DE3908909C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Erzeugen tempe­ rierter Aerosole nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eignet sich insbesondere als Vorrichtung, bei der als Antriebsmedium Luft verwendet wird.

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE- 33 16 322 C2 bekannt. Ein wesentliches Merkmal dieser Vorrichtung besteht darin, daß sie als ein in sich geschlossenes System ausgebildet ist, das zumindest während des Inhalierens, also wenn sich das Mundstück des Aerosol beladenen Inhalationsschlauches im Mund des Patienten befindet, gegenüber dem Umgebungsraum luftdicht abgeschlossen ist. Aufgrund dieser Ausbildung wird dem Patienten stets ein kontinu­ ierlicher, von der Luftliefermenge der Verneblerdüsen abhängiger Inhalationsstrom zugeleitet, dem sich der Patient praktisch nicht entziehen kann. Für den Fall nämlich, daß aus therapeutischen Gründen nur ein einziges Medikament in Nebelform verabreicht werden soll und demzufolge dann auch nur ein einziger Düsenvernebler ein­ geschaltet ist, so erhält der Patient - und zwar kontinuierlich - durch die Inhalationsleitung nur etwa 20 Liter Luft pro Minute. Der Luftbedarf eines Menschen mit gesunden Atmungsorganen beträgt jedoch mindestens 36 l/min. Lungengeschädigte Personen haben sogar noch einen höheren Luftbedarf. Bei der Vernebelung mehrerer Medikamentlösungen mit Hilfe mehrerer Düsenvernebler dagegen wird der Patient mit einem übergroßen Luftangebot konfrontiert, das ihn sowohl beim Einatmen als auch beim Ausatmen in Bedrängnis bringt. Überdies ist hinsichtlich beider Extremfälle zu beachten, daß viele Patienten eine sogenannte Seufzeratmung haben, das heißt, daß sie am Anfang der Einatemphase wesentlich mehr Luft als in den unmittelbar darauf folgenden Atemphasen benötigen, so daß jedweder kontinuierliche Inhalationsstrom dem tatsächlichen, jeder Atemphase genau angepaßten Luftbedarf nicht Rechnung zu tragen vermag. Die anfängliche Atemnot führt auch zu einer unkontrollier­ ten, ungleichmäßigen Atemtechnik, die sich auf das Befinden des ohnehin belasteten Patienten sehr nachteilig auswirkt. Dem Mangel an Atemluft kann der Patient nur dadurch begegnen, daß er über die Mundwinkel noch eine bestimmte Menge an Raumluft zusätzlich einatmet. Die zugeatmete, mit dem Inhalationsnebel sich ver­ mischende Raumluft besitzt jedoch den Nachteil, daß sie im Gegen­ satz zu dem Medikamentnebel nicht zusätzlich erwärmt sowie ungefiltert und deshalb bakterienbehaftet ist. Somit ist nicht zu verhindern, daß die Bakterien beim Inhalieren an die Krankheitsherde des Patienten gelangen und die mit der Inhala­ tionsbehandlung beabsichtigte Heilwirkung beein­ trächtigen.

