DE102017114834A1 - Aerosolisierte Medikation von beatmeten Patienten bei minimiertem Totvolumen - Google Patents

Abstract

Kopplungsteil mit integriertem Aerosolerzeuger zur Verwendung in einem Beatmungskreislauf, umfassend einen Hohlraum (V) umschließendes Gehäuse (10), mit einer ersten Öffnung an einem ersten Ende, welches zum mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss an einem Beatmungsgerät vorbereitet ist, einer zweiten Öffnung an einem zweiten Ende, welches zum mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss an eine Patientenleitung oder ein Indoor Trachealtubus geeignet ist, wobei in einer Seite des Gehäuses ein Aerosolerzeuger (20) integriert ist, der zur Abgabe einer aerosolisierten Flüssigkeit, insbesondere eines Medikamentes, geeignet ist.

Description

• Vorliegende Erfindung betrifft ein Kopplungsteil zur Verwendung in einem Beatmungskreislauf mit integrierten Aerosolerzeuger umfassend einen Hohlraum umschließendes Gehäuse, mit einer ersten Öffnung an einem ersten Ende, welches zum mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss an einem Beatmungsgerät vorbereitet ist, einer zweiten Öffnung an einem zweiten Ende, welches zum mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss an eine Patientenleitung oder ein Endotrachealtubus geeignet ist.
• Die Atmung beim Menschen und bei allen Säugetieren ist ein zyklischer Prozess, bei dem beim Einatmen oder der Inspiration Luft über die Atemöffnungen, die Luftröhre, die Lunge und dort über Bronchen, Bronchiolen bis in die Alveolen eingesaugt wird und nach erfolgtem Gasaustausch in einem Ausatemvorgang, der Exspiration, über den gleichen Weg in umgekehrter Richtung wieder ausgestoßen wird.
• Dadurch, dass bei der Atmung die Atemwege einmal in einer und einmal in anderer Richtung zum Durchgang des Atemgases verwendet werden, ergibt sich, dass die in den Atemwegen verbleibende Luft nicht erneuert wird und so beim Einatmen immer ein gewisser Teil „verbrauchter“ Luft mit eingeatmet wird. Verbraucht heißt in diesem Zusammenhang, dass die Luft einen im Vergleich der Umgebungsluft erhöhten CO₂- und reduzierten O₂-Partialdruck aufweist.
• Die Menge der so eingeatmeten Luft wird durch das sogenannte Totvolumen bestimmt. Das physiologische Totvolumen, welches natürlicherweise immer vorhanden ist, setzt sich zusammen aus dem Volumen des Mund- und Rachenraums, der Luftröhre und der Bronchen. Letztere sind ebenfalls im Totvolumen inbegriffen, da in den Bronchen kein Gasaustausch stattfindet.. Nur die Luft, die beim Einatmen tatsächlich bis in die Alveolen oder Lungenbläschen gelangt, nimmt am Gasaustausch teil, durch den sich der O₂-Partialdruck der eingeatmeten Luft reduziert und der CO₂-Partialdruck erhöht. Die Luft im physiologischen Totvolumen nimmt im Inspirationsteil des Atemzyklus hingegen nicht am Gasaustausch teil, ist allerdings auf etwa Körpertemperatur erwärmt und angefeuchtet. Nach dem Ausatemvorgang ist es genau umgekehrt: Die im Totvolumen verbleibende Luft hat einen im Vergleich zur Umgebungsluft reduzierten O₂-Anteil und erhöhten CO₂-Anteil.
• Besonders bei der Ruheatmung macht das Totvolumen einen wesentlichen Anteil des gesamten Atemvolumens aus. Eine erwachsene Person setzt in Ruhe etwa einen halben Liter Luft pro Atemzug um und hat ein physiologisches Totvolumen von etwa 150 ml, sodass pro Atemzug etwa ein Drittel verbrauchte Luft mit (wieder)eingeatmet wird. Dieser Anteil reduziert sich unter Belastung, wenn ein größerer Anteil der maximal verfügbaren Lungenkapazität ausgenutzt wird.
