WO2005002657A1 - Artificial respiration head and artificial respiration device for new-borns - Google Patents

Artificial respiration head and artificial respiration device for new-borns Download PDF

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WO2005002657A1
WO2005002657A1 PCT/AT2004/000228 AT2004000228W WO2005002657A1 WO 2005002657 A1 WO2005002657 A1 WO 2005002657A1 AT 2004000228 W AT2004000228 W AT 2004000228W WO 2005002657 A1 WO2005002657 A1 WO 2005002657A1
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tube
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ventilation
flow measuring
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PCT/AT2004/000228
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Martin Wald
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Martin Wald
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    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/08Bellows; Connecting tubes ; Water traps; Patient circuits
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    • A61M2016/003Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
    • A61M2016/0033Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • A61M2016/0036Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the breathing tube and used in both inspiratory and expiratory phase

Definitions

  • the invention relates to a ventilation head for a respirator for newborns, in particular for extremely small premature babies, with an inspiration port for connecting an inspiration line, an expiration port for connecting an expiration line with an expiration valve, and a tube connection for connecting a tube for connection to the patient's lung, and with a flow measuring device.
  • the invention relates to a respirator with a ventilation head described above, with a device for providing air via the inspiration line to the inspiration port of the ventilation head and with an expiration line connected to the expiration port of the ventilation head with an expiration valve and with a tube connected to the tube connection of the ventilation head Connection with the patient's lung and with a flow measuring device.
  • Ventilators which are usually pneumatically / electrically driven, serve to maintain breathing artificially or to support spontaneous breathing. While artificial respirators for adults usually only produce a gas flow during inspiration, respirators for newborns work according to a different principle. Such ventilation machines for newborns deliver a continuous flow into the inspiration hose and over the ventilation head, the so-called Y-piece, into the
  • the dead space volume is a particularly big problem when ventilating newborns.
  • the dead space volume is an air volume that moves with every breathing cycle must, but does not contribute to gas exchange. At the end of the expiration there is used exhaled air in the tube between the Y-piece and the lung alveoli, which is pushed back into the lungs with the next inspiration. In artificial respiration for adults, this dead space volume is very small in contrast to the tidal volume and is usually negligible.
  • the dead space volume can even be larger than the spontaneous tidal volume, which is why the dead space volume must be reduced for an exact recording of the tidal volumes in the artificial ventilation of newborns. Since excessive tidal volumes can lead to chronic lung damage in premature babies and the pressure amplitude between inspiration and expiration plays a role in the pathophysiology of chronic lung damage, care must be taken to minimize the tidal volume when ventilating premature babies. For example, a premature baby with a weight of 500 g has an average tidal volume of approx. 3 ml, the alveolar ventilation responsible for gas exchange comprising approx. 2 ml. In the case of intubation and the artificial ventilation currently customary, the dead space not involved in gas exchange increases to at least 4.2 ml, above all due to the flow sensor, and is therefore more than twice the alveolar ventilation per breath.
  • DE 40 34 176 AI describes a spirometry measuring device with particular suitability for spontaneously breathing and artificially ventilated premature babies, newborns and infants, which solves the known problems by using a measuring adapter and an automatic blow-through pressure measuring device with processing and control electronics. This enables trouble-free registration of the respiratory rate and the tidal volume to be achieved over several days. However, the design effort and thus the probability of errors is relatively high.
  • DE 42 32 298 AI also describes a device for measuring flow and minute ventilation with integrated automatic calibration device, which is particularly suitable for artificial ventilation of premature babies, newborns and infants.
  • DE 35 39 719 AI also describes a breathing monitor with a special ventilation head, in which the dead space volume is reduced. This makes the respiration monitor particularly suitable for spontaneously breathing and artificially ventilated premature babies, newborns and infants.
  • dead space washout In order to reduce the dead space volume, there is also a so-called dead space washout, in which the dead space is replenished with fresh air at the end of the expiration due to an additional flow. In the subsequent inspiration, only fresh air gets into the patient's lung. However, the additional flow to fill up the dead space at the end of the expiration requires its own heating and its own pump and, above all, its own safety concept so that excessive pressure does not get into the patient's lungs in the event of a tube blockage. However, due to the relatively high cost and the relatively high level of uncertainty, this concept has not yet become established.
  • the object of the present invention is therefore to provide a ventilation head for a ventilation machine for newborns, especially extremely small premature babies, which provides a reliable conclusion about the actual tidal volume and thus a reliable setting of the parameters of artificial respiration.
  • the facility should be as simple and robust as possible and as little prone to failure as possible. Disadvantages of the prior art should be avoided or at least reduced.
  • Another task is to create a ventilator for newborns, especially extremely small premature babies, which allows reliable detection of the actual tidal volume and thus a reliable setting of the ventilation parameters and is particularly simple and inexpensive and less prone to failure.
  • the first object according to the invention is achieved by a respiratory head of the specified type, a bypass bridging the flow measuring device being arranged between the inspiration connector or the inspiration line connected therein and the tube connection or the tube connected to it.
  • the inspiratory hose system is thus divided into two lines, the flow being measured in one line.
  • the bridging bypass allows the dead space to be filled with fresh air at the end of the expiration. In the subsequent inspiration, essentially only fresh air enters the patient's lung.
  • the flow measuring device located in the ventilation head is thus able to measure the flow without dead space volume, as a result of which the particularly small tidal volumes occurring during ventilation of newborns can be determined very precisely.
  • the solution according to the invention is characterized by particular simplicity, which means that particularly low manufacturing costs, but also a particularly low susceptibility to failure, are associated.
  • the one end of the bypass bridging the flow measuring device can also be connected in a device for closed suction, which can be attached instead of the usual tube connection.
  • the bypass is advantageously connected to the inspiration tube or the inspiration line via corresponding connecting pieces and connected to the tube connection or the tube.
  • These generally detachable connections can be made using standard connections used in medicine, such as plug-in or bayonet connections.
  • the bypass has a cross section, that the amount of air flowing through the bypass during the inspiration phase is 10 to 40% of the total inspired air. This means that the majority of the flow is directed through the ventilation head and the flow measuring device into the tube and only a small proportion is led through the bypass. It makes no difference to the patient whether the inspired air comes from the ventilation head or the bridging bypass. Studies have shown that the flow is very variable over the course of a breathing cycle.
  • the flow measuring device must be calibrated to a constant expiratory flow.
  • the flow measuring device in the respiratory head according to the invention only detects a relative change in flow which makes calibration necessary.
  • a device for calibrating the flow measuring device is provided according to a further feature of the invention.
  • Such a calibration device can be formed in the bypass, for example, in the form of an additional flow sensor.
  • bypass it is possible for the bypass to be integrated in the ventilation head and, if necessary, to be produced in one piece with it.
  • the bypass is advantageously made of plastic.
  • the cleanability and sterilizability required in medicine must be taken into account.
  • the flow measuring device can be formed by a differential pressure meter or a heating wire anemometer or glow wire flow sensor. Of course, other measurement methods are also possible.
  • the flow measuring device is advantageously connected via corresponding measuring connections in the ventilation head. As a result, the flow measuring device can continue to be used even when the ventilation head is replaced.
  • the ventilator can be controlled or regulated based on the measured breath parameters.
  • the second object of the invention is also achieved by a respirator with a ventilation head as described above and a device for providing air via the inspiration line to the inspiration port of the ventilation head and with an expiration line connected to the expiration port of the ventilation head with an expiration valve and with one connected to the tube connection of the ventilation head Tube for connection to the patient's lung and to a flow measuring device, in which a control device is provided which is connected to the flow measuring device, the expiration valve and the device for providing air.
