DE69101780T2

DE69101780T2 - Vorrichtung zur kompensierung der feuchtigkeits- und wärmeverluste einer künstlichen nase.

Info

Publication number: DE69101780T2
Application number: DE69101780T
Authority: DE
Inventors: Jean-Michel Anthony
Original assignee: Individual
Current assignee: Medisize Belgie Antwerpen Be
Priority date: 1990-06-18
Filing date: 1991-06-17
Publication date: 1994-08-11
Anticipated expiration: 2011-06-18
Also published as: ES2055990T3; NZ238544A; US5435298A; EP0535016A1; EP0535016B1; AU649253B2; DE69101780D1; JPH06500477A; AU7987491A; JP3299261B2; DK0535016T3; WO1991019527A1

Description

Die Erfindung betrifft eine künstliche Nase.
Künstliche Nasen sind Vorrichtungen, die in einer Leitung zwischen einem Patienten und einer Maschine eingebaut sind, die üblicherweise als Ventilator bekannt ist, um des dem Patienten zu ermöglichen, ein Teil der Feuchtigkeit und der Wärme zurückzugewinnen, die in seiner ausgeatmeteten Luft enthalten sind. Künstliche Nasen werden hauptsächlich bei einer Narkose und/oder zur künstlichen Beatmung verwendet und solche künstlichen Nasen umfassen einen Puffer, das heißt ein Feuchtigkeitsaustauschelement, das allgemein HME genannt wird. Ein Beispiel für eine solche künstliche Nase ist in der FR-A-2 304 359 beschrieben, auf der der Gattungsbegriff des Anspruchs 1 basiert.
In vielen Fällen reicht eine solche Vorrichtung nicht aus, um die Feuchtigkeit und die Temperatur auf der gewünschten Höhe zu halten.
Tatsächlich haben verschiedene Arten von künstlichen Nasen den sehr schwerwiegenden Nachteil, daß selbst unter günstigsten Umständen ein Feuchtigkeits- und Wärmeverlust von etwa 30% auftritt. Die Temperatur des Gases, das dem Patienten zugeleitet wird, kann mit Hilfe eines elektrisch beheizten Zuleitungsschlauches der Art angehoben werden, wie er in der EP-A-0 201 985 beschrieben ist; ein solcher Schlauch ist jedoch relativ teuer und er ist aus diesem Grunde nicht für einen Einmalgebrauch geeignet, wie dies allgemein bevorzugt wird.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die das oben erwähnte Problem zuverlässig löst und die daher das benötigte Feuchtigkeits- und Temperaturniveau der Luft und/oder der Mischung von Luft und Gasen sicherstellt, die dem Patienten zugeleitet werden, was auch immer die Unzulänglichkeiten der künstlichen Nase sein mögen, die unter der technischen Bezeichnung "Wärme-Feuchtikeit-Austauscher" oder "HME" bekannt ist.
Um diese Aufgabe zu lösen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung so ausgebildet, daß sie in die Leitung zum Zuführen von Luft und/oder Gasen zu einem Patienten eingebaut ist und sich aus einer Kammer zusammensetzt, die als tatsächliche künstliche Nase verwendet wird, in der ein hygroskopisches Material vorgesehen ist, sowie aus einer Vorrichtung zwischen der künstlichen Nase und dem Patienten, um die Luft, die vom Patienten ein- und ausgeatmet wird, auf dem erforderlichen Temperaturniveau zu halten. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist diese Vorrichtung eine elektrische Widerstandsheizung, die in einem Abstand von dem hygroskopischen Material angeordnet ist.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform ist die elektrische Widerstandsheizung in der Kammer montiert.
Gemäß einer möglichen Variante ist die elektrische Widerstandsheizung außerhalb der Kammer, jedoch zwischen dieser Kammer und dem Patienten montiert.
Es ist ratsam, daß die elektrische Widerstandsheizung innerhalb eines äußerlich wasserabsorbierenden Materials eingeschlossen ist und daß Mittel vorgesehen sind, um diesem Material Wasser zuzuführen.
Gemäß einer möglichen Ausführungsform hat die elektrische Widerstandsheizung eine Metallhülse, die innerhalb des äußerlich wasserabsorbierenden Materials eingeschlossen ist.
Nach einer anderen, möglichen Ausführungsform setzt sich der Widerstand aus einem Gewebe zusammen, bei dem wenigstens ein Teil der Kett- und/oder Schußfäden aus Heizwiderständen besteht.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer Vorrichtung zur Kompensierung der Feuchtigkeits- und Wärmeverluste einer künstlichen Nase hervor, die erfindungsgemäß bei einem Patienten angewendet wird. Diese Beschreibung wird nur zu Erläuterungszwecken gegeben und begrenzt die Erfindung nicht. Die Bezugsziffern beziehen sich auf die beigefügten Figuren.
Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht durch die erfindungsgemäße Vorrichtung;
Fig. 2 ist, in vergrößertem Maßstab, eine Seitenansicht eines Heizwiderstandes nach einer ersten, möglichen Ausführungsform;
Fig. 3 ist eine Längsschnittansicht durch eine Variante der Erfindung, wobei die Bauteile auseinandergenommen sind;
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den Querschnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3 auf einen Widerstand nach einer Variante;
Fig. 5, 6 und 7 zeigen schematisch drei mögliche Anordnungen einer Pumpe und eines Behälters mit Wasser in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 besteht aus einer Kammer 1 mit zwei Mundstücken oder Anschlußteilen 2, 3, die mit einer nicht dargestellten Leitung zu einer Maschine verbunden sind, mit der üblicherweise ein Ventilator gemeint ist.
Die Funktion einer künstlichen Nase (die im technischen Sprachgebrauch üblicherweise MHE bezeichnet wird) ist in der Beschreibungseinleitung ausführlich behandelt worden.
Die Vorrichtung, mit deren Hilfe die Wärme- und Feuchtigkeitsverluste einer künstlichen Nase kompensiert werden können, besteht daher aus einer Kammer 1, die beispielsweise durch Verbinden zweier Kammerhälften 4 und 5 aufgebaut sein kann, mit denen die bereits erwähnten Mundstücke oder Anschlußteile 2 und 3 verbunden sind. Unter normalen Bedingungen, das heißt dann, wenn die Luft in den Fig. 1 und 3 von links nach rechts oder umgekehrt strömt, können die Mundstücke oder Anschlußteile 2 und 3 wahlweise als Ein- und Auslaß für die Luft betrachtet werden, die durch die Kammer strömt. Gemäß den Fig. 3 und 5 bis 7 befindet sich der Patient an der Seite, die durch den kleinen Pfeil angedeutet ist.
Unter der Annahme, daß die künstliche Nase in der Vorrichtung an der Seite des Mundstückes oder Anschlußteiles 2 angeordnet ist, sind in der Kammer 1 nacheinander folgende Bauteile erkennbar:
a) ein Bakterienfilter 6;
b) ein hygroskopisches Material 7, das zu einer Pufferwirkung führt. Die Form des hygroskopischen Materials 7 ist an den Querschnitt der Kammer 1 angepaßt. In diesem Fall ist die Form eine Scheibe. Jedes Material mit guten, hygroskopischen Eigenschaften kann dafür benutzt werden. Beispielsweise kann ein schwammiges Material verwendet werden oder ein gewelltes Papier, dem eine hygroskopische Substanz zugefügt wurde;
c) ein Widerstand 8, der in eine Metallhülse 9 hineinragt, ist mit einem klaren Abstand von der Scheibe des hygroskopischen Materials 7 angeordnet. Die genannte Hülse kann am besten aus Aluminium hergestellt sein. Obwohl dies nicht wesentlich ist, kann es ratsam sein, daß im wesentlichen auf der gesamten Länge der Metallhülse 9 ein wasserabsorbierendes Material 10 aufgebracht ist. Zu diesem Zweck kann ein Gewebe benutzt werden, die Metallhülse 9 kann aber auch mit einem wasserabsorbierenden Material beschichtet sein. Dem wasserabsorbierenden Material 10 wird dann entweder mit Hilfe der Schwerkraft oder mit Hilfe einer Pumpe durch eine Leitung 11 Wasser zugeführt.
Der oben unter c) erwähnte Widerstand 8 ist ein selbstregulierender Widerstand, der in der Lage ist, mit einer 12-V-Stromquelle eine im wesentlichen konstante Temperatur aufrecht zu erhalten.
Bei einer Variante kann der selbstregulierende Widerstand in Form einer Scheibe 12 vorliegen (Fig. 3 und 4). Eine solche Scheibe ist aus einem Gewebe ausgeschnitten, bei dem einige der Kett- und/oder Schußfäden elektrisch leitfähig sind. Der Strom kann dann in der Weise eingeleitet werden, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, wo zwei Leiter 13 und 14 in Bogenform über einem Teil der Scheibe angeordnet sind. Unter der Annahme, daß die Widerstände in Fig. 4 vertikal angeordnet sind, besteht eine Spannung hauptsächlich im vertikalen Mittelstreifen. Wenn dies notwendig ist, dann kann der Scheibe 12 oder dem Mittelstreifen dieser Scheibe Wasser durch eine Leitung 11 zugeleitet werden.
Die Anordnung der elektrisch leitfähigen und der anderen Fäden ermöglicht eine ebenmäßige Verteilung und daher auch eine ebenmäßige Verdampfung des Wassers.
