DE102013107332A1

DE102013107332A1 - Heizvorrichtung für einen Beatmungsschlauch und Beatmungsschlauch

Info

Publication number: DE102013107332A1
Application number: DE102013107332.8A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Fritz Stephan GmbH Medizintechnik
Current assignee: Fritz Stephan GmbH Medizintechnik
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-01-15
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: DE102013107332A8; DE202014103098U1; DE102013107332B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Heizvorrichtung für einen Beatmungsschlauch und einen Beatmungsschlauch, wobei die Heizvorrichtung eine Heizdrahtschleife, eine Sensoreinrichtung und ein Kopplungselement aufweist, und wobei ein Biegeabschnitt der Heizdrahtschleife und ein Sensorteil der Sensoreinrichtung mit dem Kopplungselement verbunden sind.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Beatmungstechnik, insbesondere eine Heizvorrichtung zum Beheizen eines Beatmungsschlauches und einen Beatmungsschlauch mit einer solchen Heizvorrichtung.
Beatmungssysteme ermöglichen das maschinelle Beatmen von Lebewesen, z.B. von Patienten nach einer Operation. Das einem Patienten bei maschineller Beatmung zugeführte Atemgas muss angewärmt und befeuchtet sein. Zu diesem Zweck wird das das Beatmungsgerät verlassende trockene Atemgas einem Atemgasbefeuchter zugeführt und mittels desselben auf eine vorgegebene Feuchtigkeit (in der Regel nahezu bis auf 100 % relative Feuchtigkeit) befeuchtet. Das befeuchtete Atemgas wird dem zu beatmenden Patienten via einen Atemgasschlauch bzw. Beatmungsschlauch zugeführt. Damit es in dem sich an den Atemgasbefeuchter anschließenden Atemgasschlauch nicht zu einer Kondensation kommt, wird dieser Atemgasschlauch mittels einer Schlauchheizung beheizt.
Der Beatmungsschlauch weist eine Gaseintrittsöffnung und eine Gasaustrittsöffnung auf, und kann an seiner Gaseintrittsöffnung mittels eines Anschlussadapters an den Ausgang des Atembefeuchters oder eine sonstigen Atemgaszuführung angeschlossen sein. Der Beatmungsschlauch kann z.B. ein Spiralschlauch sein, der an seinem Gaseintrittsende und an seinem Gasaustrittsende Anschluss-Stücke aufweist, über die er an seinem Gaseintrittsende mit dem Anschlussadapter und an seinem Gasaustrittsende mit dem sogenannnten Y-Stück verbunden ist. Eine Schlauchheizung kann z.B. als außen an dem Beatmungsschlauch aufgebrachte Heizwendel oder als innenliegend im Beatmungsschlauch geführte Heizdrahtschleife ausgeführt sein; wobei eine solche innenliegende Heizdrahtschleife mittels eines Zugdrahtes in den Beatmungsschlauch eingezogen werden kann.
Eine Heizdrahtschleife besteht aus einem Heizdraht, der unter Ausbildung einer Drahtschleife in einem Biegeabschnitt gebogen ist, wobei die Heizdrahtschleife zwei beidseitig an den Biegeabschnitt anschließende Heizdrahtabschnitte aufweist, die die freien Enden des Heizdrahtes bzw. der Heizdrahtschleife bilden. Mit anderen Worten, eine Heizdrahtschleife besteht üblicherweise aus einem sich innerhalb des Beatmungsschlauches erstreckenden hinführenden Drahtabschnitt und einem weitestgehend parallel dazu verlaufenden rückführenden Drahtabschnitt; wobei der Übergang von dem hinführendem Drahtabschnitt zu dem rückführenden Drahtabschnitt nach entsprechender Länge durch einfaches Umbiegen bzw. Umknicken des Heizdrahtes um 180° erfolgt.
Eine solche Heizdrahtschleife kann z.B. lediglich eine einzige Heizzone aufweisen. Als ein anderes Beispiel ist in DE 10 2007 003 454 A1 eine Heizdrahtschleife mit zwei Heizzonen vorgeschlagen, bei der am Ende der ersten Heizzone eine Diode vorgesehen ist, wobei die Heizdrahtschleife in Abhängigkeit von der Polarität der anliegenden Heizspannung entweder mit nur einer der beiden Heizzonen oder mit beiden Heizzonen gleichzeitig betrieben werden kann.
Die freien Enden der Heizdrahtschleife münden in einen elektrischen Steckverbinder (auch als Heizdraht-Steckverbinder bezeichnet), mittels dessen sie an ein zur Heizungssteuerung und/oder Heizungsregelung konfiguriertes Steuergerät bzw. Heizungs-Steuergerät angeschlossen werden können. Das Steuergerät kann z.B. als Bestandteil des Atemgasbefeuchters oder des Beatmungsgeräts vorgesehen sein.
