FI110236B - Lämpöä ja kosteutta vaihtavat suodattimet - Google Patents

Lämpöä ja kosteutta vaihtavat suodattimet Download PDF

Info

Publication number
FI110236B
FI110236B FI932661A FI932661A FI110236B FI 110236 B FI110236 B FI 110236B FI 932661 A FI932661 A FI 932661A FI 932661 A FI932661 A FI 932661A FI 110236 B FI110236 B FI 110236B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
filter
medium
filter according
hydrophilic
hydrophobic
Prior art date
Application number
FI932661A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI932661A0 (fi
FI932661A (fi
Inventor
Graham Desmond Lowe
Keith Stuart Morris
Roger Edward Page
Richard Guy Gutman
Original Assignee
Pall Corp
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 Pall Corp filed Critical Pall Corp
Publication of FI932661A0 publication Critical patent/FI932661A0/fi
Publication of FI932661A publication Critical patent/FI932661A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI110236B publication Critical patent/FI110236B/fi

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material
    • B01D46/521—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material using folded, pleated material
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/1045—Devices for humidifying or heating the inspired gas by using recovered moisture or heat from the expired gas
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105—Filters
    • A61M16/1055—Filters bacterial
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105—Filters
    • A61M16/106—Filters in a path
    • A61M16/1065—Filters in a path in the expiratory path
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105—Filters
    • A61M16/106—Filters in a path
    • A61M16/107—Filters in a path in the inspiratory path
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/16—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres
    • B01D39/18—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of organic material, e.g. synthetic fibres the material being cellulose or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D39/00—Filtering material for liquid or gaseous fluids
    • B01D39/14—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material
    • B01D39/20—Other self-supporting filtering material ; Other filtering material of inorganic material, e.g. asbestos paper, metallic filtering material of non-woven wires
    • B01D39/2068—Other inorganic materials, e.g. ceramics
    • B01D39/2082—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being filamentary or fibrous
    • B01D39/2089—Other inorganic materials, e.g. ceramics the material being filamentary or fibrous otherwise bonded, e.g. by resins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0027—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions
    • B01D46/003—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions including coalescing means for the separation of liquid
    • B01D46/0031—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with additional separating or treating functions including coalescing means for the separation of liquid with collecting, draining means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/10—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces
    • B01D46/16—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filter plates, sheets or pads having plane surfaces arranged on non-filtering conveyors or supports
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/08—Bellows; Connecting tubes ; Water traps; Patient circuits
    • A61M16/0816—Joints or connectors
    • A61M16/0833—T- or Y-type connectors, e.g. Y-piece
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2273/00—Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2273/18—Testing of filters, filter elements, sealings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2275/00—Filter media structures for filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D2275/10—Multiple layers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • External Artificial Organs (AREA)
  • Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Description

