DE3730551C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Atemgasbefeuchtungsgerät für Patienten mit einem an einem Beatmungsgerät angeschlos­ senen Gasbefeuchter nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei einem gattungsgemäßen Atemgasbefeuchtungsgerät gemäß der DE-A- 23 45 677 wird das Atemgas im Gasbefeuchter zu­ nächst auf eine Temperatur erwärmt, die höher ist als die Temperatur an der Ausgabestelle und auf eine relative Feuchte eingestellt, die unterhalb der Sättigung liegt. Dabei wird der nachfolgende Temperaturverlust dazu benutzt, um das Gas an der Abgabestelle auf die dort erwünschte Temperatur und relative Feuchtigkeit einstellen zu können. Diese Druckschrift geht also davon aus, daß der Tempera­ turverlust, der in der Versorgungsleitung auftritt, mit einkalkuliert wird. Dies ist aber sehr kompliziert, da zum einen die Temperatur um die Versorgungsleitung herum nicht konstant ist und darüberhinaus auch eine derartige Be­ feuchtigung unterhalb der Sättigung, daß an der Ausgabe­ stelle gesättigtes Atemgas vorliegt, sehr schwer einzu­ stellen ist. Das Gerät verwendet weiterhin eine Heizung im oder am Versorgungsschlauch, die die Kondensatbildung ver­ hindern soll. Es ist jedoch nicht klar, wie diese mit der zuvor geschilderten Wirkung in Einklang zu bringen ist. Darüberhinaus ist in dieser Druckschrift nicht angespro­ chen, wie das vom Patienten ausgeatmete Gas weggeführt wird; und es sind auch keine Vorkehrungen dazu getroffen worden.

Bei einem weiterhin bekannten Atemgasbefeuchtungsgerät (Typ MR 450 der Firma Fischer & Paykel) besteht der Gasbe­ feuchter aus einem sogenannten Docht-Verdampfer-Befeuchter, in dem innerhalb der mit Wasser gefüllten Befeuchtungskam­ mer eine Heizplatte und eine wärmeleitende Aluminiumspira­ le, die mit einem Fliespapier ausgelegt ist, angeordnet sind. Die Atemluft durchströmt die Aluminiumspirale und wird dabei aufbereitet. Dabei besteht das Problem, daß der Querschnitt der Aluminumspirale nicht beliebig groß ge­ wählt werden kann, so daß sehr schnell ein ungewünscht ho­ her Luftwiderstand auftritt. Desweiteren ist zum Verdampfen des Wassers, selbst unter Zuhilfenahme des Fliespapiers als Docht, eine relativ starke Erwärmung des Wassers er­ forderlich, was zur Überhitzung der Luft und damit zur Ge­ fährdung des Patienten führen kann. Zwar ist in dem Vor­ sorgungsschlauch ein Schwachstrom-Heizdraht angeordnet, der die Kondensatzbildung verhindern soll. Zum einen ist es aber relativ aufwendig Schwachstrom herzustellen, um die Heizung betreiben zu können, zum anderen ist der Heiz­ draht empfindlich und es besteht die Gefahr, daß er zu Bruch geht. Darüberhinaus wird durch den Heizdraht die Kondensatbildung nicht zuverlässig verhindert, da die Wandtemperatur des Versorgungsschlauches von dem Heizdraht unbeeinflußt ist.

