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Die Erfindung betrifft einen Beatmungsanfeuchter gemäß Anspruch 1.
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Aus der Praxis sind Beatmungsanfeuchter zur Befeuchtung eines Atemgases für künstlich zu beatmende Patienten bekannt. Sie weisen üblicherweise eine Mischkammer auf, in der ein einströmendes Gas mit Feuchtigkeit angereichert wird. In modernen Beatmungsanfeuchtern werden Parameter des Atemgases von Sensoren für eine Steuerung des Anfeuchters erfasst.
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Aus der
US 2006/0118 113 A1 ist eine Anordnung eines Temperatur- und eines Flowsensor bekannt, bei der die Sensoren in einem Beatmungsschlauchstück zwischen der Mischkammer und einem Y-Stück eines Beatmungsschlauchsystems angeordnet sind. Sie sind in dem Beatmungsschlauchsystem in dafür speziell vorgesehene Muffen positioniert. Nachteilig an dieser Anordnung erweist sich, dass die Sensoren vom Anwender in das Schlauchsystem eingeführt und pneumatisch dicht angeschlossen werden müssen. Dabei ist ein Risiko einer Undichtigkeit an dem Beatmungsschlauchsystem vorhanden. Zudem muss das klinische Personal eine elektrische Verbindung des Sensors zu dem Beatmungsanfeuchter herstellen. Dies erfordert einen zusätzlichen Arbeitsgang in der Bereitstellung des Beatmungsanfeuchters für eine neuen Patienten.
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Aus der
US 5,336,156 ist eine Vorrichtung zur Anfeuchtung von Atemluft eines Inkubators bekannt, bei welcher an einer Heizvorrichtung zwei verschiedene Temperatursensoren vorgesehen sind, wobei ein erster Temperatursensor zur Temperaturkontrolle vorgesehen ist und wobei ein zweiter Temperatursensor zur Detektion exzessiver Temperaturen vorgesehen ist, um die Heizeinheit bei Überschreiten der Temperatur über einen vorgegebenen Wert abzuschalten.
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Aus der
US 4,652,408 ist eine Inhalationsvorrichtung bekannt, bei welcher eine Basiseinheit einen Sensor aufweist, welcher in zusammengebautem Zustand über Bauteile mit der Basiseinheit verbunden ist, wobei eine mit der Basiseinheit lösbar verbindbare Mischkammer, welche einen gasführenden Bereich und eine Öffnung aufweist, vorgesehen ist. Durch die Öffnung steht ein Sensor mit einem gasführenden Bereich in Verbindung. Ferner weist die Basiseinheit eine Aufnahme zur Aufnahme des Sensors auf.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Beatmungsanfeuchter anzugeben, der die Nachteile im aufgezeigten Stand der Technik überwindet. Insbesondere soll der Beatmungsanfeuchter im klinischen Alltag hinsichtlich der Handhabung optimiert werden.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch einen Beatmungsanfeuchter mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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So wird erfindungsgemäß ein Beatmungsanfeuchter zur Anreicherung eines Atemgases mit Feuchtigkeit vorgeschlagen, aufweisend eine Basiseinheit, wenigstens einen Sensor, der mit der Basiseinheit verbunden ist und eine von der Basiseinheit lösbar ausgebildete Mischkammer mit einem gasführenden Bereich, wobei die Mischkammer wenigstens eine Öffnung aufweist, durch die der wenigstens eine Sensor mit dem gasführenden Bereich in Verbindung steht, wobei die Mischkammer ferner einen Atemgaseinströmungskanal und einen Atemgasausströmungskanal aufweist, wobei der wenigstens eine Sensor als Temperatursensor ausgebildet ist, wobei an der Basiseinheit wenigstens ein Aufnahmeelement zur Aufnahme des wenigstens einen Sensors