DE2747488A1

DE2747488A1 - Verfahren und vorrichtung zur anfeuchtung und erwaermung von atemgas

Info

Publication number: DE2747488A1
Application number: DE19772747488
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Dr Bartscher; Juergen Sachtler; Roland Ing Grad Schultner
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1977-10-22
Filing date: 1977-10-22
Publication date: 1979-04-26
Also published as: IT1104220B; FR2406451A1; NL7808389A; US4192836A; DE2747488C2; IT7809620A0; GB2006023A; GB2006023B; FR2406451B1; SE434598B; JPS585059B2; JPS5470692A; SE7810907L; CH635750A5

Description

Drägerwerk Aktiengesellschaft Moislinger Allee 53-55, 2400 Lübeck

Verfahren und■Vorrichtung zur Anfeuchtunq und Erwärmung

von Atemqas

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anfeuchtung und Erwärmung von Atemgas entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Während der Beatmung der Patienten durch Beatmungsgeräte ist es erforderlich, in den Atemwegen die notwendige feuchte und warme Atmosphäre aufrecht zu erhalten. Dies soll unabhängig von den bei der Beatmung auftretenden Atemgasmengen und Druckwechseln möglich sein.

Die bekannten Verfahren zur Anfeuchtung und Erwärmung der Beatmungsluft in Beatmungsgeräten unterscheiden sjch in der Befeuchtung. Die eine Gruppe besitzt Verdampfer, in denen Wasser direkt durch Erwärmung auf den Siedepunkt verdampft und der Wasserdampf dann mit der Beatmungsluft gemischt wird. Das Verfahren der anderen Gruppe besteht in der Durchführung der Beatmungsgase durch das Wasser. Beim Durchsprudeln, daher die Bezeichnung "Sprudler", nehmen die Gasperlen dif: notwendige Feuchtigkeit auf.

Die nach dem Verdampfungsprinzip arbeitenden Befeuchter erfordern eine komplizierte Temperatur - Steuerung zum Heizen des Wassers und eine Gasmischvorrichtung, die auch bei den stark wechselnden Atemgasmengen einwandfrei mischt.

Die "Sprudler" sind im Aufbau einfacher. Dies gilt im besonderen für die Erwärmung des Beatmungsgases. Problematisch ist die für eine gleichmäßige Befeuchtung notwendige konstante Sprudelhöhe.

Bei einem bekannten Verfahren zur Anfeuchtung und Erwärmung wird das Atemgas durch Kerben zwischen der Seitenwand und dem Boden der Wasservorlage von außen

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her in das Wasser hineingeblasen.und dann oberhalb der Wasseroberfläche angefeuchtet zum Patienten abgeleitet. Die dabei aus der Wasservorlage verbrauchte Wassermenge wird aus einem Wasservorrat kontinuierlich zugegeben. Die Temperatur wird in Abhängigkeit von der Austrittstemperatur des angefeuchteten und temperierten Atemgases geregelt. Der Wasservorrat wird aus einem Wasservorratsbehälter aufgefüllt. Der Behälter ragt dazu mit einem Halsabschnitt in den Wasservorrat hinein. Das Wasser strömt immer dann nach, wenn die Wasseroberfläche in dem Wasservorrat den Halsabschnitt freigibt. Die für eine gleichmäßige Anfeuchtung auch verschieden großer Atemgasmengen notwendige konstante Sprudelhöhe wird mit diesem Verfahren nicht erreicht. Der kontinuierliche Zufluß des Wassers aus dem Wasservorrat in die Wasservorlage setzt eine immer gleich große Druckhöhe im Wasservorrat voraus. Diese schwankt aber stark durch das wechselnde Ansteigen und Absinken des Wasserstandes mit der Atemfrequenz, bedingt durch die sich dabei ändernden Druckhöhen. Der Druck steht im Gleichgewicht mit der Wassersäule und dem Luftraum im Wasservorratsbehälter. Bei Änderungen des Beatmungsdruckes auf niedrigere Werte oder beim Abschalten läuft eine entsprechende Wassermenge bis zum Druckausgleich aus dem Vorratsbehälter aus und verändert die Verhältnisse in der Wasservorlage völlig. (DT-OS 25 12 607).

