DE2702674A1

DE2702674A1 - Atemgasbefeuchter

Info

Publication number: DE2702674A1
Application number: DE19772702674
Authority: DE
Inventors: Gerhart Dr Ing Dr Rinne; Juergen Sachtler
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 1977-01-24
Filing date: 1977-01-24
Publication date: 1978-07-27
Also published as: SE7800787L; CH622183A5; FR2377808B1; GB1569043A; US4201204A; DE2702674B2; FR2377808A1; AU3265278A; AU511576B2; DE2702674C3

Description

Drägerwerk Aktiengesellschaft 2400 Lübeck, Moislinger Allee 53-55

Atemgasbefeuchter

Die Erfindung betrifft einen Atemgasbefeuchter mit einem in dem Gehäuse angeordneten Verdampfer zum Verdampfen des zugeführten Wassers und Führung des aufzufeuchtenden Atemgases durch das Gehäuse und nach Überhitzung bis zum Patienten.

Während der Beatmung von Patienten ist in den Atemwegen die notwendige feuchte und warme Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Dazu wird die Einatemluft aufgefeuchtet und erwärmt.

Eine bekannte Vorrichtung zum Erwärmen und Befeuchten von Gasen oder Gasgemischen für die Beatmung besitzt eine Wasserverdampfungskammer zum Verdampfen von Wasser am Wasserspiegel. In den von außen beheizten Behälter wird der Wasservorrat nach Sicht eingegossen. Unterhalb eines domförmigen Deckels bildet der Behälter einen Luftraum, durch den das zu befeuchtende Beatmungsgas geleitet wird. Vom Behälter ragt eine metallische, mit saugfähigem Material belegte Leiteinrichtung in den Luftraum hinein. Von der Leiteinrichtung wird das aufsteigende Wasser in den Luftraum hinein verdampft. Die Luft wird dabei über das Wasser und

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die Leiteinrichtung auf eine Ausgangstemperatur aufgeheizt, die im Dauerbetrieb die maximal gewünschte Temperatur nicht übersteigt. An den Ausgang des Luftraumes schließt sich als Abgabeeinheit ein zum Patienten führendes Rohr aus flexiblen Kunststoffen an, das in seinem Innern über die ganze Länge mit einer elektrischen Widerstandsheizung versehen ist. Diese Heizung ist so
eingestellt, daß der erzeugte Temperaturanstieg in der einzuatmenden Luft gleich oder größer ist als der Temperaturabfall der Luft auf ihrem Weg zwischen dem Ausgang der Befeuchtungseinheit und dem Patienten. Die in dieser Einrichtung erzielte Überhitzung des Atemgases
ist nicht definiert den Wärmeabfuhrbedingungen in der
Abgabeeinheit angepaßt. Der im Gerät eingeschlossene große Luftraum geht wesentlich in die Toträume des gesamten Beatmungssysteme ein und beeinflußt unerwünscht dessen beatmungsspezifische Parameter. Durch das große Wasservolumen ergibt sich eine lange Anheizzeit und eine träge Regelung. Die bei der Verdampfung des Wassers erreichten Temperaturen begünstigen eher - statt zu verhindern den Transport von Keimen aus der Zuluft zum Patienten. Die Ausrüstung des zum Patienten führenden Rohres mit
einer Heizung behindert dessen Flexibilität bei gleichzeitiger Erhöhung des Gewichtes. Die Anordnung elektrischer Heizungen in Patientennähe stellt im Fehlerfalle ein Risiko dar, indem z.B. bei Drahtbruch dort überhöhte Temperaturen auftreten können, die besonders bei Anwendung von Sauerstoff bedenklich sind. (DT-AS 20 32 421).

Bekannt ist ein Gasbefeuchter für Beatmungsgeräte, der eine Wasserverdampfungskammer zum Verdampfen von Wasser am Wasserspiegel besitzt. In der Verdampfungskammer wird das Wasser durch ein unter der Wasseroberfläche angeordnetes Heizelement erwärmt. Das Beatmungsgas wird durch

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die Verdampfungskammer geführt und dort durch Ablenkplatten über die Oberfläche des Wassers geleitet. Dabei nimmt es den verdunsteten Wasseranteil von der Oberfläche des Wassers her auf. Bei diesem Gasbefeuchter erfolgt die Befeuchtung und Erwärmung des Atemgases also oberhalb einer Wasseroberfläche. Um eine ausreichende Wasserdampfmenge zu erhalten, muß die Verdampfungsfläche groß sein. Damit sind die Gesamtabmessungen des Befeuchters groß. Das damit große Volumen macht die Steuerung träge. Eine Vermehrung von Keimen wird durch die nur wenig erhöhte Wassertemperatur nicht unterbunden. Bei sinkender Raumtemperatur wird dem Heizelement über die Regelung mehr Energie zugeführt, wodurch sich das Atemgas im Befeuchtungsraum stärker erwärmt und mit Wasserdampf anreichert. Das hat vermehrten Kondensatanfall im Atemschlauch zur Folge. (DT-OS 22 A-O 659).

