DE19647548C2 - Medizinische Vorrichtung zur Beheizung eines Atemgases - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung zur Be­ heizung und/oder zum Warmhalten eines Atemgases mit einem Be­ atmungsschlauch zum Zuführen des Atemgases zu einem Patienten und mit einer innerhalb des Beatmungsschlauches angeordneten elektrischen Heizleitung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE-OS 20 02 027 bekannt.

Derartige Vorrichtungen kommen bei der künstlichen Beatmung eines Patienten beispielsweise während einer Operation oder in der Intensivpflege zum Einsatz. Hierbei wird dem Patienten über den Beatmungsschlauch das Atemgas zugeführt. Bei letzte­ rem kann es sich um reinen Sauerstoff handeln oder auch um ein Gemisch verschiedener Gase, beispielsweise ein Gemisch aus Sauerstoff und Stickstoff. Um die Belastung des Patienten möglichst gering zu halten, wird das Atemgas üblicherweise befeuchtet und auf ungefähr 37°C erwärmt. Durch die Erwär­ mung soll insbesondere vermieden werden, daß bei hohem Feuch­ tigkeitsgrad des Atemgases während der Zuführung zu dem Pati­ enten eine Kondensation erfolgt.

Zur Erwärmung des Atemgases wurde vorgeschlagen, den Beat­ mungsschlauch auf seiner Außenseite mit einem Heizdraht zu versehen, so daß der Beatmungsschlauch und über diesen auch das in ihm geführte Atemgas erwärmt werden können. Dies hat allerdings zur Folge, daß der außenliegende Heizdraht eine relativ hohe Temperatur annehmen muß, um sicherzustellen, daß sich das Atemgas auch bei einer hohen Strömungsgeschwindig­ keit und somit verhältnismäßig kurzen Aufenthaltszeit inner­ halb des Beatmungsschlauchs auf eine Temperatur von ungefähr 37°C erwärmt. Kommt der aufgeheizte, außenliegende Heizdraht mit dem Patienten in Berührung, so kann dies Verbrennungen zur Folge haben.

Um eine derartige Verbrennungsgefahr zu vermindern, wurde vorgeschlagen, die elektrische Heizleitung in den Beatmungs­ schlauch einzuführen, so daß das Atemgas unmittelbar mit der Heizleitung in Wärmekontakt treten kann. Bei einer derartigen Anordnung der elektrischen Heizleitung innerhalb des Beat­ mungsschlauches ist es nicht erforderlich, zunächst den Beat­ mungsschlauch und über diesen dann das Atemgas zu erwärmen. Es hat sich allerdings herausgestellt, daß auch bei einer derartigen Ausgestaltung der Beatmungsschlauch an einzelnen Stellen eine verhältnismäßig hohe Temperatur annimmt, so daß die Gefahr einer Verbrennung des Patienten, der mit dem Beat­ mungsschlauch in Berührung kommt, nicht in allen Fällen aus­ geschlossen ist. Außerdem wurde festgestellt, daß bei der be­ kannten Konstruktion nicht unwesentliche Druckverluste inner­ halb des Beatmungsschlauches auftreten können, die die künst­ liche Beatmung des Patienten erschweren.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine medizinische Vorrichtung zur Beheizung und/oder zum Warmhalten eines Atem­ gases der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, daß die Gefahr einer Verbrennung des Patienten bei Berührung des Be­ atmungsschlauches vermieden wird und Druckverluste innerhalb des Beatmungsschlauches reduziert werden.

Diese Aufgabe wird bei einer medizinischen Vorrichtung zur Beheizung und/oder zum Warmhalten eines Atemgases der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 dazu angegebenen Merkmale gelöst.

Während bei der vorbekannten Konstruktion die Heizleitung lose in den Beatmungsschlauch eingelegt wird, ist die Heizleitung bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung in­ nerhalb des Beatmungsschlauches geführt, so daß sicherge­ stellt werden kann, daß die Heizleitung innerhalb des Beat­ mungsschlauches eine strömungstechnisch vorteilhafte Positio­ nierung einnimmt. Dies hat zur Folge, daß das Atemgas nur ei­ nen geringen Druckverlust erleidet, so daß die künstliche Be­ atmung des Patienten vereinfacht wird.

