DE69722684T2

DE69722684T2 - Filter für eingliedrige beatmungsrohre mit mehreren lumen

Info

Publication number: DE69722684T2
Application number: DE69722684T
Authority: DE
Inventors: Atsuo F. Rancho Palos Verdes Fukunaga; Blanca M. Rancho Palos Verdes Fukunaga
Original assignee: MEDLIS CORP RANCHO PALOS VERDES; Medlis Corp
Current assignee: MEDLIS CORP RANCHO PALOS VERDES; Medlis Corp
Priority date: 1996-11-18
Filing date: 1997-10-30
Publication date: 2004-04-29
Anticipated expiration: 2017-10-31
Also published as: ATE274958T1; JP2001231862A; CN1593680A; JP2000503885A; DE69730540T2; EP0942763B1; EP1155709A3; JP3709400B2; HK1072387A1; DE69723859T2; DE69730540D1; EP1157714B1; US5983896A; WO1998022172A1; US5778872A; EP0942763A1; ATE242023T1; EP1484076A3; CA2270541A1; JP4464925B2

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß einem Aspekt auf künstliche Beatmungssysteme zum Zuführen und Abführen von Gasen zu/von einem Säuger, einschließlich Systemen zur Verwendung in der Anästhesie und der Gabe von Sauerstoff an Patienten, und insbesondere auf künstliche Atmungssysteme, die eingliedrige mehrlumige Beatmungsleitungen verwenden. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf eine Filtervorrichtung zur Verwendung mit einer eingliedrigen Inspirations- und Expirationsatemvorrichtung zur Verwendung in einem Beatmungskreislauf, der an einer gemeinsamen Schnittstelle abnehmbar eine oder mehrere röhrenförmige Leitungen aufweist, wobei die Schnittstelle optional eine Steuerung des Gasflusses und betriebsfähige Verbindung mit unterschiedlichen funktionalen Vorrichtungen bereitstellt.
Hintergrund der Erfindung
Beatmungsleitungen werden verwendet, um Inhalationsgase von einer Quelle derselben, wie etwa von einer Anästhesiemaschine, zu einem Patienten zu leiten und Exhalationsgase vom Patienten weg zu leiten. Die Gase werden durch zwei oder mehr Leitungen geleitet, und im allgemeinen wird zumindest ein Teil des expiratorischen Gases nach Entfernung von Kohlendioxid dem Patienten rückgeführt. Um eine Beschreibung des Stands der Technik und der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, soll das Ende der Leitung, die zu einem Patienten gerichtet ist, als das distale Ende bezeichnet werden, und das Ende der Leitung, das zu einer inspiratorischen bzw. Inhalationsgasquelle weist oder damit verbunden ist, soll als das proximale Ende bezeichnet werden. Gleichermaßen werden Armaturen und Endstücke am distalen Ende der Beatmungsleitung, die beispielsweise mit der Patientenatemwegsvorrichtung (d. h. endotrachealer Tubus, Laryngealmaske oder Gesichtsmaske) verbunden oder hinführend sind, als distale Armaturen und Endstücke bezeichnet, und Armaturen und Endstücke am proximalen Ende der Beatmungsleitung werden als proximale Armaturen und Endstücke bezeichnet. Für weitere Informationen über Atmungssysteme und Anästhesie- und Beatmungstechniken vgl. US-Patent Nr. 3,556,097, US-Patent Nr. 3,856,051, US-Patent Nr. 4,007,737, US-Patent Nr. 4,188,946, US-Patent Nr. 4,232,667, US-Patent Nr. 5,284,160, österreichisches Patent Nr. 93 941, Dorsch, J. A. und Dorsch, S. E., "Understanding Anestesia Equipment: Construction, Care and Complications", Williams & Wilkins Co., Baltimore (1974), (insbesondere Kapitel 5–7), und Andrews, J. J., "Inhaled Anesthetic Delivery Systems", in Anesthesia, 4. Ausgabe, Miller, Ronald, M. D., Herausgeber, Churchill Livingstone Inc., New York (1986), (insbesondere Seiten 203–207).
US-Patent Nr. 4,265,235 an Fukunaga beschreibt eine eingliedrige Vorrichtung von universeller Anwendung zur Verwendung in verschiedenen Arten von Atmungssystemen, die viele Vorteile gegenüber vorherigen Systemen bereitstellt. Das Fukunaga-System verwendet eine platzsparende koaxiale oder Röhre-in-der-Röhre-Konstniktion, um Inhalationsgase bereitzustellen und Ausatemgase bzw. Exhalationsgase abzuführen. Im allgemeinen ist die innere Röhre an ihrem proximalen Ende mit einer Quelle von frischem Inhalationsgas verbunden, während das proximale Ende der äußeren Röhre mit einem Abgasdurchlass und/oder einem Kohlendioxidabsorber verbunden ist (der letztere führt zumindest teilweise in die Inhalationsgasquelle ab, wenn in einem Kreissystem verwendet). Zusätzlich zur Größenverminderung des Beatmungsapparates, der mit einem Patienten verbunden ist, indem die Zahl der Röhren in der Nähe des Patienten vermindert wird, weist das Fukunaga-System zusätzliche Vorteile auf, wie seine Funktion als künstliche Nase (ausgeatmete Luft wärmt und befeuchtet eingeatmete Luft, wenn die zwei gegenstromigen Flüsse in der eingliedrigen Vorrichtung koaxial sind). Der Fukunaga-Kreislauf ist auch sicherer als vorherige koaxiale Systeme, da das distale Ende der inneren Röhre nicht mit der äußeren Röhre an einer distalen Armatur verbunden ist, so dass die äußere Röhre in bezug auf die innere Röhre axial ausgedehnt werden kann, ohne das proximale Ende der inneren Röhre von der Quelle der Inhalationsgase zu trennen; dieses Sicherheitsmerkmal kann auch verwendet werden, um den Totraum zwischen den distalen Enden der inneren Röhre und der äußeren Röhre zu vergrößern und dadurch das Einstellen der Menge an Ausatmluft, welche der Patient wieder einatmet, zu gestatten. Totraum wird hierin als ein Teil der Beatmungsleitung definiert, der extern vom Patienten ist, welcher am Ende des Ausatmens mit ausgeatmeten Gasen, die beim nächsten Atemzug eingeatmet werden sollen, gefüllt ist (im allgemeinen wird die ausgeatmete Luft im Totraum mit Sauerstoff und/oder anderen Gasen kombiniert, die von deren Quelle bereitgestellt werden).
Eine Ausführungsform der eingliedrigen Vorrichtung nach Fukunaga wird kommerziell als UNIVERSAL F^TM von King Systems, Noblesville, IN, USA, hergestellt. Die Vorrichtung enthält ein proximales Endstück, das ein hohles T-förmiges Gehäuse mit drei Durchlässen umfasst: einen Inhalationsgasdurchlass, einen Exhalationsgasdurchlass unter einem rechten Winkel zum Inhalationsgasdurchlass und einen dritten ("Patienten"-)Durchlass. Das proximale Endstück ist mit einer äußeren Röhre und einer koaxialen inneren Röhre verbunden, die Gase zu und von dem proximalen Endstück tragen. Die äußere Röhre ist flexibel und gewellt und aus einem transparenten (oder halbtransparenten) Material gebildet. Das proximale Ende der äußeren Röhre ist dichtbar am Patientendurchlass des proximalen Endstücks angeschlossen und angebunden. Das proximale Ende einer dunkelfarbenen flexiblen inneren Röhre ist dichtbar am Inhalationsdurchlass angeschlossen und angebunden und erstreckt sich durch das T-förmige Gehäuse aus dem Patientendurchlass und führt durch das meiste der axialen Länge der äußeren Röhre. Die dunkle Farbe der inneren Röhre gestattet dem Anwender leicht, durch die äußere Röhre zu schauen, um festzustellen, ob die innere Röhre korrekt angeschlossen ist.
