DE3927594A1

DE3927594A1 - Heating and humidifying device - is used in breathing appts. and has sputum trap formed in internal support plate

Info

Publication number: DE3927594A1
Application number: DE19893927594
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Dr Rer Jehmlich
Original assignee: Medizin und Labortechnik Leipzig VEB
Current assignee: Deutsche Med-Lab Leipzig Ia O-7035 Leipzig GmbH
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1990-06-28
Also published as: DD278501A1; SE8902813D0; SE8902813L

Abstract

The appts. is for use by patients with breathing difficulties. It incorporates a device for heating and humidifying the breathing gas. The device is installed between the patient and a Y-piece or non-return valve connected to the breathing appts. The device consists of a heat and moisture exchange element (2) enclosed in a cylindrical housing (1). One end of the housing (1) has a connector (6) which is connected to the breathing appts. while the other end connector (4) is connected to the patient. The patient end of the device is fitted with a support plate (9) for the element (2). This support plate (9) has a conical recess (10) which forms a sputum trap. USE - Breathing appts. for use by patients with respiratory difficulties.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anwärmen und Be feuchten von Beatmungsgasen, die zwischen einem Y-Stück oder Nichtrückatemventil eines Beatmungssystems und einem Patienten angeordnet ist und aus einem Gehäuse mit einem zylindrischen Wärme- und Feuchtigkeitstauschelement besteht.The invention relates to a device for heating and loading of respiratory gases between a Y-piece or Non-rebreathing valve of a ventilation system and a patient is arranged and from a housing with a cylindrical There is a heat and moisture exchange element.

Die Atemgasanfeuchtung und -erwärmung ist eine der wichtigsten Aufgaben bei der künstlichen Beatmung von Patienten im Rahmen der Intensivtherapie, insbesondere dann, wenn die Patienten in tubiert oder tracheotomiert werden. Durch die Intubation und Tracheotomie werden die natürlichen Anfeuchtungs- und Erwär mungsorgane des Menschen, der Nasen- und Rachenräume, eliminiert. Deshalb muß die Atemgasklimatisierung durch quasi künstliche Organe ersetzt werden.Breathing gas humidification and warming is one of the most important Tasks for artificial ventilation of patients in the frame intensive care, particularly when patients are in tubed or tracheotomized. By intubation and Tracheotomy will be the natural moisturizing and heating human organs, the nasal and pharynx are eliminated. Therefore, the breathing gas air conditioning by quasi artificial Organs to be replaced.

Eine dafür charakteristische Gerätegruppe sind die sogenannten Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher. Nach der DE-OS 28 51 564 ist eine Vorrichtung zum Anwärmen und Befeuchten eines Beat mungsgases für einen Patienten bekannt, die in einem Gehäuse, welches in einer zum Patienten und zu einem Beatmungsgasbehäl ter führenden Gasleitung angeordnet ist, einen Feuchtigkeits speicher aus gasdurchlässigem, hygroskopischen Material enthält. Der Feuchtigkeitsspeicher ist als Hohlzylinder ausgebildet, dessen Innenraum mit der zum Patienten führenden Gasleitung verbunden ist. Der Hohlzylinder besteht aus zwei Schichten, bei denen das Material der inneren Schicht größere Poren hat als das Material der äußeren Schicht. Die äußere Schicht besteht aus Visco-Zel lulose und dient ausschließlich als Feuchtigkeitsspeicher.A characteristic group of devices are the so-called Heat and moisture exchangers. According to DE-OS 28 51 564 is a device for warming up and moistening a beat mung gas for a patient known in a housing, which in one to the patient and a breathing gas container ter leading gas line is arranged, a moisture contains gas-permeable, hygroscopic material. The moisture accumulator is designed as a hollow cylinder, the Interior connected to the gas line leading to the patient is. The hollow cylinder consists of two layers, in which the Material of the inner layer has larger pores than the material the outer layer. The outer layer is made of Visco-Zel lulose and only serves as a moisture storage.

