DE112012002347T5

DE112012002347T5 - Medizinische Schläuche und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE112012002347T5
Application number: DE112012002347.1T
Authority: DE
Inventors: Elmo Benson Stoks; Charles Christopher North
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2014-02-27
Also published as: CA3177636A1; EP2714181A1; CN103747832B; AU2019201765A1; JP2022020767A; LT3685877T; GB2557117B; US20140202462A1; US20190076620A1; ITTO20120486A1; JP6251671B2; JP2014518727A; GB2557117A; AU2017201301A1; EP4218894A1; AU2012264334A1; WO2012164407A1; BR112013030962A2; CN113750336A; ES2957387T3

Abstract

Die Offenbarung betrifft medizinische Schläuche und Verfahren zur Herstellung medizinischer Schläuche. Der Schlauch kann eine Verbundstruktur sein, die aus zwei oder mehr verschiedenen Komponenten besteht, die spiralförmig zur Bildung eines länglichen Schlauchs gewickelt sind. Zum Beispiel kann eine der Komponenten ein spiralförmig gewickelter länglicher Hohlkörper sein und die andere Komponente kann eine längliche strukturelle Komponente sein, die auch spiralförmig zwischen Wicklungen des spiralförmig gewickelten Hohlkörpers gewickelt ist. Der Schlauch muss jedoch nicht aus verschiedenen Komponenten bestehen. Zum Beispiel kann ein länglicher Hohlkörper, der aus einem einzigen Material gebildet (z. B. extrudiert) ist, zur Bildung eines länglichen Schlauch spiralförmig gewickelt sein. Der längliche Hohlkörper kann selbst im quer verlaufenden Querschnitt ein dünnes Wandteil und ein relativ dickeres oder steiferes Verstärkungsteil haben. Die Schläuche können in zahlreiche medizinische Kreisläufe eingefügt werden oder können für andere medizinische Anwendungen verwendet werden.

