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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein Tracheostomaventil, das zum Steuern der Luftströmung durch
ein Tracheostoma angepaßt
ist, umfassend ein röhrenförmiges Gehäuse mit
einem ersten Ende und mit einem zweiten Ende, wobei das erste Ende
offen ist, um mit dem Tracheostoma verbunden zu werden, ein Sperrventilelement,
das normalerweise offen ist, um eine Luftströmung durch das Gehäuse von
dem ersten Ende zur umgebenden Atmosphäre zu ermöglichen und bei einer vorbestimmten
Luftströmungsmenge schließt, und
ein normalerweise geschlossenes Hustventilelement, das eine Öffnung an
dem zweiten Ende steuert, um als Reaktion auf einen in dem Gehäuse erreichten
besonderen Druck zu öffnen
und bei einer Reduzierung des Luftdrucks automatisch zu schließen.
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Aufgrund
von verschiedenartigen Erkrankungen ist es manchmal nötig, den
Kehlkopf operativ zu entfernen und ein Tracheostoma zu öffnen, damit
die Person, die sich der Operation unterzieht, atmen kann. Durch
das Entfernen des Kehlkopfs verliert man die Fähigkeit zu sprechen, sie kann
aber in bestimmtem Umfang mittels einer weiteren Operation wiedererlangt
werden, bei der zwischen der Luftröhre und der Speiseröhre eine
Fistel geöffnet
wird, um Luft über
die Fistel in die Mundhöhle
zu leiten. Ein Einwege-Ventil wird in die Fistel montiert. Dieses
als Stimmprothese bezeichnete Ventil ermöglicht es, das Luft von der
Luftröhre
zu der Speiseröhre
geleitet wird, blockiert aber vollständig einen Fluß in die
entgegengesetzte Richtung. Um Sprache zu erzeugen, muß das Tracheostoma
geschlossen sein, so daß Luft
von der Luftröhre über die
Sprachprothese in die Speiseröhre
gepreßt
werden kann, wobei deren Schleimhäute so zum Vibrieren gebracht
werden, daß Sprache
erzeugt wird. Das Tracheostoma kann durch Bedecken des Tracheostoma
mit einem Finger geschlossen werden, es ist aber angenehmer, für diesen
Zweck ein Tracheostomaventil von der oben bezeichneten Art zu verwenden,
das an dem Hals der Person angebracht wird, die sich einer Tracheostoma-Operation
unterzieht, um die Verbindung zwischen der Luftröhre und der umgebenden Atmosphäre über das
Tracheostoma zu steuern. Das Tracheostomaventil bietet eine freihändige Bedienung
der Verbindung und die folgenden weiteren Vorteile:
- – das
Tracheostoma wird durch Kleidung nicht behindert, und deshalb kann
das Tracheostomaventil diskreter unter einem Hemd oder ähnlichem
getragen werden;
- – der
Körper
wird ein Erwärmen
und Befeuchten der Inhalationsluft fördern;
- – Kleidung,
die vor dem Tracheostomaventil angebracht ist, wird nicht durch
Feuchtigkeit und Schleim verschmutzt.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Ein
Tracheostomaventil der oben bezeichneten Art wird in EP-B1-0 617
630 offenbart. In dieser Ausführungsform
des Standes der Technik sind das Sperrventilelement und das Hustventilelement
jeweils als drehbare Klappen konstruiert. Die das Hustventilelement
bildende Klappe hält
die Öffnung
an dem zweiten Ende des Gehäuses
normalerweise geschlossen und bildet eine Öffnung, die normalerweise offen
ist, aber durch die die Klappe, die das Sperrventilelement bildet,
bei dem vorgegebenen Luftfluß geschlossen
wird. Die Klappen werden jeweils durch Permanentmagneten in der
geschlossenen und offenen Position gehalten. Die Sperrventilklappe
hat den Nachteil, daß sie
nicht schließt,
bis das die Magnetkraft geringer ist als die Kraft, die bei starkem
Ausatmen durch den Luftfluß produziert
wird, wobei ein starkes Geräusch
hervorgerufen wird, wenn die Klappe gegen einen entsprechenden Sitz
schließt.
Ein weiterer Nachteil dieses Tracheostomaventils des Standes der
Technik ist, daß dessen
einwandfreie Funktion von der Position derjenigen Person abhängig ist,
die das Ventil benutzt, wobei das Ventil nur in einer einwandfreien
Weise funktioniert, wenn die Person den Kopf in einer im wesentlichen
vertikalen Position hält,
weil die Funktion des Ventils teilweise auf Schwerkraft beruht.
