CH643461A5

CH643461A5 - Trachealtubus.

Info

Publication number: CH643461A5
Application number: CH977079A
Authority: CH
Inventors: Marcel Baum; Horst Frankenberger; Erik Schwanbom
Original assignee: Draegerwerk Ag
Priority date: 1978-11-03
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1984-06-15
Also published as: AT382316B; GB2033759A; FR2440743B1; GB2033759B; FR2440743A1; ATA694279A; DE2847681C2; SE430848B; SE7909072L; DE2847681A1; US4270530A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trachealtubus, bei dem im Bereich des proximalen Endes des Tubusrohres eine aufblasbare Abdichtmanschette angeordnet ist, die mit einer im Bereich der Wand des Tubusrohres geführten Zuleitung in Verbindung steht, gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1.

Zur Beatmung bzw. Atemunterstützung sind Beatmungsgeräte bekannt, welche eine hochfrequente Beatmung HFPPV (High-Frequency Positive-Pressure Ventilation) ermöglichen. Während die Frequenz der bekannten vom Atemrhythmus gesteuerten Beatmungsgeräte etwa im normalen physiologischen Bereich liegt, werden bei der hochfrequenten Beatmung Atemimpulsfolgefrequenzen bis zu 600/ min bei Taktverhältnissen von Inspirationszeit zu Expira-tionszeit zwischen 3 : 1 und 1 : 5 angewendet.

Die Zuführung der impulsförmigen Beatmungsgasströmung kann in bekannter Weise entweder über einen Trachealtubus (A. Jonzon, G. Sedin und U. Sjöstrand: Acta anaesth. scand. Suppl. 53, 23-26, 1973) oder direkt über einen nach Hautdurchstich in die Trachea eingelegten Katheter erfolgen (M. Klain, R. Brian Smith: Criticai Care Medicine Vol. 5 Nr. 6, 280-287,1977).

Bei der letztgenannten Jet-Beatmung erfolgte die Beatmung von Versuchstieren bei verschiedenen Beatmungsgeschwindigkeiten zwischen 20/min. und 200/min. mit einem Minutenvolumen von 171/min. Der obere Luftweg blieb in natürlicher Position ohne eingesetzten Trachealtubus.

Für HFPPV ist ferner ein Insufflations- und Beatmungssystem bekannt (U. Sjöstrand: Acta anaesth. scand. Suppl. 64,14-15,1977), bei dem auf das Rohr eines Endotracheal-tubus ein Belüftungsaufsatz aufgesteckt wurde, aus dem ein Insufflationskatheter in das Tubusrohr hineinragt. Der Atemwiderstand gegenüber dem Innenraum des Aufsatzes war über eine variable Drosselöffnung einstellbar.

Mit den bisher bekannten Trachealtuben ergeben sich Schwierigkeiten bei der Beatmung, wenn höhere Impulsfolgefrequenzen der Atemimpulse benutzt werden sollen. Die Verwendung eines Jet-Katheters zur Zuführung des Beatmungsgases, der entweder frei in einen Trachealtubus hineinragt oder direkt in die Trachea eingeführt ist, ergibt besonders für höhere Frequenzen eine wesentliche Beeinträchtigung des Atmungsvorganges durch Wirbelbildung, welche die Rückströmung und Abführung von abgeatmetem C02 behindert. Die Ursache hierfür liegt in der strömungstechnisch ungünstigen bzw. nicht genügend fixierten und definierten Lage der Jet-Düse in bezug auf das zu belüftende, weitverzweigte Hohlsystem der Lungen.

Die Erfindung geht von der Aufgabenstellung aus, einen Trachealtubus derart auszubilden, dass die Austrittsöffnung der Jet-Düse in bezug auf das proximale Rohrende innerhalb bzw. ausserhalb des Tubusrohres in einem solchen Abstand angeordnet bzw. auf einen solchen Abstand einstellbar ist, welcher je im Bereich des 5fachen Innendurchmessers des Tubusrohres liegt. Überraschend hat sich gezeigt, dass derartige Dimensionierungsvorschriften kritisch eingehalten werden müssen, wenn einwandfreie Strömungsverhältnisse und geringe, weitgehend wirbelfreie Strömungsverhältnisse erzielt werden sollen. Zur Vermeidung unkontrollierter Lageänderungen muss dabei die Jet-Düse in bezug auf das Tubusrohr einwandfrei fixiert werden.