  • the ventilation can also be regulated precisely in newborns without the risk of damage to the lungs from excessive breath volumes.
  • a heating device and a humidification device are advantageously arranged in the inspiration line.
  • a safety valve or the like is arranged, by means of which the patient is protected from overpressure in the region of the inspiratory thigh, and over-inflation of the patient's lung is prevented.
  • the device for providing air can be formed by a pump, possibly with a reservoir.
  • the reservoir can build up the pressure required during inspiration again during the expiratory phase.
  • Figure 1 is a schematic principle of operation of a ventilator for newborns with continuous flow according to the prior art.
  • FIG. 2 shows a schematic functional principle of a respiratory head according to the invention
  • FIG. 3a to 3c schematically the function of the ventilator according to the invention during a breathing cycle
  • FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a respiratory head according to the invention.
  • a device 1 for providing air supplies a continuous flow to the inspiratory tube 2, which is connected to the inspiratory connector 3 of the respiratory head 4.
  • the respiratory head 4 or the so-called Y-piece has an expiratory connection 5, to which an expiratory line 6 is connected.
  • At the end of the expiration line 6 there is a time-controlled expiration valve 7, via which the ventilation of the patient is controlled.
  • the tube 9, which is connected to the patient's lung 10, is connected to the tube connection 8 of the ventilation head 4.
  • the expiration valve 7 is closed, as a result of which a pressure builds up in the ventilation system, which pressure is passed into the patient's lung 10 via the tube connection 8 of the ventilation head 4 or Y-piece and the tube 9. If the expiration valve 7 is now opened again at the beginning of the expiration, the patient's lung 10 is passively emptied.
  • Mechanical ventilation with continuous flow enables the newborn to also move between the mechanical breaths, which are predetermined by the opening and closing of the expiration valve 7 to breathe spontaneously.
  • the flow measuring device 11 is located in the ventilation head 4 or Y-piece above the tube connection 8.
  • the flow that flows into or out of the patient's lung 10 becomes the flow -Measuring device 11 detected.
  • the flow measuring device 11 measures the total flow, which flows over the tube 9 towards the patient's lung 10 and out of it.
  • the part between the ventilation head 4 and the patient's lung 10 is filled with used exhaled air, which is pushed back into the patient's lung 10 during inspiration by the pressure in the ventilation system.
  • the necessary tidal volume, which is required for adequate ventilation in the alveoli of the patient's lung 10, must therefore be increased accordingly.
  • the dead space volume is not negligible compared to the tidal volume, but can even be larger than the tidal volume, it is absolutely necessary to take the dead space volume into account in the artificial ventilation of newborns. Excessive tidal volumes and the pressure amplitude that occurs between inspiration and expiration can lead to chronic lung damage in newborns and should therefore be avoided at all costs. It should be noted that heating and humidifying devices and devices for removing the condensed water are not shown in the functional diagram for the sake of simplicity.
  • Fig. 2 shows schematically the part of a ventilator for newborns around the so-called ventilation head 4 or the Y-piece.
  • the respiratory head 4 has an inspiration connector 3 for connecting an inspiration hose 2 and an expiration connector 5 for connecting an expiration line 6.
  • a tube 9, which establishes the connection to the patient's lung 10, is connected via a tube connection 8.
  • the respiratory head 4 or the so-called Y-piece is usually made of sterilizable plastic.
  • a flow measuring device 11 is arranged above the tube connection 8. According to the invention, a bypass 12 bridging the flow measuring device 11 is arranged between the inspiration connection 3 or the inspiration line 2 connected to it and the tube connection 8 or the tube 9 connected to it.
  • the inspiratory flow which is led via the inspiration line 2 to the ventilation head 4, is thus divided into two flows, namely one through the ventilation head 4 and one via the bypass 12.
  • the air is pressed into the patient's lung 10 both via the ventilation head 4 and via the bypass 12 via the tube 9.
  • the bypass 12 serves to wash out the dead space volume.
  • the bypass 12 can be connected via connecting pieces 13, 14. It is also possible for the bypass 12 to be produced in one piece with the ventilation head 4.
  • the cross section of the bypass 12 is smaller than that of the inspiratory part of the respiratory head 4, advantageously so large that the amount of air flowing through the bypass 12 during the inspiration phase is at most between 10 and 40% of the total inspiratory air.
  • FIGS. 3a to 3c The function of the bypass during a breathing cycle is shown in FIGS. 3a to 3c.
  • 3a shows artificial ventilation during the inspiration phase.
  • the expiration valve 7 is closed, and the fresh breathing gas supplied via the inspiration line 2 passes partly via the respiratory head 4 or the Y-piece and partly via the bypass 12 to the tube connection 8 and via the tube 9 into the patient's lung 10.
  • Die Flow measuring device 11 which is located above the tube connection 8 in the ventilation head 4, measures the inspiratory flow that flows through the ventilation head 4.
  • the expiration valve 7 is opened, which leads to a passive emptying of the patient's lung 10. This means that the exhaled air escapes via the ventilation head 4 and the expiration line 6 via the expiration valve 7.
  • a portion of the fresh breathing gas that has flowed in via the inspiration line 2 and the bypass 12 is likewise conducted into the expiration line 6 and the expiration valve 7 via the ventilation head 4 and the flow measuring device 11.
  • a part of the ventilation head 4 is designed as a housing 15, in which the flow measuring device 11 can be arranged, for example plugged in.
  • the flow measuring device 11 can be formed by a heating wire anemometer and has an interface 16 for connection to a control device (not shown).
  • the housing 15 also contains the tube connection 8, via which the tube 9, which establishes the connection with the patient's lung 10, can be connected.
  • An opening 17 for arranging one end of the bypass 12 is provided in the housing 15. The other end of the bypass 12 is led to the inspiration line 2 via a connecting piece 13.
  • the housing 15 as part of the ventilation head 4 is advantageously made of plastic.
  • the housing 15 In order to enable the housing 15 to be used several times, it consists of materials which can withstand the usual sterilization methods.
  • the entire respiratory head 4, i.e. the housing 15 together with the Y-piece, at most with the connecting piece 13 and at most with the bypass 12 also be made in one piece.

Abstract

The invention relates to an atrificial respiration head (4) for an artificial respiration device for new-borns consisting of an inspiration connecting piece (3) for connecting an inspiration conduit (2), an expiration connecting piece (5) for connecting an expiration conduit (6) provided with an expiration valve (7), a tube connector (8) for connecting a tube (9) which is used for liaison with a patient's lungs (10) and a flow measuring device (11). Said invention relates to an artificial respiration device comprising such an atrificial respiration head (4). In order to reduce a dead volume while flow measurement during a new born respiration, a bypass (12) shunting the flow measuring device (11) is arranged between the inspiration connecting piece (3) and the inspiration conduit (2) connected thereto and the tube connector (8) or the tube (9) connected thereto.

Description

Beatmungskopf und Beatmungsgerät für Neugeborene Ventilation head and ventilator for newborns
Die Erfindung betrifft einen Beatmungskopf für ein Beatmungsgerät für Neugeborene, insbesondere für extrem kleine Frühgeborene, mit einem Inspirationsstutzen zum Anschluss einer Inspirationsleitung, einem Exspirationsstutzen zum Anschluss einer Exspirationsleitung mit einem Exspirationsventil, und einem Tubusanschluss zum Anschluss eines Tubus zur Verbindung mit der Patientenlunge, und mit einer Flow-Messeinrichtung.The invention relates to a ventilation head for a respirator for newborns, in particular for extremely small premature babies, with an inspiration port for connecting an inspiration line, an expiration port for connecting an expiration line with an expiration valve, and a tube connection for connecting a tube for connection to the patient's lung, and with a flow measuring device.