ausgebildet ist, wobei ferner das Aufnahmeelement durch die Öffnung in die Mischkammer hineinragt und wobei der Temperatursensor an dem Aufnahmeelement befestigt und über das Aufnahmeelement fest mit der Basiseinheit verbunden ist, wobei der Temperatursensor an einer der Basiseinheit abgewandten Seite des Aufnahmeelementes vorgesehen ist, und wobei der Temperatursensor in der Nähe des Atemgaseinströmungskanals angeordnet ist, um eine Temperatur des in die Mischkammer einströmenden zu befeuchtenden Atemgases zu messen und wobei ferner wenigstens ein Referenztemperatursensor in der Basiseinheit vorgesehen ist, sodass mit einer vom Referenztemperatursensor erfassten Temperatur eine vom Temperatursensor erfasste Temperatur korrigiert werden kann. Die Mischkammer weist einen Atemgaseinströmungskanal und einen Atemgasausströmungskanal auf. In der Mischkammer wird ein durch den Atemgaseinströmungskanal einströmendes Atemgas mit Feuchtigkeit angereichert. Die zur Steuerung, Regelung oder Überwachung des Beatmungsanfeuchters verwendeten Sensoren sind in vorteilhafter Weise im Wesentlichen in einem Bereich vorgesehen, in dem eine Anreicherung des einströmenden Gases mit Wasserdampf erfolgt. Die Sensoren sind elektrisch und mechanisch mit der Basiseinheit verbunden. Somit verbleiben die Sensoren in vorteilhafter Weise bei einem Wechsel der Mischkammer und gegebenenfalls der mit der Mischkammer verbundenen Beatmungsschläuche für eine Aufbereitung oder einen Austausch fest mit der Basiseinheit verbunden. Ein Vorteil ist zudem, dass die Mischkammer mit oder ohne Beatmungsschläuche ohne eine Integration der Sensoren kostengünstig hergestellt werden kann und somit eine Ausführung als Einmalartikel ermöglicht wird. Zudem entfällt in vorteilhafter Weise ein Arbeitsgang einer Verbindung der Sensoren mit der Basiseinheit.
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Vorteilhafte Weiterentwicklungen der vorliegenden Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
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So weist der Beatmungsanfeuchter ein Aufnahmeelement auf, welches wenigstens teilweise in die Mischkammer ragt und an dem der wenigstens eine Sensor angeordnet ist. Somit ist der mit dem Atemgas in Kontakt kommende Sensor nach einer Entnahme der Mischkammer von der Basiseinheit für eine Reinigung von dem Anwender direkt zugänglich. Der wenigstens eine Sensor kann damit in vorteilhafter Weise bequem einer Wisch-Desinfektion unterzogen werden.
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Ein Vorsehen von wenigstens einem Kanal innerhalb des Aufnahmeelementes zur Zuführung von Wasserdampf in die Mischkammer in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchters erleichtert ein Einführen von Wasserdampf in die Mischkammer. Zum Schutz des Sensors vor Feuchtigkeit ist der wenigstens eine Sensor wenigstens teilweise mit einer atmungsaktiven Membran oder einem Filtermaterial umgeben. Ein als Temperatursensor ausgebildeter Sensor zur Regelung einer feuchteerzeugenden Einheit ist in vorteilhafter Weise an dem Atemgaseinströmungskanal der Mischkammer angeordnet.
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Der erfindungsgemäße Beatmungsanfeuchter weist in einer weiter bevorzugten Ausführungsform einen weiteren Temperatursensor auf, der im Atemgasausströmungskanal angeordnet ist. Auf diese Weise kann die Temperatur des Atemgases kontrolliert und eine Überhitzung vermieden werden. Zur Vermeidung von einer Beeinflussung einer durch die Basiseinheit erzeugten Wärme ist ein Referenzsensor innerhalb der Basiseinheit vorgesehen.