Bekannt ist eine Vorrichtung zum Befeuchten des Atmungsgases, bei der in den Befeuchtungsraum der Beatmungsgasführung eine elektrisch beheizte Siedepatrone hineinragt. Sie ist von einer gelochten Wasserführungshülse derart umgeben, daß zwischen beiden ein Ringraum besteht. Das Wasser wird dem Ringraum dosiert zugeführt und an der auf Siedetemperatur aufgeheizten Siedepatrone spontan verdampft. Der Dampf tritt durch Löcher in der Wasserführungshülse in das Beatmungsgas ein, das durch den Dampf und bei der Umströmung der Wasserführungshülse erhitzt wird. Damit wird in der weiteren Führung des Beatmungsgases zum Patienten auch bei der im Atemschlauch erfolgenden Abkühlung eine Kondensation weitgehend vermieden. Die hohe Temperatur der Siedepatrone verhindert eine bakterielle Kontamination des Atemgases. Der hohe Wärmeinhalt der Verdampfungseinrichtung aus der Siedepatrone und der Wasserführungshülse machen eine kurzfristige Regelung

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der Beatmungsgastemperatur schwierig. Die am Ausgang der Vorrichtung herrschende Überhitzung des Beatmungsgases ist nicht genau definiert und müßte bis zum Patienten durch geeignete Abstimmung der Schlauchdaten abgestimmt werden. (P 25 16 496.9).

Aufgabe der Erfindung ist ein Atemgasbefeuchter, der eine exakte, kurzzeitige Regelung der Atemgastemperatur erlaubt und bei der Einatmung eine gewünschte Feuchtigkeit im Atemgas sicherstellt. Er soll in seinen Abmessungen klein sein und damit auch ein kleines kompressibles Gasvolumen besitzen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verdampfer unterhalb der durch Zulauf geregelten Wasseroberfläche eine das Wasser kochend haltende Heizpatrone und oberhalb eine Mischkammer besitzt, an die eine Atemgaszuführleitung und eine Atemgasabführleitung angeschlossen ist, in die gleich hinter dem Verdampfer ein Überhitzer mit einem von einem kurz vor dem Mundstück für den Patienten angeordneten Temperaturfühler gesteuerten Heizelement eingebaut ist.

Die mit dieser Lösung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es mit dem kochenden Wasser möglich ist, das Volumen klein zu halten. Es muß praktisch nur die zu verdampfende Wassermenge zugeführt werden. Der Wasserdampf tritt direkt in die Mischkammer ein und vermischt sich dort mit dem durchgeleiteten Atemgas. Die Erwärmung des Atemgases erfolgt über den Wasserdampf. Eine störende, zusätzliche Wärmekapazität, möglicherweise aus einer Verdampferpatrone, wirkt sich wegen der konstanten Siedetemperatur des Wassers nicht aus. Mit dem kleinen Verdampfervolumen bleibt das kompressible Volumen klein. Die Tempe-

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ratursteuerung ist entsprechend kurzzeitig möglich. Mit der Überhitzung des Atemgases, die in Abhängigkeit von der Temperatur vor dem Mund des Patienten gesteuert wird, wird in zuverlässiger Weise in der Atemgaszuführleitung eine Kondensation verhindert. Es ist darüber hinaus sichergestellt, daß die Atemgastemperatur für den Patienten genau der eingestellten, also gewünschten Höhe entspricht. Sie bleibt unabhängig von der Umgebungstemperatur.

In Ausbildung der Erfindung ist ein Temperaturfühler, eingeschaltet in den Stromkreis zur Heizpatrone, in der Atemgasabführleitung angeordnet. Mit dieser Lösung ist es in einfacher Weise möglich, die Atemgastemperatur an dieser Stelle konstant zu halten (vorzugsweise 35⁰C) und sie damit von der Außen- und Zuleitungstemperatur bei gleichzeitiger Sättigung des Atemgases mit Wasserdampf unabhängig zu machen.

