DE60023342T2

DE60023342T2 - Vorrichtung zur atemwegstherapie

Info

Publication number: DE60023342T2
Application number: DE60023342T
Authority: DE
Inventors: Gary Schroeder; Dirk Ten Broeck; S. Owen BAMFORD; F. William NILAND; V. Felino CORTEZ
Original assignee: Vapotherm Inc
Current assignee: Vapotherm Inc
Priority date: 1999-12-10
Filing date: 2000-12-08
Publication date: 2006-07-27
Anticipated expiration: 2020-12-09
Also published as: WO2001041854A2; US7314046B2; WO2001041854A3; ATE306962T1; US20080289631A1; AU2075501A; EP1237614B1; WO2001041854A9; ES2251416T3; CA2393743A1; DE60023342D1; EP1237614A2; US20030209246A1; CA2393743C; AU782579B2

Description

Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Atemwegstherapie. Insbesondere betrifft diese Erfindung eine Vorrichtung, die dazu ausgelegt ist, Luft zu erwärmen und zu befeuchten und erwärmte und befeuchtete Luft zum Atemweg eines menschlichen Patienten zuzuführen.
Es wurde erkannt, dass die Zuführung von Sauerstoff und von mit Sauerstoff angereicherter Luft zum Atemweg eines Patienten häufig zu einer Unannehmlichkeit für den Patienten führt, insbesondere wenn die Luft über einen verlängerten Zeitraum zugeführt wird. Es wurde auch erkannt, dass die Zuführung von Luft mit einer relativ niedrigen absoluten Feuchtigkeit zu einer Atemreizung führen kann.
Mehrere Vorrichtungen wurden vorgeschlagen, um diese Probleme zu beseitigen. US-A-4632677 beschreibt eine Sauerstoffanreicherungsvorrichtung mit einem Mittel zum Erhöhen oder Regulieren der Feuchtigkeit der Luft. Diese Vorrichtung verwendet eine Anordnung von Membranzellen, eine Vakuumpumpe, um einen Fluss von mit Feuchtigkeit und Sauerstoff angereicherter Luft von jeder Zelle zu saugen, Nieder- und Hochtemperatur-Kondensatoren, die zum Empfangen der von den Zellen gesaugten Luft verbunden sind, und ein Dosierungsventil, das mit den Kondensatoren verbunden ist, um einen gewünschten Feuchtigkeitspegel der Luft vorzusehen.
Gemäß US-A-4632677 kann die zum Patienten zugeführte Luft durch Zirkulation von warmer Luft über einen Zuführungsschlauch, die Verwendung von elektrischen Widerstandsheizvorrichtungen und Zirkulieren von warmer Flüssigkeit kollinear mit dem Zuführungsschlauch erwärmt werden. Im Hinblick auf die Erwärmung mit warmer Flüssigkeit wird warmes Wasser durch einen Schlauchmantel, der aus Zuführungs- und Rückführungsschläuchen besteht, die die Zuführungsluftleitung verfolgen, mittels einer durch einen Motor angetriebenen Pumpe zirkuliert. Ein Zuführungsschlauch erstreckt sich von der Pumpe und ein Rückführungsschlauch verbindet mit einem Wasserbehälter. Hinsichtlich der Warmluftzirkulation führt ein Gebläse erwärmte Luft zu einem Schlauch zu, der den Schlauch zur Zuführung von mit Sauerstoff angereicherter Luft koaxial umgibt. Die elektrische Widerstandserwärmung kann auch gemäß US-A-4632677 verwendet werden.
Ein weiteres System ist in US-A-4773410 beschrieben, das eine durchlässige Membran, um eine Flüssigkeits-Dampf-Grenze zu ermöglichen, sowie ein Mittel zum Zuführen eines im Wesentlichen kondensationsfreien, gesättigten Dampfgasstroms zu einem Atemweg umfasst. In einer in US-A-4773410 beschriebenen Ausführungsform verwendet die Vorrichtung einen Zuführungsschlauch mit elektrischen Heizelementen, die die Luft erwärmen, wenn sie durch den Schlauch strömt. In einer weiteren Ausführungsform erwärmt eine Heizvorrichtung Wasser, das dann durch einen separaten Schlauch zugeführt wird, der mit dem Zuführungsschlauch nahe dem Austrittskanal des Zuführungsschlauchs verbunden ist. Das erwärmte Wasser fließt dann im Gegenstrom zum Luftstrom, um die Luft zu erwärmen, und verlässt den Zuführungsschlauch nahe seinem entgegengesetzten Ende.
Trotzdem bleibt ein Bedarf für eine verbesserte Vorrichtung zur Atemwegstherapie, die in verschiedenen Einrichtungen, einschließlich klinischer, Krankenhaus- und Heimeinrichtungen, verwendet werden kann. Es bleibt auch ein Bedarf für verbesserte Verfahren zur Atemwegstherapie.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden eine Schlauchbaugruppe, wie in nachstehendem Anspruch 1 beansprucht, und ein Verfahren zur Herstellung der Schlauchbaugruppe, wie in nachstehendem Anspruch 26 beansprucht, geschaffen.
In Kombination mit der Schlauchbaugruppe schafft diese Erfindung auch eine Versorgungseinheit, die dazu konfiguriert ist, Gas zur Zuführung zu einem Patienten zuzuführen und Fluid zum Erwärmen des Gases zuzuführen, wie in nachstehendem Anspruch 15 beansprucht, und ein Verfahren zum Verbinden der Schlauchbaugruppe mit der Versorgungseinheit, wie in nachstehendem Anspruch 27 beansprucht.
Das Folgende ist eine nur beispielhafte Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen von Ausführungsformen durch die vorliegende Erfindung. Es ist zu erkennen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen begrenzt ist und dass der Schutzbereich dieser Erfindung in den beigefügten Ansprüchen separat definiert ist. Es ist auch zu erkennen, dass die Figuren nicht in irgendeinem speziellen Verhältnis oder Maßstab gezeichnet sind und dass viele Veränderungen an den dargestellten Ausführungsformen vorge nommen werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Darstellung der in 1 dargestellten Vorrichtung.
3 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Versorgungseinheit, die zur Verwendung als Komponente der in 1 dargestellten Vorrichtung ausgelegt ist, wobei das Gehäuse entfernt ist, um die inneren Details aufzuzeigen.
4A ist eine Querschnittsseitenansicht einer Ausführungsform einer Zuführungsschlauchbaugruppe, die zur Verwendung als Komponente der in 1 dargestellten Vorrichtung ausgelegt ist.
4B ist eine Stirnansicht der in 4A dargestellten Zuführungsschlauchbaugruppe.
5 ist eine Querschnittsstirnansicht einer Ausführungsform eines Schlauchs, der zur Verwendung als Komponente der in 4A und 4B dargestellten Zuführungsschlauchbaugruppe ausgelegt ist.
6A ist eine Querschnittsseitenansicht einer Ausführungsform eines Zuführungsschlaucheinsatzes, der zur Verwendung als Komponente der in 4A und 4B dargestellten Zuführungsschlauchbaugruppe ausgelegt ist.
6B ist eine Stirnansicht des in 6A dargestellten Zuführungsschlaucheinsatzes.
7 ist eine Seitenansicht eines Endabschnitts der in 4A und 4B dargestellten Zuführungsschlauchbaugruppe.
8A ist eine Querschnittsseitenansicht einer Hülse, die zur Verwendung als Komponente der in 4A und 4B dargestellten Zuführungsschlauchbaugruppe ausgelegt ist.
8B ist eine Stirnansicht der in 8A dargestellten Hülse.
9 ist eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung gemäß den Aspekten dieser Erfindung.
10 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Versorgungseinheit der in 9 dargestellten Vorrichtung.
11A ist eine perspektivische Vorderansicht einer Rückplattenanordnung der in 10 dargestellten Versorgungseinheit.
11B ist eine perspektivische Rückansicht der in 11A dargestellten Rückplattenanordnung.
12 ist eine perspektivische Vorderansicht einer Sensor-Leiterplattenbaugruppe, die zur Verwendung in der in 11A dargestellten Rückplattenbaugruppe ausgelegt ist.
13 ist eine Seitenansicht einer Leistungs-Leiterplatte, die zur Verwendung in der in 11A dargestellten Rückplattenbaugruppe ausgelegt ist.
14 ist eine Vorderansicht einer Anzeige-Leiterplatte, die zur Verwendung in der in 11A dargestellten Rückplattenbaugruppe ausgelegt ist.
15A und 15B sehen eine perspektivische Ansicht und eine Querschnittsansicht einer Blasenfallen-Baugruppe dar, die zur Verwendung in der in 11A dargestellten Rückplattenbaugruppe ausgelegt ist.
16 ist eine perspektivische Ansicht einer Wasserpumpe und einer Wasserheizvorrichtungsbaugruppe, die zur Verwendung in der in 11A dargestellten Rückplattenbaugruppe ausgelegt sind.
17 ist eine perspektivische Ansicht einer Rohrverteilerbaugruppe, die zur Verwendung in der in 11A dargestellten Rückplattenbaugruppe ausgelegt ist.
18 ist eine perspektivische Ansicht einer Abdeckbaugruppe, die zur Verwendung in der in 10 dargestellten Versorgungseinheit ausgelegt ist.
19 ist eine Ausführungsform einer Anzeige, die zur Verwendung bei der in 18 dargestellten Abdeckbaugruppe ausgelegt ist.
20 ist eine perspektivische Ansicht einer Hauptgehäusekomponente der in 18 dargestellten Abdeckbaugruppe.
21 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Gehäusetürkomponente der in 18 dargestellten Abdeckbaugruppe.
22 ist eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Zuführungsschlauchbaugruppe der in 9 dargestellten Vorrichtung.
23 ist eine Stirnansicht einer Ausführungsform eines Schlauchs, der zur Verwendung in der in 22 dargestellten Zuführungsschlauchbaugruppe ausgelegt ist.
24A–24D stellen Ansichten einer Ausführungsform eines Einlassanschlussstücks bereit, das zur Verwendung in der in 22 dargestellten Zuführungsschlauchbaugruppe ausgelegt ist.
25A–25C stellen Ansichten einer Ausführungsform eines Auslassanschlussstücks bereit, das zur Verwendung in der in 22 dargestellten Zuführungsschlauchbaugruppe ausgelegt ist.
26A–26B stellen Ansichten der in 17 dargestellten Rohrverteilerbaugruppe bereit.
27A–27B stellen Ansichten einer Ausführungsform eines Rohrverteilers bereit, der zur Verwendung in der in 26A und 26B dargestellten Rohrverteilerbaugruppe ausgelegt ist.
28 stellt eine Ausführungsform eines Verriegelungsmechanismus dar, der zur Verwendung bei der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ausgelegt ist.
29 stellt eine weitere Ausführungsform einer Blasenfallenbaugruppe dar, die zur Verwendung bei der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ausgelegt ist.
30 stellt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Körperkomponente der in 29 dargestellten Blasenfallenbaugruppe dar.
31 stellt eine Draufsicht auf die in 30 dargestellte Körperkomponente dar.
32 stellt eine Vorderansicht der in 30 dargestellten Körperkomponente dar.
33 stellt eine Querschnittsseitenansicht der in 30 dargestellten Körperkomponente dar.
34 stellt eine perspektivische Ansicht einer Deckelkomponente der in 30 dargestellten Blasenfallenbaugruppe dar.
35 stellt eine Draufsicht auf die in 34 dargestellte Deckelkomponente dar.
36 stellt eine Vorderansicht der in 34 dargestellten Deckelkomponente dar.
37 stellt eine Querschnittseitenansicht der in 34 dargestellten Deckelkomponente dar.
38 stellt ein Diagramm einer Ausführungsform eines Systems gemäß dieser Erfindung bereit.
39 stellt ein weiteres Diagramm bereit, das das in 38 dargestellte System darstellt.
40 stellt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform einer Software bereit, die zur Verwendung bei der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung ausgelegt ist.
41 stellt eine perspektivische Vorderansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer Rückplattenbaugruppe der Versorgungseinheit dar.
Mit Bezug auf die Fig. im Allgemeinen ist ein längliches Element wie z. B. ein Zuführungsschlauch 28 zum Zuführen von Fluid von einem Fluideinlass wie z. B. einer Lufteinlassöffnung 58 an einem nahen Endabschnitt des länglichen Ele ments zu einem Fluidauslass wie z. B. einem Schlauchverbindungsstück 82 an einem entfernten Endabschnitt des länglichen Elements zur Aufnahme durch einen Patienten (nicht dargestellt) vorgesehen. Das längliche Element ist dazu ausgelegt, das Fluid zu erwärmen, wenn es dem Patienten zugeführt wird.
Das längliche Element umfasst ein Zuführungslumen wie z. B. ein Luftlumen 72, das durch das längliche Element vom Fluideinlass am nahen Endabschnitt zum Fluidauslass am entfernten Endabschnitt festgelegt ist. Das Zuführungslumen ist für den Fluss des Fluides entfernt vom Fluideinlass in Richtung des Fluidauslasses konfiguriert. Das längliche Element umfasst auch einen Erwärmungsfluideinlass wie z. B. eine Wassereinlassöffnung 60, die durch das längliche Element am nahen Endabschnitt festgelegt ist, sowie ein Erwärmungszuführungslumen wie z. B. ein Erwärmungsfluidlumen 74, das durch das längliche Element benachbart zum Zuführungslumen vom Erwärmungsfluideinlass zum entfernten Endabschnitt festgelegt ist.
Als Teil des länglichen Elements ist auch ein Erwärmungsfluidauslass wie z. B. eine Wasserauslassöffnung 82, die durch das längliche Element am nahen Endabschnitt festgelegt ist, sowie ein Erwärmungsrückführungslumen wie z. B. ein Rückführungslumen 76, das durch das längliche Element benachbart zum Zuführungslumen vom entfernten Endabschnitt zum Erwärmungsfluidauslass festgelegt ist, enthalten. Das Erwärmungszuführungslumen und das Erwärmungsrückführungslumen sind für einen Fluss zwischen diesen am entfernten Endabschnitt miteinander verbunden (beispielsweise benachbart zum Schlauchverbindungsstück 82).
Das Erwärmungszuführungslumen und das Erwärmungsrückführungslumen des länglichen Elements sind für den Fluss von Heizfluid entfernt vom Heizfluideinlass in Richtung des entfernten Endabschnitts durch das Erwärmungszuführungslumen und zum Fluss des Heizfluids nahe vom entfernten Endabschnitt in Richtung des Heizfluidauslasses durch das Erwärmungsrückführungslumen konfiguriert. Dadurch wird Wärme vom Heizfluid auf das Fluid im Zuführungslumen übertragen, wenn es dem Patienten zugeführt wird.
Eine Vorrichtung wie z. B. eine Versorgungseinheit 11 ist für die Atemwegstherapie vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse wie z. B. das Gehäuse 11A, das so konfiguriert ist, dass es Luft und Wasser aufnimmt. Ein Auslass für befeuchtete Luft wie z. B. ein Luftauslasskanal oder Verbindungsstück 40 ist im Gehäuse zum Zuführen von befeuchteter Luft von der Vorrichtung festgelegt. Ein Wasserzuführungsauslass wie z. B. ein Wasserauslasskanal oder -verbindungsstück 42 ist im Gehäuse zum Zuführen von erwärmtem Wasser von der Vorrichtung festgelegt. Schließlich ist ein Wasserrückführungseinlass wie z. B. ein Wassereinlasskanal oder -verbindungsstück 44 im Gehäuse zum Zurückführen von erwärmtem Wasser zur Vorrichtung festgelegt.
Der Auslass für befeuchtete Luft, der Wasserzuführungsauslass und der Wasserzuführungseinlass der Vorrichtung sind für eine lösbare Verbindung mit einem länglichen Element wie z. B. dem Zuführungsschlauch 28, der zum Zuführen der befeuchteten Luft vom Gehäuse in Richtung des Atemweges eines Patienten konfiguriert ist, nahe zueinander angeordnet. Das längliche Element ist auch zum Zirkulieren von erwärmtem Wasser vom Wasserzuführungsauslass zum Wasserrückführungseinlass konfiguriert, um Wärme vom erwärmten Wasser auf die befeuchtete Luft zu übertragen, wenn sie zum Patienten geliefert wird.
Eine Vorrichtung wie z. B. ein System 100 wird mit einer Versorgungseinheit wie z. B. der Versorgungseinheit 102 mit einem Lufteinlass 152, der zur lösbaren Verbindung mit einer Quelle für Druckluft konfiguriert ist, versehen. Die Vorrichtung wird auch mit einem Kanal wie z. B. dem Kanal 130 versehen, der einen Auslass für befeuchtete Luft zum Zuführen von befeuchteter Luft von der Versorgungseinheit, einem Fluidzuführungsauslass zum Zuführen von erwärmtem Fluid von der Versorgungseinheit und einem Fluidrückführungseinlass zum Zurückführen von erwärmtem Fluid zur Versorgungseinheit versehen.
Ein längliches Element wie z. B. die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 ist lösbar mit der Versorgungseinheit verbunden. Das längliche Element legt ein Zuführungslumen wie z. B. das Luftlumen 260 fest, das dazu konfiguriert ist, befeuchtete Luft zu einem Patienten zuzuführen. Das längliche Element legt auch ein Fluidzuführungslumen wie z. B. das Heizfluidlumen 262 (oder 264) und ein Fluidrückführungslumen wie z. B. das Rückführungslumen 264 (oder 262) fest, die sich jeweils benachbart zum Zuführungslumen erstrecken. Das Fluidzuführungs- und das Fluidrückführungslumen sind dazu konfiguriert, das erwärmte Fluid zwischen dem Fluidzuführungsauslass der Versorgungseinheil und dem Fluidrückführungseinlass der Versorgungseinheit zu zirkulieren, um Wärme vom erwärmten Fluid auf die befeuchtete Luft zu übertragen, wenn sie zum Patienten zugeführt wird.
Eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die zur Darstellung in 1 ausgewählte spezielle Ausführungsform beschrieben. Im Allgemeinen ist die Vorrichtung dazu ausgelegt, erwärmte und befeuchtete Luft zum Atemweg eines menschlichen Patienten zuzuführen. Die in 1 dargestellte Vorrichtung weist eine kompakte Größe auf und ist tragbar, so dass sie zur Verwendung in einer Vielzahl von Einrichtungen und zum Transport zwischen Orten ausgelegt ist. Die Vorrichtung kann von einem Patienten zu Hause und am Bett des Patienten verwendet werden, falls erwünscht. Die Vorrichtung kann auch ebenso in Krankenhäusern, Kliniken und anderen Einrichtungen verwendet werden.
Die Vorrichtung umfasst eine Versorgungseinheit, die eine Quelle zum Erwärmen von Fluid wie z. B. erwärmtem Wasser sowie eine Quelle für befeuchtete Luft bereitstellt. Das von der Versorgungseinheit bereitgestellte Heizfluid wird verwendet, um die befeuchtete Luft zu erwärmen, wenn die befeuchtete Luft von der Versorgungseinheit zum Atemweg des Patienten zugeführt wird.
Die Vorrichtung umfasst auch eine Zuführungsschlauchbaueinheit, die lösbar an der Versorgungseinheit befestigt ist. Die Zuführungsschlauchbaueinheit ist so ausgelegt, dass sie von einem speziellen Patienten verwendet und dann nach einer oder einer Anzahl von Verwendungen weggeworfen werden kann. Die Zuführungsschlauchbaueinheit stellt einen Durchgang für den Fluss von befeuchteter Luft zum Atemweg des Patienten bereit. Die Zuführungsschlauchbaueinheit stellt auch Durchgänge für den Fluss und die Rückführung von Heizfluid in einer solchen Weise bereit, dass die Wärmeübertragung vom Heizfluid auf die befeuchtete Luft, wenn sie zugeführt wird, gefördert wird.
In den ganzen Beschreibungen der Vorrichtung 10 und insbesondere der Zuführungsschlauchbaueinheit 24 wird auf Abschnitte der Fig. Bezug genommen, um Richtungen für den Fluss und die Position von verschiedenen Merkmalen zu definieren. Die Begriffe "nah" und "entfernt" werden auch verwendet, um solche Positionen anzugeben. Wie hierin verwendet, bezieht sich insbesondere der Begriff "nah" auf eine Position in Richtung der Versorgungseinheit (vom Patienten weg) und der Begriff "entfernt" bezieht sich auf eine Position in Richtung des Patienten (von der Versorgungseinheit weg).
Mit Bezug nun auf die zur Darstellung in 1 ausgewählte Ausführungsform umfasst die Vorrichtung 10 eine Versorgungseinheit 11 mit einem im Wesentlichen geschlossenen Gehäuse 11A, das dazu ausgelegt ist, auf einer Tischoberseite oder einer anderen Oberfläche oder einer Stütze in einer tragbaren Konfiguration zu stehen. Die Versorgungseinheit 11 ist mit einem Luftauslass 13 versehen, der durch Öffnungen im Gehäuse der Versorgungseinheit 11 festgelegt ist. Ein Lufteinlass (nicht dargestellt) ermöglicht den Fluss von Luft in das Innere des Gehäuses. Eine Wasserzuführung 15 in Form eines Wasserbehälters oder -reservoirs ist lösbar im oberen Teil des Gehäuses der Versorgungseinheit 11 angeschlossen, so dass er entfernt und nachgefüllt werden kann, um eine Zuführung von Wasser zur Vorrichtung 10 vorzusehen.
Ein Anzeigefeld 17 an einer Oberfläche des Gehäuses der Versorgungseinheit 11 ermöglicht einem Benutzer, Aspekte der Vorrichtung 10 zu steuern, und zeigt auch Informationen an, die vom Patienten oder vom Assistenten des Patienten verwendet werden können. In dieser Ausführungsform der Vorrichtung 10 umfasst das Anzeigefeld 17 beispielsweise "AUFWÄRTS"- und "ABWÄRTS"-Tasten (durch Pfeile angegeben), so dass der Benutzer die Lufttemperatur einstellen kann. Das Anzeigefeld 17 umfasst auch eine Temperaturausgabeanzeige sowie eine Anzeige für die minimale und die maximale festgelegte Temperatur. Das Anzeigefeld 17 umfasst auch Indikatoren für die Wartung der Vorrichtung 10: ein Licht "WASSER HINZUFÜGEN" gibt an, dass Wasser über die Wasserzuführung 15 hinzugefügt werden sollte; ein Licht "SCHLAUCH ZUFÜHREN" gibt an, dass die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 (später beschrieben) erneut angeschlossen werden muss; ein Licht "KASSETTE"! gibt an, dass eine Kassette (später zu beschreiben) eine Wartung benötigt; ein Licht "REINIGUNG" gibt an, dass die Aspekte der Vorrichtung 10 gereinigt werden sollten; und ein Licht "KASSETTE WECHSELN" gibt an, dass die Kassette gewechselt werden sollte.
Die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 ist lösbar mit dem Gehäuse der Versorgungseinheit 11 mittels eines Verbindungsblocks 26 verbunden. Die Verbindung zwischen der Versorgungseinheit 11 und der Zuführungsschlauchbaugruppe 24 kann leicht unterbrochen werden, um die Baugruppe 24 zur Reinigung, zur Wartung oder zum Wegwerfen und Austauschen zu entfernen. Schnelle Trennungen (später beschrieben) sind am Verbindungsblock 26 und an der Versorgungseinheit 11 vorgesehen, um die Entfernung und den Austausch der Baugruppe 24 zu erleichtern. Ein Zuführungsschlauch 28 erstreckt sich vom Verbindungsblock 26 zu einer Nasenkanüle 29, die sich während der Verwendung vom Zuführungsschlauch 28 zum Atemweg des Patienten erstreckt. Die Nasenkanüle 29 und die zugehörigen Anschlussstücke, die zum Zuführen von Luft zu den Nasenöffnungen eines Patienten verwendet werden, sind leicht erhältliche Komponenten, die auf dem Fachgebiet gut bekannt sind.
Mit Bezug nun auf 2, die eine schematische Darstellung der Vorrichtung 10 bereitstellt, wurden Pfeile vorgesehen, um den Fluss der Luft "A" und des Wassers "W" durch das System anzugeben. Wie vorher beschrieben, fließt Luft in das Innere des Gehäuses der Versorgungseinheit 11 über Lufteinlassöffnungen (nicht dargestellt) und Wasser fließt in das Innere der Versorgungseinheit 11 über die Wasserzuführung 15 (1). Der Fluss von Luft und Wasser in der Vorrichtung 10 wird nun beschrieben.
In das Gehäuse der Versorgungseinheit 11 eingeführte Luft strömt durch einen Vakuumschalldämpfer 12. Ein Luftkompressor 14 beaufschlagt die Luft stromabwärts vom Vakuumschalldämpfer 12 mit Druck. Eine Vielfalt von Luftkompressoren kann verwendet werden und solche Luftkompressoren sind auf dem Fachgebiet gut bekannt. Ein Beispiel eines geeigneten Luftkompressors wird von Thomas Compressors in Norcross, Georgia, hergestellt und unter der Modellnummer 007CA13F vertrieben. Andere Kompressoren können eingesetzt werden. Ein Rückschlagventil 16 ist stromabwärts vom Luftkompressor 14 vorgesehen, um einen übermäßigen Luftdruck nachzulassen.
Die Luft strömt vom Luftkompressor 14 zu einem Durchflussregelventil 18, das verwendet wird, um den Luftdruck im System 10 zu steuern oder zu regeln. Die Luft strömt dann zu einem Luftfilter 20, das dazu ausgelegt ist, Verunreinigung aus der Luft zu entfernen, so dass sie nicht zum Atemweg des Patienten zugeführt werden. Die Luft strömt dann durch eine Membrankassette 22 und durch die Zuführungsschlauchbaugruppe 24. Insbesondere tritt Luft, die durch den Luftkompressor 14 mit Druck beaufschlagt wurde, in den Verbindungsblock 26 ein und strömt auswärts in Richtung des Patienten durch den Zuführungsschlauch 28. Ein Einlass 30 ist für die wahlweise Einleitung von Sauerstoff in den Verbindungsblock 26 vorgesehen, um den Anteil von Sauerstoff in der zum Patienten zugeführten Luft anzureichern.