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US-A-4,582,058
beschreibt ein Tracheostomaventil, bei dem die Funktion des Sperrventilelements
durch eine Federvorspannung gesteuert wird. Gemäß der US-A-5,059,208 umfaßt die Sperrventileinheit
eine flexible, eingerollte Membran aus Gummi. Diese Tracheostomaventile
des Standes der Technik benötigen
einen relativ hohen Druck in dem Gehäuse, um das Sperrventil während des
Sprechens in der geschlossenen Position zu halten, was bedeutet,
daß es
schwierig sein kann, einen Satz zu beenden, wenn die Ausatmungsluft
von den Lungen aufgrund der Tatsache abebbt, daß das Sperrventil unbeabsichtigt
zu früh öffnet.
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Kurze Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Probleme, die bei Benutzung der oben diskutierten Tracheostomaventile
des Standes der Technik auftreten, werden durch das Tracheostomaventil
der Erfindung überwunden,
welches gemäß Anspruch
1 dadurch gekennzeichnet ist, daß die Wand des Gehäuses mindestens
eine Seitenöffnung ausbildet
und daß das
Sperrventilelement ein flexibles Diaphragma umfaßt, welches in dem Gehäuse montiert
ist und geformt ist, um normalerweise eine eingerollte, von der
inneren Oberfläche
der Wand beabstandete Position einzunehmen und um bei der vorbestimmten
Luftströmungsmenge
mit der Oberfläche
zusammenzuwirken, wodurch mindestens eine Seitenöffnung geschlossen wird.
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Weitere
vorteilhafte Merkmale des Tracheostomaventils der Erfindung werden
in den abhängigen
Ansprüchen
definiert.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Eine
illustrative Ausführungsform
des Tracheostomaventils der Erfindung wird nachfolgend beschrieben,
wobei Bezug genommen wird auf die beiliegenden Zeichnungen, in denen
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1 eine perspektivische Ansicht
des Tracheostomaventils ist,
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2 eine Draufsicht auf das
Ventil mit der Hustventileinheit in geöffneter Position ist, und
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3 eine Explossionsansicht
des Ventils ist.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Das
freihändige
Tracheostomaventil, das in den Zeichnungen offenbart ist, umfaßt ein rundes Gehäuse 10,
welches aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein kann, und welches
an jedem seiner Enden offen ist. An einem offenen Ende ist das Gehäuse rotierbar
mit einem Metallhalter 11 durch eine nach innen hervorstehende
Kante des Gehäuses verbunden,
die von einer äußeren umfänglichen
Nut in dem Halter aufgenommen wird, wobei ein Abdichtungsring 12 zwischen
dem Gehäuse
und dem Halter angebracht ist. Der Halter bildet eine Spinne 13,
die es ermöglicht,
daß Luft
durch sie hindurch strömt. Das
Ventil ist mit einer Wärme-
und Feuchtigkeitsaustauscheinheit (HME-Einheit) kombiniert, umfassend
eine Kassette 14 und einen Kunststoffschaumkörper 15 mit
offenen Zellen und mit Kalziumchlorid imprägniert. Die Kassette ist mit
dem Halter 11 an einem vorderen offenen Ende der Kassette
durch einen Schnappverschluß in
eine innere Nut in dem Halter 11 entfernbar verbunden.
Der Schaumkörper
ist in der Kassette 13 zwischen einer Spinne 16 an
dessen anderem Ende und dem Halter enthalten. Das letztere Ende
der Kassette ist vorgesehen, um mit einem Adapter auf einem selbstklebenden
Pflaster verbunden zu werden, um an dem Hals der Person über dem
Tracheostoma befestigt zu werden, oder mit einer Kehlkopfektomie-Röhre, die
in die Luftröhre durch
das Tracheostoma eingeführt
wird. Die HME-Einheit sollte für
eine Einweg-Benutzung vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial
gefertigt sein, daß beim
Entfernen der HME-Einheit von dem Halter verformt wird, so daß die Einheit
nach dem Verformen nicht wieder verwendet werden kann. Es ist vorteilhaft,
daß die
NME-Einheit mit dem hinteren Ende des Gehäuses verbunden wird und nicht – wie es
bei Tracheostomaventilen des Standes der Technik üblich ist – mit dem
vorderen Ende des Gehäuses,
weil die Einheit dann das Eindringen von Auswurf in das Tracheostomaventil
verhindert, der die Funktion des Ventils stören und dessen beschwerliche
Reinigung nötig
machen kann. Falls es passieren sollte, daß sich ein Teil des Tracheostomaventils nach
einer langen Benutzungszeit des Ventils davon löst, hält die NME-Einheit ein solches
Teil davon ab, in die Lungen zu fallen.
