DD238922B1

DD238922B1 - Vorrichtung zur atemgasklimatisierung bei der intensivtherapie

Info

Publication number: DD238922B1
Application number: DD27818885A
Authority: DD
Inventors: Gerd Keller; Toralf Keck; Ullrich Noetel; Thomas Babor
Original assignee: Schwarze Pumpe Gas Veb
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1989-10-04
Also published as: DD238922A1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Atemgasklimatisierung bei der Intensivtherapie von Patienten durch Beatmungsgeräte. Das Beatmungsgas kann Sauerstoff, Luft oder ein Gemisch beider Medien sein.

Die Notwendigkeit zur Atemgaserwärmung und -anfeuchtung ist bei intubierten odertracheotomierten Patienten während Spontanatmung und Beatmung heute unumstritten. Bei diesen Patienten wird der als physiologischer Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher funktionierende Nasen-Rachenraum umgangen. Dadurch kann die mit einer relativen Feuchtigkeit von 50% bis 60% bei 21⁰C bis 23⁰C eingeatmete Raumluft auf ihrem Weg in die Alveolen nicht mehr bis auf 100% bei einer Körpertemperatur von 37°C aufgesättigt werden, wie dies unter Normalbedingungen der Fall wäre. Durch die Sauerstofftherapie wird die Ausgangslage zusätzlich verschlechtert, da Drucksauerstoff gewöhnlich nur eine relative Feuchte von weniger als 5% bei Raumtemperatur besitzt. Im tracheobronchialen System ist jedoch eine relative Feuchtigkeit von über 70% bei 37°C erforderlich, um die Tätigkeit des Flimmerepithels und damit die pulmonale Selbstreinigung aufrechtzuerhalten. Aus diesen Gründen ist die Klimatisierung des Atemgases bei der Intensivtherapie erforderlich.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind bereits Vorrichtungen zur Klimatisierung von Beatmungsgasen bei Beatmungsgeräten bekannt geworden. Bei einer solchen Vorrichtung strömt das Beatmungsgas durch einen beheizten Verdunster, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß durch Zuführung einer konstanten Wassermenge mittels einer mindestens täglich zu eichenden Dosierpumpe auf den vom Inspirationsgas umströmten Verdunsterkörper mit einer regelmäßig zu wechselnden Schlauchbinde eine Klimatisierung erfolgt.

Das überschüssige Wasser muß durch ein zweites Pumpsystem in einen Rücklaufbehälter abgesaugt werden. Nachteile dieser Vorrichtung bestehen darin, daß zur Inbetriebnahme, im Dauerbetrieb und bei Betriebsende aufwendige Wartungsarbeiten erforderlich sind und die komplizierte, aus mehreren separaten Teilen bestehende Konstruktion eine hohe Störanfälligkeit impliziert.

Bekannt ist weiterhin eine Vorrichtung zur Klimatisierung von Beatmungsgasen, bei der das zu klimatisierende Beatmungsgas mit Hilfe eines beheizten Wasserbodens erwärmt und befeuchtet wird, wobei ein Teil des Beatmungsgases direkt über die Wasseroberfläche strömt und ein zweiter Teil zum Zwecke der Oberflächenvergrößerung und thermischen Vermischung des Wassers mittels eines zusätzlichen Adapters durch das Wasser verperlt wird.

Nachteile dieser Lösung bestehen darin, daß, bedingt durch eine relativ niedrige Wassertemperatur, eine Keimvermehrung im Klimatisierungsgefäß nicht unterbunden wird und weiterhin diese Vorrichtung auf Grund des notwendigen zusätzlichen Adapters nicht ohne weiteres kompatibel mit den meisten gebräuchlichen Beatmungsgeräten ist.

Bekannt ist ferner eine Vorrichtung zur Klimatisierung von Beatmungsgasen, bei der das Beatmungsgas mit Hilfe eines thermostatisierten Wasserbades erwärmt und befeuchtet wird, wobei das Beatmungsgas mittels eines speziellen siebartigen Einsatzes durch das Wasserbad verperlt wird.

Nachteile dieser Vorrichtung bestehen darin, daß während des Normalbetriebes auf Grund der relativ niedrigen Wasserbadtemperatur einer Keimvermehrung nicht entgegenwirkt wird und zum Zwecke der Wassernachfüllung der Beatmungsvorgang unterbrochen werden muß.