Eine innenliegende Schlauchheizung mit einer Heizdrahtschleife kann z.B. realisiert sein, indem der Beatmungsschlauch einen Anschlussadapter zum Anschließen des Schlauches an eine Atemgaszuführung (z.B. den Atemgasbefeuchter) aufweist, wobei der Anschlussadapter eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen der freien Drahtenden der Heizdrahtschleife oder eine Aufnahmeöffnung zum Aufnehmen des Heizdraht-Steckverbinders aufweist. Werden die Heizdrahtenden durch eine in dem Anschlussadapter ausgebildete Durchgangsöffnung nach außen geführt, so werden sie außerhalb des Adapters mit einem Steckverbinder versehen.
Ein mittels einer innenliegenden Heizdrahtschleife beheizter Beatmungsschlauch kann somit insbesondere einen Beatmungsschlauch, eine Heizdrahtschleife und einen Anschlussadapter aufweisen. Damit die Temperatur des an der Gasaustrittsseite des Beatmungsschlauches ankommende Atemgases innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs liegt und z.B. einen vorgegebenen Wert der Atemgastemperatur nicht überschreitet, wird die Atemgastemperatur mittels eines Regelkreises auf einen vorzugebenden Sollwert geregelt.
Bei herkömmlichen Temperaturregelungen befindet sich der für die Regelung erforderliche Temperatursensor am gasaustrittsseitigen Ende des Beatmungsschlauches, wobei er entweder von außen in eine zu diesem Zweck in dem Schlauch vorgesehene Bohrung bzw. Ausnehmung eingesteckt ist oder direkt in den Beatmungsschlauch integriert ist. Das Signal des Temperatursensors wird über zwei elektrische Signalleitungen zu einem elektrischen Steckverbinder (auch als Sensor-Steckverbinder bezeichnet) geführt, mittels dessen der Temperatursensor mit dem Heizungs-Steuergerät verbunden werden kann.
Da bei medizinische Anwendungen die Sensoren, die für die Regelung verwendet werden, nicht auch gleichzeitig der Überwachung der geregelten Größe dienen dürfen, wird (wenn nicht auf andere Art und Weise für eine Überwachung gesorgt wird) ein zweiter Temperatursensor mit entsprechenden Signalleitungen für die Überwachung der patientennahen Atemgastemperatur benötigt.
Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, eine unkompliziert aufgebaute Heizvorrichtung zum Beheizen eines Beatmungsschlauches bereitzustellen, die auf einfache Art und Weise in einen Beatmungsschlauch implementierbar ist und mittels derer mit wenig Aufwand eine zuverlässige Erfassung (und somit z.B. auch Regelung und/oder Überwachung) von Eigenschaften des durch den Beatmungsschlauch strömenden Atemgases ermöglicht ist. Zudem wird mittels der Erfindung ein Beatmungsschlauch mit einer solchen Heizvorrichtung bereitgestellt.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Heizsystem bzw. eine Heizvorrichtung zum Beheizen eines Beatmungsschlauches bereitgestellt. Die Heizvorrichtung weist einen Heizdraht auf, der in einem Biegeabschnitt unter Ausbildung einer Heizdrahtschleife gebogen ist, wobei die Heizdrahtschleife zwei beidseitig an den Biegeabschnitt anschließende Heizdrahtabschnitte aufweist, die die freien Enden des Heizdrahtes bzw. der Heizdrahtschleife bilden. Der Heizdraht kann z.B. an einer Biegestelle um 180° gebogen sein, sodass die beiden von der Biegestelle abgehenden Heizdrahtabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Die Heizdrahtschleife kann eine einzige oder mehrere Heizstrecken aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass die Heizvorrichtung eine einzige oder mehrere Heizdrahtschleifen aufweist.
Die Heizvorrichtung weist ferner eine Sensoreinrichtung zum Erfassen einer oder mehrerer Messgrößen, die eine Eigenschaft (z.B. die Temperatur und/oder die Feuchtigkeit) des in einem mittels der Heizvorrichtung beheizten Beatmungsschlauch strömenden Atemgases kennzeichnen, auf. Die Sensoreinrichtung weist ein Sensorteil bzw. einen Sensorabschnitt zum Erfassen der jeweiligen Messgrößen und Erzeugen entsprechender Messsignale sowie Signalleitungen zum Übertragen und Abgreifen der Messsignale auf. Der Sensorteil der Sensoreinrichtung weist z.B. einen oder mehrere Sensoren bzw. Messaufnehmer zum Erfassen der jeweiligen Messgrößen auf, z.B. einen oder mehrere Temperatursensoren und/oder einen oder mehrere Feuchtigkeitssensoren, und fungiert somit als Messaufnehmerabschnitt der Sensoreinrichtung.