Außerdem liegt die Heizleitung bei der erfindungsgemäßen Kon­ struktion nicht an der Innenwand des Beatmungsschlauches an, sondern ist im Abstand zur Schlauchwand geführt. Dadurch wird ein unmittelbarer Wärmekontakt vermieden, so daß nur eine sehr geringe Wärmeübertragung von der Heizleitung zum Beat­ mungsschlauch erfolgt. Dies hat zum einen zur Folge, daß der Beatmungsschlauch nur unwesentlich erwärmt wird, so daß es praktisch zu keinen Verbrennungen des Patienten kommen kann. Zum anderen wird durch eine derartige Anordnung sicherge­ stellt, daß das Atemgas innerhalb des Beatmungsschlauches ho­ mogen erwärmt wird, so daß sich keine Bereiche ausbilden kön­ nen, in denen sich das bereits erwärmte Atemgas wieder abküh­ len kann, so daß auch bei stark befeuchtetem Atemgas eine Kondensation innerhalb des Beatmungsschlauches vermieden wird. Eine derartige Abkühlung des Atemgases ist bei bekann­ ten Konstruktionen nicht ausgeschlossen, da bei diesen die Heizleitung zumindest bereichsweise direkt an der Innenwand des Beatmungsschlauches anliegt und damit die Wärmeenergie unmittelbar an den Beatmungsschlauch abgegeben wird und somit nicht mehr zur Erwärmung des Atemgases zur Verfügung steht.

Die erfindungsgemäße Konstruktion hat außerdem den Vorteil, daß die gewünschte Solltemperatur der Atemluft, also ungefähr 37°C, innerhalb relativ kurzer Zeit erreicht werden kann, denn praktisch die gesamte Wärmeenergie der Heizleitung steht zur direkten Erwärmung des Atemgases zur Verfügung, da die Wärmeverluste sehr gering gehalten werden.

Es ist vorgesehen, daß die Heizleitung mittels mindestens eines thermisch isolierenden Abstandshalters an der Schlauchwand des Beatmungsschlauches gehalten ist. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß die Heizleitung ihre Orientierung innerhalb des Beatmungsschlau­ ches auch dann beibehält, wenn der Beatmungsschlauch bei­ spielsweise gekrümmt wird. Die Heizleitung kann auch in die­ sem Fall nicht unmittelbar mit der Schlauchwand des Beat­ mungsschlauches in Kontakt kommen, so daß nur sehr geringe Wärmeverluste auftreten.

Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Günstig ist es, wenn die Vorrichtung mehrere Abstandshalter umfaßt, die in Längsrichtung des Beatmungsschlauches im Ab­ stand zueinander angeordnet sind. Somit wird die Heizleitung über ihre gesamte Länge zuverlässig im Abstand zur Schlauch­ wand des Beatmungsschlauches gehalten, wobei die Abstandshal­ ter so ausgestaltet werden können, daß Druckverluste sehr ge­ ring gehalten werden. Der gegenseitige Abstand der Abstands­ halter richtet sich nach der Steifigkeit der Heizleitung und des Beatmungsschlauches sowie nach den zu erzielenden Krüm­ mungen des Beatmungsschlauches. Je geringer die gewünschten Krümmungsradien und je größer die Flexibilität der Heizlei­ tung und des Schlauches, desto geringer ist der gegenseitige Abstand der Abstandshalter. Es hat sich gezeigt, daß ein Ab­ stand von etwa 0,1 bis 0,3 m, insbesondere von cirka 0,15 m, besonders günstig ist.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Abstandshalter im we­ sentlichen punktförmig oder linienförmig an der Schlauchwand des Beatmungsschlauches anliegen. Dadurch wird sicherge­ stellt, daß sich zwischen den Abstandshaltern und der Schlauchwand des Beatmungsschlauches nur eine geringe Kon­ taktfläche ausbildet, über die eine Wärmeleitung zwischen dem Abstandshalter und dem Beatmungsschlauch erfolgen kann. In Kombination mit der thermisch isolierenden Ausgestaltung der Abstandshalter hat dies insgesamt zur Folge, daß praktisch keine Wärmeverluste der Heizleitung gegenüber dem Beatmungs­ schlauch auftreten.

Bei einer konstruktiv besonders einfachen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Abstandshalter jeweils einen ungefähr ra­ dial verlaufenden Steg umfassen, der an der Schlauchwand des Beatmungsschlauches festgelegt ist. Der Steg steht somit ra­ dial von der Schlauchwand ab, so daß die endseitig am Steg gehaltene Heizleitung im Abstand zur Schlauchwand geführt ist.

