DE3500075C2 - Trachealkanüle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Trachealkanüle nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Beatmung der Lunge eines Patienten wird durchgeführt entweder durch eine konventionelle niederfrequente Beat­ mung oder durch eine hochfrequente Düsenbeatmung. Die konventionelle niederfrequente Beatmung wird ausgeführt mittels eines Endotrachialkatheders, der einen Ballon oder Balg aufweist und der mit einem Ende über den Mund in die Luftröhre eingeführt wird. Die niederfrequente Beatmung wird auch durchgeführt mit einem einen Ballon oder Balg aufweisenden Tracheostomiekatheder, der über einen Kehlschnitt in die Luftröhre eingesetzt wird. Der Ballon oder Balg bildet hierbei im aufgeblasenen Zustand eine Abdichtung zwischen der äußeren Oberfläche des Katheders und der Luftröhrenwand. Von einer Beatmungsmaschine wird Gas der Lunge des Patienten zugeführt. Das Gas, das aus einer Gasmischung bestehen kann, die einen Anteil eines Narkose­ gases aufweisen kann, wird mit einer Frequenz von einem Impuls pro einigen Sekunden zugeführt.

Eine hochfrequente Düsenbeatmung ist mit einer Trachealkanüle der eingangs genannten Art beispielsweise beschrieben in der GB-A 14 47 987. Hierbei wird ein Katheder kleineren Durchmessers verwendet, der vor den Stimmbändern in der Luftröhre des Patienten endet. Das Gas wird in kurzen Impulsen, beispielsweise mit 1 bis 10 Impulsen pro Sekunde zugeführt und erzeugt eine Düsenströmung innerhalb der Luftröhre. Die Düsenströmung bewirkt ein Mitziehen von Gas längs der Luftröhre, wobei der kombinierte Effekt zur einer Beatmung der Lunge des Patienten führt. Der Düsenkatheder kann über den Mund, die Nase oder durch einen Kehlschnitt in die Luftröhre eingesetzt werden.

Falls im oberen Teil der Luftröhre ein chirurgischer Ein­ griff vorgenommen wird, kann es nachteilig sein, den Düsen­ katheder durch die Nase oder den Mund einzuführen, da dieser dann hinderlich ist bei diesem chirurgischen Eingriff. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß das Düsenrohr sich zur Luftröhre hin öffnet und das dort austretende Gas einen Kühleffekt im Bereich der Spitze des Katheders erzeugt. Dies kann zu einer Beschädigung des Gewebes der Luftröhre führen. Die An­ ordnung der Spitze des Düsenkatheders in der Luftröhre führt zu einem Einzug von Gas in die Luftröhre, wobei es sich um eine Mischung von frischem und ausgeatmetem Gas handelt. Diese Mischung weist naturgemäß einen ver­ minderten Sauerstoffgehalt auf. Diese bekannten Anordnungen machen es auch schwierig, den Gasfluß zu analysieren und die Qualität des dem Patienten zugeführten Gases zu über­ wachen.

Es besteht die Aufgabe, die Trachealkanüle der eingangs genannten Art so auszubilden, daß von dem aus der Düse austretenden Gas kein Kühleffekt auf die Luftröhre ausgeht und das zur Lunge geförderte Gas frei von ausgeatmetem Gas ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merk­ male des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Da sich die Düsenöffnung außerhalb der Luftröhre befindet, tritt der Kühleffekt des expandierenden Gases im wesent­ lichen außerhalb der Luftröhre auf, wodurch die Gefahr einer Gewebebeschädigung oder -reizung der Luftröhre weitgehend vermieden wird. Da die Bohrung im zweiten rohrförmigen Teil zur Atmosphäre hin offen ist, wird Luft infolge des Düseneffekts zur Düsenöffnung hin ge­ fördert und in die Luftröhre eingezogen. Diese Umgebungs­ luft weist einen höheren Sauerstoffgehalt auf als Gas, das vom oberen Teil der Luftröhre mitgezogen wird. Hier­ durch ist auch die Überwachung der Gasqualität , die dem Patienten zugeführt wird erleichtert.