Mit Bezug nun auf den Fluss von Wasser durch die Vorrichtung 10, wie in 2 dargestellt, wird Wasser "W" mittels eines Behälters 32, der durch die Wasserzuführung 15 (1) gespeist wird, eingeführt. Eine Wasserpumpe 34 wird verwendet, um ein Fluid wie z. B. Wasser vom Behälter 32 zu einer Fluidheizvorrichtung 36 zu liefern, die das Wasser auf eine vorbestimmte Temperatur oder einen vorbestimmten Temperaturbereich erwärmt, wie später genauer beschrieben wird. Das erwärmte Wasser fließt dann in die Zuführungsschlauchbaugruppe 24. Insbesondere tritt das erwärmte Wasser in den Verbindungsblock 26 ein und fließt in den Zuführungsschlauch 28. In einer Weise, die später genauer beschrieben wird, kehrt das Wasser dann von der Zuführungsschlauchbaugruppe 24 in das Gehäuse der Versorgungseinheit 11 zurück und ein Thermistor 38 wird verwendet, um die Temperatur des zurückkehrenden Wassers zu überwachen. Die vom Thermistor 38 gemessene Temperatur wird verwendet, um die Wasserheizvorrichtung 36 zu regeln, um die Temperatur des Wassers innerhalb eines vorbestimmten Bereichs zu halten.
Ein Teil des zurückgeführten Wassers kann direkt zum Behälter 32 fließen, so dass so dass es durch die Vorrichtung 10 umlaufen lassen werden kann. Ein weiterer Teil des zurückgeführten Wassers kann durch die Membrankassette 22 fließen, bevor es zum Behälter 32 zurückkehrt. Alternativ kann das ganze Wasser zur Membrankassette 22 fließen. Das Wasser wird durch die Membrankassette 22 geführt, um Wasserdampf zur Luft hinzuzufügen, die in einer Gegenstromanordnung durch die Membrankassette 22 fließt (wie in 2 gezeigt).
Die Membrankassette 22 ist vorzugsweise ein Hohlfaserfiltermodul mit einer mikroporösen Membran, die den Fluss von Wasserdampf vom erwärmten Wasser in die Luft ermöglicht. Insbesondere fließt das erwärmte Wasser durch ein Gehäuse der Membrankassette in Kontakt mit den Außenflächen der Hohlfasermembranen. Die Luft strömt durch die Hohlfasermembranen in einer Richtung, die zur Richtung des Wassers im Gehäuse der Kassette 22 im Gegenstrom liegt. Wasserdampf wird durch Poren in den Hohlfasermembranen vom erwärmten Wasser zur Luft übertragen, um die Luft zur Zuführung zum Atemweg des Patienten zu befeuchten. Obwohl eine breite Vielfalt von Filtern verwendet werden kann, um diese Funktion durchzuführen, ist eine Hohlfasermembran bevorzugt. Solche Filter sind von SPECTRUM MICROGON in Laguna Hills, Kalifornien, unter der Teilenummer M11S-260-01N erhältlich.
Mit Bezug nun auf 3 ist eine beispielhafte bevorzugte Ausführungsform der Versorgungseinheit 11 dargestellt, wobei das Gehäuse entfernt ist, um die internen Details der Versorgungseinheit 11 aufzuzeigen. Der Fluss der Luft "A" und des Wassers "W" durch Abschnitte der Versorgungseinheit 11 wird nun mit Bezug auf 3 beschrieben. Umgebungsluft tritt in den Luftkompressor 14 ein, der durch den Kompressormotor 15 zur Druckbeaufschlagung betrieben wird. Ein Auslassgebläse 19 ist benachbart zum Kompressormotor 15 angeordnet, um Wärme von der Versorgungseinheit 11 zu entnehmen, die vom Luftkompressor 14 und vom Kompressormotor 15 erzeugt wird. Die Luft bewegt sich vom Luftkompressor 14 und am Entlastungsventil 16 vorbei zur Zuführung zum Luftfilter 20 (in 3 nicht dargestellt) und zur Membrankassette 22 (in 3 nicht dargestellt). Befeuchtete Luft von der Membrankassette 22 kommt am Schlauch an, der auf der unteren linken Seite von 3 dargestellt ist, wie durch einen Pfeil angegeben, und bewegt sich zu einem Luftauslasskanal 40.
Gleichzeitig wird Wasser vom Behälter 32 (in 3 nicht dargestellt) in eine Einlassleitung 25 eingeführt, durch die es zur Wasserpumpe 34 zugeführt wird, die durch einen Wasserpumpenmotor 35 angetrieben wird. Das Wasser bewegt sich dann von der Wasserpumpe 34 zu einem Einlass am rechten Teil der Wasserheizvorrichtung 36. Das erwärmte Wasser bewegt sich dann von einem Auslass am linken Teil der Wasserheizvorrichtung 36 zu einem Auslasskanal 42 für erwärmtes Wasser. Das Wasser wird in das Innere des Gehäuses der Versorgungseinheit 11 über einen Wassereinlasskanal 44 zurückgeführt.
Der Luftauslasskanal 40, der Wasserauslasskanal 42 und der Wassereinlasskanal 44 sind durch Verbindungsstücke wie z. B. Schnelltrennungen vorgesehen, die am Gehäuse der Versorgungseinheit 11 über einen Halter 46 befestigt sind. Die Kanäle 40, 42 und 44 sind eng zueinander benachbart an der Oberfläche des Gehäuses der Versorgungseinheit 11 angeordnet, so dass sie gleichzeitig mit der Zuführungsschlauchbaugruppe 24 (nicht dargestellt) in Eingriff gebracht und von dieser gelöst werden können, wie später genauer beschrieben wird.
Mit Bezug nun auf 4A und 4B werden nun Aspekte einer beispielhaften Zuführungsschlauchbaugruppe gemäß dieser Erfindung beschrieben. Die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 ist in einer Querschnittsseitenansicht in 4A und in einer Stirnansicht in 4B gezeigt. Die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 umfasst einen Verbindungsblock 26 und einen Zuführungsschlauch 28, wie vorstehend beschrieben, sowie eine Hülse 50, die in ein Ende eines Lumens 51 eingesetzt ist, das sich durch den Verbindungsblock 28 entlang seiner Achse erstreckt. Die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 umfasst auch einen Zuführungsschlaucheinsatz 52, der im entgegengesetzten Ende des Lumens 51 angeordnet ist. Eine Länge des Schlauchs 54 erstreckt sich zwischen Lumina, die durch die Hülse 50 und den Zuführungsschlauch 52 festgelegt sind, und eine Kopplung 56 ist wahlweise auf ein Ende des Zuführungsschlaucheinsatzes 52 geschraubt, um den Zuführungsschlauch 28 mit dem Zuführungsschlaucheinsatz 52 zu koppeln.
Der Verbindungsblock 26 weist einen Lufteinlass 58, einen Wassereinlass 60 und einen Wasserauslass 62 in Form von Löchern, die in einer Oberfläche des Verbindungsblock 26 ausgebildet sind, auf. Der Lufteinlass 58, der Wassereinlass 60 und der Wasserauslass 62 sehen einen Zugang für die Strömung von Luft und Wasser durch den Verbindungsblock 26 zum Zuführungsschlauch 28 vor. Verbindungsstücke wie z. B. Trennungen sind am Verbindungsblock 26 an den Öffnungen 58, 60 und 62 zur Verbindung mit dem Luftauslasskanal 40, dem Wasserauslasskanal 42 bzw. dem Wassereinlasskanal 44 vorgesehen.
Mit Bezug nun auf 5, die eine Querschnittsstirnansicht des Zuführungsschlauchs bereitstellt, werden nun weitere Details des Zuführungsschlauchs 28 beschrieben. Der Zuführungsschlauch 28 kann aus einer Vielfalt von Materialien durch eine Vielfalt von Prozessen ausgebildet werden. Vorzugsweise wird der Zuführungsschlauch 28 aus einem Polymermaterial wie z. B. Polyurethan ausgebildet. In einer Ausführungsform wird der Zuführungsschlauch 28 aus PELLETHANE #2363-80AE ausgebildet, das ein Härtemaß von Shore 80A aufweist. der Zuführungsschlauch 28 ist vorzugsweise klar, um eine Visualisierung des durch diesen fließenden Wassers zu ermöglichen. Der Zuführungsschlauch 28 wird vorzugsweise in langen Längen mit einer im Wesentlichen konstanten Querschnittsform stranggepresst. Obwohl verschiedene Längen für den Zuführungsschlauch 28 in Erwägung gezogen werden, wurde entdeckt, dass eine Länge von etwa 10 Fuß eine angemessene Leistung und angemessene Vielseitigkeit für den Patienten bereitstellt. Andere Längen werden natürlich in Abhängigkeit von der Verwendung der Vorrichtung, der Länge der Nasenkanüle 29 und der Wärmeübertragungseigenschaften vom erwärmten Fluid auf die Luft und Angelegenheiten der Kosten und Konstruktionswahl in Erwägung gezogen.
Der Zuführungsschlauch 28 umfasst in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform eine im Wesentlichen kreisförmige Außenwand 64, die konzentrisch um eine im Wesentlichen kreisförmige Innenwand 66 beabstandet ist. Grenzwände oder -stege 68A und 68B erstrecken sich von der inneren Oberfläche der Außenwand 64 zur Außenfläche der Innenwand 66. Eine Vielzahl von sich der Länge nach erstreckenden Rippen 70 erstreckt sich radial einwärts von der Innenfläche der Innenwand 66 und entlang der Achse des Zuführungsschlauchs 28. Die Innenwand 66 und die Rippen 70 legen zusammen ein Luftlumen 72 fest, das sich entlang der Länge des Zuführungsschlauchs 28 erstreckt. In der in 5 dargestellten Ausführungsform sind sechs Rippen 70 gleichmäßig beabstandet. Die Rippen 70 helfen, die Einengung des Lumens 72 im Fall, dass der Zuführungsschlauch 28 bei der Verwendung gebogen oder anderweitig versehentlich geknickt wird, zu verhindern.
Die Außenwand 64 und die Innenwand 66 legen zusammen mit den Grenzwänden oder -stegen 68A und 68B ein Paar von gegenüberliegenden Lumina fest, die eine im Wesentlichen bogenförmige Querschnittsform aufweisen und die das Luftlumen 72 im Wesentlichen umgeben, und ein Rückführungslumen 76 erstreckt sich der Länge nach entlang des Schlauchs durch die untere Hälfte des Zuführungsschlauchs 28. Das Heizfluidlumen 74 umgibt den unteren Abschnitt des Luftlumens 72 im Wesentlichen und das Rückführungslumen 76 umgibt im Wesentlichen den oberen Abschnitt des Luftlumens 72. Zusammen wirken die Lumina 74 und 76 miteinander zusammen, um das Luftlumen 72 im Wesentlichen zu umgeben.
Unter erneutem Bezug auf 4A, 4B und 5 wird nun der Fluss der Luft "A" und des Wassers "W" durch die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 beschrieben. Luft tritt durch den Einlass 58 vom Luftauslass 40 an der Versorgungseinheit 11 in die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 ein und bewegt sich durch den Durchgang, der durch den Schlauch 54 festgelegt ist, nach links in 4A. Die Luft bewegt sich dann in das Luftlumen 72 des Zuführungsschlauchs 28 und in Richtung des Atemweges des Patienten durch die Nasenkanüle 29 (in 1 gezeigt). Wenn zusätzlicher Sauerstoff oder ein anderes Gas oder Medizin in den Atemweg eingeführt werden soll, kann eine Quelle für ein solches Gas oder Fluid oder eine solche Medikation am rechten Ende der Hülse 50 befestigt werden, wo eine Gewindeöffnung vorgesehen ist. In einer solchen Weise können Sauerstoff oder andere Fluide oder Medizin zur Zuführung zum Patienten mit Luft vermischt werden.
Die Art und Weise, mit der sich Wasser durch die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 bewegt, wird nun mit Bezug auf 6A und 6B genauer beschrieben, die Details des Zuführungsschlaucheinsatzes 52 darstellen. Der Zuführungsschlaucheinsatz 52 umfasst zwei Verlängerungsabschnitte 75 und 77, die so geformt sind, dass sie sich in die Lumina 74 bzw. 76 des Zuführungsschlauchs 28 erstrecken. Die Verlängerung 77 weist eine im Wesentlichen halbkreisförmige Querschnittsform auf, die der Form des Rückführungslumens 76 entspricht, so dass sich der Verlängerungsabschnitt 77 in das Innere des Rückführungslumens 76 erstrecken kann und eine Abdichtung erzeugt. Ebenso ist der Verlängerungsabschnitt 75 so geformt, dass er in das Heizfluidlumen 74 des Zuführungsschlauchs 28 passt. Obwohl der Einsatz 52 aus einer Vielfalt von Materialien ausgebildet sein kann, können Aluminium oder andere Metalle oder Kunststoffe verwendet werden. Der Einsatz 52 kann durch Formen, maschinelle Bearbeitung oder durch andere bekannte Formverfahren ausgebildet werden.
Öffnungen 78 erstrecken sich durch die Verlängerung 77 und durch die gesamte Länge des Zuführungsschlaucheinsatzes 52 von Ende zu Ende. In dieser speziellen Ausführungsform sind sechs Öffnungen 78 vorgesehen, so dass sie sich von einem Ende des Zuführungsschlaucheinsatzes 52 zum anderen erstrecken. Öffnungen 79 erstrecken sich jedoch durch den Verlängerungsabschnitt 75 von einem Ende des Zuführungsschlaucheinsatzes 52, enden jedoch an einer Stelle vor dem entgegengesetzten Ende des Zuführungsschlaucheinsatzes 52. Mit anderen Worten, die Öffnungen 79 sind insofern "blind", als sie sich nicht vollständig durch den Einsatz 52 erstrecken. Statt dessen ist eine Seitenöffnung 80 (6A) für den Zugang zu zumindest einigen der Öffnungen 79 vorgesehen, die sich durch den Verlängerungsabschnitt 75 erstrecken. Es ist zu erkennen, wie in 4A dargestellt, dass die Seitenöffnung 80 im Zuführungsschlaucheinsatz 52 so angeordnet und bemessen ist, dass sie der Wassereinlassöffnung 60 entspricht, die im Verbindungsblock 26 der Zuführungsschlauchbaugruppe 24 festgelegt ist.
Der Fluss von Wasser durch die Zuführungsschlauchbaugruppe 24 wird nun mit Bezug auf 4A, 5 und 6A beschrieben. Wasser tritt in den Verbindungsblock 26 der Zuführungsschlauchbaugruppe 24 durch die Wassereinlassöffnung 60 vom Wasserauslass 42 (3) der Versorgungseinheit 11 ein. Das Wasser bewegt sich durch die Öffnungen 79, die sich durch den Verlängerungsabschnitt 75 erstrecken, nach links in 4A, so dass das Wasser in das Heizfluidlumen 74 ein treten kann. In dieser Ausführungsform ist das erwärmte Wasser das Heizfluid. Das erwärmte Wasser bewegt sich dann durch den Zuführungsschlauch 28 in Richtung des entgegengesetzten Endes des Schlauchs.
In einer Weise, die später genauer beschrieben wird, wird das Heizfluidlumen 74 mit dem Rückführungslumen 76 am entgegengesetzten Ende des Zuführungsschlauchs 28 verbunden, so dass erwärmtes Wasser vom Lumen 74 in das Lumen 76 zur Rückkehr in Richtung des Verbindungsblock 26 fließen kann. Das Wasser kehrt dann durch das Rückführungslumen 76 zurück und tritt in die Öffnungen 78 ein, die im Verlängerungsabschnitt 77 des Zuführungsschlaucheinsatzes 52 festgelegt sind. Das Wasser kann dann von einem Ende des Zuführungsschlaucheinsatzes 52 zum anderen fließen, bis es in das zentrale Lumen 51 des Verbindungsblocks 26 eintreten kann. Das Wasser kann dann den Verbindungsblock 26 durch die Wasserauslassöffnung 62 verlassen und kann durch den Wassereinlass 44 (3) zum Versorgungseinheit 11 zurückkehren.
Es ist zu erkennen, dass Luft durch die Länge des Zuführungsschlauchs 28 zum Patienten fließen lassen wird und dass erwärmtes Wasser durch das Heizfluid- und das Rückführungslumen 74 und 76 in unmittelbarer Nähe zum Luftstromlumen 72 fließen lassen wird. Es wurde entdeckt, dass diese Anordnung eine sehr effiziente Wärmeübertragung vom Heizfluid (wie z. B. erwärmtes Wasser) zur fließenden Luft vorsieht. Wasser auf seiner höchsten Temperatur (im Stromaufwärtsabschnitt des Weges durch den Zuführungsschlauch fließt durch das Heizfluidlumen 74 in derselben Richtung wie Luft durch das Luftlumen 72 fließt. Wasser auf einer geringfügig niedrigeren Temperatur aufgrund eines gewissen Wärmeverlusts und Wärmeübertragung bewegt sich dann durch das Rückführungslumen 76 in einem Gegenstrom-Strömungsmuster mit der Luft im Luftlumen 72.
Mit Bezug nun auf 7 ist das entgegengesetzte Ende des Zuführungsschlauchs 28 zusammen mit einem Abschluss dargestellt, der einen Zugang für den Heizfluidfluss zwischen den Lumina 74 und 76 bereitstellt. Insbesondere unter Rückbezug auf 5 sind die Stege oder Grenzen 68A und 68B im Endabschnitt des Zuführungsschlauchs 28 ausgeschnitten und entfernt und ein Schlauchverbindungsstück 82 ist in das Ende des Schlauchs 28 zwischen der Innen- und der Außenwand 66 und 64 eingesetzt. Das Verbindungsstück 82 sieht daher einen Strömungsweg für Luft vom Luftlumen 72 vor. Das Verbindungsstück 82 verhindert auch den Austritt von Wasser aus dem Rückkehrlumen 76 oder Heizfluidlu men 74 und ermöglicht dennoch einen Wasserfluss vom Heizfluidlumen 74 zum Rückführungslumen 76. Das Schlauchverbindungsstück 82 ist so konfiguriert, dass es mit einem Kanülenverbindkunststück 86 verbunden wird, das sich zu einem Anschlussstück erstreckt, das verwendet werden kann, um die erwärmte und befeuchtete Luft in die Nasenkanüle für die Zuführung von Luft in den Nasendurchgang eines Patienten zur Atemwegsbehandlung oder andere Therapien einzuführen, wie hierin beschrieben.
8A und 8B stellen weitere Details der Hülsekomponente 50 der Zuführungsschlauchbaugruppe 24 dar, um die Art und Weise zu verdeutlichen, in der Luft durch den Lufteinlass 58 vom Luftauslass 40 der Versorgungseinheit 11 geliefert wird. Die Hülse 50 kann aus Metall- oder Polymermaterialien ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Hülse 50 aus klarem Polycarbonat geformt oder maschinell bearbeitet. Wie in 8A und 8B dargestellt, weist die Hülse 50 ein sich der Länge nach erstreckendes Lumen 88 und eine Reihe von drei radialen Öffnungen 90A–90C auf. Die radialen Öffnungen 90A–90C erstrecken sich zwischen dem Lumen 88 und einer ringförmigen Aussparung 92. Folglich bewegt sich durch den Lufteinlass 58 eingeführte Luft vom Luftauslass 40 in die ringförmige Aussparung 92 und bewegt sich dann durch radial orientierte Öffnungen 90A–90C in das Lumen 88. Es ist zu erkennen, dass die Drehorientierung der Hülse 50 innerhalb des Verbindungsblocks 26 aufgrund der ringförmigen Aussparung 92 nicht kritisch ist, so dass der Lufteinlass 58 niemals blockiert wird. Luft kann daher vom Lumen 88 der Hülse 50 in das Innere des Schlauchs 54 fließen, der sich in das Lumen 88 erstreckt.
Eine Gewindeöffnung 94 ist auf der rechten Seite der Hülse 50 vorgesehen, wie in 8A dargestellt ist. Die Gewindeöffnung 94 sieht einen Gewindeeingriff mit einer Quelle für Sauerstoff oder irgendein anderes Gas oder Fluid oder eine Medikation vor, di in den Luftstrom eingeführt werden soll, der zum Atemweg des Patienten zugeführt wird.
Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nun mit Bezug auf 9–28 beschrieben. Im Allgemeinen ist diese Ausführungsform der Vorrichtung für eine tragbare Verwendung wie z. B. in einem Krankenhaus ausgelegt, um eine Atemvorsorge bereitzustellen. Insbesondere ist sie gut an die Aufbereitung von Gas aus einem Wandgasauslass oder einer Tankquelle und zum Zuführen des aufbereiteten Gases zu einem Patienten über die Zuführungs schlauchbaugruppe ausgelegt, die mit einer Nasenkanüle oder einer anderen Kanüle mit schmalem Durchmesser oder mit einer Maske verbunden wird. Im Gegensatz zum System 10 muss diese Ausführungsform der Vorrichtung keinen internen Luftkompressor oder ein Durchflussregelventil aufweisen. Folglich kann sie in einer signifikant kleineren und leichteren Packung im Vergleich zum System 10 hergestellt werden. Dies macht es möglich, diese Ausführungsform der Vorrichtung an einem IV-Pol neben einem Patienten wie z. B. in einer Krankenhauseinrichtung zu montieren.
Ein Einlassverbindungsstück ist an der Rückseite der Vorrichtung vorgesehen, um Gas von einer Quelle für Luft oder Sauerstoff mit einer festgelegten Durchflussrate und Sauerstoffkonzentration zu empfangen, wie z. B. in einem Krankenhaus. Das Gas wird dann in einer gesteuerten Weise erwärmt und befeuchtet und das aufbereitete Gas wird über eine Zuführungsschlauchbaugruppe zu einem Patienten durch eine Gesichtsmaske, eine Nasenkanüle oder eine andere Kanüle mit einer ausgewählten Temperatur und gesättigten Feuchtigkeit ohne Kondensation zugeführt. Der Patient atmet dieses gesteuerte Gasgemisch ein und irgendwelches überschüssiges Atemgas wird von der mitgeführten Luft, die um die Kanüle eintritt, zugeführt.
Bei einer beispielhaften Verwendung dieser Ausführungsform der Erfindung wird die Vorrichtung in einer Krankenhauspflegeeinrichtung neben dem Patienten verwendet. Krankenschwestern, Hilfen von Krankenschwestern oder Assistenten oder Atemtherapiepersonal kann den Betrieb und die tägliche Wartung der Vorrichtung leicht einrichten und steuern. Wartungspersonal kann leicht die periodische Reinigung und Wartung der Einheit zwischen Patienten durchführen. Die Zuführungsschlauchbaugruppe soll für die Verwendung an einem einzelnen Patienten wegwerfbar sein.
Die kompakte Vorrichtung kann an einem Standard-IV-Pol mit einem Durchmesser von ¾ bis 1¼ Inch durch einen Klemmmechanismus an seiner Rückseite montiert werden. Das Gewicht der Vorrichtung ist vorzugsweise geringer als etwa 6 Pfund, ausschließlich eines mit Wasser gefüllten Behälters. Die vertikale Größe der vorzugsweise ist vorzugsweise geringer als etwa 10 Inch, wenn sie an einem IV-Pol montiert wird, und die Breite ist vorzugsweise geringer als etwa 4,5 Inch. Die Tiefe der Vorrichtung ist vorzugsweise geringer als etwa 3 Inch, ausschließlich der Klemme und der Anschlussstücke zum Eingriff mit dem IV-Pol.
Die Wärme-Feuchtigkeits-Austauschkassette, die später genauer beschrieben wird, ist vorzugsweise zur Wartung ohne Demontage oder Entfernung der Vorrichtung vom IV-Pol zugänglich. Ein Beispiel einer Kassette, die in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann, wird von Spectrum unter der Teilenummer M11S-260-01N oder von Vapotherm, Inc., unter der Teilenummer VT01-A bereitgestellt. Andere Konfigurationen dieser Kassette können in Betracht gezogen werden, um die Oberfläche zu vergrößern und den Druckabfall zu verringern. Die hohlen Fasern einer bevorzugten Kassette weisen eine Wanddicke von etwa 55 bis etwa 60 Mikrometern auf. Andere hohle Fasern können natürlich verwendet werden.
Die bevorzugte Beseitigung des Kompressors und des Durchflussregelventils macht es möglich, den Geräuschpegel, der mit dem Betrieb dieser Ausführungsform der Vorrichtung verbunden ist, zu verringern. Der Schalldruck kann beispielsweise auf einem Pegel gehalten werden, der etwa 55 dBA nicht übersteigt, ausschließlich eines später zu beschreibenden Audioalarms.
Gas (Luft, Sauerstoff oder irgendeine Kombination) wird über einen Schlauch mit etwa 50 psi Maximaldruck zur Vorrichtung zugeführt. Der Gasfluss kann durch ein vom Benutzer geliefertes Drosselventil an der Quelle des Gases geregelt werden, so dass er zwischen bevorzugten Flüssen von etwa 5 bis 50 l/min, bevorzugter zwischen etwa 4 und 50 l/min gesteuert werden kann. Wasser kann von einem Wasserbeugel über einen uneingeschränkten Schlauch mit einem Innendurchmesser von mindestens etwa 3/8'', der nicht mehr als etwa 9'' lang ist, zur Vorrichtung geliefert werden. Ein Beispiel eines geeigneten Beutel- und Schlauchsatzes wird von Vapotherm, Inc., unter der Teilenummer WR1200 geliefert. Eine Zuführungsschlauchbaugruppe kann an der Vorderseite der Vorrichtung über einen Rohrverteiler befestigt werden, der mit einem Gaszuführungskanal und mit einem Heizwasserzuführungs- und -rückführungskanal koppelt. Die Zuführungsschlauchbaugruppe wird vorzugsweise durch einen Schub- und Dreh-Haltemechanismus im Rohrverteiler installiert.
Die Einheit arbeitet vorzugsweise bei einem Standard von 115 Volt Wechselspannung, 60 Hz und der Leistungsverbrauch ist vorzugsweise etwa 250 VA. Ein Standard-Leistungskabel der Krankenhausklasse kann mit der Einheit geliefert werden. Der Softwarecode für die Vorrichtung kann in "C"-Sprache geschrieben sein und kann gemäß den Anforderungen der FDA Software Design Control Validation entwickelt und getestet werden.
Die Vorrichtung gemäß dieser Ausführungsform umfasst vorzugsweise umfasst vorzugsweise eine LED Anzeige mit zwei (2) Ziffern und sieben (7) Segmenten, um eine Sollpunkttemperatur anzuzeigen, wenn die Temperatur eingestellt wird. Die Anzeige kann dann nach einem kurzen Zeitraum wie z. B. etwa 5 Sekunden in eine gemessene Temperatur umwandeln. Die Steuerungen für das System, wie später genauer beschrieben wird, sind vorzugsweise Schalter mit taktiler Rückkopplung in einem Membranfeld. Ein Aufwärts- und Abwärtspfeil kann verwendet werden, um die Temperatursteuerungen einzustellen. Einschalten/Ausschalten kann über eine einzelne Steuerung am Membranfeld vorgesehen sein. Alarmruhe/Rücksetz-Bedienelemente können über einen einzelnen Membranschalter vorgesehen sein.
Die Vorrichtung in dieser Ausführungsform umfasst vorzugsweise Alarmzustandsindikatoren wie z. B. LEDs solche Indikatoren können mit einer Identifikation oder internationalen Symbolen beschriftet sein, wie erwünscht. Ein akustisches Meldegerät kann vorgesehen sein, um zu schallen, wenn irgendeine Alarmbedingung existiert, und eine Alarmstilltaste kann vorgesehen sein, um den Alarm für einen festgelegten Zeitraum wie z. B. zwei Minuten zur Ruhe zu bringen. Die Alarme können zum Zurücksetzen konfiguriert sein, wenn die Alarmbedingung nicht mehr existiert. Alle mit der Temperatur verbundenen Alarme können verschoben werden, bis das Aufwärmen der Vorrichtung vollständig ist oder bis die Vorrichtung für einen festgelegten Zeitraum wie z. B. 10 Minuten gelaufen ist. Andere Alarme können für einen festgelegten Zeitraum wie z. B. 2 Minuten beim Start verschoben werden.
