DE60020024T2

DE60020024T2 - Beatmungssystem

Info

Publication number: DE60020024T2
Application number: DE60020024T
Authority: DE
Inventors: Daniel John Mt. Albert Smith; Craig Karl One Tree Hill White
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 1999-08-10
Filing date: 2000-08-08
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2020-08-09
Also published as: EP1075849B1; DE60020024D1; EP1075849A2; AU5187100A; JP2001061966A; US6536428B1; AU775872B2; EP1075849A3; HK1033791A1; JP3754282B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I) Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Beatmungssysteme.
ii) Übersicht des Standes der Technik
Die Verabreichung von Gasen von einem Ventilator über ein oder mehrere Atmungsrohre/-schläuche an einen Patienten ist im Stand der Technik hinreichend bekannt. Insbesondere ist es hinreichend bekannt, ein Paar von Atmungsrohren/-schläuchen, welche ein Inhalationsrohr/-schlauch und ein Exhalationsrohr/-schlauch sind, vorzusehen, das mit einem jochförmigen Verbinder an dem Patienten verbunden ist. Ferner ist es bekannt, eine Befeuchtungseinrichtung in der Inhalationsleitung vorzusehen, normalerweise nahe an dem Ventilator, um die eingeatmeten Gase mit höheren Feuchtigkeitswerten zu liefern.
Diese Systeme haben den Nachteil, dass das Atmungsrohrpaar/-schlauchpaar sperrig ist und unbequem in der Handhabung.
Vor nicht allzu langer Zeit wurden Atmungsrohre/-schläuche vorgeschlagen, bei denen die Inhalationsleitung konzentrisch in einem größeren Rohr/Schlauch angeordnet ist, wobei der Raum zwischen dem Inhalationsrohr/-schlauch und dem größeren Rohr/Schlauch den Exhalationsweg bildet. Diese Rohre/Schläuche sollen gegenüber der früheren Doppelrohr/-schlauch-Konfiguration eine Verbesserung darstellen, indem sie weniger sperrig und weniger unbequem in der Handhabung sind und indem ein Gegenströmungs-Wärmeaustausch zwischen den Inhalationsgasen und den Exhalationsgasen vorgesehen ist. Beispiele solcher Kreisläufe sind in den Dokumenten US3865106, US4007737, US4462397, US4463755, US4637384, US4967744 und US5404873 gezeigt. Das Dokument US4967744 bildet den nächstkommenden Stand der Technik und offenbart sämtliche Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1. Bei diesen Konfigurationen ergeben sich Probleme mit befeuchteten Gasen, da es an der Innenseite der Wand des äußeren Rohres/Schlauchs (die sich mit ihrer Außenseite mit der Umgebungsluft in Kontakt befindet) zur Kondensationsbildung und -ansammlung entlang der Unterseite des Rohres/Schlauchs kommt. Dadurch stellt sich ein besonderes Problem, da das innere Inhalationsrohr/der innere Inhalationsschlauch auch zu einer Lage entlang der Unterseite des größeren Exhalationsrohres/-schlauchs tendiert und sich deshalb in Kontakt mit dem angesammelten Kondensat befindet. Dies hat eine nachteilige Wirkung auf die Beibehaltung der Temperatur der Inhalationsgase in dem Inhalationsrohr/-schlauch. Während einige der Gase in dem Inhalationsrohr/-schlauch auf angemessenen Temperaturen bleiben können, können jene in der Nähe der unteren Wand des Inhalationsrohres/-schlauchs einem bedeutenden Temperaturabfall und einer darauffolgenden Kondensation an dem Rohr/Schlauch oder an der Wand unterliegen. Es ist ohne weiteres erkennbar, dass eine Kondensationsbildung sowohl die Steuerung/Regelung der Befeuchtungseinrichtung zur Beibehaltung von für den Patienten angenehmen Feuchtigkeitswerten erschwert als auch die Integration von Einrichtungen notwendig machen kann, die den Austritt der Kondensation ermöglichen und sicherstellen, dass eine solche Flüssigkeit nicht den Patienten erreicht.
Bei einigen Narkose-Zuführsystemen ohne Befeuchtung werden koaxiale Atmungszweige verwendet, bei denen Inhalationsgase durch den Atmungszweig in dem Raum zwischen der inneren und der äußeren Leitung zugeführt werden. Beispiele solcher Kreisläufe sind in den Dokumenten EP0274065 und EP0047185 gezeigt.
ÜBERSICHT DER ERFINDUNG
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, für ein Beatmungssystem zu sorgen, das zumindest ein Stück Weg in Richtung einer Überwindung der vorgenannten Nachteile geht oder das der medizinischen Versorgungsindustrie zumindest eine sinnvolle Wahl bietet.
Die Erfindung besteht in einem Beatmungssystem mit befeuchteten Gasen, umfassend:

