DE2201867B2 - Luftröhrenschlauch mit selbstaufblähender Manschette - Google Patents

Description

den Öffnungen austritt und die Manschette in den Um den in der Manschettenwand angeordneten

iiichl ausgedehnten Zustand unter Aufhebung des LuHölfnungen einen möglichsi großen Querschnitt

abdichtenden Eingriffs b.ingt. für den Luftein- und -austritt und zugleich für den

Bei dem eingangs erörterten Traehealkatheler Flüssigkeitsabl'Iiiß zu gehen, können die Luftöffnun-

nach Martinez und anderen bereits bekannten Tra- 5 gen eine längliche Form aufweisen, deren Haupt-

chealkathetern der vorstehend genannten Gattung achse jeweils in einer gemeinsamen Ebene m^;t der

(französische Patemschrift 1576 397, britische Pa- Achse der Kanüle liegt.

tentschriit 1 I 13 484, USA.-Patentschrift 3 460 541) Die Erfindung wird im nachfolgenden an Hand

ist die von der Manschette umschlossene Ringkam- des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei-

mer durch Luftlöcher in der zylindrischen Wand des io spiels näher erläutert.

Katheterschlauches mit dessen Innerem verbunden. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines

Das hat den schon erwähnten Nachteil, die gekann- Luftröhrenschlauchs, der in das tracheale Lumen

ten Trachealkatheter zumindest für eine längere Zeit eines Patienten eingesetzt und an ein intermittieren-

andauernde Benutzung ungeeignet zu machen, da bei des Druckbeatmungsgerät angeschlossen ist;

ihnen die Neigung besteht, daß sich die Luftlöcher 15 F i g. 2 und 3 sind seitliche Ansichten der Man-

durch Schleim und andere Lungensekrete innerhalb scheue und zeigen den Luftdurchsatz beim Einatmen

verhältnismäßig kurzer Zeit verstopfen. bzw. Ausalmen des Patienten:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit F i g. 4 ist ein Querschnitt durch den in den Fi g. 2 möglichst einfachem Aufwand einen vergleichsweise und 3 dargestellten Mansch^tenabschnitt.
leicht und sicher zu handhabenden Tracnealkatheter 20 In F i g. 1 ist ein Tracheal- oder Luftröhren-ZU schaffen, bei dem die Luftöffnungen der Man- schlauch mit Manschette gemäß der Erfindung darschcttenringkammer so angeordnet :;ind, daß sie gestellt, der in das tracheale Lumen eingeführt ist. nicht durch Schleim und Lungensekrete verstopft Das Gerät ist entsprechend der schematischer Darwerden können, vielmehr ein ständiges Abfließen stellung vermittels eines Schlauchs und über Ventile solcher in der Manschettenringkammer~etwa vornan- 25 mit einem Beatmungsgerät wie z. B. einer IPPB-Madener Flüssigkeiten längs der Außenseite des Ka- schine 10 verbunden. Bei dem hier dargestellten Gethetcrschlauches ermöglichen. rät handelt es sich um eine endotracheale Ausfüh-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- rung. Der Schlauch mit Manschette läßt sich jedoch löst, daß die zylindrische Wand des Katheterschlau- genauso gut auch in tracheotomischer Ausführung ches außer an dessen beiden Enden keine Öffnungen 30 herstellen und wird dann durch eine chirurgisch anaufweist und die Luftöffnungen auf dem Umfang gebrachte Öffnung (Luftröhrenschnitt) in die Lufteines Ringabschnitts der Manschetce von gegenüber röhre eingeführt. Das Gerät weist eine Kanüle 11 mit deren Größtquerschnitt abnehmender Querschnitts- offenem Ende und einer zylindrischen Wand, in der fläche verteilt angeordnet sind. Die rhythmische Ar- sich keine Löcher befinden, auf. Das innere Ende beitsweise der Manschette — Aufblähen und Ab- 35 11 α der Kanüle ist in einer Ebene unter einem Windichten der Luftröhre beim Einatmen, Entleeren der kel zur Kanülenachse abgeschnitten, so daß sich die Mans"hettenkammer und Lockern der Abdichtung Kanüle mühelos in das tracheale Lumen einführen beim Ausatmen — ist dann grundsätzlich dieselbe läßt. Dieses Merkmal bildet keinen Teil der Erfinwie bei den schon bekannten Trachealkathetern, je- dung. Die Kanüle 11 besteht vorzugsweise aus einem doch ist durch die besondere Art der Anordnung der 40 biegsamen, gummiartigen Werkstoff, um jede Irrita-Luftöffnungen an der Manschettenkammer die Ge- tion der Luftröhre weitgehendst zu verringern. Anfahr einer Verstopfung, auch bei länger andauern- dererseits läßt sich jedoch auch ein steifer Werkstoff dem Betrieb, vermieden. Ferner weist die Innenwand wie z. El. Polyvinylchlorid verwenden,
der Kanüle keinerlei Unstetigkeiten auf. Außerdem Die Kanüle trägt zwischen ihren Enden eine Manarbeitet die Manschette bei ihre! selbsttätigen Entlee- 45 scheue 12, die an ihrem vorderen und hinteren Ende rung während des Ausatmens mit einem wesentlich 12« bzw. 12 6 an der Kanüle befestigt ist und an diegeringeren Druckhöchstwert als dem zur Einblasung sen Enden einen Luftdurchgang verhindert. Die bebenötigten Druck, sonders am Manschettenende 12 6 wichtige Man-

