EP3099343A1 - Thoraxdrainagevorrichtung - Google Patents

Thoraxdrainagevorrichtung

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Publication number
EP3099343A1
EP3099343A1 EP15703500.7A EP15703500A EP3099343A1 EP 3099343 A1 EP3099343 A1 EP 3099343A1 EP 15703500 A EP15703500 A EP 15703500A EP 3099343 A1 EP3099343 A1 EP 3099343A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
chamber
drainage device
patient
interior
collection container
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15703500.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Walti
Hilmar Ehlert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Medela Holding AG
Original Assignee
Medela Holding AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Medela Holding AG filed Critical Medela Holding AG
Publication of EP3099343A1 publication Critical patent/EP3099343A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • A61M2230/40—Respiratory characteristics
    • A61M2230/42—Rate

Definitions

  • the present invention relates to a chest drainage device, a chamber for use in such a device, and a chest drainage method.
  • the thorax drainage serves to convey blood, secretions or air from the pleural cavity, also called the pleural cavity.
  • the pleural space is the space between the lung pleura (pleura pulmonalis) of the lungs and the pleura (pleura parietalis).
  • the pleural space is filled with a serous fluid, physiologically a relative negative pressure to the outside air prevails, which still increases when inhaled.
  • the lung must follow inhalation of the active expanse of chest muscles and the diaphragm. If the relative negative pressure in the pleural space is removed, e.g. in an operation or an accident, the lungs no longer follow the expanding thorax when inhaled.
  • the defect leading to entry of air into the pleural space is generally called air fistula.
  • the chest tube is used to maintain or restore the physiological negative pressure.
  • the thorax and pleura are opened through an intercostal space, a drainage tube is inserted and finally a controlled suction is created to drain the pleural space.
  • the most common use of drainage is in the context of operations where the chest needs to be opened.
  • Various thoracic drainage devices are known in the art. As is shown in FIG. 1, they usually have a suction pump 1 operated with an electric motor or a wall vacuum, which is connected to a fluid collecting container 3 via a suction line 2 and which generates a negative pressure in this fluid collecting container 3 , From the fluid collecting container 3, a drainage tube 4 leads to the pleural cavity P to suck fluid from the pleural cavity P into the fluid collecting container.
  • US 5 738 656 discloses a drainage device having a drainage line and an auxiliary line, by means of which the drainage tube can be rinsed and the suction pressure can be controlled.
  • WO 2009/005424 describes a drainage device in which the negative pressure in the fluid collecting container is controlled by means of a sensor, wherein the sensor is arranged in the suction line leading to the suction pump.
  • WO 2012/162848 proposes an adaptive algorithm for chest drainage therapy, wherein a suitable size for the air fistula is determined and the vacuum generated by the suction pump is regulated as a function of this size.
  • US 6 261 276 discloses a manually operated chest drainage device with a bellows-shaped fluid collection container. This bellows serves as a vacuum pump and at the same time as an indicator of the negative pressure generated in the fluid collecting container.
  • US 8 177 763 discloses a drainage device having a vacuum chamber connected to a vacuum source and a fluid collection reservoir in fluid communication with the vacuum chamber via a hydrophobic membrane. If the drainage tube is removed from the pleural cavity at the end of treatment, there is a risk of overstretching the lungs, which can lead to pneumothorax. This is due to a sudden increase in the pressure amplitude during deep inhalation, ie a greatly increased negative pressure in the pleural space, which also affects the lungs overstretched.
  • a thoracic drainage device having the features of patent claim 1, a chamber for use in such a thoracic drainage device having the features of patent claim 16 and a method for thoracic drainage having the features of patent claim 17.
  • the inventive chest drainage device for suctioning fluids from a pleural space of a patient by means of negative pressure has a fluid collection container for collecting the extracted fluids and a drainage tube for connecting the fluid collection container to the pleural space of the patient.
  • the fluid collection container is connectable to a vacuum source to create a negative pressure in the fluid collection container.
  • the thoracic drainage device has an adjustable means for damping pressure differences during the breathing of the patient, wherein this device is adjustable independently of a suction power of the vacuum source.
  • the means for damping pressure differences is a means for adjusting an air return to the pleural space.
  • the hardness or flexibility of the thorax system can be adjusted.
  • the expansion of the lung and thus the damping of the pressure differences in the pleural space depends on the possible amount of air return into the pleural space.
  • the air return flow can be set manually or automatically.
  • the automatic adjustment can be regulated in accordance with a sensor value. That the adjustment is not made for a longer period of time, e.g. several hours or days, left the same. Rather, it is constantly controlled to also dampen sudden pressure differential increases, e.g. if the patient overworks or inadvertently inhales too deeply.
  • the sensor value is preferably a pressure detected in the container, in the drainage tube or in the pleural space.
  • the device is located for damping pressure differences between secretion collection container and suction source or in the housing of the suction source or in or on the secretion collection container or in or on the drainage tube.
  • the device for damping pressure differences on a chamber whose stiffness is adjustable.
  • stiffness adjustability is meant here the stiffness of the walls, the change in the volume available for air return and also the supply of external air into the chamber. This will be explained below with reference to some preferred embodiments.
  • the device for damping pressure differences on a chamber with an interior and with an opening leading to the patient is formed by rigid walls except for a flexible membrane embedded in a wall of the chamber, the flexibility of the membrane being adjustable.
  • the membrane may be spring-loaded, which avoids excessive expansion of the membrane.
  • the chamber is formed by rigid walls except for a part of a wall-forming spring-loaded piston whose position is adjustable relative to the interior.
  • the chamber is formed by rigid walls, wherein in the chamber, an insert container is arranged, which can be filled from the outside with an incompressible fluid in order to adjust the volume of the interior adjustable.
  • the chamber is formed by rigid walls except for a part of a wall-forming flexible bellows with an interior of the chamber open towards the interior, wherein the volume of the interior of the bellows is adjustable.
  • a first chamber having an interior and an opening leading to the patient, wherein the first chamber is formed by rigid walls, wherein a wall has a closable first air exchange opening. This is used for connection to a second chamber, which is formed closed except for a second air exchange opening, wherein the first chamber with the second chamber via the two air exchange openings in air-communicating connection can be brought.
  • the chamber is formed by rigid walls, the chamber having a filling opening which is independent of any suction opening associated with the suction source and through which air can be inflated and pumped into the chamber for the purpose of adjusting the damping of the breathing.
  • the chamber is formed by rigid walls, wherein the chamber has an outwardly leading valve which opens to the outside in accordance with a detected negative pressure.
  • the chamber or the first chamber is formed by the fluid collection container. It is alternatively arranged in or on this. Alternatively or additionally, it may also be connected via a branch line to the drainage tube or arranged between the suction source and the fluid collection container.
  • Figure 1 is a schematic representation of a lung associated with it
  • Figure 2a is a schematic representation of a lung during an exhalation in existing chest tube
  • FIG. 2b shows the change in the negative pressure in the pleural space during the exhalation according to FIG. 2a;
  • FIG. 3 a is a schematic representation of a lung during inspiration during existing chest drainage
  • FIG. 3 b shows the change in the negative pressure in the pleural space during the inhalation according to FIG. 3 a;
  • Figure 4a is a schematic representation of a lung during an exhalation without
  • FIG. 4b shows the change in the negative pressure in the pleural space during the exhalation according to FIG. 4a;
  • FIG. 5 a shows a schematic representation of a lung during inspiration during existing chest drainage
  • FIG. 5b shows the change in the negative pressure in the pleural space during inhalation according to FIG. 5 a;
  • FIG. 6 a a schematic representation of a lung during a thoracic drainage according to the prior art
  • Figure 6b is a schematic representation of the pressure in the pleural space during the Chest drainage according to FIG. 6a as a function of time; a schematic representation of the lung according to Figure 6a after completion of the chest tube according to the prior art;
  • FIG. 7a a schematic representation of the pressure in the pleural space after completion of the chest tube according to Figure 7a as a function of time; a schematic representation of a lung with a connected according to the invention thorax drainage device in a first embodiment; a schematic representation of a lung during a chest drain with a erfmdungsgefflessen fluid collection container;
  • FIG. 9a a schematic representation of the pressure in the pleural space during the inventive chest tube according to Figure 9a as a function of time; a schematic representation of a lung after completion of a chest tube with a erfmdungsgefflessen fluid collection container;
  • FIG. 10a a schematic representation of the pressure in the pleural space after completion of the inventive chest tube according to Figure 10a as a function of time; a schematic representation of a erfmdungsgefflessen fluid collection container in a first embodiment; a schematic representation of a erfmdungsgefflessen fluid collection container in a second embodiment; a schematic representation of a erfmdungsgefflessen fluid collection container in a third Aus spalirungsform;
  • FIG. 14 is a schematic representation of a fluid container according to the invention in a fourth embodiment; a schematic representation of an inventive fluid bladder container in a fifth embodiment; a schematic representation of a fluid collecting container according to the invention in a sixth embodiment; a schematic representation of a fluid collecting container according to the invention in a seventh embodiment; a schematic representation of a fluid collecting container according to the invention in an eighth Ausrhakungsform; a schematic representation of a fluid collecting container according to the invention in a ninth embodiment; a schematic representation of the pressure in the pleural space during the inventive chest tube when using one of the fluid collection container according to Figures 18 and 19 as a function of time; a schematic representation of a fluid collecting container according to the invention in a tenth embodiment; a schematic representation of the pressure in the pleural space during the inventive chest tube when using the fluid collection container according to Figure 21 as a function of time; a schematic representation of a lung with an associated inventive chest drainage device in a second embodiment;
  • Figure 24a is a schematic representation of a lung with an associated According to the invention, a thorax drainage device in a third embodiment and
  • Figure 24b is a more concrete representation of a variant according to the embodiment of Figure 24a.
