CH661210A5

CH661210A5 - Beatmungsgeraet mit hochfrequenter beatmung.

Info

Publication number: CH661210A5
Application number: CH588083A
Authority: CH
Inventors: Uwe Kuehl; Eckhardt Dr Mueller
Original assignee: Draegerwerk Ag
Priority date: 1983-03-12
Filing date: 1983-10-31
Publication date: 1987-07-15
Also published as: JPS59168859A; GB2136298B; SE8306413L; SE8306413D0; GB2136298A; FR2542204B1; FR2542204A1; GB8404441D0; DE3308819A1; SE454951B; JPS6319188B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Beatmungsgerät mit hochfrequenter Beatmung durch eine Steuerung über ein Hochfrequenzventil in einer Atemgasleitung als Verbindung Atemgasquelle—Trachealtubus mit Jet-Mündung, einer Befeuchtungseinrichtung und einer Atemgasheizung in der Atemgasleitung.

Eine wesentliche Frage bei der Hochfrequenzbeatmung (HFJV) stellt sich aus der Beherrschung der Anfeuchtung und der Temperatur des Atemgases. Das dem Patienten zugeführte Gasgemisch besteht aus zwei Teilströmen, dem unter hohem Vordruck durch eine Düse oder Kanüle zugeblasenen Atemgas (Jet-Beatmung) und einem durch Injektorwirkung angesaugten Zusatzgas. Bei der Hochfrequenzbeatmung werden dabei im Atemgasstrom Gasdruckimpulse erzeugt.

Ein bekanntes Gerät zur Unterstützung der Atmung oder künstlichen Beatmung zur humanen Verwendung besitzt ein dünnes Strahlrohr, das parallel zur Achse eines Trachealtubus angeordnet ist. Diesem Strahlrohr wird über ein Steuergerät das Atemgas unter Druck zugeführt. Der in den Trachealtubus gerichtete Strahl bläht die Lunge auf. Im Bereich der Mündung des Strahlrohres ist seitlich davon in der Wand des Trachealtubus ein Zuführungsrohr für Feuchtigkeit vorgesehen. Aus diesem wird die Feuchtigkeit durch die Injektorwirkung des Atemgasstrahles angesaugt. Die Feuchtigkeit kann als zerstäubtes Wasser, feuchte Luft oder Dampf zugeführt werden (DE-OS 2 603 063). Dabei kühlt zerstäubtes Wasser durch seine Verdampfungswärme den Körper des Patienten in unerwünschter Weise ab. Feuchte Luft wird durch den Atemgasstrahl in der Feuchte verringert, so dass die erwünschten hohen Feuchtegrade nicht zu erreichen sind. Beim Einführen von Dampf unmittelbar in den Trachealtubus bringt die Dampftemperatur hohe Risiken mit sich.

Bei einem bekannten Beatmungsgerät mit hochfrequenter Beatmung ist eine als Sauerstoff-Luft-Mischer ausgebildete Atemgasquelle mit einer Atemgasleitung über einen ersten Wärmetauscher, ein Magnetventil und einen zweiten Wärmetauscher mit einer Jet-Mündung verbunden. Die Jet-Mündung ist in einem Trachealtubus angeordnet. Eine Dosierpumpe ist über ein Rückschlagventil an die Atemgasleitung zwischen Magnetventil und zweitem Wärmetauscher angeschlossen. Sie fördert einen vorgegebenen Strom flüssigen Wassers in die Atemgasleitung. Das Magnetventil wird von einer Steuerung hochfrequent angesteuert. Dabei führt es der Jet-Mündung aus der Atemgasquelle Atemgaspulse unter Drücken bis 3,5 bar zu. Auf seinem Wege wird dieses Atemgas in dem ersten Wärmetauscher vorgewärmt, nach dem Magnetventil mit der erforderlichen Wassermenge versehen und anschliessend in dem zweiten Wärmetauscher bis zur Verdunstung des zugegebenen Wassers erwärmt. Nach dem Austritt aus der Jet-Mündung soll das Atemgas Körpertemperatur besitzen und mit Feuchtigkeit gesättigt sein (Respiratory Care, November 1982, Vol. 27, No. 11, Seite 1386—1391). Dieses Ziel lässt sich aber mit der Verdunstung des in das unter Druck stehende Atemgas zugegebenen Wassers in dem zweiten Wärmetauscher nicht erreichen, weil aufgrund der Gleichgewichtsbedingungen bei einer Vorwärmung auf normale Temperatur das Atemgas nach der Entspannung eine zu geringe Feuchte enthält; oder bei höherer Vorwärmung zwar die Feuchte in erwünschter, aber zugleich die Temperatur in nicht vertretbarer Weise steigen. Darüberhinaus ergibt sich durch die Hohlräume des zweiten Wärmetauschers ein Puffervolumen, das die von dem Magnetventil erzeugten hochfrequenten Atemgaspulse ausgleicht und damit in ihrer Wirkung unerwünscht verändert.

