DE60318007T2

DE60318007T2 - Gerät zur Anhebung der Körperkerntemperatur einer Person im hypothermischen Zustand

Info

Publication number: DE60318007T2
Application number: DE60318007T
Authority: DE
Inventors: Roberto c/o Flow-Meter S.p.A. Paratico; Maurizio Travan
Original assignee: FLOW-METER SpA LEVATE; Flow Meter SpA
Current assignee: FLOW-METER SpA LEVATE; Flow Meter SpA
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2023-02-22
Also published as: ATE380535T1; EP1449502A1; ES2297115T3; DE60318007D1; EP1449502B1

Description

Gebiet der Anmeldung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erhöhung der Körpertemperatur einer Person in einem Zustand der Hypothermie, z. B. der nach einem chirurgischen Eingriff bestehenden Hypothermie.
Stand der Technik
Im Hospitalbereich ist das Problem chirurgischer Eingriffe hinlänglich bekannt, die ausgeführt werden, wenn sich der Patient in einem Zustand der Hypothermie befindet, wobei es dabei im Wesentlichen um die Notwendigkeit geht, die Körpertemperatur des Patienten auf normale Werte zurückzuführen.
Und man weiß auch, dass bei chirurgischen Eingriffen, die mehrere Stunden dauern oder hochgradig invasiv sein können, wie etwa eine Organtransplantation und Operationen am offenen Herzen, die Körpertemperatur des Patienten stark abgesenkt werden und man im Zustand der Hypothermie operieren muss. Oftmals muss die Hypothermie des Patienten durch die ganze Operation hinweg konstant gehalten werden.
So muss nach Abschluss des chirurgischen Eingriffs die Körpertemperatur des Patienten in der kürzestmöglichen Zeit wieder auf ihren Normalwert zurückgeführt werden, aber dennoch graduell, so dass der Patient keine postoperativen Probleme hat.
Im Stand der Technik bestehen mehrere Lösungsansätze, um diese Anforderungen zu erfüllen.
Eine hinlänglich bekannte Vorgehensweise besteht zum Beispiel darin, den Körper des Patienten mit Wärmelaken zu bedecken, um eine vorbestimmte, gewünschte Körpertemperatur zu erreichen.
Dieser Lösungsansatz aus dem Stand der Technik, obwohl er weitverbreitet ist, ist wegen der relativ langen Zeit, die es braucht, um die Körpertemperatur des Patienten zurück auf den gewünschten Wert zu bringen, nicht voll zufriedenstellend.
Ein anderer Lösungsansatz stellt eine Erwärmung des Bettes des Patienten bereit oder sieht mit Röhren versehene Matratzen vor, durch die erwärmte Luft geblasen wird.
Das letztere Verfahren ist teuer und lästig, und es ist auch nicht wesentlich schneller als das erstere.
Ein Hauptnachteil beider dieser Verfahren aus dem Stand der Technik ist das Fehlen jeglicher Neuaufnahme der Flüssigkeiten, die der Patient während des chirurgischen Eingriffs verloren hat, sogar nur für die Verdampfungserwärmung. Die Flüssigkeitssubstitution wird mit anderen Verfahren bewerkstelligt, z. B. intravenös, ohne dass dies mit der Phase der Erhöhung der Körpertemperatur des Patienten zurück auf einen Normalwert koordiniert wird.
Gelegentlich werden invasive Behandlungsmethoden z. B. auch dann eingesetzt, wenn die Körpertemperatur des Patienten auf ein gefährliches Niveau abgesunken ist, sogar nahe an 29°C.
Bei solchen Behandlungsmethoden wird das Blutkreislaufsystem des Patienten umgangen, indem man das Blut durch eine extrakorporale Erwärmungsvorrichtung fließen lässt. Es ist klar, dass solche Prozeduren hochgradig invasiver Natur sind und Risiken bezüglich der Kontamination des Blutes des Patienten verursachen könnten.
Eine bekannte Lösung aus dem Stand der Technik ist in der internationalen Patentanmeldung WO 94/04211 offenbart, in der eine Zerstäubervorrichtung für eine von hoher Feuchtigkeit begleitete Sauerstofftherapie offenbart ist. Die Vorrichtung umfasst einen Fluidbehälter, eine Zerstäuberkappe, eine an den Behälter angeschlossene Fluidzufuhrleitung, Heizeinrichtungen zum Erwärmen des Fluids, und einen im Strömungsweg des Fluids zwischengeschalteten, antibakteriellen Filter. Diese Druckschrift D1 offenbart insbesondere, dass sich die Heizeinrichtungen in Form einer elektrischen Widerstandsheizung darstellen, die in einen Einlass der Kappe der Zerstäubervorrichtung eingesetzt wird.
Das dieser Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine neuartige Vorrichtung zur Erhöhung der Körpertemperatur einer Person im Zustand der Hypothermie bereitzustellen, mit relevanten, einzigartig einfachen, nichtinvasiven, kostengünstigen und effektiven baulichen und funktionellen Merkmalen, so dass die vorstehend erwähnten Nachteile des Stands der Technik überwunden werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Der zur Lösung führende Grundgedanke, auf dem die vorliegende Erfindung beruht, besteht darin, den Atemtrakt und die Atmung des Patienten dazu zu nutzen, um Luft oder ein gefiltertes Luft/Sauerstoff-Gemisch bei gesteuerter Temperatur und Feuchtigkeit in geeigneter Weise allmählich zu erwärmen.