  • FIG. 1 shows a lung during a thorax drainage.
  • FIG. 2a shows the situation during exhalation.
  • the drainage tube 4 and the fluid collection container 3 are shown in this and the following figures. However, this is of course during the drainage with the fluid collection container 3 via the suction line (shown here only with a simple opening 2).
  • the lung L decreases, as shown schematically by the double arrow in Figure 2a.
  • the double arrow visualizes the stretching of the lungs.
  • the absolute pressure in the pleural space decreases, i. the relative pressure difference to the atmospheric pressure becomes lower. This is shown in Figure 2b with the arrow O.
  • the negative pressure prevailing in the pleural space increases in the direction of atmospheric pressure. In this example it reaches -0.5 kPa.
  • FIG. 4a shows the situation during inhalation without connection to the thorax drainage. Since no air can be drawn from the container into the pleural space, the absolute negative pressure value in the pleural space P increases more strongly. In this example to -5.5 kPa.
  • the dashed curve in Figure 5b shows the expansion during the chest tube. The lung L can thus expand more without the chest tube.
  • FIGS. 6a and 6b again show the situation during the thorax drainage, FIGS. 7a and 7b after completion of the thorax drainage.
  • FIG. 7 a shows a pressure gauge M with which the pressure in the pleural space is measured. ⁇ denotes the pressure difference between inhalation and exhalation. In this case, p stands for the pressure in the pleural space and t for the time in this and analogous representation.
  • FIG. 8 therefore shows an inventive thorax drainage device according to a first embodiment.
  • This device also has a suction device, preferably a suction or vacuum pump 1, which is connected via a suction line with a fluid collecting container 3. From the fluid collection container 3, a drainage tube 4 leads to the pleural space P of a patient.
  • the fluid collection container 3 may also be connected to an in-house vacuum system of the hospital.
  • the fluid collection container 3 is rigid. It can consist of one or more chambers. The at least one chamber may be provided with ribs to limit sloshing of the aspirated fluid.
  • the fluid collection container 3 has a drainage opening 30 for connection to the drainage tube 4. It also has a suction opening 2 for connection to the suction pump 1.
  • the suction opening 2 is preferably provided with a check valve and / or a bacterial filter to to protect the suction pump 1 from contamination.
  • Such containers are well known in the art.
  • the fluid collection container 3 according to the invention may also be smaller than set forth in the prior art. According to the invention, this fluid collecting container 2, which is designed to be rigid and has an unchangeable internal volume, is provided with a device 5 with which the hardness of the fluid collecting container 2 can be adjusted. The system is set soft shortly after the operation or at the beginning of the drainage and is towards the end of the drainage harder and stiffer, so that the lungs can get used to larger expansions.
  • the device comprises a self-contained chamber with an opening leading to the patient.
  • this device 5 has a membrane 50, which forms part of the outer wall of the fluid collecting container 3.
  • the fluid collection container thus forms the above-mentioned chamber.
  • This membrane 50 is fluid-tight, in particular airtight, formed. It can be stretched by means of a spring 51, whereby its hardness, i. their own spring force, lets adjust.
  • Figure 9a three positions 1, 2, 3 of the spring 51 and thus the membrane 50 are shown schematically.
  • FIG. 9b shows how the pressure curve in the pleural space changes as a function of this spring setting. If on day 1 the spring 51 is in position 3, the membrane 50 is hardly stretched and very soft.
  • the fluid collection container 3 changes at increased pressure difference thanks to the flexible membrane 50, the volume, so that sufficient air can enter the pleural space P and overstretching of the lung L is prevented.
  • the membrane 50 is made somewhat stiffer by being more tensioned, for example, up to position 2.
  • the drainage system is thereby altogether harder or stiffer, since the volume change of the fluid collection container 3 is limited.
  • the negative pressure in the pleural space P can increase. This can be seen in Figure 9b in the area labeled "Day 2.”
  • the lung L can thus expand somewhat more.
  • the membrane 50 is even more tensioned and stiffened by the spring 51 in the position 1 according to Figure 9a is brought.
  • the absolute negative pressure value in the pleural space P can increase even more, as can be seen in FIG.
  • the load on the lung L is thus increased gradually until the drainage is removed.
  • the increase can be done daily as described in this example. However, it can also take place at other intervals and / or be interrupted by phases of load reduction. This is decided according to the healing process of the individual patient by the attending medical staff. According to the invention, it is avoided that a sudden overstretching of the lung L can take place upon termination and removal of the drainage.
  • FIG. 11 shows the abovementioned first embodiment of the fluid collecting container 3 according to the invention.
  • the reference numeral 30 denotes the opening for connection to the drainage tube 4, the reference numeral 2, the suction port for connection to the suction pump 1 and the suction line.
  • the membrane 50 is attached in a wall 31 of the otherwise rigid and formed with immutable internal volume fluid collection container 3, the membrane 50 is attached.
  • the membrane 50 may be rectangular, triangular, round, oval or in any other shape. It is fluid-tight. Preferably, it is made of silicone.
  • the membrane 50 is here held along its outer circumference in the wall 31 and fixed. It can for example be glued, welded or made in one piece with this in the multi-injection molding process.
  • the spring 51 is preferably fixedly connected to the membrane 50 and adjustable via a displaceable armature 52.
  • the armature 52 is fixable in position relative to the container 3 and relative to the surface of the membrane 50 slidably. This is shown in the figure with the double arrow. This also applies to the following examples, which have an anchor or other fixation.
  • the armature 52 may be formed, for example, as a slider or knob or connected to such a control element.
  • it is a part of an additional body arranged on the container.
  • Such an additional body is provided in Figure 8 by the reference numeral 5.
  • the membrane 50 shown in dashed line in Fig. 11 shows the position of the membrane upon inhalation, the membrane 50 shown in solid lines the position of exhalation.
  • FIG. 12 shows a second embodiment.
  • the membrane 50 is connected via a rigid connecting rod 520 with the adjustable in the direction perpendicular to the membrane surface anchor 52.
  • the membrane 50 can be fixed in various stretched positions to adjust their spring force and hardness or flexibility. The further the membrane 50 is pulled away from the container 3 and stretched, the harder is the overall system.
  • the membrane shown in dashed lines again shows its position when inhaled, the membrane 50 shown in solid lines shows the position when exhaling.
  • FIG. 13 shows a third embodiment.
  • the membrane 50 is here adjustable parallel to its surface; i.e. it is stretched or relaxed parallel to its surface. This is indicated by the double arrow. This, too, can be made possible by actuating means such as, for example, a slide or a rotary knob. The same applies here, the more the membrane is stretched, the harder or stiffer the overall system.
  • the membrane shown in dashed lines again shows the situation when inhaled.
  • a fastening element 32 with which the membrane 50 is held in the wall 31 of the container 3, is displaceable, so that the membrane 50 is stretched to different degrees.
  • the fastener 32 may be formed as shown here as a slider or carriage. It can also be opened and closed, for example in the form of a panel. Otherwise, the same applies as with the Embodiment according to FIG. 13.
  • part of a wall 31 of the container 3 is designed to be rigid but displaceable.
  • This part forms a piston 54, which is held in a piston housing 55 open to the atmosphere.
  • the piston 54 is sealed to the outside.
  • This piston 54 is in turn connected via the spring 51 with an adjustable armature 52.
  • the displaceability of the piston 54 and thus the hardness or flexibility of the container 3 can in turn be adjusted by the position of the armature 52.
  • the spring 51 here allows the flexibility of the container 3 during inhalation and exhalation. That the piston 54 moves in the direction of the interior of the container 3, when the suction force of the vacuum in the interior is greater than the spring force when inhaled.
  • the position of the armature 52 influences the hardness of the system.
  • the embodiments described so far can be arranged on the container 3. They can also be formed in a separate intermediate container between container 3 and drainage tube 4 or between suction pump 1 and container 3.
  • the system hardness of the drainage device is likewise produced by changing the container volume, but without designing the fluid collection container 3 itself partially flexible.
  • a flexible insert container 57 is arranged. It can be a bag, for example.
