DE4106098C2

DE4106098C2 - Vorrichtung zur Erzeugung kontinuierlich positiver Drucke in den Luftwegen bei Spontanatmung

Info

Publication number: DE4106098C2
Application number: DE4106098A
Authority: DE
Inventors: Volker Lang
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-02-27
Filing date: 1991-02-27
Publication date: 2000-08-31
Anticipated expiration: 2011-02-28
Also published as: CA2101647A1; WO1992015355A1; DE4106098A1; EP0573468A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen- Mundraum eines Patienten unter einem kontinuierlich positiven Atemgasdruck gem. dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus "Bull. europ. Physiopath. resp. 1983, 19, 616-620". Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung wird ein Atemfrischgas einem Patienten über eine dicht aufgesetzte Maske zugeführt. Der Druck im Bereich der auf den Patienten aufgesetzten Maske wird über einen Druckmess-Sensor erfasst, der über eine dünne Schlauchleitung mit der Maske gekoppelt ist. Mittels einer derartigen Messanordnung kann der gewünschte, an den Patienten angelegte Beatmungsdruck auch im Falle etwaiger Undichtigkeiten vergleichsweise präzise eingehalten werden.

Aus EP 0 149 009 A3 ist eine Vorrichtung für die Zufuhr von Beatmungsgas in den geschlos senen Atemkreis eines medizinischen Beatmungsgerätes bekannt. Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung ist eine Dosiereinheit vorgesehen, über welche Sauerstoff und ggf. ein Narkose gas entsprechend anteilsmäßig in den geschlossenen Atemkreis eingespeist werden. Über eine Steuereinrichtung kann die Dosiereinheit derart angesteuert werden, daß in dem Atemkreis ein höherer oder ein niedrigerer Druckpegel herrscht. Da der Verbrauch des von dem Patienten bezogenen Atemgases im wesentlichen druckunabhängig ist, kann auf eine Leckage im Atemkreis geschlossen werden, wenn der Atemgasstrom eine deutliche Druckabhängigkeit zeigt.

Aus DE 34 12 118 A1 ist ein Atemphasenregler bekannt zur Steuerung der O₂-Zumischung. Bei dieser herkömmlichen Vorrichtung wird der Druck im Bereich des Patienten über eine Druckmessdose erfaßt, die über eine Druckmessleitung an eine Atemgasleitung angeschlossen ist. Über diese Druckmessdose wird ein Schaltkontakt für ein Magnetventil betätigt, derart, daß das Magnetventil die Sauerstoffzufuhr während einer Ausatemphase unterbricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Patienten zu schaffen, durch welche der auf den momentanen physiologischen Zustand des Patienten abgestimmte Druck des zugeführten Atemfrischgases auf zuverlässige Weise gesteuert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den in Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 mit 13.

Gem. einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Atemfrischgas zufuhr über zwei Nasen-Rachenschläuche, die je einen sehr dünnen Druckmess-Schlauch bzw. Kanal aufweisen. Das eingespeiste Atemfrischgas steht vorteilhafterweise unter einem Überdruck von 25-30 mbar.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung werden selbst größere Lecks über den Mund kompensiert, indem der Druck im Nasen-Rachen-Mundraum laufend über die genannten dünnen Meß-Sonden mit nachgeschalteten elektrisch-elektronischen Druckmeß-Vorrichtungen kontrolliert und über eine selektive Erkennungselektronik und ein elektronisches Regelglied mit Dosierventil die Atemfrischgaszufuhr so gesteuert wird, daß eine Vergrößerung des Mundlecks jeweils auch einen erhöhten Kompensationsgasfluß in den Nasen-Rachen schläuchen bewirkt.

Der durch den hohen Gasfluß zwangsläufig auftretende erhöhte Druckabfall führt aber nicht wie bei den bekannten Verfahren zu einem Druckabfall im Mundraum und der Lunge, sondern kann, da zwischen Atemfrischgas-Einspeisedruck (25-30 mbar) und den im Nasen- Rachen-Mundraum therapeutisch angewandten Drucken (5-10 mbar) eine Druckdifferenz von mindestens 20 mbar besteht, durch die Gaszufuhr-Regelung mühelos ausgeglichen werden.

Eine erste Druckbegrenzung auf erhöhtem Druckniveau ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch den auf 25-30 mbar limitierten Einspeisedruck des Atemfrischgases gege ben. Die zweite Druckbegrenzung auf therapeutischem Druckniveau von 5-10 mbar erfolgt durch die fortlaufenden exakten Druckmessungen im Nasen-Rachen-Mundraum und die davon abhängige geregelte Atemfrischgaszufuhr.