Die Heizvorrichtung weist zudem ein Kopplungselement (auch als Endstück bezeichnet) auf, wobei die Heizdrahtschleife an ihrem Biegeabschnitt mit dem Kopplungselement verbunden ist und die Sensoreinrichtung an ihrem Sensorteil mit dem Kopplungselement verbunden ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass der Biegeabschnitt der Heizdrahtschleife und/oder der Sensorteil der Sensoreinrichtung an dem Kopplungselement fixiert sind. Die Heizdrahtschleife und die Sensoreinrichtung sind somit über das Kopplungselement miteinander verbunden bzw. gekoppelt. Die Heizdrahtschleife und die Sensoreinrichtung sind z.B. derart an das Kopplungselement angebunden, dass die beiden Heizdrahtabschnitte der Heizdrahtschleife und die Signalleitungen der Sensoreinrichtung entlang einer gemeinsamen Richtung von dem Kopplungselement weg verlaufen, wobei die Signalleitungen im Wesentlichen parallel zu den beiden Heizdrahtenden verlaufen. Die Heizdrahtabschnitte und die Signalleitungen können z.B. eine gemeinsame Ummantelung aus einem elektrisch isolierenden Material aufweisen.
Es kann z.B. vorgesehen sein, eine mechanische Kopplung der Heizdrahtschleife mit der Sensoreinrichtung über das Kopplungselement zu realisieren. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Heizdrahtschleife mechanisch mit dem Kopplungselement zu verbinden. Allgemein kann die Heizdrahtschleife (bzw. deren Biegeabschnitt) mittels einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Kopplungselement verbunden bzw. an dem Kopplungselement befestigt sein; wobei z.B. eine stoffschlüssige Verbindung mittels Verklebens vorgesehen sein kann.
Analog kann vorgesehen sein, die Sensoreinrichtung mechanisch mit dem Kopplungselement zu verbinden. Allgemein kann die Sensoreinrichtung (bzw. deren Sensorteil) mittels einer stoffschlüssigen und/oder formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit dem Kopplungselement verbunden bzw. an dem Kopplungselement befestigt sein; wobei z.B. eine stoffschlüssige Verbindung mittels Verklebens vorgesehen sein kann.
Die derart gebildete Heizvorrichtung ermöglicht ein gleichzeitiges Einbringen der Heizdrahtschleife und der Sensoreinrichtung in einen Beatmungsschlauch, wobei z.B. die Heizdrahtschleife und ein (Temperatur-)Sensor in einem einzigen Arbeitsschritt und daher mit geringem Arbeitsaufwand mittels eines Zugdrahtes in den Beatmungsschlauch eingezogen werden können. Zu diesem Zweck kann das Kopplungselement z.B. ein Befestigungselement (z.B. eine Öse oder einen Haken) zum lösbaren Befestigen eines Zugdrahtes daran aufweisen. Insbesondere müssen die Heizdrahtschleife und das Sensorelement nicht in zwei separaten Arbeitsschritten in den Schlauch eingebracht werden und der Schlauch muss nicht in besonderer Weise zum Aufnehmen eines Sensorelements (z.B. eines Temperatursensors) vorkonfektioniert sein.
Die beiden freien Enden der Heizdrahtschleife können z.B. in einen Heizdraht-Steckverbinder münden, mittels dessen die Heizdrahtschleife an ein zur Heizungssteuerung und/oder Heizungsregelung konfiguriertes Steuergerät (auch als Heizungs-Steuergerät bezeichnet) angeschlossen werden kann. Die Signalleitungen der Sensoreinrichtung können z.B. in einen Sensor-Steckverbinder münden, mittels dessen die von der Sensoreinrichtung erfassten Messwerte übertragen, abgegriffen und einer Auswertung zugeführt werden können.
Wie oben beschrieben, kann z.B. mittels eines Temperatursensors die Temperatur des durch den Beatmungsschlauch strömenden Atemgases erfasst werden und zur Ausbildung eines Temperaturregelkreises an das Heizungs-Steuergerät übertragen werden. Mit der Verbesserung der Sensoren für die direkte Feuchtigkeitsmessung ist es auch möglich, den Temperaturregelkreis durch einen Feuchtigkeitsregelkreis zu ersetzen.
Gemäß einer Ausführung weist die Sensoreinrichtung bzw. deren Sensorteil einen ersten Sensor auf, wobei der erste Sensor ein Temperatursensor oder ein Feuchtigkeitssensor ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, bei Ausführung des ersten Sensors als Temperatursensor die von dem ersten Sensor erfassten Messwerte zur Ausbildung eines Temperaturregelkreises bzw. temperaturgeführten Regelkreises an das Heizungs-Steuergerät zu übertragen. Bei Ausführung des ersten Sensors als Feuchtigkeitssensor kann vorgesehen sein, die von dem ersten Sensor erfassten Messwerte zur Ausbildung eines Feuchtigkeitsregelkreises bzw. feuchtigkeitsgeführten Regelkreises an das Heizungs-Steuergerät zu übertragen.
Gemäß einer weiteren Ausführung weist die Sensoreinrichtung bzw. deren Sensorteil einen zweiten Sensor auf, wobei der zweite Sensor ein Temperatursensor oder ein Feuchtigkeitssensor ist.
