DE2155088A1

DE2155088A1 - Ersatzluftröhre

Info

Publication number: DE2155088A1
Application number: DE19712155088
Authority: DE
Inventors: Donald P. Santa Ana; Fettel Bruce E. Diamond Bar; Calif. Shiley (V.StA.)
Original assignee: Shiley Donald Pearce Santa Ana Calif VSta
Current assignee: Shiley Inc
Priority date: 1970-11-12
Filing date: 1971-11-05
Publication date: 1972-05-18
Also published as: US3659612A; GB1303559A; DE2155088B2; JPS507396B1

Description

HELMUT SCHROETER KLAUS LEHMANN

D1PL.-PHYS. DIPL.-ING. β MÖNCHEN SS ■ LiPOWSKYSTR. IO

DONALD P. SHILEY fo-s-l}

L/Be 2. Nov. I97I

Ersatzluftröhre

Die Erfndung bezieht sich auf eine in die natürliche Luftröhre des Menschen einzusetzende Ersatzluftröhre, und insbesondere auf eine Ersatzluftröhre, die so ausgebildet ist, daß Verstopfungen innerhalb der Röhre leicht entfernt werden können und daß eine Reizung . der natürlichen Luftröhre auf ein Mindestmaß herabgesetzt ist.

ErsatzIuftröhren werden verwendet, um Störungen oder Verstopfungen in der natürlichen Luftröhre zu umgehen oder um einen direkten Zugang zu der Luftröhre für eine verstärkte • Atmung zu schaffen, wobei die Ersatzluftröhre entweder durch den Mund des Patienten und an der Störunge- oder Verstopfungsstelle vorbei eingesetzt wird oder wobei eine ähnliche Ersatzluftröhre durch einen Einschnitt im Hals des Patienten in die natürliche Luftröhre eingesetzt wird. Bisher bekannte Ersatzluftröhren haben beim Patienten eine erhebliche Unbequemlichkeit und Infektionen in der natürlichen Luftröhre hervorgerufen, und zwar insbesondere wegen der Mittel, die zum Abdichten der Kanüle der Ersatzluftröhre innerhalb der natürlichen Luftröhre benutzt wurden. Diese Ersatzluftröhren verwendeten für die Abdichtung zwischen der Kanüle und der natürlichen Luftröhre einen Ballon von ringförmiger, wulstförmiger oder toro- idaler Form, der einen erheblichen Druck an der Innenwand der

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BADORfOfNAk - ^;

natürlichen Luftröhre benötigte. Als Folge dieser Unbequemlichkeit erlitten Patienten, die gezwungen waren, eine solche Einrichtung für längere Zeit zu benutzen, in manchen Fällen dauernde Luftröhrenschäden.

Die Erfindung schafft eine neue Ersatzluftröhre, die viele der mit den herkömmlichen ErsatzIuftröhren verbundenen Probleme beseitigt. Die erfindungsgemäße Ersatzluftröhre weist auf der äußeren Kanüle einen schlaffen Ballon oder eine Manschette oder Stulne zum Abdichten auf, wobei der Ballon oder die Manschette so ausgebildet ist. daß er bzw. sie im aufgeblähten Zustand e ne äußere zylindrische Oberfläche an Stelle einer toroidförmigen Di chturigs fläche zur Anlage an der Innenwand der natürlichen Luftröhre aufweist. Diese äußere Oberfläche der erfindungsgemäßen Ersatzluftröhre gestattet die Bildung einer einwandfreien geeigneten Abdichtung zwischen der Ersatzluftröhre und der natürlichen Luftröhre, ohne daß übermäßiger Druck angewendet werden muß,und damit ohne Gefahr einer Schädigung der natürlichen Luftröhre. Die Manschette kann so ausgebildet sein, daß sie eine begrenzte achsiale Bewegung der Ersatzluftröhre gestattet, ohne daß sich die Manschette selbst in Bezug auf die natürliche Luftröhre verschiebt und ohne daß die Abdichtung beschädigt oder nachteilig beeinflußt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Anordung mit einer Ersatzluftröhre, wobei die innere Kanüle teilweise herausgezogen und wobei die Anordnung mit einem Halsband versehen ist, daö an einem gelenkig angeordneten Flansch befestigt ist.

Fig. 2 ist ein lotrechter Schnitt durch die äußere Kanüle der Ersatzluftröhre, wobei ein VerschlußstUck vollständig eingesetzt ist.

