DE4441380B4

DE4441380B4 - Leitung für erwärmte, befeuchtete Atemluft

Info

Publication number: DE4441380B4
Application number: DE4441380A
Authority: DE
Inventors: Stephen William Mc Phee
Original assignee: Fisher and Paykel Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Appliances Ltd
Priority date: 1993-11-22
Filing date: 1994-11-21
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2014-11-22
Also published as: FR2712814A1; GB2284356A; US5537996A; JPH07204273A; FR2712814B1; JP3236746B2; GB9423342D0; DE4441380A1; GB2284356B

Abstract

Eine Leitung für erwärmte Atemluft zur Verwendung mit einem die Atemluft befeuchtenden Respirationsgerät, das eine Gasquelle, ein Befeuchtungsmittel, das zum Befeuchten eines von der Gasquelle bewirkten Gasstroms eingerichtet ist, und eine Wechselspannungsversorgung aufweist, gekennzeichnet durch
einen Tubus (1, 5), der dazu eingerichtet ist, den Gasstrom zu führen und an seinem Patientenende (3) bzw. seinem Geräteende (2) Kupplungen aufweist,
einen isolierten Widerstandsdraht (8, 8A), der von dem Tubus (1, 5) aufgenommen wird und sich im Wesentlichen über die ganze Länge des Tubus erstreckt,
einen isolierten Rückführungsleiter (21, 21A) mit geringem elektrischen Widerstand, der von dem Tubus (1, 5) aufgenemmen wird und sich im Wesentlichen über dessen ganze Länge erstreckend verläuft,
wobei der isolierte Widerstandsdraht (8, 8A) und der Rückführungsleiter (21, 21A) jeweils an dem Geräteende (2) an jeweiligen elektrischen Verbindern (11, 12) der jeweiligen Anschlüsse der Wechselspannungsversorgung angeschlossen sind und miteinander an dem Patientenende verbunden sind, und...

Description

Die Erfindung betrifft eine Leitung für erwärmte Atemluft zur Verwendung mit einem die Atemluft befeuchtenden Respirationsgerät, das eine Gasquelle, ein Befeuchtungsmittel, das zum Befeuchten eines von der Gasquelle bewirkten Gasstroms eingerichtet ist, und eine Wechselspannungsversorgung aufweist.
Derartige Leitungen für befeuchtete Atemluft, die in Beatmungsschaltkreisen von Befeuchtern vorgesehen sind, werden verwendet, um befeuchtete Gase einem Patienten oder einer anderen Person, die derartige Gase benötigt, zuzuführen. Zur Zuführung dieser Gase, beispielsweise befeuchteter Gase, zu einem Patienten oder einer anderen Person, die solche Gase benötigt, werden flexible Leitungen verwendet, die von der Gaszufuhr zu dem Patienten (Einatmungsleitung) und von dem Patienten zurück zu der Gaszufuhr (Ausatmungsgase) führen. Wenn das zugeführte Gas ein befeuchtetes Gas ist, ist es erwünscht, die Menge der Kondensation, die an den Innenwandungen der Leitungen entsteht, zu minimieren, da die Kondensation sich alsbald ansammelt und eine regelmäßige Drainage erfordert. Einige bereits vorhandene Leitungen für befeuchtete Atemluft weisen Heizdrähte auf, die dazu dienen sollen, die Kondensation zu verringern und auch dazu dienen, die Temperatur der befeuchteten Gase, die in der Leitung zu dem Patienten geführt wird, zu steuern.