– eine Patienten-Anschlusseinrichtung zum Verbinden mit einem Patienten und zum direkten Zuführen von Gasen zu dem Patienten,
– eine Beatmungseinrichtung mit Befeuchtung zum Liefern eines Stroms von unter Druck gesetzten und befeuchteten Gasen,
– einen Gasweg, der zwischen die Patienten-Anschlusseinrichtung und die Beatmungseinrichtung mit Befeuchtung geschaltet ist und der ein inneres Rohr/einen inneren Schlauch und ein umgebendes äußeres Rohr/einen umgebenden äußeren Schlauch aufweist, in welchem das innere Rohr/der innere Schlauch angeordnet ist, und
– einen spiralförmig gewickelten Heizdraht in dem Raum zwischen dem inneren Rohr/Schlauch und dem umgebenden Rohr/Schlauch, wobei Windungen des Heizdrahts um das innere Rohr/den inneren Schlauch herumgeführt sind,

Für den Fachmann, an den die Erfindung gerichtet ist, ergeben sich zahlreiche Änderungen und weit voneinander abweichende Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung, ohne deren Rahmen zu verlassen, der in den anlie genden Ansprüchen definiert ist. Die vorliegenden Offenbarungen und Beschreibungen sind rein illustrativ und sind in keiner Weise im Sinne einer Einschränkung zu verstehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt ein Beatmungssystem gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine abgeschnittene Darstellung eines Atmungsrohres/schlauchs gemäß der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
3 ist eine Querschnittsdarstellung des Abschnitts des Atmungsrohres/-schlauchs gemäß 2.
DETAILBESCHREIBUNG
Insbesondere bezugnehmend auf 1 sorgt die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für ein Beatmungssystem mit einem Ventilator 1, der über ein einziges Atmungsrohr 4, das sowohl den Inhalations- als auch den Exhalationsweg bildet, mit einer Patienten-Anschlussstelle verbunden ist. Das Atmungsrohr 4 ist über einen Verbinder 5 an seinem patientenseitigen Ende mit der Patienten-Anschlussstelle verbunden. Diese Anschlussstelle kann zum Beispiel eine (dargestellte) Atemmaske oder ein Intubationsschlauch sein. An dem ventilatorseitigen Ende ist das Atmungsrohr 4 mit der Inhalationsöffnung und der Exhalationsöffnung des Ventilators verbunden, und zwar je nachdem, wie es die Verbindung mit vorhandenen Ventilatoren erfordert, allgemein durch ein Paar von Verbindern 5, 7. Diesbezüglich weist der Verbinder 5 eine erste Öffnung für eine direkte Verbindung mit einer von der Inhalationsöffnung und der Exhalationsöffnung (vorzugsweise mit der Exhalati onsöffnung) auf, während der zweite Verbinder 7 durch ein Zweigrohr 8 mit einer zweiten Öffnung 6 des Verbinders 5 verbunden ist.
Tatsächlich kann der Ventilator 1 einen Ventilator und einen damit in Reihe geschalteten Befeuchter eines bekannten Typs umfassen, in welchem Fall der Inhalations-Verbinder des Atmungsrohres mit der Auslassöffnung des Befeuchters und der Exhalations-Verbinder mit der geeigneten Öffnung an dem Ventilator verbunden ist. Wie bei konventionellen Systemen werden die Inhalationsgase von dem Ventilator zu dem Befeuchter geleitet, ehe sie das zu dem Patienten führende Atmungsrohr erreichen.
Hinsichtlich der vorstehenden Beschreibung der Verbinder-Konfiguration ist auch zu erkennen, dass geeignet konfigurierte Ventilatoren gebaut werden könnten, die auf eine direktere Weise mit einem einzigen Verbinder des Atmungsrohres verbunden sind, und die vorstehende Beschreibung dient zur Erläuterung, auf welche Weise die vorliegende Erfindung an die Anschlussbedingungen vorhandener Ventilatoren anpassbar ist.
Verschiedene Konfigurationen der Verbindung und Verbinder an beiden Enden des Atmungsrohres sind möglich, abhängig von den Geräten, mit denen eine Verbindung herzustellen ist, wobei Bedeutung lediglich der Anforderung beigemessen wird, dass die Verbindung derart konfiguriert ist, dass Inhalationsgase durch den Raum zwischen dem umgebenden Rohr 10 und dem inneren Rohr 11 (siehe 2) und Exhalationsgase durch das Innere des inneren Rohres 11 strömen.