Description

HINTERGRUND
GEBIET
Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen Schläuche, die zur medizinischen Verwendung geeignet sind, und insbesondere Schläuche zur Verwendung in medizinischen Kreisläufen, die zur Zuleitung von Gasen zu und/oder Ableiten von Gasen von einem Patienten geeignet sind, wie in positiven Atemwegsdruck-(PAP), Beatmungs-, Anästhesie-, Ventilations- und Insufflationssystemen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
In medizinischen Kreisläufen transportieren verschiedene Komponenten warme und/oder befeuchtete Gase zu und von Patienten. In einigen Atmungskreisläufen zum Beispiel, wie PAP oder Ventilationsunterstützungskreisläufen, werden Gase, die von einem Patienten eingeatmet werden, von einem Erwärmungs-Befeuchtungsgerät durch einen Inspirationsschlauch abgegeben. Als weiteres Beispiel können Schläuche befeuchtetes Gas (üblicherweise CO₂) in die Bauchhöhle in Insufflationskreisläufen abgeben. Dies kann ein ”Austrocknen” von inneren Organen des Patienten verhindern und kann die Zeit verkürzen, die zur Erholung nach einem chirurgischen Eingriff erforderlich ist. Nicht erwärmte Schläuche ermöglichen einen signifikanten Wärmeverlust zur Kühlung der Umgebung. Diese Kühlung kann zu einer unerwünschten Kondensation oder ”Ausregnung” entlang der Länge der Schläuche führen, die warme, befeuchtete Luft transportieren. Es besteht weiterhin ein Bedarf an Schläuchen, die gegen einen Wärmeverlust isolieren und zum Beispiel eine verbesserte Temperatur- und/oder Feuchtigkeitsregelung in medizinischen Kreisläufen ermöglichen.
KURZDARSTELLUNG
Hierin sind medizinische Schläuche und Verfahren zur Herstellung medizinischer Schläuche in verschiedenen Ausführungsformen offenbart. In einigen Ausführungsformen kann der Schlauch eine Verbundstruktur sein, die aus zwei oder mehr getrennten Komponenten besteht, die spiralförmig zur Bildung eines länglichen Schlauchs gewickelt sind. Zum Beispiel kann eine der Komponenten ein spiralförmig gewickelter länglicher Hohlkörper sein und die andere Komponente kann eine längliche Strukturkomponente sein, die ebenso spiralförmig zwischen Wicklungen des spiralförmig gewickelten Hohlkörpers gewickelt ist. In anderen Ausführungsformen muss der Schlauch nicht aus getrennten Komponenten bestehen. Beispielweise kann ein länglicher Hohlkörper, der aus einem einzigen Material gebildet (z. B. extrudiert) ist, zur Bildung eines länglichen Schlauchs spiralförmig gewickelt werden. Der längliche Hohlkörper selbst kann im quer verlaufenden Querschnitt ein dünnes Wandteil und ein relativ dickeres oder steiferes Verstärkungsteil haben. Die Schläuche können in eine Reihe von medizinischen Kreisläufen eingefügt oder für andere medizinische Anwendungen verwendet werden.
In mindestens einer Ausführungsform kann ein Verbundschlauch ein erstes längliches Element aufweisen, aufweisend einen Hohlkörper, der spiralförmig gewickelt ist, um mindestens teilweise einen länglichen Schlauch mit einer Längsachse, einem Lumen, das sich entlang der Längsachse erstreckt, und einer Hohlwand, die das Lumen umgibt, zu bilden. Ein zweites längliches Element kann spiralförmig gewickelt und zwischen benachbarten Wicklungen des ersten länglichen Elements verbunden sein, wobei das zweite längliche Element mindestens einen Teil des Lumens des länglichen Schlauchs bildet. Die Bezeichnungen ”erstes längliches Element” und ”zweites längliches Element” beziehen sich nicht unbedingt auf eine Reihenfolge, wie die Reihenfolge, in der die Komponenten zusammengefügt sind. Wie hierin beschrieben, können das erste längliche Element und das zweite längliche Element auch Teile eines einzigen schlauchförmigen Elements sein.
In verschiedenen Ausführungsformen hat die vorangehende Komponente eine, einige oder alle der folgenden Eigenschaften, wie auch Eigenschaften, die an anderer Stelle in dieser Offenbarung beschrieben sind.
Das erste längliche Element kann ein Schlauch sein. Das erste längliche Element kann im Längsquerschnitt mehrere Blasen mit einer abgeflachten Oberfläche am Lumen bilden. Benachbarte Blasen können durch einen Spalt über dem zweiten länglichen Element getrennt sein oder können nicht direkt miteinander verbunden sein. Die Blasen können Perforationen haben. Das zweite längliche Element kann einen Längsquerschnitt haben, der proximal zum Lumen breiter und mit radialem Abstand zum Lumen schmäler ist. Insbesondere kann das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt haben, der im Allgemeinen dreieckig, im Allgemeinen T-förmig oder im Allgemeinen Y-förmig ist. Ein leitendes Filament oder mehrere leitende Filamente kann bzw. können im zweiten länglichen Element eingebettet oder eingekapselt sein. Das eine oder die mehreren leitende(n) Filament(e) kann bzw. können Heizfilamente (oder genauer Widerstandsheizfilamente) und/oder Sensorfilamente sein. Der Schlauch kann Paare von leitenden Filamenten aufweisen, wie zwei oder vier leitende Filamente. Paare von leitenden Filamenten können zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundschlauchs geformt werden. Das eine oder die mehreren leitende(n) Filament(e) kann bzw. können von der Lumenwand beabstandet sein. In mindestens einer Ausführungsform kann das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt haben, der im Allgemeinen dreieckig, im Allgemeinen T-förmig oder im Allgemeinen Y-förmig ist und ein leitendes Filament oder mehrere leitende Filamente kann bzw. können im zweiten länglichen Element an gegenüberliegenden Seiten des Dreiecks, der T-Form oder Y-Form eingebettet oder eingekapselt sein.
Die vorangehende Komponente gemäß einer oder allen der vorangehenden Ausführungsformen kann, neben anderen Anwendungen, in eine medizinische Kreislaufkomponente, einen Inspirationsschlauch, einen Exspirationsschlauch, eine PAP-Komponente, einen Insufflationskreislauf, eine Untersuchungskomponente oder eine chirurgische Komponente eingefügt sein.
Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauchs offenbart. Der erhaltene Schlauch kann eine, einige oder alle der Eigenschaften haben, die oben oder an einer anderen Stelle in dieser Offenbarung beschrieben sind. In mindestens einer Ausführungsform weist das Verfahren das Vorsehen eines ersten länglichen Elements auf, aufweisend einen Hohlkörper, und eines zweiten länglichen Elements, das zum Vorsehen einer strukturellen Stütze für das erste längliche Element gestaltet ist. Das zweite längliche Element ist spiralförmig um einen Dorn gewickelt, wobei gegenüberliegende Seitenrandteile des zweiten länglichen Elements an benachbarten Wicklungen beabstandet sind, wodurch eine Spirale des zweiten länglichen Elements gebildet wird. Das erste längliche Element ist um die Spirale des zweiten länglichen Elements so spiralförmig gewickelt, dass Teile des ersten länglichen Elements benachbarte Wicklungen der Spirale des zweiten länglichen Elements überlappen und ein Teil des ersten länglichen Elements neben dem Dorn in dem Raum zwischen den Wicklungen der Spirale des zweiten länglichen Elements angeordnet wird, wodurch eine Spirale des ersten länglichen Elements gebildet wird.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das vorangehende Verfahren eines, einige oder alle der Folgenden aufweisen. Das Verfahren kann das Zuleiten von Luft bei einem Druck, der höher als atmosphärischer Druck ist, zu einem Ende des ersten länglichen Elements aufweisen. Das Verfahren kann das Kühlen der Spirale des zweiten länglichen Elements und der Spirale des ersten länglichen Elements aufweisen, wodurch ein Verbundschlauch mit einem Lumen, das sich entlang einer Längsachse erstreckt, und einem Hohlraum, der das Lumen umgibt, gebildet wird. Das Verfahren kann das Bilden des ersten länglichen Elements aufweisen. Das Verfahren kann das Extrudieren des ersten länglichen Elements mit einem ersten Extruder aufweisen. Das Verfahren kann das Bilden des zweiten länglichen Elements aufweisen. Das Verfahren kann das Extrudieren des zweiten länglichen Elements mit einem zweiten Extruder aufweisen. Der zweite Extruder kann so gestaltet sein, dass er ein leitendes Filament oder mehrere leitende Filamente im zweiten länglichen Element einkapselt. Die Bildung des zweiten länglichen Elements kann das Einbetten von leitenden Filamenten im zweiten länglichen Element aufweisen. Die leitenden Filamente können mit dem zweiten länglichen Element nicht reaktionsfähig sein. Die leitenden Filamente können Legierungen aus Aluminium oder Kupfer oder anderen leitenden Materialien aufweisen. Das Verfahren kann das Formen von Paaren aus leitenden Filamenten zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundschlauchs aufweisen. Der erste Extruder kann vom zweiten Extruder getrennt sein.
Es ist auch ein medizinischer Schlauch offenbart. In mindestens einer Ausführungsform weist der Schlauch einen länglichen Hohlkörper auf, der zur Bildung eines länglichen Schlauchs mit einer Längsachse, einem Lumen, das sich entlang der Längsachse erstreckt, und einer Hohlwand, die das Lumen umgibt, spiralförmig gewickelt ist, wobei der längliche Hohlkörper im quer verlaufenden Querschnitt eine Wand aufweist, die mindestens einen Teil des Hohlkörpers definiert. Der Schlauch kann ferner ein Verstärkungsteil aufweisen, das sich entlang einer Länge des länglichen Hohlkörpers erstreckt, das spiralförmig zwischen benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers positioniert ist, wobei das Verstärkungsteil einen Teil des Lumens des länglichen Schlauchs bildet. Das Verstärkungsteil kann relativ dicker oder steifer als die Wand des länglichen Hohlkörpers sein.
In verschiedenen Ausführungsformen hat der vorangehende Schlauch eine, einige oder alle der folgenden Eigenschaften wie auch Eigenschaften, die an anderer Stelle in dieser Offenbarung beschrieben sind. Das Verstärkungsteil kann aus demselben Stück Material wie der längliche Hohlkörper gebildet sein. Der längliche Hohlkörper kann im quer verlaufenden Querschnitt zwei Verstärkungsteile an gegenüberliegenden Seiten des länglichen Hohlkörpers aufweisen, wobei eine Spiralwicklung des länglichen Hohlkörpers benachbarte Verstärkungsteile miteinander so verbindet, dass gegenüberliegende Ränder der Verstärkungsteile einander an benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers berühren. Gegenüberliegende Seitenränder der Verstärkungsteile können an benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers überlappen. Das Verstärkungsteil kann aus einem anderen Stück Material als der längliche Hohlkörper hergestellt sein. Der Hohlkörper kann im Längsquerschnitt mehrere Blasen mit einer abgeflachten Oberfläche am Lumen bilden. Die Blasen können Perforationen haben. Der medizinische Schlauch kann auch ein leitendes Filament oder mehrere leitende Filamente haben, das bzw. die im Verstärkungsteil eingebettet oder eingekapselt ist bzw. sind. Das leitende Filament kann ein Heizfilament und/oder oder Sensorfilament sein. Der medizinische Schlauch kann zwei leitende Filamente aufweisen, wobei ein leitendes Filament in jedem der Verstärkungsteile eingebettet oder eingekapselt ist. Der medizinische Schlauch kann zwei leitende Filamente aufweisen, die nur an einer Seite des länglichen Hohlkörpers positioniert sind. Paare von leitenden Filamenten können zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des länglichen Schlauchs geformt sein. Das eine Filament oder die mehreren Filamente können von der Lumenwand beabstandet sein.
Der vorangehende Schlauch gemäß einer oder allen der vorangehenden Ausführungsformen kann, neben anderen Anwendungen, in eine medizinische Kreislaufkomponente, einen Inspirationsschlauch, einen Exspirationsschlauch, eine PAP-Komponente, einen Insufflationskreislauf, eine Untersuchungskomponente oder eine chirurgische Komponente eingefügt werden.
Es wird auch ein Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Schlauchs offenbart. In mindestens einer Ausführungsform weist das Verfahren das spiralförmige Wickeln eines länglichen Hohlkörpers um einen Dorn zur Bildung eines länglichen Schlauchs mit einer Längsachse, einem Lumen, das sich entlang der Längsachse erstreckt, und einer Hohlwand, die das Lumen umgibt, auf, wobei der längliche Hohlkörper im quer verlaufenden Querschnitt eine Wand hat, die mindestens einen Teil des Hohlkörpers definiert, und zwei Verstärkungsteile an gegenüberliegenden Seiten des länglichen Körpers, die einen Teil der Wand des Lumens bilden, wobei die zwei Verstärkungsteile relativ dicker oder steifer sind als die Wand, die mindestens einen Teil des Hohlkörpers definiert. Das Verfahren kann ferner das Verbinden benachbarter Verstärkungsteile aufweisen, so dass gegenüberliegende Ränder der Verstärkungsteile einander an benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers berühren.
In verschiedenen Ausführungsformen kann das vorangehende Verfahren eine, einige oder alle der folgenden oder andere Eigenschaften aufweisen, die an anderer Stelle in dieser Offenbarung beschrieben sind. Das Verbinden benachbarter Verstärkungsteile kann bewirken, dass Ränder der Verstärkungsteile überlappen. Das Verfahren kann ferner das Zuleiten von Luft bei einem höheren Druck als atmosphärischem Druck zu einem Ende des länglichen Hohlkörpers aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Kühlen des länglichen Hohlkörpers zum Verbinden der benachbarten Verstärkungsteile aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Extrudieren des länglichen Hohlkörpers aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Einbetten leitender Filamente in die Verstärkungsteile aufweisen. Das Verfahren kann ferner das Formen von Paaren von leitenden Filamenten zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des länglichen Schlauchs aufweisen.
Zur Zusammenfassung der Erfindung wurden hierin gewisse Aspekte, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung beschrieben. Es ist klar, dass nicht unbedingt alle derartigen Vorteile gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erreicht werden können. Somit kann die Erfindung in einer Weise verkörpert oder ausgeführt werden, die einen Vorteil oder eine Reihe von Vorteilen erreicht oder optimiert, wie hierin gelehrt, ohne unbedingt andere Vorteile zu erreichen, die hierin gelehrt oder nahegelegt sein können.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nun beispielhafte Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die die verschiedenen Merkmale der offenbarten Systeme und Verfahren ausführen. Die Zeichnungen und zugehörigen Beschreibungen sind zur Veranschaulichung von Ausführungsformen und nicht zur Begrenzung des Umfangs der Offenbarung vorgesehen.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines medizinischen Kreislaufs, der einen medizinischen Schlauch oder mehrere medizinische Schläuche enthält.
2A zeigt eine Seitendraufsicht eines Abschnitts eines beispielhaften Verbundschlauchs.
2B zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines Schlauchs ähnlich dem beispielhaften Verbundschlauch von 2A.
2C zeigt einen anderen Längsquerschnitt, der ein erstes längliches Element im Verbundschlauch darstellt.
2D zeigt einen anderen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines Schlauchs.
2E zeigt einen anderen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines Schlauchs.
3A zeigt einen quer verlaufenden Querschnitt eines zweiten länglichen Elements im Verbundschlauch.
3B zeigt einen anderen quer verlaufenden Querschnitt eines zweiten länglichen Elements.
3C zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
3D zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
3E zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
3F zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
3G zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element.
4A zeigt einen Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundschlauchs.
4B zeigt ein spiralförmig gewickeltes zweites längliches Element.
4C zeigt einen anderen Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundschlauchs.
4D zeigt einen anderen Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundschlauchs.
4E zeigt einen anderen Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundschlauchs.
4F zeigt einen anderen Aspekt in einem Verfahren zur Bildung des Verbundschlauchs.
5A–5B zeigen ein weiteres Beispiel, das einen einzigen länglichen Hohlkörper darstellt, der zur Bildung eines medizinischen Schlauchs spiralförmig gewickelt ist.
5C–5F zeigen Beispiele von anderen einzelnen länglichen Hohlkörpern, die zur Bildung eines medizinischen Schlauchs spiralförmig gewickelt sind.
6 zeigt einen beispielhaften medizinischen Kreislauf gemäß mindestens einer Ausführungsform.
7 zeigt an Insufflationssystem gemäß mindestens einer Ausführungsform.
8 ist eine schematische Darstellung eines koaxialen Schlauchs gemäß mindestens einer Ausführungsform.
9A–C zeigen Beispiele von ersten länglichen Elementformen, die zur Verbesserung der Wärmeeffizienz gestaltet sind.
9D–F zeigen Beispiele von Filamentanordnungen, die zur Verbesserung der Wärmeeffizienz gestaltet sind.
10A–C zeigen Beispiele für ein Stapeln von ersten länglichen Elementen.
11A–D zeigen Krümmungsradiuseigenschaften von Schläuchen gemäß verschiedenen Ausführungsformen.
In den Zeichnungen werden Bezugszeichen wieder verwendet, um eine Entsprechung zwischen genannten (oder ähnlichen) Elementen anzuzeigen. Zusätzlich gibt die erste Zahl in jedem Bezugszeichen die Figur an, in der das Element das erste Mal erscheint.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Einzelheiten bezüglich mehrerer veranschaulichender Ausführungsformen zur Realisierung der hierin beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren sind in der Folge unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf diese beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Atemkreislauf mit einem medizinischen Schlauch oder mehreren medizinischen Schläuchen
Für ein genaueres Verständnis der Offenbarung wird zunächst auf 1 Bezug genommen, die einen Atemkreislauf gemäß mindestens einer Ausführungsform zeigt, der einen medizinischen Schlauch oder mehrere medizinische Schläuche enthält. Schlauch ist ein allgemeiner Begriff und ist in seiner normalen und üblichen Bedeutung für einen Durchschnittsfachmann zu verstehen (das heißt, er ist nicht auf eine spezielle oder individuelle Bedeutung begrenzt) und enthält, ohne Einschränkung, nicht zylindrische Durchgänge. Gewisse Ausführungsformen können einen Verbundschlauch enthalten, der im Allgemeinen als Schlauch definiert werden kann, der zwei oder mehr Teile aufweist, oder genauer, in einigen Ausführungsformen zwei oder mehr Komponenten, wie in der Folge ausführlicher beschrieben ist. Ein solcher Atemkreislauf kann ein kontinuierliches, variables oder zweistufiges positives Atemwegsdruck-(PAP-)System oder eine andere Form von Atmungstherapie sein.
Gase können im Kreislauf von 1 wie folgt transportiert werden. Trockene Gase strömen von einem Ventilator/Gebläse 105 zu einem Befeuchtungsgerät 107, das die trockenen Gase befeuchtet. Das Befeuchtungsgerät 107 ist mit dem Einlass 109 (dem Ende zur Aufnahme befeuchteter Gase) des Inspirationsschlauchs 103 über einen Anschluss 111 verbunden, wodurch dem Inspirationsschlauch 103 befeuchtete Gase zugeleitet werden. Ein Inspirationsschlauch ist ein Schlauch, der zum Abgeben von Atmungsgasen an einen Patienten gestaltet ist und kann aus einem Verbundschlauch bestehen, wie in der Folge in näheren Einzelheiten beschrieben ist. Die Gase strömen durch den Inspirationsschlauch 103 zum Auslass 113 (dem Ende zum Austreiben befeuchteter Gase) und dann durch eine Patientenschnittstelle 115, die an den Auslass 113 angeschlossen ist, zum Patienten 101.
Ein Exspirationsschlauch 117 ist ebenso an die Patientenschnittstelle 115 angeschlossen. Ein Exspirationsschlauch ist ein Schlauch, der zum Abtransportieren ausgeatmeter befeuchteter Gase von einem Patienten gestaltet ist. Hier leitet der Exspirationsschlauch 117 ausgeatmete befeuchtete Gase von der Patientenschnittstelle 115 zum Ventilator/Gebläse 105 zurück.
In diesem Beispiel treten trockene Gase durch einen Schlitz 119 in den Ventilator/das Gebläse 105. Ein Lüfter 121 kann den Gasstrom in den Ventilator/das Gebläse verbessern, indem er Luft oder andere Gase durch den Schlitz 119 zieht. Der Lüfter 121 kann zum Beispiel ein drehzahlgeregelter Lüfter sein, wenn eine elektronische Steuerung 123 die Lüfterdrehzahl steuert. Insbesondere kann die Funktion der elektronischen Steuerung 123 durch eine elektronische Mastersteuerung 125 als Reaktion auf Eingaben von der Mastersteuerung 125 und eines vom Benutzer über eine Wählscheibe 127 eingestellten, vorbestimmten erforderlichen Wertes (Sollwertes) des Drucks oder der Lüfterdrehzahl gesteuert werden.
Das Befeuchtungsgerät 107 weist eine Befeuchtungskammer 129 auf, die ein Volumen Wasser 130 oder einer anderen geeigneten Befeuchtungsflüssigkeit enthält. Vorzugsweise ist die Befeuchtungskammer 129 vom Befeuchtungsgerät 107 nach Verwendung entfernbar. Die Entfernbarkeit ermöglicht, dass die Befeuchtungskammer 129 leichter sterilisiert oder entsorgt werden kann. Das Befeuchtungskammerteil 129 des Befeuchtungsgeräts 107 kann jedoch eine einheitliche Konstruktion sein. Der Körper der Befeuchtungskammer 129 kann aus einem nicht-leitenden Glas oder Kunststoffmaterial gebildet sein. Die Befeuchtungskammer 129 kann aber auch leitende Komponenten enthalten. Beispielweise kann die Befeuchtungskammer 129 eine stark wärmeleitende Basis enthalten (zum Beispiel eine Aluminiumbasis), die mit einer Heizplatte 131 am Befeuchtungsgerät 107 in Kontakt steht oder verbunden ist.
Das Befeuchtungsgerät 107 kann auch elektronische Steuerungen enthalten. In diesem Beispiel enthält das Befeuchtungsgerät 107 eine elektronische, analoge oder digitale Mastersteuerung 125. Vorzugsweise ist die Mastersteuerung 125 eine auf einem Mikroprozessor basierende Steuerung, die Computer-Softwarebefehle ausführt, die in einem zugehörigen Speicher gespeichert sind. Als Reaktion auf den vom Benutzer eingestellten Feuchtigkeits- oder Temperaturwert, der zum Beispiel über eine Benutzerschnittstelle 133 eingegeben wird, und andere Eingaben bestimmt die Mastersteuerung 125, wann (oder in welchem Ausmaß) die Heizplatte 131 betrieben wird, um das Wasser 130 in der Befeuchtungskammer 129 zu erwärmen.
