DE29516634U1 - Respiratory therapy device - Google Patents

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Atemtherapiegerät zur intrapulmonalenPerkussions-Therapie mit Hilfe eines pulsierenden Gasflows.The invention relates to a respiratory therapy device for intrapulmonary percussion therapy using a pulsating gas flow.

Als Intrapulmonale Perkussion wird ein Verfahren zur Behandlung eines Patienten bezeichnet, bei dem die Luftsäule,die sich in den Atemwegen des Patienten befindet, in schnelle Schwingungen versetzt wird, um so Sekretbildungenin den Luftwegen, die das Atmen erschweren, auf-Intrapulmonary percussion is a method of treating a patient in which the column of air in the patient's airways is made to vibrate rapidly in order to break up secretions in the airways that make breathing difficult.

19661966

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Telex244 958 bopat dHollerallee 32, D-28209 Bremen
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zulockern und so dem Patienten die Möglichkeit zu geben, auf natürlichem Wege das Sekret durch Husten zu lösen.Die sich bei erschwerter Sekretablösung ergebenden Symptome des quälenden Reizhustens werden damit behoben.to loosen and thus give the patient the opportunity to naturally release the secretion by coughing.The symptoms of the painful dry cough that result from difficulty in releasing secretions are thus eliminated.

Die Wirkungsweise des in Schwingungen versetzten Luftvolumens beruht darauf, daß die Vibrationen in den Lungenauf die festsitzenden Sekrete treffen und dieSekretmolekül-Bindungen aufbrechen, so daß die Viskosität des Schleims herabgesetzt wird, er somit wenigerstark an den Schleimhäuten haftet und der trockene Husten des Patienten produktiv wird und die Erleichterungfördert.The effect of the vibrating air volume is based on the fact that the vibrations in the lungshit the stuck secretions and break thesecretion molecule bonds, so that the viscosity of the mucus is reduced, it therefore adheres less strongly to the mucous membranes and the patient's dry cough becomes productive and promotes relief.

Außer der intrapulmonalen Perkussion mit bloßer Atemgasbefeuchtungist weiter die Möglichkeit gegeben, Medikamente in vernebelter Form über die Atemwege zuzuführen.In addition to intrapulmonary percussion with mere respiratory gas humidification,it is also possible to administer medication in nebulized form via the respiratory tract.

Bisher stellte sich die Kombination der Medikamentenvernebelung mit der intrapulmonalen Perkussion als nichttrivial lösbar dar. Sollte ein und dasselbe Gerät sowohl zu intrapulmonalen Perkussion wie auch zur Medikamentvernebelunggenutzt werden, so nahm bei Vergrößerung der Vernebelung automatisch die Perkussion ab.Until now, the combination of medication nebulization with intrapulmonary percussion has not been a trivial solution. If one and the same device were to be used for both intrapulmonary percussion and medication nebulization, the percussion would automatically decrease as the nebulization increased.

Weiter sind Atemtherapiegeräte bekannt, die mit einer durch den expiratorischen Flow bewegten Kugel arbeiten,die den Gasflow "zerhackt". Diese nicht gezielt vorhersagbare Zerhackung bringt aber nur ungenügende, nichtvorhersagbare Perkussionswirkungen.There are also known respiratory therapy devices that work with a ball that is moved by the expiratory flow, which "chops" the gas flow. However, this chopping, which cannot be specifically predicted, only produces insufficient, unpredictable percussion effects.

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, ein Gerät zu schaffen, das besonders wirksame intrapulmonalePerkussion ermöglicht, und das an die jeweils indizierten Therapien möglichst flexibel angepaßt ist.The invention therefore has the task of creating a device that enables particularly effective intrapulmonary percussion and that is adapted as flexibly as possible to the respective indicated therapies.

BOEHMERT & BOEHMERT, NORDEMANN.snd PARTiN-ERBOEHMERT & BOEHMERT, NORDEMANN.snd PARTNERS

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Hauptanspruchesgelöst. Die Unteransprüche geben vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung wieder.According to the invention, this is achieved by the features of the main claim.The subclaims give advantageous embodiments of the invention.

Insbesondere ist vorteilhaft, daß durch die Weiterleitung der im Gerät erzeugten Schwingung bis ins Handstückeine Zerhackung des Flows erst dort in einen patientennahen Injektionsimpuls eines vergleichsweise großen Massenstromesbewirkt wird, so daß die Flanken der Luftschwingung am Ort des beabsichtigten Wirksamwerdens annäherndrechteckförmig gestaltet sind, also mit möglichststeilen Flanken noch die Atemwege erreichen, so daß ohne unnötig hohe Amplituden eine gute Wirkung aufden Schleim erzielt wird.It is particularly advantageous that by transmitting the vibration generated in the device to the handpiece, the flow is only broken down there into an injection pulse of a comparatively large mass flow close to the patient, so that the flanks of the air vibration at the location of the intended effect are approximately rectangular, i.e. they still reach the respiratory tract with the steepest possible flanks, so that a good effect on the mucus is achieved without unnecessarily high amplitudes.

Weiter werden durch die Anordnung des Verneblerhandstückes an diesem Ort kurz vor dem in den Mund des Patienteneinführbaren Mundstück die Reibungsverluste mit einem langen großvolumigen, als Resonanzkörper wirkendenSchlauchsystem vermieden, und es werden durch den Verzicht auf einen den zerhackten Flow weiterleitenden größerenSchlauchabschnitt die hohen Flowgeräusche gegenüber bisher bekannten Geräten deutlich vermindert. DasVerneblerhandstuck ist dabei als Injektionsdüse für denVernebler aufgebaut.Furthermore, the arrangement of the nebulizer handpiece in this location just before the mouthpiece that can be inserted into the patient's mouth avoids friction losses with a long, large-volume hose system that acts as a resonance body, and the lack of a larger hose section that carries the chopped flow significantly reduces the high flow noise compared to previously known devices. The nebulizer handpiece is designed as an injection nozzle for the nebulizer.