Weiters betrifft die Erfindung ein Beatmungsgerät mit einem oben beschriebenen Beatmungskopf, mit einer Einrichtung zur Bereitstellung von Luft über die Inspirationsleitung an den Inspirationsstutzen des Beatmungskopfes und mit einer am Exspirationsstutzen des Beatmungskopfes angeschlossenen Exspirationsleitung mit einem Exspirationsventil und mit einem am Tubusanschluss des Beatmungskop es angeschlossenen Tubus zur Verbindung mit der Patientenlunge, und mit einer Flow-Messeinrichtung.Furthermore, the invention relates to a respirator with a ventilation head described above, with a device for providing air via the inspiration line to the inspiration port of the ventilation head and with an expiration line connected to the expiration port of the ventilation head with an expiration valve and with a tube connected to the tube connection of the ventilation head Connection with the patient's lung and with a flow measuring device.
Beatmungsgeräte, welche üblicherweise pneumatisch/elektrisch angetrieben werden, dienen zur künstlichen Aufrechterhaltung der Atmung oder zur Unterstützung der Spontanatmung. Während künstliche Beatmungsmaschinen für Erwachsene üblicherweise nur während der Inspiration eine Gasströmung erzeugen, funktionieren Beatmungsmaschinen für Neugeborene nach einem anderen Prinzip. Derartige Beatmungsmaschinen für Neugeborene liefern einen kontinuierlichen Flow in den Inspirationsschlauch und über den Beatmungskopf, das sogenannte Y-Stück, in denVentilators, which are usually pneumatically / electrically driven, serve to maintain breathing artificially or to support spontaneous breathing. While artificial respirators for adults usually only produce a gas flow during inspiration, respirators for newborns work according to a different principle. Such ventilation machines for newborns deliver a continuous flow into the inspiration hose and over the ventilation head, the so-called Y-piece, into the
Exspirationsschlauch, der wieder zur Beatmungsmaschine zurückläuft, wo an dessen Ende ein Exspirationsventil angeordnet ist. Am Beginn der Inspiration wird das Exspirationsventil geschlossen, wodurch sich im Beatmungssystem ein Druck aufbaut und der Flow aus dem Y-Stück über den Tubus in die Patientenlunge geleitet wird. Am Beginn der Exspiration wird das Exspirationsventil wieder geöffnet, wodurch es zu einer passiven Entleerung der Lunge kommt. Zur Beurteilung der Lungenbelüftung bei künstlicher Beatmung wird das Atemminutenvolumen gemessen. Die Messung des Atemminutenvolumens bei der Beatmung von Neugeborenen, insbesondere von extrem kleinen Frühgeborenen, stellt je- doch aufgrund der geringen Atemzugvolumina ein Problem dar. Aus diesem Grund muss der Flow-Sensor im Gegensatz zu Beatmungsgeräten für Erwachsene direkt hinter dem Tubusadapter des Beatmungskopfes angeordnet werden. Abgesehen davon, dass besonders empfindliche Flow-Sensoren zur Messung der sehr kleinen Atemzugvolumina bei der künstlichen Beatmung von Neugeborenen erforderlich sind, stellt das sogenannte Totraumvolumen bei der Beatmung von Neugeborenen ein besonders großes Problem dar. Das Totraumvolumen ist ein Luftvolumen, das bei jedem Atemzyklus mitbewegt werden muss, jedoch nicht zum Gasaustausch beiträgt. Am Ende der Exspiration befindet sich nämlich im Tubus zwischen Y-Stück und Lungenalveolen verbrauchte Ausatemluft, welche bei der nächsten Inspiration wieder in die Lunge zurückgedrängt wird. Bei der künstlichen Beatmung von Erwachsenen ist dieses Totraumvolumen im Gegensatz zum Atemzugvolumen sehr gering und meist vernachlässigbar. Bei Neugeborenen, insbesondere extrem kleinen Frühgeborenen, kann das Totraumvolumen sogar größer als das spontane Atemzugvolumen werden, weshalb für eine exakte Erfassung der Atemzugvolumina bei der künstlichen Beatmung von Neugeborenen das Totraumvolumen reduziert werden muss. Nachdem zu große Atemzugvolumina zu chronischen Lungenschädigungen bei Frühgeborenen führen können und die Druckamplitude zwischen In- und Exspiration ursächlich eine Rolle in der Pathophysiologie von chronischen Lungenschädigungen spielt, muss bei der Beatmung Frühgeborener auf ein möglichst geringes Atemzugvolumen geachtet werden. Beispielsweise hat ein Frühgeborenes mit einem Gewicht von 500 g ein mittleres Atemzugvolumen von ca. 3 ml, wobei die für den Gasaustausch veranwortliche alveolare Ventilation ca. 2 ml um- fasst. Im Fall einer Intubation und der derzeit üblichen künstlichen Beatmung vergrößert sich der nicht am Gasaustausch beteiligte Totraum vor allem durch den Flowsensor auf mindestens 4,2 ml und beträgt somit mehr als das Doppelte der alveolaren Ventilation pro Atemhub.Expiratory hose that runs back to the ventilator, where an expiratory valve is located at the end. At the beginning of inspiration, the expiration valve is closed, which creates pressure in the ventilation system and directs the flow from the Y-piece through the tube into the patient's lung. At the beginning of the expiration, the expiration valve is opened again, which leads to a passive emptying of the lungs. To assess the ventilation of the lungs during artificial ventilation, the minute ventilation is measured. The measurement of minute ventilation during ventilation of newborns, especially of extremely small premature babies, However, due to the low tidal volumes, this is a problem. For this reason, in contrast to ventilators for adults, the flow sensor must be arranged directly behind the tube adapter of the ventilation head. Apart from the fact that particularly sensitive flow sensors are required to measure the very small tidal volumes during artificial ventilation of newborns, the so-called dead space volume is a particularly big problem when ventilating newborns. The dead space volume is an air volume that moves with every breathing cycle must, but does not contribute to gas exchange. At the end of the expiration there is used exhaled air in the tube between the Y-piece and the lung alveoli, which is pushed back into the lungs with the next inspiration. In artificial respiration for adults, this dead space volume is very small in contrast to the tidal volume and is usually negligible. In newborns, especially extremely small premature babies, the dead space volume can even be larger than the spontaneous tidal volume, which is why the dead space volume must be reduced for an exact recording of the tidal volumes in the artificial ventilation of newborns. Since excessive tidal volumes can lead to chronic lung damage in premature babies and the pressure amplitude between inspiration and expiration plays a role in the pathophysiology of chronic lung damage, care must be taken to minimize the tidal volume when ventilating premature babies. For example, a premature baby with a weight of 500 g has an average tidal volume of approx. 3 ml, the alveolar ventilation responsible for gas exchange comprising approx. 2 ml. In the case of intubation and the artificial ventilation currently customary, the dead space not involved in gas exchange increases to at least 4.2 ml, above all due to the flow sensor, and is therefore more than twice the alveolar ventilation per breath.