Die innere Schicht kann z. B. ein Acrylfilz sein und dient so wohl als Feuchtigkeitsspeicher und als Wärmespeicher, da das Material verhältnismäßig große Poren aufweist. Beim Ausatmen des Patienten strömt das Ausatemgas durch die Gasleitung in das In nere des Hohlzylinders und durch dessen beide Schichten, wobei an diese ein großer Teil der Feuchtigkeit und der Wärme des Aus atemgases abgegeben wird. Beim Einatmen strömt trockenes Einatem gas vom Beatmungsgasbehälter von außen durch den Hohlzylinder hindurch und nimmt die gespeicherte Wärme und Feuchtigkeit auf. Der Hohlzylinder ist bei Bedarf auswechselbar. The inner layer can e.g. B. be an acrylic felt and so serves probably as a moisture store and as a heat store, since that Material has relatively large pores. Exhaling the The patient exhales gas through the gas line into the In nere of the hollow cylinder and through its two layers, whereby to this a large part of the moisture and warmth of the out breathing gas is released. When inhaled, dry inhalation flows gas from the breathing gas container from the outside through the hollow cylinder through and absorbs the stored heat and moisture. The hollow cylinder can be replaced if necessary.

Der Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher ist innerhalb des Systems technischer Mittel zur Realisierung der künstlichen Beatmung das Element, das dem Patienten am nächsten zugeordnet ist und damit durch Patientenreaktionen in seiner Funktion am stärksten gefähr det ist. Trotz intensiver und optimaler pflegerischer und chemo therapeutischer Maßnahmen bleibt es nicht aus, daß Patienten wäh rend des Beatmungsprozesses Hustenreaktionen zeigen, in deren Ver lauf es zum Abhusten von Sputum kommt. Da die Wärme- und Feuchtig keitsaustauscher im Interesse eines kleinen Totraumes und geringer Abmessungen im allgemeinen mit kleinen Querschnitten versehen sind und sich im Grenzbereich des zulässigen Widerstandes befinden, be steht die Gefahr, daß das Sputum die Querschnitte alsbald irrever sibel zusetzt. Dadurch ist der Patient auf das äußerste gefährdet und der Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher muß sofort gewechselt werden. Im allgemeinen wird dieser Zustand nicht sofort durch das Monitoring des Beatmungssystems angezeigt, weil die dazu notwen digen Sensoren jenseits der Verbindung des Wärme- und Feuchtig keitsaustauschers angeordnet sind.The heat and moisture exchanger is inside the system technical means of realizing artificial ventilation Element that is closest to the patient and thus most dangerous due to patient reactions in its function det. Despite intensive and optimal nursing and chemo Therapeutic measures do not fail to make patients think Show coughing reactions during the ventilation process, in their ver coughing up sputum. Because the heat and moisture exchangers in the interest of a small dead space and less Dimensions are generally provided with small cross sections and are in the limit range of the permissible resistance, be there is a risk that the sputum will soon irreversibly cross-section sibel adds. As a result, the patient is at extreme risk and the heat and moisture exchanger must be replaced immediately will. In general, this condition is not immediately affected by the Monitoring of the respiratory system is displayed because the necessary sensors beyond the connection of heat and moisture are arranged.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, während des Beatmungsvor ganges unter Verwendung von Wärme- und Feuchtigkeitsaustauschern lebensbedrohliche Gefährdungen für den Patienten auszuschließen.The aim of the invention is to provide ventilation during ventilation ganges using heat and moisture exchangers exclude life-threatening dangers for the patient.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Vorrichtung zum Anwärmen und Befeuchten von Beatmungsgasen mit einem zylindrischen Wärme- und Feuchtigkeitstauschelement derart zu gestalten, daß ein Zusetzen mit Sputum während des Abhustens des beatmeten Patienten vermieden und ihre Benutzungszeit verlängert wird.The object of the invention is to heat the device and Humidifying respiratory gases with a cylindrical heat and To design moisture exchange element so that clogging avoided with sputum while ventilating the ventilated patient and their usage time is extended.