DE10234811C1 - Atemgasanfeuchtersystem für einen Patienten - Google Patents
Atemgasanfeuchtersystem für einen PatientenInfo
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Abstract
Ein Atemgasanfeuchtersystem für einen Patienten weist die Kombination folgender Merkmale auf: DOLLAR A a) Ein austauschbarer, druckstabiler, geschlossener Wasservorratsbehälter (1) ist für die Aufnahme eines Wasservorrats für das Atemgasanfeuchtersystem vorgesehen, DOLLAR A b) unterhalb des Wasservorratsbehälters (1) befindet sich ein von der Umgebung abgeschlossener Zwischenspeicher (4) mit Wasser, wobei DOLLAR A c) der Wasservorratsbehälter (1) und der Zwischenspeicher (4) über je ein mit dem jeweils anderen zusammenwirkendes Ventil (16, 14) verfügt, so dass DOLLAR A d) eine Strömungsverbindung zwischen dem Wasservorratsbehälter (1) und dem Zwischenspeicher (4) nur gegeben ist bei Aufnahme des Wasservorratsbehälters (1) in einem Konnektor (2) des Zwischenspeichers (4), DOLLAR A e) der Zwischenspeicher (4) ist über eine sich unterhalb des Wasserspiegels befindende Wasser-Verbindungsleitung (5) mit einer beheizten Verdampferkammer (7) verbunden, welche im Raum oberhalb des bei Siedetemperatur verdampfenden Wassers in die Atemgasleitung zu einem Patienten mündet, DOLLAR A f) zwischen der beheizten Verdampferkammer und dem Zwischenspeicher (4) befindet sich eine Gasdruck-Ausgleichsleitung (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Atemgasanfeuchtersystem für einen Patienten mit den
Merkmalen von Anspruch 1.
Atemgasanfeuchtersysteme werden vorzugsweise bei der maschinellen
Beatmung von Patienten verwendet, wobei zunehmend auch Beatmungsgeräte
mit einem einen kontinuierlichen Beatmungsdruck erzeugenden Gebläse für die
Beatmung zu Hause eingesetzt werden, insbesondere auch zur Behandlung
der Schlafapnoe. Um hierbei ein Austrocknen der Atemwege zu verhindern,
besteht Bedarf für Atemgasanfeuchtersysteme, die einfach aufgebaut und
einfach zu bedienen sind. Nachteilig bei den bisher bekannten
Atemgasanfeuchtersystemen, wie beispielsweise in DE 296 17 077 U1
beschrieben, ist, dass das aus Sterilwasserbehältern zugeführte Wasser zum
Druckausgleich im Gerät eine direkte Verbindung mit der Umgebung hat, durch
die sich mit der Zeit Keime verbreiten können. Bei Verwendung dieses
bekannten Anfeuchtersystems für Beatmungsgeräte mit einem kontinuierlichen
Beatmungsdruck kann sich zudem in der Atemgasleitung zum Patienten kein
Atemdruck aufbauen, weil im Bereich des Wasserverteilers ein Druckausgleich
zur Umgebung vorhanden ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines einfach
aufgebauten und einfach zu bedienenden Atemgasanfeuchtersystems, das
einen keimfreien Betrieb auch in Kombination mit einem einen kontinuierlichen
Überdruck erzeugenden Beatmungsgerät ermöglicht.
Die Lösung der Aufgabe erhält man mit der Kombination der Merkmale von
Anspruch 1. Die Unteransprüche geben bevorzugte Ausbildungen des
Erfindungsgegenstands an.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass das
Atemgasanfeuchtersystem einschließlich Wasservorrat und Zwischenspeicher
von der Umgebung abgeschlossen ist, so dass eine Verkeimung praktisch
ausgeschlossen ist. Ein weiterer Vorteil für den Patienten ergibt sich durch den
konstanten Wasserstand in der beheizten Verdampferkammer, so dass eine
zeitlich gleichförmige Wasserdampfmenge bei einmal eingeschalteter Heizung
erzeugt wird.
Der austauschbare, druckstabile und geschlossene Wasservorratsbehälter und
der Zwischenspeicher des Atemgasanfeuchtersystems haben an der durch
einen Konnektor gebildeten Verbindungsstelle vorzugsweise je ein
Rückschlagventil, die beim Wechsel des Wasservorratsbehälters so
zusammenwirken, dass eine Strömungsverbindung zwischen dem
Wasservorratsbehälter und dem Zwischenspeicher nur gegeben ist bei
Aufnahme des Wasservorratsbehälters im Konnektor des Zwischenspeichers,
anderenfalls die Ventile geschlossen sind.
Im Folgenden wird mit Hilfe der Figuren ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert
Es zeigen:
Fig. 1 ein Atemgasanfeuchtersystem,
Fig. 2 die Verbindung zwischen Wasservorratsbehälter und
Zwischenspeicher und
Fig. 3 die Anordnung eines Feuchtesensors in der Atemgasleitung zur
Verwendung mit einem Atemgasanfeuchtersystem.