Es kann jede geeignete Patientenschnittstelle 115 enthalten sein. Patientenschnittstelle ist ein allgemeiner Begriff und ist in seiner normalen und üblichen Bedeutung für einen Durchschnittsfachmann zu verstehen (das heißt, er ist nicht auf eine spezielle oder individuelle Bedeutung begrenzt) und enthält, ohne Einschränkung, Masken (wie Trachealmasken, Gesichtsmasken und Nasenmasken), Kanülen und Nasenpolster. Eine Temperatursonde 135 kann an den Inspirationsschlauch 103 nahe der Patientenschnittstelle 115 oder an die Patientenschnittstelle 115 angeschlossen sein. Die Temperatursonde 135 überwacht die Temperatur nahe oder an der Patientenschnittstelle 115. Ein Heizfilament (nicht dargestellt), das mit der Temperatursonde verbunden ist, kann zum Einstellen der Temperatur der Patientenschnittstelle 115 und/oder des Inspirationsschlauchs 103 verwendet werden, um die Temperatur des Inspirationsschlauchs 103 und/oder der Patientenschnittstelle 115 über die Sättigungstemperatur zu erhöhen, wodurch die Möglichkeit einer unerwünschten Kondensation verringert wird.
In 1 werden ausgeatmete befeuchtete Gase von der Patientenschnittstelle 115 zum Ventilator/Gebläse 105 über den Exspirationsschlauch 117 zurückgeleitet. Der Exspirationsschlauch 117 kann auch ein Verbundschlauch sein, wie in der Folge ausführlicher beschrieben ist. Der Exspirationsschlauch 117 kann jedoch auch ein medizinischer Schlauch nach dem Stand der Technik sein. In jedem Fall kann der Exspirationsschlauch 117 eine Temperatursonde und/oder ein Heizfilament haben, wie oben in Bezug auf den Inspirationsschlauch 103 beschrieben, die bzw. das mit diesem zur Verringerung der Möglichkeit einer Kondensation integriert ist. Ferner muss der Exspirationsschlauch 117 ausgeatmete Gase nicht zum Ventilator/Gebläse 105 zurückleiten. Alternativ können ausgeatmete befeuchtete Gase direkt an die Umgebung abgegeben oder zu einem anderen Hilfsgerät, wie einem Luftwäscher/Filter (nicht dargestellt) geleitet werden. In gewissen Ausführungsformen wird auf den Exspirationsschlauch vollständig verzichtet.
Verbundschläuche
2A zeigt eine Seitendraufsicht eines Abschnitts eines beispielhaften Verbundschlauchs 201. Im Allgemeinen weist der Verbundschlauch 201 ein erstes längliches Element 203 und ein zweites längliches Element 205 auf. Element ist ein allgemeiner Begriff und ist in seiner normalen und üblichen Bedeutung für einen Durchschnittsfachmann zu verstehen (das heißt, er ist nicht auf eine spezielle oder individuelle Bedeutung begrenzt) und enthält, ohne Einschränkung, integrale Teile, integrale Komponenten und getrennte Komponenten. Obwohl 2A eine Ausführungsform zeigt, die aus zwei getrennten Komponenten besteht, ist daher offensichtlich, dass in anderen Ausführungsformen (wie unten in 5A–5D beschrieben) das erste längliche Element 203 und zweite längliche Element 205 auch Regionen in einem Schlauch darstellen können, die aus einem einzigen Material gebildet sind. Somit kann das erste längliche Element 203 einen hohlen Teil eines Schlauchs darstellen, während das zweite längliche Element 205 eine strukturelle Stütze oder ein Verstärkungsteil des Schlauchs darstellt, das zur strukturellen Stütze des hohlen Teils beiträgt. Das hohle Teil und das strukturell stützende Teil können, wie hierin beschrieben, eine spiralförmige Ausgestaltung haben. Der Verbundschlauch 201 kann zur Bildung des Inspirationsschlauchs 103 und/oder des Exspirationsschlauchs 117 wie oben beschrieben, eines koaxialen Schlauchs, wie unten beschrieben, oder sämtlicher anderer Schläuche, wie jene, die an anderer Stelle in dieser Offenbarung beschrieben sind, verwendet werden.
In diesem Beispiel weist das erste längliche Element 203 einen Hohlkörper auf, der spiralförmig gewickelt ist, um zumindest teilweise einen länglichen Schlauch mit einer Längsachse LA-LA und einem Lumen 207 zu bilden, das sich entlang der Längsachse LA-LA erstreckt. In mindestens einer Ausführungsform ist das erste längliche Element 203 ein Schlauch. Vorzugsweise ist das erste längliche Element 203 flexibel. Ferner ist das erste längliche Element 203 vorzugsweise transparent oder mindestens semi-transparent oder semi-opak. Ein Grad der optischen Transparenz ermöglicht einem Pfleger oder Benutzer, das Lumen 207 auf eine Blockierung oder Verunreinigungen zu überprüfen oder das Vorhandensein von Feuchtigkeit zu bestätigen. Eine Reihe von Kunststoffen, einschließlich Kunststoffe medizinischer Güte, ist für den Körper des ersten länglichen Elements 203 geeignet. Beispiele für geeignete Materialien enthalten Polyolefinelastomere, Polyetherblockamide, thermoplastische Co-Polyesterelastomere, EPDM-Polypropylengemische und thermoplastische Polyurethane.
Die Hohlkörperstruktur des ersten länglichen Elements 203 trägt zu den isolierenden Eigenschaften für den Verbundschlauch 201 bei. Ein isolierender Schlauch 201 ist wünschenswert, da er, wie oben erklärt, einen Wärmeverlust verhindert. Dies kann dem Schlauch 201 ermöglichen, Gas aus einem Erwärmungs-Befeuchtungsgerät an einen Patienten abzugeben, während der konditionierte Zustand des Gases mit minimalem Energieverbrauch aufrechterhalten wird.
In mindestens einer Ausführungsform wird das hohle Teil des ersten länglichen Elements 203 mit Gas gefüllt. Das Gas kann Luft sein, das wegen seiner geringen Wärmeleitfähigkeit (2,62 × 10^–2 W/m·K bei 300 K) und sehr geringen Kosten erwünscht ist. Ein Gas, das viskoser ist als Luft, kann auch vorteilhaft verwendet werden, da eine höhere Viskosität eine konvektive Wärmeübertragung verringert. Somit können Gase wie Argon (17,72 × 10^–3 W/m·K bei 300 K), Krypton (9,43 × 10^–3 W/m·K bei 300 K) und Xenon (5,65 × 10^–3 W/m·K bei 300 K) die Isolierleistung erhöhen. Jedes dieser Gase ist nichttoxisch, chemisch inert, brandhemmend, und im Handel erhältlich. Das hohle Teil des ersten länglichen Elements 203 kann an beiden Enden des Schlauchs abgedichtet werden, wodurch das Gas darin veranlasst wird, im Wesentlichen stagnierend zu sein. Alternativ kann das hohle Teil eine sekundäre pneumatische Verbindung sein, wie eine Druckprobenleitung, um eine Druckrückkopplung vom Patienten-Ende des Schlauchs zu einer Steuerung zu leiten. Das erste längliche Element 203 kann optional perforiert sein. Beispielweise kann die Oberfläche des ersten länglichen Elements 203 an einer nach außen weisenden Oberfläche, die dem Lumen 207 gegenüberliegt, perforiert sein. In einer anderen Ausführungsform wird das hohle Teil des ersten länglichen Elements 203 mit Flüssigkeit gefüllt. Beispiele für Flüssigkeiten können Wasser oder andere biologisch kompatible Flüssigkeiten mit hoher Wärmekapazität enthalten. Beispielweise können Nanofluide verwendet werden. Ein beispielhaftes Nanofluid mit geeigneter Wärmekapazität enthält Wasser und Nanopartikel von Substanzen wie Aluminium.
Das zweite längliche Element 205 ist auch spiralförmig gewickelt und mit dem ersten länglichen Element 203 zwischen benachbarten Wicklungen des ersten länglichen Elements 203 verbunden. Das zweite längliche Element 205 bildet zumindest einen Teil des Lumens 207 des länglichen Schlauchs. Das zweite längliche Element 205 wirkt als strukturelle Stütze für das erste längliche Element 203.
In mindestens einer Ausführungsform ist das zweite längliche Element 205 an der Basis (proximal zum Lumen 207) breiter und an der Oberseite schmäler. Zum Beispiel kann das zweite längliche Element im Allgemeinen dreieckig geformt, im Allgemeinen T-förmig oder im Allgemeinen Y-förmig sein. Es ist jedoch jede Form geeignet, die den Konturen des entsprechenden ersten länglichen Elements 203 entspricht.
Vorzugsweise ist das zweite längliche Element 205 flexibel, um ein Biegen des Schlauchs zu erleichtern. Wünschenswerterweise ist das zweite längliche Element 205 weniger flexibel als das erste längliche Element 203. Dies verbessert die Fähigkeit des zweiten länglichen Elements 205, das erste längliche Element 203 strukturell zu stützen. Zum Beispiel ist der Modulus des zweiten länglichen Elements 205 vorzugsweise 30–50 MPa (oder etwa 30–50 MPa). Der Modulus des ersten länglichen Elements 203 ist geringer als der Modulus des zweiten länglichen Elements 205. Das zweite längliche Element 205 kann fest oder vorwiegend fest sein. Zusätzlich kann das zweite längliche Element 205 leitendes Material, wie Filamente und insbesondere Heizfilamente oder Sensoren (nicht dargestellt), einkapseln oder aufnehmen. Heizfilamente können die kalten Oberflächen minimieren, auf welchen sich Kondensat von feuchtigkeitsbeladener Luft bilden kann. Heizfilamente können auch zur Veränderung des Temperaturprofils von Gasen im Lumen 207 des Verbundschlauchs 201 verwendet werden. Eine Reihe von Polymeren und Kunststoffen, einschließlich Kunststoffe medizinischer Güte, ist für den Körper des zweiten länglichen Elements 205 geeignet. Beispiele für geeignete Materialien enthalten Polyolefinelastomere, Polyetherblockamide, thermoplastische Co-Polyesterelastomere, EPDM-Polypropylengemische und thermoplastische Polyurethane. In gewissen Ausführungsformen können das erste längliche Element 203 und das zweite längliche Element 205 aus demselben Material bestehen. Das zweite längliche Element 205 kann auch aus einem anders farbigen Material als das erste längliche Element 203 bestehen und kann transparent, durchscheinend oder opak sein. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform das erste längliche Element 203 aus klarem Kunststoff bestehen und das zweite längliche Element 205 kann aus einem opaken blauen (oder anders farbigen) Kunststoff bestehen.
Diese spiralförmig gewickelte Struktur, die einen flexiblen Hohlkörper und eine integrale Stütze aufweist, kann einen Stauchwiderstand bieten, während die Schlauchwand flexibel genug bleibt, um Biegungen kleinen Radius ohne Knicken, Verschließen oder Zusammenfallen zu ermöglichen. Vorzugsweise kann der Schlauch um einen Metallzylinder von 25 mm Durchmesser ohne Knicken, Verschließen oder Zusammenfallen gebogen werden, wie in dem Test zur Erhöhung des Strömungswiderstands beim Biegen gemäß ISO 5367:2000(E) bestimmt. Diese Struktur kann auch eine glatte Oberfläche des Lumens 207 (der Schlauchbohrung) vorsehen, die dazu beiträgt, den Schlauch frei von Ablagerungen zu halten, und den Gasstrom verbessert. Es hat sich gezeigt, dass der Hohlkörper die isolierenden Eigenschaften eines Schlauchs verbessert, während der Schlauch leichtgewichtig bleiben kann.
Wie oben erklärt, kann der Verbundschlauch 201 als Exspirationsschlauch und/oder Inspirationsschlauch in einem Atemkreislauf oder einem Teil eines Atemkreislaufs verwendet werden. Vorzugsweise wird der Verbundschlauch 201 zumindest als Inspirationsschlauch verwendet.
2B zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils des beispielhaften Verbundschlauchs 201 von 2A. 2B hat dieselbe Orientierung wie 2A. Dieses Beispiel zeigt ferner die Hohlkörperform des ersten länglichen Elements 203. Wie in diesem Beispiel erkennbar ist, bildet das erste längliche Element 203 im Längsquerschnitt mehrere hohle Blasen. Teile 209 des ersten länglichen Elements 203 überlappen benachbarte Wicklungen des zweiten länglichen Elements 205. Ein Teil 211 des ersten länglichen Elements 203 bildet die Wand des Lumens (der Schlauchbohrung).
Es wurde entdeckt, dass ein Spalt 213 zwischen benachbarten Wicklungen des ersten länglichen Elements 203, das heißt, zwischen benachbarten Blasen, die gesamten isolierenden Eigenschaften des Verbundschlauchs 201 unerwartet verbesserte. Somit sind in gewissen Ausführungsformen benachbarte Blasen durch einen Spalt 213 getrennt. Ferner enthalten gewisse Ausführungsformen die Erkenntnis, dass das Vorsehen eines Spalts 213 zwischen benachbarten Blasen den Wärmedurchlasswiderstand (den R-Wert) erhöht und somit die Wärmeübertragungsleitfähigkeit des Verbundschlauchs 201 senkt. Es hat sich auch gezeigt, dass diese Spaltausgestaltung die Flexibilität des Verbundschlauchs 201 verbessert, da Biegungen mit kürzerem Radius möglich sind. Ein T-förmiges zweites längliches Element 205, wie in 2B dargestellt, kann dazu beitragen, einen Spalt 213 zwischen benachbarten Blasen aufrechtzuerhalten. Dennoch berühren sich in gewissen Ausführungsformen die benachbarten Blasen. Zum Beispiel können benachbarte Blasen miteinander verbunden sein.
Es kann bzw. können ein oder mehrere leitende(s) Material(ien) im zweiten länglichen Element 205 zum Erwärmen oder Erfassen des Gasstroms angeordnet werden. In diesem Beispiel sind zwei Heizfilamente 215 im zweiten länglichen Element 205 eingekapselt, eines an jeder Seite des vertikalen Teils des ”T.” Die Heizfilamente 215 weisen leitendes Material auf, wie Legierungen aus Aluminium (Al) und/oder Kupfer (Cu) oder leitendes Polymer. Vorzugsweise wird das Material, welches das zweite längliche Element 205 bildet, so gewählt, dass es nicht mit dem Metall in den Heizfilamenten 215 reaktionsfähig ist, wenn die Heizfilamente 215 ihre Betriebstemperatur erreichen. Die Filamente 215 können vom Lumen 207 beabstandet sein, so dass die Filamente zum Lumen 207 nicht freiliegen. An einem Ende des Verbundschlauchs können Paare von Filamenten zu einer Verbindungsschleife gebildet werden.
In mindestens einer Ausführungsform sind mehrere Filamente im zweiten länglichen Element 205 angeordnet. Die Filamente können elektrisch aneinander angeschlossen sein, so dass sie eine gemeinsame Schiene teilen. Zum Beispiel kann ein erstes Filament, wie ein Heizfilament, auf einer ersten Seite des zweiten länglichen Elements 205 angeordnet werden. Ein zweites Filament, wie ein Sensorfilament, kann an einer zweiten Seite des zweiten länglichen Elements 205 angeordnet werden. Ein drittes Filament, wie ein Massefilament, kann zwischen dem ersten und zweiten Filament angeordnet werden. Die ersten, zweiten und/oder dritten Filamente können an einem Ende des zweiten länglichen Elements 205 miteinander verbunden werden.
2C zeigt einen Längsquerschnitt der Blasen in 2B. Wie dargestellt, sind die Teile 209 des ersten länglichen Elements 203, die benachbarte Wicklungen des zweiten länglichen Elements 205 überlappen, durch einen Grad einer Bindungsregion 217 gekennzeichnet. Eine größere Bindungsregion verbessert den Widerstand der Schläuche gegen eine Schichtablösung an der Grenzfläche des ersten und zweiten länglichen Elements. Zusätzlich oder alternativ kann die Form des Wulstes und/oder der Blase angepasst werden, um die Bindungsregion 217 zu vergrößern. Zum Beispiel zeigt 2D eine relativ kleine Bindungsfläche an der linken Seite. 9B zeigt auch eine kleinere Bindungsregion. Im Gegensatz dazu hat 2E wegen der Größe und Form des Wulstes eine viel größere Bindungsregion als jene, die in 2D dargestellt ist. 9A und 9C zeigen auch eine größere Bindungsregion. Jede dieser Figuren wird unten näher besprochen. Es sollte offensichtlich sein, dass obwohl die Ausgestaltungen in 2E, 9A und 9C in gewissen Ausführungsformen bevorzugt sind, andere Ausgestaltungen, einschließlich jener von 2D, 9B und anderer Variationen, nach Wunsch in anderen Ausführungsformen verwendet werden können.
2D zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 2D hat dieselbe Orientierung wie 2B. Dieses Beispiel zeigt ferner die Hohlkörperform des ersten länglichen Elements 203 und zeigt, wie das erste längliche Element 203 im Längsquerschnitt mehrere hohle Blasen bildet. In diesem Beispiel sind die Blasen durch einen Spalt 213 vollständig voneinander getrennt. Ein im Allgemeinen dreieckiges zweites längliches Element 205 stützt das erste längliche Element 203.
2E zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 2E hat dieselbe Orientierung wie 2B. In dem Beispiel von 2E sind die Heizfilamente 215 weiter voneinander beabstandet als die Filamente 215 in 2B. Es wurde entdeckt, dass die Vergrößerung des Raums zwischen Heizfilamenten die Erwärmungseffizienz verbessern kann und gewisse Ausführungsformen enthalten diese Erkenntnis. Erwärmungseffizienz bezieht sich auf das Verhältnis der Menge an Wärme, die dem Schlauch zugeführt wird, zu der Menge an Energie, die abgegeben oder aus dem Schlauch wiedergewonnen werden kann. Allgemein gesagt, je größer die Energie (oder Wärme) ist, die vom Schlauch gestreut wird, umso geringer ist die Erwärmungseffizienz. Für eine verbesserte Heizleistung können die Heizfilamente 215 entlang der Bohrung des Schlauchs gleich (oder ungefähr gleich) beabstandet sein. Alternativ können die Filamente 215 an den äußersten Enden des zweiten länglichen Elements 205 positioniert werden, was eine einfachere Herstellung bieten kann.
Es wird anschließend auf 3A bis 3G Bezug genommen, die beispielhafte Ausgestaltungen für das zweite längliche Element 205 zeigen. 3A zeigt einen Querschnitt eines zweiten länglichen Elements 205 mit einer Form ähnlich der in 2B dargestellten T-Form. In dieser beispielhaften Ausführungsform hat das zweite längliche Element 205 keine Heizfilamente. Es können auch andere Formen für das zweite längliche Element 205 verwendet werden, einschließlich Variationen der T-Form, wie unten beschrieben, und dreieckiger Formen.
3B zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element 205 mit einem T-förmigen Querschnitt. In diesem Beispiel sind Heizfilamente 215 in Schnitten 301 im zweiten länglichen Element 205 an jeder Seite des vertikalen Teils des ”T” eingebettet. In einigen Ausführungsformen können die Schnitte 301 im zweiten länglichen Element 205 während der Extrusion gebildet werden. Die Schnitte 301 können alternativ im zweiten länglichen Element 205 nach der Extrusion gebildet werden. Zum Beispiel kann ein Schneidwerkzeug die Schnitte im zweiten länglichen Element 205 bilden. Vorzugsweise werden die Schnitte durch die Heizfilamente 215 gebildet, während sie in das zweite längliche Element 205 kurz nach der Extrusion gepresst oder gezogen (mechanisch befestigt) werden, während das zweite längliche Element 205 relativ weich ist. Als Alternative kann bzw. können ein oder mehrere Heizfilament(e) an der Basis des länglichen Elements montiert (z. B. angeklebt, gebunden oder teilweise eingebettet) werden, so dass das oder die Filament(e) zum Schlauchlumen freiliegen. In solchen Ausführungsformen kann es wünschenswert sein, das oder die Filament(e) isoliert zu halten, um eine Brandgefahr zu verringern, wenn ein brennbares Gas wie Sauerstoff durch das Schlauchlumen geleitet wird.
3C zeigt noch ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element 205 im Querschnitt. Das zweite längliche Element 205 hat eine im Allgemeinen dreieckige Form. In diesem Beispiel sind Heizfilamente 215 an gegenüberliegenden Seiten des Dreiecks eingebettet.
3D zeigt noch ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element 205 im Querschnitt. Das zweite längliche Element 205 weist vier Rillen 303 auf. Die Rillen 303 sind Einkerbungen oder Furchen im Querschnittsprofil. In einigen Ausführungsformen können die Rillen 303 die Bildung von Schnitten (nicht dargestellt) zum Einbetten von Filamenten (nicht dargestellt) erleichtern. In einigen Ausführungsformen erleichtern die Rillen 303 die Positionierung von Filamenten (nicht dargestellt), die in das zweite längliche Element 205 gepresst oder gezogen und dadurch eingebettet werden. In diesem Beispiel erleichtern die vier Einführungsrillen 303 die Anordnung von bis zu vier Filamenten, z. B., vier Heizfilamenten, vier Sensorfilamenten, zwei Heizfilamenten und zwei Sensorfilamenten, drei Heizfilamenten und einem Sensorfilament oder einem Heizfilament und drei Sensorfilamenten. In einigen Ausführungsformen können die Heizfilamente an der Außenseite des zweiten länglichen Elements 205 angeordnet werden. Sensorfilamente können an der Innenseite angeordnet werden.
3E zeigt ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element 205 im Querschnitt. Das zweite längliche Element 205 hat ein T-förmiges Profil und mehrere Rillen 303 zur Anordnung von Heizfilamenten.
3F zeigt noch ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element 205 im Querschnitt. Vier Filamente 215 werden im zweiten länglichen Element 205 eingekapselt, zwei an jeder Seite des vertikalen Teils des ”T”. Wie in der Folge ausführlicher erklärt ist, sind die Filamente im zweiten länglichen Element 205 eingekapselt, da das zweite längliche Element 205 um die Filamente extrudiert wurde. Es wurden keine Schnitte zum Einbetten der Heizfilamente 215 gebildet. In diesem Beispiel weist das zweite längliche Element 205 auch mehrere Rillen 303 auf. Da die Heizfilamente 215 im zweiten länglichen Element 205 eingekapselt sind, werden die Rillen 303 nicht zum Erleichtern der Bildung von Schnitten zum Einbetten von Heizfilamenten verwendet. In diesem Beispiel können die Rillen 303 eine Trennung der eingebetteten Heizfilamente erleichtern, wodurch ein Abstreifen einzelner Kerne leichter wird, wenn zum Beispiel die Heizfilamente abgeschlossen werden.
3G zeigt noch ein weiteres beispielhaftes zweites längliches Element 205 im Querschnitt. Das zweite längliche Element 205 hat eine im Allgemeinen dreieckige Form. In diesem Beispiel ist die Form des zweiten länglichen Elements 205 ähnlich jener von 3C, es sind aber vier Filamente 215 im zweiten länglichen Element 205 eingekapselt, die alle zentral im unteren Drittel des zweiten länglichen Elements 205 liegen und entlang einer im Allgemeinen horizontalen Achse angeordnet sind.
Wie oben erklärt, kann es wünschenswert sein, den Abstand zwischen Filamenten zur Verbesserung der Erwärmungseffizienz zu vergrößern. In einigen Ausführungsformen jedoch, wenn die Heizfilamente 215 in den Verbundschlauch 201 eingefügt sind, können die Filamente 215 relativ zentral im zweiten länglichen Element 205 positioniert werden. Eine zentralisierte Position fördert die Robustheit der Verbundschläuche für eine Wiederverwendung, teilweise weil die Position die Wahrscheinlichkeit verringert, dass das Filament bei wiederholtem Biegen des Verbundschlauchs 201 bricht. Ein Zentralisieren der Filamente 215 kann auch die Gefahr einer Entzündung verringern, da die Filamente 215 mit Isolierschichten überzogen und aus dem Gaspfad entfernt sind.
Wie oben erklärt, zeigen einige der Beispiele geeignete Anordnungen von Filamenten 215 im zweiten länglichen Element 205. In den vorangehenden Beispielen, die mehr als ein Filament 215 aufweisen, sind die Filamente 215 im Allgemeinen entlang einer horizontalen Achse ausgerichtet. Alternative Ausgestaltungen sind auch geeignet. Zum Beispiel können zwei Filamente entlang einer vertikalen Achse oder entlang einer diagonalen Achse ausgerichtet sein. Vier Filamente können entlang einer vertikalen Achse oder einer diagonalen Achse ausgerichtet sein. Vier Filamente können in einer kreuzförmigen Gestaltung ausgerichtet sein, wobei ein Filament an der Oberseite des zweiten länglichen Elements angeordnet ist, ein Filament an der Unterseite des zweiten länglichen Elements (nahe dem Schlauchlumen) angeordnet ist und zwei Filamente an gegenüberliegenden Armen einer ”T”-”Y”- oder Dreiecksbasis angeordnet sind.

