Vorrichtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen positiven Atemwegdrucks (CPAP-Vorrichtung)
STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen eine Vor- richtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen positiven
Atemwegdrucks oder kurz CPAP-Vorrichtung, und insbesondere eine nasale CPAP-Vorrichtung oder kurz nCPAP-Vorrichtung .
Das Prinzip dieser CPAP- bzw. nCPAP-Vorrichtungen besteht darin, daß der Patient gegen einen Druck atmet, der höher als der Atmosphärendruck liegt, was die spontane Atmung in bestimmten Fällen behinderter Pulmonarfunktion erleichtert und verbessert.
Eine äußerst wichtige Anwendung liegt in der Neugeborenen- behandlung. Der Effekt dabei ist, daß die noch nicht ausgereifte Lunge durch den Überdruck aufgebläht wird und dadurch ein besserer Gasaustausch möglich ist. Ein weiterer sehr bedeutender Faktor ist, daß das gefährliche Kollabie- ren der Alveolen durch den Atmungsunterdruck, durch diese Technik verhindert werden kann. Noch ein Gesichtspunkt ist, daß die Alveolen besser geöffnet werden, und somit der gesamte Funktionszustand der Lunge verbessert wird.
Aus der DE-C-3 119 814 ist eine CPAP- bzw. nCPAP-Vor- richtung mit einem Atmungskanal, der sich an seinem freien Ende zur Atmosphäre hin öffnet und der an seinem anderen Ende mit einem Kupplungsstück zum Anbringen an der Nase und/oder dem Mund des Patienten versehen werden kann, und mit einem Einlaßkanal für Frischgas, der mit dem Atmungskanal an einer Stelle zwischen dessen Enden verbunden ist und dessen Durchfluß einstellbar ist, bekannt.
Die EP 0 447 443 Bl offenbart eine Weiterbildung dieser bekannten CPAP- bzw. nCPAP-Vorrichtung, wobei der Atmungskanal einen ersten Abzweigkanal, der an dem Kupplungsstück anschließbar ist, und einen zweiten Abzweigkanal, der zur Atmosphäre hin offen ist, aufweist. Die beiden Atmungskanäle bilden einen Winkel miteinander, so daß der Einlaßkanal im wesentlichen in der Verlängerung des ersten Abzweigkanals liegt und mit dem zweiten Abzweigkanal so verbunden ist, daß der Frischgasstrom hauptsächlich koaxial in der ersten Abzweigkanal gerichtet ist und dadurch einen Ejekti- onsvorgang bewirkt. Die Querschnittsfläche des jeweiligen Abzweigkanals ist um ein Vielfaches größer als die kleinste Querschnittsflache des Einlaßkanals, und die Länge jedes Abzweigkanals ist relativ kurz und beträgt vorzugsweise das Fünffache seines Innendurchmessers. Der Atmungskanal ist mit dem Einlaßkanal als kompakte Einheit zusammengebaut, die an der Nase und/oder dem Mund des Patienten mittels eines Streifens oder entsprechenden Mittels anbringbar ist.