• Bei künstlich beatmeten Personen wird durch den vorgeschalteten Beatmungsschlauch und eventuell daran angeschlossene weitere Geräte zu dem physiologischen Totvolumen ein zusätzliches Totvolumen hinzugefügt. Hierbei ist schon lange bekannt, dass darauf zu achten ist, dieses zusätzliche Totvolumen so gering wie möglich zu halten. Denn wenn das gesamte Totvolumen, also die Summe aus physiologischem und durch den Beatmungskreislauf hinzugefügtem, sich dem Atemvolumen pro Luftzug annähert, bedeutet dies, dass bei jedem Atemzug ein immer größerer Anteil an verbrauchter Luft mit reduziertem Sauerstoff und erhöhtem Kohlendioxidanteil in die Lunge gelangt. Entsprechend verschlechtert sich die Sauerstoffversorgung einer solcherart atmenden Person. Erreicht oder übersteigt das Totvolumen gar das Atemzugvolumen der Person, gelangt nahezu keine Frischluft in die Lunge, und beim Atmen wird in erster Näherung immer dieselbe, verbrauchte Luft hin und her geschoben Der Zutritt von O₂ bzw. der Abtransport von CO₂ geschieht nur noch durch Diffusion über den Querschnitt der Öffnung zur Umgebungsluft geschieht. Dieses ist in der Regel zur Sauerstoffversorgung völlig unzureichend. Entsprechend wird sich der Sauerstoffanteil bis auf einen Wert nahe Null verringern. Eine lebensgefährliche Hypoxie ist die unweigerliche Folge.
• Daraus ergibt sich, dass bei beatmeten Patienten, welche üblicherweise nur ein relativ kleines Atemzugvolumen entsprechend der Ruheatmung einer normalen Person oder gar weniger, aufweisen, darauf zu achten ist, dass das durch den Beatmungskreislauf hinzugefügte Totvolumen so gering wie möglich bleibt. Dies gilt schon für erwachsene Patienten. Umso mehr ist bei der künstlichen Beatmung von Kindern und insbesondere neugeborenen oder frühgeborenen Kindern hierauf zu achten, denn diese besitzen ein im Vergleich zu erwachsenen um ein Vielfaches verringertes Atemzugvolumen. Das physiologische Totvolumen ist zwar ebenfalls in ungefähr gleichem Maße verringert, jedoch ist die Verwendung von Beatmungskreislaufkomponenten, die für Erwachsene gedacht sind, bei Kindern oder gar neugeborenen nicht möglich, denn diese fügen üblicherweise ein Totvolumen hinzu, welches von der Größenordnung nur wenig unter dem physiologischen Totvolumen eines Erwachsenen liegt.
• Allgemein kann die Faustregel aufgestellt werden, dass durch die Beatmungskreislaufkomponenten hinzugefügte Totvolumen nur ein Bruchteil des physiologischen Totvolumens sein und dieses in jedem Fall nicht übersteigen sollte. Dementsprechend ergibt sich, dass bei Neugeborenen ein Totvolumen von höchstens etwa fünf ml hinzugefügt werden darf. Dieser Wert ist bei frühgeborenen Kindern mit entsprechend kleinerer Lungenkapazität sogar noch kleiner, wobei der genaue Wert von der konkreten Geburtswoche abhängt. Bei Frühgeborenen, die vor der 30. Schwangerschaftswoche zur Welt kommen, ist üblicherweise ein Totvolumen von höchstens einem Milliliter akzeptabel.
• Eine wichtige Maßnahme das Totvolumen zu minimieren, welche schon seit Beginn der künstlichen Beatmung Verwendung findet, ist es, den künstlichen Atemkreislauf in Inspirations- und Expirationszweig aufzuteilen. Hierfür ist ein üblicherweise Y-Förmiges Kopplungsteil mit drei Anschlüssen vorgesehen. An einem Anschluss wird eine zum Patienten führende Leitung oder auch direkt ein Endotrachealtubus angeschlossen. An der zweiten wird eine von der Beatmungsmaschine mit Frischluft beaufschlagte Leitung, die Inspirationsleitung, angeschlossen. Der dritte Anschluss ist der Expirationsleitung vorbehalten, durch welche die verbrauchte Luft vom Patienten an das Atmungsgerät zurückgeschickt und ggfs. vor dem Ausleiten in die Umgebungsluft gefiltert wird.