TABELLEN 1A und 1B zeigen einige bevorzugte Dimensionen von hierin beschriebenen medizinischen Schläuchen wie auch einige bevorzugte Bereiche für diese Dimensionen. Die Dimensionen beziehen sich auf einen quer verlaufenden Querschnitt eines Schlauchs. In diesen Tabellen stellt der Lumendurchmesser den Innendurchmesser eines Schlauchs dar. Teilung stellt den Abstand zwischen zwei sich wiederholenden Punkten dar, die axial den Schlauch entlang gemessen werden, nämlich den Abstand zwischen der Spitze der vertikalen Teile benachbarter ”T”s des zweiten länglichen Elements. Blasenbreite stellt die Breite (den maximalen Außendurchmesser) einer Blase dar. Blasenhöhe stellt die Höhe einer Blase vom Schlauchlumen dar. Wulsthöhe stellt die maximale Höhe des zweiten länglichen Elements vom Schlauchlumen dar (z. B. die Höhe des vertikalen Teils des ”T”). Wulstbreite stellt die maximale Breite des zweiten länglichen Elements dar (z. B. die Breite des horizontalen Teil des ”T”). Blasendicke stellt die Dicke der Blasenwand dar. Tabelle 1A

Merkmal	Kind		Erwachsener
	Dimension (mm)	Bereich (±)	Dimension (mm)	Bereich (±)
Lumendurchmesser	11	1	18	5
Teilung	4,8	1	7,5	2
Blasenbreite	4,2	1	7	1
Wulstbreite	2,15	1	2,4	1
Blasenhöhe	2,8	1	3,5	0,5
Wulsthöhe	0,9	0,5	1,5	0,5
Blasendicke	0,4	0,35	0,2	0,15

Tabelle 1B

Merkmal	Kind		Erwachsener
	Dimension (mm)	Bereich (±)	Dimension (mm)	Bereich (±)
Lumendurchmesser	11	1	18	5
Teilung	4,8	1	7,5	2
Blasenbreite	4,2	1	7	1
Wulstbreite	2,15	1	3,4	1
Blasenhöhe	2,8	1	4,0	0,5
Wulsthöhe	0,9	0,5	1,7	0,5
Blasendicke	0,4	0,35	0,2	0,15

TABELLEN 2A und 2B zeigen beispielhafte Verhältnisse zwischen den Dimensionen von Schlauchelementen für die Schläuche, die in TABELLE 1A bzw. 1B gezeigt sind. Tabelle 2A

Verhältnisse	Kind	Erwachsener
Lumendurchmesser:Teilung	2,3:1	2,4:1
Teilung:Blasenbreite	1,1:1	1,1:1
Teilung:Wulstbreite	2,2:1	3,1:1
Blasenbreite:Wulstbreite	2,0:1	2,9:1
Lumendurchmesser:Blasenhöhe	3,9:1	5,1:1
Lumendurchmesser:Wulsthöhe	12,2:1	12,0:1
Blasenhöhe:Wulsthöhe	3,1:1	2,3:1
Lumendurchmesser:Blasendicke	27,5:1	90,0:1

Tabelle 2B

Verhältnisse	Kind	Erwachsener
Lumendurchmesser:Teilung	2,3:1	2,4:1
Teilung:Blasenbreite	1,1:1	1,1:1
Teilung:Wulstbreite	2,2:1	2,2:1
Blasenbreite:Wulstbreite	2,0:1	2,1:1
Lumendurchmesser:Blasenhöhe	3,9:1	4,5:1
Lumendurchmesser:Wulsthöhe	12,2:1	10,6:1
Blasenhöhe:Wulsthöhe	3,1:1	2,4:1
Lumendurchmesser:Blasendicke	27,5:1	90,0:1

Die folgenden Tabellen zeigen einige beispielhafte Eigenschaften eines hierin beschriebenen Verbundschlauchs (mit ”A” markiert) mit einem Heizfilament, das im Inneren des zweiten länglichen Elements integriert ist. Zum Vergleich sind auch Eigenschaften eines wegwerfbaren Wellschlauchs, Fisher&Paykel Modell RT100 (mit ”B” markiert), mit einem Heizfilament, das spiralförmig im Inneren der Bohrung des Schlauchs gewickelt ist, dargestellt.
Eine Messung des Strömungswiderstands (”resistance to flow”, RTF) wurde gemäß Anhang A von ISO 5367:2000(E) ausgeführt. Die Ergebnisse sind in TABELLE 3 zusammengefasst. Wie unten erkennbar ist, ist der RTF für den Verbundschlauch geringer als der RTF für den Schlauch vom Modell RT100. Tabelle 3

RTF (cm H₂O)

