DE4029680C2 - Vorrichtung zum Behandeln der Lunge und der Atemwege - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Behandeln der Lunge und der Atemwege des Menschen oder von höchst entwickelten Säugetieren, mit einer Druckgasquelle, einem damit Druck übertragend verbundenen Vernebler sowie einem mit dem Vernebler verbundenen Mundstück und einem Abluftkamin.

Eine Vorrichtung dieser Art ist bereits aus der EP 0 311 770 A2 bekannt. Diese Druckschrift beschreibt ein Atemtherapiegerät für an Asthma oder spastischer Bronchitis leidende Personen, und weist ein Gehäuse mit einem Mundstück, einem Luftansaugkanal und einem Luftausstoßkanal auf. Der Luftansaugkanal hat einen Anschluß für einen Inhalationsmittelapplikator, in welchem ein Medikament vernebelt werden kann. Mit dem Luftausstoßkanal ist zur Peak-Flow-Messung ein zur Atmosphäre führendes Steigrohr mit einem Schwebekörper, dessen Steigen den Volumenstrom der ausgeatmeten Luft anzeigt, verbunden. Eine Ventilanordnung sperrt den Luftausstoßkanal beim Einatmen, und den Luftansaugkanal beim Ausatmen.

Mit einem derartigen Inhaliergerät können jedoch lediglich Medikamente der Atemluft fein zerstäubt oder in Form von Dämpfen zugegeben werden, ohne daß dabei der normale Ein- und Ausatemfluß unterbrochen wird.

Inbesondere bei Patienten mit chronisch obstruktiver Bronchitis und erhöhter Kollapsibilität der Atemwege treten Probleme mit der Schleimexpektoration auf. Bei forcierten Atemmanövern, wie z. B. Husten, wodurch Mukus aus den Atemwegen entfernt werden soll, kommt es jedoch infolge des Verschlusses eines Teils der Bronchien zum Sistieren des Mucustransportes.

Ferner ist aus der DE 31 19 814 A1 Gerät zum Erzeugen künstlicher Hustenstöße bekannt. Mit einem derartigen Gerät wird eine Behandlung durchgeführt, bei welcher in den Atemwegen des Patienten ein plötzliches Druckgefälle erzeugt wird, das einen Ausatemluftstrom von der Stärke eines kräftigen Hustenstoßes erzeugen soll. Eine derartige Behandlung führt zwar zur Reduktion des Kollapses der Bronchien, hat aber auf der anderen Seite den Nachteil der reduzierten Geschwindigkeit des Atemflusses mit der daraus folgenden geringen Transportkraft auf den Mukus.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Gerät, insbesondere ein Inhaliergerät, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welchem der Mukustransport aus den Atemwegen der Patienten verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich des Abluftkamines ein Ventil zum periodischen Unterbrechen des Ausatemluftstromes angeordnet ist, welches mittels einer Steuereinheit betätigbar ist.