Bei dieser bekannten Vorrichtung erfolgt die Erwärmung des Inhala­ tionsnebels mittels einer in der Inhalationsleitung, vorzugsweise einem flexiblen Kunststoffschlauch, untergebrachten Heizdrahtwendel, die sich nahezu über die gesamte Länge der Inhalationsleitung erstreckt. Die etwa 60 cm lange Heizdrahtwendel ist so ausgelegt, daß sie sich bei angelegter Spannung nur auf etwa 50°C erwärmt, damit der sie unmittelbar umhüllende Kunststoffschlauch nicht überhitzt und dadurch bis zur Funktionsuntauglichkeit in Mitleiden­ schaft gezogen wird. Andererseits reicht diese niedrige Temperatur jedoch nicht aus, um den relativ rasch vorbeiziehenden Medikament­ nebel auf die an sich wünschenswerte Durchschnittstemperatur von 38°C zu erwärmen. Außerdem ist es unvermeidbar, daß der während des Inhalierens den Schlauch durchziehende feuchte Medikamentnebel sich zum Teil an der Heizdrahtwendel niederschlägt, was im Laufe mehrerer Behandlungsdurchgänge zu einer unhygienischen Verschmut­ zung der Heizdrahtwendel sowie zur Ansiedlung von Pilzen und Bak­ terien führt. Dieser Vorgang wird noch dadurch begünstigt, daß sich die Heizdrahtwendel weder reinigen noch sterilisieren läßt. Dies hat zur Folge, daß jeder frisch vernebelte Aerosolstrom beim Überstreichen der Heizdrahtwendel bakteriell verseuchte Partikel sowie von vorangegangenen Behandlungen stammende Nebelrückstände aufnimmt und in die Atemwege des gerade zu behandelnden Patienten transportiert. Mit fortschreitender Verschmutzung der Heizdraht­ wendel geht außerdem ein ständiges Nachlassen der Heizwirkung einher.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß ein dem jeweiligen Luftbedarf des Patienten angepaßter sowie hygie­ nisch einwandfreier und angemessen temperierter Aerosolstrom zur Verfügung steht und daß innerhalb der Vorrichtung höhere Sterili­ tätsbedingungen eingehalten werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merk­ male des Gegenstandes des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestal­ tungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das in die Außenwand der Vorrichtung eingelassene, mit dem Nebel­ sammelkanal in Verbindung stehende Rückatemventil eröffnet gegenüber der zuvor beschriebenen Vorrichtung bekann­ ter Bauart den Vorteil, daß dann, wenn aus therapeu­ tischen Gründen nur ein verhältnismäßig kleines Nebelstromvolumen erzeugt wird, der Patient über das Rückatemventil den an der tat­ sächlich benötigten Luft- bzw. Sauerstoffmenge fehlenden Anteil hinzuatmen kann, und zwar über denselben Schlauch, über welchen er den Aerosolstrom einatmet. Um dies zu bewerkstelligen, braucht er weder zusätzliche Hilfsmittel einzusetzen noch eine besondere Atemtechnik anzuwenden. Dabei sorgt das mit einem Bakterienfilter ausgestattete Rückatemventil dafür, daß die Raum­ luft nur als gefilterte Luft in das Vorrichtungsinnere eintreten kann. Außerdem wird diese zugeatmete Luft - im Gegensatz zu der direkt über die Mundwinkel eingeatmeten Raumluft - auf dem Weg in den Inhalationsschlauch zusammen mit dem Nebelstrom noch zu­ sätzlich erwärmt. Schließlich verhindert das Rückatemventil in seiner Eigenschaft als Einwegeventil, welches der Luft nur den Weg von außen ins Innere der Vorrichtung freigibt, ein Ausatmen des Patienten in das Vorrichtungsinnere und somit auch ein Aus­ husten von Krankheitskeimen in das System.

Des weiteren zeichnet sich die Vorrichtung durch eine dem Inhalationsschlauch vorgeschaltete Heizkammer aus, in welche ein als auswechselbares Steckelement ausgebildeter Heizstab eingreift. Der Heizstab ist quer zur Strömungsrichtung des Inhalationsnebels in der Heizkammer angeordnet, die etwa doppelt so breit wie die Inhalationsleitung ist. Der gegenüber der Inhalationsleitung relativ große Durchflußquerschnitt der Heizkammer erlaubt es, den Widerstand des Heizstabes so auszulegen, daß dieser bei einer angelegten Spannung von 24 Volt bis auf eine Temperatur von ca. 140°C erwärmt werden kann. Diese hohe, vom Heizstab ausgehende Strahlungswärme wirkt dem in die Heizkammer einströmenden kalten Medikamentnebel derart entgegen, daß sich starke Wirbelströmungen aufbauen, die für eine schnelle Übertragung der Wärme auf die Nebelteilchen sorgen. Dadurch ist in vorteilhafter Weise erreicht, daß der aus den Vernebelungsbehältern zugeführte Aerosolstrom in der relativ kurzen Durchflußzeit auf die gewünschte Temperatur von ca. 34°C erwärmt wird, was mittels der bekannten Vorrichtung nicht möglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Heizstab dank seiner hohen Eigentemperatur in der Lage ist, ständig sich selbst zu autoclavieren und zu sterilisieren, wobei die Strahlungswärme ohnehin schon weitgehend verhindert, daß Nebel­ teilchen an den Heizstab gelangen und ihn chemisch angreifen. Schließlich ist es als vorteilhaft anzusehen, daß der Heizstab in der aus PTFE bestehenden Heizkammer berührungsgeschützt unter­ gebracht ist und daß der Inhalationsschlauch selbst, der beim Inhalieren vom Patienten in der Hand gehalten wird, ausschließlich zum Weiterleiten des auf etwa 34°C erwärmten Inhalationsnebels dient.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Vorrichtung in schematischer Darstellung,

Fig. 2 mehrere an einen Behälterträger angeschlossene Vernebe­ lungsbehälter in Frontansicht, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 einen Düsenvernebler im Schnitt in vergrößertem Maßstab und

Fig. 4 die Vorrichtung in Form einer Montagewand in schematischer Darstellung in Seitenansicht.

