DE3218771A1

DE3218771A1 - Beatmungs- oder inhalationskreis bzw. -anordnung

Info

Publication number: DE3218771A1
Application number: DE3218771A
Authority: DE
Inventors: Tatsuo Yokohama Kanagawa Suzuki
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1981-05-18
Filing date: 1982-05-18
Publication date: 1983-02-10
Also published as: FR2505658A1; IT8221323A0; DK168811B1; IT1151571B; DK221582A; FR2505658B1; US4463755A; DE3218771C2

Description

Henkel, Kern, Feiler &■ Hänzel Patentanwälte

Registered Representatives before the

European Patent Office

Möhlstraße 37 D-8000 München 80

Tel.: 089/982085-87 Telex. 0529802 hnkld Telegramme: ellipsoid

FOR 82-6-GER

18. Mai 1982

TERUMO Kabushiki Kaisha trading as

TERUIvX CCRPORATTC?:, Tokio, Japan

Beatmungs- oder Inhalaticnskreis bzw. -an

ordnung

2213771

Mai

Beatmungs- oder Inhalationskreis bzw. -anordnung

Die Erfindung bezieht sich auf eine^n) Beatmungs- oder Inhalationskreis bzw. -anordnung und betrifft insbesondere einen Beatmungskreis (breathing circuit) mit Koaxialschlauch zur Verwendung bei einer Vorrichtung für die künstliche Beatmungstherapie.

Verschiedene Arten von Beatmungskreisen bzw. -anordnungen sind derzeit verbreitet im Gebrauch. Derartige Anordnungen umfassen Leitungen (circui"Cb) , die mit Respiratoren (auch als Belüfter bezeichnet) zur Beatmung verbunden sind, Anästhesier-Leitungen zur Verabreichung eines anästhesierenden Gases und gasförmigen Sauerstoffs ει z.B. Patienten und Leitungen für die Verabreichung von Medikamenten, Sauerstoff und dgl.

zur Inhalationstherapie. 25

Diese Beatmungskreise besitzen jeweils eine Grundkonstruktion mit einem Inhalationskreis oder einer -leitung für den Anschluß eines Respirators, eines Anästhesierapparats o.dgl. an einen Luftröhrenkatheter,

^ow eine an einem Patienten angebrachte Atemmaske usw. sowie einen Ausatmungskreis.

Beim mechanischen Ein- und Ausatmen mit Hilfe eines Beatmungs- oder Anästhesierkreises gilt allgemein, daß unter entsprechender Berücksichtigung des Wasser- und

Wärmeausgleichs bzw. -gleichgewichts des Körpers eines Patienten die Einatemluft im Vergleich zur Umgebungsluft eine ziemlich hohe Temperatur, d.h. nicht weniger als 31⁰C, aber nicht über der Lungentemperatur des Patienten (maximal 38°C) besitzen soll. Insbesondere bei künstlicher Beatmung über einen langen Zeitraum hinweg muß die Einatemluft eine Temperatur von 32 35⁰C bei 100 % relativer Luftfeuchtigkeit besitzen. Zu dieses Zweck ist dem Beatmungskreis ein kombinierter Erwärmungs- und Befeuchtungsapparat unmittelbar vorgeschaltet.

Ein bisheriger Beatmungskreis ist beispielsweise so ausgebildet, daß ein Inhalationsschlauch über einen kombinierten Erwärmungs- und (Luft-)Befeuchtungsapparat mit der Auslaßseite eines Respirators verbunden ist, an dessen Einlaßseite ein Ausatemschlauch angeschlossen ist. Beide Schläuche sind mit den Zweiganschlüssen eines Y-Verbindungsstücks verbunden, das seinerseits an einen in die Mundhöhle des Patienten eingeführten Luftröhrenkatheter angeschlossen ist.Weiterhin ist ein Atomiseur bzw. Vernebelungsapparat zur Zufuhr eines Medikaments, z.B. eines die Bronchien erweiternden Mittels oder eines auswurflösenden Mittels, in Form eines Aerosols in die Luftleitung auf halber Länge in den Inhalationsschlauch eingeschaltet, in den auch ein Ausatmungsventil eingeschaltet ist.

Da bei diesem Beatmungskreis Inhalations- oder Einatmungs- und Ausatmungsschlauch getrennt ausgebildet sind, besitzt dieser Beatmungskreis unvermeidlich große Gesamtabmessungen; er ist daher unbequem zu handhaben. Weiterhin wird bei diesem Beatmungskreis das Einatmungsgas , das im Erwärmungs/Befeuchtungsapparat vorgewärmt worden ist, über den Einatmungsschlauch zur Lunge des

Patienten geleitet. Bei seiner Strömung durch diesen
Schlauch strahlt dieses Gas Wärme ab und erleidet dabei einen Temperaturverlust. Wenn die am Erwärmungs/-Befeuchtungsapparat eingestellte Temperatur höher ist als die Lungentemperatur, fällt die Temperatur des Einatmungsgases am Auslaß des Anschlusses an der Seite
des Patienten häufig auf unter 31⁰C ab. Zur Vermeidung eines solchen Temperaturabfalls wird üblicherweise
ein Heizelement in den Ausatmungsschlauch eingebaut

10 oder an seinem Außenumfang angebracht. Nachteilig

daran ist, daß sich durch das zusätzliche Heizelement die Ausrüstungskosten erhöhen, die Temperaturregelung des Heizelements schwierig ist und sich das Heizelement selbst nicht einfach reinigen und sterilisie-

15 ren läßt.

Weiterhin sind in der Nähe des Mundes des Patienten
zwei Schläuche am Verbindungsstück angeordnet. Insbesondere dann, wenn der Innendruck des Kreises bzw.

der Leitung und die Temperatur des Einatmungsgases in der Nähe des Mundes überwacht werden, komplizieren
die verschiedenen, für eine solche überwachung erforderlichen Vorrichtungen den in der Nahe des Mundes
des Patienten befindlichen Teil der Anordnung be-

trächtlich, und sie stellen eine zusätzliche Belästigung des Patienten dar. Diese Vorrichtungen selbst
sind schwierig handzuhaben bzw. zu bedienen.

Als hauptsächlich für Anästhesiezwecke verwendete Beatmungskreise oder -leitungen sind beispielsweise die sogen. Payne-Leitung und die Leitung bzw. der Kreis
gemäß JP-OS 150893/1979 bekannt.

Diesen beiden Kreisen oder Leitungen ist eine Konstruktion gemeinsam, bei welcher ein glattflächiger Innen-

schlauch und ein üblicherweise gewellter Außenschlauch koaxial zu einer doppelwandigen Anordnung zusammengesetzt sind, wobei der Innenraum des Innenschlauches als Inhalationsleitung und der Ringraum zwischen Außen- und Innenschlauch als Ausatmungsleitung dient. Ein Ende des Koaxialschlauchs ist an der Seite des Patienten an ein Verbindungsstück angeschlossen, das mit eineji Einlaß und einem Auslaß versehen ist. Die anderen Enden von Außen- und Innenschlauch an der Seite des Anästhesierapparats sind mit Auslassen eines Verteilers oder Sammlers verbunden. Durch eine innere und eine äußere Verbindungsbohrung des Verteilers oder Sammlers wird das anästhesierende Gas vom Anästhesierapparat umgewälzt.

Infolge der Verwendung des Koaxialschlauches sind derartige Beatmungskreise oder -leitungen einfach zu handhaben. Im Vergleich zu dem vorher beschriebenen System, bei welchem Inhalations- und Ausatmungsschlauch in Form

20 zweier getrennter Leitungen vorliegen, gewährleistet

ein Beatmungskreis der beschriebenen Art eine Verringerung des Wärmeverlustes des Einatmungsgases, weil um den für das Einatmungsgas vorgesehenen Innenschlauch herum der Außenschlauch angeordnet ist und außerdem

25 das Ausatmungsgas in unmittelbarer Berührung mit der Umfangsflache des Innenschlauches strömt.

Dieser bekannte Beatmungskreis ist weder mit einem Ausatmungsventil noch mit einem Vernebelungsapparat

versehen. Aufgrund der Verwendung des Koaxialschlauches lassen sich Vorrichtungen der vorher angegebenen Art nicht ohne weiteres in die Leitung einschalten. Nachteilig ist daher, daß die Verwendung von Respiratoren, die bei diesem Beatmungskreis eingesetzt wer-

³^ den können, eingeschränkt ist.

Wie erwähnt, soll das der Lunge des Patienten zugeführte Einatmungsgas eine unterhalb der Lungentemperatur liegende Temperatur, vorzugsweise im Bereich von 32 35⁰C, besitzen. Bei einem Beatmungskreis mit einem Koaxialschlauch des beschriebenen Aufbaus und bei dem ein kombinierter Erwärmungs/Befeuchtungsapparat an den Koaxialschlauch angeschlossen ist, soll das durch diesen Apparat behandelte und für die Zufuhr zur Lunge vorbereitete Einatmungsgas ebenfalls eine Temperatur

10 unterhalb der Lungentemperatur besitzen. Diese

Temperaturbedingung ist sehr wichtig, weil dann, wenn sie erfüllt ist, die Möglichkeit für einen plötzlichen Temperaturanstieg des Einatmungsgases infolge einer unvorhergesehenen Störung, für eine allmähliche Temperaturerhöhung bei längerer Zufuhr des Einatmungsgases sowie für eine Lieferung des Einatmungsgases zur Lunge mit einer über der Lungentemperatur liegenden Temperatur völlig ausgeschaltet ist. Da weiterhin der Unterschied zwischen der Temperatur des Einatmungsgases und der Raumtemperatur verkleinert ist, ist der Wärmeverlust oder die Größe des Temperaturabfalls verringert, während gleichzeitig auch der Feuchtigkeitsanteil, der zu einer Tau- bzw. Kondenswasserbildung führen kann, verkleinert ist.

Bei Verwendung eines Koaxialschlauches des üblichen Aufbaus und bei Zufuhr eines Einatmungsgases, das durch einen Erwärmungs/Befeuchtungsapparat auf eine unterhalb der Lungentemperatur liegende Temperatur

erwärmt worden ist| so gefördert wird, daß es bei der Ankunft am Mund des Patienten eine Temperatur im Bereich von 32 - 35⁰C besitzt, hat es sich jedoch gezeigt, daß der betreffende Beatmungskreis bzw. die Leitung keine vollkommene Lösung für das Problem des Wärmeverlusts des Einatmungsgases auf dem Weg zum Pa-

1 tienten zu bieten vermag.

Die Größe des in einer solchen Leitung auftretenden Wärmeverlusts ist allerdings im Vergleich zu einem Beatmungskreis bzw. einer Leitung mit zwei voneinander getrennten Schläuchen außerordentlich niedrig und auch niedriger als beim Beatmungskreis, bei dem das Einatmungsgas mit einer über der Lungentemperatur liegenden Temperatur gefördert wird. Die Verringerung des Wärmeverlusts ist jedoch immer noch nicht notwendigerweise zufriedenstellend. Wenn beispielsweise die Länge des Koaxialschlauches vergrößert wird, erleidet das Einatmungsgas auf seinem Weg zum Patienten einen erhöhten Temperaturabfall. Wenn die Leitung für längere Zeit für die künstliche Beatmung eingesetzt wird, vergrößert sich auch die Menge der niedergeschlagenen Feuchtigkeit.

Darüber hinaus ist der Temperaturbereich, in welchem der Erwärmungs/Befeuchtungsapparat das dem Patienten mit einer optimalen Temperatur von 32 - 35 °C zuzuführende Einatmungsgas erwärmen darf, so eng, daß bei einer Änderung der Temperatur dieses Apparats die Möglichkeit dafür besteht, daß das Einatmungsgas dem Patienten mit einer außerhalb des optimalen Bereichs liegenden Temperatur zugeführt wird.