Strömungsrate (L/min) 3 20 40 60

A 0 0,05 0,18 0,38

B 0 0,28 0,93 1,99
Kondensat oder ”Ausregnen” in dem Schlauch bezieht sich auf das Gewicht des Kondensats, das täglich bei einer Gasströmungsrate von 20 L/min und einer Raumtemperatur von 18°C gesammelt wurde. Befeuchtete Luft wird kontinuierlich aus einer Kammer durch den Schlauch geleitet. Die Gewichte des Schlauchs werden vor und nach jedem Testtag aufgezeichnet. Es werden drei aufeinanderfolgende Tests durchgeführt, wobei der Schlauch zwischen jedem Test getrocknet wurde. Die Ergebnisse sind unten in TABELLE 4 angeführt. Die Ergebnisse zeigten, dass das Ausregnen im Verbundschlauch signifikant geringer ist als im Modell RT100 Schlauch.
Der Energiebedarf bezieht sich auf die Energie, die während des Kondensattests verbraucht wurde. In diesem Test wurde die Umgebungsluft bei 18°C gehalten. Befeuchtungskammern (siehe z. B. die Befeuchtungskammer 129 in 1) wurden von MR850 Heizbasen betrieben. Die Heizfilamente in den Schläuchen wurden unabhängig von einer Gleichstromversorgung betrieben. Es wurden verschiedene Strömungsraten eingestellt und die Kammer wurde am Kammerausgang bei 37°C eingeregelt. Dann wurde die Gleichspannung zu den Kreisläufen verändert, um eine Temperatur von 40°C am Kreislaufausgang zu erzeugen. Die erforderliche Spannung, um die Ausgangstemperatur aufrechtzuerhalten, wurde aufgezeichnet und die resultierende Energie wurde berechnet. Die Ergebnisse sind in TABELLE 5 dargestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass der Verbundschlauch A deutlich mehr Energie verbraucht als Schlauch B. Der Grund ist, dass Schlauch B ein spiralförmiges Heizfilament in der Schlauchbohrung zum Erwärmen des Gases von 37°C auf 40°C verwendet. Der Verbundschlauch neigt nicht dazu, das Gas rasch zu erwärmen, da sich das Heizfilament in der Wand des Schlauchs befindet (eingebettet im zweiten länglichen Element). Stattdessen ist der Verbundschlauch zum Aufrechterhalten der Gastemperatur und Verhindern eines Ausregnens bestimmt, indem er die Schlauchbohrung bei einer Temperatur über dem Taupunkt des befeuchteten Gases hält. Tabelle 5

Strömungsrate (L/min) 40 30 20

Schlauch A, erforderliche Energie (W) 46,8 38,5 37,8

Schlauch B, erforderliche Energie (W) 28,0 27,5 26,8
Die Schlauchflexibilität wurde unter Verwendung eines Drei-Punkt-Biegungstests getestet. Die Schläuche wurden in eine Drei-Punkt-Biegungstestbacke gelegt und gemeinsam mit einem Instron 5560 Testsysteminstrument verwendet, um Last und Ausdehnung zu messen. Jede Schlauchprobe wurde dreimal getestet; es wurde die Ausdehnung des Schlauchs gegen die ausgeübte Last gemessen, um die jeweiligen durchschnittlichen Steifheitskonstanten zu erhalten. Die durchschnittlichen Steifheitskonstanten für Schlauch A und Schlauch B sind in TABELLE 6 wiedergegeben. Tabelle 6

Schlauch Steifheit (N/mm)