  • This insert container is connected via a filling opening 571 with the outside of the fluid collection container 3.
  • the filling opening 571 can be closed with a closure 570.
  • An incompressible fluid for example water, can be introduced into this feed container 57 in a predetermined amount so that the feed container 57 assumes a predefined volume within the fluid collecting container 3.
  • the available for the pressure equalization with the Pleuraspalt air volume of the fluid collection container 3 is smaller and the system is harder.
  • the reservoir 57 will be filled more to prepare the lungs for completion of the drainage.
  • the fluid collection container 3 has an inner dividing wall 33, which delimits the insert container 57 from the rest of the interior. In this case, an air exchange between the subregions in the interior of the fluid collection container 3 is still possible.
  • This partition wall 33 is optional.
  • the insert container 57 may also be arranged in another or the single interior of the fluid collection container 3.
  • an expansion tank 58 is present, which is connected to the fluid collecting tank 3 via an air exchange opening 34.
  • the expansion tank 58 can be plugged or otherwise attached to the fluid collection tank 3.
  • the expansion tank 58 like the fluid collection tank 3, may be rigid and rigid. Preferably, however, it is designed to be flexible, so that its volume at least partially adapts to the negative pressure prevailing in the interior of the container. At the beginning of the drainage, such an expansion tank is present. It can be replaced by a smaller expansion tank during drainage. At the end of the drainage, only the fluid collection container 3 is preferably used, the air exchange opening 34 then being hermetically sealed.
  • FIGS. 18 and 19 embodiments are illustrated which allow rapid active regulation of the negative pressure in the pleural space.
  • a bellows 59 is arranged which is open against the interior of the fluid collection container 3 and closed against the environment.
  • This bellows 59 has a rigid wall 590, which can be moved by means of an armature 52 to the interior of the container 3 and away from it. As a result, the inner volume of the bellows 59 can be changed.
  • the movement of the armature 52 and the bellows 59 can be done manually, the wall 590 is fixed depending on the healing stage at a different distance from the interior and thus the hardness of the drainage system is set. The closer the wall 590 is to the fluid collection container 3 and thus the smaller the internal volume of the bellows 59, the harder the overall system.
  • Active regulation can be achieved by connecting the armature to an electric motor and moving it via a controller. He can depend on the healing process be brought to a fixed position and remain there for several hours. Preferably, however, the pressure in the drainage tube or an auxiliary line parallel thereto or in the fluid collection container is monitored. The obtained sensor value gives information about the pressure change. The armature is moved in accordance with this monitored pressure change. In other words, if the inhalation is too strong and if a pressure difference peak is to be expected, the wall 590 is moved towards the container 3 and the bellows 59 is reduced. Air is conveyed from the fluid collection container 3 to the Pleuraspalt P. This is shown in dashed lines in FIG. As a result, the differential pressure peaks shown by dashed lines in FIG. 20 can be reduced during inhalation or brought about selectively, as can be seen in comparison with the more strongly damped pressure curve curve shown with a solid line.
  • a flexible insert container 57 here a balloon, is arranged in the fluid collection container 3.
  • the insert container 57 has an outwardly facing opening 571, which is provided in this case with a valve, not shown. Through this opening 571 air is blown into the feed tank 57 and sucked off, preferably also in accordance with a measured pressure change and preferably pneumatically. The air is blown in when too deeply inhaled and when the situation normalizes, i. sucked again if necessary with again shallow breathing. By selecting the amount of air extracted or injected, pressure difference peaks can also be brought about.
  • An insert container 57 is not mandatory. The air can also be injected directly into the fluid collection container 3 and sucked out of it.
  • a manually or electronically actuatable valve 53 is present, which opens at a predefined limit pressure in the interior of the fluid collecting container 3. This allows air to flow from the outside into the fluid collection container 3 and reduce the pressure difference with respect to the atmosphere. With increasing healing of the lung, the limit pressure is adjusted differently, so that the valve 53 opens only at a greater pressure difference.
  • the valve 53 may, for example, on the first day at a prevailing in the container 3 negative pressure of -2 kPa open on the second day at -4 kPa and on the third day at -6 kPa.
  • FIG. 22 shows the pressure curve in the pleural space during inhalation and exhalation, which reflects the result of such a valve setting.
  • FIGS. 11 to 15 and 21 can likewise be actuated automatically by analogy. They can also be provided with a control in order to achieve an automatic active regulation of the hardness of the drainage system in accordance with pressure measurement values in order to obtain the result according to FIG.
  • This active control is advantageous not only in preparation for completion of chest drainage. It also serves to prevent abrupt spikes in case of unintentional, too deep inhalation, and to increase the risk of unprepared drainage, e.g. when disconnecting the drainage tube or unintended interruption of the suction pump to avoid. If a differential pressure spike threatens inhalation, the overall system is softened to smooth the pressure differential peak in the pleural space and prevent excessive lung expansion.
  • the drainage tube 4 may be provided with a branch line 7, which leads to such a reservoir 6 or valve.
  • a branch line 7 which leads to such a reservoir 6 or valve.
  • Figure 24a A specific arrangement in a housing 10 of a pump 1 is shown in Figure 24b, wherein the device 5 is shown for damping, but not a surrounding this housing 6.
  • the same parts are shown with the same reference numerals.
  • the examples described here also work with regulated suction pumps, which monitor and control the negative pressure in the drainage system. For example, this negative pressure can be monitored in the cavity, ie in the pleural space, in the drainage tube, in an auxiliary line or in the fluid collection container. The reason for this is that the adjustments made by the suction pump are too slow to compensate for the pressure changes between inhalation and exhalation.
  • the adjustable hardness of the system according to the invention makes possible static and dynamic compensations, which are fast enough to train the lungs so that no abrupt differential pressures occur when the drainage is terminated and the lung is thus spared.
  • the erfmdungsgemässe system prevents an abrupt expansion of the lungs and thus allows optimal training of the lungs for the time of completion of a chest tube.

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Abstract

Eine Thoraxdrainagevorrichtung zur Absaugung von Fluiden aus einem Pleuraspalt eines Patienten mittels Unterdruck weist einen Fluidsammelbehälter (3) zum Sammeln der abgesaugten Fluide und einen Drainageschlauch (4) zur Verbindung des Fluidsammelbehälters (3) mit dem Pleuraspalt (P) des Patienten auf. Der Fluidsammelbehälter (3) ist mit einer Vakuumquelle (1) verbindbar, um einen Unterdruck im Fluidsammelbehälter (3) zu erzeugen. Die Thoraxdrainagevorrichtung weist eine einstellbare Einrichtung (5) zur Dämpfung von Druckdifferenzen während der Atmung des Patienten auf, wobei diese Einrichtung (5) unabhängig von einer Saugleistung der Vakuumquelle (1) einstellbar ist. Diese Vorrichtung ermöglicht ein schrittweises Dehnen der Lunge ohne Verletzungsgefalir und bereitet somit die Lunge auf die Beendigung der Drainage vor.

Description

TITEL
Thoraxd rain agevorrichtung
TECHNISCHES GEBIET Die vorliegende Erfindung betrifft eine Thoraxdrainagevorrichtung, eine Kammer zur Verwendung in einer derartigen Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Thoraxdrainage.
STAND DER TECHNIK
Die Thoraxdrainage dient der Förderung von Blut, Sekreten oder Luft aus dem Pleuraspalt, auch Pleurahöhle genannt. Der Pleuraspalt ist der Raum zwischen dem Lungenfell (pleura pulmonalis) der Lunge und dem Brustfell (pleura parietalis). Der Pleuraspalt ist mit einer serösen Flüssigkeit gefüllt, wobei physiologisch ein relativer Unterdruck gegenüber der Aussenluft herrscht, welcher beim Einatmen noch ansteigt. Dadurch muss die Lunge beim Einatmen der aktiven Ausdehnung von Brustwandmuskeln und dem Zwerchfell folgen. Wird der relative Unterdruck im Pleuraspalt aufgehoben, z.B. bei einer Operation oder einem Unfall, so folgt die Lunge dem sich ausdehnenden Brustkorb beim Einatmen nicht mehr. Der Defekt, welcher zum Eintritt von Luft in den Pleuraspalt führt, wird im allgemeinen Luftfistel genannt.