Der Innendurchmesser der äußeren Röhre ist hinreichend größer als der äußere Durchmesser der inneren Röhre, um adäquate Patientenrespiration zu gestatten. Das distale Ende der äußeren Röhre ist dichtbar am Äußeren eines ringförmigen Gehäuses, das ein distales Endstück bildet, angeschlossen und angebunden. Das ringförmige Gehäuse des distalen Endstücks ist dafür ausgelegt, zu verhindern, dass das distale Ende der inneren Röhre über das distale Ende der äußeren Röhre vorragt. Die gesamte Einheit ist für eine Entsorgung nach einer einmaligen Verwendung konstruiert.
Die UNIVERSAL F^TM-Vorrichtung bietet große Vorteile gegenüber bisherigen Dualleitungen und eingliedrigen Anästhesieleitungen und respiratorischen Unterstützungsvorrichtungen. Jedoch erfordert die Herstellung der Gesamteinheit verschiedene komplexe Schritte und muss sorgfältig vorgenommen werden, so dass die inneren und äußeren Röhren korrekt an den proximalen Endstückdurchlässen an ihren proximalen Enden angeschlossen und angebunden sind; es ist insbesondere wichtig, dass das proximale Ende der inneren Röhre fest am proximalen Endstück angeschlossen ist, wenn die innere Röhre Inhalationsgase transportiert, da eine Ablösung während der Verwendung möglicherweise nicht gestattet, dass hinreichend Sauerstoff und/oder anästhetische Gase den Patienten erreichen, was hochgradig unerwünscht ist.
Während US-Patent 4,265,235 an Fukunaga lehrt, dass die Röhren und Endstücke einer solchen eingliedrigen Vorrichtung voneinander lösbar sein können, ist es in der Praxis so, dass das proximale Ende der inneren Röhre fest am Inhalationsdurchlass angebunden ist, da ein Risiko verbleibt, dass das proximale Ende der inneren Röhre während der Verwendung vom Inhalationsdurchlass getrennt werden könnte, falls ausschließlich eine Druckpassung (oder Reibungspassung) verwendet wird. Selbst, falls die Ablösung der inneren Röhre bemerkt wird, ermöglicht die Konstruktion der eingliedrigen Vorrichtung des Stands der Technik keine Wiederverbindung der inneren Röhre zum Inhalationsdurchlass des proximalen Endstücks aufgrund der Notwendigkeit, das proximale Ende der inneren Röhre durch die Länge des proximalen Endstücks über den Patientendurchlass zu führen, so dass es den Inhalationsdurchlass erreichen und an ihm angeschlossen werden kann. Daher umfassen die derzeit verwendeten eingliedrigen Vorrichtungen im allgemeinen ein proximales Endstück mit einer integral verbundenen inneren Röhre und äußeren Röhre.
Aufgrund ihrer Einmalverwendungs-Konstruktion wird die gesamte eingliedrige Vorrichtung einschließlich des distalen Endstücks, des proximalen Endstücks, der inneren Röhre und äußeren Röhre nach einer einzelnen Verwendung weggeworfen, zusammen mit mehreren Vorrichtungen, die üblicherweise mit dem Patientenstutzen verbunden sind, wie etwa ein CO₂-Monitor (Kapnometer), Temperatur- und Feuchtigkeits-steuernde und -überwachende Vorrichtungen, eine O₂-steuernde und -überwachende Vorrichtung und eine Infektionskontrollierende Vorrichtung (z. B. ein Filter). Somit ist zusätzlich zur Uneinnehmlichkeit der Notwendigkeit von Armaturen (oder ein dieselben aufnehmenden Gehäuses) für diese zusätzlichen Vorrichtungen am Patientenstutzen oder distalen Endstück das Auswechseln dieser Armaturen, Röhren und Vorrichtungen nach einer einmaligen Verwendung teuer und trägt zu den ständig wachsenden medizinischen Abfällen bei, für die es manchmal schwierig ist, Entsorgungsstellen zu finden. Alle in den zuvor erwähnten Patenten beschriebenen Systeme leiden unter ähnlichen Mängeln. Daher gibt es einen Bedarf an einer verbesserten eingliedrigen Vorrichtung und einem Beatmungssystem, welche die Kosten vermindert und durch Verminderung des Abfalls der Umwelt nützt. Auch gibt es einen Bedarf, den Aufbau zu vereinfachen und die Sicherheit, Effizienz und Zuverlässigkeit solcher Vorrichtungen zu verbessern.
Atmungssysteme stellen im allgemeinen einem Patienten Sauerstoff bereit, während sie von einem Patienten erzeugtes Kohlendioxid abführen. Beispielsweise wird in der Anästhesie oder der Intensivpflege der Patient mit einer künstlichen Atematmosphäre versorgt, in welcher der Arzt eine Mischung von Gasen dem Patienten bereitstellt. Zusätzlich zur Bereitstellung von Sauerstoff und verschiedenen verdampften Anästhesieagenzien für den Patienten kann der Arzt dem Patienten gestatten, einige der ausgeatmeten Gase wieder einzuatmen. Das Wiedereinatmen besteht einfach im Einatmen von Gasen, die ausgeatmet worden sind, einschließlich Kohlendioxid. Jedoch muss unterstützte Beatmung/Belüftung für einen Patienten sicher sein und eine Hypoxie (d. h. Patientensauerstoffdefizienz) muss vermieden werden. Daher werden Inhalationsgase im allgemeinen unter hinreichendem Druck, Atmungsvolumen und Respirationsrate (Hyperventilation) bereitgestellt, um sicherzustellen, dass Hypoxie und Atelektase (Lungenalveolen-Kollaps) vermieden wird. Daher werden Patienten sehr hohe Pegel an Sauerstoffgegeben, um Hypoxie zu vermeiden, jedoch erfahren sie unglücklicherweise oft einen abnorm niedrigen Kohlendioxidpegel (d. h. Hypokapbie oder Hypokapnie) und unzureichendes Kohlendioxid kann eine negative Auswirkung auf vitale Organe (z. B. Gehirn, Herz, Eingeweideorgane, etc.) haben. Jedoch glauben viele Ärzte, dass ein Erhöhen des arteriellen Kohlendioxidpartialdrucks (P_aCO₂, auch als arterielle Kohlendioxidspannung bezeichnet, oft als mmHg angegeben) in Patienten durch Erhöhen des vom Patienten geatmeten Kohlendioxids (z. B. durch Erhöhen des Anteils an Wiedereinatmen) eine Hypoxie verursachen würde. Daher wurde angenommen, dass Hypokapnie während unterstützter Atmung schädlich wäre, da angenommen wurde, dass sie Hypoxie-assoziiert sei. Weiterhin wurde angenommen, dass Hypokapnie, obwohl sie schädlich sein kann, weniger schädlich wäre als Hypoxie. Daher bleibt ein Bedarf für eine verbesserte künstliche Atemmethode, welche Hypokapnie steuert oder vermeidet, ohne eine vitale Organgewebeperfusion oder Oxygenierung zu komprimitieren (d. h. Hypoxie zu vermeiden).
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt in einem Aspekt eine verbesserte Filtrationsvorrichtung, wie durch Anspruch 1 definiert, und zur Verwendung mit einer eingliedrigen Vorrichtung zum Bereitstellen und Abführen von Gasen von einem Säuger bereit.
