DE3018169C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Schützen einer begrenzten Raumzone, insbesondere eines chirurgischen Operationsfeldes, gegen Kontamination von außen - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Schützen einer begrenzten Raumzone, insbesondere eines chirurgischen Operationsfeldes, gegen Kontamination von außen

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und geht damit aus von einem der DE-OS 21 30 256 entnehmbaren Stand der Technik. Nach diesem bekannten Stand der Technik wird in einem Raum eine begrenzte Raumzonc mit Hilfe von Luftvorhängen ausgegrenzt, die sich vom Bereich der Raumdecke bis zum Fußboden dieses Raumes erstrecken. Ferner wird aus dem Bereich der Raumdecke durch eine Vielzahl von Austrittsdüscn ein aufbcrcitcr> les, ggf. steriles Gas in den Bereich der von den Luitvorhängen ausgegrenzten Raumzone hineingeblasen.
Dieser bekannte Stand der Technik ist insofern nachteilig, als bei Anwendung im Zusammenhang mit einem chirurgischen Operationsfeld sich das Operalionspcrso-
H) nal nicht außerhalb der das Operationsfeld ausgrenzenden Luftvorhänge aufhalten kann, so daß gegebenenfalls von dem Operationspersonal ausgehende schädliche Keime in das Operationsfeld gelangen und als Folge der im Operationsfeld wirkenden Luftbewegung zur offenen Operationswunde gelangen können, so daß die Gefahr von Komplikationen heraufbeschworen werden kann.
Aus der DE-OS 25 12 679 ist ein Lüftungsgerät für Operationsräume bekannt, aus welchem ein auf den Operationstisch gerichteter Luftstrom ausgebbar ist. Das bekannte Lüftungsgerät ist jedoch nicht imstande, einen Luftvorhang auszubilden, der aus einem Raum eine engere Raumzone ausgrenzt.
Ferner ist aus der DE-OS 23 43 015 ein Verfahren zur Belüftung von Operationskabinen bekannt, bei welchem aus einer Operationssaal-Zwischendecke senkrecht von oben Zuluft in den Operationssaal geblasen wird. Diese zugeführte Luft wird mit Hilfe von Absaugeinrichtungen abgesaugt, welche in Rohren enthalten sind, die sich
jo von der Operationssaaldecke bis dicht über den Fußboden des Operationssaales erstrecken.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der aus der DE-OS 21 30 256 bekannten Gattung so auszubilden, daß die Raumzone noch besser von au-
r> Ben eindringende Keime abgeschirmt ist.
Innerhalb dieser Aufgabe soll auch eine zur Durchführung des zu schaffenden Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen werden.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird beim Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hinsichtlich der zu schaffenden Vorrichtung wird die Erfindung bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff des An-Spruchs 3 angegebenen Gattung durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 3 angegebenen Merkmale gelöst.
Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare Fortschritt ergibt sich in erster Linie daraus, daß sich die Folge der parallel, aber entgegengesetzt gerichteten Luftströme innerhalb der ausgegrenzten Raumzone eine Gasströmungsverteilung einstellt, die dafür sorgt, daß eingedrungene Keime nicht beispielsweise in eine offene Operationswunde eindringen können. Im Grenzbereich zwischen den beiden parallelen aber entgegengesetzten Luftströmen bildet sich eine Wirbelzone, in welcher sich gegebenenfalls in die Raumzone eingedrungene Keime sammeln, so daß sie vom Zentrum der Raumzone ferngehalten werden. Im Bereich der Wirbelzone verweilen
bo die Keime jedoch nur so lange, bis sie in den Gasvorhang gelangen und mit der diesen Gasvorhang bildenden Strömung durch eine Absaugeinrichtung abgeführt werden.
Je nach den Bedingungen des Einbringens der dem
b5 Gasvorhang entgegengesetzt gerichteten Gasströmung läßt sich die Orlslage und die Gestalt der Wirbelzone einstellen, um das für die jeweilige Situation optimale Gleichgewicht zwischen der den Vorhang bildenden
PARALLEL
Lufströmung, der dazu in entgegengesetzter Richtung strömenden sterilen Gasströmung und der im Grenzbereich zwischen diesen beiden Strömungen ausgebildeten Wirbelzonc einzustellen.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschrieben.
Im folgenden ist anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Diese zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine geschützte Raumzone sowie die in dieser Raumzone herrschenden Strömungsverhältnisse.
