DE4105672C1 - Oxygen distributor for inhalation therapy - has stirring chamber with agitator and apertures, with connector opening into chamber - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem Sauerstoffverteiler für den Einsatz in der Sauerstoffinhalationstherapie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Verteiler ist aus der US 41 56 426 bekannt.

In der Sauerstofftherapie wird dem Patienten ein Gemisch aus Luft und Sauerstoff angeboten. Der Sauerstoff wird dabei von einem Sauerstoffvorratsbehälter über eine Schlauchleitung zum Patienten herangeführt und zum Einatmen zur Verfügung gestellt. Dazu wird der an Mund- und Nasenbereich herangeführte Sauerstoff über bekannte Verteilersysteme einem oder beiden Nasenflügeln zugeführt. Diese Verteilersysteme sind im allgemeinen so aufgebaut, daß sie aus zusammengesetzten Rohrteilen bestehen und entweder ein oder zwei kurze Rohrelemente aufweisen, die in die Nasenflügel hineinreichen und an deren offenen Enden der Sauerstoff ausströmt.

In der Sauerstoffinhalationstherapie werden Abgabevolumina von 2 bis 5 Litern pro Minute erreicht, so daß sich bei einem durchschnittlichen Innendurchmesser der Austrittsöffnung der Rohrelemente von ca. 4 mm Strömungsgeschwindigkeiten bis zu 660 cm/s bei einer Austrittsöffnung und 330 cm/s bei zwei Austrittsöffnungen ergeben. Bei kleineren Durchmessern (2 bis 3 mm) ergeben sich entsprechend höhere Werte. Diese Strömungsgeschwindigkeiten sind so hoch, daß sie vom Patienten als unangenehm empfunden werden.

Es sind deshalb Versuche unternommen worden, die Geschwindigkeit des ausströmenden Sauerstoffs zu reduzieren.

Aus der US-Patentschrift 38 02 431 ist der Vorschlag bekannt, die in die Nasenöffnung eingeführten Rohrelemente so auszugestalten, daß sie sich trichterförmig erweitern und die Sauerstoffströmung vom kleineren zum größeren Durchmesser hin verläuft. Dadurch wird die Strömungsgeschwindigkeit reduziert, was zu einer für den Patienten angenehmeren Applikation des Sauerstoffs führt.

Bei den meisten Verteilungssystemen wird der Sauerstoff über die bereits erwähnten Rohrelemente in die Nasenflügel eingeleitet. Solange der Patient über die Nase atmet, ist auf diese Weise eine ausreichende Versorgung mit Sauerstoff sichergestellt und eine recht genaue Dosierung des Sauerstoffs möglich. Atmet der Patient aber durch den Mund ein, wird nur eine unzureichende Sauerstoffversorgung gewährleistet.

Um eine Sauerstoffapplikation während des Einatmens durch den Mund zumindest in eingeschränktem Maße zu gewährleisten, wird in der US-Patentschrift 41 56 426 vorgeschlagen, das Verteilersystem um eine zum Mund hin gerichtete Öffnung zu ergänzen, durch die der dem Verteilersystem zugeführte Sauerstoff ebenfalls austreten kann. Die Hauptversorgung findet bei diesem Verteilersystem weiter über zwei in die Nasenhöhlen hineinragende Rohrelemente statt. Beim Einatmen durch die Nase wird der zugeführte Sauerstoff und über die zusätzliche Öffnung Raumluft in die Nasenhöhlen eingeleitet. Beim Ausatmen durch die Nase oder beim Einatmen durch den Mund strömt der Sauerstoff durch die zusätzliche Öffnung aus und gelangt in den Bereich des geöffneten Mundes, so daß über diesen Weg dem Patienten Sauerstoff zugeführt wird. Jedoch ist bei dieser Ausgestaltung des Verteilersystems ein erheblicher Unterschied in der Sauerstoffdosierung beim Einatmen durch die Nase bzw. beim Einatmen durch den Mund festzustellen. Denn die zum Mund hin gerichtete zusätzliche Öffnung des Verteilersystems läßt den zugeführten Sauerstoff diffus austreten, insbesondere dann, wenn über die Nase ausgeatmet wird. Die Versorgung mit Sauerstoff ist daher beim Einatmen durch den Mund deutlich geringer, so daß die Gesamtdosierung nicht mehr zuverlässig erfaßt werden kann, da sie davon abhängt, wie oft der Patient durch die Nase oder durch den Mund eingeatmet hat.