Besonders vorteilhaft ist, wenn die Abstandshalter jeweils zwei insbesondere kolinear zueinander ausgerichtete Stege um­ fassen. Die Heizleitung kann dadurch zwischen den beiden Ste­ gen gehalten werden, eine Fixierung der Stege an der Schlauchwand des Beatmungsschlauches ist nicht erforderlich, denn die beiden Stege können sich gegeneinander abstützen.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, daß die Abstandshal­ ter drei in einem Winkelabstand von jeweils 120° zueinander angeordnete, ungefähr radial verlaufende Stege umfassen. Dies ermöglicht eine mechanisch besonders belastbare Halterung der Heizleitung innerhalb des Beatmungsschlauches. So kann bei­ spielsweise vorgesehen sein, daß die Vorrichtung einen im we­ sentlichen koaxial zur Längsachse des Beatmungsschlauches ge­ führte Heizleitung umfaßt. Die Heizleitung wird somit zentral im Beatmungsschlauch geführt und nimmt einen Bereich ein, in dem das Atemgas seine höchste Strömungsgeschwindigkeit ein­ nimmt. Das Atemgas weist in radialer Richtung des Beatmungs­ schlauches eine parabolförmige Geschwindigkeitsverteilung auf und hat somit im zentralen Bereich des Schlauches seine höch­ ste Strömungsgeschwindigkeit. Die Anordnung der Heizleitung im Bereich der höchsten Strömungsgeschwindigkeit des Atemga­ ses wiederum führt zu einer besonders guten Wärmeübertragung zwischen der Heizleitung und dem Atemgas. Auf diese Weise wird sichergestellt, daß das Atemgas innerhalb sehr kurzer Zeit seine Solltemperatur erreicht. Außerdem hat eine derar­ tige Positionierung der Heizleitung innerhalb des Beatmungs­ schlauches den Vorteil, daß sie einen sehr geringen Strö­ mungswiderstand für das Atemgas darstellt, so daß praktisch keine Druckverluste innerhalb des Beatmungsschlauches auftre­ ten.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, daß die Heizleitung in­ nerhalb des Beatmungsschlauchs schraubenlinienförmig geführt ist. Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, daß die Länge der Heizleitung die Länge des Beatmungsschlauchs über­ treffen kann. Dadurch kann auch innerhalb eines kurzen Beat­ mungsschlauchs eine hohe Wärmeenergie zur Verfügung gestellt werden, ohne daß hierzu die Heizleitung eine sehr hohe Tempe­ ratur aufweisen muß. Dadurch kann auch bei kurzen Beatmungs­ schläuchen sichergestellt werden, daß das Atemgas innerhalb kurzer Zeit seine Solltemperatur einnimmt, ohne daß beachtli­ che Wärmeverluste auftreten.

Günstig ist es, wenn die durch die Heizleitung gebildete Schraubenlinie längs des Beatmungsschlauchs Bereiche unter­ schiedlicher Steigung aufweist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Beatmungsschlauch unterschiedlich mas­ siv ausgebildete Abschnitte umfaßt. So ist der Beatmungs­ schlauch üblicherweise endseitig zur Ankopplung an ein Be­ feuchtungsgerät einerseits und zur Ankopplung an einen Beat­ mungstubus des Patienten andererseits massiver ausgestaltet als zwischen den beiden Endbereichen. Die massivere Ausge­ staltung hat zur Folge, daß der Beatmungsschlauch in Längs­ richtung Abschnitte mit unterschiedlichem Wärmeaufnahmevermö­ gen, d. h. unterschiedlicher Wärmekapazität, aufweist. Dies wiederum bedingt, daß einzelne Abschnitte des Beatmungs­ schlauchs während der künstlichen Beatmung des Patienten eine unterschiedliche Wärmemenge aufnehmen. Längs des Beatmungs­ schlauchs kann dem Atemgas somit eine unterschiedliche Wärme­ menge entzogen werden. Um zu vermeiden, daß in den einzelnen Abschnitten aufgrund des Wärmeentzugs eine Kondensation auf­ tritt, kann die Heizleitung derart schraubenlinienförmig an­ geordnet sein, daß sie innerhalb der massiveren Bereiche des Beatmungsschlauchs eine geringere Steigung aufweist als in weniger massiven Abschnitten. Die von der Heizleitung zur Verfügung gestellte Wärmeenergie wird somit längs des Beat­ mungsschlauchs ungleichmäßig verteilt, so daß die unter­ schiedlichen Wärmekapazitäten der einzelnen Abschnitte des Beatmungsschlauchs derart berücksichtigt werden können, daß in Bereichen mit höherer Wärmekapazität eine höhere Wärmelei­ stung zur Verfügung gestellt wird als in Bereichen mit gerin­ gerer Wärmekapazität, so daß sich insgesamt eine gleichmäßige Erwärmung des Beatmungsschlauchs ergibt. Eine Kondensation des befeuchteten Atemgases innerhalb des Beatmungsschlauchs wird somit zuverlässig verhindert.