Eine nicht im einzelnen dargestellte Schutzvorrichtung für ein Operationsfeld besitzt eine Blasdüse 1 zum Ausblasen eines sterilen Luftstroms und an der gegenüberliegenden Seite der Raumzone eine Saugeinrichtung 2. Die Blasdüse und die Saugeinrichtung sind einander gegenüberliegend am Kopf- bzw. am F'ißende eines Operationsfeldes angeordnet. Sie sind gegeneinander gerichtet, so daß zwischen ihnen ein Vorhang 3 aus einem im wesentlichen laminaren Strom steriler Luft erzeugbar ist. Die Blasdüse 1 und die Saugeinrichtung 2 sind bogenförmig gekrümmt, so daß der Luftvorhang 3 die Gestalt eines Zylinderwandungsabschnittes hat. Dieser Luftvorhang 3 bildet eine Sperre gegen das Eindringen von Kontaminationen aus der Umgebung, da die den Luftvorhang 3 bildende Gasströmung alle Verunreinigungen zur Saugeinrichtung 2 transportiert. Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein die Austrittsöffnung für den sterilen Luftstrom bildender Längsschlitz in der Blasdüse 1 bezeichnet, wobei dieser Längsschlitz 6 an eine Verteilerkammer 4 angeschlossen ist.
Die Saugeinrichtung 2 ist ähnlich aufgebaut wie die Blasdüse 1 und weist eine sich auf einer Kreisbogenbahn erstreckende Sammelkammer 8 auf. Diese ist an der der Blasdüse 1 zugewandten Seite offen und ist mit einem Einlaßschlitz 10 versehen. Der Einlaßschlitz 10 ist beträchtlich breiter als der Längsschlitz 6 der Blasdüse 1, um der Ausbreitung des von der Blasdüse 1 ausgegebenen Luftstrahls Rechnung zu tragen und um das Ansaugen einer hinreichend großen Luftmenge aus der zu schützenden Raumzone zu ermöglichen. Diese Raumzone ist mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnet.
An die Blasdüse 1 sind Zuleitungen für sterile Luft angeschlossen.
Der durch den sterilen Luftstrom zwischen der Blasdüse 1 und der Saugtichtung 2 gebildete Luftvorhang 3 bildet die obere Begrenzung der zu schützenden Raumzone 19. Diese ist an der von der Blasdüse 1 eingenommenen Seite durch einen an der Innenseite konkav gewölbten Schirm 20 abgeschlossen.
An der der Raumzone 19 zugewandten Seite hat die Blasdüse 1 eine vom Längsschlitz 6 ausgehende, konkav gewölbte Wandung 22, in deren Verlängerung der Schirm 20 mit einer im wesentlichen gleich starken Wölbung angeordnet ist, so daß sich eine insgesamt glatte und durchgehend gewölbte Innenoberfläche ergibt.
Um einen möglichst dichten Abschluß des Schirms 20 zu gewährleisten, ist dieser aus einem relativ dichten Stoff gefertigt, in welchen mehrere Versteifungen eingearbeitet sein können, so daß sich der untere Rand des Schirmes der Körperform eines unterhalb der Blasdüse 1 und der Saugeinrichtung 2 auf einem Operationstisch liegenden Patienten anpassen läßt. Ein dem vorstehend beschriebenen Schirm 20 im wesentlichen entsprechender Schirm 24 ist an der von der .Saugrichtung 2 eingenommenen Seite der Raumzone 19 angeordnet.
Wie der Zeichnung zu entnehmen, wird ein aufbereitetes und im wesentlichen sterilisiertes Gas durch eine Gaszuleitung 32 an einen solchen Ort der Raumzone 19 eingeleitet, daß der Raumvorhang dadurch nicht gestört wird. Auf diesen Zweck sind die Strömungsgeschwin- ϊ digkcit und die Strömungsrichtung des aus der Gaszulcitung 32 austretenden sterilen Gases abgestimmt.
Die aus der Gaszuleitung 32 austretende Gasströmung verläuft der Richtung des den Gasvorhang 3 bildenden Lufstroms entgegengesetzt, also in einer Rich-
to lung von der Saugeinrichtung 2 in Richtung auf die Blasdüse 1, wobei die aus der Gaszuleitung 32 ausgegebene Gasmenge 30 im wesentlichen in der Höhe des Operationsfeldes, also der dem Vorhang 3 gegenüberliegenden Fläche der Raumzone 19 eingeblasen wird.