Die Vorrichtung in dieser Ausführungsform kann mit einem Alarm "WASSER NIEDRIG" versehen sein, um anzugeben, dass der Wasserbehälter Wasser nicht in einer Menge zuführt, die ausreicht, um den Befeuchtungspegel auf voller Kapazität zu halten. Das System kann für bis zu 4 Minuten weiterlaufen, wenn die Bedingung "WASSER NIEDRIG" fortfährt, bevor das System angehalten wird.
Die Vorrichtung in dieser Ausführungsform kann auch mit einem Alarm "SYSTEMAUSFALL" versehen sein, um anzugeben, dass Wasser in das Gassystem eingetreten ist und dass die Zuführung von Gas angehalten wurde oder dass ein sogenannter "Zeitüberwachungs"-Zeitgeber ausgefallen ist. Bei einem Alarm "SYSTEMAUSFALL" kann das System angehalten werden und ein kontinuierlicher automatischer Alarm kann aktiviert werden. Die digitale Anzeige kann auch "88" anzeigen.
Die Vorrichtung in dieser Ausführungsform kann auch einen Alarm "HOHE TEMP" umfassen, um anzuzeigen, dass sich das Wasser auf eine Temperatur über einer vorbestimmten maximalen Temperatur, wie z. B. einer Temperatur von etwa 45°C, überhitzt hat. Bei einem solchen Alarm können die Heizvorrichtung und der Luftstrom abschalten, während die Wasserpumpe weiterarbeiten kann.
Die Vorrichtung kann auch mit einem "KASSETTEN"-Alarm versehen sein, um anzuzeigen, dass die Lebensdauer der Befeuchtungskassette überschritten wurde. Das System arbeitet normal weiter.
Ein Alarm "BLOCKIERTER SCHLAUCH" kann auch vorgesehen sein. Ein Alarm "BLOCKIERTER SCHLAUCH" kann anzeigen, dass der Zuführungsschlauch zum Patienten entweder geknickt oder blockiert ist. Bei einem solchen Alarm kann die Wasserpumpe der Vorrichtung die Zuführung von Wasser stoppen und der Gasfluss kann abgeschaltet werden, bis der Zustand korrigiert ist.
Verschiedene Vorsichts- und Beratungsbedingungen können auch durch die Vorrichtung angezeigt werden. Eine Anzeige einer solchen Bedingung kann ohne Audioalarm geliefert werden. Eine Vorsichtsbedingung "REINIGUNG" kann beispielsweise vorgesehen sein, um anzuzeigen, dass sich die Vorrichtung in einem speziellen Modus zur Reinigung des Gaszuführungssystems befindet und dass normale Bedienelemente und Alarme nicht aktiv sind. Dieser Vorsichtsbedingungsindikator kann beispielsweise gelbes, von hinten beleuchtetes Symbol sein. Ein Beispiel einer Beratungsbedingung könnte ein "EINSCHALT"-Indikator sein, um eine Anzeige vorzusehen, dass die Vorrichtung läuft. Ein solcher Indikator kann beispielsweise grün sein.
Die Vorrichtung in dieser Ausführungsform kann in einem breiten Bereich von Umgebungstemperaturen (mindestens etwa 15 bis etwa 40°C) und relativer Umgebungsfeuchtigkeit (mindestens etwa 20 bis etwa 90% rH) betrieben werden. Die Vorrichtung kann bei Umgebungsdruckbedingungen bei Abwesenheit von Überdruckbedingungen verwendet werden.
Vorzugsweise ist die Vorrichtung in dieser Ausführungsform dazu ausgelegt, innerhalb vorbestimmter Parameter zu arbeiten. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Vorrichtung in einem gesteuerten Luftausgangstemperaturbereich von etwa 35,0°C bis etwa 32,0°C; einem Anzeigetemperatur von etwa 15°C bis etwa 15°C, die am Wasserauslass aus der Kassette gemessen wird; einem Betriebsdurchflussbereich von etwa 5 bis etwa 40 l/min; einem Gasdruck, der etwa 60 psi nicht übersteigt; und einer Gaszusammensetzung von trockener Luft und/oder Sauerstoff von etwa 21% O₂ bis etwa 100% O₂ arbeiten. Die Gasbefeuchtung sollte vorzugsweise etwa 95% relative Feuchtigkeit nicht übersteigen.
Die Zuführungsschlauchbaugruppe, die später genauer beschrieben wird, wird durch Wärmeübertragung durch strömende Medien erwärmt. Der Zuführungsschlauch weist vorzugsweise einen verringerten Druckabfall beim maximalen Fluss von Gas im Vergleich zum Zuführungsschlauch der ersten Ausführungsform auf. Diese Verringerung des Druckabfalls wird mittels axialer Gasverbindungsstücke an den Enden des Zuführungsschlauchs bereitgestellt, um einen geraden, unbehinderten Gasflussweg zwischen der Vorrichtung und dem Zuführungsschlauchauslass bereitzustellen. Die Details der Zuführungsschlauchverbindungsstücke werden später beschrieben.
Die in der Vorrichtung in dieser Ausführungsform verwendete Wasserheizvorrichtung kann durch eine Wassertemperatur, die am Auslass der Kassette gemessen wird, durch Softwarerückkopplung mit 150 VA 115 Volt Wechselspannung PID-gesteuert werden. Die Leistung für die Wasserheizvorrichtung kann abgeschaltet werden, wenn die Oberfläche der Heizvorrichtung eine vorbestimmte Temperatur wie z. B. 60°C übersteigt.
Die Wasserpumpe in der Vorrichtung in dieser Ausführungsform zirkuliert vorzugsweise Heizwasser mit einer Durchflussrate von etwa 0,6 bis etwa 2,0 l/min. Der Druckabfall der Wasserpumpe überschreitet vorzugsweise etwa 10 psi nicht.
Mit Bezug nun auf 9–28 werden nun beispielhafte Merkmale einer Vorrichtung, die zur tragbaren Verwendung wie z. B. in einem Krankenhaus ausgelegt ist, beschrieben. Mit Bezug zuerst auf die in 9 bereitgestellte schematische Darstellung umfasst eine Vorrichtung 100 eine Versorgungseinheitsbaugruppe 102 und eine Zuführungsschlauchbaugruppe 104, die dazu ausgelegt ist, entnehmbar an einer Versorgungseinheitsbaugruppe 102 befestigt zu werden. Die Versorgungseinheitsbaugruppe 102 ist mit einem Einlass 106 zum Empfangen von Gas von einer Wandquelle oder von einem Kompressor oder einem Tank oder einer anderen Quelle versehen. Das Gas wird am meisten bevorzugt mit einer Durchflussrate von etwa 5 bis etwa 35 l/min geliefert. Stromabwärts vom Einlass 106 befindet sich ein Gasabsperr-Magnetventil 108, um einen Gasfluss zu verhindern, wenn dies erwünscht ist. Ein Austauscher 110 ist vorgesehen, um das Gas mittels eines Gegenstromflusses von Wasser und Gas durch den Austauscher 110 zu erwärmen. Ein Leckdetektor 112 und ein Druckwandler 114 sind stromabwärts vom Austauscher 110 vorgesehen. Das Gas bewegt sich dann nach außen durch die Zuführungsschlauchbaugruppe 104, um eine Zuführung von erwärmtem, befeuchtetem Gas bereitzustellen, wie bei "A" angegeben.
Die Versorgungseinheitsbaugruppe 102 ist dazu konfiguriert, Wasser von einem Wasserbeutel 116 zu empfangen. Eigenschaften Pumpe 118, die mit einer Leistungsversorgung von 12 V Gleichspannung versehen sein kann, drückt das Wasser durch die Versorgungseinheitsbaugruppe 102. Ein Druckwandler 120 ist stromabwärts von der Pumpe 118 vorgesehen, um den Druck des Wassers im System festzustellen. Das Wasser wird dann in der Heizvorrichtung 122 erwärmt, die mit einer Leistungsversorgung von 115 Volt Wechselspannung versehen sein kann. Das Wasser, wie bei "W" angegeben, bewegt sich durch die Versorgungseinheitsbaugruppe 102 in die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 vorwärts. Das Wasser W wird von der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 vorzugsweise mit einer Durchflussrate von etwa 0,6 l/min und mit einem Druck von etwa 8 psi zugeführt.
Das erwärmte Wasser fließt dann durch die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 in einer Weise, die später genauer beschrieben wird. Das Wasser kehrt dann zur Versorgungseinheitsbaugruppe 102 zum Fließen durch den Austauscher 110 zurück. Die Temperatur des Wassers wird an einer Stelle stromabwärts vom Austauscher 110 abgetastet. Das Wasser wiederholt dann den Kreislauf durch das System in einer zirkulierenden Weise. Wasser vom Wasserbeutel 116 ergänzt das umlaufende Wasser.
Mit Bezug auf 10 ist eine Ausführungsform der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 dargestellt, wobei ein Teil ihrer Abdeckung geöffnet ist, um die internen Details aufzuzeigen. Die Versorgungseinheitsbaugruppe 102 umfasst eine Rückplattenanordnung 126 und eine Abdeckanordnung 128. Innerhalb eines Teils der Abdeckanordnung 102 ist eine Kassette für den Austauscher 110 vorgesehen. Ein Zuführungsschlauchkanal 130 ist auch in der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 vorgesehen, um die Versorgungseinheitsbaugruppe mit der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 zu erleichtern.
Mit Bezug nun auf 11A und 11B werden nun bevorzugte Merkmale der Rückplattenbaugruppe 126 beschrieben. Die Rückplattenbaugruppe 126 umfasst eine Rückplatte 132, mit der verschiedene elektronische und Plombierungskomponenten verbunden werden. Ein Magnet 134 (entsprechend dem in 9 gezeigten Magnet 108) ist mit der Rückplatte 132 benachbart zu einer Leistungsleiterplatte 136 verbunden. Mit der Rückplatte 132 ist auch eine Wasserpumpe und eine Wasserheizbaugruppe 138 (entsprechend der in 9 gezeigten Wasserpumpe 118 und Wasserheizvorrichtung 122) sowie eine Rohverteilerbaugruppe 140 verbunden. Ein Kniestück 142 ist an der Rückplatte 132 mittels einer Klemme 144 montiert. An der Rückplatte 142 ist auch eine Sensor-Leiterplattenbaugruppe 136 sowie ein Plattenanschlussstück 148 zum Eingriff mit einer Blasenfallenbaugruppe 150 montiert.
Mit speziellem Bezug auf 11B, die eine perspektivische Ansicht der Rückseite der Rückplatte 132 zeigt, umfasst die Rückplattenbaugruppe 126 auch ein Gaseinlassanschlussstück 152, einen Sicherungshalter 154 und eine Elektrokabelbefestigung 156. An der Rückfläche der Rückplatte 132 ist auch eine IV-Polklemme 158 vorgesehen, die mit einem Knopf 160 versehen ist, um den Eingriff der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 mit einem IV-Pol zu erleichtern. Auch eine Blasenfallenbaugruppe ist vorgesehen.
Mit Bezug nun auf 12, werden nun bevorzugte Merkmale der Sensor-Leiterplatte 146 beschrieben. Die Baugruppe 146 umfasst eine Leiterplatte 162, auf der drei Drucksensoren 164, 166 und 168 montiert sind. Weniger Drucksensoren können verwendet werden, falls erwünscht. Mit der Leiterplatte 162 sind auch Verbindungsstecker 170 und 172 verbunden. Einer oder zwei der Sensoren sind Druckwandler, die mit der Rohrverteilerbaugruppe 140 verbunden sind, um den druck des Heizfluids zu überwachen, wenn es aus der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 fließt und zu dieser zurückkehrt. Diese Sensoren können daher irgendeine Blockierung in der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 oder einen anderen Zustand, der zu einem anomalen Druckabfall zwischen dem Heizfluid auslass und -einlass führen könnte, erfassen. Der restliche Drucksensor ist ein Druckwandler, der mit der Rohrverteilerbaugruppe 140 verbunden ist, um den Druck von Luft zu überwachen, wenn sie von der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 in die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 zugeführt wird.
Obwohl drei (3) Drucksensoren 164, 166 und 168 in 12 dargestellt sind, ist zu erkennen, dass einer oder zwei solche Sensoren ebenso verwendet werden können. Zwei der drei Sensoren 164, 166 und 168 können beispielsweise verwendet werden, um den Druck abzutasten, so dass eine Druckdifferenz im System berechnet werden kann. Um die Anzahl von Drucksensoren von drei auf zwei zu verringern, kann alternativ eine gerade Messung des Drucks im Gegensatz zur Druckdifferenz verwendet werden.
Mit Bezug nun auf 13 sind bevorzugte Merkmale der Leistungs-Leiterplatte 136 dargestellt. Die Baugruppe 136 umfasst eine Leiterplatte 174. An der Leiterplatte 174 ist eine Leistungsversorgung 176 angebracht.
14 stellt eine Ausführungsform einer Anzeige-Leiterplatte 178 dar, die zur Verbindung mit der in 11A und 11B dargestellten Rückplattenbaugruppe 126 ausgelegt ist. Die Anzeige-Leiterplatte 178 umfasst eine Leiterplatte 180, an der eine Anzeige 182 wie z. B. eine LED- oder LCD-Anzeige montiert ist, um dem Benutzer des Systems eine Sollwerttemperatur oder eine erfasste Temperatur anzuzeigen. Die Anzeige-Leiterplattenbaugruppe 178 umfasst auch eine Reihe von Indikatoren 184 wie z. B. LEDs. Der Zweck dieser Indikatoren wird später mit Bezug auf 19 beschrieben.
Mit Bezug nun auf 15 werden beispielhafte Merkmale der Blasenfallenbaugruppe 150 dargestellt. Die Blasenfallenbaugruppe 150 hilft, Blasen aus dem Wasser zu entfernen, wenn es durch das System fließt. Die Baugruppe 150 umfasst ein Anschlussstück 186, an dem ein Wassertemperaturfühler 188 montiert ist. Der Fühler 188 wird verwendet, um die Temperatur des Heizfluids zu überwachen, das durch das System zirkuliert.
Mit Bezug nun auf 29–37 werden beispielhafte Merkmale einer anderen Blasenfallenbaugruppe 400 dargestellt. Die Blasenfallenbaugruppe 400 arbeitet insofern in einer Weise ähnlich zur Blasenfallenbaugruppe 150, als sie hilft, Blasen aus dem zirkulierenden Wasser zu entfernen, wenn es durch das System fließt.
Die Blasenfallenbaugruppe 400 umfasst eine Körperkomponente 402, eine Deckelkomponente 404 und eine Anschlussstückkomponente 406.
Beispielhafte Merkmale der Körperkomponente 402 der Blasenfallenbaugruppe 400 sind in 30–33 dargestellt. Die Körperkomponente 402 definiert eine Kammer 408, die dazu konfiguriert ist, Fluid wie z. B. Wasser zu enthalten, das durch das System zirkuliert wird. Ein Einlasskanal 410 ist vorgesehen, um Fluid in das Innere der Kammer 408 einzuleiten. Unter dem Einlasskanal 410 ist ein Auslasskanal 412 angeordnet, der vorgesehen ist, um den Fluss von Wasser aus der Kammer 408 zu ermöglichen. Die Körperkomponente 402 der Blasenfallenbaugruppe 40 umfasst auch einen Sensorkanal 414, der so vorgesehen ist, dass ein Temperatursensor (nicht dargestellt) an der Blasenfallenbaugruppe 400 montiert werden kann, um die Temperatur von Wasser zu überwachen, wenn es durch die Kammer 408 strömt. Sensoren zum Überwachen anderer Bedingungen des Wassers oder anderen Fluids können gegen den Temperatursensor ausgetauscht werden.
Mit speziellem Bezug auf 32 ist der Auslasskanal 412 mit einem Durchmesser D₁ versehen, um ein Anschlussstück wie z. B. das in 20 dargestellte Anschlussstück 406 aufzunehmen. Der Sensorkanal 414 ist mit einem Durchmesser D₂ versehen, der zum Aufnehmen eines Temperatur- oder anderen Sensors bemessen ist. Der Auslasskanal 412 ist um einen Abstand S₁ von der Unterseite eines Flanschabschnitts der Körperkomponente 402 beabstandet.
Die Mitte des Auslasskanals 412 ist um einen Abstand S₂ von der Mitte des Sensorkanals 414 beabstandet.
Eine beispielhafte Deckelkomponente 404 der Blasenfallenbaugruppe 400 ist in 34–37 dargestellt. Die Deckelkomponente 404 umfasst einen Deckel 416, der so bemessen und geformt ist, dass er die Öffnung an der Oberseite der Kammer 408 der Körperkomponente 402 der Blasenfallenbaugruppe 400 umschließt. Die Deckelkomponente 404 umfasst auch einen sich nach oben erstreckenden Einlasskanal 418, der zu einer Eingriffsverbindung mit einer Quelle für zusätzliches Fluid wie z. B. einen Wasserbeutel konfiguriert ist. Insbesondere kann ein Wasserbeutel mit dem Einlasskanal 418 verbunden werden, um den Fluss von Wasser vom Wasserbeutel (nicht dargestellt) in die Blasenfallenbaugruppe 400 zu ermöglichen. Die Deckelkomponente 404 umfasst auch eine sich nach unten erstreckende Wand 420, die eine Verlängerung des Einlasskanals 418 in das Innere der Kammer 408 der Blasenfallenbaugruppe 400 vorsieht.
Wie in 37 dargestellt, endet die Wand 420, die den Einlasskanal 418 verlängert, in einer abgewinkelten Spitze 422. Der Einlasskanal 418 ist mit einer Höhe NH versehen, so dass er mit einer Wasserquelle in Eingriff gebracht werden kann. Der Einlasskanal 418 ist in einem Winkel α verjüngt, um den Dichtungseingriff zwischen dem Einlasskanal 418 und der Wasserzuführung (nicht dargestellt) zu erleichtern. Ein oberes Ende des Einlasskanals 418 ist auch mit einem Durchmesser D₃ versehen, der für einen Gegeneingriff mit einer Wasserzuführung und für den Fluss von Wasser und Luft (wie nachstehend beschrieben) geeignet ist.
Obwohl es in 29 nur in Durchsicht gezeigt ist, sollte es selbstverständlich sein, dass die Wand 420, die den Einlasskanal 418 in das Innere der Kammer 408 verlängert, sich im Wesentlichen parallel zur Rückwand der Kammer 408 nach unten erstreckt. Die Spitze 422 der Wand 420 und die Länge der röhrenförmigen Wand 420 sind derart ausgelegt, dass die Spitze 422 an einem Punkt unter der Achse des Einlasskanals 410 der Körperkomponente 402 endet. Die Spitze 422 der röhrenförmigen Wand 420 erstreckt sich auch in eine Position über der Achse des Auslasskanals 412, der an der Körperkomponente 402 vorgesehen ist. Mit anderen Worten, die Spitze 422 der Wand 420 erstreckt sich nach unten in die Kammer 408 in eine Höhe über jener des Auslasskanals 412 und unter jene des Einlasskanals 410.
Mit allgemeinem Bezug auf 29–37 wird nun der Betrieb der Blasenfallenbaugruppe 400 beschrieben. Wie durch die in 20 gezeigten Pfeile angegeben ist, tritt zirkulierendes Wasser in die Blasenfallenbaugruppe 400 durch den Einlasskanal 410 ein; das zirkulierende Wasser verlässt die Blasenfallenbaugruppe 400 durch den Auslasskanal 412 und das Anschlussstück 406; und zusätzliches Wasser tritt in die Blasenfallenbaugruppe 400 durch den Einlasskanal 418 in der Deckelkomponente 404 der Blasenfallenbaugruppe 400 ein.
Die Kammer 408 der Blasenfallenbaugruppe 400 ist durch den Eingriff zwischen dem Deckel 416 der Deckelkomponente 404 und der oberen Oberfläche der Körperkomponente 402 im Wesentlichen geschlossen. Wenn Wasser (oder eine andere Flüssigkeit oder ein anderes Fluid) durch das System zirkuliert wird, werden Luftblasen oder Luft, die ansonsten innerhalb des zirkulierenden Wassers mitgeführt werden, innerhalb der Kammer 408 eingefangen. Das in der Kammer 408 zirkulierende Wasser fließt in Richtung der Unterseite der Kammer 408 und dann durch den Auslasskanal 412 und das Auslassanschlussstück 406 nach außen. Ein kleiner Wasserbehälter bildet die Kammer 408, wie durch den in 20 dargestellten Wasserspiegel 421 angegeben. Die Luft, die sich vom zirkulierenden Wasser innerhalb der Kammer 408 trennt, sammelt sich an der Oberseite der Kammer 408 an.
Im Betrieb tritt zirkulierendes Wasser mit Luftblasen in die Blasenfallenkammer 208 durch einen Einlassschlauch 410 nahe der Oberseite der Blasenfallenbaugruppe 400 ein. Luft sammelt sich in der Oberseite der Kammer 408 an, während das zirkulierende Wasser zur Unterseite fällt und diese durch den Auslass 412 und das Auslassanschlussstück 406 verlässt. Ein dritter Schlauch, der durch die Wand 420 festgelegt ist, ist mit dem Behälter verbunden und tritt in die Oberseite der Blasenfallenbaugruppe 400 ein, welcher normalerweise an einer Spitze 422 endet, die unter der Wasseroberfläche innerhalb der Kammer 408 festgelegt ist. Wenn das Volumen von eingefangener Luft zunimmt, senkt es die Wasseroberfläche 421 in der Blasenfallenkammer 408. Wenn die Wasseroberfläche 421 unter der Höhe des Schlauchs 420 vom Zuführungsbehälter liegt, werden Luftblasen im Schlauch 420 gebildet und laufen nach oben durch den Schlauch 420 in den Wasserzuführungsbeutel. Um zu vermeiden, dass Blasen des Wasserschlauch 420 und den Einlassschlauch 418 vom Behälter blockieren, ist der Innendurchmesser vorzugsweise etwa 3/8 Inch oder größer. Die Länge und Form des Schlauchs 420 und das Innenvolumen der Blasenfallenkammer 408 sind so ausgewählt, dass eine optimale Menge an Luftblasen angesammelt wird, wenn das erfindungsgemäße System arbeitet. Der Wasserspiegel 421 bleibt vorzugsweise ausreichend hoch, um einen Umlauf von Luft durch den Auslasskanal 412 am unteren Ende der Kammer 408 zu vermeiden.
Folglich entfernt die Blasenfallenbaugruppe 400 Luft vom zirkulierenden Wasser und ermöglicht, dass die Luft zum Wasserzuführungsbehälter zurückkehrt. Obwohl die Blasenfallenbaugruppe (400 oder 150) kein entscheidendes Merkmal des erfindungsgemäßen Systems ist, hilft die Blasenfallenbaugruppe zu verhindern, dass Luft die Wasserzirkulation blockiert, welche Blockierung den Betrieb des Systems beeinflussen könnte. Die Wasserpumpe des Systems kann auch nicht korrekt arbeiten, wenn sie mit Luft gefüllt wird.
Die Blasenfallenbaugruppe 400 ist zur Verwendung bei einer kompakten Version des Systems, das in der Lage ist, an einem IV-Pol angebracht zu werden, besonders günstig. In einem solchen System besteht kein Raum für einen eingebauten offenen Behälter, in dem zirkulierende Luft einfach durch die Wasseroberfläche entlüftet werden könnte. Statt dessen verwendet eine kompakte Version des Systems einen externen Behälter wie z. B. einen Wasserbeutel. Ein Beutel wird vorzugsweise verwendet, da er das Volumen ohne wesentliche Druckänderung ändern kann und da er leicht, leicht auszuwechseln und leicht an den IV-Pol zu hängen ist. Die Verwendung eines externen Behälters wie z. B. eines Wasserbeutels schließt das Wasserzirkulationssystem und daher ist die Blasenfallenbaugruppe 150 oder 400 dazu ausgelegt zu ermöglichen, dass zirkulierende Luft in den Behälterbeutel verdrängt wird, wenn er keine Auswirkung auf den Betrieb des Systems hat. Verdrängte Luft wird automatisch mit ihrem eigenen Volumen von zusätzlichem Wasser vom Behälter ersetzt.
Mit Bezug auf 41 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer Rückplattenbaugruppe, die zur Verwendung in der Versorgungseinheit ausgelegt ist, dargestellt. Sie unterscheidet sich von der in 11A dargestellten Baugruppe insofern, als sie eine Blasenfallenbaugruppe 400 umfasst. Andere Modifikationen sind auch in 41 dargestellt.
Bevorzugte Merkmale einer Wasserpumpe und einer Wasserheizbaugruppe 138 sind in 16 dargestellt. Die Anordnung 138 umfasst eine Wasserpumpe 190 sowie eine Wasserheizvorrichtung 192. Die Wasserpumpe 190 und die Wasserheizvorrichtung 192 sind mittels eines Heizvorrichtungs- und Pumpenbandes 194 und einer Schraube 196 an einer Pumpenbasis 198 montiert.
Mit Bezug nun auf 17 ist eine vergrößerte Ansicht der Rohrverteilerbaugruppe 140 vorgesehen. Die Rohrverteilerbaugruppe 140 stellt einen Zuführungsschlauchkanal 130 bereit, in den ein Ende der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 eingesetzt werden kann. Weitere Details der Verbindung zwischen der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 und der Rohrverteilerbaugruppe 140 werden später mit Bezug auf 26A und 26B bereitgestellt.
18 stellt bevorzugte Merkmale der Abdeckbaugruppe 128 der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 dar. Die Abdeckbaugruppe 128 umfasst ein Hauptgehäuse 200. Eine Anzeige-Leiterplatte 178 (in 14 dargestellt) kann am Hauptgehäuse 200 montiert werden und ein Membranfeld 202 kann für die Benutzersteuerung der Zuführungseinheitsbaugruppe 102 vorgesehen sein. Das Hauptgehäuse 200 ist mit einem Magnetriegel 204 versehen. Die Abdeckanordnung umfasst auch eine Gehäusetür 206, die am Hauptgehäuse 200 mittels eines Gelenks 208 montiert ist. Eine Magnetplatte 210 an der Gehäusetür 206 sieht einen lösbaren Eingriff zwischen der Gehäusetür 206 und dem Hauptgehäuse 200 vor, um die Gehäusetür 206 während des Betriebs der Vorrichtung 100 in der geschlossenen Position zu halten.
Bevorzugte Merkmale des Membranfeldes 202 sind in 19 dargestellt. Das Membranfeld 202 umfasst ein Anzeigefenster 212, durch das eine Digitaltemperaturanzeige in Form einer LED- oder LCD-Anzeige vom Benutzer betrachtet werden kann. Das Membranfeld 202 umfasst auch Fenster für Alarmindikatoren wie z. B. ein Fenster 214 für einen Indikator "WASSER NIEDRIG", ein Fenster 216 für einen Indikator "SYSTEMAUSFALL" und ein Fenster 218 für einen Indikator "HOHE TEMP", ein Fenster 220 für einen "KASSETTEN"-Indikator und ein Fenster 222 für einen Indikator "BLOCKIERTER SCHLAUCH". Ein Stummschaltsymbol 224 ist am Membranfeld 202 ebenso wie ein "EIN/AUS"-Indikator vorgesehen. Aufwärts- und Abwärtspfeile 228 bzw. 230 sind auch am Membranfeld 202 zum Erhöhen oder Senken einer festgelegten Temperatur vorgesehen.