Ein Beispiel einer Leitung für befeuchtete Atemluft, die einen Heizdraht aufweist, ist in dem US-Patent 4 708 831 gezeigt. Der dort gezeigte Heizdraht ist ein in Schlaufen geführtes Heizelement, dessen beiden freien Enden von der Leitung vorragen, um mit einer Wechselspannungsquelle an dem Befeuchter verbunden zu werden. Die Spannung wird über die Enden des Heizdrahtes aufgebracht und die Spannung an dem Punkt, die dem Patienten am nächsten ist, ist auf etwa die halbe Eingangsspannung abgesenkt, da der Heizdraht in Schlaufen geführt ist. Es hat sich gezeigt, dass bei manchen medizinischen Anwendungen, bei denen empfindliches Zubehör einer Überwachungseinrichtung auf dem Patienten angeordnet ist, obwohl die Spannung an dem dem Patienten nächsten Punkt sehr gering ist (beispielsweise 11 Volt Wechselspannung), das elektrische Feld, das von dem Heizdraht erzeugt wird, in manchen Fällen von der Überwachungseinrichtung registriert wird. Es hat sich gezeigt, dass dies gewöhnlich ein vorübergehendes Problem ist und von manchen Faktoren, etwa der Frequenz der Heizdrahtspannung oder der Empfindlichkeiten und der Qualität des medizinischen Beobachtungsgerätes und dessen Verbindungen abhängig ist.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leitung für erwärmte Atemluft zu schaffen, die dazu dient, die oben genannten Nachteile zu überwinden oder wenigstens zu mindern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Leitung für erwärmte Atemluft zur Verwendung mit einem die Atemluft befeuchtenden Respirationsgerät, das eine Gasquelle, ein Befeuchtungsmittel, das zum Befeuchten eines von der Gasquelle bewirkten Gasstroms eingerichtet ist, und eine Wechselspannungsversorgung aufweist, mit:
einem Tubus (1, 5), der dazu eingerichtet ist, den Gasstrom zu führen und an seinem Patientenende (3) bzw. seinem Geräteende (2) Kupplungen aufweist,
einem isolierten Widerstandsdraht (8, 8A), der von dem Tubus (1, 5) aufgenommen wird und sich im Wesentlichen über die ganze Länge des Tubus erstreckt,
einem isolierten Rückführungsleiter (21, 21A) mit geringem elektrischen Widerstand, der von dem Tubus (1, 5) sich im Wesentlichen über dessen ganze Länge erstreckend verläuft,
wobei der isolierte Widerstandsdraht (8, 8A) und der Rückführungsleiter (21, 21A) jeweils an dem Geräteende (2) an jeweiligen elektrischen Verbindern (11, 12) der jeweiligen Anschlüsse der Wechselspannungsversorgung angeschlossen sind und miteinander an dem Patientenende verbunden sind, und
wobei der isolierte Rückführungsdraht mit geringem elektrischen Widerstand an dem Geräteende (2) geerdet ist, sodass die Spannung an dem Verbindungspunkt im Wesentlichen 0 Volt beträgt.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert werden. Dabei zeigt:
1 ein Grundschema einer Leitung für erwärmte, befeuchtete Atemluft nach dem Stand der Technik,
2 ein Grundschema einer Leitung für erwärmte, befeuchtete Atemluft nach der vorliegenden Erfindung,
3 den Grundaufbau eines alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiels der in 2 gezeigten Leitung für erwärmte, befeuchtete Atemluft.
Eine befeuchtete Atemluft führende Leitung erlaubt es, Gase (beispielsweise befeuchtete Gase) von einer Gasquelle (etwa einem Befeuchter oder einem Ventilator) zu einem Patienten oder einer anderen Person, die ein solches Gas benötigt, zu führen. Eine vorbekannte Befeuchtungsleitung für erwärmte Atemluft ist in 1 gezeigt. Die befeuchtete Atemluft führende Leitung weist (wie in 1 gezeigt) üblicherweise einen Beatmungstubus 1 auf, der an seinem distalen Ende 2 mit dem Gasauslass eines (nicht gezeigten) Atemluftbefeuchters verbunden ist und an seinem proximalen Ende 3 mit einem Y-förmigen Verbinder mit drei Einlass/Auslass-Anschlüssen versehen ist. Ein Anschluss 4 des Y-förmigen Verbinders richtet die Beatmungsgase zu dem Patienten und nimmt die von dem Patienten ausgeatmete Luft auf. Die ausgeatmete Luft wird durch den Y-förmigen Verbinder zu eine, Ausatmungstubus 5 über den dritten Anschluß 6 des Y-förmigen Verbinders geführt, sodass die ausgeatmeten Gase zu dem (nicht gezeigten) Befeuchter/Ventilator von dem Ende 7 des Ausatmungstubus 5 zurückgeführt werden kann.
Wenn die von der Leitung geführten Gase erwärmt und befeuchtet sind und so mit Wasserdampf beladen sind, wird eine Kondensation an jedem Punkt entlang der inneren Wandung der Leitung auftreten, wo die Oberflächentemperatur der Leitung geringer als die Temperatur des Gases ist. Dies führt zum unerwünschten Entstehen von flüssigem Wasser in der Leitung, das regelmäßig abgeführt werden muss, damit dem Patienten nicht flüssiges Wasser zugeführt wird. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist ein isolierter Heizdraht 8 in dem Tubus für das Einatmungsgas vorgesehen, der gewöhnlich aus einer gewickelten Zinnlegierung gefertigt ist. Es ergibt sich aus 1, dass der Heizdraht geschleift ist, wobei die beiden Enden 9 und 10 von dem Ende 2 des Einatmungstubus vorragen, und eine Biegung 23 etwa auf halbem Weg entlang des Heizdrahtes 8 hat. Die Biegung 23 ist dabei der Punkt, an dem der Heizdraht dem Y-förmigen Verbinder am nächsten kommt. Die Enden des Heizdrahtes 9 und 10 sind mit jeweiligen Ausgängen 11 und 12 einer Spannungsversorgung 13 verbunden, die gewöhnlicherweise in dem (nicht gezeigten) Befeuchter vorgesehen ist. Die Anschlüsse 11 und 12 sind üblicherweise bei einem Befeuchter zum einfachen Anschluss des Heizdrahtes vorgesehen.
