DD139795B1

DD139795B1 - VENTILATOR WITH DEVIATION DEVICE

Info

Publication number: DD139795B1
Application number: DD20949678A
Authority: DD
Inventors: Klaus Dipl Ing Dr Rer Nat Jehmlich; Peter Dipl Ing Hobe; Lother Rosenow
Original assignee: Klaus Dipl Ing Dr Rer Nat Jehmlich; Hobe Peter; Rosenow Lothar
Priority date: 1978-12-04
Filing date: 1978-12-04
Publication date: 1980-11-26
Also published as: CS230654B1; SE426142B; HU185772B; DD139795A1; DE2936433A1; SU1036326A1; SE7907366L

Description

Beatmungsgerät mit Vernebelungsvorrichtung Anwendungsgebiet der Erfindung:Respirator with fogging device Field of application of the invention:

Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät mit aus Medikamentenvernebler und Steuereinheit bestehender Vernebelungsvorrichtung, die zur Atemgasanfeuchtung und insbesondere zur Medikamentenapplikation während der Inspirationsphase unabhängig vom Atemgasstrom des Beatmungsgerätes eine automatische Vernebelung des Medikamentes bewirkteThe invention relates to a ventilator with nebulizer device consisting of medicament nebulizer and control unit, which caused an automatic nebulization of the medicament for respiratory gas humidification and, in particular, for the administration of medication during the inspiration phase independently of the respiratory gas flow of the ventilator

Charakterisitik der bekannten technischen Lösungen:Characteristic of the known technical solutions:

Nach dem DD-WP 128 o2'6 ist ein Beatmungsgerät mit Vernebelungsvorrichtung bekannt, die während der unterstützten oder automatischen Beatmung eine zur Inspirationsphase synchronisierte Verneblerleistung neben gleichzeitig kontinuierlicher Atemgas-According to the DD-WP 128 o2'6 a respirator with fogging device is known, which during the assisted or automatic ventilation synchronized to the inspiratory phase nebulizer power in addition to simultaneously continuous breathing gas

durchlaßleistimg gewährleistet. Die Vemebelungsvorrichtung ist mit der Steuerung des Beatmungsgerätes signalverknüpft und besteht aus einer Steuereinheit mit Druck- und Mengenverstärkung, die einerseits mit einer separaten Energiequelle oder mit der Druckgasquelle des Beatmungsgerätes und andererseits mit einem Medikamentenvernebler bekannter Ausführung verbunden ist. Die Steuereinheit ist mit Doppelmembranrelais versehen, deren einheitliche ausgebildete Ein- und Ausgänge mit über Verteilerblöcke geleiteten logischen Eingangssignalen , mit über eine Reduzierung geleiteten Hilfsdruck der Druckgasquelle und mit Atmosphärendruck belegt sind· Bei anliegendem Drucksignal am Signaleingang der Steuereinheit bestehen vom Hilfsdruck gespeiste Ausgangssignale, welche in einem mit der Verneblerdüse des patientennah angeordneten Medikamentenverneblers verbundenen Anschlußblock geführt werden, Die Anordnung der Yernebelungsvorrichtung im Beatmungsgerät und deren Aufbau gestatten jedoch nur einen konstanten Verneblerstrom.Durchlaßleistimg ensured. The Vemebelungsvorrichtung is signal-linked to the control of the ventilator and consists of a control unit with pressure and volume gain, which is connected on the one hand with a separate power source or with the compressed gas source of the ventilator and on the other hand with a medicament nebulizer known design. The control unit is provided with double diaphragm relays, the uniformly formed inputs and outputs of which are fed via manifolds controlled logical input signals, with a reduction guided auxiliary pressure of the compressed gas source and at atmospheric pressure · When adjacent pressure signal at the signal input of the control unit are fed by the auxiliary pressure output signals which in However, the arrangement of the Yernebelungsvorrichtung in the ventilator and their construction allow only a constant nebulizer flow.

In der DE-OS 2 6o2 81o wird ein Verfahren zur Beatmung sowie ein Beatmungsgerät mit Servoeinstellvorrichtung, Strömungsverstärkungseinrichtungen, Strömungsbeschleunigungsvorrichtung und Zerstäuber oder Vernebler beschrieben. Während der Inspirationsphase erfolgt eine automatische Zerstäubung bzw. Vernebelung, da die Beatmungsgase durch den Vernebler hindurchströmen müssen. Damit bestimmt die Durchflußmenge des Beatmungsstromes die Eenge der Beatmungsvernebelung. Steigt dieIn DE-OS 2 6o2 81o a method for ventilation and a ventilator with Servoeinstellvorrichtung, flow amplification devices, flow acceleration device and atomizer or nebulizer is described. During the inspiration phase, an automatic atomization or misting takes place, since the respiratory gases must flow through the nebulizer. Thus, the flow rate of the respiratory flow determines the amount of ventilation nebulization. Does that rise?

