DE4102223A1

DE4102223A1 - Patientenschlauch-heizung eines beatmungsgeraetes

Info

Publication number: DE4102223A1
Application number: DE19914102223
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Sc Techn Schaller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1992-07-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Medizin, insbesondere die Beatmungstechnik.

Bei der Beatmung eines Patienten mit erwärmtem und angefeuchtetem Beatmungsgas kommt es im allgemeinen zu einer Kondensation des Wasserdampfes in den Atemgasschläuchen. Um dies zu umgehen, werden nach dem Stand der Technik die Atem gasschläuche mit unterschiedlichen Formen einer Schlauchheizung versehen (DT 20 32 421 B2). Heizdrähte innerhalb der Atemgas füh renden Schläuche oder solche, die diese von außen umgeben, gehö ren zum Standardzubehör von Beatmungsgeräten. Dabei erfolgt die Steuerung der Heizleistung der Schlauchheizung nach dem Stand der Technik mittels eines Temperaturregelkreises. Die Atemgastemperaturen am Anfang und am Ende des Heizschlauches werden über Temperatursensoren gemessen und die Heizleistung so gesteuert, daß die Temperatur am Heizschlauchausgang um einen bestimmten Temperaturbetrag (im allgemeinen 2K) oberhalb der Temperatur am Heizschlaucheingang liegt. Als Temperatursensor am Anfang des Heizschlauches wird dabei in den meisten Fällen der Sensor des Atemgasbefeuchters verwendet.

Bei der Beatmung von Säuglingen in Inkubatoren kommt es bei hoher Inkubator-Innentemperatur zu einer zusätzlichen Erwärmung des Atemgases in dem Teil des Inspirations-Atemgasschlauches, der sich im Inneren des Inkubators befindet. Dies führt dazu, daß der Temperatursensor (T2) eine zu hohe Tem peratur mißt. Über den Temperaturregelkreis wird die Heizleistung des Heizelementes reduziert, wodurch es wieder zu einer Kondensa tion von Wasserdampf im Schlauch kommen kann.

Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß Heizschläuche inklusive Heizdrähte während des Betriebes und während der Sterilisation einem starken Verschleiß ausgesetzt sind und diese häufig erneu ert werden müssen. Dies erhöht die Therapiekosten. Darüberhinaus ist eine Vermeidung der Wasserdampfkondensation beim Einsatz im Inkubator nicht garantiert. In DD 2 80 905 A1 wird das Atemgas nach Verlassen des Atemgasan feuchters über einen Wärmetauscher geführt wird, der von der Heizenergie des Atemgasanfeuchters gespeist wird. Dieses Verfahren versagt jedoch bei Atemgasanfeuchtern mit nied riger Wassertemperatur sowie bei niedrigen Umgebungstemperaturen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß die gegenwärtig verwendeten Formen der Schlauchheizung zu teuer, zu störanfällig und zu aufwendig in der Handhabung sind.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Atem gas nach Verlassen des Atemgasanfeuchters über einen konzentrier ten Wärmetauscher mit separatem Heizelement und von dort über den unbeheizten Inspirations- Atemgasschlauch zum Patienten geführt wird. Im Wärmetauscher wird dem Atemgas so viel Energie zugeführt, daß es während des Passierens des Inspirations-Atemgasschlauch es nicht zur Kondensation von Wasserdampf kommt. Die Heizleistung wird mittels eines Temperaturregelkreises gere gelt. Regelgröße ist die Temperatur am Ende des Inspirations- Atemgasschlauches.

Die Erfassung der Istwerte der Atemgastemperatur vor dem Wärme tauscher (T1) und am Ende des Inspirations-Atemgasschlauches (T2) erfolgt mittels zweier Temperatursensoren. Dabei wird der Soll wert des Temperaturregelkreises entweder fest eingestellt oder so gewählt, daß er um einen bestimmten Betrag dT oberhalb der Tem peratur T1 liegt.

Bei der Beatmung von Säuglingen in Inkubatoren wird in einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung der Inspirations-Atemgas schlauch mit zwei Temperatursensoren versehen, von denen sich der eine unmittelbar vor oder am Tubuskonnektor und der andere ca. 30 cm davor in Richtung zum Wärmetauscher befindet. Letzterer wird unmittelbar außerhalb der Inkubatorwandung ange ordnet. In einer Minimumauswertung oder mittels eines bestimmten Algorith mus wird die niedrigere Temperatur von beiden Sensoren bestimmt und dem Temperaturregelkreis als Istwert zugeführt. Dadurch ist gewährleistet, daß beim Betreiben der Patienten schlauch-Heizung im Inkubator vom Heizelement jeweils so viel Energie zur Verfügung gestellt wird, daß der Sollwert an der kältesten Stelle eingehalten wird, wodurch eine Kondensation im Schlauch ausgeschlossen werden kann.

Da für Regelung und Überwachung unterschiedliche Sensoren zum Einsatz kommen müssen, wird für die Überwachung jeweils das Sig nal des Temperatursensors ausgenutzt, der die höhere Temperatur mißt.

Der Wärmetauscher verfügt über eine große Oberfläche, so daß es zu einem guten Temperatur-Austausch mit dem befeuchteten Atemgas kommt. Er ist mit dem Heizelement im guten thermischen Kontakt, aber auf lösbare Weise verbunden, so daß er für Sterilisations zwecke entfernt werden kann.

