DE60320331T2

DE60320331T2 - System zur Detektierung von Übertemperatur innerhalb einer Leitung

Info

Publication number: DE60320331T2
Application number: DE60320331T
Authority: DE
Inventors: Craig Karl Remuera White; Duncan James Ellerslie Rumbold
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 2002-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2023-02-21
Also published as: ATE392227T1; CA2419390C; US7140367B2; EP1338297A1; JP2003245353A; AU2003200559B2; AU2003200559A1; JP4876175B2; DE60320331D1; JP2010088934A; JP4471574B2; EP1338297B1; CA2419390A1; US20030154977A1

Description

Bereich der Erfindung
Diese Erfindung betrifft Rohrüberhitzungs-Detektionssysteme für geheizte Atemrohre zur Verwendung, um einen Patienten an ein Atemsbefeuchtungssystem anzuschließen.
Zusammenfassung des Standes der Technik
Um Gase einem Patienten oder einer solche Gase benötigenden Person zuzuführen, kann es manchmal notwendig sein, diese Gase zuerst zu befeuchten, zum Beispiel durch Verwendung eines Atembefeuchtungs- bzw. Atemventilatorsystems. In solch einem Fall, in dem die Gase befeuchtet und daher mit Wasser beladen worden sind, ist es wahrscheinlich, dass während des Transports zu einem Patienten durch ein Rohr Kondensation dieses Wassers geschehen wird. Um diesen Nachteil zu überwinden, ist es bekannt, einen Heizdraht oder ein Heizelement einem Atembefeuchtungsrohr zuzuordnen, um Kondensation zu vermeiden. Beispiele für solch ein geheiztes Atemrohr sind in US 5,537,996 (McPhee) und US 5,392,770 (Clawson et al.) offenbart.
In Teilen des Rohrs, das einen Heizdraht oder ein Heizelement enthält, wobei ein Temperaturfühler enthalten ist, ist es möglich, die Rohrtemperatur direkt zu überwachen und jedes Überhitzen zu detektieren. Dieses Überhitzen kann unter Nicht-Strom-Umständen vorkommen, oder wenn übermäßige Isolation wie zum Beispiel eine Decke auf das Rohr aufgebracht wird. In Teilen des Rohrs, wo (um Sperrigkeit, Komplexität und Kosten zu reduzieren) kein Temperaturfühler enthalten ist, kann die Sicherheit der Ausrüstung oder des Patienten gefährdet werden. Dies ist aufgrund der erhöhten Möglichkeit des Rohrmaterials, zu überhitzen und zu schmelzen der Fall, wenn kein alternatives Verfahren, die Rohrtemperatur zu überwachen, implementiert ist. Weiterhin, mit keinem Sensor in dem Rohr, ist die Möglichkeit, dass der Patient Gase mit hoher Temperatur aufnimmt, erhöht.
EP 1014527 offenbart einen Fehlerschutzschaltkreis für ein Atemrohrheizelement. Dieser Fehlerschutzschaltkreis ist dafür konfiguriert, zwei Fehlerbedingungen zu detektieren, die besonders wichtig beim Beginn eines Feuers in einem geheizten Atemrohr zu sein scheinen. Diese zwei Fehlerbedingungen sind eine Unterbrechung in dem Heizelement, die zu wiederholten Funken führt, die einen Brand hervorrufen können, und übermäßiger Strom in dem Heizelement, der zum Schmelzen oder Brand des Atemrohrs führt. Um diese zwei Fehlerbedingungen zu detektieren, umfasst der Fehlerschutzschaltkreis der EP 1014527 einen Funkendetektor, der dafür konfiguriert ist, in dem Heizelement Funken durch Detektion von schnellen Stromänderungen in dem Heizelement zu detektieren, und einen Überstromdetektor, der dafür konfiguriert ist, zu detektieren, wenn Strom in dem Heizelement einen voreingestellten Schwellwert überschreitet. Sobald der Fehlerschutzschaltkreis eine dieser zwei Fehlerbedingungen detektiert, wird der Strom in dem Heizelement vollständig für eine voreingestellte Dauer unterbrochen.