Der zweite Sensor erfasst bevorzugt dieselbe Messgröße wie der erste Sensor (d.h. bevorzugt sind entweder beide Sensoren als Temperatursensor oder beide Sensoren als Feuchtigkeitssensor ausgebildet). In diesem Fall kann z.B. der erste Sensor zur Regelung der erfassten Messgröße und der zweite Sensor zur Überwachung der erfassten Messgröße verwendet werden, sodass der erste Sensor auch als Regelungssensor und der zweite Sensor auch als Überwachungssensor bezeichnet werden kann. Demgemäß kann die zur Regelung verwendete Messgröße an demselben Ort und unter denselben Bedingungen erfasst werden wie die zur Überwachung verwendete Messgröße.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass einer der beiden Sensoren ein Temperatursensor und der andere Sensor ein Feuchtigkeitssensor ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, den ersten Sensor als Feuchtigkeitssensor auszubilden (und die von demselben erfassten Feuchtigkeitsmesswerte z.B. zum Ausbilden eines feuchtigkeitsgeführten Regelkreises zum Regeln der Heizleistung zu verwenden) und den zweiten Sensor als Temperatursensor auszubilden (und die von demselben erfassten Temperaturmesswerte z.B. zum Überwachen der patientennahen Atemgastemperatur zu verwenden).
Der erste und der zweite Sensor sind mittels entsprechender Ausgestaltung der Sensoreinrichtung derart an dem Kopplungselement angeordnet, dass sie bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Heizvorrichtung in den Atemgasstrom hineinragen, sodass mittels eines als Temperatursensor ausgebildeten Sensors der Sensoreinrichtung die Temperatur des durch den Beatmungsschlauch strömenden Atemgases und mittels eines als Feuchtigkeitssensor ausgebildeten Sensors der Sensoreinrichtung die Feuchtigkeit des durch den Beatmungsschlauch strömenden Atemgases erfasst werden kann.
Die Heizvorrichtung ist zum Beheizen eines Beatmungsschlauches vorgesehen, wobei der Beatmungsschlauch wie vorstehend erläutert ausgebildet sein kann und insbesondere eine (geräteseitige) Gaseintrittsöffnung und eine (patientenseitige) Gasaustrittsöffnung aufweist sowie an seinem Gaseintrittsende und an seinem Gasaustrittsende Anschluss-Stücke aufweisen kann, über die er an seinem Gaseintrittsende mit einem Anschlussadapter (zum Anschließen an eine Atemgaszuführung) und an seinem Gasaustrittsende mit dem sogenannnten Y-Stück verbunden sein kann. Das Endstück bzw. Kopplungselement ist derart gestaltet, dass es mit ausreichend Spiel an der Innenwandung des Beatmungsschlauches oder dessen gasaustrittsseitigem Anschluss-Stück für den Übergang zu dem Y-Stück anliegt und sich damit innerhalb des Beatmungsschlauches selbst zentriert. Es darf jedoch keinen bemerkenswerten Strömungswiderstand aufweisen, damit der Atemgasstrom zum Patienten nicht beeinträchtigt wird. Deshalb sind die den freien Strömungsquerschnitt verringernden Abmessungen bzw. Dimensionen des Kopplungselements möglichst klein zu halten.
Gemäß einer Ausführung weist das Kopplungselement einen zylinderförmigen Abschnitt mit einer axial verlaufenden Durchgangsöffnung bzw. Längsbohrung auf. Die axiale Durchgangsöffnung kann z.B. bezüglich der Zylinderachse des zylinderförmigen Abschnitts zentriert angeordnet sein; wobei der zylinderförmige Abschnitt z.B. ringförmig oder rohrförmig ausgebildet sein kann. Die axial verlaufende Durchgangsöffnung kann z.B. als Gasdurchlassöffnung zum Hindurchlassen des durch den Beatmungsschlauch hindurch verlaufenden Gasstromes fungieren.
Gemäß einer Ausführung sind die Signalleitungen der Sensoreinrichtung zumindest teilweise innerhalb der axial verlaufenden Durchgangsöffnung verlaufend angeordnet. Es kann z.B. vorgesehen sein, die Signalleitungen derart anzuordnen, dass sie vollständig durch die Durchgangsöffnung hindurch verlaufen. Indem die Signalleitungen teilweise oder vollständig durch die Durchgangsöffnung verlaufen, erhält man eine gute Fixationsmöglichkeit zum Befestigen der Signalleitungen der Sensoren der Sensoreinrichtung.
Der zylinderförmige Abschnitt kann eine oder mehrere schlitzartige Durchbrechungen der Zylinderwandung (auch kurz als Schlitze bezeichnet) aufweisen, via die die axial verlaufende Durchgangsöffnung von der Seite her (d.h. von der Zylindermantel-Seite her) zugänglich ist; wobei die Signalleitungen eines oder mehrerer Sensoren der Sensoreinrichtung zunächst bis zu einem solchen schlitzartigen Durchbruch innerhalb der axial verlaufenden Durchgangsöffnung verlaufend angeordnet und via den schlitzartigen Durchbruch nach außen geführt sein können, sodass der zugehörige Sensor an der Zyllindermantel-Seite des zylinderförmigen Abschnitts im Gasstrom angeordnet ist.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung mindestens zwei Sensoren aufweist, wobei die mindestens zwei Sensoren bezüglich der Zylinderachse des zylinderförmigen Abschnitts zueinander winkelversetzt angeordnet sind. Zum Beispiel kann der zylinderförmige Abschnitt zwei zueinander (bezüglich der Zylinderachse) winkelversetzte Schlitze aufweisen, wobei an jedem der Schlitze wie oben beschrieben ein Sensor der Sensoreinrichtung angeordnet ist.