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Das
Gehäuse 10 bildet
eine Seitenwand 17 mit Seitenöffnungen 18. Eine
flexible Membran 19 aus Gummi oder einem ähnlichen
elastischen Material ist normalerweise so wie in 1 gezeigt aufgerollt. Sie hat an einem
ihrer Enden eine Leiste 20 und wird in dem Gehäuse 10 montiert,
indem die Leiste in einen ausgeschnittenen axialen Einschub 21 innerhalb
des Gehäuses
eingeschoben wird, so daß,
falls benötigt,
die Membran leicht ausgewechselt werden kann. Die Membran 19 ist
eine Sperrventileinheit, die in dem gezeigten aufgerollten Zustand
die Öffnung 18 offen
läßt, so daß es einen
freien Austausch zwischen dem Inneren des Gehäuses und der umgebenden Atmosphäre durch
die Seitenöffnungen
gibt. Auf der Spinne 13 wird ein hochstehender Stift 22,
der mit dem Halter 11 eine Einheit bildet, mit einem Permanentmagnet 23 an
seinem oberen Ende ausgestattet, und ein weiterer Permanentmagnet 24 wird
an dem freien Ende der Membran 19 zur Kooperation mit dem
Magnet 23 bereitgestellt. Durch Einstellen der rotierenden
Position des Gehäuses 10 in
Bezug auf den Halter 11, können die Magneten nahe zueinander
gebracht werden, so daß sich
die Magneten durch die magnetische Kräft gegenseitig anziehen, um
die Membran 19 in dem gezeigten aufgerollten Zustand lösbar zu
halten, oder die Magneten können wechselseitig
beabstandet sein, so daß die
Membran durch sich selbst in dem aufgerollten Zustand gehalten wird.
Die Membran kann aus dem aufgerollten Zustand ausgerollte werden,
um mit der inneren Oberfläche
der Seitenwand 17 zusammenzuwirken und die Seitenöffnungen 18 zu
bedecken, wobei ein Permanentmagnet 25 in dem Gehäuse montiert
ist, um in Kooperation mit dem Magnet 24 die Membran in
dieser geschlossenen Position zu halten.
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Ein
Deckel 26 ist einhängend
verbunden mit dem Gehäuse 10,
um dessen anderes vorderes offenes Ende mittels elastischer Bänder 27 aus
Silikongummi zu bedecken, von denen jedes vergrößerte Anteile 28 und 29 hat.
Ein Ausläufer 30,
der durch das Band gebildet wird, wird durch eine Apertur 31 in dem
Deckel und eine Apertur 32 in dem Gehäuse geführt, wobei die Öffnungen
einen geringeren Durchmesser als die vergrößerten Anteile 28 und 29 haben.
Das Band wird dann an dem Ausläufer 30 herausgezogen,
so dass der vergrößerte Anteil 28 durch die
Aperturen 31 und 32 getrieben wird, wobei der vergrößerte Anteil 29 auf
der oberen Seite des Deckels bei der Öffnung 31 plaziert
wird. Die Bänder
bilden eine Einhängung
zwischen dem Deckel 26 und dem Gehäuse 10, wobei der
Abstand zwischen den vergrößerten Anteilen 28 und 29 derart
ist, daß die Bänder zwischen
den Anteilen unter Spannung stehen und als Konsequenz davon den
Deckel in die geschlossenen Position zwingen. Der Ausläufer 30 wird nach
der Montage des Deckels abgeschnitten. Ein Permanentmagnet 32 wird
in dem Gehäuse
montiert und kooperiert mit einem Permanentmagnet 34 auf dem
Deckel, um den Deckel in einer geschlossenen Position zu halten.
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In
dem normalen Zustand des beschriebenen Tracheostomaventils ist der
Deckel, der die Hustventileinheit des Ventils bildet, in der in 1 gezeigten geschlossenen
Position und wird durch die Magneten 33 und 34 in
dieser Position gehalten, wenn die das Tracheostomaventil benutzende
Person normal atmet. Unter diesen Umständen ist die Membran 19 in
dem aufgerollten Zustand, so daß die Öffnungen 18 unbehindert
sind und das Gehäuse 10 in
einer rotierten Position ist, in der sich die Magneten 23 und 24 nicht
gegenseitig anziehen. Während
des Atmens fließt
Inhalationsluft von der umgebenden Atmosphäre durch die Öffnungen 18 in
das Gehäuse und
von dort über
die Spinne 13 durch die HME-Einheit 14, 15 in
die Luftröhre
und dann zu den Lungen. Während
des Ausatmens folgt die Atemluft dem gleichen Weg in der umgekehrten
Richtung. Solange die Atmung normal ist, d. h. die Luftflußrate unterhalb
eines vorgegebenen Wertes ist, wird die Membran während des
Ausatmens nicht in die geschlossene Position gebracht. Wenn die
Person jedoch wünscht, Sprache
durch pressen von Ausatmungsluft durch eine Sprachprothese zu erzeugen,
erhöht
sie die Ausatmungsluftflußrate über den
vorgegebenen Wert, so daß die
Membran 19 ausgerollt wird und die Öffnungen 18 verschließt. Die
Membran bietet ein stilles, sukzessives Verschließen der
Seitenöffnungen.