Zum Stand der Technik gehört weiterhin die US- 44 63 755. Diese Druckschrift offenbart bei einem Atmungskreislauf ein Schlauchstück, das doppelwandig ausgebildet ist, wobei der Innenschlauch die Atemgaszufuhr und der Außenschlauch die Atemgasrückführleitung bildet. Es handelt sich jedoch dabei um einen Atemkreislauf zur Zuführung von Anästhesie­ gas oder Oxygengas und dergl. und nicht um eine Einrich­ tung, bei der aufbereitete Atemluft zur Verfügung gestellt werden soll. Das Schlauchstück steht daher auch nicht in Verbindung mit einem Atemgasbefeuchtungsgerät sondern dient als Teilabschnitt einer Atemgaszuführleitung, die auch nicht konsequent als Zufuhr- und Abführleitung ausge­ bildet ist, da der innere Versorgungsschlauch nicht voll­ ständig bis zum Tubusadapter geführt ist. Es ist keine Be­ gleitheizung vorgesehen. Bei dieser Druckschrift handelt es sich daher um eine gattungsfremde Einrichtung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die ange­ sprochenen Nachteile des gattungsbildenden Atemgasbefeuch­ tungsgerätes zu beheben und ein universell einsetzbares Gerät mit hoher Befeuchtungsleistung ohne Taupunktunter­ schreitung im Versorgungsschlauchsystem herzustellen. Dies soll mit geringem Leistungsaufwand und der Rückgewinnung der Wärme des Ausatemgases erfolgen, so daß eine geringe Begleitheizungsleistung erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung wird sichergestellt, daß das Atemgas nicht über­ hitzt werden kann, da die Wasserbadtemperatur auf die Kör­ pertemperatur des Patienten eingeregelt ist. Das Atemgas wird auf seinen optimalen Wert eingestellt und kann dabei entsprechend der eingestellten Temperatur die dazugehörige Feuchtigkeit aufnehmen. Dabei muß natürlich sichergestellt werden, daß das Atemgas im Wasserbadbefeuchter hinreichend gleichmäßig verteilt ist und eine solche Durchlaufstrecke aufweist, daß es auch bei relativ trockenem Gas und gerin­ ger Temperatur die geforderten Werte annehmen kann. Wei­ terhin wird der Luftspalt zwischen Versorgungsschlauch und Schlauch oder Glasrohr als Rückführleitung benutzt, die vorzugsweise den Versorgungsschlauch auf seiner ganzen Länge zwischen Tubus- bzw. Meßadapter und Gasbefeuchter umgibt. Das hat den Vorteil, daß statt zweier Einzel­ schläuche nur eine Schlaucheinheit zum Bett des Patienten bzw. zum Inkubator verlegt werden muß. Weiterhin wird die Wärme des Ausatemgases rückgewonnen, so daß schon ohne Be­ gleitheizung die Gefahr der Kondensatbildung verringert wird und die Heizleistung der Begleitheizung kleiner ge­ wählt werden kann. Weiterhin werden dadurch auch die Ein­ flüsse der Umgebung auf den Versorgungsschlauch verringert. Dadurch, daß die Begleitheizung auf der Außenseite des Schlauches oder des Glasrohres angeordnet ist, bildet sich auch kein Kondensat in der Rückführleitung, so daß auch die Infektionsgefahr verringert wird.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen angegeben.

Die Begleitheizung weist in vorteilhafter Weise zumindest ein Heizband oder Heizspirale auf, das bzw. die parallel oder spiralförmig zum Versorgungsschlauch angeordnet sind. Dabei sind zwischen dem Heizband oder -spirale Abstände vorgesehen, die den Durchblick zum Versorgungsschlauch­ inneren freigeben. Durch die Abstände ist sichergestellt, daß der Vorsorgungsschlauch laufend überwacht werden kann, so daß bei Fehlern in der Regelung visuell Kondensatbil­ dung festgestellt werden kann. In vorteilhafter Weise ist die Begleitheizung auf einem durchsichtigen PVC-Schlauch bzw. Acrylglasrohr befestigt, in dem der Vorsorgungs­ schlauch angeordnet ist. Zur Wärmeisolierung und aus Hygienegründen ist das Heizband bzw. -spirale von einem schrumpfbaren, transparenten Schlauch, auch Schrumpf­ schlauch genannt, umgeben, der vorzugsweise aus Teflon be­ steht. Das Heizband kann aus einer Glasfaser-Silicon- Konstruktion mit einer Aluminiumfolie zur besseren Wärme­ abstrahlung bestehen, wobei die Aluminiumfolie auf den PVC-Schlauch bzw. dem Acrylglasrohr angeordnet ist.

Ein Acrylglas- bzw. Plexiglasrohr kann dann vorgesehen werden, wenn das Atemgasbefeuchtungsgerät fest installiert ist und z. B. an einem Inkubator zur Aufnahme eines Klein­ kindes angeschlossen ist. Soll jedoch der Versorgungs­ schlauch beweglich sein, so ist ein PVC-Schlauch vorgese­ hen. In der Rückführleitung, vorzugsweise auf seiner hal­ ben Länge, kann eine Temperaturmeßsonde fixiert sein, so daß diese Temperatur als Regelgröße mitbenutzt werden kann.