Günstig ist es, wenn die durch die Heizleitung gebildete Schraubenlinie längs des Beatmungsschlauchs Bereiche unter­ schiedlichen Durchmessers aufweist. Dadurch kann ebenfalls die von der Heizleitung zur Verfügung gestellte Wärmeenergie längs des Beatmungsschlauchs ungleichmäßig verteilt werden, denn in Bereichen mit größerem Durchmesser der Schraubenlinie wird, bezogen auf die Längsrichtung des Beatmungsschlauchs, eine höhere Wärmeleitung zur Verfügung gestellt, als in Be­ reichen mit geringerem Durchmesser der Schraubenlinie. Ein ungleichmäßiger Durchmesser der Schraubenlinie hat außerdem zur Folge, daß die Wärmeenergie der Heizleitung dem Atemgas über die Querschnittsfläche des Beatmungsschlauches verteilt zugeführt wird. Dadurch entsteht eine sehr homogene Tempera­ turverteilung im Atemgas.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen medizinischen Vorrichtung ist vorgesehen, daß innerhalb des Beatmungsschlauchs mindestens ein Sensor zur Bestimmung der Temperatur, des Feuchtigkeitsgehalts und/oder der Konzentration einzelner gasförmiger Bestandteile des Atemgases angeordnet ist, der über eine an der Heizleitung festgelegte Meßleitung mit einem korrespondierenden Meßgerät lösbar verbindbar ist. Dies ermöglicht es, das Atemgas der elektrischen Heizleitung zu beheizen und zusätzlich bei­ spielsweise die Temperatur des Atemgases zu ermitteln, sofern ein temperaturempfindlicher Sensor zum Einsatz kommt. Alter­ nativ oder ergänzend kann auch ein Feuchtigkeitssensor ver­ wendet werden, so daß der Feuchtigkeitsgehalt des Atemgases ermittelt werden kann. Wird dem Patienten ein Gemisch ver­ schiedener Gase zugeführt, so kann auch ein Sensor zur Be­ stimmung der Konzentration der einzelnen Gasbestandteile ein­ gesetzt werden. Erfindungsgemäß ist hierbei vorgesehen, daß die Meßleitung, die den Sensor mit einem zugehörigen Meßgerät verbindet, an der Heizleitung festgelegt ist. Dies ergibt ei­ nen besonders einfachen und übersichtlichen Aufbau der medi­ zinischen Vorrichtung, ein Gewirr verschiedener elektrischer Leitungen wird vermieden. Durch die Festlegung der Meßleitung an der Heizleitung ergibt sich eine gute Überschaubarkeit und gute Handhabbarkeit der Vorrichtung.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Meßleitung gegenüber der Heizleitung thermisch isoliert ist und in radialer Rich­ tung zwischen der Heizleitung und der Innenwand des Beat­ mungsschlauchs positioniert ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht es, die thermisch isolierte Meßleitung nicht nur zum Verbinden des Sensors mit einem Meßgerät zu verwenden sondern zusätzlich als Abstandshalter für die Heizleitung. Ein zusätzlicher Abstandshalter kann somit entfallen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Heizleitung schraubenlinienförmig mit unterschiedlichem Durchmesser der Schraubenlinie innerhalb des Beatmungsschlauchs geführt ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung kann die von der Heizlei­ tung gebildete Schraubenlinie einzelne Abschnitte mit einem Durchmesser aufweisen, der dem Innendurchmesser des Beat­ mungsschlauchs entspricht, so daß die an der Heizleitung festgelegte Meßleitung in diesen Bereichen an der Schlauch­ wand des Beatmungsschlauchs anliegt und somit die schrauben­ linienförmig ausgebildete Heizleitung abschnittsweise am Be­ atmungsschlauch abstützt.

Es kann vorgesehen sein, daß die Meßleitung an der Schlauch­ wand des Beatmungsschlauchs fixiert ist. Dies ermöglicht eine mechanisch besonders belastbare und trotzdem konstruktiv ein­ fache Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Wie bereits eingangs erwähnt, soll durch die Beheizung des Atemgases sichergestellt werden, daß dieses eine Temperatur von ungefähr 37°C aufweist, wenn es den Patienten erreicht. Hierzu wird die Temperatur des üblicherweise befeuchteten und bereits erwärmten Atemgases innerhalb des Beatmungsschlauchs zumindest konstant gehalten oder aber zusätzlich auf den ge­ wünschten Sollwert erhöht. Um festzustellen, welcher Betrag an Wärmeenergie erforderlich ist, um das Atemgas auf die Solltemperatur zu erwärmen, ist es von Vorteil, wenn im Be­ reich des Eintretens des Atemgases in den Beatmungsschlauch und im Bereich des Austretens des Atemgases aus dem Beat­ mungsschlauch Sensoren angeordnet sind. Dadurch kann im Ein­ trittsbereich die Temperatur des Atemgases ermittelt werden, und in Abhängigkeit von dessen Differenz zur gewünschten Solltemperatur kann über die elektrische Heizleitung eine un­ terschiedlich große Menge an Wärmeenergie zur Verfügung ge­ stellt werden. Außerdem läßt sich auch die Temperatur des Atemgases im Bereich des Austretens aus dem Beatmungsschlauch ermitteln, so daß die Versorgung der Heizleitung mit ele­ ktrischer Energie in Abhängigkeit von der tatsächlichen Tempe­ ratur des Atemgases erfolgen kann. In gleicher Weise kann bei Einsatz entsprechender Feuchtigkeitssensoren der Feuchtig­ keitsgehalt des Atemgases zuverlässig überwacht werden.