Nach der DE-PS 2032421 ist eine Vorrichtung zum Erwärmen und Befeuchten von Beatmungsgasen bekannt, bei der das Beatmungsgas durch ein thermostatgesteuertes Wasserbad mit Hilfe einer spiralförmigen Leiteinrichtung klimatisiert wird.

Nachteil bei dieser Vorrichtung ist das Wechseln des Materials in der Leiteinrichtung bei Sterilisation sowie die Unterbrechung der Beatmung bei der manuellen Nachfüllung des Wassers.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Atemgasklimatisierung bei der Intensivtherapie von Patienten, mit welcher über die gesamte Behandlungszeit eine bestimmbare, konstantbleibende Temperatur des Beatmungsgases bei maximaler relativer Feuchte unter Einhaltung der zur Verminderung einer Keimvermehrung notwendigen Mindesttemperatur des Wasserbades

garantiert wird. Zugleich soll die Lösung eine automatische Wassernachfüllung sichern. Das Ziel der Erfindung ist es weiter, den Aufwand bei Bedienung, Wartung und Sterilisation zu minimieren, auf jegliche im Betriebszustand zu bewegenden Teile zu verzichten und ohne zu wechselndes Verbrauchsmaterial auszukommen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Vorrichtung zur Klimatisierung von Gasen oder Gasgemischen für die Beatmung aus einem teilweise mit Wasser gefüllten, thermostatgesteuerten Klimatisierungsgefäß besteht, das in Form eines Einschubes in einem Grundgerät, welches die Steuer-, Kontroll-, Bedienungseinrichtungen und die Stromversorgung beinhaltet, integriert ist, mit diesem eine kompakte Einheit bildet und ausschließlich für das allgemein bekannte Blow-over-Verfahren ausgelegt ist. Dabei besitzt das Klimatisierungsgefäß lediglich einen Einlaß und einen Auslaß, keinerlei zusätzliche Leiteinrichtungen für das Beatmungsgas, keine zu wechselnden saugfähigen Materialien, keine Umschaltmechanismen „Bubble through"/„Blow-over" und es sind auch keine Dosierpumpen, Äbsaugpumpen o.a. notwendig. Das Klimatisierungsgefäß wird nach oben hin von einer doppelten Deckelkombination verschlossen, wobei der untere, dichtend auf der Gefäßöffnung sitzende, und der obere, die notwendigen elektrischen Bauteie, wie Heizpatrone, Temperaturfühler und zusätzliche hilfsenergielose obere Temperaturgrenzwertabschaltung, tragende Deckel, jeweils eine gleichartige Tauchhülsenanordnung besitzen, die ineinandergeschoben sind.

Des weiteren wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in die Deckelkombination eine kanülenähnliche, nach unten bis zur Wassersollwerthöhe reichende und nach oben in einem geschlossenen Nachfüllbehälter mündende kontinuierlich arbeitende, hilfsenergielose Nachfülleinrichtung eingebaut ist.

Das Klimatisierungsgefäß und die Deckelkombination werden durch drei allgemein bekannte Schnellspannverschlüsse zusammengehalten, die zum Zwecke der Sterilisation vom Gefäß und unterem Deckel mit den darin befestigten Elementen problemlos gelöst werden können. Die im unteren Deckel unter anderem fest eingebaute äußere Tauchhülse für die Heizpatrone endet unmittelbar über dem Gefäßboden mit einer gut sterilisierbaren, kompakten Einheit aus Wärmeaustauscher und Wasserleiteinrichtung zum Zwecke der größtmöglichen Wärmeabgabe des Heizers, der Zwangsumwälzung und somit der thermischen Homogenisierung des Wassers, so daß keine zusätzliche Adaptereinrichtung, Rühreinrichtung o. ä. zur Vermischung und Oberflächenvergrößerung des Wassers nötig ist. Des weiteren ist zur Erhöhung der Patientensicherheit eine in das Klimatisierungsgefäß ragende, bei einem festgelegten oberen Temperaturwert von größer 90°C abschaltende, zusätzliche hilfsenergielose Abschalteinrichtung für die Heizung vorgesehen. Der obere, nicht zu sterilisierende Deckel stellt das Verbindungselement des Klimatisierungsgefäßes mit dem Grundgerät dar. Steuerungstechnisch wird die Aufgabe dadurch · gelöst, daß die Erwärmung des Wassers als geschlossene Steuerung und die Klimatisierung des Beatmungsgases als offene Steuerung ausgeführt sind.