Mit einem derartigen Inhaliergerät kann der Patient gegen das schnell schließende und schnell öffnende Ventil aktiv expirieren. Die Frequenz und die Öffnungszeit des Ventils sind getrennt an der Steuereinheit einstellbar. Vorzugsweise wird die Öffnungszeit so eingestellt, daß der Druck im Bronchialsystem infolge des entstehenden Kollapses in den Atemwegen gerade noch nicht zusammenbricht. Ferner bleibt hierbei die notwendige hohe Geschwindigkeit des Atemstromes für den Transport des Mukus erhalten. Hinzu kommt eine periodische Aufrüttelung des Schleims. Der Frequenzbereich für das Schließen und Öffnen des Ventils wird vom Patienten nach subjektiven Kriterien eingestellt, wobei sich eine Unterbrechungsfrequenz von ca. 10 Hz als vorteilhaft herausstellte. Es zeigte sich in Versuchen mit dem erfindungsgemäßen Gerät im Vergleich zu herkömmlichen Hustenstößen eine Zunahme der Sputummenge um +12,2%. Der Peak-Flow nahm gering um etwa 7 +-3% zu.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Ventil mit seinem Betätigungsorgan in einem Gehäuse auf dem Vernebler oberhalb dem aus dem Vernebler mündenden Abluftkamin angeordnet. Dies hat zum Vorteil, daß das Ventil von außen an dem Vernebler abnehmbar angeordnet werden kann, und daß das Gerät auch ausschließlich als Inhaliergerät verwendet werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind im Gehäuse des Ventils Öffnungen für den Luftaustritt vorgesehen. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Abluftkamin gleichzeitig Zuluftkamin ist. Hierdurch erübrigen sich Ventile für einen getrennten Zuluft- und Abluftkamin.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, daß das Betätigungsorgan des Ventiles mindestens einen Elektromagneten aufweist. Mit einem derartigen Magneten kann der Ventilteller entgegen der Schwerkraft vom Ventilsitz abgehoben werden, wenn ein von der Steuereinheit ausgehender elektrischer Impuls diesen Elektromagneten betätigt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sieht vor, daß das Betätigungsorgan einen ersten Elektromagneten zum Öffnen des Ventils und einen zweiten Elektromagneten zum Schließen des Ventils aufweist. Hierdurch kann ein zuverlässiges, schnelles und präzises Öffnen und Schließen des Ventils durchgeführt werden, ohne daß Verzögerungen durch unnötig große Beschleunigungszeiten der bewegten Ventilteile auftreten.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Betätigungsorgan zwei koaxial übereinander angeordnete Elektromagneten auf, in denen koaxial eine Ventilstange geführt ist. Diese Ventilstange überragt die Elektromagneten, wobei an ihren dem Ventilsitz abgewandten Ende ein Teil aus ferromagnetischem Material angeordnet ist und deren dem Ventilsitz zugewandtes Ende ein ferromagnetisches Teil mit einem Ventilteller aufweist. Dieser Ventilteller ist auf den am Abluftkamin angeordneten Ventilsitz dichtend bringbar. Die ferromagnetischen Teile am Ende der Ventilstange dienen vorteilhafterweise auch als Anschlag der Ventilstange gegen die Elektromagneten.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes sieht vor, daß das Betätigungsorgan aus einem mit der Steuereinheit verbundenen Elektromagneten und einem diesen entgegen wirkenden Federelement besteht. Auf diese Weise kann durch Betätigung des Elektromagneten das Ventil gegen die Federkraft des Federelementes geöffnet werden. Wird der Elektromagnet abgeschaltet, wird das Ventil durch das Federelement geschlossen.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, daß die Steuereinheit mit einem beim Inhalieren zu betätigenden Intervallhebel des Verneblers in Verbindung steht. Hierdurch kann erreicht werden, daß bei Betätigung des Intervallhebels während des Einatmens eine Vernebelung stattfindet und bei Nichtbetätigung des Intervallhebels beim Ausatmen der Abluftkamin durch das Ventil periodisch geschlossen und geöffnet und somit der Ausatemluftstrom unterbrochen wird.

Es besteht auch die Möglichkeit, das Ventil pneumatisch zu betätigen. Auch hier ginge der Impuls von der Steuereinheit aus.

In der Zeichnung ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel dargestellt, das im folgenden beschrieben wird.

Die einzige Figur zeigt einen Vernebler 1, welcher über eine Druckleitung mit einer Steuereinheit 5 verbunden ist. Dieser Vernebler weist einen Verneblungsbereich 16 auf, in dem flüssige Medikamente fein zerstäubt werden. Ferner ist im Vernebler ein Zuluft- bzw. ein Abluftkamin 3 angeordnet, welcher eine Öffnung zum Verneblungsbereich 16 hin hat. In den Verneblungsbereich 16 mündet ein Ein- und Ausatemkanal 15 mit einem aufgesteckten Mundstück 2.

Mit einem an dem Vernebler angebrachten Intervallhebel 14 kann der Vernebler betätigt werden.

Mit der Oberseite des Verneblers ist ein in einem Gehäuse 6 angeordnetes Ventil 4 lösbar durch Aufstecken verbunden. Das Ventil 4 mit seinem Ventilteller aus ferromagnetischem Material 12 schließt auf einem Ventilsitz 11, welcher am Ausgang des Abluftkamins 3 angeordnet ist. Der Ausatemluftstrom kann bei geöffnetem Ventil durch die Luftaustrittsöffnungen 7, welche in dem Ventilgehäuse 6 angeordnet sind, entweichen.