Das Hauptproblem bei beatmeten Früh- und Neugeborenen besteht daher darin, dass ein sicheres Messen des Atemzugvolumens ohne Belastung des Patienten nicht möglich ist. Bisherige Beatmungsköpfe bzw. Flow-Messeinrichtungen weisen ein zu großes Totraumvolumen, einen zu hohen Strömungswiderstand und andere Nachteile auf. Die DE 40 34 176 AI beschreibt eine Spirometrie-Messvorrichtung mit besonderer Eignung für spontan atmende und künstlich beatmete Früh-, Neugeborene und Säuglinge, welche die bekannten Probleme dadurch löst, dass ein Messadapter und eine automatische Durchblasdruckmessvorrichtung mit einer Verarbeitungs- und Steuerelektronik eingesetzt werden. Dadurch kann über mehrere Tage eine störungsfreie Registrierung der Atemfrequenz und des Atemzugvolumens erreicht werden. Der konstruktive Aufwand und damit auch die Fehlerwahrscheinlichkeit ist jedoch relativ hoch.The main problem with ventilated premature and newborn babies is therefore that a safe measurement of the tidal volume is not possible without stressing the patient. Previous ventilation heads or flow measuring devices have an excessively large dead space volume, an excessively high flow resistance and other disadvantages. DE 40 34 176 AI describes a spirometry measuring device with particular suitability for spontaneously breathing and artificially ventilated premature babies, newborns and infants, which solves the known problems by using a measuring adapter and an automatic blow-through pressure measuring device with processing and control electronics. This enables trouble-free registration of the respiratory rate and the tidal volume to be achieved over several days. However, the design effort and thus the probability of errors is relatively high.
Auch die DE 42 32 298 AI beschreibt eine Vorrichtung zur Flow- und Atemminutenvolumen-Messung mit integrierter automatischer Eichvorrichtung, welche besonders für die künstliche Beatmung von Früh-, Neugeborenen und Säuglingen geeignet ist.DE 42 32 298 AI also describes a device for measuring flow and minute ventilation with integrated automatic calibration device, which is particularly suitable for artificial ventilation of premature babies, newborns and infants.
Auch die DE 35 39 719 AI beschreibt einen Atemmonitor mit einem Spezialbeatmungskopf, bei dem das Totraumvolumen vermindert wird. Dadurch ist der Respirationsmonitor besonders für spontan atmende und künstlich beatmete Früh-, Neugeborene und Säuglinge geeignet .DE 35 39 719 AI also describes a breathing monitor with a special ventilation head, in which the dead space volume is reduced. This makes the respiration monitor particularly suitable for spontaneously breathing and artificially ventilated premature babies, newborns and infants.
Zur Verringerung des Totraumvolumens existiert auch eine sogenannte Totraumauswaschung, bei der durch einen zusätzlichen Flow der Totraum am Ende der Exspiration wieder mit Frischluft aufgefüllt wird. Bei der darauffolgenden Inspiration gelangt somit nur Frischluft in die Patientenlunge. Der zusätzliche Flow zum Auffüllen des Totraums am Ende der Exspiration benötigt jedoch eine eigene Heizung und eine eigene Pumpe und vor allem ein eigenes Sicherheitskonzept, damit nicht im Falle einer Tubusblockade zu hoher Druck in die Lungen des Patienten gelangt. Aufgrund des relativ hohen Aufwandes und der relativ hohen Unsicherheit hat sich dieses Konzept bis jetzt jedoch nicht durchgesetzt.In order to reduce the dead space volume, there is also a so-called dead space washout, in which the dead space is replenished with fresh air at the end of the expiration due to an additional flow. In the subsequent inspiration, only fresh air gets into the patient's lung. However, the additional flow to fill up the dead space at the end of the expiration requires its own heating and its own pump and, above all, its own safety concept so that excessive pressure does not get into the patient's lungs in the event of a tube blockage. However, due to the relatively high cost and the relatively high level of uncertainty, this concept has not yet become established.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Beatmungskopfes für eine Beatmungsmaschine für Neugeborene, insbesondere extrem kleine Frühgeborene, welcher einen zuverlässigen Rückschluss auf das tatsächliche Atemzugvolumen und somit eine verlässliche Einstellung der Parameter bei der künstlichen Beatmung zulässt. Die Einrichtung soll möglichst einfach und robust aufgebaut und möglichst wenig störungsanfällig sein. Nachteile des Standes der Technik sollen vermieden oder zumindest reduziert werden.The object of the present invention is therefore to provide a ventilation head for a ventilation machine for newborns, especially extremely small premature babies, which provides a reliable conclusion about the actual tidal volume and thus a reliable setting of the parameters of artificial respiration. The facility should be as simple and robust as possible and as little prone to failure as possible. Disadvantages of the prior art should be avoided or at least reduced.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung eines Beatmungsgeräts für Neugeborene, insbesondere extrem kleine Frühgeborene, welches eine zuverlässige Erfassung des tatsächlichen Atemzugvolumens und somit eine verlässliche Einstellung der Beatmungsparameter zulässt und besonders einfach und kostengünstig und wenig störungsanfällig aufgebaut ist.Another task is to create a ventilator for newborns, especially extremely small premature babies, which allows reliable detection of the actual tidal volume and thus a reliable setting of the ventilation parameters and is particularly simple and inexpensive and less prone to failure.
Die erste erfindungsgemäße Aufgabe wird durch einen Beatmungskopf der angegebenen Art gelöst, wobei zwischen dem Inspirationsstutzen oder der darin angeschlossenen Inspirationsleitung und dem Tubusanschluss oder dem daran angeschlossenen Tubus ein die Flow-Messeinrichtung überbrückender Bypass angeordnet ist. Erfindungsgemäß wird somit das inspiratorische Schlauchsystem in zwei Leitungen aufgeteilt, wobei der Flow in einer Leitung gemessen wird. Durch den überbrückenden Bypass kann am Ende der Exspiration der Totraum mit Frischluft aufgefüllt werden. Bei der darauffolgenden Inspiration gelangt somit im Wesentlichen nur Frischluft in die Patientenlunge. Die im Beatmungskopf befindliche Flow-Messeinrichtung ist somit in der Lage, den Flow ohne Totraumvolumen zu messen, wodurch die bei der Beatmung von Neugeborenen auftretenden besonders kleinen Atemzugvolumina sehr genau ermittelt werden können. Durch die genaue Ermittlung der Atemparameter kann wiederum eine optimale Beatmung des Frühgeborenen ohne Risiko einer chronischen Lungenschädigung durch zu große Atemzugvolumina erzielt werden. Die erfindungsgemäße Lösung zeichnet sich durch besondere Einfachheit aus, wodurch besonders niedrige Herstellungskosten, aber auch eine besonders niedrige Störungsanfälligkeit verbunden sind. Natürlich kann das eine Ende des die Flow-Messeinrichtung überbrückenden Bypasses auch in einer Vorrichtung für ein geschlossenes Absaugen, welche anstelle des üblichen Tubusanschlusses angebracht werden kann, angeschlossen sein.The first object according to the invention is achieved by a respiratory head of the specified type, a bypass bridging the flow measuring device being arranged between the inspiration connector or the inspiration line connected therein and the tube connection or the tube connected to it. According to the invention, the inspiratory hose system is thus divided into two lines, the flow being measured in one line. The bridging bypass allows the dead space to be filled with fresh air at the end of the expiration. In the subsequent inspiration, essentially only fresh air enters the patient's lung. The flow measuring device located in the ventilation head is thus able to measure the flow without dead space volume, as a result of which the particularly small tidal volumes occurring during ventilation of newborns can be determined very precisely. By precisely determining the breathing parameters, optimal ventilation of the premature baby can again be achieved without the risk of chronic lung damage due to excessive tidal volumes. The solution according to the invention is characterized by particular simplicity, which means that particularly low manufacturing costs, but also a particularly low susceptibility to failure, are associated. Of course, the one end of the bypass bridging the flow measuring device can also be connected in a device for closed suction, which can be attached instead of the usual tube connection.