Durchflußmenge an, erhöht sich der primäre Gasstrahl von der Düse der Haupt-Venturi-Einrichtung und im Atemkreislauf tritt eine vergrößerte Durchflußmenge auf· Bei dieser Lösung kann der Beatmungsstrom durch parallele Ströme von Beatmungsgasen erhöht oder vermehrt werden, wobei einer dieser parallelen Ströme an Beatmungsgasen durch das Einstellventil für die apneustische Plateau-Durchflußmenge und der andere Beatmungsgasstrom durch die Strömungsbeschleunigungsvorrichtung strömt. Letzterer strömt während der gesamten Inspirationsphase und während eines Zeitraumes nach Beendigung der Inspirationsphase fort· Auf diese Weise ist es möglich, während des Verfahrens mit langsamer Strömung die Menge der zusätzlichen, besonderen Stoffe vom Vernebler zu verdoppeln.Flow rate increases, the primary gas jet from the nozzle of the main Venturi device and in the breathing circuit occurs an increased flow rate · In this solution, the ventilation flow can be increased or increased by parallel flows of respiratory gases, with one of these parallel streams of respiratory gases through the apneustic plateau flow rate adjustment valve and the other breathing gas flow through the flow accelerator flow. The latter continues throughout the inspiratory phase and for a period of time after the completion of the inspiratory phase. In this way it is possible to double the amount of additional, special substances from the nebulizer during the slow flow process.

Bei diesem bekannten Beatmungsgerät ist die Verneblerleistung abhängig vom Beatmungsgasstrom. Zusätzliche parallele Beatmungsgasströme können den Beatmungsgasstrom und damit auch die Verneblerleistung erhöhen oder vermehren· Der zusätzliche durch die Strömungsbeschleunigungsvorrichtung strömende Beatmungsgasstrom fließt während der Inspirationsphase und während des Zeitraumes für die apneustische Strömung· In letzterem Zeitraum kann aber nur dem Luftröhren-Bronchien-Bereich ein Aerosol mit größeren Partikeln zugeführt werden·In this known ventilator, the nebuliser performance is dependent on the ventilation gas flow. The additional ventilation gas flow passing through the flow accelerator flows during the inspiratory phase and during the apneustic flow period. However, in the latter period, only the tracheal bronchial area may be aerosolized larger particles are supplied ·

Ziel der Erfindung:Object of the invention:

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Beatmungsgeräte mit Medikamentenvernebelung zu beseitigen, um eine hochwirksame Beatmungstherapie verbunden mitThe object of the invention is to eliminate the disadvantages of the known ventilators with medication nebulization, associated with a highly effective ventilation therapy

einer beeinflußbaren Medikamentenapplikation zu erreichen· Darlegung des Wesens der Erfindung:to achieve an influenceable drug application · Statement of the essence of the invention:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mit der Steuerung des Beatmungsgerätes signalverknüpfte Vernebelungsvorrichtung zu schaffen, die eine druckabhängige und eine zeitabhängige Zuschaltung des Aerosolstromes zum Beatmungsgasstrom gewährleistet sowie eine gezielte Beeinflussung des Nebelspektrums und der Produktivität des Medikamentenverneblers gestattet.The invention has for its object to provide a signal-linked with the control of the ventilator nebulizer, which ensures a pressure-dependent and a time-dependent connection of the aerosol flow to the respiratory gas flow and a targeted influencing the Nebelspektrums and the productivity of the medicament nebulizer permits.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steuereinheit der Vernebelungsvorrichtung aus einer druckabhängigen Verzögerungsschaltung und/oder einer zeitabhängigen Verzögerung s schaltung besteht, die eingangsseitig über die Steuerleitung mit der Steuerung des Beatmungsgerätes und ausgangsseitig mit der Wahlschaltung und dem nachgeordneten Medikamentenvernebler verknüpft sind, daß die Atemdruckleitung der Steuerung des Beatmungsgerätes an einen Schwellwertschalter der druckabhängigen Verzögerungsschaltung sowie an zwei weitere parallel geschaltete Schwellwertschalter der Beatmungsgerätesteuerung angeschlossen ist und daß die beiden Schwellwertschalter über ein Flip-Flop-Element einerseits mit der zeitabhängigen Verzögerungsschaltung und andererseits mit einem Injektor und über diesen mit einem Mischglied des Medikamentenverneblers verbunden sind.According to the invention the object is achieved in that the control unit of the nebulization device consists of a pressure-dependent delay circuit and / or a time-delay s circuit, the input side are linked via the control line to the control of the ventilator and the output side to the selector circuit and the downstream medication nebulizer, that the Respiratory pressure line of the controller of the ventilator to a threshold value of the pressure-dependent delay circuit and connected to two more parallel threshold value of the ventilator control and that the two threshold value via a flip-flop element on the one hand with the time-dependent delay circuit and on the other hand with an injector and on this with a mixing element connected to the medication nebulizer.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß entsprechend der gwünschten bzw, benötigten Verteilung des Medi—The advantage of the solution according to the invention is that according to the desired or required distribution of the medicament