Der Gasbefeuchter weist einen Wasservorratsbehälter auf, wobei der Atemgaseintrittsanschluß in Bodenhöhe des Vor­ ratsbehälters angeordnet ist und unterhalb einer Siebplat­ te mündet, die ihrerseits unterhalb des Wasserspiegels an­ geordnet ist. Der Atemgasaustrittsanschluß ist oberhalb des Wasserspiegels angeordnet und von einem feinmaschigen Gewebe, vorzugsweise Kunststoffgewebe, überzogen, dessen Maschenweite so gering wie möglich, höchstens etwa 0,5 mm, gewählt ist.

Wie bereits angesprochen, ist die Verweilzeit des Atemgases im Wasserbadbefeuchter für die Anreicherung mit Feuchtig­ keit und die Erreichen der Endtemperatur wichtig. Daher beträgt der Abstand zwischen der Siebplat­ te und dem Wasserspiegel vorzugsweise 15 cm. Der Quer­ schnitt des Wasserbadbehälters und die Größe der Siebplat­ tenbohrungen sind derart bemessen, daß das Atemgas am Aus­ tritt des Wasserbadbefeuchters auf Körpertemperatur von vorzugsweise 37°C erwärmt und bei dieser Temperatur ein Feuchtigkeitsgehalt von 41 Gramm Wasser pro Kilogramm Luft aufweist (relative Feuchte von mindestens 92%). Zwar sol­ len die Bohrungen in der Siebplatte möglichst klein sein um die Anreicherung mit Feuchtigkeit zu erhöhen. Dabei darf jedoch ein gewisser Bohrungsdurchmesser nicht unter­ schritten werden bzw. der Bohrungsdurchmesser auf die Siebplattenfläche muß so abgestimmt sein, daß der Beat­ mungswiderstand nicht zu hoch wird.

Die Variation der Leistung des Heizelements und der Be­ gleitheizung erfolgt in vorteilhafter Weise nach dem Prin­ zip der Phasenanschnittsteuerung. In vorteilhafter Weise ist auch als zentrales Regel- und Steuergerät ein Mikro­ computer vorgesehen, an dem die einzelnen Meßsonden einer­ seits angeschlossen sind und der weiterhin die Steuerung des Heizelements und der Begleitheizung übernimmt.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auch die Zeichnungen verwiesen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung vereinfacht dargestellt sind. Es zeigen:

Fig. 1 eine skizzierte Ansicht eines Atemgasbefeuchtungs­ geräts, das fest an einem Inkubator installiert ist;

Fig. 2 einen Schnitt durch die Verbindungsleitungen zwi­ schen Inkubator und Atemgasbefeuchtungsgerät und

Fig. 3 ein entsprechendes Atemgasbefeuchtungsgerät, das zur Beatmung eines erwachsenen Patienten vorgesehen ist.

In den Fig. 1 und 3 ist mit 1 ein Gasbefeuchter be­ zeichnet, der über einen Atemgaseintrittsanschluß 2 und eine Rückleitung 3 an ein nicht dargestelltes, aber be­ kanntes Beatmungsgerät angeschlossen ist. Der Gasbefeuch­ ter 1 weist einen Vorratsbehälter 4 auf, in dem eine be­ stimmte Menge Wasser eingefüllt ist. Der Atemgaseintritts­ anschluß 2 mündet in Bodenhöhe des Vorratsbehälters 4 in diesen ein. Oberhalb dieser Mündung ist eine mit 5 be­ zeichnet Siebplatte angeordnet, die das Atemgas in kleine Bläschen auflöst, damit es mit dem darüber angeordneten Wasserspiegel in Kontakt treten kann und sich im Wasser erwärmt und mit Feuchtigkeit anreichert. Innerhalb des Vorratsbehälters 4 ist ein mit 6 bezeichnetes Heizelement angeordnet, das das Wasserbad auf die Körpertemperatur des Patienten, vorzugsweise 37°C, erwärmt und auf dieser Temperatur hält. Dazu ist, nicht dargestellt, eine Meßson­ de vorgesehen, die mit dem Heizelement verbunden sein kann. Oberhalb des Wasserspiegels, im Vorratsbehälter 4, ist weiterhin ein Atemgasaustrittsanschluß 7 vorgesehen, des­ sen Ende mit einem Gewebe, vorzugsweise Kunststoffgewebe überzogen ist, das möglichst feinmaschig ausgeführt ist, um möglicherweise im Atemgas enthaltene Wasserbläschen zu­ rückzuhalten. Der Atemgaseintrittsanschluß, die Rückführ­ leitung, das Heizelement und der Atemgasaustrittsanschluß sind an einem Verschlußdeckel 8 befestigt, der dichtend am Vorratsbehälter 4, vorzugsweise über Schnellverschlüsse, befestigbar ist. Der Verschlußdeckel 8 kann abgehoben wer­ den, um Wasser nachzufüllen, so daß immer eine Mindestmen­ ge Wasser im Vorratsbehälter enthalten ist. An dem Atem­ gasaustrittsanschluß 7 ist ein Versorgungsschlauch 9 ange­ schlossen, der zu einem Tubus- bzw. Meßadapter 10 führt, der als solcher bekannt ist. Am Tubus- bzw. Meßadapter 10 ist eine Leitung angeschlossen, die zum Mund bzw. in die Luftröhre des Patienten führt und diesen mit Atemgas ver­ sorgt. Da diese Leitung zwischen Tubus- bzw. Meßadapter und Patient sowohl für die Zuführung als auch für die Rückführung des Atemgases vorgesehen ist, weist der Tubus- bzw. Meßadapter Ventile auf, so daß das frische Atemgas aus dem Versorgungsschlauch entnommen wird und das Aus­ atemgas in eine mit 11 bezeichnete Rückführleitung gelangt.