Aufgabe der Erfindung ist ein Beatmungsgerät mit hochfrequenter Beatmung, ausgerüstet mit einer Befeuchtungseinrichtung für das Atemgas, hinter dem dieses im entspannten Zustand mit einer Temperatur von 37 °C und einer hohen relativen Feuchte und ohne wesentliche Beeinträchtigung der Pulsschärfe der Atemgasimpulse für den Patienten zur Verfügung steht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Befeuchtungseinrichtung eine Dampferzeugungseinrichtung, der Wasser zugeführt wird, ist und über eine Dampfleitung zwischen Atemgasheizung und der Jet-Mündung an die Atemgasleitung angeschlossen ist und die Steuerung die Dampferzeugungseinrichtung dabei in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzventil schaltet.

In Ausgestaltung der Erfindung gibt es die Möglichkeit der verschiedenen Gestaltung der Dampferzeugungseinrichtung. Sie kann eine beheizte enge Dampfwendel und eine über eine Wasserleitung angeschlossene Dosierpumpe, der das Wasser zugeführt wird, sein, wobei diese durch die Steuerung in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzventil schaltet, oder sie kann auch ein Druckgefass, dem das Wasser zugeführt wird, und ein angeschlossenes Auf-Zu-Ventil sein, wobei dieses durch die Steuerung in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzventil schaltet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass es mit dem mindestens mit dem dort vorhandenen Druck und entsprechend hoher Temperatur in die Atemgasleitung eingespritzten Wasserdampf nach der Entspannung bei der gewünschten Temperatur des Patienten von 37 °C zu einer hohen relativen Feuchte kommt. Da der überwiegende Teil der für die Anfeuchtung und Erwärmung des Atemgases aufzubringenden Energie bei dieser Vorgehensweise über den Wasserdampf eingebracht wird, ist nur noch eine geringe zusätzliche Atemgasheizleistung notwendig, um das Gasgemisch auf diese 37 °C aufzuheizen. Dieses erlaubt eine geometrische Auslegung der Atemgasheizung

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von geringem inneren Volumen und geringem Strömungswiderstand, so dass die Atemgasimpulse nur geringfügig gedämpft werden. Die kurze Verweilzeit der Gasgemischmenge der einzelnen Gasimpulse in der Atemgasleitung verhindert eine Rückkondensation. Eine eventuelle Teilkondensation heizt das Gemisch so weit auf, dass nach der Entspannung genug Wärmeenergie zur Neuverdampfung des geringen Tröpfchenanteils zur Verfügung steht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen in schematischer Darstellung, unterschiedlich durch andere Dampferzeugungseinrichtungen,

Fig. 1 den Hochdruckteil eines Beatmungsgerätes mit Wasserdampferzeugung in einer Dampfwendel und

Fig. 2 den Hochdruckteil eines Beatmungsgerätes mit Wasserdampferzeugung in einem Druckgefass.

Das Beatmungsgerät besteht aus dem in der Zeichnung dargestellten hochfrequenten Hochdruckteil für das Atemgas und dem nicht dargestellten mit der Jet-Mündung 5 verbundenen Zusatzgasteil (Patientensystem).

Das unter Hochdruck stehende Atemgas wird aus einer Atemgasquelle bei 1 in die Atemgasleitung 2 eingeleitet und durchströmt dann ein Hochfrequenzventil 3, eine Atemgasheizung 4 und die Jet-Mündung 5. Hier wird es entspannt und bei 6 in Richtung Patient geblasen.

Die Schaltung des Hochfrequenzventils 3 erfolgt durch die Steuerung 7.