Behältergröße, Heizleistung und Wärmeübertragung sind so aufeinander abgestimmt, daß bei Verwendung regulärer Atemschlauchsysteme am Patienten eine Atemgastemperatur von 36°C bei einer relativen Feuchte von über 90% erreicht wird und dabei im Behälter eine zur Eindämmung der Vermehrung von Bakterien notwendige Wassertemperatur von 60⁰C bis 80⁰C eingehalten wird.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Das im Klimatisierungsgefäß befindliche Wasser wird durch die Heizung, insbesondere infolge der speziell ausgebildeten äußeren Tauchhülse, definiert erwärmt und zwangsumgewälzt.

Das Beatmungsgas strömt über den Einlaß direkt auf die erwärmte und wasserdampfabgebende Wasseroberfläche zu und nimmt beim Überstreichen nach dem allgemein bekannten Blow-over-Verfahren eine bestimmte Wärme- und Feuchtigkeitsmenge auf, umspült dabei gleichzeitig den nicht im Wasser befindlichen heißen Teil der Heizpatronentauchhülse, erwärmt sich zusätzlich und verschiebt somit die Feuchtigkeitssättigungsgrenze des Beatmungsgases weiter nach oben. Das klimatisierte Beatmungsgas gelangt über den Auslaß durch einen in seiner Länge definierten Inspirationsschlauch mit Kondensatabscheider zum Patienten.

Auf seinem Wege kühlt das Beatmungsgas auf den geforderten, am Patienten notwendigen Temperaturwert ab, überschüssige Wasseranteile kondensieren im Schlauch und können aus einem Kondensatabscheider abgelassen werden bzw. das Kondensat läuft auf Grund des natürlichen Gefälles der Gesamtanordnung wieder zurück in das Klimatisierungsgefäß. Ein auf die bereits erwähnte Nachfüllkanüle aufgesteckter Nachfüllbehälter hält auf Grund des durch das Beatmungsgerät entstehenden diskontinuierlichen Beatmungsdruckes und dem Wechsel zwischen offenem und geschlossenem Nachfüllsystem infolge der Wasserverdampfung den Wasserstand konstant. Dadurch werden stets identische Erwärmungsbedingungen geschaffen und ein Betrieb ohne zur Wasserergänzung notwendige Unterbrechungen gewährleistet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in:

Figur 1: die Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung

Figur 2: die Draufsicht des Klimatisierungseinschubes

Figur 3: einen Schnitt durch das Klimatisierungsgefäß in der Ebene A-A bei abgenommenem oberen Deckel

Die Vorrichtung zur Atemgasklimatisierung bei der Intensivtherapie besteht aus einem Grundgerät 1 und einer Klimatisierungseinheit 2.

Das Grundgerät beinhaltet eine Stromversorgung, eine Steuereinheit sowie ein Bedienteil 3 mit entsprechenden Kontrolleinrichtungen.

Die Klimatisierungseinheit ist als Einschub gestaltet und aus einem Klimatisierungsgefäß 4, einem unteren Deckel 5 sowie einem oberen Deckel 6 aufgebaut und wird durch drei sternförmig angeordnete Schnellspannverschlüsse 7 zusammengehalten. Durch

den oberen Deckel 6 führen Einlaß 8 und Auslaß 9 für das Beatmungsgas sowie eine Nachfüllkanüle 10. Er weist darüber hinaus eine Halterung 11 für einen Nachfüllbehälter 12 sowie eine in Steckhülsen gefaßte Temperaturgrenzwertabschaltung 13, eine in der Zeichnung nicht sichtbare Heizung und einen Temperaturfühler 14 auf, wobei diese Steckhülsen in die zum unteren Deckel 5 gehörende Tauchhülsen hineinragen. Der obere Deckel 6 ist mittels einer elektrischen Steckerleiste mit dem Grundgerät verbunden.

Das Klimatisierungsgefäß besteht zweckmäßigerweise aus transparentem Werkstoff, womit eine Kontrolle des Wasserfüllstandes sowie der Funktion seiner automatischen Nachfüllung ermöglicht wird. Er wird unmittelbar von dem unteren Deckel 5 mit den bereits genannten Tauchhülsen mittels eines Dichtungsringes verschlossen.