Obwohl in den beigefügten Fig. nicht gezeigt, ist wahlweise ein optischer Detektor als Teil des Systems vorgesehen, um Wasser zu erfassen, das in die Luftdurchgänge eintreten könnte. Ein optischer Detektor kann beispielsweise so vorgesehen sein, dass er den Austritt von Wasser erfasst, wenn Wasser aus dem Wasserdurchgang in den Luftdurchgang mittels der Dampfaustauschkassette austreten sollte. Wenn das Membranmaterial der Austauscherkassette schwächer werden oder versagen sollte, könnte Wasser in den Luftstrom eintreten.
Der bevorzugte Detektor verwendet einen Lichtstrahl, der durch den die Kassette verlassenden Luftstrom hindurchtritt. Die Intensität des Lichtstrahls wird während des Betriebs des Systems kontinuierlich gemessen. Wassertropfen im Luftstrom dämpfen gewöhnlich den Lichtstrahl. Wenn die Intensität des Lichtstrahls unter einen vorgegebenen Wert abfällt, kann die Betriebssoftware dazu konfiguriert sein, den Lufteinlassmagneten zu schießen und einen "Systemausfall"-Alarm zu verursachen, um das System abzuschalten.
20 stellt eine perspektivische Ansicht des Hauptgehäuses 200 der Abdeckbaugruppe 128 bereit. Das Hauptgehäuse 200 weist eine Öffnung 232 auf, die in der Größe dem Membranfeld 202 (siehe 19) entspricht. Das Hauptgehäuse 200 umfasst auch eine Öffnung 234 zum Zugang zum Zuführungsschlauchkanal 130 in der Rohrverteilerbaugruppe 140 (siehe 17). Das Hauptgehäuse 200 umfasst auch einen Basisteil 236, um eine vollständige Abdeckung der Rückplattenbaugruppe 126 vorzusehen, selbst wenn sich die Gehäusetür 206 in der offenen Position befindet, wie in 18 dargestellt.
Wie in 21 dargestellt, umfasst die Gehäusetür 206 der Abdeckanordnung 128 ein Paar von vertieften Abschnitten 238 und 240. Diese vertieften Abschnitte 238 und 240 der Gehäusetür 206 entsprechen dem Basisabschnitts 236 des Hauptgehäuses 200, um ein geschlossenes Gehäuse bereitzustellen, wenn sich die Gehäusetür 206 in einer geschlossenen Position befindet (nicht dargestellt). Es ist selbstverständlich, dass der Austauscher 110 zwischen den Oberflächen des Hauptgehäuses 200 und der Gehäusetür 206 eingeschlossen ist, wenn sich die Gehäusetür 206 in der geschlossenen Position befindet. Wenn sie vom Benutzer des Systems geöffnet wird, stellt die Gehäusetür 206 trotzdem einen leichten Zugang zum Austauscher 110 für die Wartung und/oder den Austausch bereit.
Mit Bezug nun auf 22 sind bevorzugte Merkmale der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 dargestellt. Die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 umfasst ein Einlassanschlussstück 242, an dem drei O-Ringe 244, 246 und 248 für einen Dichtungseingriff mit einer Innenfläche der Rohrverteilerbaugruppe 140 (siehe 17) montiert sind. Die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 umfasst auch einen stranggepressten Schlauch 250, der vorzugsweise mit einer Länge von etwa 7 Fuß versehen ist, so dass er sich zwischen der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 und dem Patienten erstreckt. Die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 umfasst auch ein Auslassanschlussstück 252, das am entgegengesetzten Ende des stranggepressten Schlauchs 250 montiert ist, um die Verbindung mit einer Nasenkanüle oder Maske zu erleichtern, was es möglich macht, erwärmtes und befeuchtetes Gas in den Atemweg des Patienten einzuführen.
Im Allgemeinen ist das Einlassanschlussstück 242 der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 vorgesehen, um die Zuführungsschlauchbaugruppe an der Stelle zu halten; und eine schnelle, zuverlässige Verbindung und Trennung der Zuführungsschlauchbaugruppe zu ermöglichen; und zwei (2) Wasserdurchgänge und einen (1) Luftdurchgang zu verbinden; und um die Trennung zwischen den Wasser- und Luftdurchgängen aufrechtzuerhalten. Der Zuführungsschlauch weist einen zentralen Luftkanal auf, der durch zwei (2) Wasserkanäle eingeschlossen ist. Jeder Kanal ist mit einem entsprechenden Kanal im Basisverbindungsstück verbunden. Der Luftkanal ist axial und verläuft gerade durch das Verbindungsstück. Die zwei (2) Wasserkanäle sind durch die Seiten des Verbindungsstücks diametral zueinander entgegengesetzt herausgeführt.
Wenn das Verbindungsstück in einen Rohrverteiler wie z. B. den Rohrverteiler 140 in der Basiseinheit eingesetzt wird und lösbar an der Stelle verriegelt wird, liegen die zwei (2) Wasserkanäle im Verbindungsstück mit entsprechenden Wasserkanälen im Rohrverteiler in einer Linie. Kugelventile, die die Rohrverteiler-Wasserkanäle schließen, werden durch die Wirkung des Einsetzens des Verbindungsstücks automatisch geöffnet, so dass, wenn das Verbindungsstück vollständig eingesetzt und in der Position verriegelt ist, das Wasser vom Rohrverteiler in einen Wasserkanal im Verbindungsstück und dann in einen Wasserkanal im Zuführungsschlauch fließen kann. Zurückkehrendes Wasser vom Zuführungsschlauch fließt durch den Kanal auf der entgegengesetzten Seite des Verbindungsstücks und in den Rohrverteiler durch den entsprechenden Kanal.
Ein Austritt zur Außenseite wird durch eine O-Ring-Dichtung um das Verbindungsstück verhindert. Der Ausritt in den Luftkanal wird durch zwei (2) O-Ringe um das Verbindungsstück zwischen den Wasserkanälen und dem Luftkanal verhindert. Alle drei (3) O-Ringe werden zwischen dem Verbindungsstück und dem Rohrverteiler zusammengedrückt, wenn das Verbindungsstück eingesetzt wird, so dass die Wasser- und Luftdurchgänge wirksam isoliert werden.
Hinsichtlich des Rohrverteilers (wie z. B. des Rohrverteilers 140) ist der Rohrverteiler vorgesehen, um Verbindungen mit dem Zuführungsschlauch herzustellen; um eine Trennung der Wasser- und Luftdurchgänge aufrechtzuerhalten; und um Wasser in der Basiseinheit zu halten, wenn der Zuführungsschlauch abgetrennt ist. Im bevorzugten Rohrverteiler 140 sind alle drei (3) Fluiddurchgänge in einem einzelnen Block integriert, was eine verbesserte Maßstabilität vorsieht sowie kompakt ist und einen schnellen Austausch von Zuführungsschläuchen ermöglicht. Im Betrieb drückt der Rohrverteiler die O-Ringe des Zuführungsschlauch-Basisanschlussstücks zusammen und trennt die Wasser- und die Luftzirkulation wirksam. Als zusätzliche Sicherheitsmaßnahme ist vorzugsweise ein Sickerloch im Rohrverteiler vorgesehen. Jegliches Wasser, das durch den ersten der O-Ringe, die die Wasser- und die Luftzirkulation trennen, strömt, tritt durch dieses Sickerloch aus und erreicht die zweite O-Ring-Dichtung nicht. Wasseraustritte in den Luftdurchgang werden daher minimiert oder vorzugsweise vollständig vermieden, selbst wenn der erste O-Ring versagt.
Hinsichtlich des Spitzenverbindungsstücks (wie z. B. des Auslassanschlussstücks 252) des Zuführungsschlauchs (wie z. B. des Auslassanschlussstücks 252) des Zuführungsschlauchs beendet das Spitzenverbindungsstück den Zuführungsschlauch; verbindet den Ausgangs- und Rückführungsfluiddurchgang im Zuführungsschlauch; und sorgt für die Verbindung mit dem Luftdurchgang. Das Spitzenverbindungsstück ermöglicht eine schnelle Montage und verringert den Widerstand für den Wasserfluss durch die Zuführungsschlauchbaugruppe. Der Mantel des Verbindungsstücks weist eine geringfügige innere Verjüngung auf, die eine wasserdichte Abdichtung mit der Außenseite des Zuführungsschlauchs nach der Montage vorsieht. Interne Durchgänge im Spitzenverbindungsstück ermöglichen, dass Wasser zwischen den zwei (2) Wasserkanälen fließt, was den Bedarf entfernt, das Schlauchmaterial zu modifizieren.
Beispielhaft Details von zusätzlichen bevorzugten Ausführungsformen der Zuführungsschlauchbaugruppe werden nun beschrieben.
Mit Bezug auf 23 umfasst der stranggepresste Schlauch 250 einen äußeren Schlauch 254 und einen inneren Schlauch 256, wobei der innere und der Schlauch 254 und 256 sich eine gemeinsame Achse teilen. Der innere Schlauch 256 ist mit dem äußeren Schlauch 254 mittels eines Paars von Stegen 258A und 258B verbunden, die sich über den ringförmigen Raum zwischen dem äußeren Schlauch 254 und dem inneren Schlauch 258 erstrecken. Der innere Schlauch 256 legt ein inneres Lumen 260 fest, durch das Gas von der Versorgungseinheitsbaugruppe 104 in Richtung des Patienten fließt.
Der innere Schlauch 256, der äußere Schlauch 254 und die Stege 258A und 258B legen zusammen ein Paar von äußeren Lumina jeweils mit einer halbkreisförmigen Querschnittsform fest. Insbesondere sind ein erstes äußeres Lumen 262 und ein zweites äußeres Lumen 264 durch Schläuche 254 und 256 und Stege 258A und 258B festgelegt. Das erste und das zweite äußere Lumen 262 und 264 sehen Durchgänge für den Fluss von Erwärmungsfluid wie z. B. Wasser vor, das von der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 nach außen in die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 fließt und dann von der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 zur Versorgungseinheitsbaugruppe 102 zum Umlauf zurückkehrt. Es ist die Wärme, die vom erwärmten Fluid in den äußeren Lumina 262 und 264 auf das Gas innerhalb des inneren Lumens übertragen wird, die den Erwärmungsmechanismus des Zuführungsschlauchs bereitstellt.
Es sollte beachtet werden, dass die äußeren Lumina 262 und 264 gemäß dieser Erfindung nicht für eine spezielle Wasser- oder Fluidflussrichtung zweckgebunden sein müssen. Insbesondere kann das äußere Lumen 262 für einen Auswärtswasserfluss in Richtung des Patienten sorgen oder es kann für einen Rückführungsfluss in Richtung der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 sorgen. Ebenso kann das äußere Lumen 264 für einen Auswärtswasserfluss in Richtung des Patienten sorgen oder es kann für einen Rückführungsfluss in Richtung der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 sorgen. Die Richtung des Flusses durch die Lumina werden durch die Orientierung des Einlassanschlussstücks 242 bezüglich des stranggepressten Schlauchs 250, die nicht entscheidend ist, und die Orientierung des Einlassanschlussstücks 242 im Kanal 130 der Rohrverteilerbaugruppe, die nicht entscheidend ist, bestimmt. Mit anderen Worten, das Einlassanschlussstück 242 der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 kann ohne Rücksicht auf die Ausrichtung eines speziellen äußeren Lumens 262 oder 264 bezüglich der Orientierung des Einlassanschlussstücks 242 zusammengefügt werden.
Mit Bezug nun auf 24A bis 24D ist das Einlassanschlussstück 242 der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 mit externen Umfangsnuten 266, 268 und 270 versehen. Diese Nuten 266, 269 und 270 nehmen die O-Ringe 244, 246 und 248, die in 22 gezeigt sind, auf. Es ist selbstverständlich, dass, wenn das Einlassanschlussstück 242 in die Rohverteilerbaugruppe 140 am Zuführungsschlauchbaugruppenschlauch 130 eingesetzt wird, der O-Ring 248 eine Abdichtung zwischen dem Einlassanschlussstück 242 und einer inneren Oberfläche des Rohrverteilers vorsieht und die O-Ringe 244 und 246 eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Einlassanschlussstück 242 und einem Bereich mit kleinerem Durchmesser im Inneren des Rohrverteilers vorsehen. Das Einlassanschlussstück 242 ist auch mit Kanälen 272A und 272B aus Gründen versehen, die später klar gemacht werden.
Eine Öffnung (nicht dargestellt) ist in der Wand des Einlassanschlussstücks 242 an einer Stelle zwischen O-Ring-Nuten 266 und 268 vorgesehen. Diese Öffnung stellt eine Lüftungsöffnung für jegliches Wasser bereit, das an einem der O-Ringe 244, 246 vorbei austreten kann. Diese Lüftungsöffnung hilft zu verhindern, dass irgendein ausgetretenes Wasser in die Luftleitung eintritt, so dass das zirkulierende Wasser nicht mit der Luft zum Patienten geliefert wird. Ein Kanal 313 im Rohrverteiler 298 (wie in 27A und 27B gezeigt) sieht einen Weg für den Fluss von irgendeinem ausgetretenen Wasser aus dem System vor, so dass es nicht in der Luftzuführung, die zum Patienten zugeführt wird, mitgeführt wird.
Das Einlassanschlussstück 242 weist auch eine röhrenförmige innere Verlängerung 274 auf, die so bemessen ist, dass sie in das innere Lumen 260 des inneren Schlauchs 256 des Schlauchs 250 passt, um eine Abdichtung zwischen der äußeren Oberfläche der inneren Verlängerung 274 und der inneren Oberfläche des inneren Schlauchs 256 zu erzeugen. Das Einlassanschlussstück 242 ist auch mit Zwischenverlängerungen 276A und 276B versehen, die so bemessen sind, dass sie sich innerhalb der äußeren Lumina 262 und 264 des stranggepressten Schlauchs 250 erstrecken. Insbesondere bilden die äußeren Oberflächen der Zwischenverlängerungen 276A und 276B eine Dichtung mit der inneren Oberfläche des äußeren Schlauchs 254 und die inneren Oberflächen der Zwischenverlängerungen 276A und 276B sind so bemessen, dass sie Eigenschaften Abdichtung mit den äußeren Oberflächen des inneren Schlauchs 256 erzeugen. Mit anderen Worten, die Zwischenverlängerungen 276A und 276B sind für einen Dichtungseingriff mit dem ersten und dem zweiten äußeren Lumen 262 und 264 konfiguriert.
Ein Flussdurchgang 282 ist in der Zwischenverlängerung 276A vorgesehen, um einen Fluidfluss zwischen einem äußeren Lumen des stranggepressten Schlauchs 250 und dem Kanal 272A im Einlassanschlussstück 242 zu ermöglichen. Ebenso ist ein Flussdurchgang 284 in der Zwischenverlängerung 276B vorgesehen, um einen solchen Fluidfluss zwischen einem äußeren Lumen des Schlauchs 250 und dem Kanal 272B vorzusehen. Das Einlassanschlussstück 242 ist auch mit einer äußeren Verlängerung 278 versehen, wobei eine innere Oberfläche der äußeren Verlängerung 278 für einen Dichtungseingriff mit einer äußeren Oberfläche des äußeren Schlauchs 254 des stranggepressten Schlauchs 250 versehen ist. Die äußere Oberfläche der äußeren Verlängerung 278 ist vorzugsweise mit Leisten oder anderen Oberflächenbehandlungen versehen, um das Einsetzen des Einlassanschlussstücks 242 in die Rohrverteilerbaugruppe 140 der Versorgungs einheitsbaugruppe 102 durch einen Benutzer zu erleichtern. Solche Oberflächenbehandlungen können so ausgewählt werden, dass ein Zieraussehen bereitgestellt wird, das den Hersteller der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 identifiziert. Das Auslassanschlussstück 252 kann mit einer entsprechenden Oberflächenbehandlung versehen sein.
Um das Einsetzen eines Endes des stranggepressten Schlauchs 250 in das Einlassanschlussstück 242 zu erleichtern, wobei sich der äußere Schlauch 254 in eine Aussparung zwischen der äußeren Verlängerung 278 und den Zwischenverlängerungen 276A und 276B erstreckt, ist eine Druckablassöffnung 280 vorgesehen, um eingefangene Luft bei der Montage abzulassen. Ein Flussdurchgang 286, der sich entlang der Achse des Einlassanschlussstücks 242 erstreckt, ist vorgesehen, um eine Gasströmung von der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 in den inneren Schlauch 256 des stranggepressten Schlauchs 250 zu ermöglichen.
Das Einlassanschlussstück 242 ist auch mit einem Paar von entgegengesetzten Arretierungen 243A und 243B versehen. Die Arretierungen 243A und 243B sorgen für die Orientierung und den Verriegelungseingriff zwischen dem Einlassanschlussstück 242 der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 und der Versorgungseinheitsbaugruppe 102. Weitere Details dieses Merkmals werden später mit Bezug auf 28 beschrieben.
Obwohl nicht gezeigt, kann das Einlassanschlussstück 242 mit einem sich radial erstreckenden Flansch um seinen Umfang an einer Stelle benachbart zu den entgegengesetzten Arretierungen 243A und 243B versehen sein. Es sollte auch beachtet werden, dass die Konfiguration der äußeren Oberfläche des Einlassanschlussstücks 242 mit einer Kombination von Ziermerkmalen und Oberflächenkonfigurationen versehen ist. Solche Ziermerkmale versehen die Konfiguration des Einlassanschlussstücks 242 und der röhrenförmigen Baugruppe 104 mit einem Zieraussehen.
Mit Bezug nun auf 25A bis 25C werden bevorzugte Merkmale des Auslassanschlussstücks 252 dargestellt. Mit speziellem Bezug auf 25C ist das Auslassanschlussstück 252 mit einer röhrenförmigen inneren Verlängerung 288 versehen, die so bemessen ist, dass sie in einer dichtenden Weise in den inneren Schlauch 256 des stranggepressten Schlauchs 250 passt. Das Auslassanschlussstück 252 umfasst auch halbkreisförmige Zwischenverlängerungen 290A und 290B, die so konfiguriert sind, dass sie sich innerhalb der äußeren Lumina 262 und 264 des stranggepressten Schlauchs 250 erstrecken. Wie die Verlängerungsabschnitte 276A und 276B des Einlassanschlussstücks 242 müssen die Verlängerungen 290A und 290B des Auslassanschlussstücks 252 nicht für ein spezielles äußeres Lumen zweckgebunden sein. Während der Montage des Auslassanschlussstücks 252 und des stranggepressten Schlauchs 250 muss folglich kein spezieller der Verlängerungsabschnitte 290A und 290B mit einem speziellen der äußeren Lumina 262 und 264 in Eingriff gebracht werden.
Das Auslassanschlussstück 262 umfasst auch eine röhrenförmige äußere Verlängerung 292, die so konfiguriert ist, dass sie einen Dichtungskontakt mit einer äußeren Oberfläche des äußeren Schlauchs 254 des stranggepressten Schlauchs 250 bereitstellt. Wie bei der äußeren Verlängerung 278 des Einlassanschlussstücks 242 kann die äußere Verlängerung 292 des Auslassanschlussstücks 252 mit einer Oberflächenbehandlung wie z. B. die sich in Längsrichtung erstreckenden Leisten, die in 24A und 25A gezeigt sind, versehne sein, um die Verbindung des Auslassanschlussstücks 252 mit einer Nasenkanüle zu erleichtern. Oberflächenbehandlungen können auch auf die äußere Oberfläche des Auslassanschlussstücks 252 als Indikator der Identität des Herstellers oder der Quelle der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 aufgebracht sein.
Zwischen den Zwischenverlängerungen 290A und B und der inneren Verlängerung 288 ist eine ringförmige Aussparung 294 festgelegt, die tiefer ist als die Aussparung zwischen den Zwischenverlängerungen 290A und 290B und der äußeren Verlängerung 292. Wenn der stranggepresste Schlauch 250 in das Auslassanschlussstück 252 eingesetzt wird, sieht die ringförmige Aussparung 294 einen Durchgang für irgendein Fluidflussverbindung von Erwärmungsfluid zwischen den äußeren Lumina 262 und 264 des stranggepressten Schlauchs 250 vor. Mit anderen Worten, wenn der äußere Schlauch 254 des stranggepressten Schlauchs 250 in der Aussparung zwischen den Zwischenverlängerungen 290A und 290B und der äußeren Verlängerung 292 des Auslassanschlussstücks 252 aufsitzt, bleibt ein Abschnitt der ringförmigen Aussparung 294 offen, wodurch ein ringförmiger Bereich für den Fluidfluss zwischen dem ersten und dem zweiten äußeren Lumen 262 und 264 des Schlauchs bereitgestellt wird. Das Auslassanschlussstück 252 umfasst auch einen Flussdurchgang 296, durch den Gas vom inneren Lumen 260 des stranggepressten Schlauchs 250 zur Kanüle fließen kann, die mit dem Auslassanschlussstück 252 verbunden ist, und für die Zuführung von Gas zum Patienten.
Obwohl nicht dargestellt, kann das Auslassanschlussstück 252 derart modifiziert werden, dass der Flussdurchgang 296 verkürzt wird. Externe Merkmale des Auslassanschlussstücks 252 versehen auch das Auslassanschlussstück 252 mit einem Zieraussehen durch eine Vielfalt von Oberflächenkonturen und -konfigurationen.
26A und 26B stellen bevorzugte Merkmale der Rohrverteilerbaugruppe 140 dar, wobei das Einlassanschlussstück 242 der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 darin eingesetzt ist. Wie am besten in 26B dargestellt ist, wird Wasser "W" in einen Rohrverteilerblock 298 durch eine Einlassbaugruppe 300 eingeleitet, die ein Winkelanschlussstück umfasst. Wasser tritt dann in den Kanal 272A (oder 272B) zum Fluss in und durch den Flussdurchgang 282 (oder 284) im Einlassanschlussstück 242 ein. Das erwärmte Wasser fließt dann durch ein äußeres Lumen 262 (oder 264) des Zuführungsschlauchs 250, fließt durch die Aussparung 294 im Auslassanschlussstück 252 und kehrt durch ein äußeres Lumen 264 (oder 262) des Zuführungsschlauchs 250 zurück. Das Wasser fließt dann durch den Flussdurchgang 284 (oder 282) im Einlassanschlussstück 242 zum Kanal 272B (oder 272A). Das Wasser fließt dann nach außen vom Rohrverteilerblock 298 durch eine Auslassbaugruppe 302. Wie vorher beschrieben, bestimmen die Orientierung der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 innerhalb der Rohrverteilerbaugruppe 140 und die Orientierung des stranggepressten Schlauchs 250 bezüglich des Einlassanschlussstücks 242 die Richtung der Strömung durch die Kanäle des Einlassanschlussstücks 242 und der äußeren Lumina des Zuführungsschlauchs 250.
In dieser Ausführungsform umfasst die Auslassbaugruppe 302 ein Kugelventil mit einer Kugel 304 und einer Feder 306. Es ist selbstverständlich, dass die Feder 306 die Kugel 304 gegen die Flussöffnung vorspannt, wenn die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 nicht mit dem Kanal 130 der Rohrverteilerbaugruppe 140 verbunden ist. Folglich verhindert das durch die Kugel 304 und die Feder 306 vorgesehene Kugelventil den Austritt von Wasser aus der Versorgungseinheitsbaugruppe bei der Entfernung der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 aus dem Rohrverteiler. Ein entsprechendes Kugelventil ist auch in der Einlassbaugruppe 300 vorgesehen, um den Austritt von Wasser (oder einem anderen Heizfluid) aus dem System zu verhindern, wenn sich die Zuführungsschlauchbaugruppe nicht an der Stelle befindet.
Mit Bezug nun auf 27A und 27B legt der Blockrohrverteiler 298 einen Kanal 130 sowie Kanäle für die Einlassbaugruppe 300 und die Auslassbaugruppe 302 fest. Insbesondere, wie in 27A und 27B dargestellt, stellt der einzelne Kanal 130 des Rohrverteilers 298 eine Auslassöffnung 316 für den Fluss von Heizfluid wie z. B. Wasser von der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 bereit. Die Auslassöffnung 316 ermöglicht einen Fluss von Heizfluid von der Versorgungseinheit zur Zuführung in die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 über den Kanal 272A oder 272B im Einlassanschlussstück 242 der Baugruppe 104 (in Abhängigkeit von der Drehorientierung des Einlassanschlussstücks 242 innerhalb des Rohrverteilers 298).
Der Kanal 130 stellt auch eine Einlassöffnung 318 für den Rückführungsfluss von Heizfluid wie z. B. Wasser in die Versorgungseinheitsbaugruppe 102 zum Umlauf bereit. Die Einlassöffnung 316 ermöglicht einen Fluss von Heizfluid von der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 in die Versorgungseinheit über den Kanal 272A oder 272B im Einlassanschlussstück 242 der Baugruppe 104 (in Abhängigkeit von der Drehorientierung des Einlassanschlussstücks 242 innerhalb des Rohrverteilers 298).
Der Kanal 130 stellt auch eine Auslassöffnung 320 für den Fluss von erwärmter und befeuchteter Luft von der Versorgungseinheit 102 bereit. Die Auslassöffnung 320 ermöglicht einen Fluss von Luft von der Versorgungseinheit in die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 über den Durchgang 286 im Einlassanschlussstück 242.
Folglich ist zu erkennen, dass die Luft- und Wasserzuführung von der Versorgungseinheit sowie die Wasserrückführung zur Versorgungseinheit mittels eines einzigen Kanals (wie z. B. des Kanals 130) in der Versorgungseinheit durchgeführt werden. Es ist auch zu erkennen, dass Luft und Wasser in der Zuführungsschlauchbaugruppe aufgenommen werden können und dass das Wasser von der Zuführungsschlauchbaugruppe mittels eines einzigen Anschlussstücks (wie z. B. des Einlassanschlussstücks 242) in der Zuführungsschlauchbaugruppe zugeführt werden kann. Diese bevorzugten Merkmale der Erfindung erleichtern eine schnelle, genaue und vorhersagbare Verbindung zwischen der Zuführungsschlauchbaugruppe und der Versorgungseinheitsbaugruppe. Mit anderen Worten, nur ein einziges Zuführungsschlauch-Einlassanschlussstück muss in einen einzigen Ver sorgungseinheitskanal eingesetzt werden, um die Wasser- und Luftflussverbindungen herzustellen.