Besonders günstig ist es, wenn die erfindungsgemäße Vorrich­ tung Sensoren zur Bestimmung der Temperatur des Atemgases und zur Bestimmung der Temperatur der Heizleitung umfaßt. Dies ermöglicht es, sowohl die Heizleitungstemperatur als auch die Temperatur des Atemgases auszuwerten. Eine zuverlässige Tem­ peraturüberwachung in Verbindung mit einer schnellen Erwär­ mung des Atemgases auf die Solltemperatur ist insbesondere dann von Vorteil, wenn der Patient sehr ungleichmäßig atmet. Setzt die Atmung zeitweise aus, so hat dies zur Folge, daß die Strömung des Atemgases innerhalb des Beatmungsschlauchs unterbrochen wird. Dauert in diesem Fall die Erwärmung des Atemgases an, so wird dieses zunehmend erwärmt. Dies wiederum bedingt, daß bei wiedereinsetzender Atmung dem Patienten übermäßig erwärmte Atemluft zugeführt wird. Um dies zu ver­ meiden, muß die Heizleistung verringert werden, sobald die Temperatur des Atemgases die Solltemperatur überschreitet. Allerdings läßt sich durch die alleinige Überwachung der Tem­ peratur des Atemgases nicht ausschließen, daß dem Patienten insbesondere bei ungleichmäßiger Atmung übermäßig erwärmtes Atemgas zugeführt wird. Dies hat seinen Grund darin, daß bei zunächst unterbrochener Atmung das Atemgas aufgrund der feh­ lenden Strömung längs des gesamten Beatmungsschlauchs auf Solltemperatur erwärmt wird. Setzt nun die Atmung des Patien­ ten wieder ein, so strömt das Atemgas durch den Beatmungs­ schlauch und wird zusätzlich erwärmt. Zeigt der Patient nun­ mehr eine sehr starke Atmung, so kann bei Überwachung ledig­ lich der Temperatur des Atemgases nicht in allen Fällen aus­ geschlossen werden, daß dem Patienten übermäßig erwärmtes Atemgas zugeführt wird. Soll dies verhindert werden, so ist es günstig, zusätzlich die Temperatur der Heizleitung für die Regelung der Heizleistung auszuwerten. Setzt die Atmung des Patienten und damit auch die Strömung des Atemgases zeitweise aus, so erfolgt nur noch eine geringe Abfuhr der Wärme von der Heizleitung zum Atemgas. Dies bedingt, daß sich die Heiz­ leitung stark erwärmt. Überschreitet die Temperatur der Heiz­ leitung einen vorgegebenen Wert, so wird die gesamte Heizlei­ stung unterbrochen, und dadurch eine weitere Erwärmung des Atemgases bei unterbrochener Strömung verhindert. Die Gefahr, daß dem Patienten bei sehr unregelmäßiger Atmung übermäßig erwärmtes Atemgas zugeleitet wird, kann dadurch beträchtlich reduziert werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Meß- und Heizleitungen über ein gemeinsames elektrisches Anschlußelement an ein Meß- und Steuergerät anschließbar sind. Dies ergibt eine besonders übersichtliche Ausgestaltung der medizinischen Vorrichtung, da beispielsweise nur ein einziger Steckverbinder erforder­ lich ist, um sämtliche elektrischen Komponenten der Vorrich­ tung an ein Meß- und Steuergerät anzuschließen. Die medizini­ sche Vorrichtung ist auf diese Weise besonders einfach hand­ habbar.

Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der nä­ heren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1: einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Beheizung eines Atemgases;

Fig. 2: eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. 1;

Fig. 3: einen schematischen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zur Beheizung eines Atemga­ ses;

Fig. 4: eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 3;

Fig. 5: einen schematischen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform einer erfindungsge­ mäßen Vorrichtung zur Beheizung eines Atemga­ ses und

Fig. 6: eine Schnittansicht längs der Linie 6-6 in Fig. 5.

