DE19958296C1

DE19958296C1 - Beheizbarer Atemgasschlauch

Info

Publication number: DE19958296C1
Application number: DE19958296A
Authority: DE
Inventors: Richard Brandmeier
Original assignee: MAP Medizintechnik fuer Arzt und Patient GmbH and Co KG
Current assignee: Resmed R&D Germany GmbH
Priority date: 1999-12-03
Filing date: 1999-12-03
Publication date: 2001-09-20
Anticipated expiration: 2019-12-04

Abstract

Die Erfindung betrifft einen beheizbaren Schlauch zur Zufuhr eines Atemgases zu einem Patienten. Der erfindungsgemäße Schlauch umfaßt eine aus einem flexiblen Material gebildete Schlauchwandung und eine Heizeinrichtung. Erfindungsgemäß weist die Heizeinrichtung ein Heizorgan auf, das aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gebildet ist. Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, einer unerwünschten Kondensatbildung in dem Atemgasschlauch auf zuverlässige Weise vorzubeugen. Die Erfindung betrifft weiterhin auch eine Schlauchstecker-Einrichtung zur elektrischen Koppelung des Heizorgans des beheizbaren Schlauches mit einer seitens eines CPAP-Gerätes vorgesehenen Spannungsquelle.

Description

Die Erfindung betrifft einen beheizbaren Atemgasschlauch mit einer aus einem flexiblen Material gebildeten Schlauchwandung zur Zufuhr eines Atemgases zu einem Patienten.

Aus DE 42 44 493 A1 ist ein beheizbarer Atemgasschlauch bekannt der aus einem gummielastischen Material gefertigt ist und im Bereich seiner äußeren Mantelfläche mit wendelförmig verlaufenden elektrischen Heizdrähten versehen ist.

Aus DE 196 17 095 C1 ist ein ähnlicher Schlauch bekannt bei welchem die Heizdrahtspirale im Innenbereich des Schlauches angeordnet ist. Hierbei ergibt sich ein verbesserter Wärmeübergang zwischen dem Atemgas und den Heizdrähten. Bei diesem herkömmlichen Schlauch besteht das Problem, daß sich dieser nur mit vergleichsweise großem Aufwand reinigen läßt und zudem ein erheblicher respiratorischer Widerstand erzeugt wird. Die Einbettung der Heizdrahtspirale bereitet unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach handhabbaren, beheizbaren Atemgasschlauch zur Zufuhr eines Atemgases zu einem Patienten zu schaffen, bei welchem bei einem vergleichsweise geringen Leistungsbezug eine zur Vermeidung von Kondensationserscheinungen hinreichende Erwärmung der Schlauchwandung erreicht werden kann und der sich unter fertigungstechnischen Gesichtspunkten günstig herstellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen beheizbaren Schlauch zur Zufuhr eines Atemgases zu einem Patienten mit einer aus einem flexiblen Material gebildeten Schlauchwandung und einer Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung ein Heizorgan aufweist, das aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gebildet ist.

Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, einen hochflexiblen Schlauch zu schaffen bei welchem die Schlauchwandung gleichmäßig auf eine Temperatur oberhalb des Taupunktes des Atemgases insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von ca. 35°C erwärmt werden kann.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Heizorgan unmittelbar durch die Schlauchwandung gebildet. Hierdurch wird es möglich die zur Vermeidung von Kondensationserscheinungen erforderliche Erwärmung unter einem extrem geringen Temperaturgefälle zu erreichen.

Es ist auch möglich, das Heizorgan durch eine vorzugsweise dünne Lage des elektrisch leitfähigen Kunststoffmateriales zu bilden. Die Dicke dieser Lage liegt vorzugsweise im Bereich von 0,3 bis 1,2 mm.

Eine im Hinblick auf einen besonders geringen Energiebezug vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die leitfähige Lage im Innenbereich des Schlauches angeordnet ist. Hierdurch wird unmittelbar die mit dem Atemgas in Kontakt tretende Wandung erwärmt, so daß der Niederschlag von Feuchtigkeit hier besonders zuverlässig vermieden ist. Die weiter außen liegende Schlauchwandung unterdrückt weiterhin den Wärmetransport nach außen.