Der Rohrverteiler 298 ist mit Rohrinnengewinden 308 für den Eingriff der Einlassbaugruppe 300 versehen. Der Rohrverteiler 298 ist auch mit Rohrinnengewinden 310 für den Eingriff der Auslassbaugruppe 302 versehen.
Der Kanal 130 des Rohrverteilers 298 umfasst einen Abschnitt 312 mit einem größeren Durchmesser im Vergleich zu einem Abschnitt 314 mit einem kleinen Durchmesser. Ein O-Ring 248 des Einlassanschlussstücks 242 sieht eine fluiddichte Abdichtung mit der inneren Oberfläche des Bereichs 312 mit großem Durchmesser vor. O-Ringe 244 und 246 des Einlassanschlussstücks 242 sehen fluiddichte Abdichtungen mit der inneren Oberfläche des Bereichs 314 mit kleinerem Durchmesser vor.
Mit Bezug nun auf 28, die eine ausgeschnittene Ansicht eines Abschnitts der Hauptgehäusekomponente 200 bereitstellt, ist eine bevorzugte Verriegelungsanordnung für die Verriegelungsbaugruppe 104 an der Baugruppe 102 dargestellt. Insbesondere ist eine Öffnung 234 der Gehäusekomponente 200 mit einem Paar von gegenüberliegenden Aussparungen 322A und 322B versehen, die so bemessen und angeordnet sind, dass sie die Arretierungen 243A und 243B des Einlassanschlussstücks 242 aufnehmen. Die Öffnung 234 ist auch mit einem Paar von Rampen 324A und 324B versehen, von denen sich jede von einer der Aussparungen 322A und 322B erstreckt.
Eine Reihe von vier Arretierungen 326A–326D ist an einer Oberfläche der Komponente 200 benachbart zur Öffnung 234 vorgesehen. Die Arretierungen 326A–326D sind so angeordnet, dass sie Anschlüge vorsehen, um die Drehung des Anschlussstücks 242 bezüglich des Rohrverteilers zu begrenzen. Insbesondere werden die Arretierungen 326A–326D von den Arretierungen 342A und 243B bei der Drehung berührt. der Pfeil 328 in 28 gibt eine Drehrichtung für den Eingriff des Anschlussstücks 242 mit dem Rohrverteiler 298 dar. Obwohl eine Drehung gegen den Uhrzeigersinn für den Eingriff in 28 dargestellt ist, ist es tatsächlich bevorzugt, dass die Drehung für den Eingriff im Uhrzeigersinn stattfindet, wie später beschrieben. Um eine Drehung im Uhrzeigersinn für den Eingriff durchzuführen, kann das Spiegelbild von 28 verwendet werden.
Beim Einsetzen des Anschlussstücks 242 in die Öffnung 234 und bei der Drehung des Anschlussstücks gegen den Uhrzeigersinn stoppen die Arretierungen 243A und 243B des Einlassanschlussstücks 242 nach etwa einer viertel Umdrehung beim Kontakt mit den Arretierungen 326B und 326C. Die Arretierungen 326B und 326C sind auch so angeordnet, dass sie das Anschlussstück 242 in der Drehung bezüglich des Rohrverteilers 298 so orientieren, dass eine Ausrichtung der Kanäle 272A und 272B des Einlassanschlussstücks 242 auf die Kanäle 316 und 318 des Rohrverteilers 298 vorgesehen wird. Ein Pfeil 328 kann an einer Oberfläche der Gehäusekomponente 200 vorgesehen sein, um eine Drehrichtung anzugeben, um das Anschlussstücks 242 mit dem Rohrverteiler 298 in Eingriff zu bringen.
Um das Anschlussstück 242 von der Öffnung 234, die in 28 dargestellt ist, zu lösen, wird das Anschlussstück 242 in der Richtung im Uhrzeigersinn gedreht, bis die Arretierungen 243A und 243B die Arretierungen 326A und 326D drehen. Bei einem solchen Kontakt werden die Arretierungen 243A und 243B auf die Aussparungen 322A und 322B ausgerichtet, so dass das Anschlussstück 442 aus der Öffnung 234 herausgezogen werden kann.
Es ist zu erkennen, dass eine Verriegelungsstruktur wie z. B. die in 28 dargestellte einen Verriegelungseingriff im Bajonettstil mit einer Vierteldrehung zwischen dem Anschlussstück und der Versorgungseinheit bereitstellen kann. Eine solche Verbindung stellt eine zuverlässige Ein-Schritt-Prozedur zum Verbinden der Zuführungsschlauchbaugruppe bereit.
Der allgemeine Fluss von Heizfluiden wie z. B. Wasser W und therapeutischem Gas wie z. B. Luft A durch die Vorrichtung 100 wird nun mit Bezug auf 11a, 11B, 15A, 15B, 16, 17, 26A und 26B beschrieben. Es kann auch auf das in 9 bereitgestellte schematische Diagramm Bezug genommen werden.
Mit Bezug zuerst auf den Fluss von Wasser W durch die Vorrichtung 100 wird Wasser W₁ in die Vorrichtung 100 über die Blasenfallenbaugruppe 150 von einer Wasserquelle wie z. B. einem Wasserbeutel eingeleitet. Wasser W₂ fließt von der Blasenfallenbaugruppe 150 nach außen und in die Wasserpumpe 190. Wasser W₃ fließt dann aus der Wasserpumpe 190 und Wasser W₄ fließt dann in die Wasserheizvorrichtung 192 zum Erwärmen. Wasser W₅ fließt von der Wasserheizvorrichtung 192 nach außen und Wasser W₆ fließt dann durch die Einlassbaugruppe 300 in die Rohrverteilerbaugruppe 140. Nach dem Fließen durch die Zuführungs schlauchbaugruppe 104 und der Rückkehr zur Versorgungseinheitsbaugruppe 102 fließt Wasser W₇ von der Rohrverteilerbaugruppe 140 durch die Auslassbaugruppe 302 nach außen. Das Wasser W₇ fließt dann in ein Winkelstück zur Zuführung als Wasser Wg in die Membrankassette 110 (9). Wasser W₉ fließt aus der Kassette 110 nach außen und in die Blasenfallenbaugruppe 150. Das Wasser wird dann als Wasser W₂ durch die Vorrichtung 100 zusammen mit zusätzlichem Wasser W₁, das aus dem Wasserbeutel 116 (9) empfangen wird, zurückgeführt.
Hinsichtlich des Flusses von Luft A durch die Vorrichtung 100 wird Luft a₁ in die Vorrichtung von einer Quelle in den Einlasskanal 152 eingeführt. Luft A₂ fließt dann zum Austauscher 110 (9) zur Befeuchtung mittels der Übertragung von Wasserdampf. Luft A₃ fließt dann vom Austauscher 110 in das Winkelstück 142. Luft a₄ wird dann in die Rohrverteilerbaugruppe 140 zur Zuführung in die Zuführungsschlauchbaugruppe und zum Patienten geleitet.
Die Zuführungsschlauchbaugruppe 104 kann leicht und effizient mit der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 verbunden werden, indem einfach ein Ende des Einlassanschlussstücks 242 in den Kanal 30 der Versorgungseinheitsbaugruppe 104 eingesetzt wird, wie später genauer beschrieben wird. Folglich stellt dieses einfache Einsetzen eine Fluidflussverbindung zwischen der Versorgungseinheit und dem Zuführungsschlauch für den Fluss von Gas von der Versorgungseinheit in Richtung des Patienten bereit. Gleichzeitig stellt das Eisnetzen des Einlassanschlussstücks in den Kanal 130 eine Fluidflussverbindung für Erwärmungsfluid wie z. B. Wasser bereit, das dann von der Versorgungseinheit in den Zuführungsschlauch fließen und vom Zuführungsschlauch in die Versorgungseinheit in einer leckfreien Umgebung zurückkehren kann.
Es ist auch signifikant zu beachten, dass die Verbindung zwischen dem Einlassanschlussstück 242 und dem Kanal 130 für einen sich axial erstreckenden Flussdurchgang für Gas von der Versorgungseinheitsbaugruppe 102 in den inneren Schlauch der Zuführungsschlauchbaugruppe 104 sorgt. Am entgegengesetzten Ende ist auch ein axialer Gasflussdurchgang für den Fluss vom inneren Schlauch des Zuführungsschlauchs in das Auslassanschlussstück und vom Auslassanschlussstück in eine Nasenkanüle vorgesehen. Es wurde entdeckt, dass die Bereitstellung von solchen axialen Flussdurchgängen eine Verringerung des Druckabfalls vorsieht, wenn das Gas von der Versorgungseinheit durch den Zufüh rungsschlauch zum Patienten fließt.
Bei der Verwendung ist die Vorrichtung in dieser Ausführungsform dazu ausgelegt, an einen Standard-IV-Pol oder Hänger geklemmt zu werden; Idealerweise sollte sie ungefähr auf derselben Höhe wie der Kopf des Patienten montiert werden, obwohl ein Bereich von etwa vier 84) Fuß über oder unter dieser Höhe annehmbar sein sollte. Nachdem die Vorrichtung an den IV-Pol oder Hänger geklemmt ist und die Leistungskabel eingesteckt sind, dann wird der Wasserbehälter gefüllt. Wenn die Wasserversorgung einen hohen Mineralgehalt aufweist, kann destilliertes Wasser verwendet werden. Ansonsten ist Leitungswasser annehmbar. Der Behälterschlauch wird mit der Vorrichtung verbunden, um einen Fluidfluss in die Vorrichtung vorzusehen.
Der Zuführungsschlauch wird dann mit dem Kanal an der Vorrichtung verbunden. Dazu wird das Zuführungsschlauch-Verbindungsstück fest in den Verbindungskanal gepresst und um ¼ Drehung im Uhrzeigersinn (vorzugsweise) gedreht, bis er sich an der Stelle verriegelt.
Die Leistung für die Vorrichtung wird dann eingeschaltet und die Temperatureinstellung eingestellt, indem ein Pfeil gedrückt und gehalten wird, um die eingestellte Temperatur anzuzeigen. Die Aufwärts- und Abwärtspfeile werden verwendet, um die Einstellung zu ändern. Beim Loslassen des Pfeils wird die tatsächliche Temperatur für alle Temperaturen bis zu etwa 45°C angezeigt. Bei höheren Temperaturen kann sich die Anzeige als "HI" lesen.
Eine Nasenkanüle wird dann mit dem entgegengesetzten Ende des Zuführungsschlauchs verbunden und die Wandquelle für Luft, Sauerstoff oder ein Gemisch wird mit dem Einlasskanal der Vorrichtung verbunden. Unter Verwendung eines externen Durchflussreglers kann die Durchflussrate der Luft, des Sauerstoffs oder des Gemisches auf eine gewünschte Einstellung eingestellt werden, wie z. B. eine Einstellung zwischen etwa 20 und etwa 40 l/min beispielsweise für Erwachsene.
Nachdem die Vorrichtung die Betriebstemperatur erreicht hat, wobei die Temperatur, die am Frontfeld der Vorrichtung angegeben wird, gleich der eingestellten Temperatur ist, wird die Nasenkanüle an den Patienten angefügt. Eine periodische Prüfung auf Alarmbedingungen kann durchgeführt werden. Die Vorrichtung kann jedoch dazu konfiguriert sein, sich abzuschalten, wenn die Temperatursicherheits grenzen überschritten sind oder wenn der Wasserspiegel niedrig ist.
Der Zuführungsschlauch sollte für jeden Patienten gewechselt werden. Dazu wird die Basis des Zuführungsschlauchs um ¼ Drehung (vorzugsweise gegen den Uhrzeigersinn) gedreht und gerade nach unten gezogen (wenn die Vorrichtung am IV-Pol montiert ist). Ein Verbindungsstück eines neuen Zuführungsschlauchs wird dann in die Aufnahme eingesetzt, indem er fest an die Stelle gepresst wird und um ¼ Drehung (vorzugsweise im Uhrzeigersinn) gedreht wird, um ihn an der Stelle zu verriegeln.
Die Befeuchtungskassette kann periodisch ausgewechselt werden. Dazu wird der Wasserbehälter von der Vorrichtung getrennt und die Abdeckung für die Kassettenkammer wird geöffnet. Wasser- und Luftschläuche von der Kassette werden getrennt und mit einer neuen Kassette wieder verbunden. Die neue Kassette wird dann an die Stelle gepresst und die Abdeckung wird geschlossen.
Um die Vorrichtung zu reinigen, kann der Zuführungsschlauch entfernt werden und ein Ablassschlauch kann eingesetzt werden, so dass das Wasser in der Vorrichtung abgelassen werden kann. Der Zuführungsschlauch wird dann ausgetauscht. Ein Beutel mit Reinigungslösung kann dann mit der Vorrichtung verbunden werden und die Vorrichtung kann eingeschaltet werden, um die Reinigungslösung ohne Erwärmung zu zirkulieren. Die Leistung kann dann abgeschaltet werden und die Reinigungslösung kann aus der Vorrichtung abgelassen werden und der Zuführungsschlauch kann weggeworfen werden. Der Reinigungslösungsbeutel wird dann entfernt und gegen einen Wasserbeutel ausgetauscht. Ein neuer Zuführungsschlauch wird dann an der Stelle eingesetzt und die Vorrichtung ist wieder zur Verwendung bereit.
Mit Bezug nun auf 38–40 wird nun ein funktionaler Überblick über eine bevorzugte Ausführungsform des Systems beschrieben. Mit Bezug auf 38 ist die Software, die das System unterstützt, in Funktionsbereiche oder logische "Module" unterteilt, die eine spezifische zugehörige Funktionalität bereitstellen. Ein Systeminitialisierungsmodul ist für die korrekte Initialisierung des Systems beim Hochfahren verantwortlich. Dieser Abschnitt der Software führt aus, sobald der Prozessor zurückgesetzt wird. Ein Systemsteuermodul ist der Code, der nach der Systeminitialisierung oder dem Einstecken ausführt. Das Zeitsteuerungs-Untersystemmodul stellt die gesamte Systemzeitsteuerung bereit. Das Diagnose- und Kommunikationsuntersystemmodul ist für das Formatieren von Systemparametern in eine für den Menschen lesbare Form und Übertragen dieser Daten zu einem Endgerät verantwortlich. Das Vorrichtungssteuer-Untersystemmodul stellt Einrichtungen für die Steuerung des Gasmagneten und der Heizvorrichtung bereit. Das Fehlerbehandlungs-Untersystemmodul stellt Funktionen zum Überwachen der verschiedenen Systemparameter und die erforderliche Logik zum Initialisieren der geeigneten Fehlerbehandlungsreaktion bereit. Das Benutzerschnittstellen-Untersystemmodul stellt eine Tastenfeldabtastung und Anzeigesteuerung bereit. Schließlich implementiert das Systemüberwachungs-Untersystemmodul Routinen zum Lesen von Systemsensoren.
Mit Bezug nun auf 39 und 40 wird die Einsteckinitialisierung durchgeführt, wenn ein Prozessorrücksetzen geschieht. Nach der erfolgreichen Einsteckinitialisierung tritt das System in den Einsteckzustand ein. Wenn ein Leistungstastendruck erfasst wird, geht das System in die Einschaltinitialisierung über. Nach der erfolgreichen Vollendung der Einschaltinitialisierung tritt das System in den Einschaltzustand ein – dies ist der Hauptbetriebszustand des Instruments, während der Befeuchtungsprozess stattfindet. Wenn ein Ein/Ausschalt-Tastendruck während des Einschaltens erfasst wird, geht das System in einen Abkühlmodus über. Wenn Ein/Ausschalt- und Stummschalttasten gleichzeitig herabgedrückt werden, wird das Reinigungsmodus-Kennzeichen gesetzt und das System tritt in den Reinigungsmodus ein. Wenn das System auf einen nicht wiederherstellbaren Fehler trifft, tritt es schließlich in den Systemausfallmodus ein.
Ein Ablaufdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform einer Software darstellt, die zur Verwendung bei dieser Erfindung ausgelegt ist, ist in 40 dargestellt.
Die Vorrichtung in dieser Ausführungsform verleiht mehrere signifikante Vorteile. Die Vorrichtung ist in der Lage, einen hohen Durchfluss von stark befeuchteter Luft (relative Feuchtigkeit größer als 95%), die theoretisch von Tröpfchen frei ist, mit Körpertemperatur oder darüber zu erzeugen. Der Wassergehalt bei 41°C ist etwa 40–50 mg/Liter, was etwa viermal höher ist als durch Befeuchtung bei Raumtemperatur erreicht werden kann. Da das Wasser fast ganz in der Dampfphase vorliegt, besteht eine geringe oder keine Auswirkung auf Wassertröpfchen im oberen Luftweg des Patienten und der Dampfgehalt steht für den gesamten Lungenluftweg zur Verfügung. Die Erwärmung des Luftzuführungsschlauchs unter Ver wendung von zirkulierendem heißen Wasser hält eine im Wesentlichen konstante Temperatur zwischen der Vorrichtung und dem Patienten aufreicht, wodurch eine Kondensation vermieden wird, wenn die Luft mit hohem Wassergehalt zugeführt wird.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Befeuchtungseinrichtungen, die entweder auf Verdampfung von einer Flüssigkeitsoberfläche oder auf der Zerstäubung von Wasser beruhen können, muss die erfindungsgemäße Vorrichtung keine direkte Grenzfläche zwischen Wasser und Luft aufweisen. Statt dessen befeuchtet die Vorrichtung durch Diffusion von Wasserdampf durch eine mikroporöse Membran in einen fließenden Luftstrom. Die Membranporengröße, die vorzugsweise weniger als etwa 0,1 Mikrometer ist, schließt Teilchen aus, so dass die ausgegebene Luft im Wesentlichen frei von Bakterien, Viren und den meisten Allergenen ist.
Das Gehäuse schützt die elektrischen Komponenten vor versehentlichen Wasserspritzern. Es ist auch bevorzugt, dass alle externen Teile der Vorrichtung eine Betriebstemperatur aufweisen, die etwa 41°C nicht übersteigt. Das System und die Vorrichtung werden vorzugsweise gegen eine Überhitzung durch die Software geschützt, die die Wassertemperatur überwacht. Insbesondere ertönt ein Alarm, wenn die Temperatur über den festgelegten Punkt ansteigt. Die Vorrichtung wird auch vorzugsweise abgeschaltet, wenn die Temperatur weiter ansteigt.
Um die bakteriologische Sicherheit aufrechtzuerhalten, werden Luft und Wasser vorzugsweise durch eine biologische Barriere getrennt, so dass, selbst wenn die Wasserzirkulation mit Bakterien besiedelt werden sollte, die Luft im Wesentlichen steril bleiben würde. Um zu verhindern, dass das zirkulierende Wasser in den Luftschlauch eintritt und in Richtung des Luftweges des Patienten gedrückt wird, kann die Anwesenheit von flüssigem Wasser im Luftschlauch ein sofortiges Abschalten der Einheit verursachen.
Behandlung von Atemwegszuständen
Es wurde entdeckt, dass die Vorrichtung gemäß dieser Erfindung signifikante und überraschende Vorteile verleiht, wenn sie für die Behandlung des Atemweges oder für die Atemwegstherapie verwendet wird. Es wurde entdeckt, dass die Vorrichtung einzigartig für die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft in den Atemweg eines menschlichen Patienten angepasst ist. Die Tragbarkeit der Vorrichtung hat sie für die Heimverwendung sowie für die klinische Verwendung wie z. B. in der Krankenhauseinrichtung leicht anpassbar gemacht.
Es wurde erkannt, dass Schnupfen oder die Entzündung der weichen Gewebe im Nasenluftweg durch Virusinfektionen, wie z. B. die übliche Kälte und Influenza und durch Allergene verursacht werden können. Schnupfen kann auch durch das Versagen des Nasenabwehrsystems infolge von beispielsweise Zystenfibrose verursacht werden. Das Nasenabwehrsystem umfasst im Wesentlichen ein "Förderband", das aus einer Schleimschicht gebildet ist, die Teilchen wie z. B. Bakterien einfängt. Dünne Ziliarhaare an den Zellen der Schleimmembran bewegen den Schleim mit den eingefangenen Teilchen zur Rückseite der Nase, wo er in den Hals eintritt und geschluckt wird. Wenn dieses "Förderband" ausfällt, da der Schleim unzureichend oder zu dick ist, oder wenn die Zilien nicht korrekt "schlagen", können sich eine Bakterieninfektion und Entzündung ergeben.
Es wurde entdeckt, dass die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft in den Atemweg hilft, den Schnupfen zu behandeln, indem der Schleim verdünnt wird, was zu einer verbesserten Ausscheidungsreinigung führt. Die hohe Feuchtigkeit fördert auch die Heilung von entzündeten, Schleim erzeugenden und mit Zilien versehenen Zellen. Es wird auch angenommen, dass die hohe Temperatur (bis zu 42°C) die Rate der Virenvermehrung verringert. Folglich wurde entdeckt, dass das Einatmen von erwärmter und befeuchteter Luft eine vorteilhafte Behandlung für viele Arten von Schnupfen ist.
Es wurde entdeckt, dass die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft beispielsweise mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mehrere einzigartige Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Befeuchtungseinrichtungen in Verbindung mit der Behandlung von Schnupfen und anderen Atemwegszuständen bereitstellt. Die Vorrichtung dieser Erfindung verhindert beispielsweise einen Kontakt zwischen Massewasser und Luft, so dass im Wasser mitgeführte Pathogene nicht in den Luftstrom eintreten können. Unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt das Wasser auch in der Ausgangsluft nur als Dampf bei theoretischer Abwesenheit von Aerosolteilchen vor, so dass die Teilchenablagerung im Luftweg minimiert wird.
Es wurde entdeckt, dass die Verwendung eines temperaturgeregelten Zuführungsschlauchs gemäß dieser Erfindung sicherstellt, dass gesättigte Luft zur Nase mit Körpertemperatur oder höher ohne Wärmeverlust oder Kondensation zugeführt wird und eine hohe Durchflussrate von erwärmter und befeuchteter Luft sicherstellt, dass fast alles des von einem Patienten eingeatmeten Luft mit wenig oder keiner mitgeführten Raumluft erwärmt und befeuchtet wird. Alle diese Vorteile können durch Zuführen von Luft durch eine Nasenkanüle bewerkstelligt werden, so dass ein Patient mit minimaler Störung normale Aktivitäten fortsetzen kann.
Es wurde auch entdeckt, dass das Behandlungsverfahren unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine verbesserte Entlastung für Leute bereitstellt, die unter Asthma leiden. Üblicherweise wird unter Asthma Leidenden empfohlen, die Feuchtigkeit niedrig zu halten, da Staubmilben in feuchten Umgebungen üblicher sind. Folglich stellt das vorliegende System die Vorteile von warmer, feuchter Luft im ganzen Atemweg ohne die Probleme bereit, die mit einer hohen Umgebungsfeuchtigkeit verbunden sind.
Trotz intensiver Forschung bleibt Asthma ein ernstes und zunehmendes öffentliches Gesundheitsproblem. Asthma wird nicht als heilbar betrachtet und die Behandlung von Asthma besteht weitgehend aus Kontrollversuchen. Der Asthma zugrundeliegende Prozess scheint eine Entzündung zu sein, die zu einer Hyperaktivität der Luftwege führt, wenn sie sich als Reaktion auf eine Vielfalt von Reizen verengen. Obwohl inhalierte Medikationen vorgeschlagen wurden, um die Entzündung zu verringern (z. B. Steroide) und den Bronchialglattmuskel direkt zu entspannen (z. B. β-adrenerge Agonisten), bestanden erhöhte Sorgen gegenüber dem Missbrauch der Medikationen und der mit solchen Medikationen verbundenen Nebenwirkungen. Aus diesem Grund ist eine Behandlung erforderlich, die helfen kann, die Symptome von Asthma ohne die Risiken und Nebenwirkungen der derzeit in Gebrauch befindlichen Arzneimittel zu kontrollieren.
Es wurde entdeckt, dass eine Zuführung von Raumluft, die mit Wasserdampf gesättigt ist, bei etwa 40°C direkt zum Luftweg über eine Nasenkanüle, wodurch Probleme von Kondensation und Abkühlung, die mit der herkömmlichen Zuführung von befeuchteter Luft verbunden sind, vermieden werden, die Nasenreizung verringert, indem die Trocknung und Kühlung der Nasenschleimhaut und des Rachens beseitigt werden, und daher für Asthma und Schnupfen therapeutisch ist. Insbesondere wird in einem bevorzugten Behandlungsverfahren ein Patient mit einer Nasenkanüle versehen und Luft wird mit einer Durchflussrate von bis zu etwa 20 Litern oder mehr pro Minute bei etwa 40°C zum Patienten zugeführt, wobei die Luft zu etwa 100% befeuchtet ist.
BEISPIEL 1
Eine Auswertung wurde durchgeführt, um die Auswirkung Der Atmung von Luft bei oder oberhalb Körpertemperatur, die mit Wasserdampf gesättigt ist, auf die Lungenfunktion bei Asthmatikern mit Schnupfen zu bestimmen. Es wird angenommen, dass ein Teil der Bronchienverengung, der bei Asthmatikern mit Schnupfen auftritt, durch einen Naselungenreflex gesteuert wird, der durch Abkühlung und Trocknen der Nasenschleimhaut stimuliert wird. Es wurde entdeckt, dass das Einatmen von erwärmter befeuchteter Luft die Reihe von Kälte und Trockenheit entfernt und diese Komponente der Bronchienverengung entfernt oder verringert.
Asthmaprobanden, die bei der Auswertung untersucht wurden, hatten mildes bis mäßiges Asthma mit einem erzwungenen Ausatmungsvolumen nach einer Sekunde (FEV₁) zwischen 45% und 75% normal bei der Selektion, waren Nicht-Raucher und hatten keine weiteren diagnostizierten Zustände oder ihre Zustände waren stabil und wurden kontrolliert. Die Probanden wurden gebeten, am Tag der Studie keine Asthmamedikation zu nehmen. Kontrollprobanden hatten normale Lungenfunktionen. Alle Probanden wurden gebeten, einen Schnupfen-Bewertungsfragebogen für 14 aufeinanderfolgende Tage auszufüllen. Fünf Kontroll- und 11 Asthmaprobanden wurden untersucht. Gültige Daten wurden von 5 Kontrollen und 9 Asthmaprobanden erhalten (Altersbereich 34–78).
Das folgende Protokoll wurde in der Studie verwendet:

