DE2201867C3 - Luftröhrenschlauch mit selbstaufblähender Manschette - Google Patents

Description

den öffnungen austritt und die Manschette in den Um den in der ^^

Sicm ausgedehnte Zustand unter Aufhebung de, Luftüffnungen einen ^ro*f_t ^st _u«ÄeS S5

abdichtenden Eingriffs bringt. für den Lüftern- und -au «ntt und zug^e™'^u _f ^r _f

BeT dem eingang, erörterten Trachealkaiheter Flüssigkeiisabfluß zu.geben.können ^^j

nach Martinez und anderen bereits bekannten Tm- 5 gen cine lung .ehe Form aufweise .wren mup

chealkathetern der vorstehend genannten Gattung achse jeweils in einer gemeinsamen Eb-ne mit aer

(französische Patentschrift 1576 3<J7, britische Pa- Achse der Kanüle hegt. .. . _{d an H}and

entlchrift 1 113 484, USA.-Patcntschrift 3 460 541) Die Erfindung w.rd im "^¹⁸SJiXj.

SsJ die von der Manschette umschlossene Ringkam- des in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsbe.

mer durch Luftlöcher in de/- zylindrischen Wand des »o spiels naher erläutert. Darstellung eines

Katheterschlauches mit dessen" Innerem verbunden. Fig. 1 ist e,ne *h«nat»che DaraeH»ng ernes

Das hat den schon erwähnten Nachteil, die gekann- Luftröhrenschlauchs, der in das t™f™^e.Jr"™

Sn^Trachealkatheter zumindest für eine längere Zeit eines Patienten angesetzt und an eJ" '"^mrttieren

andauernde Benutzung ungeeignet zu machen, da bei des Druckbeatmungsgerat angeschlossen Kt,

fhnen dTe Neigung batch' daß sich die Luftlöcher i₅ Fig.2 und3 sind se.*^cf«^Äi EmainS.

durch Schleim und andere Lungensekrete innerhalb schotte und zeigen den Luftdurchsatz beim fc.natmen

verhältnismäßig kurzer Zeit verstopfen. bzw. Ausatmen des Patienten

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit F i g. 4 ist em ^Oü?i"^chni'\f^^ *"" ⁸' "

möglichst einfachem Aufwand einen vergleichsweise und 3 dargestellten M«sc^bschn ,tt. leicht und sicher zu handhabenden Trachealkalheter *> In Fig. 1 ist ein ¹^a oc.er

zu schaffen, bei dem die Luflöffnungen der Man- schlauch ma ^^^^Sc u^^i geihrt ist.

schettenringkammer so angeordnet sind, daß sie gestellt, der in das uacheale -uim ei ^

nicht durch Schleim und Lungensekrete verstopf. Das Gerät .s. entsprechend de, ^lKrnat.sch.n Ua

werden können, vielmehr ein ständig Abfließen stellung vermmels emc ^hlauLhs unu ub.r V cm, olcher in der Manschcttenringkammer etv.a vorhan- .5 mit einem Beatmungsgerät wie z. B. um. _in^

Ler Flüssigkeiten längs der Außenseite de, Ka- ^- 10 vcrbunJ"JBe, «I™ ^^Äih-

thcterschlauches ermöglichen. 1." n..nüe,i es Men j.n _m ■ _{h doch}

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- rung. Der Schlauch m. NK. se κ e Übt . i

löst daß die zylindrische Wand des Katheterschlau- genauso gut auch .η trat!Kot on ;^ül^ ^^U . . ^c. ches außer an dessen beiden Enden keine öffnungen 30 herstellen und *.rd dann durch ... ic ch rurysth a

aufweist und die Luftöffnungen auf dem umfang gebrachte Öffnung (Luf.mhrens.hmtt) .n du. L.un

