DE4441380A1 - Leitung für erwärmte, befeuchtete Atemluft - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Befeuchter für zur Beatmung dienende Luft, und insbesondere, jedoch nicht aus­ schließlich Leitungen für befeuchtete Atemluft, die in Beatmungsschaltkreisen von Befeuchtern vorgesehen sind, um befeuchtete Gase einem Patienten oder einer anderen Person, die derartige Gase benötigt, zuzuführen. Um Gase, beispielsweise befeuchtete Gase, einem Patienten oder einer anderen Person, die solche Gase benötigt, zuzuführen, werden flexible Leitungen verwendet, die von der Gaszufuhr zu dem Patienten (Einatmungsleitung) und von dem Patienten zurück zu der Gaszufuhr (Ausatmungs­ gase) führen. Wenn das zugeführte Gas ein befeuchtetes Gas ist, ist es erwünscht, die Menge der Kondensation, die an den Innenwandungen der Leitungen entsteht, zu minimieren, da die Kondensation sich alsbald ansammelt und eine regelmäßige Drainage erfordert. Einige vorhand­ ene Leitungen für befeuchtete Atemluft weisen Heizdrähte auf, die dazu dienen sollen, die Kondensation zu ver­ ringern und auch dazu dienen, die Temperatur der befeuchteten Gase, die in der Leitung zu dem Patienten geführt wird, zu steuern.

Ein Beispiel einer Leitung für befeuchtete Atemluft, die einen Heizdraht aufweist, ist in dem US-Patent 4 708 831 gezeigt. Der dort gezeigte Heizdraht ist ein geschlauft geführtes Heizelement, dessen beiden freien Enden von der Leitung vorragen, um mit einer Wechselspannungsquel­ le an dem Befeuchter verbunden zu werden. Die Spannung wird über die Enden des Heizdrahtes aufgebracht und die Spannung an dem Punkt, die dem Patienten am nächsten ist, ist auf etwa die halbe Eingangsspannung abgesenkt, da der Heizdraht geschlauft geführt ist. Es hat sich ge­ zeigt, daß bei manchen medizinischen Anwendungen, bei denen eine empfindliche Beobachtungsausrüstung auf dem Patienten angeordnet ist, obwohl die Spannung an dem dem Patienten nächsten Punkt sehr gering ist (beispielsweise 11 Volt Wechselspannung) das elektrische Feld, das von dem Heizdraht erzeugt wird, in manchen Fällen von der Beobachtungseinrichtung registriert wird. Es hat sich gezeigt, daß dies gewöhnlich ein vorübergehendes Problem ist und von manchen Faktoren, etwa der Frequenz der Heizdrahtspannung oder der Empfindlichkeiten und der Qualität des medizinischen Beobachtungsgerätes und des­ sen Verbindungen abhängig ist.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leitung für erwärmte Atemluft zu schaffen, die dazu dient, die oben genannten Nachteile zu überwinden oder wenigstens zu mindern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Leitung für erwärmte Atemluft zur Verwendung mit einem Atemluftbefeuchter oder aber einem Ventilator die aufweist:
ein Tubus mit Kupplungen an einem Patientenende und ei­ nem Geräteende,
einem isolierten Widerstandsdraht, der von dem Tubus aufgenommen wird, und der sich im wesentlichen entlang der vollen Länge des Tubus erstreckt,
einen isolierten Leiter, der von dem Tubus aufgenommen wird und im wesentlichen über die volle Länge des Tubus läuft,
wobei der Widerstandsdraht und der Verbinder jeweils an das Geräteende und den jeweiligen elektrischen Verbinder angeschlossen sind und gemeinsam an dem Patientenende verbunden sind.

Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung weist die Vor­ richtung auf:
eine Leitung mit einem Verbindungsmittel an dem distalen Ende zur Verbindung mit der Befeuchtungseinrichtung, um die Gase aufzunehmen, Heizelementsmittel innerhalb der Leitung, die sich entlang der Länge der Leitung er­ strecken,
elektrische Leitmittel in der Leitung, die sich entlang der Länge der Leitung erstrecken,
wobei die elektrischen Heizmittel und das elektrische Leitungsmittel miteinander an ihrem proximalen Ende ver­ bunden sind.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeich­ nung erläutert werden. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Grundschema eines Leitungssystems für erwärmte, befeuchtete Beatmungsluft nach dem Stand der Technik,

Fig. 2 ein Grundschema eines Leitungssystems für er­ wärmte, befeuchtete Beatmungsluft nach der vor­ liegenden Erfindung,

Fig. 3 den Grundaufbau eines alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiels des in Fig. 2 gezeigten Leitungssystems für erwärmte, befeuchtete Beat­ mungsluft.