In Atemvorrichtungen, wo ein Doppel-Ast-Atemleitung verwendet wird, wird oftmals nur einer der Äste gesteuert/geregelt, während der andere einfach folgt oder als „Slave" des gesteuerten/geregelten Asts agiert. Deshalb könnte, ohne Überwachung oder Steuerung/Regelung des „Slave"-Asts, dieser Ast, wenn er von dem Strom abgetrennt, blockiert oder abgedeckt wurde, überhitzen oder schmelzen, ohne dass ein Benutzer dies bemerkt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Rohrüberhitzungs-Detektionssystem für ein Atemrohr-Heizelement bereitzustellen, welches in die Richtung geht, die zuvor erwähnten Nachteile zu beseitigen.
Entsprechend umfasst die Erfindung in einem ersten Aspekt ein Rohrüberhitzungs-Detektionssystem nach Anspruch 1. In einem zweiten Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Rohrüberhitzungs-Detektionssystem nach Anspruch 8.
Für den Fachmann des Bereichs, auf die sich die Erfindung bezieht, bieten sich viele Änderungen in der Konstruktion und weit voneinander abweichende Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung von selbst an, ohne vom Geltungsbereich der Erfindung wie in den angehängten Ansprüchen definiert, abzuweichen. Die Offenbarungen und Beschreibungen hierin sind rein illustrativ und sind nicht dafür gedacht, auf irgendeine Weise einschränkend zu sein.
Kurzbeschreibung der Figuren
Eine bevorzugte Form der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden mit Referenz auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei:
1 ein schematisches Diagramm eines Atembefeuchtungssystems ist, das ein Rohrüberhitzungs-Detektionssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung umfasst,
2 eine Illustration eines Atembefeuchtungssystems ist, das das Leitungsüberhitzungssystem gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwenden kann,
3 eine Illustration der Befeuchterbasis des Atembefeuchtungssystems von 2 ist,
4 ein Graph des Stroms in einem Heizelement über die Zeit während des Testens eines Rohrs unter Bedingungen ist, wo es keine Stromdetektion gibt,
5 ein Graph des Stroms in einem Heizelement über die Zeit ist, wo Stromdetektion verwendet wird, um sicherzustellen, dass das Rohr nicht schmilzt und und dem Patienten bereitgestellte Gase keine hohe Temperatur aufweisen, und
6 ein schematisches Diagramm eines Beatmungssystems ist, das Einatmungs- und Ausatmungsrohre hat, welche ein Rohrüberhitzungs-Detektionssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
In Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen und im Besonderen auf 1 ist ein Beispiel eines Atembefeuchtungssystem illustriert, das eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst. Eingeschlossen in dem Atembefeuchtungssystem ist ein Gasversorgungsmittel 1 (wie z. B. ein Ventilator, ein Insufflationsgerät oder Gebläse), das einen Auslass 2 hat, welcher Gase (z. B. Sauerstoff, betäubende Gase oder Luft) an den Einlass 3 einer Befeuchtungskammer 4 über ein Rohr 6 bereitstellt. Die Befeuchtungskammer 4 kann zum Beispiel eine aus Plastik gebildete Kammer umfassen, die einen Metallboden 7 hat, der daran abgedichtet ist. Die Befeuchtungskammer 4 ist dafür angepasst, ein Volumen an Wasser 8 zu halten, welches durch eine Heizerplatte 9 unter Steuerung/Regelung des Kontrollers oder Steuer-/Regelungsmitteln 11 eines Befeuchtungsgeräts oder Befeuchters 10 geheizt wird.
Weil das Wasser innerhalb der Befeuchtungskammer 4 geheizt wird, wird es langsam verdampfen, wobei Wasserdampf mit dem Gasstrom durch die Befeuchtungskammer 4 durch Ventilator 1 vermischt wird. Entsprechend verlassen befeuchtete Gase die Befeuchtungskammer 4 über Auslass 12 und werden an einen Patienten 13 oder eine andere Person, die solche Gase benötigt, durch ein Atemrohr 14 weitergegeben. Um Kondensation innerhalb des Atemrohrs 14 zu reduzieren und die Gastemperatur der an den Patienten 13 bereitgestellten Gase zu erhöhen, ist ein Heizelement 15 bereitgestellt, das unter Steuerung/Regelung der Steuerungs-/Regelungsmittel 11 erregt wird.
