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"Abschirmung zum Verhindern des Eindringens
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kontaminierter Luft in Schutzzonen Die Erfindung betrifft eine Abschirmung
zum Verhindern des Eindringens kontaminierter Luft in eine Schutzzone, insbesondere
in ein Wundfeld, mit einem die Schutzzone voll umschliessenden flexiblen, allseitig
porösen Verteilkanal (Quellauslaß) für die Zufuhr von Schutzgas bzw. Reinluft, der
mindestens einen seitlichen Einlaßstutzen aufweist.
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In der DT-OS 26 46 710 ist eine Abschirmung beschrieben, die Reinluft
bzw. Schutzgas allseitig über die gesamte poröse Wandung eines ringförmigen Verteilkanals
ausströmen läßt.
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Sie wird zwischen dem zu schützenden Bereich, z.B. dem Wundfeld, und
den im Raum vorhandenen Kontaminationsquellen dicht an dem zn schützendn Bereich
angeordnet und baut dort ein Schutzfeld keimfreier Luft auf, das ein Eindringen
kontaminierter Raumluft verhindert.
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Die bekannte Abschirmung eliminiert durch die quellförmig über die
gesamte Oberfläche des Verteilkanals ausströmende Reinluft wesentliche Nachteile
bisheriger Lösungen. Insbesondere wird durch den Quellcharakter der Strömung am
Auslaß dessen Schutzwirkung gegenüber bisherigen Lösungen erheblich verbessert.
Das allseitige, quellförmige Ausströmen der Luft verhindert die anderen bekannten
Lösungen anhaftende nachteilige Bildung von Luftstrahlen, die an ihren Rändern Unterdruck
erzeugen, verunreinigte Umgebungsluft ansaugen und mitreißen. Diese gelangt somit
nahe dem Auslaß ins lokale Strömungsfeld und breitet sich, mit der Reinluft vermischt,
im Wundgebiet aus.
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Bei der praktischen Anwendung der bekannten Abschirmung hat sich gezeigt,
daß diese insbesondere in strömungstechnischer
Hinsicht noch verbesserungsfähig
ist. Die Ausbildung des ringförmigen Verteilkanals und dessen Anschluß an eine Zuleitung
durch ein im wesentlichen senkrecht zum Ringumfang stehendes Rohrstück beeinträchtigX
die Schutzwirkung im Bereich der Anschlußstelle und ermöglichiedort das Einschleusen
verunreinigter Umgebungsluft. Nachteilig wirkte sich auch der Aufprall der vom Zuführrohr
in den Verteilkanal einströmenden Reinluft auf der Innenseite der T-förmigen Anschlußstelle
aus.
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Es entstanden hohe Strömungsverluste durch Wirbelbildungen und Strömungsablösung
in diesem Bereich. Auch herrschten dort, bedingt durch den zusätzlichen Staudruck
der ankommenden Strömung, höhere Ausströmgeschwindigkeiten als am übrigen Auslaßumfang.
Die Ablösungen und Wirbelbildungen im Anschlußbereich verursachten Strömungsgeräusche,
die zu einer Belästigung der Operateure und 'berschreitung eines vertretbaren Geräuschpegels
im Operationsraum führten.
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Auch erwies sich bei chirurgischen Anwendungen eine toroidale, eine
kreisförmige Kontur bildende Form des Verteilkanals als nicht besonders geeignet,
da das undfeld meistens eine gestreckte Form hat; es kann für die meisten Anwendungen
ein Verhältnis Länge zu Breite von 1,5 bis 2 angenommen werden.
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Ein weiterer Nachteil des bekannten Verteilkanals ist seine Zusammendrückbarkeit.
Bei einer Operation greift das Operationsteam, das außerhalb des Schutzfeldes steht,
ständig ins Wundfeld hinein. Dabei wird der durch die Reinluft aufgeblähte Verteilkanal
durch Hände und Arme des Chirurgen sowie durch Geräte und Instrumente stellenweise
zusammengedrückt. Das führt zu einer teilweisen Absperrung der Reinluftversorgung
und zur Beeinträchtigung der Schutzwirkung.
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Bei der praktischen Handhabung der bekannten Abschirmung stellte sich
außerdem heraus, daß der leichte und flexible Verteilkanal bei Beginn einer jeden
Operation unter strenger Einhaltung der Sterilität um das Wundfeld fixiert werden
muß. Die ursprünglich
vorgesehene Befestigung durch Beschweren kann
nur für waagerechte ebene Auflageflächen, zum Teil in der Bauchchirurgie, angewandt
werden und ist gegen Anstoßen oder Verrutschen nicht ausreichend gesichert.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine insbesondere für chirurgische
Anwendungen geeignete Abschirmung zu schaffen, die die genannten Nachteile nicht
aufweist, d.h. die den Operateur bei seiner Tätigkeit am Wundfeld nicht stört, behindert
oder belästigt und ihm größtmögliche Freiheit in der Anwendung und Formgestaltung
gestattet sowie durch entsprechende Ausbildung der Kontur unter Einbeziehung der
Anschlußsituation an eine Zuleitung die Gewähr für optimale Strömungsverhältnisse,
geringe Druckverluste durch Strömungswiderstände, geringes Strömungsgeräusch, weitgehende
Anpassung an den Wundbereich und leichte Handhabung bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Verteilkanal
eine im wesentlichen birnenförmige Kontur hat und der Einlaßstutzen mit den an ihn
angrenzenden Abschnitten des Verteilkanals eine Y-förmige Abzweigung bildet.
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Der Vorteil der gewählten birnenförinigen Kontur des Verteilkanals
liegt darin, daß es bei dieser Form in optimaler Weise möglich ist, den Quellauslaß
an das üblicherweise gestreckte Wundgebiet anzupassen und gleichzeitig an der spitzen
Ecke bzw. den Stellen keinsten Krümmungsradius die über das Zuführrohr ankommende
Reinluft so in den Veriilkanal einmünden zu lassen, daß sich an der Ilündung eine
etwa Y-förmige Abzweigung bildet, die möglichst geringe Strömungsverluste aufweist.
Die beiden abgehenden Schenkel bilden dabei einen Winkel zueinander, der eine strömungsgünstige
abgerundete Umlenkung vom Einlaufstück in die abgehenden Abzweigungen gestattet.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand mehrerer in der beigefügten
Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1
eine Draufsicht auf eine erste Abschirmung; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie
II-II in Fig. 1; Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Abschirmung; Fig. 4 eine
Draufsicht auf eine dritte Abschirmung; Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Abschirmung
mit zwei Einlaßstutzen; Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Abschirmung mit drei Einlaßstutzen;
Fig. 7 einen Schnitt durch eine mit einer Stützeinlage versehenen Abschirmung; Fig.
8 eine erste Schnellkuppelung für eine Abschirmung; Fig. 9 eine weitere Schnellkuppelung
für eine Abschirmung und Fig.10 eine dritte Schnellkuppelung für eine Abschirmung.
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In Fig. 1 und 2 ist einerster Quellauslaß dargestellt. Er besitzt
einen Einlaßstutzen 11, über den Reinluft in einen porösen flexiblen Verteilkanal
12 strömen kann. Die beiden Abströmschenkel 13 und 14 des Einlaßstutzens 11 bilden
an der Innenseite einen spitzen Winkel, während sie außen mit dem Zuführschenkel
15 über jeweils eine große Rundung 16 verbunden sind. Es ist somit möglich, einen
geringen Widerstandsbeiwert und günstige Strömungsverhältnisse an der Abzweigung
zu erzielen. Die birnenförmige Innenkontur des Verteilkanals 12
gestattet
die völlige Umschließung einer Schuzzone 17, z.B.
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einer Wunde. Über die poröse Oberfläche des Verteilkanals 12 und des
Einlaßstutzens 11 strömt Reinluft bzw. Schutzgas mit geringer Geschwindigkeit quellartig
nach allen Seiten aus und verhindert das Eindringen kontaminierter Umgebungsluft
in die Schutzzone.
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Die poröse Oberfläche kann aus einem homogenen Material oder aus verschiedenen
Materialien unterschiedlicher Durchlässigkeit bestehen. Die durch diese Anordnung
erzielten Kontaminationsgrade in der Schutzzone bei hantierendem Operationsteam
während des Operierens liegen unter 3% des Wertes der Umgebungsluft und damit welt
ginstiger als alle bisher mit örtlich angewandten Abschirmungen erzielbaren Werte.
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Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Quellauslaß hat auf seiner Außenseite
eine Borte 18, die seiner Befestigung dient. So kann der Quellauslaß beispielsweise
mit einem darunter liegenden Operationstuch 19 mittels einer oder mehrerer Klemmvorrichtungen
20, z.B. der in der Chirurgie üblichen Tuchklemmen nach Backhaus (DIN 58245) verbunden
werden. Diese Befestigungsart zeichnet sich aus durch ihre Einfachheit und flexible
Anwend barkeit. Sie erlaubt außerdem dem Chirurgen die Anpassung der Form des flexiblen
Quellauslasses an das jeweilige Wundfeld unmittelbar vor oder während der Operation.
So kann bei einer längeren Wunde der Quellauslaß in Längsrichtung gestreckt und
mittels der Tuchklemmen in dieser Position gehalten werden.
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Der hier beschriebene Auslaß hat auf der Innen-seite eine Kontur,
die durch eine Schleifenkurve (Lemniskate) mit dcr Gleichung (x2 + y2) =a2 (x2 -
y2) beschrieben werden kann. Dabei ist a der Abstand zwischen der Spitze der Kurve
und dem auf der Mittellinie gegenüberliegenden Kurvenpunkt. x und y sind die Koordinaten
der Kurvenpunkte mit der Spitze der Kurve als Koordinatenursprung und ihrer Mittellinie
als positive x-Achse.
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im solchner @@@ Verteilkanals @@@ sich durch der in Strömung@richtungs
s@etig@chrenden Strömungsimpuls von selbst ein, um in nochli@ , d.h. ble@@@ch@@,
innen durchströmtes a@@seilig poröses und gerades Rohrstuck 22 Sch@@@f@@@ gebracht
wird, und zwar derart,oder die beiden Enden einen Winkel von 90 mit @@@ under bilden.
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In Fig.3 ist eine Ausführung und eines Ri@@@l@@elosses dargestellt,
@@ @@@ die Reinluftzuführleitung über @@@@-drück 21 angeseim@ ist, Dr@@@@mmene Verlagererung
der @@@veigung aus dem @i@gbereich heraus erfolgt vor allem fertigungstechnische
Vorteile, da ein flexibler Verteilkanal 23 mit gleichbleibendem Querschnitt verwendet
werden kann, der beispielsweise aus einer gasdurchlassigen Mantel mit eingelegten
Wendell aus metallischen Werkstoff oder aus einem Kunststoff bestehender Spirale
besteht. Insbesondere auch für die Darstellung von Einweg-Quellauslassen, beispielsweise
auf Zellulose-, Glasfaser- oder Kunststoffbasis, ist die dargestellte Ausführungsform
besonders geeignet. Die eingearbeitete Wendel bietet u.a. den Vorteil, daß der Ausloß
beim Hantieren der Operateweg nicht abgedrückt wird und somit der Querschnitt des
Verteilkanals für die durchströmende Reinluft offen bleibt.
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In Fig. 4 sind ein Verteilkanal 27 dargestellt, der aüßen mit Schlaufen
24 zu seiner Befestigung an einer Unterlage versehen ist. Die Schhlaufen können
zusätzlich mit Druckknöpfen, Haken oder Klettenverschlüssen versehen werden. An
den Einlaßstutzen 25 schließt sich eine schlauchförmige Verlängerung 26 an, die
vorzugweise aus einem besonders dichten textilen Material besteht. Die Verlängerung
26 wird über die Reinluftzuführleitung gezogen. Der Vorteil dieser Ausführung liegt
darin, daß das am Einlaßstutzen 25 anschliessende Ende der Zuführleitung durch die
Verlängerung 26 abgedeckt wird und damit die auf der Oberfläche der Zuführleitung
haftenden Verunreinigungen nicht in der im Operationsbereich liegenden "sterilen
Zone" freigesetzt werden können.
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Um das Anschliessen des Einlaßstutzens 25 an eine Zuführleitung zu
erleichtern, ist die Verlangerung 26 mit einem Reißverschluß 27 versehen. Vor jeder
(meration wird ein sterilen Quellauslaß zum@@urlegen auf der Patienten vorbereitet.
Das Ankonneln bei Zurührleitung an den Auslaß soll schnell und v@@@ Einhaltung der
Sterilitätsanforderungen erfolger.
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Durch den geöff@@@n Reißverschluß 2, kann die Zuführleitung leicht
an den Liniaßstutzen 25 angeslossen werden. Anschllossend wird den R@@verschluß
27 zugezogen.
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In Fig. 5 ist ein Quellauslaß dargestellt, der zwei Einlaßstutzen
28, 29 hat die mit einem Verts@@tunal 30 in Verbindug Stehen. Die Einlaßstützen
28,29 bilden mit der Symmetrieachse des Auslanges einen Winkel von jewells ca.20
bis 30°. Sie liegen an den entfornsten Stellen von der Mitte der umschlossench Schutzzone
31 und stellen keine Behinderung für die üblicherweise seidseits der Symmetrieachse
arbeiteden Opearteuere der.
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In Fig. 6 ist ein Quellauslaß dargestellt, der in seiner Innenkontur
dem in Fig. 5 dargestellten Quellauslaß etwa gleicht.
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Er hat jedoch außer seinen zwei Einlaßstuzen 32,33, die gleichzeitig
an zwei Leitungen angeschlossen werden können, einen weiteren Einlaßstutzen 34,
der alternativ an eine Leitung angeschlossen wird. Durch Verschlüsse 35,36,37 an
den Eingängen zu dem Verteilkanal 38 ist es möglich, diesen wahlweise über zwei
Einlaßstutzen 32, 33 oder durch einen Einlaßstutzen 34 mit Reinluft zu versorgen.
Die Verschlüsse 35,36,37 können als Klettenverschlüsse, Reißverschlüsse, Nähte oder
Klemmverbindungen ausgebildet werden. Der Verteilkanal hat eine umlaufende breite
ort 39, an die Befestigungsvorrichtungen, wie in Fig. 1 dargestellt, angeklemmt
werden können.
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Tn Fig. 7 ist ein Schnitt durch einen flexiblen Verteilkanal 40 dargestellt.
Er wird durch die innen strömende Reinluft aufgebläht. zinke flexible Stützeinlage
41, z.B. aus eienm flexiblen
und durchlässiger Metall- oder Kunststoffschlauch
bestehend, sorgt dafür, daß beim Zusammendrücken des Verteilkanals 40, beispielsweise
durch den Arm 42 des Operateurs, ein Mindestquerschnitt für die Strömung offenbleibt.
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Eine wichtige Forderung bei der Anwendung flexibler Quellauslässe
im Operationsraum ist, daß sie schnell und leicht an eine Zuführleitung unter Einhaltung
der Sterilitatsanforderungen angeschlossen werden können. In Fig. 8, 9 und 10 sind
einige Schnellkupplungen zur Erfüllung dieser Forderung dargestellt.
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Fig. 8 zeigt eine Ausführung mit einer lösbaren Kegelverbindung. Der
Verteilkanal 43 wird an seinem Einlaßstutzen 44 mit einer Hülse versehen, die innen
kegelig ausgebildet ist. Die Hülse 46 ist mittels einer Klammer 47 fest mit dem
Einlaßstutzen 44 verbunden. An der Zuführleitung 48 ist ein Kupplungsstück 49 befestigt,
dessen Mantelfläche kegelig ausgebildes ist. Steckt man das Kupplungsstück 49 in
die Hülse 6 entsteht auf Grund der Haftreibung der beiden Kegelflächen eine formschlüssige
und gasdichte Vorbindung zwischen der Zuführleitung 48 und dem Einlaßstutzen 44.
Die Verbindung läßt sich durch Auseinanderziehen lösen.
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Fig. 9 zeigt eine dichte und leicht lösbare Verbindung zwischen einer
Zufülirleitung 50 und einem Einlaßstutzen 51. An die Zuführleitung 50 schließt sich
ein Kupplungsstück 52 an, das zwei Ringsflansche 53,54 aufweist. Der Einlaßstutzen
51 des Verteilkanals 55 ird über das Kupplungsstück 52 gezogen und mittels eines
oder mehrerer Klemmringe 56 mit diesem fest verbunden.
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Schließlich zeigt Fig. 10 eine als Klauenkupplung ausgebildete Verbindung
zwischen einer Zuführleitung 57 und einem Verteilkanal 58 mit einem T'inlaßstutzen
59. Die Kupplung besteht hier im wesentlichen aus zwei Teilen 60 und 61, die ineinander
steckbar
und leicht lösbar sind. Das an Ende der Zuführleitung
57 mit dieser festverbundene Kupplungsstück 61 hat auf seiner Warterfläche einen
Absatz 62, der zwischen zwei Anschlägen 63 und 64 liegt. Ein Ring 65 ist zwischen
den Anschlägen 63 und 64 leicht verschiebbar gelagert. Das Kupplungsstück 60 hat
seinerseite federnde Klauen 66, die beim Zusammenstecken der Kupplungsstück 60 und
61 in den Absatz 68 einrasten und damit eine feste Verbindung zwischen 60 und 61
horstellen. Zum Lösen der Verbindung werde die Teile 60 und 61 wieter und bis zum
Anschlag gegeneinander gedrückt.
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Dadurch werden die Klauen 66 über den Ring 65 geschoben. Sodann werden
die beiden Teile 60 und 61 auseinandergezogen.
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Der Ring 63 wird mit den ihn umklammernden Klauen 66 bis zum Anschlag
b63 zurückgeschoben. Die Klauen 66 können damit nicht mehr im Absatz 62 verbleiben
und die beiden Teile 60 und 61 lassen sich leicht auseinanderziehen. Das Kupplungsstück
60 ist über eine Klammer oder einen Spannring 67 mit dem Einlaßstutzen 59 verbunden.