1. Grundlinien-Lungenfunktionstest (PFT) und Nasenwiderstandsmessung.
2. Eine Stunde Placebo-Atmung unter Verwendung eines Zuführungssystems, das auf einen Durchfluss von <l/min bei 34°C eingestellt war, mit der Nasenkanüle über einen Sauerstoffschlauch mit 6 Fuß verbunden war. Mit dieser Anordnung war die aus der Kanüle ausgetretene Luft bei ungefähr 26°C und der Wassergehalt pro Liter war ungefähr ¼ von jenem bei 41°C.
3. Placebo-PFT und Nasenwiderstandsmessungen. Es bestand ein Intervall von 15 Minuten zwischen dem Ende der Placebo-Periode und den Nasenwider standsmessungen, da Vortests einige schnelle Änderungen in den ersten paar Minuten nach der Placebo-Periode zeigten.
4. Eine Stunde Testatmung mit einem Zuführungssystem, das auf 20 l/Minuten, 41°C, eingestellt war, unter Verwendung einer kurzen Nasenkanüle. Die Lufttemperatur an den Nasenwurzeln war 39–40°C.
5. End-PTFs und Nasenwiderstandsmessung.

Bei den meisten Asthmapatienten bestand ein Abfall sowohl in der Sekundenkapazität FVC als auch FEV₁ zwischen den Grundlinien und Post-Placebo-Messungen. Wenn die Asthmaprobanden als Gruppe genommen wurden, nahm die FVC zwischen Placebo und den Tests zu (p = 0,03). Das FEV₁ nahm zwischen der Grundlinie und Placebo ab (p < 0,01) und nahm dann zwischen Placebo und den Tests zu (p = 0,016). Das FEV₁/FVC-Verhältnis, PEF und FEF_25-50 änderten sich zwischen Placebo und Test nicht konsistent.
Die folgende Tabelle fasst Änderungen von Placebo zur Behandlung zusammen (als % Änderung von Placebo (siehe nachstehendes Diagramm 1)):
Die im Diagramm 1 berichteten Änderungen sind gemittelte Änderungen über die Gruppe.
Die in Beispiel 1 beschriebene Auswertung zeigte eine FEV₁- und möglicherweise FVC-Zunahme nach 1 Stunde Behandlung (20 l/min, 41°C; Temperatur an den Nasenwurzeln 39–40°C) im Vergleich zu 1 Stunde Placebo. Fast alle Probanden, sowohl Kontrolle als auch Asthmatiker, mochten die Behandlungen und fühlten sich unter Verwendung des Luftzuführungssystems behaglich. Einige Asthmaprobanden berichteten ein Gefühl, dass ihre Naseluftwege nach der Behandlung ungewöhnlich frei waren.
Diagramm 1. Änderungen des FEV₁ und der FVC, normiert auf die Grundlinie (links) und Placebo (rechts), bei Asthmapatienten. Die meisten Patienten zeigten eine Zunahme sowohl zwischen Placebo als auch Test.
Es wurde auch entdeckt, dass die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft die Unannehmlichkeit verringern kann, die mit chronischer Rhinosinusitis in Zystenfibrosepatienten verbunden ist. Es wurde erkannt, dass viele Zystenfibrosepatienten aufgrund von Infektion, Entzündung und verdichten Sekretionen chronische Rhinosinusitis haben und daher eine kontinuierliche Medikation erfordern. Viele solche Patienten erhalten wiederholet chirurgische Eingriffe, um die Nasennebenhöhle zu entleeren, wenn die medizinische Behandlung versagt, aber der Effekt einer solchen Operation kann kurzlebig sein. Die Standardtherapie kann Nasenwaschungen mit Salzlösung und Antibiotika und Corticosteroide umfassen, wenn Nasenpolypen vorhanden sind. Folglich sind Verbesserungen an solchen Behandlungen der Rhinosinusitis erforderlich. Dies gilt insbesondere bei Zystenfibrosepatienten, da sie gewöhnlich Schleim erzeugen, der knapp und dick ist und das Schleimtransportsystem manchmal außerstande ist, Bakterien aus Nasenschleim zu reinigen. Das geringe Sekretionsvolumen kann auch die Schleimhaut für Austrocknen und Verletzung anfällig lassen. Eine Infektion und Verletzung können dann zu einer Entzündung führen. Ebenso wurde auch entdeckt, dass die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft die Symptome der hartnäckigen Rhinosinusitis verringert.
Die chronische obstruktive Lungenkrankheit (COPD) wurde auch mit Symptomen in Zusammenhang gebracht, die durch die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft mittels der Vorrichtung und des Verfahrens dieser Erfindung wirksam behandelt werden können. Es wurde beispielsweise entdeckt, dass die Zuführung von befeuchteter, erwärmter Raumluft mit hohem Durchfluss für 30 Minuten durch eine Nasenkanüle zu COPD-Patienten mit etwa 20 Litern pro Minute an Durchfluss eine wirksame Alternative oder ein Zuführungssystem für Sauerstoff bei COPD-Patienten bereitstellt.
Es wurde auch entdeckt, dass ein hoher Nasenfluss unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Atmungsarbeit verringert. Insbesondere wurde entdeckt, dass die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft oder von Atemgas in den Nasendurchgang eines Patienten die Atmungsarbeit verringert. Am meisten bevorzugt wird erwärmtes und befeuchtetes Atemgas mit etwa 25 bis etwa 46 Litern pro Minute zugeführt, wodurch die Atemarbeit verringert wird. Die Verringerung der Atemarbeit ist bei COPD-Patienten klinisch signifikant, die dreimal die normale Atemarbeit haben können und auch fehlernährt sein können.
Die Einführung von erwärmtem und befeuchtetem Atemgas gemäß dieser Erfindung verringert auch den Rückhalt von Kohlendioxid (CO₂) und senkt die Kurzatmigkeit. Insbesondere haben COPD-Patienten häufig eine schnelle flache Atmung, die bei der Abgabe von Kohlendioxid aus der Lunge ineffizient sein kann und zu Gefühlen von Atemlosigkeit führen kann. Wie im folgenden Beispiel dargestellt ist, wurde entdeckt, dass ein hoher Nasenfluss sowohl die Atemarbeit verringern als auch die Atemraten bei normalen Personen verringern kann.
BEISPIEL 2
Zehn (10) normale Probanden und fünf (5) COPD-Patienten wurden untersucht.
Für die normalen Probanden wurden die Atemarbeits- und Atmungsreaktionen auf den erwärmten und befeuchteten Fluss gemessen. Insbesondere wurde ein Durchfluss von 0 bis 25 Litern pro Minute an die normalen Probanden in Ruhe und während Bewegung verabreicht. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen bereitgestellt:
Die Ergebnisse, die mittlere Atemarbeit in Ruhe, wurden durch Erhöhen des Nasenflusses fortschreitend verringert. Wenn der Nasenfluss von 0 bis 20 Liter pro Minute zunahm, fiel die mittlere Atemarbeit um 42%. Die Ergebnisse zeigen einen bevorzugten Bereich von Durchflussraten von etwa 15 bis etwa 20 Litern pro Minute.
In derselben Gruppe von normalen Probanden nahm das mittlere Atemvolumen (d. h. das Luftvolumen pro Atemzug) um etwa 52% von 0,42 Litern auf 0,64 Liter zu, wenn der Nasenfluss von 0 auf 25 Liter pro Minute zunahm. Die Ergebnisse zeigten, dass das Atemminutenvolumen (pro Minute geatmete Volumen) sich nicht signifikant änderte. Trotzdem wurde entdeckt, dass das Atemmuster signifikant geändert wurde. Wenn der Nasenfluss zunahm, wurde die Atmung langsamer und tiefer. Eine langsame, tiefe Atmung wird bei der Entfernung von Kohlendioxid aus der Lunge als wirksamer betrachtet als eine schnelle, flachere Atmung. Eine schnelle, flache Atmung ist auch mit der Empfindung von Atemlosigkeit (Atemnot) verbunden, die bei Krankheitszuständen wie z. B. COPD und akuten Asthmaanfällen zu finden ist.
Vorherige Daten von normalen Probanden während Bewegung zeigten eine Senkung von ungefähr 30% der Atemarbeit, wenn der Nasenfluss von 0 auf 25 Liter pro Minute erhöht wurde.
Mit Bezug auf COPD-Patienten in Ruhe hatten die COPD-Patienten eine Grundlinien Atmungsrate von 27 pro Minute im Vergleich zu 17 pro Minute für normale Probanden. COPD-Patienten zeigten eine Steigerung der mittleren Einatmungsdauer (Ti) von etwa 20%, wenn der Nasenluftfluss von 0 auf etwa 20 Liter pro Minute erhöht wurde, während sich die Atmungszeit nicht änderte. Es bestand eine Verringerung der Gesamtatmungsrate von 11%. Die längere Ti weist auf eine Änderung auf ein komfortableres und weniger mühseliges Atmungsmuster hin. Siehe die folgenden Ergebnisse:
Ein weiterer Atemwegszustand, die obstruktive Schlafatemlähmung (OSA) beein flusst etwa 4% von Männern und etwa 2% von Frauen. Wenn sie unbehandelt gelassen wird, kann sie mit einer signifikanten Sterblichkeit verbunden sein. Ein weiterer Zustand, UARS (auch als mit Anstrengung verbundenes Atmungsarousal, RERA bekannt), wurde erst kürzlich als pathologisch und einer Behandlung bedürfend erkannt. Physiologisch wird das obere Luftwegswiderstandssyndrom (UARS) durch eine Erhöhung des Widerstandes des oberen Luftwegs kurz vor vollständiger Verengung verursacht und scheint an einem Kontinuum zwischen nicht-symptomatischem Schnarchen an einem Ende und klinisch signifikanter OSA am anderen zu liegen. Im Gegensatz zu OSA umfasst UARS keine signifikante Entsättigung oder obstruktive Atemlähmung. Der Patient hat jedoch einen geringfügig erhöhten Arousa-Index und eine Anzahl von Erwachungen mit Schnarchen und Schläfrigkeit am Tag.
Obwohl ein kontinuierlicher Luftwegsüberdruck (CPAP) für die Behandlung von OSA und UARS vorgeschlagen wurde, wurde entdeckt, dass die Kompatibilität mit der CPAP-Behandlung schlecht ist. Die Patientenbeschwerten bezüglich der Nicht-Kompatibilität umfassen Gefühle von Klaustrophobie und wahrgenommenen Mangel an Wohlbefinden. Viele CPAP-Patienten berichten auch signifikante Nebenwirkungen wie z. B. Nasenverstopfung, trockene Nase oder trockener Hals und Unannehmlichkeit, die mit kalter Luft verbunden ist. Nasenbluten tritt selten auf, kann jedoch schwer sein, und chronische Nasenverstopfung kann die Fähigkeit eines Patienten gefährden, CPAP erfolgreich zu verwenden.
Eine obstruktive Atemlähmung ist als Anhalten des Luftstroms für einen verlängerten Zeitraum (wie z. B. mehr als 10 Sekunden), begleitet von Arousa oder Entsättigung, definiert. Es wird angenommen, dass die Einführung von zu 100% befeuchteter Luft mit einer Durchflussrate von 20 Litern pro Minute die Wirkungen von OSA und UARS verringern kann. Die teilweise (UARS) oder vollständige (OSA) Luftwegsblockierung scheint an einem Luftwegskollaps unter dem Unterdruck zu liegen, der durch das normale Einatmen verursacht wird. Die herkömmliche Therapie (CPAP, BiPAP) hängt von der Erhöhung des Luftwegsdrucks ab und ist unkomfortabel und wird von den meisten Patienten schlecht toleriert, so dass weniger als die Hälfte der OSA-Patienten ihre CPAP-Behandlung routinemäßig verwenden. Es wurde entdeckt, dass ein hoher Nasenluftfluss (wie z. B. etwa beispielsweise 20 Liter pro Minute) den Unterdruck des Einatmens verhindert oder verringert und daher das Auftreten eines Luftwegskollapses verringert. Da hohe Nasenflüsse von warmer, feuchter Luft von Patienten toleriert werden, ist die Verwendung des erfindungsgemäßen Systems für die Therapie von Patienten mit OSA/UARS günstig.
Ein weiterer Zustand, der als unter Verwendung der Vorrichtung dieser Erfindung behandelbar entdeckt wurde, ist Trockenheit im Mund, die bei nachbestrahlten Kopf- und Halskrebspatienten auftritt. Bei vielen Leuten wird jedes Jahr Kopf- und Halskrebs diagnostiziert und eine Strahlentherapie ist eine wichtige Behandlung bei Kopf- und Halskrebspatienten. Einige Patienten werden jedoch aufgrund von lästiger Mundtrockenheit nachts wach gehalten und die Trockenheit im Mund kann eine Schwierigkeit beim Kauen, beim Schlucken und bei der Artikulation verursachen. Sie kann auch den Geschmack ändern, den pH-Wert ändern und ist mit Karies, Infektion, Hautdurchbruch und Knochenverlust verbunden.
Die derzeitige medizinische Therapie für Trockenheit im Mund umfasst häufige Wasserschlucke, Kauen von Kaugummi, die Verwendung von künstlichem Speichel und das Einnehmen von oralem Pilokarpin. Patienten mit Trockenheit im Mund finden auch wenig Vorteil an Standard-Befeuchtungsvorrichtungen am Bett und vorherige Vorsuche zur Befeuchtung über eine Nasenkanüle haben das Problem durch Austrocknen der Mundnasendurchgänge durch den erhöhten Luftfluss nur verschlimmert.
Es wird angenommen, dass die Hydrierung des Atemweges mit warmer, gesättigter (100% relative Feuchtigkeit) Luft mit gesteuerten variablen Durchflussraten durch eine Nasenkanüle von bis zu etwa 40 Litern von mit Wasser gesättigter Luft pro Minute an Taupunkten von Raumtemperatur bis etwa 43°C einen signifikanten Vorteil bereitstellen kann. Insbesondere können bei etwa 41°C 57 Milligramm Wasser pro Liter Luft zum Atemweg des Patienten zugeführt werden, was fünfmal der Wasserdampf von normaler Raumluft ist.
Folglich wird angenommen, dass die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft, während der Patient schläft, sowie während Perioden von Wachstunden, die Schwere der mit Trockenheit im Mund verbundenen Symptome verringern sollte.
Es wird auch erkannt, dass Frühgeburten in Geburtsintensivpflegeeinheiten zusätzlichen Sauerstoff erfordern können, nachdem sie von der mechanischen Beatmung entwöhnt werden. Frühgeburten können beispielsweise zusätzlichen Sauerstoff und Luftfluss für die folgenden Bedingungen erfordern: Atemnotsyn drom, sekundär zur Lungenunreife, vorübergehende hohe Atemfrequenz des Neugeborenen, Lungenentzündung, chronische Lungenkrankheit und/oder Atemlähmung und Unreife-Herzverlangsamung.
Frühgeburten, die von der mechanischen Beatmung entwöhnt werden, wird typischerweise für einen gewissen Zeitraum ein kontinuierlicher Nasenluftwegs-Überdruck (NCPAP) gegeben, um den Luftweg offen zu halten. Eine herkömmliche Anlage ist voluminös und wird schlecht toleriert und es kann ein gewisses Risiko für eine Verletzung an der Nase der Kinder durch die Patientenschnittstelle und durch den Fluss von unangemessen befeuchtetem Atemgas bestehen. Die Verabreichung von befeuchtetem Atemgas mit hohem Durchfluss durch eine Nasenkanüle kann eine ausreichende Atmungsunterstützung für solche Frühgeburten mit verringertem Risiko für eine Verletzung bereitstellen.
Üblicherweise wird trockener Sauerstoff mit Raumtemperatur zu Frühgeburten zugeführt. Die häufige Einstellung der Durchflussrate ist jedoch erforderlich, um eine konsistente Sauerstoffsättigung aufrechtzuerhalten, und die Menge an Sauerstoff, die zugeführt werden kann, ist durch den Trocknungseffekt des hohen Nasenflusses begrenzt. Es wurde daher entdeckt, dass die Aufbereitung eines Luft-Sauerstoff Gemisches durch Wärme und Feuchtigkeit eine höhere Durchflussrate ermöglicht, die zu einer konsistenteren Sauerstoffsättigung führt. Es wurde auch entdeckt, dass mehr Sauerstoff sicher durch dieses Verfahren zugeführt werden kann als bei einem trockenen kalten Sauerstofffluss, so dass Kinder mit größeren Sauerstoffanforderungen durch eine Nasenkanüle versorgt werden können. Dies gilt insbesondere angesichts der Tatsache, dass Frühgeburten in Geburtsintensivpflegeeinheiten manchmal trotz der konstanten Überwachung und Einstellung der Einrichtungen Episoden von Sauerstoffmangel erleiden können.
Eine stabile Sauerstoffsättigung ist insbesondere bei der Behandlung von Frühgeburten mit dem Atemnotsyndrom wichtig. Selbst nachdem sich das Syndrom der Frühgeburt bis zu dem Punkt verbessert hat, dass eine mechanische Beatmung nicht mehr erforderlich ist, erfordert das Kind häufig zusätzlichen Sauerstoff und einen niedrigen kontinuierlichen Dehndruck, der über einen kontinuierlichen Nasenluftwegsdruck (CPAP) geliefert wird. Bei den kleinsten Kindern ist jedoch der Durchmesser der NCAP-Wurzeln größer als der Durchmesser der Nasenöffnungen des Kindes. Wenn zusätzlicher Sauerstoff durch die Nasenwurzeln ge liefert werden muss, ist er trocken und kalt, wodurch das Risiko für Schleimpfropfen und eine Reflexbronchienverengung erhöht wird, die die Atemarbeit erhöhen würden.
Es wurde entdeckt, dass die Fähigkeit, warmen und befeuchteten Sauerstoff zu Kindern zuzuführen, es möglich macht, Sauerstoff mit höheren Durchflussraten als bei herkömmlichen Systemen mit weniger Risiko für eine Luftwegsbeschädigung zuzuführen. Folglich ist das Verfahren zur Zuführung von zusätzlichem Sauerstoff zu Kindern unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung insofern besonders vorteilhaft, als es einen konstanteren Pegel an Sauerstoffsättigung als bei herkömmlichen Systemen aufrechterhält und es einen milden Dehndruck mit höheren Durchflussraten bereitstellt, der eine leichtere Atmungsentwicklung der kleinsten Kinder ermöglicht. Da im Wesentlichen die ganze eingeatmete Luft vom Zuführungssystem stammt, atmen die Kinder auch sterile, gefilterte Luft mit fast keinem erhöhten Risiko für Infektion ein. Die erwärmte und befeuchtete Luft kann auch für bis zu oder mehr als zwei Stunden bei einer Temperatur zugeführt werden, die so eingestellt ist, dass die Luft die Nase mit einer Temperatur von etwa 33–35°C erreicht.
Aus ähnlichen Gründen ist ein solches Verfahren auch zur Verwendung bei Kindern mit broncho-pulmonarer Dysplasie (BPD) für die Behandlung in einer Abwärtsschritteinheit vorteilhaft. Solche Kinder erfordern kontinuierlichen zusätzlichen Sauerstoff, um ihre Sättigung aufrechtzuerhalten. Herkömmliche Therapien verwenden 100% Sauerstoff mit niedrigem Fluss und es wurde entdeckt, dass es schwierig ist, die Sättigung innerhalb therapeutischer Grenzen zu halten. Es wurde jedoch entdeckt, dass erwärmte, befeuchtete Luft-Sauerstoff-Gemische gemäß dieser Erfindung mit niedrigeren Flüssen (wie z. B. etwa 5 Litern pro Minute) zugeführt werden können, um eine konsistentere Sauerstoffsättigung mit weniger Eingriffen vorzusehen.
Die Zuführung von warmem und befeuchtetem Sauerstoff wird auch als vorteilhaft für die Erwärmung von kleinen Frühgeburten nach der Entbindung und während der Stabilisierung betrachtet. Kleine Frühgeburten haben wenig Fettspeicher und verlieren Wärme ziemlich schnell nach der Entbindung und können während des Übergangs vom Kreißsaal zur Neugeburten-Intensivpflegeeinheit signifikant unterkühlt werden. Selbst wenn diese Kinder an Strahlungswärmevorrichtungen stabilisiert werden, können die kleinsten der Kinder immer noch während Katheternor dungsprozeduren unterkühlt werden. Zusätzlich zum Wärmeverlust weisen Frühgeburten auch hohe Wasserverluste sekundär zur Unreife der Haut auf. Diese Fluidverluste können während der Stabilisierung nach der Geburt übermäßig sein. Kinder mit weniger als 750 Gramm können 100–200 cm³/kg/Tag unempfindliche freie Wasserverluste während der ersten mehreren Tage des Lebens aufweisen, selbst wenn sie in einer erwärmten, doppelwandigen Isolette angeordnet werden. Es wurde entdeckt, dass befeuchtete Luft oder befeuchteter Sauerstoff ein Mittel bereitstellt, um zusätzliches freies Wasser und Wärme durch den Atemweg zu geben.
Es wird auch angenommen, dass die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft die Wirkung von inhalierten Bronchodilatoren für die Zuführung von Medikationsaerosol bei Körpertemperatur verbessern kann. Während einer akuten Asthmaverschlimmerung kann man beispielsweise dazu tendieren, stärker, schneller und durch den Mund zu atmen, was folglich die Erwärmungs- und Befeuchtungsvorrichtung des Körpers verringert. Mit der Verabreichung von zerstäubten Behandlungen werden den Patienten auch kalte oder kühle zerstäubte Medikationen angeboten, die die gewünschten Effekte verschlimmern oder zumindest gegen diese arbeiten können. Es wird angenommen, dass die Vorwärmung des inhalierten Aerosols von einem Zerstäuber irgendeinen kalt induzierten Bronchialkrampf verringern oder aufheben sollte und ermöglichen sollte, dass die Medikationen mehr Lungenluftwege erreichen.
Aufwärmung von Patienten nach einer Operation
Es wurde erkannt, dass eine verringerte Kernkörpertemperatur während der Erholung von einer Anästhesie mit einem erhöhten Risiko für Herzattacken und Infektion verbunden sein kann. Viele herkömmlichen Aufwärmungsverfahren beruhen auf einer Oberflächenerwärmung (z. B. Matten mit zirkulierendem Wasser, Decken mit Drucklufterwärmung) und können langsam sein, um die Kerntemperatur zu erhöhen. Idealerweise sollte Wärme direkt in die Kernwärmekammer übertragen werden, aber der Zugang zum Kern ist ohne Verwendung eines extrakorpsoralen Bypasses schwierig.
Es ist bekannt, dass eine Unterkühlung bei der Mehrheit von Operationspatienten auftritt, da theoretisch alle Anästhetika die Fähigkeit des Körpers beeinträchtigen, die Temperatur zu regeln. Es wurde geschätzt, dass 50–70% der Patienten den Operationssaal mit Kerntemperaturen von weniger als 36°C verlassen und 33% der Patienten eine Kerntemperatur aufweisen, die geringer ist als 35°C. Die Unterkühlung stellt ein größeres Risiko für Myokardischämie und Herzkrankhaftigkeit dar. Anästhesiearzneimittel werden langsamer metabolisiert und die Unterkühlung verlängert die Länge des Aufenthalts eines Patienten im Erholungsraum. Die Unterkühlung wurde auch mit erhöhten Eintritten von Infektionen und Patientenunannehmlichkeit in Verbindung gebracht. Aus diesen Gründen wurde erkannt, dass es vorteilhaft ist, Patienten nach einer Operation aggressiv zu erwärmen, um die Körpertemperatur wiederherzustellen.
Es wird auch erkannt, dass signifikante Wärme und Feuchtigkeit durch den Atemweg durch die Atmung von kalten, trockenen Gasen verloren gehen und daher ein trockener Mund nach der Operation ein übliches Leiden ist. Dies ist ein Ergebnis einer anticholinergen Medikation, die routinemäßig als Teil des Anästhesieschemas gegeben wird.
Es wurde überraschenderweise entdeckt, dass das Einatmen von warmer Luft (über der Körpertemperatur) gemäß der Erfindung Wärme auf den Körperkern überträgt und den Aufwärmungsprozess beschleunigt. Luft, die mit 100% Sättigung, einer gesteuerten sicheren Temperatur und einer Durchflussrate, die ausreicht, um fast alles des eingeatmeten Luftflusses zu liefern (so dass keine Raumluft mitgeführt wird und die Wärmeübertragung auf den Patienten maximiert wird), zugeführt wird, kann den Unterkühlungszustand des Patienten verringern.
Es wurde entdeckt, dass die hohe Feuchtigkeit sicherstellt, dass die Luftwege des Patienten nicht durch Trocknung beschädigt werden, und die Unannehmlichkeit durch postoperative Trockenheit, die durch Arzneimittel, die während der Operation gegeben werden, verursacht wird, signifikant verringert. Es wurde ferner entdeckt, dass der Verdampfungswärmeverlust, der mit dem Einatmen von kalten, trockenen Gasen verbunden ist, durch Bereitstellung von zu 100% befeuchteter Luft beseitigt werden kann. Erwärmte und befeuchtete Luft kann mit etwa 20 Litern pro Minute Durchfluss durch eine Nasenkanüle eingeführt werden, um die Patientenaufwärmung durchzuführen.
BEISPIEL 3
Dreißig Patienten wurden untersucht, die dazu geplant wurden, dass sie Opera tionseingriffen im Bauch unterzogen wurden. Ausschlusskriterien waren voroperatives Fieber (>38°C), eine Geschichte von Schilddrüsenunter- oder -überfunktion und eine signifikante Herzkrankheit durch Geschichte.
Die Patienten erhielten intraoperativ ein ausgeglichenes allgemeines Anästhetikum, das aus Thiopental, Fentanyl und/oder Hydromorphon, Recuronium oder Pancuronium und Isofluran oder Desfluran bestand. Alle intravenösen Fluide wurden auf zwischen 37°C und 38°C vorgewärmt. Eine Schicht von Operationsdecken und eine Schicht von Baumwolldecken wurden intraoperativ verwendet, um die Patienten zu bedecken, aber keine aktiven Erwärmungsmaßnahmen (d. h. Druckluftvorrichtungen) wurden verwendet.
Beim Einlass in den Operationssaal wurden die Patienten willkürlich zugewiesen, um entweder (1) wasserfreien Sauerstoff mit Raumtemperatur, der mit 4 l·min^–1 zugeführt wurde, durch eine Maske (Kontrolle n = 15) oder (2) eine Therapie mit erwärmtem, befeuchtetem Sauerstoff mit 20 L·min^–1 (Test, n = 15) zu erhalten. Eine Schicht von erwärmten Baumwolldecken wurde verwendet, um die Patienten zu bedecken, aber keine anderen Erwärmungsverfahren wurden verwendet.
In der Testgruppe wurde der Sauerstoff auf 42°C erwärmt, gemessen an der Spitze der Nasenkanüle. Die Therapiedauer war 90 Minuten, gefolgt von zusätzlichen 30 Minuten Temperaturüberwachung, während der die Probanden wasserfreien Sauerstoff mit Raumtemperatur mit 4 l·min^–1 atmeten. Die Kerntemperatur wurde am Trommelfell unter Verwendung einer Trommelfell-Thermoelementsonde MONA-THERM (Mallinckrodt Medical, St. Louis, MO) und eines elektronischen Thermometers ISO-THERMEX (Columbus Instruments, Columbus, OH) gemessen.
Eine Unannehmlichkeit durch Mundtrockenheit wurde unter Verwendung einer Skala von 0–4 Punkten bewertet, wobei 0 = "so trocken, wie der Mund jemals war", und 4 = "keine Unannehmlichkeit durch trockenen Mund". Die Bewertungen des trockenen Mundes wurden als zweiteiliges Ergebnis analysiert, wobei eine Bewertung von weniger als oder gleich 1 als trockener Mund definiert wurde.
Das während dieser Auswertung verwendete System ermöglicht eine Sauerstoffzuführung mit hohem Fluss, die zu 100% befeuchtet und erwärmt ist. Das System besteht aus einer Haupteinheit und einem Zuführungsschlauch. In der Haupteinheit wird Luft von einem Kompressor genommen und durch ein bakteriologisches Pall-Filter in eine Kassette gepumpt, wo sie durch Schläuche aus Membranmaterial strömt, die von Wasser mit etwa 41°C umgeben sind. Die Membranporengröße ist etwa 0,01 Mikrometer, was ermöglicht, dass molekularer Wasserdampf hindurchtritt, aber Bakterien und andere Teilchen abgehalten werden. Flüssiges Wasser wird durch die hydrophobe (nicht benetzbare) Art des Membranmaterial abgehalten. Beim Verlassen der Kassette ist die Luft steril und zu 100% mit Wasserdampf gesättigt. Der Luftweg im Zuführungsschlauch ist von einem Mantel umgeben, der durch von der Haupteinheit gepumptes Wasser auf etwa 42°C erhitzt wird, um die Lufttemperatur aufrechtzuerhalten und eine Kondensation zu verhindern.
Die zwei Gruppen waren hinsichtlich Alter, Größe und Body-Mass-Index ähnlich. Die Testgruppe hatte ein größeres Körpermaß (Tabelle 1). Die Dauer der Operation und die Kerntemperatur beim Einlass waren zwischen den zwei Gruppen ähnlich (Tabelle 2). Tabelle 1
Tabelle 2