110236 Lämpöä ja kosteutta vaihtavat suodattimet Tämä keksintö koskee lämpöä ja kosteutta pidättäviä suodattimia.
5 Ihmisillä nenäontelot ja hengitysteiden yläosa suo dattavat sisäänhengitetyn ilman. Lisäksi useimmissa ilmastoissa sisäänhengitetty ilma sisältää jonkin osuuden vesihöyryä, ja kulkiessaan keuhkoihin sisäänhengitetty ilma kyllästyy täysin kosteudella, jota tulee hengitysteissä 10 olevien limakalvojen pikarisolujen erittämästä limasta. Tiettyjen lääketieteellisten menettelyjen yhteydessä ja myös esimerkiksi suljettuihin tiloihin, kuten ilma-alusten sisätiloihin, syötettävässä ilmassa voi sisäänhengitetyn ilman kosteuspitoisuus olla optimaalista alhaisempi tyy-15 dyttävän hengityksen kannalta.
Esimerkiksi sellaisissa menettelyissä kuin intu-boinnissa tai trakeostomiassa, ohitetaan nämä ylemmät hengitystiet, eivätkä näissä menettelyissä käytettävästä hen-gityslaitteesta tulevat kaasut siten joudu suodatus- ja 20 kyllästystoiminnan kohteiksi. Suodattamattomien ja kyl- • lästämättömien kaasujen sisäänhengittämisen kliiniset . .· seuraukset ovat hyvin dokumentoituja. Katso esimerkiksi
Lloydin ja Roen artikkeli "Filtration and Humidification" [Problems in Respiratory Care 4, nro 4 (loka-joulukuu ,; 25 1991)]. Viitattakoon myös Ballardin, Cheesemanin, • Ripinerin ja Wellsin artikkeliin "Humidification for Ven- ' tilated Patients" [Intensive and Critical Care Nursing 8 (1992) 2-9].
Tämän ongelman voittamiseksi hengityslaitteeseen 30 sisällytetään normaalisti väline, joka sekä suodattaa uloshengitysilman että lämmittää ja kostuttaa sisäänhengi-tettävät kaasut. Tällaisia välineitä käsitellään edellä • · · mainituissa kahdessa julkaisussa ja Hodleyn ja Allt-Grahamin artikkelissa "A Comparison of the Filtration 35 Properties of Heat and Moisture Exhangers" [Anaesthesia 47 I * * 2 110236 (1992) 414 - 420] ja Berryn ja Nolten artikkelissa "An
Alternative Strategy for Infection Control of Anesthesia Breathing Circuits: A Laboratory Assessment of the Pall HME Filter" [Anesth. Analg. 72 (1991) 651 - 655].
5 Lloydin ja Roen julkaisun mukaan tunnetaan kolme ryhmää lämmön- ja kosteudenvaihtosuodattimia. Ensimmäistä ryhmää kutsutaan "hygroskooppisiksi (ensimmäisen sukupolven)" lämmön- ja kosteudenvaihtosuodattimiksi. Ne sisältävät villaa, vaahtoa tai paperin kaltaisia materiaaleja, 10 jotka tavallisesti kyllästetään hygroskooppisilla kemikaaleilla, kuten litiumkloridilla tai kalsiumkloridilla, uloshengitysilmassa olevien vesihöyrymolekyylien absorboi-miseksi kemiallisesti. Toista ryhmää kutsutaan "hygroskooppisiksi (toisen sukupolven)" lämmön- ja kosteuden-15 vaihtosuodattimiksi. Ne ovat samanlaisia kuin ensimmäisen sukupolven suodattimet, mutta niihin on lisätty elektreet-tihuopasuodatinmateriaalia. Elektreetit ovat materiaaleja, jotka ovat pysyvästi sähköisesti polarisoituneita ja muodostavat sähkökentän ympärilleen ilman ulkopuolista sähkö-20 kenttää. Tällaiset materiaalit poistavat mikro-organismeja ·;>*: sähköstaattisen vuorovaikutuksen kautta. Yksi esimerkki . .· niistä esitetään julkaisussa EP-A1 0 011 847.
, Julkaisussa EP-A2 0 265 163 esitetään hydrofobisen suodatusmateriaalikerroksen ja hydrofiilisen vaahtokerrok-. 25 sen käyttöä kotelossa. Nämä kerrokset muodostuvat sitomat- \ ; tornista litteistä, toistensa kanssa kosketuksessa olevista **’ levyistä. Hydrofobinen kerros koostuu polypropeenikuiduis- ta, jotka on varattu sähköstaattisesti virusten ja bakteerien suodatuksen toteuttamiseksi, ja se toimii siten kuin 30 edellä kuvatun toisen suodatinryhmän elektreetti. Vaahto-kerros käsitellään kosteutta absorboivaksi. Se toimii sa-mankaltaisena materiaalina kuin julkaisun EP-A1 0 011 847 mukainen järjestely seurauksena olevine epäkohtineen.
4 ·
Kolmannessa ryhmässä käytetään hydrofobista kalvoa, '··' 35 joka poistaa mikro-organismeja puhtaan suodatusvaikutuksen 3 110236 kautta ja pidättää kosteutta kalvon pinnalle hydrofobisuu-den seurauksena.
Kaikki kolme ryhmää suodattimia toimivat laajasti ottaen samalla tavalla. Uloshengityksen yhteydessä ulos-5 hengitetty vesihöyry tiivistyy suodattimelle, ja sisään-hengityksen yhteydessä sisäänhengitettävät kaasut keräävät vesihöyryä (ja lämpöä) välineestä haihtumisen kautta. Mikro-organismit, kuten bakteerit ja virukset, poistetaan ulos- ja sisäänhengitysilmasta vastaavissa kulkuteissä 10 olevilla suodattimilla.
Ensimmäisen ryhmän suodattimilla on nykyisin vähän käyttöä. Niillä on heikko ilmassa olevien bakteerien pois-toteho jopa kyllästettyinä bakterisidisilla aineilla. Toimintatapansa vuoksi niillä ei lisäksi saavuteta maksimaa-15 lista lämmön- ja kosteudenvaihtotehoa välittömästi, ja niillä on suhteellisen pitkä sopeutumisaika ennen statio-naaritason saavuttamista. Lisäksi niiden huokoset ovat suhteellisen suuria ja ne ovat suhteellisen paksuja, mikä mahdollistaa nesteiden tunkeutumisen huokosiin ja kulun 20 materiaalin läpi, joka johtaa veden aiheuttamaan tukkeutu-·;··* mistilaan ja sen seurauksena vastuksen kasvuun.
. .· Toisen ryhmän suodattimet tarjoavat parannetun mik- « « · , ro-organismien suodatustason verrattuna ensimmäisen suku- polven hygroskooppisiin suodattimiin. Edelleen on kuiten-. 25 kin olemassa ongelma, joka koskee kontaminoituneiden nes- ; teiden kulkua kerrosten läpi suhteellisen suuren huokos- j '·' koon vuoksi. Kuten Lloydin ja Roen artikkelissa kuvataan, suodatusteho ei ehkä saavuta arvoa 99,9977 %, jota on ehdotettu kliiniseen käyttöön soveltuvan suodattimen minimi-30 poistotehoksi.
Kolmannen ryhmän suodattimissa, joissa käytetään hydrofobisia kalvoja, huokoset ovat äärimmäisen pieniä, ja niiden kuplapiste alkoholilla kostutettuna on tyypilli-sesti yli 710 mmH20 ( 28 inH20). Kuplapiste mitataan the ··· 35 American Society of Testing Materialsin menetelmällä. Ne 4 110236 estävät kontaminoituneiden nesteiden läpikulun tavanomaisilla ventilointipaineilla. Nämä suodattimet toimivat myös sulkuna vedessä oleville mikro-organismeille ja mahdollistavat arvon 99,9977 % ylittävien tehojen saavuttamisen.
5 Monissa tapauksissa hydrofobisten kalvosuodattimien on osoitettu saavan aikaan normaalin nenähengityksen kanssa vertailukelpoisen lämmön- ja kosteudenvaihdon. Optimaalinen kostutusteho ilmenee lähes välittömästi.
Uloshengitysilma ei sisällä pelkästään vesipisaroi-10 den ja pallomaisten hiukkasten vaan myös vesihöyryn muodossa olevaa vettä. On mahdollista, että mainitunlainen vesihöyry läpäisee suodattimen ja häviää järjestelmään. Tämä merkitsee, että kaikki uloshengitetty vesi ei ole käytettävissä kostutukseen sisäänhengityksen yhteydessä. 15 Tämä ei yleensä ole ongelma. Kuten kuvataan teknisessä raportissa, jonka otsikko on "Use of The Pall Heat and Moisture Exhange Filter (HMEF) with Cold Humidification" (Belkowski ja Brandheim, Pall Technical Publication PCC19210M, Pall Corporation 1992), pieni määrä hengitys-20 laitteessa olevia pitkäaikaispotilaita voi tarvita voimak-kaampaa kostutusta, kuin minkä kolmannen ryhmän lämmön- ja . ,· kosteudenvaihtosuodatin pystyy saamaan aikaan. Tässä tek- • » nisessä raportissa ehdotetaan, että tämä ongelma voidaan i" voittaa sisällyttämällä kostutin hengityspiiriin. Yksi , 25 vaihtoehtoinen yritys tämän ongelman voittamiseksi on yh- * ; distää hydrofobista materiaalia ensimmäisen ja toisen ryh män laitteissa käytetyn kaltaiseen hygroskooppiseen materiaaliin veden absorboimiseksi.
GB-hakemusjulkaisussa 2 167 307 esitetään lämmön-30 ja kosteudenvaihtosuodatin, joka käsittää vuorottelevia hydrofobisia ja hydrofiilisiä pesureita koteloon asennet-tuina, jolloin hydrofiiliset pesurit ovat hygroskooppisel-la materiaalilla kyllästettyjä. Niissä esiintyy todennä- * i ' köisesti veden aiheuttamaa tukkeutumista.
i t
I I
( I
» f » * » » 5 110236 Tämän keksinnön ensimmäisen puolen mukaisesti tarjotaan käyttöön lämmön- ja kosteudenvaihtosuodatin mikro-organismien poistamiseksi, joka käsittää kotelon, jossa on ensimmäinen osa kytkennän tekemiseksi hengitettävissä ole-5 van kaasun syöttöön ja uloshengityslinjaan ja toinen osa kytkennän tekemiseksi kaasua sisään- ja uloshengittävään henkilöön ja joka kotelo käsittää levyn hydrofiilistä materiaalia ja levyn hydrofobista suodatusmateriaalia järjestettyinä sarjaan ensimmäisen ja toisen osan väliselle 10 virtausreitille, jolloin hydrofiilinen materiaali on lähempänä ensimmäistä osaa mainitulla virtausreitiliä ja hydrofobisen materiaalin alkoholikuplapiste on yli 710 mmH20 ( 28 inH20).