Zwischen den Enden des Katheders kann die Bohrung des zweiten rohrförmigen Teils zur Atmosphäre hin offen sein. Der Katheder kann eine drehbare Muffe zum Schließen dieser Öffnung aufweisen. Die Bohrung und Öffnung im zweiten rohr­ förmigen Teil können miteinander fluchten und die Bohrung am maschinenseitigen Ende im Bereich der Öffnung kann ver­ breitert sein. Das zweite rohrförmige Teil kann bevor­ zugt getrennt vom ersten rohrförmigen Teil und von diesem entfernbar sein. Der erste rohrförmige Teil weist bevor­ zugt einen Außendurchmesser auf, welcher wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser der Luftröhre, wobei dieser erste Teil flexibel jedoch ausreichend steif ist, damit das patientenseitige Ende durch die Gasimpulse nicht wesentlich abgelenkt wird.

Ausführungsbeispiele werden nachfolgend anhand der Zeich­ nungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teilschnitt durch den Katheder;

Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Teil des Katheders;

Fig. 3 eine Ansicht von unten auf den in Fig. 2 ge­ zeigten Teil;

Fig. 4 und 5 Seitenansichten des eingesetzten Katheders und

Fig. 6 einen Teilschnitt einer alternativen Aus­ führungsform des Katheders.

Der in Fig. 1 gezeigte Tracheostomiekatheder 1 ist mit einer hochfrequent arbeitenden Beatmungsmaschine 2 verbunden.

Der Katheder 1 besteht aus einer Hauptröhre bzw. einem ersten rohrförmigen Teil 10, deren rück­ seitiges Maschinenende 11 mit einem Adapter oder zweiten rohrförmigen Teil 20 verbunden ist. Die Röhre 10 besteht aus einem durchsichtigen PVC-Material und weist eine Innenbohrung 12 mit einem Durchmesser von 4 mm auf. Der Außendurchmesser der Röhre 10 beträgt 4,5 mm, d. h. wesentlich weniger als der Innendurchmesser der Luft­ röhre. Das Material, aus dem die Röhre 10 besteht, und die Abmessungen dieser Röhre sind so gewählt, daß sie flexibel ist, jedoch noch ausreichend steif ist, damit das patientensei­ tige Ende 13 durch die Gasimpulse, die von der Beatmungs­ maschine 2 erzeugt werden, nicht deformiert wird. Die Röhre 10 ist gekrümmt und weist einen Krümmungsradius von etwa 118 mm auf. Von einem Flansch 14 am maschinenseitigen Ende der Röhre erstreckt sich diese über 80 mm. Der Flansch 14 besteht aus einem weichen flexiblen Kunststoff. Das Flanschteil 15 verläuft radial zur Röhre 10 und ist einstückig zu einer Muffe 16, welche 18 mm lang ist. Die Röhre 10 ist mit dem patientenseitigen Ende der Muffe 16 über eine Klebe- oder Schweißverbindung verbunden.

Wie aus den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, besteht der Adapter 20 aus einem rohrförmigen steifen Kunststoffteil von etwa 32 mm Länge. Der Adapter 20 ist mit seinem patientenseitigen Ende 21 in das maschinenseitige Ende der Muffe 16 des Flansches 14 mit Haltesitz eingesteckt. Das patientenseitige Ende 21 des Adapters ist an seiner äußeren Fläche kegelstumpfförmig ausgebildet und weist eine Bohrung 22 von 4 mm Durchmesser auf, die also gleich groß ist wie die Bohrung 12 durch die Röhre 10. Wenn das patientenseitige Ende 21 des Adapters 20 in die Muffe 16 eingesetzt ist, dann stößt es gegen das maschinenseitige Ende 11 des Rohres 10 an, so daß sich eine glatte innere Oberfläche ergibt, was zu einer ungestörten Gasströmung führt.

An einer Stelle zwischen den Enden des Adapters 20 er­ weitert sich die Bohrung 22 zu einer Venturi-Kammer 23, die eine vergrößerte Querschnittsfläche aufweist und die über eine Öffnung 24 zur Atmosphäre hin offen ist, wobei diese Öffnung eine Querschnittsfläche zwischen etwa 25 und 30 mm² aufweist. Ein Zapfen 25 mit einer kegelstumpf­ förmigen Spitze 26 verläuft vom maschinenseitigen Ende des Adapters. Der Zapfen 25 weist eine axiale Bohrung als weitere Bohrung 28 des zweiten rohrförmigen Teils 20 mit einem Durchmesser von 1,4 mm auf, die somit eine kleinere Querschnittsfläche als die Bohrung 22 am patientenseitigen Ende des Adapters aufweist. Die Bohrung 28 erstreckt sich an ihrem patientenseitigen Ende in die Kammer 23 und fluchtet axial mit der Bohrung 22 am patientenseitigen Ende des Adapters.

