DE10219286C1 - Vorrichtung zur Steuerung des Atemgasflusses - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur Steuerung des Atemgasflusses, enthaltend einen Atemgasblock (2), einen Deckel (4) und eine Ventilplatte (3) sowie eine Heizvorrichtung, soll derart verbessert werden, dass Kodensationseffekte bei kleinstmöglicher Energiezufuhr unterbunden werden. Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass zumindest der Atemgasblock (2), der Deckel (4) oder die Ventilplatte (3) eine Heizfolie (16) als Heizelement aufweisen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine Vorrichtung zur Steuerung des Atemgasflusses, mit einem Atemgasblock, einem Deckel und einer sandwichartig zwischen dem Atemgasblock und dem Deckel aufgenommenen Ventilplatte ist aus der DE 36 29 353 C1 bekannt geworden. Das Atemgas, mit dem ein Patient beatmet wird, durchströmt in verschiedenen Kanälen den Atemgasblock, wobei die Kanäle zur Ventil­ platte hin offen sind und mittels Schließelementen, die an der Ventilplatte ange­ ordnet sind, verschlossen oder freigegeben werden können. Die Schließelemente werden vom Deckel aus pneumatisch angesteuert, indem einzelne Steuer­ druckräume, die den Schließelementen zugeordnet sind, mit einem entsprechen­ den Steuerdruck beaufschlagt werden.

Das in einem Atemkreislauf zirkulierende Atemgas ist bei Rückführung des ausge­ atmeten Atemgases normalerweise bis zur Sättigungsgrenze mit Wasserdampf angereichert, wodurch es im Atemgasblock, aber auch an der dem Atemgasblock zugewandten Seite der Ventilplatte zur Kondensation von Wasserdampf kommen kann. Zur Unterbindung derartiger Kondensationseffekte ist bei der bekannten Vorrichtung das Material des Atemgasblockes als elektrisch leitende Heizvor­ richtung ausgebildet und wird durch einen hindurchfließenden Strom in allen Bereichen gleichmäßig erwärmt. Es hat sich gezeigt, dass die Kondensat­ bildung innerhalb des Atemgasblockes sehr unterschiedlich ist und man darauf mit einer gleichmäßigen Aufheizung des Atemgasblockes nur unzureichend reagieren kann. Um eine Kondensation auch im Bereich von problematischen Kondensaffallen zu unterbinden, müsste der Atemgasblock auf ca. 40°Celsius aufgeheizt werden. Derartige Oberflächentemperaturen sind aus funktionellen Gründen jedoch nicht akzeptabel. Außerdem ist auch eine nicht unbeträchtliche Heizleistung erforderlich, um den gesamten Atemgasblock auf dieser Temperatur zu halten, zumal durch benachbart liegende Komponenten, wie beispielsweise eine Beatmungspumpe, ein Teil der Wärme durch Wärmeleitung wieder abgeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art derart zu verbessern, dass Kondensationseffekte bei kleinstmöglicher Energie­ zufuhr unterbunden werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Der Vorteil der Erfindung besteht im Wesentlichen darin, dass durch die Aus­ bildung der Heizvorrichtung als eine oder mehrere Heizfolien, die an den Stellen innerhalb des vom Atemgasblock und Deckel umschlossenen Atemgasraumes befestigt werden, an denen die Heizleistung benötigt wird, eine Kondensation wirksam verhindert werden kann. Die Heizfolie kann dabei flächig an den Stellen angebracht werden, die für die Wasserdampfkondensation besonders anfällig sind, wodurch sich die zugeführte Heizleistung besser dosieren lässt. Hierbei können über die Heizfolien besonders vorteilhaft auch unterschiedliche Heizleistungen zugeführt werden, so dass Problemzonen stärker aufgeheizt werden als andere Bereiche, bei denen nur eine geringe Kondensatbildung auftritt, ohne dass es an der Außenseite von Atemgasblock und Deckel zu übermäßig hohen Oberflächentemperaturen kommt.