1 Ringabschnitts der Manschette von gegenüber röhre eingeführt. Das Gerat weisrcm Λ ^ 1 m.

deren GröBtquerschnitt abnehmender Querschnitts- oltenem Ende und e.n.r£ im nschen ^n _;

fläche verteilt angeordnet sind. Die rhvihmische Ai- sich keine Locher büi.idcn aul. lm■ ' Schsweisc der Manschette - Aufblähen und Ah- 35 11« ^^f^ ™ ^ ^_n ο c^^S "h die

dichten der Luftröhre beim Einatmen, Entleeren der kc. zur ^Kan.^u'^cn^^hs\f^bS"2ⁿ£,_u ^S _mt:n einführen

Manschettenkammer und Lockern der Abdichtung ^"^."^vf " .i ,; de, keinen Teil der Erfin-

beim Ausatmen - ist dann grundsätzlich dieselbe laßt- Dieses Merkrm.Ib. du kunc„ 1 ^

wie bei den schon bekannten Trachealkathetern. je- dung. Die K³""¹^¹».^^^^^-'^ Irritadoch ist du.ch die besondere Art der Anordnung der 40 biegsamen, gumm.art.gcn VVcH, u,ff. um ^c Ir

Luftöffnungen an der Manschettenkammer die Ge- tion der Luftröhre v^ ^J^hcnd ' ^zu «7er Werkstoff

fahr einer Verstopfung, auch bei länger andauern- dererse.ls laßt sich j^^ auch .in stu

dem Betrieb, vermieden. Ferner weist die Innenwand wiez. B. Po^rny ch ο nd xc ^n _Man

der Kanüle keinerlei Unstetigke.ten auf. Außerdem De Kan u c t ragt ^ ch M nr η _Endc

arbeitet die Manschette bei ihrer selbsttätigen Entice- ₄₅ schelle 12. du, an hrern οrüuxr uau _dje

rung während des Ausatmens mit einem wesentlich 12« bzw. 12h an der Kanu^™<.W ^ _be_

geringeren Druckhöchstwert als dem zur Einblasung ^™^^^S^^ Man

tSS_En Arbeitsweg, den die Manschette scheUenabdichtung ,, in der Weise ^^

zwischen ihren beim Einatmen und bein. Ausatmen ₅o das * anscJ^jemlc _: »^ ^_ζ^ _{cinen kIci}.

eingenommenen extrcrren Lagen zurückzulegen hat. stoff besteht und im enisnarin.cn

möglichst klein, zu halten und andererseits dafür zu neren Lm ang als der der^a^nute -Jj*^

sorgen, daß die Luftöffnungen stets, auch beim nicht de Abd.chmnB n-c ^ ^ ^^^ _{daß dic Man}.

ausgedehnten Zustand der Manschette wen olle, ge- auf J.c kanüle daüj h J ^^

halten werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn die 55 sehet.e auf^ nule au tο ^η l -_f . _cjncs

größte Radialausdehnung der Manschette ,m norma- laßts b«.,1-JU, durü M

sie mit abdichtendem Eingriff angelegt wer- ^ ^„^^^^^^^^^^

^deÄurⁿden gleichen Gründen kann es vorteilhaft freien■ Lufuntrit, gestattet und sich nicht zu stark

sein, für die Manschette eine Überlänge in Form ^vcr™cn IaLVt Abschnitt

eines ringförmig eingefallen Abschnitts vorzusehen D.c Man ehe«c « «^ c. " _{htu aus}.

der dazu dient, den mittleren Manschcttenabschnit J2c .,us eincm_ I Kfes nncn. ,i _{von a}„.

in einem allgemein ungespannten, gelösten Zustand 6₅ ^dcJ»bartn^ Formgebung auf. der in einen

hl dß di Mnschette stets cmc Kammer gemem rohrfornige rl »^rg^DJ^ _Zd

in einem allgemein ungespannten, gelösten Zustand ₅ ^dcJ»^ Formgebung auf. der in einen zu halten, so daß die Manschette stets cmc Kammer gemem rohrfornige rl »^rg^DJ^ _{h Zus},.,_nd h di bütit d Offenhalten der J^ugJ» ^