Der Zapfen 25 ist mit seinem vorderen Ende eingesetzt in eine Rohrleitung, die ein Düsenrohr 30 darstellt und in welcher hochfrequente Gas­ impulse auftreten. Das Rohr 30 hat einen Außendurchmesser zwischen etwa 2,7 und 3,3 mm. Der Innendurchmesser liegt zwischen etwa 1,7 und 2,3 mm. Das Rohr 30 besteht aus einem biegsamen Kunststoffmaterial und weist eine Länge von etwa 250 mm auf. Am rückseitigen Maschinenende 31 endet das Rohr an einem Verbindungsstück 32. Bei Nichtgebrauch kann das Verbindungsstück 32 durch eine geeignete Kappe abgeschlossen sein. Im Gebrauch ist das Verbindungsstück verbunden mit einem halbsteifen Rohr 33, das zur hoch­ frequent arbeitenden Düsenbeatmungsmaschine 2 führt. Das Düsenrohr 30 ist mit der Kammer 23 des Adapters 20 über die Bohrung 28 verbunden, welche als eingeschnürter Düsenquerschnitt wirkt, dessen Querschnittsfläche geringer ist als diejenige der Kammer 23 und der Bohrung 22. Bei einer alternativen Ausführungsform kann die Bohrung durch das Rohr 30 direkt zur Kammer 23 hin offen sein, so daß die Rohrbohrung selbst als eingeschnürter Düsen­ querschnitt wirkt der sich zur Kammer 23 und zur Bohrung 22, die einen größeren Querschnitt aufweisen, hin öffnet.

Es ist nicht erforderlich, daß der Katheder einen separat ausgebildeten Adapter in der zuvor beschriebenen Weise aufweist. Es ist beispielsweise möglich, daß der Katheder einstückig ausgebildet ist, bei welchem sich die Düsen­ öffnung in denjenigen Teil des Katheders erstreckt, der außerhalb der Luftröhre sich befindet. Bei der Verwendung eines entfernbaren Adapters ergibt sich jedoch der Vorteil, daß der Adapter entfernt werden kann, wenn der Katheder noch eingesetzt ist und wenn eine hochfrequente Beat­ mung nicht erforderlich ist.

Der Gebrauch des Katheders wird nachfolgend anhand der Fig. 4 und 5 erläutert. Als erstes wird, wie die Fig. 4 zeigt, mittels eines Skalpells ein Luftröhrenschnitt 100 an der Luftröhre 101 angebracht, wobei dieser Schnitt über eine Länge von etwa 10 mm vertikal ausgeführt wird. Dieser Schnitt liegt oberhalb des Ringknorpels 103. Ein Stab 40, der die gleiche Krümmung wie die Röhre 10 auf­ weist wird über diesen Schnitt 100 in die Luftröhre einge­ setzt. Sodann wird das Rohr 10 über den Stab 40 geschoben, so daß sich das patientenseitige Ende 13 des Rohres 10 in der Luftröhre befindet, wobei der Flansch 15 gegen den Hals des Patienten anliegt. Sodann wird der Stab 40 entfernt und das Rohr 10 befindet sich somit an der gewünschten Stelle. Die Länge des Rohres 10 ist derart gewählt, daß sich das patientenseitige Ende 13 nahe der Gabelung der Luftröhre befindet, diese Gabelung jedoch nicht erreicht, da dies sonst dazu führen könnte , daß nur ein Lungenflügel beatmet wird. Die Maximallänge des Rohres 10, gerechnet vom Flansch 15 ab beträgt daher etwa 100 mm.