* während der ersten Stunde nach der Operation

Die folgenden Diagramme stellen die Ergebnisse der Auswertung dar:
Diagramm 1. – Kernaufwärmungsrate für Patienten, die eine Routinesauerstofftherapie (Kontrolle) oder eine Therapie mit erwärmtem, befeuchtetem Sauerstoff (Test) in der anfänglichen Stunde nach der Operation erhalten. Die Aufwärmung wurde in der Testbehandlungsgruppe beschleunigt.

* –P = 0,003 gegen Kontrolle

* –P < 0,05 gegen Kontrolle

* P < 0,05 gegen Kontrolle

In der anfänglichen Stunde nach der Operation waren die Kernaufwärmungsraten in der Testgruppe größer (0,67 ± 0,08°C·h^–1) als in der Kontrollgruppe (0,35 ± 0,06°C·h^–1) (P = 0,003) (Diagramm 1). Die Änderung der Kerntemperatur von der Grundlinie war in der Testgruppe größer als in der Kontrollgruppe bei 1 Stunde (0,6 ± 0,1°C gegen 0,4 ± 0,1°C) (P < 0,03) und bei 2 Stunden (1,0 ± 0,1°C gegen 0,6 ± 0,1°C) (P < 0,04) (Diagramm 2).
Das Auftreten von trockenem Mund war beim PACU-Einlass ähnlich, dann in der Testgruppe während des Behandlungszeitraums niedriger (P < 0,05) (Diagramm 3). Nach 90 min., wenn die Behandlung unterbrochen wurde, war das Auftreten von trockenem Mund zwischen den Gruppen ähnlich.
Wie im obigen Beispiel 3 dargestellt, wurde entdeckt, dass die Zuführung von erwärmtem, befeuchtetem Sauerstoff die Rate der Kernerwärmung bei mild unterkühlten postoperativen Patienten ungefähr zweifach beschleunigt. Es wird angenommen, dass dieser Effekt teilweise mit der direkten Wärmeübertragung durch den Atemweg in das Lungengefäßsystem in Zusammenhang steht. Außerdem wird angenommen, dass die Beseitigung des Verdampfungswärmeverlusts zur beschleunigten Erwärmungsrate beiträgt.
Es wurde entdeckt, dass signifikante Wärme durch den Atemweg durch das Atmen von kalten trockenen Gasen verloren gehen kann und der Verdampfungswärmeverlust durch Bereitstellung von 100% Befeuchtung signifikant verringert werden kann. Die aktive Erwärmung und Befeuchtung des eingeatmeten Gemisches kann den Wärmeverlust verhindern und die Größe der Unterkühlung bei kleinen Kindern, die einer allgemeinen Anästhesie und Operation unterzogen werden, verringern. Bei erwachsenen Patienten scheint jedoch die intraoperative Erwärmung und Befeuchtung einen geringen oder keinen Effekt auf die Kerntemperatur zu haben. Dieser mit dem Alter in Zusammenhang stehende Unterschied im Effekt wird wahrscheinlich durch einen relativ größeren Anteil des gesamten Wärmeverlusts durch den Atemweg bei Kindern im Vergleich zu Erwachsenen erklärt.
Postoperativ ist der Prozentsatz des gesamten Körperwärmeverlusts durch den Atemweg wahrscheinlich größer als während des intraoperativen Zeitraums. Im Vergleich zum intraoperativen Zeitraum sollte weniger Hautwärmeverlust über Strahlung bestehen, da die anästhetisch induzierte Gefäßerweiterung signifikant geringer ist, und es besteht weniger Aussetzung der Körperoberfläche und der Körperhöhlungen der Atmosphäre. Diese intra- und postoperativen Unterschiede können den größeren Effekt von erwärmten, befeuchteten Atemgasen gemäß dieser Erfindung auf die Körpertemperatur im postoperativen Zeitraum erklären.
Eine Abschätzung der Wärmeübertragung kann berechnet werden, um die Aufwärmungsraten zwischen der Test- und der Kontrollgruppe zu vergleichen, wenn verschiedene Annahmen gemacht werden, d. h. dass die gesamte Körperwärmeerzeugung und -wärmeverluste in den zwei Gruppen ähnlich sind und dass das Atemtastverhältnis und die mittlere Einatmungsdurchflussrate etwa 1:1 bzw. 20 l·min^–1 ist. In Anbetracht der spezifischen Wärme des menschlichen Körpers (0,83 kal·kg^–1·°C^–1); 57 mg Wasserdampf pro Liter; 540 kal pro Gramm Wasser für die Kondensationswärme; und der Verwendung der mittleren Körpermasse der Probanden der Auswertung in Beispiel 3 ist der abgeschätzte Effekt der Behandlung auf die Aufwärmungsrate etwa 0,33°C pro Stunde. Folglich wird angenommen, dass sich der durchschnittliche Patient, der eine Behandlung erhält, um 0,33°C schneller jede Stunde relativ zu einem Patienten, der eine herkömmliche Sauerstofftherapie atmet, aufwärmt.
Es bestand ein Unterschied in der Körpermasse zwischen der Test- und der Kontrollgruppe in Beispiel 3 und die größere Körpermasse in der Testgruppe kann eine beeinflusste Aufwärmung aufweisen. Der Effekt einer größeren Körpermasse wäre jedoch eine verringerte Aufwärmungsrate, da die Menge an Wärmeübertragung pro Einheit der Körpermasse verringert werden würde. Daher würde sich der durchschnittliche Patient, die eine Behandlung erhält, wahrscheinlich um mehr als etwa 0,33°C/h schneller im Vergleich zur herkömmlichen Therapie aufwärmen.
Wie vorstehend erörtert, ist ein trockener Mund eine übliche Beschwerde nach einer Operation, die sich häufig aus anticholinergen Medikationen (d. h. Glycopyrrolat oder Atropin) ergibt, die routinemäßig als Teil des Anästhesieschemas gegeben werden. Das Beispiel 3 demonstrierte, dass befeuchtete, erwärmte Atemgase gemäß dieser Erfindung diese Unannehmlichkeit mildern. Dieser Effekt erhöht wahrscheinlich die Patientenzufriedenstellung nach der Operation.
Zusammengefasst wurde entdeckt, dass die Zuführung von erwärmtem, befeuchtetem Sauerstoff, wie in Beispiel 3 beschrieben, die Kernaufwärmungsrate ungefähr zweifach in mild unterkühlten Patienten beschleunigt. Außerdem besteht weniger Unannehmlichkeit durch einen trockenen Mund bei Patienten, die diese Therapie erhalten.
Obwohl die vorangehende Erörterung im Allgemeinen postoperative Patienten betrifft, wird erkannt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung für eine beliebige unterkühlte Person verwendet werden kann. Mit anderen Worten, die Vorrichtung dieser Erfindung kann angewendet werden, um die Körpertemperatur zu erhöhen, sobald es erforderlich ist, und aus welchem Grund auch immer.
Verbesserung der Spitzenleistung von Athleten
Es wurde überraschend entdeckt, dass befeuchtete, erwärmte Raumluft mit hohem Durchfluss die Lungenfunktion und die Spitzentrainingsleistung bei menschlichen Athleten verbessern kann. Viele professionelle und Amateurathletenteams konkurrieren unter Trockenluftbedingungen (z. B. Herbst-Winter-Sport wie z. B. Fußball, und Wintersport wie z. B. Hockey, Basketball, Skifahren und Eislaufen). Es wurde entdeckt, dass Athleten, die unter solchen Bedingungen Leistung bringen, von einer Behandlung vor dem Training durch die Einführung von erwärmter und befeuchteter Luft profitieren können. Es wurde auch entdeckt, dass eine solche Behandlung die Lungenbeanspruchung begrenzen kann und helfen kann, einen durch das Training induzierten Bronchialkrampf und Bronchitis in einer Weise zu verhindern, die durch Regulierungen wie z. B. die Regulierungen des internationalen olympischen Komitees nicht verboten ist. Eine solche Behandlung kann auch eine verbesserte Therapie für durch Training induziertes Asthma bereitstellen.
BEISPIEL 4
Die Effekte der Atmung vor dem Training mit befeuchteter Luft mit hohem Durchfluss wurden an einer Laufband-Laufzeit bis zur Erschöpfung unter simulierten Sprint- und 10-Kilometer-Ausdauerlauf-Bedingungen bei trainierten, gut konditionierten Athleten bewertet. Leichtathletikteam-Mitglieder der Universität in Buffalo trainierten bis zur Erschöpfung in zwei Protokollen: (1) kurzes intensives Training, um Sprinten bergauf auf einem Laufband mit einer Steigung von 10% bei 95% VO₂ max zu simulieren (15 Läufer, mittlerer VO₂ max = 56,61 ml/kg/min); und (2) Laufen ohne Steigung auf dem Laufband, mit einer 10-Kilometer-Laufgeschwindigkeit jedes Läufers (n = 6 Läufer, mittlerer VO₂ max = 54,91 ml/kg/min).
Die Läufer wurden willkürlich zugewiesen, um entweder mit einer Atmung vor dem Training (37°C) oder der Kontrolle ohne Atmung vor dem Training für eine Stunde vor dem Training zu laufen. Die Herzfrequenz (HR), die Atemfrequenz (RR), das Atemminutenvolumen (V_E), der Sauerstoffverbrauch (VO₂), das Endatem-Kohlendioxid (P_ETCO₂) und die Arteriensauerstoffsättigung (S_aP₂) wurden kontinuierlich gemessen. Subjektive Kommentare nach jedem Training wurden auch aufgezeichnet.
Das in Beispiel 4 verwendete hyperthermische Befeuchtungssystem stellt eine erwärmte, beruhigende Inhalationstherapie bereit. Das System liefert einen zu 100% befeuchteten Luftstrom direkt zum Patienten über die Nasenkanüle mit hohem Durchfluss mit Durchflussraten zwischen 5 und 20 Litern/min, der sicher auf direkt über Körpertemperatur erwärmt ist (Bereich 34°C–41°C). Eine mikroporöse Austauschmembrankassette führt die Luftstrombefeuchtung in die Dampfphase durch. Bakterien, Schimmel und andere Pathogene können nicht in den Luftkreislauf gelangen. Die Ausgabe des Systems enthält Molekularphasenwasser mit Wasserteilchen von 0,5 Mikrometer oder weniger in der Größe. Dies ermöglicht, dass der inhalierte Wasserdampf die Lungenbläschen aufgrund der kleinen Größe der Wasserteilchen mit rein diffusiven Eigenschaften erreicht. Das System erzeugt gewöhnlich keine zerstäubten oder vernebelten Wasserteilchen, die im oberen Luftweg des Nasenrachenraums ausfällen können.
Die Befeuchtung des Luftstroms auf einen Taupunkt bei Temperaturen oberhalb 37°C stellt viele Male den Wasserdampf bereit, der normalerweise für den Patienten zur Verfügung steht. Bei 41°C kann das erfindungsgemäße System 57 mg Wasser pro Liter Luftfluss liefern. Dies ist ungefähr fünfmal der Wasserdampf, der in einem typischen Krankenhausraum bei 21,1°C (70°F) Raumtemperatur mit nur 30–40% relativer Feuchtigkeit inhaliert wird. Während des Betriebs des Systems kann der Zuführungsschlauch vollständig trocken bleiben, wodurch die Kondensation in der Atemleitung beseitigt wird. Die Erwärmung des Zuführungsschlauchs mit zirkulierender Flüssigkeit ermöglicht, dass die Vorrichtung 100% Sauerstoff so sicher wie Luft führt.
In diesem Beispiel wurden zwanzig Universitätsstudentenathleten, männlich und weiblich, im Leichtathletikteam an der Universität in Buffalo ausgewählt. Die folgenden Bedingungen waren ausschließend: Rauchen, Training induzierte Asthma, irgendein Herz-Lungen-Krankheit, Einnehmen irgendwelcher Medikationen oder mit irgendeiner Krankheit der oberen Atemwege.
Der maximale Sauerstoffverbrauch (VO₂ max) wurde für jede Versuchsperson vorbestimmt. Die Athleten wurden durch ein Elektrokardiogramm (ECG), einen Herzimpulsmesser für die momentane Herzfrequenz, die Messung der transkutanen Arteriensauerstoffsättigung (SaO₂) von Schlag zu Schlag und eine Atemmessung der Atmungsfrequenz, des Atemminutenvolumens, des Sauerstoffverbrauchs und des Endatem-Kohlendioxids überwacht.
Die maximale Trainingsleistung wurde als Dauer des Trainings bis zur Erschöpfung sowohl unter simulierter kurzer Dauer (5–15 min) Sprinten hoher Intensität als auch mäßiger Dauer (30–40 min) Ausdauerbedingungen definiert. In der ersten Studie trainierten die Athleten zweimal auf einem Laufband mit 10% Steigung bei 95% ihres individuellen vorbestimmten VO₂ max, bis sie nicht weitermachen konnten. Vor dem Training wurden die Athleten willkürlich zugewiesen, um entweder vor dem Training mit einer eingeatmeten Temperatur bei Körpertemperatur (37°C) für 60 Minuten bei 30 l/min zu atmen oder einfach vor dem Training Raumluft als Kontrollbedingung vor dem Training an einem separaten Testtag zu atmen. Während der Trainingsprüfung atmeten die Athleten Raumluft.
Die zweite Studie simulierte Laufbedingungen mit längerer Dauer. Der Athlet rannte mit Laufbandebene (0% Steigung) mit seiner individuellen vorbestimmten Laufgeschwindigkeit für einen 10-Kilometerlauf, bis er nicht weitermachen konnte. Diese Personen wurden willkürlich zugewiesen, um entweder vor dem Training bei 37°C eingeatmeter Temperatur beim Training mit 31 l/min für 60 Minuten vor dem Training zu atmen oder vor dem Training Raumluft zu atmen.
Die Ergebnisse von Bergaufsprinten und Dauerlauf sind in den nachstehend bereitgestellten Tabellen zusammengefasst.
Tabelle Eins:
Tabelle Zwei:
Zwanzig Universitätsstudentenathleten wurden einberufen, um an dieser Studie teilzunehmen. Fünfzehn führten diese Studie durch. Das mittlere Alter der 15 Versuchspersonen, acht Frauen und sieben Männer, in der Bergaufsprintstudie war 18,9 ± 0,06 (SD) Jahre. Es bestand eine Mischung von 8 Sprintern und 7 Mittelstreckenläufern. Für die Bergaufsprintstudie war der mittlere VO₂ max für alle 15 Läufer 56,61 ml/kg/min ± 2,09 (SE). In der 10-Kilometer-Ausdauerlauf-Studie war der mittlere VO₂ max 54,9 ml/kg/min ± 4,4 (SE).
In der Bergaufsprintstudie war die Ausdauerlaufzeit für alle 15 Läufer ohne Behandlung 11,54 ± 5,36 min (SD) im Vergleich zur Atmung vor dem Training mit Behandlung, 14,70 ± 9,25 (SD), eine Verbesserung von +24,23% (p < 0,001). In der zweiten Studie die 10-Kilometer-Laufbedingungen simulierte, war die Ausdauerlaufzeit für alle sechs Läufer ohne Behandlung 16,60 ± 2,52 min (SD) und war mit Behandlung 20,54 ± 3,22 min (SD), eine Verbesserung von +23,35% (p = 0,006).
In der Bergaufsprintstudie war der stationäre Sauerstoffverbrauch 55,76 ml/kg/min ± 2,42 (SE) ohne Behandlung und 53,31 ml/kg/min ± 2,59 (SE) im Vergleich zur Verwendung einer Behandlung, ein Unterschied von –4,39% (p = 0,051). Wenn diese Werte durch den Prozentsatz auf den maximalen Sauerstoffverbrauch des Einzelnen (VO₂ max) normiert wurde, hatte der Bergauflauf ohne Behandlung einen stationären VO₂ von 98,25% ± 1,70 (SE) im Vergleich zu 93,79% ± 2,08 (SE) mit Behandlung, eine Verringerung von –4,54% (p = 0,048).
Nach den 10-Kilometer-Ausdauerläufen bestand eine Erhöhung (+121,6%, p = 0,031) in der Erholungszeit, bis SaO2 auf 97% zurückkehrte, unter Verwendung der Behandlung (140,00 s ± 39,95 (SE)) im Vergleich zu keiner Verwendung der Behandlung (63,33 s ± 14,31 (SE)). Ein Wilcoxon-Rangsummentest mit Vorzeichen wurde verwendet, um diese Signifikanz zu bestimmen.
In der Bergauflaufstudie bestand eine Verringerung von –3,11% (p = 0,028) im P_ETCO₂ bei der Beendung der längeren Läufe mit Behandlung (31,04 mmHg ± 0,89 (SE)) im Vergleich zu den kürzeren Läufen ohne Behandlung (32,16 mmHg ± 0,99 (SE)). Mit Behandlung bestand auch eine Verringerung von –5,99% (p < 0,001) im P_ERCO₂ bei der äquivalenten Laufzeit von keiner Verwendung der Behandlung (32,90 mmHg ± 0,90 (SE)) bis zur Beendung dieser Läufe mit Behandlung (31,04 mmHg ± 00,89 (SE)).
In der 10-Kilometer-Ausdauerstudie bestand mit Behandlung eine Verringerung (–7,86%, p = 0,024) im P_ETCO₂ bei der äquivalenten Laufzeit von keiner Verwendung der Behandlung (31,03 mmHg ± 1,75 (SE)) bis zur Beendung dieser gleichen Läufe mit Behandlung (28,59 mmHg ± 1,69 (SE)).
In der Bergauflaufstudie bestand eine Verringerung (–4,39%, p = 0,038) in der Atemfrequenz (RR) von der Beendung der kürzeren Läufe ohne Behandlung (59,41 Atemzüge/min ± 2,70 (SE)) bis zur gleichen äquivalenten Laufzeit mit Behandlung (56,80 Atemzüge/min ± 2,33 (SE)). Mit Behandlung bestand eine Erhöhung (+8,17%, p < 0,001) in der RR bei der äquivalenten Laufzeit von keiner Verwendung der Behandlung (36,80 Atemzüge/min ± 2,33 (SE)) bis zur Beendung dieser gleichen Läufe mit Behandlung (61,44 Atemzüge/min ± 2,69 (SE)).
In der 10-Kilometer-Ausdauerstudie bestand eine Erhöhung (+11,79%, p = 0,03) in der RR bei der Beendung der Läufe ohne Behandlung (66,49 Atemzüge/min ± 4,36 (SE)) im Vergleich zu Läufen mit Behandlung (74,33 Atemzüge/min ± 5,08 (SE)).
In der Bergauflaufstide bestand eine Verringerung (–3,94%, p = 0,008) zwischen maximalem Atemminutenvolumen (V_E) von den kürzeren Läufen ohne Behandlung (120,80 l/min (BTPS) ± 7,08 (SE)) im Vergleich zur gleichen äquivalenten Laufzeit mit Behandlung (116,04 l/min (BTPS) ± 7,89 (SE)). Mit Behandlung bestand eine Erhöhung (+4,08%, p = 0,008) im V_E bei der äquivalenten Laufzeit von keiner Verwendung der Behandlung (116,04 l/min (BTPS) ± 7,89 (SE)) bis zur Beendung dieser gleichen Läufe mit Behandlung (120,77 l/min (BT) ± 8,36 (SE)).
Folglich bewirkte die Atmung mit Behandlung vor dem Training eine Verbesserung sowohl der Bergaufsprint-Laufzeit (+24,23%) als auch der simulierten 10-Kilometer-Ausdauerlaufzeit (+23,35). Die Verwendung der Behandlung war auch von einer Verringerung des stationären VO₂ (–4,54%), RR (–4,39%) und V_E (–3,94%) bei der Beendung der Läufe begleitet.
Es wird angenommen, dass die Behandlungsatmung vor dem Training eine Luftwegstrocknung während des Trainings verhindern kann. Intensives Training kann zur Entwicklung eines hohen hydrostatischen Drucks in den Lungenkapillaren, einem anschließenden Zwischenraum-Lungenödem, einem begrenzten Gasaustausch führen und zu Hypoxämie führen. Es wird angenommen, dass die Atmung vor dem Training mit Behandlung den Gasaustausch während intensivem Training durch Begrenzen der hydrostatischen Beschädigung am Lungengefäßsystem verbessern kann. Es wird auch angenommen, dass die Behandlung die Laufzeit durch Senken von Energieaufwendungen erhöhen kann, wie durch eine Verringerung im VO₂ (–4,54%) angedeutet. Die Verringerung im V_E nach der Be handlung lässt darauf schließen, dass die Atemarbeit im Vergleich zu ohne Behandlung verringert werden kann. Die Senkung der RR und des V_E kann eine Verringerung der Atemarbeit widerspiegeln, die durch die Behandlung bewirkt wird.
Es wird erkannt, dass die maximale Luftdurchflussrate während des Einatmens in Ruhe häufig etwa 30 bis 35 Liter pro Minute ist. Vorzugsweise wird erwärmtes und befeuchtetes Atemgas gemäß dieser Erfindung mit einer Durchflussrate eingeführt, die hoch genug ist, um sicherzustellen, dass fast das ganze eingeatmete Gas einer Person von der Nasenkanüle stammt, so dass sie eine minimale Menge an Raumluft mitführt, wodurch eine Verdünnung der warmen, feuchten Luft mit kalter, trockener Raumluft vermieden wird. Unter einigen Umständen können Flüsse oberhalb etwa 40 Litern pro Minute unkomfortabel werden und beginnen, die Ausatmung schwieriger zu machen. Der am meisten bevorzugte Bereich von Durchflussraten ist daher etwa 30 bis etwa 35 Liter pro Minute für die Therapie vor dem Training.
Eine Temperatur des eingeführten Atemgases von etwa 37°C ist auch bevorzugt. Eine höhere Temperatur würde mehr Feuchtigkeit liefern, es wurde jedoch auch entdeckt, dass sie die Körpertemperatur erhöht. Eine Temperatur von niedriger als 37°C würde weniger Feuchtigkeit liefern.
Obwohl eine kürzere oder längere Dauer ausgewählt werden kann, ist eine Dauer von etwa einer Stunde vor dem Training als obere Grenze bevorzugt, obwohl längere Dauern auch als therapeutisch vorteilhaft erscheinen.
Obwohl das vorangehende Beispiel die Behandlung vor dem Training betrifft, wurde auch entdeckt, dass die Zuführung von Sauerstoff mit hohem Durchfluss bei hoher Feuchtigkeit die Leistung während des Trainings verbessern kann. Insbesondere kann die Zuführung von erwärmtem und befeuchtetem Atemgas zu einer Person helfen, ihre Atemarbeit zu verringern und die Trainingsleistung durch denselben Mechanismus wie für die Behandlung vor dem Training zu verbessern. Ein Beispiel einer Behandlung während des Trainings könnte für Lungenrehabilitationsprogramme (z. B. nach einer Lungenoperation) gelten, wobei die Programme auf der Verbesserung der Lungenfunktion beruhen, indem der Patient einem Training unterzogen wird, so dass er das Atemsystem trainiert. Durch Verbessern der Trainingsleistung bei solchen Patienten gemäß dieser Erfindung können sie mehr Arbeit leisten und den Rehabilitationsprozess beschleunigen.
Es wurde entdeckt, dass eine weitere günstige Anwendung der Vorrichtung dieser Erfindung die Einführung von Sauerstoff mit hohem Durchfluss in Patienten, die zusätzlichen Sauerstoff erfordern, ist. Patienten mit einer schweren Lungenkrankheit erfordern beispielsweise häufig zusätzlichen Sauerstoff, aber herkömmliche Systeme haben häufig einen maximalen Gasfluss von etwa 6 Litern pro Minute durch eine Nasenkanüle. Es wurde entdeckt, dass höhere Durchflussraten unter Verwendung von herkömmlichen Systemen eine Trocknung und Kühlung im oberen Luftweg verursachen. Die Trocknung und Kühlung können eine Unannehmlichkeit und eine Luftwegbeschädigung verursachen. Wenn höhere Sauerstoffflüsse erforderlich sind, ist es häufig erforderlich, eine Atemmaske zu verwenden, was eine Schwierigkeit für den Patienten bezüglich Sprechen und Essen verursacht. Einige Patienten leiden auch unter Klaustrophobie und können Panikattacken ausgesetzt sein, während sie eine Maske tragen.
Es wurde entdeckt, dass unter Verwendung der Vorrichtung gemäß dieser Erfindung Luftdurchflussraten von bis zu etwa 40 Litern pro Minute (oder sogar höher) durch eine Nasenkanüle gut toleriert werden, wenn die Feuchtigkeit größer als etwa 90% ist und die Temperatur bei oder oberhalb 37°C liegt.
In einer weiteren Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wurde entdeckt, dass die Einführung von erwärmtem und befeuchtetem Atemgas für die Stimmbehandlung vorteilhaft ist. Die Inhalation von trockener Luft kann die Stimmproduktion beeinträchtigen, und für Berufsausübende, die von der Verwendung ihrer Stimme abhängen, kann dies ihre Fähigkeit zu arbeiten verringern. Die Vorrichtung dieser Erfindung stellt eine verbesserte Weise bereit, in der erwärmtes und befeuchtetes Atemgas in den oberen Atemweg zur Stimmbehandlung eingeführt werden kann. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch komfortabel angewendet werden, während die Person schläft.
Ferner wurde entdeckt, dass atrophischer Schnupfen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorteilhaft behandelt wird. Es wird angenommen, dass das Aufrechterhalten von hoher Feuchtigkeit in den Nasendurchgängen die Heilung von Läsionen beim atrophischen Schnupfen mit Verbesserungen in der Lebensqualität signifikant fördert.
Es wurde auch entdeckt, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in Verbindung mit Beatmungsentwöhnung unter Verwendung einer Transtrachealkanüle Anwendung hat. Kanülen zum Zuführen von Atemgas zur Luftröhre eines Patienten stehen unter der Handelsmarke SCOOP von Trans-Tracheal Inc., in Denver, Colorado, zur Verfügung. Obwohl angenommen wird, dass es vorteilhaft ist, Atemgas mit Durchflüssen von 6 bis 10 Litern pro Minute zu liefern, wurde entdeckt, dass einige Patienten von höheren Durchflüssen von 15–20 Litern pro Minute profitieren. Solche höheren Durchflüsse können gemäß dem System und Verfahren dieser Erfindung befeuchtet werden, wodurch das Risiko für eine Trocknung des Luftröhrenluftweges entfernt wird. Durchflussraten von bis zu 15 Litern/min, die gemäß dieser Erfindung befeuchtet werden, wurden als beim Aufrechterhalten von normalen Blutsauerstoffpegeln bei Patienten mit schwerer obstruktiver Lungenkrankheit wirksam festgestellt. Am meisten bevorzugt werden Durchflussraten von etwa 10 bis etwa 15 Litern pro Minute für Sauerstoffsättigungspegel von etwa 90% bis 100% vorgesehen.
Es wird auch angemerkt, dass die Nasenschleimziliarreinigung (mcc) hilft, Stoff, einschließlich Bakterien, vom Nasenepithel weg zu bewegen. Wenn Sekretionen nicht bewegt werden, dann können sie trocknen und sich infizieren. Die Vorrichtung dieser Erfindung kann verwendet werden, um Feuchtigkeit zu liefern und solche Sekretionen beweglich zu machen. Insbesondere macht es die Vorrichtung dieser Erfindung möglich, erwärmtes und befeuchtetes Atemgas durch eine Nasenkanüle über einen verlängerten Zeitraum (z. B. über Nacht) einzuführen.