A 0,028

B 0,088
Herstellungsverfahren
Anschließend wird auf 4A bis 4F Bezug genommen, die beispielhafte Verfahren zur Herstellung von Verbundschläuchen zeigen.
Unter Bezugnahme zunächst auf 4A, weist in mindestens einer Ausführungsform ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauchs das Bereitstellen des zweiten länglichen Elements 205 und das spiralförmige Wickeln des zweiten länglichen Elements 205 um einen Dorn 401 auf, wobei gegenüberliegende Seitenrandteile 403 des zweiten länglichen Elements 205 an benachbarten Wicklungen beabstandet sind, wodurch eine Spirale des zweiten länglichen Elements 405 gebildet wird. Das zweite längliche Element 205 kann in gewissen Ausführungsformen direkt um den Dorn gewickelt werden. In anderen Ausführungsformen kann eine Opferschicht über dem Dorn vorgesehen sein.
In mindestens einer Ausführungsform weist das Verfahren ferner die Bildung des zweiten länglichen Elements 205 auf. Extrusion ist ein geeignetes Verfahren zur Bildung des zweiten länglichen Elements 205. Der zweite Extruder kann so konfiguriert sein, dass das zweite längliche Element 205 mit einer spezifizierten Wulsthöhe extrudiert wird. Somit weist in mindestens einer Ausführungsform das Verfahren das Extrudieren des zweiten länglichen Elements 205 auf.
Wie in 4B dargestellt, kann die Extrusion vorteilhaft sein, da sie ein Einkapseln der Heizfilamente 215 im zweiten länglichen Element 205 ermöglichen kann, da das zweite längliche Element 205 zum Beispiel mit einem Extruder gebildet wird, der eine Querkopf-Extrusionsdüse hat. Somit weist in gewissen Ausführungsformen das Verfahren das Bereitstellen eines oder mehrerer Heizfilamente 215 und das Einkapseln der Heizfilamente 215 zur Bildung des zweiten länglichen Elements 205 auf. Das Verfahren kann auch das Bereitstellen eines zweiten länglichen Elements 205 vorsehen, bei dem ein oder mehrere Heizfilamente 215 im zweiten länglichen Element 205 eingebettet oder eingekapselt sind.
In mindestens einer Ausführungsform weist das Verfahren das Einbetten eines Filaments oder mehrerer Filamente 215 im zweiten länglichen Element 205 auf. Wie zum Beispiel in 4C dargestellt, können die Filamente 215 in das zweite längliche Element 205 bis zu einer spezifizierten Tiefe gepresst (gezogen oder mechanisch positioniert) werden. Als Alternative können Schnitte im zweiten länglichen Element 205 bis zu einer spezifizierten Tiefe gebildet werden und die Filamente 215 können in den Schnitten angeordnet werden. Vorzugsweise erfolgt das Pressen oder Schneiden kurz nachdem das zweite längliche Element 205 extrudiert wurde und das zweite längliche Element 205 weich ist.
Wie in 4D und 4E dargestellt, weist in mindestens einer Ausführungsform das Verfahren das Bereitstellen des ersten länglichen Elements 203 und das spiralförmige Wickeln des ersten länglichen Elements 203 um die Spirale des zweiten länglichen Elements 405 auf, so dass Teile des ersten länglichen Elements 203 benachbarte Wicklungen der Spirale des zweiten länglichen Elements 405 überlappen und ein Teil des ersten länglichen Elements 203 neben dem Dorn 401 in dem Raum zwischen den Wicklungen der Spirale des zweiten länglichen Elements 405 angeordnet ist, wodurch eine Spirale des ersten länglichen Elements 407 gebildet wird. 4D zeigt ein solches beispielhaftes Verfahren, in dem Heizfilamente 215 im zweiten länglichen Element 205 vor der Bildung der Spirale des zweiten länglichen Elements eingekapselt werden. 4E zeigt ein solches beispielhaftes Verfahren, in dem Heizfilamente 215 im zweiten länglichen Element 205 eingebettet werden, wenn die Spirale des zweiten länglichen Elements gebildet wird. Ein alternatives Verfahren zum Einfügen von Filamenten 215 in den Verbundschlauch weist das Einkapseln eines Filaments oder mehrerer Filamente 215 zwischen dem ersten länglichen Element 203 und dem zweiten länglichen Element 205 an einer Region auf, wo das erste längliche Element 203 das zweite längliche Element 205 überlappt.
Die oben beschriebenen Alternativen zum Einfügen eines oder mehrerer Heizfilamente 215 in einen Verbundschlauch haben gegenüber der Alternative von Heizfilamenten im Gaspfad Vorteile. Mit (einem) Heizfilament(en) 215 außerhalb des Gaspfades ist die Leistung besser, da die Filamente die Schlauchwand erwärmen, wo sich die Kondensation am wahrscheinlichsten bildet. Diese Ausgestaltung verringert eine Brandgefahr in sauerstoffreichen Umgebungen, indem das Heizfilament aus dem Gaspfad bewegt wird. Dieses Merkmal verringert auch die Leistung, da es die Wirksamkeit der Heizdrähte beim Erwärmen der Gase verringert, die durch den Schlauch gehen. Dennoch weist in gewissen Ausführungsformen ein Verbundschlauch 201 ein oder mehrere Heizfilament(e) 215 auf, das bzw. die im Gaspfad angeordnet ist bzw. sind. Zum Beispiel können Heizfilamente an der Lumenwand (Schlauchbohrung) zum Beispiel in einer spiralförmigen Ausgestaltung angeordnet sein. Ein beispielhaftes Verfahren zum Anordnen eines oder mehrerer Heizfilamente 215 an der Lumenwand weist das Binden, Einbetten oder eine andere Bildung eines Heizfilaments an einer Oberfläche des zweiten länglichen Elements 205 auf, das, wenn es zusammengefügt ist, die Lumenwand bildet. Somit weist in gewissen Ausführungsformen das Verfahren das Anordnen eines oder mehrerer Heizfilamente 215 an der Lumenwand auf.
Unabhängig davon, ob die Heizfilamente 215 in dem zweiten länglichen Element 205 eingebettet oder eingekapselt oder auf dem zweiten länglichen Element 205 angeordnet oder auf andere Weise in oder an dem Schlauch angeordnet sind, können in mindestens einer Ausführungsform Paare von Filamenten zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundschlauchs zur Bildung eines Kreislaufs geformt werden.
4F zeigt einen Längsquerschnitt der in 4E dargestellten Anordnung mit Konzentration auf einen oberen Teil des Dorns 401 und einen oberen Teil der Spirale des ersten länglichen Elements 407 und der Spirale des zweiten länglichen Elements 405. Dieses Beispiel zeigt die Spirale des zweiten länglichen Elements 405 mit einem T-förmigen zweiten länglichen Element 205. Wenn das zweite längliche Element gebildet wird, werden Heizfilamente 215 im zweiten länglichen Element 205 eingebettet. Die rechte Seite von 4F zeigt das blasenförmige Profil der Spirale des ersten länglichen Elements, wie oben beschrieben.
Das Verfahren kann auch die Bildung des ersten länglichen Elements 203 aufweisen. Extrusion ist ein geeignetes Verfahren zur Bildung des ersten länglichen Elements 203. Somit weist in mindestens einer Ausführungsform das Verfahren das Extrudieren des ersten länglichen Elements 203 auf. Das erste längliche Element 203 kann auch durch Extrudieren von zwei oder mehr Teilen und Verbinden dieser zur Bildung eines einzigen Stücks hergestellt werden. Als andere Alternative kann das erste längliche Element 203 auch durch Extrudieren von Abschnitten hergestellt werden, die eine hohle Form erzeugen, wenn sie gebildet oder nebeneinander in einem Bildungsprozess für einen spiralförmigen Schlauch gebunden werden.
Das Verfahren kann auch das Zuleiten eines Gases bei einem Druck, der höher ist als atmosphärischer Druck, zu einem Ende des ersten länglichen Elements 203 aufweisen. Das Gas kann zum Beispiel Luft sein. Andere Gase können, wie oben erklärt, auch verwendet werden. Das Zuleiten eines Gases zu einem Ende des ersten länglichen Elements 203 kann dazu beitragen, eine offene Hohlkörperform beizubehalten, wenn das erste längliche Element 203 um den Dorn 401 gewickelt ist. Das Gas kann zugeleitet werden, bevor das erste längliche Element 203 um den Dorn 401 gewickelt wird, während das erste längliche Element 203 um den Dorn 401 gewickelt wird oder nachdem das erste längliche Element 203 um den Dorn 401 gewickelt wurde. Beispielweise kann ein Extruder mit einer Extrusionsdüsenkopf/Spitzenkombination Luft in den Hohlraum des ersten länglichen Elements 203 zuleiten oder zuführen, wenn das erste längliche Element 203 extrudiert wird. Somit weist in mindestens einer Ausführungsform das Verfahren das Extrudieren des ersten länglichen Elements 203 und das Zuleiten eines Gases bei einem Druck, der höher als atmosphärischer Druck ist, zu einem Ende des ersten länglichen Elements 203 nach der Extrusion auf. Ein Druck von 15 bis 30 cm H₂O (oder etwa 15 bis 30 cm H₂O) hat sich als geeignet erwiesen.
In mindestens einer Ausführungsform sind das erste längliche Element 203 und das zweite längliche Element 205 spiralförmig um den Dorn 401 gewickelt. Zum Beispiel können das erste längliche Element 203 und zweite längliche Element 205 aus einer Extrusionsdüse bei erhöhter Temperatur von 200°C (oder etwa 200°C) oder mehr kommen und dann nach einer kurzen Strecke auf den Dorn aufgebracht werden. Vorzugsweise wird der Dorn mit einem Wassermantel, einem Kühler und/oder einem anderen geeigneten Kühlverfahren auf eine Temperatur von 20°C (oder etwa 20°C) oder weniger, z. B., annähernd 0°C (oder etwa 0°C) gekühlt. Nach 5 (oder etwa 5) Spiralwicklungen werden das erste längliche Element 203 und zweite längliche Element 205 durch ein Kühlungsfluid (Flüssigkeit oder Gas) weiter gekühlt. In einer Ausführungsform ist das Kühlungsfluid Luft, die aus einem Ring mit Düsen ausgeblasen wird, der den Dorn umschließt. Nach dem Kühlen und Entfernen der Komponenten vom Dorn wird ein Verbundschlauch mit einem Lumen, das sich entlang einer Längsachse erstreckt, und einem Hohlraum, der das Lumen umgibt, gebildet. In einer solchen Ausführungsform ist kein Klebstoff oder anderer Befestigungsmechanismus für eine Verbindung der ersten und zweiten länglichen Elemente erforderlich. Andere Ausführungsformen können einen Klebstoff oder einen anderen Befestigungsmechanismus verwenden, um die zwei Elemente zu binden oder auf andere Weise zu verbinden. In einer anderen Ausführungsform kann das zweite längliche Element 205 nach der Extrusion und der Anordnung der Heizfilamente gekühlt werden, um die Position der Heizfilamente einzufrieren. Das zweite längliche Element 205 kann dann wieder erwärmt werden, wenn es auf den Dorn aufgebracht wird, um die Bindung zu verbessern. Beispielhafte Verfahren zum Wiedererwärmen enthalten Punktheizvorrichtungen, erwärmte Walzen, usw.
Das Verfahren kann auch das Formen von Paaren von Heiz- oder Sensorfilamenten zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundschlauchs aufweisen. Zum Beispiel können Endabschnitte von zwei Heiz- oder Sensorfilamenten vom zweiten länglichen Element 205 gelöst und dann, z. B. durch Verknüpfen, Binden, Zusammenkleben, Verschmelzen, usw. der zwei Filamente, zu einer Verbindungsschleife geformt werden. Als ein weiteres Beispiel können die Endabschnitte der Heizfilamente während des Herstellungsprozesses frei vom zweiten länglichen Element 205 bleiben und dann zu einer Verbindungsschleife geformt werden, wenn der Verbundschlauch zusammengefügt wird.
Medizinische Schläuche und Verfahren zur Herstellung unter Verwendung eines einzigen spiralförmig gewickelten Schlauchs
Anschließend wird auf 5A bis 5F Bezug genommen, die quer verlaufende Querschnitte von Schläuchen zeigen, die ein einziges schlauchförmiges Element mit einem ersten länglichen Element oder Teil 203 und einem zweiten länglichen Element oder Teil 205. Wie dargestellt, sind die zweiten länglichen Teile 205 einstückig mit den ersten länglichen Teilen 203 und erstrecken sich entlang der gesamten Länge des einzelnen schlauchförmigen Elements. In den dargestellten Ausführungsformen ist das einzelne schlauchförmige Element ein länglicher Hohlkörper mit, im quer verlaufenden Querschnitt, einer relativ dünnen Wand, die teilweise das hohle Teil 501 definiert, mit zwei Verstärkungsteilen 205 mit einer relativ größeren Dicke oder relativ größeren Steifigkeit an gegenüberliegenden Seiten des länglichen Hohlkörpers neben der relativ dünnen Wand. Diese Verstärkungsteile bilden einen Teil der Innenwand des Lumens 207, nachdem der längliche Hohlkörper spiralförmig gewickelt wurde, so dass diese Verstärkungsteile auch spiralförmig zwischen benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers positioniert sind.
In mindestens einer Ausführungsform weist das Verfahren die Bildung eines länglichen Hohlkörpers auf, der das erste längliche Teil 203 und das Verstärkungsteil 205 aufweist. Extrusion ist ein geeignetes Verfahren zur Bildung des länglichen Hohlkörpers. Geeignete Querschnittsformen für das schlauchförmige Element sind in 5A bis 5F dargestellt.
Der längliche Hohlkörper kann zu einem medizinischen Schlauch geformt werden, wie oben erklärt, und die vorangehende Besprechung wird hiermit zum Zwecke der Bezugnahme zitiert. Zum Beispiel weist in mindestens einer Ausführungsform ein Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Schlauchs ein spiralförmiges Wickeln oder Winden des länglichen Hohlkörpers um einen Dorn auf. Dies kann bei erhöhter Temperatur erfolgen, so dass der längliche Hohlkörper gekühlt wird, nachdem er spiralförmig gewickelt wurde, um benachbarte Wicklungen miteinander zu verbinden. Wie in 5B dargestellt, können gegenüberliegende Seitenrandteile der Verstärkungsteile 205 an benachbarten Wicklungen einander berühren. In anderen Ausführungsformen können gegenüberliegende Seitenrandteile des zweiten länglichen Elements 205 an benachbarten Wicklungen überlappen, wie in 5D und 5E dargestellt. Die Heizfilamente 215 können in das zweite längliche Element eingefügt werden, wie oben erklärt und wie in 5A bis 5F dargestellt. Zum Beispiel können Heizfilamente an gegenüberliegenden Seiten des länglichen Hohlkörpers vorgesehen sein, wie in 5A–5D dargestellt. Alternativ können Heizfilamente nur an einer Seite des länglichen Hohlkörpers vorgesehen sein, wie in 5E–5F dargestellt. Sämtliche dieser Ausführungsformen könnten auch Sensorfilamente enthalten.
Medizinische Kreisläufe
Anschließend wird auf 6 Bezug genommen, die einen beispielhaften medizinischen Kreislauf gemäß mindestens einer Ausführungsform zeigt. Der Kreislauf weist einen Verbundschlauch oder mehrere Verbundschläuche wie oben beschrieben auf, nämlich für den Inspirationsschlauch 103 und/oder den Exspirationsschlauch 117. Die Eigenschaften des Inspirationsschlauchs 103 und des Exspirationsschlauchs 117 sind ähnlich wie bei den oben in Bezug auf 1 beschriebenen Schläuchen. Der Inspirationsschlauch 103 hat einen Einlass 109, der mit einem Befeuchtungsgerät 115 in Verbindung steht, und einen Auslass 113, durch den dem Patienten 101 befeuchtete Gase zugeleitet werden. Der Exspirationsschlauch 117 hat auch einen Einlass 109, der ausgeatmete befeuchtete Gase vom Patienten aufnimmt, und einen Auslass 113. Wie oben in Bezug auf 1 beschrieben, kann der Auslass 113 des Exspirationsschlauchs 117 ausgeatmete Gase zur Atmosphäre, zur Ventilator/Gebläseeinheit 115, zu einem Luftwäscher/Filter (nicht dargestellt) oder zu jeder anderen geeigneten Stelle leiten.
Wie oben beschrieben, können Heizfilamente 601 im Inspirationsschlauch 103 und/oder Exspirationsschlauch 117 angeordnet werden, um die Gefahr eines Ausregnens in die Schläuche zu verringern, indem die Schlauchwandtemperatur über der Taupunkttemperatur gehalten wird.
Komponente eines Insufflationssystems
Die laparoskopische Chirurgie, auch als minimal invasive Chirurgie (MIS) oder Schlüsselloch-Chirurgie bezeichnet, ist eine moderne chirurgische Technik, in der Operationen im Abdomen durch kleine Einschnitte (üblicherweise 0,5 bis 1,5 cm) durchgeführt werden, im Vergleich zu größeren Einschnitten, die in traditionellen chirurgischen Prozeduren notwendig sind. Die laparoskopische Chirurgie enthält Operationen in Bauch- oder Beckenhöhlen. Während der laparoskopischen Chirurgie mit Insufflation kann es wünschenswert sein, dass das Insufflationsgas (für gewöhnlich CO₂) befeuchtet wird, bevor es in die Bauchhöhle geleitet wird. Dies kann dazu beitragen, ein ”Austrocknen” der inneren Organe des Patienten zu verhindern und kann die Zeitdauer verkürzen, die zur Erholung nach einem chirurgischen Eingriff notwendig ist. Insufflationssysteme weisen im Allgemeinen Befeuchtungskammern auf, die eine Menge an Wasser enthalten. Das Befeuchtungsgerät enthält im Allgemeinen eine Heizplatte, die das Wasser erwärmt, um Wasserdampf zu erzeugen, der in die einströmenden Gase eingebracht wird, um die Gase zu befeuchten. Die Gase werden mit dem Wasserdampf aus dem Befeuchtungsgerät transportiert.
Anschließend wird auf 7 Bezug genommen, die ein Insufflationssystem 701 gemäß mindestens einer Ausführungsform zeigt. Das Insufflationssystem 701 enthält einen Insufflator 703, der einen Strom von Insufflationsgasen bei einem Druck über atmosphärischem zur Abgabe an die Bauch- oder Leibeshöhle des Patienten 705 erzeugt. Die Gase gehen in ein Befeuchtungsgerät 707, das eine Heizbasis 709 und eine Befeuchtungskammer 711 enthält, wobei die Kammer 711 in Gebrauch mit der Heizbasis 709 in Kontakt steht, so dass die Heizbasis 709 Wärme an die Kammer 711 abgibt. Im Befeuchtungsgerät 707 werden die Insufflationsgase durch die Kammer 711 geleitet, so dass sie auf einen geeigneten Feuchtigkeitswert befeuchtet werden.
Das System 701 enthält eine Abgabeleitung 713, die die Befeuchtungskammer 711 mit der Bauchhöhle oder der Operationsstelle des Patienten 705 verbindet. Die Leitung 713 hat ein erstes Ende und zweites Ende, wobei das erste Ende mit dem Auslass der Befeuchtungskammer 711 verbunden ist und befeuchtete Gase aus der Kammer 711 aufnimmt. Das zweite Ende der Leitung 713 ist in der Operationsstelle oder Bauchhöhle des Patienten 705 angeordnet und befeuchtete Insufflationsgase bewegen sich aus der Kammer 711, durch die Leitung 713 und in die Operationsstelle und insufflieren und dehnen die Operationsstelle oder Bauchhöhle aus. Das System enthält auch eine Steuerung (nicht dargestellt), die die Feuchtigkeitsmenge reguliert, die den Gasen zugeführt wird, indem die Energie gesteuert wird, die der Heizbasis 709 zugeleitet wird. Die Steuerung kann auch zum Überwachen von Wasser in der Befeuchtungskammer 711 verwendet werden. Es ist ein Rauchabsaugungssystem 715 dargestellt, das aus der Körperhöhle des Patienten 705 hinausführt.
Das Rauchabsaugungssystem 715 kann in Verbindung mit dem oben beschriebenen Insufflationssystem 701 verwendet werden oder kann mit anderen geeigneten Insufflationssystemen verwendet werden. Das Rauchabsaugungssystem 715 weist ein Abgabe- oder Absaugglied 717, eine Abgabeanordnung 719, und ein Filter 721 auf. Das Abgabeglied 717 verbindet das Filter 721 mit der Abgabeanordnung 719, die in Gebrauch in oder nahe der Operationsstelle oder Bauchhöhle des Patienten 705 liegt. Das Abgabeglied 717 ist ein selbsttragender Schlauch (das heißt, der Schlauch kann sein eigenes Gewicht tragen, ohne zusammenzufallen) mit zwei offenen Enden: einem Operationsstellenende und einem Auslassende.
Mindestens eine Ausführungsform enthält die Erkenntnis, dass bei Verwendung eines Verbundschlauchs als Leitung 713 befeuchtete Gase zur Operationsstelle des Patienten 705 mit minimiertem Wärmeverlust zugeführt werden können. Dies kann in vorteilhafter Weise den gesamten Energieverbrauch im Insufflationssystem verringern, da weniger Wärmezufuhr notwendig ist, um einen Wärmeverlust auszugleichen.
Koaxialer Schlauch
Ein koaxialer Atmungsschlauch kann auch einen Verbundschlauch wie oben beschrieben aufweisen. In einem koaxialen Atmungsschlauch ist ein erster Gasraum ein Inspirationsglied oder ein Exspirationsglied und der zweite Gasraum ist das andere von dem Inspirationsglied oder Exspirationsglied. Zwischen dem Einlass des Inspirationsglieds und dem Auslass des Inspirationsglieds ist ein Gasdurchlass vorgesehen und zwischen dem Einlass des Exspirationsglieds und dem Auslass des Exspirationsglieds ist ein Gasdurchlass vorgesehen. In einer Ausführungsform ist der erste Gasraum das Inspirationsglied und der zweite Gasraum ist das Exspirationsglied. Alternativ kann der erste Gasraum das Exspirationsglied sein und der zweite Gasraum kann das Inspirationsglied sein.
Anschließend wird auf 7 Bezug genommen, die einen koaxialen Schlauch 701 gemäß mindestens einer Ausführungsform zeigt. In diesem Beispiel ist der koaxiale Schlauch 701 zwischen einem Patienten 701 und einem Ventilator 705 vorgesehen. Exspiratorische Gase und inspiratorische Gase strömen jeweils in eines von dem inneren Schlauch 707 oder dem Raum 709 zwischen dem inneren Schlauch 707 und dem äußeren Schlauch 711. Es ist offensichtlich, dass der äußere Schlauch 711 nicht exakt mit dem inneren Schlauch 707 ausgerichtet sein kann. Vielmehr bezieht sich ”koaxial” auf einen Schlauch, der sich im Inneren eines anderen Schlauchs befindet.
Aus Gründen der Wärmeübertragung kann der innere Schlauch 707 die inspiratorischen Gase im Raum 713 befördern, während die exspiratorischen Gase im Raum 709 zwischen dem inneren Schlauch 707 und dem äußeren Schlauch 711 befördert werden. Diese Luftstromgestaltung ist durch Pfeile angezeigt. Es ist jedoch auch eine umgekehrte Ausgestaltung möglich, wobei der äußere Schlauch 711 inspiratorische Gase befördert und der innere Schlauch 707 exspiratorische Gase befördert.
In mindestens einer Ausführungsform ist der innere Schlauch 707 aus einem Wellschlauch, wie einem Fisher&Paykel Modell RT100 Wegwerfschlauch gebildet. Der äußere Schlauch 711 kann aus einem Verbundschlauch, wie oben beschrieben, gebildet sein.
Mit einem koaxialen Schlauch 701 kann möglicherweise beim Ventilator 705 ein Leck im inneren Schlauch 707 nicht auffallen. Ein solches Leck kann den Patienten 701 kurzschließen, was bedeutet, dass der Patient 701 nicht mit ausreichend Sauerstoff versorgt wird. Ein solcher Kurzschluss kann durch Anordnung eines Sensors am Patientenende des koaxialen Schlauchs 701 erfasst werden. Dieser Sensor kann im Verbindungsstück 715 am Patientenende angeordnet sein. Ein Kurzschluss näher zum Ventilator 705 führt dazu, dass der Patient 701 ständig das Luftvolumen nahe dem Patienten 701 wieder einatmet. Dies führt zu einem Anstieg in der Kohlendioxidkonzentration im inspiratorischen Strömungsraum 713 nahe dem Patienten 701, was direkt durch einen CO₂-Sensor festgestellt werden kann. Ein solcher Sensor kann einen aus einer Reihe solcher Sensoren aufweisen, die gegenwärtig im Handel erhältlich sind. Alternativ kann dieses Wiedereinatmen durch Überwachen der Temperatur der Gase am Verbindungsstück 715 am Patientenende erfasst werden, wobei ein Temperaturanstieg über einen vorbestimmten Wert ein Wiedereinatmen anzeigt.
Zur Verringerung oder Beseitigung der Bildung einer Kondensation in einem von dem inneren Schlauch 707 oder äußeren Schlauch 711 und zur Aufrechterhaltung einer im Wesentlichen gleichförmigen Temperatur im Gasstrom durch den koaxialen Schlauch 701 kann zusätzlich zu dem vorher Gesagten eine Heizvorrichtung, wie ein Widerstandsheizfilament, entweder im inneren Schlauch 707 oder äußeren Schlauch 711 vorgesehen sein, die in den Gasräumen 709 oder 713 oder in den Wänden des inneren Schlauchs 707 oder äußeren Schlauchs 711 angeordnet ist.
Wärmeeigenschaften
In Ausführungsformen eines Verbundschlauchs 201, der ein Heizfilament 215 enthält, kann Wärme durch die Wände des ersten länglichen Elements 203 verloren gehen, was zu einer ungleichmäßigen Erwärmung führt. Wie oben erklärt, ist eine Möglichkeit, diese Wärmeverluste auszugleichen, das Anwenden einer externen Wärmequelle an den Wänden des ersten länglichen Elements 203, was dazu beiträgt, die Temperatur zu regulieren und dem Wärmeverlust entgegenzuwirken. Andere Verfahren zur Optimierung von Wärmeeigenschaften können jedoch auch verwendet werden.
Anschließend wird auf 9A bis 9C Bezug genommen, die beispielhafte Ausgestaltungen für die Blasenhöhe (das heißt, die Querschnittshöhe des ersten länglichen Elements 203, gemessen von der Oberfläche, die zum inneren Lumen weist, bis zur Oberfläche, die den maximalen Außendurchmesser bildet) zur Verbesserung von Wärmeeigenschaften zeigen.
Die Dimensionen der Blase können zur Verringerung des Wärmeverlusts aus dem Verbundschlauch 201 gewählt werden. Allgemein erhöht eine Vergrößerung der Höhe der Blase die effektive Wärmebeständigkeit des Schlauchs 201, da eine größere Blasenhöhe dem ersten länglichen Element 203 ermöglicht, mehr isolierende Luft zu halten. Es wurde jedoch entdeckt, dass bei einer gewissen Blasenhöhe Änderungen in der Luftdichte eine Konvektion im Inneren des Schlauchs 201 bewirken, wodurch der Wärmeverlust erhöht wird. Ebenso wird bei einer gewissen Blasenhöhe die Oberfläche so groß, dass die Wärme, die durch die Oberfläche verloren geht, die Vorteile der vergrößerten Höhe der Blase überwiegt. Gewisse Ausführungsformen enthalten diese Erkenntnisse.
Der Krümmungsradius und die Krümmung der Blase können zur Bestimmung einer gewünschten Blasenhöhe nützlich sein. Die Krümmung eines Objekts ist als das Inverse des Krümmungsradius dieses Objekts definiert. Je größer ein Krümmungsradius ist, den ein Objekt aufweist, umso weniger gekrümmt ist daher das Objekt. Zum Beispiel hätte eine flache Oberfläche einen Krümmungsradius von ∞ und daher eine Krümmung von 0.
9A zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines Verbundschlauchs. 9A zeigt eine Ausführungsform eines Verbundschlauchs 201, wo die Blase eine große Höhe hat. In diesem Beispiel hat die Blase einen relativ kleinen Krümmungsradius und daher eine große Krümmung. Ebenso ist die Blase ungefähr drei- bis viermal höher als die Höhe des zweiten länglichen Elements 205.
9B zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 9B zeigt eine Ausführungsform eines Verbundschlauchs 201, wo die Blase an der Oberseite abgeflacht ist. In diesem Beispiel hat die Blase einen sehr großen Krümmungsradius, aber eine kleine Krümmung. Ebenso ist die Blase ungefähr gleich hoch wie das zweite längliche Element 205.
9C zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 9C zeigt eine Ausführungsform eines Verbundschlauchs 201, wo die Breite der Blase größer ist als die Höhe der Blase. In diesem Beispiel hat die Blase einen Krümmungsradius und die Krümmung zwischen jener von 9A und 9B, und die Mitte des Radius für den oberen Teil der Blase liegt außerhalb der Blase (im Vergleich zu 9A). Die Wendepunkte an der linken und rechten Seite der Blase liegen etwa in der Mitte (der Höhe nach) der Blase (im Gegensatz zum unteren Teil der Blase, wie in 9A). Ebenso ist die Höhe der Blase etwa das Doppelte jener des zweiten länglichen Elements 205, was zu einer Blasenhöhe zwischen jener von 9A und 9B führt.
Die Ausgestaltung von 9A führte zum geringsten Wärmeverlust aus dem Schlauch. Die Ausgestaltung von 9B führte zum höchsten Wärmeverlust aus dem Schlauch. Die Ausgestaltung von 9C hatte einen mittleren Wärmeverlust zwischen den Ausgestaltungen von 9A und 9B. Die große externe Oberfläche und konvektive Wärmeübertragung in der Ausgestaltung von 9A führte jedoch zu einer ineffizienten Erwärmung. Somit wurde festgestellt, dass von den drei Blasenanordnungen von 9A–9C, 9C die besten Gesamtwärmeeigenschaften hatte. Wenn dieselbe Wärmeenergie den drei Schläuchen zugeführt wurde, ermöglichte die Ausgestaltung von 9C den größten Temperaturanstieg über die Länge des Schlauchs. Die Blase von 9C ist ausreichend groß, um das isolierende Luftvolumen zu erhöhen, aber nicht groß genug, um einen signifikanten konvektiven Wärmeverlust zu verursachen. Es wurde festgestellt, dass die Ausgestaltung von 9B die schlechtesten Wärmeeigenschaften hatte, nämlich, dass die Ausgestaltung von 9B den geringsten Temperaturanstieg entlang der Länge des Schlauchs ermöglichte. Die Ausgestaltung von 9A hatte mittlere Wärmeeigenschaften und ermöglichte einen geringeren Temperaturanstieg als die Ausgestaltung von 9C.
Es sollte offensichtlich sein, dass, obwohl die Ausgestaltung von 9C in gewissen Ausführungsformen bevorzugt sein kann, andere Ausgestaltungen, einschließlich jenen von 9A, 9B und andere Variationen in anderen Ausführungsformen nach Wunsch verwendet werden können.
TABELLE 7 zeigt die Höhe der Blase, den Außendurchmesser des Schlauchs und den Krümmungsradius der Ausgestaltungen, die in jeder von 9A, 9B und 9C dargestellt sind. Tabelle 7