In Fig. 1 sind fünf Behälter 3, die zu einem Teil ihres Volumens mit Behandlungsflüssigkeit wie Sole- oder Medikamentlösung gefüllt sind, an je eine Nebelkammer 2 eines gemeinsamen Behälterträgers 1 angeschlossen. In jeden Behälter 3 ragt ein Düsenvernebler 6 hin­ ein, der über eine Druckluftleitung 18 mit einem Druckverteiler 21 in Verbindung steht. In jede Druckluftleitung 18 ist ein elektro­ magnetisches Ventil 22 eingelegt, das bei abgeschaltetem Strom geschlossen ist und mittels eines zugeordneten Drucktastenschal­ ters 23 in Öffnungsstellung gebracht werden kann. Die Versorgung des Druckverteilers 21 mit der zum Vernebeln benötigten Luft von etwa 1,6 bar erfolgt durch einen Kompressor 19 mit einem nachge­ schalteten, medizinisch reine Luft erzeugenden Filter 20. Zum Ein­ und Ausschalten der Vorrichtung sowie zum Einstellen der Inhala­ tionsdauer dient eine Zeitschaltuhr 25, die durch eine Leitung 24 an ein 220-Volt-Netz angeschlossen ist.

Jede Nebelkammer 2 ist durch eine Nebelleitung 28 mit einem Nebel­ sammelkanal 29 verbunden, der seinerseits über ein Anschlußstück 33 mit einer Heizkammer 34 in Verbindung steht. An die Heizkammer 34 ist ausgangsseitig mittels einer Kupplung 37 eine zum Patienten führende, mit einem auswechselbaren Mundstück 39 versehene Inhala­ tionsleitung 38 angeschlossen. Als Inhalationsleitung 38 findet vorzugsweise ein flexibler Kunststoffschlauch mit glatter Innenwand Verwendung.

In die Heizkammer 34 ragt ein quer zur Durchflußrichtung angeord­ neter, etwa 35 mm langer Heizstab 35 hinein, dessen Mantel aus korrosionsbeständigem VA-Stahl besteht. Der Widerstand des Heiz­ stabes 35 wird über eine Heizleitung 36 von einem Schutztransfor­ mator 26 mit einer Niederspannung von 24 Volt gespeist und ist hinsichtlich der Temperatur mittels eines Potentiometers 27 regel­ bar. Das Ein- und Ausschalten des Transformators 26 und somit des Heizstabes 35 erfolgt durch die Zeitschaltuhr 25.

An eine Stirnwand 30 des Nebelsammelkanals 29 ist durch eine Ansaug­ leitung 32 ein mit einem Bakterienfilter versehenes Rückatemventil 3 angeschlossen, durch welches das Nebelsystem in einer Richtung, und zwar in Einatmungsrichtung, geöffnet ist.

Aus Fig. 2 ist die Verbindung zwischen den die Behandlungsflüssig­ keiten enthaltenden Behältern 3 und dem Behälterträger 1 ersichtlich. Als Behälter 3 werden vorzugsweise Glasflaschen herkömmlicher Art eingesetzt. Am Kragen jedes Behälters 3 ist ein aus säurebeständigem Kunststoff bestehendes, mit Außengewinde versehenes ringförmiges Anschlußstück 4 angebracht. Diese Anschlußstücke 4 lassen sich mit in die Mantelwand des Behälterträgers 1 eingelassenen Buchsen mit entsprechendem Innengewinde in Eingriff bringen. Jeder Behäl­ ter 3 ist an seinem Anschlußrand mit einem Dichtungsring 5 ver­ sehen und läßt sich mittels diesem gasdicht an die zugeordnete Nebelkammer 2 des Behälterträgers 1 anschließen. Zu jedem Düsenver­ nebler 6 führt eine Druckluftleitung 18. Das Rückatemventil 31 ist hier im Unterschied zu der Ausführung gemäß Fig. 1 durch die Ansaugleitung 32 über einen nicht dargestellten Kanal des Behälter­ trägers 1 indirekt mit dem in Fig. 1 gezeigten Nebelsammelkanal 29 verbunden. Der Düsenvernebler 6 enthält einen Düsenstift 14, auf dessen unteres Ende ein in die Behandlungsflüssigkeit eintauchender Ansaugschlauch 17 gesteckt ist.