In 1 ist eine Gasmaske 16 über Nase und Mund des Patienten gezeigt (unter Bezugnahme als „Intakte Luftwege"-Gasabgabe), es sollte jedoch verstanden sein, dass viele Gasabgabekonfigurationen existieren, wie zum Beispiel Intubation, in der eine Abgaberöhre in der Luftröhre des Patienten positioniert ist, um die Luftwege des Patienten zu umgehen (bekannt als „Intubierte Luftwege"-Gasabgabe). Es ist auch möglich, einen Rückkehrpfad für die vom Patienten ausgeatmeten Gase zurück an den Ventilator 1 bereitzustellen. In diesem Fall kann ein geeignetes Anschlussteil wie zum Beispiel ein „Y-Stück" 36 (siehe 6) zwischen einem Einatmungsrohr 31 für einen Patienten 40 und einem Ausatmungsrohr 32, das an einem Einlass 42 des Ventilators 33 angebracht ist, befestigt werden.
Steuerungs-/Regelungsmittel 11 können zum Beispiel einen Mikroprozessor oder einen Logikschaltkreis mit zugeordnetem Speicher oder Speichermitteln umfassen, die ein Softwareprogramm enthalten, das, wenn es durch die Steuerungs-/Regelungsmittel 11 ausgeführt wird, den Betrieb des Befeuchtungssystems entsprechend dem Befehlssatz in der Software und auch als Antwort auf externe Eingaben steuert/regelt. Zum Beispiel können Steuerungs-/Regelungsmittel 11 mit einer Eingabe von der Heizerplatte 9 bereitgestellt werden, so dass Steuerungs-/Regelungsmittel 11 mit Information über die Temperatur und/oder Leistungsverbrauch der Heizerplatte 9 versorgt werden. Weiterhin können Strommessmittel oder Stromfühler 17 irgendwo in dem Atemkreislauf bereitgestellt werden (der „Atemkreislauf" umfasst die Teile der Befeuchtungsvorrichtung, durch die die Gasströme passieren). Der Stromfühler 17 ist in 1 gezeigt und kann bei oder nahe dem Befeuchtungsauslass 12 bereitgestellt werden, um den Regel-/Steuerungsmitteln 11 den Auslassgasstrom anzuzeigen. In solch einer Vorrichtung kann auch ein Temperaturfühler am Auslass zu dem Befeuchter und ein Umgebungstemperaturfühler am Einlass zu dem Befeuchter bereitgestellt werden. Jede der Ausgaben von diesen Fühlern kann eine Eingabe für die Steuerungs-/Regelungsmittel 11 sein.
Eine weitere Eingabe an die Steuer-/Regelungsmittel 11 können Benutzereingabemittel oder ein Schalter 18 sein, die verwendet werden können, um einem Benutzer (wie zum Beispiel einem Gesundheitsexperten oder dem Patienten selbst) zu erlauben, eine gewünschte Gastemperatur für Gase, die abgegeben werden, oder ein gewünschtes Gasfeuchtigkeitsniveau, das abgegeben werden soll, einzustellen, oder alternativ könnten andere Funktionen durch den Schalter 18 gesteuert/geregelt werden wie zum Beispiel die Steuerung/Regelung der Wärme, die durch Heizelement 15 ausgeliefert wurde, oder die Auswahl von einer Anzahl von automatischen Gasabgabekonfigurationen.