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Fig. 5 ist ein lotrechter Schnitt durch die äußere Kanüle mit vollständig eingesetzter innerer Kanüle, wobei die Abdichtungsmanschette in geeigneter Weise aufgebläht ist.

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Fig. 4 ist ein Schnitt durch eine verformbare Abdichtungsmanschette nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Anhand von Fig. 1 sollen zunächst die wesentlichen Bestandteile einer Ersatzluftröhre beschrieben werden. Eine äußere Kanüle Io hat die Form eines halbsteifen, dünnwandigen Rohres, das zwischen seinen Enden einen Bogen von etwa 7o° einschließt. Nahe dem einen Ende dieses Rohres ist eine koaxiale, konkave, aufblähbare Abdichtungsmanschette 12 angeordnet, die in nicht aufgeblähtem Zustand dargestellt ist. Die Enden l*kund 16 dieser Abdichtungsmanschette 12 sind an der äußeren Kanüle Io befestigt und abgedichtet. Das andere Ende der äußeren Kanüle Io ist mit einem zylindrischen Verbindungsstück 18 fest verbunden, auf dem ein schwenkbarer Halsflansch 2o drehbar gelagert ist, der in einem begrenzten Winkelbereich um eine waagerechte Achse frei verdrehbar ist. Der verschwenkbare Halsflansch 2o hat Schlitze 22 an jedem seiner Enden, die zur Aufnahme eines Halsbandes 24 dienen. Der verschwenkbare Halsflansch 2o und das Halsband 24 werden verwendet, um die ganze Anordnung am Hals eines Patienten zu befestigen, wobei der Halsflansch 2o flach am Hals in der Nähe des Einschnittes anliegt, durch den die äußere Kanüle Io in die natürliche Luftröhre eingeführt ist.

In die äußere Kanüle Io ist eine innere Kanüle 26 eingesetzt, die, wie die äußere Kanüle lo, ein halbsteifes, dünnwandiges, hohles Rohr ist, das von seinem einen Ende bis zum anderen einen Bogen von etwa 7o° einschließt. Diese innere Kanüle 26 hat etwa die gleiche Länge wie die äußere Kanüle lo, so daß, wenn sie vollständig in die äußere Kanüle Io eingesetzt ist, die inneren Enden der Kanüle 26 und der äußeren Kanüle Io bündig sind, oder die Innere Kanüle erstreckt sich Über die äußere Kanüle um einen sehr geringen Betrag heraus, der nicht eine Länge von etwa 1 mm (1/32 Zoll) übersteigt.

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Auf einem (dem äußeren) Ende der inneren Kanüle 26 ist ein in achsialer Richtung leicht konisches, sonst zylindrisches Verbindungsstück 28 drehbar gelagert, das so ausgebildet ist,

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daß es passend in das zylindrische Verbindungsstück 18 eingreifen kann und bei vollem Eingriff eine pneumatische Dichtung zwischen der inneren Kanüle Io und der äußeren Kanüle 26 bildet. Das äußere Ende des Verbindungsstückes 28 1st im allgemeinen leicht konisch, um einen durchbohrten Anschluß von kegeistumpfförmiger Gestalt zur Verbindung mit einer Atmungs-Unterstützungs-Einrichtung zu bilden.

Die Abdichtungsmanschette 12 wird durch einen sich in achsialer Richtung erstreckenden Durchgang 4o in der Wand der äußeren Kanüle Io (vergl. Fig. 2) unter Druck gesetzt, wobei sich durch den Durchgang 4o ein nachgiebiger Schlauch 3o zum Aufblähen hindurcherstreckt. Dieser Schlauch ist seinerseits über eine aufblähbare Anzeigeblase 32 mit einem anderen nachgiebigen Schlauch verbunden, der durch ein den Schlauch verengendes Quetschventil hindurchgeht. Die Abdichtungsmanschette 1'2 kann dadurch unter Druck gesetzt werden, daß in das Ende des Schlauches Jk oder in eine vergrößerte öffnung in dem Ventil 36 eine Spritze 38 eingesetzt wird, wobei sich das Ventil 36 in geöffneter Stellung befindet. Wenn mittels der Spritze 38 Luft in den Schlauch 34 gedrückt wird, blähen sich sowohl die Abdichtungsmanschette 12 als auch die Anzeigeblase 32 auf. Das Ventil 36 kann nun geschlossen und die Spritze 38 entfernt werden, wobei die Abdichtungsmanschette 12 und die Anzeigeblase 32 aufgebläht bzw. unter Druck bleiben. Jedes Lecken in dem unter Druck stehenden System, durch das die Abdichtungsmanschette 12 zusammenfällt, läßt auch die Anzeigeblase 32 zusammenfallen, wodurch eine sichtbare Anzeige dieses Problems außerhalb des Patienten erzielt wird. Das eine Ende des Schlauches 34 kann mit dem Ventil 36 verbunden sein, oder es kann durch das Ventil 36 hindurchgehen, um die Einrichtung zum Aufblähen (Spritze 38) in das Schlauchende einsetzen zu können.