Allen Verteilersystemen mit Rohrelementen, die in die Naseninnenräume hineinreichen, ist gemeinsam, daß sie nur einen unzureichenden Tragekomfort bieten und von den Patienten als lästig empfunden werden. Auch weiche Kunststoffmaterialien, wie sie etwa in der US-Patentschrift 38 02 431 genannt sind, führen nicht zu einem beeinträchtigungsfreien Tragen der Sauerstoffverteilersysteme. Eine Polsterung der Rohrelemente in den Naseninnenräumen ist nur in geringem Maße möglich und führt stets zu einem vollständigen Verschluß der Nase, so daß über den Mund ausgeatmet werden muß.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verteiler für den Einsatz in der Sauerstoffinhalationstherapie zu schaffen, bei dem die Darbietung des Sauerstoffs auf eine für den Patienten angenehme Weise erfolgt und die zugleich eine zuverlässige Versorgung mit Sauerstoff bei guter Dosierbarkeit beim Einatmen sowohl durch die Nase als auch durch den Mund gewährleistet.

Belöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren genauer beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Sauerstoffverteilers von vorne,

Fig. 2 eine Ansicht des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 von oben,

Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie A in Fig. 1 und

Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie B in Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Sauerstoffverteilers besteht aus einem Grundkörper 1 und einem Verteilerelement 2. Der Grundkörper 1 trägt das Verteilerelement 2 und dient ferner zur Halterung und Positionierung des gesamten Sauerstoffverteilers zwischen Nase und Oberlippe des Patienten. Der Grundkörper weist dazu seitlich angeordnete Schlaufen 1a bis 1d auf, in die ein nicht dargestelltes verstellbares Halteband eingelegt, um den Kopf des Patienten herumgelegt und zur Befestigung des Sauerstoffverteilers festgezogen werden kann.

Das Verteilerelement 2 besteht aus einem Verwirbler 3 in Form eines ersten kurzen Rohrelements, dessen Längsachse, wie in der Zeichnung dargestellt senkrecht verläuft, so daß die beiden offenen Enden 3a und 3b des Verwirblers während des Tragens des Sauerstoffverteilers zur Nase bzw. zum Mund des Patienten hin angeordnet sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt der Verwirbeler über seine gesamte Länge einen konstanten Querschnitt und umschließt somit einen zylindrischen Hohlraum in seinem Inneren. Für den Durchmesser des zylindrischen Rohrelements haben sich Werte zwischen 4 und 8 mm als besonders zweckmäßig erwiesen. Die Länge des Rohrelements beträgt vorzugsweise das 1,5 bis 2fache des Durchmessers.

Zugeführt wird der Sauerstoff über eine in der Figur nicht dargestellte Schlauchleitung, die an einem Anschlußstutzen 4 angebracht wird, und an den Haltebändern oder aber am Grundkörper 1 gesichert werden kann. Der Anschlußstutzen 4 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls ein kurzes Rohrelement, dessen Längsachse senkrecht zur Längsachse des Verwirbelers 3 verläuft und besitzt einen kleineren Durchmesser als der Verwirbeler 3, vorzugsweise das 0,3 bis 0,5fache des Durchmessers des Verwirbelers (2 bis 4 mm). Der Anschlußstutzen 4 ist wie in Fig. 1 dargestellt, auf der halben Höhe des Verwirbelers 3 angeordnet. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, liegen die Längsachsen des Verwirbelers 3 und des Anschlußstutzens 4 nicht in einer Ebene. Vielmehr ist, wie in Fig. 4 erkennbar ist, die Öffnung 4a, die durch den Anschlußstutzen 4 in der inneren Wandung des Verwirbelers 3 gebildet wird, zur Längsachse des Verwirbelers versetzt. Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei der, wie in Fig. 3 gezeigt ist, die Innenwand des Anschlußstutzens 4 sich im Bereich 6 übergangsfrei in die Innenwand des Verwirbelers 3 fortsetzt.