Schlauch (Figur) 9A 9B 9C

Blasenhöhe (mm) 3,5 5,25 1,75

Außendurchmesser (mm) 21,5 23,25 19,75

Krümmungsradius (mm) 5,4 3,3 24,3
TABELLE 7A zeigt die Höhe der Blase, den Außendurchmesser und den Krümmungsradius weiterer Ausgestaltungen, wie in 11A, 11B und 11C dargestellt. Tabelle 7A

Schlauch (Figur) 11A 11B 11C

Blasenhöhe (mm) 6,6 8,4 9,3

Außendurchmesser (mm) 24,6 26,4 27,3

Krümmungsradius (mm) 10 8,7 5,7
Es sollte festgehalten werden, dass im Allgemeinen je kleiner der Krümmungsradius ist, umso enger der Schlauch um sich selbst gebogen werden kann, ohne dass die Blase zusammenfällt oder ”knickt”. Zum Beispiel zeigt 11D einen Schlauch, der über seinen Krümmungsradius hinaus gebogen wurde (insbesondere zeigt sie den Schlauch von 11A, um einen Krümmungsradius von 5,7 mm gebogen), wodurch ein Knick in den Wänden der Blase verursacht wird. Das Knicken ist im Allgemeinen unerwünscht, da es das Aussehen des Schlauchs beeinträchtigen und die Wärmeeigenschaften des Schlauchs verschlechtern kann.
Daher können in einigen Anwendungen Ausgestaltungen mit erhöhten Biegungseigenschaften (wie jenen, die in 9A oder 9B dargestellt sind) wünschenswert sein, auch wenn sie weniger effiziente Wärmeeigenschaften haben. In einigen Anwendungen hat sich gezeigt, dass ein Schlauch mit einem Außendurchmesser von 25 mm bis 26 mm (oder etwa 25 mm bis etwa 26 mm) ein gutes Gleichgewicht zwischen Wärmeeffizienz, Flexibilität und Biegungsleistung bietet. Es sollte offensichtlich sein, dass auch wenn die Ausgestaltungen von 9A und 9B in gewissen Ausführungsformen bevorzugt sein können, andere Ausgestaltungen, einschließlich jener von 11A–11D, und andere Variationen nach Wunsch in anderen Ausführungsformen verwendet werden können.
Anschließend wird auf 9C bis 9F Bezug genommen, die eine beispielhafte Positionierung eines Heizelements 215 mit ähnlichen Blasenformen zeigen, um die Wärmeeigenschaften zu verbessern. Die Position des Heizelements 215 kann die Wärmeeigenschaften im Verbundschlauch 201 verändern.
9C zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 9C zeigt eine Ausführungsform eines Verbundschlauchs 201, bei dem die Heizelemente 215 zentral im zweiten länglichen Element 205 positioniert sind. Dieses Beispiel zeigt die Heizelemente 215 nahe zueinander und nicht nahe der Blasenwand.
9D zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 9D zeigt eine Ausführungsform eines Verbundschlauchs 201, in der die Heizelemente 215 im Vergleich zu 9C im zweiten länglichen Element 205 weiter beabstandet sind. Diese Heizelemente liegen näher zur Blasenwand und sorgen für eine bessere Regulierung von Wärme im Verbundschlauch 201.
9E zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 9E zeigt eine Ausführungsform eines Verbundschlauchs 201, wobei die Heizelemente 215 in der vertikalen Achse des zweiten länglichen Elements 205 übereinander beabstandet sind. In diesem Beispiel sind die Heizelemente 215 zu jeder Blasenwand gleich nahe.
9F zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 9F zeigt eine Ausführungsform eines Verbundschlauchs 201, bei dem die Heizelemente 215 an gegenüberliegenden Enden des zweiten länglichen Elements 205 beabstandet sind. Die Heizelemente 215 sind der Blasenwand nahe, insbesondere im Vergleich zu 9C–9E.
Von den vier Filamentanordnungen von 9C–9F wurde festgestellt, dass 9F die besten Wärmeeigenschaften hat. Aufgrund ihrer ähnlichen Blasenformen erfuhren alle Ausgestaltungen einen ähnlichen Wärmeverlust aus dem Schlauch. Wenn jedoch den Schläuchen dieselbe Wärmeenergie zugeführt wurde, ermöglichte die Filamentgestaltung von 9F den größten Temperaturanstieg entlang der Länge des Schlauchs. Es wurde festgestellt, dass die Ausgestaltung von 9D die nächstbesten Wärmeeigenschaften hat und den nächstgrößten Temperaturanstieg entlang der Länge des Schlauchs ermöglicht. Die Ausgestaltung von 9C zeigte die nächstbeste Leistung. Die Ausgestaltung von 9E hatte die schlechteste Leistung und ermöglichte den geringsten Temperaturanstieg entlang der Länge des Schlauchs bei gleicher Wärmemengenzufuhr.
Es sollte offensichtlich sein, dass obwohl die Ausgestaltung von 9F in gewissen Ausführungsformen bevorzugt sein kann, andere Ausgestaltungen, einschließlich jener von 9C, 9D, 9E, und andere Variationen nach Wunsch in anderen Ausführungsformen verwendet werden können.
Anschließend wird auf 10A bis 10C Bezug genommen, die beispielhafte Ausgestaltungen zum Stapeln des ersten länglichen Elements 203 zeigen. Es wurde entdeckt, dass die Wärmeverteilung in gewissen Ausführungsformen durch Stapeln mehrerer Blasen verbessert werden kann. Diese Ausführungsformen können günstiger sein, wenn ein internes Heizfilament 215 verwendet wird. 10A zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 10A zeigt einen Querschnitt eines Verbundschlauchs 201 ohne Stapeln.
10B zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 10B zeigt einen anderen beispielhaften Verbundschlauch 201 mit gestapelten Blasen. In diesem Beispiel sind zwei Blasen zur Bildung des ersten länglichen Elements 203 übereinander gestapelt. Im Vergleich zu 10A wird die gesamte Blasenhöhe beibehalten, aber die Blasenteilung ist die Hälfte von 10A. Ebenso hat die Ausführungsform in 10B nur eine geringe Verringerung im Luftvolumen. Das Stapeln der Blasen verringert die natürliche Konvektion und Wärmeübertragung im Spalt zwischen den Blasen 213 und senkt die gesamte Wärmebeständigkeit. Der Wärmestrompfad nimmt in den gestapelten Blasen zu, so dass Wärme leichter durch den Verbundschlauch 201 verteilt werden kann.
10C zeigt einen Längsquerschnitt eines oberen Teils eines anderen Verbundschlauchs. 10C zeigt ein anderes Beispiel eines Verbundschlauchs 201 mit gestapelten Blasen. In diesem Beispiel, sind drei Blasen übereinander gestapelt, um das erste längliche Element 203 zu bilden. Im Vergleich mit 10A wird die gesamte Blasenhöhe beibehalten, aber die Blasenteilung ist ein Drittel von 10A. Ebenso hat die Ausführungsform in 10B nur eine geringe Verringerung im Luftvolumen. Das Stapeln der Blasen verringert die natürliche Konvektion und Wärmeübertragung im Spalt zwischen Blasen 213.
Reinigung
In mindestens einer Ausführungsform können Materialien für einen Verbundschlauch zur Durchführung verschiedener Reinigungsverfahren gewählt werden. In einigen Ausführungsformen kann eine hochwertige Desinfektion (etwa 20 Reinigungszyklen) zum Reinigen des Verbundschlauchs 201 verwendet werden. Während der hochwertigen Desinfektion wird der Verbundschlauch 201 etwa 30 Minuten einer Pasteurisierung bei etwa 75°C unterzogen. Anschließend wird der Verbundschlauch 201 etwa 20 Minuten in 2% Glutaraldehyd gebadet. Der Verbundschlauch 201 wird aus dem Glutaraldehyd genommen und etwa 30 Minuten in 6% Wasserstoffperoxid getaucht. Schließlich wird der Verbundschlauch 201 aus dem Wasserstoffperoxid genommen und etwa 10 Minuten in 0,55% Orthophthalaldehyd (OPA) gebadet.
In anderen Ausführungsformen kann eine Sterilisierung (etwa 20 Zyklen) zum Reinigen des Verbundschlauchs 201 verwendet werden. Zuerst wird der Verbundschlauch 201 in Autoklavendampf etwa 30 Minuten bei etwa 121°C eingebracht. Dann wird die Temperatur des Autoklavendampfs etwa 3 Minuten auf etwa 134°C erhöht. Nach dem Autoklavieren wird der Verbundschlauch 201 von 100% Ethylenoxid-(ETO)Gas umspült. Schließlich wird der Verbundschlauch 201 aus dem ETO-Gas genommen und etwa 10 Stunden in etwa 2,5% Glutaraldehyd getaucht.
Der Verbundschlauch 201 kann aus Materialien bestehen, die dem wiederholten Reinigungsprozess widerstehen. In einigen Ausführungsformen kann der Verbundschlauch 201 teilweise oder zur Gänze aus thermoplastischen Styrol-Ethylen-Buten-Styrol-Blockelastomeren bestehen, zum Beispiel Kraiburg TF6STE, ohne aber darauf beschränkt zu sein. In anderen Ausführungsformen kann der Verbundschlauch 201 aus Hytrel, Urethanen oder Silikonen bestehen, ohne aber darauf beschränkt zu sein.
Die vorangehende Beschreibung der Erfindung enthält ihre bevorzugten Formen. Modifizierungen können vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Für jene Fachleute, die die Erfindung betrifft, sind viele Änderungen in der Konstruktion und weit abweichende Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung naheliegend, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, der in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist. Die Offenbarungen und Beschreibungen hierin sind nur veranschaulichend und sind nicht im einschränkenden Sinn zu verstehen.