Aspekte der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf die überraschende Entdeckung durch den Erfinder, dass Sorgen über eine Ablösung der inneren Beatmungsröhre, wenn sie mit dem Inhalationsdurchlass eines proximalen Endstücks in, eine eingliedrige Vorrichtung, wie etwa der UNiVERSAL F^TM oder der "Bain"-Leitung, verwendenden Atmungsleitungen verbunden sind, durch eine proximale Endstückkonstruktion vermieden werden können, welche die Verwendung von Röhren ermöglicht, die absichtlich leicht ansetzbar und abnehmbar an dem proximalen Endstückdurchlässen hergestellt sind, und nicht wie in den derzeitigen Systemen dichtbar angeschlossen sind, und dennoch verbesserte Funktion, Sicherheit und Wartbarkeit bereitstellen. Der Atmungsleitungsfertigungsprozess wird durch Eliminieren der Schritte des dichtbaren Anbindens der proximalen Enden der inneren und äußeren flexiblen Beatmungsröhren an den jeweiligen Inhalations- und Patientendurchlässen des eingliedrigen proximalen Endstücks sehr vereinfacht. Das eingliedrige proximale Endstück ermöglicht das Anbringen und Lösen von Beatmungsröhren am proximalen Endstück, was zu einer billigeren und sicheren Atmungsleitung führt. Das eingliedrige proximale Endstück gestattet auch effizienteres Platzieren und Verwenden der anderen Beatmungsleitungs-Komponenten an einer multifunktionalen Schnittstelle, die das eingliedrige proximale Endstück beinhaltet. Eine verbesserte koaxiale Röhrenvorrichtung wird vorgestellt, die leicht am proximalen Endstück anbringbar und von ihm lösbar ist. Die verbesserte koaxiale Röhrenvorrichtung hat eine innere Röhre in fest beabstandeter koaxialer paralleler Beziehung zu einer äußeren Röhre an ihrem proximalen Ende, so dass ein einziger Schritt notwendig ist, um beide Röhren am proximalen Endstück anzuschließen. Dies wird durch eine Armatur innerhalb oder an dem proximalen Ende der koaxialen inneren und äußeren Röhren ermöglicht, was es dem distalen Ende der inneren Röhre noch gestattet, sich in Bezug auf das distale Ende der äußeren Röhre zu bewegen. Wie hierin verwendet, bezieht sich koaxial auf die Tatsache, dass eine Röhre innerhalb der anderen enthalten ist, aber die Zentralachsen beider Röhren müssen nicht ausgerichtet sein.
Eine eingliedrige Vorrichtung zur Verwendung in einer Atmungsleitung beinhaltet eine äußere Röhre und eine innere Röhre, die beide ein proximales Ende und ein distales Ende aufweisen. Der äußere Durchmesser der inneren Röhre ist kleiner als der innere Durchmesser der äußeren Röhre, wobei die äußere Röhre an ihrem distalen Ende betriebsfähig mit einer Armatur verbunden sein kann (z. B. einer endotrachialen Röhre oder Maske), die einem Säuger künstliche Beatmung bereitstellen kann. Die innere Röhre ist zumindest teilweise innerhalb der äußeren Röhre angeordnet und das distale Ende der inneren Röhre ist innerhalb und in direkter Fluidverbindung mit der äußeren Röhre angeordnet. Das proximale Ende einer der Röhren ist mit einem Inhalationsgaseingang (vorzugsweise der inneren Röhre) verbunden, und das proximale Ende der anderen Röhre ist mit einem Abgasauslass verbunden. Das distale Ende der inneren Röhre ist axial um eine vorgegebene Distanz vom distalen Ende der äußeren Röhre versetzt, um einen Totraum in der äußeren Röhre zwischen den Röhrendistalenden zu erzeugen. Der Totraum gestattet das Mischen von (frischen) Inhalationsgasen mit Exhalationsgasen von einem betriebsfähig mit der Vorrichtung verbundenen Patienten, und daher kann die Menge der vom Patienten wieder eingeatmeten Gase zum Totraumvolumen in Beziehung stehen.
Vorzugsweise ist die innere Röhre von fester Länge und von dunkler Farbe (oder hat ein dunkelfarbiges Band an ihrem distalen Ende); die Länge der äußeren Röhre kann eingestellt werden und besteht aus einem klaren (transparenten oder halbtransparenten) Material. Der Totraum kann durch axiale Ausdehnung oder Zusammenziehung der äußeren Röhre eingestellt werden, um den axialen Abstand zwischen dem distalen Ende der äußeren Röhre und dem distalen Ende der inneren Röhre zu ändern. Die äußere Röhre kann aus einem Abschnitt von gewellten Röhren, wie etwa z. B. FLEXITUBE® gebildet werden, das bei axialer Ausdehnung von ihrer komprimierten axialen Konformation oder umgekehrt, seine Axiallänge behält (z. B. nicht rückprallen wird, d. h. Akkordeon-artige gefaltete Röhren). Weiterhin wird die FLEXITUBE®, wenn gebogen, den Krümmungswinkel, in dem sie gebogen ist, ohne maßgebliche Verminderung des Innendurchmessers der Röhre beibehalten (geeignete gewellte Röhren zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung werden in der Ultra-Flex-Leitung der King Systems Corporation, Noblesville, IN, USA verwendet). Die innere Röhre kann durch die äußere Röhre gesehen werden und in einer Ausführungsform kann das Totraumvolumen durch Bezug auf Kalibrierungsmarkierungen bestimmt werden, die auf der äußeren Röhre zum distalen Ende der inneren Röhre ausgerichtet sind.
Durch Platzieren eines biologischen Kontaminationsfüters gemäß Anspruch 1 zwischen den distalen Enden der inneren und äußeren Röhren und dem Patientendurchlass des proximalen Endstücks des Einglieds ermöglicht die vorliegende Erfindung, die Lebensdauer des proximalen Endstücks über eine Einmalverwendung hinaus auszudehnen. Ein Beispiel geeigneter biologischer Kontaminationsfiltermittel aus dem Stand der Technik, die in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, ist das VIROBAC II Mini-Filter von King Systems. Gleichermaßen können andere Adapter und verschiedene Einmalvorrichtungen, die früher an den distalen oder Patientenarmaturen angeschlossen waren, durch Verbindung mit der Schnittstelle der proximalen Seite des biologischen Kontaminationsfilters wiederverwendet werden. Da das proximale Endstück schwieriger herzustellen ist, gestattet diese Erfindung maßgebliche Kosteneinsparungen durch Gestatten der Wiederverwendung des proximalen Endstücks und anderer damit verbundener Vorrichtungen, während gleichzeitig Umwelt-(medizinische)Abfälle vermindert werden.
Ein System zur Verwendung bei Säugern, um Atem- und andere Gase bereitzustellen, umfasst einenersten Atmungsleitung mit einem proximalen und einem distalen Ende zum Bereitstellen und Ausführen von Atemgasen von einem Säuger und eine Schnittstelle, die eine Atmungsleitung umfasst, der betriebsfähig mit dem proximalen Ende der ersten Atmungsleitung verbunden ist. Ein biologischet Kontaminationsfilter blockiertt biologische Kontaminationen in der ersten Atmungsleitung gegenüber einem Kommunizieren mit den Schnittstellenkomponenten, während er adäquate Übertragung von Inhalations- und Exhalationsflüssen gestattet.