Die JP-OS 150893/1979 beschreibt eine Anordnung, bei welcher ein Innenschlauch halbfest mittels eines Abstandstücks an einem Innenabschnitt eines patientenseitigen Verbindungs- bzw. Anschlußstücks angebracht ist. Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Anordnung der geschilderte. Nachteil nicht ausgeräumt wird, weil sich der Innenschlauch vom Abstandsstück trennt und sich

³⁵ die gesamte Leitung längt, wenn der unvermeidlich

1 ansteigende (Strömungs-)Widerstand des Gasdurchgangs

und die verringerte Lungenanpassung den Innendruck der Leitung um mehr als einige 10 cm Wassersäule ansteigen lassen.

Da weiterhin bei der beschriebenen Anordnung der Innenschlauch normalerweise ein glattwandiger Schlauch ist, kann sein Gasdurchgang bei einer stärkeren Abknickung des Schlauches möglicherweise vollständig zusammengedrückt werden.

Bei einem Beatmungskreis der beschriebenen Art ist es außerdem äußerst wünschenswert, daß ein Vernebelungsapparat in die Inhalationsleitung eingeschaltet werden

15 kann. Damit der Vernebelungsapparat das Aerosol auf

vorgesehene Weise liefern kann, muß er zudem in einer näher zum Patienten hin gelegenen Position angeordnet sein. Da beim beschriebenen bisherigen Beatmungskreis die Leitung als Koaxialschlauch ausgeführt ist, erweist es sich als schwierig, den Vernebelungsapparat einheitlich und vollständig in den Beatmungskreis einzuschalten. Soweit bekannt, ist bisher noch keine Konstruktion entwickelt worden, bei welcher ein Vernebelungsapparat in den Beatmungskreis bzw. die Beatmungslei-

25 tung eingeschaltet ist.

Die GB-PS 2 029 703A beschreibt einen Anästhesierkreis, bei welchem ein Innen- und ein Außenschlauch, beide in Form eines Well- bzw. Faltenschlauches, koaxial zu einer

30 doppelwandigen Anordnung zusammengesetzt und sowohl

Innen- als auch Außenschlauch gleichzeitig an einem Anschlußstück an der Seite des Patienten befestigt sind. Bei dieser Anordnung kann ein Zusammendrücken der Leitung nicht so leicht auftreten, weil der Innenschlauch

³^ eine gewellte Wand besitzt.

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Da hierbei sowohl Außen- als auch Innenschlauch am patientenseitigen Anschlußstück befestigt sind, übt der Innenschlauch einen Widerstand gegenüber einer Längung oder Dehnung der Leitung insgesamt aus, so daß er eine Längung des gewellten Außenschlauches bei einem Anstieg des Innendrucks der Leitung begrenzt. Im Vergleich zur vorher beschriebenen Anordnung gewährleistet diese Anordnung daher eine geringere Gesamtlängung und einen kleineren Totraum. Ein aus zwei Wellschläuchen unterschiedlicher Durchmesser zusammengesetzter Koaxialschlauch gemäß der genannten GB-PS zeigt jedoch immer noch eine große Gesamtlängung oder -dehnung der Leitung; insbesondere zur Verwendung als Beatmungskreis oder -leitung hat sich ein solcher Koaxialschlauch im Hinblick auf den Totraum und die Leistungskonstanz als unzufriedenstellend erwiesen.

Bei der Anordnung gemäß der genannten GB-PS ist ebenfalls die einheitliche Einfügung eines Vernebelungsapparats in einer Lage, in welcher eine wirksame Aerosolzufuhr gewährleistet wird, schwierig. Eine solche Einschaltung (eines Vernebelungsapparats) konnte bisher noch bei keiner der bekannten (Koaxialschlauch-) Leitungen realisiert werden.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung eines Beatmungs- oder Inhalationskreises mit einem Koaxialschlauch, der einen wesentlich geringeren Wärmeverlust als bei den bisherigen Anordnun-

³^ gen gewährleistet.

Dieser Beatmungs- oder Inhalationskreis soll dabei einen einfachen, kompakten Aufbau besitzen, einfach zu bedienen sein, keinen größeren Wärmeverlust hervorrufen, die Entstehung großer, zu einer Kondenswas-

1 serbildung führender Feuchtigkeitsmengen vermeiden,

dem Einatmungs- und Ausatmungsgas keinen großen Strömungswiderstand entgegensetzen und insbesondere Anwendungsvielseitigkeit für den Respirator gewährlei-

5 sten.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Insbesondere wird mit der Erfindung ein Beatmungsoder Inhalationskreis geschaffen, der gekennzeichnet ist durch einen Haupt-Koaxialschlauch aus einem biegsamen Innenschlauch zur Bildung eines Inhalationsdurchgangs und einem gewellten Außenschlauch, der eine größere mittlere Wanddicke als die des Innenschlauchs besitzt, den Innenschlauch umschließt und zusammen mit diesem einen Ausatmungsdurchgang festlegt, und durch ein zumindest am einen Ende des Haupt-Koaxialschlauches angeordnetes Innenschlauch-Halteelement, welches Innen- und Außenschlauch in einem vorgegebenen gegenseitigen Abstand hält.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Ausführungsform eines Beatmungs- oder Inhalationskreises gemäß der Erfindung,
30

Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Seitenansicht eines Innenschlauchstutzens,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Innenschlauchstutzens gemäß Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig.3, Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 3>

5 Fig. 6 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittansicht eines Verteilers,

Fig. 7 einen Teillängsschnitt zur Verdeutlichung des Verhältnisses zwischen kleinerem und größerem Durchmesser eines gewellten Schlauches,

Fig. 8 eine Teilseitenansicht einer speziellen Ausführungsform des Well- bzw. Faltenschlauches,

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8,

Fig.10 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des Well- bzw. Faltenschlauches,

Fig.11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig.10,

Fig.12 bis 16 Seitenansichten anderer Ausführungsformen des Wellschlauches,

25 Fig.17 eine Teilseitenansicht einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beatmungsoder Inhalationskreises,

Fig.18 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Schnittdarstellung eines erfindungsgemäß verwendbaren

Koaxialschlauch-Verteilers,

Fig.19 einen Schnitt längs der Linie XIX-XIX in Fig.18, Fig.20 einen Schnitt längs der Linie XX-XX in Fig.18,

Fig. 21 eine teilweise im Längsschnitt gehaltene Darstellung noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 22 eine Aufsicht auf die Anordnung gemäß Fig.21,

Fig. 23 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Längsschnittansicht eines anderen Verteilers gemäß der Erfindung,

Fig. 24 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Seitenansicht eines abgewandelten Innenschlauchstutzens ,

Fig. 25 eine Vorderansicht des Innenschlauchstutzens

nach Fig. 24,

Fig. 26 einen Schnitt längs der Linie XXVI-XXVI in

Fig. 25 und 20

Fig. 27 einen Schnitt längs der Linie XXVII-XXVII

in Fig. 25.

Die in Fig. 1 dargestellte Beatmungs-, Inhalations- oder Anästhesieranordnung gemäß der Erfindung (im folgenden einfach als "Beatmungskreis" bezeichnet) umfaßt eine als Koaxialschlauch ausgeführte Hauptleitung 5 aus einem biegsamen Innenschlauch 2 als Inhalationsleitung 1 und einen gewellten bzw. gefalteten Außenschlauch 4 praktisch derselben Länge, der um den Außenumfang des Innenschlauches 2 herum angeordnet ist und zusammen mit diesem eine Ausatmungsleitung 3 festlegt. Beide Schläuche sind am einen Ende mit einem Innenschlauchanschluß bzw. -stutzen 6 verbunden, weleher Innenschlauch 2 und Außenschlauch 4 in einem

festen gegenseitigen Abstand hält und am anderen Ende

TöaDelrohrj

an einen VerteilerV'7 angeschlossen. Der Ausdruck "koaxial" bedeutet, daß die Achse des Innenschlauches nicht unbedingt mit derjenigen des Außenschlauches

5 zu koinzidieren braucht.

Der Außenschlauch 4 und der Innenschlauch 2 müssen so gewählt werden, daß die mittlere Wanddicke des Innenschlauches kleiner ist als diejenige des Außenschlauches. Wenn nämlich die mittlere Wanddicke des Innenschlauches größer ist als die Wanddicke des Außenschlauches oder dieser entspricht, vergrößert sich der Wärmeverlust des auf eine Temperatur unterhalb der Lungentemperatur erwärmten Inhalationsgehaltes.

15 Diese Tatsache ergibt sich noch deutlicher aus den noch zu beschreibenden Versuchen.

Bei der dargestellten Anordnung kann dieser Wärmeverlust vermindert werden, wenn der Innenschlauch eine kleinere mittlere Wanddicke besitzt als der Außenschlauch. Zu diesem Zweck sollte der Innenschlauch vorzugsweise eine mittlere Vanddicke entsprechend 20 - 90 % der mittleren Wanddicke des Außenschlauches besitzen.

Die genauen Werte für die mittleren Wanddicken von Innen- und Außenschlauch sind nicht besonders kritisch, sofern sie nur innerhalb der üblichen Bereiche liegen. Die mittlere Wanddicke des Innenschlauches kann vorzugsweise 0,2 - 1 mm betragen, während der Außenschlauch insbesondere eine mittlere Wanddicke im Bereich von 0,4 - 1,5 mm besitzt.

Der erfindungsgemäße Beatmungskreis wird durch einen einzigen Koaxialschlauch 1 der in Fig. 1 dargestellten

1 Art oder durch Verbindung mehrerer, im allgemeinen

zweier solcher Koaxialschläuche mittels eines entsprechenden Verteilers oder Sammlers der in Fig. 17 dargestellten Art gebildet.

Hierbei ist es wesentlich, daß bei dem bzw. jedem Koaxialschlauch der Außenschlauch 4 eine größere mittlere Wanddicke besitzt als der Innenschlauch 2 und eine gewellte Wand aufweist. Wenn dieses Erfordernis erfüllt ist, wird ein mögliches Zusammendrücken der Leitung bei einem Abknicken der Schläuche weitgehend vermieden.

Der einen kleineren Durchmesser besitzende Innenschlauch 2 ist andererseits weniger stark knickanfällig. Der Innenschlauch 2 kann daher eine gewellte Wand oder eine gerade bzw. glatte Wand besitzen, sofern er ausreichend biegsam ist. Bei Verwendung mehrerer Innenschläuche 2 können diese nur dann zueinander verschiedene Durchmesser besitzen, wenn ihre mittleren Wanddicken kleiner sind als diejenigen der zugeordneten Außenschläuche 4.

Abgesehen von den vorstehend genannten Erfordernissen sind Innenschlauch 2 und Außenschlauch 4, die beim erfindungsgemäßen Beatmungskreis verwendet werden, keinen besonderen Einschränkungen unterworfen. Die anderen Bedingungen für diese Schläuche können daher in an sich bekannter Weise zweckmäßig gewählt werden. Beispielsweise können die Werkstoffe von Innenschlauch 2 und Außenschlauch 4 gleich oder verschieden sein. Hierfür kommen verschiedene, für die Herstellung von biegsamen Schläuchen verwendete Werkstoffe in Frage, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, Polyamid, Polyvinyl-Chlorid, Polyester, wie Polyethylenterephthalat,und

Polyurethan. Die Innendurchmesser von Innenschlauch 2 und Außenschlauch 4 können im Bereich von 8 - 20 mm bzw. 20 - 30 mm liegen. Das Innendurchmesserverhältnis kann ungefähr im Bereich von 1:1,5 bis 1:2,5 liegen.

Im Fall eines Wellen- bzw. Faltenschlauches kann der Unterschied zwischen dem größten Außendurchmesser und dem kleinsten Innendurchmesser ungefähr 1,5-5 mm betragen. Der Krümmungsradius der Wellungen kann etwa in der Größenordnung von 0,5 - 1 ,5 nun liegen, und die Hauptleitung bzw. der Koaxialschlauch 5 kann eine Länge von 0,7 - 1,5 m besitzen.