Eine befeuchtete Atemluft führende Leitung erlaubt es, Gase (beispielsweise befeuchtete Gase) von einer Gas­ quelle (etwa einem Befeuchter oder einem Ventilator) zu einem Patienten oder einer anderen Person, die ein sol­ ches Gas benötigt, zu führen. Eine vorbekannte Befeuch­ tungsleitung für erwärmte Atemluft ist in Fig. 1 ge­ zeigt. Die befeuchtete Atemluft führende Leitung weist (wie in Fig. 1 gezeigt) üblicherweise einen Beatmungs­ tubus 1 auf, der an seinem distalen Ende 2 mit dem Gas­ auslaß eines (nicht gezeigten) Atemluftbefeuchters ver­ bunden ist und an seinem proximalen Ende 3 mit einem Y-förmigen Verbinder mit drei Einlaß/Auslaß-Anschlüssen versehen ist. Ein Anschluß 4 des Y-förmigen Verbinders richtet die Beatmungsgase zu dem Patienten und nimmt die von dem Patienten ausgeatmete Luft auf. Die ausgeatmete Luft wird durch den Y-förmigen Verbinder zu einem Aus­ atemtubus 5 über den dritten Anschluß 6 des Y-förmigen Verbinders geführt, so daß die ausgearbeiteten Gase zu dem (nicht gezeigten) Befeuchter/Ventilator von dem Ende 7 des Ausatemtubus 5 zurückgeführt werden kann.

Wenn die von der Leitung geführten Gase erwärmt und be­ feuchtet sind und so mit Wasserdampf beladen sind, wird eine Kondensation an jedem Punkt entlang der inneren Wandung der Leitung auftreten, wo die Oberflächentempe­ ratur der Leitung geringer als die Temperatur des Gases ist. Dies führt zum unerwünschten Entstehen von flüssi­ gem Wasser in der Leitung, das regelmäßig abgeführt wer­ den muß, damit dem Patienten nicht flüssiges Wasser zu­ geführt wird. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist ein isolierter Heizdraht 8 in dem Tubus für das Einatmungs­ gas vorgesehen und ist gewöhnlich aus einer gewickelten Zinnlegierung gefertigt. Es ergibt sich aus Fig. 1, daß der Heizdraht geschleift ist, wobei die beiden Enden 9 und 10 von dem Ende 2 des Einatmungstubus vorragt und eine Biegung 23 etwa auf halbem Weg entlang des Heiz­ drahtes 8 hat. Die Biegung 23 ist dabei der Punkt, an dem Heizdraht dem Y-förmigen Verbinder am nächsten kommt. Die Ende des Heizdrahtes 9 und 10 sind mit jewei­ ligen Ausgängen 11 und 12 einer Spannungsversorgung 13 verbunden, die gewöhnlicherweise in dem (nicht gezeig­ ten) Befeuchter vorgesehen ist. Die Anschlüsse 11 und 12 sind üblicherweise bei einem Befeuchter zum einfachen Anschlusses des Heizdrahtes vorgesehen.

Spannung wird zu dem Befeuchter über die übliche Netz­ versorgung (beispielsweise 230-240 Volt Wechselspannung) über einen Stecker 14 zugeführt, so daß die Phase 15, Masse 16 und eine Erdung 17 in dem Befeuchter vorgesehen sind. Der Erdleiter ist mit dem Metallgehäuse des Be­ feuchters verbunden, während der Heizdraht 8 mit Span­ nung von der Sekundärseite eines Transformators 18 ver­ bunden ist, der mit der externen Spannungsversorgung über die Phase 15 und dem Masseleiter 16 verbunden ist. Eine Steuerung 19 in dem Befeuchter steuert einen Schal­ ter 20, der, wenn geschlossen, den Heizdraht mit Energie versorgt. Die Steuerung 19 kann auf ein Eingangssignal von (nicht gezeigten) Temperatursensoren an verschiede­ nen Positionen in der Befeuchterleitung oder außerhalb der Leitung antworten, als auch, beispielsweise, Befehle von einer weiteren Steuerung in dem Befeuchter aufneh­ men, der den Gesamtbetrieb des Befeuchters steuert. Die Sekundärspannung V₂ des Transformators wird auf etwa 220 Volt bei gleichbleibender Frequenz, d. h. 50 oder 60 Hertz) herabgesetzt. Es versteht sich, daß das bei der Biegung 23 des Heizdrahtes die Spannung etwa die Hälfte der Sekundärspannung des Transformators beträgt, bei­ spielsweise 11 Volt Wechselspannung.

