DE68909950T2 - Vorrichtung zur erzeugung eines kontinuierlichen, positiven atemwegdrucks (cpap) mit hilfe eines ejektionsvorgangs während der spontanatmung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen, positiven Atemwegdrucks nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Eine solche Vorrichtung ist in der früheren DE-C-31 19 814 offenbart.
• Das Prinzip einer solchen Vorrichtung besteht darin, daß der Patient gegen einen oberhalb des Atmosphärendrucks liegenden Druck atmet, was ein spontanes Atmen unter bestimmten Bedingungen einer beeinträchtigten Lungenfunktion erleichtert. Bei derzeit bekannten Vorrichtungen dieser Art mit einfachem und daher preiswertem Aufbau besteht der Atemweg aus einer verhältnismäßig langen Röhre, was wiederum eine verhältnismäßig lange Luftsäule ergibt. Wenn der Patient einatmet, neigt der Druck im Atemweg zur Abnahme. Um die bestmöglichen Atmungsbedingungen zu gewährleisten, sollte der Druck im Atemweg des Patienten während des Atmungszyklus so konstant wie möglich sein. Bislang war dies schwer zu erreichen, und zwar selbst mit den bekannten Vorrichtungen, die verhältnismäßig kompliziert sind, weil sie mit beweglichen Ventilen und elektronischen Bauteilen arbeiten. Dies gilt besonders für Systeme, die über die Nase angeschlossen sind.
• Der Zweck der Erfindung besteht daher darin, eine Vorrichtung der genannten Art anzugeben, die bei weiterhin einfachem Aufbau es ermöglicht, einen positiven Atemwegdruck mit minimalen Druckschwankungen einzuhalten, und dadurch auch die komplizierteren und verhältnismäßig kostspieligen bekannten Vorrichtungen ersetzen kann. Dies wird durch eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht.
• Der Frischgaskanal liegt im wesentlichen in der Verlängerung des ersten Abzweigkanals und ist mit dem zweiten Abzweigkanal so verbunden, daß der Frischgasstrom im wesentlichen koaxial in den ersten Abzweigkanal geleitet wird. Die Querschnittsfläche jedes Abzweigkanals ist um ein mehrfaches größer als die kleinste Querschnittsfläche des Einlaßkanals, und die Länge jedes Abzweigkanals ist verhältnismäßig kurz, da die Länge vorzugsweise höchstens das fünffache seines Innendurchmessers beträgt. Außerdem ist der Atmungskanal mit dem Einlaßkanal zu einer kompakten Einheit zusammengebaut, die an der Nase und/oder dem Mund des Patienten mittels eines Streifens, Gurtes, Bandes oder einer Schnur befestigt werden kann.
• Aufgrund der besonderen Art, wie der Einlaßkanal am abgewinkelten Atmungskanal angebracht ist, ergibt sich auf äußerst einfache Weise eine Ejektorwirkung, die in Abhängigkeit von der Stärke der Frischgasströmung den gewünschten Druck (CPAP) im ersten Abzweigkanal erzeugt, der direkt mit dem Atmungsweg des Patienten verbunden ist.
• Die Ejektorwirkung wirkt der Druckabnahmetendenz während der Einatmungsphase dadurch entgegen, daß Atmungsgas und/oder atmosphärische Luft aus dem anderen Abzweigkanal eingesaugt wird. Während der Ausatmungsphase wird der Druckzunahmetendenz durch die Querschnittsfläche des Atmungskanals entgegengewirkt, da die Querschnittsfläche um ein Vielfaches größer als die des Einlaßkanals ist, so daß die ausgeatmete Luft dem Frischgasstrom überlagert werden kann, ohne daß der Druckgradient in dem System merklich beeinträchtigt wird. Bei konstanten Gasströmen ist der Druck daher weitgehend konstant, und zwar unabhängig von Änderungen im Atmungskanal während des Atmungszyklus.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung bildet daher eine kompakte Einheit, in der die Luftsäulen in den Abzweigkanälen verhältnismäßig kurz sind, um Rückstände in der Gasversorgung zu vermeiden, wenn der Druck im ersten Abzweigkanal während der Einatmungsphase abnimmt.
• Die nach der Erfindung möglich gemachte kompakte Einheit kann auf einfache Weise und kostengünstig aus Kunststoff hergestellt werden. Da sie ein geringes Gewicht hat, belästigt sie den Patienten nicht, wenn sie an seiner Nase oder seinem Mund befestigt ist. Die Einheit benötigt keine beweglichen Teile. Die einzige Fluidleitung, die erforderlich ist, ist ein verhältnismäßig dünner Schlauch zur Zuführung von Frischgas zum Frischgas-Einlaßkanal.
• Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
• Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Querschnitts durch die Vorrichtung, wobei Strömungspfeile die Einatmungsphase darstellen.
• Fig. 2 ist die gleiche Querschnittsansicht, in der Strömungspfeile die Ausatmungsphase darstellen.
• Fig. 3 ist eine vergrößerte schematische Ansicht eines Querschnitts durch einen Körper aus Kunststoff, in dem die gewünschten Kanäle ausgebildet sind.
• Fig. 4 ist eine schematische perspektivische Ansicht der Vorrichtung, die speziell für neugeborene Kinder dient.
• Fig. 5 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Kupplungsstücks mit zwei Nasenanschlußrohren, durch die das Kupplungsstück an zwei Verbindungsrohren der Vorrichtung nach Fig. 4 befestigt werden kann.
• Fig. 6 ist eine schematische perspektivische Darstellung des Kupplungsstücks nach Fig. 5, das an der Vorrichtung der Fig. 4 befestigt ist.
• Fig. 1 stellt schematisch einen Atmungskanal 10 dar, der abgewinkelt und dadurch in einen ersten Abzweigkanal 11, der an der Nase und/oder dem Mund des Patienten angebracht werden kann, und einen zweiten Abzweigkanal 12, der sich ins Freie öffnet, unterteilt ist. Der Winkel A zwischen den Kanälen beträgt im dargestellten beispiel 45º und liegt vorzugsweise im Bereich von 30º bis 50º.
• In der Verlängerung des ersten Abzweigkanals und im wesentlichen koaxial zu diesem erstreckt sich ein Einlaßkanal 13 für Frischgas. Dieser Kanal hat eine um ein Vielfaches kleinere Querschnittsfläche als die der Kanäle 11 und 12. Der Einlaßkanal ist mit dem zweiten Abzweigkanal 12 verbunden und leitet daher den Frischgasstrom im wesentlichen koaxial in den ersten Abzweigkanal. Aufgrund der Abwinklung des Atmungskanals und der speziellen Anordnung des Einlaßkanals und dem Verhältnis zwischen den Querschnittsflächen des Einlaßkanals und des Abzweigkanals wird auf einfache Weise ein gewünschtes Strahl-Mitreißen bzw. eine Strahl-Saugwirkung erzielt. Die atmosphärische Luft und/oder das Überschuß-Frischgas, die bzw. das durch den Pfeil 14 angedeutet ist, kann auf diese Weise während der Einatmungsphase in den Kanal 11 gesaugt werden, so daß der Druck im Atmungsweg des Patienten aufrechterhalten wird, selbst wenn der Einatmungsdurchfluß den Frischgasdurchfluß überschreitet. Die Pfeile 15 stellen den Durchfluß zu den Lungen und die Pfeile 16 den Durchfluß durch den Einlaßkanal 13 dar. Bei maximalem Einatmungsdurchfluß wird infolgedessen durch den Ejektionsstrom 16 Gas aus dem Einlaßkanal 12 mitgerissen, wodurch einer Abnahme des Drucks im Atmungsweg des Patienten entgegengewirkt wird.
• Während der Ausatmungsphase nach Fig. 2 werden das ausgeatmete Gas gemäß den Pfeilen 17 und der Überschußgasstrom zusammen durch den Abzweigkanal 12 geleitet, wie es durch Pfeile 18 dargestellt ist. Da der Abzweigkanal 12 eine verhältnismäßig große Durchflußkapazität hat, wird einem Anstieg des höheren Drucks im Atmungsweg des Patienten über den gewünschten Wert hinaus entgegengewirkt.
• Fig. 3 stellt einen Querschnitt eines Körpers 19 aus Kunststoff dar, in dem die erwähnten Kanäle 11, 12 und 13 ausgebildet sind. Der Einlaßkanal 13 zweigt von einem Versorgungskanal 20 ab. Gewöhnlich sind zwei Systeme von Kanälen 11, 12 und 13 unmittelbar nebeneinander in dem Kunststoffkörper angeordnet, und die Kanäle 11 können jeweils an einem Nasenloch angebracht werden, zum beispiel bei neugeborenen Kindern.
• Bei Untersuchungen mit einem Kupplungsstück für neugeborene Kinder hatten die Kanäle die folgenden Innendurchmesser: Der Kanal 11 hatte einen Durchmesser von 3,5 mm, der Kanal 12 hatte einen Durchmesser von 4,0 mm, und der Kanal 13 hatte einen Durchmesser von 1,3 mm. Der Körper 19 ist infolgedessen verhältnismäßig klein und leicht, so daß er bequem auf dem Gesicht des Patienten ruhen kann.
• Die Kanäle 11 und 12 sind verhältnismäßig kurz, vorzugsweise beträgt ihre Länge maximal das fünffache ihres Durchmessers.
• Fig. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, bei dem der Kunststoffkörper 19A zwei parallele Systeme von Kanälen 11, 12 und 13 wie in Fig. 3 aufweist. Der Kanal 20 hat ein Anschlußrohr 21 zum Ankuppeln eines Schlauches zur Frischgasversorgung. Die Kanäle 11 haben zwei Anschluß rohre 22, an denen das Kupplungsstück 23 nach Fig. 5 befestigt werden kann.
• Das Kupplungsstück 23 hat zwei kleine vorspringende Rohre 24 aus elastischem Material. Diese Rohre können in die Nase des Patienten eingeführt werden. Ferner können diese Rohre an Rohren 22 angebracht werden, um das Kupplungsstück 23 am Kunststoffkörper 19A zu befestigen und die in Fig. 6 dargestellte Einheit zu bilden. Das Kupplungsstück hat zwei Löcher 25 für einen Gurt, einen Streifen, ein Band oder eine Schnur, die verwendet werden sollen, um das Kupplungsstück an Ort und Stelle zu halten.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Erzeugung- eines kontinuierlichen, positiven Atemwegdrucks (CPAP) mit Hilfe eines Ejektionsvorgangs, mit einem Atmungskanal (10), der sich an seinem freien Ende zur Atmosphäre hin öffnet und an seinem anderen Ende mit einem Kupplungsstück (23) zum Anbringen an der Nase und/oder dem Mund des Patienten versehen werden kann, und mit einem Einlaßkanal (13) für Frischgas, der mit dem Atmungskanal (10) an einer Stelle zwischen dessen Enden verbunden ist und dessen Durchfluß einstellbar ist, um einen einstellbaren positiven Druck im Atmungskanal zu erzielen, dadurch gekennzeichnet, daß der Atmungskanal (10) einen ersten Abzweigkanal (11), der an dem Kupplungsstück anschließbar ist, und einen zweiten Abzweigkanal (12) aufweist, der zur Atmosphäre hin offen ist, daß die beiden Abzweigkanäle einen Winkel (A) miteinander bilden, daß der Einlaßkanal (13) im wesentlichen in der Verlängerung des ersten Abzweigkanals (11) liegt und mit dem zweiten Abzweigkanal (12) so verbunden ist, daß der Frischgasstrom hauptsächlich koaxial in den ersten Abzweigkanal gerichtet ist und dadurch einen Ejektionsvorgang bewirkt, daß die Querschnittsfläche des jeweiligen Abzweigkanals um ein Vielfaches größer als die kleinste Querschnittsfläche des Einlaßkanals ist, daß die Länge jedes Abzweigkanals relativ kurz ist, vorzugsweise das Fünffache seines Innendurchmessers beträgt, und daß der Atmungskanal mit dem Einlaßkanal zusammengebaut ist, um eine kompakte Einheit (19, 19A) zu bilden, die an der Nase und/oder dem Mund des Patienten mittels eines Streifens oder entsprechenden Mittels angebracht werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die an den Nasenlöchern des Patienten anbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheit zwei parallele Atmungskanäle (10, 19) aufweist, die jeweils ein Mittel (24) zum Verbinden mit jeweils einem Nasenloch aufweisen, und daß ein Kanal für die Zuführung von Frischgas (20) in zwei Einlaßkanäle (13, 13), die mit den beiden Atmungskanälen verbunden sind, abgezweigt ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (A) zwischen den Abzweigkanälen im Bereich von 30 bis 50º liegt.