Eine weitere bekannte Befeuchtungsvorrichtung für Atemgase besitzt innerhalb eines Wasserbehälters in der Nähe des Bodens eine Diffusoranordnung, die mit der Atemgaszuführung verbunden ist. In der Diffusoranordnung bildet sich, bedingt durch ausreichend kleine Öffnungen in der Diffusorplatte, eine Atemgastasche. Ein Kugelrückschlagventil unter einem Atemgaszuführungsstutzen verhindert das Aufsteigen des Wassers in den Stutzen hinein. Das

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Atemgas wird nach dem Durchperlen durch das Wasser über eine Auslaßanordnung abgeführt. Die Auslaßanordnung besitzt einen in das Wasser ragenden Abscheider, in dem die Verunreinigungen, wie verseuchende Bestandteile, aus dem Rückflußkondensat abgeschieden werden. Der Wasserstand in dem Behälter und damit die Sprudelhöhe wird durch eine photoelektrische Sensoranordnung überwacht. Die Erwärmung des Wassers erfolgt über eine Heizeinrichtung am Boden außerhalb des Wasserbehälters. Mit dieser durch die photoelektrische Sensoranordnung komplizierten Vorrichtung ist es trotzdem nicht möglich, die Sprudelhöhe kontinuierlich auf gleichem Stand zu halten. Der Sensor meldet lediglich, wenn der Wasserstand bis unterhalb eines vorgegebenen Wertes fällt. Nach dem Wiederfüllen des Wasserbehälters muß dann die größere Sprudelhöhe überwunden werden, die sich dann dauernd verändernd wieder bis zu einer Mindesthöhe verkürzt. (DT-OS 25 12 732).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren, mit dem sichergestellt ist, daß für alle Beatmungsverhältnisse ein Atemgas mit definierter Feuchte und gewünschter Temperatur geliefert wird, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die darüber hinaus leicht zu reinigen und zu desinfizieren ist, anzugeben.

Die Lösung der Aufgabe das Verfahren betreffend erfolgt gemäß dem Kennzeichen des Anspruches 1.

Mit der Verwendung eines Schwimmers ist die gleiche Sprudelhöhe, also der Weg durch das Wasser, die für alle Beatmungsverhältnisse Voraussetzung für eine gleiche Anfeuchtung ist, garantiert. Die Volumenänderungen im Atemgas, bedingt durch die kleinen Druckunterschiede, können dabei unberücksichtigt bleiben. Das Verfahren, für dessen

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Durchführung in einer Vorrichtung nur wenige einfache Bauteile benötigt werden, ist sicher beherrschbar. Der Wassernachschub kann mittels bekannter Ventileinrichtungen problemlos gelöst werden.

Die gefundene Lösung für die Vorrichtung zeigt das Kennzeichen des Patentanspruches 2. Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen 3 bis 6.

Die Befeuchtungsvorrichtung, in vorteilhafter Weise aus wenigen Bauteilen bestehend, erfüllt jede geforderte Sicherheit in der Punktion. Die Bauteile sind einfach herstellbar, z.B. im Kunststoffspritzverfahren. Sie ist ohne Schwierigkeiten und spezielle Kenntnisse zum Reinigen und Desinfizieren demontier- und nachher ebenso einfach wieder montierbar. Die UnverSnderlichkeit der Sprudelquerschnitte neben der konstanten Sprudelhöhe sichern eine immer gleiche Befeuchtung des durchgeleiteten Atemgases. Der in Kammern unterteilte Schwimmerring erlaubt ein gewisses Schwanken der Vorrichtung und damit die Verwendung in mobilen Aggregaten. Die Erwärmung erfolgt in bekannter Art und Weise über die Wassertemperatur. Ebenso sicher wie exakt arbeitend erfüllt die gleiche Heizung durch zusätzliche Erwärmung des befeuchteten Atemgases die selbstverständliche Forderung der Verhinderung einer Verseuchung der Vorrichtung und des Wassers durch rücklaufendes Kondensat.

Ein Ausführungsbeispiel der Befeuchtungsvorrichtung nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Befeuchtung svorrieh tung,

Fig. 2 den Schwimmer in der Ansicht von unten.

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Das anzufeuchtende und zu erwärmende Atemgas wird in die Befeuchtungsvorrichtung 1 in Richtung 2 eingeleitet, sprudelnd durch beheiztes Wasser 3 geführt und verläßt sie wieder in Richtung 4. Der Behälter 5 aus durchsichtigem Material besteht aus dem Unterteil 6 und dem Deckel 7. Der leicht abzunehmende Deckel 7 ist mittels der Dichtung 8 gegenüber dem Unterteil 6 abgedichtet. Das Unterteil 6 trägt innen auf seinem Boden 9 axial den Führungsstutzen 10, auf dem der Schwimmer 11 beweglich geführt ist. Die äußere Oberfläche des Führungsstutzens 10 ist mit feinen Längsnuten 12 versehen. Der Schwimmer 11 ist ein nach unten offener, einen Hohlraum bildender Schwimmerring 13, der über Stege 14 mit der auf dem Führungsstutzen 10 beweglichen Führungshülse 15 verbunden ist. Der Hohlraum des Schwimmerringes 13 ist durch Querstege 28 in einzelne Kammern 29 unterteilt. Damit wird bei Schräglagen der Befeuchtungsvorrichtung das Austreten des tragenden Gases verhindert.