Da die J.et-Düse mit ihrem Düsenträger und mit den in den Rohrinnenraum ragenden Teilen der Zuführungsleitung gegebenenfalls die Einbringung weiterer Hilfsmittel wie Absaugsonden u.dgl. behindern könnte, ist eine vorteilhafte Weiterbildung darin zu sehen, dass die Jet-Düse mit den in den Rohrinnenraum ragenden Teilen der Zuführungsleitung derart elastisch gelagert ist, dass der Querschnitt des Tubusrohres weitgehend frei ist. Hierdurch lassen sich zusätzliche Hilfsinstrumente unbehindert durch das Tubusrohr einführen. Die durch die Einbauteile zunächst gegenüber einem freien Tubusrohr eintretende Verschlechterung der Zugänglichkeit wird wieder weitgehend aufgehoben.

Obwohl eine solche Ausbildung ganz allgemein bei in einem Tubus fixierten Einbauteilen zweckmässig erscheint, hat es sich gezeigt, dass die elastische Lagerung besonders dann erhebliche Bedeutung besitzt, wenn die oben beschriebenen Durchmesser- bzw. Positionsvorschriften für wenigstens eine Jet-Düse am proximalen Endteil des Trachealtubus verwirklicht werden sollen. Da die Jet-Düse zur Erreichung einer strömungs- und rückströmungsgünstigen Anordnung in bezug auf den Innenraum des Tubusrohres einwandfrei fixiert sein muss, ergibt sich hier meist eine im Innenraum sperrige Ausbildung, welche das Einführen von Hilfsgeräten behindern würde.

Eine weitere wichtige Verbesserung kann gegebenenfalls dadurch erreicht werden, dass zwei Jet-Düsen in Abstand angeordnet sind, welche mit getrennten Zufiihrungsleitungen

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Die Jet-Düse kann zweckmässig im Bereich der Mittelachse des Tubusrohres liegen. Damit lässt sich eine günstige Ausbreitungsmöglichkeit für den austretenden Gasstrahl erzielen.

Da eine solche hochfrequente Beatmung mit Hilfe einer gesteuerten Jet-Atemgasquelle ausgeführt werden muss, erscheint es ferner zweckmässig, eine zusätzliche Prüfleitung vorzusehen, deren Mündung am Düsenträger bzw. im Bereich der Jet-Düse, in Richtung der Beatmungsgasströmung betrachtet, vor der Düsenöffnung liegt. Bei einer solchen Lage tritt durch die Gasströmung der Düse eine gewisse Ab-schirmwirkung ein, welche ein Zusetzen der Aufnahmeöffnung der Prüfleitung verhindert.

Die Zuführungsleitungen bzw. die Prüfleitung können zweckmässig wenigstens abschnittsweise mit der Wand des Tubusrohres verbunden sein. Bei einer elastischen Kunststoffausführung ist beispielsweise eine vollständige oder teilweise Einlagerung der Leitungen in den Werkstoff des Tubusrohres vorteilhaft.

Zur Anpassung an die gegebenen Widerstandsverhältnisse erscheint es zweckmässig, wenn die Jet-Düse einen veränderbaren Querschnitt aufweist. Die Veränderung kann dabei sowohl durch Düsenaustausch als auch durch Änderung der Düsenquerschnittsfläche erreicht werden.