In Fig. 1 ist ein insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 verse­ hener Beatmungsschlauch dargestellt, der an seinem proximalen Ende einstückig mit einem Winkelstück 12 verbunden ist mit einem quer zur Längsrichtung des Beatmungsschlauchs 10 ausge­ richteten Ansatzstück 14, das in bekannter Weise an ein übli­ ches und deshalb in der Zeichnung nicht dargestelltes Gerät zur Befeuchtung von Atemgas anschließbar ist. An seinem di­ stalen Ende ist der Beatmungsschlauch 10 einstückig mit einem Verbindungsstück 16 verbunden, das an ein bekanntes und in der Zeichnung ebenfalls nicht dargestelltes Kupplungsstück eines Beatmungstubus eines Patienten anschließbar ist. Über den in Fig. 1 dargestellten Beatmungsschlauch 10 kann einem Patienten ein befeuchtetes Atemgas zugeführt werden.

Innerhalb des Beatmungsschlauchs 10 ist kolinear zu dessen Längsachse eine Heizleitung 18 geführt, die mittels Abstands­ halter 20, 21 und 22 im Abstand zur Schlauchwand 24 des Beat­ mungsschlauchs 10 gehalten ist. Am proximalen Ende des Beat­ mungsschlauchs 10 ist die Heizleitung 18 in Längsrichtung des Beatmungsschlauchs 10 durch einen Durchbruch 25 hindurch ab­ gedichtet nach außen geführt und steht mit einem an sich be­ kannten, in der Zeichnung nur schematisch dargestellten elek­ trischen Steckverbinder 27 in elektrisch leitender Verbin­ dung. Die Heizleitung 18 umfaßt eine Hin- und eine Rücklei­ tung und ist von einer elektrischen und thermischen Isolation 28 umgeben, die außer der Heizleitung eine Meßleitung 30 um­ hüllt, die mit in Höhe des proximalen und des distalen Endes des Beatmungsschlauchs angeordneten Temperatursensoren 32 und 33 in elektrischer Verbindung steht und ebenfalls an den Steckverbinder 27 angeschlossen ist.

Die in die Isolation 28 eingegossenen Heiz- und Meßleitungen 18 bzw. 30 sind mit Hilfe der Abstandshalter 20, 21 und 22 verschieblich an der Innenwand 24 des Beatmungsschlauchs 10 gehalten. Die Abstandshalter 20, 21 und 22 sind jeweils iden­ tisch ausgebildet und umfassen drei in einem Winkelabstand von jeweils 120° zueinander versetzt angeordnete, radial ver­ laufende Stege 35, 36 und 37, die sich jeweils an der Schlauchwand 24 des Beatmungsschlauchs 10 abstützen und an der Isolation 28 festgelegt sind. Die Stege 35 bis 37 sind jeweils flügelartig ausgestaltet und weisen in Längsrichtung des Beatmungsschlauchs 10 eine im wesentlichen halbkreisför­ mige Gestalt auf, d. h. sie verjüngen sich in radialer Rich­ tung. Wie insbesondere aus Fig. 2 deutlich wird, hat eine derartige Ausgestaltung der Stege zur Folge, daß sie im we­ sentlichen lediglich punktförmig an der Schlauchwand 24 des Beatmungsschlauchs 10 anliegen. In Querrichtung des Beat­ mungsschlauches weisen die Stege 35, 36 und 37 eine sehr ge­ ringe Querschnittsfläche auf verglichen mit der Strömungs­ querschnittsfläche, die dem Atemgas zur Verfügung steht. Die Stege 35, 36 und 37 bilden somit nur einen geringen Strö­ mungswiderstand. Die Stege 35, 36 und 37 sind aus einem schlecht wärmeleitenden Material, zum Beispiel aus Silikon­ kautschuk, hergestellt. Da auch die die Heizleitung 18 unmit­ telbar umgebende Isolation 28 aus einem thermisch isolieren­ den Material, wie zum Beispiel Silikonkautschuk, gebildet ist, hat dies zur Folge, daß sich insgesamt ein sehr geringer Wärmeübergang zwischen der Heizleitung 18 über die Isolation 28 und die Stege 35, 36 und 37 auf die Schlauchwand 24 des Beatmungsschlauchs 10 ergibt.