Der biologische Kontaminationsfilter der Erfindung kann innerhalb des proximalen Endes der ersten Atmungsleitung lokalisiert sein oder als eine getrennte, abnehmbare Komponente dienen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein koaxialer Filter-im-Filter bereit gestellt. Der Filterapparat umfasst ein inneres Gehäuse mit Öffnungen an seinen gegenüberliegenden Enden; zumindest eine der Öffnungen hat einen Innendurchmesser, der gleich dem Innendurchmesser der inneren Röhre der Atmungsleitung ist, so dass die Filtervorrichtung in koaxialer Weise an der inneren Röhre der Atmungsleitung angeschlossen werden kann. Der innere Durchmesser des Innengehäuses der Filtervorrichtung erweitert sich, um eine Kammer auszubilden, die einen Filter aufnimmt, der einen vorgegebenen Durchmesser aufweist, um auseichenden Fluss hindurch zu gestatten (d. h. der Flusswiderstand ist umgekehrt proportional zur Filteroberflächenfläche). Das innere Gehäuse ist in und in paralleler Beziehung beabstandet zu einem äußeren Gehäuse enthalten, das in der Form ähnlich oder identisch ist, aber durchgängig von hinreichend größeren Innendurchmesser, um einem Fluid zu gestatten, zwischen den äußeren Wänden des inneren Gehäuses und den inneren Wänden des äußeren Gehäuses zu fließen. Ein einzelner scheibenförmiger Filter kann innerhalb des inneren Gehäuses enthalten sein und sich von der inneren Gehäusekammer zur äußeren Gehäusekammer radial erstrecken, oder ein Filter in Form eines ringförmigen Rings kann am äußeren Umfang der inneren Gehäusefilterkammer angeordnet sein und sich zur Innenwand der äußeren Gehäusekammer erstrecken. Die inneren und äußeren Filtergehäuse können beide aus zwei trichterförmigen Bestandteilen aufgebaut sein, einem Vorfiltergehäuse und einem Nachfiltergehäuse (die zueinander Spiegelbilder sind); die zwei Bestandteile können miteinander zusammengebaut werden, nachdem dazwischen ein Filter am Zentrum der dadurch auszubildenden Filterkammern platziert worden ist.
Die Schnittstelle einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein T-förmiges Gehäuse mit einem Inhalationsgaseingang (Inhalationsdurchlass), einem Exhalationsgasauslass (Exhalationsdurchlass) und einem ersten Atmungs-(Patienten)durchlass. Der erste Beatmungsdurchlass kann durch den biologische Kontaminationsfilter in Fluidverbindung mit einer ersten, zu einem Patienten führenden Beatmungs-(respiratorische) Leitung platziert werden. Der Inhalationsdurchlass des proximalen Endstücks ist verbunden und integral mit einer internen Leitung, welche durch das Gehäuse des proximalen Endstücks durchläuft, so dass das distale Ende der internen Leitung einen zweiten respiratorischen Durchlass bildet, der innerhalb des ersten respiratorischen Durchlasses endet. Der zweite respiratorische Durchlass hat einen kleineren Durchmesser als der erste respiratorische Durchlass, so dass Gase durch den ersten respiratorischen Durchlass durch den Raum zwischen der Außenwand der inneren Leitung und der Innenwand des proximalen Endstückgehäuses durchfließen können. Das proximale Endstück gestattet die einfache Verbindung und Trennung einer inneren Röhre einer koaxialen respiratorischen Leitung an der Inhalationsgasquelle, da eine direkte gedichtete Fluidverbindung mit dem Inhalationsdurchlass durch die innere Leitung des proximalen Endstückgehäuses sehr erleichtert wird. Daher sind Schwierigkeiten des Stands der Technik bei der Verbindung der inneren Röhre von eingliedrigen Vorrichtungen mit dem Inhalationsdurchlass eliminiert, was es möglich macht, ein abdichtbares Binden der inneren flexiblen respiratorischen Röhre zum Inhalationsdurchlass des proximalen Endstücks während der Herstellung zu vermeiden.
Es wird angemerkt, dass bei bevorzugten Ausführungsformen von eingliedrigen Atemvorrichtungen die innere Röhre Inhalationsgase von einer Inhalationsgasquelle führt und die äußere Röhre Exhalationsgase führt. Allgemein wird gewünscht, dass der Inhalationsgasfluss laminar ist, während der Exhalationsgasfluss turbulent sein sollte. Turbulenter Exhalationsgasfluss wird durch die ringförmige Form des Durchgangs zwischen den Innenwand der äußeren Röhre und der Außenwand der inneren Röhre ermöglicht, wie auch durch die Konfluenz von aus dem distalen Ende der inneren Röhre in den Totraum austretenden Gase mit Exhalationsluft. Weiterhin steigert Filtrierung der Exhalationsgase den turbulenten Fluss in der äußeren Röhre und verursacht einen positiven Endexhalationsdruck (PEEP; positive end expiratory pressure)-Effekt, der dabei hilft, einen positiven Druck in den Luftwegen des Patienten aufrechtzuerhalten (um Atelektase zu verhindern). Daher hilft die Filter-im-Filter-Vorrichtung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beim Erzeugen turbulenten Flusses in den Exhalationsgasen, wenn die äußere Röhre als Exhalationsgasleitung verwendet wird.
Bei einer Ausführungsform enthält die erste Atem- oder respiratorische Leitung eine Röhre, die hier aus Gründen der Einfachheit als die äußere Röhre bezeichnet wird und die ein erstes (proximales) Ende und ein zweites (distales) Ende aufweist. Die äußere Röhre ist an ihrem ersten Ende durch eine Filtervorrichtung mit dem ersten respiratorischen Durchlass verbunden und hat ihr zweites oder distales Ende zum Patienten hin gerichtet. Sowohl der erste als auch der zweite respiratorische Durchlass enden in und sind in Fluidverbindung mit dem proximalen Ende der äußeren Röhre, durch einen oder mehrere biologische Filter. Somit kann die erste Atmungsleitung zwischen dem Patienten und dem proximalen Endstück eine einzelne Röhre umfassen, deren gesamte Länge einen Totraum oder eine Mischkammer für Inhalations- und Exhalationsgase bereitstellt. Die erste Atmungsleitung ist für die Entsorgung oder Sterilisierung vom proximalen Endstück abnehmbar. Die Verwendung dieses Systems mindert die Kosten und den Abfall, da nur die Atmungsleitung zur einmaligen Verwendung ausgelegt ist. Ein anderer Vorteil besteht darin, dass das proximale Endstück von eingliedrigen Vorrichtungen des Stands der Technik, wie etwa der UNIVERSAL F^TM nach einer einmaligen Verwendung nicht mehr weggeworfen wird und ein permanenter Bestandteil der Schnittstelle sein kann.
Die respiratorische Leitung kann eine äußere flexible Röhre umfassen, deren Länge aus verschiedenen Längen ausgewählt werden kann, um den Totraum auf ein ausgewähltes Volumen zu variieren. Die äußere Röhre kann auch axial expandierbar und komprimierbar sein (d. h. Akkordeon-artige Falten haben), um den Totraum einstellbar zu machen; der Totraum kann durch Bezugnahme auf Kalibrierungsmarkierungen an der äußeren Röhre festgelegt werden. Die Kalibrierungsmarkierungen auf der gefalteten Röhre können in den gefalteten Falten verborgen sein und in geöffneten Falten offenbart werden. Die Kalibrierungsmarkierungen können farbcodierte Bänder sein.