Um einerseits den Arbeitsweg, den die Manschette schcttenabdichtung ist in der Weise ausgebildet, daß zwischen ihren beim Einatmen und beim Ausatmen *o das Manschettmende aus einem elastischen Werkeingenommenen extremen Lagen zurückzulegen hat, stoff besteht und im entspannten Zustand einen kleimöglichst klein zu halten und andererseits dafür zu ncren Un"fang als der der Kanüle aufweist, so daß sorgen, daß die Luftöffnungen stets, auch beim nicht die Abdichtung nach Aufschieben der Manschette ausgedehnten Zustand der Manschette, weit offen ge- auf die Kanüle dadurch erhalten wird, daß die Manhalten werden, ist es besonders vorteilhaft, wenn die 55 schette auf die Kanüle aufgespannt ist. Die Dichtung größte Radialausdehnung der Manschette im norma- läßt sich ebenfalls durch Klebung vermittels eines lcn, nicht ausgedehnten Zustand nicht wesentlich gc- Haftmittels zwischen Manschette und Kanüle crzieringer ist als die der Luftröhrenschleimhaut, gegen lcn. Wenngleich das Manschettenende 12 ο nicht unwelche sie mit abdichtendem Eingriff angelegt wer- bedingt abgedichtet sein muß, sollte es doch fest mit den kann. 60 der Kanüle verbunden sein, damit es einen einwand-

Aus den gleichen Gründen kann es vorteilhaft freien Luf'zutritt gestaltet und sich nicht zu stark

sein, für die Manschette eine Überlänge in Form verschieben läßt.

eines ringförmig eingefalteten Abschnitts vorzusehen, Die Manschette 12 weist einen mittleren Abschnitt der dazu dient, »',en mittleren Manschcttenabschnitt 12c aus einem biegsamen, in Radialrichtung ausin einem allgemein ungespannten, gelösten Zustand 65 dehnbaren Werkstoff wie z. B. Latexgummi von allzu halten, so daP die Manschette stets eine Kammer gemein roiirförmigcr Formgebung auf, der in einen bildet. Auch dies begünstigt das Offenhalten der ausgedehnten und einen nicht ausgedehnten Zustand Luftöffnungen. bringbar ist. Der Manschettenabschnitt 12c ist wc-