Als solches wird hier die von den Bronchial- und Lungenalveolen dargebotene, riesige Wärmeaustauschfläche genutzt, um die Wiederherstellung einer Normaltemperatur auf nichtinvasive Weise und in viel kürzerer Zeit zu erreichen.
Auf der Grundlage des zuvor angegebenen Grundgedankens wird das technische Problem durch eine Vorrichtung gelöst, wie sie zuvor aufgezeigt wurde und im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 definiert ist.
Die Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollten sich deutlich aus der nun folgenden Beschreibung einer Ausführungsform hiervon ergeben, die mittels eines aufzeigenden und nicht einschränkenden Beispiels mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen zur Verfügung gestellt wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht einer Vorrichtung gemäß der Erfindung.
2 ist ein schematisches Blockschaubild, das die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung darstellt.
3 ist eine schematische, teilweise abgebrochene Ansicht einer Einzelheit der in 1 gezeigten Vorrichtung.
Ausführliche Beschreibung
Mit Bezug auf die Zeichnungen ist dort eine erfindungsgemäße Vorrichtung gezeigt, die allgemein und in schematischer Form mit 1 angegeben ist und der Erhöhung der Körpertemperatur eines Patienten in einem Zustand der Hypothermie dient, z. B. zur Wiederherstellung der Kör pertemperatur eines Patienten in kürzestmöglicher Zeit direkt nach einem chirurgischen Eingriff.
Die Vorrichtung 1 könnte vorteilhafterweise auch während eines chirurgischen Eingriffs verwendet werden, und immer dann, wenn eine bestimmte Körpertemperatur des Patienten aufrechterhalten werden soll.
Ferner wäre die Erfindung von Nutzen, wenn die Körpertemperatur eines Patienten unabhängig von der Tatsache erhöht werden muss, dass der Patient operiert worden ist oder sich in einem Betäubungszustand befindet, z. B. bei Lawinenopfern.
Die Vorrichtung 1 ist tragbar und wird von einer Batterie 2 mit Strom versorgt.
Die Vorrichtung 1 umfasst einen Abschnitt 3, der dem Patienten zuzuordnen ist, und eine abnehmbare Einheit 4 zur Regelung und Steuerung.
Der Abschnitt 3, der dem Patienten zuzuordnen ist, umfasst einen Wärmetauscher 10, der an einem Ende an einen Behälter 7 für medizinisches Gas angeschlossen ist, und zwar durch eine Zufuhrleitung 5 mit einem dem Behälter 7 zugeordneten Ende 6, und am anderen Ende mit einem nasalen Inhalationsendstück 9 oder alternativ mit einer Maske zur Beatmung des Patienten verbunden ist.
Der Behälter 7 kann ein unter Druck gesetztes gasförmiges Fluid enthalten, wie zum Beispiel Luft, ein Luft/Sauerstoff-Gemisch, Betäubungsgas, oder jedes andere medizinische Gasgemisch, das dem Patienten unter überwachter Ventilregelung zu verabreichen ist.
Vorteilhafterweise sind in die Leitung 5 ein Wärmetauscher 10 und ein hydrophober Membranfilter 23 eingesetzt, der nachstehend zu beschreiben ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Wärmetauscher 10 ein Paar Platten 15, 16, die mit Abstand voneinander angeordnet und durch eine Gruppe von Flachkörpern 12 versteift sind, die für das den Wärmetauscher durchströmende Fluid sich windende oder labyrinthartige Strömungswege darstellen können. Dieser Wärmetauscher wirkt im Wesentlichen als Heizung.
Im Wärmetauscher 10 ist somit eine Kammer 11 gebildet, die von dem Fluid durchquert werden soll. Vorteilhafterweise ist in der Kammer 11 die vorstehend erwähnte Gruppe von Flachkörpern 12 aufgenommen.
Der Filter 23 befindet sich stromabwärts des Wärmetauschers 10 in Richtung zum Patienten hin.
Außen sieht der Wärmetauscher 10 wie ein flacher, quaderförmiger Körper aus, der mit zwei entgegengesetzten, flachen Oberflächen versehen ist, die mit Metallplatten 15, 16 ausgestattet sind, als wären sie zwei Kondensatorplatten.
Die Metallplatten 15, 16 sind mit den Flachkörpern 12 der Kammer 11 verbunden.
Es ist auch eine Öffnung vorgesehen, die durch eine der Oberflächen läuft und in Verbindung mit der Kammer 11 steht. Wie nachfolgend beschrieben wird, wird durch diese Öffnung entmineralisiertes Wasser in die Kammer des Wärmetauschers 10 eingeleitet.