Alternativ zu der vorangehend beschriebenen Lösung ist es jedoch auch möglich, die leitfähige Lage im Schlauchaußenbereich vorzusehen. In vorteilhafter Weise kann hierbei die leitfähige Lage auf den Schlauch aufgeschrumpft werden.

Die Spannungsversorgung erfolgt gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durch eine Spannungsversorgungsleitung die in die Schlauchwandung integriert ist. Eine derartige Integration kann insbesondere dadurch erreicht werden, daß die Spannungsversorgungsleitung durch eine den Schlauch aussteifende Spiralwendel gebildet ist.

Eine besonders günstige Spannungsversorgung kann hierbei dadurch erreicht werden, daß wenigstens zwei axial beabstandete Spiralwendel vorgesehen sind. Hierdurch wird es möglich, selbst bei einem vergleichsweise hohen elektrischen Widerstand des leitfähigen Kunststoffmateriales mit einer geringen Versorgungsspannung eine ausreichende Erwär mung des Schlauches zu gewährleisten. Die Entladungsstrecke entspricht hierbei vorzugs weise lediglich dem Abstand zwischen zwei Leitungsdrähten, insbesondere Spiralwendeln.

Die Spiralwendel sind gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gebildet. Es ist auch möglich die Spiralwendel so auszubilden, daß sie im wesentlichen als Spannungsversorgungsleitungen wirksam sind und nur ein vergleichsweise geringer Spannungsabfall in den Spiralwendeln erfolgt. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, daß in die Spiralwendel eine Metall-Ader eingebettet ist.

Eine besonders vorteilhafte Ankoppelung eines beheizbaren Atemgasschlauches insbe sondere mit den vorangehend beschriebenen Merkmale kann gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erreicht durch eine Schlauchsteckereinrich tung mit einem Kontaktelement zur elektrischen Koppelung des Heizorganes mit einer Spannungsquelle.

Die Schlauchsteckereinrichtung weist vorzugsweise eine erste Anschlußmündung für den Atemgaskanal und eine zweite Anschlußmündung für einen Druckmeßkanal auf. Hierdurch wird es möglich unmittelbar durch den Anschluß des Atemgasschlauches auch eine entsprechende Ankoppelung einer Druckerfassungsleitung zu erreichen.

In vorteilhafter Weise ist das Kontaktelement im Bereich einer der Anschlußmündungen vorgesehen wodurch sich ein besonders kompakter Steckeraufbau ergibt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeich nungen. Es zeigen:

Fig. 1: eine vereinfachte Detailansicht zur Erläuterung des Aufbaus eines Atemgas schlauches mit einer aus einem leitfähigen Kunststoffmaterial gebildeten Schlauchwan dung, die über zwei separate Spiraleinlagen mit Spannung versorgt wird;

Fig. 2: eine vereinfachte Schnittansicht durch einen Atemgasschlauch, bei welchem im Bereich der äußeren Schlauchwandung eine aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff gebildete Lage vorgesehen ist, die ebenfalls durch zwei separate Leitungseinrichtungen mit Spannung versorgt wird;

Fig. 3: eine vereinfachte Schnittansicht durch einen Atemgasschlauch mit einer in dessen Innenbereich angebrachten elektrisch leitfähigen Kunststofflage;

Fig. 4: eine vereinfachte Schnittdarstellung zur Erläuterung des Aufbaus einer weite ren bevorzugten Ausführungsform eines Atemgasschlauches mit einer elektrisch leitfähi gen Innenschicht und einer separaten Spannungsversorgungsleitung;

Fig. 5: eine perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines Atemgasschlauches mit zwei Spiralwendeln;

Fig. 6: eine perspektivische Ansicht einer Anschlußsteckereinrichtung zur Ankop pelung eines Atemgasschlauches an ein CPAP-Gerät, bzw. an einen Luftbefeuchter;

Fig. 7: eine vereinfachte Schnittansicht ebenfalls durch einen Anschlußstecker zur Ankoppelung eines Atemgasschlauches an ein CPAP-Gerät mit einer unmittelbar über geräteseitig vorgesehene Rohrzapfen erfolgenden Spannungsversorgung;

Fig. 8: eine vereinfachte Schnittansicht zur Erläuterung der Spannungsversorgung eines Atemgasschlauches mit einer elektrisch leitfähigen Schlauchinnenwandung über einen elektrisch leitfähigen Schlauchanschlußzapfen und einen hier in den Atemgas schlauch eingeführten separaten Leitungsdraht;

Fig. 9: eine vereinfachte Schnittansicht einer Steckeranordnung zur Ankoppelung eines elektrisch beheizbaren Atemgasschlauches und eines darin koaxial geführten Druck meßschlauches an ein CPAP-Gerät, wobei hier die Spannungsversorgung ebenfalls über die geräteseitig vorgesehenen Anschlußsstutzen erfolgt.