Als nachteilhaft bei den obigen bekannten Ansätzen hat sich die Tatsache herausgestellt, daß die bekannten CPAP- bzw. nCPAP-Vorrichtungen kompliziert aufgebaut sind, d.h. sepa- rate Ein- und Auslaßkanäle aufweisen, und aufgrund ihres Aufbaus nicht einfach sterilisierbar und somit teure Wegwerfartikel sind. Weiterhin liegt ein Nachteil der bekannten CPAP- bzw. nCPAP-Vorrichtungen in der Tatsache, daß sie nicht flexibel in der Handhabung und in der Verbindung mit Druckluft-Erzeugungseinrichtungen und Druckmeßgeräten sind.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Problematik besteht also allgemein darin, eine einfach aufgebaute, leicht, sterilisierbare und flexibel anschließbare CPAP- bzw. nCPAP-Vorrichtung zu schaffen.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäße CPAP- bzw. nCPAP-Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, also die Vorrichtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen positiven Atemwegdrucks mit einem Hohlkörper, in dem ein Überdruck aufbaubar ist; einer in einer Seitenwand des Hohlkörpers vorgesehenen ersten Öffnung zum Zuführen einer in den Hohlkörper gerichteten Luftströmung und zum Abführen der ausgeatmeten Luftströmung; einem am Hohlkörper anbringbaren Anschlußstück zur Verbindung des Hohlkörpers mit einem Nasen- und/oder Mundansatzstück; und einem am Hohlkörper anbringbaren Abstandshalter, an dem eine Strömungsdüse zum Richten der
Luftströmung auf die Öffnung anbringbar ist, weist gegenüber den bekannten Lösungsansätzen den Vorteil auf, daß sie aufgrund ihres kompakten zweiteiligen Aufbaus vollständig autoklavierbar und sterilisierbar ist.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Idee besteht darin, daß ein Benveniste-Ventil vorgesehen ist, dessen Hohlraum durch .Abnehmen des Anschlußstücks von einer Seite her über einen großen Querschnitt zugänglich gemacht werden kann, so daß eine effektive Sterilisation des Hohlraums möglich ist. Im Betrieb ist kein Ausatmungsschlauch notwendig.
Insbesondere lassen sich bei der erfindungsgemäßen CPAP- bzw. nCPAP-Vorrichtung der Hohlkörper und vorzugsweise auch der Abstandshalter, die Strömungsdüse, die Röhre als Verbundeinheit aus einem sterilisiebaren Material, wie z.B. Aluminium oder Feinaluminium o.a., herstellen. Das An- schlußstück, das beispielsweise aus Teflon hergestellt ist, kann ebenfalls sterilisiert werden oder als billiges Wegteil dienen. Auf jeden Fall entfällt erfindungsgemäß das im Stand der Technik übliche Wegwerfen der teuren Feinbearbeitungskomponente .
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der in Anspruch 1 angegebenen nCPAP-Vorrichtung .
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist der Hohlkörper im wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders auf, an dessen einer Stirnfläche das Anschlußstück anbringbar ist und an dessen Mantelfläche die Öffnung vorgesehen ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung besteht das Anschlußstück aus einem Stopfen, der an der Stirnfläche in den Hohlkörper zumindest teilweise einführbar ist. Solch ein Stopfen- ist leicht anbringbar und abnehmbar und wirkt bei entsprechender Gestaltung gut dichtend. Außerdem lassen sich darin leicht die benötigten Durchführungen vorsehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist das Anschlußstück ein oder zwei Durchführungen auf, welche ent- sprechenden Atemluf wegen des Nasen- und/oder Mundansatzstücks entsprechen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind in den Durchführungen des Anschlußstücks ein oder zwei nach außen weisende Röhrenstummel zum Einführen in das Nasen- und/oder Mundansatzstück vorgesehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Anschlußstück relativ zum Hohlkörper um mindestens eine be- stimmte Achse verdrehbar. Dies ermöglicht eine Positionseinstellung des Anschlußstückes relativ zum Patienten, so daß eine optimale Verlegung der Leitungen möglich ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung liegt die bestimmte Achse im wesentlichen senkrecht zur Achse der in den Hohlkörper gerichteten Luftströmung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der Abstandshalter eine im wesentlichen ringförmige oder becherförmige Gestalt auf.
