DE2747488C2

DE2747488C2 - Vorrichtung zur Anfeuchtung und Erwärmung von Atemgas

Info

Publication number: DE2747488C2
Application number: DE2747488A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Dr. 2401 Groß Grönau Bartscher; Jürgen Sachtler; Roland Ing.(grad.) 2400 Lübeck 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: 1982-09-09
Also published as: NL7808389A; JPS585059B2; SE434598B; IT7809620A0; US4192836A; SE7810907L; GB2006023A; JPS5470692A; FR2406451B1; IT1104220B; CH635750A5; GB2006023B; FR2406451A1; DE2747488A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anfeuchtung und Erwärmung von Atemgas entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

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 sich 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 die notwendige Feuchtigkeit auf.

Die nach dem Verdampfungspnrizip arbeitenden Befeuchter erfordern eine komplizierte Temperatur-Steuerung zum Heizen des Wassers Und eine Gasmisch-Vorrichtung, die auch bei den stark Wechselnden Atemgasmengen einwandfrei mischt.

Die »Sprudler« sind im Aufbau einfacher; Diei gilt im besonderen für die Erwärmung de« 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 her in das Wasser hineingeblasen und dann oberhalb der Wasseroberfläche angefeuchtet zum Patienten abgeleitet Die dabei aus der Watservorlage 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

is aufgefüllt Der Behälter ragt dazu mit einem Halsabs?hnitt 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

JO 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 (DE-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

■»ο Öffnungen in der Diffusorplatte. eir t Atemgastasche. Ein Kugelrückschlagventil unter einem Atemgaszuführungsstutzen verhindert das Aufsteigen des Wassers in den Stutzen hinein. Das Atemgas wird nach dem Durchperlen durch das Wasser über i:ine Auslaßanordnung abgeführt. Die Auslaßanordnurg 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 Sensoianordnung 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 /u halten. Der Sensor meldet lediglich, wenn der Wasserstand bis unterhalb eines vorgegebenen Wertes fällt. Nach dem Wiederfüllen des Wasserbehälters muß dann die größere Sprudeihöhe überwunden werden, die sich dann dauernd verändernd wieder bis zu einer Mindesthöhe verkürzt (DEOS 25 12 732).

Ein ariderer Atembefeuchler besitzt auf einem mit einer Heizung versehenen Fußteil ein abnehmbares Gehäuse, das eine Kammer Umschließt, in die durch den

⁶^ Deckel über ein Zuiieferrohr eine Verdampfurigsflüssigkeit, gewöhnlich Wasser, eingeleitet vnrd. Die Zulieferöffnung wirkt mit einem Schwimmerventil zusammen, durch das in der Kammer ein bestimmter Flüssigkeits*

spiegel eingehalten wird. Das Schwimmerventil besteht aus einem Schwimmer, der sich aufgrund seines Auftriebes gegen die Zulieferöffnung als Regulieröffnung legt.

. Ebenfalls durch den Deckel des Gehäuses führt eine Gaseinlaßleitung in die Kammer hinein. Sie ist an ihrem unteren Ende unterhalb des Flüssigkeitsspiegels mit zinnenartigen Aussparungen versehen, so daß die durch die Leitung einströmende Luft aus dieser an einer Reihe von verschiedenen Stellen entweichen kann, um durch die in der Kammer befindliche Flüssigkeit an verschiedenen Stellen nach oben zu sprudeln.

Ebenfalls in dem Deckel ist eine Auslaßleitung befestigt, die einen Luftaustritt aus der Kammer nach außen schafft

Innerhalb der Flüssigkeit ist ein Kissen aus übereinandergelegten Schichten eines Gewebes angeordnet, durch das die einsprudelnde Luft hindurch nach oben in Richtung Auslaßleitung strömt Es wird dadurch die Oberfläche zum Verdampfen von Flüssigkeit vergrößert

In diesem bekannten Atembefeuchiei· ergibt sich die Sprudelhöhe, die letztlich die Verdampfung und damit Befeuchtung der Atemluft bestimmt, aus dem Abstand des unteren mit den Aussparungen versehenen Endes der Gaseinlaßleitung von der Flüssigkeitsoberfläche oberhalb des Kissens. Die Flüssigkeitsoberfläche wiederum wird von dem Schwimmerventil bestimmt. Sie ist also unbedingt von dessen Funktion abhängig. Damit ist die Sprudelhöhe keine konstante Größe (DE-OS 24 47 113).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung, mit der sichergestellt ist, daß für alle Beatmungsverhäitnisse unabhängig von der einwandfreien Funktion eines den Zulauf des Wassers zusteuernden Ventils ein Atemgas mit definierter Feuchte und gewünschter Temperatur geliefert wird, und die darüber hinaus leicht zu reinigen und zu desinfizieren ist, anzugeben.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt gemäß dem Kennzeichen c¹ :s Anspruches 1.