Bezugnehmend auf 2 und 3, die eine Befeuchtungsvorrichtung 20 detaillierter zeigen, hat der Befeuchter 20 eine Befeuchtungskammer 21, die Kanten hat, die mit dem Kragen 22 des Befeuchters 20 verbunden sind. Die zu befeuchtenden Gase können zum Beispiel eine Mischung von Luft, Sauerstoff und Betäubungsmitteln sein, die der Kammer durch Gaseinlass 23 zugeführt werden. Dieser kann mit einem Ventilator verbunden werden, einer Quelle für bedruckten Sauerstoff, einem Stromgenerator, oder einem Luftkompressor. Ein Gasauslass 24 wird auch bereitgestellt, und der Gasauslass 24 ist mit dem Rohr 25 verbunden, welches befeuchtete Gase an dem Ende 26 des Rohrs dem Patienten zuführt. Das Ende 26 des Rohrs kann eine Kanüle haben, die mit der Nase des Patienten, einer nasalen Maske oder mit einer mit dem Gesicht des Patienten verbundenen Gesichtsmaske verbunden ist, um dem Patienten befeuchtete Gase zuzuführen. Die Befeuchterheizplatte 27 hat einen Temperaturfühler 28, der in elektrischem Kontakt mit dem elektronischen Steuerungs-/Regelungsschaltkreis in Hauptteil 29 der Vorrichtung ist, so dass die Steuerungs-/Regelungsmittel die Temperatur der Heizerplatte überwachen.
Ein Heizelement 15 ist bereitgestellt innerhalb des Rohrs 25, um zu helfen, Kondensation der befeuchteten Gase innerhalb des Rohrs zu verhindern. Solche Kondensation besteht, weil die Temperatur der Rohrwände nahe an der Umgebungstemperatur (die die Temperatur der umgebenden Atmosphäre ist) ist, welche gewöhnlich niedriger als die Temperatur der befeuchteten Gase innerhalb des Rohrs ist. Das Heizelement 15 ersetzt effektiv den Energieverlust von den Gasen durch Leitung und Konvektion während des Durchgangs durch das Rohr. Also stellt das Rohrheizelement 15 sicher, dass die Gase bei einer optimalen Temperatur und Feuchtigkeit abgegeben werden.
Das Heizelement 15, welches gewöhnlich ein Kupferdraht ist, hat eine Materialeigenschaft, die eine Veränderung im elektrischen Widerstand hervorruft, welche gewöhnlich signifikant ist, wenn es eine Veränderung in der Temperatur des Kupferdrahts gibt. Deshalb können der elektrische Widerstand und indirekt die Temperatur des Heizelements 15 durch Überwachung des Stroms, der durch das Heizelement gezogen wird, überwacht werden, wenn Leistung dem Heizelement 15 zugeführt wird. Dieses Überwachen des Heizelements 15 kann durch direkte Verwendung der Steuerungs-/Regelungsmittel 11, die mit dem Heizelement 15 verbunden sind, durchgeführt werden, oder durch externe Detektionsmittel wie z. B. einen Sensor 30 (siehe 1), der mit den Steuerungs-/Regelungsmitteln 11 verbunden ist. Wenn der Strom durch das Heizelement 15 niedrig ist, dann ist der Widerstand des Heizelements 15 hoch, und die Heizelementtemperatur ist hoch und das Rohr heiß. In diesem Fall, falls der durch das Heizelement 15 gezogene Strom eine voreingestellte Grenze überschreitet oder außerhalb eines sicheren Strombereichs ist, können der Atembefeuchter 10 und das Rohr 14 durch die Steuerungs-/Regelungsmittel 11 in einen sicheren Modus zurückgeschaltet werden, und dann zurück in den Betriebsmodus, sobald die Temperatur des Heizelements 15 bis auf sichere Niveaus reduziert ist.
Ob der voreingestellte Rohrheizungselement-Stromgrenzwert ein oberer oder unterer Grenzwert ist, hängt von der spezifischen Widerstands- Temperatur-Charakteristik des Heizelement-Materials ab. 4 zeigt einen Strom (in Ampere)-Zeit-Graphen für ein Rohr mit einem Heizelement, wo das Element ein typischer Kupfer-Draht ist. Um eine Erhöhung der Temperatur des Rohrs zu simulieren, wurden Tests durchgeführt, in denen eine Decke über das Rohr für einen Zeitraum von t = 55 Minuten platziert wurde und keine Detektion der Rohrüberhitzung verwendet wurde.