Der Aufbau eines Düsenverneblers 6 ist aus Fig. 3 ersichtlich. Der Düsenvernebler 6 besteht aus einem einstückigen Kunststoffzy­ linder, der in seinem schlanken oberen Teil 7 eine kopfseitige Gewindebohrung 9 zum Anschluß der das Antriebsmedium heranführenden Druckluftleitung 18 aufweist. Diese Gewindebohrung 9 geht in einen axialen Einströmkanal 10 über, welcher seinerseits in einen radia­ len Ausströmkanal 11 mündet. Der untere, als Ringflansch ausgebil­ dete Teil 8 des Zylinders weist eine achsparallele Durchgangs­ bohrung 13 auf, welche von einem Düsenstift 14 durchsetzt ist. An die Durchgangsbohrung 13 schließt sich eine im flanschfreien Teil 7 verlaufende Längsrille 12 an, die sich bis zum Mündungsbe­ reich des Ausströmkanals 11 erstreckt. Diese Längsrille 12 gewähr­ leistet einen abrißfreien Austritt der Druckluft aus dem Ausström­ kanal 11. Der Düsenstift 14 besitzt einen Kanal 15 zum Ansaugen der zu vernebelnden Behandlungsflüssigkeit. Sein Hals 16 endet im Mündungsbereich des Ausströmkanals 11.

Fig. 4 zeigt eine einteilige Formwand 40, die als Träger sämtlicher Bauelemente der Vorrichtung dient. Sie besitzt zwei Auswölbungen 41 und 44. Hinter der unteren Auswölbung 44 ist der Kompressor 19 untergebracht. Die obere Auswölbung 41 weist an ihrer Bodenwand 42 eine der Anzahl der Behälter 3 entsprechende Anzahl von Öffnun­ gen 43 auf. Diese Öffnungen 43 fluchten mit den mit Innengewinde versehenen Buchsen, welche in die Mantelwand des innerhalb der Auswölbung 41 angeordneten Behälterträgers 1 eingelassen sind. Diese Anordnung schafft die Möglichkeit, von der Bedienungsseite aus die Behälter 3 mit ihren Anschlußstücken 4 durch die Öffnun­ gen 43 zu führen und in die Gewindebuchsen einzuschrauben.

Die Vorrichtung gestattet es, verschiedene Behandlungsflüssigkei­ ten, das heißt im allgemeinen eine Sole und mehrere Medikamentlö­ sungen, entweder einzeln oder in beliebiger Kombination gleichzei­ tig in nebelförmigen Zustand überzuführen.

