DE2725515A1

DE2725515A1 - Bakteriologisch geschlossenes beatmungssystem

Info

Publication number: DE2725515A1
Application number: DE19772725515
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: LANG VOLKER DR MED HABIL
Current assignee: LANG VOLKER DR MED HABIL
Priority date: 1977-06-06
Filing date: 1977-06-06
Publication date: 1978-12-14
Also published as: DE2725515C2; US4224939A

Description

Dr. med. habil Volker Lang, 8012 Ottobrunn Bakteriologisch geschlossenes Beatmungssystem

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum bakteriologisch sicheren Anschließen von Beatmungsgeräten an den Tubus.

übliche Beatmungsgeräte oder Respiratoren werden über ein Schlauchsystem und einen Tubus an die Luftröhre des Patienten angeschlossen. Die Beatmung des Patienten erfolgt dabei dadurch, daß in der Einatemphase die Lunge des Patienten durch das Atemgas aufgeblasen wird und sich diese in der Ausatemphase dadurch passiv entleert, daß sie infolge ihrer Elastizität zusammenfällt.

Bei der künstlichen Beatmung mit bekannten Respiratoren ist nachteilig, daß Keime und Bakterien mit der Atemluft in die Lunge des Patienten gelangen können, woraus sich Lungenentzündungen entwickeln können. Neuere US-Statistiken weisen aus, daß bei Lungenentzündungen des künstlich beatmeten Erwachsenen mit einer Mortalität bis zu 70 % zu rechnen ist, was bei der laufenden Resistenzzunahme der Hospitalkeime gegen Antibiotika nicht verwunderlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher in erster Linie, ein Beatmungssystem zu schaffen, das eine hohe bakteriologische Sicherheit aufweist. Daneben bestehen die Forderungen, eine hohe relative Feuchte der Atemgase ohne Tröpfchenbildung bei einer Temperatur von 36 bis 37°C

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aufrechtzuerhalten, daß keine Beschränkung in der Anwendung verschiedener Beatmungstechniken und Hilfsmaßnahmen sowie Beatmungsmaschinen besteht, daß keine Einschränkung in der Anwendung durch das Alter des Patienten gegeben ist und daß sich das Beatmungssystem durch eine hohe technische Sicherheit und Wirtschaftlichkeit auszeichnet.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß vorgesehen, daß auf den Tubus ein Beatmungskopf aufsetzbar ist, an den ein das Atemgas zuführender und ein die Ausatemluft ableitender Schlauch angeschlossen ist, daß in dem die Ausatemluft ableitenden Schlauch ein von einem Steuergerät im Beatmungstakt betätigtes Expirationsventil angeordnet ist und dieser in einem Bakterienfilter mündet, daß der das Atemgas zuführende Schlauch, an den über ein T-Stück ein Beatmungsbeutel angeschlossen ist, über einen Bakterienfilter und das Steuergerät mit dem Beatmungsgerät (Respirator) verbunden ist und daß der Beatmungsbeutel mit einem Fühler versehen ist, der über eine Steuerleitung mit dem Steuergerät verbunden ist, so daß das Expirationsventil im Takt der manuellen Beatmung geschlossen und geöffnet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem geschlossenen Beatmungssystem, das optimale bakteriologische Sicherheit gewährleistet. Das von dem Respirator und dem Steuergerät zugeführte Atemgas tritt über einen Bakterienfilter in ein geschlossenes Schlauchsystem ein, in das den Patienten schädigende Keime von außen nicht mehr eindringen können. Die bakteriologische Sicherheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist auch dann gewährleistet, wenn der Beatmungskopf im Abstand von etwa zwei bis vier Stunden von dem Tubus abgenommen werden muß, um das Trachealsekret absaugen zu können. Während dieser sogenannten "Bronchialtoilette" entsteht bei dem Patienten ein gewisser Sauerstoffmangel, der die