zu halten, so daß die Manschette ts g gJ^ _{h Zus},,_nd

bildet. Auch dies begünstigt das Offenhalten der J^ugJ» ^ «r ist we-

Luftöffnungen. nu_bi.i

sentlich größer als die Kanüle 11. so daß zwischen diesen und zwischen den Enden 12« und Mb eine kontinuierliche Ringkammer 13 gebildet ist. Der Manschcttcnabschnitt 12 c hat eine wesentlich größere Radialausdehnung als die Kanüle, so daß sich die Manschette nach Einsetzen des Geräts im nicht ausgedehnten Zustand in einem geringen Abstand von der Lullröhrenschlcimhaui befindet, wohingegen zwischen der dünneren Kanüle und der Schleimhaut ein größerer Abstand gegeben ist. Die Manschette weist einen Ringabschnitt 12d von linear zunehmender Querschnittsflächc mit in gegenseitigen Abständen angeordneten Luftöffnungen 14 von zweckmäßigerweise länglicher oder ovaler Formgebung auf, deren Hauptachse sich in Kanülcnlängsrichtung erstreckt.

Die öffnungen sind in gegenseitigen Abstanden angeordnet und es sind ausreichend viele Öffnungen vorgesehen, so daß Luft ungehindert in die Kammer 13 ein- und aus dieser austreten kann, damit sich die Luft allgemein gleichförmig innerhalb der Kammer 13 verteilt, ohne daß Druckdiffercntiale an der Luftrö irenabdichtung auftreten. Die Luftöffnungen stellen eine Verbindung zwischen den mit L bezeichneten Lungenwegen und dem vorderen Manschettenende her, so daß die Manschette entsprechend F i g. 2 und 3 aufgebläht bzw. entleert werden kann. Diese Anordnung der Luftöffnungen ist wesentlich besser als wenn sich diese in einem Manschettcnbcrcich parallel zum Luftstrom befinden würden, insbesondere wenn sich dieser Hereich in der Nähe der größten Radialausdehnung der Manschette befindet, an der die Manschette eine Abdichtung gegen die Luftröhrenschleimhaut bildet. Im letzteren Falle würde kein zur Ausbildung einer wirksamen Abdichtung ausreichender Luftzutritt erfolgen.

Damit der Manschettenabschnitt 12 r durch Anlegen eines Mindestluftdrucks eine einwandfreie Abdichtung mit der benachbarten Luftröhrcnschlcimhaut ergibt, ist seine größte Radialausdehnung nicht wesentlich kleiner als die der Luftröhrcnschlcimhaut. mit welcher er in abdichtenden Eingriff gebracht wird. Daher wird nur so viel Druck benötigt, um die Manschette aus einer dem trachealcn Lumen unmittelbar benachbarten Lage in eine Lage auszudehnen, in welcher sie einen zur Abdichtung ausreichend hohen Radialdruck ausübt. Zur weiteren Verringerung des effektiven Abdichtdrucks weist die Manschette eine Überlänge in der Form eines ringförmig eingefaiteten Abschnitts 12 e auf, auf Grund dessen die Manschette mühelos aufblähbar ist. Wenngleich der Manschettenabschnitt 12 e in den Fig. 2 und 3 am hinteren Ende der Kammer 13 dargestellt ist, an dem er sich natürlich beim Einatmen durch den Patienten befindet, läßt sich dieser Abschnitt 12 e ohne weiteres auch zum vorderen Manschettenende verlagern. Der Manschettenabschnitt 12 c unterstützt die Ausdehnung auf Grund der Manschettenüberlänge, so daß sich der ausdehnende mittlere Manschettenabschnitt 12 c allgemein nicht in einem gespannten, sondern in einem ungespannten oder gelösten Zustand befindet. Außerdem trägt der Manschettenabschnitt Me dazu bei, die Manschette in einer solchen Formgebung zu halten, daß stets eine größere Kammer gebildet ist und ein maximaler Luftdurchsatz durch die öffnungen 14 erfolgen kann.