Bei der bestimmungsgemäßen Verwendung der Heizvorrichtung ist der zylinderförmige Abschnitt des Kopplungselements mit seiner Zylinderachse entlang der Längsrichtung des Beatmungsschlauches verlaufend in demselben angeordnet. Indem die Sensoren bezüglich der Zylinderachse zueinander winkelversetzt angeordnet sind, kann verhindert werden, dass einer der beiden Sensoren im Strömungsschatten bzw. Windschatten des jeweils anderen Sensors angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Kopplungselement zusätzlich zu dem zylinderförmigen Abschnitt mindestens zwei von demselben radial abstehende Rippen auf. Die Abmessung der Rippen kann derart auf einen mit der Heizvorrichtung auszurüstenden Beatmungsschlauch abgestimmt sein, dass der Radius der von den Rippen gebildeten Außenkontur (d.h. der Radialabstand zwischen der Zylinderachse und dem äußeren Ende der Rippen) etwas kleiner ist als der Innenradius des Beatmungsschlauches. Somit ermöglichen die Rippen eine Zentrierung des Kopplungselements innerhalb des Beatmungsschlauches.
Es kann vorgesehen sein, dass der Biegeabschnitt der Heizdrahtschleife um eine der Rippen geführt ist. Dadurch kann die Heizdrahtschleife auf einfache Weise mittels Einhängens an der Rippe mit dem Kopplungselement verbunden sein, wobei z.B. zum Sicherstellen einer beidseitig wirksamen Fixierung die Heizdrahtschleife zusätzlich mittels einer Klemmeinrichtung oder sonstigen Halteeinrichtung an der Rippe fixiert sein kann. Das End- bzw. Kopplungsstück kann auch Bohrungen und/oder Schlitze oder andere Befestigungselemente aufweisen, in bzw. an denen das Ende der Heizdrahtschleife verankert werden kann. Am vorteilhaftesten sind jedoch Lösungen, die eine einfache Fertigung des Kopplungselementes gestatten, z.B. durch Stranggussverfahren oder Spritzgussverfahren.
Wie oben erläutert, münden die freien Enden der Heizdrahtschleife in einen Heizdraht-Steckverbinder und die Signalleitungen der Sensoreinrichtung in einen Sensor-Steckverbinder. Die freien Drahtenden der Signalleitungen und die freien Drahtenden der Heizdrahtschleife können auf verschiedene Weise mit einem Steckverbinder elektrisch verbunden sein. Gemäß einer Ausführungsform sind der Heizdraht-Steckverbinder und der Sensor-Steckverbinder integral miteinander als ein einziger Steckverbinder ausgebildet, d.h. die freien Drahtenden der Heizdrahtschleife und die Signalleitungen der Sensoreinrichtung münden in einen einzigen gemeinsamen Steckverbinder. Demgegenüber erfordern herkömmliche Beatmungsschlauch-Heizsysteme mindestens zwei Steckverbinder zum Anschließen der Heizdrahtschleife einerseits und der Sensorik andererseits, was auch vom Pflegepersonal eine entsprechend hohe Aufmerksamkeit erfordert. Indem lediglich ein einziger Steckverbinder zum Anbinden sowohl der Heizdrahtschleife als auch der Sensoreinrichtung an z.B. das Heizungs-Steuergerät verwendet wird, kann der für das medizinische Personal beim Anschließen der Heizvorrichtung anfallende Aufwand klein gehalten werden.
Es ist aber auch möglich, einen ersten Steckverbinder für die Drahtenden der Heizdrahtschleife und einen zweiten Steckverbinder für die Signalleitungen zu verwenden. Möglich, aber nicht sinnvoll ist auch eine Mischbelegung der beiden Steckverbinder mit Drahtenden der Heizdrahtschleife und der Signalleitungen.
Die Heizvorrichtung bzw. das Heizsystem kann ferner einen Anschlussadapter zum Anschließen eines Beatmungsschlauches an eine Atemgaszuführung (z.B. einen Atemgasbefeuchter) aufweisen; wobei der Anschlussadapter derart ausgebildet ist, dass er eine elektrische Kontaktierung der Heizdrahtenden und der Signalleitungen von außen ermöglicht. Zu diesem Zweck kann der Anschlussadapter z.B. eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen der Signalleitungen und der freien Enden der Heizdrahtschleife durch die Durchführungsöffnung hindurch nach außen aufweisen. Alternativ kann der Adapter eine oder mehrere Aufnahmeöffnungen zum Aufnehmen des Steckverbinders bzw. der Steckverbinder (in den bzw. die die freien Enden der Heizdrahtschleife und/oder der Signalleitungen münden) aufweisen.