Die Heizfolien können auch derart angeordnet sein, dass sie atemgasführende Kanäle auskleiden können.

Heizfolien bestehen bevorzugt aus einem flexiblen Trägermaterial, in welches mäanderförmig Heizdrähte eingebettet sind. Es ist aber auch möglich, die Heizfolie als flächiges Widerstandselement auszuführen, um eine gleich­ mäßigere Verteilung der Wärme zu erreichen oder Heizelemente in Form einer Beschichtung, entsprechend einer Leiterplatte, auf das Trägermaterial aufzu­ bringen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Besonders vorteilhaft ist es, in die Heizfolie mindestens einen Temperatur­ sensor zu integrieren, um die Heiztemperatur unmittelbar am Ort der Heizfolie zu erfassen. Besonders zweckmäßig ist es, mehr als einen Temperatursensor auf der Heizfolie anzubringen, damit einerseits Temperatur-Mittelwerte gemessen werden können und andererseits die Heizfolie auch dann weiterbetrieben werden kann, wenn ein Temperatursensor ausfällt. Es ist auch möglich, einen der Temperatursensoren für die Temperaturregelung zu verwenden und den anderen Temperatursensor als reinen Temperatur-Überwachungssensor einzusetzen.

Besonders vorteilhaft ist es, die Heizfolie unmittelbar an einer Ventilplatte anzu­ ordnen, die sich zwischen dem Atemgasblock und dem Deckel befindet. Da die Ventilplatte teilweise Atemgaskanäle des Atemgasblockes abdeckt, lassen sich problematische Atemgaskanäle über die Ventilplatte wirksam erwärmen. Sofern die Ventilplatte aus Metall besteht, ist eine gute Wärmeleitung innerhalb der Ventilplatte vorhanden, so dass normalerweise eine einzige Heizfolie ausreicht, um die Ventilplatte zu erwärmen.

Besonders vorteilhaft ist es, die Heizfolie in eine sich an der Ventilplatte befindende Aussparung einzulegen und mit einer Dichtmasse zu vergießen. Durch den Verguss der Heizfolie werden Beschädigungen, die zum Beispiel beim Sterilisieren oder der Aufbereitung auftreten können, unterbunden. Die Anbringung der Heizfolie im Bereich der Ventilplatte ist auch deswegen besonders vorteilhaft, da bei einem Defekt der Heizfolie nur die Ventilplatte ausgetauscht werden muss.

Es ist zweckmäßig, die Heizfolie über lösbare Kontaktmittel elektrisch mit einer Steuereinheit zu verbinden. Die Steuereinheit verarbeitet dabei die gemessenen Temperaturwerte und regelt entsprechend einer Sollwertvorgabe für die Tem­ peratur den Stromfluss durch die Heizfolie. Die Kontaktierung erfolgt vorzugs­ weise über vergoldete, federbelastete Kontaktstifte, die elektrisch mit zugehörigen Kontaktflächen an der Heizfolie verbunden sind. Die Kontaktflächen weisen aus­ wechselbare Kontaktschrauben auf, so dass Kontakte auch einzeln ersetzt werden können, ohne dass die gesamte Ventilplatte mitsamt der Heizfolie ausgetauscht werden muss.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur gezeigt und im Folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Beatmungsvorrichtung zur Steuerung des Atemgasflusses,

Fig. 2 eine Heizfolie nach der Erfindung in perspektivischer Ansicht ent­ sprechend der Fig. 1,

Fig. 3 ausschnittsweise eine Ventil­ platte mit eingelegter Heizfolie im Bereich der Kontaktierung,