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Spontanatmung anreizt. Um den Patienten nach der Bronchialtoilette wieder an den Rhythmus der Beatmungsmaschine zu gewöhnen, wird üblicherweise eine Beatmung mit einem von Hand betätigten Beatmungsbeutel vorgenommen , der erst wieder durch das Beatmungsgerät ersetzt wird, wenn der Atemrhythmus dr<* Patienten an das Gerät angeglichen ist. Besonders während dieser manuellen Beatmung wird dem Patienten insterile Luft zugeführt, durch die die Gefahr des Entstehens einer Pneumonie erhöht wird. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird auch während der Adaptionsphase nach der "Bronchialtoilette" die bakteriologische Sicherheit des geschlossenen Beatmungssystems dadurch aufrechterhalten, daß der Beatmungsbeutel in das System integriert ist. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nach der Durchführung der "Bronchialtoilette" der Beatmungskopf wieder auf den Tubus aufgesetzt und der Patient wird über den Beatmungsbeutel mit steriler Luft beatmet, die über den Respirator, das Steuergerät und den Bakterienfilter zugeführt wird. Mit dem Beatmungsbeutel ist ein Fühler verbunden, der durch die manuelle Betätigung des Beutels an das Steuergerät Signale abgibt, so daß dieses im Takt des Beatmungsrhythmus das Expirationsventil schließen und öffnen kann.

Der die Ausatemluft führende Schlauch mündet ebenfalls in einem Bakterienfilter, so daß in die Umgebung weder Patientenkeime gelangen können noch Keime aus der Umgebung in den die Ausatemluft führenden Schlauch eindringen können.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zwischen den Bakterienfilter und den Beatmungsbeutel in den das Atemgas führenden Schlauch eine geschlossene Einrichtung zum

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Anfeuchten und Erwärmen des Atemgases geschaltet. Diese Einrichtung kann aus einem bekannten, in eine Steuer- und Regeleinheit einsetzbaren geschlossenen Behälter bestehen, der air Aufnahme der Anfeuchtflüssigkeit bestimmt ist, einen Anschlußstutzen zur Zuführung des anzufeuchtenden und zu erwärmenden Atemgases und einen Anschlußstutzen zur Abführung des Atemgases trägt, in seinem Inneren Prallplatten zur Umleitung und zum innigen Durchmischen mit der Anfeuchtflüssigkeit aufweist und der an seiner Unterseite einen Fortsatz besitzt, in dem Bleche angeordnet sind, die nach Einsetzen des Behälters in die Steuer- und Regeleinheit einen Eisenkern einschließen und die Sekundär-Kurzschlußspule eines Transformators bilden, so daß eine induktive Erwärmung der Bleche erfolgt.

Zweckmäßigerweise durchströmt das Atemgas in der Einrichtung zum Anfeuchten und Erwärmen steriles Wasser, das eine wässerige, nicht verdunstende Desinfektionslösung enthält. Da das Bakterienfilter nur einen Wirkungsgrad von 99,8 % aufweist, findet in dem Anfeuchter die restliche Entkeimung statt, so daß dem Patienten nur keimfreies Atemgas zugeführt wird.

Zweckmäßigerweise besteht der Beatmungsbeutel aus durchsichtigem Kunststoff, so daß von außen sichtbar ist, wenn sich in diesem Kondenswasser gebildet hat. Das Kondenswasser kann durch den durch eine Klemme geschlossenen Schwanz des Atembeutels abgelassen werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist auf den Beatmungsbeutel ein Trigger-Beutel lösbar befestigt, der über eine Schlauchleitung mit dem Steuergerät verbunden ist. Dieser Tiigger-Beutel bildet einen einfachen, mehrmals verwendbaren Fühler.