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Anhand der Pig. 2 sollen nun die Einzelheiten der äußeren Kanüle Io und der Abdichtungsmanschette 12 erklärt werden. Die äußere Kanüle Io hat zusätzlich zu ihrer großen zentralen Bohrung, wie erwähnt wurde, einen sich in achsialer Richtung erstreckenden rohrförmigen Durchgang 4o von kleinem Durchmesser in einer Wand,durch den sich der Schlauch Jo erstreckt. Dieser rohrförmige Durchgang 4o mündet an einem Ende 42 in den Hohlraum innerhalb der Abdichtungsmanschette 12. Das andere Ende des rohrförmigen Durchgangs 4o kann in eine in achsialer Richtung versetzte zylindrische Bohrung 44 innerhalb des Verbindungsstückes 18 münden. Diese zylindrische Bohrung 44 nimmt den Schlauch j5o zu dessen dauerhafter Befestigung an dem Verbindungsstück 18 auf. Der rohrförmige Durchgang 4o gestattet daher eine Übertragung pneumatischer Druckunterschiede durch den Schlauch Jo in die durch die Abdichtungsmanschette 12 eingeschlossene Kammer zum Aufblähen der Manschette und zum Fühlen eines Erschlaff ensjder Manschette.

Das innere Ende 46 der äußeren Kanüle Io ist abgeschrägt oder verjüngt, um einen möglichst sanften OberflächenUbergang der äußeren Kanüle Io zu einer Sonde oder einem Verschlußstück 48 zu ermöglichen. Das Verschlußstück 48 erstreckt sich ebenfalls über einen Winkelbogen von etwa 7o° und ist aus starrem, polymeren Material hergestellt. Das VerschlußstUck 48 wird durch die Bohrung in^dem Verbindungsstück 18 in das Innere der äußeren Kanüle Io eingeführt, um ein stumpfes, abgerundetes Ende 5o zu bieten, das das Einsetzen der äußeren Kanüle Io in die natürliche Luftröhre 54 erleichtert. Bei diesem Einsetzen ist die nicht aufgeblähte Abdichtungsmanschette 12 frei beweglich und legt sich fast vollständig gegen die äußere Wand der äußeren Kanüle Io an. Daher kann das Einführen der äußeren Kanüle lo, der Abdichtungsmanschette 12, des abgeschrägten Endes 46 der äußeren Kanüle Io und des Verschlußstückes 48 als eine Einheit in die natürliche Luftröhre 5^ erfolgen, ohne daß das Gewebe der natürlichen Luft-» röhre durch irgend eine scharfe Kante ausgeschabt oder aufgeschnitten wird. Wenn die Einheit einmal in die natürliche Luftröhre 54

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eingesetzt ist, kann das Verschlußstück 48 aus der äußeren Kanüle Io herausgezogen werden, wodurch durch die hohle Bohrung der Süßeren Kanüle Io ein Durchgang von der Innenseite . der natürlichen Luftröhre zu dem Verbindungsstück 18 geschaffen wird.

Die Abdichtungsmanschette 12 ist eine flexible impermeable Membran aus polymeren Werkstoffen, die in ihrem in Fig. 2 dargestellten schlaffen oder entlasteten Zustand die Form eines Zylinders mit konkaven Wänden annimmt. Die Enden 14 und 16 dieses Zylinders erstrecken sich von der äußeren Wand der äußeren Kanüle Io nach außen und sind an dieser Wand befestigt. Wegen ihrer konkaven Wände nimmt die Abdichtungsmanschette 12 beim Aufblähen (Fig. J>) die Form eines geradwandigen Zylinders an. Bisher bekannte Ersatzluftröhren hatten Abdichtungsmanschetten, die beim Aufblähen eine ringförmige oder toroidale Form annahmen und die daher einen relativ hohen Druck an der Berührungsstelle des Toroids mit der natürlichen Luftröhre benötigten, um eine angemessene Abdichtung zu erzielen. Durch Verwendung einer zylindrischen Form kann eine Abdichtung mit niedrigem Druck mit der natürlichen Luftröhre erreicht werden, da sich die Abdichtung über eine größere achsiale Lange der Luftröhre erstreckt. Eine solche achsiale Druckverteilung längs der inneren Wand der natürlichen Luftröhre verringert die Nekrose oder den Brand des inneren Luftröhrengewebes, die bzw. der zu einer Luftröhrenstenose führen könnte.