sentlich größer als die Kanüle 11, so daß zwischen entsprechend dem Pfeil A durch die Kanüle 11 zugediesen und zwischen den Enden 12 ο und 12 b eine führt und in die Lungenwege L gedrückt. Auf Grund kontinuierliche Ringkammer 13 gebildet ist. Der des Gegendrucks, der durch den natürlichen Strö-Manschettenabschnitt 12 c hat eine wesentlich grö- mungswiderstand der Lungenwege hervorgerufen ßere Radialausdehnung als die Kanüle, so daß sich 5 wird, tritt die durch die Pfeile B angedeutete Luftgedie Manschette nach Einsetzen des Geräts im nicht genströmung auf, durch welche Luft durch die Öffausgedehnten Zustand in einem geringen Abstand nungen 14 entsprechend den Pfeilen in die Kammer von der Luftröhrenschleimhaut befindet, wohingegen 13 gelangt, den Manschettenabschnitt 12 c aufbläht zwischen der dünneren Kanüle und der Schleimhaut und diesen in abdichtenden Eingriff mit der Luftröhein größerer Abstand gegeben ist. Die Manschette io renschleimhaut bringt, so daß ein vorübergehend abweist einen Ringabschnitt 12 d von linear zunehmen- geschlossenes Drucksystem erhalten wird. Wie ohne der Querschnittsfläche mit in gegenseitigen Abstän- weiteres ersichtlich ist, ist die Höhe des an der D'chden angeordneten Luftöffnungen 14 von zweckmä- tung zwischen Manschette und Luftröhrenschleimßigerweise länglicher oder ovaler Formgebung auf, haut ausgeübten Drucks gleich dem Lungengegenderen Hauptachse sich in Kanülenlängsrichtung er- 15 druck, welcher wiederum im wesentlichen dem Überstreckt, druck entspricht, der erforderlich ist, um eine zur At-

Die Öffnungen sind in gegenseitigen Abständen mungsunterstützung ausreichende Luftmenge in die angeordnet und es sind ausreichend viele Öffnungen Lungen zu drücken. Bei normaler Lungenkapazität vorgesehen, so daß Luft ungehindert in die Kammer des Patienten muß das Beatmungsgerät einen Druck 13 ein- und aus dieser austreten kann, damit sich die ao in der Größenordnung von 20 bis 40 mm Hg-Säule Luft allgemein gleichförmig innerhalb der Kammer liefern. Wenn jedoch die Lunge des Patienten eine 13 verteilt, ohne daß Druckdifferentiale an der Luft- verringerte Aufnahmefähigkeit aufweist wie sie beiröhrenabdichtung auftreten. Die Luftöffnungen stel- spielsweise durch verschiedene Krankheiten bedingt len eine Verbindung zwischen den mit L bezeichne- ist, muß das Beatmungsgerät auf Grund des Ströten Lungenwegen und dem vorderen Manschetten- 25 mungs»· iderstands wesentlich höhere Einatmungsende her, so daß die Manschette entsprechend drücke von beispielsweise 50, 60 oder mehr Millime-F ig. 2 und 3 aufgebläht bzw. entleert werden kann. ter Hg-Säule liefern. In jedem Falle kann der Ab-Diese Anordnung der Luftöffnungen ist wesentlich dichtungshöchstdruck und der Lungengegendruck besser als wenn sich diese in einem Manschettenbe- den Wert des von dem Beatmungsgerät angelegten reich parallel zum Luftstrom befinden würden, insbe- 30 Einatmungsdrucks nicht überschreiten, so daß die sondere wenn sich dieser Bereich in der Nähe der Gefahr von Verletzungen auf Grund eines Übergrößten Radialausdehnung der Manschette befindet, drucks wesentlich verringert ist.
an der die Manschette eine Abdichtung gegen die Während der Ausatmungsphase, die in F i g. 3 dar-Luftröhrenschleimhaut bildet. Im letzteren Falle gestellt ist, tritt Luft aus den Lungen durch die Kawürde kein zur Ausbildung einer wirksamen Abdich- 35 nüle in Richtung des Pfeils D aus, wobei Luft aus der tung ausreichender Luftzutritt erfolgen. Kammer 13 durch die Öffnungen 14 in das tracheale