Nach dem Einsetzen des Rohres 10 wird der Adapter 20, der bereits mit dem Düsenrohr 30 verbunden ist, auf das maschinenseitige Ende der Muffe 16 aufgesteckt, wie dies die Fig. 5 zeigt, wodurch der Katheder mit der Beatmungsmaschine 2 verbunden ist. Der Katheder wird durch ein Band 17 an Ort und Stelle gehalten, das durch Schlitze im Flansch 15 verläuft und um den Hals des Patienten geschlungen ist. Beim Betrieb der Beatmungs­ maschine 2 wird angefeuchtetes Gas mit einer Frequenz von 60 bis 300 Impulsen pro Minute gefördert. Am vorderen Ende des Düsenrohres 30 wird hierdurch eine Düsenströmung in der Kammer 23 in Richtung der Bohrung 22 in Richtung auf den Patienten hin erzeugt. Diese Düsenströmung be­ wirkt, daß von der Kammer 23 des Adapters 20 über die Öffnung 24 Luft von der Umgebung angesaugt wird, die zum patientenseitigen Ende 13 des Rohres 10 gefördert wird. Hierdurch wird die Beatmung der Lunge des Patienten ermöglicht. Da der größte Teil des Druckabfalles des Fördergases innerhalb des Adapters 20 erfolgt, d. h. außerhalb der Luftröhre, tritt der damit verbundene Kühleffekt außerhalb der Luftröhre auf und kann somit das Gewebe der inneren Auskleidung der Luftröhre nicht beeinflussen. Der Sauerstoffgehalt der angesaugten und in die Lunge geförderten Luft ist höher im Vergleich zu dem angesaugten Gas bei den bekannten Kathedern, da Umgebungsluft angesaugt und nicht eine Mischung von Umgebungsluft und ausgeatmetem Gas. Da Atmosphärenluft angesaugt wird, ist es wesentlich leichter , den Gas­ fluß und den Gasaustausch genau zu analysieren, als dies der Fall ist, wenn Luft innerhalb der Luftröhre ange­ saugt wird, da die Zusammensetzung der Luft innerhalb der Luftröhre nicht genau bekannt ist.

Es ist weiterhin möglich, den Katheder bei einer alter­ nativen Beatmungsart zu verwenden. Zu diesem Zweck wird die Öffnung 24 verschlossen, was beispielsweise durch eine drehbare Muffe erfolgen kann, die den Adapter um­ schließt. Die Muffe ist mit einer Öffnung versehen, die beim normalen Gebrauch die Öffnung 24 freiläßt, welche je­ doch bei der alternativen Betriebsweise so verschoben wird, daß die Muffe die Öffnung 24 verschließt. Die hochfrequenten Gasimpulse führen dann dazu, daß inner­ halb der Luftröhre am patientenseitigen Ende des Katheders Gas mitgenommen wird. Dies entspricht der an sich bekannten Betriebsart, jedoch mit dem Unter­ schied, daß innerhalb des Adapters nach wie vor ein Druckabfall auftritt mit dem Ergebnis, daß der größte Teil des Kühleffekts außerhalb der Luftröhre auftritt. Diese alternative Betriebsweise ist dort geeignet, wo zur Beatmung der Lungen ein höherer Druck benötigt wird.

Der Katheder kann auch dazu verwendet werden, einen Absaugkatheder in die Luftröhre und den Bronchialtrakt einzuführen. Ein solcher Saugkatheder kann über die Öffnung 24 im Adapter 20 längs der Bohrung 22 des Adapters in die Bohrung 12 der Röhre 10 eingesetzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, falls erforderlich, Sekrete aus dem Luftröhren-Bronchialtrakt periodisch zu ent­ fernen, ohne daß es notwendig ist, den Adapter abzu­ nehmen. Das Einsetzen eines Saugkatheders ist erleichtert, da der Zugang zur Luftröhre durch die Cricothyroid-Membran erfolgt. Die Hochfrequenzbeatmung führt zu einer Vibration der Lunge und damit zum Lösen von Sekret, das mit einem Saugkatheder leicht entfernbar ist.

Der Katheder kann verschiedene Formen aufweisen, von denen eine in Fig. 6 gezeigt ist. Hierbei wird ein Adapter 20′ verwendet, der in zuvorbeschriebener Weise mit dem rückseitigen Ende des Rohres 10′ verbunden ist. Ein Düsen­ rohr 30′ mündet im Adapter 20′ an einer Stelle zwischen seinen beiden Enden, wobei der Adapter eine Bohrung 22′ aufweist, die zur Atmosphäre hin offen ist.