Vorteilhafterweise wird der Bypass über entsprechende Anschlussstutzen mit dem Inspirationsstutzen oder der Inspirationsleitung und dem Tubusanschluss oder dem Tubus verbunden. Diese im Allgemeinen lösbaren Verbindungen können durch übliche in der Medizin eingesetzte Standardverbindungen, wie Steck- oder Bajonettverbindungen, erfolgen.The bypass is advantageously connected to the inspiration tube or the inspiration line via corresponding connecting pieces and connected to the tube connection or the tube. These generally detachable connections can be made using standard connections used in medicine, such as plug-in or bayonet connections.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass der Bypass einen Querschnitt aufweist, dass die Menge der während der Inspirationsphase durch den Bypass strömenden Luft 10 bis 40 % der gesamten inspirierten Luft beträgt. Somit wird der Großteil des Flows durch den Beatmungskopf und die Flow-Messeinrichtung in den Tubus geleitet und nur ein geringer Anteil über den Bypass geführt. Für den Patienten macht es keinen Unterschied, ob die inspirierte Luft aus dem Beatmungskopf oder dem überbrückenden Bypass kommt. Untersuchungen haben gezeigt, dass der Flow im Zeitverlauf eines Atemzyklus sehr variabel ist.According to a further feature of the invention, it is provided that the bypass has a cross section, that the amount of air flowing through the bypass during the inspiration phase is 10 to 40% of the total inspired air. This means that the majority of the flow is directed through the ventilation head and the flow measuring device into the tube and only a small proportion is led through the bypass. It makes no difference to the patient whether the inspired air comes from the ventilation head or the bridging bypass. Studies have shown that the flow is very variable over the course of a breathing cycle.
Die Flow-Messeinrichtung muss auf einen konstanten expiratorischen Flow kalibriert werden. Im Gegensatz zu bisherigen Messungen des Atemzugvolumens, bei der der absolute Flow registriert wurde, wird mit der Flow-Messeinrichtung beim erfindungsgemäßen Beatmungskopf nur eine relative Flow-Änderung erfasst, welche die Kalibration erforderlich macht. Aus diesem Grund ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung eine Einrichtung zur Kalibrierung der Flow-Messeinrichtung vorgesehen. Eine derartige Kalibriereinrichtung kann beispielsweise in Form eines zusätzlichen Flowsensors im Bypass gebildet sein.The flow measuring device must be calibrated to a constant expiratory flow. In contrast to previous measurements of the tidal volume, in which the absolute flow was registered, the flow measuring device in the respiratory head according to the invention only detects a relative change in flow which makes calibration necessary. For this reason, a device for calibrating the flow measuring device is provided according to a further feature of the invention. Such a calibration device can be formed in the bypass, for example, in the form of an additional flow sensor.
Weiters ist es möglich, dass der Bypass im Beatmungskopf integriert ist und zusammen mit diesem allenfalls einstückig hergestellt wird.Furthermore, it is possible for the bypass to be integrated in the ventilation head and, if necessary, to be produced in one piece with it.
Vorteilhafterweise ist der Bypass aus Kunststoff hergestellt. Bei der Wahl des Kunststoffes ist auf die in der Medizin erforderliche Reinigbarkeit und Sterilisierbarkeit Rücksicht zu nehmen .The bypass is advantageously made of plastic. When choosing the plastic, the cleanability and sterilizability required in medicine must be taken into account.
Die Flow-Messeinrichtung kann durch einen Differenzdruckmesser oder einen Heizdraht-Anemometer bzw. Glühdraht-Flowsensor gebildet sein. Natürlich sind auch andere Messmethoden möglich. Die Flow-Messeinrichtung wird vorteilhafterweise über entsprechende Messanschlüsse im Beatmungskopf angeschlossen. Dadurch kann die Flow-Messeinrichtung auch bei Austausch des Beatmungskopfes weiter verwendet werden.The flow measuring device can be formed by a differential pressure meter or a heating wire anemometer or glow wire flow sensor. Of course, other measurement methods are also possible. The flow measuring device is advantageously connected via corresponding measuring connections in the ventilation head. As a result, the flow measuring device can continue to be used even when the ventilation head is replaced.
Wenn die Flow-Messeinrichtung eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Steuereinrichtung aufweist, kann aufgrund der gemessenen Atemzugparamter eine Steuerung oder Regelung des Beatmungsgerätes erfolgen.If the flow measuring device has an interface for connection to a control device, the ventilator can be controlled or regulated based on the measured breath parameters.
Gelöst wird die zweite erfindungsgemäße Aufgabe auch durch ein Beatmungsgerät mit einem oben beschriebenen Beatmungskopf und einer Einrichtung zur Bereitstellung von Luft über die Inspirationsleitung an den Inspirationsstutzen des Beatmungskopfes und mit einer am Exspirationsstutzen des Beatmungskopfes angeschlossenen Exspirationsleitung mit einem Exspirationsventil und mit einem am Tubusanschluss des Beatmungskopfes angeschlossenen Tubus zur Verbindung mit der Patientenlunge und mit einer Flow- Messeinrichtung, bei dem eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche mit der Flow-Messeinrichtung, dem Exspirationsventil und der Einrichtung zur Bereitstellung von Luft verbunden ist. Somit kann aufgrund der genauen Erfassung der Atemzugparamter eine genaue Regelung der Beatmung auch bei Neugeborenen erfolgen, ohne dass die Gefahr einer Schädigung der Lungen durch zu hohe Atemzugvolumina gegeben ist.The second object of the invention is also achieved by a respirator with a ventilation head as described above and a device for providing air via the inspiration line to the inspiration port of the ventilation head and with an expiration line connected to the expiration port of the ventilation head with an expiration valve and with one connected to the tube connection of the ventilation head Tube for connection to the patient's lung and to a flow measuring device, in which a control device is provided which is connected to the flow measuring device, the expiration valve and the device for providing air. Thus, due to the precise recording of the breath parameters, the ventilation can also be regulated precisely in newborns without the risk of damage to the lungs from excessive breath volumes.
Vorteilhafterweise ist in der Inspirationsleitung eine Heizeinrichtung und eine Befeuchtungseinrichtung angeordnet.A heating device and a humidification device are advantageously arranged in the inspiration line.
Ebenso ist es von Vorteil, wenn ein Sicherheitsventil od. dgl . angeordnet ist, durch das der Patient vor einem Überdruck im Bereich des inspiratorischen Schenkels geschützt wird, und ein Überblähen der Patientenlunge verhindert wird.It is also advantageous if a safety valve or the like. is arranged, by means of which the patient is protected from overpressure in the region of the inspiratory thigh, and over-inflation of the patient's lung is prevented.