Kaikissa kolmessa suodatinryhmässä on välttämätön-15 tä, etteivät suodatusmateriaalit aiheuta niin olennaista painehäviötä, että se tekisi ilman sisään- ja uloshengi-tyksen vaikeaksi. Tämä ei ole yleensä ongelma ensimmäisen ja toisen ryhmän suodattimissa, koska suodatusmateriaalien huokoskoko on niin suuri, etteivät ne saa aikaan riittävää 20 painehäviötä ongelmien aiheuttamiseksi. Kolmannen ryhmän : ’ suodattimet voivat kuitenkin kärsiä tästä ongelmasta.
Suodatusmateriaalilevyt ovat edullisesti laskostet-: : : tuja. Tämä suurentaa materiaalien pinta-alaa ja vähentää siten painehäviötä.
I'·'; 25 Tämän keksinnön toisen puolen mukaisesti tarjotaan käyttöön menetelmä lämmön- ja kosteudenvaihtosuodattimen valmistamiseksi, jossa otetaan levy hydrofobista materiaalia, jonka alkoholikuplapiste on yli 710 mmH20 (28 inH20) ja jolla on kaksi vastakkaista pintaa, otetaan levy hydro-30 fiilistä materiaalia, jolla on kaksi vastakkaista pintaa, "· *· ja liitetään hydrofobisen materiaalin toinen pinta hydro- fiilisen materiaalin toiseen pintaan.
Seuraavassa kuvataan yksityiskohtaisemmin tämän .···. keksinnön joitakin suoritusmuotoja esimerkkien avulla, · 35 jolloin viitataan liitteenä oleviin piirustuksiin, joissa 6 110236
Kuvio 1 on kaaviomainen sivukuva laskostetuista suodatusmateriaaleista muodostetusta lämmön- ja kosteuden-vaihtosuodattimesta, kuvio 2 on kaaviokuva kuvion 1 mukaisen suodattimen 5 hydrofiilisen materiaalin ensimmäisestä rakenteesta ja kuvio 3 on kaaviokuva kuvion 1 mukaisen suodattimen hydrofiilisen materiaalin toisesta rakenteesta.
Kuvio 4 on kaaviokuva keinotekoisesta potilaasta käytettäväksi suodattimen lämmön- ja kosteudenvaihtotehon 10 testaamiseksi, kuvio 5 esittää kuvion 4 mukaista keinotekoista potilasta kytkettynä hengityslaitteeseen ensimmäisessä testejä edeltävässä kokoonpanossa ja kuvio 6 esittää kuvion 4 mukaista keinotekoista 15 potilasta kytkettynä hengityslaitteeseen toisessa kokoon panossa lämmön- ja kosteudenvaihtotehon testaamiseksi.
Kuvio 7 on kaavio laitteesta, jota käytettiin suodattimen tehon määrittämiseen aerosolialtistuksen avulla.
Kuvion 1 mukaisesti suodatin käsittää levyn hydro-20 fobista materiaalia 10 laskostettuna yhdessä hydrofiili- sestä materiaalista 11 koostuvan levyn kanssa. Nämä kaksi kerrosta voivat olla erillisiä, tai ne voidaan liittää toisiinsa laminoimalla tai sitomalla ne yhteen millä ta-: hansa sopivalla menetelmällä. Materiaalit suljetaan kote- ·’· : 25 loon 12, jossa on kaksi porttia 13 ja 14, jotka johtavat vastaavasti vastakkaisille puolille materiaaleja. Kuten nähdään kuvioista 1 ja 6, laskostetut materiaalit täyttävät kotelon 12 siten, että laskokset ovat materiaalien toisella puolella aivan lähellä toista porttia 13 ja mate-, , 30 riaalien toisella puolella aivan lähellä toista porttia | 14.
! '·” Hydrofobinen materiaali 10 koostuu edullisesti :hartsilla sidotuista keraamikuiduista ja poistaa mikro-organismeja suoraan mekaanisella sieppauksella, ja siten . 35 sen kuplapiste alkoholilla kostutettuna on yli 710 ramH20 7 110236 (28 inH20). Se mitataan the American Society of Testing Materialsin menetelmällä mainitunlaisen testin tekemiseksi. Hydrofiilinen materiaali on edullisesti selluloosama-teriaalia. Materiaalista ei saisi irrota hiukkasia.
5 Painehäviö suodattimessa on edullisesti korkeintaan 3,0 cmH20 ilmavirtauksen ollessa 60 1/min, ja sen aerosolissa olevien bakteerien poistoteho mitattuna jäljempänä kuvattavalla aerosolialtistustestillä on > 99,999 %.
Kuten kuviosta 2 nähdään, hydrofiilinen materiaali 10 voi olla jatkuva materiaalilevy. Kuten kuviosta 3 nähdään, se voisi kuitenkin olla epäjatkuva, jolloin materiaalin läpi on muodostettu sarja yhdensuuntaisten, toisistaan irti olevien rakojen muodostamia rivejä. Kun rakoja käytetään, ne takaavat, että hydrofobinen materiaali säätelee 15 maksimipainehäviötä välineen vastakkaisten puolten välillä. Raot mahdollistavat virtauksen hydrofiilisen materiaalin läpi, jos se sattuisi "kastumaan läpimäräksi" (ts.
. kyllästymään vedellä).
Välinettä käytetään tehohoitoyksiköissä pääasiassa 20 käytettävien kaltaisten avointen hengitysjärjestelmien • · "potilaspäässä". Tällaisia järjestelmiä käyttävät pitkäai- kaisesti hengityslaitehoidossa olevat potilaat ja poti-: : ‘ laat, jotka kliinisen tilansa luonteen vuoksi tarvitsevat ylimääräistä kostutusta ventiloinnin aikana.
25 Tällaiset järjestelmät käsittävät hengityslaitteen, letkun, joka yhdistää hengityslaitteen hydrofiilisen materiaalin 11 puolella olevaan laitteen porttiin, ja letkun, joka yhdistää hydrofobisen materiaalin puolella olevan toisen portin potilaaseen, joka hengittää sisään ja ulos 30 hengityslaitteesta tulevaa kaasua. Laitteistossa on vent-’· ’ tiilijärjestelmä, joka mahdollistaa uloshengitysilman poistumisen ulos uloshengityslinjan kautta kuljettuaan • · i laitteen läpi.
.·'· Hydrofobinen materiaali 10 ei käytössä kostu läpi- • · 35 märäksi potilaan nesteistä ja tarjoaa alhaisen vastuksen 8 110236 ilmavirralle ja myös korkean mikro-organismien poistotehon mekaanisen sieppauksen kautta.
Hydrofiilinen materiaali 11 toimii seuraavasti. Hydrofiilinen materiaali sitoo hydrofiilisen luonteensa 5 ansiosta veden, joka kulkee hydrofobisen materiaalin läpi lähes kokonaan vesihöyryn muodossa. Tämä kosteus leviää sitten hydrofiilisen materiaalin 11 koko pinta-alan alueelle. Sisäänhengitettävät kaasut kulkevat täten ensin hydrofiilisen materiaalin 11 läpi, jossa ne ottavat vas-10 taan tätä kosteutta ennen lisäkosteuden ottamista hydrofobisesta materiaalista normaalilla tavalla. Tästä on siten etuna kostutustason nostaminen ja lisäkostuttimen käyttötarpeen välttäminen.
Lisäksi vältetään yksi hydrofobisen materiaalin 15 lisäongelma. Tämä ongelma on se, että koska vesi ei leviä tasaisesti hydrofobiselle materiaalille, voi materiaalissa olla alueita, jotka eivät ole veden peittämiä. Ne voivat muodostaa sisäänhengitettävien kaasujen ensisijaisen kulkureitin hydrofobisen materiaalin läpi, jolloin tapahtuu 20 hyvin vähän kostumista tai sitä ei tapahdu ollenkaan. Koska kosteus leviää tasaisesti kaikkialle hydrofiiliseen materiaaliin, tämä ongelma tulee kompensoiduksi.
Suodattimen mahdollisuus tukkeutua siitä syystä, että hydrofiilinen materiaali kastuu läpikotaisin, ts. i * 25 kyllästyy vedellä, vältetään valitsemalla huokoskooltaan ja paksuudeltaan sopiva selluloosamateriaali, niin että sillä on kyllin alhainen kuplapistepaine ylimääräisen veden poistumisen mahdollistamiseksi kaasuvirtauksen aikana. Pali Corprationilta on saatavana esimerkiksi selluloosa-. . 30 materiaalia, jonka alkoholikuplapiste on 64 - 114 mmH20 i t · (2,5 - 4,5 inH20). Se mitataan the American Society of *·; , Testing Materialsin menetelmällä.
Kerrosten liittäminen yhteen, jos se tehdään, hel-pottaa kerrosten laskostamista, niin ettei kerrosten vä-. *.* 35 liin muodostu vettä kerääviä rakoja. Lisäksi liittäminen 9 110236 on edullista hydrofiilisen kerroksen 11 läpikostumisen vähentämiseksi tai estämiseksi.
Se, että materiaalit 10 ja 11 täyttävät kotelon 12, minimoi kuolleen tilan kotelossa 12. Tämä on edullista, 5 koska se minimoi uudelleen hengitettävän kaasun tilavuuden.
Seuraavassa kuvataan testejä, joita on tehty laitteella, jota on kuvattu edellä piirustuksiin viitaten, verrattuna kahteen kaupallisesti saatavissa olevaan suo-10 dattimeen (2A ja vastaavasti 2B), jotka kuuluvat tämän selityksen johdannossa kuvattuun toiseen ryhmään, kahteen tämän selityksen johdannossa kuvattuun kolmanteen ryhmään kuuluvaan suodattimeen (3A ja vastaavasti 3B) ja kahteen kolmannen ryhmän suodattimeen, joihin on lisätty hygro-15 skooppista materiaalia kosteuden pidättämiseksi (M3A ja M3B).
Keksinnön mukainen esimerkkisuodatin muodostettiin edellä kuvatulla tavalla, ja sen pinta-ala oli noin 640 -650 cm2.
20 Keksinnön mukaisen esimerkkisuodattimen hydrofobi- «1(1 nen materiaali koostui sopivalla destabiloidulla hartsil-la sidotuista ennalta sekoitetuista keraamikuiduista, ja • · M. sen kuplapiste alkoholilla kostutettuna oli yli 710 mmH20 « V* (28 inH20) mitattuna edellä kuvatulla tavalla. Hartsin mää- • 25 rä oli 10 paino-% kuitujen määrästä. Sidotuista kuiduista | :V tehtiin sitten hydrofobisia millä tahansa alalla tunne- | tuista menetelmistä.
Keksinnön mukaisen esimerkkisuodattimen hydrofiili- nen materiaali koostui sideaineella sidotuista selluloosa-30 kuiduista, ja sillä oli seuraava koostumus ja seuraavat » · | ominaisuudet:
| I
. Kuidut: 100 % hamppua < » · y Sideaine: viskoosi " Painehäviö: 74 mmH20 (2,0 inH20) . 35 Vetolujuus: 92 - 115 kg/mm (8-10 lb/in) t 1 · » * > 10 110236
Paksuus: 0,081 mm (3,2·10'3 in)
Vetolujuus öljyllä kostutettuna: 103 kg/mm (8,9 lb/in) Vetolujuus vedellä kostutettuna: 44 kg/mm (3,8 lb/in) Puhkaisulujuus (Muller-testi): 3 520 - 4 400 kg/mm2 (12 -5 15 lb/in2).