Der in Fig. 1 nur abschnittsweise dargestellte Atemgasschlauch umfaßt eine Schlauchwan dung 1, die hier aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial a gebildet ist. Der Atemgasschlauch ist weiterhin mit einer ersten Verstärkungseinlage 2 und einer zweiten Verstärkungseinlage 3 versehen. Die beiden Verstärkungseinlagen sind hier aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet und unter Zwischenschaltung einer Steuereinrich tung mit einer Spannungsquelle gekoppelt. Aufgrund des zwischen den beiden Leitungs einrichtungen 2, 3 herrschenden Potentialunterschiedes erfolgt eine elektrische Entladung über das elektrisch leitfähige Kunststoffmaterial a. Infolge der bei einem entsprechenden Potentialunterschied stattfindenden elektrischen Entladung wird das Kunststoffmaterial a und damit die Schlauchwandung 1 erwärmt. Bei der hier dargestellten Ausführungsform sind die beiden Leitungseinrichtungen durch spiralförmig verlaufende Wendel gebildet, wie dies in Fig. 5 vereinfacht angedeutet ist. Der Abstand zwischen den beiden Leitungs einrichtungen 2, 3 ist über das gesamte Schlauchelement im wesentlichen gleichbleibend, so daß bei einem vernachlässigbar geringen Spannungsabfall entlang der Spiralwendel zwischen den Spiralwendeln ein bezogen auf die Fläche jeweils nahezu gleichbleibende Wärmeleistung freigesetzt wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform bildet die elektrisch leitfähige Lage a nur einen Teil der den eigentlichen Atemgaskanal 4 begrenzenden Schlauchwandung 1. Die elektrisch leitfähige Lage ist hier in der Art eines Schrumpfschlauches auf den Außenbe reich des Atemgasschlauches aufgeschrumpft und gelangt dabei in innige Anlage mit den Leitungseinrichtungen 2, 3, die, ähnlich wie bereits in Verbindung mit der Ausführungsform gem. Fig. 1 beschrieben, aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sind. Auch bei dieser Ausführungsform wird infolge eines Potentialunterschiedes zwischen den Leitungseinrichtungen 2, 3 eine Erwärmung der elektrisch leitfähigen Lage a erreicht. Die Höhe dieses Potentialunterschiedes kann über eine Steuereinrichtung beeinflußt werden. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist vorgesehen, die elektrisch leitfähige Schlauchwan dung durch eine Gleichspannung von etwa 4 Volt zu erwärmen. Es ist auch möglich, anstelle einer Gleichspannung an die entsprechende Leitungseinrichtungen eine Wechsel spannung anzulegen. Bei Verwendung einer Wechselspannung zum Aufheizen der Schlauchwandung ist es möglich, Kunststoffmaterialien zu verwenden, die lediglich bei Anlage einer Wechselspannung eine ausreichende Leitfähigkeit aufweisen.

In Fig. 3 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines elektrisch beheizbaren Atem gasschlauches dargestellt, bei welchem die Erwärmung der Schlauchwandung durch eine im Innenbereich des Atemgasschlauches angebrachte elektrisch leitfähige Lage a erreicht wird. Die Spannungsversorgung kann über separate Leitungseinrichtungen oder zumindest teilweise über eine Verstärkungseinlage 2 erfolgen, die bei der dargestellten Ausführungs form ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gebildet ist.