Eine weitere wichtige Einstellmöglichkeit zur Erreichung optimaler Beatmungsverhältnisse und geringer Strömungswiderstände kann darin liegen, dass die Jet-Düse in Längsrichtung des Tubusrohres einstellbar ist. Dadurch lässt sich bei angeschlossenen Kontrollgeräten die Wirkung der Beatmung überwachen und ein Optimalwert einstellen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Trachealtubus für Humananwendung gemäss der Erfindung, etwa in natürlicher Grösse,

Fig. 2 eine alternative Ausführungsform des erfindungs-gemässen Trachealtubus mit zwei Jet-Düsen in gegenüber Fig. 1 vergrösserter Längsschnittdarstellung des Tubusendteils,

Fig. 3 eine vergrösserte perspektivische Seitenansicht des Tubusendteils in einer weiteren Ausführungsform.

In Fig. 1 ist ein Endotrachealtubus dargestellt, welcher ein Tubusrohr 1 aus elastischem Kunststoff aufweist. Im Bereich des proximalen Endes dieses Rohres liegt eine aufblasbare Abdichtmanschette 2, die mit einer in der Wand des Rohres 1 eingebetteten Zuleitung 3 in Verbindung steht.

Eine ebenfalls in der Wand des Tubusrohres 1 eingebettete Zuführungsleitung 4 tritt im proximalen Bereich aus der Innenwandfläche heraus und bildet einen Düsenträger 5, dessen Austrittsöffnung unmittelbar als Jet-Düse 6 wirkt. In

Strömungsrichtung der Beatmungsgasströmung zurückversetzt, liegt an dem Düsenträger 5 eine Prüfleitung 7 mit einer Mündung 8.

Die Jet-Düse 6 und die Mündung 8 der Prüfleitung 7 sind durch entsprechende Materialauswahl für den Düsenträger 5 einwandfrei und lagekonstant im Bereich der Mittelachse des Tubusrohres 1 gelagert.

Der Durchmesser der Jet-Düse 6 beträgt 1 mm und damit das 0,09fache des Innendurchmessers «a» des Rohres 1, welcher mit 11 mm festgelegt ist. Die Lagebestimmung der Jet-Düse durch den Abstand «s» in bezug auf das proximale Rohrende beträgt —0,7a. Die Jet-Düse liegt in diesem Ausführungsbeispiel im Innenraum des Rohres 1. Die entsprechende Lageposition in Längsrichtung kann beispielsweise durch Kürzen des frei aufragenden Düsenträgers 5 erfolgen, dessen Austrittsöffnung die Jet-Düse 6 bildet. Der Durchmesser der Prüfleitung 7 entspricht etwa dem Durchmesser der Zuführungsleitung 4 zur Jet-Düse 6 und dem Durchmesser der Zuleitung 3 zur Abdichtmanschette 2.

Der als Düsenträger 5 dienende Teil der Zuführungsleitung 4 ist zusammen mit der Prüfleitung 7 in bezug auf die Wandbefestigung derart elastisch ausgebildet, dass die Jet-Düse 6 und die mit ihr verbundenen Teile, beispielsweise beim Einführen eines Absaugeschlauches, zur Seite gedrängt werden können, so dass der Querschnitt des Tubusrohres weitgehend freigegeben wird.

Bei der Ausführungsform der Fig. 2 sind zwei Jet-Düsen 9,10 vorgesehen, die eine selektive Belüftung der Lungen ermöglichen. Über entsprechende als Düsenträger 11,12 benutzte Abschnitte von Zuführungsleitungen 14, 15, welche in einem wandfesten Halteteil 13 verschiebbar sind, besteht die Möglichkeit einer Einstellung der Jet-Düsen 9,10 in Längsrichtung des Tubusrohres 1 (gemeinsam oder einzeln!). In manchen Fällen kann es zweckmässig sein, beide Jet-Düsen 9,10 aus einer gemeinsamen Zuführungsleitung zu speisen. Eine grössere Anpassungsfähigkeit wird jedoch erreicht, wenn wenigstens innerhalb des Tubusrohres bzw. in dessen Oberflächenbereich liegende, getrennte Zuführungsleitungen 14, 15 vorhanden sind. Die Prüfleitung 7 mündet in Strömungsrichtung des Beatmungsgases vor den beiden für divergente Gasströmungen ausgerichteten Jet-Düsen 9, 10.