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In einer wiederum weiter bevorzugten Ausführungsform weist der erfindungsgemäße Beatmungsanfeuchter einen mit einer steuerbaren Heizung ausgebildeten Feuchtesensor auf, der vorzugsweise zusammen mit einem Flowsensor als eine gemeinsame Baueinheit ausgeführt ist. Dadurch kann eine von einem Hitzdraht erzeugte Wärme zur Vermeidung von Kondenswasser an dem Flowsensors in vorteilhafter Weise ferner für den Feuchtesensor genutzt werden. Die Mischkammer kann in einer weiteren Ausgestaltung zur Aufnahme von Wasser ausgebildet sein und damit Teil einer Feuchte erzeugenden Einheit sein.
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Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung detailliert erläutert, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Strukturen bezeichnen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den 1 bis 5 beschrieben. Die in den 1 bis 5 dargestellten Varianten des erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchters können auch in Kombination ausgeführt sein und stellen keine Limitierung des Schutzumfangs dar.
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Dabei zeigen:
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1 einen schematischen Vertikalschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Aufnahmeelement,
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2 einen schematischen Vertikalschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Aufnahmeelementen,
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3 einen schematischen Vertikalschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem in der Basiseinheit versenkt angeordneten Sensorelement,
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4 einen schematischen Vertikalschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer weiteren Ausführung und
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5 einen schematischen Vertikalschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer zur Aufnahme von Wasser ausgebildeten Mischkammer.
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1 zeigt in seiner schematisch vereinfachten Darstellung eine Mischkammer 4 zum Anfeuchten eines zu befeuchtenden Atemgases für eine künstliche Beatmung von Patienten. Die Mischkammer 4 weist einen gasführenden Bereich 5, einen Atemgaseinströmungskanal 14 und einen Atemgasausströmungskanal 15 auf, wobei ein zu befeuchtendes Atemgas durch den Atemgaseinströmungskanal 14 der Mischkammer 4 zugeführt wird und nach der Aufnahme von Feuchtigkeit bzw. Wasserdampf als befeuchtetes Atemgas durch den Atemgasausströmungskanal 15 der Mischkammer 4 austritt. Die Mischkammer 4 ist im funktionsfähigen Zustand mit einer Basiseinheit 2 verbunden. Die Mischkammer 4 weist an einer der Basiseinheit 2 zugewandten Seite eine Öffnung 6 auf. Die Öffnung 6 der Mischkammer 4 weist ein Dichtungselement 7 zur Abdichtung des gasführenden Bereichs 5 der Mischkammer 4 gegenüber der Umgebung auf. Somit kann ein durch den Atemgaseinströmungskanal 14 eintretendes Atemgas nicht aus der Mischkammer 4 entweichen. Durch die Öffnung 6 ragt ein Aufnahmeelement 8 in die Mischkammer 4 hinein und dient zur Aufnahme und Befestigung eines Sensors 3. Der am Ende des Aufnahmeelementes 8 vorgesehene Sensor 3 ist als ein Temperatursensor 11 ausgebildet. Der Temperatursensor 11 ist über das Aufnahmeelement 8 fest mit der Basiseinheit 2 verbunden. In der Mischkammer 4 ist ferner ein Kanal 9 zur Zuführung von Feuchtigkeit in Form von Wasserdampf in die Mischkammer 4 vorgesehen. Damit kann ein durch den Atemgaseinströmungskanal 14 einströmendes Atemgas mit einem aus dem Kanal 9 austretenden Wasserdampf angereichert werden. In einer weiteren Ausbildung weist das Aufnahmeelement 8 Mittel zu Zentrierung der Mischkammer 4 an der Basiseinheit 2 auf (nicht dargestellt). Zusätzlich oder anstelle des Kanals 9 kann in dem Aufnahmeelement 8 ein Kanal zur Zuführung von Feuchtigkeit in die Mischkammer 4 ausgebildet sein (nicht dargestellt). Der Temperatursensor 11 misst die Temperatur im gasführenden Bereich 5, wobei anhand der gemessenen Temperaturwerte eine nicht dargestellte Feuchte erzeugenden Einheit gesteuert wird. Die Befestigung der Mischkammer 4 kann auch durch jeweils an der Basiseinheit 2 und einer Außenseite der Mischkammer 4 angeordnete Halteelemente erfolgen. So kann bspw. die Basiseinheit 2 ein kegelförmiges Halteelement aufweisen, welches mit einem an der Außenseite der Mischkammer 4 angeordneten ösenförmigen Halteelement bei einer Befestigung der Mischkammer 4 an der Basiseinheit 2 in Eingriff gebracht wird. In dieser nicht dargestellten Ausführung ist der Temperatursensor 11 direkt an der Außenseite der Basiseinheit 2 angeordnet und steht durch die Öffnung 6 der Mischkammer 4 mit den gasführenden Bereich 5 der Mischkammer 4 in Verbindung.
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2 zeigt eine vorteilhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Aufnahmeelementen 8 und 8', die zur Aufnahme und Fixierung von jeweils wenigstens einem Sensor 3 vorgesehen sind. Der wenigstens eine Sensor 3 ist als Temperatursensor 11 ausgebildet und an einer der Basiseinheit 2 abgewandten Seite des ersten Aufnahmeelementes 8 vorgesehen. Der Temperatursensor 11 ist in der Nähe des Atemgaseinströmungskanals 14 angeordnet, um eine Temperatur des in die Mischkammer 4 einströmenden zu befeuchtenden Atemgases zu messen. In der Ausführung der 2 ist ein weiterer Sensor 3 vorgesehen, der als ein zweiter Temperatursensor 12 ausgebildet ist. Der Temperatursensor 12 ist an einer der Basiseinheit 2 abgewandten Seite eines zweiten Aufnahmeelementes 8' vorgesehen. Der Temperatursensor 12 ist in der Nähe des Atemgasausströmungskanals 15 angeordnet, um eine Temperatur des durch den Atemgasausströmungskanals 15 der Mischkammer 4 strömenden mit Feuchtigkeit versetzten Atemgas zu messen. Die von dem Temperatursensor 11 ermittelten Temperaturwerte können in vorteilhafter Weise zur Regelung einer Feuchte erzeugenden Einheit verwendet werden. Das mit Feuchtigkeit angereicherte Atemgas kann erwärmt werden. Ein Schutz vor einer Überhitzung des mit Feuchtigkeit angereicherten Atemgases wird durch eine Auswertung der erfassten Werte des Temperatursensors 12 sichergestellt. Sowohl der Temperatursensors 11 als auch der Temperatursensors 12 sind über das jeweilige Aufnahmeelement 8 bzw. 8' mit der Basiseinheit 2 mechanisch fest verbunden. In einer weiteren Ausbildung kann das Aufnahmeelement 8 und/oder 8' Mittel zu Zentrierung der Mischkammer 4 an der Basiseinheit 2 aufweisen (nicht dargestellt). Das Aufnahmeelement 8 und/oder 8' kann ferner in vorteilhafter Weise mit Mitteln zur Fixierung der Mischkammer 4 an der Basiseinheit 2 ausgebildet sein (nicht dargestellt). An der Basiseinheit 2 ist jeweils vorzugsweise im Bereich des Sockels der Aufnahmeelemente 8 und 8' ein jeweils weiterer Temperatursensor angeordnet, der als Referenztemperatursensor 13 und 13' zu den Temperatursensoren 11 und 12 geschaltet ist. Aufgrund der festen Verbindung der Temperatursensoren 11 und 12 mit der Basiseinheit 2 kann ein Wärmestrom von der Basiseinheit 2 zu den Temperatursensoren 11 und 12 auftreten, wobei durch den Wärmestrom die Messungen der im gasführenden Bereich 5 gemessenen Temperaturen beeinflusst werden können. Dies ist insbesondere dann kritisch, wenn die Temperatur der Basiseinheit 2 deutlich über den Temperaturen des gasführenden Bereiches 5 der Mischkammer 4 liegt. Mit den von den Referenztemperatursensoren 13 und 13' erfassten Temperaturen kann die jeweilige von den Temperatursensoren 11 und 12 erfasste Temperatur korrigiert werden.
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In der 3 ist in einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchters ein in einem in der Basiseinheit 2 versenkt angeordneten Messraum 19 angeordneter Sensor 3 gezeigt. Der Sensor 3 ist als Feuchtesensor 16 zur Messung des Feuchtegehaltes des gasführenden Bereiches 5, insbesondere im Atemgaseinströmungskanal 14 der Mischkammer 4 ausgebildet. Durch die Öffnung 6 der Mischkammer 4 steht der Feuchtesensor 16 mit Atemgas des gasführenden Bereiches 5 in Verbindung. Vorzugsweise weist der Messraum 19 an der Oberfläche der Basiseinheit 2 einen umlaufenden Kragen auf, der durch die Öffnung 6 in die Mischkammer 4 ragt. Die Öffnung 6 der Mischkammer 4 ist durch das Dichtungselement 7 abgedichtet, so dass kein Atemgas des gasführenden Bereiches 5 in die Umgebung entweichen kann. Der Feuchtesensor 16 ist vorzugsweise durch eine atmungsaktive Membran 10 von dem gasführenden Bereich 5 der Mischkammer 4 getrennt. Die atmungsaktive Membran 10 weist eine hydrophobe Oberfläche auf, die für Gase durchlässig, jedoch für Flüssigkeiten undurchlässig ist. Damit wird der Feuchtesensor 16 vor einer direkten Einwirkung von Flüssigkeiten geschützt. Zur Vermeidung von Kondensat kann der Feuchtesensor 16 in dem Messraum 19 durch eine Heizung 20 erwärmt werden. Es kann aber auch Wärme von außen in den Messraum 19 eingeführt werden. Die Wärme kann mit Hilfe einer separaten Heizung oder durch die Abwärme von Verbrauchern der Basiseinheit 2 erzeugt werden (nicht dargestellt). Zu dem Feuchtesensor 16 können jeweils ein Temperatursensor 11 an dem Atemgaseinströmungskanal 14 und ein Temperatursensor 12 an dem Atemgasausströmungskanal 15 vorgesehen sein. Ein weiterer, nicht dargestellter Referenztemperatursensor 13 kann in der Basiseinheit 2 vorgesehen sein.
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In der in 4 dargestellten Ausführung des erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchters steht der wenigstens eine Sensor 3 mit dem gasführenden Bereich 5 im Atemgaseinströmungskanal 14 in Verbindung. Der wenigstens eine Sensor 3 ist als Temperatursensor 11 ausgebildet und erfasst die Temperatur des einströmenden Atemgases im Atemgaseinströmungskanal 14 für eine Regelung einer nicht dargestellten Feuchte erzeugenden Einheit. Der Temperatursensor 11 ragt vorzugsweise durch die Öffnung 6 der Mischkammer 4 in den gasführenden Bereich 5 des Atemgaseinströmungskanals 14 hinein, kann aber auch wie im Ausführungsbeispiel der 3 in einem versenkt angeordneten Messraum 19 der Basiseinheit 2 angeordnet sein. Die Öffnung 6 der Mischkammer 4 ist wiederum mit einem Dichtungselement 7 zur Abdichtung des gasführenden Bereiches 5 gegenüber der Umgebung versehen. Zwei weitere Sensoren 3 befinden sich an dem Aufnahmeelement 8, welches durch die Öffnung 6 in die Mischkammer 4 ragt. Es sind ein Feuchtesensor 16 und ein Flowsensor 17, die vorzugsweise gemeinsam in einer Baueinheit ausgeführt sind. Durch die Ausbildung in einer gemeinsamen Baueinheit kann eine durch einen Heizdraht zur Vermeidung von Kondenswasser an dem Flowsensors 17 erzeugte Wärme ferner zur Vermeidung von Kondenswasser an dem Feuchtesensor 16 genutzt werden. Der Feuchtesensor 16 und der Flowsensor 17 sind mechanisch und elektrisch mit der Basiseinheit 2 verbunden. Eine elektrische Verbindung mit der Basiseinheit 2 ist in vorteilhafter Weise innerhalb des Aufnahmeelementes 8 vorgesehen. Das Aufnahmeelement 8 kann in vorteilhafter Weise einen Kanal zur Zuführung von Wasserdampf zur Anreicherung des gasführenden Bereiches 5 mit Feuchtigkeit aufweisen (nicht dargestellt). Im Bereich des Atemgasausströmungskanals 15 der Mischkammer 4 kann wiederum ein Temperatursensor 12 vorgesehen sein (nicht dargestellt). Im Bereich der Basiseinheit 2 ist wenigstens ein Referenztemperatursensor 13 angeordnet.
