DE19923297A1

DE19923297A1 - Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids

Info

Publication number: DE19923297A1
Application number: DE19923297A
Authority: DE
Inventors: Andrew James Lee
Original assignee: Smiths Group PLC
Current assignee: Smiths Group PLC
Priority date: 1998-06-09
Filing date: 1999-05-21
Publication date: 1999-12-16
Also published as: JP2000005313A; AU748141B2; GB9812309D0; AU3017299A; US6397842B1

Abstract

Eine Katheterhalterung umfaßt ein Filter 2, welches über seine Länge hinweg zickzackförmig gefaltet ist. Die beiden Längskanten des Filters sind flüssigkeitsdicht zwischen ineinandergreifenden Zähnen 16 längs gegenüberliegender Seiten von identischen oberen und unteren Teilen 10 und 11 eines Gehäuses 1 angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids mit einem Gehäuse, das eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung und im Gehäuse zwischen der Einlaß- und Auslaßöffnung ein Fluidbehandlungselement zur Behandlung des durch das Gehäuse strömenden Fluids aufweist.

Die Erfindung betrifft insbesondere medizinische Vorrichtungen zum Filtern, Befeuchten und/oder Erwärmen von Gasen, insbesondere von Luft, welche zu und vom Patienten strömt.

Ein spezieller Anwendungsfall liegt bei medizinischen Beatmungssystemen, wo ein Filter oder eine HME-Vorrichtung mit dem maschinenseitigen Ende eines Trachealtubus verbunden ist, wobei die Verbindung über eine sogenannte Katheterhalterung erfolgt, die aus einem flexiblen Rohr besteht, welches gewellt ist und eine relativ große Bohrung aufweist. Diese Katheterhalterung bildet eine flexible Zwischenverbindung zwischen dem Trachealtubus und einem Beatmungsschlauch, der mit dem anderen Ende der Katheterhalterung verbunden ist. Ein Problem, speziell bei Filtern, besteht darin, daß hochwirksame Filter einen relativ hohen Durchflußwiderstand aufweisen, was nur zu vermeiden ist, wenn eine große Filterfläche vorliegt. In diesem Fall sind jedoch die Filter relativ voluminös und schwer. Ein weiterer Nachteil mit verschiedenen in den Beatmungskreislauf zwischengeschalteten Komponenten besteht darin, daß deren Zusammenbau nicht rasch vor sich geht und innerhalb des Kreislaufes das Totvolumen erhöht wird. Auch besteht bei mehreren Komponenten die Gefahr, daß eine Verbindung zwischen einzelnen Komponenten sich ungewollt löst. Vorschläge zur Überwindung dieser Nachteile sind beispielsweise beschrieben in den GB2321604 und GB2169522. Früher vorgeschlagene Anordnungen weisen jedoch verschieden Probleme auf, beispielsweise Schwierigkeiten im Herstellen des Filterelements oder der Abdichtung in einem Gehäuse.

Es besteht die Aufgabe, eine verbesserte Fluidbehandlungsvorrichtung vorzuschlagen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fluidbehandlungsvorrichtung der oben genannten Art vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gehäuse länglich ausgebildet ist und in Längsrichtung in zwei Teile unterteilt ist, jedes der Teile dreiecksförmige Zähne aufweist, die sich längs gegenüberliegender Seite erstrecken und hierbei die Zähne des einen Teils in die Zahnlücken des anderen Teils paarend eingreifen, daß das Fluidbehandlungselement über seine Länge hinweg zickzackförmig gefaltet ist und dem Zahnprofil in Seitenansicht gesehen folgt und daß einander gegenüberliegende Längsränder des Elements abdichtend zwischen den Zähnen der beiden Teile angeordnet sind, wobei eine Fluidströmung zwischen den Öffnungen durch das Element hindurchgeht.