Die Sttrlle und die Geschwindigkeit an bzw. mit welcher die genannte Gasmenge eingeführt wird, werden in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des den Gasvorhang 3 bildenden Gasstroms derart bestimmt, daß die durch den den Vorhang 3 bildenden Gasstrom hervorgerufenen Turbulenzen in einen bestimmten Bereich der Raumzone, insbesondere an der Stelle des chirurgischen Eingriffes, neutralisiert werden, so daß in diesem Bereich eine mit äußerst geringer Geschwindigkeit strömende, praktisch also nahezu unbewegte Gasschicht entsteht.
Die Strömungsverhältnisse innerhalb der Raumzone 19 sind in der Zeichnung in schematisierter Form dargestellt. Wie der Zeichnung zu entnehmen, werden durch Reibung zwischen dem den Vorhang 3 bildenden Gas-
jo strom und den angrenzenden Luftschichten Sekundärströmungen hervorgerufen. Diese sind an der Oberseite und der Unterseite des den Vorhang bildenden Gasstroms von verschiedener Art.
Gemäß der Theorie des freien Strahlstroms von be-
J5 grenzter Schichtdicke bilden sich in der mit der Oberseite des Vorhangs 3 in Berührung kommenden Luftschicht unregelmäßige Gegenstromwirbel 27.
An der Unterseite des Vorhangs, d. h. also in der zu schützenden Raum/.one. herrschen aufgrund des Vorhandenseins des Schirms 20 gänzlich andere Verhältnisse analog der Theorie des durch Rezirkulation begrenzten Strahlstroms.
Die aufgrund der Reibung zwischen dem den Vorhang 3 bildenden Gasstrom und den angrenzenden Luftschichten innerhalb der Raumzone 19 entstehende Sekundärströmung führt in unmittelbarer Nähe des Schirms 20 zur Entstehung eines Unterdrucks, welcher seinerseits eine durch Pfeile 28 bezeichnete Wirbelzone hervorruft. Diese erzeugt ihrerseits im Zusammenwirken mit dem den Vorhang 3 bildenden Gasstrom eine die Raumzone 19 im wesentlichen in der Richtung des Vorhangs 3 durchströmende, durch Pfeile 29 angedeutete Strömung.
Durch das Einblasen der vorstehend genannten zu-
Y) sät/.lichcn Gasniengc 30 in einer derjenigen des den Vorhang 3 bildenden Gasstroms entgegengesetzten Richtung läßt sich in einem bestimmten Bereich 31 der Raumzone 19 eine im wesentlicher unbewegte Gasb/w. Luftschicht erzielen. Diese Stelle ist wählbar. Sie
bo bestimmt sich im wesentlichen nach dem Abstand ihres Bereichs von dem den Vorhang 3 bildenden Luftstrom sowie iv'ch der Strömungsgeschwindigkeit desselben. Die Einstellung erfolgt durch die Auswahl des Einblasortes 32 sowie der Geschwindigkeit, mit welcher die
b5 genannte Gasmenge eingeblasen wird.
Bei der im Bereich 31 vorhandenen Luftmasse handelt es sich zwar um eine im wesentlichen unbewegte Luftschicht, diese erneuert sich jedoch ständig aufgrund
der Zufuhr der Gasmenge 30 sowie dadurch, daß ihre Grenzschicht von dem langsam strömenden, im wesentlichen laminaren Gasstrom 29 bestrichen und in Richtung auf die Saugdüse 2 mitgenommen wird.
Auf die beschriebene Weise läßt sich somit ein im r> wesentlichen stationäres Gasvolumen an der Stolle des chirurgischen Eingriffs schaffen und aufrechterhalten.
Aufgrund der vorstehend beschriebenen Strömungsverhältnisse in der Raumzone 19 läßt sich durch Einblasen eines klimatisierten Gasstroms an einer vorbc- i<> stimmten Stelle und mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in einem bestimmten Bereich der Raumzone ein gewünschtes Mikroklima erzeugen und erhalten. Zu diesem Zweck wird eine feuchte, vorzugsweise mit Wasserdampf gesättigte Gasmenge mit einer ein- r> stellbaren Temperatur eingeblasen.
Um ein solches stabiles Mikroklima an der Stelle des chirurgischen Eingriffs zu erzeugen und erhalten, wird der Vorhang 3 in einer Höhe von 10 bis 30 cm, vorzugsweise von 10 bis 15 cm über dem Operationsfeld erzeugt.
Um die vorstehend beschriebenen Strömungsverhältnisse in der Raumzone 19 aufrecht zu erhalten und das Eindringen von Verunreinigungen durch den Vorhang hindurch sicher zu verhindern, darf die Geschwindigkeit des den Vorhang bildenden Gasstroms beim Eintritt in die Saugrichtung nicht unter 2 m/sec absinken. Deshalb wird zwischen der Blasdüse 1 und 2 der Saugeinrichtung eine Strömungsgeschwindigkeit zwischen wenigstens 2 m/sec und 20 m/sec aufrechterhalten.