Die Thoraxdrainage dient dazu, den physiologischen Unterdruck aufrechtzuerhalten bzw. wiederherzustellen. Dabei werden der Brustkorb und das Brustfell durch einen Zwischenrippenraum eröffnet, ein Drainageschlauch eingeführt und schliesslich ein kontrollierter Sog angelegt, um den Pleuraspalt zu drainieren. Die häufigste Anwendung der Drainagen erfolgt im Zusammenhang mit Operationen, bei denen der Brustkorb geöffnet werden muss. Im Stand der Technik sind diverse Thoraxdrainagevorrichtungen bekannt. Sie weisen, wie dies in Figur 1 dargestellt ist, üblicherweise eine mit einem Elektromotor betriebene Saugpumpe 1 oder ein Wandvakuum auf, welche bzw. welches über eine Saugleitung 2 mit einem Fluidsammelbehälter 3 verbunden ist und welche bzw. welches in diesem Fluidsammelbehälter 3 einen Unterdruck erzeugt. Vom Fluidsammelbehälter 3 führt ein Drainageschlauch 4 zur Pleurahöhle P, um Fluid aus der Pleurahöhle P in den Fluidsammelbehälter abzusaugen. In Figur 1 ist die Lunge mit dem Bezugszeichen L bezeichnet. US 5 738 656 offenbart eine Drainagevorrichtung mit einer Drainageleitung und einer Hilfsleitung, mittels welcher der Drainageschlauch gespült und der Absaugdruck kontrolliert werden kann. WO 2009/005424 beschreibt eine Drainagevorrichtung, bei welcher der Unterdruck im Fluidsammelbehälter mittels eines Sensors kontrolliert wird, wobei der Sensor in der zur Saugpumpe führenden Saugleitung angeordnet ist.
In WO 2012/162848 wird ein adaptiver Algorithmus für die Thoraxdrainagetherapie vorgeschlagen, wobei ein geeignetes Grössenmass für die Luftfistel bestimmt wird und das von der Saugpumpe erzeugte Vakuum in Abhängigkeit von diesem Grössenmass geregelt wird.
US 6 261 276 offenbart eine manuell betriebene Thoraxdrainagevorrichtung mit einem balgförmig ausgebildeten Fluidsammelbehälter. Dieser Balg dient als Vakuumpumpe und gleichzeitig als Indikator für den im Fluidsammelbehälter erzeugten Unterdruck. US 8 177 763 offenbart eine Drainagevorrichtung mit einer Vakuumkammer, welche mit einer Vakuumquelle verbunden ist, und mit einem Fluidsammelbehälter, welcher über eine hydrophobe Membran mit der Vakuumkammer in fluidkommunizierender Verbindung steht. Wird der Drainageschlauch bei Beendigung der Behandlung aus dem Pleuraspalt entfernt, besteht die Gefahr einer Überdehnung der Lunge, was zu einem Pneumothorax führen kann. Grund hierfür ist eine plötzliche Vergrösserung der Druckamplitude beim tiefen Einatmen, d.h. ein stark erhöhter Unterdruck im Pleuraspalt, welcher auch die Lunge überdehnt.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, die Gefahr einer übermässigen Überdehnung der Lunge bei Beendigung der Thoraxdrainage zu minimieren.
Diese Aufgabe lösen eine Thoraxdrainagevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, eine Kammer zur Verwendung in einer derartigen Thoraxdrainagevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 16 sowie ein Verfahren zur Thoraxdrainage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17.
Die erfindungsgemässe Thoraxdrainagevorrichtung zur Absaugung von Fluiden aus einem Pleuraspalt eines Patienten mittels Unterdruck weist einen Fluidsammelbehälter zum Sammeln der abgesaugten Fluide und einen Drainageschlauch zur Verbindung des Fluidsammelbehälters mit dem Pleuraspalt des Patienten auf. Der Fluidsammelbehälter ist mit einer Vakuumquelle verbindbar, um einen Unterdruck im Fluidsammelbehälter zu erzeugen. Die Thoraxdrainagevorrichtung weist eine einstellbare Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen während der Atmung des Patienten auf, wobei diese Einrichtung unabhängig von einer Saugleistung der Vakuumquelle einstellbar ist.
Dadurch ist es möglich, bei ansonsten unverändert bleibenden Drainageparametern den Patienten an die Beendigung der Drainage zu gewöhnen. Es ist dadurch möglich, bereits während der Thoraxdrainage immer grössere Druckdifferenzen bei der Atmung zuzulassen und die Lunge zu trainieren, damit sie grössere Ausdehnungen ohne Schaden bewältigen kann. Das Risiko einer Überdehnung der Lunge mit nachfolgendem Pneumothorax bei Beendigung der Drainage wird dadurch massiv reduziert.
Vorzugsweise ist die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Einrichtung zur Einstellung eines Luftrückflusses zum Pleuraspalt. Dadurch lässt sich die Härte bzw. Flexibilität des Thoraxsystems einstellen. Die Ausdehnung der Lunge und somit die Dämpfung der Druckdifferenzen im Pleuraspalt hängt dadurch von der möglichen Menge des Luftrückflusses in den Pleuraspalt ab.
Die Einstellung des Luftrückflusses kann manuell oder automatisch erfolgen. In einer Ausführungsform ist die automatische Einstellung nach Massgabe eines Sensorwertes regelbar. D.h. die Einstellung wird nicht während eines längeren Zeitraums, z.B. mehrere Stunden oder Tage, gleich gelassen. Sie wird vielmehr konstant geregelt, um auch plötzlich auftretende Druckdifferenzerhöhungen zu dämpfen, z.B. wenn sich der Patient überanstrengt oder ungewollt zu tief einatmet. Der Sensorwert ist vorzugsweise ein im Behälter, im Drainageschlauch oder im Pleuraspalt detektierter Druck.
Vorzugsweise befindet sich die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen zwischen Sekretsammelbehälter und Saugquelle oder im Gehäuse der Saugquelle oder im oder am Sekretsammelbehälter oder im oder am Drainageschlauch. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer auf, deren Steifigkeit einstellbar ist. Unter Einstellbarkeit der Steifigkeit ist hier die Steifigkeit der Wände, die Änderung des für die Luftrückführung zur Verfügung stehenden Volumens und auch die Zuführung externer Luft in die Kammer gemeint. Dies wird nachfolgend anhand einiger bevorzugter Ausführungsformen erläutert.
In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen weist die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung auf. In einer Ausführungsform ist die Kammer von steifen Wänden gebildet mit Ausnahme einer in einer Wand der Kammer eingelassenen flexiblen Membran, wobei die Flexibilität der Membran einstellbar ist. Die Membran kann federbelastet sein, was eine zu starke Ausdehnung der Membran vermeidet. In einer weiteren Ausführungsform ist die Kammer von steifen Wänden gebildet mit Ausnahme eines einen Teil einer Wand bildenden federbelasteten Kolbens, dessen Position relativ zum Innenraum einstellbar ist. In einer anderen Ausführungsform ist die Kammer von steifen Wänden gebildet, wobei in der Kammer ein Einsatzbehälter angeordnet ist, welcher von aussen mit einem inkompressiblen Fluid befüllbar ist, um das Volumen des Innenraums einstellbar zu begrenzen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kammer von steifen Wänden gebildet mit Ausnahme eines einen Teil einer Wand bildenden flexiblen Balgs mit einem zum Innenraum der Kammer hin offenen Innenraum, wobei das Volumen des Innenraums des Balgs einstellbar ist.
In einer anderen Ausführungsform ist eine erste Kammer mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung vorhanden, wobei die erste Kammer von steifen Wänden gebildet ist, wobei eine Wand eine verschliessbare erste Luftaustauschöffnung aufweist. Diese dient zur Verbindung mit einer zweiten Kammer, welche bis auf eine zweite Luftaustauschöffnung geschlossen ausgebildet ist, wobei die erste Kammer mit der zweiten Kammer über die zwei Luftaustauschöffnungen in luftkommunizierende Verbindung bringbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kammer von steifen Wänden gebildet, wobei die Kammer eine Einfüllöffnung aufweist, welche von einer allfälligen mit der Saugquelle in Verbindung stehenden Saugöffnung unabhängig ist und durch welche zwecks Einstellung der Dämpfung der Atmung Luft in die Kammer einblasbar und abpumpbar ist.
In einer anderen Ausführungsform ist die Kammer von steifen Wänden gebildet, wobei die Kammer ein nach aussen führendes Ventil aufweist, welches sich nach Massgabe eines detektierten Unterdrucks nach aussen öffnet.
Vorzugsweise ist die Kammer bzw. die erste Kammer durch den Fluidsammelbehälter gebildet. Sie ist alternativ in oder an diesem angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann sie auch über eine Abzweigungsleitung mit dem Drainageschlauch verbunden sein oder zwischen Saugquelle und Fluidsammelbehälter angeordnet sein.
Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Lunge mit damit verbundener
Thoraxdrainagevorrichtung gemäss dem Stand der Technik;
Figur 2a eine schematische Darstellung einer Lunge während einer Ausatmung bei bestehender Thoraxdrainage;
Figur 2b die Änderung des Unterdrucks im Pleuraspalt während der Ausatmung gemäss Figur 2a;
Figur 3 a eine schematische Darstellung einer Lunge während einer Einatmung bei bestehender Thoraxdrainage;
Figur 3 b die Änderung des Unterdrucks im Pleuraspalt während der Einatmung gemäss Figur 3 a;
Figur 4a eine schematische Darstellung einer Lunge während einer Ausatmung ohne
Thoraxdrainage ;
Figur 4b die Änderung des Unterdrucks im Pleuraspalt während der Ausatmung gemäss Figur 4a;
Figur 5 a eine schematische Darstellung einer Lunge während einer Einatmung bei bestehender Thoraxdrainage;
Figur 5b die Änderung des Unterdrucks im Pleuraspalt während der Einatmung gemäss Figur 5 a;
Figur 6a eine schematische Darstellung einer Lunge während einer Thoraxdrainage gemäss dem Stand der Technik;
Figur 6b eine schematische Darstellung des Drucks im Pleuraspalt während der Thoraxdrainage gemäss Figur 6a in Funktion der Zeit; eine schematische Darstellung der Lunge gemäss Figur 6a nach Beendigung der Thoraxdrainage gemäss dem Stand der Technik;
eine schematische Darstellung des Drucks im Pleuraspalt nach Beendigung der Thoraxdrainage gemäss Figur 7a in Funktion der Zeit; eine schematische Darstellung einer Lunge mit einer damit verbundenen erfmdungsgemässen Thoraxdrainagevorrichtung in einer ersten Ausführungsform; eine schematische Darstellung einer Lunge während einer Thoraxdrainage mit einem erfmdungsgemässen Fluidsammelbehälter;
eine schematische Darstellung des Drucks im Pleuraspalt während der erfmdungsgemässen Thoraxdrainage gemäss Figur 9a in Funktion der Zeit; eine schematische Darstellung einer Lunge nach Beendigung einer Thoraxdrainage mit einem erfmdungsgemässen Fluidsammelbehälter;
eine schematische Darstellung des Drucks im Pleuraspalt nach Beendigung der erfmdungsgemässen Thoraxdrainage gemäss Figur 10a in Funktion der Zeit; eine schematische Darstellung eines erfmdungsgemässen Fluidsammel- behälters in einer ersten Ausführungsform; eine schematische Darstellung eines erfmdungsgemässen Fluidsammel- behälters in einer zweiten Ausführungsform; eine schematische Darstellung eines erfmdungsgemässen Fluidsammel- behälters in einer dritten Ausfülirungsform;
Figur 14 eine schematische Darstellung eines erfmdungsgemässen Fluidsarnmel- behälters in einer vierten Ausführungsform; eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fluidsarnmel- behälters in einer fünften Ausführungsform; eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fluidsammel- behälters in einer sechsten Ausführungsform; eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fluidsammel- behälters in einer siebten Ausführungsform; eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fluidsammel- behälters in einer achten Ausrührungsform; eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fluidsammel- behälters in einer neunten Ausführungsform; eine schematische Darstellung des Drucks im Pleuraspalt während der erfindungsgemässen Thoraxdrainage bei Verwendung eines der Fluidsammelbehälter gemäss den Figuren 18 und 19 in Funktion der Zeit; eine schematische Darstellung eines erfindungsgemässen Fluidsammel- behälters in einer zehnten Ausführungsform; eine schematische Darstellung des Drucks im Pleuraspalt während der erfindungsgemässen Thoraxdrainage bei Verwendung des Fluidsammel- behälters gemäss Figur 21 in Funktion der Zeit; eine schematische Darstellung einer Lunge mit einer damit verbundenen erfindungsgemässen Thoraxdrainagevorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
eine zur Figur 23a alternative Ausführungsform;
Figur 24a eine schematische Darstellung einer Lunge mit einer damit verbundenen erfindungsgemässen Thoraxdrainagevorrichtung in einer dritten Ausführungsform und
Figur 24b eine konkretere Darstellung einer Variante gemäss der Ausführungsform nach Figur 24a.
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Figur 1 zeigt, wie oben bereits erwähnt, eine Lunge während einer Thoraxdrainage. In Figur 2a ist die Situation während des Ausatmens dargestellt. Dabei sind in dieser und den nachfolgenden Figuren aus Gründen der Einfachheit nur noch der Drainageschlauch 4 und der Fluidsammelbehälter 3, nicht jedoch die Vakuumpumpe dargestellt. Diese ist jedoch selbstverständlich während der Drainage mit dem Fluidsammelbehälter 3 über die Saugleitung (hier nur mit einer einfachen Öffnung 2 dargestellt) verbunden.
Während des Ausatmens verkleinert sich die Lunge L, wie dies schematisch durch den Doppelpfeil in Figur 2a dargestellt ist. Der Doppelpfeil visualisiert die Dehnung der Lunge. Der Absolutdruck im Pleuraspalt verringert sich, d.h. die relative Druckdifferenz zum Atmosphärendruck wird geringer. Dies ist in Figur 2b mit dem Pfeil O dargestellt. Beim Ausatmen steigt der im Pleuraspalt herrschende Unterdruck in Richtung Atmosphärendruck an. In diesem Beispiel erreicht er -0.5 kPa.
Atmet der Patient nun während der Thoraxdrainage ein, so dehnt sich die Lunge L aus. Dies ist in Figur 3 a dargestellt. Das Volumen im Pleuraspalt wird ebenfalls grösser und zieht aufgrund der dadurch grösseren Druckdifferenz zum Atmosphärendruck, d.h. aufgrund des grösseren absoluten Unterdruckwerts, Luft aus dem Fluidsammelbehälter 3 in den Pleuraspalt. Dies in Figur 3 a mit dem rechteckigen Balken und der Bezugsziffer V dargestellt. Der negative Druckwert beim Einatmen ist in Figur 3b mit einem Pfeil I bezeichnet. Er beträgt in diesem Beispiel -2.5 kPa.
Ist der Drainageschlauch 4 abgeklemmt, wird die Saugpumpe abgeschaltet oder die gesamte Drainagevorrichtung entfernt, so bildet die Lunge mit dem Pleuraspalt wieder ein alleinstehendes System, wie dies in Figur 4a dargestellt ist. In Figur 4b zeigt Pfeil O wiederum auf den Druckwert während des Ausatmens. Der Wert beträgt in diesem Beispiel unverändert -0.5 kPa. In Figur 5a ist die Situation beim Einatmen ohne Verbindung mit der Thoraxdrainage dargestellt. Da keine Luft vom Behälter in den Pleuraspalt hineingezogen werden kann, steigt der absolute Unterdruckwert im Pleuraspalt P stärker an. In diesem Beispiel auf -5.5 kPa. Die gestrichelt dargestellt Kurve in Figur 5b zeigt die Ausdehnung während der Thoraxdrainage. Die Lunge L kann sich ohne die Thoraxdrainage somit stärker ausdehnen. Die Gefahr einer Überdehnung der Lunge und somit eines Pneumothorax entsteht. Die Figuren 6a und 6b zeigen nochmals die Situation während der Thoraxdrainage, die Figuren 7a und 7b nach Beendigung der Thoraxdrainage. In Figur 7a ist ein Manometer M dargestellt, mit welchem der Druck im Pleuraspalt gemessen wird. Δρ bezeichnet dabei den Druckunterschied zwischen Einatmen und Ausatmen. Dabei steht p in dieser und analogen Darstellung für den Druck im Pleuraspalt und t für die Zeit.
Wie im Vergleich der Figuren 6b und 7b erkennbar ist, erfolgt die Erhöhung der Druckdifferenz nach Beendigung oder Unterbrücken der Drainage abrupt und unmittelbar.
Diese Situation soll nun mit der erfindungsgemässen Thoraxdrainagevorrichtung vermieden werden. Figur 8 zeigt deshalb eine erfindungsgemässe Thoraxdrainagevorrichtung gemäss einer ersten Ausführungsform. Diese Vorrichtung weist ebenfalls eine Saugeinrichtung, vorzugsweise eine Saug- oder Vakuumpumpe 1 auf, welche über eine Saugleitung mit einem Fluidsammelbehälter 3 verbunden ist. Vom Fluidsammelbehälter 3 führt ein Drainageschlauch 4 zum Pleuraspalt P eines Patienten. Anstelle einer motorisch betriebenen Vakuumpumpe 1 kann der Fluidsammelbehälter 3 auch an ein hausinternes Vakuumsystem des Spitals angeschlossen sein.
Der Fluidsammelbehälter 3 ist steif ausgebildet. Er kann aus einer oder mehreren Kammern bestehen. Die mindestens eine Kammer kann mit Rippen versehen sein, um ein Herumschwappen der abgesaugten Flüssigkeit zu begrenzen. Der Fluidsammelbehälter 3 weist eine Drainageöffnung 30 zur Verbindung mit dem Drainageschlauch 4 auf. Er weist ferner eine Saugöffnung 2 zur Verbindung mit der Saugpumpe 1 auf. Die Saugöffnung 2 ist vorzugsweise mit einem Rückschlagventil und/oder einem Bakterienfilter versehen, um die Saugpumpe 1 vor Verunreinigungen zu schützen. Derartige Behälter sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Der Fluidsammelbehälter 3 gemäss der Erfindung kann auch kleiner sein als im Stand der Technik dargelegt. Erfmdungsgemäss ist dieser an sich starr und mit unveränderbarem Innenvolumen ausgebildete Fluidsammelbehälter 2 mit einer Einrichtung 5 versehen, mit welcher die Härte des Fluidsammelbehälters 2 eingestellt werden kann. Dabei ist das System kurz nach der Operation bzw. bei Beginn der Drainage weich eingestellt und wird gegen Ende der Drainage immer härter und steifer, damit die Lunge sich an grössere Ausdehnungen gewöhnen kann.