Während der Einatmungsphase, die in F i g. 2 dargestellt ist, wird Luft von einer IPPB-Maschine 10 entsprechend dem PfeiM durch die Kanüle 11 zugeführt und In die Lungenwege L gedruckt. Auf Grund des Gegendrucks, der durch den natürlichen Strömungswiderstand der Lungenwege hervorgerufen wird, tritt die durch die Pfeile B angedeutete Luftgegenströmiing auf, durch welche Luft durch die Öffnungen 14 entsprechend den Pfeilen in die Kammer 13 gelangt, den Manschettenabschnitt 12 r aufbläht und diesen in abdichtenden Eingriff mit der Luftröhrenschleimhaut bringt, so daß ein vorübergehend abgeschlossenes Drucksystem erhalten wird. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, ist die Höhe des an der Dichtung zwischen Manschette und Luftröhrenschleimhaut ausgeübten Drucks gleich dem Lungengcgendruck, welcher wiederum im wesentlichen dem Überdruck entspricht, der erforderlich ist, um eine zur Atmungsuntcrstiitzung ausreichende Luftmenge in die Lungen zu drücken. Bei normaler Lungenkapazilät des Patienten muß das Beatmungsgerät einen Druck

ao in der Größenordnung von 20 bis 40 mm Hg-Säule liefern. Wenn jedoch die Lunge des Patienten eine verringerte Aufnahmefähigkeit aufweist wie sie beispielsweise durch verschiedene Krankheiten bedingt ist. muß das Beatmungsgerät auf Grund des Slrömungswidcrstands wesentlich höhere Einatmungsdriickc vvr. beispielsweise 50, 60 oder mehr Millimeter Hg-Säulc liefern. In jedem Falle kann der Abdichtungshöchsldruck und der Lungengegendruck den Wert des von dem Beatmungsgerät angelegten Einatmungsdrucks nicht überschreiten, so daß die Gefahr von Verletzungen auf Grund eines Überdrucks wesentlich verringert ist.

Während der Ausatmungsphasc, die in Fig. 3 dargcsicllt ist. tritt Luft aus den Lungen durch die Kanüle in Richtung des Pfeils D aus, wobei Luft aus der Kammer 13 durch die Öffnungen 14 in das tracheaic Lumen eintreten, die Manschette entleeren und dadurch die irachcalc Abdichtung freigeben kann, so daß Luft im Nebenstrom an der Manschette vorbeigelangt. Auf diese Weise wird die Manschette bei jedem Ein- und Ausatmungsvorgang des Patienten intermittierend aufgebläht und entleert, so daß die vorgenannten Gefahren vermieden werden, die sich au* einem kontinuierlichen Druck auf die Luftröhren-Schleimhaut ergeben.

Die selbstaufblähendc Manschette 12 entsprechen«: der Erfindung arbeitet wie ein Einweg-Schlieⁿventil das einen Luftnebenstrom während der Ausatmungs phase gestattet und während der Einatmungsphasi unter dem Einfluß des von den Lungen ausgeübter

Luftgegendrucks eine Abdichtung mit der Luftröh renschleimhaut bildet, welche ein Entweichen voi Luft vermindert.

Der erfindungsgemäße Luftröhrenschlauch wurdi in einer künstlichen mechanischen Lungenmaschim getestet und arbeitete einwandfrei unter verschiede nen Strömungsdrücken und für unterschiedlich! Schlauchlagen. Zwecks Prüfung am lebenden Objek wurde der Schlauch in das tracheale Lumen eine Reihe von Hunden eingesetzt und über längere Zei in diesen belassen. Die Ergebnisse zeigten, daß di Luftröhrenschleimhaut in allen Fällen frei von Ver citerungen, Entzündungen, Geschwüren usw. blieb Zum Vergleich wurden parallel dazu bekannte Aus führungen von Luftröhrenschläuchen mit kontinuiet lieh aufgeblähter Manschette einer anderen Grupp von Hunden während vergleichbarer Zeitspanne und unter vergleichbaren Bedingungen eingesetzt. Ir

letzercn Falle zeigten die Luftröhren der Hunde in der Vcrgleichsgruppe sämtlich entzündete Bereiche, deren Größe jeweils von der Dauer des Experiments abhängig war.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich geworden sein dürfte, bläht sich der erfindungsgemäße Luftröhrcnschlauch bei Einatmung durch den Patienten selbsttätig auf und entleert sich wiederum selbsttätig, wenn der Patient ausatmet. Außerdem besteht keine Gefahr für eine Verstopfung des