Tritt eine Druckmeßsondenverstopfung durch Nasenschleim auf, ein nicht seltenes Ereignis, dann wird das nachgeschaltete Druckmeßelement, wenn es keine Entlüftung ins Freie aufweist, über lange Zeit noch mit dem Druck beaufschlagt, der kurz vor dem Verstopfen der Sonde im Nasen-Rachen-Mundraum geherrscht hat. Eine evtl. gefährliche Falschregelung der Atemfrischgas-Einspeisung mit einem Aufbauen von hohen Drucken bis maximal 30 mbar, wäre die Folge. Derartige Fehlmessungen und Fehlregelungen können durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Aufmodulation von Druckschwingungen auf vorteilhafte Weise vermieden werden. Diese Druckschwingungen werden hier nur bei einer offenen Druckmeßsonde, nicht aber bei deren Verstopfung auf das nachgeschaltete elektrisch- elektronische Druckelement übertragen. Auf diese Weise kann sehr leicht bei der Auswertung der Signale in einer speziellen Elektronik diese Verstopfung erkannt und durch eine sofortige Aktivierung einer in der Vorrichtung integrierten automatischen Sonden-Durchblas- Vorrichtung beseitigt werden. Ist dies in seltenen Fällen nicht möglich, wird automatisch Gerätealarm ausgelöst und gleichzeitig die Atemfrischgaszufuhr auf ein Minimum gedrosselt. Wird die beschriebene Druckmessung und Regelung der Atemfrischgaszufuhr noch in Form von zwei komplett voneinander getrennt arbeitenden Regelkreisen mit Drucksonden, Druckmeßelementen sowie Selektiv- und Steuer-Regelelektroniken ausgebildet, läßt sich hier mit ein Höchstmaß an Patientensicherheit erreichen.

Das Problem, daß sich bei verlegter Nase die verbrauchte Ausatemluft des Patienten immer wieder von diesem eingearbeitet wird, kann mit Hilfe eines in den Mund eingelegten knickfesten Tubuses (Schlauch) bzw. ein kleines fixes Leck gelöst werden. Durch eine immer vorhandene Atemfrischgaszufuhr im Bereich von 2-5 l/min. (Pädiatriebereich, für Erwachsene bis ca. 10 l/min.) läßt sich über dieses Leck eine sichere Ausspülung der verbrauchten Ausatemluft ins Freie erreichen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch die Einzelbausteine der Vorrichtung und ihre funktionale Ver knüpfung;

Fig. 2 in Aufsicht die Fixierhilfe für die Nasen-Rachentuben und den Mundtubus.

Jene in Fig. 1 schematisch dargestellten Einzelbausteine sind an sich bekannt und werden des halb nicht ausführlicher beschrieben. Atemfrischgas gelangt von einem handelsüblichen Hochdruck-Druckluft-Sauerstoffmischer 1, zu einem elektromagnetisch betätigten Dosierventil 2 und gleichzeitig zu einem Regler 3, zur Festeinstellung des Ausspül-Dauergasflusses von 5 l/min. (Pädiatriebereich, sonst höher) und von hier weiter zu einem Niederdruckregler 4, der den Druck auf 25-30 mbar begrenzt. Dieser Regler gibt Atemgas an den Modulator 5 ab, der ihm Druckschwingungen aufmoduliert (benutzter Frequenzbereich 0,1-20 Hz, Hub 0,5-10 mbar), bevor das Frischgas dann eine an sich bekannte Atemgas-Anfeucht-Anwärmvor richtung 6 durchströmt und über den Verbindungsschlauch 7 den Y-Gasverteiler 8 erreicht.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei spezielle Nasen-Rachen-Tuben 9 in den Adapter 10 eingesteckt und versorgen den schematisch dargestellten Nasen-Rachen-Mund raum 16 und die damit kommunizierende Luftröhre 19 und die Lunge 20 mit Atemfrischgas unter Überdruck (5-10 mbar).

Wechselnd große Gaslecks 18 über die Lippen sind symbolisiert durch parallele Striche. Ein in den Mundraum eingelegter Tubus (knickfester Schlauch) 17, dient als fixes Leck ins Freie zur sicheren Ausspülung der verbrauchten Ausatemluft aus dem Nasen-Rachen-Mundraum 16 durch kontinuierlich über den Regler 3 strömendes Atemfrischgas. Durch die im Lumen der Nasen-Rachen-Tuben 9 verlaufenden dünnen Druckmeßsonden 11, die jeweils über Verbindungsschläuche 12, 13 mit je einem elektrisch-elektronischen Druckmeßelement 14, 15 gekoppelt sind, sowie durch eine weitere nachgeschaltete Selektivelektronik 21 und ein elektronisches Regelglied 22 wird schließlich das Dosierventil 2 gesteuert. Kommt es zu einem Verstopfen der dünnen Druckmeßsonden, z. B. durch Nasenschleim, werden Drucksignale nur noch ohne aufmodulierte Druckschwingungen durch die Druckmeßelemente 14, 15 erfaßt und können damit von der Selektivelektronik 21 als Verstopfung erkannt werden. Dies führt zum Auslösen einer automatischen Durchblasvorrichtung 23, die über die elektromag netischen Ventile 24, 25 Atemgas unter hohem Druck in die Verbindungsschläuche 12, 13 und die zugehörigen Druckmeßsonden 9 abgibt und damit die Verstopfung in der Regel be seitigt. Da die Ventile 24, 25 gleichzeitig beim Durchblasvorgang eine Entlüftung der Druck meßelemente 14, 15 ins Freie bewirken, ist nach Beendigung des Durchblasvorganges ohne größere Zeitverzögerung trotz der verwendeten sehr dünnen Druckmeßsonden eine exakte Druckerfassung gewährleistet.