Spannung wird zu dem Befeuchter über die übliche Netzversorgung (beispielsweise 230–240 Volt Wechselspannung) über einen Stecker 14 zugeführt, sodass die Phase 15, Masse 16 und eine Erdung 17 in dem Befeuchter vorgesehen sind. Der Erdleiter ist mit dem Metallgehäuse des Befeuchters verbunden, während der Heizdraht 8 mit Spannung von der Sekundärseite eines Transformators 18 verbunden ist, der mit der externen Spannungsversorgung über die Phase 15 und dem Masseleiter 16 verbunden ist. Eine Steuerung 19 in dem Befeuchter steuert einen Schalter 20, der, wenn geschlossen, den Heizdraht mit Energie versorgt. Die Steuerung 19 kann auf ein Eingangssignal von (nicht gezeigten) Temperatursensoren an verschiedenen Positionen in der Befeuchterleitung oder außerhalb der Leitung antworten, als auch, beispielsweise, Befehle von einer weiteren Steuerung in dem Befeuchter aufnehmen, der den Gesamtbetrieb des Befeuchters steuert. Die Sekundärspannung V₂ des Transformators wird auf etwa 220 Volt bei gleichbleibender Frequenz, d. h. 50 oder 60 Hertz herabgesetzt. Es versteht sich, dass bei der Biegung 23 des Heizdrahtes die Spannung etwa die Hälfte der Sekundärspannung des Transformators beträgt, beispielsweise 11 Volt Wechselspannung.
Es wird jetzt auf die 2 und 3 Bezug genommen, bei denen die Merkmale, die denen von 1 gleich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen sind.
2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der der Heizdraht 8 eine einfache Länge hat und damit nur halb so lang ist, wie der Heizdraht bei der Ausführung nach 1. Der Heizdraht 8 in 1 erstreckt sich von der Verbindung 9 entlang dem Einatmungstubus 1, um an dem Y-förmigen Ver binder 4 zu enden. An der Biegung 23 des Heizdrahtes 8 ist eine Verbindung mit einem isolierten Rückführdraht 21 mit geringem Widerstand vorgesehen, der entlang dem Einatmungstubus zu der Verbindung 10 zurückführt. Die in 2 gezeigte Anordnung für den Heizdraht kann nachträglich in vorhandene Befeuchter eingesetzt werden, bei dem dieselben externen Verbindungen mit dem Befeuchter hergestellt werden. Durch Sicherstellen, dass der Widerstand des Heizdrahtes zweimal so groß wie der Widerstand pro Einheitslänge des in 1 gezeigten Heizdrahtes ist, sind die Strom- und Leistungsanforderungen des in 2 gezeigten Heizdrahtes im Wesentlichen dieselben wie bei der Heizdrahtausbildung, wie sie in 1 gezeigt ist. Diese neue Ausbildung hat weiter den Vorteil, dass an dem Punkt 23, an dem der Punkt des Heizdrahtes dem Patienten am nächsten ist, die Spannung sehr nahe an 0 Volt liegt, da die Masserückführung 21 mit dem Gehäuse des Befeuchters über die Leitung 22 verbunden ist, die wiederum mit der Erdung verbunden ist.
Bei einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie sie in 3 gezeigt ist, hat die Leitung für befeuchtete Atemluft gesonderte Heizdrähte in dem Einatmungstubus und dem Ausatmungstubus. Der Heizdraht 8 ist in dem Einatmungstubus 1 während ein zweiter Heizdraht 8A in dem Ausatmungstubus 5 ist. Diese Anordnung soll die Menge der Kondensation, die in dem Ausatmungstubus auftritt, als auch diejenige, die in dem Einatmungstubus auftritt, verringern, um die erforderliche Abführung von Wasser aus der Leitung zu vermindern. Um zu bewirken, dass die Enden 23 und 23A der jeweiligen Heizdrähte beide bei oder nahe einem Potential von 0 Volt sind, sind die beiden Heizdrähte parallel ausgebildet, sodass der zweite Heizdraht 8A die Verbindung 9 mit dem ersten Heizdraht 8 teilt und an dem Punkt 23A mit dem zweiten Massenrückschlussleiter 21A verbunden ist, der sich von dem Punkt 23A zu dem Verbinder 10 erstreckt. Es ergibt sich daher, dass die Anordnung, die in 3 gezeigt ist, ebenfalls bei einem üblichen Befeuchter nachgerüstet werden kann, da es die gemeinsamen Verbindungen mit den vorhandenen Befeuchtern teilt und durch Auswählen des geeigneten Widerstandsdrahts, wobei die Leitungserfordernisse des Heizdrahtes den vorhandenen Transformatoren entsprechend gemacht werden können.
Es ergibt sich aus dem Voranstehenden, dass die vorliegende Erfindung die gewünschte Eigenschaft, dass die Spannung des Heizdrahtes an dem Punkt, der dem Patienten am nächsten ist, im Wesentlichen 0 Volt beträgt. Dies hat sich als erwünscht erwiesen in Fällen, in denen der Patient die Gase von der Befeuchtungsleitung bei einer medizinischen Behandlung aufnimmt, bei der Sensoren vorhanden sind, die auf elektrische Felder ansprechen, beispielsweise Elektrokardiographen (EKG). Da die Sensoren für das EKG auf dem Brustkorb des Patienten oder in Positionen nahe dem Heizdraht der Befeuchterleitung angebracht werden, ist es erwünscht, dass die Felder, die von dem Heizdraht nahe den Sensoren erzeugt werden, so gering wie möglich sind. Dies wird durch die vorliegende Erfindung erreicht. Es ergibt sich so, dass die vorliegende Erfindung eine einfache, aber effektive Lösung des Problems der elektrischen Kopplung zu empfindlichen Überwachungssystemen schafft, die auch einfach bei bisher verfügbaren Befeuchtungsgeräten nachgerüstet werden kann.
Die in den Ansprüchen und in der vorstehenden Beschrei bung angegebenen Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.