Gemäß Fig. 1 wird die Rückführleitung durch den Versor­ gungsschlauch 9 und ein mit Abstand zu diesem, den Ver­ sorgungsschlauch umgebendes, durchsichtiges Acrylglasrohr 12 gebildet, das zwischen dem Tubus- bzw. Meßadapter 10 in einem Inkubator 13 und dem Verschlußdeckel 8 des Wasser­ badbefeuchters 1 angeordnet ist. Der Verschlußdeckel 8 weist zumindest streckenweise einen Hohlraum auf, in den das Acrylglasrohr 12 mündet, wobei der Hohlraum seiner­ seits mit der Rückleitung 3, die zum Beatmungsgerät führt, verbunden ist. Je nach Bedarf ist auf einem Teil der Strecke bzw. auf nahezu der gesamten Strecke des Acryl­ glasrohres 12 auf seinem Außenumfang ein Heizband bzw. -spirale 14 angeordnet, die als Begleitheizung 15 für das Acyrlglasrohr bzw. den Versorgungsschlauch 9 ausgebildet ist. Das Heizband bzw. -spirale 14 ist, je nach Ausgestal­ tung, über eine Aluminiumfolie an dem Acrylglasrohr be­ festigt, so daß eine gute Wärmeleitung zum Acrylglasrohr gegeben ist. Um einen Einblick auf den Versorgungsschlauch bzw. in den Innenraum des Acrylglasrohres zu gewährleisten, ist das Heizband bzw. -spirale mit Abstand auf dem Acryl­ glasrohr aufgewickelt, so daß ein Durchblick gewährleistet ist. Um das Heizband bzw. -spirale herum ist ein aufge­ schrumpfter, transparenter Schlauch 18, vorzugsweise aus Teflon, angeordnet, der einen sicheren Halt des Heizbandes bzw. der -spirale auf dem Acrylglasrohr sicherstellt. Des­ weiteren dient der Schrumpfschlauch zur Wärmeisolierung und bildet eine glatte Oberfläche, so daß er hygienisch gereinigt werden kann. Ziwschen dem Acrylglasrohr und dem Versorgungsschlauch kann eine Temperaturmeßsonde 19 vorge­ sehen sein.

In dem in Fig. 2 dargestellten Schnitt ist der räumliche Zusammenhang zwischen Versorgungsschlauch 9, Rückführlei­ tung 11, Acrylglasrohr 12, Heizband bzw. -spirale 14 (Be­ gleitheizung 15) und Schrumpfschlauch 18 zu erkennen.

Das Atemgasbefeuchtungsgerät nach Fig. 3 unterscheidet sich von dem Atemgasbefeuchtungsgerät nach Fig. 1 im we­ sentlichen nur dadurch, daß das Gerät zur Benutzung bei erwachsenen Patienten vorgesehen ist und daß der Inkubator 13 entfällt und das Acrylglasrohr 12 durch einen bewegli­ chen PVC-Schlauch 20 ersetzt ist. Daher kann das Gerät nach Fig. 3 an beliebigen Krankenbetten eingesetzt werden.