Damit der Manschettenabschnitt 12 c durch AnIe- Lumen eintreten, die Manschette entleeren und dagen eines Mindestluftdrucks eine einwandfreie Ab- durch die tracheale Abdichtung freigeben kann, so dichtung mit der benachbarten Luftröhrenschleim- daß Luft im Nebenstrom an der Manschette vorbeihaut ergibt, ist seine größte Radialausdehnung nicht 40 gelangt. Auf diese Weise wird die Manschette bei jewesentlich kleiner als die der Luftröhrenschleimhaut, dem Ein- und Ausatmungsvorgang des Patienten inmit welcher er in abdichtenden Eingriff gebracht terminierend aufgebläht und entleert, so daß die vorwird. Daher wird nur so viel Druck benötigt, um die genannten Gefahren vermieden werden, die sich aus Manschette aus einer dem trachealen Lumen unmit- einem kontinuierlichen Druck auf die Luftröhrentelbar benachbarten Lage in eine Lage auszudehnen, 45 Schleimhaut ergeben.

in welcher sie einen zur Abdichtung ausreichend ho- Die selbstaufblähende Manschette 12 entsprechend hen Radialdruck ausübt. Zur weiteren Verringerung der Erfindung arbeitet wie ein Einweg-Schlicßventil, des effektiven Abdichtdrucks weist die Manschette das einen Luftnebenstrom während der Ausatmungseine Überlänge in der Form eines ringförmig einge- phase gestattet und während der Einatmungsphase falteten Abschnitts 12 e auf, auf Grund dessen die 50 unter dem Einfluß des von den Lungen ausgeübten Manschette mühelos aufblähbar ist. Wenngleich der Luftgegendrucks eine Abdichtung mit der Luftröh-Manschettenabschnitt 12e in den Fig.2 und3 am renschleimhaut bildet, welche ein Entweichen von hinteren Ende der Kammer 13 dargestellt ist, an dem Luft vermindert.

er sich natürlich beim Einatmen durch den Patienten Der erfindungsgemäße Luftröhrenschlauch wurde befindet, läßt sich dieser Abschnitt 12 e ohne weite- 55 in einer künstlichen mechanischen Lungenmaschine res auch zum vorderen Manschettenende verlagern. getestet und arbeitete einwandfrei unter verschiede-Der Manschettenabschnitt 12 e unterstützt die Aus- nen Strömungsdrücken und für unterschiedliche dehnung auf Grund der Manschettenüberlänge, so Schlauchlagen. Zwecks Prüfung am lebenden Objekt daß sich der ausdehnende mittlere Manschettenab- wurde der Schlauch in das tracheale Lumen einer schnitt 12 c allgemein nicht in einem gespannten, 60 Reihe von Hunden eingesetzt und über längere Zeit sondern in einem ungespannten oder gelösten Zu- in diesen belassen. Die Ergebnisse zeigten, daß die stand befindet Außerdem trägt der Manschettenab- Luftröhrenschleimhaut in allen Fällen frei von Verschnitt 12 e dazu bei, die Manschette in einer solchen eiterungen, Entzündungen, Geschwüren usw. blieb. Formgebung zu halten, daß stets eine größere Kam- Zum Vergleich wurden parallel dazu bekannte Ausmer gebildet ist und ein maximaler Luftdurchsatz 65 führungen von Luftröhrenschläuchen mit kontinuierdurch die Öffnungen 14 erfolgen kann. lieh aufgeblähter Manschette einer anderen Gruppe

Während der Einatmungsphase, die in F i g. 2 dar- von Hunden während vergleichbarer Zeitspannen

gestellt ist, wird Luft von einer IPPB-Maschine 10 und unter vergleichbaren Bedingungen eingesetzt Im

letzeren Falle zeigten die Luftröhren der Hunde in der Vergleichsgruppe sämtlich entzündete Bereiche, deren Größe jeweils von der Dauer des Experiments abhängig war.