Wie in 4 gesehen werden kann, befindet sich das Rohrheizungselement zwischen 0 und 4 Minuten in seiner Einschalt-Periode und ihm wird keine signifikante Leistung zugeführt, um ein Heizen der befeuchteten Gase hervorzurufen. Zwischen 4 und 55 Minuten ist die Rohrheizungselement-Leistung auf eine konstante Einschaltdauer gesetzt (in diesem Beispiel war die Einschaltdauer 95%, aber jedes geeignete Niveau ist ausreichend), und der Heizelementstrom ist auf ein stabiles Betriebsniveau festgelegt, in diesem Beispiel liegt das Betriebsniveau bei ca. 1,65 Ampere, andere für das Heizelement geeignete Betriebsniveaus können verwendet werden. Das Strombetriebsniveau hängt letztendlich von der Stromrate, der Umgebungstemperatur und Rohrdynamiken (d. h. Abmessungen, Materialien, Widerstand und Drahtlänge des Heizelements) ab. Jedoch haben Tests gezeigt, dass für ein bestimmtes Rohr-Design ein Strom-Sicherheitsgrenzwert bestimmt werden kann, unter welchen der Rohrheizelementstrom nicht fallen wird (bei jeder Stromrate oder Umgebungstemperatur), bis das Rohr sich zu einem Grad aufheizt, der einem Sicherheitsrisiko nahe kommt.
In 4 wurde zur Zeit t = 55 Minuten während des Testens eine Decke über dem Rohr platziert, wobei diese zusätzliche Isolation den Strom innerhalb des Heizelements veranlasst hat, mit der Temperatur abzufallen, wenn sich die Temperatur innerhalb des Rohrs erhöht hat. Wie gesehen werden kann, fährt der Strom in dem Heizelement zwischen t = 55 Minuten und t = 100 Minuten fort, unter den voreingestellten Stromsicherheitsgrenzwert 46 abzufallen. Schließlich ist zu einer Zeit t = 100 Minuten die Rohrtemperatur derart, dass das aus Plastikmaterial hergestellte Rohr zu schmelzen beginnt. Auch über die Zeitdauer, wo der Heizelementstrom unter dem des Stromsicherheitsgrenzwerts 46 ist, wenn solch ein Atmungssystem unter diesen Bedingungen benutzt wurde, so ist es wahrscheinlich, dass der Patient mit Gasen hoher Temperatur versorgt wird, was ein Unwohlsein und möglicherweise Schaden an dem Patienten hervorruft.
Das Verfahren des Detektierens des Überhitzens des Heizelements 15 in dem Rohr 14 besteht darin, den Strom in dem Heizelement 15 wie oben beschrieben zu überwachen. Um unsichere Rohrtemperaturen zu verhindern und ein eventuelles Schmelzen des Rohrs zu verhindern, kann ein Heizelementstrom-Sicherheitsgrenzwert 46 bestimmt werden, durch manuelles Testen oder ähnliches, und in die Steuerungs-/Regelungsmittel 11 programmiert werden. Wenn der Strom in dem Heizelement 15 unter den Strom-Sicherheitsgrenzwert 46 fällt, wird der Befeuchter 10 durch die Steuerungs-/Regelungsmittel 11 in einen sicheren Modus geschaltet, wodurch die Heizelement-Leistung für eine voreingestellte Zeitdauer auf ein voreingestelltes Sicherheitsniveau gesenkt wird, und wobei die Heizelement-Leistung dann wieder auf einen normalen Betriebsmodus oder ein normales Betriebsniveau erhöht wird.
Bevorzugt ist der sichere Modus einer, bei dem die Einschaltleistung an das Heizelement 15 vom Betriebswert reduziert worden ist. Wie in 5 gesehen werden kann, wird, wenn der Strom in dem Heizelement unter den Stromsicherheitsgrenzwert 47 abfällt, dies durch ein Detektionsmittel wie zum Beispiel einen Sensor 30 detektiert, die Reduktion des Stroms veranlasst die Steuerungs-/Regelungsmittel 11, die Einschaltdauer der Spannung, die dem Heizelement zugeführt wird, zu begrenzen, in diesem Fall ist die Einschaltdauer auf ca. 30% reduziert worden, aber andere geeignete Werte können verwendet werden. Der Effekt der Reduktion der Einschaltdauer besteht darin, den Strom in dem Heizelement zu erhöhen. Die Steuerungs-/Regelungsmittel 11, können entweder als Softwareprogramm in einem Mikrokontroller gespeichert werden können oder elektronisch durch einen Komparator und einen Strombegrenzungsschaltkreis implementiert werden.