Kaikista suodattamista testattiin vesihäviö, bakteerien poistoteho ja virusten poistoteho käyttämällä seu-raavassa kuvattavia testejä.
Vesihäviötesti 10 Tätä testiä kuvataan viitaten kuvioihin 4-6.
Kuvion 4 esittämä keinotekoinen potilas käsittää kostuttimen 20, joka pystyy syöttämääm uloshengitysilmaa, jolla on ennalta määrätty kosteuspitoisuus ja lämpötila. Kostuttimen ensimäinen ulosmeno 21 kytketään kumikeuhkoon 15 22, jonka kapasiteetti on 2 1, ja yhdysletkuun 23 takais- kuventtiilin kautta, joka estää virtauksen ulosmenosta 21 . yhdysletkuun 23 ja mahdollistaa virtauksen vastakkaiseen suuntaan.
Kostuttimen 20 toinen ulosmeno 25 yhdistetään T-yh-20 dyskappaleeseen 26 takaiskuventtiilin 27 kautta, joka mah- : dollistaa virtauksen toisesta ulosmenosta 25 T-yhdyskappa- ; leeseen 26 ja estää virtauksen vastakkaiseen suuntaan.
. ·. T-yhdyskappale 26 liitetään yhdysletkun 23 toiseen ,: päähän kolmannella takaiskuventtiilillä 28, joka mahdol- .1 . 25 listaa virtauksen T-yhdyskappaleesta 26 yhdysletkuun 23 ja estää virtauksen vastakkaiseen suuntaan.
• Kostutin 20 sisältää lämpötilansäätimen 29, joka säätelee kostuttimesta 20 poistuvan ilman lämpötilaa.
Käytössä kostutin 20 täytetään tislatulla vedellä. 30 Siten T-yhdyskappaleeseen 26 johtava ulosmeno 30 liitetään * · : ·) kuviossa 5 esitettävällä tavalla Y-yhdyskappaleen 32 kan- taan 31. Y-yhdyskappaleen toinen haara 33 yhdistetään let- • * · kulia 34 hengityslaitteen 35 sisääntuloon, ja Y-yhdyskap-paleen 32 toinen haara 36 yhdistetään letkulla 37 hengi-·;·. 35 tyslaitteen 35 ulosmenoon.
11 110236
Hengityslaite syöttää hengitettäviä kaasuja sykäyksinä, joiden tilavuutta ja taajuutta voidaan säädellä. Sykäyksen aikana syötettävää tilavuutta kutsutaan "hengi-tystilavuudeksi" ja taajuuden yksikkönä on "hengitysker-5 taa/minuutti".
Testattaessa lämmön- ja kosteudenvaihtotehoa hengi-tyslaitteen 35 hengitystilavuus säädetään tunnettuun arvoon, esimerkiksi 660 ml, ja taajuus säädetään tunnettuun arvoon, esimerkiksi 15 hengityskertaa/min. Kukin hengitys-10 laitteen 35 syöttämä ilmatilavuus kulkee letkua 37 pitkin T-yhdyskappaleeseen 26. Takaiskuventtiilien 24, 27 ja 28 ansiosta tämä kaasu kiertää yhdysletkun 23 kautta kumi-keuhkoon 22, joka paisuu ottaessaan vastaan ilman. Kun ilmasykäys loppuu, kumikeuhko 22 työntää ulos ilman, joka 15 takaiskuventtiilin ansiosta kulkee kostuttimen 20 kautta ja poistuu toisen ulosmenon 25 ja T-yhdyskappaleen 26 kautta palatakseen hengityslaitteen 35 sisääntuloon letkua 34 pitkin.
T-yhdyskappale 26 eristetään höyryn tiivistymisen 20 estämiseksi.
: Järjestelmää käytetään 30 minuuttia, jotta se pää- : see lämpiämään keinotekoisen potilaan lämpötilaan, joka on . .·. säädetty 30 tai 34 °C:ksi. Hengityslaite 35 ja keinotekoi- .·. ; sen potilaan lämpötilansäädin 39 kytketään pois päältä . 25 30 minuutin kuluttua.
! Seuraavaksi poistetaan letku 34 Y-yhdyskappaleen 32 ensimmäisestä haarasta 33 ja korvataan se letkulla, jossa on kotelo 38, joka sisältää 100 g kuivausainetta. Kotelo 38 liitetään siten Y-yhdyskappaleen 32 ensimmäiseen haa-30 raan 33 ja hengityslaitteen 35 sisääntuloon.
I Lisäksi sijoitetaan testattava lämmön- ja kosteu- :*** denvaihtosuodatin 39 ulosmenon 30 ja Y-yhdyskappaleen 32 kannan 31 väliseen letkuun.
Seuraavaksi punnitaan keinotekoinen potilas ja 35 T-yhdyskappaleen 26 ja hengityslaitteen välissä olevat 12 110236 komponentit. Tämä sisältää kotelon 38 sisältöineen ja suodattimen 39. Massat rekisteröidään yhden desimaalin tarkkuudella.
Sitten käynnistetään hengityslaite 35 ja keinote-5 koinen potilas tunnin ajaksi. Ellei tämän jakson aikana säädellä ympäristön ilman lämpötilaa, uloshengityslinjan lämpötila (ts. letkussa 37 vallitseva lämpötila) rekisteröidään säännöllisin väliajoin. Sen tulisi olla noin 20 °C eikä saisi ylittää arvoa 23 °C. Jos lämpötila kohoaa 10 23 °C:n yläpuolelle, tulisi letkun ympärille lisätä jäätä tai jäähdytettyä vettä lämpötilan alentamiseksi.
Tunnin kuluttua hengityslaite 35 ja lämpötilansää-din 29 kytketään pois päältä. Edellä punnitut komponentit punnitaan uudelleen ja rekisteröidään niiden massat yhden 15 desimaalin tarkkuudella.
Vesihäviö lasketaan sitten seuraavasta yhtälöstä: TV · f · t G = - 20 1 000 jossa G = kaasuvirtaus (1/min) ; TV = hengitystilavuus (ml) , 25 f = hengitystaajuus (hengityskertaa/min) ; t = testin kesto (min).
Lisäksi lasketaan piirin prosentuaalinen pinta-ala seuraavasta yhtälöstä: 30 100 · (Wi - wf) ·/·,·' E = -
Wi jossa ’···' 35 E = teho 13 110236 . w± = testattavan piirin massa ennen testiä (g) wf = testattavan piirin massa testin jälkeen (g) wx = keinotekoisen potilaan massahäviö (g).
Tämä tulos ei saisi olla yli 10 %; jos se on yli 5 10 %, koe on pätemätön ja tulisi tehdä uudelleen.
Lopuksi lasketaan potilaan vesihäviö seuraavasta yhtälöstä: W1 10 PL = —
G
jossa PL = potilaan vesihäviö (mg vettä/1 ilmaa) ja 15 W! ja G ovat edellä määriteltyjä.
Aerosolialtistustesti
Laitteisto käsittää sumuttimen 50, joka on samanlainen kuin laite, jota myy DeVilbiss mallina 40. Sumuttimen sisääntulo kytketään suodattimen 51 ja säätöventtii-20 Iin 52 kautta ympäröivän ilmaan. Sumuttimen 50 ulosmeno kytketään testattavan suodattimen 53 sisääntuloon letkul-: la 54. Letkuun tulee ilmaa myös toisesta sisääntulosta ; :'· ilmavirtausmittarin 55, säätöventtiilin 56 ja suojasuodat- timen 57 kautta.
;·,· 25 Testattavan suodattimen 53 ulosmeno kytketään ali- ! painelähteeseen (ei kuvassa) suojasuodattimen 58 ja paine- mittarin 59 kautta. Ulosmeno kytketään myös nestetörmäys-näytteenottimeen 60, jossa on venttiilillä säädeltävä ulosmeno 61.
30 Käytössä ensimmäinen vaihe on bakteerisuspension ;/·' valmistus. Tämä tehdään inkuloimalla 100 ml tryptonisoija- lientä yhdellä tryptonisoija-agarvinopinnalta otetulla pe-säkkeellä. Tätä viljelmää inkuboidaan yön yli ravistusve-sihauteessa lämpötilassa 30 ± 2 °C optimaalisen kasvun ’·;· 35 takaamiseksi.
14 110236
Seuraavaksi sentrifugoidaan kaksi 5 ml:n annosta yön yli kasvatettua viljelmää (10 minuuttia suunnilleen kiihtyvyydellä 2 300 G). Supernatantti heitetään pois ja solupelletit suspendoidaan uudelleen 3 ml:aan steriiliä 5 vettä. Pestyt solut otetaan sitten talteen sentrifugoi-malla uudelleen 10 minuuttia suunnilleen kiihtyvyydellä 2 300 G. Pestyt solupelletit suspendoidaan sitten uudelleen sellaiseen määrään steriiliä vettä, että saadaan so-lususpensio, jossa on noin 1*108 bakteeria/ml.
10 Sitten tehdään gram-värjäys. Preparaatti tutkitaan yhdistelmämikroskoopilla, joka on varustettu kalibroidulla okulaarimikrometrillä ja öljyimmersio-objektiivilinssillä (xlOO). Tutkitaan muutamasta mikroskoopin kentästä organismin koko ja solujen järjestyminen. Pseudomonas dimi-15 nutan pitäisi olla gramnegatiivinen pieni sauvan muotoinen organismi, jonka mitat ovat noin 0,3 - 0,4 pm kertaa 0,6 - 1,0 pm ja joka esiintyy pääasiassa yksittäisinä soluina .
Seuraavaksi laitteisto tarkistetaan virtausnopeuden 20 suhteen. Tässä tarkistuksessa poistetaan testattava suoda-tin 53 ja korvataan se virtausmittarilla (ei kuvassa). Su-: ; mutin 50 täytetään 5 ml:11a steriiliä vettä ja törmäys- : näytteenottimeen 60 laitetaan 20 ml steriiliä vettä. Su- muttimeen 50 johtava säätöventtiili 52 suljetaan ja ilma-:·.· 25 virtausmittariin 55 johtava säätöventtiili 56 avataan, muodostetaan alipaine ja imetään ilmaa laitteistoon 30 sekunnin ajan. Kun alipaine on vähintään 0,5 baaria, ilmavirtauksen, jota säätelee törmäyssnäytteenottimen kriittinen aukko, pitäisi olla 28 1/min.
30 Sumutin 50 aktivoidaan sitten avaamalla kokonaan | ’ siihen liittyvä säätöventtiili 52. Samanaikaisesti ilma- virtausmittariin 55 johtava säätöventtiili 56 suljetaan .·;· osittain laitteiston läpi tapahtuvan ilmavirtauksen pitä- » » ·· miseksi arvossa 28 1/min. Virtausnopes ilmavirtausmitta- 35 riin 55 johtavan säätöventtiilin 56 läpi rekisteröidään » * i · * • · * 15 110236 ko. mittarilla. Laitteistoa käytetään 20 minuuttia sen takaamiseksi, että ilman virtausnopeus 28 1/min tulee pidetyksi yllä.
Laitteiston toiminta tarkistetaan sitten Pseudomo-5 nas dimlnutan talteenoton suhteen. Tämän tekemiseksi kuvion 7 mukainen tutkittava suodatin 53 poistetaan ja korvataan kuusivaiheisella Anderson-näytteenottimella. Näyt-teenottimen mukana tuleva lasinen petrimalja täytetään tryptonisoija-agarilla kunkin vaiheen kohdalla. Ilmanäyte 10 tulee näytteenottimen sisääntuloon ja kulkee peräkkäisten suuaukkojen läpi suuaukolla vallitsevan nopeuden kasvaessa aukolta seuraavalle edettäessä vaiheesta 1 vaiheeseen 6. Kunkin vaiheen agarkeräyspinnoille iskeytyy aluksi pienempiä hiukkasia kuin edeltävässä vaiheessa.