Der Deckel 7 ist axial durch den Atemgaseintrittsstutzen 16 durchbrochen. Dieser erweitert sich im Behälterinnern zu dem Führungsrohr 17 mit einem Außendurchmes— ser 18, der dem Außendurchmesser 19 des Führungsstutzens 10 gleicht. Die Führungshülse 15 ist neben der Führung auf dem Führungsstutzen 10 auch auf dem Führungsrohr 17 geführt. Der Deckel 7 ist außen durch den Atemqasaustrittsstutzen 20 durchbrochen. An der Decke des Deckels 7 sind in der nach innen bis in die Nähe des Dodens 9 des Unterteils 6 reichenden Halterung 22 die Heizung 23 und der Temperaturfühler 24 angeordnet.

Auf der Oberfläche des Wassers 3 schwimmt unabhängig von der Hohe des Wasserstandes mit gleicher Eintauchtiefe 25 der Schwimmer 11. Aus der Eintauchtiefe er-

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gibt sich die immer gleich lange Sprudelhöhe 26 aus der Eintauchtiefe der auf dem Führungsstutzen 10 beweglich geführten Führungshülse 15.

Beim Durchströmen des Atemgases vom Atemgaseintrittsstutzen 16 her wird der Atemgasstrom durch die feinen Längsnuten 12 in Gasperlen aufgelöst, die sich dann mit ihrer großen Oberfläche in dem durchströmten Wasser anfeuchten. Das Atemgas ist zwangsläufig durch die Längsnuten geführt, die Führungshülse 15 greift über das Führungsrohr 17 und verhindert dort einen störenden Gasdurchtritt. Die dazu notwendige Feuchtigkeit in dem Spalt 27 wird durch einen Wasserfilm erreicht, der durch den Sprudeleffekt in dem erwärmten Wasser entsteht.

Die Temperatur des Wassers wird durch den Temperaturfühler 24 gesteuert. Die sich bei der Erwärmung des Wassers durch die Heizung 23 gleich etwas stärker erwärmende Halterung 22 erwärmt das abströmende Atemgas zusätzlich. Damit wird der Atemschlauch zum Patienten kondensatfrei gehalten. Die Wasserzufuhr in den Behälter 5 erfolgt durch den Stutzen 30, wobei das federbelastete Ventil 31 geöffnet wird. Andere Lösungen, z.B. mittels automatischer Ventilbetätigung durch den Schwimmer 11 und dann Zufluß des permanent anstehenden Wassers, sind selbstverständliche technische Lösungen.

Die einfache Ausbildung der wenigen Bauteile der Befeuchtungsvorrichtung erlaubt eine problemlose Reinigung und Desinfektion.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Anfeuchtung und Erwärmung von Atemgas, bei dem es sprudelnd durch ein Wasserbad angefeuchtet und auf eine vorgegebene Temperatur angewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprudelhöhe (26) durch die Eintauchtiefe (25) eines Schwimmers (11) bestimmt ist.

2.1 Befeuchtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfah-¹^ rens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (11) mit einer Führungshülse (15) in einem Behälter (5) aus einem Unterteil (6) und einem Dekkel (7) gleichzeitig von einem mit feinen Längsnuten (12) versehenen Führungsstutzen (10) als Teil des Bodens (9) des Unterteils (6) und von einem Führungsrohr (17) als Verlängerung eines durch den Deckel (7) geführten Atemgaseintrittsstutzens(16) auf dem Wasser (3) schwimmend beweglich geführt ist.

3. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (11) einen nach unten offenen Schwimmerring (13), der über Stege (14) mit der Führungshülse(15) verbunden ist, besitzt.

4. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Schwimmerringes (13) durch Querstege (28) in Kammern (29) unterteilt ist.

5. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (7) fast bis zum Boden (9) nach innen ragend eine Halterung (22) mit einer Heizung (23) und einem Temperaturfühler (24) trägt.

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6. Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (5) mit seinem Unterteil (6) und dem Deckel (7) aus einem transparenten Material hergestellt ist.

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