Es ist zweckmäßig, den Exspirations-Atemgasschlauch durch Paral lelführung thermisch mit dem Inspirations-Atemgasschlauch zu koppeln. Dadurch wird die Gefahr einer Wasserdampfkondensation im Expirations-Atemgasschlauch vermindert.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß die klinische Praktikabilität der vorgeschlagenen Patientenschlauch-Heizung bedeutend besser ist als die bekannter Systeme. Durch den Wegfall der Heizdrähte sowie der damit erforderlichen Spezialkonnektoren können die Kosten der Beatmung gesenkt werden. Der Nachteil einer Wasserdampfkondensation im Schlauch bei Einsatz bekannter Systeme im Inkubator wird durch die Erfindung ebenfalls vermieden. Darüberhinaus wird die Kalamität unterschiedlicher Sensoren für Regelung und Überwachung umgangen.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispie les näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt eine Variante der Erfindung.

Der Ausgang des Atemgasanfeuchters 1 ist mit dem Eingang des Wärmetauschers 2 und dessen Ausgang mit dem Eingang des Inspira tions-Atemgasschlauches 3 verbunden. Der Inspirations-Atemgas schlauch 3 führt zum Tubuskonnektor 4 und dieser wiederum zum Exspirations-Atemgasschlauch 5. Der Wärmetauscher 2 besteht im Ausführungsbeispiel aus einem inneren Rohr 6 und einem äußeren Rohr 7, zwischen denen ein spi ralig verlaufendes Blechband 8 angeordnet ist. Dadurch entsteht eine große Wärmeaustausch-Oberfläche. Als Wärmetauscher können auch alle anderen, dem Fachmann bekann ten Systeme verwendet werden. Das innere Rohr 6 des Wärmetauschers 2 wird auf das Heizelement 9 aufgeschoben. Konstruktiv ist für einen guten Wärmeübergang zu sorgen. Das Heizelement 9 wird von dem Temperaturregler 10 angesteuert. Den Sollwert erhält er im Ausführungsbeispiel von dem Temperatur sensor 11 am Ausgang des Atemgasbefeuchters. Intern im Tempera turregler 10 wird dieser Sollwert um eine Temperaturdifferenz dT erhöht. Der Temperatursensor 12 ist unmittelbar vor dem Tubuskon nektor 4 und der Temperatursensor 13 ca. 30 cm davor im inspira tions-Atemgasschlauch 3 angeordnet. Die Ausgangssignale beider Temperatursensoren 12 und 13 gehen auf die Istwerteingänge des Temperaturreglers 10. Eine Minimumauswertung 14 sorgt dafür daß jeweils der niedrigere Temperaturwert als Istwert für den Tempe raturregler 10 benutzt wird. Beim Einsatz im Inkubator wäre der Temperatursensor 13 außerhalb der Wand des Inkubators 16 anzuordnen.

Die Ausgänge der Temperatursensoren 12 und 13 werden weiterhin auf die Eingänge einer Überwachung 15 geführt, wobei das Signal des Temperatursensors mit der höheren Temperatur der Temperatur überwachung zugrunde liegt.

Zum Zwecke einer guten thermischen Kopplung zwischen Inspira tions-Atemgasschlauch 3 und Exspirations-Atemgasschlauch 5 sind beide parallel geführt und miteinander verklebt. Sehr gut geeig net hierfür sind auch Doppelschläuche mit einem inneren (Exspira tion) und einem äußeren Schlauch (Inspiration).

Liste der verwendeten Bezugszeichen

1 Atemgasanfeuchter
2 Wärmetauscher
3 Inspirations-Atemgasschlauch
4 Tubuskonnektor
5 Exspirations-Atemgasschlauch
6 inneres Rohr
7 äußeres Rohr
8 Blechband
9 Heizelement
10 Temperaturregler
11 Temperatursensor
12 Temperatursensor
13 Temperatursensor
14 Minimumauswertung
15 Temperaturüberwachung
16 Inkubator

Claims

1. Patientenschlauch-Heizung eines Beatmungsgerätes im Anschluß an einen Atemgasanfeuchter, bestehend aus je einem unbeheizten Inpirations-Atemgasschlauch und einem Exspirations-Atemgas schlauch, einem Temperaturregelkreis mit einem Temperaturreg ler, einem Heizelement, einem oder mehreren Temperatursensoren zur Messung des Istwertes der Atemgastemperatur, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen Atemgasanfeuchter (1) und Inspirations-Atemgas schlauch (3) ein von dem Heizelement (9) beheizter Wärmetau scher (2) angeordnet ist, wobei der Inspirations-Atemgas schlauch (3) entweder nur einen Temperatursensor (12) oder einen weiteren Temperatursensor (13) aufweist.

2. Patientenschlauch-Heizung eines Beatmungsgerätes nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Wärmetauscher (2) lösbar mit dem Heizelement (9) verbunden ist.

3. Patientenschlauch-Heizung eines Beatmungsgerätes nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Tempera tursensor (12) unmittelbar vor oder am Tubuskonnektor und der Temperatursensor (13) ca. 30 cm davor im Inspirations-Atemgas schlauch (3) angeordnet sind.

4. Patientenschlauch-Heizung eines Beatmungsgerätes nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgangs signale der Temperatursensoren (12) und (13) auf eine Minimum auswertung (14) geführt werden, wobei der Istwert für den Temperaturregler (10) von dem Temperatursensor abgeleitet wird, der die niedrigere Temperatur mißt.

5. Patientenschlauch-Heizung eines Beatmungsgerätes nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß das Signal für die Temperaturüberwachung (15) von dem Temperatursensor (12) oder (13) abgeleitet wird, der die höhere Temperatur mißt.

6. Patientenschlauch-Heizung eines Beatmungsgerätes nach den Ansprüchen 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Exspira tions-Atemgasschlauch parallel zum Inspirations-Atemgas schlauch geführt wird und beide thermisch miteinander gekop pelt sind.