15 Seuraavaksi laimennetaan 1 ml Pseudomonas dlminuta -suspensiota, jonka solutiheys on noin l*108/ml, solutihey-teen l*104/ml käyttämällä steriiliä vettä. Sumutin 50 täytetään 5 ml:11a tätä suspensiota.
Laitteeseen imetään alipaine säätöventtiilin 56 20 ollessa auki ja säätöventtiilin 52 kiinni ja imetään lait-teistoon ilmaa 30 sekunnin ajan. Alipaineen ollessa vähin-:tään 0,5 baaria törmäysnäytteenottimen kriittisen aukon ; säätelemä ilmavirtaus on 28 1/min.
Seuraavaksi aktivoidaan sumutin 50 avaamalla koko- 25 naan siihen liittyvä säätöventtiili 52. Samanaikaisesti .·,· pidetään säätöventtiili 56 osittain suljettuna virtausno- · peustarkistustestillä ennalta määrätyllä tavalla. Täten tuodaan laitteistoon täydennysilmaa ja pidetään ilmavirtaus laitteiston läpi arvossa 28 1/min. Testin kestettyä 30 15 minuuttia venttiili 52 suljetaan ja venttiili 56 ava- taan kokonaan. Kun ilman on annettu virrata vielä 30 sekuntia järjestelmän puhdistamiseksi aerosolista, alipaine- ,·;· lähde kytketään pois päältä.
» >
Agarkeräysmaljat poistetaan sitten Anderson-näyt-35 teenottimesta ja niitä inkuboidaan lämpötilassa 30 ± 2 °C.
• * ft » I * 16 110236
Pesäkkeitä muodostavat yksiköt (cfu) lasketaan 24 ja 48 tunnin kuluttua.
Laitteisto toimii asianmukaisesti, jos Pseudomonas dlminuta tulee otetuksi talteen Anderson-näytteenottimen 5 vaiheessa 6 tai 5. Tämä vahvistaa, että laitteisto tuottaa monodispergoituja organismeja.
Näiden tarkistuskokeiden jälkeen laitteistoa käytetään suodattimien tehon testaamiseen seuraavasti.
Testattava suodatin 53 sijoitetaan laitteistoon ku-10 vion 7 esittämällä tavalla. Nestenäytteenottimeen 60 laitetaan 20 ml steriiliä vettä ja sumutin täytetään 5 ml:11a Pseudomonas dlminuta -suspensiota, jonka solutiheys on noin l*108/ml.
Seuraavaksi avataan säätöventtiili 56 ja suljetaan 15 . säätöventtiili 52. Laitteistoon muodostetaan alipaine ja siihen imetään ilmaa 30 sekunninn ajan. Alipaineen ollessa vähintään 0,5 baaria törmäysnäytteenottimen 60 kriittisen aukon säätelemä ilmavirtaus on 28 1/min. Sitten aktivoidaan sumutin 50 avaamalla kokonaan siihen liittyvä säätö-20 venttiili 52 ja sulkemalla osittain, tarkistustestissä '·" määritetyllä tavalla, säätöventtiili 56, niin että ilma- » virtaus pysyy arvossa 28 1/min.
:Testin kestettyä 15 minuuttia venttiili 52 sulje- :*·, taan ja venttiili 56 avataan kokonaan. Kun ilman on annet- Γ.· 25 tu virrata vielä 30 sekuntia järjestelmän puhdistamiseksi ,V aerosolista, alipainelähde kytketään pois päältä.
* #
Sumuttimeen 50 jäänyt neste imetään sitten pois käyttämällä 5 ml:n ruiskua ja neulaa. Jäljellä oleva tilavuus mitataan 10 ml:n mittalasilla ja nesteestä valmiste-30 taan laimennussarja laimentamalla peräkkäin 7 kertaa ve- • · ’ della kymmenkertaiseen tilavuuteen. Laimennokset, jotka » » · sisältävät noin 102 bakteeria/ml, suodatetaan sitten • · .·;· 0,2 pm:n analysointikalvon läpi (Sterifils). Analysointi- ,·*· kalvot laitetaan sitten tryptonisoija-agarmaljoille, joita ’·’· 35 inkuboidaan lämpötilassa 30 ± 2 °C. Pesäkkeitä muodostavat I » yksiköt lasketaan 24 ja 48 tunnin kuluttua ja pesäkkeiden 17 110236 lukumäärä rekisteröidään kalvoilta, joilla on 20 - 200 pesäkettä. Sitten lasketaan sumutinaltistustiitteri.
Sitten imetään pois myös törmäysnäytteenottimessa oleva neste. Tilavuus mitataan 20 ml:n mittalasilla ja 5 nesteestä valmistetaan laimennussarja laimentamalla peräkkäin 7 kertaa vedellä kymmenkertaiseen tilavuuteen. Jäljelle jäänyt laimentamaton liuos ja valmistetut laimennokset suodatetaan 0,2 pm:n analysointikalvon läpi (Steri-fils). Analysointikalvot laitetaan sitten tryptonisoija- 10 agarmaljoille ja tarkistetaan, ettei törmäysnäytteenotti-men aukko ole tukossa. Agar-maljoja inkuboidaan sitten lämpötilassa 30 ± 2 °C. Pesäkkeitä muodostavat yksiköt lasketaan 24 ja 48 tunnin kuluttua ja pesäkkeiden lukumäärä rekisteröidään kalvoilta, joilla on 20 - 200 pesäkettä, 15 ja lasketaan suodattimen jälkeen talteenotettujen bakteerien lukumäärä. Laitteiston teho lasketaan seuraavasta yhtälöstä:
Bt · 100 20 Re = -
Tf - Vn . k ; jossa
Re = kokoonpanon teho (%) 25 Bt = talteen otettujen bakteerien kokonaislukumäärä ,>,· Tf = sumutetun liuoksen lopullinen tiitteri (cfu/ml)
Vn = sumutettu tilavuus.
Suodattimen bakteerialtistus lasketaan sitten seuraavasta yhtälöstä: 30 :Λ C = Vn · Re · nt + i , *: * jossa C = kokonaisalistus 35 Vn ja Re ovat edellä määritellyt ja t i
Nt = sumutinaltistustiitteri (cfu/ml).
t t « 18 110236
Seuraavaksi lasketaan tiitterin pieneneminen suo-dattimessa seuraavasta yhtälöstä:
C
5 TR = —
Bt jossa TR = tiitterin pieneneminen suodattimessa ja 10 C ja Bt ovat edellä määritellyt.
Tästä voidaan laskea suodattimen prosentuaalinen teho seuraavalla yhtälöllä:
Suodattimen teho = (1 - 1/TR) ♦ 100 15
Vesihäviö lasketaan edellä kuvatulla tavalla. Hengi tystilavuus oli 660 ml, taajuus 15 hengityskertaa/min ja keinotekoisen potilaan uloshengitysilman lämpötila 32 °C.
Bakteerien poistoteho testattiin edellä kuvatulla 20 aerosolialtistustestillä käyttämällä Pseudomonas diminu-"· taa. Virusten poistoteho testattiin edellä kuvatun kaltai sella aerosolialtistustestillä käyttämällä M52-bakteriofa-gia.
’· : Testitulokset esitetään taulukossa 1.
25
Taulukko 1
Suodattimen Vesihäviö Poistoteho tyyppi (mg/1) Bakteerit (%) Virukset (%) 30 2A 10,1 99,9976 99,999 ·." i 2B 5,3 99,91 ei tietoja 3A 8,9 99,9992 (väitetty) 99,999 .·!' 3B 10,4 99,999 99,999 :.. M3A 4,2 99,95 99,1 35 M3B 7,0 99,981 ei tietoja
Keksintö 8,4±0,4 (n=18) 99,999 99,999 19 110236
Havaittaneen, että toisen ryhmän suodattimilla oli joko suuri vesihäviö ja suhteellisen korkea poistoteho (2A) tai paljon pienempi vesihäviö mutta vastaavasti heikompi poistoteho (2B) (vertaa poistotehoon 99,9977 %, jota 5 Lloyd ja Roe ehdottavat minimiarvoksi kliinisessä käytössä). Kolmannen ryhmän suodattimilla oli paljon suurempi poistoteho, mutta vesihäviöt olivat suhteellisen suuria. Muunnetuilla kolmannen ryhmän suodattimilla oli paljon pienempi vesihäviö hygroskooppisen materiaalin läsnäolon 10 ansiosta, mutta poistotehot olivat suhteessa heikompia. Sen sijaan edellä kuvioihin viitaten kuvatulla suodattimena korkea teho ja verrattain alhainen vesihäviö (alle 8,5 mg/1).
Edellä kuvioon 1 viitaten kuvattu suodatin, jolla 15 saatiin taulukossa 1 esitetyt testitulokset, sisällytettiin myös hengityslaitteeseen kliinisessä kokeessa ja verrattiin sitä taulukossa 2 esitettyyn kaupallisesti saatavissa olevaan suodattimeen. Suodattimia testattiin kahdenlaisissa olosuhteissa (A ja B); 24 tunnin käyttöön perus-20 tuva vesihäviö esitetään taulukossa 2. Olosuhteissa A hen-: gitystilavuus oli 480 ml, hengitystaajuus 15 hengitysker- taa/min ja uloshengitysilman lämpötila 32,4 ± 1,0 °C. Olosuhteissa B hengitystilavuus oli 780 ml, hengitystaajuus : 15 hengityskertaa/min ja uloshengitysilman lämpötila 25 33,2 + 1,0 °C.
Taulukko 2
Suodattimen tyyppi Vesihäviö (mg H20/1 ilmaa)
Olosuhteet A Olosuhteet B
30___ 0·: 3A 7,2±1,1 (n=12) 12,1±1,2 (n=12) : _ Keksintö 5,3±1,0 (n=12) 8,8±1,2 (n=12)
Havaittaneen, että molemmissa toimintaolosuhteissa 35 edellä piirustuksiin viitaten kuvatulla suodattimena oli ·,· ’ paljon alhaisempi vesihäviö.
110236 20 Tämä alentunut vesihäviö säilyy laajalla toiminta-olosuhdealueella. Taulukossa 3 annetaan hengityslaitteen erilaisissa toimintaolosuhteissa mitattu vesihäviö. Havaittaneen, että vesihäviö ei vaihtele merkittävästi (7 -5 10 mg/1) laajalla minuuttitilavuusalueella (hengitystila- vuus1hengitystaajuus) vakiolämpötilassa (32 °C).
Edellä olevissa esimerkeissä on käytetty määrättyjä materiaaleja. Ymmärrettäneen kuitenkin, että edellä kuvatun kaltaisissa suodattimissa voidaan käyttää muita sopi-10 via hydrofobisia ja hydrofiilisiä materiaaleja.
Vaikka edellä esitetyt esimerkit liittyvät lääketieteelliseen käyttöön, voidaan hydrofiilisten ja hydrofobisten materiaalien yhdistelmää käyttää muissa järjestelmissä, joissa suodatetaan sisään- ja uloshengitysilmaa ja 15 esiintyy ongelmia, jotka vaativat lämpöä ja kosteutta pidättävän suodattimen käyttöä. Esimerkiksi ilma-alusten matkustamon ja ohjaamon ilma syötetään suodattimen läpi, eikä se ehkä ole lämpötilaltaan ja kosteuspitoisuudeltaan sopivaa. Edellä kuvatun kaltaisen suodattimen käytöllä 20 voidaan saada aikaan lämpötilaltaan ja kosteuspitoisuudel-: taan sopivan ilman syöttö ilma-aluksen matkustamoon ja ; ohj aamoon.
Taulukko 3 ;· 25 Hengitystilavuus (ml) 480 660 800 1000 660 660 • Taajuus (min11) 15 15 15 10 15 15 I : ; Lämpötila (-C) 32 32 32 32 30 34
Minuutti tilavuus (1/min) 7,2 9,9 12,0 10,0 9,9
Vesihäviö 30 (mg H20/1 ilmaa) 8,1±0,2 8.4±0,4 8,6±0,8 9,4±0,5 7.3±0,5 10.05 (n=5) (n=18) (n=3) (n=4) (n=3) (n12) t ! i