Zum Öffnen und zum Schließen des Ventils ist jeweils ein Elektromagnet 8, 9 vorgesehen. Diese Elektromagneten 8, 9 sind koaxial übereinander angeordnet, wobei koaxial in ihnen eine Ventilstange 10 geführt ist, welche die Elektromagneten 8, 9 überragt. An dem dem Ventilsitz abgewandten Ende der Ventilstange 10 ist ein Teil 13 aus ferromagnetischem Material angeordnet, welches zum Schließen des Ventils vom oberen Elektromagneten 9 angezogen wird. Das ferromagnetische Material 12, welches an dem den Ventilsitz 11 zugewandten Ende der Ventilstange 10 angeordnet ist, wird zum Öffnen des Ventils 4 vom unteren Elektromagneten 8 angezogen.

Beide Elektromagneten 8, 9 werden von der Steuereinheit 5 aus betätigt, wobei das Ventil 4 während der Einatemphase geöffnet ist und der untere Elektromagnet 8 das ferromagnetische Material 12 mit dem Ventilteller 11 anzieht und der obere Elektromagnet 9 nicht betätigt ist. Beim Ausatemvorgang, wenn der Intervallhebel 14 nicht betätigt wird, werden die Elektromagneten 8, 9 abwechselnd von der Steuereinheit 5 mit einer bestimmten vorausgewählten Frequenz betätigt, so daß der Ausatemstrom entsprechend dieser Frequenz unterbrochen wird. Die Frequenz und die Dauer der Betätigung der Elektromagneten sind getrennt an der Steuereinheit 5 einstellbar.

Durch den plötzlichen Druckaufbau sowie -abbau in den Atemwegen des Patienten durch Verschließen bzw. Öffnen des Ventils 4, gegen welches der Patient aktiv expiriert, kann der Schleim in den Atemwegen des Patienten periodisch aufgerüttelt werden. Die Öffnungszeit des Ventils 4 wird so eingestellt, daß der Druck im Bronchialsystem infolge des entstehenden Kollapses des Bronchialsystemes bei plötzlichem Druckabfall durch das Öffnen des Ventils 4 gerade noch nicht zusammenbricht. Gleichzeitig bleibt die hohe Geschwindigkeit des Ausatemstroms für den Transport des Mukus erhalten.

Diese neue Vorrichtung ist eine wesentliche Bereicherung der physikalischen Therapie bei Patienten mit obstruktiven Lungenerkrankungen mit Mukusretention.

Bezugszeichenliste

1

Vernebler

2

Mundstück

3

Abluftkamin

4

Ventil

5

Steuereinheit

6

Gehäuse

7

Öffnungen für Luftaustritt

8

,

9

Elektromagneten

10

Ventilstange

11

Ventilsitz

12

,

13

Teile aus ferromagnetischem Material

14

Intervallhebel

15

Ein- und Ausatemkanal

16

Verneblungsbereich

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Behandeln der Lunge und der Atemwege des Menschen oder von höchstentwickelten Säugetieren, mit einer Druckgasquelle, einem damit druckübertragend verbundenen Vernebler sowie einem mit dem Vernebler verbundenen Mundstück und einem Abluftkamin, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Abluftkamins (3) ein Ventil (4) zum periodischen Unterbrechen des Ausatemluftstromes angeordnet ist, welches mittels einer Steuereinheit (5) betätigbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (4) mit seinem Betätigungsorgan in einem Gehäuse (6) auf dem Vernebler (1) oberhalb dem aus dem Vernebler mündenden Abluftkamin (3) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (6) Öffnungen (7) für den Luftaustritt angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abluftkamin (3) gleichzeitig Zuluftkamin (3) ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan des Ventils (4) mindestens einen Elektromagneten (8, 9) aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan einen ersten Elektromagneten (8) zum Öffnen des Ventils (4) und einen zweiten Elektromagneten (9) zum Schließen des Ventils (4) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan zwei koaxial übereinander angeordnete Elektromagneten (8, 9) aufweist, in denen koaxial eine Ventilstange (10) geführt ist, welche die Elektromagneten (8, 9) überragt und an deren dem Ventilsitz abgewandten Ende ein Teil (13) aus ferromagnetischem Material angeordnet ist, und an deren dem Ventilsitz (11) zugewandten Ende ein weiteres ferromagnetisches Teil (12) mit einem Ventilteller angeordnet ist, der auf den am Abluftkamin (3) angeordneten Ventilsitz (11) bringbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan aus einem mit der Steuereinheit verbundenen Elektromagneten und einem diesen entgegenwirkenden Federelement besteht, welches mit dem Ventil (4) in Wirkverbindung steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) mit einem beim Inhalieren zu betätigenden Intervallhebel (14) des Verneblers (1) in Verbindung steht.