Wenn die Seitenöffnungen
geschlossen sind, kann keine Ausatmungsluft durch das Tracheostomaventil
zu der umgebenden Atmosphäre
fließen, wobei
die Luft statt dessen unter Erzeugung von Sprache durch die Sprachprothese
in die Mundhöhle und
von dort durch den Mund in die umgebende Atmosphäre geleitet wird. Die Membran
wird durch die Magneten 24 und 25 lösbar in
der geschlossenen Position gehalten, so daß die Person in der Lage sein wird,
die Ausatmungsphase vollständig
für Sprache zu
verwenden, wobei es dementsprechend kein Risiko gibt, daß die Membran
in die geöffnete
Position zurückkehrt,
bevor ein Satz beendet wurde. Wenn die Person eine neue Einatmungsphase
beginnt, um wieder normal zu atmen, wird die Membran von der geschlossenen
in die geöffnete
Position gezogen, wobei die Magnetkraft zwischen den Magneten 24 und 25 überwunden
wird.
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Wenn
die Person, die das Tracheostomaventil benutzt, aufgrund körperlicher
Anstrengung wie z. B. Übungen,
Treppensteigen, etc. kräftiger
atmet, könnte
sich die Membran während
des Ausatmens in die geschlossene Position bewegen und könnte deshalb
die Ausatmung behindern. Um dies zu verhindern, stellt die Person
das Gehäuse 10 auf eine
rotierte Position, in der die Magneten 23 und 24 nahe
beieinander sind und sich dementsprechend gegenseitig anziehen,
um die Membran 19 in der geöffneten Position lösbar gegen
diejenige Kraft zu halten, die durch die Ausatmungsluft bei starkem
Atmen auf die Membran in eine Verschlussrichtung wirkt.
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Der
Deckel 26, der die Hustventileinheit des Trachestomaventils
bildet, wird normalerweise durch die Magneten 34 und 33 in
der geschlossenen Position gehalten. Falls der Druck in dem Gehäuse 10 wie beim
Husten über
einen bestimmten Wert zunimmt, was die Membran 19 in eine
geschlossene Position bringt, wobei der Austausch zwischen dem Inneren des
Tachestomaventils und der umgebenden Atmosphäre dadurch unterbrochen würde, wird
die Anziehungskraft zwischen den Magneten 33 und 34 überwunden,
so daß der
Deckel in die geöffnete
Position bewegt wird und Luft aus dem Gehäuse in die umgebende Atmosphäre entweichen
kann. Bei einer Druckreduktion in dem Gehäuse 10 wird der Deckel 26 unter
der Federvorspannung in die geschlossene Position zurückkehren,
die durch die Bänder 27,
die die Einhängung
des Deckels bilden, bereitgestellt wird, und wird wieder in der
geschlossenen Position durch die Magneten 33 und 34 gehalten
werden. Der spezielle Druck in dem Gehäuse, bei dem sich der Deckel 26 öffnet, sollte
einstellbar sein und eine solche Einstellung kann durch Einstellen
des Abstands zwischen den Magneten 33 und 34 mit
dem Deckel in der geschlossenen Position bewirkt werden. Für diesen
Zweck können
Schraubeinrichtungen für
den Magnet 33 zur Einstellung dessen axialer Position bereitgestellt
werden. Der Deckel 26 sollte ein geringes Gewicht haben,
so daß er
sich sehr rasch bei einem Hustenanfall öffnet und schließt, was
den Schock minimiert, der von der Person gefühlt wird, die das Tracheostomaventil
trägt.
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Die
Luftflußrate,
bei der sich die Membran 19 bei normalem Atmen schließt, muß an die
Person, die das Tracheostomaventil trägt, individuell angepaßt sein.
Das Montieren der Membran macht sie leicht austauschbar, so daß es leicht
ist, eine Membran mit den Verschlußeigenschaften auszuprobieren, die
für die
betreffende Person am besten geeignet sind, wobei eine weiche Membran
leichter schließt als
eine harte Membran. Ebenso sollte die Kraft, die durch die Permanentmagneten
erzeugt wird, unter sorgfältiger
Berücksichtigung
der erwünschten
funktionalen Charakteristik jeweils der Membran 19 und des Deckels 26 gewählt werden,
um das Tracheostomaventil in der oben beschriebenen Weise funktionierend
zu haben.
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Anstelle
von zwei kooperierenden Magneten ist es möglich, in jedem Fall einen
einzelnen Permanentmagneten bereitzustellen, der mit einem Element
eines Metalls kooperiert, das durch die Magneten magnetisch angezogen
werden kann. Eine derartige Einrichtung ist mit zwei kooperierenden
Magneten in Verbindung mit der Erfindung äquivalent.