Claims (20)

110236 21
1. Lämmön- ja kosteudenvaihtosuodatin, joka käsittää kotelon, jossa on ensimmäinen osa kytkennän 5 tekemiseksi hengitettävissä olevan kaasun syöttöön ja uloshengityslinjaan ja toinen osa kytkennän tekemiseksi kaasua sisään- ja uloshengittävään henkilöön ja joka kotelo käsittää levyn hydrofiilistä (11) materiaalia ja levyn hydrofobista suodatusmateriaalia (10) järjestet-10 tyinä sarjaan ensimmäisen ja toisen osan väliselle vir-tausreitille, jolloin hydrofiilinen materiaali (11) on lähempänä ensimmäistä osaa mainitulla virtausreitillä, tunnettu siitä, että hydrofobisen materiaalin (10) alkoholikuplapiste on yli 710 mm (28 tuumaa) H20 mikro-15 organismien poistamiseksi.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että hydrofiilisestä materiaa lista koostuva levy on kosketuksessa hydrofobisesta materiaalista koostuvan levyn kanssa.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen suodatin, • tunnettu siitä, että levyt on liitetty yhteen.
4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen suodatin, :· tunnettu siitä, että levyt on laminoitu yhteen.
: 5. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-4 25 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että hydro-. ,· fobinen materiaali (10) koostuu hartsilla sidotuista keraamikuiduista.
6. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-5 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että hydro-30 fiilinen materiaali (11) on selluloosamateriaalia.
*· 7. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-6 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että suodatus-materiaalilevyt on laskostettu.
,·· 8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen suodatin, i 1 » I · 35 tunnettu siitä, että kotelo käsittää kammion, 110236 22 jota rajaa ulkoseinämä, ja kaksi suljettua tilaa kotelon vastakkaisissa päissä, jolloin ensimmäisessä tilassa on osa kytkennän tekemiseksi mainittuun hengitettävissä olevan kaasun lähteeseen ja mainittuun ulos-5 hengityslinjaan ja toisessa tilassa on osa kytkennän tekemiseksi mainittuun kaasua sisään- ja uloshengittävään henkilöön, ja laskostetut levyt täyttävät mainitun kammion siten, että levyjen ensimmäiselle puolelle suuntautuvat laskokset ovat ensimmäisen osan lähellä ja 10 levyjen toiselle puolelle suuntautuvat laskokset ovat toisen osan lähellä.
9. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-8 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että hydro-fiilisestä materiaalista (11) koostuva levy on jatkuva.
10. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-8 mu kainen suodatin, tunnettu siitä, että hydrofiili-sestä materiaalista (11) koostuva levy on varustettu lukuisilla levyn läpi ulottuvilla, toisistaan irti olevilla, yhdensuuntaisilla raoilla.
11. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-10 mu kainen suodatin, tunnettu siitä, että painehäviö suodattimessa on korkeintaan 3,0 cm H20 ilmavirtauksen ol-: \ lessa 60 1/min.
12. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-11 mu- !’' 25 kainen suodatin, tunnettu siitä, että suodatti- men poistoteho aerosolissa olevien bakteerien suhteen on >99,999 % mitattuna aerosolialtistustestillä.
13. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-12 mukainen suodatin, tunnettu siitä, että vesihäviö 30 (määritelty edellä) suodattimessa on 7-10 mg/1 '·’ minuuttitilavuuden ollessa 7-12 1/min lämpötilassa 32 °C.
14. Hengityspiiri, tunnettu siitä, että ."· se käsittää ventilaattorin, letkun, joka yhdistää 35 ventilaattorin minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-13 f » I « | t · » 110236 23 mukaisen suodattimen ensimmäiseen osaan, uloshengitys-linjan, joka johtaa ulos mainitusta ensimmäisestä osasta, ja hengityslaitteesta tulevaa kaasua sisään- ja ulos-hengittävän henkilön käytettäväksi tarkoitetun letkun, 5 joka johtaa ulos toisesta osasta.
15. Menetelmä lämmön- ja kosteudenvaihto-suodattimen valmistamiseksi, jossa menetelmässä otetaan hydrofobista materiaalia (10) oleva levy, jolla on kaksi vastakkaista pintaa, ja otetaan hydrofiilista materiaalia 10 (11) oleva levy, jolla on kaksi vastakkaista pintaa tunnettu siitä, että hydrofobista materiaalia (10) olevan levyn alkoholikuplapiste on yli 710 mm (28 tumaa) H20, ja siitä, että hydrofobisen materiaalin (10) yksi pinta liitetään hydrofiilisen materiaalin (11) 15 yhteen pintaan.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että liittäminen tehdään sitomalla yhteen.
17. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, 20 tunnettu siitä, että liittäminen tehdään laminoi- malla.
. 18. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 15 - 17 · mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydrofobinen materiaali (10) koostuu hartsilla sidotuista :v 25 keraamikuiduista ja hydrofiilinen materiaali (11) on .'.· selluloosamateriaalia.
19. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 15 - 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painehäviö suodattimessa on korkeintaan 3,0 cm H20 30 ilmavirtauksen ollessa 60 1/min.
’· 20. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 15 - 19 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että yhteenliitetyt levyt lisäksi laskotetaan. 24 110 2 3 6
FI932661A 1992-06-11 1993-06-10 Lämpöä ja kosteutta vaihtavat suodattimet FI110236B (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB929212399A GB9212399D0 (en) 1992-06-11 1992-06-11 Heat and moisture exchanging filters
GB9212399 1992-06-11