Claims

Schlauchbaugruppe (24; 104) zum Zuführen von Gas zu einem Patienten aus einer Versorgungseinheit (11; 102), wobei die genannte Schlauchbaugruppe umfasst: einen Schlauch (28; 250) mit einem Gasdurchgang (72; 260) zum Zuführen von Gas in Richtung auf einen Patienten, und einem Fluiddurchgang (74, 76; 262, 264) zum Zirkulieren von Fluid und Übertragen von Wärme zu Gas im Gasdurchgang (72; 260); und gekennzeichnet ist durch ein Anschlussstück (26; 242), das an das genannte Rohr (28; 250) angeschlossen ist, wobei das genannte Anschlussstück zur Einführung in einen Kanal (40; 42; 44; 130) der genannten Versorgungseinheit (11; 102) ausgelegt ist, welcher Kanal (40; 42; 44; 130) einen Gasauslass (40; 320), einen Fluidauslass (42; 316) und einen Fluideinlass (44; 318) definiert, und das genannte Anschlussstück einen Gaseinlass (58; 286) aufweist, der zum Liefern eines Gasstroms zwischen dem Gasauslass (40; 320) der Versorgungseinheit (11; 102) und dem genannten Gasdurchgang (72; 260) des genannten Schlauchs (28; 250) ausgerichtet ist, wobei das genannte Anschlussstück (26; 242) ferner einen Fluideinlass (60; 272B) aufweist, der ausgerichtet ist, um Fluidfluss zwischen dem Fluidauslass (42; 316) der Versorgungseinheit (11; 102) und dem Fluiddurchgang (74, 76; 262, 264) des genannten Schlauchs (28; 250) bereitzustellen, und das genannte Anschlussstück ferner einen Fluidauslass (62; 272A) aufweist, der zum Bereitstellen von Fluidfluss zwischen dem genannten Fluiddurchgang (74,16; 262, 264) des genannten Schlauchs (28; 250) und dem Fluideinlass (44; 318) der Versorgungseinheit (11; 102) ausgerichtet ist; wobei das genannte Anschlussstück (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) konfiguriert ist, um bei Einführung des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) in den Kanal (40, 42, 44; 130) der Versorgungseinheit (11; 102) Flusskommunikation zwischen dem Gasauslass (40; 320), dem Fluidauslass (42; 316), und dem Fluideinlass (44; 318) der Versorgungseinheit (11; 102) sowie dem genannten Gasdurchgang (72; 260) und dem genannten Fluiddurchgang (74, 76; 262; 264) des genannten Schlauchs (28; 250) zu schaffen.
Schlauchbaugruppe nach Anspruch 1, wobei das genannte Anschlussstück (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe (24, 104) an ein nahes Ende des genannten Schlauchs (28; 250) gekoppelt wird.
Schlauchbaugruppe nach Anspruch 2, wobei die genannte Schlauchbaugruppe (24,104) ferner ein Versorgungsanschlussstück (82; 252) gekoppelt an ein distales Ende des genannten Schlauchs (28; 250) aufweist.
Schlauchbaugruppe nach Anspruch 1, wobei der genannte Gasdurchgang (72; 260) des genannten Schlauchs (28; 250) der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) sich von einem nahen Ende zu einem entfernten Ende des genannten Schlauchs (28; 250) erstreckt.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1, wobei der genannte Fluiddurchgang (74, 76; 262, 264) des genannten Schlauchs einen Fluidzuführdurchgang (74; 262 oder 264), der von einem nahen Ende zu einem entfernten Ende des genannten Schlauchs verläuft, und einen Fluidrückführdurchgang (76; 264 oder 262) aufweist, der von dem genannten entfernten Ende zum genannten nahen Ende des genannten Schlauchs (28; 250) verläuft, wobei der genannte Fluiddurchgang (74, 76; 262, 264) konfiguriert ist, um Fluid von dem genannten nahen Ende zu dem genannten entfernten Ende des genannten Schlauchs (28; 250) durch den genannten Fluidzuführdurchgang (74; 262 oder 264) sowie von dem genannten entfernten Ende zu dem genannten nahen Ende des genannten Schlauchs (28; 250) durch den genannten Fluidrückführdurchgang (76; 264 oder 262) zu zirkulieren.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 5, wobei die Schlauchbaugruppe einen Durchgang (82; 294) für Fluidfluss zwischen dem genannten Fluidzuführdurchgang und dem genannten Fluidrückführdurchgang angrenzend an das genannte entfernte Ende des genannten Schlauchs begrenzt.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 5, wobei der genannte Fluideinlass des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) für Flusskommunikation mit dem genannten Fluidzuführdurchgang (74; 262 oder 264) des genannten Schlauchs angrenzend an das genannte nahe Ende des genannten Schlauchs (28; 250) positioniert ist.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 7, wobei der genannte Fluidauslass des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) für Flusskommunikation mit dem genannten Fluidrückführdurchgang (76; 264 oder 262) des genannten Schlauchs angrenzend an das genannte nahe Ende des genannten Schlauchs (28; 250) positionier ist.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1, wobei der genannte Gaseinlass (58; 286) des genannten Anschlussstücks der genannten Schlauchbaugruppe (26; 242) sich axial für Flusskommunikation mit dem Gasauslass (40; 320) der Versorgungseinheit erstreckt.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1, wobei der genannten Fluideinlass (60; 212B) des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe für Längsausrichtung mit dem Fluidauslass (42; 316) der Versorgungseinheit (11; 102) konfiguriert ist.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1, wobei der genannte Fluidauslass (26; 272A) des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe für Längsausrichtung mit dem Fluideinlass (44; 318) der Versorgungseinheit (11; 102) konfiguriert ist.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1, wobei der genannte Fluideinlass (60; 272B) des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe sich radial für Flusskommunikation mit dem Fluidauslass (42; 316) der Versorgungseinheit (11; 102) erstreckt.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1, wobei der genannte Fluidauslass (62; 272A) des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe sich radial für Flusskommunikation mit dem Fluideinlass (44; 318) der Versorgungseinheit (11; 102) erstreckt.
Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1, wobei der genannte Fluideinlass (60; 272B) und der genannte Fluidauslass (62; 272A) des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe sich entlang einer gemeinsamen Achse erstrecken, die in einem Winkel zur Längsachse des genannten Schlauchs (28; 250) ausgerichtet ist.
In Kombination mit der Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1, eine Versorgungseinheit (11; 102), die zum Liefern von Gas zum Zuführen zu einem Patienten und zum Liefern von Fluid zum Erhitzen des Gases konfiguriert ist; wobei die genannte Versorgungseinheit einen Kanal (40, 42, 44; 130) aufweist, der einen Gasauslass (40; 320), einen Fluidauslass (42, 316) und einen Fluideinlass (44, 318) begrenzt, das genannte Anschlussstück (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe lösbar in den genannten Kanal (40, 42, 44; 130) der genannten Versorgungseinheit (11; 102) eingreift; der genannte Gasauslass (40; 320) der genannten Versorgungseinheit in Flusskommunikation mit dem genannten Gaseinlass (58; 286) des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe steht; der genannte Fluidauslass (42, 316) der genannten Versorgungseinheit (11; 102) in Flusskommunikation mit dem genannten Fluideinlass (60; 272B) des genannten Anschlussstücks der genannten Schlauchbaugruppe steht; und der genannte Fluideinlass (44, 318) der genannten Versorgungseinheit in Flusskommunikation mit dem genannten Fluidauslass (62; 272A) des genannten Anschlussstücks der genannten Schlauchbaugruppe steht.
Kombination nach Anspruch 15, bei der die genannte Versorgungseinheit (11; 102) zum Befeuchten von Gas und zum Liefern des befeuchteten Gases zu dem genannten Gasauslass (40; 320) der genannten Versorgungseinheit (11; 102) konfiguriert ist.
Kombination nach Anspruch 15, bei der die genannte Versorgungseinheit (11; 102) zum Erhitzen von Fluid und Zirkulieren von erhitztem Fluid von dem genannten Fluideinlass (44, 318) der genannten Versorgungseinheit zu dem genannten Fluidauslass (42; 316) der genannten Versorgungseinheit konfiguriert ist.
Kombination nach Anspruch 15, bei der sich der genannte Gaseinlass (58; 286) des genannten Anschlussstücks der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) und der genannte Gasauslass (40; 320) der genannten Versorgungseinheit (11; 102) entlang der Längsachse des genannten Schlauchs (28; 250) der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) erstrecken.
Kombination nach Anspruch 15, bei der sich der Fluideinlass (60; 212B) und der genannte Fluidauslass (62; 272A) des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe radial nach außen erstrecken.
Kombination nach Anspruch 19, bei der das genannte Anschlussstück der genannten Schlauchbaugruppe (104) einen Flansch aufweist, der zum Ergreifen einer Oberfläche des genannten Kanals (130) für Drehung des genannten Anschlussstücks (242) in verriegelnden Eingriff mit dem genannten Kanal (130) konfiguriert ist, wobei der genannte Fluideinlass (272B) und der genannte Fluidauslass (272A) des genannten Anschlussstücks (242) der genannten Schlauchbaugruppe nach der genannten Drehung des genannten Anschlussstücks (242) in verriegelnden Eingriff mit dem genannten Kanal in Flusskommunikation mit dem genannten Fluidauslass (316) und dem genannten Fluideinlasses (318) des genannten Kanals steht.
Kombination nach Anspruch 15, bei der der genannte Kanal der genannten Versorgungseinheit (11; 102) Ventile (304, 306) aufweist, um den genannten Fluideinlass (42, 316) und den genannten Fluidauslass (44; 318) nach Entfernung des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe aus dem genannten Kanal zu verschließen.
Kombination nach Anspruch 21, bei der die genannten Ventile (304, 306) des genannten Kanals konfiguriert sind, um bei Einführung des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe in den genannten Kanal geöffnet zu werden, wodurch Flusskommunikation zwischen dem genannten Fluideinlass (42, 316) und dem genannten Fluidauslass (44; 318) des genannten Kanals und dem genannten Fluiddurchgangs (74, 76; 262, 264) der genannten Schlauchbaugruppe zugelassen wird.
Kombination nach Anspruch 15, bei der die genannte Versorgungseinheit ferner einen Sensor aufweist, der zum Erfassen des Vorliegens von Flüssigkeit in zu dem genannten Gasauslass (40; 320) beförderten Gas angebracht ist.
Kombination nach Anspruch 23, bei der der genannte Sensor konfiguriert ist, um die Intensität eines durch das Gas erzeugten Lichtstrahls zu erfassen, wobei das Vorliegen von Flüssigkeit im Gas die Inensität des genannten Lichtstrahls senkt.
Kombination nach Anspruch 23, bei der die genannte Versorgungseinheit (11; 102) konfiguriert ist, um die Beförderung von Gas zu dem genannten Gasauslass (40; 320) zu verhindern, wenn das Vorliegen von Flüssigkeit im Gas erfasst wird.
Verfahren zum Herstellen einer Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1 zum Zuführen eines Gases zu einem Patienten aus einer Versorgungseinheit (11; 102), wobei das genannte Verfahren zum Herstellen der Schlauchbaugruppe aufweist: Vorsehen eines Schlauchs (28; 250) mit einem Gasdurchgang (72; 260) zum Zuführen von Gas in Richtung auf einen Patienten und einem Fluiddurchgang (74, 76; 262, 264) zum Zirkulieren von Fluid und Übertragen von Wärme zu Gas im Gasdurchgang (72; 260); und gekennzeichnet ist durch Verbinden eines Anschlussstücks (26; 242) mit dem genannten Schlauch (28; 250), wobei das genannte Anschlussstück zur Einführung in einen Kanal (40; 42; 44; 130) der genannten Versorgungseinheit (11; 102) ausgelegt ist, welcher Kanal (40; 42; 44; 130) einen Gasauslass (40; 320), einen Fluidauslass (42; 316) und einen Fluideinlass (44; 318) definiert, und das genannte Anschlussstück einen Gaseinlass (58; 286) aufweist, der zum Schaffen von Gasfluss zwischen dem Gasauslass (40; 320) der Versorgungseinheit (11; 102) und dem genannten Gasdurchgang (72; 260) des genannten Schlauchs (28; 250) ausgerichtet ist, wobei das genannte Anschlussstück (26; 242) ferner einen Fluideinlass (60; 272B) aufweist, der zum Bereitstellen von Fluidfluss zwischen dem Fluidauslass (42; 316) der Versorgungseinheit (11; 102) und einem Fluiddurchgang (74, 76; 262, 264) des genannten Schlauchs (28; 250) ausgerichtet ist, und das genannte Anschlussstück ferner einen Fluidauslass (62; 272A) aufweist, der zum Bereitstellen von Fluidfluss zwischen dem genannten Fluiddurchgang (74, 76; 262, 264) des genannten Schlauchs (28; 250) und dem Fluideinlass (44; 318) der Versorgungseinheit (11; 102) ausgerichtet ist; wobei das genannte Anschlussstück (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) konfiguriert ist, um nach Einführung des genannten Anschlussstücks (26; 242) der genannten Schlauchbaugruppe (24; 104) in den Kanal (40, 42, 44; 130) der Versorgungseinheit (11; 102) Flusskommunikation zwischen dem Gasauslass (40; 320), dem Fluidauslass (42; 316) und dem Fluideinlass (44; 318) der Versorgungseinheit (11; 102) sowie dem genannten Gasdurchgang (72; 260) und dem genannten Fluiddurchgang (74, 76; 262; 264) des genannten Schlauchs (28; 250) bereitzustellen.
Verfahren zum Verbinden der Schlauchbaugruppe (24; 104) nach Anspruch 1 mit der Versorgungseinheit (11; 102), wobei das genannte Verfahren aufweist, das Anschlussstück (26; 242) in den Kanal (40; 42; 44; 130) der genannten Versorgungseinheit (11; 102) einzuführen, wodurch Flusskommunikation zwischen dem Gasauslass (40; 320), dem Fluidauslass (42; 316) und dem Fluideinlass (44; 318) der Versorgungseinheit (11; 102), sowie dem genannten Gasdurchgang (72; 260) und dem genannten Fluiddurchgang (74; 76; 262; 264) des genannten Schlauchs (28; 250) geschaffen wird.