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung zum Anwärmen und Befeuchten von Beat mungsgasen zwischen dem Patientenanschluß eine Sputumfalle angeordnet ist. Vorzugsweise kann die Sputumfalle aus einem Einsatz mit einem in das Innere des Wärme- und Feuchtigkeitstauschelements ragenden Trichter und einer im Gehäuseboden angeordneten mit Rippen ver sehenen Ringkammer bestehen, wobei der Einsatz derart im Gehäuse angeordnet ist, daß zwischen diesem und dem Patientenanschluß sowie der Gehäusewand Gasdurchlässe gebildet sind. Im Trichter des Einsatzes können eine oder mehrere Rippen angeordnet sein. Während der Exspiration prallt die am Patientenanschluß eintre tende Exspirationsluft zunächst in den Trichter des Einsatzes. Wenn die Exspirationsluft mit Masseteilchen beladen ist, kön nen sich diese in den Kammern des Trichters absetzen, was ins besondere bei Hustenstößen der Fall sein kann. In dem Trichter erfolgt eine Richtungsänderung des Luftstromes, der nun in die im Gehäuseboden angeordnete Ringkammer trifft. Hier können wei tere Masseteilchen abgeschieden werden. Gleichzeitig ist dieser Vorgang auch mit Feuchtigkeitsablagerungen verbunden. In der Ringkammer erfährt der Luftstrom wiederum eine Richtungsumkehr, gelangt durch den Gasdurchlaß zwischen Gehäuse und Einsatz in den Luftraum, der ringförmig das zylindrische Wärme- und Feuch tigkeitstauschelement umschließt. Das Exspirationsgas durch strömt das Wärme- und Feuchtigkeitstauschelement radial von außen nach innen um anschließend abgekühlt und feuchteentladen das Gehäuse axial durch den Geräteanschluß zu verlassen. Das trockene und kühle Inspirationsgas aus dem Beatmungsgerät oder der Umgebung passiert in umgekehrter Richtung das Wärme- und Feuchtigkeitstauschelement. Die in diesem bereits erwärmte und angefeuchtete Luft nimmt noch weitere Feuchtigkeit beim Durch strömen der Sputumfalle auf, so daß sie schließlich maximal wärme- und feuchtebeladen am Patientenanschluß austritt.According to the invention the object is achieved in that within the Housing of the device for heating and moistening the beat Mung gases arranged a sputum fall between the patient connection is. Preferably, the sputum fall from an insert with a protruding into the interior of the heat and moisture exchange element Funnel and one arranged in the housing bottom with ribs ver see annular chamber, the use of such in the housing is arranged that between this and the patient connection and the housing wall gas passages are formed. In the funnel one or more ribs of the insert can be arranged. During the expiration, the impact occurs at the patient connection expiratory air into the funnel of the insert. If the expiratory air is loaded with mass particles, If these settle in the chambers of the funnel, what ins can be particularly the case with coughing. In the funnel there is a change in direction of the air flow, which is now in the ring chamber arranged in the housing bottom. Here we can tere mass particles are separated. At the same time, this is Process also associated with moisture deposits. In the In the ring chamber, the air flow undergoes a reversal of direction, passes through the gas passage between the housing and the insert the air space, the ring-shaped the cylindrical heat and humidity activity exchange element. The expiratory gas through the heat and moisture exchange element flows radially from outside inside to then cool down and discharge moisture leave the housing axially through the device connection. The dry and cool inspiration gas from the ventilator or the heat and the environment happens in the opposite direction Moisture exchange element. The already warmed up in this and humidified air takes on further moisture when passing through inflow the sputum fall, so that they finally maximal exits at the patient connection loaded with heat and moisture.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispie les näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigtThe invention is based on an exemplary embodiment les are explained in more detail. In the drawing shows

Fig. 1 einen Wärme- und Feuchtigkeitsaustauscher Fig. 1 shows a heat and moisture exchanger