kamentes im Atemtrakt der Aerosolstrom einmal in Abhängigkeit vom erreichten Inspirationsdruck und zum anderen verzögert gegenüber dem Beginn einer jeweiligen Inspirationsphase dem vom Beatmungsgerät kommenden Hauptnährgasstrom zugeschaltet werden kann»In the respiratory tract the aerosol flow can be switched on once depending on the achieved inspiratory pressure and on the other hand delayed with respect to the beginning of a respective inspiration phase, the main flow of nutrient gas coming from the respirator.

Vorzugsweise besteht die druckabhängige Verzögerungsschaltung aus einem Schwellwertschalter und einem UND-Glied, dessen einer Eingang mit dem Ausgang des Schwellwertschalters und dessen anderer Eingang mit der Steuerleitung des Injektors verbunden ist·Preferably, the pressure-dependent delay circuit consists of a threshold value switch and an AND gate whose one input is connected to the output of the threshold switch and whose other input is connected to the control line of the injector.

In bevorzugter Ausführung besteht die Wahlschaltung aus zwei UND-Gliedern und einem mit diesen signalverknüpften ODER-Glied_t wobei jeweils ein Eingang der UMD-Glieder mit einem Funktionswahlschalter, der zweite Eingang des einen UND-Gliedes mit dem zeitabhängigen Verzögerungsglied und der zweite Eingang des anderen UND-Gliedes mit der druckabhängigen Verzögerungsschaltung verbunden und der Ausgang des ODER-Gliedes an den medikament enverne bier angeschlossen ist, dessen Versorgungsleitung über ein Mischglied in die Inspirationsleitung einmündet.In a preferred embodiment, the selection circuit consists of two AND gates and a signal OR with these OR gate _t wherein each one input of the UMD members with a function selector switch, the second input of an AND gate with the time-dependent delay element and the second input of the other AND gate connected to the pressure-dependent delay circuit and the output of the OR gate is connected to the drug enverne beer, opens the supply line via a mixing member in the inspiratory line.

Vorteilhafterweise ist der Verneblerdüse des Medikamentenverneblers ein Druckminderer und ein Drosselventil vorgeschaltet und dazwischen ein Manometer angeordnet« Die Regulierung des Vordruckes und des Mengenstromes vor der Verneblerdüse bringt den Vorteil, daß gleichzeitig bzw. unabhängig von der zeit- und druckabhängigen Zuschaltung des Aerosolströmes zum Atemgasstrom die Verneblerproduktivität des Medikamentenverneblers und dessen Nebelspektrum wunschgemäßAdvantageously, the nebulizer nozzle of the medicament nebulizer is preceded by a pressure reducer and a throttle valve. The regulation of the admission pressure and the mass flow upstream of the nebulizer nozzle has the advantage that the nebuliser productivity is simultaneously or independently of the time-dependent and pressure-dependent connection of the aerosol flow to the respiratory gas flow of the drug nebulizer and its fog spectrum as desired

verändert werden können· Liegt der Krankheitsherd z· B· in den Alveolen, sollte die Massenverteilungsdichte des Aerosols bei ca· 1 um liegen, während für Erkrankungen der oberen Luftwege eine Größenordnung der Teilchen von 5 um geeignet ist. Insgesamt ist es möglich, den Therapieerfolg durch ein gezielt eingesetztes Medikamentenaerosol wesentlich zu verbessern und nicht erkrankte Gewebe vor Medikamentennebenwirkungen gut zu s schützen·If the focus of the disease is z. B. in the alveoli, the mass distribution density of the aerosol should be about 1 .mu.m, while for diseases of the upper respiratory tract a particle size of 5 .mu.m is suitable. Overall, it is possible to significantly improve the therapeutic success of a deliberately used drug aerosol and to protect non-diseased tissue well against side effects of medication.