• Oft sollen bei beatmeten Patienten auch noch weitere medizinische therapeutische Maßnahmen durchgeführt werden, etwa die Verabreichung von Medikamenten oder das Absaugen von Sekreten aus Bronchien oder Lunge. Hierzu ist es nötig, an den Beatmungskreislauf weitere Geräte anzuschließen, etwa einen Vernebler zur Aerosolisierung einer Medikamentenflüssigkeit oder einen Katheter zum Einführen in Bronchien oder Luftröhre zum Absaugen sich dort ansammelnden Schleims oder anderer Flüssigkeiten.
• Der Anschluss von zusätzlichen medizinischen Geräten, ob patientenseitig oder auch anderen Stellen des Beatmungskreislaufs, erfolgt üblicherweise etwa hohlzylinderförmiger Anschlüsse mit Steck- oder Schraubverbindungen. Diese aus dem Stand der Technik bekannten Anschlussstutzen sind einfach verwendbar, jedoch erhöhen sie das Totvolumen im Beatmungskreislauf teilweise deutlich.
• Die oberen Atemwege übernehmen natürlicherweise bei der Atmung die Funktion, eingeatmete Luft zu erwärmen und zu befeuchten, sodass in die Lungen eingesaugte Luft etwa Körpertemperatur und 100% Luftfeuchte aufweist. Werden bei der künstlichen Beatmung die natürlichen Atemwege umgangen, etwa durch Einführen eines Tubus in die Luftröhre - entweder oral oder durch einen Luftröhrenschnitt - so muss diese natürliche Befeuchtungsfunktion der oberen Atemwege ersetzt werden. Hierfür sind sogenannte HME-Filter bekannt, welche Wärme und Feuchteaustausch mit einer Filterung von Mikroben verbinden. Diese Filter müssen, um ihre Funktion zu erfüllen, Patientenseitig von der Aufteilung in Inspirations- und Expirationskreislauf angebracht werden. Wie durch alle patientenseitig angebrachten Geräte erhöht sich auch durch diesen HME-Filter das Totvolumen.
• Vorliegende Erfindung hat sich vor diesem Hintergrund die Aufgabe gestellt, einen Beatmungskreislauf zu schaffen, bei dem es möglich ist Medikamente in aerosolisierter Form zu verabreichen, und welche sich auch zur Beatmung von Neugeborenen und/oder Frühgeborenen einsetzbar ist.
• Als Lösung präsentiert vorliegende Erfindung ein Kopplungsteil mit den Merkmalen des Anspruches 1, welches insbesondere gemäß Anspruch 10 verwendet wird. Die wesentliche Idee des erfindungsgemäßen Kopplungsteils ist es, den Aerosolerzeuger direkt in einer Seite des Gehäuses zu integrieren, statt ihn, wie im Stand der Technik üblich, über einen Anschlussstutzen, oder gar mittelbar über einen zum Anschlussstutzen führenden Schlauch anzuschließen.
• Durch diese Integration des Aerosolerzeugers in einer Seite des Kopplungsteiles selbst, ist das dem Beatmungskreislauf hinzugefügte Totvolumen vorteilhaft minimiert. Theoretisch kann es hierdurch ganz eliminiert werden, es verbleibt aber in der Praxis dabei, dass durch Integration des Aerosolerzeugers gegenüber einem Kopplungsteil, ohne einen integrierten Aerosolerzeuger, ein etwas erhöhtes Totvolumen unvermeidlich ist. Dieses konstruktionsbedingte zusätzliche Totvolumen ist aber auf dasjenige Volumen beschränkt, welches von den Lagerungselementen des Aerosolerzeugers benötigt wird.
