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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines Atemgasstromes, der eine therapeutisch wirksame Substanz enthält, für die maschinelle Beatmung und/oder maschinelle Atemunterstützung eines Patienten gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein Verfahren zur Bereitstellung eines solchen Atemgasstromes und die Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung in einem solchen Verfahren.
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Die maschinelle Beatmung und die maschinelle Atemunterstützung kommen üblicherweise dann bei der Behandlung zum Einsatz, wenn die Spontanatmung eines Patienten unzureichend oder gar nicht vorhanden ist. Ist die Spontanatmung unzureichend, so genügt oft eine maschinelle Atemunterstützung. Bei fehlender Spontanatmung muss der Patient maschinell beatmet werden. Dabei gibt es sowohl bei der maschinellen Beatmung als auch bei der maschinellen Atemunterstützung eine Reihe verschiedener Beatmungsformen, denen jedoch allen gemeinsam ist, dass dem zu behandelnden Patienten in kontrollierter Weise ein Atemgasstrom zugeführt wird.
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Einem solchen Atemgasstrom können auch eine oder mehrere therapeutische wirksame Substanzen zugesetzt werden, die dem Patienten auf diese Weise inhalativ verabreicht werden können. Beispielsweise kann es sich bei solchen therapeutisch wirksamen Substanzen um antiinfektiöse Agenzien, wie beispielsweise Substanzen mit antibakterieller Wirkung, z. B. Antibiotika, Substanzen mit antiviraler Wirkung oder Substanzen mit antimykotischer Wirkung handeln. Auch Immunmodulatoren oder Substanzen zur Behandlung der Lungenoberfläche, beispielswiese künstliches Lungensurfactant, können verabreicht werden.
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Entsprechende zu verabreichende Substanzen werden üblicherweise mit Hilfe eines Verneblers oder Zerstäubers aus einem flüssigen oder festen, beispielsweisen pulverförmigen, Zustand in einen gasgetragenen Zustand überführt, so dass sie dem Atemgasstrom als Aerosol zugeführt werden können. Unter einem Aerosol wird dabei üblicherweise eine Dispersion eines Feststoffes oder einer Flüssigkeit, insbesondere von festen oder flüssigen Schwebteilchen (Aerosolpartikel), in einem Gas (Trägergas) verstanden. Das hergestellte Aerosol kann dann dem Atemgasstrom zugeführt werden und gemeinsam mit dem Atemgasstrom in die Atemwege des Patienten strömen. Zum Einsatz bei der Zerstäubung gelangen z. B. sogenannte „Metered-Dose Inhaler” (MDI). In der Lunge können die Aerosolpartikel beispielsweise bis in die Alveolen gelangen, wo sie über das Lungenepithel vom Patienten aufgenommen werden.
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Neben den Behandlungen von speziellen Lungenerkrankungen beim Erwachsenen ist auch die Verabreichung von therapeutisch wirksamen Substanzen an Neu- und Frühgeborene auf diesem Weg von hohem Interesse. So kann beispielsweise die Verabreichung von Surfactant einen erheblichen Beitrag zur Behandlung des sogenannten Atemnotsyndroms des Neugeborenen (NRDS) liefern. Bei dieser Erkrankung leiden die Früh- und Neugeborenen unter einer zu schwachen Ausbildung des Lungensurfactants. Dies birgt die große Gefahr, dass die Alveolen der noch nicht vollständig ausgereiften Lunge in sich zusammenfallen und verkleben. Auf diese Weise kann sich die Gasaustauschfläche der Lunge erheblich verringern so dass das Atemnotsyndrom entsteht. Auch bei Erwachsenen kann ein Mangel von Lungensurfactant zu einem Atemnotsyndrom (Atemnotsyndrom des Erwachsenen, ARDS) führen. In beiden Fällen kann dem Atemnotsyndrom durch die Verabreichung eines künstlichen Surfactants begegnet oder vorgebeugt werden. Bei diesem zu verabreichenden künstlichen Surfactant handelt es sich typischerweise um eine Phospholipid-Proteinzusammensetzung, die die Oberflächenspannung an der Grenzfläche zwischen Lungengewebe und Luft in an Alveolen beeinflusst.
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Unabhängig von der Verabreichung von therapeutischen Substanzen ist es bei der künstlichen Beatmung oder Atemunterstützung eines Patienten – zumeist notwendig, den verabreichten Atemgasstrom in physiologisch adäquater Weise zu befeuchten. Das wichtig, um ein Austrocknen des Flimmerhäarchenepithels und ein damit einhergehendes erhöhtes Risiko für eine Lungenentzündung zu vermeiden. Üblicherweise führt man dem Atemgasstrom daher in kontrollierter Weise Feuchtigkeit zu.
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Aus der
US 2002/0 195 104 A1 ist beispielsweise eine Vorrichtung bekannt, die dazu ausgebildet ist, einen Atemgasstrom anzufeuchten, wobei jedoch nicht vorgesehen ist, dass der Gasstrom eine therapeutisch wirksame Substanz enthält.
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Beispielsweise sieht die
EP 0 53 5952 B1 einen Luftbefeuchter vor, bei welchem ein Atemgasstrom durch eine Befeuchtungskammer mit einem Gaseinlass und einem Gasauslass geleitet wird. Dabei ist die Befeuchtungskammer über einer Heizplatte angeordnet, so dass der aus der Befeuchtungskammer austretende Atemgasstrom in physiologischer Weise angefeuchtet und auf eine adäquate Temperatur gebracht wird.
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Auch die
US 3,871,373 beschreibt eine Vorrichtung zur Befeuchtung und Verabreichung eines Gases an einen Patienten. Die Vorrichtung weist eine Gasleitung auf, die Sauerstoff sowie optional ein Anästhetikum befördert. Die Gasleitung hat eine Wand, die permeabel für Wasserdampf sein kann. Die Vorrichtung weist weiterhin eine Wasserkammer auf, die sich entlang eines gemeinsamen Abschnittes mit der Gasleitung erstreckt und durch welche flüssiges Wasser transportiert wird. Die Wasserkammer ist ebenfalls durch die wasserdampfpermeable Wand begrenzt, so dass das flüssige Wasser durch diese Wand hindurch in die Gasleitung verdampfen kann. Auf diese Weise wird der durch die Gasleitung strömende Sauerstoffstrom angefeuchtet, bevor er den Respirationsstrakt des zu behandelnden Patienten erreicht.