Die Einrichtung umfasst eine an sich geschlossene Kammer mit einer zum Patienten führenden Öffnung. In der Ausführungsform gemäss Figur 9a weist diese Einrichtung 5 eine Membran 50 auf, welche einen Teil der Aussenwand des Fluidsammelbehälters 3 bildet. Der Fluidsammelbehälter bildet somit die oben genannte Kammer. Diese Membran 50 ist fluiddicht, insbesondere luftdicht, ausgebildet. Sie lässt sich mittels einer Feder 51 dehnen, wodurch sich ihre Härte, d.h. ihre eigene Federkraft, einstellen lässt. In Figur 9a sind drei Positionen 1, 2, 3 der Feder 51 und somit der Membran 50 schematisch dargestellt. In Figur 9b ist ersichtlich, wie sich der Druckverlauf im Pleuraspalt in Abhängigkeit dieser Federeinstellung ändert. Ist am Tag 1 die Feder 51 in der Position 3, so ist die Membran 50 kaum gedehnt und sehr weich. Der Fluidsammelbehälter 3 ändert bei erhöhter Druckdifferenz dank der flexiblen Membran 50 das Volumen, so dass genügend Luft in den Pleuraspalt P gelangen kann und eine Überdehnung der Lunge L verhindert wird.
Am zweiten Tag wird die Membran 50 etwas steifer gemacht, indem sie mehr gespannt wird, beispielsweise bis zur Position 2. Das Drainagesystem wird dadurch insgesamt härter bzw. steifer, da die Volumenänderung des Fluidsammelbehälters 3 begrenzt wird. Beim Einatmen gelangt nun weniger Luft vom Fluidsammelbehälter 3 in den Pleuraspalt P. Der Unterdruck im Pleuraspalt P kann sich vergrössern. Dies ist in Figur 9b in dem mit„Tag 2" bezeichneten Bereich erkennbar. Die Lunge L kann sich somit etwas mehr ausdehnen. Am dritten Tag wird die Membran 50 noch mehr gespannt und versteift, indem die Feder 51 in die Position 1 gemäss Figur 9a gebracht wird. Der absolute Unterdruckwert im Pleuraspalt P kann sich noch stärker erhöhen, wie dies in Figur 9b im Bereich„Tag 3" erkennbar ist. Somit können die Druckverhältnisse im Pleuraspalt P und die Ausdehnung der Lunge L sukzessive an einen Zustand nach Beendigung der Thoraxdrainage überfuhrt werden, ohne dass abrupte Änderungen in der Druckdifferenz erhalten werden. Die Situation nach Beendigung der Thoraxdrainage ist in den Figuren 10a und 10b dargestellt. Wie erkennbar ist, ist Δρ2 gleich oder annähernd gleich Δρι.
Erfindungsgemäss wird somit die Belastung der Lunge L schrittweise erhöht bis die Drainage entfernt wird. Die Erhöhung kann, wie in diesem Beispiel beschrieben, täglich erfolgen. Sie kann jedoch auch in anderen Zeitabständen erfolgen und/oder von Phasen der Belastungsreduktion unterbrochen sein. Dies wird nach Massgabe des Heilungsvorgangs des individuellen Patienten durch das behandelnde medizinische Personal entschieden. Erfindungsgemäss wird vermieden, dass bei Beendigung und Entfernung der Drainage eine plötzliche Überdehnung der Lunge L erfolgen kann.
In Figur 11 ist die erwähnte erste Ausführungsform des erfindungsgemässen Fluidsammelbehälters 3 dargestellt. Die Bezugsziffer 30 bezeichnet die Öffnung zur Verbindung mit dem Drainageschlauch 4, die Bezugsziffer 2 die Saugöffnung zur Verbindung mit der Saugpumpe 1 bzw. der Saugleitung. In einer Wand 31 des ansonsten steif und mit unveränderbarem Innenvolumen ausgebildeten Fluidsammelbehälters 3 ist die Membran 50 befestigt. Die Membran 50 kann rechteckig, dreieckig, rund, oval oder in einer anderen Form ausgebildet sein. Sie ist fluiddicht ausgebildet. Vorzugsweise besteht sie aus Silikon.
Die Membran 50 ist hier entlang ihres äusseren Umfangs in der Wand 31 gehalten und fixiert. Sie kann beispielweise geklebt, verschweisst oder einstückig mit dieser im Mehrspritzgussverfahren hergestellt sein. Die Feder 51 ist vorzugsweise fest mit der Membran 50 verbunden und über einen verschiebbaren Anker 52 einstellbar. Der Anker 52 ist in seiner Stellung relativ zum Behälter 3 fixierbar und relativ zur Oberfläche der Membran 50 verschiebbar. Dies ist in der Figur mit dem Doppelpfeil dargestellt. Dies gilt auch für die nachfolgenden Beispiele, welche einen Anker oder eine andere Fixierung aufweisen.
Der Anker 52 kann beispielsweise als Schieber oder Drehknopf ausgebildet bzw. mit einem derartigen Bedienungselement verbunden sein. Er ist beispielsweise ein Teil eines am Behälter angeordneten Zusatzkörpers. Ein derartiger Zusatzkörper ist in Figur 8 mit der Bezugsziffer 5 versehen.
Die mit gestrichelter Linie dargestellte Membran 50 in Figur 11 zeigt die Position der Membran beim Einatmen, die mit durchgezogenen Linien dargestellte Membran 50 die Position beim Ausatmen.
In Figur 12 ist eine zweite Ausführungsform dargestellt. Hier ist die Membran 50 über einen starren Verbindungsstab 520 mit dem in Richtung senkrecht zur Membranoberfläche verstellbaren Anker 52 verbunden. Auch hier lässt sich die Membran 50 in verschiedenen gedehnten Positionen fixieren, um ihre Federkraft und Härte bzw. Flexibilität einzustellen. Je weiter die Membran 50 vom Behälter 3 weggezogen und gedehnt ist, umso härter ist das Gesamtsystem. Die gestrichelt dargestellte Membran zeigt wiederum ihre Position beim Einatmen, die mit durchgezogenen Linien dargestellte Membran 50 zeigt die Position beim Ausatmen.
In Figur 13 ist eine dritte Ausführungsform dargestellt. Die Membran 50 ist hier parallel zu ihrer Oberfläche einstellbar; d.h. sie wird parallel zu ihrer Oberfläche gespannt bzw. entspannt. Dies ist mit dem Doppelpfeil dargestellt. Auch dies lässt sich über Betätigungsmittel wie beispielsweise einen Schieber oder einen Drehknopf ermöglichen. Hier gilt dasselbe, je mehr die Membran gedehnt ist, umso härter bzw. steifer ist das Gesamtsystem. Die gestrichelt dargestellte Membran zeigt wiederum die Situation beim Einatmen.
In der Ausführungsform gemäss Figur 14 ist ein Befestigungselement 32, mit welchem die Membran 50 in der Wand 31 des Behälters 3 gehalten ist, verschiebbar, so dass die Membran 50 unterschiedlich stark gedehnt ist. Das Befestigungselement 32 kann wie hier dargestellt als Schieber oder Schlitten ausgebildet sein. Es kann sich auch beispielsweise in Form einer Blende öffnen und schliessen lassen. Im Übrigen gilt dasselbe wie bei der Ausführungsform gemäss Figur 13.
In der Ausführungsform gemäss Figur 15 ist ein Teil einer Wand 31 des Behälters 3 starr aber verschiebbar ausgebildet. Dieser Teil bildet einen Kolben 54, welcher in einem zur Atmosphäre hin offenen Kolbengehäuse 55 gehalten ist. Der Kolben 54 ist nach aussen abgedichtet. Hier ist beispielsweise nach ein Dichtring 56 auf der Aussenseite des Kolbens 54 angeordnet. Dieser Kolben 54 ist wiederum über die Feder 51 mit einem verstellbaren Anker 52 verbunden. Die Verschiebbarkeit des Kolbens 54 und somit die Härte bzw. Flexibilität des Behälters 3 lässt sich wiederum durch die Stellung des Ankers 52 einstellen. Die Feder 51 ermöglicht hier die Flexibilität des Behälters 3 beim Ein- und Ausatmen. D.h. der Kolben 54 bewegt sich in Richtung Innenraum des Behälters 3, wenn beim Einatmen die Saugkraft des Vakuums im Innenraum grösser ist als die Federkraft. Die Stellung des Ankers 52 beeinflusst die Härte des Systems. Die bisher beschriebenen Ausführungsformen lassen sich am Behälter 3 anordnen. Sie lassen sich auch in einem separaten Zwischenbehälter zwischen Behälter 3 und Drainageschlauch 4 oder zwischen Saugpumpe 1 und Behälter 3 ausbilden.