Fig. 2 einen Schnitt A nach Fig. 1 und Fig. 2 shows a section A of Fig. 1 and

Fig. 3 einen Schnitt B nach Fig. 1 Fig. 3 shows a section B of FIG. 1

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Anwärmen und Befeuch ten von Beatmungsgas besteht aus einem Gehäuse 1 mit einem zy lindrischen Wärme- und Feuchtigkeitstauschelement 2. Im Gehäu seboden 3 ist ein Patientenanschluß 4 angeordnet. Das Gehäuse 1 ist mit einem Gehäusedeckel 5 lösbar verbunden. Die lösbare Verbindung kann zum Beispiel als Preß- oder Schnappverbindung ausgeführt sein. Der Gehäusedeckel 5 ist mit einem Gerätean schluß 6 versehen. Wie auch in Fig. 2 dargestellt ist im Ge häuseboden 3 eine dem Patientenanschluß 4 umschließende Ring kammer 7 angeordnet, die mit mehreren Rippen 8 versehen ist. Fig. 3 zeigt einen Einsatz 9, mit mittig einen in das Innere des Wärme- und Feuchtigkeitstauschelements ragenden Trichter 10 zum Beispiel in Form eines Kegelstumpfes aufweist. In dem Trich ter 10 sind ebenfalls Rippen 11 angeordnet. Der Einsatz 9 mit Trichter 10 und die mit Rippen 8 versehene Ringkammer 7 im Ge häuseboden 3 bilden eine Sputumfalle. Der Einsatz 9 ist in dem Gehäuse 1 derart angeordnet, daß es zum Gehäuseboden 3 einen Gasdurchlaß 12 und zum Gehäuse 1 mehrere Gasdurchlässe 13 bildet. Zwischen dem Gehäuse 1 und dem zylindrischen Wärme- und Feuchtig keitstauschelement 2 ist ein ringförmiger Luftraum 14 gebildet, der durch den Gehäusedeckel 5 verschlossen ist. Die patienten nahe, äußere Schicht des Wärme- und Feuchtigkeitstauschelements 2 ist ein Drahtgewebe 15 und die patientenferne, innere Schicht besteht aus einem hygroskopischen Material 16, z. B. aus einem Filtervlies. Auf der dem Wärme- und Feuchtigkeitstauschelement 2 zugewandten Seite des Gehäusebodens 3 und des Gehäusedeckels 5 sind Anlaufschrägen 17 angeordnet, die das Wärme- und Feuchtig keitstauschelement 2 in seiner Lage zentrieren. Vorteilhafter weise ist der Gehäusedeckel 5 lösbar, z. B. durch eine Preß- oder Schnappverbindung, mit dem Gehäuse 1 verbunden. Die Gehäuseteile und der Einsatz 9 können aus einem wärmebeständigen, durchsichtigen Plast gefertigt sein. Dadurch ist es möglich, den Füllstand der Sputumfalle zu kontrollieren. Ein Sterilisieren der Gehäuseteile erlaubt deren Wiederverwendung und nur das Wärme- und Feuchtig keitstauschelement 2 wird ausgewechselt.The device shown in Fig. 1 for heating and humidifying th respiratory gas consists of a housing 1 with a zy-cylindrical heat and moisture exchange element. 2 In the housing seboden 3 , a patient connection 4 is arranged. The housing 1 is detachably connected to a housing cover 5 . The detachable connection can be designed, for example, as a press or snap connection. The housing cover 5 is provided with a device 6 device. As also shown in Fig. 2 is in the Ge housing bottom 3 enclosing the patient port 4 ring chamber 7 , which is provided with a plurality of ribs 8 . Fig. 3 shows an insert 9, with a centrally projecting into the interior of the heat and moisture exchanging element hopper 10 has, for example, in the form of a truncated cone. In the Trich ter 10 ribs 11 are also arranged. The insert 9 with funnel 10 and the annular chamber 7 provided with ribs 8 in the housing bottom 3 form a sputum. The insert 9 is arranged in the housing 1 in such a way that it forms a gas passage 12 to the housing base 3 and a plurality of gas passages 13 to the housing 1 . Between the housing 1 and the cylindrical heat and moisture exchange element 2 , an annular air space 14 is formed, which is closed by the housing cover 5 . The patient-near outer layer of the heat and moisture exchange element 2 is a wire mesh 15 and the patient-remote inner layer consists of a hygroscopic material 16 , e.g. B. from a filter fleece. On the heat and moisture exchange element 2 side facing the housing bottom 3 and the housing cover 5 starting slopes 17 are arranged which the heat and moisture-keitstauschelement 2 in its center position. The housing cover 5 is advantageously detachable, for. B. connected by a press or snap connection to the housing 1 . The housing parts and the insert 9 can be made of a heat-resistant, transparent plastic. This makes it possible to check the fill level of the sput fall. Sterilizing the housing parts allows their reuse and only the heat and moisture exchange element 2 is replaced.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß in unmittelbarer Nähe des Patientenanschlusses sich im Ausatemgas befindliche Masseteilchen in stark verrippten Räumen abgeschieden werden, bevor das Ausatemgas durch das Wärme- und Feuchtigkeitstauschelement 2 strömt. Dadurch werden ein Zusetzen dieses Wärme- und Feuchtigkeitstauschelementes 2 verhindert, seine Benutzungszeit verlängert und Patientengefährdungen ausgeschlos sen. Gleichzeitig sorgen die verrippten Räume mit ihrer vergrößer ten Oberfläche für erhöhte Feuchtigkeitsabscheidung und Wärmespei cherung während der Exspiration und Feuchtigkeits- und Wärmeabgabe während der Inspiration, so daß sich die Grundfunktion der Vor richtung verbessert.The main advantage of the solution according to the invention is that mass particles located in the exhaled gas in the immediate vicinity of the patient connection are separated in heavily ribbed rooms before the exhaled gas flows through the heat and moisture exchange element 2 . This prevents clogging of this heat and moisture exchange element 2 , extends its use time and excludes patient risks. At the same time, the ribbed rooms with their enlarged surface ensure increased moisture separation and heat storage during expiration and moisture and heat release during inspiration, so that the basic function of the device improves.