Es wird jetzt auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, bei denen Merkmale, die denen von Fig. 1 gleich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen sind.

Fig. 2 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei der der Heizdraht 8 eine einfache Länge hat und damit nur halb so lang ist, wie der Heizdraht bei der Ausführung nach Fig. 1. Der Heiz­ draht 8 in Fig. 1 erstreckt sich von der Verbindung 9 entlang dem Einatmungstubus 1, um an dem Y-förmigen Ver­ binder 4 zu enden. An der Biegung 23 des Heizdrahtes 8 ist eine Verbindung mit einem isolierten Rückführdraht 21 mit geringem Widerstand vorgesehen, der entlang dem Einatmungstubus zu der Verbindung 10 zurückführt. Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung für den Heizdraht kann nach­ träglich in vorhandene Befeuchter eingesetzt werden, bei dem dieselben externen Verbindungen mit dem Befeuchter hergestellt werden. Durch Sicherstellen, daß der Wider­ stand des Heizdrahtes 2 bezüglich des Widerstands pro Einheitslänge des in Fig. 1 gezeigten Heizdrahtes ist, sind die Strom- und Leistungsanforderungen des in Fig. 2 gezeigten Heizdrahtes im wesentliche dieselben wie bei der Heizdrahtausbildung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Diese neue Ausbildung hat weiter den Vorteil, daß an dem Punkt 23, an dem der Punkt des Heizdrahtes dem Patienten am nächsten ist, die Spannung sehr nahe an 0 Volt liegt, da die Masserückführung 21 mit dem Gehäuse des Befeuch­ ters über die Leitung 22 verbunden ist, die wiederum mit der Erdung verbunden ist.

Bei einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist, hat die Leitung für befeuchtete Atemluft gesonderte Heizdrähte in dem Einatmungstubus und dem Ausatmungstu­ bus. Der Heizdraht 8 ist in dem Einatmungstubus 1 wäh­ rend ein zweiter Heizdraht 8A in dem Ausatmungstubus 5 ist. Diese Anordnung soll die Menge der Kondensation, die in dem Ausatmungstubus auftritt, als auch diejenige, die in dem Einatmungstubus auftritt, verringern, um die erforderliche Abführung von Wasser aus der Leitung zu vermindern. Um zu bewirken, daß die Enden 23 und 23A der jeweiligen Heizdrähte beide bei oder nahe einem Potenti­ al von 0 Volt sind, sind die beiden Heizdrähte parallel ausgebildet, so daß der zweite Heizdraht 8A die Verbin­ dung 9 mit dem ersten Heizdraht 8 teilt und an dem Punkt 23A mit dem zweiten Massenrückschlußleiter 21A verbun­ den ist, der sich von dem Punkt 23A zu dem Verbinder 10 erstreckt. Es ergibt sich daher, daß die Anordnung, die in Fig. 3 gezeigt ist, ebenfalls bei einem üblichen Be­ feuchter nachgerüstet werden kann, da es die gemeinsamen Verbindungen mit den vorhandenen Befeuchtern teilt und durch Auswählen des geeigneten Widerstandsdrahts, wobei die Leitungserfordernisse des Heizdrahtes den vorhand­ enen Transformatoren entsprechend gemacht werden können.

Es ergibt sich aus dem Voranstehenden, daß die vorlie­ genden Erfindung die gewünschte Eigenschaft, daß die Spannung des Heizdrahtes an dem Punkt, der dem Patienten am nächsten ist, im wesentlichen 0 Volt beträgt. Dies hat sich als erwünscht erwiesen in Fällen, in denen der Patient die Gase von der Befeuchtungsleitung bei einer medizinischen Behandlung aufnimmt, bei der Sensoren vor­ handen sind, die auf elektrische Felder ansprechen, bei­ spielsweise Elektrokardiographen (EKG). Da die Sensoren für das EKG auf dem Brustkorb des Patienten oder in Po­ sitionen nahe dem Heizdraht der Befeuchterleitung ange­ bracht werden, ist es erwünscht, daß die Felder, die von dem Heizdraht nahe den Sensoren erzeugt werden, so ge­ ring wie möglich sind. Dies wird durch die vorliegende Erfindung erreicht. Es ergibt sich so, daß die vorlie­ gende Erfindung eine einfache, aber effektive Lösung des Problem der elektrischen Kopplung zu empfindlichen Beob­ achtungssystemen schafft, die auch einfach bei bisher verfügbaren Befeuchtungsgeräten nachgerüstet werden kann.