In den Ausführungsformen gemäss den Figuren 16 und 17 wird die Systemhärte der Drainagevorrichtung ebenfalls durch Veränderung des Behältervolumens erzeugt, jedoch ohne den Fluidsammelbehälter 3 selber teilweise flexibel auszugestalten.
Im Fluidsammelbehälter 3 gemäss Figur 16 ist ein flexibler Einsatzbehälter 57 angeordnet. Er kann z.B. ein Beutel sein. Dieser Einsatzbehälter ist über eine Einfüllöffnung 571 mit der Aussenseite des Fluidsammelbehälters 3 verbunden. Die Einfüllöffnung 571 ist mit einem Verschluss 570 verschliessbar. In diesen Einsatzbehälter 57 lässt sich ein inkompressibles Fluid, z.B. Wasser, in vorbestimmter Menge einfüllen, damit der Einsatzbehälter 57 ein vordefiniertes Volumen innerhalb des Fluidsammelbehälters 3 einnimmt. Dadurch wird das für den Druckausgleich mit dem Pleuraspalt zur Verfügung stehende Luftvolumen des Fluidsammelbehälters 3 kleiner und das System wird härter. Bei zunehmender Heilung wird der Einsatzbehälter 57 mehr gefüllt, um die Lunge auf die Beendigung der Drainage vorzubereiten. In der Ausführungsform gemäss Figur 16 weist der Fluidsammelbehälter 3 eine innere Trennwand 33 auf, welche den Einsatzbehälter 57 vom restlichen Innenraum abgrenzt. Dabei ist ein Luftaustausch zwischen den Teilbereichen im Innern des Fluidsammelbehälters 3 nach wie vor möglich. Diese Trennwand 33 ist optional. Der Einsatzbehälter 57 kann auch in einem anderem oder dem einzigen Innenraum des Fluidsammelbehälters 3 angeordnet sein.
In der Ausführungsform gemäss Figur 17 ist ein Erweiterungsbehälter 58 vorhanden, welcher über eine Luftaustauschöffnung 34 mit dem Fluidsammelbehälter 3 verbunden ist. Vorzugsweise lässt sich der Erweiterungsbehälter 58 auf den Fluidsammelbehälter 3 aufstecken oder anderweitig an ihm befestigen. Der Erweiterungsbehälter 58 kann wie der Fluidsammelbehälter 3 steif und starr ausgebildet sein. Vorzugsweise ist er jedoch flexibel ausgebildet, so dass sich sein Volumen dem im Innern der Behälter herrschenden Unterdruck mindestens teilweise anpasst. Zu Beginn der Drainage ist ein derartiger Erweiterungsbehälter vorhanden. Er kann im Verlauf der Drainage durch einen kleineren Erweiterungsbehälter ersetzt werden. Zum Schluss der Drainage wird vorzugsweise nur noch der Fluidsammelbehälter 3 verwendet, wobei die Luftaustauschöffnung 34 dann luftdicht verschlossen wird. In den Figuren 18 und 19 sind Ausführungsformen dargestellt, welche eine schnelle aktive Regulierung des Unterdrucks im Pleuraspalt ermöglichen. Am Fluidsammelbehälter 3 gemäss Figur 18 ist ein Balg 59 angeordnet, welcher gegenüber dem Innenraum des Fluidsammelbehälters 3 offen und gegenüber der Umwelt geschlossen ausgebildet ist. Dieser Balg 59 weist eine steife Wand 590 auf, welche sich mittels eines Ankers 52 zum Innenraum des Behälters 3 hin und von diesem weg bewegen lässt. Dadurch lässt sich das Innenvolumen des Balgs 59 verändern. Die Bewegung des Ankers 52 und des Balgs 59 kann manuell erfolgen, wobei die Wand 590 je nach Heilungsstadium in einem unterschiedlichen Abstand zum Innenraum fixiert ist und so die Härte des Drainagesystems eingestellt ist. Je näher die Wand 590 beim Fluidsammelbehälter 3 liegt und somit je kleiner das Innenvolumen des Balgs 59 ist, umso härter ist das Gesamtsystem.
Eine aktive Regulierung lässt sich erreichen, indem der Anker mit einem Elektromotor verbunden ist und über eine Steuerung bewegt wird. Dabei kann er in Abhängigkeit des Heilungsprozesses an eine feste Position gebracht werden und dort über mehrere Stunden so verbleiben. Vorzugsweise wird jedoch der Druck im Drainageschlauch oder einer dazu parallelen Hilfsleitung oder im Fluidsammelbehälter überwacht. Der erhaltene Sensorwert gib Auskunft über die Druckänderung. Der Anker wird nach Massgabe dieser überwachten Druckänderung bewegt. D.h. wird zu stark eingeatmet und ist eine Druckdifferenzspitze zu erwarten, so wird die Wand 590 zum Behälter 3 hin bewegt und der Balg 59 verkleinert. Luft wird vom Fluidsammelbehälter 3 zum Pleuraspalt P gefördert. Dies ist in der Figur 18 mit gestrichelten Linien dargestellt. Dadurch lassen sich die in Figur 20 gestrichelt dargestellten Druckdifferenzspitzen beim Einatmen reduzieren bzw. gezielt herbeiführen, wie dies im Vergleich mit der mit durchgehender Linie dargestellten stärker gedämpften Druckveiiaufskurve erkennbar ist.
Dasselbe Resultat gemäss Figur 20 lässt sich auch mit der Ausführungsform gemäss Figur 19 erreichen. Hier ist wiederum ein flexibler Einsatzbehälter 57, hier ein Ballon, im Fluidsammelbehälter 3 angeordnet. Der Einsatzbehälter 57 weist eine nach aussen weisende Öffnung 571 auf, wobei diese in diesem Fall mit einem nicht dargestellten Ventil versehen ist. Durch diese Öffnung 571 wird Luft in den Einsatzbehälter 57 eingeblasen und abgesaugt, vorzugsweise ebenfalls nach Massgabe einer gemessenen Druckänderung und vorzugsweise pneumatisch. Die Luft wird bei zu tiefem Einatmen eingeblasen und bei Normalisierung der Situation, d.h. bei wieder flacher Atmung falls notwendig wieder abgesaugt. Durch Wahl der abgesaugten oder eingeblasenen Luftmenge lassen sich auch Druckdifferenzspitzen herbeiführen.
Ein Einsatzbehälter 57 ist nicht zwingend notwendig. Die Luft kann auch direkt in den Fluidsammelbehälter 3 eingeblasen und aus diesem abgesaugt werden.
In der Ausführungsform gemäss Figur 21 ist ein manuell oder elektronisch betätigbares Ventil 53 vorhanden, welches sich bei einem vordefinierten Grenzdruck im Innenraum des Fluidsammelbehälters 3 öffnet. Dadurch kann Luft von aussen in den Fluidsammelbehälter 3 strömen und die Druckdifferenz in Bezug auf die Atmosphäre reduzieren. Mit zunehmender Heilung der Lunge wird der Grenzdruck anders eingestellt, so dass das Ventil 53 erst bei einer grösseren Druckdifferenz öffnet. So kann das Ventil 53 zum Beispiel am ersten Tag bei einem im Behälter 3 herrschenden Unterdruck von -2 kPa öffnen, am zweiten Tag bei -4 kPa und am dritten Tag bei -6 kPa. In Figur 22 ist der Druckverlauf im Pleuraspalt beim Ein- und Ausatmen dargestellt, welche das Ergebnis einer derartigen Ventileinstellung widerspiegelt. Die oben beschriebenen statischen Ausführungsformen gemäss den Figuren 11 bis 15 sowie 21 lassen sich analog ebenfalls automatisch betätigen. Sie lassen sich auch mit einer Steuerung versehen, um nach Massgabe von Druckmesswerten eine automatische aktive Regulierung der Härte des Drainagesystems zu erzielen, um das Resultat gemäss Figur 20 zu erhalten.
Diese aktive Regelung ist nicht nur in Vorbereitung einer Beendigung der Thoraxdrainage vorteilhaft. Sie dient auch dazu, abrupte Spitzen bei einem unbeabsichtigten zu tiefen Einatmen generell zu verhindern und das Risiko eines unvorbereiteten Unterbruchs der Drainage, z.B. beim Abklemmen des Drainageschlauchs oder beim unbeabsichtigten Unterbruch der Saugpumpe, zu vermeiden. Droht eine Druckdifferenzspitze beim Einatmen, so wird das Gesamtsystem weicher gemacht, um die Druckdifferenzspitze im Pleuraspalt zu glätten und die übermässige Lungenausdehnung zu verhindern.