Die Einrichtung zur Bereitstellung von Luft kann durch eine Pumpe, allenfalls mit einem Reservoir, gebildet sein. Durch das Reservoir kann sich während der exspiratorischen Phase wieder der während der Inspiration erforderliche Druck aufbauen.The device for providing air can be formed by a pump, possibly with a reservoir. The reservoir can build up the pressure required during inspiration again during the expiratory phase.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeich- nungen näher erläutert. Darin zeigenThe present invention is illustrated by the attached drawings. nations explained in more detail. Show in it
Fig. 1 ein schematisches Funktionsprinzip eines Beatmungsgerätes für Neugeborene mit kontinuierlichem Flow gemäß dem Stand der Technik;Figure 1 is a schematic principle of operation of a ventilator for newborns with continuous flow according to the prior art.
Fig. 2 ein schematisches Funktionsprinzip eines erfindungsgemäßen Beatmungskopfes;2 shows a schematic functional principle of a respiratory head according to the invention;
Fig. 3a bis 3c schematisch die Funktion des erfindungsgemäßen Beatmungsgerätes während eines Atmungszyklus; und Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Beatmungskopfes .3a to 3c schematically the function of the ventilator according to the invention during a breathing cycle; and FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a respiratory head according to the invention.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Funktionsprinzip eines zeitgesteuerten, druckbegrenzten Beatmungsgerätes mit kontinuierlichem Flow für Neugeborene gemäß dem Stand der Technik. Eine Einrichtung 1 zur Bereitstellung von Luft liefert einen kontinuierlichen Flow an den Inspirationsschlauch 2, der mit dem Inspirationsstutzen 3 des Beatmungskopfes 4 verbunden ist. Der Beatmungskopf 4 oder das sogenannte Y-Stück weist einen Exspirationsstutzen 5 auf, an dem eine Exspirationsleitung 6 angeschlossen ist. Am Ende der Exspirationsleitung 6 befindet sich ein zeitgesteuertes Exspirationsventil 7, über das die Beatmung des Patienten gesteuert wird. Am Tubusanschluss 8 des Beatmungskopfes 4 ist der Tubus 9 angeschlossen, der mit der Patientenlunge 10 verbunden ist. Am Beginn der Inspiration wird das Exspirationsventil 7 geschlossen, wodurch sich im Beatmungssystem ein Druck aufbaut, der über den Tubusanschluss 8 des Beatmungskopfes 4 bzw. Y-Stücks und den Tubus 9 in die Patientenlunge 10 geleitet wird. Wird nun am Beginn der Exspiration das Exspirationsventil 7 wieder geöffnet, kommt es zu einer passiven Entleerung der Patientenlunge 10. Die maschinelle Beatmung mit kontinuierlichem Flow ermöglicht es, den Neugeborenen auch zwischen den maschinellen Atemhüben, welche durch die Öffnung und Schließung des Exspirationsventils 7 vorgegeben sind, spontan zu atmen. Um eine möglichst sensible Steuerung des Gerätes zu ermöglichen, befindet sich im Beatmungskopf 4 bzw. Y- Stück oberhalb des Tubusanschlusses 8 die Flow-Messeinrichtung 11. Somit wird jener Flow, der in die Patientenlunge 10 hinein- oder aus ihr herausströmt, durch die Flow-Messeinrichtung 11 erfasst. Die Flow-Messeinrichtung 11 misst den gesamten Flow, der über den Tubus 9 in Richtung Patientenlunge 10 und aus dieser strömt. Am Ende der passiven Exspiration ist jedoch der Teil zwischen Beatmungskopf 4 und Patientenlunge 10 mit verbrauchter Ausatemluft gefüllt, welche während der Inspiration wieder in die Patientenlunge 10 durch den Druck im Beatmungssystem gedrängt wird. Dadurch entsteht das sogenannte Totraumvolu- men, das bei jedem Atemzyklus mitbewegt werden muss, jedoch nicht am Gasaustausch in der Patientenlunge 10 beteiligt ist. Somit muss das notwendige Atemzugvolumen, das für eine ausreichende Ventilation in den Alveolen der Patientenlunge 10 erforderlich ist, entsprechend vergrößert werden. Nachdem bei Neugeborenen, insbesondere Frühgeborenen, das Totraumvolumen gegenüber dem Atemzugvolumen nicht vernachlässigbar ist, sondern sogar größer als das Atemzugvolumen sein kann, ist eine genaue Berücksichtigung des Totraumvolumens bei der künstlichen Beatmung von Neugeborenen unbedingt erforderlich. Zu große Atemzugvolumina und die zwischen In- und Exspiration auftretende Druckamplitude kann bei Neugeborenen zu chronischen Lungenschädigungen führen und ist daher unbedingt zu vermeiden. Es sei darauf hingewiesen, dass Heiz- und Befeuchtungseinrichtungen sowie Einrichtungen zum Abführen des Kondenswassers in der Funktionsskizze der Einfachheit halber nicht dargestellt sind.1 shows a schematic functional principle of a time-controlled, pressure-limited respirator with continuous flow for newborns according to the prior art. A device 1 for providing air supplies a continuous flow to the inspiratory tube 2, which is connected to the inspiratory connector 3 of the respiratory head 4. The respiratory head 4 or the so-called Y-piece has an expiratory connection 5, to which an expiratory line 6 is connected. At the end of the expiration line 6 there is a time-controlled expiration valve 7, via which the ventilation of the patient is controlled. The tube 9, which is connected to the patient's lung 10, is connected to the tube connection 8 of the ventilation head 4. At the beginning of inspiration, the expiration valve 7 is closed, as a result of which a pressure builds up in the ventilation system, which pressure is passed into the patient's lung 10 via the tube connection 8 of the ventilation head 4 or Y-piece and the tube 9. If the expiration valve 7 is now opened again at the beginning of the expiration, the patient's lung 10 is passively emptied. Mechanical ventilation with continuous flow enables the newborn to also move between the mechanical breaths, which are predetermined by the opening and closing of the expiration valve 7 to breathe spontaneously. In order to enable the device to be controlled as sensitively as possible, the flow measuring device 11 is located in the ventilation head 4 or Y-piece above the tube connection 8. Thus, the flow that flows into or out of the patient's lung 10 becomes the flow -Measuring device 11 detected. The flow measuring device 11 measures the total flow, which flows over the tube 9 towards the patient's lung 10 and out of it. At the end of the passive expiration, however, the part between the ventilation head 4 and the patient's lung 10 is filled with used exhaled air, which is pushed back into the patient's lung 10 during inspiration by the pressure in the ventilation system. This creates the so-called dead space volume, which has to be moved with every breathing cycle, but is not involved in the gas exchange in the patient's lung 10. The necessary tidal volume, which is required for adequate ventilation in the alveoli of the patient's lung 10, must therefore be increased accordingly. Since in newborns, especially premature babies, the dead space volume is not negligible compared to the tidal volume, but can even be larger than the tidal volume, it is absolutely necessary to take the dead space volume into account in the artificial ventilation of newborns. Excessive tidal volumes and the pressure amplitude that occurs between inspiration and expiration can lead to chronic lung damage in newborns and should therefore be avoided at all costs. It should be noted that heating and humidifying devices and devices for removing the condensed water are not shown in the functional diagram for the sake of simplicity.