Gemäß einer" weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Strömungsdüse durch ein Loch in der Seitenwand der Ringgestalt bzw. Bechergestalt geführt und im wesentlichen senkrecht auf die Öffnung gerichtet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ragt die Strömungsdüse um eine vorbestimmte Länge in das Ringgestaltinnere bzw. Bechergestaltinnere hinein. Dies gewährleistet eine hervorragende Einrichtbarkeit für die Strömungsbehältnisse .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist die
Seitenwand der Ringgestalt bzw. Bechergestalt eine Sicher- heits-Luftdurchtrittsöffnung auf und ist die Ringgestalt bzw. Bechergestalt mit den Fingern derart verschließbar, daß durch die Sicherheits-Luftdurchtrittsöffnung (45) eine Druckbegrenzung vorgesehen ist. So ist es möglich, temporär den Überdruck zu erhöhen, wobei die Sicherheits-Luftdurch- trittsöffnung mit einer vorbestimmten Mindestgröße zum Ausatmen vorhanden ist, so daß keine Erstickungsgefahr des Patienten besteht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist der Abstandshalter fest am Hohlkörper , vorzugsweise durch Ver- bördeln, angebracht.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Strömungsdüse fest am Abstandshalter, vorzugsweise durch Verschrauben, angebracht. Damit ergibt sich auch eine einfache Verstellmöglichkeit für die Strömungsdüse.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist in einer, vorzugsweise von der Seitenwand mit der Öffnung verschiedenen Seitenwand des Hohlkörpers eine zweite Öffnung zum .Anschließen eines Druckmeßgeräts vorgesehen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung weist der Hohlkörper im wesentlichen die Gestalt eines Hohlzylinders aufweist, an dessen einer Stirnfläche das Anschlußstück anbringbar ist, an dessen anderer Stirnfläche die zweite Öff- nung vorgesehen ist und an dessen Mantelfläche die erste Öffnung vorgesehen ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist mit der zweiten Öffnung unter einem im wesentlichen rechtem Winkel eine Röhre zum Anschluß an eine Druckmeßleitung, vorzugsweise unter Verwendung einer im Hohlkörper in der Stirnfläche angebrachten Verstärkungsplatte, verbunden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist die Röhre relativ zum Hohlkörper um mindestens eine bestimmte Achse verdrehbar .
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung erstreckt sich die Röhre im wesentlichen um die gleiche Länge vom Hohlkörper weg wie die Strömungsdüse, so daß eine Leitung zur Zuführung von Druckluft an die Strömungsdüse im wesentlichen auf "gleicher Höhe wie die Druckmeßleitung anbringbar ist. Dieser Aufbau sorgt für eine zweckmäßige Anbringbar- keit der Zuleitungen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung sind der Hohlkörper und vorzugsweise auch der Abstandshalter, die Strömungsdüse , die Röhre und der oder die Röhrenstummel aus Aluminium oder Feinaluminium hergestellt. Aluminium bzw. Feinaluminium ist ein gängiges Arbeitsmaterial, das leicht bearbeitbar und gut sterilisierbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist das Anschlußstück aus Teflon hergestellt ist. Teflon ist ebenfalls gängiges Arbeitsmaterial, das leicht bearbeitbar und gut sterilisierbar ist und das zudem gut dichtend auf dem Metall des Hohlkörpers wirkt, wenn das Anschlußstück ent- sprechende Ausmaße hat. Zudem läßt es sich leicht verdrehen bzw. verschieben, was bei einem üblichen Gummistopfen nicht oder nur schwer möglich ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung ist ein Nasen- und/oder Mundansatzstück vorgesehen, welches aus Silikon hergestellt ist.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen CPAP-Vorrichtung;
Fig. 2 eine erste Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Nasenansatzstücks zum Anschluß an das Ansatzstück; und
Fig. 3 eine zweite Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels eines Nasenansatzstücks zum Anschluß an das Ansatzstück entlang der Linie A-A' , die in Fig. 2 angedeutet ist.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen CPAP-Vorrichtung.
Hauptbestandteile dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung eines kontinuierlichen positiven Atemwegdrucks sind ein zylindrischer Hohlkörper 10, in dem ein Überdruck aufbaubar ist, eine in der Mantelfläche des zylindrischen Hohlkörpers 10 vorgesehene erste Öffnung 20 zum Zuführen einer in den Hohlkörper 10 gerichteten Luftströmung A und zum Abführen der ausgeatmeten Luftströmung B, einr am zylindrischen Hohlkörper 10 an dessen einer Stirnfläche 10a anbringbares Anschlußstück 30 zur Verbindung des Hohlkörpers 10 mit einem Nasen- und/oder Mundansatzstück 100, das näher in Fig. 2 und 3 erläutert ist, und ein am Hohlkörper 10 anbringbarer Abstandshalter 40, an dem eine Strömungsdüse 50 zum Richten der Luftströmung A auf die Öffnung 20 anbringbar ist.