Claims

Verbundschlauch, aufweisend: ein erstes längliches Element, aufweisend einen Hohlkörper, der spiralförmig gewickelt ist, um mindestens teilweise einen länglichen Schlauch mit einer Längsachse, einem Lumen, das sich entlang der Längsachse erstreckt, und einer Hohlwand, die das Lumen umgibt, zu bilden; ein zweites längliches Element, das spiralförmig gewickelt und zwischen benachbarten Wicklungen des ersten länglichen Elements verbunden ist, wobei das zweite längliche Element mindestens einen Teil des Lumens des länglichen Schlauchs bildet.
Verbundschlauch nach Anspruch 1, wobei das erste längliche Element ein Schlauch ist.
Verbundschlauch nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste längliche Element im Längsquerschnitt mehrere Blasen mit einer abgeflachten Oberfläche am Lumen bildet.
Verbundschlauch nach Anspruch 3, wobei benachbarte Blasen durch einen Spalt über dem zweiten länglichen Element getrennt sind.
Verbundschlauch nach Anspruch 3 oder 4, wobei benachbarte Blasen nicht direkt miteinander verbunden sind.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 3–5, wobei die Blasen Perforationen haben.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–6, wobei das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt hat, der proximal zum Lumen breiter und mit radialem Abstand zum Lumen schmäler ist.
Verbundschlauch nach Anspruch 7, wobei das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt hat, der im Allgemeinen dreieckig ist.
Verbundschlauch nach Anspruch 7, wobei das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt hat, der im Allgemeinen T-förmig oder Y-förmig ist.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–9, aufweisend ein leitendes Filament oder mehrere leitende Filamente, die im zweiten länglichen Element eingebettet oder eingekapselt sind.
Verbundschlauch nach Anspruch 10, wobei das leitende Filament ein Heizfilament ist.
Verbundschlauch nach Anspruch 10, wobei das leitende Filament ein Sensorfilament ist.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 10–12, aufweisend zwei leitende Filamente, die im zweiten länglichen Element eingebettet oder eingekapselt sind.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 10–13, aufweisend vier leitende Filamente, die im zweiten länglichen Element eingebettet oder eingekapselt sind.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 10–14, wobei Paare von leitenden Filamenten zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundschlauchs geformt sind.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 10–15, wobei das zweite längliche Element einen Längsquerschnitt hat, der im Allgemeinen dreieckig, im Allgemeinen T-förmig, oder im Allgemeinen Y-förmig ist, und das eine oder die mehreren leitende(n) Filament(e) im zweiten länglichen Element an gegenüberliegenden Seiten des Dreiecks, der T-Form oder Y-Form eingebettet oder eingekapselt ist bzw. sind.
Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 10–16, wobei das eine oder die mehreren Filament(e) von der Lumenwand beabstandet ist bzw. sind.
Medizinische Kreislaufkomponente, aufweisend den Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–17.
Inspirationsschlauch, aufweisend den Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–17.
Exspirationsschlauch, aufweisend den Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–17.
PAP-Komponente, aufweisend den Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–17.
Insufflationskreislaufkomponente, aufweisend den Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–17.
Untersuchungskomponente, aufweisend den Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–17.
Chirurgische Komponente, aufweisend den Verbundschlauch nach einem der Ansprüche 1–17.
Verfahren zur Herstellung eines Verbundschlauchs, aufweisend: Vorsehen eines ersten länglichen Elements, aufweisend einen Hohlkörper, und eines zweiten länglichen Elements, das zum Vorsehen einer strukturellen Stütze für das erste längliche Element gestaltet ist; spiralförmiges Wickeln des zweiten länglichen Elements um einen Dorn, wobei gegenüberliegende Seitenrandteile des zweiten länglichen Elements an benachbarten Wicklungen beabstandet sind, wodurch eine Spirale des zweiten länglichen Elements gebildet wird; und spiralförmiges Wickeln des ersten länglichen Elements um die Spirale des zweiten länglichen Elements, so dass Teile des ersten länglichen Elements benachbarte Wicklungen der Spirale des zweiten länglichen Elements überlappen und ein Teil des ersten länglichen Elements neben dem Dorn im Raum zwischen den Wicklungen der Spirale des zweiten länglichen Elements angeordnet ist, wodurch eine Spirale des ersten länglichen Elements gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 25, ferner aufweisend das Zuleiten von Luft bei einem Druck, der höher als atmosphärischer Druck ist, zu einem Ende des ersten länglichen Elements.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, ferner aufweisend das Kühlen der Spirale des zweiten länglichen Elements und der Spirale des ersten länglichen Elements zur Bildung eines Verbundschlauchs mit einem Lumen, das sich entlang einer Längsachse erstreckt, und einem Hohlraum, der das Lumen umgibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25–27, ferner aufweisend das Bilden des zweiten länglichen Elements.
Verfahren nach Anspruch 28, wobei das Bilden des zweiten länglichen Elements das Extrudieren des zweiten länglichen Elements mit einem zweiten Extruder aufweist.
Verfahren nach Anspruch 29, wobei der zweite Extruder zum Einkapseln von einem oder mehreren leitenden Filament(en) im zweiten länglichen Element gestaltet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 28–30, wobei das Bilden des zweiten länglichen Elements das Einbetten leitender Filamente im zweiten länglichen Element aufweist.
Verfahren nach Anspruch 30 oder 31, wobei die leitenden Filamente mit dem zweiten länglichen Element nicht reaktionsfähig sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30–32, wobei die leitenden Filamente Aluminium oder Kupfer aufweisen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30–33, ferner aufweisend das Formen von Paaren aus leitenden Filamenten zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des Verbundschlauchs.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25–34, aufweisend das Bilden des ersten länglichen Elements.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei das Bilden des ersten länglichen Elements das Extrudieren des ersten länglichen Elements mit einem ersten Extruder aufweist.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei der erste Extruder vom zweiten Extruder getrennt ist.
Medizinischer Schlauch, aufweisend: einen länglichen Hohlkörper, der zur Bildung eines länglichen Schlauchs mit einer Längsachse, einem Lumen, das sich entlang der Längsachse erstreckt, und einer Hohlwand, die das Lumen umgibt, spiralförmig gewickelt ist, wobei der längliche Hohlkörper im quer verlaufenden Querschnitt eine Wand hat, die mindestens einen Teil des Hohlkörpers definiert; und ein Verstärkungsteil, das sich entlang einer Länge des länglichen Hohlkörpers erstreckt, das spiralförmig zwischen benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers positioniert ist, wobei das Verstärkungsteil einen Teil des Lumens des länglichen Schlauchs bildet; wobei das Verstärkungsteil relativ dicker oder steifer ist als die Wand des länglichen Hohlkörpers.
Medizinischer Schlauch nach Anspruch 38, wobei das Verstärkungsteil aus demselben Stück Material wie der längliche Hohlkörper gebildet ist.
Medizinischer Schlauch nach Anspruch 39, wobei der längliche Hohlkörper im quer verlaufenden Querschnitt zwei Verstärkungsteile an gegenüberliegenden Seiten des länglichen Hohlkörpers aufweist, wobei eine Spiralwicklung des länglichen Hohlkörpers benachbarte Verstärkungsteile miteinander so verbindet, dass gegenüberliegende Ränder der Verstärkungsteile einander an benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers berühren.
Medizinischer Schlauch nach Anspruchs 40, wobei gegenüberliegende Seitenränder der Verstärkungsteile an benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers überlappen.
Medizinischer Schlauch nach Anspruch 38, wobei das Verstärkungsteil aus einem anderen Stück Material als der längliche Hohlkörper besteht.
Medizinischer Schlauch nach einem der Ansprüche 38–42, wobei der Hohlkörper im Längsquerschnitt mehrere Blasen mit abgeflachter Oberfläche am Lumen bildet.
Medizinischer Schlauch nach Anspruch 43, wobei die Blasen Perforationen haben.
Medizinischer Schlauch nach einem der Ansprüche 38–44, aufweisend ein oder mehrere leitende(s) Filament(e), das bzw. die im Verstärkungsteil eingebettet oder eingekapselt ist bzw. sind.
Medizinischer Schlauch nach Anspruch 45, wobei das leitende Filament ein Heizfilament ist.
Medizinischer Schlauch nach Anspruch 45, wobei das leitende Filament ein Sensorfilament ist.
Medizinischer Schlauch nach Anspruch 40 oder 41, aufweisend zwei leitende Filamente, wobei ein leitendes Filament in jedem der Verstärkungsteile eingebettet oder eingekapselt ist.
Medizinischer Schlauch nach Anspruch 40 oder 41, aufweisend zwei leitende Filamente, die nur an einer Seite des länglichen Hohlkörpers positioniert sind.
Medizinischer Schlauch nach einem der Ansprüche 35–49, wobei Paare von leitenden Filamenten zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des länglichen Schlauchs geformt sind.
Medizinischer Schlauch nach einem der Ansprüche 35–50, wobei das eine oder die mehreren Filament(e) von der Lumenwand beabstandet sind.
Medizinische Kreislaufkomponente, aufweisend den medizinischen Schlauch nach einem der Ansprüche 38–51.
Inspirationsschlauch, aufweisend den medizinischen Schlauch nach einem der Ansprüche 38–51.
Exspirationsschlauch, aufweisend den medizinischen Schlauch nach einem der Ansprüche 38–51.
PAP-Komponente, aufweisend den medizinischen Schlauch nach einem der Ansprüche 38–51.
Insufflationskreislaufkomponente, aufweisend den medizinischen Schlauch nach einem der Ansprüche 38–51.
Untersuchungskomponente, aufweisend den medizinischen Schlauch nach einem der Ansprüche 38–51.
Chirurgische Komponente, aufweisend den medizinischen Schlauch nach einem der Ansprüche 38–51.
Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Schlauchs, aufweisend: spiralförmiges Wickeln eines länglichen Hohlkörpers um einen Dorn zur Bildung eines länglichen Schlauchs mit einer Längsachse, einem Lumen, das sich entlang der Längsachse erstreckt, und einer Hohlwand, die das Lumen umgibt, wobei der längliche Hohlkörper im quer verlaufenden Querschnitt eine Wand hat, die mindestens einen Teil des Hohlkörpers definiert, und zwei Verstärkungsteile an gegenüberliegenden Seiten des länglichen Körpers, die einen Teil der Wand des Lumens bilden, wobei die zwei Verstärkungsteile relativ dicker oder steifer sind als die Wand, die mindestens einen Teil des Hohlkörpers definiert; und Verbinden benachbarter Verstärkungsteile, so dass gegenüberliegende Ränder der Verstärkungsteile einander an benachbarten Wicklungen des länglichen Hohlkörpers berühren.
Verfahren nach Anspruch 59, wobei das Verbinden benachbarter Verstärkungsteile bewirkt, dass Ränder der Verstärkungsteile überlappen.
Verfahren nach Anspruch 59 oder 60, ferner aufweisend das Zuleiten von Luft bei einem höheren Druck als atmosphärischem Druck zu einem Ende des länglichen Hohlkörpers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 59–61, ferner aufweisend das Kühlen des länglichen Hohlkörpers zum Verbinden der benachbarten Verstärkungsteile.
Verfahren nach einem der Ansprüche 59–62, ferner aufweisend das Extrudieren des länglichen Hohlkörpers.
Verfahren nach einem der Ansprüche 59–63, ferner aufweisend das Einbetten leitender Filamente in die Verstärkungsteile.
Verfahren nach Anspruch 64, ferner aufweisend das Formen von Paaren von leitenden Filamenten zu einer Verbindungsschleife an einem Ende des länglichen Schlauchs.