• Besonders für eine solche Verwendung geeignet sind Aerosolerzeuger, die aus einer durch einen Piezokeramik in Schwingung versetzte Mesh-Membran bestehen. Solche Mesh-Membranen sind dünnen Membranen aus, üblicherweise, Metall, welche über eine Vielzahl an Öffnungen, die einen sich üblicherweise von einer Einlassseite zu einer Auslassseite verjüngenden Querschnitt aufweisen. Derartige Aerosolerzeuger sind zum einen in sich selbst äußerst kompakt, und benötigen auch nur ein Minimum an Lagerungs- und Dichtungselementen. Bei den üblicherweise verwendeten runden mesh Membranen, welche durch eine kreisringförmige, randseitig mittelbar oder unmittelbar mit der mesh Membran verbundene Piezokeramik in Schwingung versetzt werden, sind dies ein Dämpfungs- und Dichtungselement, welches auf der dem Piezo gegenüberliegenden Seite angebracht ist und dort die Abdichtung des Aerosolerzeugers und der mechanischen Dämpfung gegenüber dem Gehäuse sicherstellt. Ein solcher Aerosolerzeuger kann nun in die Seite des Kopplungsteiles integriert werden, indem dort eine Öffnung vorgesehen und eine komplementär zu den Halte- und Dichtelementen des Aerosolerzeugers geformte Struktur geschaffen wird, in die der Aerosolerzeuger eingesetzt wird.
• Die Form des Kopplungsteiles selbst ist im Rahmen vorliegender Erfindung von untergeordneter Bedeutung. Jedoch empfiehlt es sich, so wie im Stand der Technik üblich, für den Luftkanal im Inneren einen kreisförmigen Querschnitt vorzusehen, da hierdurch das Oberflächen-Volumenverhältnis minimiert wird, was positive Konsequenzen zum einen für die Verschmutzung und Reinigung des Kopplungsteiles zwischen den Betriebsphasen und zum anderen auch für die Aufrechterhaltung der Feuchtigkeit und Temperatur der des Kopplungsteiles durchströmenden Luft während des Betriebs hat.
• Das Kopplungsteil verfügt hier jedoch in jedem Fall über zwei Öffnungen, welche je einem Ende zugeordnet sind. Jedes Ende ist zum Anschluss an andere Komponenten des Behandlungskreislaufes vorbereitet. Das erste Ende des verbindungsgemäßen Kopplungsteiles ist hierbei zum Anschluss entweder direkt an die Beatmungsmaschine, oder an ein Verzweigungsteil, an dem sich der Atemkreislauf in Inspirations- und Expirationszweig aufteilt, vorbereitet. Das zweite Ende mit der darin vorhandenen zweiten Öffnung ist hingegen zum Anschluss an eine zum Patienten führende Leitung oder auch direkt über einen Luftröhrenschnitt oder oral in die Luftröhre des Patienten eingeführten Endotrachealtubus geeignet.
• Die beiden Enden, welche bei einem Luftkanal mit kreisförmigen Querschnitt in etwa hohlzylinderförmig ausgebildet sind, können einen Winkel zueinander bilden, der idealerweise zwischen 90° und 180° liegt. Einen Winkel von 180° bedeutet, dass das Kopplungsteil ein gerades durchgehendes Leitungsstück ist. Bei einem Winkel von 90° liegt ein Ellenbogenstück, oder in Verbindung mit der Öffnung an der Seite, an, in die der Aerosolerzeuger angeschlossen oder in die er eingesetzt ist, ein T-Stück.
• Die Tröpfchen des vom Aerosolerzeuger auslassseitig erzeugten Aerosols haben einen gewissen mittleren Impuls. Die Richtung dieses mittleren Impulses wird als Auslassrichtung bezeichnet. Diese ist bei einer Verwendung eines idealen Aerosolerzeugers in Form eines Verneblers mit Mesh-Membran und Piezokeramik die normale auf die Auslassseite der Mesh-Membran. Durch Asymmetrien im Piezo oder der Keramik können sich leichte Abweichungen von der Normalenrichtung ergeben. Diese sind jedoch in der Praxis vernachlässigbar.