Das Gehäuse ist bevorzugt flexibel und gewellt. Die beiden Teile des Gehäuses können im wesentlichen identisch zueinander sein. Das Fluidbehandlungselement ist bevorzugt ein Gasbehandlungselement wie beispielsweise ein HME-Element oder ein Filter. Eines der Teile des Gehäuses weist bevorzugt einen patientenseitigen Endfitting zum Anschluß an einen Trachealtubusverbinder, und das andere der Teile weist einen maschinenseitigen Endfitting zum Anschluß an einen Beatmungsschlauchverbinder auf. Die beiden Teile des Gehäuses können mit dem Fluidbehandlungselement mittels eines Klebers oder eines Lösungsmittels längs gegenüberliegender Kanten des Fluidbehandlungselements abgedichtet sein. Das Fluidbehandlungselement kann durch einen treppenförmigen Stützrahmen abgestützt sein. Der Stützrahmen kann aus einem thermoplastischen Material bestehen und die beiden Teile des Gehäuses können mit dem Fluidbehandlungselement abgedichtet sein, indem bewirkt wird, daß das Material des Stützrahmens in abdichtenden Kontakt sowohl mit dem Fluidbehandlungselement als auch mit den beiden Teilen des Gehäuses fließt.

Eine ein Filter einschließende Katheterhalterung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Katheterhalterung;

Fig. 2 einen vereinfachten Querschnitt zur Darstellung des Gasflusses durch die Vorrichtung ist;

Fig. 3 eine Explosionsdarstellung eines Teils der Vorrichtung;

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Teils des Katheterhalterungsgehäuses;

Fig. 5 einen Querschnitt eines Endes der Halterung und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Form des Filterelements.

Die Katheterhalterung umfaßt ein Gehäuse 1 mit einem Fluidbehandlungselement in Form eines Filters 2 und weist an einem Ende einen patientenseitigen Fitting 3 und am gegenüberliegenden Ende einen maschinenseitigen Fitting 4 auf. Im Gebrauch ist der patientenseitige Fitting 3 verbunden mit einem standardisierten Verbindungsstück am maschinenseitigen Ende eines Trachealtubus, während der maschinenseitige Fitting 4 verbunden ist mit einem standardisierten Verbindungsstück, beispielsweise mit einem Y-Verbindungsteil am Ende des Beatmungsschlauchs, welcher zum Beatmungsgerät führt. Der Gasfluß längs der Katheterhalterung erfolgt wechselweise in entgegengesetzten Richtungen während der Einatmungs- bzw. der Ausatmungsphasen, wobei der Gasfluß durch das im Gehäuse 1 angeordnete Filterelement 2 hindurch geht.

Das Gehäuse 1 besteht aus zwei spritztechnisch hergestellten identischen Teilen 10 und 11 aus einem flexiblen Kunststoffmaterial, beispielsweise aus PVC, jedoch können die beiden Teile auch unterschiedliche Formen aufweisen, beispielsweise wenn eines der Teile einen Kohlendioxidsammelanschluß aufweist. Die beiden Teile 10 und 11 bilden die obere und untere Hälfte des Gehäuses 1, so daß dieses in seiner Längsrichtung hälftig unterteilt ist, wobei jedes Teil 10, 11 einen der Endfittings 3 bzw. 4 aufweist. Jedes der Teile 10 und 11 umfaßt eine verrundete, konvexe obere oder untere Wand 12, welche seitliche Wellungen 13 aufweisen, um das Gehäuse in einer Ebene rechtwinklig zur Wand flexibler zu machen. Jedes Teil 10 und 11 umfaßt auch eine Seitenwand 14 und 15, welches sich längs jeder Seite erstrecken. Jede Seitenwand 14 und 15 ist an der äußeren Oberfläche des Gehäuses leicht gewellt um die Flexibilität zu verbessern und ist längs seiner Kante mit einer Reihe von dreieckigen Zähnen 16 profiliert. Die Zähne 16 der beiden Teile 10 und 11 sind so geformt, daß sie ineinander eingreifen. Das Ende des Teils 10 und 11 mit den Endfittings 3 oder 4 weist einen radial sich erstreckenden Flansch 17 auf, wobei das jeweils gegenüberliegende Ende 18 des einen Teils so geformt ist, daß es mit dem Flansch des anderen Teils gepaart werden kann.