Aufstellung der verwendeten BezugszeichenList of the reference numerals used

1 Gehäuse
2 Wärme- und Feuchtigkeitstauschelement
3 Gehäuseboden
4 Patientenanschluß
5 Gehäusedeckel
6 Geräteanschluß
7 Ringkammer
8 Rippen
9 Einsatz
10 Trichter
11 Rippen
12 Gasdurchlaß
13 Gasdurchlaß
14 Luftraum
15 Drahtgewebe
16 hygroskopisches Material
17 Anlaufschräge 1 housing
2 heat and moisture exchange element
3 case back
4 patient connection
5 housing cover
6 Device connection
7 ring chamber
8 ribs
9 use
10 funnels
11 ribs
12 gas passage
13 gas passage
14 airspace
15 wire mesh
16 hygroscopic material
17 bevels

Claims

1. A device for heating and humidifying ventilation gases, the net between a Y-piece or non-return valve of a ventilation system and a patient is angeord and consists of a housing with a cylindrical heat and moisture exchange element and a patient ten- and a device connection, characterized since by that between the patient connection ( 4 ) and the cylindrical heat and moisture exchange element ( 2 ) a sputum is arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sputum fall from an insert ( 9 ) with a in the interior of the heat and moisture exchange element ( 2 ) projecting funnel ( 10 ) and one in the housing bottom ( 3 ) to ordered with ribs ( 8 ) provided annular chamber ( 7 ), the insert ( 9 ) being arranged in the housing ( 1 ) such that gas passages ( 12, 13 ) are formed between it and the patient connection ( 4 ) and the housing wall.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that one or more ribs ( 11 ) are arranged in the funnel ( 19 ) of the insert ( 9 ).