Die erste Atemleitung kann weiter eine innere flexible Röhre umfassen, die axial innerhalb der flexiblen äußeren Röhre angeordnet ist. Das proximale Ende der inneren Röhre ist über einen biologischen Kontaminationsfilter mit dem zweiten respiratorischen Durchlass verbunden, und das distale Ende der inneren Röhre endet innerhalb der äußeren Röhre. Der Totraum kann durch Einstellen der axialen Distanz zwischen dem distalen Ende der äußeren Röhre und dem distalen Ende der inneren Röhre eingestellt werden. Vorzugsweise werden das proximale Ende der flexiblen inneren Röhre und das proximale Ende der flexiblen äußeren Röhre in zueinander beabstandeter, paralleler koaxialer Beziehung durch eine starre Armatur gehalten, die aus koaxial starren Ringen gebildet ist, ein kleinerer Ring innerhalb eines größeren Rings, die in räumlich fester Beziehung durch starre radiale Streben gehalten werden, die sich von der Außenseite des inneren Rings zur Innenseite des äußeren Rings erstrecken; weiterhin erstrecken sich die Streben vorzugsweise nicht zu den Enden des inneren Rings, um einer flexiblen Leitung zu gestatten, darüber verbunden zu werden. Es ist möglich, dass die Armatur sich mit dem distalen Ende einer Filtervorrichtung verbindet, die einen Gewinde- oder Flanschverbinder an ihrem proximalen Ende aufweist, um eine sichere Anbringung an und einfaches Abnehmen von den ersten und zweiten respiratorischen Durchlässen zu gestatten. Es wird bevorzugt, dass die interne Leitung des Schnittstellenproximalendstücks Inhalationsgase zum zweiten respiratorischen Durchlass führt und die äußere Röhre der Schnittstelle Exhalationsgase führt, die vom ersten respiratorischen Durchlass eindringen. Die inneren und äußeren Röhren können von vorgegebenen Längen sein, um einen vorgegebenen Totraum bereitzustellen, oder die äußere Röhre kann von variabler Länge sein, um ein Einstellen des Totraums zu gestatten; Kalibrierungsmarkierungen auf einer klaren äußeren Röhre können mit dem Ende der inneren Röhre ausgerichtet werden, um das Totraumvolumen festzulegen.
Die Bereitstellung von leicht zugänglichen ersten und zweiten respiratorschen Durchlässen am distalen Ende des proximalen Endstücks gestattet die biologische Isolierung der ersten Atmungsleitung, ob sie nur eine mit dem ersten respiratorischen Durchlass verbundene äußere Röhre oder eine koaxial äußere und innere Röhre, die mit dem ersten bzw. zweiten respiratorischen Durchlass verbunden sind, umfasst. Somit müssen nur das Filter und die erste Atmungsleitung nach einmaliger Verwendung weggeworfen (oder resterilisiert) werden. Der neue Filter der vorliegenden Erfindung gestattet es, zahlreiche Überwachungs- und Steuervorrichtungen am proximalen Ende des biologischen Filters (oder der Filter) einzuschließen. Verschiedene, in abnehmbaren Modulen enthaltene Vorrichtungen können mit der Schnittstelle mehrfach verwendet werden, einschließlich Vorrichtungen, die früher am Patientenstutzen angebracht waren und nach einer einmaligen Verwendung weggeworfen wurden. Somit bewirkt der Filter der vorliegenden Erfindung einen sehr vereinfachten Aufbau von wegwerfbaren, eingliedrigen Einmalkomponenten, was die Herstellkosten vermindert und gleichzeitig die Menge an Materialien vermindert, die nach einmaliger Anwendung ersetzt werden müssen. Weiterhin müssen sich weniger Vorrichtungen um den Patienten drängeln, was eine vergrößerte chirurgische Sicherheit bereitstellt (ein geringeres Durcheinander am Patienten bedeutet leichteren chirurgischen Zugang und bessere Sicherheit). Einsetzen von Überwachungs- und Steuerungsvorrichtungen am proxirnalen Nachfilterungsende des Atmungssystems gestattet verbesserte Steuerung und Überwachung der Patientenatmung mit einer einfacheren Vorrichtung.
Daher stellt die vorliegende Erfindung ein einfacheres künstliches Atemsystem bereit, das leichter und weniger teuer als Systeme aus dem Stand der Technik zu konstruieren ist, leichter, sicherer und weniger teuer zu verwenden ist und dennoch verbesserte Merkmale bereitstellt. Weitere Details und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Bezugnahme auf die Figuren und Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ersichtlich werden, die hierin dargestellt sind.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Auf- und teilweise Querschnittsansicht eines unterstützten Beatmungssystems des Stands der Technik, das eine eingliedrige Inhalationsund Exhalationsgasleitung verwendet;
2 ist eine Querschnittsansicht einer eingliedrigen Inhalations- und Exhalationsgasleitung und eines proximalen Endstücks nach Fukunaga, wie im Detail in US-Patent Nr. 4,265,235 beschrieben;
3 ist eine Querschnittsperspektivansicht des proximalen Endstücks, das ein mit einem zweiten respiratorischen Durchlass verbundene innere Leitung beinhaltet;
4 ist eine Explosionsaufsicht auf ein Hilfsbeatmungssystem mit optionalen Konfigurationen, einschließlich einer Schnittstelle und von Patientenatmungsleitungen;
5 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer abnehmbaren Patientenkoaxial-Atmungsleitung zur Verwendung in einem unterstützten Beatmungssystem, wie dem System von 4, einschließlich einer optionalen proximalen Erweiterung; und
6 illustriert eine perspektivische Teilquerschnittsansicht einer Ausführungsform einer koaxialen Filtervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zur Verwendung in einem unterstützten Beatmungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Eine kurze Beschreibung eines grundlegenden künstlichen Beatmungssystems und einer eingliedrigen Vorrichtung des Stands der Technik wird eine Beschreibung der vorliegenden Erfindung erleichtern. Unter Bezugnahme auf 1 (1) ist eine schematische Ansicht eines künstlichen Kreislaufbeatmungssystems illustriert, das eine eingliedrige respiratorische (Inhalations- und Exhalationsgas)-Leitung verwendet. Eine eingliedrige respiratorische (oder Atmungs-)Leitung 1 kann am Auslass 2 (der ansonsten als ein Stutzen oder distales Endstück bezeichnet wird) an einer Patienten-Endotrachealröhre oder -Maske angeordnet sein. Atmungsleitung 1 ist aus einer äußeren Röhre 4 und einer inneren Röhre 5 gebildet. Richtungspfeile 7 zeigen die bevorzugte Richtung des Gasflusses durch das System; beispielsweise wird Ausatemluft von einem Patienten durch einen ringförmigen Abstand zwischen der inneren Röhre und der äußeren Röhre 4 weggeführt. Inhalationsgase werden der inneren Röhre 5 von einer Gasquelle 8 bereitgestellt, die durch ein Rückschlagventil 9 durchgeleitet werden. Die innere Röhre 5 durchtritt die Wand des proximalen Endstückgehäuses 11; Gehäuse 11 umfasst im wesentlichen eine Biegung in der äußeren Röhre 4, und die äußere Wand von Röhre 5 kann daran integral dichtend angeschlossen sein.
Ein Kohlendioxidabsorber 13 kann verwendet werden, um Kohlendixoid aus durchgeleiteten Exhalationsgasen zu entfernen und die so gefilterten Gase können mit frischen Inhalationsgasen von Quelle 8 kombiniert werden. Exhalationsgase gehen von einem Patientenauslass 2 durch die äußere Röhre 4, dann durch Rückschlagventil 15, um am Abgasdurchlass 17 rezirkuliert oder abgelüftet zu werden.
Unter Bezugnahme auf 2 ist eine eingliedrige Fukunaga-Vorrichtung, wie etwa die im Detail in US-Patent 4,265,235 beschriebene, illustriert. Die Vorrichtung umfasst ein Tförmiges proximales Endstück 20, ein distales Endstück 30, eine flexible innere Röhre 40 und eine flexible äußere Röhre 50. Da der Durchmesser der inneren Röhre 40 kleiner ist als der Durchmesser der äußeren Röhre 50, wird ein ringförmiger Raum 41 zwischen ihnen gebildet. Das distale Ende 51 der äußeren Röhre 50 ist mit dem distalen Endstück 30 verbunden, welches Mittel 31 aufweist, die verhindern, dass das distale Ende 42 der inneren Röhre 40 sich über das distale Endstück 30 vorstreckt. Das distale Ende 42 ist frei vom Endstück 30 und der äußeren Röhre 50.