Ausführungsbeispiel ζEmbodiment ζ

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden· In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to an embodiment in the accompanying drawings:

Pig· 1: eine im Bypass zum Beatmungsgasstrom geschaltete VernebelungsvorrichtungPig · 1: a misting device connected in bypass to the breathing gas flow

Pig» 2: eine Anordnung und Signalverknüpfung logischer Elemente in einer Vernebelungsvorrichtung·Pig "2: Arrangement and Signal Association of Logic Elements in a Fog Device ·

Das in Fig. 1 dargestellte Beatmungsgerät 1 ist über die Atemschläuche 2 und das Y-Stück 3 mit dem Patientenatemraum 4 verbunden, wobei in der Inspirationsleitung 5 ein Medikamentenvernebler 6 patientennah angeordnet ist· Eine im Bypass zum Atemgasstrom geschaltete Vernebelungsvorrichtung 7, bestehend aus einer Steuereinheit 8 und dem Medikamentenvernebler 6, ist eingangsseitig über eine Steuerleitung 9 mit dem Beatmungsgerät 1 sowie über eine Hilfsenergieversorgungsleitung 11 mit der Druckgasquelle verbunden und mündet ausgangsseitig über eine Versorgungsleitung 12 des Medikamentenverneblers 6 in die Inspirationsleitung 5·The respirator 1 shown in Fig. 1 is connected via the breathing tubes 2 and the Y-piece 3 with the patient breathing space 4, wherein in the inspiratory line 5 a medication nebulizer 6 is arranged close to the patient · A in the bypass to the respiratory gas flow nebulizer 7, consisting of a control unit 8 and the medication nebulizer 6, the input side is connected via a control line 9 with the ventilator 1 and via an auxiliary power supply line 11 to the compressed gas source and ends on the output side via a supply line 12 of the medicament nebulizer 6 in the inspiratory line 5 ·

Die in Pig. 2 dargestellte Steuerung Io des Beatmungsgerätes 1 für die assistierte Beatmung ist eine einfache und für viele Pälle der Medikamentenapplikation ausreichend Variante, Ein Flip-Plop-Eleinent 13 ist eingangsseitig mit einem Schwellwertschalter 14 für die untere Atem-druckschwelle zur Einleitung der Inspirationsphase und einem Schwellwertschalter 15 für die obere Atemdruckschwelle zur Beendigung der Inspirationsphase verbundene Ausgangsseitig steuert das Plip-Plop-Element 13 über ein Strom'r-ventil 16 einen Injektor 17, der mittels eines Mischgliedes 33. an das der Medikamentenvernebler 6 gleichfalls angeschlossen ist, den Ausgang der Verneblervorrichtung bildet. Die Steuereinheit 8 besteht aus einer zeitabhängigen Verzögerungsschaltung 18, einer druckabhängigen Verzögerungsschaltung 19 und einer Wahlschaltung 2o· Das in der Steuerleitung 9 inspirationsphasensynchrone Signal liegt am Verzögerungsglied 18 und an einem Eingang eines MD-Gliedes 21 der druckabhängigen Verzögerungsschaltung 19 an· Das analoge Atemdrucksignal 22 ist über einen Schwellwertschalter 23 mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes 21 verbunden. Um das analoge Atemdrucksignal 22 dem Schwellwertschalter 23 nebenwirkungsfrei zuzuführen, ist eine separate Atemdruckleitung 24 zum Patientenatemraum 4 vorgesehen. Die Ausgangssignale der Verzögerungsschaltung 18 und des UND-Gliedes 21 sind mit jeweils einem Eingang zweier UND-glieder 25, 26, ausgeführt als Konjuktor 25 und Inhibitor 26, die Bait einem ODER-Glied 27 zu einer Wahlschaltung 2o signalverknüpft sind, verbunden· Die zweiten Eingänge der UND-Glieder 25, 26 sind mit einem vom Punktionswahlschalter 28 kommenden Punktionswahlsignal 29 belegt. Der Punktionswahlschalter 28The one in Pig. 2 control of the ventilator 1 for assisted ventilation is a simple and sufficient for many cases of drug application variant, a flip-plop Eleinent 13 is the input side with a threshold value 14 for the lower respiratory pressure threshold to initiate the inspiration phase and a threshold 15 For the upper respiratory pressure threshold for the completion of the inspiration phase connected output side controls the plip-plop element 13 via a Strom'r valve 16 an injector 17 which is also connected by means of a mixing member 33. to the medication nebulizer 6, forms the output of the nebulizer device , The control unit 8 consists of a time-dependent delay circuit 18, a pressure-dependent delay circuit 19 and a selector circuit 2o. The inspiration phase-synchronous signal in the control line 9 is applied to the delay element 18 and to an input of an MD element 21 of the pressure-dependent delay circuit 19. The analogue respiratory pressure signal 22 is connected via a threshold value switch 23 to the second input of the AND gate 21. In order to supply the analogue respiratory pressure signal 22 to the threshold value switch 23 with no side effects, a separate breathing pressure line 24 is provided for the patient breathing space 4. The output signals of the delay circuit 18 and the AND gate 21 are each connected to an input of two AND gates 25, 26, designed as a Konjuktor 25 and inhibitor 26, the Bait an OR gate 27 are signal-linked to a selector circuit 2o connected · The second Inputs of the AND gates 25, 26 are occupied by a punctual selection signal 29 coming from the punctuation selector 28. The puncture selector 28