Die Vorrichtung hat den Vorteil, daß in der Lunge des Patienten ein hoher Gasaustausch stattfindet wobei der Innendruck im Bereich der Lunge relativ gering ist, was besonders wichtig ist bei Patienten, die Herz­ probleme haben. Die hochfrequente Beatmung erzeugt eine nur geringe Lungenbewegung, was nützlich ist, bei chirurgischen Eingriffen im Lungenbereich. Da das Rohr 10 im Vergleich zur Luftröhre einen geringen Durchmesser aufweist und da dieses Rohr der Luftröhre gegenüber nicht durch einen Ballon oder Balg abge­ dichtet ist, ist es für den Patienten möglich, zu sprechen, zu essen und zu trinken. Es ist während der Hochfrequenzbeatmung jederzeit möglich, daß das Atemsystem des Patienten sich erholt und er bei der Hochfrequenzbeatmung von selbst zu atmen beginnt. Bei den bekannten Beatmungssystemen ist es nicht möglich, daß der Patient seine eigene Atemmuskulatur übt und in Gang setzt, wodurch die Besserung des Patienten ver­ zögert wird. Der Katheder wird vom Patienten ohne Sedation angenommen, die notwendig ist, wenn konventionelle endotrachiale Katheder verwendet werden. Dies verbessert die Haltung des Patienten und fördert seine Besserung.

Claims (8)

1. Trachealkanüle mit einem ersten rohrförmigen Teil, das durch eine Öffnung am Hals eines Patienten in dessen Luftröhre eingesetzt wird und dessen Form eine im wesentlichen unbehinderte Gasströmung entlang der Luftröhre um das erste rohrförmige Teil erlaubt und mit einem zweiten rohrförmigen Teil, wel­ ches sich außerhalb der Luftröhre befindet und eine Bohrung aufweist, die mit einer Bohrung durch das erste rohrförmige Teil in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß

• - das zweite rohrförmige Teil (20, 20′) eine wahlweise verschließbare Öff­ nung (24) aufweist,
• - die Bohrung (22, 22′) im zweiten rohrförmigen Teil (20, 20′) mit der umgebenden Atmosphäre über diese Öffnung (24) verbunden ist, wenn diese unverschlossen ist,
• - das zweite rohrförmige Teil (20, 20′) eine weitere, mit der Bohrung (22, 22′) im zweiten rohrförmigen Teil (20, 20′) axial fluchtende Bohrung (28) aufweist, welche die Bohrung (22, 22′) im zweiten rohrförmigen Teil (20, 20′) mit einem Düsenrohr (30, 30′) verbindet und
• - die Querschnittsfläche der weiteren Bohrung (28) kleiner ist als die Quer­ schnittsfläche der Bohrung (22, 22′) des zweiten rohrförmigen Teils (20, 20′).

2. Trachealkanüle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine drehbare Muffe zum Verschließen der zur Atmosphäre führenden Öffnung (24) aufweist.

3. Trachealkanüle nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die weitere Bohrung (28) einen Durchmesser von etwa 1,4 mm aufweist.

4. Trachealkanüle nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite rohrförmige Teil (20, 20′) von dem ersten rohrförmi­ gen Teil (10, 10′) getrennt und lösbar mit diesem verbunden ist.

5. Trachealkanüle nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste rohrförmige Teil (10, 10′) einen Außendurchmesser aufweist, der wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser der Luftröhre.

6. Trachealkanüle nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste rohrförmige Teil (10, 10′) biegsam, jedoch ausreichend steif ist, um am patientenseitigen Ende (13) Deformationen durch die Gasim­ pulse zu widerstehen.

7. Trachealkanüle nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die weitere Bohrung (28), die Bohrung (22, 22′) im zweiten rohrförmigen Teil (20, 20′) und die zur Atmosphäre führende Öffnung (24) Teil eines Adapters bilden.

8. Trachealkanüle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur At­ mosphäre führende Öffnung (24) in einer Kammer (23) mündet, in der die weitere Bohrung (28) und die Bohrung (22, 22′) im zweiten rohrförmigen Teil (20, 20′) münden und die eine gegenüber dieser Bohrung (22, 22′) größere Querschnittsfläche aufweist.