Ein Sensor der Sensoreinrichtung erfordert in der Regel zwei Signalleitungen zum Übertragen der von dem Sensor erzeugten elektrischen Signale, wobei eine dieser Signalleitungen eine sogenannte Masseleitung zum Bereitstellen eines Referenzpotentials ist. Es kann jedoch vorgesehen sein, für alle Sensoren der Sensoreinrichtung eine gemeinsame Masseleitung zu verwenden, wobei die Signalleitungen der Sensoreinrichtung lediglich eine einzige Masseleitung aufweisen und erst im Sensorteil der Sensoreinrichtung jeder der Sensoren an diese Masseleitung angeschlossen ist. Dadurch kann die Anzahl der von dem Sensorabschnitt der Sensoreinrichtung abgehenden Signalleitungen klein gehalten werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung zwei Sensoren aufweist, wobei die beiden Sensoren eine gemeinsame Masseleitung verwenden und die Anzahl der Signalleitungen somit drei beträgt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Beatmungsschlauch mit einer Heizvorrichtung nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen bereitgestellt, wobei der Beatmungsschlauch eine Gaseintrittsöffnung und eine Gasaustrittsöffnung aufweist, und wobei die Heizvorrichtung derart in dem Beatmungsschlauch angeordnet ist, dass die Heizdrahtabschnitte der Heizdrahtschleife und die Signalleitungen der Sensoreinrichtung sich in Richtung von der Gasaustrittsöffnung zu der Gaseintrittsöffnung von dem Kopplungselement weg erstrecken. Die Heizvorrichtung ist z.B. derart in dem Beatmungsschlauch angeordnet, dass das Kopplungselement und somit auch der Sensorteil der Sensoreinrichtung an dem gasaustrittsseitigen Längsende des Beatmungsschlauches in demselben angeordnet ist und die Signalleitungen und die beiden Heizdrahtabschnitte der Heizdrahtschleife sich von dem Kopplungselement bis zu dem gaseintrittsseitigen Längsende des Beatmungsschlauches erstrecken und hier aus dem Inneren des Beatmungsschlauches nach außen geführt werden. Die Länge der Heizdrahtschleife und der Signalleitungen richten sich nach der Länge des Beatmungsschlauches.
Somit ist das zum Patienten gerichtete Ende der Heizdrahtschleife mit dem Endstück bzw. Kopplungselement verbunden und die Sensoren bzw. Messaufnehmer der Sensoreinrichtung ragen an dieser Position in den durch den Beatmungsschlauch verlaufenden Atemgasstrom, wobei die Signalleitungen im Wesentlichen parallel zu den beiden Heizdrahtabschnitten der Heizdrahtschleife verlaufen. Der Beatmungsschlauch kann z.B. an seinem Gaseintrittsende mittels des Anschlussadapters an eine Atemgaszuführung angeschlossen sein, wobei an dem Anschlussadapter zudem die Heizdrahtenden und die Signalleitungen von außerhalb des Beatmungsschlauches her elektrisch kontaktiert werden können.
Der Beatmungsschlauch kann somit auf einfache Weise hergestellt werden, ohne die Notwendigkeit von zusätzlichen Öffnungen für den Temperatur- oder Feuchtigkeitssensor, wobei Inspirationsschlauch und Exspirationsschlauch identisch sein können. Vorteilhafterweise bilden die Heizung und die Sensoreinrichtung eine Einheit mit z.B. lediglich einem einzigen Steckverbinder. Zudem ermöglicht das erfindungsgemäße Heizsystem das Erfassen der tatsächlichen Gastemperatur bzw. Gasfeuchtigkeit, wobei Umgebungseinflüsse (z.B. Umgebungstemperatur) weitestgehend ausgeschaltet sind.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Figuren veranschaulicht, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind; hierbei zeigen schematisch:
1 ein Kopplungselement mit einer damit gekoppelten Sensoreinrichtung mit einem einzigen Sensor;
2 das Kopplungselement gemäß 1 mit einer daran gekoppelten Heizdrahtschleife in einem Beatmungsschlauch; und
3 ein Kopplungselement mit einer damit gekoppelten Sensoreinrichtung mit zwei Sensoren.
Gemäß 1 weist eine Heizvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform einen Heizdraht 3 (in 1 gestrichelt dargestellt), eine Sensoreinrichtung 5 und ein Kopplungselement 7 auf. Der Heizdraht 3 ist in einem Biegeabschnitt 9 um 180° zu einer Heizdrahtschleife 3 gebogen; wobei die Heizdrahtschleife 3 zwei beidseitig von dem Biegeabschnitt 9 weg verlaufende Heizdrahtabschnitte 11 aufweist, die die freien Heizdrahtenden der Heizdrahtschleife 3 bilden. Die Sensoreinrichtung 5 weist einen als Messaufnehmerabschnitt fungierenden Sensorteil 13 und Signalleitungen 15 auf. Der Sensorteil 13 gemäß 1 ist als Beispiel als ein einziger zylinderförmiger Temperatursensor 13 ausgebildet, wobei die Sensoreinrichtung 5 demgemäß zwei Signalleitungen 15 aufweist.