In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines Atemgasschlauches dargestellt, der eine aus einem isolierenden Kunststoffmaterial gebildete Schlauchwandung 1 aufweist, die ebenfalls mit einer spiralförmigen Einlage 2 verstärkt ist. Bei der hier dargestellten Ausfüh rungsform ist die spiralförmige Einlage 2 jedoch nicht in den elektrischen Schaltkreis eingebunden. Die Spannungsversorgung der hier im Innenbereich des Atemgasschlauches vorgesehenen elektrisch leitfähigen Lage a erfolgt durch einen separaten Leitungsdraht 5, der hier in einen Druckmeßschlauch 6 eingeschoben ist. Dieser Leitungsdraht 5 ist im Bereich des maskenseitigen Endes des Atemgasschlauches mit der elektrisch leitfähigen Lage a gekoppelt. Der elektrische Schaltkreis wird geschlossen, indem die elektrisch leitfähige Lage a im Bereich des CPAP-Gerätes mit einer entsprechenden Klemmenan ordnung in Kontakt gelangt.

In Fig. 5 ist wie bereits in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 angesprochen, ein Atemgas schlauch dargestellt, der durch zwei spiralartig im Schlauchaußenbereich geführte Ein lagen 2, 3 verstärkt ist. Diese Einlagen können - wie in den Fig. 1 und 2 beschrieben - als Spannungsversorgungsleitungen ausgebildet sein, so daß eine elektrische Entladung in dem Zwischenbereich zwischen den benachbarten Abschnitten der Verstärkungseinlagen erfolgt.

In Fig. 6 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Kompaktsteckers zum Anschluß eines beheizbaren Atemgasschlauches an ein CPAP-Gerät dargestellt. Bei der hier dargestellten Ausführungsform erfolgt die Spannungsversorgung des elektrisch beheizbaren Atemgas schlauches über zwei Kontaktelemente 7, 8, die hier in die Steckerstruktur eingebettet sind. Die Kontaktelemente 7, 8 sind mit dem weiteren Stromkreis des Atemgasschlauches über hier nicht näher dargestellte Leitungseinrichtungen elektrisch verbunden. Der hier dargestellte Kompaktstecker umfaßt eine erste Anschlußmündung 9, über welche der eigentliche Atemgasdurchgangskanal mit einem CPAP-Gerät, bzw. mit einem Atemgasbe feuchter gekoppelt werden kann. Radial von dieser ersten Anschlußmündung beabstandet befindet sich eine zweite Anschlußmündung, über welche ein hier ansonsten nicht näher dargestellter Druckmeßschlauch mit einem Druckmeßsystem eines CPAP-Gerätes gekop pelt werden kann. Der hier dargestellte Kompaktstecker ist auch einem Silikonmaterial gebildet, und kann gemeinsam mit dem Atemgasschlauch gereinigt und insbesondere sterilisiert werden. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist die Wandung 1 des Atemgasschlauches aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gebildet.

Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform eines Anschlußsteckers zum Anschluß eines beheizbaren Atemgasschlauches an einem CPAP-Gerät dargestellt, wobei abweichend von der in Fig. 6 beschriebenen Ausführungsform die Kontaktelemente im Inneren des Anschlußsteckers 11 angeordnet sind. Die Spannungsversorgung erfolgt hierbei insbeson dere über Kontaktelemente 7b, 8b, die mit geräteseitig vorgesehenen Anschlußstutzen 12, 13 in Verbindung bringbar sind, wobei diese geräteseitigen Anschlußstutzen 12, 13 zumin dest abschnittsweise elektrisch leitfähig ausgebildet sind, so daß über diese Anschluß stutzen ein entsprechender Anschluß an eine geräteseitige Spannungsversorgung erreicht werden kann. Die Kontaktelemente 7b, 8b sind über Verbindungsleitungen 14, 15 mit dem elektrisch beheizbaren Atemgasschlauch gekoppelt. Bei der hier dargestellten Ausfüh rungsform weist der Atemgasschlauch im Bereich seiner Innenwandung eine elektrisch leitfähige Lage a sowie ebenfalls elektrisch leitfähige spiralförmige Verstärkungswendel 2 auf. Im Bereich des maskenseitigen Endes des Atemgasschlauches ist die letzte Windung der elektrisch leitfähigen Verstärkungseinlage mit der elektrisch leitfähigen Lage a elek trisch verbunden.