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Zur Verabreichung eines Aerosols an einen Patienten bei gleichzeitiger Atemunterstützung sieht die
WO 2012/0200004 A1 eine Vorrichtung vor, die einerseits eine Quelle für ein Atemgas und andererseits eine Quelle für ein Aerosol umfasst. Bei dieser Vorrichtung wird aus der Quelle für Aerosol ein sogenannter Aerosolflow, also ein Aerosolstrom, generiert, der tangential, d. h. quer, zum aus der Quelle für Atemgas stammenden Atemgasstrom in die Vorrichtung geführt wird. Diese Vorrichtung dient insbesondere der Vermeidung von Ablagerungen im Gerät oder in den oberen Atemwegen bei der Verabreichung von Surfactant.
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Eine weitere Vorrichtung, mit deren Hilfe ein angefeuchteter Atemgasstrom, der therapeutisch wirksame Partikel enthält, breitgestellt werden kann, ist ferner beispielsweise aus der
WO 2012/025 496 A1 bekannt.
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Bei allen diese Lösungen ist es zwar bekannt, das Atemgas selbst anzufeuchten. Problematisch ist jedoch, dass der Teil des Atemgasstromes, der in die therapeutisch wirksame Substanz, also das Aerosol, führt, nicht oder nicht ausreichend angefeuchtet wird oder werden kann. Insbesondere kann häufig das Problem bestehen, dass die therapeutisch wirksame Substanzen als trockene Feststoffe vorliegen, bevor sie vernebelt bzw. verstäubt werden können. Sobald diese trockene Feststoffsubstanz mit Feuchtigkeit in Kontakt kommt kann jedoch die Gefahr bestehen, dass die Substanz verklumpt, so dass die sich bildenden Aerosolpartikel viel zu groß werden und nicht mehr in die Alveolen der Lunge gelangen können. Schlimmsten Falls kann die Substanz auf diese Weise auch schon im Zerstäuber kleben bleiben. In beiden Fällen besteht jedoch die Gefahr, dass eine gezielte und kontrollierte Dosierung der therapeutischen wirksamen Substanz nicht mehr in dem Maße sichergestellt werden kann, wie es häufig notwendig ist. Herkömmliche Vorrichtungen, die eine Zuführung von therapeutisch wirksamen Substanzen zu einem befeuchteten Atemgasstrom vorsehen greifen daher häufig auf die Anfeuchtung mit Hilfe spezieller Geräte zurück, was in der Regel kostenaufwendig und umständlich ist. Auch kann dies mit hohem Aufwand an Verbrauchsmaterial verbunden sein. Alternativ kann auch vorgesehen sein, auf die Anfeuchtung zu verzichten. Dies bringt aber wiederum die Gefahr des Austrocknens des Flimmerhäarchenepithels mit sich und insofern ein erhöhtes Risiko für eine Lungenentzündung. Schließlich kann auch auf eine – eigentlich erwünschte – längere Applikationsdauer therapeutisch wirksamer Substanzen verzichtet werden. Letztes stellt jedoch wiederum eine deutliche Beschneidung der erwünschten Therapiemöglichkeiten dar.
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Es ist mithin Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese und andere Nachteile aus dem Stand der Technik zu überwinden. Außerdem soll eine kostengünstige und mit einfachen Mitteln herstellbare Vorrichtung zur Bereitstellung eines Atemgasstromes geschaffen werden.
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Insbesondere soll eine Möglichkeit geschaffen werden, mit der einem Patienten bei schlauchgebundener Atemunterstützung oder Beatmung ein therapeutischer Atemgasstrom, also ein Gasstrom, der eine therapeutisch wirksame Substanz enthält, ohne die Nachteile des Standes der Technik zugeführt werden kann.
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Ein solcher therapeutischer Atemgasstrom soll in physiologisch adäquater Weise befeuchtbar sein, und gleichzeitig eine kontrollierte und wohldosierte Verabreichung der gewünschten therapeutischen Substanz gewährleisten. Die Verabreichung soll insbesondere in Aerosol-Form möglich sein.
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Zur Lösung wenigstens einer dieser Aufgaben sieht die Erfindung eine Vorrichtung zur Bereitstellung eines Atemgasstromes, der eine therapeutisch wirksame Substanz enthält, für die maschinelle Bearbeitung und/oder maschinelle Atemunterstützung eines Patienten mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 vor, sowie ein Verfahren zur Bereitstellung eines Atemgases, das eine therapeutisch wirksame Substanz enthält, für die maschinelle Beatmung und/oder maschinelle Atemunterstützung eines Patienten mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Weitere Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 12 und 14 bis 15.
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Bei einer solchen Vorrichtung zur Bereitstellung eines Atemgasstromes, der eine therapeutisch wirksame Substanz enthält, für die maschinelle Beatmung und/oder maschinelle Atemunterstützung eines Patienten, wobei die Vorrichtung wenigstens eine erste Leitung aufweist, durch die bei Betrieb der Vorrichtung ein erster Gasstrom strömt, und wobei die Vorrichtung wenigstens eine zweite Leitung aufweist, wobei die erste Leitung und die zweite Leitung einen gemeinsamen Strömungsabschnitt aufweisen, und wobei die erste Leitung und die zweite Leitung im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnitts durch eine wasserdampfpermeable Membran voneinander getrennt sind, sieht die Erfindung vor, dass durch die zweite Leitung bei Betrieb der Vorrichtung ein zweiter Gasstrom strömt.
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Bei einer solchen Vorrichtung kann zwischen dem ersten Gasstrom und dem zweiten Gasstrom im Bereich der gemeinsamen Strömungsstrecke ein Stoffaustausch stattfinden. Insbesondere kann Wasserdampf durch die wasserdampfpermeable Membran hindurch diffundieren und so von einem Gasstrom in den anderen Gasstrom gelangen. Dabei isterfindungsgemäß vorgesehen, dass einer der beiden Gasströme die zu verabreichende therapeutische Substanz enthält (im Folgenden auch als Aerosolstrom bezeichnet) und der andere der beiden Gasströme ein angefeuchteter Luftstrom (Gasstrom) ist. In diesem Fall kann beispielsweise Wasserdampf aus dem angefeuchteten Luftstrom in den Aerosolstrom gelangen. Der Aerosolstrom kann auf diese Weise ebenfalls auf ein physiologisch verträgliches oder sogar vorteilhaftes Maß angefeuchtet werden, ohne dass es bei der Bildung des Aerosols zu einer Verklumpung der therapeutischen Substanz kommt. Die initiale Bildung der Aerosolpartikel kann vielmehr in einem mehr oder weniger trockenen Gasstrom erfolgen, so dass zunächst ein trockener Aerosolstrom entsteht. Das heißt, der Gasstrom, der die therapeutisch wirksame Substanz enthält (Aerosolstrom), ist zunächst ein trockener Gasstrom. Dieser trockene Gasstrom kann dann in der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Hilfe eines angefeuchteten Gasstromes ebenfalls angefeuchtet werden kann.
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Mit anderen Worten, man erkennt, dass es vorteilhaft ist, wenn der erste oder der zweite Gasstrom die zu verabreichende therapeutische Substanz enthält, wobei die Substanz bevorzugt ein Aerosol, besonders bevorzugt ein alveolengängiges Aerosol ist. Unter einem alveolengängigen Aerosol wird dabei ein Aerosol verstanden, dessen Aerosolpartikel derart bemessen sind, dass sie in die Alveolen der Lunge gelangen und dort resorbiert werden können.
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Man erkennt weiterhin, dass es günstig ist, wenn der erste oder der zweite Gasstrom ein angefeuchteter Gasstrom ist.
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Außerdem ist es günstig, wenn die erste und die zweite Leitung im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes koaxial zueinander angeordnet sind. Durch die koaxiale Anordnung der beiden Leitungen zueinander kann der Wasserdampfübertritt besonders gleichmäßig erfolgen. Unter einer koaxialen Anordnung oder einer koaxialen Strömung versteht die vorliegende Erfindung, dass die koaxial zueinander angeordneten Teile übereinstimmende Rotationachsen aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin ein Atemunterstützungsgerät aufweisen, sowie eine Anfeuchtungskammer. Außerdem kann die Vorrichtung eine Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln aufweisen. Bei dieser Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikel kann es sich beispielsweise um einen Zerstäuber oder Vernebler handeln. Andere Aerosolgeneratoren sind jedoch auch vorstellbar. Dabei ist es vorstellbar, dass die eine der beiden Leitungen, d. h. die erste Leitung oder die zweite Leitung, mit dem Atemunterstützungsgerät und mit der Anfeuchtungskammer verbunden ist, während die andere der beiden Leitungen, d. h. die zweite Leitung oder die erste Leitung, mit der Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln verbunden ist. Auf diese Weise kann der Gasstrom befeuchtet werden, der durch die Leitung strömt, die mit dem Atemunterstützungsgerät und der Anfeuchtekammer verbunden ist. Der Gasstrom, der durch die andere Leitung strömt, kann dagegen mit Aerosolpartikeln beladen sein.
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In diesem Zusammenhang kann der Gasstrom, der mit Aerosolpartikeln beladen wird, mit Hilfe einer separaten Druckgasquelle erzeugt werden. Der Gasstrom, der befeuchtet wird, kann von dem Atemunterstützungsgerät erzeugt werden. Beispielsweise kann der erste Gasstrom mit Hilfe der Druckgasquelle generiert werden und im Anschluss durch die Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln gleitet werden, wo er zum Aerosolstrom wird. Der zweite Gasstrom kann dann von dem Atemunterstützungsgerät generiert werden und durch die Anfeuchtungskammer der Vorrichtung geleitet werden, wo er zum angefeuchteten Gasstrom wird. Der angefeuchtete Gasstrom und der Aerosolstrom können anschließend durch die gemeinsame Strömungsstrecke geleitet werden, wobei der Aerosolstrom, durch die erste Leitung strömt und wobei der angefeuchtete Gasstrom, durch die zweite Leitung strömt. Dabei kann die wasserdampfpermeable Membran im Bereich der gemeinsamen Strömungsstrecke derart ausgebildet sein, dass sie den ersten Gasstrom und den zweiten Gasstrom voneinander trennt. Auf diese Weise kann eine unkontrollierte Vermischung des angefeuchteten Gasstromes mit dem Aerosolstrom verhindert werden und der erste Gasstrom kann auf diese Weise kontrolliert angefeuchtet werden.
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Günstig ist es auch, wenn die erste Leitung und/oder die zweite Leitung schlauchförmig ausgebildet ist. Bevorzugt sind dabei die erste Leitung und die zweite Leitung schlauchförmig ausgebildet. Beispielsweise kann es sich bei der einer der beiden Leitungen um einen Inspirations- oder um einen Exspirationsschlauch des Atemunterstützungsgerätes handeln.
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In diesem Zusammenhang ist es weiterhin vorteilhaft, wenn die erste Leitung und/oder die zweite Leitung eine Wand, bevorzugt eine Schlauchwand, aufweist, die im Bereich der gemeinsamen Strömungsstrecke durch die wasserdampfpermeable Membran gebildet wird. Dabei ist es sowohl vorstellbar, dass die Membran nur abschnittsweise im Bereich der gemeinsamen Strömungsstrecke ausgebildet ist, als auch, dass sich die Membran über den gesamten Bereich der gemeinsamen Strömungsstrecke erstreckt.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die erste Leitung im Bereich der gemeinsamen Strömungsstrecke innerhalb der zweiten Leitung angeordnet ist. Beispielsweise kann es sich bei der ersten Leitung um eine Röhre oder einen Schlauch handeln, der zum Beispiel aus der oben beschriebenen wasserdampfpermeablen Membran besteht. Dieser Schlauch kann beispielsweise in den Inspirations- oder in den Exspirationsschlauch eines Gerätes zur maschinellen Beatmung oder zur maschinellen Atemunterstützung eingesteckt werden. Insofern kann beispielsweise der Atemgasstrom, der dem Patienten im Rahmen der maschinellen Beatmung oder der maschinellen Atemunterstützung zugeführt wird beim Ein- oder Ausatmen um die erste Leitung herumströmen.
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So ist beispielsweise vorstellbar, dass der Atemgasstrom, bei dem es sich beispielsweise um den zweiten Gasstrom handeln kann, von einem Atemunterstützungsgerät bereitgestellt wird und durch eine Anfeuchtungskammer geleitet wird, bevor er zum Inspirationsschlauch gelangt. Der Inspirationsschlauch kann in diesem Fall die zweite Leitung der Vorrichtung darstellen. In dem Inspirationsschlauch kann die erste Leitung der Vorrichtung wie oben beschrieben eingesteckt oder eingeführt sein. Wenn der zweite Gasstrom, der durch die Anfeuchtungskammer angefeuchtet wurde und mithin ein angefeuchteter Gasstrom ist, dann in den Inspirationsschlauch strömt, so muss er um die erste Leitung herumströmen. Dabei kann die zweite Leitung beispielsweise derart ausgebildet sein, dass der zweite Gasstrom im Bereich der gemeinsamen Strömungsstrecke spiralförmig oder wendelförmig um die erste Leitung herumströmen kann. Innerhalb der ersten Leitung wird bei einer solchen Anordnung ein Zusatzgasstrom zum Patienten geleitet. Dieser Zusatzgasstrom entspricht dem ersten Gasstrom und enthält – wie oben bereits beschrieben – die zu verabreichende therapeutische Substanz. Mit Hilfe der zwischen der ersten Leitung und der zweiten Leitung ausgebildeten Membran kann bei einer solchen Anordnung Feuchtigkeit vom zweiten Gasstrom in den ersten Gasstrom übertreten.
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Die Menge der Feuchtigkeit, die in den ersten Gasstrom übertritt, und die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, kann dabei die Eigenschaften des Aerosols beeinflussen, das dem Atemtrakt des Patienten zugeführt werden soll. Dabei ist es insbesondere wichtig, dass die Gesamtfeuchtigkeit des Aerosols und die Partikelgröße der Aersolpartikel derart gestaltet sind, dass das Aerosol einerseits alveolargängig ist und dass andererseits das Risiko von Ablagerungen im Bereich der oberen Atemwege oder gar des Wiederausatems in großem Maße verhindert wird.
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Insbesondere wenn es sich bei der therapeutisch wirksamen Substanz um ein Pulver handelt ist es wichtig, das vernebelte Pulver ausreichend zu befeuchten. Dabei sollten sich Aerosolpartikel mit einem mittleren aerodynamischen Massendurchmesser (MMAD) bilden, die in die Alveolen der Lunge eindringen können, d. h. alveolargängig sind. Typischerweise haben solche Partikel einen MMAD im Bereich von 0,5 bis 10 μm, bevorzugt 1 bis 5 μm besonders bevorzugt 1 bis 3 μm.
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In diesem Zusammenhang ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass der erste Gasstrom eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von weniger als 3 m/sec, bevorzugt von 2,5 m/sec oder weniger, besonders bevorzugt von 2,2 m/sec oder weniger, ganz besonders bevorzugt von 2 m/sec oder weniger aufweist. Eine solche Strömungsgeschwindigkeit ist ausreichend, um die vernebelten Aerosolpartikel zuverlässig von dem Zerstäuber zum Patienten zu transportieren.
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Weiterhin ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verweildauer des ersten Gasstromes im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes wenigstens 1 Sekunde oder mehr, bevorzugt wenigstens 2 Sekunden oder mehr, besonders bevorzugt wenigstens 3 Sekunden oder mehr beträgt.
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Auch ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dassdie Verweildauer des ersten Gasstromes im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes höchstens 120 Sekunden oder weniger, bevorzugt höchstens 90 Sekunden oder weniger, besonders bevorzugt höchstens 60 Sekunden oder weniger beträgt. Bei einer solchen Verweildauer im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes und bei einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit wie oben beschrieben, können sich optimaler Weise durch Befeuchtung des verstäubten trocknen Surfactant-Pulvers entlang des gemeinsamen Strömungsabschnittes Nebelpartikel bilden, die optimal von der Lunge aufgenommen werden können. Dabei ist die Zeit, welche die einzelnen Aerosolpartikel im gemeinsamen Strömungsabschnitt der ersten und der zweiten Leitung der Vorrichtung verweilen ausreichend, damit sich Partikel der oben genannten alveolgängigen Größe bilden können.
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Besonders vorteilhaft es ist dabei, wenn der erste Gasstrom ein laminarer Gasstrom ist. In diesem Fall werden Verwirbelungen des ersten Gasstromes verhindert und es wird vermieden, dass die sich bildenden und entwickelnden Aersosolpartikel beispielsweise gegen die Wand der ersten Leitung stoßen und dort möglicherweise kleben bleiben. Ebenfalls kann so vermieden werden, dass beispielsweise Surfactant-Partikel während des Transportes vom Vernebler zum Patienten entlang der der gemeinsamen Strömungsstrecke unkontrolliert wachsen, indem sie miteinander kollidieren und dabei aneinander kleben bleiben.
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Vorteilhaft kann es weiterhin sein, wenn die erste und/oder die zweite Leitung eine Heizung aufweist. So kann insbesondere die zweite Leitung, die beispielsweise um die erste Leitung herum angeordnet ist, eine sogenannte Schlauchheizung aufweisen. Diese erwärmt den anzufeuchtenden Strom und begünstigt den Übertritt des Wasserdampfes in die erste Leitung. Auch die erste Leitung kann optional eine Schlauchheizung aufweisen. Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn der Gasstrom, der durch die erste Leitung geführt wird ohne weitere Vermischung mit dem bereitgestellten Atemgasstrom einem Patienten zugeführt werden soll. Der so bereit gestellte Gasstrom, kann auf diese Weise vorgewärmt werden und kann physiologisch adäquat von der Lunge aufgenommen werden.
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Zur Überprüfung der Temperatur des Atemgasstromes kann beispielsweise eine Temperaturmessvorrichtung vorgesehen sein. Diese Temperaturmessvorrichtung kann beispielsweise nah bei einem Adapter angeordnet sein. Ein solcher Adapter kann beispielsweise dazu dienen, eine Verbindung zwischen dem Leitungssystem der oben beschriebenen Vorrichtung, d. h. zwischen der ersten oder der zweiten Leitung der Vorrichtung und den Atemwegen des zu behandelnden Patienten herzustellen. In dem Adapter kann eine Mischkammer vorhanden sein, die eine Zusammenführung (Vermischung) des durch die erste Leitung bereitgestellten therapeutischen Atemgasstroms mit dem durch die zweite Leitung bereitgestellten feuchten Atemgasstrom ermöglicht. Diese kontrollierte Vermischung würde dann unmittelbar vor der Einatmung des Atemgasstromes durch den Patienten erfolgen.
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Der Adapter kann auch derart ausgebildet sein, dass zumindest zeitweise der erste Gasstrom nicht oder nicht nur über enthaltene Aerosolpartikel therapeutisch wirkt, sondern nach Art der trachealen Gasinsufflation eine Verminderung des anatomischen Totraumes bewirkt. In diesem Fall findet im Adapter keine Vermischung der Gasströme statt. Mithin kann es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung um eine Vorrichtung für die tracheale Gasinsufflation handeln.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sowohl im Gleichstromverfahren als auch im Gegenstromverfahren betrieben werden.
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Beispielsweise kann der zweite Gasstrom im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes eine Hauptströmungsrichtung aufweisen, die der Richtung entspricht, die auch der erste Gasstrom strömt (Gleichstromverfahren). Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die erste Leitung in den Inspirationsschlauch einer Beatmungsvorrichtung eingesteckt oder eingeführt ist. In diesem Fall stellt der Inspirationsschlauch die zweite Leitung der Vorrichtung dar.
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Es ist auch vorstellbar, dass der zweite Gasstrom im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes einer Hauptströmungsrichtung aufweist, die entgegengesetzt zu der Richtung verläuft, in die der erste Gasstrom verläuft (Gegenstromanordnung). Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn die erste Leitung in den Exspirationsschlauch einer Beatmungsvorrichtung eingesetzt wird. Dies ist inbesondere dann günstig, wenn der zu behandelnde Patient mit Hilfe eines Zweischlauchverfahrens beatmet werden soll. Selbstverständig ist jedoch auch eine Beatmung oder Atemunterstützung des Patienten mit Hilfe eines Einschlauchverfahrens möglich.
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Man erkennt, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung bevorzugt ein Atemunterstützungsgerät aufweist, von welchem ein Inspirationsschlauch über eine Anfeuchtungsstrecke zu einem Adapter befährt wird, welcher mit den Atemwegen eines zu behandelnden Patienten in Verbindung steht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weiterhin eine erste Leitung für einen therapeutischen Gasstrom, nämlich den Aerosolstrom, aufweisen. Dabei kann diese Leitung von dem Inspirationsschlauch abgezweigt sein. Die Leitung kann optional außerdem von einer Druckgasversorgung mit einem Gasstrom versorgt werden. Zwischen der Druckgasversorgung und der ersten Leitung sind eine Steuerungseinheit und eine Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln angeordnet. Mit Hilfe dieser Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln, bei der es sich bevorzugt um einen Zerstäuber handelt, wird der Gasstrom, der entweder aus der mit dem Inspirationsschlauch verbundenen ersten Leitung oder von der optional vorhandenen zusätzlichen Druckgasversorgung kommt mit einer therapeutischen Substanz versetzt. Dieser Gasstrom stellt bevorzugt den ersten Gasstrom gemäß der Erfindung dar und die Leitung, durch die der Gasstrom strömt entspricht der ersten Leitung gemäß der Erfindung. Diese Leitung wird zumindest abschnittsweise bevorzugt durch den Inspirationsschlauch oder auch durch einen möglicherweise vorhandenen Exspirationsschlauch der Vorrichtung geführt, so dass die erste Leitung und die zweite Leitung (nämlich der Inspirations- oder der Exspirationsschlauch) eine gemeinsame Strömungsstrecke aufweisen. Diese gemeinsame Strömungsstrecke kann auch als Anfeuchterstrecke bezeichnet werden. In diesem Bereich erfolgt die Strömungsführung des ersten Gasstroms soweit wie irgendmöglich umlenkungsfrei, d. h. also als laminarer Gasstrom, und mit einer mittleren Strömungsgeschwindigkeit von bevorzugt weniger als 2 m/sec. Der erste Gasstrom bildet dabei einen inneren Gasstrom innerhalb der Vorrichtung, während der zweite Gasstrom einen äußeren Gasstrom darstellt. Der äußere Gasstrom kann dabei koaxial zum inneren Gasstrom entlang der Anfeuchterstrecke, d. h. entlang des gemeinsamen Strömungsabschnittes strömen. Unter einer koaxialen Anordnung oder einer koaxialen Strömung versteht die vorliegende Erfindung, dass die koaxial zueinander angeordneten Teile übereinstimmende Rotationachsen aufweisen. Zwischen dem inneren Gasstrom und dem äußeren Gasstrom ist eine wasserdampfdurchlässige Membran angeordnet, die den inneren und den äußeren Gasstrom voneinander trennt. Durch diese Membran kann Feuchtigkeit aus dem äußeren Gasstrom in den inneren Gasstrom wie oben beschrieben übertreten. Man erkennt in jedem Fall, dass die Atemgasströme, nämlich der äußere Gasstrom und der innere Gasstrom mit unterschiedlichem Feuchtegehalt in den Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes eintreten.
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Insgesamt kann es auch günstig sein, wenn wenigstens in einer der Leitungen die Hauptströmung des Gases, also des ersten oder zweiten Gasstromes, bevorzugt des zweiten, angefeuchteten Gasstromes, wendelförmig geführt wird. So kann zum Beispiel der äußere, zweite Gasstrom im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes wendelförmig um die erste Leitung, durch die der innere, erste Gasstrom strömt, herum strömen. Dazu kann beispielsweise die zweite Leitung mit einer inneren Oberfläche ausgebildet sein, die die Form eines Gewindes hat. Denkbar ist auch, dass die erste Leitung eine äußere Oberfläche aufweist, die die Form eines Gewindes hat. Diese äußere Oberfläche der ersten Leitung bildet eine innere Oberfläche der zweiten Leitung, wenn die erste Leitung innerhalb der zweiten Leitung verläuft.
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Vorteilhaft ist es auch, wenn die Vorrichtung Merkmale enthält, die von technischen Mitteln, die in der Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln enthalten sind, erkannt werden können und die zur Feststellung der Kompatibilität benutzt werden können. Beispielsweise können die austauschbaren Teil der Vorrichtung, z. B. der Inspirationsschlauch oder der Exspirationsschlauch, mit Mitteln zur Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen (radio-frequency identification, RFID) ausgestattet sein.
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Die Erfindung sieht weiterhin bei einem Verfahren zur Bereitstellung eines Atemgasstromes, der eine therapeutisch wirksame Substanz enthält, für die maschinelle Beatmung und/oder maschinelle Atemunterstützung eines Patienten vor, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- a. Bereitstellen eines ersten Gasstromes
- b. Zuführen der therapeutisch wirksamen Substanz zum ersten Gasstrom
- c. Bereitstellen eines zweiten Gasstromes
- d. Anfeuchten des zweiten Gasstromes
- e. Anfeuchten des ersten Gasstromes, der die therapeutisch wirksame Substanz enthält, mit Hilfe des angefeuchteten zweiten Gasstromes, wobei das Anfeuchten des ersten Gasstromes in Schritt e. dadurch geschieht, dass der angefeuchtete zweite Gasstrom und der erste Gasstrom, der die therapeutisch wirksame Substanz enthält, gleichzeitig entlang einer wasserdampfpermeablen Trennmembran geleitet werden, die den ersten Gasstrom und den zweiten Gasstrom voneinander trennen.
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Mit Hilfe eines solchen Verfahrens kann der erste Gasstrom besonders einfach und verwirbelungsfrei angefeuchtet werden. Strömt nämlich der erste Gasstrom mit relativ geringer Geschwindigkeit entlang der ersten Leitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so kann entlang der gesamten Leitung im Bereich der Trennmembran Feuchtigkeit von der Seite her in den ersten Gasstrom übertreten. Dieser seitliche Übertritt der Feuchtigkeit erfolgt jedoch derart gleichmäßig, dass der innere, d. h. erste Gasstrom durch diesen Übertritt nicht verwirbelt wird. Der erste Gasstrom kann somit als laminare Strömung durch die Leitung strömen.
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Optional kann das Verfahren auch als weiteren Schritt
- f. das Vermischen des angefeuchteten ersten Gasstromes mit dem angefeuchteten Gasstrom umfassen.
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Dies kann beispielsweise dann vorteilhaft sein, wenn ein Teilbereich des Adapters oder der gesamte Adapter mit einem Gasgemisch gefüllt werden soll, das eine gewisse Menge der therapeutisch wirksamen Substanz – beispielsweise Surfactant – vorhalten soll. Beispielsweise bei der Beatmung von Frühgeborenen kann dies vorteilhaft sein.
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Man erkennt insgesamt, dass es im Sinne der Erfindung vorteilhaft ist, wenn in einem Verfahren wie oben beschrieben eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bereitstellung eines Atemgasstromes verwendet wird.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche, sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen.
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Es zeigen:
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1 ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Gleichstromanordnung
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2 ein Schema einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Gegenstromanordnung Man erkennt in 1, dass ein Patient 16 über einen Adapter 15, 15' mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 verbunden ist.
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Die Vorrichtung 10 weist ein Atemunterstützungsgerät 4 auf, eine Anfeuchtungsvorrichtung 11, eine Steuerungseinheit 5, eine Regulationsvorrichtung 8 sowie eine Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9.
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Das Atemunterstützungsgerät 4 weist einen Gaseinlass 2 und einen Gasauslass 1 auf. Das Atemunterstützungsgerät 4 ist außerdem mit einem Inspirationsschlauch 20 und mit einem optional vorhandenen Exspirationsschlauch 17 verbunden.
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Von dem Inspirationsschlauch 20 zweigt eine erste Leitung 21 ab, die zu der Regulationsvorrichtung 8 führt. Von der Regulationsvorrichtung 8 aus führt die erste Leitung 21 weiter zur Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9. Von der Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln 9 führt die erste Leitung 21 zum Adapter 15.
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Der Inspirationsschlauch 20 verbindet außerdem das Atemunterstützungsgerät 4 mit der Anfeuchtungsvorrichtung 11. Die Anfeuchtungsvorrichtung 11 besteht – ebenso wie die in 2 dargestellte Anfeuchtungsvorrichtung 11 – aus einer Heizvorrichtung 113, einem Wasserreservoir 112 und einer Strömungskammer 111. Von der Anfeuchtungsvorrichtung 11 führt der Inspirationsschlauch 20 als zweite Leitung 22 zum Adapter 15. Mithin ist die zweite Leitung 22 ein Teil des Inspirationsschlauches 20.
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Man erkennt, dass die erste Leitung 21 und die zweite Leitung 22 einen gemeinsamen Strömungsabschnitt 13 aufweisen. Dieser gemeinsame Strömungsabschnitt 13 ist zwischen der Anfeuchtungsvorrichtung 11 bzw. der Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln 9 und dem Adapter 15 ausgebildet. Mit anderen Worten der gemeinsame Strömungsabschnitt 13 ist stromabwärts der Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln 9 ausgebildet. Insbesondere ist der gemeinsame Strömungsabschnitt 13 im Bereich des Inspirationsschlauches 20 ausgebildet. Im Bereich dieses gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 verläuft die erste Leitung 21 innerhalb der zweiten Leitung 22. Dabei sind die erste Leitung 21 und die zweite Leitung 22 koaxial zueinander angeordnet, d. h. sie weisen eine gemeinsame Rotationsachse auf.
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Das Atemunterstützungsgerät 4 ist weiterhin über den optional vorhandenen Exspirationsschlauch 17 mit dem Adapter 15 verbunden. Durch den Exspirationsschlauch 17 wird die ausgeatmete Luft 34 vom Patienten wieder zurück zum Atemunterstützungsgerät 4 geleitet. Die Exspirationsleitung 17 ist ebenso wie die in 2 dargestellte Exspirationsleitung 17 mit einem Filter 6 versehen.
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Man erkennt in 1, dass das Atemunterstützungsgerät 4 einen Atemgasstrom 30 abgibt, der durch die Inspirationsleitung 20 strömt. Ist ein Exspirationsschlauch 17 vorhanden, so strömt in diesem Beispiel die ausgeatmete Luft 34 durch den Exspirationsschlauch 17 zurück zum Atemunterstützungsgerät 4.
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Im Bereich der Abzweigung der ersten Leitung 21 von der Inspirationsleitung 20 wird von dem Atemgasstrom 30 ein erster Gasstrom 31 abgezweigt. Die erste Leitung 21 wird mithin von dem ersten Gasstrom 31 durchströmt.
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Der erste Gasstrom 31 wird dabei von der ersten Leitung 21 zur Regulationsvorrichtung 8 und von dort weiter zur Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9 geleitet.
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1 zeigt weiterhin, dass der Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9 über die Steuerungseinheit 5 ein unterstützender weiterer Gasstrom 33 aus einer optional vorhandenen Druckgasversorgung 3 zugeführt werden kann. Unabhängig von dieser Zuführung eines weiteren Gasstromes 33 wird dem ersten Gasstrom 31 in der Vorrichtung zum Zumischen für Aerosolpartikel 9 ein therapeutisch wirksamer Stoff zugefügt. Die Vorrichtung zum Zumischen für Aerosolpartikel 9 ist bevorzugt ein Vernebler oder Zerstäuber. Der erste Gasstrom 31 ist nach dem Zumischen der Aerosolpartikel ein therapeutischer erster Gasstrom 31, d. h. also ein Gasstrom 31, der eine therapeutisch wirksame Substanz enthält. Dieser Gasstrom 31 wird von der Vorrichtung zum Zumischen für Aerosolpartikel 9 zum Adapter 15, 15' geleitet. Dabei wird der erste Gasstrom 31 entlang des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 geleitet.
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Der nach der Abzweigung des ersten Gasstromes 31 verbleibende, weiter in der Inspirationsleitung 20 zur Anfeuchtungskammer 11 strömende Atemgasstrom 30 bildet einen zweiten Gasstrom 32. Dieser zweite Gasstrom 32 durch strömt die Anfeuchtungskammer 11 und kann dabei angefeuchtet werden. Von der Anfeuchtungskammer 11 aus gelangt der zweite Gasstrom 32 in die zweite Leitung 22. Die zweite Leitung 22 wird mithin von dem zweiten Gasstrom 32 durchströmt, der als angefeuchteter Gasstrom von der Anfeuchtungskammer 11 kommt.
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Man erkennt in 1, dass der angefeuchtete zweite Gasstrom 32 die innerhalb der zweiten Leitung 22 verlaufende erste Leitung 21 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 umströmt. Der angefeuchtete Gasstrom 32 der zweiten Leitung 22 strömt insofern um den therapeutischen Atemgasstrom, d. h. den ersten Gasstrom 31, in der ersten Leitung 21 herum. Zwischen der ersten Leitung 21 und der zweiten Leitung 22 ist im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 eine Membran 24 angeordnet. Diese Membran 24 trennt den ersten Gasstrom 31 und den zweiten Gasstrom 32 voneinander. Dabei bildet die Membran 24 die Wand der ersten Leitung 21 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13. Die Membran 24 ist wasserdampfpermeabel, so dass im Bereich des gemeinsamen Strömungabschnittes 13 Feuchtigkeit aus dem zweiten Gasstrom 32 der zweiten Leitung 22 in den therapeutischen ersten Gasstrom 31 in der ersten Leitung 21 übertreten kann.
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Man erkennt, dass der erste Gasstrom 31 und der zweite Gasstrom 32 mit einem unterschiedlichen Feuchtigkeitsgehalt in den gemeinsamen Strömungsabschnitt 13 eintreten. Im Verlauf des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 gleicht sich der Feuchtigkeitsgehalt des ersten Gasstromes 31 dann an den Feuchtigkeitsgehalt des zweiten Gasstromes 32 an, indem Feuchtigkeit durch die wasserdampfpermeable Membran 24 diffundiert. Dabei ist es im Sinne der Erfindung aber keineswegs notwendig, dass die beiden Gasströme 31, 32 am Ende einen identischen Feuchtigkeitsgehalt erreichen. Dabei strömen der erste und der zweite Gasstrom 31, 32 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 als Gleichströme in die gleiche Richtung. Die Vorrichtung 10 ist insofern in Gleichstromanordnung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in 1 weist – ebenso wie die in 2 dargestellte Vorrichtung 10 – weiterhin eine Heizung 12 auf, die die zweite Leitung 22 erwärmt. Dabei handelt es sich beispielsweise um einen Heizdraht, eine Heizschlange oder eine Heizfolie. Jegliche andere Schlauchheizung ist ebenfalls geeignet im Sinne der Erfindung. Zur Kontrolle der Temperatur des Atemgasstromes weist die in 1 dargestellt Vorrichtung weiterhin einen Temperaturfühler 14 auf. Dieser erfasst bevorzugt die Temperatur im Bereich des Adapters 15, 15'. Auf diese Weise kann vor allen Dingen kontrolliert werden, dass der unmittelbar in die Atemwege des Patienten 16 strömende Atemgasstrom die gewünschte physiologische Temperatur aufweist.
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In 2 erkennt man einen erfindungsgemäßen Aufbau einer Vorrichtung in Gegenstromanordnung. Auch hier ist ein Patient 16 über einen Adapter 15 mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 verbunden ist. Wie bereits in Bezug auf 1 beschrieben ist der Adapter 15 bevorzugt eine Atemmaske. Die Vorrichtung 10 weist auch hier ein Atemunterstützungsgerät 4 mit einem Gaseinlass 2 und einem Gasauslass 1, eine Anfeuchtungsvorrichtung 11, eine Steuerungseinheit 5, eine Regulationsvorrichtung 8 sowie eine Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9 auf.
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Auch in dem in 2 dargestellten Beispiel ist das Atemunterstützungsgerät 4 über einen Inspirationsschlauch 20 mit der Anfeuchtungsvorrichtung 11 verbunden. Von dem Inspirationsschlauch 20 zweigt die erste Leitung 21 ab, die das Atemunterstützungsgerät 4 mit der Regulationsvorrichtung 8 verbindet und von der Regulationsvorrichtung 8 weiter zur Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9 führt. Von der Vorrichtung zum Zumischen von Aerosolpartikeln 9 führt die erste Leitung 21 zum Adapter 15.
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Der Inspirationsschlauch 20 führt in diesem Beispiel direkt von der Anfeuchtungsvorrichtung 11 zum Adapter 15. Von dem Adapter 15 führt ein Exspirationsschlauch 17 zurück zum Atemunterstützungsgerät 4. Der Exspirationsschlauch 17 stellt in diesem Ausführungsbeispiel die zweite Leitung 22 dar. Dabei ist die erste Leitung 21 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 im Exspirationsschlauch 17 angeordnet. D. h. die zweite Leitung 22 ist hier ein Teil des Exspirationsschlauches 17. Folglich ist auch der gemeinsame Strömungsabschnitt 13 in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich des Exspirationsschlauches 17 ausgebildet, nämlich zwischen dem Adapter 15 und der Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9 bzw. dem Atemunterstützungsgerät 4.
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Man erkennt insofern anhand der 1 und 2, dass der gemeinsame Strömungsabschnitt 13 in jedem Fall einen Abschnitt der ersten Leitung 21 umfasst, der zwischen der Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9 und dem Adapter 15 ausgebildet ist. Insbesondere ist der Strömungsabschnitt 13 in Bezug auf den ersten Gasstrom 31 stromabwärts der Vorrichtung zur Zumischung von Aerosolpartikeln 9 ausgebildet.