Das Klimatisierungsgefäß sowie oberer und unterer Deckel 5; 6 bestehen aus temperaturbeständigem und lebensmittelunbedenklichem Werkstoff.

An der konzentrisch in das Gefäß ragenden zum unteren Deckel 5 gehörenden Heizelementetauchhülse ist eine kompakte Einheit, bestehend aus einer kegelstumpfförmigen Wasserleiteinrichtung 15 und einer an deren Boden befestigte mit Bohrungen 16 versehene millimeterstarke Metallplatte 17 angeordnet, die der Zwangsumwälzung des Wassers sowie der erhöhten Wärmeabgabe des Heizelements an das Wasser dient. Die kompakte Einheit ist aus sehr gut wärmeleitendem und wie alle mit Wasser und/oder Beatmungsgas in Berührung kommenden Metallteile aus oberflächenveredeltem Material gefertigt.

Auf die im unteren Deckel 5 befestigte, bis auf die Sollwertfüllstandshöhe der Wasseroberfläche in das Gefäß 4 reichende Nachfüllkanüle 10, welche durch eine Öffnung aus dem oberen Deckel 5 ragt, ist zum Zweck der automatischen Nachfüllung eine an sich bekannte Infusionsflasche als Nachfüllbehälter 12 aufgesteckt. Diese wird durch eine ringförmige Halterung 11 in senkrechter Lage fixiert.

Diese beschriebene Anordnung bildet zusammen mit den äußeren Tauchhülsen für den Temperaturfühler 14 sowie für die obere Temperaturgrenzwertabschalteinrichtung 13 die untere Deckeleinheit, welche neben dem eigentlichen Klimatisierungsgefäß die einzige zu sterilisierende Baugruppe darstellt.

Im oberen Deckel 6 befinden sich die sogenannten inneren Tauchhülsen mit den bereits erwähnten elektrischen Bauelementen sowie die elektrische Verdrahtung mit einer Steckerleiste, deren Gegenstück im Grundgerät fest angeordnet ist. Die elektrische Verbindung wird durch einen im Grundgerät angeordneten Mikrotaster kontrolliert, welcher ausschließlich bei exaktem Sitz des Klimatisierungseinschubes die Versorgungsspannung zuschaltet und andererseits bei Trennung als Sicherheitsabschaltung fungiert.

Zu der für die Kontrolleinrichtung und die Regelung notwendigen Temperaturistwerterfassung ist in der Deckelkombination ein elektronischer Temperaturfühler 14 vorgesehen, welcher ebenfalls von zwei ineinandergeschobenen, in das Klimatisierungsgefäß ragenden Tauchhülsen umschlossen wird, wobei lediglich die äußere, im unteren Deckel 5 befestigte, gemeinsam mit diesem und dem eigentlichen Gefäß sterilisiert werden muß und die innere, im oberen Deckel 6 angeordnete Tauchhülse mit dem Temperaturfühlereinsatz nach erfolgter Trennung des Einschubs vom Steuerteil herausgezogen wird. Alle Elemente sind übersichtlich und blendfrei in der Frontplatte in einem Plastgehäuse untergebracht, in dessem Inneren das komplette elektronische Steuerteil eingebaut ist und welches eine Führung für die Klimatisierungseinheit 2 aufweist.

Claims

Vorrichtung zur Atemgasklimatisierung bei der Intensivtherapie von Patienten durch Beatmungsgeräte, arbeitend nach dem „Blow-over-Prinzip" und bestehend aus einer Klimatisierungseinheit, die aus einem teilweise mit Wasser gefüllten, thermostatgesteuerten, mit einem oberen und einem unteren Deckel verschlossenen Klimatisierungsgefäß und einem Grundgerät besteht, wobei das Grundgerät Steuer-, Kontroll- und Bedieneinrichtungen sowie eine Stromversorgung beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Heizpatronenhülse . konzentrisch im Klimatisierungsgefäß (4) angeordnet ist und mit einer kegelförmigen Wasserleiteinrichtung (15) sowie einer mit Bohrungen (16) versehenen millimeterdicken Metallplatte (17) eine kompakte Einheit bildet und daß eine mit einem geschlossenen Nachfüllbehälter (12) verbundene Nachfüllkanüle (10) im Deckel vorgesehen ist, die nach unten bis zur Wassersollstandshöhe des Klimatisierungsgefäßes (4) reicht.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen