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Inhalation sg erät
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Die Erfindung betrifft ein Inhalationsgerät gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Zur Behandlung von Atemwege durch Inhalation von Heilnebel gibt es
verschiedene Verfahren und Geräte. In sog, Bronchitiskesseln wird Wasser oder eine
Solelösung verdampft; mittels einer Düse zerstäubte Medikamente werden von dem durch
ein Rohr austretenden Dampfstrahl mitgeführt.
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Da hierdurch größere Tröpfchen erzeugt werden, vorwiegend im Durchmesserbereich
von 5 bis 20#um und darüber, eignen sich solche Apparate für die Feucht-Inhalation,
wobei die Teilchen sich in den oberen und mittleren Luftwegen niederschlagen, also
im Nasen-Rachen-Raum bzw. in den Bronchien.
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Soll auch lungengängies Aerosol hergestellt werden, dessen freine
Tröpfchen (im Durchmesserbereich unterhalb 5 um) bis in die Alveolen dringen, so
bedient man sich - von Druckflaschen- und Kompressorgeräten abgesehen - bevorzugt
der Ultraschall-Vernebler. Sie erfordern keinen direkten Kontakt des Patienten mit
dem Gerät, so daß teilweise auf Gesichtsmasken, Mundstücke und dgl. verzichtet werden
kann, Vielfach - z.B. gemäß der DE-PS 11 03 522 - sind jedoch besondere Gefäße,
Verteiler, Schläuche, Filter, Gebläse usw. unerläßlich, wodurch der Aufwand außerordentlich
und zumTeil bis ins Unwirtschaftliche gesteigert.#ird Weil die Aerosol-Dosierung
starken Schwankungen unterliegen kann, ist die Atemluft nicht selten zu sehr mit
Aerosol angereichert, was Reizerscheinungen der Luftwege auslöst.
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Bei kontinuierlich ausströmendem Aerosol entweicht dieses auch während
des Ausatmens in die Raumluft, so daß beträchtliche Medikamenten-Mengen verloren
gehen. Steuerschalter, die von Hand bedient werden müssen, und auch besondere Atemtechniken
überfordern die meisten Patienten. Geräte mit derartigen Steuereinrichtungen sind
in der Regel verhältnismäßig groß und schwer, sowie netzabhängig. Allgemein ist
auch die für Inhalationsgeräte zwingend notwendige Hygiene umständlich und oft nur
schwierig durchzuführen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, unter Überwindung der Nachteile des
Standes der Technik mit wirtschaftlichen Mitteln ein neuartiges Inhalationsgerät
zu schaffen, das völlig freies Atmen zuläßt, dabei aber eine Vergeudung von Medikamenten
auf einfache Weise sicher unterbindet.
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Außerdem soll das Gerät nicht nur übersichtlich aufgebaut, kostengünstig
herstellbar, bequem zu handhaben und in der Wartung unkompliziert sein, sondern
auch eine verbesserte Einstellbarkeit von Dosierung, Tröpfchengröße und Dichte der
Vernebelung ermöglichen.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist in den kennzeichnenden Merkmalen
des Anspruches 1 angegeben. Wesentlich ist, daß die Sprühzone eine Art Nebelebene
bildet, die etwa quer zur Strömungsrichtung der Atemluft verläuft, welche durch
die Anordnung der Luft-Einlässe und des Aerosol-Auslasses bedingt ist. Da die Luft-Einlässe
unterhalb der Sprühzone enden, atmet der Patient durch letztere hindurch ein, wobei.
je nach Atmungsstärke und -dauer also dem zeitlich abgesaugten Volumen, mehr oder
weniger Flüssigkeitströpfchen mitgerissen werden. Weil die Luftgeschwindigkeit,
verglichen mit der Strömung des versprühten Inhalates, recht gering ist, werden
nur die allerfeinsten Partikel mitgerissen, die im Schwebezustand sind. Die von
der Atemluft nicht weggeführten Tröpfchen gelangen an die Behälterwand und fließen
dort wieder nach unten, um dem Zerstäuber erneut zugeführt zu--werden. Die. Inhalationsflüssigkeit
befindet sich daher im ständigen intensiven Kreislauf, so daß auch
schwer
miteinander mischbare Inhalate benutzbar sind. Von besonderer Bedeutung ist, daß
jegliche Steuerungsmitte# entfallen. Unterbleibt die Atmung, so wird automatisch
kein Inhalt nach außen gefördert.
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Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2
bis 18.
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Für die wichtige und überaus vorteilhafte Weiterbildung gemäß Anspruch
2 wird selbständiger Schutz in Anspruch genommen. Die Verwendung eines schnell laufenden
Kegels, der von der Spitze her Inhalat aufnimmt und am breiten, scharfkantigen Ende
in Form feinster Tröpfchen zerstäubt, gewährleistet gute Einstellbarkeit der Dosierung
und Tröpfchengröße, die wesentlich vom Krümmungsradius der Abreißkante des Kegels,
von der Fliehkraft und der Viskosität des Inhalates abhängt. Von der Kegelspitze
her läuft die Inhalationsflüssigkeit in immer dünner werdender Schicht zum größten
Durchmesser des Kegels. Man kann also durch einfachen Austausch des Kegels den Zerstäuber
an die Verwendung anderer Inhalate anpassen, weil z.B. das Einsetzen eines Kegels
mit größerem Basisdurchmesser die Umfangsgeschwindigkeit an der Abreißkante entsprechend
erhöht.
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Diese bewirkt stets eine radial-tangentiale Strömungsrichtung der
versprühten Tröpfchen, so daß die Sprühzone im wesentlichen eine Ebene senkrecht
zur Kegelachse bildet. Dank des schnell laufenden Kegels und des Rückstromes von
der Behälterwand her wird die Inhalationsflüssigkeit ständig gut durchmischt, und
eine Entmischung kann nicht erfolgen. Diese Konstruktion unterscheidet sich mithin
grundlegend von der Technik der Luftbefeuchter mit langsam umlaufendem Konus, die
zur Erfindung nichts beiträgt.
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Bevorzugt weist der Boden des Behälters gemäß Anspruch 3 und 4 eine
mehr am Rande angeordnete Vertiefung auf, in welche die Kegesispitze ragt und in
welcher laut Anspruch 14 ein Einsatz angebracht werden kann, um den Inhalat-Rücklauf
und die Durchmischung nach Bedarf zu steuern.
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Die Gestaltungen gemäß Anspruch 5 bis 8 erlauben einen besonders bequemen
Austausch des Kegels, auch zu Zwecken schneller Reinigung, und definieren eine Luftzufuhr-Zone
oberhalb des höchsten Flüssigkeitsniveaus und unterhalb der Sprühzone, so daß die
durch den Aerosol-Auslaß abgesaugte Atemluft die jeweils schwebenden, feinsten Tröpfchen
im zentralen Luftstrom mitnehmen kann.
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Eine Aufrauhung der Innenwand des Behälters gemäß Anspruch 9 verbessert
das Verwirbeln des. erzeugten Nebels; die vergrößerte Innenoberfläche sorgt außerdem
für ein besseres Ablaufen nicht mitgerissener Tröpfchen.
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Die Maßnahmen der Ansprüche 10 bis 13 dienen dazu, die Verteilung
des von der Kegelspitze aufgenommenen Inhalates weiter zu fördern, das bei hohlem
Konus auch an dessen Innenwand entlang nach oben steigt und an der Abreißkante abgeschleudert
wird.
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Bauliche Ausgestaltungen, welche die Handhabung erleichtern, sind
Gegenstand der Ansprüche 14 und 15. Konstruktionsverbesserungen zur Steigerung der
Betriebszuverlässigkeit bzw. der Nutzungsdauer und zu noch besserer Handhabung sind
in den Ansprüchen 16 bis 20 angegeben.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen: Fig.
1 eine Längsschnittansicht eines erfindungsgemäßen Inhalationsgerätes, Fig. 2 eine
Draufsicht auf das Gerät von Fig. 1, Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines
Zerstäuber-Kegels und
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt eines
Behälterwand-Abschnittes.
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Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 besteht das ins#esamt mit 10 bezeichnete
Inhalationsgerät aus einem zylindrischen Behälter 12, dessen Innenwand 44 (Fig.
4) eine aufgerauhte Oberfläche hat, vorzugsweise mit Längsriefen 46. Der Boden 22
des Behälters 12 kann trichterförmig und/-oder schräg bzw. nach unten gewölbt ausgebildet
sein. Oben ist der Behälter 12 mit einem abnehmbaren Deckel 26 dichtend verschlossen,
in dem Luft-Einlässe 16, 16', 16" angeordnet sind. Sie habeh bevorzugt die Form
von Rohren.
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Im Behälter 12 befindet sich ferner ein Zerstäuber 14, der einen schnell
laufenden Kegel 28 aufweist. Dieser ist so angeordnet, daß seine Spitze 30 in eine
Senke 24 des Bodens 22 ragt und sein breites Ende 32 auf die Welle 36 eines Antriebsmotors
34 aufgesteckt ist, der wasserdicht ausgei führt und an der Unterseite des Deckels
26 seitlich versetzt befestigt ist.
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Mittig im Deckel 26 ist ein Aerosol-Auslaß 18 angeordnet, auf den
ein Mund- bzw. Nasenstück 20 drehbar aufgesteckt ist. Man erkennt aus Fig.
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2, daß die Luft-Einlässe 16, 16' diametral beiderseits des Aerosol-Auslasses
18 angeordnet sind und weitere Luft-Einlässe 16" beiderseits des Motors 34 vorhanden
sein können. Die Gestaltung des Mund- bzw Nasenstückes 20 ist dem jeweiligen Anwendungsfall
überlassen; der Abschluß ist daher in Fig. 1 nur schematisch angedeutet.
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Unterhalb des Bodens 22 hat der Behälter 12#eine Kammer 38, die zur
Aufnahme einer Batterie oder eines Netzteiles 40 dient, das über einen Schalter
42 und (nicht gezeichnete) Kabel, gedruckte Leiterbahnen oder
dgl.
den Antriebsmotor 34 speist. Der Boden dieser vorzugsweise abnehmbar gestalteten.Kammer
38 kann mit einer elastischen Standauflage 58 versehen sein, die ein Wegrutschen
oder Umkippen des Gerätes 10 verhindert.
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Zum Gebrauch wird eine vorbestimmte Menge einer Inhalationsflüssigkeit
F in den Behälter 12 eingefüllt. Die Spitze 30 des Kegels 28 wird dann in der -
vorzugsweise als zylindrisches Sackloch gestalteten - Senke 24 auf jeden Fall mit
Flüssigkeit F benetzt. Nach Betätigung des Schalters 42, der beispielsweise auch
als Drehschalter oder Taster ausgebildet sein kann, läuft der Motor 34. Seine Welle
36 treibt dann den Kegel 28 des Zerstäuberss14 schnell an, so daß die von seiner
Spitze 30 aufgenommene Flüssigkeit F unter Fliehkraft-Einwirkung zum breiten Ende
32 des Kegels 28 fließt und an dessen scharf gestalteter Abreißkante in Form feinster
Tröpfchen abreißt. Dadurch bildet sich eine Sprühzone E oberhalb der unteren Enden
der Luft-Einlässe 16, 16', 16". Wird nun am Mund- bzw.
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Nasenstück 20 eingeatmet, so durchdringt die von den Einlässen 16,
16', 16" kommende Luft die Sprühzone E und nimmt daraus die feinsten, schwebenden
Tröpfchen nch oben zum Aerosol-Auslaß 18 mit. Bei ausbleibender Atmung findet keinerlei
Austritt statt.
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Nicht verbrauchte Flüssigkeit F fließt entlang den Riefen 46 an der
Innenwand 44 (Fig. 4) abwärts und sammelt sich erneut in der Senke 24 des Bodens
22. In diese kann zur Steuerung des Rückflusses ein vorzugsweise zylindrischer Einsatz
54 gesteckt werden (Fig. 1), der wenigstens ein seitliches Loch 56 hat und damit
nach Bedarf in eine geeignete Richtung gedreht werden kann. Weil die Senke 24 exzentrisch
sitzt, sind zur Schräge des Bodens 22 unterschiedliche Übergänge vorhanden. Der
wandnahe Rand (in Fig. 1 links) geht im wesentlichen senkrecht hoch und mit engem
Krümmungsradius in den schmalen Bodenteil über, während der mittennahe Rand der
Senke 24 weicher, d.h. mit größerem Krümmungsradius,
zur breiten
Bodenschräge ausläuft. Steht das Loch 56 - wie gezeichnet -links, so wirkt der bodennahe
Senkenrand als Abschluß; diametral gegenüberstehend wäre der Rückfluß hingegen unbehindert.
Dazwischen läßt sich durch eine beliebige Zwischenstellung die gewünschte Filmdicke
bzw.
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-dichte auf dem Kegel 28 vorwählen.
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Eine abgewandelte Ausführungsform des Zerstädbers 14 ist in Fig. 3
schematisch veranschaulicht. Hierbei hat der Kegel 28 an der Spitze 30 eine Bohrung
50. Das breite Ende 32 ist als scharfkantiger Flansch ausgebildet. Gehalten wird
der Kegel 28 von einem Steckkern 48, der eine Axialbohrung aufweist, mit welcher
er abf die Welle 36 des Antriebsmotors 34 aufsteckbar ist. An der Innenwand des
hohlen Kegels 28 hat der Steckkern 48 Durchlässe 52, so daß von der Spitze 30 durch
die Bohrung 50 nach innen gelangendes Inhalat F ebenso wie an der Außenfläche auch
an der Innenwand des Hohl konus 28 nach oben strömen kann, wie durch Pfeile veranschaulicht.
Auch in diesem Falle entsteht eine im wesentlichen ebene Sprühzone E in Höhe des
breiten Endes 32, das sich erfindungsgemäß oberhalt der unteren Enden der Luft-Einlässe
16, 16', 16" und unterhalb des Aerosol-Auslasses 18 befindet.
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Es ist auch möglich und erfindungsgemäß vorgesehen, an einem Hohlkonus
28 eine doppelte Abreißkante anzubringen, in dem das breite Ende 32 von beiden nach
außen verlängerten, scharf auslaufenden Außen- und Innenflächen des Konus 28 gebildet
wird, so daß es im Schnitt die Form einer Nut- oder Rillenscheibe hat. Dadurch wird
die Zerstäuberwirkung weiter gesteigert, denn außen hochgefördertes Inhalat reißt
an der (dann unteren) Kante des breiten Endes 32 gemäß Fig. 3 ab, währehd innen
hochlaufendes Inhalat an der (nicht gezeigten) Kante der verlängerten Innenfläche
abgeschleudert wird.
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& In den Rahmen der Erfindung fallen noch weitere Abwandlungen.
Beispielsweise kann an den Luft-Einlässen 16, 16',' 16" der Strömungswiderstand
erhöht und so die Luftzufuhr gedrosselt werdeh. Eine solche Drosselung
läßt
sich etwå mittels einer (nicht dargestellten) Drehscheibe oder -blende verwirklichen,
die nahe dem Deckel 26 in die oberen Enden der Luft-Einlässe 16, 16', 16" einschwenkbar
ist; sie kann am Umfang des Behälters 12 oder am Deckel 26 oder auch an einem (nicht
gezeichneten) unteren Fortsatz des Auslasses (18) gelagert und von außen einstellbar
sein, z.B. mit einer Rändelung, die den Umfang von Behälter 12 bzw.
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Deckel 26 überragt.
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Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden
Merkmale und Vorteile der Erfindung, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und
räumlicher Anordnungen, können sowohl für sich, als auch in den verschiedensten
Kombinationen erfindungswesentlich sein.