Die Vorrichtung wird dadurch in Betrieb gesetzt, daß die Zeitschalt­ uhr 25 auf die vorgesehene Behandlungsdauer eingestellt wird. So­ dann werden durch Betätigen entsprechender Drucktastenschalter 23 diejenigen Ventile 22 geöffnet, welche zu den die gewünschten Behandlungsflüssigkeiten enthaltenden Behälter 3 führenden, Druck­ luft fördernden Leitungen 18 freigeben. Die jedem Düsenvernebler 6 durch die Leitung 18 zugeführte Druckluft reißt nach Passieren des Ausströmkanals 11 die aus dem Behälter 3 über den Ansaug­ schlauch 17 und den Düsenstift 14 angesaugte Behandlungsflüssig­ keit mit sich und zerstäubt sie zu einem Nebel, der auf die Be­ hälterinnenwand auftrifft, an welcher die großen Nebelteilchen abtropfen, während die feinen, inhalationsfähigen Nebelteilchen nach oben über die Nebelkammer 2 in den Nebelsammelkanal 29 ge­ tragen werden. Im Nebelsammelkanal 29 vereinigen sich die aus den einzelnen Behältern 3 stammenden Nebelteilchen zu einem gemeinsamen Aerosolstrom, welcher von dort durch die Heizkammer 34 in die Inha­ lationsleitung 38 gelangt. Beim Passieren der Heizkammer 34 wird der Aerosolstrom durch die Strahlungswärme des Heizstabes 35 auf die dem Patienten zuträgliche Temperatur erwärmt. Für den Fall zusätzlichen Luftbedarfes kann der Patient mittels der Inhalations­ leitung 38 die erforderliche Luftmenge als gefilterte Raumluft durch das Rückatemventil 31 ohne Schwierigkeiten zuatmen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zum Erzeugen temperierter Aerosole zur Inhalations­ behandlung mit einer Einrichtung (34) zum Erwärmen der Aerosole sowie mit mehreren Behältern (3) für je eine Behandlungsflüssig­ keit, wie Sole- oder Medikamentlösung, wobei in jedem der einem gemeinsamen Behälterträger (1) zuge­ ordneten Behälter (3) ein von einem gasförmigen Medium angetriebener Düsenvernebler (6) angeordnet ist und jeder Behälter (3) an einen Nebel­ sammelkanal (29) angeschlossen ist, in welchem die aus den einzelnen Behältern (3) herangeleiteten Nebel zu einem Aerosolstrom vereinigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als ein offenes System ausgebildet ist, in welchem der Nebelsanmelkanal (29) direkt oder indirekt mit einem ein Bakterienfilter enthaltenden Rückatemventil (31) verbunden ist, welches beim Zuatmen von Raumluft geöffnet bleibt und sich beim Rückatmen selbsttätig schließt, und zugleich über die Einrichtung (34) mit einer zum Patienten führenden Inhalationsleitung (38) verbunden ist, und daß die Einrichtung (34) als Heizkam­ mer ausgebildet ist, in welcher sich ein mit einem Temperaturregler (27) gekoppelter, ständig sich selbst autoclavierender Heizstab (35) als auswechselbares Steckelement befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückatemventil (31) eine Stirnwand (30) des waagerecht angeordneten Nebelsammelkanals (29) durchsetzt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterträger (1) an der Unterseite mit Anschluß­ bohrungen versehen ist, an welche die Behälter (3) in senk­ rechter Anordnung mittels entsprechender Anschlußstücke (4) gasdicht anschließbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (4) als Schraub- oder Klemmdruckverschluß ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Düsenvernebler (6) aus einem Zylinder besteht, der in seinem oberen Teil (7) einen das gasförmige Antriebsmedium aufnehmenden axialen Einströmkanal (10) aufweist, welcher in einen radialen Ausströmkanal (11) mündet, und der in seinem unteren Teil (8) im Abstand zu dem Ausströmkanal (11) als Ring­ flansch mit einer achsparallelen Durchgangsbohrung (13) ausge­ bildet ist, welche von einem einen Ansaugkanal (15) aufweisenden, axial verschiebbar gelagerten Düsenstift (14) durchsetzt wird, dessen Ausströmende (Hals 16) im Mündungsbereich des radialen Ausströmkanals (11) liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Düsenvernebler (6) in seinem flanschfreien Teil (7) eine dem radialen Ausströmkanal (11) zugeordnete, von der Mantelfläche ausgehende, vom Mündungsbereich des Ausström­ kanals (11) bis zum Ringflansch sich erstreckende Längsrille (12) aufweist, die eine Verlängerung der Durchgangsbohrung (13) im Ringflansch bildet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrille (12) eine kreisförmig gekrümmte Mantelwand aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder das Antriebsmedium zu den Behältern (3) fördernden Leitung (18) ein durch einen gesonderten Drucktastenschal­ ter (23) betätigbares elektromagnetisches Ventil (22) zuge­ ordnet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch eine elektronische Zeitschaltuhr (25) zum Ein- und Ausschalten der zentralen Stromversorgungsleitung (24) .

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhalationsleitung (38) aus einem Schlauch, vorzugs­ weise aus wärmebeständigem Kunststoff, besteht.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperaturregler (27) für den Heizwiderstand (Heiz­ stab (35) an einen Schutztransformator (26) angeschlossen ist, der eine Niederspannung, vorzugsweise 24 Volt, erzeugt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß alle mit den Behandlungsflüssigkeiten und den aus diesen gebildeten Nebeln in Berührung kommenden Bauelemente aus korrosionsbeständigem, geschmacksfreiem Kunst­ stoff und die Behälter (3) für die Behandlungsflüssigkeiten aus Sicherheitsglas bestehen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine einteilige Formwand (40) aus säurebeständigem Kunststoff, die als Träger sämtlicher Bauelemente dient.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Formwand (40) eine über einen Teil ihrer Breite sich erstreckende obere Auswölbung (41) aufweist, deren senkrecht zur Wandebene verlaufende Bodenwand (42) Öffnungen zum Durch­ tritt der an den innerhalb der Auswölbung unterzubringenden Nebelsammelkanal (29) anschließbaren Anschlußstücke (4) der Behälter (3) enthält.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückatemventil (31) an einer Seitenwand der oberen Auswölbung (41) aufsteckbar angeordnet ist.