Am Vorderende der Koaxialschlauch-Hauptleitung 5 ist der Innenschlauchstutzen 6 angeordnet, welcher Innenschlauch 2 und Außenschlauch 4 in einem festen gegenseitigen Abstand hält. Dieser Stutzen β kann Vorsprünge oder Erhebungen aufweisen, die relativ zur Achse des Inr. ^nschlauches 2 in mehreren, beispielsweise drei Richtungen so weit vorstehen, daß sie praktisch an die Innenfläche des Außenschlauches 4 angrenzen. Als Innenschlauchstutzen 6 wird ein Anschlußstück der in den Fig. 2 bis 5 dargestellten Art bevorzugt. Der Innenschlauchstutzen 6 besitzt die Form eines äußeren Rohrstutzens 10, der am einen Ende eine Luft-Einlaßöffnung 8 und am anderen Ende eine Außenschlauch-Verbindung 9 aufweist. Innerhalb der Verbindung 9 ist ein Innenschlauch-Anschlußteil 12 mit einem Innenschlauch-Verbindungsdurchgang 11 koaxial angeordnet. Zwischen dem Anschlußteil 12 und dem Rohrstutzen 10 ist mindestens

³^ eine Öffnung 13 vorgesehen, während vorzugsweise mehrere Öffnungen 13 ausgebildet sind. Über die Abschnitte, zwischen denen diese Öffnungen 13 vorgesehen sind, sind Anschlußteil 12 und Rohrstutzen 10 miteinander verbunden. Mit anderen Worten: der Anschlußteil 12 ist

³^ mit dem Rohrstutzen 10 über Stege 14 verbunden, die in

1 festen gegenseitigen Abständen vom Anschlußteil 12

radial nach außen verlaufen. Die genannten Abschnitte werden üblicherweise materialeinheitlich in Form eines einstückigen Bauteils geformt. Die Öffnungen 13 können einen kreisförmigen, elliptischen oder beliebigen anderen Querschnitt besitzen; vorzugsweise werden sie bei der Herstellung des Innenschlauchstutzens aus einem der genannten Kunstharze mitgeformt. Zur Erleichterung der Anbringung des Innenschlauches 2 der Hauptleitung 5 ragt der Innenschlauch-Anschlußteil 12 im allgemeinen über das Vorderende des Außenschlauch-Verbindungsdurchgangs 9 hinaus.

Am Rohrstutzen 10 und am Innenschlauch-Anschlußteil dieses Innenschlauchstutzens bzw. -haltestücks 6 sind Außenschlauch 4 bzw. Innenschlauch 2 angebracht. Zu diesem Zweck werden die Schläuche einfach auf die betreffenden Abschnitte aufgeschoben, wobei der Außenschlauch 4 auf dem Rohrstutzen 10 zweckmäßig verspannt wird. Da Außenschlauch 4 und Innenschlauch 2 mit dem Stutzen 6 verbunden sind, wird eine Längung oder Verlängerung der Gesamtanordnung weitgehend verringert.

Das andere Ende der Koaxial-Hauptleitung 5 ist mit dem VerteilerVV verbunden, der einen Zweigstutzen 16 mit einem Außenschlauch-Verbindungsdurchgang bzw. -bohrung 15 und einen Hauptstutzen 18 mit einer Innenschlauch-Verbindungsbohrung 17 aufweist. Das andere Ende des Hauptstutzens 18 bildet einen Außenschlauch-Anschlußteil 19. In letzterem ist ein Innenschlauch-Anschlußteil 20 koaxial angeordnet. Das eine Ende des Innenschlauch-Anschlußteils 20 bildet eine Öffnung bzw. Bohrung, während sein anderes Ende in die Innenwand des Hauptstutzens 18 übergeht und den Außenschlauch-Anschlußteil 19 verschließt. Alle Abschnitte

1 dieses Verteilers^ sind: aus einem der genannten Kunstharze geformt. Die Außenschlauch-Verbindungsbohrung 15 des Zweigstutzens 16 steht mit einem Hohlraum 21 in Verbindung, der zwischen dem Anschlußteil 19 und dem

Innenschlauch-Anschlußteil 20 festgelegt ist. Außenschlauch 4 und Innenschlauch 2 der Koaxial-Hauptleitung 5 werden hierbei am Anschlußteil 19 bzw. am Anschlußteil 20 befestigt.

Wenn Außenschlauch 4 und Innenschlauch 2 beide aus Well- bzw. Faltenschlauch mit kreisförmigem Querschnitt bestehen, sollte der Innenschiauch 2 in der Anordnung ein kleineres Dehnungs- oder Längsverhältnis besitzen als der Außenschlauch 4. Die Längungs-Verhältnisse lassen sich ohne weiteres bestimmen, indem ein fester Innendruck (in der Größenordnung von 30 bis 100 cm Wassersäule bzw. 4000 - 13300 Pa) im betrieblichen Zustand an Innenschlauch 2 und Außenschlauch 4 angelegt wird. Vorteilhafte Ergebnisse werden dann erzielt, wenn das Längungsverhältnis von Innenschlauch 2 zu Außenschlauch 4 nicht größer ist als 0,8:1.

Ein Koaxialschlauch, bei dem ein gewellter Innenschlauch 2 eine kleinere Längung besitzt als ein

gewellter Außenschlauch 4, läßt sich in verschiedener Weise ausbilden.

In einer ersten Ausführungsform kann das Dehnungs-30 oder Längungsverhältnis des Innenschlauches 2 in der Weise kleiner eingestellt werden als dasjenige des Außenschlauches 4, daß die Wanddicken von Innen- und Außenschlauch so gewählt werden, daß der Unterschied (<| - φ) zwischen dem Außendurchmesser am Scheitel 35 jeder Weiiungserhebung ($ in Fig. 7) und dem Außen-

bzw. Innendurchmesser an der Sohle jeder Rille (φ in Fig. 7) beim Innenschlauch kleiner ist als beim Außenschlauch. Der genannte Unterschied ($ - φ) zwischen den Außendurchmessern an den angegebenen Stellen läßt sich durch Messung der Außendurchmesser eines Schlauches im unbelasteten Zustand und Vergleichen der Meßergebnisse bestimmen. Der genannte Unterschied ist ein hauptsächlicher Bestimmungsfaktor für das Längungsverhältnis des Faltenschlauches. Die erforderliche Differenzierung zwischen den Dehnungs- bzw. Längungsverhältnissen von Innen- und Außenschlauch läßt sich vorteilhaft erreichen, indem die oben genannte Beziehung zwischen den beiden Faltenschläuchen in Form dieses Unterschieds ausgedrückt wird. Vorteilhafte Er-

15 gebnisse werden erzielt, wenn das Verhältnis der

Differenz (f - φ) des Innenschlauchs zu dem des Außenschlauchs im Bereich von 0,20 - 0,95, vorzugsweise im Bereich von 0,4 - 0,3 liegt. Der Unterschied (| - φ) kann beim Außenschlauch ungefähr im Bereich von

20 1,5 - 4 mm liegen.

In anderer Ausgestaltung kann das Dehnungs- oder Längungsverhältnis des Innenschlauches 2 kleiner als dasjenige des Außenschlauches 4 eingestellt werden,

25 indem die Wellungen beider Schläuche so ausgelegt

werden, daß die Krümmungsradien (r in Fig. 7) an den Scheiteln der Wellen bzw. an den Sohlen der Rillen beim Innenschlauch kleiner sind als beim Außenschlauch. Diese Krümmungsradien werden dabei an Innen- und Außenwandfläche des Schlauches in seinem unbelasteten Zustand gemessen. Vorteilhafte Ergebnisse werden erzielt, wenn das Verhältnis von Krümmungsradius (r) an Scheitel und Sohle einer Wellung bzw. einer Rille im Innenschlauch zum entsprechenden Krümmungsradius (r) beim Außenschlauch im Bereich von 0,15 - 0,95, vorzugsweise

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1 0,3 - 0,7, liegt.

Der genannte Unterschied (<f - φ) zwischen Scheitel- und Sohlendurchmesser des Faltenschlauches sowie der Krümmungsradius an Scheitel und Sohle der Wellungen sind zwei getrennte Faktoren, welche das Dehnungsoder Längungsverhältnis des betreffenden Faltenschlauches bestimmen. Obgleich die beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsformen jeweils getrennt ange-

10 wandt werden können, um das Längungsverhältnis des

Innenschlauches kleiner einzustellen als dasjenige des Außenschlauches, ermöglicht die gemeinsame Anwendung dieser beiden Ausgestaltungen, daß der Innenschlauch einen kleineren Unterschied (φ - φ) und kleinere

15 Krümmungsradien als der Außenschlauch erhält und somit noch vorteilhaftere Ergebnisse gewährleistet werden.

In einer dritten Ausgestaltung kann das Dehnungs- bzw. Längungsverhältnis des Innenschlauches 2 kleiner eingestellt werden als dasjenige des Außenschlauches ^, indem Innenschlauch 2 und Außenschlauch 4 aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden. Insbesondere wird dabei der Innenschlauch 2 aus einem steiferen Werkstoff als dem des Außenschlauches 4 hergestellt. Die WerkstoffSteifheit kann dabei in Form von Shore-Härteeinheiten verglichen werden. Vorteilhafte Ergebnisse werden erzielt, wenn die beiden ermittelten Werte der Shore-Härte für Innen- und Außenschlauch einen Unterschied ergeben, der größer ist als ungefähr 15.

Zur Erzielung dieses Steifheitsunterschieds kann der Außenschlauch aus Polyethylen, einem Ethylen-Vinylace-³^ tat-Mischpolymeren, Polyvinylacetat, Polyurethan oder Polyvinylalkohol hergestellt werden. Der Innenschlauch

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kann dagegen aus einem Werkstoff höherer Steifheit hergestellt werden, ζ weckmäßige rwel.se z.B. aus Polyethylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyamid oder einem Polyester. Im Hinblick auf einfache Fertigung und Fertigungskosten empfiehlt es sich, beide

Schläuche aus zwei Polyethylensorten unterschiedlichen Steifheits- bzw. Härtegrads herzustellen.

Bei dieser dritten Ausgestaltung spielen die Unterschiede zwischen Innen- und Außenschlauch in Form der Faktoren (ξ - φ) und r der zuerst beschriebenen Ausgestaltungen keine Rolle.

In weiterer Ausgestaltung kann das Dehnungs- oder

15 Längungsverhältnis des Innenschlauches 2 kleiner eingestellt werden als dasjenige des Außenschlauches 4, indem der Faltenschlauch mit Mitteln versehen wird, welche die Ausdehnung und Zusammenziehung des Schlauches in Axialrichtung zu begrenzen vermögen. Bei dem

20 in Fig. 8 dargestellten Faltenschlauch sind beispielsweise frei dehnbare Rippen 32 in regelmäßigen gegenseitigen Abständen über die Gesamtlänge des Schlauches hinweg vorgesehen, während ein flacher, gerader (axial verlaufender) Steg 33 zur Begrenzung der Aus-

25 dehnung und Zusammenziehung des Schlauches an dessen Umfangsfläche so angeordnet ist, daß er in die Rippen übergeht. Gemäß Fig. 9 entspricht der radiale Abstand des geraden Stegs 33 von der Achse des Faltenschlauchs dem Radius der Rippen 35. Dieses Verhältnis ist aber

nicht kritisch. Der radiale Abstand des geraden Stegs

33 von der Faltenschlauchachse kann vielmehr frei innerhalb eines Bereichs variiert werden, dessen obere Grenze durch den-Radius der Wellung 32 bzw. der Rippe 35, d.h. den Scheitelradius, und dessen untere Grenze durch

den Radius an der Sohle 34· bestimmt wird. Bei dieser

1 Ausgestaltung sowie bei den noch zu beschreibenden Ausgestaltungen bzw. Ausführungsformen sollte jedoch die Breite des geraden Stegs 33 nicht so groß sein, daß die Biegsamkeit des Faltenschlauches 31 zu stark einge-

schränkt wird.