Wird dem Beatmungsschlauch 10 über das Ansatzstück 14 ein be­ feuchtetes Atemgas zugeführt, so kann dieses durch den Beat­ mungsschlauch 10 hindurch einem Patienten zugeführt und dabei mittels der Heizleitung 18 erwärmt werden. Hierzu wird der Steckverbinder 27, der mit der Heizleitung 18 elektrisch in Verbindung steht, in bekannter Weise an ein korrespondieren­ des Steuergerät angeschlossen. Mit Hilfe der Temperatursenso­ ren 32 und 33 kann die Temperatur des Atemgases im Bereich des Eintritts in den Beatmungsschlauch 10 und im Bereich des Austretens aus dem Beatmungsschlauch 10 ermittelt werden, und in Abhängigkeit von den Temperaturmeßwerten der Sensoren 32 und 33 kann die Heizleistung der Heizleitung 18 in bekannter Weise gesteuert werden.

In den Fig. 3 und 4 ist eine alternative Ausgestaltung ei­ ner medizinischen Vorrichtung zur Beheizung eines Atemgases dargestellt, wobei ebenso wie in den nachfolgend beschriebe­ nen Fig. 5 und 6 für identische Bauteile dieselben Bezugs­ zeichen verwendet werden wie in den Fig. 1 und 2. Statt einer linearen Anordnung der Heizleitung 18 und der mittels der Isolation 28 an dieser festgelegten Meßleitung 30 koline­ ar zur Längsachse des Beatmungsschlauchs 10 kommt bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform eine inner­ halb des Beatmungsschlauchs 10 schraubenlinienförmig geführte Heizleitung 38 zum Einsatz, die ebenfalls zusammen mit einer Meßleitung 40 in eine thermische und elektrische Isolation 42 eingegossen ist. Heizleitung 38 und Meßleitung 40 sind hier­ bei derart relativ zur Schlauchwand 24 des Beatmungsschlauchs 10 orientiert, daß die Meßleitung 40 in radialer Richtung zwischen der Heizleitung 28 und der Schlauchwand 24 des Beat­ mungsschlauchs 10 angeordnet ist. Dies hat zur Folge, daß die Heizleitung 38 auch bei der in den Fig. 3 und 4 darge­ stellten Ausführungsform im Abstand zur Schlauchwand 24 ge­ halten ist. Die Meßleitung 40 bildet in Kombination mit der Isolation 42 einen Abstandshalter, über den die Heizleitung 38 an der Schlauchwand 24 gehalten ist. Zusätzliche Abstands­ halter, wie sie bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform zum Einsatz kommen, können bei der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausführungsform entfallen.

Die wendel- oder schraubenlinienförmige Ausgestaltung der Isolation 42 und der Heiz- und Meßleitungen 38 bzw. 40 hat zur Folge, daß die Meßleitung 40 und die Isolation 42, die zusammen einen Abstandshalter für die Heizleitung 38 ausbil­ den, nur linienförmig an der Schlauchwand 24 des Beatmungs­ schlauchs 10 anliegen. Somit ergibt sich nur eine sehr gerin­ ge Kontaktfläche zwischen den genannten Bauteilen, wodurch ein Wärmeübergang zusätzlich zum Einsatz des thermisch iso­ lierenden Materials der Isolation 42 erschwert wird.

Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen medizini­ schen Vorrichtung zur Beheizung eines Atemgases ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Hierbei kommt ebenfalls eine wendel- oder schraubenlinienförmig ausgebildete Heizleitung 48 zum Einsatz, die zusammen mit einer Meßleitung 50 in eine thermische und elektrische Isolation 52 eingegossen ist. Im Gegensatz zu der in den Fig. 3 und 4 dargestellten Ausfüh­ rungsform weist allerdings die durch die Heizleitung 48, die Meßleitung 50 und die Isolation 52 gebildete Schraubenlinie Bereiche unterschiedlichen Durchmessers auf. Dies hat zur Folge, daß die Isolation 52 nur abschnittsweise an der Schlauchwand 24 des Beatmungsschlauchs 10 anliegt, und zwar in den Abschnitten, in denen der Durchmesser der Schraubenli­ nie dem Innendurchmesser des Beatmungsschlauchs 10 ent­ spricht, während die Isolation 52 ansonsten im Abstand zur Schlauchwand 24 des Beatmungsschlauchs 10 verläuft. Damit er­ gibt sich ein besonders geringer Kontakt zwischen der Isola­ tion 52 und der Schlauchwand 24, und dies hat wiederum zur Folge, daß praktisch keine Wärmeleitung von der Heizleitung 48 zur Innenwand 24 erfolgt.

Sowohl bei der unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 be­ schriebenen Heizleitung 38 als auch bei der Heizleitung 48 erfolgt die Regelung der Heizleistung in bekannter Weise da­ durch, daß die Temperatur des Atemgases mit Hilfe der Tempe­ ratursensoren 32 und 33 im Bereich des proximalen und des di­ stalen Endes des Beatmungsschlauchs 10 erfaßt wird und die Heizleistung in Abhängigkeit von der Differenz der ermittel­ ten Temperaturen zu einer vorgegebenen Solltemperatur in Höhe von 37°C geregelt wird.