Mit der Führungshülse als Ende des Einblasrohres und auch Teil eines auf der Wasseroberfläche schwimmenden Schwimmers ist die Sprudelhöhe, also der Weg durch das Wasser, bestimmt. Die Volumenänderungen im Atemgas, bedingt durch die kleinen Druckunterschiede, können dabei unberücksichtigt bleiben. Die Vorrichtung verlangt nur wenige einfache Bauteile und ist sicher beherrschbar. Der Wassernachschub kann mittels bekannter Ventileinrichtungen problemlos gelöst werden.

Weitere Merkmale im Rahmen der Erfindung ergeben sich „us den Unteransprüchen 2 bis 6.

Die Befeuchtungsvorrichtung, in vorteilhafter Weise aus wenigen Bauteilen bestehend, erfüllt jede geforderte Sicherheit in der Funktion. 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 Unveränderlichkeit 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 iibeitehd 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 zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Befeuchtungsvorrichtung,
lü F i g. 2 den Schwimmer in der Ansicht von unten.

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 eine -¹O Führungshülse 15 als bewegliches Teil des Einblasrohres 17 und auch Teil des Schwimmers 11 beweglich geführt ist. Die äußere Oberfläche des Führuii^sstutzens 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 lern Einblasrohr 17 und dem Führungsstutzen 10 beweglichen Füiirungshülse 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 Einblasrohr 17 mit einem J5 Außendurchmesser 18. der dem Außendurchmesser 19 des Führungsstut7.ens 10 gleicht. Die Führungshülse 15 ist neben der Führung auf dem Einblasrohr 17 auch auf dem Führungss'.utzen 10 geführt. Der Deckel 7 ist außen durch den Atemgasaustnttsstutzen 20 durchbrochen. An der Decke 21 des Deckels 7 sind in der nach innen bis in die Nähe des Bodens 9 des Unterteils 6 reichenden Haltfung 22 die Heizung 23 und der Temperaturfühler 24 angeordnet.

Auf der Oberfläche des Wassers 3 schwimmt unabhängig von der Höhe des Wasserstandes mit gleicher Eintauchtiefe 25 der Schwimme. 11. Aus der Eintauchtiefe ergibt sich die immer gleich lange Sprudelhöhe 26 aus dem Eintauchen, d. h. aus dem Abstand zwischen der Unterkante der hier auf dem Führungsstutzen 10 beweglich geführten Führungshülse 15 und der Wasseroberfläche.

Beim Durchströmen des Atemgases vom Atemgaseintrittsstut/sn 16 her wird der Atemgasstrom durch die feinen Längsnuten 12 in Gasperlen aufgelöst, die sich dann mit inrer großen Oberfläche in dem durchströmten Wasser anfeuchten. Das Atemgas ist zwangsläufig dui ch die Längsnuten geführt, die Führungshülse d greift über das Einblasrohr 17 und verhindert dort einen störenden Gasdurchtritt. Die dazu notwendige P'euchtigkeit in dem Spal' 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 erwärriiiinde 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 Il 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

. 1. Vorrichtung zur Anfeuchtung und Erwärmung von Atemgas, bei dem es sprudelnd durch ein Wasserbad angefeuchtet sowie auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt wird und die Sprudeihöhe durch einen Schwimmer konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwimmer (11) ein bewegliches Teil des Einblasrohres (17) steuert
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil des Einblasrohres (17) als Führungshülse (15) des Schwimmers (11) mit diesem fest verbunden ist und in einem Behälter (5) aus einem Unterteil (6) und einem Deckel (7) gleichzeitig von einem mit feinen Längsnuten (12) versehenen Führungsstutzen (10) als Teil des Bodens (9) des Unterteils (6) und von dem Einblasrohr (17) als Verlängerung eines durch den Deckel (7) geführten Atemgaseintrittsstutzens (16) auf dem Wasser (3) sei .wimmend beweglich geführt ist
3. Vorrichtung 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. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum des Schwimmerringes (13) durch Querstege (28) in Kammern (29) unterteilt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (7) fast bis zum Boden (?^ nach innen ragend eine Halterung (22) mit einer Heizung (23) und einem Temperaturfühler (24) trägt
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß de. Behälter (5) mit seinem Unterteil (6) und dem Deckel (7) aus einem transparenten Material hergestellt ist.