Der in Fig. 10 dargestellte Faltenschlauch 41 weist über seine Gesamtlänge hinweg in festen gegenseitigen Abständen angeordnete, frei dehnbare Rippen 42 sowie

10 auf seiner Umfangsfläche gerade bzw. axial verlaufende Stege 43 auf, die jeweils unter einem Winkel von 90° in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind und sich gemeinsam über die Gesamtlänge des Schlauches hinweg^erstrecken. Aus Fig. 11 geht hervor, daß der

radiale Abstand des geraden Stegs 43 von der Achse

des Faltenschlauches dem Radius der Rippen bzw. Wellungen 42 entspricht; dsr Schnitt gemäß Fig. 11 ist dabei in der Rille (zwischen benachbarten Rippen) geführt.

Die Faltenschläuche 51 und 61 gemäß Fig. 12 bzw. 13 sind mit frei dehnbaren, auf regelmäßige Abstände verteilten und über die Gesamtlänge des Schlauches hinweg vorgesehenen Rippen 52 bzw. 62 versehen. Beim Schlauch gemäß Fig. 12 verläuft ein glattflächiger Steg 56 wendelförmig um den Schlauch herum, während

der Schlauch gemäß Fig. 13 zwei glattflächige, wendelförmig verlaufende Stege 66 aufweist; die betreffenden Stege gehen jeweils in die Rippen 52 bzw. 62 über.

Die Faltenschläuche 71 und 81 gemäß Fig. 14 bzw. 15 weisen jeweils gewellte Abschnitte mit je einer Anz"hl von Rippen 72 bzw. 82 auf. Beim Schlauch gemäß Fig. 14 wechseln sich jeweils zwei Rippen mit einem geraden, zylindrischen Abschnitt 77 ab, während sich beim Schlauch gemäß Fig. 15 jeweils drei Rippen

1 mit einem geraden, zylindrischen Abschnitt 87 abwechseln. Bei diesen Faltenschläuchen bilden die zylindrischen Abschnitte 77, 87 die Mittel zur Begrenzung der Ausdehnung und Zusammenziehung der be-5 treffenden Schläuche. Beim Faltenschlauch gemäß Fig.i6, bei dem sich gewellte Abschnitte und gerade, zylindrische Abschnitte 97 jeweils abwechseln, können gerade, axial über die gewellten Abschnitte verlaufende Stege 93 und/oder glattflächige, wendelförmig über die ge-

wellten Abschnitte verlaufende Stege 96 eine radiale Höhe zwischen der Höhe der Rippen und der Rillen der gewellten Abschnitte besitzen, so daß sie zusätzlich zu den geraden, zylindrischen Abschnitten die Ausdehnung und Zusammenziehung des Schlauches begrenzen.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen stellen lediglich typische Beispiele für eine begrenzte Dehnbarkeit besitzende Faltenschläuche dar, die bei der erfindungsgemäßen Beatmungsleitung verwendet werden

können. Ersichtlicherweise können auch andere Konstruktionen angewandt werden, sofern diese die Ausdehnung und Zusammenziehung der gewellten Abschnitte des Schlauchkörpers effektiv zu begrenzen vermögen. Die Erfindung ist keineswegs auf die vorstehend beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern auch auf Konstruktionen anwendbar, bei denen die gewellten Abschnitte aus wendeiförmigen bzw. schraubenförmigen Rippen bestehen.

30 Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei einem Faltenschlauch mit glattflächigen, zylindrischen Abschnitten die Beziehung zwischen der axialen Länge 1 dieser zylindrischen Abschnitte und der Zahl der Wellungen bzw. Rippen in den einzelnen gewellten Abschnitten

innerhalb eines bestimmten Bereichs liegen muß, wenn

die Leitung ihre vorgesehene Aufgabe erfüllen soll. Die glattflächigen, zylindrischen Abschnitte müssen eine Länge von höchstens 30 mm besitzen. Die genannte Beziehung muß ρ< 1< np genügen, wobei η (η ± 2) für die Zahl der Rippen in den gewellten Abschnitten steht. Bei den Konstruktionen gemäß Fig. 14 und 15 ist diese Bedingung erfüllt.

Die in Fig. 17 dargestellte, abgewandelte Ausführungsform der Erfindung umfaßt im wesentlichen einen ersten Haupt-Koaxialschlauch 105a, einen Koaxialschlauch-Verteiler 122, einen zweiten Haupt-Koaxialschlauch 105b und einen Innenschlauchanschluß 106, die zueinander in Reihe angeordnet sind. Erforderlichenfalls kann der erste Haupt-Koaxialschlauch 105 mit einem Gabelrohr 107 verbunden sein.

Die beiden Koaxialschläuche 105a, 105b umfassen jeweils einen biegsamen Innenschlauch 102a bzw. 102b,

die jeweils einen Einatmungskreis bzw. -durchgang bilden, sowie einen Außenschlauch 104a bzw. 104b, die zusammen mit den genannten Innenschläuchen einen Ausatmungskreis bzw. -durchgang festlegen. Die Innenschläuche 102a, 102b sind im wesentlichen glattflächige

25 oder gewellte biegsame Schläuche mit kreisförmigem

Querschnitt. Vorzugsweise bestehen sie aus glattflächigen (zylindrischen) biegsamen Schläuchen, weil diese nicht stark dehnbar sind. Die Außenschläuche 104a, 104b sind im allgemeinen biegsame Well- bzw. Faltenschläuehe eines kreisförmigen Querschnitts. Diese Faltenschläuche sollen die Möglichkeit für ein Zusammendrücken der Leitung unter einer von außen einwirkenden Kraft vermindern. Die die Koaxialleitung bildenden Innen- und Außenschläuche können die vorher beschrie-

³° bene Konfiguration besitzen.

1 Bei den Haupt-Koaxialschläuchen 105a, 105b werden die

Innenschläuche 102a, 102b, wie erwähnt, als Einatmungsleitung benutzt, während die Zwischenräume zwischen Innenschläuchen 102a, 102b und Außenschläuchen 104a,

5 104b als Ausatmungsleitung dienen.

Bei dem in den Fig. 18 bis 20 dargestellten Verteiler 122 gehen Außenrohre (Rohrstutzen) 131a, 131b von der Seitenfläche einer Kappe 130 eines Vernebelungsapparats 129 ab, wobei sie mit einem Hohlraum 132 des Vernebelungsapparats in Verbindung stehen. Innerhalb der Außenrohre 131a, 131b sind an deren Innenenden jeweils mittels eines Flansches 133 und in der Nähe ihrer Außenenden mittels jeweils mindestens zwei, üblicher-

15 weise drei nach außen ragender, zu den Außenrohren

131a, 131b radial angeordneter Abstand-stücke Innenrohre (Rohrstutzen) 135a, 135b festgelegt, wobei sich die Abstand-stücke an die Innenwände der genannten Außenrohre anlegen und die Innenrohre in letztere derart koaxial eingesetzt sind, daß die Flansche 133 nahe der Seitenfläche der Kappe 130 mit den Außenrohren 131a, 131b in Berührung stehen. Außenrohre 131a, 131b und Innenrohre 135a, 135b bilden somit Koaxialrohre (Koaxialrohrstutzen) 136a, 136b. Bei Halterung der Innenrohre 135a, 135b in den Außenrohrer 131a, 131b mittels der Flansche 133 und der Abstand-stücke 134 ist die Herstellung der Anordnung einfacher als dann, wenn diese Rohre bzw. Rohrstutzen materialeinheitlich am Verteiler 122 angeformt werden sollen. Die Abstand-stücke 134 besitzen beispielsweise die Form von parallel zu den Achsen der Koaxialrohre verlaufenden Stegen oder Leisten. Sie können jedoch auch eine säulenförmige oder ähnliche Gestalt besitzen, sofern sie die zwischen Außenrohren 131a, 131b und Innenrohren 135a, 135b fest-

³^ gelegten Ausatmungsdurchgänge nicht verschließen. Ge-

3 2 1 S 7 7

gebenenfalls kann in das Außenrohr 131b,das mit einem noch näher zu beschreibenden Ausatmungsventil 137 versehen ist, ein Außenschlauchanschluß 131c eingesetzt sein, der den genannten Abstand-stücken ähnelnde Abstand-stücke 138 aufweist, welche in Richtung auf die Mittelachse radial nach innen ragen. Mittels der an den Innenenden der Innenrohre 135a, 135b vorgesehenen Flansche 133 sind die zwischen ersteren und den Außenrohren 131a, 131b festgelegten Ausatmungsdurchgänge gegenüber dem Vernebelungsapparat 129 verschlossen.

Die Innenrohre 135a, 135b stehen dagegen mit dem Hohlraum des Vernebelungsapparats 129 in Verbindung.

Der Vernebelungsapparat 129 selbst kann einstückig ausgebildet sein. Im allgemeinen umfaßt er eine Kappe, welche die Innenenden der Außenrohre 131a, 131b des Verteilers 122 mit den Koaxialrohren 136a, 136b verschließt und mit den Innenenden der Innenrohre 135a, 135b in Verbindung steht, sowie einen von der Kappe 130 abnehmbaren Behälter 123 (vgl. Fig. 18). Die Verbindung zwischen Kappe 130 und Behälter 123 kann eine beliebige Form besitzen. Bevorzugt wird diese Verbindung mittels zusammengepaßter Gewinde 139» 140 hergestellt. Vorzugsweise ist an dem den Behälter aufnehmenden Teil der Kappe 120 das Gewinde 139 mit einem an seinem Vorderende vorgesehenen Führungsteil 141 in Form einer konischen Fläche ausgebildet, während in dem auf die Kappe aufzusetzenden Teil des Behälters 123 das Gewinde 140 mit einem als konische Fläche ausgebildeten Führungsteil 142 hinter dem letzten Schraubengang vorgesehen ist. Die Gewinde besitzen jeweils eine so große Länge, daß beim Aufschrauben des Behälters 123 auf die Kappe 13O die betreffenden Führungsteile 141 , 142 in feste Anlage gegeneinander gezogen werden. Der Behälter 123 bildet ein Reservoir 143 für

3 218 7 7

ein Medikament oder für Wasser. Die Kappe 130 ist an ihrer Oberseite mit einer öffnung für die Einführung einer medizinischen Lösung versehen. Die öffnung 144 ist normalerweise mittels eines aus Gummi bestehenden oder einen Gummieinsatz besitzenden Stopfens 145 verschlossen. Die medizinische Lösung kann dabei mittels einer durch den Gummieinsatz hindurchgeführten Spritzen-Kanüle bei eingesetztem Stopfen eingeführt werden, so daß eine Verunreinigung des Inneren des Vernebelungsapparats durch die Umgebungsluft vermieden wird. In der Oberseite der Kappe 130 ist weiterhin eine Druckablaßöffnung 146 vorgesehen, in die beispielsweise ein O-Ring eingesetzt ist und die das Einsetzen eines äußeren Druckablaßanschlusses 147 erlaubt, der an seinem unteren Ende mit einem Venturi-Mechanismus versehen ist. Der Einlaß 148 dieses Anschlusses 147 steht mit einem äußeren Druckeinlaßschlauch 149 in Verbindung. Das untere Ende dieses Einlasses 148 bildet einen Außendruck-Ablaßauslaß 150. In der Nähe des

20 Vorderendes dieses Auslasses 150 befindet sich eine

Medikament-Zerstäuberdüse 151 , die mit einem Schlauch 152 in Verbindung steht. Unterhalb des Auslasses ist ein Prall- bzw. Leitstück 153 vorgesehen.

Beim Verteiler gemäß Fig. 18 ist die Innenfläche des oberen Endes des Behälters 123 am unteren Ende der Kappe 13O auf deren Außenfläche aufgesetzt. Hierbei sind die betreffenden Führungs- bzw. Paßteile 141, 142 unter den betreffenden Gewinden 139 bzw. 14O ausgebildet. Gegebenenfalls können jedoch die konischen Führungsteile 141, 142 oberhalb der Gewinde 139 bzw. 140 angeordnet sein.