Wird über den Anschlußstutzen 4 Sauerstoff zugeführt, so tritt der Sauerstoff aus der Öffnung 4a aus und gelangt in den zylindrischen Innenraum des Verwirbelers 3. Die zunächst geradlinige Sauerstoffströmung erfährt dort eine Ablenkung, die zur Ausbildung einer spiralförmigen Sauerstoffströmung führt, die zu den beiden offenen Enden des Verwirbelers 3 verläuft. Durch die Ablenkung und Verwirbelung, sowie durch den Übergang zu einem größeren Querschnitt, wird die Sauerstoffströmung soweit verlangsamt, daß sie beim Austritt aus den offenen Enden des Verwirbelers 3 vom Patienten nicht mehr als unangenehm empfunden wird. Im Ruhezustand, d. h. ohne Atmungsvorgang tritt an beiden Enden des Verwirbelers 3 ein im wesentlichen gleiches Volumen aus, das jeweils in etwa der Hälfte des zugeführten Sauerstoffvolumens entspricht.

Die sich im Verwirbeler 3 ausbildende spiralförmige Sauerstoffströmung ist aber labil, so daß beim Einatmen des Patienten nahezu das gesamte Sauerstoffvolumen derart abgelenkt wird, daß es an einem der offenen Enden des Verwirbelers 3 austritt. Ausgehend von den in Fig. 1 dargestellten Verhältnissen wird die spiralförmig verwirbelte Sauerstoffströmung beim Eintauchen durch die Nase nach oben abgelenkt, während beim Einatmen durch den Mund eine Ablenkung nach unten erfolgt.

Durch die in der Wirbelströmung wirkenden Zentrifugalkräfte platzt der Wirbel nach dem Austritt aus dem Verwirbeler 3 auf, wodurch ein schneller Abbau der Strömungsgeschwindigkeiten, sowie eine gute Durchmischung des Sauerstoffs mit der Umgebungsluft begünstigt wird. Da aufgrund der Ausbildung des Verwirbelers 3 keine der beiden Öffnungen bevorzugt mit Sauerstoff beaufschlagt wird, sondern sich die Sauerstoffströmung allein nach dem Einatmungsvorgang richtet, erfolgt sowohl beim Einatmen durch die Nase als auch beim Einatmen durch den Mund eine in weitem Maße gleichmäßige Versorgung mit Sauerstoff.

Beim Ausatmen wirkt allein der Ausatmungsvorgang durch die Nase störend auf die im Verwirbeler 3 ausgebildete Sauerstoffströmung ein. Die erwähnten hohen Ausströmgeschwindigkeiten an der Öffnung 4a führen beim erfindungsgemäßen Sauerstoffverteiler zu einer raschen Wiederherstellung einer spiralförmig verwirbelten Sauerstoffströmung, die aus beiden Enden 3a und 3b des Verwirbelers 3 in nahezu gleichen Anteilen austritt.

Die Verwirbelung der Sauerstoffströmung im Innenraum des Verwirbelers 3 führt ferner dazu, daß trotz der großen Austrittsfläche an den beiden offenen Enden 3a und 3b des Verwirbelers sich eine ausreichend gerichtete Sauerstoffströmung einstellt, die die Sauerstoffapplikation während des Einatmens fördert.

Um den Tragekomfort des Sauerstoffverteilers zu erhöhen, ist, wie in Fig. 2 und 3 erkennbar, der Grundkörper 1 des Ausführungsbeispiels nicht eben sondern gewölbt und mit einem Radius ausgestaltet, der sich an die anatomischen Gegebenheiten des menschlichen Gesichtes anpaßt. Das Verteilerelement 2 besteht aus Verwirbeler 3 und Anschlußstutzen 4, die im wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet sind, ist an dem Grundkörper 1 derart versetzt angeordnet, daß sich ein im wesentlichen paralleler Verlauf der Längsachse des Anschlußstutzens 4 zu dem Teil der Oberfläche des Grundkörpers 1 ergibt, der sich in unmittelbarer Nähe der Befestigungsstelle des Verteilerelements 2 am Grundkörper 1 anschließt. Durch diese in Fig. 2 und 3 erkennbare leicht verdrehte Anordnung wird der Anschluß der Schlauchleitung für die Sauerstoffzufuhr insbesondere im Hinblick auf die Halterung während des Tragens erleichtert.