In Fig. 8 ist eine weitere Ausführungsform eines elektrisch beheizbaren Atemgas schlauches dargestellt, wobei hier der Atemgasschlauch - wie in Verbindung mit Fig. 4 bereits angesprochen - lediglich eine elektrisch leitfähige Innenlage a aufweist und die Spannungsversorgung ansonsten über separate Leitungseinrichtungen erfolgt. Bei der hier dargestellten Ausführungsform wird im Bereich des CPAP-Gerätes ein elektrischer An schluß der leitfähigen Lage a durch einen aus einem Metallmaterial gebildeten Anschluß stutzen 12 erreicht. Im Bereich des maskenseitigen Endes ist ebenfalls ein Anschluß stutzen 17 vorgesehen, der hier ebenfalls mit der elektrisch leitfähigen Lage a koppelbar, insbesondere in den Atemgasschlauch einsteckbar ist. Dieser Anschlußstutzen 17 ist elek trisch leitend mit einer Spannungsversorgungsleitung 5 gekoppelt, die hier in einen Druck meßschlauch 6 eingefügt ist. Die Spannungsversorgungsleitung 5 erstreckt sich durch den Druckmeßschlauch 6 bis zum CPAP-Gerät und ist hier ebenfalls mit einer entsprechenden Spannungsquelle gekoppelt.

In Fig. 9 ist eine weitere Anschlußsteckerstruktur zum Anschluß eines elektrisch beheiz baren Atemgasschlauches an ein CPAP-Gerät dargestellt. Der hier vorgesehene elektrisch beheizbare Atemgasschlauch umfaßt eine aus einem elektrisch leitfähigen Material gebil dete elektrisch leitfähige Lage a, die mit einer seitens eines CPAP-Gerätes vorgesehenen Spannungsversorgungsleitung 19 koppelbar ist. Die Koppelung erfolgt hierbei über ein Kontaktelement 20, das in eine Anschlußsteckerstruktur 21 eingebettet ist und mit der elektrisch leitfähigen Lage a des Atemgasschlauches verbunden ist. Koaxial im Inneren der Anschlußssteckerstruktur 21 befindet sich eine Anschlußstruktur 22 für einen Druckmeß schlauch, über welche zugleich eine Ankoppelung des in dem Druckmeßschlauch 6 geführten Leiters 5 an eine CPAP-geräteseitige Spannungsversorgungsleitung 22 erfolgt.

Claims

1. Beheizbarer Schlauch zur Zufuhr eines Atemgases zu einem Patienten mit einer aus einem flexiblen Material gebildeten Schlauchwandung und einer Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung ein Heizorgan aufweist, das aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gebildet ist.

2. Beheizbarer Schlauch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizorgan durch die Schlauchwandung gebildet ist.

3. Beheizbarer Schlauch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Heizorgan durch eine Lage des elektrisch leitfähigen Kunststoffmateriales gebildet ist.

4. Beheizbarer Schlauch nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Lage im Innenbereich des Schlauches angeordnet ist.

5. Beheizbarer Schlauch nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähige Lage im Schlauchaußenbereich vorgesehen ist.

6. Beheizbarer Schlauch nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsversorgungsleitung in die Schlauchwandung integriert ist.

7. Beheizbarer Schlauch nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsversorgungsleitung durch eine Spiralwendel gebildet ist.

8. Beheizbarer Schlauch nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei axial beabstandete Spiralwendeln vorgesehen sind.

9. Beheizbarer Schlauch nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralwendel aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoffmaterial gebildet ist.

10. Beheizbarer Schlauch zur Zufuhr eines Atemgases zu einem Patienten mit einer aus einem flexiblen Material gebildeten Schlauchwandung und einer Heizeinrichtung, wobei die Heizeinrichtung ein Elektro-Heizorgan aufweist, nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Schlauchsteckereinrichtung mit einem Kontaktelement zur elektrischen Koppelung des Heizorganes mit einer seitens eines CPAP-Gerätes vorgesehenen Spannungsquelle.

11. Beheizbarer Schlauch nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchsteckereinrichtung eine erste Anschlußmündung für den Atemgaskanal und eine zweite Anschlußmündung für einen Druckmeßkanal aufweist.

12. Beheizbarer Schlauch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement im Bereich einer der Anschlußmündungen vorgesehen ist.