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Auch in dem in 2 dargestellten Beispiel ist der erste Gasstrom 31 ein Gasstrom, der aus Atemgasstrom 30 abgezweigt wird. Der zweite Gasstrom 32 ist dann der Teil des Atemgasstromes 30, der in der Anfeuchtungskammer 11 befeuchtet wird. Der zweite Gasstrom 32 wird dann zunächst vom Patienten eingeatmet und strömt als angefeuchteter exspiratorischer (ausgeatmeter) Gasstrom 32 durch die Exspirationsleitung 17, mithin also durch die zweite Leitung 22. Dabei ist im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 die Hauptströmungsrichtung des zweiten Gasstromes 32 in der zweiten Leitung 22 entgegengesetzt zur Strömungsrichtung des ersten Gasstromes 31 in der ersten Leitung 21. Der erste Gasstrom 31 und der zweite Gasstrom 32 werden mithin in einer Gegenstromanordnung geführt.
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Die Erfindung ist nicht auf eine der vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar.
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Der Adapter 15 ist bevorzugt eine Atemmaske. Alternativ kann es sich bei dem Adapter 15 anstelle einer Atemmaske auch um einen Adapter 15' handeln, der für die tracheale Gasinsufflation geeignet ist.
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So kann in einer alternativen Ausführungsform die zweite Leitung 22 innerhalb der ersten Leitung 21 verlaufen.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Man erkennt, dass es bei einer Vorrichtung 10 zur Bereitstellung eines Atemgasstromes, der eine therapeutisch wirksame Substanz enthält, für die maschinelle Beatmung und/oder maschinelle Atemunterstützung eines Patienten, wobei die Vorrichtung 10 wenigstens eine erste Leitung 21 aufweist, durch die bei Betrieb der Vorrichtung ein erster Gasstrom 31 strömt, und wobei die Vorrichtung 10 wenigstens eine zweite Leitung 22 aufweist, wobei die erste Leitung 21 und die zweite Leitung 22 einen gemeinsamen Strömungsabschnitt 13 aufweisen, und wobei die erste Leitung 21 und die zweite Leitung 22 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 durch eine wasserdampfpermeable Membran 24 miteinander verbunden sind, von Vorteil ist, wenn durch die zweite Leitung 22 bei Betrieb der Vorrichtung ein zweiter Gasstrom 32 strömt, wobei die erste und die zweite Leitung 21, 22 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 koaxial zueinander angeordnet sind. Dabei ist es weiterhin vorgesehen, dass der erste Gasstrom 31 die zu verabreichende therapeutische Substanz enthält, wobei die Substanz bevorzugt ein Aerosol, besonders bevorzugt ein alveolengängiges Aerosol ist. Es ist es weiterhin vorgesehen, dass der erste Gasstrom 32 ein angefeuchteter Gasstrom ist. Dabei ist es günstig, wenn die erste Leitung 21 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 innerhalb der zweiten Leitung 22 angeordnet ist. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die erste Leitung 21 und/oder die zweite Leitung 22 schlauchförmig ausgebildet ist. Dabei sind bevorzugt beide Leitungen 21, 22 schlauchförmig.
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Günstig ist es in jedem Fall, wenn die erste Leitung 21 und/oder die zweite Leitung 22 eine Wand, bevorzugt eine Schlauchwand, aufweist, die im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 durch die wasserdampfpermeable Membran 24 gebildet wird. Bei einer solchen Vorrichtung ist es vorgesehen, dass der erste Gasstrom 31 bei Betrieb der Vorrichtung eine mittlere Strömungsgeschwindigkeit von weniger als 3 m/s, bevorzugt von 2,5 m/s oder weniger, besonders bevorzugt von 2,2 m/s oder weniger, ganz besonders bevorzugt von 2 m/s oder weniger aufweist. Ferner beträgt die Verweildauer des ersten Gasstromes 31 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 bei Betrieb der Vorrichtung wenigstens 1 Sekunde oder mehr, bevorzugt wenigstens 2 Sekunden oder mehr, besonders bevorzugt wenigstens 3 Sekunden oder mehr. Ferner beträgt die Verweildauer des ersten Gasstromes 31 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 bei Betrieb der Vorrichtung höchstens 120 Sekunden oder weniger, bevorzugt höchstens 90 Sekunden oder weniger, besonders bevorzugt höchstens 60 Sekunden oder weniger.
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Man erkennt in diesem Zusammenhang, dass es günstig ist, wenn der erste Gasstrom 31 ein laminarer Gasstrom ist. Dabei kann es zweckmäßgi sein, dass der zweite Gasstrom 32 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 eine Hauptströmungsrichtung aufweist, die der Richtung entspricht, in die auch der ersten Gasstrom 31 strömt. Es kann aber auch zweckmäßig sein, dass der zweite Gasstrom 32 im Bereich des gemeinsamen Strömungsabschnittes 13 eine Hauptströmungsrichtung aufweist, die entgegengesetzt zur der Richtung verläuft, in die der erste Gasstrom 31 verläuft.
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Man erkennt weiterhin, dass es bei einem Verfahren zur Bereitstellung eines Atemgasstromes, der eine therapeutisch wirksame Substanz enthält, für die maschineller Beatmung und/oder maschinelle Atemunterstützung eines Patienten, vorgsehen ist, dass das Verfahren die Schritte umfasst:
- a) Bereitstellen eines ersten Gasstromes 31,
- b) Zuführen der therapeutisch wirksamen Substanz zum ersten Gasstrom 31,
- c) Bereitstellen eines zweiten Gasstromes 32,
- d) Anfeuchten des zweiten Gasstromes 32,
- e) Anfeuchten des ersten Gasstromes 31, der die therapeutisch wirksame Substanz enthält, mithilfe des angefeuchteten zweiten Gasstromes 32, wobei das Anfeuchten des ersten Gasstromes 31 in Schritt e) dadurch geschieht, dass der angefeuchtete zweite Gasstrom 32 und der erste Gasstrom 31, der die therapeutisch wirksame Substanz enthält, gleichzeitig entlang einer wasserdampfpermeablen Membran 24 geleitete werden, die den ersten Gasstrom 31 und den zweiten Gasstrom 32 von einander trennt.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Verfahren als weiteren Schritt f) das Vermischen des angefeuchteten ersten Gasstromes 31 mit dem angefeuchteten zweiten Gasstrom 32 umfasst. In diesem Zusammenhang erkennt man den großen Vorteil der Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zur Durchführung eines solchen Verfahrens.