Der vorgeschriebene Variationsbereich für den Abstand «s» der Jet-Düsen in bezug auf das proximale Rohrende ist in der Zeichnung mit + 5a und — 5a gezeigt, wobei «a» den Innendurchmesser des Tubusrohres darstellt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel lassen sich die im Bereich der Mittelachse des Tubusrohres liegenden Jet-Düsen 9,10 bzw. deren Düsenträger 11,12 sowie die Teile der Zuführungsleitungen 14,15 und die Prüfleitung 7 mit dem wandfesten Halteteil 13 ebenfalls zur Innenwand des Tubusrohres hin elastisch ablenken.

Die winkelmässige Ausrichtung und Längsposition der beiden Jet-Düsen 9,10 kann durch eine entsprechende Skaleneinteilung auf der Aussenwandfläche des Tubusrohres kontrolliert werden.

In Fig. 3 ist eine vereinfachte Ausführungsform des Trachealtubus mit zwei Jet-Düsen 16, 17 dargestellt, deren Zuführungsleitungen 18,19 vollständig innerhalb der Wanddik-ke des Tubusrohres 1 liegen. Die Mündung 8 der Prüfleitung 7 liegt auf der Innenwandfläche des Tubusrohres 1, und zwar in Strömungsrichtung der Beatmungsgasströmung entsprechend zurückversetzt. Die übrigen, nicht näher erläuterten Teile entsprechen den Ausführungsformen der Fig. 1 bzw. Fig. 2. Eine solche Ausführungsform des Trachealtubus ist fertigungstechnisch besonders einfach herstellbar.

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1. Trachealtubus, bei dem im Bereich des proximalen Endes des Tubusrohres eine aufblasbare Abdichtmanschette angeordnet ist, die mit einer im Bereich der Wand des Tubusrohres geführten Zuleitung in Verbindung steht, wobei zur Verwendung des Trachealtubus bei der Jet-Beatmung bei Frequenzen oberhalb von 600/min. am proximalen Endteil des Trachealtubus wenigstens eine Jet-Düse (6; 9, 10; 16,17) vorgesehen ist, deren Durchmesser zwischen dem 0,4- bis 0,05fachen des Innendurchmessers (a) des Tubusrohres (1) liegt, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung der Jet-Düse (6; 9,10; 16,17) in bezug auf das proximale Rohrende innerhalb bzw. ausserhalb des Tubusrohres (1) in einem solchen Abstand (s) angeordnet bzw. auf einen solchen Abstand einstellbar ist, welcher je im Bereich des 5fachen Innendurchmessers des Tubusrohres (1) liegt.

2. Trachealtubus nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Jet-Düse (6; 9,10) mit den in den Rohrinnenraum ragenden Teilen der Zuführungsleitung (4, 5; 11, 12,13,14, 15) derart elastisch gelagert ist, dass der Querschnitt des Tubusrohres (1) weitgehend frei ist.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Trachealtubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Jet-Düsen (9,10; 16,17) in Abstand angeordnet sind, welche mit getrennten Zuführungsleitungen (14,15; 18,19) in Verbindung stehen.

4. Trachealtubus nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Jet-Düse (6; 9,10) im Bereich der Mittelachse des Tubusrohres (1) liegt.

5. Trachealtubus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Prüfleitung (7) vorgesehen ist, deren Mündung (8) am Düsenträger (5; 11, 12) der Jet-Düse (6; 9,10,16,17), in Richtung der Beatmungsgasströmung betrachtet, vor der Düsenöffnung liegt.

6. Trachealtubus nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführungsleitungen (3,4; 14,15; 18, 19) bzw. die Prüfleitung (7) wenigstens abschnittsweise mit der Wand des Tubusrohres (1) verbunden sind.

7. Trachealtubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Jet-Düse (6; 9,10) einen veränderbaren Querschnitt aufweist.

8. Trachealtubus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Jet-Düse (6; 9,10) in Längsrichtung des Tubusrohres (1) einstellbar ist.