Die Schichtdicke des Gasstroms liegt im Mittel zwischen etwa 0,2 und 5 cm, während die Länge und Breite des damit gebildeten Vorhangs 3 in Abhängigkeit von der Art des chirurgischen Eingriffs zwischen ca. 40 und 70 cm bzw. 20 und 60 cm einstellbar ist.
Wie sich aus den vorstehenden Betrachtungen der Sttömungiverhältnisse in der zu schützenden Raumzone 19 ergibt, wird über die Saugeinrichtung 2 im wesentlichen die Gesamtmenge des aus der Blasdüse 1 ausgeblasenen Gases zuzüglich einer der in die Raumzone eingeführten entsprechenden Gasmenge abgesaugt. Das von der Saugeinrichtung 2 angesaugte Gas wird einer Steriiisierungsanlage zugeleitet, deren Ausgang mit der Blasdüse 1 sowie mit der in die Raumzone 19 führenden Zuleitung 32 strömungsverbunden ist, so daß jeweils wenigstens der größte Teil des für die Erzeug gung des Vorhangs 3 verwendeten Gases erneut über die Steriiisierungsanlage umgewälzt wird.
Die Zuleitung 32 enthält wenigstens ein biegsames Teilstück, so daß sich ihre Anordnung und Ausrichtung in der Raumzone 19 einstellen läßt.
Die Zuleitung 32 hat vorzugsweise eine abgeplattet trichterförmige Austrittsöffnung 33, welche das Einblasen des Gases in die Raumzone 19 in Form einer Schicht von gewisser Breite und mit relativ geringer Geschwindigkeit ermöglicht
Zur Steuerung der Feuchtigkeit und/oder der Temperatur der über die Zuleitung 32 in die Raumzone 19 eingeführten Gasmenge ist in die Sterilisieranlage eine Befeuchtungseinrichtung und/oder eine Kühl- und to Heizeinrichtung einbezogen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
65

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Schützen einer begrenzten Raumzone, insbesondere eines chirurgischen Operationsfeldes gegen Kontamination von außen, bei welchem in die Raumzone ein Strom eines aufbereiteten, sterilen Gases, wie Luft, eingeblasen wird, der von einem im wesentlichen dazu parallel strömenden Luftvorhang begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das sterile Gas und der Luftvorhang entgegengesetzt strömen und daß beide Luftströme]zur Operationsfläche verlaufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein feuchtes, vorzugsweise mit Wasserdampf gesättigtes steriles Gi.s eingeblasen wird.
3. Vorrichtung zum Schützen einer begrenzten Raumzone, insbesondere eines chirurgischen Operationsfeldes gegen Kontamination von außen, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Blaseinrichtung sowie einer Saugeinrichtung zum Ausbilden eines strömenden Gasvorhanges, dadurch gekennzeichnet, daß in die Raumzone (19) eine zusätzliche Gasleitung (32, 33) mündet, mit deren Hilfe das aufbereitete, sterile Gas in die Raumzone in einer zur Strömungsrichtung des Gasvorhanges (3) parallelen, jedoch entgegengesetzt gerichteten Strömungsrichtung einbringbar ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Gasleitung (32) ein biegsames Leitungsteil aufweist, so daß die Orientierung des aus dieser zusätzlichen Gaszuleitung austretenden Gasstromes innerhalb der Raumzone (19) einstellbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Gaszuleitung
(32) eine abgeflacht trichterförmige Austrittsöffnung
(33) aufweist, so daß das sterile Gas in Form einer Schicht in die Raumzone(19) einführbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Gasleitung (32) dem Gasvorhang (3) gegenüberliegend in einem Ort mündet, welcher in der Nähe derjenigen Seite der Raumzone (19) angeordndct ist, auf welche die den Gasvorhang (3) bildende Gasströmung gerichtet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ortslage der zusätzlichen Gaszuleitung (32) sowie die Geschwindigkeit und die Richtung des aus dieser zusätzlichen Gaszuleitung in die Raumzone (19) einströmenden Gases in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des den Gasvorhang (3) bildenden Gasstromes derart bestimmt sind, daß die durch den den Gasvorhang bildenden Gasstrom hervorgerufenen Turbulenzen in einem bestimmten Bereich der Raumzone neutralisierbar sind, so daß in diesem Bereich eine im wesentlichen unbewegte Gasatmosphäre vorliegt.
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