5 zeigt die Strom- und Einschaltdauer-Wellenformen, wo der Strom vier Mal unter das Stromsicherheitslimit 47 abfällt, und jedes Mal werden der Detektor und der Kontroller tätig, um die Einschaltdauer zu verändern und daher den Heizelementstrom auf sichere Niveaus zu bringen. Bevorzugt arbeitet das Heizelement bei 30% der Einschaltdauer für ca. 15 Minuten (obwohl andere geeignete Werte verwendet werden können), bevor zu dem normalen Betriebsmodus zurückgekehrt wird. Weiterhin wird, wenn der Stromsicherheitsgrenzwert 47 erneut erreicht wird, der Kontroller tätig, um sicherzustellen, dass die Vorrichtung in den Sicherer-Modus-Betrieb wechselt, wobei die Einschaltdauer reduziert und der Strom in dem Heizelement erhöht wird.
6 zeigt ein Atmungssystem, das einen Zweiast-Atmungskreislauf aufweist, der ein Rohrüberhitzungs-Detektionssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform umfasst. Atemrohr 31 ist mit einem Ventilator und/oder Befeuchter verbunden. In 6 ist das Atemrohr 31 lediglich an seinem proximalen Ende 37 mit einem Ventilator 33 verbunden, aber in den am meisten bevorzugten Ausführungsformen ist ein Befeuchter (so wie zum Beispiel der in Bezug auf die 1 bis 3 beschriebene Befeuchter) zwischen dem Ventilator-Ausgangsanschluss 34 und dem Atemrohr 31 platziert. Das distale Ende 35 des Atemrohrs 31 ist mit einem „Y"-förmigen Stecker 36 verbunden, der drei Einlass-/Auslassanschlüsse hat. Ein Anschluss 38 des „Y"-förmigen Steckers 36 richtet die Atemgase, die durch das Atemrohr 31 strömen, zu einer Patientenschnittstelle 39 und einem Patienten 40 und empfängt auch Luft oder Gase, die von dem Patienten 40 ausgeatmet wurden. Die verbrauchte Luft wird durch den „Y"-förmigen Stecker 36 an ein Ausatmungsrohr 32 über den dritten Anschluss 41 des „Y"-förmigen Steckers 36 geleitet, so dass die ausgeatmeten Gase zu dem Ventilator 33 von dem Ende 42 des Ausatmungsrohrs 31 zurückgeführt werden können. In der bevorzugten Form hat jedes der Einatmungs- und Ausatmungsrohre 31 bzw. 32 ein Heizelement (43 bzw. 44), das sich innerhalb, durchgehend oder über ihm befindet. Diese Heizelemente sind von derart wie oben in Bezug auf 1 beschrieben. In gängigen Ventilatorsystemen wird die Einschaltdauer der Spannung für die Heizelemente 43, 44 gewöhnlich innerhalb der Rohre 43, 44 durch Verwendung von Eingaben wie z. B. Rohrtemperatur des Atemrohrs gesteuert/geregelt, während das Ausatmungsrohr als „Slave" agiert. Deswegen muss, um jedes Überhitzen des Ausatmungsrohrs 32 zu detektieren und zu steuern/regeln, der Strom in jedem der Einatmungs- und Ausatmungsrohre 31 bzw. 32 detektiert werden. Gewöhnlich ist der elektrische Widerstand in jedem der Heizelemente 43, 44 innerhalb der Rohre verschieden, um verschiedene Heizniveaus während des Betriebs zuzulassen; deswegen strömt ein unterschiedlicher Strom durch jedes Rohr. Daher müssen die Detektionsmittel wie zum Beispiel ein Sensor (nicht gezeigt) oder ein Steuerungsmittel 45 in der Lage sein, den Strom in beiden Rohren 31, 32 zu detektieren. In dieser Ausführungsform wird der Strom in den Heizelementen 43, 