In den 2 und 3, auf die nunmehr speziell Bezug genommen wird, ist die bevorzugte Ausführungsform des Atmungsrohres dargestellt. In dieser bevorzugten Ausführungsform umfasst das Atmungsrohr im groben ein inneres Rohr 11, das in einem umgebenden Rohr 10 angeordnet ist. Ein spiralförmig gewickelter Heizdraht befindet sich in dem Raum zwischen dem inneren Rohr 11 und dem umgebenden Rohr 10. Der Heizdraht 12 windet sich spiralförmig um das innere Rohr 11, befindet sich vorzugsweise jedoch nicht in innigem Kontakt mit dem Rohr, sondern ist vielmehr allgemein in diesem Raum angeordnet.
Das innere Rohr 11 ist vorzugsweise ein gewelltes Kunststoffrohr, dessen Form und Herstellung fachbekannt sind. Der Heizdraht 12 kann zum Beispiel ein mit einer thermoplastischen Isolierschicht überzogener elektrischer Widerstands-Heizdraht sein, dessen Formung zu einer Spirale zum Beispiel durch ein Wickeln auf einer Wickelschablone erfolgt und durch ein Erwärmen auf eine über der Verformungstemperatur des Thermoplasts liegende höhere Temperatur und ein Wiederabkühlen auf Umgebungstemperatur. Der dadurch geformte Heizdraht behält seine spiralförmige Konfiguration und kann in dem Raum zwischen dem inneren Rohr 11 und dem umgebenden Rohr 10 auf die Länge der Leitung gedehnt werden. Der Heizdraht 12 kann ferner derart geformt sein, dass die Steigung zwischen benachbarten Windungen in bevorzugter Weise entlang der Länge der Leitung beispielsweise derart variiert, dass die Wicklungsdichte pro Länge an dem patientenseitigen Ende höher ist als an dem ventilatorseitigen Ende.
Die umgebende Leitung 10 umfasst vorzugsweise ein Rohr mit einer glatten Innenwand und mit einer Außenwand, die eine Mehrzahl von Wellungen aufweist. Die Wellungen sind vorzugsweise durch den Einschluss einer Reihe von umfangsseitigen Rippen 13, die voneinander beabstandet sind, gebildet. Eine Ummantelung oder Umhüllung 14, die vorzugsweise eine dünne Kunststoffmembrane ist, ist rund um das umgebende Rohr 10 vorgesehen und ist so bemessen, dass sie sich mit dem Rohr 10 in engem Kontakt befindet, so dass die Ummantelung 14, die Außenfläche 16 des umgebenden Rohres 10 zwischen den Rippen und die benachbarten Rippen 13 zusammen ringförmige Lufträume 15 bilden. Die ringförmigen Lufträume 15 sind effektiv tote Räume und sorgen für eine bedeutende zusätzliche Isolierung, die die Anordnung des Heizele ments 12 in dem Raum zwischen dem inneren Rohr 11 und dem umgebenden Rohr 10 ergänzt.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Verbinder 5, 6 und 7 des Atmungsrohres sämtlich so konfiguriert, dass die Inhalationsgase in der durch Pfeile 17 angegebenen Richtung durch den Raum zwischen dem inneren Rohr 11 und dem umgebenden Rohr 10 zu dem Patienten strömen, während dafür gesorgt wird, dass die Exhalationsgase wie durch Pfeile 18 angegeben durch das innere Rohr 11 strömen.
Die vorliegende Erfindung sorgt hinsichtlich der Leistung für wesentliche Vorteile gegenüber Atmungsrohren und Systemen, wie diese im Stand der Technik angegeben sind. Insbesondere das Vorsehen der Strömung der Inhalationsgase durch den Raum zwischen dem inneren Rohr 11 und dem umgebenden Rohr 10 in Verbindung mit einem Heizelement stellt sicher, dass die Gase, die mit der Umgebungstemperatur des Atmungsrohres am engsten in Kontakt sind, auf der am besten geeigneten Temperatur gehalten und gesteuert/geregelt werden. Die exakte Steuerung/Regelung der Temperatur solcher Gase stellt wiederum sicher, dass die Temperatur des inneren Rohres 11 ebenfalls auf einem optimalen Wert gehalten wird, wodurch wiederum die optimale Temperatur der in dem inneren Rohr 11 liegenden Exhalationsgase beibehalten wird. Die Anordnung der Ummantelung 14, die das innere Rohr 10 umgibt, in Verbindung mit den Rippen 13 (die auch noch die separate Aufgabe haben, für eine radiale Stabilität des Rohres 10 zu sorgen) schafft eine zusätzliche Isolierung gegenüber dem Inhalations-Gasweg. Die glatte Innenwand der umgebenden Leitung 10 reduziert die Wahrscheinlichkeit einer Kondensationsbildung und stellt sicher, dass das innere Rohr 11 durch die Windungen des Heizelements 12 von dem umliegenden Rohr 10 weg gehalten wird.