Wie aus den vorstehenden Ausführungen ersichtlich geworden sein dürfte, bläht sich der erfindungsgemäße Luftröhrenschlauch bei Einatmung durch den Patienten selbsttätig auf und entleert sich wiederum selbsttätig, wenn der Patient ausatmet. Außerdem besteht keine Gefahr für eine Verstopfung des

Manschetteneinlasses durch Lungensekretion wie bei dem vorgenannten Luftröhrenschlauch mit Manschette nach Martinez. Das Gerät ist einfach herzustellen und sehr standfest in der Anwendung. Da die Herstellungskosten für den erfindungsgemäßen Luftröhrenschlauch verhältnismäßig gering sind, kann er entweder aus für einmaligen Gebrauch bestimmten Werkstoffen oder aus zur Wiederverwendung bestimmten dauerhafteren Werkstoffen hergestellt wer-

Lo den.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 der jedoch schwierig zu bestimmen ist, und die Luft Patentansprüche: periodisch wie z. B. in stündlichen Abständen durch eine Pflegekraft aus der Manschette abgelassen wird.

1. Trachealkatheter, der für eine Druckbeat- Das periodische Ablassen von Luft ist mit mehreren mung in das tracheale Lumen eines Patienten 5 Nachteilen behaftet, indem es eine nahezu ständige einsetzbar ist, bestehend aus einem Katheter- Aufsicht durch eine Pflegekraft erforderlich macht, schlauch mit zylindrischer Wand und einer auf die Gefahr einer Beschädigung der Manschette beim dem Katheterschlauch aufgesetzten biegsamen, in Sterilisieren oder Einsetzen derselben in uie Luftradialer Richtung ausdehnbaren Manschette, röhre in sich birgt und ein genaues periodisches welche wenigstens einen mittleren Abschnitt auf- i° Wiederaufblähen auf den gewünschten Druck erforweist, der wesentlich größer ist als die zylin- derlich imacht.

drische Wand des Katheterschlauches und mit Ein Versuch, die vorgenannten Nachteile zu behedieser Wand im aufgeblähten und nicht aufge- ben, ist im Journal of Thoracic and Cardiovascular blähten Zustand der Manschette stets eine Ring- Surgery', Band 47, S. 404 (1964) beschrieben. Bei diekammer bildet, wobei die Ringkammer eine oder 15 sem tracheotomischen Schlauch mit Manschette weimehrere Luftöffnungen aufweist, derart, daß bei sen die Seiten des Luftröhrenschlauchs eine Vielzahl dem in das tracheale Lumen eingesetzten Käthe- von Luftlöchern auf und eine dünne, rohrförmige ter in der Einatmungsphase unter Einfluß des Gummimanschette von gleichem Durchmesser wie Einatmungsluftstroms Luft durch die öffnungen der Innendurchmesser der Luftröhre ist so auf den in die Ringkammer eindringt, die Manschette 20 Schlauch aufgesteckt, daß sie sämtliche seitlichen aufbläht und in abdichtenden Eingriff mit der Löcher bedeckt, wobei die Manschettenenden an Trachea bringt, in der Ausatmungsphase Luft aus dem Schlauch angenäht sind. Die Manschette ist in den Öffnungen austritt und die Manschette in den der Weise ausgelegt, daß sie sich durch die von dem nicht ausgedehnten Zustand unter Aufhebung des Beatmungsgerät zugeführte und durch die seitlichen abdichtenden Eingriffs bringt, dadurch ge- 25 Löcher des Lufti-Tihrenschlauchs in sie eintretende kennzeichnet, daß die zylindrische Wand Luft gegen die Wand der Luftröhre ausdehnt. Wenn des Katheterschlauches (11) außer ihren öffnun- das Gerät einwandfrei arbeitet, bestehen seine Vorgen an beiden Enden keine Öffnungen aufweist, teile darin, daß es

und die Luftöffnungen (14) auf dem Umfang a) einen Höchstdruck erzeugt, der den des Beateines Ringabschnitts /12 d) -^J.er Manschette (12) 30 mungsgeräts nicht übersteigt,
von gegenüber deren größtem Querschnitt abneh- b) nur intermittierend Druck ausübt und
mender Querschnittsfläche > erteilt angeordnet c) die Fehlerursachen und dauernde Beaufsichtisind. gung bei der periodischen Aufblähung und Ab-