  Diese bevorzugte Auslassrichtung bildet nun einen gewissen Winkel mit der an der Stelle, an welche der Aerosolerzeuger in die Seite des Kopplungsteiles integriert ist, vorhandenen Strömung während des Atem-, insbesondere Einatemvorgangs. Dieser Winkel sollte nicht größer als 90° sein und ist bevorzugt möglichst klein zu halten. Dies kann dadurch erreicht werden, dass die zweite Öffnung in dem zweiten Ende des Kopplungsteils diametral gegenüber dem in der Seite integrierten Aerosolerzeugers positioniert ist. Dadurch ist erreicht, dass die oben beschriebene Auslassrichtung direkt aus dem Kopplungsteil heraus und in ein daran angeschlossene Tubus- oder Patientenleitung hineinweist. Hierdurch ist eine möglichst vollständige Mitnahme des erzeugten Aerosols durch die Luftströmung beim Einatmen gewährleistet.
• Durch die vorteilhafte Vermeidung der im Stand der Technik üblichen Anschlussstutzen zum Anschließen medizinischer Geräte, wie beispielsweise Vernebler zum Verabreichen aerosolisierter Medikamente, ist ein deutlich kleineres Totvolumen des erfindungsgemäßen Anschlussstücks erreicht. Das noch verbleibende Totvolumen ist bei Verwendung eines Mesh-Verneblers im Wesentlichen durch die bzw. den Lagerung und die Abdichtung des Aerosolerzeugers dienende Manschette bzw. Dichtring auf der Auslassseite der mesh Membran gegeben, welche üblicherweise von etwa hohl-zylinderförmiger bzw. torusförmiger Ausgestaltung ist. Durch die erfindungsgemäße Integration des Aerosolerzeugers in das Kopplungsteil ist es vorteilhafterweise möglich, das zusätzliche Totvolumen auf 1 Milliliter oder weniger zu reduzieren. Dabei ist das erfindungsgemäße Kopplungsteil nicht teurer als im Üblichen dem Stand der Technik bekannte T-Stücke plus einem externen Vernebler.
• Vorteilhafte Weiterbildung vorliegender Erfindung, welche Einzeln oder in Kombination realisierbar sind, insofern sie sich nicht gegenseitig offensichtlich ausschließen, sollen im Folgenden näher beschrieben werden.
• Der erfindungsgemäß in die Seiten des Kopplungsteils integrierte Aerosolerzeuger ist bevorzugt ein sogenannter Mesh-Vernebler, welcher eine Mesh-Membran mit einer Vielzahl von Durchlassöffnungen von einer Eingangsseite zu einer Ausgangsseite sowie einer Piezokeramik umfasst, wobei letztere die mesh Membran zu Schwingungen im Ultraschallbereich anregt, wodurch auf der Eingangsseite anliegende Medikamentenflüssigkeit durch die Öffnungen gedrückt und auf der Ausgangsseite als feintröpfiges Aerosol abgegeben wird. Die durchschnittliche Tröpfchengröße ist hierbei abhängig von der Lochgröße. Diese wird üblicherweise so eingestellt, dass die Deponierung der Tröpfchen überwiegend am gewünschten Zielort stattfindet. Soll das Medikament in den Bronchien wirken, sind Tröpfchengrößen von über 10 µm bevorzugt, soll der Niederschlag vorwiegend in den Bronchiolen, den kleineren Verzeigungen der Bronchien, stattfinden, ist eine mittlere Tröpfchengrößen von 5-10 µm ideal und ist schließlich eine Medikation der Alveolen gewünscht, sind Tröpfchengrößen von unter 5 µm nötig. Die Verteilung der Tröpfchengrößen folgt hierbei üblicherweise einer Normalverteilung eine mit einer Standardabweichung von etwa einem bis einigen Mikrometer.
• Das konstruktionsbedingte Zusatzvolumen, welches dadurch entsteht, dass der Aerosolvernebler in die Seite des Kopplungsteils integriert ist, entspricht bevorzugt etwas weniger als 1/10 des gesamten Hohlraumvolumens des Kopplungsteils und ist insbesondere kleiner als 1 ml.
• Der Querschnitt des Innenraums des Kopplungsteils ist im Rahmen der Erfindung im Wesentlichen beliebig. Bevorzugt ist der Querschnitt jedoch rund, da hierdurch eine Reinigung erleichtert sowie die Kondensation an den Außenflächen des Hohlraums sowie wie die Wärmeableitung über die Außenflächen minimiert wird. Entsprechend dem runden Hohlraum sind auch die erste und die zweite Öffnung bevorzugt rund. Daraus ergibt sich, dass das erste und zweite Ende als in etwa hohlzylinderförmige, zum Anschluss an weitere Komponenten des Beatmungskreislaufs vorbereitete oder geeignete Stutzen ausgebildet sind.