dient der Festlegung zur druck- oder zeitabhängigen Verzögerung. Der Ausgang des ODER-Gliedes 27 der Wahlschaltung 2o ist an den Medikamentenvernebler 5 angeschlossen·is used to determine the pressure or time-dependent delay. The output of the OR gate 27 of the selector circuit 2o is connected to the medicament atomizer 5.

Dem Medikamentenvernebler sind ein Druckminderer 3o und ein Drosselventil 31 vorgeschaltet· Der Druckminderer 3o reguliert den Vordruck vor der Verneblerdüse und beeinflußt damit die Qualität des Hebelspektrums. Der Vordruck wird an einem Manometer 32 kontrolliert. Das Drosselventil 31 reguliert den der Verneblerdüse anzubietenden Mengenstrom, von dem die Produktivität des Medikamentenverneblers 6 abhängig ist.The medicament nebulizer is preceded by a pressure reducer 3o and a throttle valve 31. The pressure reducer 3o regulates the admission pressure in front of the nebulizer nozzle and thus influences the quality of the lever spectrum. The pre-pressure is controlled on a pressure gauge 32. The throttle valve 31 regulates the nebulizer nozzle to be offered flow rate, on which the productivity of the medicament nebulizer 6 is dependent.

Claims

«9 ~
Invention claims:

1 ventilator with nebulizer consisting of medication nebulizer and control unit, which is arranged in the bypass to the respiratory gas flow with the control of the ventilator and an inlet to the compressed gas source and an outlet connected to the patient's breathing space, the control unit of logical membrane elements and pressure and volume booster valves, by means of which, independently of the flow rate of the respiratory gas flow of the guided via the nebulizer Gasserir is controlled and this v / during the inhalation causes an automatic nebulization, characterized in that the control unit (8) from a pressure-dependent delay circuit (19) and a time-dependent delay circuit (18), the input side via the control line (9) and the respiratory pressure line (24) with the ventilator control (lo) or the breathing space of the patient (4) and the output side with the selector circuit (2o) and nachgeo nend medicament nebulizer (6) are linked, that the breathing pressure line (24) of the ventilator control (lo) to a threshold value switch (23)

the pressure-dependent delay circuit (19) as well as to two further parallel connected threshold value switch (14, 15) of the ventilator control (lo) is connected and that the threshold value switches (14, 15) via a flip-flop element (13) on the one hand with the time-dependent delay circuit (18) and on the other hand with an injector (17) and via this with the mixing member (33) of the medicament mist remover (6) are connected.

- Io -

2. ventilator with fogging device according to item 1, characterized in that the pressure-dependent delay circuit (19) consists of the threshold value switch (23) and an AND gate (21) whose one input to the output of the threshold switch (23) and the other Input is connected to the control line (9).

3 · ventilator with fogging device according to item 1, characterized in that the selection circuit (2o) consists of two AND gates (25 »26) and an OR gate (27) connected to these, each having one input of the AND gates (2). 25 »26) is connected to a punctuation selector switch (28), the second input of the AND gate (25) to the time-dependent delay circuit (18) and the second input of the AND gate (26) to the output of the pressure-dependent delay circuit (19) ,

4β ventilator with fogging device according to item 1, characterized in that the output of the OR gate (27) of the selector circuit (2o) to the medicament nebulizer (6) is connected, the supply line (l2) via the mixing member (33) in the inspiratory line ( 5) opens ·

5 ventilator with nebulizer device according to item 1, characterized in that the medicament nebulizer (6) upstream of the nebulizer nozzle, a pressure reducer (3o) and a throttle valve (31) upstream and between a manometer (32) is arranged.

Dazu_Z_Seiten drawings