Claims

Eine Leitung für erwärmte Atemluft zur Verwendung mit einem die Atemluft befeuchtenden Respirationsgerät, das eine Gasquelle, ein Befeuchtungsmittel, das zum Befeuchten eines von der Gasquelle bewirkten Gasstroms eingerichtet ist, und eine Wechselspannungsversorgung aufweist, gekennzeichnet durch einen Tubus (1, 5), der dazu eingerichtet ist, den Gasstrom zu führen und an seinem Patientenende (3) bzw. seinem Geräteende (2) Kupplungen aufweist, einen isolierten Widerstandsdraht (8, 8A), der von dem Tubus (1, 5) aufgenommen wird und sich im Wesentlichen über die ganze Länge des Tubus erstreckt, einen isolierten Rückführungsleiter (21, 21A) mit geringem elektrischen Widerstand, der von dem Tubus (1, 5) aufgenemmen wird und sich im Wesentlichen über dessen ganze Länge erstreckend verläuft, wobei der isolierte Widerstandsdraht (8, 8A) und der Rückführungsleiter (21, 21A) jeweils an dem Geräteende (2) an jeweiligen elektrischen Verbindern (11, 12) der jeweiligen Anschlüsse der Wechselspannungsversorgung angeschlossen sind und miteinander an dem Patientenende verbunden sind, und wobei der isolierte Rückführungsdraht mit geringem elektrischen Widerstand an dem Geräteende (2) geerdet ist, sodass die Spannung an dem Verbindungspunkt im Wesentlichen 0 Volt beträgt.
Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Einatmungstubus (1), zum Richten von Gasen von der Befeuchtungseinrichtung zu einem Patientenauslassmittel, das weiter mit einem Ausatmungstubus (5) verbunden ist, um den Gasstrom zu der Gasquelle zurückzuführen.
Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Widerstandsdraht (8, 8A) und der isolierte Rückführungsleiter (21, 21A) im Wesentlichen über die Länge des Einatmungstubus (1) erstrecken.
Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Ausatmungstubus (5) ein zweiter Widerstandsdraht (8A) vorgesehen ist, der sich im Wesentlichen über dessen ganze Länge erstreckt, und in dem Ausatmungstubus (5) ein zweiter isolierter Rückführungsleiter mit geringem elektrischen Widerstand (21A) vorgesehen ist, der sich im Wesentlichen über dessen ganze Länge erstreckt und an dem Patientenende (3) mit dem zweiten isolierten Widerstandsdraht (8A) verbunden ist.