Das Ausatmungsventil 137 ist am patientenseitigen Aussenrohr 131b der beiden geschlossenen und durch den

Vernebelungsapparat 129 voneinander getrennten Außenrohre (vgl. Fig. 18 bis 20) vorgesehen. Das Ausatmungsventil 137 umfaßt einen mit dem Außenrohr 131b in Verbindung stehenden inneren Zylinder 154 und einen äußeren Zylinder 155» der koaxial zum inneren Zylinder 15A- angeordnet ist, nicht mit dem Außenrohr 131b in Verbindung steht und gegenüber der Umgebungsluft verschlossen ist. Die offenen Ränder von Innen- und Außenzylinder 154 bzw. 155 sind durch ein Ventilelement, d.h. eine Membran 156 abgedichtet. Die Membran 156 ist am Umfangsrand des äußeren Zylinders 155 mittels einer Kappe 157 befestigt. Der zwischen der Kappe 157 und der Membran 156 gebildete Hohlraum steht mit einem Schlauch 158 in Verbindung und bildet eine Kompressionskammer 159, der ein Betätigungsdruck für das Ausatmungsventil zuführbar ist, um den Ausatmungsdurchgang zu verschließen, wobei der über den Schlauch 153 zugeführte Überdruck beim Einatmen die Außenfläche der Membran 156 beaufschlagen kann. In der Seitenwand des äußeren Zylinders 155 ist eine Öffnung I6O vorgesehen. Andererseits ist in der Seitenwand des durch den Vernebelungsapparat 129 verschlossenen Außenrohrs 131a eine Öffnung I6I vorgesehen. Diese Öffnungen I6O, I6I sind durch ein Überbrückungsrohr 162 miteinander verbunden. Die vom Patienten ausgeatmete Luft strömt durch das Außenrohr 131b zum inneren Zylinder 154 des Ausatmungsventils 137, drückt dabei die Membran 156 nach eben, erreicht den Hohlraum I63 zwischen dem äußeren Zylinder und dem inneren Zylinder 154 und strömt weiterhin über die Öffnung 160 des äußeren Zylinders 155» das überbrückungsrohr 162 und die Öffnung Ιοί in das Außenrohr 131a ein. Anstelle der Membran 156 kann ein beliebiges anderes Ventilelement verwendet werden, welches sich beim Einatmen an die offene Oberkante des inneren Zylinders

^° anlegt und sich beim Ausatmen von dieser Oberkante abhebt.

1 Der das Außenrohr, das Innenrohr, den Vernebelungs-

apparat und das Ausatmungsventil umfassende Verteiler 122 kann aus demselben Werkstoff hergestellt sein wie die Haupt-Koaxialschläuche. Wahlweise kann er aus Polyacetal, einem ABS-Harz o.dgl. bestehen. Die Membran 156 besteht aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk, wie Chloropren-Kautschuk, SBR, Silikon-Kautschuk usw..

Beim Ausatmungsventil 137 ist die die Membran 156 an der Oberkante des äußeren Zylinders 155 verspannende Kappe 157 so angeordnet, daß sie die offene Oberkante 164 des inneren Zylinders 154 überspannt und oberhalb der Membran 156 die Kompressionskammer 159 bildet.

Die Membran 156 ist dabei mit ihrem Rand I65 zwischen dem äußeren Zylinder 155 und der Kappe 137 derart verspannt, daß ihre Unterseite im drucklosen Zustand der Kompressionskammer 159 mit einem Abstand von mindestens 0,2 mm, vorzugsweise 0,2 - 0,5 mm, von der Oberkante 164 des Innenzylinders angeordnet ist. Der Mittelteil der Membran 156, d.h. der dem inneren Zylinder 154 gegenüberstehende Teil, besitzt mindestens die doppelte Wanddicke wie der außerhalb des inneren Zylinders 154 liegende Teil. In dem außerhalb des

25 inneren Zylinders 154 befindlichen Teil der Membran

156 ist eine umlaufende Nut bzw. Eindrückung I66 ausgebildet.

O ^v

Anstelle der Membran kann am Druckluftauslaß der Kappe ³^ 157 ein ballonartiger Ventilkörper vorgesehen sein, der bei seiner Ausdehnung den Innenzylinder 154 an seiner offenen Oberkante zu verschließen vermag.

In den Fig. 21 und 22 ist noch eine andere Ausführungs-

form der Erfindung dargestellt, bei welcher ein Innen-

schlauchhaltestück bzw. -stutzen 206 mit dem einen Ende eines Koaxialschlauchs 205 aus einem Außenschlauch und einem Innenschlauch 202 verbunden ist. An das andere Ende des Koaxialschlauchs 205 ist ein Verteiler mit Ausatmungsventil 237 und Vernebelungsapparat 229 angeschlossen. Das Innere des Innenschlauches 202 kommuniziert dabei mit dem Hohlraum im Vernebelungsapparat 229, während der zwischen Außenschlauch 204 und Innenschlauch 202 festgelegte Ausatmungsdurchgang mit dem Ausatmungsventil 237 in Verbindung steht. Ein gewellter oder glatter, biegsamer Einatmungsgas-Leitungsschlauch 275 ist an den anderen Anschluß des Verteilers 222 angeschlossen, während ein gewellter oder glatter, biegsamer Ausatmungsgas-Leitungsschlauch mit dem Anschluß 260 des Ausatmungsventils 237 verbunden ist. Der Innenschlauch 207, der Außenschlauch und der Koaxialschlauch 205 besitzen bei dieser Ausführungsform die vorher beschriebene Konstruktion.

Bei dem in Fig. 23 dargestellten, bei der Ausführungsform nach Fig. 21 und 22 zu verwendenden Verteiler gehen von den Seitenwänden einer Kappe 230 des Vernebelungsapparats 229 Außenrohre (Rohrstutzen) 231a, 231b ab, deren Innendurchgänge mit dem Innenraum 232 des Vernebelungsapparats in Verbindung stehen. In das Außenrohr 231b ist koaxial dazu ein Innenrohr (Rohrstutzen) 235b eingesetzt, das an seinem einen Ende einen Flansch 233 aufweist und an seinem anderen Ende mit mindestens zwei, vorzugsweise z.B. drei radial abstehenden Abstand-stücken versehen ist, die an der Innenwandfläche des Außenrohres anliegen. Der Flansch 233 verschließt dabei das Außenrohr 231b in der Nähe der Seitenwand der Kappe 230. Außenrohr 231b und Innenrohr 235b bilden somit ein Koaxialrohr (Koaxialrohr-

³^ stutzen) 236b. Das andere Außenrohr 231a ist nicht als

32Ί877Ί

1 Koaxialrohr ausgebildet, sondern steht mit seinem Innendurchgang mit dem Innenraum der Kappe 230 in Verbindung.

5 Das Ausatmungsventil 237 ist am Außenrohr 231b angebracht, das einen Teil des genannten Koaxialrohrs bildet. In der Seitenwand eines das Ausatmungsventil 237 bildenden äußeren Zylinder 255 ist eine Öffnung bzw. ein Anschluß vorgesehen. In jeder anderen Hinsicht

10 entspricht der Aufbau dieses Verteilers im wesentlichen dem Verteiler gemäß Fig. 18 bis 20. Diesen Teilen von Fig. 18 bis 2C entsprechenden Teile sind daher mit denselben, um 100 erhöhten Bezugsziffern wie vorher bezeichnet.

Der in den Fig. 24 bis 27 dargestellte Innenschlauchstutzen 206 zur Verwendung bei der Anordnung gemäß Fig. 21 und 22 ähnelt dem Stutzen gemäß Fig. 2 bis 5. Im Unterschied dazu ist ein Außenschlauch-Rohrstutzen 210 mit einer Prüf- bzw. Überwachungsbohrung 268 versehen. Der Stutzen 206 kann erforderlichenfalls an seinem Vorderende mit einem frei]drehbaren Mundstück (einem L-förmigen Rohrstück) 269 versehen sein. In den Fig. 24 bis 27 sind den Teilen von Fig. 2 bis 5 entsprechende Teile mit denselben, um 200 erhöhten Bezugsziffern bezeichnet.

Im folgenden ist die Arbeitsweise bzw. die Benutzung des vorstehend beschriebenen Beatmungskreises gemäß der Erfindung erläutert. Bei der Anordnung gemäß den Fig. 1 bis 6 ist die mit dem Innenschlauch in Verbindung stehende Öffnung bzw. der Anschluß 17 des Gabelrohrs 7 über .eine Zuleitung mit einem Ventilator bzw. Belüfter oder einem Anästhesierapparat (nicht dargestellt) verbunden, während die mit dem Außenschlauch

kommunizierende Öffnung 15 des Gabelrohrs 7 mit einem nicht dargestellten Ausatmungsventil verbunden ist, das im Belüfter bzw. Anästhesierapparat angeordnet ist. Erforderlichenfalls kann mit dem Innenschlauchstutzen 6 ein (drehbares) Mundstück verbunden sein. Bei der dargestellten Anordnung wird das einzuatmende oder anästhesierende Gas über den Innenschlauch und über das Mundstück dem Patienten zugeführt, während das ausgeatmete Gas über den zwischen Außenschlauch und Innenschlauch festgelegten Ausatmungsdurchgang abgeführt wird.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 17 bis 20 wird die Nadel oder Kanüle einer eine medizinische Lösung enthaltenden Spritze durch den Gummiabschnitt des Stopfens 145 hindurchgeführt, um die medizinische Lösung in den Vernebelungsapparat 129 einzuspritzen. Nach dem Einsetzen des Mundstücks 169 durchströmt das vom Belüfter gelieferte Einatmungs- bzw. Inhalationsgas den Schlauch bzw.

das Rohr 170, den Innenschlauchdurchgang des Gabelrohrs 107 und den Innenschlauch 102a des ersten Kaupt-Koaxialschlauchs 105a, bis es das Innenrohr 135a des Verteilers 122 erreicht und in den Vernebelungsapparat 129 eintritt. Über einen Einlaßschlauch 149 wird von außen her Druck an eine Außendruckdüse 147 angelegt, wobei die Druckluft beispielsweise intermittierend über eine Ausblasöffnung (spurting mouth) 150 ausgeblasen wird. Durch den Unterdruck, der von dem am Auslaß der Zerstäuberdüse 151 vorbeistreichenden Luftstrahl erzeugt wird, wird die medizinische Lösung über den Zufuhrschlauch 152 angesaugt und dann mittels des sogen. Venturi-Effekts zu einem Aerosol zerstäubt. In Strömungsrichtung des Luftstrahls ist das Leitbzw. Prallstück 153 angeordnet. Das vom Luftstrahl

³⁵ mitgenommene Aerosol aus der medizinischen Lösung

trifft auf dieses Prallstück 153 auf und wird hierdurch verteilt. Dabei werden die Teilchen der medizinischen Lösung weiter aufgetrennt und vergleichmäßigt. Der über die Auslaßöffnung 150 ausgeblasene Luftstrahl besteht im allgemeinen aus demselben Gas wie das dem Patienten zur Inhalation zuzuführende Gas. Außerdem wird dieser Luftstrahl nur während der Einatmungsbzw. Inhalationsphase intermittierend erzeugt. Die medizinische Lösung kann nach dem Herausziehen des Stopfens 145 über die Zufuhröffnung 144 eingefüllt werden.

Das im Vernebelungsapparat 129 mit dem Aerosol vermischte Inhalationsgas wird über das Innenrohr 135b

15 des Verteilers, den Innenschlauch 102b des zweiten

Haupt-Koaxialschlauchs 105b, den Innenschlauchstutzen 106 und das Mundstück 169 beispielsweise dem nicht dargestellten, patientenseitigen Luftröhrenkatheter zugeführt und für die künstliche Beatmung benutzt.

20 Wenn die Verabreichung der medizinischen Lösung in

Form eines Aerosols nicht nötig ist, wird das Inhalationsgas auf ähnliche Weise, jedoch ohne Zufuhr von Zerstäubungsluft über den Schlauch 149 gefördert.

25 Das vom Patienten ausgeatmete Gas strömt über das

Mundstück 169 und den Innenschlauchstutzen 106 sowie über dessen Öffnung bzw. Durchgang und den Ausatmungsdurchgang zwischen Außenschlauch 104 und Innenschlauch 102b des zweiten Haupt-Koaxialschlauchs 105b sowie

³^ über den Zwischenraum zwischen Außenrohr 131b und Innenrohr 135b des Verteilers 122 in den Innenzylinder 154 des Ausatmungsventils 137.