Zwischen der Atemgasheizung 4 und der Jet-Mündung 5 ist bei 8 eine Dampfleitung 9 an die Atemgasleitung 2 angeschlossen, durch die der in der Dampferzeugungseinrichtung erzeugte Wasserdampf, durch die Steuerung 7 in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzventil 3 gesteuert, eingeblasen wird.

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Die Fig. 1 zeigt eine Dampferzeugungseinrichtung, die aus einer engen Dampfwendel 10, einem Metallrohr mit einem inneren Durchmesser zwischen 0,3 mm bis 1,5 mm und in üblicher Weise von aussen beheizt, und einer Dosierpumpe 12 besteht. Das zu verdampfende Wasser wird bei 11 zugeführt und von der Dosierpumpe 12, angesteuert von der Steuerung 7, durch eine Wasserleitung 13 in die Dampfwendel 10 gedrückt, dort verdampft und als Wasserdampf durch die Dampfleitung 9 in die Atemgasleitung 2 eingeblasen. Es mischt sich dort dem in der Atemgasheizung 4 aufgewärmten Atemgas zu.

Die Fig. 2 zeigt eine Dampferzeugungseinrichtung, die aus einem Druckgefäss 14, dem bei 11 das Wasser zugeführt wird, und einem angeschlossenen Auf-Zu-Ventil 15 besteht. In dem Druckgefäss 14 wird dauernd Wasserdampf erzeugt, der dann durch das durch die Steuerung 7 in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzventil 3 gesteuerte Auf-Zu-Ventil 15 durch die Dampfleitung 9 in die Atemgasleitung 2 eingeblasen wird.

Der in den Dampferzeugungseinrichtungen erzeugte Wasserdampf, der mit dem Druck des Atemgases in der Atemgasleitung 2 in diese eingeblasen wird, besitzt angepasst an den vorliegenden Druck in der Atemgasleitung 2 eine Temperatur von z. B. 160 °C. Er enthält dann eine Wassermenge, die nach der Entspannung des Dampfgemisches hinter der Jet-Mündung 5 und bei einer Temperatur von 37 C die gewünschte hohe relative Feuchte bedeutet. Die sich mit dem zugeführten Atemgas und dem Wasserdampf bildende Gemischtemperatur liegt nur wenig unter den nachher gewünschten 37 °C. In der Atemgasheizung 4 ist daher nur eine geringe Heizleistung notwendig, um diese zu erreichen. Die kurze Verweilzeit des Gasgemisches in der Atemgasleitung 2 lässt es noch nicht zu einer störenden Rückkondensation des Wassers kommen.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

661210 PATENTANSPRÜCHE

1. Beatmungsgerät mit hochfrequenter Beatmung durch eine Steuerung über ein Hochfrequenzventil in einer Atemgasleitung als Verbindung Atemgasquelle—Trachealtubus mit Jet-Mündung, einer Befeuchtungseinrichtung und einer Atemgasheizung in der Atemgasleitung, dadurch gekennzeichnet, dass die Befeuchtungseinrichtung eine Dampf-erzeugungseinrichtung, der Wasser zugeführt wird (11), ist und über eine Dampfleitung (9) zwischen der Atemgasheizung (4) und der Jet-Mündung (5) an die Atemgasleitung (2) angeschlossen ist und die Steuerung (7) die Dampferzeugungseinrichtung in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzventil (3) schaltet.

2. Beatmungsgerät mit hochfrequenter Beatmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampferzeu-gungseinrichtung eine beheizte enge Dampfwendel (10) und eine über eine Wasserleitung (13) angeschlossene Dosierpumpe (12), der das Wasser zugeführt wird, ist, wobei diese durch die Steuerung (7) in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzventil (3) schaltet.

3. Beatmungsgerät mit hochfrequenter Beatmung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampfwendel (10) ein Metallrohr mit einem inneren Durchmesser zwischen 0,3 mm bis 1,5 mm ist.

4. Beatmungsgerät mit hochfrequenter Beatmung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dampferzeugungseinrichtung ein Druckgefass (14), dem das Wasser zugeführt wird, und ein angeschlossenes Auf-Zu-Ventil (15) ist, wobei dieses durch die Steuerung (7) in Abhängigkeit von dem Hochfrequenzventil (3) schaltet.