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI932661A0 FI932661A0 (fi) 1993-06-10
FI932661A FI932661A (fi) 1993-12-12
FI110236B true FI110236B (fi) 2002-12-31

Family

ID=10716927

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI932661A FI110236B (fi) 1992-06-11 1993-06-10 Lämpöä ja kosteutta vaihtavat suodattimet

Country Status (16)

Country Link
JP (1) JPH0663141A (fi)
AT (1) AT403657B (fi)
AU (1) AU667538B2 (fi)
CA (1) CA2098132C (fi)
CH (1) CH687297A5 (fi)
DE (1) DE4319458B4 (fi)
DK (1) DK174117B1 (fi)
ES (1) ES2074002B1 (fi)
FI (1) FI110236B (fi)
FR (2) FR2692153A1 (fi)
GB (2) GB9212399D0 (fi)
GR (1) GR930100236A (fi)
IT (1) IT1260845B (fi)
NL (1) NL194750C (fi)
NO (1) NO302861B1 (fi)
SE (1) SE510976C3 (fi)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE1009575A3 (nl) * 1995-08-28 1997-05-06 Anthony Jean M Toestel om warmte- en vochtverlies te compenseren in een inrichting die lucht aan een patient toedient of restitueert.
US5575279A (en) * 1996-01-02 1996-11-19 Emergency Filtration Products, Inc. Dual-filtered rotary isolation valve for resusciation
GB9704241D0 (en) * 1997-02-28 1997-04-16 Smiths Industries Plc Gas-treatment devices
AU8384598A (en) 1997-07-16 1999-02-10 Pall Corporation Breathing filter
FR2770137B1 (fr) * 1997-10-27 2000-01-28 Georges Boussignac Dispositif d'assistance respiratoire
NL1007699C2 (nl) * 1997-12-04 1999-06-09 Medisize Bv Beademingssysteem.
DE19903732B4 (de) * 1999-01-30 2007-12-13 Gottlieb Weinmann - Geräte für Medizin und Arbeitsschutz - GmbH + Co KG Vorrichtung zur Beatmung sowie Verfahren zur Aufbereitung eines Beatmungsgases
EP1068889A1 (en) 1999-07-16 2001-01-17 3M Innovative Properties Company High efficiency medical breathing system filter based on a filtration medium of a nonwoven web of thermoplastic resin fibers
DE19950717B4 (de) * 1999-10-21 2004-06-24 DRäGER AEROSPACE GMBH Atemmaske
EP2110168A1 (en) * 2000-12-01 2009-10-21 Millipore Corporation Barrier filter with hydrophilic and hydrophobic membrane parts
KR100436438B1 (ko) * 2001-11-06 2004-06-16 김유복 숯이 함유된 엠보싱 멀칭비닐의 제조방법
DE10238683A1 (de) * 2002-08-19 2004-03-11 Rist, Max, Dr. Vorrichtung zur Beeinflussung von Gasflüssen
WO2008044792A1 (en) * 2006-10-10 2008-04-17 Furrex Co., Ltd. Heat and moisture exchanger for patient breathing
US8567391B2 (en) 2006-10-10 2013-10-29 Furrex Co., Ltd. Heat and moisture exchanger, heat and moisture exchanging device, and mask
US8079574B2 (en) 2007-05-16 2011-12-20 ZenPure Corp. Membrane based contactor module for mass and heat transfer
US8252081B2 (en) 2007-07-17 2012-08-28 Teleflex Medical Incorporated Water dissipation device and method
US8105410B2 (en) * 2007-07-17 2012-01-31 Teleflex Medical Incorporated Water dissipation device with capillary action
US8236081B2 (en) 2007-07-17 2012-08-07 Teleflex Medical Incorporated Permeable membrane water dissipation device
DE102008049177B3 (de) * 2008-09-26 2010-02-04 Dräger Medical AG & Co. KG Vorrichtung zur Steuerung des Atemgasflusses
GB0919903D0 (en) * 2009-11-13 2009-12-30 Cambridge Design Res Llp Ventilator gas humidification device
EP2647401A1 (en) * 2012-04-04 2013-10-09 Covidien AG A filter of absorbing, retaining and releasing heat and/or moisture of exhaled and inhaled gas and method of forming such a filter
GB2575894A (en) 2012-04-27 2020-01-29 Fisher & Paykel Healthcare Ltd Usability features for respiratory humidification system
GB2514477A (en) 2013-04-04 2014-11-26 Forderung Von Medizin Bio Und Umwelttechnologien E V Fachsektion Dresden Ges A particle filtering material
CN108704213B (zh) 2013-09-13 2021-06-22 费雪派克医疗保健有限公司 用于加湿系统的连接
US10449319B2 (en) 2014-02-07 2019-10-22 Fisher & Paykel Healthcare Limited Respiratory humidification system
CN106535971B (zh) 2014-06-03 2020-12-04 费雪派克医疗保健有限公司 用于呼吸治疗系统的流动混合器
US20170189727A1 (en) * 2014-06-04 2017-07-06 Free Air, Inc. Systems and methods for removing ultra-fine particles from air
US11351332B2 (en) 2016-12-07 2022-06-07 Fisher & Paykel Healthcare Limited Sensing arrangements for medical devices
WO2021176291A1 (en) * 2020-03-06 2021-09-10 3M Innovative Properties Company Counterflow energy recovery ventilator core comprising seamless pleated support media
US10870076B1 (en) 2020-06-05 2020-12-22 Celios Corporation Air filtration system, air filtration device, and air filtration module for use therewith
US10926209B1 (en) 2020-06-05 2021-02-23 Celios Corporation Air filtration system, air filtration device, and air filtration module for use therewith
KR20230034286A (ko) * 2020-07-02 2023-03-09 필립모리스 프로덕츠 에스.에이. 필터 매체를 평가하기 위한 시험 챔버 장치