Das Anschlußstück 30 besteht aus einem Stopfen aus Teflon, der an der Stirnfläche 10a in den Hohlkörper 10 zumindest teilweise einführbar ist. Dieser Stopfen ist zweckmäßiger- weise ein abgestuftes Drehteil. Er weist zwei Durchführungen auf (gestrichelte Linien) , welche entsprechenden Atemluftwegen des Nasenansatzstücks 100 entsprechen. In den Durchführungen des Anschlußstücks 30 sind zwei nach außen weisende Röhrenstummel 35 zum Einführen in das Nasen- und/oder Mundansatzstück 100 vorgesehen.
Durch seinen Aufbau als Stopfen ist das Anschlußstück 30 relativ zum Hohlkörper 10 um die Zylinderachse verdrehbar,
die im wesentlichen senkrecht zur Achse der in den Hohlkörper 10 gerichteten Luftströmung A liegt.
An der anderen Stirnfläche 10b des zylindrischen Hohlkör- pers 10 ist eine zweite Öffnung zum Anschließen eines
Druckmeßgeräts vorgesehen. Dazu ist mit der zweiten Öffnung unter einem im wesentlichen rechtem Winkel eine Röhre 60 zum Anschluß an eine Druckmeßleitung unter Verwendung einer im Hohlkörper 10 in der Stirnfläche 10b angebrachten Ver- stärkungsplatte (nicht dargestellt) verbunden.
Die Röhre 60 erstreckt sich im wesentlichen um die gleiche Länge vom Hohlkörper 10 weg wie die Strömungsdüse 50, so daß eine Leitung zur Zuführung von Druckluft an die Strö- mungsdüse im wesentlichen auf gleicher Höhe wie die Druckmeßleitung an die Strömungsdüse 50 anbringbar ist.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Hohlkörper 10, der Abstandshalter 40, die Strömungsdüse 50, die Röhre 60, die Verstärkungsplatte und die Röhrenstummel 35 aus Aluminium oder Feinaluminium hergestellt.
Dabei ist der Abstandshalter 40 fest am Hohlkörper 10 durch Verbördeln mit einem eingesetzten Ring angebracht. Außerdem ist die Strömungsdüse 50 fest am Abstandshalter 40 durch Verschrauben angebracht. Schließlich ist die Röhre 60 fest und dicht am Hohlkörper 10 durch Verbördeln oder Verschrauben angebracht .
Alternativ dazu könnte die Röhre 60 relativ zum Hohlkörper 10 um mindestens eine bestimmte Achse verdrehbar angebracht sein, wobei auf eine entsprechende Dichtigkeit wie beim An- schlußstück 30 zu achten ist.
Der Abstandshalter 40 weist eine im wesentlichen ringförmige Gestalt auf. Die Strömungsdüse 50 ist durch ein Loch in der Seitenwand der Ringgestalt geführt und im wesentlichen senkrecht auf die Öffnung 20 gerichtet. Die Strömungsdüse
50 ragt um eine vorbestimmte Länge in das Ringgestaltinnere hinein.
Die Seitenwand der Ringgestalt weist eine Sicherheits- Luftdurchtrittsöffnung 45 auf. Die Ringgestalt dieser Konstruktion ist mit den Fingern derart verschließbar, daß die ausgeatmete Luftströmung B durch die Sicherheits- Luftdurchtrittsöffnung 45 verläuft.
Fig. 2 zeigt eine erste Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels eines Nasenansatzstücks zum Anschluß an das Ansatzstück.
Das gezeigte Nasenansatzstück 100 ist aus sehr weichem Si- likon hergestellt. Es weist einen zentralen Teil 150 in
Form eines Quaders mit zwei Löchern 151, 152 und zwei davon ausgehenden, aus der Zeichenebene nach oben herausragenden, dünnwandigen Naseneinführröhrchen 153, 154 auf. Auf beiden Seiten des Quaders sind Laschen 160, 170 angebracht, welche
am Kopf des Patienten mittels eines Bandes oder entsprechenden Mittels anbringbar sind, das durch entsprechende Löcher 165, 175 führbar ist.