• Besonders bevorzugt ist, dass der Aerosolerzeugerauslass bzw. die bevorzugte Auslassrichtung auf die zweite Öffnung hinweist, und insbesondere der Aerosolerzeuger diametral gegenüber dieser Öffnung angeordnet ist. Dadurch ist vorteilhafterweise erreicht, dass die Aerosoltröpfchen tangential in die beim Einatmen vorliegende Strömung eingeleitet werden, und somit sich möglichst wenig Aerosol an den Wänden des Kopplungsteils niederschlägt, wodurch es für die Therapie des Patienten verloren wäre.
• Um sicherzustellen, dass das erfindungsgemäße Kopplungsteil, welches eine derartige Ausgestaltung aufweist, korrekt so angeschlossen wird, dass die Patientenleitung an das zweite und die Beatmungsmaschine an das erste Ende angeschlossen werden, wird vorgeschlagen die beiden Enden unterschiedlich auszugestalten. Insbesondere ist bevorzugt das erste Ende als Hohlzylinder mit einem Außendurchmesser auszubilden, der der lichten Weite des ebenfalls als Hohlzylinder ausgebildeten zweiten Endes entspricht. Hierdurch ist das erfindungsgemäße Kopplungsteil in einem System von Komponenten verwendbar, welche als hohlzylindrische Anschlussstutzen mit zwei verschiedenen Außendurchmessern bzw. lichten Weiten ausgebildet sind. Um eine Positionierung des Aerosolerzeugers diametral gegenüber der zweiten Öffnung zu erleichtern, ist der Winkel zwischen erstem und zweitem Ende bevorzugt zwischen 90° und 180°, und besonders bevorzugt zwischen 90° und 120° gewählt. Besonders bevorzugt ist das Kopplungsteil als rechtwinkliges T-Stück ausgebildet, bei dem ein Arm das erste Ende, ein anderer das zweite Ende bilden und der dritte Arm, durch den in das Kopplungsteil integrierten Aerosolerzeuger gebildet ist.
• Weiterhin bevorzugt ist ein Medikamentenreservoir eingangsseitig des Aerosolerzeugers vorhanden, in dem zu aerosolisierendes Medikament eingefüllt werden kann.
• Des Weiteren kann der Aerosolerzeuger über eine Schnittstellte, insbesondere eine USB-Schnittstelle, zum Anschluss an eine Steuereinheit verfügen.
• Ebenso ist es möglich, dass das erfindungsgemäße Kopplungsteil über Anschlüsse in Form von Anschlussstutzen für weitere medizinische Geräte verfügt, wobei hier darauf zu achten ist, dass das hierdurch erzeugte Totvolumen minimal bleibt. Dies ist z. B. dadurch erreicht, dass, wenn kein medizinisches Gerät an diesen Anschlüssen angeschlossen ist, dieser durch ein Verschlussmittel verschlossen ist, welches in den Innenraum des Anschlussstutzens hineinreicht und diese vollständig ausfüllt.
• Erfindungsgemäß wird das Kopplungsteils insbesondere zur künstlichen Beatmung von Patienten mit besonders kleinem Lungenvolumen eingesetzt, insbesondere bei Neugeborenen oder frühgeborenen Kindern. Hierfür sind aus dem Stand der Technik bekannte Beatmungsmittel, welche auch eine Verabreichung eines aerosolisierten Medikamentes ermöglichen können, nicht geeignet.
• Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile vorliegender Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläuterte Ausführungsbeispiele. Diese sollen vorliegende Erfindung nur erläutern und in keiner Weise in ihrer Allgemeinheit einschränken.
• Es zeigen:
• 1: Perspektivischer Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kopplungsteils
• 2: Perspektivische Außenansicht des Kopplungsteils aus 1