Beim Inhalations- bzw. Einatmungsvorgang wird Luft vergleichsweise hohen Drucks im Ausatmungsventil

O O 1 Q Π 1 1

über den Schlauch 158 in die Druck- bzw.Kompressionskammer 159 eingeleitet, um die Membran 156 fest an den Rand des inneren Zylinders 154 anzudrücken und dabei den Durchgang durch diesen zu versperren. Während der Ausatniungsphase im Anschluß an die Zufuhr des Inhalationsgases drückt das ausgeatmete Gas die Membran 156 nach oben und strömt dabei in den Raum 153 zwischen Außenzylinder 155 und Innenzylinder 154. Aus diesem Raum 163 strömt das ausgeatmete Gas über die Überbrückungsleitung 162, den Zwischenraum zwischen Außenrohr 131a und Innenrohr 135a des Verteilers 122 sowie den Ausatmungsdurchgang zwischen Außenschlauch 104a und Innenschlauch 102a des ersten Haupt-Koaxialschlauchs 105a zum Gabelrohr 107. Vom Gabelrohr 107 wird dieses Gas entweder zu einem Ausatmungsgasmeßgerät oder einem Belüfter (nicht dargestellt) geleitet oder unmittelbar zur Umgebungsluft entlassen. Wenn die Membran 156 beim Ausatmungsvorgang hochgedrückt wird, wird ihre umlaufende Eindrückung 166 gedehnt, so daß sich der Abstand zwischen der Oberkante des Innenzylinders und der Membran stärker vergrößern kann als dann, wenn die Membran eine einfache flache Gestalt besitzt. Die umlaufende Eindrückung begünstigt also den Ausatmungsvorgang.

Während der Strömung des ausgeatmeten Gases wird der Druck der über den Schlauch 158 der Kompressionskammer 159 zugeführten Luft stark verringert. Das im inneren Zylinder 154 befindliche ausgeatmete Gas kann daher die Membran 156 hochdrücken und in den Raum 163 an der Außenseite des inneren Zylinders 154 eintreten. Wenn die sogenannte Ausatmungs-Endüberdruck- bzw. PEEP-Therapie (positive-end-expiratory pressure therapy) angewandt werden soll, wird der an die Druck- bzw. Kompressionskammer 159 angelegte Luftdruck nicht völlig abgelassen,

sondern vielmehr auf einem kleinen Wert von z.B. 5 cm Wassersäule gehalten, damit der Lungeninnendruck des Patienten am Ende des Ausatmungsvorgangs nicht auf Null abfallen kann. Im Falle eines Patienten, bei dem diese Therapie nicht angewandt wird, kann andererseits die Kompressionskammer so eingestellt sein, daß der in ihr herrschende Druck am Ende des Ausatmungsvorgangs auf Null abfällt.

Die Anordnung gemäß Fig. 21 bis 27 wird im wesentlichen auf dieselbe Weise wie die Anordnung nach Fig. bis 20 betrieben, nur mit dem Unterschied, daß der Inhalationsgasschlauch 275 mit dem nicht dargestellten Respirator oder Anästhesierapparat verbunden und der Ausatmungsgasschlauch 276 entweder mit einem entsprechenden, nicht dargestellten Meßgerät verbunden oder zur Außenluft hin offen ist. Das Ausatmungsgasmeßgerät kann auch anstelle des Ausatmungsgasschlauchs am Anschluß 260 angeschlossen sein.

20

Zur Eelegung der mit der Erfindung erzielten Wirkung wurden folgende Versuche durchgeführt.

25 Versuch 1

Als Außenschlauch 104 wurde ein Well- bzw. Faltenschlauch einer mittleren Wanddicke t^ von 0,75 mm, eines Außendurchmessers von 23,5 mm an der Rillensohle, eines Außendurchmessers von 27,5 mm am Wellenscheite! und einer Länge von 1 m verwendet. Als Innenschlauch 102 wurden drei Well- bzw. Faltenschläuche A-C jeweils eines Außendurchmessers von 10,5 mm an der Rillensohle, eines Außendurchmessers von 13>5 mm über die Wellungen, einer Länge von 1m sowie verschiedener mittlerer Wanddicken t^ von

0,45 mm, 0,75 mm bzw. 1,5 mm verwendet. Mittels dieses Außenschlauches 104 und dieser Innenschläuche 102 wurden drei Schläuche A-C der in Fig. 1 dargestellten Art zusammengesetzt.

Zusätzlich wurde ein Vergleichsschlauch D aus zwei Wellschläuchen hergestellt, die jeweils einen Außendurchmesser von 23,5 mm an der Rillensohle, einen Außendurchmesser von 27,5 mm über die Wellungen, eine mittlere Wanddicke von 0,75 mm und eine Länge von 1 m besaßen. Der eine dieser Schläuche wurde als Inhalationsleitung und der andere als Ausatmungsleitung verwendet, wobei ihre Vorderenden mittels eines Y-Anschlußstücks miteinander verbunden wurden.

Der Inhalationseinlaß jedes dieser vier Schläuche A-D wurde mit einem kombinierten Erwärmungs/Befeuchtungsapparat und einem Respirator verbunden, während der Ausatmungsauslaß an den Respirator angeschlossen wurde.

Der patientenseitige Anschluß wurde andererseits mit einer Modell-Lunge verbunden. Bei Raumtemperatur von 22⁰C wurde der Erwärmungs/Befeuchtungsapparat auf eine konstante Luftfeuchtigkeit von 100 % und gemäß folgender Tabelle I auf verschiedene Gastemperaturen (VCT) eingestellt, um die Temperatur in der Modell-Lunge im Bereich von 37,4 - 37,6⁰C, bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 %_rzu halten. Sodann wurde am Modell eine künstliche Beatmung bei gleichbleibend (of compliance) 50 ml/cm HpO, 650 cm-⁵ Belüftungsvolu-

men pro Zyklus, 1,5 s Inhalationsperiode und 2,5 s Ausatmungsperiode durchgeführt. Nach 10-stündiger künstlicher Beatmung wurde die mittlere Temperatur des Inhalationsgases am Munde des Patienten (LCT) gemessen, während die niedergeschlagene Feuchtigkeits-

35 menge (in cm ) in der Leitung am Ende der Zeitspanne von 10h bestimmt wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

TABELLE I

Gastem peratur	A (t₁	/t₀ = 60 %)	B (t₁	/t = 100 %) 0	C U₁	/t₀ = 200 %)	D (nur Außenschlauch)	Feuchtigkeit (cm³)
(⁰C)	LCT <°C)	Feuchtig keit (cm³)	LCT (°C)	Feuchtig keit (cm³)	LCT (⁰C)	Feuchtig keit (cm³)	LCT (⁰C)	11,2
4O	36,5	49	36,7	46	37,0	42	31 ,0	-
37	35,3	21	35,3	21	35,3	21	-	-
36	34,9	13	34,6	17	34,3	20	-	-
35	34,5	6	33,9	13	33,6	16	-	-
34	33,7	3	33,1	10	32,8	14	-
33	32,8	1	32,3	8	32,0	11

LCT = Mittl. Temperatur am Mund des Patienten

1 Versuch 2

Als Außenschlauch 104 wurde ein Well- bzw. Faltenschlauch aus Polyethylen einer Länge von 1 m verwendet, Dieser Schlauch besaß eine Wanddicke von 0,75 nun, eine Differenz (f - φ) von 4 mm zwischen größtem und kleinstem Außendurchmesser, einen Krümmungsradius (r) von 1 mm am Scheitel der Wellungen und einen Außendurchmesser (φ) an der Sohle der Rillen. Das Dehnungsoder Längungsverhältnis des Schlauches betrug unter einem Innendruck von 50 cm Wassersäule bzw. 6650 Pa 12,5 %.

Zusätzlich wurden Well- bzw. Faltenschläuche E-L verschiedener, in Tabelle II angegebener Abmessungen vorgesehen. Diese Faltenschläuche besaßen jeweils eine Wanddicke von 0,75 mm, eine Länge von 1 m und einen Außendurchmesser (φ) von 10,5 mm.

20

30 35

TABELLE II

Innenfalten- schlauch	LängungsVerhältnis bei Innendruck von 50 cm Wassersäule (%)	$ - Φ (mm)	Ύ (mm)	Schlauchmaterial	Härte (Shore D)
E	8,3	3	1	Polyethylen	55D
F	12,5	4	1	Polyethylen	55D
G	17,6	5	1	Polyethylen	55D
H	8,8	4	0,7	Polyethylen	55D
I	19,0	4	1,5	Polyethylen	55D
J	5,7	3	0,7	Polyethylen	55D
K	7,9	4	1	Polyethylen	80D
L	22,2	4	1	Ethylenvinylacetal- Mi s el !polymeres	35D

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Unter Verwendung der Faltenschläuche E-L als Innenschläuche 102 wurden insgesamt acht Schläuche bzw. Leitungen I - VIII der in Fig. 1 dargestellten Art hergestellt.

Zusätzlich wurde unter Verwendung zweier Faltenschläuche, von denen einer als Inhalationsleitung und der andere als Ausatmungsleitung diente, und deren vordere Enden mit einem Y-Anschlußstück verbunden waren, eine weitere Leitung IX vorgesehen. Weiterhin wurden nach der Lehre der JP-OS 150893/1979 unter Verwendung der Faltenschläuche E und F zwei Leitungen X und XI mit dem in Fig. 1 dargestellten Aufbau angefertigt, wobei jedoch im Anschlußstück kein Innenschlauch-Anschlußstutzen vorgesehen war und der Innenschlauch im Inneren des Anschlußstücks mit Hilfe von Abstand-stücken festgelegt wurde.

Die insgesamt elf Leitungen wurden unter einem Druck von 30 cm Wassersäule (3990 Pa) und 60 cm Wassersäule (7930 Pa) an den Inhalationsleitungen (Innenschläuche bzw. Inhalationsschläuche) auf Dehnung bzw. Längung untersucht. Die Ergebnisse finden sich in der nachstehenden Tabelle III.
25

30 35

JZ I Ö / / I

TABELLE III

Leitung	Innenschlauch	Längung (%)	60 cm Wasser säule
I	E	30 cm Wasser säule	5
II	F	2,5	9
III	G	4,5	10,5
IV	H	5,2	5,2
V	I	2,6	10,8
VI	J	5,4	3,3
VII	K	1,6	4,8
VIII	L	2,4	11,5
IX	nur Außen schlauch	5,7	15
X	E	7,5	15
XI	F	7,5	15
7,5

Die erfindungsgemäß erzielte Wirkung ist anhand der vorstehend aufgeführten Ergebnisse offensichtlich. Bei den Leitungen X und XI trennten sich die Abstandsstücke während des Versuchs von den Innenschläuchen.

Verschiedene Leitungen, die auf dieselbe Weise wie vorstehend beschrieben mit der Konstruktion gemäß Fig. 17 bis 20 angefertigt wurden, lieferten ähnliche Ergebnisse wie diejenigen nach Tabelle III.

Versuch 3

Herkömmliche Faltenschläuche ohne Mittel zur Begrenzung von Ausdehnung und Zusammenziehung der Schläuche scwie erfindungsgemäße Faltenschläuche mit Mittelⁿ zur Begrenzung einer solchen Ausdehnung und Zusammenziehung wurden unter einem Innendruck von 30 cm Wassersäule (3990 Pa) auf Dehnung bzw. Längung (ausg ^drückt als Volumenzunahme) untersucht; dabei wurden die in der nachstehenden Tabelle IV aufgeführten Ergebnisse erhalten. Die beim Versuch verwendeten Schlauchprüflinge besaßen die nachstehend angegebenen Eigenschaften. Sofern nicht anders angegeben, besaßen die Schlauchprüflinge jeweils gleiche Abmessungen.