In einem austauschbaren, druckstabilen, geschlossenen Wasservorratsbehälter
1 gemäß Fig. 1 wird steriles Wasser bereitgehalten. Der
Wasservorratsbehälter 1 ist vorzugsweise aus einem robusten und
transparenten Kunststoff wie PET, PC oder PEP hergestellt, um eine
zuverlässige Handhabung und visuelle Kontrollmöglichkeit des Wasserstandes
zu ermöglichen. Für den typischen Einsatz in der Heimbeatmung wird für eine
Betriebszeit von etwa acht bis zehn Stunden eine Wassermenge von etwa 300
bis 500 Milliliter benötigt. Über den Konnektor 2 wird der Wasservorratsbehälter
1 mit dem Zwischenspeicher 4 verbunden. In Fig. 2 sind die Einzelheiten des
Konnektors 2 dargestellt: Beim Hineinsetzen des Wasservorratsbehälters 1 von
oben in den Konnektor 2 wird sowohl das erste Ventil 16 mit der ersten
Rückstellfeder 17 des Wasservorratsbehälters 1 als auch das zweite Ventil 14
mit der zweiten Rückstellfeder 13 des Zwischenspeichers 4 über den Stößel 15
betätigt und geöffnet. Damit kann Wasser aus dem Wasservorratsbehälter 1 in
den Zwischenspeicher 4 des Anfeuchtersystems laufen, bis der Wasserspiegel
so weit gestiegen ist, dass der Kanal 3 des Konnektors 2 verschlossen ist und
keine Luft in den Wasservorratsbehälter 1 nachströmen kann. Beim Abnehmen
des Wasservorratsbehälters 1 wird sowohl dieser als auch der
Zwischenspeicher 4 wieder verschlossen, so dass aus dem
Wasservorratsbehälter 1 kein Wasser mehr austritt und das
Atemgasanfeuchtersystem nach Verdampfung der Restwassermenge keine
Feuchte mehr liefert, jedoch bleibt der Druck in der Atemgasleitung in einem
angeschlossenen Beatmungsgerät erhalten. Über eine Wasser-
Verbindungsleitung 5 von etwa 1 bis 2,5 Millimeter Durchmesser wird das
Wasser in die Verdampferkammer 7 geleitet. Dort sorgt die Heizung 6 für die
notwendige Heizenergie zum Aufheizen des Wassers und zu dessen Sieden
und Verdampfen. Der Wasserdampf steigt in der Verdampferkammer 7 auf und
wird von dem Schild 8 umgelenkt, so dass Wassertropfen oder -blasen nicht in
das Inspirationsgas in der Atemgasleitung gelangen. Der Wasserdampf wird auf
dem Weg 9 in die Auslasstülle 10 geleitet und dort mit dem Inspirationsgas zum
Patienten vermischt, das von der Einlasstülle 11 kommt. Über die Gasdruck-
Ausgleichsleitung 12 wird ein Druckausgleich zwischen der Auslasstülle 10 und
dem als Wasserniveauregler wirkenden Zwischenspeicher 4 hergestellt. Hier
herrscht der gleiche Druck wie in der Atemgasleitung. Falls Wasser aus dem
Wasservorratsbehälter 1 nachläuft, wird die dadurch nachströmende Luft über
diese Gasdruck-Ausgleichsleitung 12 zugeführt.
Die unterhalb des Wasserspiegels im Zwischenspeicher 4 und in der
Verdampferkammer 7 verlaufende enge Wasser-Verbindungsleitung 5 von etwa
1 bis 2,5 Millimeter Durchmesser zwischen dem kochenden Wasser in der
Verdampferkammer 7 und der kalten Wasserzufuhr aus dem
Wasservorratsbehälter 1 wirkt insoweit als thermisch isolierende Verbindung,
dass sich keine Konvektion ausbilden kann und sich das Wasser im
Zwischenspeicher 4 nicht erwärmt, so dass sich auch nicht das Wasser im
Wasservorratsbehälter 1 und die darin enthaltene Luft erwärmt, ausdehnt und
dadurch zuviel Wasser in die Verdampferkammer 7 fördert. Während die
einfachste Betriebsart des Anfeuchtersystems nach Fig. 1 in der
kontinuierlichen Beheizung der Verdampferkammer 7 mit einer zeitlich
konstanten Wasserverdampfungsrate besteht, wird mit Hilfe der Fig. 3 eine
Betriebsart in Abhängigkeit von der gemessenen Atemgasfeuchtigkeit bei
Eintritt in die Atemgasleitung zum Patienten erläutert: Der Inspirationstrakt 100
zum Patienten schließt an die Leitung 21 an, welche sich am Ausgang des
Atemgasanfeuchtersystems befindet. Dort hat sich bereits Atemgas aus dem
Beatmungsgerät mit verdampfter Feuchte vermischt. Zwischen der Leitung 21
und dem Inspirationstrakt 100 befindet sich ein Spalt, der von einer
Mischkammer 19 umgeben ist. In dieser Mischkammer 19 befindet sich im
oberen Bereich ein insbesondere elektrisch-kapazitiver Feuchtesensor 20, der
so angeordnet ist, dass er von dem Gehäuse des Atemgasanfeuchtersystems
oder der Abwärme der zugehörigen elektrischen Bauelemente beheizt wird, so
dass er wärmer als das feuchte Atemgas und vor Kondensation geschützt ist.