Die innere Kanüle 26, die äußere Kanüle Io und die Abdichtungsmanschette 12 werden vorzugsweise aus dem gleichen nicht-toxischen polymeren Material hergestellt. Eine solche Gleichförmigkeit gestattet die Bildung einer durchgehenden Verbindung zwischen der äußerenHKanüle Io und der Abdichtungsmanschette 12, die diese Elemente praktisch einstückig macht und auf diese Weise eine pneumatische Abdichtung zwischen diesen Elementen sicherstellt.

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Ein Material, das zur Herstellung der Ersatzluftröhre besonders geeignet ist, ist .Polyvinylchlorid (PVC), beispielsweise EXON Nr. 654 von Firestone oder VC-2605 von Borden, das mit etwa 5o % eines Weichmachers, wie Dioctylphthalat, nachgiebig gemacht wurde und das mit einem kleinen Prozentsatz von Pigment, z. B. Titandioxid, eingefärbt wurde. Die Rohre oder die Schläuche können im Spritz- oder Strangpressverfahren aus Werkstoffen wie VM 2800 oder VM o4oo von MacLin hergestellt werden. Jeder geeignete inerte Weichmacher, z. B. di^Adipat-Weichmacher oder andere Phthalatester können verwendet werden. Ein strahlenundurchlässiges Material, z. B. Bariumsulfat, kann den Werkstoffen''zugesetzt werden, um eine Beobachtung der Lage der Ersatzluftröhre mit Hilfe von Röntgenstrahlen zu ermöglichen. Die Abdichtungsmanschette wird mit einer größeren Menge von Weichmacher hergestellt, um eine größere Nachgiebigkeit zu erreichen.

Um eine Alterung zu verhindern, kann das PVC durch Zusatz eines kleinen Prozentsatzes eines Stabilisierungsmaterials, wie Cadmium- oder Zinkadipate oder Epoxyharze, behandelt werden.

Die Kanülen wetfden im Spritzgußverfahren hergestellt. Der Schlauch 3o wird dann in die Wand der- äußeren .Kanüle Io in den Durchgang eingelegt. Z. B. können die Kanülen als sich in achsialer Richtung erstreckende Hälften hergestellt oder gegossen werden, die dann durch Wärmeeinfluß miteinander verbunden werden. Jeder der Abschnitte wird dann mit einer Hälfte des Durchganges 4o in einer seiher sich längs erstreckenden Kanten hergestellt, so daß der Schlauch Jo in den Durchgang 4o eingelegt werden kann, bevor die beiden Hälften der Kanüle miteinander verbunden werden. Die Abdichtungsmanschette kann dadurch hergestellt werden, daß eine entsprechende Form in geschmolzenes PVC eingetaucht wird. Ein Oberflächenaktivator wie Polyäthylenglycol, kann in geringen Prozentsätzen zugefügt werden, um Oberflächenblasen während dieses Tauchprozesses zu vermeiden.

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Zum Verbinden der Abdichtungsmanschette 12 mit der äußeren Kanüle Io kann eine dielektrische Beheizung verwendet werden. Diese Beheizung verschmilzt die Oberflächen der beiden Teile miteinander, so daß eine gleichförmige einstückige pneumatir sehe Abdichtungsverbindung geschaffen wird. Dieser Vorgang kann mit Hilfe eines Hochfrequenzgenerators mit Kern und äußerem Ring durchgeführt werden. Zusätzlich kann ein Plastisol als Bindemittel verwendet werden, um die Enden der Abdichtungsmansche tte an der äußeren Kanüle zu befestigen. Das Plastisol kann wärmegehärtet werden, um eine luftdichte Verbindung zu bilden. Dieses Bindemittel kann hergestellt werden durch Auflösen eines Teiles des PVC-Materials der Kanüle in einem flüchtigen Losungsmittel.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Abdichtungsmanschette 100, die an der äußeren Kanüle 10' befestigt werden kann. Die Abdichtungsmanschette 100 besitzt eine vergrößerte, nachgiebige, zylindrische Membran 102, die die Kanüle in nicht aufgeblähtem Zustand lose umgibt. Die Manschette 100 ist an den Punkten 103 und 104 nahe ihren einander gegenüberliegenden Enden 105 und 106 nach innen umgebogen. Die Enden 105 und 106 sind dann bei 107 und 108 wieder nach außen umgebogen, so daß sich eine S-förmige Faltung ergibt , und die inneren Oberflächen sind im Bereich zwischen den nach außen gerichteten Faltungen 107 und 108 und den äußeren Enden mit der Kanüle 10' verbunden. Auf diese Weise ist die Länge der Membran zwischen ihren Enden größer als der Abstand längs der Kanüle zwischen den befestigten Enden. Die Manschette wird nur sovrweit aufgebläht, um eine Dichtung zwischen ihrer äußeren Oberfläche und der Innenseite der natürlichen Luftröhre zu bilden. Die aufgeblähte Manschette bildet einen Zylinder mit glatter Wand von konstantem Durchmesser. Auf diese Weise wird eine sanfte. Dichtung ohne Beschädigung des Luftröhrengewebes geschaffen.