2. Trachealkatheter nach Anspruch 1, dadurch lassen der Luft aus der Manschette ausschaltet, gekennzeichnet, daß die Luftöffnungen (14) eine 35 Dieser Luftröhrenschlauch nach Martinez hat auf längliche Form aufweisen, deren Hauptachse je- Grund mehrerer konstruktionsbedingter Nachteile weils in einer gemeinsamen Ebene mit der Achse keinen Eingang in die Medizin gefunden. Die vielder Kanüle (11) liegt. leicht am meisten störende Eigenschaft ist, daß sich

die Luftlöcher des Luftröhrenschlauchs durch 40 Schleim und andere Lungensekrete verstopfen. Diese

Sekretion wird durch das Vorhandensein des Luftröhrenschlauchs angeregt und es erfolgt eine so starke Sekretion, daß diese durch intermittierendes

Zur Ausführung einer intermittierenden Über- Einführen eines Katheters in den Schlauch abgeführt druckbeatmung (IPPB) stehen die unterschiedlich- 45 werden muß. Zur Vermeidung von Lungenverletzunsten Ausführungen von Luftröhrenschläuchen zur gen muß der Katheter biegsam ausgebildet sein, so Verfugung. Diese Schläuche sind entweder von einer daß bei jedem Einführen des Katheters die nicht von Ausführung, die zur endotrachealen Behandlung in der Hand zu weisende Gefahr besteht, daß das Kader Hand eines Anästhologen zum Einsetzen in die theterende durch ein Luftloch hindurchgeschoben Luftröhre durch Nase oder Mund bestimmt ist, oder 50 wird und die Manschette zerreißt,
von tracheotomischer Ausführung, die bei Vorhan- Die Erfindung bezieht sich auf einen Trachealkadensein eines Luftröhrenschnitts durch den Schnitt theter, der für eine Druckbeatmung in das tracheale einsetzbar ist. Bei beiden Ausführungen wirkt die Lumen eines Patienten einsetzbar ist. Er besteht aus Manschette in der Weise, daß sie einen ausreichend einem Katheterschlauch mit zylindrischer Wand und hohen Druck gegen die Luftröhrenschleimhaut aus- 55 einer auf den Katheterschlauch aufgesetzten biegsaübt und eine Abdichtung gegen diese bewirkt, so daß men, in radialer Richtung ausdehnbaren Manschette, während der Einblasung durch ein Uberdruckbeat- Diese weist wenigstens einen mittleren Abschnitt auf, mungsgerät keine Luft um den Schlauch herum aus der wesentlich größer ist als die zylindrische Wand der Luftröhre austreten kann. Ein übermäßig hoher des Katheterschlauches. Mit dieser Wand wird im oder lang anhaltender Druck, der von bekannten 60 aufgeblähten und nicht aufgeblähten Zustand der Manschetten ausgeübt wird, führt zu vielen traumati- Manschette stets eine Ringkammer gebildet. Diese sehen Störungen der Luftröhrenschleimhaut, so daß Ringkammer weist eine oder mehrere Luftöffnungen es schließlich zu einer Drucknekrose (Brand). BIu- auf, derart, daß bei dem in das tracheale Lumen eintung, Entzündung, Geschwürbildung, Granulation, gesetzten Katheter in der Einatmungsphasc unter einem ödem oder sogar zu einem Luftröhrenriß 65 Einfluß des Einatmungsluftdrucks Luft durch die kommt. Das Risiko des Auftretens derartiger Störun- öffnungen in die Ringkammer eindringt, die Mangen läßt sich dadurch herabsetzen, daß nur der erfor- schettc aufbläht und in abdichtenden Eingriff mit der derliche Mindestmanschettendruck aufgebracht wird, Trachea bringt, in der Ausatmungsphase Luft aus