Das Filterelement 2 kann aus einem konventionellen Filtermaterial bestehen, wie beispielsweise einem HEPA-Bakterien-Viren-Filter, wie es beispielsweise durch die Firma SIMS Portex Limited vertrieben wird. Das Filterelement 2 umfaßt einen rechteckigen Materialstreifen, der über seine Länge hinweg zickzackförmig gefaltet ist und somit eine Anzahl von zueinander V-förmig geneigten Falten 20 aufweist, deren Anzahl gleich der Anzahl der Zähne 16 des Gehäuses 1 ist und deren Länge gleich der Länge der Flanken der Zähne ist. Die Breite des Filterelements 2 ist gleich derjenigen des Gehäuses 1, so daß das gefaltete Element mit seinen einander gegenüberliegenden Kanten 21 von den Zähnen 16 längs gegenüberliegender Seiten des Gehäuses gehalten wird. Die Kanten 21 des Filterelements 2 werden sandwichartig zwischen den Zähnen 16 der beiden Teile 10 und 11 des Gehäuses gehalten, wobei die seitlichen Endkanten 22 der Falten 20 an einander gegenüberliegenden Enden (Fig. 5) sandwichartig gehalten werden zwischen dem Flansch 17 des einen Teils des Gehäuses und dem gegenüberliegenden Ende 18 des anderen Gehäuseteils. Die Längskanten 21 und die seitlichen Endkanten 22 sind gasdicht zwischen den beiden Teilen 10 und 11 des Gehäuses 1 angeordnet. Dies kann auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann ein Klebstoff oder ein Lösungsmittel längs der beiden Teile 10 und 11 des Gehäuses 1 aufgebracht werden, wo sie in Kontakt stehen mit dem Filterelement 2. Alternativ dazu kann Hitze zugeführt werden, damit das Material des Gehäuses 1 oder des Filterelements 2 schmilzt und eine Abdichtung mit der kontaktierenden Komponente bildet.

Falls ein empfindliches Filterelement verwendet wird, kann es notwendig sein, es vor Beschädigungen beim Biegen des Elements zu schützen, wenn das Biegen entweder während des Gebrauchs oder während des Faltvorgangs auftritt. Dieser Schutz kann beispielsweise gemäß Fig. 6 bewirkt werden, in dem das Filterelement 2' mit einem treppenartigen Stützrahmen 30 verbunden wird, der beispielsweise aus einem Azetatmaterial besteht. Der Stützrahmen 30 umfaßt zwei schmale Längsstreifen 31, die sich längs der Längskanten des Filterelements 2' erstrecken und weist weiterhin eine Anzahl von quer verlaufenden Streifen 32 an jeder Faltkante des Filterelements auf. Jeder Querstreifen 32 weist eine Faltkante 33 auf, welche die Faltlinie des Elements definiert. Der Raum zwischen benachbarten Querstreifen und den Längsstreifen 32 und 31 bilden ein Fenster 34, welches die meiste Fläche jeder Faltung des Filterelements einnimmt. Die Längsstreifen 31 des Stützrahmens 30 werden mit den Zähnen 16 der beiden Teile 10 und 11 des Gehäuses 1 gasdicht verbunden, wobei die endseitigen Querstreifen 32 am Ende des Rahmens zwischen dem Flansch 17 des einen Teils und dem Ende 18 des anderen Teils befestigt sind. Der Stützrahmen 30 besteht bevorzugt aus einem Thermoplast, so daß er durch Hitzeeinwirkung sowohl mit dem Filterelement als auch mit dem Gehäuse verbunden werden kann.