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Dieses Ausführungsbeispiel ermöglicht eine Achsialbewegung der
Manschette 100 in Bezug auf die Kanüle lo¹. Damit ermöglicht
diese-- Manschette auch eine geringe Achsialbewegung der Kanüle lo¹ innerhalb der natürlichen Luftröhre ohne Reizung oder. Beschädigung des Luftröhrengewebes, da bei· einer Abwärtsbewegung der Kanüle lo¹ gemäß Fig. 4 die Abdichtung zwischen der Manschette 100 und der
Innenseite der Luftröhre nicht verändert wird. Die Manschette faltet sich nur an dem in Richtung der Bewegung vorauslaufenden Ende auseinander. Auf diese Weise ist die Bewegung der Manschette gegenüber der Luftröhre eine rollende und nicht eine gleitende Bewegung.

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Claims

fo-s-13

PATENTANSPRÜCHE

(L·) Ersatzluftröhre zum Einsetzen in die natürliche Luftröhre zur Unterstützung der Atmung mit einer Kanüle, die ein erstes Ende zur Anordnung innerhalb der natürlichen Luftröhre und ein zweites Ende zur Anordnung außerhalb der natürlichen Luftröhre aufweist, und mit Abdichtungsmitteln zur Bildung einer Dichtung zwischen der Kanüle und der Innenwand der natürlichen Luftröhre, gekennzei chnet durch eine rohrförmige Membran (12, 100), die einen Teil der Kanüle (10) umgibt und zwei dicht mit der Kanüle verbundene Enden (14, 16; Io5,Io6) aufweist, so daß die aufgeblähte Membran eine Dichtung mit der Innenwand der natürlichen Luftröhre bildet, wobei vorzugsweise die Membran Mittel (loj,Io4, Io7,lo8) zur Ermöglichung einer beträchtlichen Achsialbewegung der Kanüle gegenüber der Luftröhre (5^) ohne gleitende Achsialbewegung der Abdichtungsmittel aufweist, so daß durch die Abdichtungsmittel kein Ansteigen des Drucks gegen die Innenwand der Luftröhre hervorgerufen wird.

2. Ersatzluftröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (12, 100) so ausgebildet ist, daß sie im aufgeblähten Zustand, abgesehen von der Krümmung der Luftröhre bzw. der Ersatzluftröhre, eine im wesentlichen zylindrische äußere Form aufweist.

j5. Ersatzluftröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der auf der Kanüle (10) befestigten Membran (100) zwischen ihren Enden (Io5, Io6) größer ist als der längs der Kanüle gemessene Abstand zwischen den* befestigten Enden, und daß ein Teil der Membran übereinandergefaltetist. 209821/0622

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4. Ersatzluftröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Teile (lojj* Io4, Io7, Io8) der Membran (loo) Über jedes ihrer an der Kanüle (lo) befestigten Enden (Io5*lo6) gefaltet.sind.

5. Ersatzluftröhre nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die übereinandergefalteten Teile (loj, Io4, Io7,lo8) etwa einen S-förmigen Querschnitt haben.

6. ErsatzIuftröhre nach Anspruch J5» dadurch gekennzeichnet, daß der Teil der Membran (loo) zwischen ihren an der Kanüle (lo) befestigten Enden (Io5,Io6) einen Durchmesser hat, der größer ist als derjenige der Kanüle, so daß dieser Membranteil im nicht aufgeblähten Zustand die Kanüle lose umgibt.

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