Mit der weiteren Ausbildung der Erfindung, nach der in Strömungsrichtung des Atemgases der Überhitzer vor und der Temperaturfühler hinter dem Patientenschlauch in der Atemgasabführleitung angeordnet ist, bleibt der Patientenschlauch völlig frei von zusätzlichen Heizelementen. Er kann daher in üblicher Weise leicht und flexibel ausgeführt werden. Der Ein- und Ausbau zu Desinfektionszwecken wird nicht durch Einbauelemente gestört. Es sollte auch erwähnt werden, daß es bei Störungen in der Heizung nicht zu einer Berührung des Patienten mit der Heizspannung kommen kann.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden beschrieben. Es zeigen

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Pig. 1 eine Schnittzeichnung durch den Befeuchter in Seitenansicht,

Pig. 2 eine Schnittzeichnung in Draufsicht.

Das zu verdampfende Wasser läuft aus dem Sterilwasservorrat 1 über die Verbindungsleitung 2 in die Schwimmerkammer 3 hinein und tritt über die Bohrung 4 in den Verdampfer 5 über. Die Druckausgleichsleitung 6 verbindet die Mischkammer 7 mit dem Leerraum oberhalb des Schwimmkörpers 8. Sie verhindert in den beiden Räumen verschiedene Gasdrücke, die die Wasserstandsregelung beeinflussen könnten. In dem Verdampfer 5 mit einem Fassungsvermögen von ca. 20 ml ist die elektrische Heizpatrone 9 eingebaut. Durch Zuführung von elektrischer Energie an die Heizpatrone 9 wird das Wasser zum Kochen gebracht. Der entstandene Wasserdampf tritt direkt in die Mischkammer 7 ein.

Das Atemgas wird durch die Atemgaszuführleitung 10 in die Mischkammer 7 eingeleitet und durch die Atemgasabführleitung 11 wieder abgeleitet. Durch Mischung mit dem Wasserdampf wird das Atemgas auf vorzugsweise 35⁰C erwärmt und auf 100 % rel. Feuchte aufgefeuchtet. Der Temperaturfühler 12 überwacht die Austrittstemperatur aus der Mischkammer 7 und steuert über den Regler 13 die Energiezufuhr zu der Heizpatrone 9·

Aus der Mischkammer 7 tritt das erwärmte und mit Wasserdampf gesättigte Atemgas über die Atemgasabführleitung in den Überhitzer 14 ein. Hier wird das Atemgas durch das Heizelement 15 auf eine höhere Temperatur aufgeheizt. Die rel. Feuchte des Atemgases sinkt dabei auf Werte < 100 % ab. Die Temperaturerhöhung im Überhitzer 14 ist abhängig

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von der Wärmeabfuhr in dem Patientenschlauch 16. In diese Wärmeabfuhr gehen u.a. die Schlauchgeometrie, das Schlauchmaterial, der Atemgasflow und die Raumtemperatur ein. An der Tülle 17 tritt das überhitzte Atemgas aus dem Überhitzer 14 aus und wird in den Patientenschlauch 16 eingeleitet. Auf dem Weg zum Patienten kühlt es sich wieder auf die ursprüngliche Temperatur in der Atemgasabführleitung 11 ab (vorzugsweise 35 C)₁ wobei dann wieder 100 % rel. Feuchte erreicht werden. Der Temperaturfühler 18 mißt die Patientenanschlußtemperatur und steuert über den Regler 19 die Energiezufuhr zum Heizelement 15 im Überhitzer 14 und stellt damit die gewünschte Atemgastemperatur und rel. Feuchte sicher.

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Leerse ite

Claims

Patentansprüche

1.JAtemgasbefeuchter mit einem in dem Gehäuse angeordneten Verdampfer zum Verdampfen des zugeführten Wassers und Führung des aufzufeuchtenden Atemgases durch das Gehäuse und nach Überhitzung bis zum Patienten, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer (5) unterhalb der durch Zulauf geregelten Wasseroberfläche eine das Wasser kochend haltende Heizpatrone (9) und oberhalb eine Mischkammer (7) besitzt, an die eine Atemgaszuführleitung (10) und eine Atemgasabführleitung (11) engeschlossen ist, in die gleich hinter dem Verdampfer (5) ein Überhitzer (14) mit einem von einem kurz vor dem Mundstück für den Patienten angeordneten Temperaturfühler (18) gesteuerten Heizelement (15) eingebaut ist.

2. Atemgasbefeuchter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Temperaturfühler (12) eingeschaltet in den Stromkreis zur Heizpatrone (9) in der Atemgasabführleitung (11) angeordnet ist.

3. Atemgasbefeuchter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung des Atemgases der Überhitzer (14) vor und der Temperaturfühler (18) hinter dem Patientenschlauch (16) in der Atemgasabführleitung (11) angeordnet ist.

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