Die in den Ansprüchen und in der vorstehenden Beschrei­ bung angegebenen Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Aus­ gestaltungen von Bedeutung sein.

Claims (8)

1. Eine Leitung für erwärmte Atemluft zur Verwen­ dung mit einem die Atemluft befeuchtenden Respirations­ gerät, mit einem Tubus (1, 5), der Kupplungen an einem Patienten (3) und einem Geräteende (2) aufweist,
gekennzeichnet durch
einen isolierten Widerstandsdraht (8, 8A), der von dem Tubus (1, 5) aufgenommen wird und sich im wesentlichen über die volle Länge des Tubus (1, 5) erstreckt,
einen isolierten Leiter (21, 21A), der von dem Tubus (1, 5) aufgenommen wird, und der im wesentlichen über die vol­ le Länge des Tubus (1, 5) läuft,
wobei der Widerstandsdraht (8, 8A) und der Leiter (21, 21A) jeweils an dem Geräteende (2), an den jeweiligen elektrischen Verbindern (11, 12) angeschlossen sind und miteinander an einen Punkt (23, 23A) an dem Patienten­ ende verbunden sind.

2. Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 1, weiter mit einem Einatmungstubus (1), um Gase von der Befeuchtungseinrichtung zu richten, der mit einem Ausatmungstubus (5) verbunden ist, um die Gase zu der Befeuchtungseinrichtung zurückzuführen und mit einem Auslaß (4) für die Gase zwischen dem Ein­ atmungstubus (1) und dem Ausatmungstubus (5).

3. Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 2, wobei der Widerstandsdraht (8, 8A) und der Leiter (21, 21A) sich im wesentlichen über die Länge des Einatmungstubus (1) erstrecken.

4. Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 2, wobei eine zweiter Widerstandsdraht (8a) in dem Ausatmungstubus (5) vorgesehen ist und sich im wesentlichen über die volle Länge des Ausatmungstubus (5) erstreckt, und ein zweiter Leiter (21A) in dem Aus­ atmungstubus (5) vorgesehen ist, der sich im wesent­ lichen über die volle Länge des Ausatmungstubus (5) erstreckt und an dem Patientenende (3) mit dem zweiten Widerstandsdraht (8A) verbunden ist.

5. Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft, die dazu eingerichtet ist, Gase von einer Befeuchtungsein­ richtung aufzunehmen und zu führen, mit einer Leitung (1, 5), die an ihrem distalen Ende (2) ein Verbindungs­ mittel zur Verbindung mit der Befeuchtungseinrichtung zur Aufnahme dieses Gases aufweist,
gekennzeichnet durch ein Heizelement (8, 8A), das sich in der Leitung (1, 5) entlang der Länge der Leitung (1, 5) erstreckt,
ein elektrisches Leitelement (21, 21A) in der Leitung (1, 5), das sich entlang der Leitung (1, 5) erstreckt, wobei
das Heizelement (8, 8A) und der elektrische Leiter (21, 21A) gemeinsam an ihren proximalen Enden (23, 23A) mit­ einander verbunden sind.

6. Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 5, weiter mit einem Einatmungstubus (1), um Gase von der Befeuchtungseinrichtung zu richten, die mit einem Ausatmungstubus (5) verbunden ist, um die Gase zu der Befeuchtungseinrichtung zurückzuführen und mit einem Auslaß (4) für die Gase zwischen dem Einat­ mungstubus (1) und dem Ausatmungstubus (5).

7. Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 6, wobei das Heizelement (8, 8A) und die elek­ trische Leitung (21, 21A) sich im wesentlichen über die Länge des Beatmungstubus (1) erstrecken.

8. Eine Leitung für erwärmte Beatmungsluft nach Anspruch 6, wobei ein zweites Heizelementen (8A) in dem Ausatmungstubus (5) versehen ist und sich im wesentli­ chen über die Länge des Ausatmungstubus (5) erstreckt und eine zweite elektrische Leitung (21A) in dem Aus­ atmungstubus (5) vorgesehen ist, das sich im wesentli­ chen über die volle Länge des Ausatmungstubus (5) er­ streckt und an seinem proximalen Ende (3) mit dem zwei­ ten Heizelement (8A) verbunden ist.