Der Körper des Wärmetauschers 10 besteht aus thermoplastischem Material und ist wegwerfbar. Das heißt, dass der Wärmetauscher 10 an der Leitung 5 entfernbar angeordnet ist und nach Gebrauch verworfen werden kann. Alternativ könnte die Leitung 5 mit dem Wärmetauscher einstückig sein und zusammen mit Letzterem verworfen werden.
Der Einheit 4 der Vorrichtung 1 ist eine Wärmezange 20 zugeordnet, wobei die Zange zwei Backen 21 und 22 aufweist, die dazu angeordnet sind, den Körper in engem Kontakt mit den Metallplatten 15, 16 des Wärmetauschers 10 zu klemmen. Die Zange 20 greift am Körper des Wärmetauschers 10 ausreichend lange an, um auf die Metallplatten und somit auf die Wärmetauscherflachkörper 12 in der Kammer 11 eine vorbestimmte Wärmemenge zu übertragen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zange 20 aus einem leitfähigen Material gebildet, dessen spezifischer Widerstand vorab so festgelegt wird, dass beide Backen 21, 22 durch einen durch sie hindurchfließenden Strom schnell erwärmt werden können, oder durch Peltier-Effekt-Zellen mit Thermostatfunktion. Die Zange 20 ist elektrisch an die Steuereinheit 4 der Vorrichtung 1 durch entsprechend geschützte, flexible Kabel 24 angeschlossen.
Die Zange 20 umfasst darüber hinaus einen Wärmefühler, z. B. einen NTC-Fühler oder ein Thermoelement.
Der Wärmefühler ist elektrisch an die Steuereinheit 4 der Vorrichtung 1 angeschlossen.
Vorteilhafterweise ist auch eine Zufuhrleitung 26 für entmineralisiertes Wasser angeordnet, um die Kammer 11 des Wärmetauschers 10 zu speisen.
Die Leitung 26 weist einen verlängerten Abschnitt auf, der parallel zur Zange 20 gehalten ist und durch einen Handgriff der Letzteren zu einem Ende 21 der Backen geführt ist. Die Leitung 26 endet mit einer Düse, die etwas über die Backe 21 vorsteht, wobei die Düse dazu ausgelegt ist, in die durch die Platte 16 und die Oberfläche 14 führende Öffnung einzugreifen und bis in die Kammer 11 des Wärmetauschers 10 zu reichen. Der Erwärmungseffekt des Gasstroms verbindet sich in der Kammer 11 mit einem Befeuchtungseffekt eben dieses Stroms, weil Wasser über die dem Wärmetransfer dienenden, erwärmten Oberflächen fließt.
Das der Düse entgegengesetzte Einlassende der Leitung 26 ist einem Behälter 29 für entmineralisiertes Wasser zugeordnet.
Der stromabwärts des Wärmetauschers 10 angeordnete Filter 23 weist ein Gehäuse 28 auf, das ein Paar kegelstumpfförmige Halbschalen aus einem thermoplastischen Material umfasst, die dazu gedacht sind, eine aus einem wasserdichten, aber nicht dampfdichten Material hergestellte, hydrophobe Membran 30 zentrisch zu halten.
Die Membran 30 hat auch eine antibakterielle Funktion.
Diese Membran kann so gestaltet sein, wie es im europäischen Patent Nr. 0 659 096 des Anmelders offenbart ist.
Auch der Filter 23 kann ein Einwegartikel sein. In einer modifizierten Ausführungsform kann der hydrophobe und/oder antibakterielle Filter im Wärmetauscher 10 enthalten sein.
Die kombinierte Wirkung des Wärmetauschers 10 und des Membranfilters 23 gestattet es, dass der dem Patienten zuzuführende Gasstrom erwärmt und befeuchtet werden kann.
Der Gehalt der relativen Feuchtigkeit im Gasstrom sollte bei Erwärmungstemperatur 100% sein. Da jedoch die Membran 30 als Sperre wirkt und nur Dampf direkt hindurchströmen lässt, kann kein flüssiges Wasser zum Patienten gelangen. Die Membran 30 hält auch Kondensationswasser zurück, das auf die Ausatmung des Patienten zurückzuführen ist.
Wie erwähnt, umfasst die Steuereinheit 4 der Vorrichtung 1 eine Stromversorgungs- und -speicherbatterie 2, die zu Lade- oder Speicherzwecken an das Stromnetz angeschlossen werden kann.
Die Einheit 4 weist darüber hinaus eine Steuerschaltungsstruktur 35 auf, die dazu eingerichtet ist, Signale vom Wärmefühler der Zange 20 zu empfangen, und sie steuert die eigentliche Stromversorgung der Zange 20, um die Temperatur der Backen 21, 22 zu regeln und infolgedessen durch Wärmeleitung auch die Innentemperatur des Wärmetauschers 10.
Die medizinische Vorrichtung der Erfindung ist besonders einfach und effektiv und löst hervorragend das technische Problem, in einem Zustand der Hypothermie befindliche Organe und/oder Patienten zurück auf eine normale Körpertemperatur zu bringen.
Die Kosten der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind entschieden gering, wodurch es sich zur Installation in jedem Klinikum anbietet.
Bestimmte Komponenten der Vorrichtung sind wegwerfbar, wodurch aseptische Bedingungen in der Phase der Erwärmung des Patienten gewährleistet sind.
Die feststehenden Teile der Vorrichtung sind von einfacher, zuverlässiger Konstruktion und in einem leichten, tragbaren Gehäuse untergebracht, das einfach zu handhaben ist.