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Wenn in bekannten Beatmungssystemen die Atemluft überhaupt angefeuchtet und erwärmt werden würde, so ergäbe sich das Problem, dem Patienten unter Berücksichtigung des Temperaturabfalls in der das erwärmte Atemgas führenden Leitung unabhängig von der jeweils benötigten Atemgasmenge das Atemgas mit der richtigen Temperatur zuzuführen. Denn die in dem Atemgas auftretende Temperaturdifferenz ist von der Größe des Atemgasstromes abhängig. Ein erwachsener Mensch benötigt etwa 8 bis 15 1 Atemgas pro Minute. Bei einem derartigen Atemgasfluß würde sich in dem Schlauchsystem ausgehend von einem auf 50° erwärmten Atemgas eine Temperaturdifferenz bis zum Tubus von etwa 12° ergeben. Ein neugeborenes Kind benötigt hingegen lediglich eine Atemluftmenge von 1 bis 2 1 pro Minute. Bei einer derartig geringen Atemluftmenge würde sich eine Temperaturdifferenz von ca. 20° einstellen.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, unabhängig von dem Alter des Patienten und der von diesem benötigten Atemgasmenge in einfacher Weise diesem richtig temperiertes Atemgas zuzuführen.

Diese weitere Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuergerät mit einer weiteren Atemgasquelle in Verbindung steht und dem die Atemgase führenden Schlauch in der Ausatemphase kontinuierlich einen hohen Atemga-sstrom zuführt. In der Ausatemphase wird also ständig ein relativ hoher Atemgasstrom aufrechterhalten, in dem sich von der Einrichtung zum Anfeuchten und Erwärmen des Atemgases^vbis zu dem Beatmungskopf ein etwa konstantes Temperaturgefälle einstellt, so daß unabhängig von der Menge des von dem Patienten benötigten Atemgases dieses eine etwa gleiche Temperatur aufweist. Die Menge des in der Ausatemphase ständig strömenden Atemgases ist so bemessen, daß die Temperaturschwankungen in dem Atemgas

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auch bei weiterer Erhöhung des Atemluftstromes nur sehr gering sind. Die Temperatur des Atemgases bleibt damit unabhängig von der in der Einatemphase benötigten Menge von Atemgas innerhalb von zulässigen Grenzen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise als Einmalsystem ausgebildet, so daß ein umständliches Reinigen nach Gebrauch entfällt und die bakteriologische Sicherheit erhöht wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kommt in sterilen Beute!verpackungen auf den Markt.

Ein weiterer besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß das Steuergerät den Anschluß der erfindungsgemäßen Vorrichtung an übliche Respiratoren ermöglicht, so daß eine universelle Anwendung sichergestellt ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen näher erläutert.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnung, in deren einziger Figur das Beatmungssystem schematisch dargestellt ist, näher erläutert.

Ein Respirator 1 beliebiger Bauart ist über einen Schlauch 2 an das Steuer- und Adaptionsgerät 3 angeschlossen. Das Steuergerät 3 steht über eine Leitung mit einer weiteren Atemluftquelle 4 in Verbindung. An das Steuergerät 3 ist über einen Schlauch 5 ein Bakterienfilter 6 angeschlossen. Von dem Bakterienfilter 6 führt ein Schlauch 7 zu dem Topf 8, der mit erwärmtes sterilen Wasser gefüllt ist, durch das die Atemluft hindurchtritt. Da der durch den Topf 8 gebildete Anfeuchter nach dem Verdunstungsprinzip arbeitet, muß diesem über einen Schlauch und einen Vorratsbehälter ständig Sterilwasser zugeführt werden.

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Der Topf 8 ist durch einen Schlauch 9, 12 mit dem Beatmungskopf 13 verbunden, der auf den Tubus aufsetzbar ist. Die Schläuche 9, 12 sind durch ein T-Stück 11 miteinander verbunden, an das ein Beatmungsbeutel angeschlossen ist. Der Beatmungsbeutel ist bei dem üblichen Betrieb durch eine Schlauchklemme 22 abgeklemmt. Er weist einen Schwanz 23 auf, der durch eine Schlauchklemme 24 geschlossen ist.

Von dem Beatmungskopf 13 führt eine Schlauchleitung zu dem Expirationsventil 15, das über eine Schlauchleitung 16 mit einem Bakterienfilter verbunden ist, der aus einem Behälter 17 besteht, der teilweise mit Desinfektionslösung 18 gefüllt ist. An den Beatmungskopf ist weiterhin ein Schlauch 19 zum Abführen von Kondensat zu einem Behälter 20 angeschlossen, der mit Desinfektionslösung 21 teilweise gefüllt ist.