Die Scheibe 12 kann zwischen den beiden Kammerhälften 4 und 5 eingeklemmt sein, aus denen die Kammer 1 besteht oder sie kann an der Wand der Kammerhälfte 5 befestigt sein und zwar durch irgendeine, an sich bekannte Technik.
Durch eine Standardauswahl der Widerstände, und zwar sowohl derjenigen, die die Form gemäß den Fig. 1 und 2 haben, als auch derjenigen, die die Form einer Scheibe 12 haben und durch eine Dosierung der Menge des Wassers, das diese Widerstände durch die Leitung 11 hindurch erreicht, können die Temperatur und die Feuchtigkeit der Luft, die vom Patienten durch die künstliche Nase eingeatmet wird, durch Verdampfung auf, entsprechend den Notwendigkeiten, dem gewünschten Niveau gehalten werden.
Die Zufuhr von Wasser ist nicht notwendigerweise erforderlich. Das hygroskopische Material bietet eine Pufferwirkung, die die Feuchtigkeit der vorbeistreichenden Luft optimiert. Durch die Aufheizung der Luft kondensiert eine größere Menge Feuchtigkeit und wird durch das hygroskopische Material so absorbiert, daß der Feuchtigkeitsverlust auf ein akzeptables Minimum vermindert wird.
Aus diesem Grunde können Wärme- und Feuchtigkeitsverluste in der künstlichen Nase durch technisch zuverlässige Mittel kompensiert werden, die leicht zu steuern sind.
Die Pufferwirkung, die durch das hygroskopische Material 7 verursacht wird, wird durch das Vorhandensein eines selbstregulierenden Widerstandes beträchtlich erhöht, der gemäß einer der oben beschriebenen beiden Ausführungsformen in einem Abstand von diesem Material angeordnet ist. Diese Widerstände sind entweder Widerstände mit einem Positiven Temperaturkoeffizienten (PTC) oder mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (NTC).
Im Bereich der Erfindung liegt es ferner, daß die hier beschriebenen Widerstände der Art, wie sie in den Fig. 2 und 4 dargestellt sind, vollständig außerhalb der Kammer 1 angeordnet sein können. In diesem Fall wird die Kammer 1 mit dem hygroskopischen Material 7 und dem Bakterienfilter 6 zu der tatsächlichen, künstlichen Nase verkleinert. Der Widerstand, der mit einem Gewebe abgedeckt ist, das mit dem Widerstand durch die Aluminiumhülse 9 in Berührung ist oder der Widerstand in dem Gewebe, das die Scheibe 12 bildet und dem Wasser zugeführt wird, ist dann in die bereits oben erwähnte Leitung zwischen der künstlichen Nase und dem Patienten eingebaut. Wenn die Pufferwirkung des hygroskopischen materials 7 nicht vorhanden ist oder ausfällt, dann kompensieren die Wirkungen des Widerstandes der Bauart gemäß den Fig. 1 und 2 oder der Bauart gemäß Fig. 4 die Feuchtigkeits- und Wärmeverluste in ausreichender Weise.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Feuchtigkeitszufuhr durch die Leitung 23 mit Hilfe einer Pumpe 24 dosiert werden, die die Feuchtigkeit aus einem Behälter 15 aufnimmt. Ein Transformator 16 beliefert sowohl den Widerstand 8, 12 als auch die Pumpe 24 und eine programmierbare Einheit 17 mit Strom niederer Spannung. Die programmierbare Einheit 17 empfängt Signale von einem schnell reagierenden Temperatursensor 22 (Fig. 5 bis 7), der die Strömung und die Strömungszeiten der Luft mißt, die einem Patienten zugeleitet wird. Die Pumpe 24 kann auch dauernd mit einer einstellbaren Strömungsgeschwindigkeit laufen, die in der Praxis zwischen 2 und 10 ml/h liegt. Die Pumpe 24 kann dann weggelassen werden, wenn die Feuchtigkeitszufuhr durch Schwerkraft durchgeführt wird, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform ist in der Wasserzuführleitung 23' ein Quetschventil 18 eingebaut. Das Wasser wird aus einem Behälter 19 zugeführt. In diesem Fall steuert die programmierbare Einheit 17 das Quetschventil 18.
Schließlich kann die Feuchtigkeit (mit der üblicherweise Wasser gemeint ist) dem Widerstand (beispielsweis den Widerstand 8) durch eine Kapillarität zugeführt werden. Eine mögliche Ausführungsform, die auf diesem Prinzip basiert, ist in Fig. 7 dargestellt, wobei ein Docht 20 die Feuchtigkeit aus einem Behälter 21, dem Widerstand 8 zuleitet.
Aus der obigen Beschreibung der erfindungsgemäßen Vorrichtung geht hervor, daß mit technisch einfachen, jedoch zuverlässigen Mitteln eine ausgezeichnete Lösung für das Problem angeboten wird, das darin besteht, daß das Wärme- und Feuchtigkeitsniveau in Verbindung mit einer künstlichen Nase sichergestellt wird.