Das Kopplungselement 7 weist einen zylinderförmigen Zentralabschnitt 17 mit einer axial entlang der Zylinderachse verlaufenden Durchgangsöffnung bzw. Längsbohrung 19 auf (sodass der Zentralabschnitt 17 röhrenförmig bzw. in Form eines Hohlzylinders ausgebildet ist). Das Kopplungselement 7 weist zudem drei von dem zylinderförmigen Zentralabschnitt 17 radial abgehende Abstandhalter bzw. Rippen 21 auf, die bezüglich der Zylinderachse jeweils um 120° zueinander winkelversetzt angeordnet sind.
Die Heizdrahtschleife 3 ist an dem Kopplungselement 7 befestigt, indem der Biegeabschnitt 9 der Heizdrahtschleife 3 um eine der Rippen 21 geführt und somit an der Rippe eingehängt ist, wobei die Heizdrahtschleife 3 mittels einer Klemme 23 (siehe 2) an der Rippe 21 fixiert ist.
Die Signalleitungen 15 der Sensoreinrichtung 5 sind durch die axiale Durchgangsöffnung 19 hindurchgeführt, wobei der Temperatursensor 13 an einem Längsende des zylinderförmigen Zentralabschnitts 17 angeordnet ist. Die Signalleitungen 15 der Sensoreinrichtung 5 sind innerhalb der axialen Durchgangsöffnung 19 miteinander und mit dem Kopplungselement 7 verklebt.
Die Heizdrahtschleife 3 und die Sensoreinrichtung 5 sind derart an dem Kopplungselement 7 angeordnet, dass die beiden Heizdrahtenden 11 und die Signalleitungen 15 entlang einer gemeinsamen Richtung im Wesentlichen parallel zueinander von dem Kopplungselement 7 weg verlaufen. Die beiden Heizdrahtabschnitte 11 und die Signalleitungen 15 münden in einen gemeinsamen Steckverbinder (nicht dargestellt).
2 veranschaulicht einen Beatmungsschlauch 25 mit der Beatmungsvorrichtung 1 gemäß 1. Der Beatmungsschlauch 25 weist eine an einem Längsende des Schlauches 25 angeordnete Atemgas-Austrittsöffnung 27 und eine an dem anderen Längsende des Schlauches 25 angeordnete Atemgas-Eintrittsöffnung (nicht dargestellt) auf, wobei während der bestimmungsgemäßen Verwendung das Atemgas von der Atemgas-Eintrittsöffnung durch den Schlauch 25 hindurch zu der Atemgas-Austrittsöffnung 25 strömt und hier mittels eines Y-Stücks (nicht dargestellt) einem zu beatmenden Patienten zugeführt wird.
Das Heizsystem 1 ist derart innerhalb des Beatmungsschlauches 25 angeordnet, dass sich das Kopplungselement 7 an der Atemgas-Austrittsöffnung 29 in dem Schlauch 25 befindet und die beiden Heizdrahtabschnitte 11 und die Signalleitungen 25 sich zu der Atemgas-Eintrittsöffnung des Schlauches 25 erstrecken. Der Sensorteil bzw. Temperatursensor 13 ist derart an dem Kopplungselement 7 angeordnet, dass er in den durch den Beatmungsschlauch 25 verlaufenden Gasstrom hineinragt. Die Rippen 21 sind derart dimensioniert, dass der Radialabstand von der Zylinderachse des Zentralabschnittes 9 zu dem Radialende der Rippen 7 geringfügig kleiner ist als der Innenradius des Beatmungsschlauches 25, sodass sich das Kopplungselement 7 leicht durch den Beatmungsschlauch 25 ziehen lässt.
3 veranschaulicht ein Heizsystem 1 gemäß einer weiteren Ausführung, wobei der besseren Übersichtlichkeit halber die Heizdrahtschleife 3 nicht dargestellt ist (diese kann z.B. genauso wie bei der Ausführung gemäß den 1 und 2 ausgebildet und angeordnet sein). Die Ausführung gemäß 3 unterscheidet sich von der Ausführung gemäß 1 lediglich dadurch, dass eine seitliche schlitzartige Durchbrechung 29 in der Wandung des zylinderförmigen Zentralabschnittes 17 des Kopplungselements 7 ausgebildet ist und die Sensoreinrichtung 5 bzw. deren Sensorteil 13 zwei kugelförmige Sensoren 13’ und 13’’ aufweist, wobei die Signalleitungen 15 zunächst in die axiale Durchgangsöffnung 19 eingeführt sind und dann via den schlitzartigen Durchbruch 29 seitlich nach außen geführt sind, sodass die Sensoren 13’, 13’’ seitlich von dem zylinderförmigen Zentralabschnitt 17 abstehen und in den Gasstrom hineinragen.
Jeder der Sensoren 13’, 13’’ weist zwei Anschlussleitungen auf, wobei eine der beiden Anschlussleitungen als Masseleitung fungiert. Gemäß 3 weisen die Signalleitungen 15 lediglich eine einzige Masseleitung auf, wobei die als Masseleitung fungierenden Anschlussleitungen der Sensoren 13’, 13’’ erst im Sensorteil 13 an die gemeinsame Masseleitung angeschlossen sind. Demgemäß weist die Sensoreinrichtung 5 gemäß 3 lediglich drei Signalleitungen 15 auf.