Das T-förmige Gehäuse des proximalen Endstücks 20 enthält einen Inhalationsdurchlass 22 und Exhalationsdurchlass 24 und einen Patientendurchlass 26. Die innere Röhre 40 ist an ihrem proximalen Ende mit dem Inhalationsdurchlass 22 verbunden und geht durch das proximale Endstück 20 hindurch und aus dem Patientendurchlass 26 heraus. In der Praxis macht es die entfernte Anordnung des Inhalationsdurchlasses 22 vom Patientendurchlass 26 wünschenswert, das distale Ende 28 der inneren Röhre 40 am Inhalationsdurchlass 22 dichtend anzubinden oder optional erstreckt sich eine kontinuierliche Strecke der inneren Röhre 40 proximal zu dem Inhalationsdurchlass 22 und distal vom Patientendurchlass 26 bis zum oder nahe dem distalen Ende 51 der äußeren Röhre 50 (wobei die innere Röhre 40 dazu dient, den Inhalationsdurchlass 22 am Schnittpunkt damit zu dichten oder daran dichtend angebunden zu sein). Gleichmaßen wird, um das Risiko zu vermindern, dass sich die innere Röhre 20 vom Inhalationsdurchlass 22 ablöst, nachdem sie während der Herstellung daran angebunden worden ist, die äußere Röhre 50 an ihrem proximalen Ende 52 an der äußeren Wand 29 des Patientendurchlasses 26 angebunden und wird an ihrem distalen Ende 51 am distalen Endstück 30 angebunden.
Ein proximales Endstück
Unter Bezugnahme auf 3 ist ein proximales Endstück 60 illustriert, das viele überraschende Vorteile gegenüber den proximalen Endstücken des Stands der Technik aufweist, die in eingliedrigen Vorrichtungen verwendet werden. Anstatt drei Durchlässe auszuweisen, wie das proximale Endstück 20 von 2, weist das proximale Endstück 60 vier Durchlässe auf, die Vorteile und Merkmale bereitstellen, die nicht bei künstlichen Beatmungssystemen des Stands der Technik möglich sind. Das proximale Endstück 60 umfasst ein starres, einstöckiges T-förmiges Gehäuse mit einem Inhalationsdurchlass 62, einem Exhalationsdurchlass 64, einem ersten respiratorischen Durchlass 66 und einem zweiten respiratorischen Durchlass 68. Inhalationsdurchlass 62 hat eine stufenweise Verengung von einem proximalen Ende 63 weiteren Durchmessers zu einem distalen Ende 65 engeren Durchmessers, obwohl die Neigung auch sanft und gleitend sein kann oder andere Formen aufweisen kann. Eine innere Leitung 70 mit einem proximalen Ende 71 und einem distalen Ende 72 ist mit einem Inhalationsdurchlass 62 an Armatur 64 dichtend angeschlossen und angebunden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der äußere Umfang der inneren Leitung 70 dichtend am distalen Ende 65 des Inhalationsdurchlasses 62 angebunden, um damit integral zu sein. Eine integrale ringförmige Wand 75 bildet das distale Ende 65 des Inhalationsdurchlasses 62. Der erste respiratorische Durchlass 66 und der zweite respiratorische Durchlass 68 bilden konzentrische Durchlässe um Achsenlinie 78, wobei sie ihre konzentrischen Öffnungen vorzugsweise in derselben Ebene haben, die orthogonal zur Achsenlinie 78 der inneren Leitung 70 ist. Man beachte, dass der zweite respiratorische Durchlass 68, obwohl er axial zentriert oder konzentrisch innerhalb des ersten respiratorischen Durchlasses 66 gezeigt ist, in Bezug auf die Achsenlinie 78 dezentriert sein kann (obwohl dies erfordern würde, das zumindest ein Teil der inneren Leitung 70 gleichermaßen dezentriert in Bezug auf die Achsenlinie 78 wäre). Bei einer alternativen Ausführungsform kann die innere Leitung 70 sich etwas axial auswärts vom ersten respiratorischen Auslass 66 erstrecken, um so weiter dem Anschluss einer Röhre mit dem zweiten respiratorischen Durchlass 68 zu erleichtern. Optionale Flansche 76 können am zweiten respiratorschen Durchlass 68 und/oder ersten respiratorischen Durchlass 66 bereitgestellt sein, um in Eingriff mit passenden Gewinden oder Flanschen von abnehmbaren röhrenförmigen Armaturen zu kommen, die daran angebracht werden können. Falls flexible Röhren mit ersten und zweiten respiratorschen Durchlässen durch Druckpassung oder Reibungspassung verbunden werden sollen, sollten die Wände des Gehäuses 60 hinreichend starr sein, um eine feste Dichtverbindung zu gestatten. Das proximale Endstück kann aus starrem Plastik gebildet sein, wie es typischerweise in starren Anbindungen an künstliche Beatmungssysteme verwendet wird. Da das proximale Endstück zur Mehrfachverwendung ausgelegt ist, kann es aus Metall gebildet sein, etwa aus rostfreiem Stahl. Falls das Endstück aus Plastik gebildet wird (wie etwa der im UNIVERSDAL F^TM Proximalendstück verwendete), kann er klar, transparent oder opak sein. Es ist wichtig, dass Wände des proximalen Endstückgehäuses nahe den und an den Durchlässen hinreichende Starrheit haben, um einen Anschluss den Leitungen zu gestatten, wie etwa den respiratorischen Patientenleitungsröhren und mit Leitungen, welche die Inhalations- und Exhalationsdurchlässe verbinden.
Neues eingliedriges künstliches Beatmungssystem, einschließlich neuer Schnittstellen
Unter Bezugnahme auf 4 ist eine Explosionsaufsicht eines unterstützten Beatmungssystems illustriert, welches das proximale Endstück 60 von 3 verwendet. In der Ausführungsform von 4 ist ein Blockdiagramm einer Schnittstelle 80 gezeigt. Das proximale Endstück 60 soll eher als eine von flexibler/flexiblen Beatmungs- oder respiratorischer/respiratorischen Leitungen) unabhängige Komponente hergestellt und versandt werden, die zu einem Patienten führen würde, als während der Herstellung an flexible, respiratorische Leitungen integral gebunden zu werden, wie bei eingliedrigen Vorrichtungen des Standes der Technik. Daher muss es nach einmaliger Verwendung nicht weggeworfen oder sterilisiert werden und kann in eine einzelne Einheit, wie etwa Schnittstelle 80, gemeinsam mit anderen funktionellen Vorrichtungen 81, 82, 83 und 84, eingebaut werden, die hier in Blockdiagrammform aus Gründen der Vereinfachung gezeigt sind, oder es kann vor oder nach der Schnittstelle 80 angeordnet sein. Die Flexibilität des proximalen Endstücks 60 wird illustriert, indem es in Blockform in Schnittstelle 80 gezeigt wird, wie auch an einer optionalen Stelle 60A. Obwohl vier funktionale Vomchtungen 81–84 an Schnittstelle 80 inkorporiert sind, kann eine größere oder geringere Zahl verwendet werden. Funktionelle Vorrichtungen können in Form von einfach anschließbaren und abnehmbaren Modulen sein, so dass das Beatmungssystem leicht modifiziert werden kann, um die Anforderungen des Anwenders zu erfüllen. Weiterhin kann eine wechselnde Zahl von optionalen funktionalen Vorrichtungen, wie etwa Vorrichtungen 85, 86, 87, 88 und 89, in das System eingebaut werden, sowohl proximal als auch distal des proximalen Endstücks 60 oder 60A.