Die oben beschriebenen Beispiele betreffen Veränderungen im oder am Fluidsammelbehälter 3. Dieselben Änderungen lassen sich auch im Gehäuse der Saugpumpe 1 anbringen: d.h. es lassen sich zum Beispiel Druckausgleichsbehälter 6 oder Ventile am Saugschlauch 2 oder am Vakuumanschluss der Saugpumpe 1 anbringen, wobei der Druckausgleichsbehälter 6 mit den oben beschriebenen Membranen, Einsatzbehältern oder Balgen versehen sein kann. Dies ist in Figur 23 a dargestellt. Des Weiteren lassen sich derartige Einrichtungen 5 zur Dämpfung von Druckdifferenzen auch in einem Gehäuse 10 der Saugpumpe 1 anordnen, wobei die Verbindung mit dem Fluidsammelbehälter 3 über die Säugöffnung, oder wie in Figur 23b dargestellt, über eine zusätzliche Öffnung des Fluidsammelbehälters 3 erfolgt. Es bestehen zudem auch noch andere Anordnungsmöglichkeiten. Gleiche Teile sind in Figur 23b mit gleichen Bezugsziffern wie bisher bezeichnet.
Ebenso kann der Drainageschlauch 4 mit einer Abzweigungsleitung 7 versehen sein, welcher zu einem derartigen Ausgleichsbehälter 6 oder Ventil führt. Dies ist in Figur 24a dargestellt. Eine konkrete Anordnung in einem Gehäuse 10 einer Pumpe 1 ist in Figur 24b gezeigt, wobei die Einrichtung 5 zur Dämpfung dargestellt ist, nicht jedoch ein diese umgebendes Gehäuse 6. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern dargestellt. Die hier beschriebenen Beispiele funktionieren auch mit geregelten Saugpumpen, welche den Unterdruck im Drainagesystem überwachen und regeln. Beispielsweise kann dieser Unterdruck in der Kavität, d.h. im Pleuraspalt, im Drainageschlauch, in einer Hilfsleitung oder im Fluidsammelbehälter überwacht werden. Grund hierfür ist, dass die mittels der Saugpumpe erfolgenden Regelungen zu langsam sind, um die Druckänderungen zwischen Einatmen und Ausatmen auszugleichen. Die erfmdungsgemässe einstellbare Härte des Systems ermöglicht jedoch statische und dynamische Kompensationen, welche genügend schnell sind, um die Lunge so zu trainieren, dass beim Beenden der Drainage keine abrupten Differenzdrücke entstehen und die Lunge somit geschont wird. Das erfmdungsgemässe System verhindert ein abruptes Ausdehnen der Lunge und ermöglicht so ein optimales Training der Lunge für den Zeitpunkt der Beendigung einer Thoraxdrainage.
BEZUGSZEICHENLISTE Saugpumpe 53 Ventil
Gehäuse 54 Kolben
55 Kolbengehäuse
Saugöffnung 56 Dichtring
57 Einsatzbehälter
Fluidsammelbehälter 570 Verschluss
Drainageöffnung 571 Einfüllöffnung
Wand 58 Erweiterungsbehälter Befestigungselement 59 Balg
Trennwand 590 Wand
Luftaustauschöffnung
Druckausgleichsbehälter Drainageschlauch
Abzweigungsleitung Einrichtung zur Einstellung
der Härte einer L Lunge
Thoraxdrainagevorrichtung P Pleuraspalt
Membran O Druck beim Ausatmen Feder I Druck beim Einatmen Anker M Manometer
Verbindungsstab

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Thoraxdrainagevorrichtung zur Absaugung von Fluiden aus einem Pleuraspalt eines Patienten mittels Unterdruck,
wobei die Thoraxdrainagevorrichtung einen Fluidsammelbehälter (3) zum Sammeln der abgesaugten Fluide und einen Drainageschlauch (4) zur Verbindung des Fluidsammelbehälters (3) mit dem Pleuraspalt (P) des Patienten aufweist,
wobei der Fluidsammelbehälter (3) mit einer Vakuumquelle (1) verbindbar ist, um einen Unterdruck im Fluidsammelbehälter (3) zu erzeugen,
dadurch gekennzeichnet, dass die Thoraxdrainagevorrichtung eine einstellbare Einrichtung (5) zur Dämpfung von Druckdifferenzen während der Atmung des Patienten aufweist, wobei diese Einrichtung (5) unabhängig von einer Saugleistung der Vakuumquelle (1) einstellbar ist.
2. Thoraxdrainagevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (5) zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Einrichtung zur Einstellung eines Luftrückflusses zum Pleuraraum ist.
3. Thoraxdrainagevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung (5) zur Einstellung des Luftrückflusses manuell oder automatisch einstellbar ist.
4. Thoraxdrainagevorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Einrichtung zur Einstellung des Luftrückflusses automatisch einstellbar ist und die Einstellung nach Massgabe eines Sensorwertes regelt.
5. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einrichtung (5) zur Dämpfung von Druckdifferenzen zwischen Sekretsammelbehälter (3) und Saugquelle (1) oder im Gehäuse (10) der Saugquelle (1), oder im oder am Sekretsammelbehälter (3) oder im oder am Drainageschlauch (4) angeordnet ist.
6. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer (3, 6) aufweist, deren Steifigkeit einstellbar ist.
7. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer (3, 6) mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung (30) aufweist, wobei die Kammer (3, 6) von steifen Wänden gebildet ist mit Ausnahme einer in einer Wand (31) der Kammer (3, 6) eingelassenen flexiblen Membran (50), und wobei die Flexibilität der Membran (50) einstellbar ist.
8. Thoraxdrainagevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Membran (5) federbelastet ist.
9. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer (3, 6) mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung (30) aufweist, wobei die Kammer (3, 6) von steifen Wänden gebildet ist mit Ausnahme eines einen Teil einer Wand (31) bildenden federbelasteten Kolben (54), dessen Position relativ zum Innenraum einstellbar ist.
10. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer (3, 6) mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung (30) aufweist, wobei die Kammer (3, 6) von steifen Wänden gebildet ist und wobei in der Kammer (3, 6) ein Einsatzbehälter (57) angeordnet ist, welcher von aussen mit einem inkompressiblen Fluid befüllbar ist, um das Volumen des Innenraums einstellbar zu begrenzen.
11. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer (3, 6) mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung (30) aufweist, wobei die Kammer (3, 6) von steifen Wänden gebildet ist mit Ausnahme eines einen Teil einer Wand (31) bildenden flexiblen Balgs (59) mit einem zum Innenraum der Kammer (3, 6) hin offenen Innenraum, wobei das Volumen des Innenraums des Balgs (59) einstellbar ist.
12. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine erste Kammer (3, 6) mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung (30) aufweist, wobei die erste Kammer (3, 6) von steifen Wänden gebildet ist, wobei eine Wand (31) eine verschliessbare erste Luftaustauschöffnung (34) aufweist zur Verbindung mit einer zweiten Kammer (58), welche bis auf eine zweite Luftaustauschöffnung geschlossen ausgebildet ist, wobei die erste Kammer (3, 6) mit der zweiten Kammer (58) über die zwei Luftaustauschöffnungen in luftkommunizierende Verbindung bringbar ist.
13. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer (3, 6) mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung (30) aufweist, wobei die Kammer (3, 6) von steifen Wänden gebildet ist und wobei die Kammer (3, 6) eine Einfüllöffnung (571) aufweist, welche von einer allfälligen mit der Saugquelle (1) in Verbindung stehenden Saugöffnung (2) unabhängig ist und durch welche zwecks Einstellung der Dämpfung der Atmung Luft in die Kammer (3, 6) einblasbar und abpumpbar ist.
14. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Einrichtung zur Dämpfung von Druckdifferenzen eine Kammer (3, 6) mit einem Innenraum und mit einer zum Patienten führenden Öffnung (30) aufweist, wobei die Kammer (3, 6) von steifen Wänden gebildet ist und wobei die Kammer (3, 6) ein nach aussen führendes Ventil (53) aufweist, welches sich nach Massgabe eines detektierten Unterdrucks nach aussen öffnet.
15. Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14, wobei diese Kammer durch den Fluidsammelbehälter (3) gebildet ist oder im oder am Fluidsammelbehälter (3) angeordnet ist oder über eine Abzweigungsleitung (7) mit dem Drainageschlauch (4) verbunden ist oder zwischen Saugquelle (1) und Fluidsammelbehälter (3) angeordnet ist.
16. Kammer zur Verwendung in einer Thoraxdrainagevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Kammer (3, 6) nach einem der Ansprüche 6 bis 15 ausgebildet ist.
17. Verfahren zur Thoraxdrainage wobei mittels Unterdruck Fluid aus einem Pleuraspalt eines Patienten in einen Fluidsammelbehälter (3) abgesaugt wird, wobei das Verfahren die schrittweise oder geregelte Einstellung der Dämpfung von Druckdifferenzen während der Atmung des Patienten aufweist.
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