• 3: schematischer Aufbau eines erfindungsgemäßen Kopplungsteils verwendenden Beatmungskreislaufes.
• 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kopplungsteils.
  Kopplungsteil 100 besteht hierbei aus einem T-stückförmigen Gehäuse 10, mit einem ersten hohlzylindrischen Ende 11, einem zweiten hohlzylindrischen Ende 12 und einem dritten Ende 13, wobei letzteres als teilweise doppelwandiger Hohlzylinder ausgebildet ist. Erstes und zweites Ende verfügen über je eine runde Öffnung 110, 120, durch welche Atemgas in den von Gehäuse 10 umschlossenen Innenraum V hinein und durch diesen hindurch strömen kann. An dem inneren Hohlzylinder des dritten Endes 13 angeschlossen und somit in einer Seite des Kopplungsteils integriert, findet sich Aerosolerzeuger 20 in Form eines Mesh-Verneblers umfassend eine Piezokeramik und damit mechanisch gekoppelte Membran. Auf der Eingangsseite des Aerosolerzeugers befindet sich ein Medikamentenreservoir 21. Das zum Innenraum V aufgrund der Integration des Aerosolerzeugers 20 konstruktionsbedingt hinzutretende Volumen V' beträgt nur etwa ein Zehntel des Gesamtvolumens V, was etwas weniger als einem Milliliter entspricht. Eine Schnittstelle 22 zum Anschluss an eine Steuereinheit zwecks elektrischer Ansteuerung der Piezokeramik ist ebenfalls vorhanden.
• Die 2 zeigt das Kopplungsteil aus 1 in perspektivischer Ansicht ungefähr aus der Richtung des ersten Endes 11. Erstes und zweites Ende sind im Wesentlichen als Hohlzylinder ausgebildet, wobei erstes Ende 11 einen Außendurchmesser aufweist, der in etwas dem Innendurchmesser des zweiten Endes 12 entspricht, und sich in jedem Fall in der Größe vom zweiten Ende 12 unterscheidet. Hierdurch ist ein inkorrektes Anschließen des erfindungsgemäßen Kopplungsteils wirksam verhindert. Erstes und zweites Ende bilden, gemäß der T-förmigen Ausführung einen Winkel von 90° zueinander. Dadurch, dass der Aerosolerzeuger 20 im dritten Schenkel 13 des T-Stücks integriert ist, ist erreicht, dass dessen Auslassrichtung, also dem mittleren Impulsvektor der erzeugten Aerosoltröpfchen, welcher bei der gezeigten Gestaltung idealerweise durch die Normale auf die Ausgangsseite der Mesh-Mebran gebildet ist, aus der zweiten Öffnung 120 hinausweist und darüber hinaus mit Axialrichtung des hohlzylindrisch ausgebildeten zweiten Endes 12 zusammenfällt. Hierdurch ist vorteilhafterweise bewirkt, dass das aus dem Aerosolerzeuger austretendes Aerosol tangential in die Luftströmung während des Einatemvorgangs eingeleitet wird und somit die Verluste von Aerosol in Form von Niederschlag an den Innenwänden des erfindungsgemäßen Kopplungsteils minimiert sind.
• 3 zeigt, den schematischen Aufbau eines des erfindungsgemäßen Kopplungsteils verwendenden Beatmungskreislaufs. Kopplungsteil 100 ist mit seinem ersten Ende an ein Y-Stück 200 angeschlossen, welches wiederum mit seinen beiden anderen Schenkeln über Inspirationszweig 210 bzw. Expirationszweig 220 mit Filter 250 mit dem entsprechenden Ein- bzw. Ausgängen von Beatmungsmaschine 300)verbunden ist. An das zweite Ende von Kopplungsteil 100 ist der Endotrachealtubus 400 aufgesetzt. Steuereinheit 500 ist über die Schnittstelle 22 an den in das Kopplungsteil 100 integrierten Aerosolerzeuger angeschlossen. Eine Steuerung der Aerosolabgabe kann hierbei entweder durch eine Druckmessung durch Sensor 230 im Inspirationskreislauf getriggert erfolgen, oder aber es wird ein zeitlich variables Ausgangssignal der Beatmungsmaschine 300 zur Synchronisierung der Aerosolisierung mit der Beatmung eingesetzt.
• Bezugszeichenliste