Claims

Beatmungssystem mit befeuchteten Gasen, umfassend: eine Patienten-Anschlusseinrichtung zum Verbinden mit einem Patienten und zum direkten Zuführen von Gasen zu dem Patienten, eine Beatmungseinrichtung mit Befeuchtung zum Liefern eines Stroms von unter Druck gesetzten und befeuchteten Gasen, einen Gasweg (4), der zwischen die Patienten-Anschlusseinrichtung und die Beatmungseinrichtung mit Befeuchtung geschaltet ist und der ein inneres Rohr/einen inneren Schlauch (11) und ein umgebendes äußeres Rohr/einen umgebenden äußeren Schlauch (10) aufweist, in welchem das innere Rohr/der innere Schlauch (11) angeordnet ist, und einen spiralförmig gewickelten Heizdraht (12) in dem Raum zwischen dem inneren Rohr/Schlauch (11) und dem umgebenden Rohr/Schlauch (10), wobei Windungen des Heizdrahts um das innere Rohr/den inneren Schlauch (11) herumgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen dem inneren Rohr/Schlauch (11) und dem umgebenden Rohr/Schlauch (10) mit der Inhalationsöffnung der Beatmungseinrichtung mit Befeuchtung verbunden ist, für eine Zuführung der befeuchteten Gase durch diese Inhalationsöffnung zu der Patienten-Anschlusseinrichtung.
Beatmungssystem mit befeuchteten Gasen gemäß Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das umgebende Rohr/der umgebende Schlauch (10) eine außen gewellte Form hat und dass ein Isoliermantel (14) über dem umgeben den Rohr/Schlauch vorgesehen ist, der die Wellungen überspannt, um für einen isolierenden Luftraum (15) in den Wellentälern zu sorgen.
Beatmungssystem mit befeuchteten Gasen gemäß Anspruch 2, ferner dadurch gekennzeichnet, dass das umgebende Rohr/der umgebende Schlauch (10) eine glatte Innenwand und an seiner Außenwand eine Mehrzahl von voneinander beabstandeten umfangsseitigen Rippen hat, die für die Wellungen sorgen.
Beatmungssystem mit befeuchteten Gasen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, dass der spiralförmig gewickelte Heizdraht (12) zwischen benachbarten Windungen eine Steigung hat, die nach Maßgabe einer gewünschten Heizdichte entlang der Länge des Rohres/Schlauchs variiert.