Auf dem Beatmungsbeutel 10 ist ein Triggerbeutel 25 lösbar verbunden, der über eine Schlauchleitung mit dem Steuergerät 3 in Verbindung steht. Das Steuergerät steht seinerseits über eine Steuerleitung 27 mit dem Expirationsventil in Verbindung. Wird bei einer manuellen Beatmung mit dem Beatmungsbeutel der Trjggerbeutel in der Einatemphase zusammengedrückt, wird über das Steuergerät 3 das Expirationsventil geschlossen, so daß der Respirator den zur Beatmung des Patienten notwendigen Druck aufbauen kann.

Das Kondensat wird aus dem Beatmungskopf selbsttätig durch den Druck der Atemluft herausgedrückt.

Wird der Patient manuell beatmet, so wirkt die Einrichtung zum Anfeuchten und Erwärmen der Atemluft als Rückschlagventil.

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Auf der rechten Seite der Zeichnung ist die unsterile Seite dargestellt. Sie besteht aus der Beatmungsmaschine 1, die druck-, volumen- oder flowgesteuert sein kann und dem Steuer- und Adaptionsgerät 3. Das Steuergerät 3 kann auf einfachste Weise ohne Umbaumaßnahmen an den Respirator angeschlossen werden. Durch diese Nachrüstung können mit bewährten, schon vorhandenen Respiratoren jetzt auch modernste Beatmungsverfahren angewendet werden. Darüberhinaus hat das Zusatzgerät 3 die Funktion eines universellen Adapters. Dadurch kann das universelle Beatmungssystem, das auf der linken Zeichnungsseite dargestellt ist, an jede Beatmungsmaschine angeschlossen werden. Diese Standardisierung bedeutet selbstverständlich eine erhebliche Rationalisierung bei der künstlichen Beatmung.

Nachstehend wird kurz die Funktion des Beatmungssystems erläutert. Das von dem Respirator 1 abgegebene, noch unsterile Atemgas gelangt durch das Steuergerät 3 wie durch Pfeile angegeben zu dem handelsüblichen Trocken-Bakterienfilter 6. Es wird hier weitgehend von Bakterien befreit und gelangt nun in das Beatmungsschlauchsystem, das entweder als Einmalsystem oder dampfsterilisierfählges Mehrmalsystem ausgebildet sein kann. Der Anfeuchter 8 arbeitet nach dem Verdunsterprinzip und kann während der Beatmung mit Sterilwasser über ein Infusionsbesteck einfach beschickt werden. Durch ein Desinfektionsmittelzusatz, beispielsweise Rivanollösung, werden Bakterien, die den Bakterienfilter 6 noch passiert haben, abgefangen und vernichtet. Damit dient dieser Anfeuchter nicht nur der Anwärmung und Anfeuchtung der Atemgase, sondern er wirkt zusätzlich auch als Naß-Bakterienfilter. Das nun sterile Atemgas gelangt über einen Faltschlauch 9 zu dem T-Stück 11, das einen Beatmungsbeutel 10 trägt, der gleichzeitig auch ein Gasreservoir darstellt. Von hier gelangt das Atemgas weiter zum Beatmungskopf 13, der