10

Gehäuse, T-Stück

11

erstes Ende

12

zweites Ende

13

drittes Ende/Schenkel

20

Aerosolerzeuger

21

Medikamentenreservoir

22

Schnittstelle

110

erste Öffnung

120

zweite Öffnung

100

Kopplungsteil

200

Y-Stück

210

Inspirationszweig

220

Expirationszweig

230

Sensor

250

Filter

300

Beatmungsgerät

400

Tubus

500

Steuerung

Claims (10)

1. Kopplungsteil mit integriertem Aerosolerzeuger zur Verwendung in einem Beatmungskreislauf, umfassend: - einen Hohlraum (V) umschließendes Gehäuse (10), mit - einer ersten Öffnung (110) an einem ersten Ende (11), welches zum mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss an einem Beatmungsgerät (300) vorbereitet ist, - einer zweiten Öffnung (120) an einem zweiten Ende (12), welches zum mittelbaren oder unmittelbaren Anschluss an eine Patientenleitung oder ein Endotrachealtubus (400) geeignet ist, dadurch gekennzeichnet, dass - in einer Seite des Gehäuses ein Aerosolerzeuger (20) integriert ist, der zur Abgabe einer aerosolisierten Flüssigkeit, insbesondere eines Medikamentes, geeignet ist.
2. Kopplungsteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aerosolerzeuger (20): - eine Piezokeramik umfasst, und/oder - eine Mesh-Membran umfasst, und/oder - ein Querschnitt aufweist, der in Form und Größe einem Querschnitt des Hohlraums (V) entspricht.
3. Kopplungsteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein durch Hinzufügen des Aerosolerzeugers konstruktionsbedingtes Zusatzvolumen (V') kleiner oder gleich etwa 1/10 des gesamten Volumens des Hohlraums (V), insbesondere kleiner oder gleich 1 ml, ist.
4. Kopplungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Querschnitt des Hohlraums (V) und/oder die erste oder die zweite Öffnung (110, 120) rund sind.
5. Kopplungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass erstes und/oder zweites Ende (11, 12): - im wesentlichen hohlzylinderförmig sind, und/oder - unterschiedlich sind, insbesondere unterschiedliche Durchmesser aufweisen, und/oder - ein Winkel zwischen 90 und 180 °, insbesondere zwischen 90 und 120 ° einnehmen, und/oder - zusammen mit einem von dem Aerosolerzeuger (20) gebildeten dritten Ende (13) ein T-Stück bilden.
6. Kopplungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Medikamentenreservoir (21) vorhanden ist.
7. Kopplungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aerosolerzeuger (20) über eine Schnittstelle (22), insbesondere eine USB-Schnittstelle zum Anschluss an eine Steuereinheit (500) verfügt.
8. Kopplungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aerosolerzeuger (20) in etwa diametral gegenüber der zweiten Öffnung (120) im zweiten Ende (12) positioniert ist.
9. Kopplungsteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Anschlüsse für weitere Geräte vorhanden sind.
10. Verwendung eines Kopplungsteils mit integriertem Aerosolerzeuger nach einem der Ansprüche 1 bis 9 in einem Beatmungskreislauf zur Beatmung eines Patienten, dadurch gekennzeichnet, dass der Patient ein neugeborenes oder frühgeborenes Kind ist.

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