Fig. 3 zeigt eine zweite Querschnittsansicht des Ausführungsbeispiels eines Nasenansatzstücks zum Anschluß an das Ansatzstück entlang der Linie A-A' , die in Fig. 2 angedeutet ist.
Im übrigen ist das Nasenansatzstück 100 zweckmäßigerweise ein Wegwerfteil, da Silikon beim Autoklavieren aushärtet und damit die Naseneingänge des Patienten beschädigen könnte.
Im folgenden werden die Funktion und konstruktive Details dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen CPAP-Vorrichtung näher erläutert.
Die Abmessungen betragen typischerweise:
Länge Hohlzylinder 15 mm Durchmesser Hohlzylinder 15 mm Durchmesser Ring-.Abstandsh.alter 10 mm Breite Ring-Abstandshalter 10 mm Länge Strömungsdüse 15 mm, davon 5 mm im Ring-Abstandshalter
Durchmesser erste Öffnung 5 mm
Durchmesser Sicherheits-
Luftdurchtrittsöffnung 3 mm
Länge Röhrenstummel 5 mm
Durchmesser Röhrenstummel 2 mm Breite Nasenansatzstück-Quader 15 mm
Höhe Nasenansatzstück-Quader 5 mm
Tiefe Nasenansatzstück-Quader 10 mm
Länge Laschen 17 mm
Die durch die Strömungsdüse 50 zugeführte Luftströmung beträgt typischerweise 10 bis 15 Liter pro Minute. Im zylindrischen Hohlraum 10 wird dadurch ein dazu proportionaler Überdruck aufgebaut. Je größer die erste Öffnung 20 ist, desto geringer ist der aufgebaute Überdruck. Ziel ist es, eine genaue Balance zwischen der zugeführten Gasmenge, dem Zylindervolumen und dem Durchmesser der ersten Öffnung zu erreichen, so daß möglichst keine Umgebungsluft während der Beatmung zugeführt wird, die die 02-Konzentration verschieben könnte. Weiterhin sind auch die Ausgänge zum Nasenan- satzstück optimiert, so daß ein möglichst kleiner Totraum bei der Atmung besteht.
Als Druckmeßgerät kann im einfachsten Fall ein Wassersäulen-Meßgerät mit Wasserschloß dienen, ansonsten sind natür- lieh auch aufwendigere elektronische Meßgeräte anwendbar.
Als Druckluft-Erzeugungsvorrichtung können alle üblichen Gastreibergeräte verwendet werden.
Es sei bemerkt, daß durch die getroffene Auswahl von zwei Röhrenschnittstellen, einer für die Druckmessung und einer für die Gaszuführung, man in der Auswahl dieser beiden ent- sprechenden Geräte weitgehend freie Auswahl hat.
Eine wichtige Funktion hat die Sicherheits-Luftdurchtrittsöffnung am Ring-Abstandshalter. Wenn der Ring- Abstandshalter mit den Fingern beidseitig geschlossen wird, so resultiert eine unmittelbare Druckerhöhung. Diese wird zum Blähen der Lunge verwendet. Die Sicherheits-Luftdurchtrittsöffnung begrenzt jedoch den Druck auf einen vorbestimmten Wert, der insbesondere von deren Durchmesser abhängt. Wenn die CPAP-Vorrichtung mit den obigen Maßen be- trieben wird und der Druck bei Normalbetrieb 5 cm Wassersäule beträgt, so erreicht man durch seitliches Schließen des Ring-Abstandshalters eine Erhöhung auf 12 cm Wassersäule.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Insbesondere können die Dimensionen den jeweiligen Anforderungen entsprechend gewählt werden. Weiterhin kann der Abstandshalter auch becherförmig anstatt ringförmig sein. Auch kann der Hohlraum eine andere Form als die Zylinderform aufweisen.