Anders als in 3 dargestellt, sind die beiden Sensoren 13’, 13’’ derart auseinandergebogen, dass sie bezüglich der Zylinderachse des Zentralabschnittes 17 zueinander winkelversetzt angeordnet sind, damit der stromabwärtige Sensor 13’ nicht im Strömungsschatten des stromaufwärtigen Sensors 13’’ liegt. Alternativ kann vorgesehen sein, den Zentralabschnitt 17 mit zwei bezüglich der Zylinderachse zueinander winkelversetzten schlitzartigen Durchbrechungen 29 auszubilden und jeweils einen der Sensoren 13’, 13’’ an einer der schlitzartigen Durchbrechungen anzuordnen. Es kann vorgesehen sein, dass beide der Sensoren 13’, 13’’ Temperatursensoren sind, beide der Sensoren 13’, 13’’ Feuchtigkeitssensoren sind, oder einer der beiden Sensoren 13’, 13’’ ein Temperatursensor und der jeweils andere der beiden Sensoren 13’, 13’’ ein Feuchtigkeitssensor ist. Gemäß 3 ist als Beispiel der erste Sensor 13’ ein Feuchtigkeitssensor und der zweite Sensor 13’’ ein Temperatursensor.
Bezugszeichenliste

1: Heizvorrichtung / Heizsystem
3: Heizdraht / Heizdrahtschleife
5: Sensoreinrichtung
7: Kopplungselement / Endstück
9: Biegeabschnitt des Heizdrahtes
11: Heizdrahtabschnitt / freies Heizdrahtende der Heizdrahtschleife
13: Sensorteil / Messaufnehmerabschnitt der Sensoreinrichtung
13’: erster Sensor
13’’: zweiter Sensor
15: Signalleitungen der Sensoreinrichtung
17: zylinderförmiger Abschnitt des Kopplungselements
19: axial verlaufende Durchgangsöffnung / Längsbohrung
21: Rippen / Abstandhalter
23: Halteeinrichtung / Klemme
25: Beatmungsschlauch
27: Atemgas-Austrittsöffnung des Beatmungsschlauches
29: schlitzartige Durchbrechung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007003454 A1 [0005]

Claims

Heizvorrichtung (1) zum Beheizen eines Beatmungsschlauches (25), aufweisend: – einen Heizdraht (3), der in einem Biegeabschnitt (9) unter Ausbildung einer Heizdrahtschleife (3) gebogen ist, wobei die Heizdrahtschleife zwei von dem Biegeabschnitt abgehende Heizdrahtabschnitte (11) aufweist, – eine Sensoreinrichtung (5) mit einem Sensorteil (13) zum Erzeugen von Messsignalen und Signalleitungen (15) zum Übertragen der Messsignale, dadurch gekennzeichnet, dass – die Heizvorrichtung (1) ein Kopplungselement (7) aufweist, wobei der Biegeabschnitt (9) der Heizdrahtschleife (3) und der Sensorteil (13) der Sensoreinrichtung (5) mit dem Kopplungselement (7) verbunden sind.
Heizvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Sensoreinrichtung (13) einen ersten Sensor (13’) aufweist, der ein Temperatursensor oder Feuchtigkeitssensor ist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Sensoreinrichtung einen zweiten Sensor (13’’) aufweist, der ein Temperatursensor oder Feuchtigkeitssensor ist.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Kopplungselement (7) einen zylinderförmigen Abschnitt (17) mit einer axial verlaufenden Durchgangsöffnung (19) aufweist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Signalleitungen (15) der Sensoreinrichtung (5) zumindest teilweise innerhalb der Durchgangsöffnung (19) verlaufend angeordnet sind.
Heizvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Sensoreinrichtung (5) mindestens zwei Sensoren (13’, 13’’) aufweist, und wobei die mindestens zwei Sensoren bezüglich der Zylinderachse des zylinderförmigen Abschnitts (17) zueinander winkelversetzt angeordnet sind.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Kopplungselement (7) mindestens zwei von dem zylinderförmigen Abschnitt (17) radial abstehende Rippen (21) aufweist.
Heizvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Biegeabschnitt (9) der Heizdrahtschleife (3) um eine der Rippen (21) geführt ist.
Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Signalleitungen (15) der Sensoreinrichtung (5) und die beiden Heizdrahtabschnitte (11) der Heizdrahtschleife (3) in einen gemeinsamen Steckverbinder münden.
Beatmungsschlauch (25) mit einer Heizvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Beatmungsschlauch eine Gaseintrittsöffnung und eine Gasaustrittsöffnung (27) aufweist, und wobei die Heizvorrichtung derart in dem Beatmungsschlauch angeordnet ist, dass die Heizdrahtabschnitte (11) der Heizdrahtschleife (3) und die Signalleitungen (15) der Sensoreinrichtung (5) sich in Richtung von der Gasaustrittsöffnung (27) zu der Gaseintrittsöffnung von dem Kopplungselement (7) weg erstrecken.