Claims

Vorrichtung zur Erhöhung der Körpertemperatur eines Patienten in einem postoperativen Zustand der Hypothermie, umfassend: eine Zufuhrleitung (5) für ein Luftfluid oder ein Luft/Sauerstoff-Mischfluid, wobei die Leitung ein einem Fluidbehälter (7) zugeordnetes Ende hat und das andere Ende mit einem Inhalator versehen ist, einen hydrophoben Filter (23), und Heizeinrichtungen (20) zum Erwärmen des Fluids; dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Wärmetauscher (10) umfasst, der in die Leitung eingesetzt ist und von dem Fluid überstrichen wird; wobei der hydrophobe Filter (23) stromabwärts des Wärmetauschers angeordnet ist, wobei die Heizeinrichtungen (20) vorgesehen sind, um den Wärmetauscher (10) gesteuert zu erwärmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen eine Wärmezange mit Backen umfassen, die auf den Wärmetauscher (10) geklemmt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrophobe Filter (23) eine wasserdichte, aber nicht dampfdichte hydrophobe Membran (30) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (10) und der Filter (23) in einem Abschnitt (3) der Vorrichtung (1) enthalten sind, der dem Patienten zugeordnet ist, während die Heizeinrichtungen (20) in einer vom Abschnitt (3) baulich unabhängigen, tragbaren Einheit (4) enthalten sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmetauscher (10) ein Paar voneinander getrennte Platten (15, 16) aufweist, die durch eine Gruppe von Flachkörpern (12) versteift sind, welche angeordnet sind, um sich windende oder labyrinthartige Wege für das Fluid zu bilden, das den Wärmetauscher durchströmen soll.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zange (20) einen Wärmefühler umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der tragbaren Einheit (4) eine Stromversorgungsbatterie aufgenommen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine dem Wärmetauscher (10) zugeordnete Wasserzufuhrleitung (26) zum Zuleiten von Wasser aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrophobe Filter (23) dazu ausgelegt ist, Kondensationswasser zurückzuhalten, das von der Ausatmung des Patienten herrührt.