Am Tubus- bzw. Meßadapter der Atemgasbefeuchtungsgeräte nach Fig. 1 und 3 ist eine Meßsonde 17 vorgesehen, die den Zustand des Atemgases mißt und zu einem nur als Kasten dargestellten Mikrocomputer als Regel- und Steuergerät 16 führt. Die Begleitheizung 15 und das Heizelement 6 sind ebenfalls am Mikrocomputer 16 angeschlossen, so daß durch den Mikrocomputer in Ver­ bindung mit einer Phasenanschnittsteuerung die Heizleistung der Begleitheizung 15 und des Heizelements 6 gesteuert bzw. derart geregelt werden kann, daß dem Patienten immer Atem­ gas mit Körpertemperatur und einer optimalen relativen Feuchte von mindestens 92% zugeführt wird.

Wie bereits in der Patentbeschreibung erläutert, wird durch die Schlauch in Schlauchanordnung des Versorgungsschlauches und der Rückführungleitung eine optimale Temperierung des Atemgases erreicht, so daß, da kein Kondensat anfällt, auch die Ansteckungsgefahr des Patienten auf einen Minimum reduziert ist.

Claims (7)

1. Atemgasbefeuchtungsgerät für Patienten mit einem an einem Beatmungsgerät angeschlossenen Gasbefeuchter und mit einem Versorgungsschlauch, der die Verbindung zwischen dem Gasbefeuchter und einem mit einer Meßsonde versehenen Tu­ bus- oder Meßadapter am Patienten oder an einem Inkubator herstellt, wobei der Gasbefeuchter als Wasserbadbefeuchter ausgebildet ist und ein die Wasserbadtemperatur einregeln­ des, elektrisches Heizelement aufweist und der Versorgungs­ schlauch eine Begleitheizung aufweist, deren Heizleistung durch ein Meß- und Steuergerät regelbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserbadtemperatur des Gasbefeuchters (1) über das Regel- und Steuergerät (16) auf die Körpertemperatur des Patienten eingestellt ist, daß eine Rückführleitung (11) für das Ausatemgas zwischen Tubus- oder Meßadapter (10) und dem Atemgasbefeuchtungsgerät vorgesehen ist, daß die Rückführleitung (11) durch einen Schlauch (20) oder ein Glasrohr (12) und den Versorgungs­ schlauch (9) derart gebildet ist, daß der Schlauch (20) oder das Glasrohr (12) den Versorgungsschlauch (9) umgibt, daß die Begleitheizung (15) auf der Außenseite des Schlau­ ches (20) oder des Glasrohres (12) angeordnet ist und daß das Regel- und Steuergerät (16) die Begleitheizung (15) zur Zuführung von Atemgas mit Körpertemperatur zu dem Pa­ tienten einstellt.

2. Atemgasbefeuchtungsgerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Begleitheizung (15) min­ destens ein Heizband oder Heizspirale (14) aufweist und daß zwischen dem Heizband oder der Heizspirale (14) Ab­ stände vorgesehen sind, die den Durchblick in den Innen­ raum des Glasrohres (12) oder des Schlauches (20) freige­ ben.

3. Atemgasbefeuchtungsgerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung (11) zwischen dem Versorgungsschlauch (9) und dem Schlauch (20) oder dem Glasrohr (12), vorzugsweise auf ihrer halben Län­ ge, eine Temperaturmeßsonde (19) angeordnet ist.

4. Atemgasbefeuchtungsgerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (20) oder das Glasrohr (12) den Versorgungsschlauch (9) auf seiner ge­ samten Strecke umgibt.

5. Atemgasbefeuchtungsgerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch (20) als durch­ sichtiger PVC-Schlauch und das Glasrohr (12) als Acryl­ glasrohr ausgebildet sind.

6. Atemgasbefeuchtungsgerät nach einem der vorherge­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasbefeuchter (1) einen Vorratsbehälter (4) und eine Siebplatte (5) aufweist und der Querschnitt des Vorratsbe­ hälters (4), die Größe der Siebplattenbohrungen und der Abstand zwischen Siebplatte (5) und Wasserspiegel derart bemessen sind, daß das Atemgas am Austritt des Gasbefeuch­ ters (1) auf Körpertemperatur, vorzugsweise 37°C, erwärmt ist und ein Feuchtigkeitsgehalt von 41 Gramm Wasser pro Kilogramm trockener Luft aufweist.

7. Atemgasbefeuchtungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizband oder die Heiz­ spirale (14) von einem schrumpfbaren, transparenten Schlauch (18), vorzugsweise aus Teflon, umgeben sind.