Abmessungen der Schlauchprüflinge:

1. Herkömmliche Faltenschlauchleitung (ohne Mittel zur Begrenzung von Ausdehnung und Zusammenziehung):

Mittlere Wanddicke: 0,5 mm an der Rille,

0,3 mm an der Wellung bzw.Rippe

Wellenabstand: 3,5 mm

Außendurchmesser an der Wellung bzw. Rippe: 26 mm

Außendurchmesser an der Rillensohle: 22 mm 25

Länge: 1000 mm
Volumen: 500 cm .

2. Erfindungsgemäße Leitung XII (Aufbau gemäß Fig. 8 und 9):

Breite des glattflächigen Stegs: 2 mm.

3. Erfindungsgemäße Leitung XIII (gemäß Fig. 10 und

Länge des glattflächigen Stegs: 20 mm Breite des Stegs: 2 mm.

4. Erfindungsgemäße Leitung XIV (gemäß Fig. 12): Abstand bzw. Steigung der glattflächigen Stege: 80 mm Breite der Stege: 2 mm.

5. Erfindungsgemäße Leitung XV (gemäß Fig. 13): Abstand bzw. Steigung der glattflächigen Stege: 40 mm Breite der Stege: 2 mm.

6. Erfindungsgemäße Leitung XVI (gemäß Fig. 15):

Länge des glattflächigen zylindrischen Abschnitts: 10,5 nun

Rippenzahl im glattflächigen Abschnitt: η = 3 Teilungsabstand: ρ = 4,5.

TAEELLE IV

Leitungsprüfling	Volumen zunahme (cm³)	Volumen vergrö ße rung s- verhält- nis (%)	Verhältnis d. Volumenzunahme erfindungsge mäßer Leitun gen zu bis heriger Lei tungen (%)
Bisherige Leitung	37,5	7,5
Leitung XII	15,6	3,1	42
Leitung XIII	20,3	4,1	54
Leitung XIV	23,4	4,7	62
Leitung XV	13,1	3,6	43
Leitung XVI	23,4	4,7	62

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Aus den obigen Versuchsergebnissen geht hervor, daß bei einem gleichbleibenden Innendruck von 30 cm Wassersäule die Volumenzunahme bei den erfindungsgemäßen Faltenschläuchen mit Mitteln zur Begrenzung von Ausdehnung und Zusammenziehung etwa 40 bis 60 % der Volumenzunahme bei den bisherigen Well- bzw. Faltenschläuchen beträgt. Die Toträume in den Schläuchen sind dabei klein. Diese Ergebnisse zeigen, daß bei Verwendung dieser Well- bzw. Faltenschläuche in einem Beatmungssystem ein Patient mit Sauerstoff oder einem anderen Inhalationsgas mit im voraus festgelegtem Zufuhrvolumen beschickt werden kann. Mit Hilfe der erfindungsgemäß vorgesehenen Begrenzungsmittel können außerdem Ausdehnung und Zusammenziehung des jeweiligen Faltenschlauches erheblich verringert werden. Auf diese Weise wird die Möglichkeit dafür ausgeschaltet, daß Sauerstoff oder dergleichen Inhalationsgas in einem größeren als dem vorher festgelegten Volumen zugeführt wird. Wenn ein mit den erfindungsgemäßen Begrenzungsmitteln versehener Faltenschlauch ohne Zugausübung auf ihn eng um die Außenfläche einer kreisrunden Säule eines Durchmessers von 50 mm herumgewickelt wird, wird der Schlauchinnendurchgang, ähnlich wie beim bisherigen Faltenschlauch, nicht zusammengedrückt. Aus den obigen Versuchsergebnissen ist somit ohne weiteres ersichtlich, daß der mit den erfindungsgemäßen Begrenzungsmitteln versehene Faltenschlauch die Zuverlässigkeit des Beatmungssystems bzw. der Beatmungsleitung merklich verbessert. Die Erfindung bie-

³⁰ tet daher einen großen praktischen Nutzeffekt.

Im Fall von Faltenschläuchen mit ununterbrochener oder unterbrochener Spiralrippe, die mit den erfindungsgemäßen Mitteln zur Begrenzung von Ausdehnung und Zusam- ^ΟΌ menziehung versehen sind, kann die Volumenvergrößerung

I; mit der Ausführungsform nach Fig. 8 um 58 Si, mit der Ausführungsform gemäß Fig. 10 um 46 %, mit der Ausführungsform gemäß Fig. 12 um 38 %, mit der Ausführungsform nach Fig. 13 um 52 % und mit der Ausführungsform gemäß Fig. 15 um 38 % gegenüber herkömmlichen Schläuchen verringert werden. Die Zunahme des Totraums aufgrund einer Dehnung oder Längung der Faltenschläuche verringert sich proportional dazu. Mit den erfindungsgemäßen Faltenschläuchen können daher

10 Luft, Sauerstoff oder ein anderes Inhalationsgas in einem Zufuhrvolumen zugeführt werden, das annähernd seine anfänglich festgelegte Größe beibehält. Da ein Schlauch, der keine starke Dehnung oder Längung zeigt, auch keiner starken Verkürzung oder Zusammenziehung

15 unterworfen ist, kann sich beim erfindungsgernäßen Faltenschlauch die einem Patienten zuzuführende Sauerstoff- oder dergleichen Gasmenge aufgrund einer Verkürzung des Schlauches nicht verkleinern.

Im Fall eines Faltenschlauches mit glattflächigen

zylindrischen Abschnitten können Ausdehnung und Zusammenziehung des Schlauches dann erheblich verringert werden, wenn der Schlauch so ausgebildet ist, daß er die Bedingungen 1 £ 30 mm und ρ < 1< np erfüllt,

wobei 1 = Länge des glattflächigen zylindrischen Abschnitts und η = Zahl der Rippen im gewellten Abschnitt (n H 2) bedeuten. Mit einem solchen Faltenschlauch kann daher die Zufuhr des Inhalationsgases

stabilisiert werden.
30

Versuch 4

Es wurden Leitungen der in den Fig. 21 bis 27 dargestellten Art angefertigt. Das eine Ende jeder Leitung wurde über einen kombinierten Erwärmungs/Befeuchtungs-

apparat mit einem Respirator verbunden, während das andere Ende an eine Modell-Lunge angeschlossen wurde, die auf einer Temperatur von 37⁰C bei einer relativen Luftfeuchtigkeit von 100 % gehalten wurde. Die Leitungen wurden auf ihre Eigenschaften hin untersucht; die Ergebnisse finden sich in der nachstehenden Tabelle V.

Beim Beatmungskreis bzw. bei der Beatmungsleitung XVII gemäß den Fig. 21 bis 27 wurde als Innenschlauch 202 des KoaxialSchlauches 205 ein Well- bzw. Faltenschlauch aus Polyethylen verwendet, der einen Innendurchmesser von 13,5 mm an der Rille, einen Innendurchmesser von 15 mm an der Wellung bzw. Rippe, eine mittlere Wanddicke von 0,3 nun und eine Länge von 60 cm besaß. Als Außenschlauch 204 des Koaxialschlauches 205 wurde ein Faltenschlauch aus Polyethylen mit einem Innendurchmesser von 23,5 mm an der Rille, einem Innendurchmesser von 28 mm an der Wellung bzw. Rippe, einer mittleren Wanddicke von 1 mm und derselben Länge von 60 cm

20 wie der Innenschlauch 102 verwendet. Als Ausatmungsschlauch 276 und Einatmungsschlauch 275 mit einwandigem Aufbau wurden (andererseits) zwei Faltenschläuche aus Polyethylen verwendet, die jeweils einen Innendurchmesser von 23,5 mm an der Rille, einen Innen-

25 durchmesser von 28 mm an der Rippe, eine mittlere Wanddicke von 1 mm und eine Länge von 60 cm besaßen.

Zusätzlich wurden vier Faltenschläuche aus Polyethylen mit jeweils einem Innendurchmesser von 23 >5 mm an der Rille, einem Innendurchmesser von 28 mm an der Wellung bzw. Rippe, einer mittleren Wanddicke von 1 mm und einer Länge von 60 cm verwendet. Von diesen Schläuchen wurden jeweils zwei am einen Ende mit einem Y-Anschlußstück und am anderen Ende mit einem Vernebelungsapparat

bzw. einem Ausatmungsventil verbunden, während die bei-

1 den anderen Schläuche am anderen Ende über einen

Respirator mit einem kombinierten Erwärmungs/Befeuchtungsapparat verbunden wurden. Auf diese Weise wurde ein Beatmungskreis bzw. eine Beatmungsleitur.g XVIII 5 hergestellt. Ein Koaxialschlauch aus einem äußeren Faltenschlauch aus Polyethylen mit einem Innendurchmesser von 23,5 mm an der Rille, einem Innendurchmesser von 28 mm an der Wellung bzw. Rippe, einer mittleren Wanddicke von 1 mm und einer Länge von 120 cm

10 sowie einem gleich langen Innenschlauch aus Polyvinylchlorid mit einem Innendurchnesser von 11 mm und einer mittleren Wanddicke vrn 1,5 mm wurde am einen Ende mit einem Anschlußstück verbunden und mit dem anderen Ende über einen Respirator an einen

15 kombinierten Erwärmungs/Befeuchtungsapparat angeschlossen; auf diese Weise wurde ein Beatmungskreis bzw. eine Beatmungsleitung XIX angefertigt. Außerdem wurde unter Verwendung desselben Koaxialschlauchs wie bei der Leitung XVII eine Leitung XX der in Fig.

20 17 bis 20 dargestellten Konstruktion vorgesehen.

TABELLE V

Leitung	Temperatur des Erwärmungs/Be feucht ungs apparat s (°C)	Temperatur des Inhalationsga se s am Mund stück der Modell-Lunge (°C)	Feuchtigkeitsnieder schlag in der Leitung	6	4,7	Anschluß stück zur Modell- Lunge (g/m²)	,5	0,3	Widerstand (cm H₂0/s)	Ausat mung s- gas
XVII	32,5 - 34,5	32,5 - 33,3	Befeuch ter zum An schlußstück (g/cm²)	0,3	Inhala tions- gas	2,1
XVIII	38 - 40	32,6 - 33,2	5,0	5,0	1,8	1,5
XIX	33,5 - 35,5	32,3 - 33,4	15,5	0,7	2,1
XX	32,3 - 34,3	33,2 - 33,4	3,0	2,2
7,4

Wie vorstehend beschrieben, umfaßt der erfindungsgemäße Beatmungskreis bzw. die Eeatmungsleitung einen Haupt-Koaxialschlauch aus einem einen Inhalationsdurchgang bildenden, biegsamen Innenschlauch und einem gewellten Außenschlauch mit größerer mittlerer Wanddicke als beim Innenschlauch, wobei der Außenschlauch den Innenschlauch umschließt und zusammen mit diesem einen Ausatmungsdurchgang festlegt. An mindestens einem Ende des Haupt-Koaxialschlauchs ist ein Innenschlauchhaltestück bzw. -stutzen angeordnet, das bzw. der den Innenschlauch und den Außenschlauch in einem festen gegenseitigen Abstand hält. Bei dieser Beatmungsleitung wird der bei der Förderung durch die Leitung auftretende Wärmeverlust des Inhalationsgases, das im voraus auf eine Temperatur unterhalb der Lungentemperatur erwärmt worden ist, im Vergleich zu einem Beatmungskreis, der nicht den beschriebenen Aufbau besitzt, merklich verringert. Der Wärmeverlust wird noch stärker herabgesetzt, wenn die mittlere Wanddicke des

20 Innenschlauchs 20 - 90 % der mittleren Wanddicke des

Außenschlauchs beträgt und insbesondere im Bereich von 0,2 - 1 mm liegt.