Fig. 2 zeigt die Haltevorrichtung für die Nasen-Rachentuben und den Mundtubus. Sie besteht aus einer Basisplatte 26 aus elastischem Material (Gummi, Silikonkautschuk), die Öffnungen aufweist. Die Öffnungen 27, 28 dienen zum klemmenden Einschieben der Nasen-Rachen tuben 9 und die Öffnung 29 für den des Mundtubuses 17. Seitlich rechts und links ange brachte rechteckige Ausstanzungen dienen der Befestigung von Haltebändern. Wie man sieht, sind die Öffnungen 24, 25 nur von einem schmalen Saum elastischen Materials 32 umgeben, der über je einen schmalen Steg 33, 34 mit der Basisplatte 26 verbunden ist. Diese Stege ermöglichen bei der Fixierung der Basisplatte auf der Oberlippe des Patienten eine weitgehend drucklose Befestigung der Nasen-Rachentuben in einer um 90° abgewinkelten Position.

Claims

1. Vorrichtung zur Zufuhr eines Atemfrischgases zum Nasen-Rachen-Mundraum eines Patienten unter einem kontinuierlich positiven Atemgasdruck mit:

- einer Atemgasquelle (1, 4) zur Bereitstellung des Atemfrischgases,
- einem Verbindungsschlauch (7) zur Weiterleitung des Atemfrischgases zu dem Nasen- Rachen-Mundraum des Patienten,
- einer Druckmeßeinrichtung (14, 15, 11) zur kontinuierlichen Messung des Atemgas druckes,
- einer Regeleinrichtung (2, 3) zur Regelung der Atemfrischgaszufuhr nach Maßgabe des über die Druckmeßeinrichtung (14, 15, 11) erfaßten Druckes zur Einstellung eines geeigneten therapeutischen Druckniveaus, und
- einer im Bereich des Patienten vorgesehenen Leckeinrichtung zur Ausspülung der ver brauchten Ausatemluft ins Freie,

dadurch gekennzeichnet, daß in einem zwischen der Atemgasquelle (1, 4) und dem Patienten liegenden Bereich ein Druck modulator (5) vorgesehen ist, der dem Atemgas eine definierte Druckschwingung aufmodu liert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Modulator (5) die Druckschwingungen in einem Frequenzbereich von 0,1-20 Hz erzeugt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwingungen in einem Amplitudenbereich von 0,5-10 mbar liegen.

4. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckschwingungen des Atemfrischgases durch intermittierende komplette oder inkom plette Unterbrechungen des Gasflusses oder Schwingungen einer Membran erzeugt werden.

5. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des kontinuierlich positiven Druckes des Atem frischgases in den Luftwegen ein oder zwei möglichst weitlumige Schläuche, die je einen Druckmeßschlauch, bzw. Druckmeßkanal aufweisen, vorgesehen sind, zur Zufuhr des Atemfrischgases zu dem Nasen-Rachen-Mundraum des Patienten.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckmeßeinrichtung zwei Druckmeßorgane (14, 15) aufweist.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Nasen-Rachentubus zur Atemfrischgaszufuhr und ein zweiter Nasenrachentubus zur Druckmessung vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Sonden-Durchblas-Vorrichtung vorgesehen ist, die eine Erkennungselektronik umfaßt, die bei Registrierung von Drucksignalen ohne aufmodulierte Schwingungen automatisch einen Sonden-Durchblas-Vorgang auslöst.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbleiben von Drucksignalen mit aufmodulierten Schwingungen nach einem Durchbla sen der Sonden ein Alarm ausgelöst wird und gleichzeitig der Druck des zugeführten Atem gases auf einen vorgegebenen Minimalwert abgesenkt wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausblasen der Sonden auch manuell auslösbar ist.

11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Atemfrischgas unter einem Überdruck von 25-30 mbar in den Verbindungsschlauch (7) eingespeist wird.

12. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Niederdruckregler vorgesehen ist, der den Druck auf 25-30 mbar begrenzt.

13. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckmodulator (5) stromaufwärts einer Atemgas- Anfeucht-Anwärmvorrichtung (6) vorgesehen ist.