Fig. 2 zeigt schematisch den Teil eines Beatmungsgerätes für Neugeborene um den sogenannten Beatmungskopf 4 oder das Y-Stück. Der Beatmungskopf 4 weist einen Inspirationsstutzen 3 zum Anschluss eines Inspirationsschlauches 2 sowie einen Exspirationsstutzen 5 zum Anschluss einer Exspirationsleitung 6 auf. Über einen Tubusanschluss 8 wird ein Tubus 9, der die Verbindung zur Patientenlunge 10 herstellt, angeschlossen. Der Beatmungskopf 4 oder das sogenannte Y-Stück ist üblicherweise aus sterilisierbarem Kunststoff hergestellt. Über dem Tubusanschluss 8 ist eine Flow-Messeinrichtung 11 angeordnet. Erfindungsgemäß ist zwischen dem Inspirationsstutzen 3 oder der daran angeschlossenen Inspirationsleitung 2 und dem Tubusanschluss 8 oder dem daran angeschlossenen Tubus 9 ein die Flow-Messeinrichtung 11 überbrückender Bypass 12 angeordnet. Somit wird der inspiratorische Flow, der über die Inspirationsleitung 2 zum Beatmungskopf 4 geführt wird, in zwei Strömungen aufgeteilt, und zwar in eine durch den Beatmungskopf 4 und eine über den Bypass 12. Wäh- rend der Inspiration wird die Luft sowohl über den Beatmungskopf 4 als auch über den Bypass 12 über den Tubus 9 in die Patientenlunge 10 gedrückt. Während der Exspiration dient der Bypass 12 zum sogenannten Auswaschen des Totraumvolumens. Folglich kann der Flow mit Hilfe der Flow-Messeinrichtung 11 exakt gemessen werden. Der Bypass 12 kann über Anschlussstutzen 13, 14 verbunden werden. Ebenso ist es möglich, dass der Bypass 12 einstückig mit dem Beatmungskopf 4 hergestellt wird. Der Querschnitt des Bypasses 12 ist geringer als jener des inspiratorischen Teils des Beatmungskopfes 4, vorteilhafterweise so groß, dass die Menge der während der Inspirationsphase durch den Bypass 12 strömenden Luft maximal zwischen 10 und 40 % der gesamten inspiratorischen Luft beträgt.Fig. 2 shows schematically the part of a ventilator for newborns around the so-called ventilation head 4 or the Y-piece. The respiratory head 4 has an inspiration connector 3 for connecting an inspiration hose 2 and an expiration connector 5 for connecting an expiration line 6. A tube 9, which establishes the connection to the patient's lung 10, is connected via a tube connection 8. The respiratory head 4 or the so-called Y-piece is usually made of sterilizable plastic. A flow measuring device 11 is arranged above the tube connection 8. According to the invention, a bypass 12 bridging the flow measuring device 11 is arranged between the inspiration connection 3 or the inspiration line 2 connected to it and the tube connection 8 or the tube 9 connected to it. The inspiratory flow, which is led via the inspiration line 2 to the ventilation head 4, is thus divided into two flows, namely one through the ventilation head 4 and one via the bypass 12. For inspiration, the air is pressed into the patient's lung 10 both via the ventilation head 4 and via the bypass 12 via the tube 9. During the expiration, the bypass 12 serves to wash out the dead space volume. As a result, the flow can be measured precisely using the flow measuring device 11. The bypass 12 can be connected via connecting pieces 13, 14. It is also possible for the bypass 12 to be produced in one piece with the ventilation head 4. The cross section of the bypass 12 is smaller than that of the inspiratory part of the respiratory head 4, advantageously so large that the amount of air flowing through the bypass 12 during the inspiration phase is at most between 10 and 40% of the total inspiratory air.
In den Fig. 3a bis 3c ist die Funktion des Bypasses während eines Atemzyklus dargestellt. Fig. 3a zeigt die künstliche Beatmung während der Inspirationsphase. Zu diesem Zeitpunkt ist das Exspirationsventil 7 geschlossen, und das über die Inspirationsleitung 2 zugeführte frische Atemgas gelangt teilweise über den Beatmungskopf 4 bzw. das Y-Stück und teilweise über den Bypass 12 zum Tubusanschluss 8 und über den Tubus 9 in die Patientenlunge 10. Die Flow-Messeinrichtung 11, welche sich über dem Tubusanschluss 8 im Beatmungskopf 4 befindet, misst den inspiratorischen Flow, der durch den Beatmungskopf 4 strömt.The function of the bypass during a breathing cycle is shown in FIGS. 3a to 3c. 3a shows artificial ventilation during the inspiration phase. At this point, the expiration valve 7 is closed, and the fresh breathing gas supplied via the inspiration line 2 passes partly via the respiratory head 4 or the Y-piece and partly via the bypass 12 to the tube connection 8 and via the tube 9 into the patient's lung 10. Die Flow measuring device 11, which is located above the tube connection 8 in the ventilation head 4, measures the inspiratory flow that flows through the ventilation head 4.
Zu Beginn der Exspiration entsprechend Fig. 3b wird das Exspirationsventil 7 geöffnet, wodurch es zu einer passiven Entleerung der Patientenlunge 10 kommt. Dies bedeutet, dass die ausgeatmete Luft über den Beatmungskopf 4 und die Exspirationsleitung 6 über das Exspirationsventil 7 entweicht. Zusätzlich wird ein Teil des über die Inspirationsleitung 2 und dem Bypass 12 eingeströmten frischen Atemgases über den Beatmungskopf 4 und die Flow-Messeinrichtung 11 ebenfalls in die Exspirationsleitung 6 und das Exspirationsventil 7 geleitet.At the beginning of the expiration according to FIG. 3b, the expiration valve 7 is opened, which leads to a passive emptying of the patient's lung 10. This means that the exhaled air escapes via the ventilation head 4 and the expiration line 6 via the expiration valve 7. In addition, a portion of the fresh breathing gas that has flowed in via the inspiration line 2 and the bypass 12 is likewise conducted into the expiration line 6 and the expiration valve 7 via the ventilation head 4 and the flow measuring device 11.
Am Ende der Exspiration gemäß Fig. 3c befindet sich nur im Bereich zwischen Patientenlunge 10 und Tubusanschluss 8 des Beatmungskopfes 4, also im Wesentlichen im Tubus 9, verbrauchte Atemluft, der Beatmungskopf 4 einschließlich der Flow-Messeinrichtung 11 ist vollständig mit frischer Atemluft ausgefüllt, d.h. das Totraumvolumen ist mit frischem Atemgas ausgewaschen. Bei der nächsten Inspiration entsprechend Fig. 3a gelangt somit im Wesentlichen nur Frischluft in die Patientenlunge, und die Flow-Messeinrichtung 11 misst den Flow im Wesentlichen ohne Totraumvolumen .At the end of the expiration according to FIG. 3c, only in the area between the patient's lung 10 and the tube connection 8 of the respiratory head 4, that is to say essentially in the tube 9, is used breathing air, the respiratory head 4 including the flow measuring device 11 is completely filled with fresh breathing air, ie the dead space volume is washed out with fresh breathing gas. In the next inspiration according to FIG. 3a, essentially only fresh air enters the patient's lung, and the flow measuring device 11 measures the flow essentially without dead space volume.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Beatmungskopfes. Dabei ist ein Teil des Beatmungskopfes 4 als Gehäuse 15 ausgebildet, in welchem die Flow-Messeinrichtung 11 angeordnet, beispielsweise eingesteckt, werden kann. Die Flow- Messeinrichtung 11 kann durch ein Heizdraht-Anemometer gebildet sein und weist eine Schnittstelle 16 zur Verbindung mit einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) auf. Das Gehäuse 15 beinhaltet weiters den Tubusanschluss 8, über den der Tubus 9, welcher die Verbindung mit der Patientenlunge 10 herstellt, anschließbar ist. Im Gehäuse 15 ist eine Öffnung 17 zum Anordnen eines Endes des Bypasses 12 vorgesehen. Das andere Ende des Bypasses 12 wird über einen Anschlussstutzen 13 zur Inspirationsleitung 2 geführt. Das Gehäuse 15 als Teil des Beatmungskopfes 4 ist vorteilhafterweise aus Kunststoff hergestellt. Um eine mehrmalige Verwendung des Gehäuses 15 zu ermöglichen, besteht dieses aus Materialien, welche den üblichen Sterilisationsmethoden standhalten. Natürlich kann der gesamte Beatmungskopf 4, d.h. das Gehäuse 15 samt Y-Stück, allenfalls mit dem Anschlussstutzen 13 und allenfalls mit dem Bypass 12 auch einstückig hergestellt sein. 4 shows an embodiment variant of a respiratory head according to the invention. A part of the ventilation head 4 is designed as a housing 15, in which the flow measuring device 11 can be arranged, for example plugged in. The flow measuring device 11 can be formed by a heating wire anemometer and has an interface 16 for connection to a control device (not shown). The housing 15 also contains the tube connection 8, via which the tube 9, which establishes the connection with the patient's lung 10, can be connected. An opening 17 for arranging one end of the bypass 12 is provided in the housing 15. The other end of the bypass 12 is led to the inspiration line 2 via a connecting piece 13. The housing 15 as part of the ventilation head 4 is advantageously made of plastic. In order to enable the housing 15 to be used several times, it consists of materials which can withstand the usual sterilization methods. Of course, the entire respiratory head 4, i.e. the housing 15 together with the Y-piece, at most with the connecting piece 13 and at most with the bypass 12 also be made in one piece.