Fig. 4 federnde Kontaktstifte zur Kontak­ tierung der Kontakte nach der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Beatmungsvorrichtung 1, die in schichtförmigem Aufbau aus einem Atemgasblock 2, einer Ventilplatte 3 und einem Deckel 4 besteht. Der Atemgasblock 2 ist mit Atemgasanschlüssen 5, 6, 7 versehen, über die ein in der Fig. 1 nicht dargestellter Patient mit Atemgas versorgt wird. Innerhalb des Atemgasblockes 2 befinden sich Atemgaskanäle 8 mit zugehörigen Ventilräumen 9, 10, um die Richtung des Atemgasflusses innerhalb des Atemgasblockes 2 im Takt von Einatmung und Ausatmung zu steuern. Ein unterhalb des Atemgasblockes 2 angeordneter Kohlendioxid-Absorber 11 entfernt Kohlendioxid aus dem Atemgas. Die auf dem Atemgasblock 2 aufliegende Ventil­ platte 3 besitzt Verschlusselemente 12, 13, die durch in der Fig. 1 nicht näher dargestellte Steuerdruckleitungen mit einem Steuerdruck beaufschlagt werden können und den Atemgasfluss durch die Ventilräume 9, 10 entweder unterbrechen oder freigeben. Oberhalb der Ventilplatte 3 verlaufende Dichtschnüre 14 unterteilen die Ventilplatte 3 in einzelne Atemgasräume. Entsprechende Dichtschnüre, die in der Fig. 1, nicht dargestellt sind, befinden sich auch an der Unterseite der Ventilplatte 3, um Atemgaskanäle 8 und Ventilräume 9, 10 voneinander zu trennen. In eine Aussparung 15 an der Oberseite der Ventilplatte 3 ist eine Heizfolie 16 eingelegt, die mit einer in der Fig. 1 nicht näher dargestellten Silikonmasse vergossen ist. Die elektrische Kontaktierung der Heizfolie erfolgt über eine nach außen geführte Kontaktierung 17 an der Ventilplatte 3 und federbelastete Kontaktstifte 18 am Atemgasblock 2.

Fig. 2 zeigt die Heizfolie 16 in perspektivischer Ansicht nach der Fig. 1. Die Heizfolie 16 besteht aus einem Trägermaterial 19, in welches mäanderförmig Heizdrähte 20 eingebettet sind. Das Trägermaterial 19 dient weiter zur Aufnahme zweier Temperatursensoren 21, 22. Die Heizdrähte 20 und die Temperatur­ sensoren 21, 22 sind an einzelne Kontaktflächen 23 an der Heizfolie 16 angeschlossen.

Fig. 3 zeigt ausschnittsweise die Ventilplatte 3 im Bereich der Kontaktierung 17 der Heizfolie 16. Die Kontaktflächen 23 sind mit auswechselbaren Kontakt­ schrauben 24 elektrisch verbunden, die in Isolierbuchsen 25 an der Ventil­ platte 3 eingesetzt sind. Federbelastete Kontaktstifte 18 unterhalb der Kon­ taktierung 17, entsprechend der Fig. 4, stellen die Verbindung zu einer in den Figuren nicht näher dargestellten Steuer- und Regeleinheit her, die zur Ein­ stellung einer vorbestimmten Temperatur der Heizfolie 16 dient. Dabei erfassen die Temperatursensoren 21, 22 unabhängig voneinander den Istwert der Temperatur.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Steuerung des Atemgasflusses, enthaltend einen Atemgas­ block (2) mit einem Deckel (4), welche einen Atemgasraum begrenzen sowie eine Heizvorrichtung für den Atemgasraum, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizelement eine Heizfolie (16) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Heiz­ folie (16) mindestens ein Temperatursensor (21, 22) zur Erfassung der Heiztemperatur integriert ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfolie (16) an einer sich zwischen Atemgasblock (2) und Deckel (4) befindenden Ventilplatte (3) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfolie (16) in eine sich an der Ventilplatte (3) befindende Aussparung (15) eingelegt und mit Dichtmaterial vergossen ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizfolie (16) über lösbare Kontaktmittel (18, 24) elektrisch angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontakt­ mittel aus federbelasteten Kontaktstiften (18) und zugehörigen Kontakt­ schrauben (24) besteht, wobei die Kontaktstifte (18) in Berührkontakt mit den Kontaktschrauben (24) stehen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakt­ stifte (18) oder die Kontaktschrauben (24) als einzeln austauschbar ausge­ führt sind.