Bei der Ausführungsform von 4 ist eine koaxiale Beatmungsleitung 100 (unten detaillierter beschrieben) an ihrem proximalen Ende an funktionalen Vorrichtungen 85 und 86 angeschlossen, die wiederum am biologischen Filter 90 angeschlossen sind (eine andere Ausführungsform davon wird im Detail unten beschrieben). Inhalations- und Exhaiationsgase müssen durch den Filter 90 gehen, wodurch Schnittstelle 80 und andere Systemkomponenten, die proximal vom Filter 90 angeschlossen sind, gegenüber einer Kontamination (Infektion) durch Patientenexhalationsgase, die von Leitung 100 geführt werden, isoliert sind.
In einer Ausführungsform können die Vorrichtungen 8S und 86 eine O₂-Steuerung (zur Luftverdünnung) und eine CO₂-Steuerung (z. B. ein Wiedereinatemnebenschlussloch) umfassen. Ein Reservoirbeutel (nützlich während Patiententransport und/oder Wiederbelebung) kann am, distal, oder proximal vom Filter 90 angeschlossen sein. Vorrichtungen 81–84, 87–89 können gleichermaßen Steuerungs- und/oder Überwachungsfunktion ausüben. Beispielsweise können Vorrichtungen in modularer Form hinzugefügt werden, so dass Sauerstoff durch einen Sauerstoffsensor überwacht werden kann und durch ein Luftverdünnungsventil gesteuert werden kann; Kohlendioxid kann durch ein Kapnometer überwacht werden und durch ein Wiedereinatemnebenschlussloch gesteuert werden; anästhetische Gase können durch Sensoren überwacht und durch eine Anästhesiemaschine gesteuert werden; und Temperatur und Feuchtigkeit können durch geeignete Vorrichtungen überwacht und durch eine künstliche Nase gesteuert werden.
Eine Patientenbeatmungsleitung
Unter Bezugnahme auf 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Patientenbeatmungsleitung zur Verwendung mit dem proximalen Endstück von 3 illustriert. Beatmungsleitung 100 besteht aus einer flexiblen inneren Röhre 110 und einer flexiblen äußeren Röhre 120, die beide an der proximalen Armatur 130 angeschlossen sind. Die innere Röhre 110 und die äußere Röhre 120 werden in beabstandeter koaxialer Beziehung an ihrem proximalen Anschluss an Armatur 130 gehalten. Armatur 130 weist radiale Flansche 132 auf, welche das starre innere Rohr 134 mit dem starren äußeren Rohr 136 verbinden, aber davon beabstandet halten. Gewinde oder Flansche können optional am inneren Rohr 134 und/oder äußeren Rohr 136 vorgesehen sein, um Eingriff mit Flanschen oder Gewinden am sekundären respiratorischen Durchlass 68 und/oder ersten respiratorischen Durchlass 66 zu gestatten, oder Anschluss an einer Filtervorrichtung zu gestatten, welche wiederum am zweiten respiratorischen Durchlass 68 und/oder ersten respiratorischen Durchlass 66 angeschlossen ist.
Das distale Ende 122 des flexiblen äußeren Rohrs 120 ist an einem starren ringförmigen distalen Endstück 124 angeschlossen. Das distale Ende 112 der flexiblen inneren Röhre 110 ragt nicht axial über das distale Endstück 124 oder das distale Ende 122 von äußerer Röhre 120 vor. Das distale Ende 112 der flexiblen inneren Röhre 110 kann optional am distalen Endstück 124 oder am distalen Ende 122 der äußeren Röhre 120 angeschlossen sein, oder kann frei sein, um sich innerhalb der Röhre 120 axial zu bewegen. Der Abstand zwischen dem distalen Ende 112 der flexiblen inneren Röhre 110 und dem distalen Ende 122 der flexiblen äußeren Röhre 120 definiert einen Totraum 138. Bei einer Ausführungsform der Beatmungsleitung 100 werden verschiedene Längen der flexiblen inneren Röhre 110 und/oder der flexiblen äußeren Röhre 120 verwendet, um die Größe des Totraums auf ein vorgegebenes Volumen zu variieren. Bei einer anderen Ausführungsform ist die äußere Röhre 120 aus längeneinstellbarer Röhren gebildet, so dass der Totraum durch Ausziehen oder Komprimieren der äußeren Röhrenaxialstrecke eingestellt werden kann. Die äußere Röhre kann aus transparentem oder semi-transparentem Material gebildet sein, und Kalibrierungsmarkierungen können darauf beinhaltet sein, um Bestimmung des Totraumvolumens durch Ausrichtung des distalen Endes 112 der inneren Röhre 110 an den Markierungen zu gestatten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die flexiblen Röhren 110 und 120 leicht an Armatur 130 anbringbar und davon abnehmbar, und die flexible Röhre 120 ist am distalen Endstück 124 leicht anbringbar und abnehmbar. Bei einer Ausführungsform wird die flexible Röhre 110 nicht verwendet, so dass die gesamte Länge von Röhre 120 Totraum bildet. Bei einer anderen Ausführungsform sind Röhre 110 und Röhre 120 direkt an einer Schnittstelle angeschlossen, welche das proximale Endstück 60 beinhaltet; ein biologisches Filter ist zwischen dem proximalen Endstück und den Röhren 110 und 120 angeordnet.
Ein neuer koaxialer Filter
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine bevorzugte Ausfihrungsform einer neuen koaxialen Filtervorrichtung 140 illustriert, die in einer eingliedrigen Beatmungsvorrichtung verwendet werden kann. Filter 140 enthält ein inneres Gehäuse 150 und ein äußeres Gehäuse 160. Das innere Gehäuse 150 ist aus röhrenförmigen Leitungen 152 und 154 gebildet, die an gegenüberliegenden Öffnungen in Filterkammer 156 angeschlossen sind, welche einen ersten oder inneren Filter 158 enthält. Das äußere Gehäuse 160 ist aus röhrenförmigen Leitungen 162 und 164 gebildet, die an gegenüberliegenden Öffnungen in Filterkammer 166 angeschlossen sind, welche einen zweiten oder äußeren Filter 168 enthält. Flansche oder Gewinde können an einem oder mehreren der röhrenförmigen Leitungsenden 153, 155, 163 und 165 vorgesehen sein, so dass der Filter in axialer Beziehung zu anderen röhrenförmigen Armaturen gesichert werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Filtervorrichtung 140 an einem proximalen Endstück angeschlossen, wie etwa dem proximalen Endstück 60 in 3, so dass die innere röhrenförmige Leitung 152 dichtbar am zweiten respiratorischen Durchlass angeschlossen ist und die äußere röhrenförmige Leitung 162 dichtbar am ersten respiratorischen Durchlass angeschlossen ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehen Inhalationsgase in die röhrenförmige Leitung 152, passieren den Filter 158 und gehen aus der röhrenförmigen Leitung 154 in eine Beatmungsleitung, wie etwa die in 5 illustrierte Beatmungsleitung 100, die zu einem Patienten führt. Exhalationsgase gehen aus einer Beatmungsleitung in einen ringförmigen Zwischenraum zwischen äußerer röhrenförmiger Leitung 164 und innerer röhrenförmiger Leitung 154 über; die Exhalationsgase gehen dann durch Filter 168 in die röhrenförmige Leitung 162 und in das proximale Endstück aus dem Exhalationsdurchlass des proximalen Endstücks heraus, wie etwa dem Durchlass 64 im proximalen Endstück 60 in 3. Das vorstehende Gasflussmuster kann umgekehrt werden, falls gewünscht.