Claims

Patentansprüche : Claims:
1. Beatmungskopf (4) für ein Beatmungsgerät für Neugeborene, mit einem Inspirationsstutzen (3) zum Anschluss einer Inspirationsleitung (2), einem Exspirationsstutzen (5) zum Anschluss einer Exspirationsleitung (6) mit einem Exspirationsventil (7) und einem Tubusanschluss (8) zum Anschluss eines Tubus (9) zur Verbindung mit der Patientenlunge (10) , und mit einer Flow-Messeinrichtung (11) , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Inspirationsstutzen (3) oder der daran angeschlossenen Inspirationsleitung (2) und dem Tubusanschluss (8) oder dem daran angeschlossenen Tubus (9) ein die Flow-Messeinrichtung (11) überbrückender Bypass (12) angeordnet ist.1. Ventilation head (4) for a ventilator for newborns, with an inspiration port (3) for connecting an inspiration line (2), an expiration port (5) for connecting an expiration line (6) with an expiration valve (7) and a tube connection (8) for connecting a tube (9) for connection to the patient's lung (10), and with a flow measuring device (11), characterized in that between the inspiration connector (3) or the inspiration line (2) connected to it and the tube connection (8) or a bypass (12) bridging the flow measuring device (11) is arranged on the tube (9) connected to it.
2. Beatmungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (12) über entsprechende Anschlussstutzen (13, 14) mit dem Inspirationsstutzen (3) oder der Inspirationsleitung (2) und dem Tubusanschluss (8) oder dem Tubus (9) verbindbar ist.2. Ventilation head according to claim 1, characterized in that the bypass (12) can be connected to the inspiration tube (3) or the inspiration line (2) and the tube connection (8) or the tube (9) via corresponding connection pieces (13, 14) ,
3. Beatmungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (12) einen Querschnitt aufweist, dass die Menge der während der Inspirationsphase durch den Bypass (12) strömenden Luft 10 bis 40 % der gesamten Luft beträgt.3. Ventilation head according to claim 1 or 2, characterized in that the bypass (12) has a cross section that the amount of air flowing through the bypass (12) during the inspiration phase is 10 to 40% of the total air.
4. Beatmungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zur Kalibrierung der Flow- Messeinrichtung (11) vorgesehen ist.4. Respiratory head according to one of claims 1 to 3, characterized in that a device for calibrating the flow measuring device (11) is provided.
5. Beatmungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (12) im Beatmungskopf (4) integriert ist.5. Ventilation head according to claim 1, characterized in that the bypass (12) is integrated in the ventilation head (4).
6. Beatmungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypass (12) aus Kunststoff aufgebaut ist.6. Ventilation head according to one of claims 1 to 5, characterized in that the bypass (12) is made of plastic.
7. Beatmungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flow-Messeinrichtung (11) durch einen Differenzdruckmesser gebildet ist.7. Ventilation head according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flow measuring device (11) is formed by a differential pressure meter.
8. Beatmungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Flow-Messeinrichtung (11) durch einen Heizdraht-Anemometer gebildet ist.8. Ventilation head according to one of claims 1 to 6, characterized in that the flow measuring device (11) by a Heating wire anemometer is formed.
9. Beatmungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Flow-Messeinrichtung (11) über Messanschlüsse im Beatmungskopf (4) angeschlossen ist.9. Respiratory head according to one of claims 1 to 8, characterized in that the flow measuring device (11) is connected via measuring connections in the respiratory head (4).
10. Beatmungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Flow-Messeinrichtung (11) eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Steuereinrichtung aufweist.10. Ventilation head according to one of claims 1 to 9, characterized in that the flow measuring device (11) has an interface for connection to a control device.
11. Beatmungsgerät mit einem Beatmungskopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Einrichtung (1) zur Bereitstellung von Luft über die Inspirationsleitung (2) an den Inspirationsstutzen (3) des Beatmungskopfes (4) und mit einer am Exspirationsstutzen (5) des Beatmungskopfes (4) angeschlossenen Exspirationsleitung (6) mit einem Exspirationsventil (7), und mit einem am Tubusanschluss (8) des Beatmungskopfes (4) angeschlossenen Tubus (9) zur Verbindung mit der Patientenlunge (10), und mit einer Flow-Messeinrichtung (11), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinrichtung vorgesehen ist, welche mit der Flow-Messeinrichtung (11), dem Exspirationsventil (7) und der Einrichtung (1) zur Bereitstellung von Luft verbunden ist .11. Ventilator with a respiratory head according to one of claims 1 to 10, with a device (1) for providing air via the inspiration line (2) to the inspiratory connector (3) of the respiratory head (4) and with one on the expiratory connector (5) Ventilation head (4) connected expiration line (6) with an expiration valve (7), and with a tube (9) connected to the tube connection (8) of the ventilation head (4) for connection to the patient's lung (10), and with a flow measuring device ( 11), characterized in that a control device is provided which is connected to the flow measuring device (11), the expiration valve (7) and the device (1) for providing air.
12. Beatmungsgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Inspirationsleitung (2) eine Heizeinrichtung angeordnet ist.12. Ventilator according to claim 11, characterized in that a heating device is arranged in the inspiration line (2).
13. Beatmungsgerät nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der Inspirationsleitung (2) eine Befeuchtungseinrichtung angeordnet ist.13. Ventilator according to claim 11 or 12, characterized in that a humidification device is arranged in the inspiration line (2).
14. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sicherheitsventil od. dgl. angeordnet ist.14. Ventilator according to one of claims 11 to 13, characterized in that a safety valve or the like is arranged.
15. Beatmungsgerät nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) zur Bereitstellung von Luft durch eine Pumpe allenfalls mit einem Reservoir gebildet ist . 15. Ventilator according to one of claims 11 to 14, characterized in that the device (1) for providing air by a pump is at most formed with a reservoir.
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