Der Temperaturabfall des Inhalationsgases ist auch bei sehr großer Länge des Koaxialschlauches gering. Wenn das Inhalationsgas, das auf eine Temperatur unterhalb der Lungentemperatur vorgewärmt worden ist, mittels dieser Beatmungsleitung gefördert wird, besitzt es am Mund des Patienten bzw. am patientenseitigen Mundstück eine optimale Temperatur von 32 - 35⁰C. Auch bei künstlicher Beatmung über einen langen Zeitraum hinweg ist aufgrund des geringen Temperaturabfalls die niedergeschlagene Feuchtigkeitsmenge klein. Außerdem wird aufgrund des geringen Temperaturabfalls der Erwärmungstemperaturbereich für das Inhalationsgas, bei welchem

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1 dieses den Patienten mit einer optimalen Temperatur

von 32 - 35°C erreicht, erweitert. Die Zufuhr des Inhalationsgases zum Patienten mit der optimalen Temperatur kann dabei auch dann stabil fortgeführt werden,

5 wenn im kombinierten Erwärmungs/Befeuchtungsapparat eine Temperaturänderung oder eine andere unerwartete Störung auftritt.

Darüber hinaus bietet die erfindungsgemäße Anordnung

den Vorteil, daß die Möglichkeit für ein Zusammendrücken der Leitung bei einem Abknicken derselben sehr gering ist, weil der Außenschlauch eine gewellte Wand besitzt. Da bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Endabschnitte beider Schläuche des Koaxialschlauches

15 patientenseitig über den Innenschlauch miteinander

verbunden sind, wird eine mögliche Längung oder Ausdehnung der Leitung aufgrund eines Anstiegs des Innendrucks weitgehend vermieden, während außerdem der mechanische Totraum verkleinert ist. Infolgedessen ergibt sich nur ein kleiner Unterschied zwischen Sollgröße und Istgröße des Belüftungsvolumens des Respirators. Venn in das Anschlußstück ein Vernebelungsapparat einbezogen ist, kann das Inhalationsgas mit einem Aerosol einer medizinischen Lösung, etwa eines

25 bronchienerweiternden oder auswurflösenden Mittels, angereichert werden. Da der Vernebelungsapparat näher zum Patienten hin in die Anordnung eingeschaltet werden kann, wird die Wirksamkeit der Beschickung mit

Aerosol verbessert.
30

Wenn in eine Überprüfungsleitung ein Ausatmungsventil eingeschaltet ist, kann die Anordnung wirksam in Verbindung mit einem Respirator ohne solches Ventil verwendet werden. Durch Anlegung des angegebenen Überdrucks (z.B. 5 cm Wassersäule) an das Ausatmungsventil

während der Ausatmungsperiode wird die Möglichkeit für ein Zusammenfallen der Lungenbläschen verringert, so daß die Anwendung der erwähnten PEEP-Therapie möglich wird.

Diese Wirkung wird dann noch weiter verbessert, wenn das Dehnungs- oder Längungsverhältnis von Innenschlauch zu Außenschlauch nicht größer ist als 0,8.

Das Längungsverhältnis des Innenschlauches kann auch erforderlicherweise dadurch verkleinert werden, daß der Unterschied zwischen Außendurchmesser an Wellungen bzw. Rippen und Außendurchmesser an der Rille beim Innenschlauch kleiner gewählt wird als beim Außenschlauch (so daß das Verhältnis zwischen diesen beiden Unterschieden im Bereich von 0,20 - 0,95 liegt). Wenn dieses Erfordernis erfüllt ist, wird die vorstehend beschriebene Wirkung der Erfindung in vorteilhafter Weise erzielt. Die genannte Verkleinerung kann auch dadurch realisiert werden, daß beim Innenschlauch der Krümmungsradius an den Rippenscheiteln kleiner gewählt wird als beim Außenschlauch („evorzugt liegt das Verhältnis zwischen diesen beiden Radien im Bereich von 0,15 - 0,95). Dieselbe Wirkung wird auch dann er-

25 reicht, wenn der Innenschlauch aus einem Werkstoff

größerer Steifheit als dem des Außenschlauches hergestellt wird.

Wenn die Koaxialschlauchkonstruktion auf den Leitungsabschnitt zwischen dem Verteiler und dem Patienten beschränkt wird, wird in vorteilhafter Weise erreicht, d Q sich der (Strömungs-)Widerstand des Inhalationsund des Ausatmungsgases verringert.

Wie aus den beschriebenen Versuchen hervorgeht, werden

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1 bei einer Leitung, bei der eine Koaxialkonstruktion

nur zwischen Verteiler und Patient vorgesehen ist, der Wärmeverlust ebenfalls herabgesetzt und der Widerstand des Inhalationsgases und des Ausatmungsgases im Vergleich zu einer Leitung, die über die Gesamtlänge zwischen Respirator und Patient eine Koaxialkonstruktion aufweist, merklich verringert. Bei festgelegten (vorgegebenen) Widerständen der Gase ist der Schlauchdurchmesser bei der Leitung, die den Koaxialaufbau nur in einem begrenzten Abschnitt aufweist, entscheidend kleiner als bei einer über ihre Gesamtlänge als Koaxialkonstruktion ausgeführten Leitung. Bei dieser Leitung wird daher der Koaxialschlauch vereinfacht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1_v Beatmungs- oder Inhalationskreis bzw. -anordnung, gekennzeichnet durch einen Haupt-Koaxialschlauch (z.B.

5) aus einem biegsamen Innenschlauch (z.B. 2 ) zur Bildung eines Inhalationsdurchgangs (z.B. 1) und einem gewellten Außenschlauch (z.B. 4), der eine größere mittlere Wanddicke als die des Innenschlauches besitzt, den Innenschlauch umschließt und zusammen mit diesem einen Ausatmuncsdurchgang (z.B. 3) festlegt, und durch ein zumindest am einen Ende des Haupt-Koaxialschlauches angeordnetes Innenschlauch-Halteelement (z.B. 6), welches Innen- und Außenschlauch in einem vorgegebenen gegenseitigen Abstand hält.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Innenschlauch des Haupt-Koaxialschlauches ein Well- oder Faltenschlauch ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der biegsame Innenschlauch des Haupt-Koaxialschlauches ein glattflächiger Schlauch ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenschlauch-Halteeleiuent einen mit einem kombinierten Gaseinlaß und -auslaß in Verbindung stehenden äußeren Rohrstutzen und einen koaxial zu letzterem ausgebildeten inneren Rohrstutzen aufweist, daß mindestens eine öffnung zwischen äußerem und innerem Rohrstutzen ausgebildet ist und daß beide

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Rohrstutzen in Bereichen zwischen diesen Öffnungen miteinander verbunden sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Innenschlauch-Halteelement einen äußeren und einen inneren Rohrstutzen aufweist, die so an eordnet sind', daß der innere Rohrstutzen am einen Ende des äußeren Rohrstutzens relativ zu diesem vorsteht.

^q 6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen auf im wesentlichen gleiche Abstände voneinander verteilt sind.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

daß die zwischen den Öffnungen befindlichen Abschnitte säulenförmig sind.

8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Wanddicke des Innenschlauches 20 - 90 %

20 derjenigen des Außenschlauches beträgt.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenschlauch eine mittlere Wanddicke im Bereich von 0,1-1 mm besitzt.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

der Außenschlauch eine mittlere Wanddicke von 0,4 1,5 mm besitzt.

11. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dehnungs- oder Längungsverhältnis des Innenschlauches nicht mehr als 0,8 desjenigen des Außenschlauches beträgt.

12. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

der Unterschied zwischen den Außendurchmessern an der Wellung bzw. Rippe und an der Rille beim gewellten Innenschlauch kleiner ist als der Unterschied zwischen den betreffenden Außendurchmessern beim ge-

5 wellten Außenschlauch.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Unterschieds zwischen den Außendurchmessern an Rippe und Rille des Innen-Schlauches zum betreffenden Unterschied beim Außenschlauch im Bereich von 0,20 - 0,95 liegt.

14. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Unterschieds zwischen den

jg Außendurchmessern an Rippe und Rille des Innenschlauches zum betreffenden Unterschied beim Außenschlauch im Bereich von 0,4 - 0,8 liegt.

15. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Innenschlauches eine größere Steifheit besitzt als der Werkstoff des Außenschlauches .

16. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Well- oder Faltenschlauch mit Mitteln zur Begrenzung einer axialen Ausdehnung und Zusammenziehung versehen ist.

17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Begrenzungsmittel mindestens einen flachen, glattflächigen, in Schlauch-Axialrichtung verlaufenden und in Radialrichtung bis zu einer Höhe zwischen denjenigen der Rippen und Rillen des gewellten Abschnitts hochragenden und in die Rippen der Wellungen übergehenden Steg aufweisen.

2Ί377Ί

I 18. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Begrenzungsmittel mindestens einen glattflächigen, wendelförmig um den Schlauchumfang umlaufenden Steg aufweisen, der in Radialrichtung bis

5 zu einer Höhe zwischen denjenigen der Rippe und Rillen des gewellten Abschnitts hochragt und in die Rippen der Wellungen übergeht.

19. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, .Q daß die genannten Begrenzungsnittel glattflächige,

zylindrische Abschnitte sind, die sich mit den gewellten Abschnitten abwechseln.

20. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

^ daß die axiale Länge (1) der glattflächigen, zylindrischen Abschnitte nicht mehr als 30 mm beträgt und daß diese zylindrischen Abschnitte und die gewellten Abschnitte der Beziehung ρ <1< np genügen, worin η = Zahl der Wellungen bzw. Rippen in den gewellten

2Q Abschnitten und ρ = Teilungsabstand in mm bedeuten.

21. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius der glattflächigen, zylindrischen Abschnitte nicht größer ist als derjenige der Rippen

ok in den gewellten Abschnitten.

22. Anordnung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Begrenzungsmittel glattflächige, zylindrische Abschnitte und mindestens einen glatt-

30 flächigen, in Axialrichtung durch die gewellten Abschnitte verlaufenden Steg oder mindestens einen glattflächigen, wendelförmig um den gewellten Abschnitt umlaufenden und radial bis zu einer Höhe zwischen denjenigen der Rippen und Rillen der gewellten

Abschnitte hochragenden Steg umfassen.

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23. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupt-Koaxialschlauch einen mittels eines Koaxialschlauchverteilers verbundenen Koaxialschlauch aufweist.

24. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

daß der Verteiler einen in den Durchgang des Innenschlauches eingeschalteten Vernebelungsapparat aufweist.

25. Anordnung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet,

daß der Verteiler als Ausatmungsdurchgang eine um den Vernebelungsapparat herumgeführte Überbrückungsleitung aufweist, in welche ein Ausatmungsventil einig geschaltet ist.

26. Anordnung, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Haupt-Koaxialschlauch mit einem biegsamen, einen Inhalationsdurch-

20 gang bildenden Innenschlauch und einem gewellten

Außenschlauch, der eine größere mittlere Wanddicke besitzt als der Innenschlauch, den Innenschlauch umschließt und mit letzterem einen Ausatmungsdurchgang festlegt,

durch ein am einen Ende des Haupt-Koaxialschlauches angeordnetes Innenschlauch-Halteelement, welches Innen- und Außenschlauch in einem vorgegebenen gegenseitigen Abstand hält,

durch einen am anderen Ende des Haupt-Koaxial-

Schlauches angeordneten, mit einem Ausatmungsventil und einem Vernebelungsapparat versehenen Verteiler, der einen mit dem Vernebelungsapparat in Verbindung stehenden und an den biegsamen Innenschlauch angeschlossenen inneren Rohrteil (Rohrstutzen), einen um den Umfang des inneren Rohrteils herum angeord-

3 213 7

neten, relativ zum Vernebelungsapparat geschlossenen und mit dem gewellten Außenschlauch verbundenen äußeren Rohrteil (Rohrstutzen), ein mit dem äußeren Rohrteil kommunizierendes Ausatmungsventil· und einen mit dem Vernebelungsapparat kommunizierenden Inhalationsgas-Einlaßrohrteil aufweist, und durch einen an den Inhalationsgas-Einlaßrohrteil angeschlossenen Inhalationsgas-Leitungsschlauch.

27. Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß an das Ausatmungsventil ein Ausatmungsgas-Leitungsschlauch angeschlossen ist.

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