Ein an sich eben ausgestalteter Grundkörper 1 des erfindungsgemäßen Sauerstoffverteilers kann aus einem plastisch verformbaren Material hergestellt sein, so daß eine Anpassung an die Konturen des Gesichts des Patienten beim Anlegen des Sauerstoffverteilers durchgeführt werden kann. Elastische Materialien können durch einen Kern derart plastisch versteift werden, daß eine plastische Verformung des Grundkörpers möglich ist, selbst wenn das Grundkörpermaterial keine plastischen Eigenschaften aufweist. Bei dieser Ausgestaltung ist eine Materialauswahl nur im Hinblick auf die Verträglichkeit und den Tragekomfort möglich, ohne daß die plastischen Anforderungen die zur Verfügung stehenden Materialien einschränken.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich, wie in Fig. 3 zu erkennen ist, um einen einstückig geformten Kunststoffkörper, der im Spritzgußverfahren hergestellt werden kann. Weder der Verwirbeler 3 noch der Anschlußstutzen 4 bedingen eine besondere Ausgestaltung der Oberflächen im Bereich der Sauerstoffströmung. Daher kann bei der Gestaltung und Materialauswahl in großem Maße auf die Verträglichkeit und den Tragekomfort, aber auch auf eine wirtschaftliche Herstellung Rücksicht genommen werden.

Der erfindungsgemäße Sauerstoffverteiler besitzt in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein nur sehr geringes Gewicht, was den Tragekomfort weiter verbessert. Eine Behinderung des Patienten beim Sprechen bzw. Essen und Trinken ist vermieden. Ferner kann der Patient, da der Sauerstoff in einer ausreichend gerichteten Sauerstoffströmung angeboten und stets zusammen mit Raumluft eingeatmet wird, zwar in eingeschränktem Maße aber dennoch auch während der Sauerstofftherapie Gerüche wahrnehmen.

Claims (14)

1. Sauerstoffverteiler für den Einsatz in der Sauerstoffinhalationstherapie mit

• - einem Grundkörper (1) zum Positionieren des Sauerstoffverteilers im Bereich zwischen Mund und Nase eines Patienten,
• - einem Anschlußelement (4) zum Anschließen einer Sauerstoffzuführung und
• - Öffnungen (3a, 3b) zum Abgeben von Sauerstoff, die zum Mund und zur Nase des Patienten hin gerichtet sind,

gekennzeichnet durch

• - einen Verwirbeler (3), der einen Verwirbelungsraum und die Öffnungen (3a, 3b) umfaßt und in den das Anschlußelement (4) derart einmündet, daß die durch das Anschlußelement (4) zugeführte Sauerstoffströmung spiralförmig verwirbelt wird und bei angehaltenem Atem des Patienten aus beiden Öffnungen des Verwirbelers austritt.

2. Sauerstoffverteiler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwirbeler (3) eine größere Querschnittsfläche als das Anschlußelement (4) aufweist.

3. Sauerstoffverteiler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwirbeler (3) durch ein erstes kurzes Rohrelement gebildet ist und das Anschlußelement (4) durch ein zweites kurzes Rohrelement gebildet ist, wobei die Längsachsen der beiden Rohrelemente zueinander senkrecht und nicht in einer gemeinsamen Ebene verlaufen.

4. Sauerstoffverteiler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das das Anschlußelement (4) bildende Rohrelement tangential in das den Verwirbeler (3) bildende Rohrelement verläuft.

5. Sauerstoffverteiler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrelemente jeweils konstanten Querschnitt aufweisen.

6. Sauerstoffverteiler nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rohrelemente jeweils kreisförmige Querschnitte aufweisen.

7. Sauerstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verwirbeler (3) einstückig mit dem Anschlußelement (4) ausgebildet ist.

8. Sauerstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) einstückig mit dem Verwirbeler (3) ausgebildet ist.

9. Sauerstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) Schlaufen (1a-1d) zum Aufnehmen eines Haltebandes für die Befestigung am Kopf des Patienten aufweist.

10. Sauerstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) gewölbt ausgebildet ist.

11. Sauerstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus einem plastisch verformbaren Material hergestellt ist.

12. Sauerstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) aus einem verformbaren Material hergestellt ist und einen plastisch verformbaren Kern aufweist.

13. Sauerstoffverteiler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1), der Verwirbeler (3) und das Anschlußelement (4) aus Kunststoff hergestellt sind.