Bei allen drei voranstehend beschriebenen Ausführungsformen wird durch die Positionierung der Heizleitung im Abstand zur Schlauchwand 24 des Beatmungsschlauchs 10 sichergestellt, daß das Atemgas innerhalb kurzer Zeit erwärmt werden kann, ohne daß zu befürchten ist, daß sich der Beatmungsschlauch 10 zu­ mindest abschnittsweise übermäßig erwärmt.

Claims (16)

1. Medizinische Vorrichtung zur Beheizung und/oder zum Warmhalten eines Atemgases mit einem Beat­ mungsschlauch zum Zuführen des Atemgases zu einem Patienten und mit einer innerhalb des Beatmungs­ schlauchs angeordneten elektrischen Heizleitung, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizleitung (18; 38; 48) innerhalb des Beatmungsschlauchs (10) im Abstand zur Schlauchwand (24) geführt ist, wobei die Heizleitung (18) mittels mindestens eines thermisch isolierenden Abstandshalters (20, 21, 22) an der Schlauchwand (24) des Beatmungs­ schlauchs (10) gehalten ist.

2. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung mehrere Ab­ standshalter (20, 21, 22) umfaßt, die in Längs­ richtung des Beatmungsschlauchs (10) im Abstand zueinander angeordnet sind.

3. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Ab­ standshalter (20, 21, 22) im wesentlichen punkt- oder linienförmig an der Schlauchwand (24) des Beatmungsschlauchs (10) anliegen.

4. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Ab­ standshalter jeweils mindestens einen ungefähr radial verlaufenden Steg umfassen, der an der Schlauchwand (24) des Beatmungsschlauchs (10) festgelegt ist.

5. Medizinische Vorrichtung nach einem der voranste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Abstandshalter jeweils zwei ungefähr ra­ dial verlaufende Stege umfassen.

6. Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Abstandshalter (20, 21, 22) drei in einem Win­ kelabstand von jeweils ca. 120° zueinander ange­ ordnete, ungefähr radial verlaufende Stege (35, 36, 37) umfassen.

7. Medizinische Vorrichtung nach einem der voranste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine im wesentlichen koaxial zur Längsachse des Beatmungsschlauchs (10) geführte Heizleitung (18) umfaßt.

8. Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizlei­ tung (38; 48) innerhalb des Beatmungsschlauchs (10) schraubenlinienförmig geführt ist.

9. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Heizleitung ge­ bildete Schraubenlinie längs des Beatmungs­ schlauchs (10) Bereiche unterschiedlicher Stei­ gung aufweist.

10. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Heiz­ leitung (48) gebildete Schraubenlinie längs des Beatmungsschlauchs (10) Bereiche unterschiedli­ chen Durchmessers aufweist.

11. Medizinische Vorrichtung nach einem der voranste­ henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in­ nerhalb des Beatmungsschlauchs (10) mindestens ein Sensor (32; 33) zur Bestimmung der Tempera­ tur, des Feuchtigkeitsgehalts und/oder der Kon­ zentration einzelner gasförmiger Bestandteile des Atemgases angeordnet ist, der über eine an der Heizleitung (18; 38; 48) festgelegte Meßleitung (30; 40; 50) mit einem korrespondierenden Meßge­ rät lösbar verbindbar ist.

12. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 11, da­ durch gekennzeichnet, daß die Meßleitung (40; 50) gegenüber der Heizleitung (38; 48) thermisch iso­ liert ist und in radialer Richtung zwischen der Heizleitung (38; 48) und der Schlauchwand (24) des Beatmungsschlauchs (10) positioniert ist.

13. Medizinische Vorrichtung nach Anspruch 12, da­ durch gekennzeichnet, daß die Meßleitung an der Innenseite der Schlauchwand (24) des Beatmungs­ schlauchs (10) fixiert ist.

14. Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Eintretens des Atemgases in den Beat­ mungsschlauch (10) und im Bereich des Austretens des Atemgases aus dem Beatmungsschlauch (10) Sen­ soren (32 bzw. 33) angeordnet sind.

15. Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vor­ richtung Sensoren zur Bestimmung der Temperatur des Atemgases und zur Bestimmung der Temperatur der Heizleitung umfaßt.

16. Medizinische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Meß- und Heizleitungen (30, 18; 40, 38; 50, 48) über ein gemeinsames elektrisches Anschlußelement (27) an ein Meß- und Steuergerät anschließbar sind.