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mit einem automatischen Kondenswasserabscheider versehen ist. Das Kondenswasser wird über eine Einmalsonde 19, die alle 24 Stunden gewechselt wird, in einen kleinen Behälter 20 mit Desinfektionslösung geleitet. Eine Eröffnung des Systems mit der Gefahr einer bakteriellen Kontamination erübrigt sich daher. Durch die optimale Temperierung und Anfeuchtung der Atemgase (100 % Relativfeuchte bei Körpertemperatur von 36 bis 37°) erübrigt sich ein Spülen der Trachealtuben. Tracheales Absaugen in Abständen von zwei bis vier Stunden ist ausreichend. Damit eine manuelle Beatmung, die sich vor allem bei der Bronchialtoilette des Schulkindes und beim Erwachsenen als sehr wertvoll erwiesen hat, möglichst ohne Eröffnung des sterilen Systems erfolgen kann, trägt der in das Beatmungssystem eingefügte Beatmungsbeutel zusätzlich einen externen Trigger-Beutel. Bei der manuellen Kompression des Beatmungsbeutels wird dieser mit komprimiert und steuert über das Steuergerät 3 das Expirationsventil 15 phasengerecht. Die Ausatemluft des Patienten gelangt, wie durch Pfeile angedeutet ist, über den Ausatemschlauch 14 zum Expirationsventil 15. Durch verschieden tiefes Eintauchen des Ausatemschlauches in die Desinfektionslösung 18 läßt sich auf einfache Weise jeder gewünschte positive expiratorische Druck einstellen.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum bakteriologisch sicheren Anschließen von Beatmungsgeräten an den Tubus, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Tubus ein Beatmungskopf (13) aufsetzbar ist, an den ein das Atemgas zuführender (12) und ein die Ausatemluft ableitender Schlauch (14) angeschlossen ist, daß in dem die Ausatemluft ableitenden Schlauch (14) ein von einem Steuergerät (3) im Beatmungstakt betätigtes Expirationsventil (15) angeordnet ist und dieser in einem Bakterienfilter (17,18) mündet, daß der das Atemgas zuführende Schlauch (5,7,9,12), an den über ein T-Stück (11) ein Beatmungsbeutel (10) angeschlossen ist, über ein Bakterienfilter (6) und das Steuergerät (3) mit dem Beatmungsgerät (1) verbunden ist und daß der Beatmungsbeutel (10) mit einem Fühler (25) versehen ist, der über eine Steuerleitung (26) mit dem Steuergerät (3) verbunden ist, so daß das Expirationsventil (15) im Takt der manuellen Betätigung des Beatmungsbeutels geschlossen und geöffnet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Bakterienfilter (6) und dem Beatmungsbeutel (10) in den das Atemgas zuführenden Schlauch eine geschlossene Einrichtung (8) zum Anfeuchten und Erwärmen des Atemgases geschaltet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Einrichtung (8) zum Anfeuchten und Erwärmen das Atemgas erwärmtes steriles Wasser durchströmt, das eine wässerige, nicht verdunstende Desinfektionslösung enthält.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beatmungsbeutel (10) aus durchsichtigem Kunst-

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ORIGINAL INSPECTED

Stoffmaterial besteht und an seinem Ausgang mit einer Schlauchklemme (22) versehen ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Beatmungsbeutel (10) ein Trigger-Beutel (25) lösbar befestigt ist, der über eine Schlauchleitung (26) mit dem Steuergerät (3) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Beatmungskopf (13) drei Anschlußstutzen aufweist, von denen zwei zum Anschließen der gasführenden Schläuche und einer zum Aufsetzen auf den Tubus dient.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Beatmungskopf (13) topfförmig ausgebildet und in seinem Boden einen Anschluß für einen das sich in diesem sammelnde Kondensat abführenden Schlauch (19) aufweist, der in einem mit Desinfektionslösung (21) gefüllten Kondensatbehälter (20) mündet.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Expirationsventil (15) aus einem Ballonventil besteht, das über einen Schlauch (27) mit dem Steuergerät (3) in Verbindung steht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät (3) einen Anschluß aufweist, der an jedes Beatmungsgerät (1) anschließbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät mit einer weiteren Atemgasquelle (4) in Verbindung steht und dem die

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Atemgase führenden Schlauch in der Ausatemphase kontinuierlich einen hohen Atemgasstrom zuführt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Ausatemphase strömende Atemgasstrom ein so hohes Volumen aufweist, daß der Temperaturabfall in dem Atemgas von der Einrichtung zum Anfeuchten und Erwärmen der Atemluft bis zum Beatmungskopf (13) unabhängig von der von dem Patienten benötigten Atemgasmenge im wesentlichen konstant bleibt.

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