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5 zeigt eine Ausführung des erfindungsgemäßen Beatmungsanfeuchters mit einer Mischkammer 4, die zur Aufnahme von Wasser 18 ausgebildet ist. Eine den gasführenden Bereich 5 anzureichernde Feuchtigkeit wird nicht in die Mischkammer 4 hineingebracht, sondern entsteht vielmehr innerhalb der Mischkammer 4. In der Mischkammer 4 ist Wasser 18 bevorratet, das durch eine Wärmequelle, insbesondere durch eine in der Basiseinheit 2 vorgesehene Heizplatte (nicht dargestellt), zur Verdunstung erwärmt wird. Die Mischkammer 4 wird zum Austausch entsprechend der dargestellten Pfeilrichtung seitlich aus der Basiseinheit 2 entnommen. Im Bereich des Atemgaseinströmungskanals 14 der Mischkammer 4 ist ein Aufnahmeelement 8 vorgesehen, welches an der Basiseinheit 2 ausgebildet ist, an seinem Ende eine Temperatursensor 11 aufweist und welches durch die Öffnung 6 in die Mischkammer 4 insbesondere in den Atemgaseinströmungskanal 14 ragt. Ein Referenztemperatursensor 13 ist an der Basiseinheit 2 im Bereich des Sockels des Aufnahmeelementes 8 angeordnet. Ein weiterer Temperatursensor 12 kann im Atemgasausströmungskanal 15 vorgesehen sein (nicht dargestellt). In einer weiteren Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Temperatursensor 12 im Atemgasausströmungskanal 15 auch ohne den Temperatursensor 11 im Atemgaseinströmungskanal 14 vorgesehen sein (nicht dargestellt). Weitere Sensoren 3 können als Feuchtesensor 16 und/oder Flowsensor 17 an der Basiseinheit 2 vorgesehen sein und in erfindungsgemäßer Weise durch die Öffnung 6 mit dem gasführenden Bereich 5 der Mischkammer 4 in Verbindung stehen (nicht dargestellt). Der Feuchtesensor 16 und der Flowsensor 17 sind in einer bevorzugten Ausführung hierbei in einer gemeinsamen Baueinheit ausgeführt.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Basiseinheit
- 3
- Sensor
- 4
- Mischkammer
- 5
- Gasführender Bereich
- 6
- Öffnung
- 7
- Dichtungselement
- 8, 8'
- Aufnahmeelement
- 9
- Kanal zur Zuführung von Wasserdampf
- 10
- Atmungsaktive Membran
- 11
- Temperatursensor
- 12
- Temperatursensor
- 13, 13'
- Referenztemperatursensor
- 14
- Atemgaseinströmungskanal
- 15
- Atemgasausströmungskanal
- 16
- Feuchtesensor
- 17
- Flowsensor
- 18
- Wasser
- 19
- Messraum
- 20
- Heizung