Der Gasdurchfluß durch die Katheterhalterung ist in Fig. 2 dargestellt. Gas, welches durch die rechte maschinenseitige Öffnung 4 eintritt, fließt längs des oberen Teils 10 des Gehäuses, strömt durch das Filterelement 2 hindurch und tritt in den unteren Teil 11 ein. Gas kann in gleicher Weise durch die Katheterhalterung in umgekehrter Richtung strömen. Die Katheterhalterung dient damit einem doppelten Zweck, nämlich als flexible Kupplung zwischen dem Trachealtubus und der Beatmungsschlauch und wirkt gleichzeitig als hochwirksames Filter mit geringem Strömungswiderstand, ohne daß dabei die Größe einer konventionellen Katheterhalterung überschritten werden würde. Die Erfindung vermeidet auch die Notwendigkeit einer separaten Komponente und vermeidet damit die Nachteile einer erhöhten Zusammenbauzeit und einer Komplexität des Aufbaus, eines erhöhten Totraums und der Gefahr einer Unterbrechung des Beatmungswegs. Auch wird vermieden, daß in unbeabsichtigter Weise der Einbau des Filters unterlassen wird. Auch ist es nicht erforderlich, kontaminierte Abfallprodukte zu entsorgen.

Die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines Filters beschränkt, sondern kann auch andere Vorrichtungen für eine Fluidbehandlung umfassen, wie beispielsweise einen Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher, welcher ein konventionelles HME-Element anstelle des Filterelements verwendet. Die Vorrichtung dient nicht notwendigerweise zur Behandlung eines Gases, sondern kann auch zur Behandlung einer Flüssigkeit verwendet werden.

Claims

1. Vorrichtung zur Behandlung eines Fluids mit einem Gehäuse (1), das eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung (3, 4) und im Gehäuse (1) zwischen der Einlaß- und der Auslaßöffnung (3, 4) ein Fluidbehandlungselement (2, 2') zur Behandlung des durch das Gehäuse strömenden Fluids aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) länglich ausgebildet ist und in Längsrichtung in zwei Teile (10, 11) unterteilt ist, jedes der Teile dreiecksförmige Zähne (16) aufweist, die sich längs gegenüberliegender Seiten erstrecken und hierbei die Zähne des einen Teils in die Zahnlücken des anderen Teils paarend eingreifen, daß das Fluidbehandlungselement (2, 2') über seine Länge hinweg zickzackförmig gefaltet ist und dem Zahnprofil in Seitenansicht gesehen folgt und daß einander gegenüberliegende Längsränder des Elements abdichtend zwischen den Zähnen (16) der beiden Teile (10, 11) angeordnet sind, wobei eine Fluidströmung zwischen den Öffnungen (3, 4) durch das Element (2, 2') hindurch geht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) flexibel ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) gewellt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teile (10, 11) des Gehäuses (1) im wesentlichen identisch sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidbehandlungselement ein Gasbehandlungselement (2, 2') ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidbehandlungselement ein HME-Element (2, 2') ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidbehandlungselement ein Filter (2, 2') ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Teile (10) des Gehäuses (1) einen patientenseitigen Fitting (3) zur Verbindung mit einem Trachealtubusanschluß und das andere Teil (11) einen maschinenseitigen Fitting (4) zum Anschluß an einen Beatmungsschlauch aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluidbehandlungselement (2') von einem treppenförmigen Stützrahmen (30) getragen wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützrahmen (3) aus einem thermoplastischen Material besteht und die beiden Teile (10, 11) des Gehäuses (1) abdichtend mit dem Fluidbehandlungselement (2') verbunden sind, indem Material des Stützrahmens (30) als Schmelzfluß abdichtend zwischen dem Fluidbehandlungselement (2') und den beiden Teilen (10, 11) des Gehäuses (1) angeordnet ist.