Manscliettencinlasses durch Lungensekretion wie bei dem vorgenannten Luftröhrenschlauch mit Manschette nach Martinez. Das Gerät ist einfach herzustellen und sehr standfest in der Anwendung. Da die Herstellungskosten für den erfindungsgemäßcn Luftröhrcnschlauch verhältnismäßig gering sind, kann er entweder aus für einmaligen Gebrauch bestimmten Werkstoffen oder aus zur Wiederverwendung bestimmten dauerhafteren Werkstoffen hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

409 635/202

Claims (2)

22Oi Patentansprüche:

1. Trachealkatheter, der für eine Druckbeatmung in das tracheale Lumen eines Patienten einsetzbar ist, bestehend aus einem Katheterschlauch mit zylindrischer Wand und einer auf dem Katheterschlauch aufgesetzten biegsamen, in radialer Richtung ausdehnbaren Manschette, welche wenigstens einen mittleren Abschnitt auf- xo weist, der wesentlich größer ist als die zylindrische Wand des Katheterschlauches und mit dieser Wand im aufgeblähten und nicht aufgeblähten Zustand der Manschette stets eine Ringkammer bildet, wobei die Ringkammer eine oder mehreve Luftöffnungen aufweist, derart, daß bei dem in das tracheale Lumen eingesetzten Kätheter in der Einatmungsphase unter Einfluß des Einatmungsliiftstroms Luft durch die öffnungen in die Ringkainmer eindringt, die Manschette aufbläht und in abdichtenden Eingriff mit der Trachea bringt, in der Ausatmungsphase Luft aus den Öffnungen austritt und die Manschette in den nicht ausgedehnten Zustand unter Aufhebung des abdichtenden Eingriffs bringt, dadurch geken η zeichnef, daß die zylindrische Wand des Kathüterschlauches (II) au'ßei ihren Öfinungen an beiden Enden keine Öffnungen aufweist, und die Luftöffnungen (14) auf dem Umfang eines Ringabschnitts"(12f/) der Manschette (12) von gegenüber dcier. größtem Querschnitt abnehmender Querschnittsfläche verteilt angeordnet sind.

2. Trachealkatheter nach Ar.spr ch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Luftöffnungen (14) eine längliche Form aufweisen, deren Hauptachse jeweils in einer gemeinsamen Ebene mit der Achse dcr Kanüle (11) liegt.

40

Zur Ausführung einer intermittierenden Überdruckbeatmung (IPPB) stehen die unterschiedlichsten Ausführungen von Luftröhrcnschläuchcn zur Verfügung. Diese Schläuche sind entweder von einer Ausführung, die zur endotrachcalen Behandlung in der Hand eines Anästhologen zum Einsetzen in die Luftröhre durch Nase oder Mund bestimmt ist, oder von tracheotomischer Ausführung, die bei Vorhandensein eines Luftröhrenschnitts durch den Schnitt einsetzbar ist. Bei beiden Ausführungen wirkt die Manschette in der Weise, daß sie einen ausreichend hohen Druck gegen die Luftröhrenschleimhaut ausübt und eine Abdichtung gegen diese bewirkt, so daß während der Einblasung durch ein Überdruckbeatmungsgcrät keine Luft um den Schlauch herum aus der Luftröhre austreten kann. Ein übermäßig hoher oder lang anhaltender Druck, der von bekannten Manschetten ausgeübt wird, führt zu vielen traumatisehen Störungen der Luftröhrcnschlcimhaut, so daß es schließlich zu einer Drucknekrosc (Brand), BIutung, Entzündung, Geschwürbildung, Granulation, einem ödem oder sogar zu einem Lu ft roh rc η riß kommt. Das Risiko des Auftretens derartiger Störungen läßt sich dadurch herabsetzen, daß nur dor crforderliche Mindestmanschettendruck aufgebracht wird. der jedoch schwierig /κ bestimmen ist, und die Luft periodisch wie z. 0. in stündlichen Abstanden durch eine Pflegekraft aus der Manschette abgelassen wird. Pas periodische Ablassen von Luft ist mit mehu-ren Nachteilen behaftet, indem es eine nahezu ständige Aufsicht durch eine Pflegekraft erforderlich macht, die Gefahr einer Beschädigung der Manschette beim Sterilisieren oder Einsetzen derselbe» in die Luftröhre in sich birgt und ein genaues periodisches Wiederaufblähen auf den gewünschten Druck erforderlich macht.