Bei einer alternativen Ausführungsform (nicht gezeigt) können die Filter 158 und 168 koplanar sein und können sogar als eine einzelne Filterscheibe ausgebildet sein, die von der inneren Wand der äußeren Filterkammer durch die Wand der inneren Filterkammer führt. In noch einer anderen Ausführungsform kann sich die röhrenförmige Leitung 152 axial vom Ende 163 der röhrenförmigen Leitung 162 erstrecken; die Erweiterung der röhrenförmigen Leitung 152 ist hinreichend lang, um den Inhalationsdurchlass eines proximalen Endstücks des Stands der Technik zu erreichen und daran dichtbar angeschlossen zu sein, bei dem die innere Leitung des neuen proximalen Endstücks der vorliegenden Erfindung fehlt. Ein Vorteil des koaxialen Filters ist, dass eher eine Filtervorrichtung als zwei verwendet werden kann, was beim Versenden, in der Anwendung und beim Wegwerfen weniger Platz verwendet.
Wiederum unter Bezugnahme auf 5 ist eine optionale röhrenförmige Leitung 135 in Explosionsansicht gezeigt und kann am Ende 137 des inneren Rohrs 134 angeschlossen sein. Erweiterung 135 ist, wenn sie am Ende 137 angeschlossen ist, hinreichend lang, den Inhalationsdurchlass eines proximalen Endstücks des Stands der Technik, bei dem die innere Leitung des hierin beschriebenen proximalen Endstücks fehlt, zu erreichen und daran dichtbar angeschlossen zu sein. (??)
Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Patienten- oder respiratorische Leitung eine flexible Röhre mit einem Durchmesser zwischen 22 und 28 mm und einer Länge zwischen 100 cm und 1,5 m. Falls eine innere Röhre mit der zuvor erwähnten Röhre verwendet wird, ist der Durchmesser (oder D) vorzugsweise zwischen 11 und 15 mm. Wenn eine Einzelröhrenbeatmungsleitung verwendet wird, ist ein 22 mm Durchmesser bei Verwendung mit Erwachsenen wünschenswert und ein 15 mm Durchmesser ist für pädiatrische Anwendung wünschenswert. Wenn eine koaxiale Leitung verwendet wird, werden eine äußere Röhre von 28 mm Durchmesser und eine innere Röhre von 15 mm Durchmesser bevorzugt. Das Totraumvolumen V_D in einer Röhre wird durch die Beziehung festgelegt: VD = Π(D/2)2 × L,wobei L die Länge des Totraumes und D der Durchmesser der äußeren Leitungsröhre ist. Der erste (äußere) und zweite (innere) respiratorische Durchlass des proximalen Endstücks haben vorzugsweise Innendurchmesser, die ungefähr gleich dem der äußeren Röhre bzw. der inneren Röhre sind. Gleichermaßen weisen die inneren und äußeren Leitungen an gegenüberstehenden Enden des koaxialen Filters Innendurchmesser auf, die vorzugsweise ungefähr gleich denen der äußeren bzw. inneren Röhre sind; und die inneren und äußeren Ringe der proximalen Armatur weisen Innendurchmesser auf, die vorzugsweise gleich denen der äußeren Röhre bzw. der inneren Röhre sind.
Somit hat der vorliegende Erfinder ein neues eingliedriges künstliches Beatmungssystem beschrieben, welches eine Patientenleitung, einen neuen koaxialen Filter und ein proximales Endstück beinhaltet, wobei das letztere in eine multifunktionale Schnittstelle eingebaut werden kann. Verschiedene Vorteile und Merkmale der Erfindung werden für einen Fachmann ersichtlich sein, als nicht beschränkende Beispiele sind diese neuen Vorrichtungen preisgünstiger herzustellen und einfacher zu verwenden und haben einen weiteren Bereich von Anwendungen und Konfigurationen als Systeme des Stands der Technik. Diese neuen Vorrichtungen vermindern medizinische Abfälle, da mehr Komponenten wiederverwendet werden können; dennoch sind diese Vorrichtungen sicher anzuwenden aufgrund der Verminderung von am Patientenendstück benötigter Ausrüstung und ermöglichen eine größere Überwachung und Steuerung.
Die eingliedrige respiratorische Patientenleitung kann jegliche der hierin beschriebenen sein oder deren Modifikationen.
Während bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung illustriert und im Detail in den Figuren und der vorstehenden Beschreibung beschrieben worden sind, muss dasselbe als illustrativ und nicht von einschränkendem Charakter angesehen werden. Beispielsweise wird, während Röhren mit kreisförmigem Querschnitt hier verwendet werden, angenommen, dass röhrenförmige Leitungen unterschiedlicher Querschnittsform verwendet werden können und dass die innere Röhre einer koaxialen Röhre axial innerhalb der äußeren Röhre angeordnet sein kann oder nicht, oder nur Teile der inneren Röhre axial in der äußeren Röhre zentriert sein können, während andere Teile dezentriert sein können. Das proximale Endstück kann mehr als zwei hindurchführende Leitungen aufweisen, die an einer flexiblen respiratorischen Leitung mit mehr als zwei Lumina angeschlossen sein können. Somit versteht sich, dass nur die bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden sind.

Claims

Filtervorrichtung, umfassend: ein erstes inneres distales Rohr (155) und ein zweites äußeres distales Rohr (164), ein erstes inneres proximales Rohr (150) und ein zweites äußeres proximales Rohr (162), ein erstes inneres Filtergehäuse (156) zwischen dem ersten distalen Rohr und dem ersten proximalen Rohr und ein zweites äußeres Filtergehäuse (160) zwischen dem zweiten distalen Rohr und dem zweiten proximalen Rohr und Filtermittel in den ersten zweiten Filtergehäusen.
Filtervorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste proximate Rohr in betriebsfähiger Verbindung mit einem Einlass für eine Quelle eines Inhalationsgases (68) steht und das zweite proximale Rohr in Wirkverbindung mit einem Exhalationsauslass (66) steht.
Filtervorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn das erste distale Rohr und das zweite distale Rohr in betriebsfähiger Verbindung mit einem Säugetier stehen, Inhalationsgas von einer Inhalationsgasquelle durch das erste proximate Rohr und nachfolgend durch erste Filtermittel in dem ersten Filtergehäuse und nachfolgend durch das erste distale Rohr fließt, um dem Säugetier zugeführt zu werden und Exhalationsgas von dem Säugetier durch das zweite distale Rohr und nachfolgend durch zweite Filtermittel in dem zweiten Filtergehäuse und nachfolgend durch das zweite proximate Rohr zu dem Exhalationsauslass fließen kann.
Filtervorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste proximate Rohr koaxial zum zweiten proximalen Rohr ist.
Filtervorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei das erste distale Rohr koaxial zum zweiten distalen Rohr ist.
Filtervorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Filtergehäuse einen Bereich mit einer Querschnittsfläche aufweist, die größer als diejenige der ersten distalen und proximalen Rohre ist.
Filtervorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das zweite Filtergehäuse einen Bereich mit einer Querschnittsfläche aufweist, die größer ist als die der zweiten distalen und proximalen Rohre.
Filtervorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das distale Ende der Vorrichtung eine distale äußere Leitung aufweist und das proximale Ende der Vorrichtung eine proximale äußere Leitung aufweist, wobei die distale äußere Leitung und/oder die proximale äußere Leitung ein äußeres Befestigungsmittel beinhaltet.
Filtervorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das distale Ende der Vorrichtung eine distale innere Leitung aufweist und das proximale Ende der Vorrichtung eine proximale innere Leitung aufweist, wobei die distale innere Leitung und/oder die proximale innere Leitung ein inneres Befestigungsmittel beinhaltet.
Filtervorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das proximale und/oder das distale Ende des Filtergehäuses einen proximalen oder distalen Verbinder für einen eingliedrigen Beatmungsapparat bilden.
Filtervorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste und zweite Filtermittel ein einzelnes Filterelement umfassen, das sich über die ersten und zweiten Filtergehäuse erstreckt.
Filtervorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das erste Filtergehäuse nicht in direkter Fluidverbindung mit dem zweiten Filtergehäuse steht.