Über einen schmalen Kanal 22 sorgt ein ständiger Bypass-Fluss für eine
Belüftung der Kammer 19, so dass der Feuchtesensor 20 ständig den aktuellen
Feuchtegehalt des Atemgases detektiert. Das Messsignal des Feuchtesensors
20 wird an eine Elektronik 18 geleitet, wo das Messsignal mit vorgegebenen
Sollwerten verglichen und die Heizleistung 23 der Heizung 6 (Fig. 1)
dementsprechend nachgeregelt wird. Am Eingang des
Atemgasanfeuchtersystems sitzt ein Rückschlagventil 24, das durch den
Atemgasstrom vom Beatmungsgerät geöffnet wird. Beim Abschalten des
Atemgasstroms schließt das Rückschlagventil 24 selbsttätig und verhindert,
dass der Wasserdampf vom Atemgasanfeuchtersystem in das Beatmungsgerät
strömt und dort kondensieren kann. Weiterhin ist eine Wasserstufe 25
vorhanden, die etwa vorhandenes Kondensat daran hindert, in das
Beatmungsgerät zu gefangen. Eine weitere Wasserfalle 26 ist am Ende des
Gehäuses vorgesehen, so dass kein Kondensat in die Atemgasleitung gelangt
und über die Kanäle 22 und 27 gesammelt wird oder abfließen kann.
Claims (7)
1. Atemgasanfeuchtersystem für einen Patienten mit folgenden Merkmalen:
- a) Ein austauschbarer, druckstabiler, geschlossener Wasservorratsbehälter (1) ist für die Aufnahme eines Wasservorrats für das Atemgasanfeuchtersystem vorgesehen,
- b) unterhalb des Wasservorratsbehälters (1) befindet sich ein von der Umgebung abgeschlossener Zwischenspeicher (4) mit Wasser, wobei
- c) der Wasservorratsbehälter (1) und der Zwischenspeicher (4) über je ein mit dem jeweils anderen zusammenwirkendes Ventil (16, 14) verfügt, so dass
- d) eine Strömungsverbindung zwischen dem Wasservorratsbehälter (1) und dem Zwischenspeicher (4) nur gegeben ist bei Aufnahme des Wasservorratsbehälters (1) in einem Konnektor (2) des Zwischenspeichers (4),
- e) der Zwischenspeicher (4) ist über eine sich unterhalb des Wasserspiegels befindende Wasser-Verbindungsleitung (5) mit einer beheizten Verdampferkammer (7) verbunden, welche im Raum oberhalb des bei Siedetemperatur verdampfenden Wassers in die Atemgasleitung zu einem Patienten mündet,
- f) zwischen der beheizten Verdampferkammer (7) und dem Zwischenspeicher (4) befindet sich eine Gasdruck- Ausgleichsleitung (12).
2. Atemgasanfeuchtersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das erste und das zweite Ventil (16, 14) jeweils ein
Rückschlagventil mit einer zugehörigen ersten und zweiten
Rückstellfeder (17, 13) ist, wobei die Ventile (16, 14) durch die
Betätigung eines Stößels (15) an einem der Ventile (16, 14) geöffnet
sind.
3. Atemgasanfeuchtersystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass die Verdampferkammer (7) einen als
Strömungshindernis umströmbaren Schild (8) vor dem Ausgang in die
Atemgasleitung zum Patienten aufweist.
4. Atemgasanfeuchtersystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
3, dadurch gekennzeichnet, dass es an die Atemgasleitung eines einen
kontinuierlichen Beatmungsdruck erzeugenden Beatmungsgerätes
angeschlossen ist.
5. Atemgasanfeuchtersystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
4, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Mischkammer (19) des
Atemgasanfeuchters ein elektrisch-kapazitiver Feuchtesensor (20)
angeordnet ist, so dass nach Vergleich der Messsignale für die
Atemgasfeuchtigkeit mit vorgegebenen Sollwerten mittels einer
Elektronik (18) die Heizleitung (23) der Heizung (6) eingestellt wird.
6. Atemgasanfeuchtersystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasser-Verbindungsleitung (5)
einen Durchmesser von 1 bis 2,5 Millimeter hat.
7. Atemgasanfeuchtersystem nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasservorratsbehälter (1) aus
Polyethylen oder Polypropylen besteht, besonders bevorzugt aus
Polyethylenterephthalat (PET), aus einem Polycarbonat (PC) oder aus
einem Ethylen/Propylen-Copolymer (PEP).
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