Ein Versuch, die vorgenannten Nachteile zu beheben, ist im Journal of Thoracic and Cardiovascular Surgery, Band 47, S. 404 (1964) beschrieben. Bei diesem tracheotomischen Schlauch mit Manschette weisen viie Seiten des Luftröhrenschlauchs eine Vielzahl von Luftlöchern auf und eine dünne, rohrförmige Gummimanschctte von gleichem Durchmesser wie der Innendurchmesser der Luftröhre ist so auf den Schlauch aufgesteckt, daß sie sämtliche ^iilicheii Löcher bedeckt, wobei die Manschettenenden an dem Schlauch angenäht sind. Die Manschette ist in der Weise ausgelegt, daß sie sich durch die von dem Beatmungsgerät zugeführte und durch die seitlichen Locher des Luftröhrenschlauchs in sie eintretende Luft gegen die Wand der Luftröhre ausdehnt. Wenn das Gerät einwandfrei arbeitet, bestehen seine Vorieiie darin, daß es

a) einen Höchstdruck erzeugt, der den des Beatmungsgerü'.s nicht übersteigt

b) nur intermittierend Druck ausübt und

c) die Fehlerursachen und dauernde Beaufsichti-L'Ling bei der periodischen Aufblähung und Ablassen der Luft aus der Manschette ausschaltet.

Dieser Luftröhrenschlauch nach Martinez hat auf Grund mehrerer konstruktionsbedingter Nachteile keinen Eingang in die Medizin gefunden. Die vielleicht am meisten störende Eigenschaft ist, daß sich die Luftlöcher des Luftröhrensrhlauchs durch Schleim und andere Lungensckrele verstopfen. Diese Sekretion wird durch das Vorhandensein des Luftröhrenschlauchs angeregt und es erfolgt eine so starke Sekretion, daß diese durch intermittierendes Einführen eines Katheters in den Schlauch abgeführt werden muß. Zur Vermeidung von Lungenvcrletzungen muß der Katheter biegsam ausgebildet sein, so daß bei jedem Einführen des Katheters die nicht von der Hand zu weisende Gefahr besteht, daß das Kathcterende durch ein Luftloch hindurchgeschoben wird und die Manschette zerreißt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Trachcalkathetcr, der für eine Druckbcntmung in das tracheale Lumen eines Patienten cinsctzbar ist. Er besteht aus einem Kalheterschlauch mit zylindrischer Wand und einer auf den Katheterschlauch aufgesetzten biegsamen. in radialer Richtung ausdehnbaren Manschette. Diese weist wenigstens einen mittleren Abschnitt auf, der wesentlich größer ist als die zylindrische Wand des Kathcterschlauches. Mit dieser Wand wird im aufgeblähten und nicht aufgeblähten Zustand der Manschette stets eine Ringkammer gebildet. Diese Ringkammer weist eine oder mehrere Luftöffnungen auf, derart, daß bei dem in das tracheale Lumen eingesetzten Katheter in der Einatmungsphase unter Einfluß des Einatmungsluftdnicks Luft durch die Öffnungen in die Ringkainmer eindringt, die Manschelte aufbläht und in abdichtenden Eingriff mit der Trachea bringt, in der Ausatmungsphasc Luft aus