44 bevorzugt durch Steuerungs-/Regelungsmittel 45 detektiert, die jeden der Ströme vergleichen. Wenn die Differenz zwischen den detektierten Strömen in den Heizelementen 43, 44 einen voreingestellten Grenzwert zu erreichen beginnt, veranlassen die Steuerungs-/Regelungsmittel 45 die Heizelemente 43, 44, auf dieselbe Weise wie oben (in Bezug auf die erste Ausführungsform in 1) beschrieben, in den sicheren Betriebsmodus geschalten zu werden. Auf diese Weise, wenn eines der Rohre 31, 32 während der Verwendung abgedeckt wird, oder wenn Gase in einem Rohr nicht strömen, was dazu führt, dass dieses Rohr überhitzt, dann wird ein Überhitzen detektiert und die Einschaltdauer der Spannung, mit der die Heizelemente 43, 44 versorgt werden, wird durch die Steuerungs-/Regelungsmittel 45 verändert, so dass veranlasst wird, dass die Ströme in den Heizelementen 43, 44 auf sichere Niveaus zurückkehren, so dass Schaden an den Rohren 31, 32 oder Schaden am Patienten 40 verhindert wird.
Der voreingestellte Grenzwert der Differenz in den Strömen zwischen den Rohren 31, 32 hängt von der spezifischen Widerstands-Temperaturcharakteristik des Heizelement-Materials und von den relativen Widerständen der Einatmungs- und Ausatmungsrohre 31, 32 ab. Zum Beispiel ist, wenn das Einatmungsrohr-Heizelement 43 einen Widerstand von 18 Ohm und das Ausatmungsrohr-Heizelement 44 einen Widerstand von 12 Ohm hat, wobei das Heizelement ein typischer Kupferdraht ist, die Differenz in den Betriebsströmen zwischen den Rohren 31, 32 ca. 0,4 Ampere. Wenn das Ausatmungsrohr 32 überhitzt, wird der Strom in dem Ausatmungsrohr-Heizelement 43 verringert werden, während der Strom in dem Einatmungsheizelement 43 unberührt bleibt. Deswegen wird sich die Stromdifferenz zwischen den Heizelementen 43, 44 reduzieren. In dem oben gegebenen Beispiel ist der voreingestellte Grenzwert, auf den Bezug genommen wird, eine Stromdifferenz zwischen den Rohren von 0,3 Ampere.

Claims

Rohrüberhitzungs-Detektionssystem für ein Atemrohr (14) einschließlich eines Heizelements (15), umfassend: Detektionsmittel (30), die Mittel zur Detektion des Stroms im Heizelement (15) enthalten, und Energieversorgungsmittel enthaltende Steuer-/Regelmittel (11), die derart konfiguriert sind, einen Algorithmus zu implementieren, der die Steuer-/Regelmittel (11) dazu veranlasst: i) eine Eingabe des Stroms in dem Heizelement (15) von dem Detektionsmittel (30) zu empfangen, und ii) wenn der Strom außerhalb eines sicheren Strombereichs liegt, die durch das Energieversorgungsmittel an das Heizelement (15) zugeführte Energie so zu reduzieren, dass der Strom im Heizelement (15) in den sicheren Strombereich geändert wird und das Auftreten von Überhitzung des Atemrohrs (14) und des Heizelements (15) verhindert wird, dann iii) nach einer vorbestimmten Zeit die durch die Energieversorgungsmittel dem Heizelement (15) zugeführte Energie zu erhöhen.
Rohrüberhitzungs-Detektionssystem nach Anspruch 1, wobei der Algorithmus ein Software-Programm ist.
Rohrüberhitzungs-Detektionssystem nach Anspruch 1, wobei der Algorithmus elektronisch basiert ist.