Claims

1. Künstliche Nase, die in eine Leitung einbaubar ist, mit deren Hilfe einem Patienten Luft und/oder Gase zugeleitet werden und die aus einer als künstliche Nase benutzten Kammer (1) besteht, in der ein als Puffer dienendes, hygroskopisches Material vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der künstlichen Nase und dem Patienten Mittel zum Aufrechterhalten eines erforderlichen Temperaturniveaus in der Luft vorhanden sind, die vom Patienten ein- und ausgeatmet wird.

2. Künstliche Nase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer elektrischen Widerstandsheizung bestehen, die in einem Abstand vom hygroskopischen Material (7) angeordnet ist.

3. Künstliche Nase nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus einer elektrischen Widerstandsheizung bestehen, die mit dem hygroskopischen Material (7) in Berührung stehen.

4. Künstliche Nase nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstandsheizung (8, 12) in der Kammer (1) angeordnet ist.

5. Künstliche Nase nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Widerstandsheizeinrichtungen außerhalb der Kammer 1 zwischen dieser Kammer (1) und dem Patienten angeordnet sind.

6. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Widerstandsheizeinrichtungen selbstregulierende Heizwiderstände sind.

7. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstandsheizeinrichtung (8) innerhalb eines äußerlich wasserabsorbierenden Materials (10) eingeschlossen sind und daß Mittel vorhanden sind, um diesem Material Wasser zuzuleiten.

8. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstandsheizeinrichtung (8) eine Metallhülse (9) hat, die in einem äußerlich wasserabsorbierenden Material (10) eingeschlossen ist.

9. Künstliche Nase nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß um die Metallhülse (9) ein wasserabsorbierendes Gewebe angebracht ist.

10. Künstliche Nase nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Metallhülse (9) ein wasserabsorbierendes Material angebracht ist.

11. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand ein PTC-Widerstand ist.

12. Künstliche Nase nach ienem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand ein NTC-Widerstand ist.

13. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand eine Gewebescheibe (12) umfaßt, bei der wenigstens ein Teil der Kett- und/oder Schußfäden elektrisch leitfähig ist.

14. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Widerstandsheizeinrichtung mit einem Thermostaten versehen ist.

15. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Zuführen von Wasser zum wasserabsorbierenden Material durch eine Pumpe (24) gesteuert werden, die Signale von einem schnell reagierenden Temperatursensor (22) empfängt, der seinerseits die Strömung und die Strömungszeit der Luft mißt, die mit Hilfe eines Ventilators einem Patienten zugeleitet wird.

16. Künstliche Nase nach anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungszeit mit Hilfe eines Temperatursensors (22) gemessen wird und daß Mittel zum Übertragen dieser Information auf eine programmierbare Einheit (17) vorhanden sind, um die Pumpe (24) zu steuern.

17. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zum Anhalten der Pumpe (24) dann vorhanden sind, wenn während einer vorbestimmten Zeiteinheit durch den Temperatursensor keine Luftströmung gemessen wird.

18. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzufuhr aus einem Wasserbehälter durchgeführt wird.

19. Künstliche Nase nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Wasserzufuhr mit Hilfe der Schwerkraft durchgeführt wird, ein Quetschventil (18) vorgesehen ist, das seinerseits durch Mittel gesteuert wird, die von der Luftströmung abhängen, die in der künstlichen Nase erzeugt wird.

20. Künstliche Nase nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mittel einen Temperatursensor (22) umfassen, der die Strömung und die Strömungszeit der Luft mißt, die dem Patienten mit Hilfe eines Ventilators zugeleitet wird.