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1261247A (fr) * 1960-03-25 1961-05-19 Saint Gobain Matériau incombustible filtrant, notamment pour la filtration des gaz
GB933852A (en) * 1961-07-10 1963-08-14 Fram Corp Separator for immiscible fluids
JPS4936904A (fi) * 1972-08-15 1974-04-05
GB1485128A (en) * 1974-12-17 1977-09-08 Marshall D Bonded two-stage high efficiency filter
JPS523911Y2 (fi) * 1975-03-20 1977-01-27
DE2851564A1 (de) * 1978-11-29 1980-06-04 Siemens Ag Vorrichtung zum anwaermen und befeuchten eines beatmungsgases
US4360018A (en) * 1979-12-20 1982-11-23 American Hospital Supply Corporation Anesthesia system and method of filtering respiratory gas
US4344999A (en) * 1980-04-22 1982-08-17 W. L. Gore & Associates, Inc. Breathable laminate
US4459139A (en) * 1981-09-14 1984-07-10 Gelman Sciences Inc. Disposable filter device and liquid aspirating system incorporating same
JPS6068093A (ja) * 1983-09-21 1985-04-18 Mitsubishi Rayon Co Ltd 水処理システム
SU1342514A1 (ru) * 1984-11-26 1987-10-07 Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела Влаготеплообменное устройство дыхательного аппарата на химически св занном кислороде
DE3780511T2 (de) * 1986-05-23 1993-03-04 Gore & Ass Hochleistungsgasfilter.
AU7943387A (en) * 1986-10-16 1988-04-21 Intertech Resources Inc. Heat and moisture exchanger for respiratory gases
US5022394A (en) * 1988-10-11 1991-06-11 Homecare Of Dearborn Heat and moisture exchanger device for tracheostomy patients
DD278501A1 (de) * 1988-12-27 1990-05-09 Medizin Labortechnik Veb K Vorrichtung zum anwaermen und befeuchten von beatmungsgasen
GB8916361D0 (en) * 1989-07-18 1989-09-06 Smiths Industries Plc Filters
DE3942813A1 (de) * 1989-12-23 1991-06-27 Akzo Gmbh Laminat

Also Published As

Publication number Publication date
ES2074002B1 (es) 1998-07-01
SE9301970L (sv) 1993-12-12
CH687297A5 (de) 1996-11-15
ITTO930424A1 (it) 1994-12-10
FI932661A0 (fi) 1993-06-10
GB9212399D0 (en) 1992-07-22
DE4319458B4 (de) 2005-06-09
SE9301970D0 (sv) 1993-06-09
GB2267661A (en) 1993-12-15
CA2098132A1 (en) 1993-12-12
DK70193A (da) 1993-12-12
FI932661A (fi) 1993-12-12
AU667538B2 (en) 1996-03-28
NO932126D0 (no) 1993-06-10
FR2749173B1 (fr) 1998-11-06
GR930100236A (el) 1994-02-28
SE510976C2 (sv) 1999-07-19
NO302861B1 (no) 1998-05-04
GB2267661B (en) 1995-10-18
CA2098132C (en) 2000-10-17
SE510976C3 (sv) 1999-08-30
ES2074002A2 (es) 1995-08-16
IT1260845B (it) 1996-04-23
NL9301022A (nl) 1994-01-03
ATA112593A (de) 1997-09-15
FR2749173A1 (fr) 1997-12-05
NL194750B (nl) 2002-10-01
ITTO930424A0 (it) 1993-06-10
DK70193D0 (da) 1993-06-11
DK174117B1 (da) 2002-07-01
NL194750C (nl) 2003-02-04
ES2074002R (fi) 1997-12-16
AT403657B (de) 1998-04-27
GB9311889D0 (en) 1993-07-28
FR2692153A1 (fr) 1993-12-17
DE4319458A1 (de) 1993-12-16
JPH0663141A (ja) 1994-03-08
AU4018493A (en) 1993-12-16
NO932126L (no) 1993-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI110236B (fi) Lämpöä ja kosteutta vaihtavat suodattimet
US20100242961A1 (en) Systems and methods for preventing water damage in a breathing assistance system
US5603314A (en) Aerosol filtration device and inhalation apparatus containing same
EP2968799B1 (en) Single-piece aerosol exhalation filter and respective aerosol delivery device
US8561606B2 (en) Heat and moisture exchange unit
JP2000501306A (ja) 閉回路換気治療の方法および装置
Hedley et al. Heat and moisture exchangers and breathing filters
US6230703B1 (en) Aerosol inhalation device providing improved aerosol delivery
CN104208791B (zh) 一种呼吸插管用人工鼻
CN105833403B (zh) 一种能自动调节呼吸频率的呼吸机
Leijten et al. Bacterial contamination and the effect of filters in anaesthetic circuits in a simulated patient model
CN204619069U (zh) 一种能预防呼吸机相关肺炎的呼吸机系统
CN219557291U (zh) 一种抗菌吸附型呼吸过滤器
US20230173215A1 (en) Medical airway device
WO2003105938A1 (en) A device for the exchange of heat and moisture between inhalation and exhalation air flows
DE102020110110B3 (de) Atemluft-Reinigungsvorrichtung
Wilkes Breathing filters, humidifiers and nebulizers
CN215737049U (zh) 一种防疫口罩
CN212631398U (zh) 一种吸氧面罩
TW202300192A (zh) 諸如呼吸機之流體混合設備
DE102020119085A1 (de) Beatmungsvorrichtung zur Beatmung einer Person, Steuerverfahren für ein Radialgebläse einer Beatmungsvorrichtung und Beatmungsverfahren
CN112674412A (zh) 一种防疫口罩及应用
Weathers et al. Description of Filtering Exhaled Gases with a Flow Inflating Bag-Valve Device: For Pediatric and Neonatal Applications
Mazhirina et al. Breathing filters for anesthesia and mechanical lung ventilation
Nebulizer BACTERIAL FILTER

Legal Events

Date Code Title Description
MA Patent expired