Befeuchtungsvorrichtung zur Befeuchtung eines Stromes von Gasen, der einem Patienten (13) oder einer anderen Person, die solche Gase benötigt, zuzuführen ist, umfassend: eine Befeuchtungskammer (4), die daran angepasst ist, eine Menge Wasser zu halten, und die einen Einlass (3) und einen Auslass (12) aufweist, um zu ermöglichen, dass die Gase so strömen, dass sie durch die Befeuchtungskammer (4) hindurchgehen, Heizmittel (9), die benachbart der Befeuchtungskammer (4) bereitgestellt sind und daran angepasst sind, Wärme für die Menge an Wasser in der Befeuchtungskammer (4) bereitzustellen, um Wasserdampf für den Strom von Gasen bereitzustellen, welcher durch die Befeuchtungskammer (4) hindurchgeht, wobei die Heizmittel (9) eine messbare Menge an Energie verwenden, ein Atemrohr (14), das mit dem Auslass (12) der Befeuchtungskammer (4) verbunden ist, um Gase zum Patienten (13) oder der anderen solche Gase benötigenden Person zu leiten, ein Heizelement (15) für ein Atemrohr, das mit Energie versorgt werden kann, um den Strom von Gasen wenigstens entlang eines Teils der Länge des Atemrohrs (14) mit Wärme zu versorgen, und ein Rohrüberhitzungs-Detektionssystem wie in einem der vorhergehenden Ansprüche definiert.
Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Atemrohr (14) ein einzelnes Rohr ist, das zwischen einer medizinischen Vorrichtung oder Beatmungsvorrichtung (1) und einer Schnittstelle (16) zum Patienten bereitgestellt wird.
Befeuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die medizinische Vorrichtung oder die Beatmungsvorrichtung (1) ein Ventilator ist und die Befeuchtungskammer (4) zwischen dem Ventilator und dem Atemrohr (14) verbunden ist.
Befeuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Detektionsmittel (30) in den Steuer-/Regelmitteln (11) enthalten ist, derart, dass das Heizelement (15) mit den Steuer-/Regelmitteln (11) verbunden ist.
Rohrüberhitzungs-Detektionssystem für ein Atemrohr-Heizelement, umfassend: ein Atemrohr, umfassend zwei Äste, wobei ein Ast eine Einatmungsast (31) des Atemrohrs ist und der andere Ast ein Ausatmungsast (32) des Atemrohrs, wobei das Atemrohr ein Heizelement (43, 44) aufweist, bei dem in Gebrauch der Stromfluss im ersten Teil (43) des Heizelements (43, 44) im ersten Ast (31) vom Stromfluss im zweiten Teil (44) des Heizelements (43, 44) im zweiten Ast (32) abweicht, Detektionsmittel, die Mittel enthalten, um einen ersten Strom und einen zweiten Strom im ersten Teil (43) bzw. zweiten Teil (44) des Heizelements (43, 44) zu detektieren, und Energieversorgungsmittel enthaltende Steuer-/Regelmittel (45), die derart konfiguriert sind, einen Algorithmus zu implementieren, der die Steuer-/Regelmittel (45) dazu veranlasst: i) eine Eingabe des ersten und zweiten Stroms von den Detektionsmitteln zu erhalten, ii) die Differenz zwischen dem ersten Strom und zweiten Strom zu bestimmen und iii) wenn die Differenz zwischen dem ersten Strom und dem zweiten Strom eine vorbestimmte Grenze erreicht, die durch die Energieversorgungsmittel dem Heizelement (43, 44) zugeführte Energie so zu reduzieren, dass der Strom im Heizelement (43, 44) von der vorbestimmten Grenze zurückweicht und das Auftreten von Überhitzung des Atemrohrs (14) und des Heizelements (43, 44) verhindert wird, dann iv) nach einer vorbestimmten Zeit die Energieversorgung durch die Energieversorgungsmittel an das Heizelement (43, 44) zu erhöhen.
Rohrüberhitzungs-Detektionssystem nach Anspruch 8, wobei die Detektionsmittel in den Steuer-/Regelmitteln (45) derart enthalten sind, dass das Heizelement (43, 44) mit den Steuer-/Regelmitteln (45) verbunden ist.
Rohrüberhitzungs-Detektionssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Algorithmus ein Software-Programm ist.
Rohrüberhitzungs-Detektionssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Algorithmus elektronisch basiert ist.