Dadurch, daß nicht mehr durch einen Silikonfaltenschlauchmit einem Durchmesser von 2 2 mm (so in einem alten Gerät der Anmelderin) Flow an das Verneblerhandstuckweitergeleitet wird, sondern durch einen vorteilhafterweise mit einem Innendurchmesser von ca. 4 mm undeinem Außendurchmesser von ca. 8 mm gewählten Gewebeschlauch mit niedriger compliance werden auch die akustischenEmissionen des Gerätes deutlich vermindert.Because the flow is no longer passed on to the nebulizer handpiece through a corrugated silicone hose with a diameter of 22 mm (as in an old device of the applicant), but rather through a fabric hose with low compliance, advantageously selected with an inner diameter of approx. 4 mm and an outer diameter of approx. 8 mm, the acoustic emissions of the device are also significantly reduced.

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Weiter ist der wesentlich dünnere Schlauch leichter handhabbar und weniger empfindlich. Durch die Vorsehungeines Zweikammer-Kompressors ist es möglich, nunmehr die Vernebelung unabhängig von der Perkussion in ihrer Leistungzu regulieren. Eine Venturi-Wirkung der Injektionsdüse im Handstück kann durch einen Verstellring überden Öffnungen im Handstück reguliert werden.Furthermore, the much thinner hose is easier to handle and less sensitive. By providing a two-chamber compressor, it is now possible to regulate the nebulization output independently of the percussion. A Venturi effect of the injection nozzle in the handpiece can be regulated by an adjustment ring above the openings in the handpiece.

Es ist weiter möglich, eine Ausführung des Atemtherapiegerätes ohne integrierten Kompressor an eine bereitsvorhandene Luft-Gas-Versorgung anzukoppeln, etwa in ineiner Klinik.It is also possible to connect a version of the respiratory therapy device without an integrated compressor to an existing air-gas supply, for example in a clinic.

Durch die Vorsehung einer Mehrzahl von Schaltmöglichkeiten für die Frequenz der Perkussion, für den Fluß unddie Verneblerleistung sowie schließlich die Stärke der Perkussion (unterschiedlich für Kinder und Erwachsene)ist das Gerät für jeden denkbaren Einsatzzweck leicht zu benutzen, so daß ggf. auch Patienten nach einer kompetentenEinweisung ein problemlos handhabbares Gerät an die Hand gegeben werden kann, mit dem sie sich selbstversorgen können.By providing a number of switching options for the frequency of the percussion, for the flow andthe nebulizer output and finally the strength of the percussion (different for children and adults)the device is easy to use for every conceivable purpose, so that patients can also be given a device that is easy to handle and can use to care for themselves after competent instruction.

Bei der Medikamentenvernebelung erreicht das Atemtherapiegerätdurch die erzielten geringen Tröpfchengrößen und durch die hohe Geschwindigkeit der Teilchen eine hohentherapeutische Wirksamkeit. Nicht zuletzt ist das Atemtherapiegerät mit seinem geringen Gewicht in kleinenAusmaßen problemlos an jedem Ort zum Einsatz zu bringen.When nebulizing medication, the respiratory therapy device achieves a high therapeutic effectiveness due to the small droplet sizes achieved and the high speed of the particles. Last but not least, the respiratory therapy device can be used easily anywhere thanks to its low weight and small dimensions.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispielsder Erfindung. Dabei zeigt:Further features and advantages of the invention emerge from the following description of a preferred embodiment of the invention. It shows:

BOEHMEKT & BOEHMERT, NORDEMANN-feND PARTNER .... ;<BOEHMEKT & BOEHMERT, NORDEMANN-feND PARTNER .... ;<

Fig. 1 eine Ansicht des Gesamtaufbaus des Atemtherapiegeräts ,Fig. 1 a view of the overall structure of the respiratory therapy device,

Fig. 2 eine Darstellung der Einzelteile eines Verneblerhandstücks,Fig. 2 a representation of the individual parts of a nebulizer handpiece,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des Verneblerhandstücks,Fig. 3 a sectional view of the nebulizer handpiece,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der pneumatischen Einrichtungen eines ersten Ausführungsbeispielsder Erfindung mit einer Doppelmembranpumpe, undFig. 4 is a schematic representation of the pneumatic devices of a first embodiment of the invention with a double diaphragm pump, and

Fig. 5 eine schematische Darstellung der pneumatischen Einreichtungen in einem zweitenAusführungsbeispiel mit einem zentralen Gasanschluß.Fig. 5 is a schematic representation of the pneumatic devices in a second embodiment with a central gas connection.

Das in der Fig. 1 dargestellte Atemtherapiegerät besteht aus einem Gerätegehäuse 10 und einem über eine Verneblerleitung18 und eine Gas-Flowleitung 16 mit diesem Gehäuse 10 gekoppelten Verneblerhandstück 20. Das Verneblerhandstück20 weist in seinem unteren Bereich einen trichterförmig zulaufenden Medikamentenbehälter 14 aufund in einem vorderen Bereich ein in den Mund des Patienten einführbares Mundstück 12. Wie der Fig. 1 zu entnehmenist, ist der Schlauch 16 für den Gas-Flow ein relativ dünner jedoch mit geringer compliance sich nichtausdehnender, innen glatter Schlauch. Ein solcher Schlauch leitet die Perkussionsfrequenzen, die in einemBereich von beispielsweise 200 - 800 Impulsen pro Minute eingebracht werden, besonders gut weiter, ohne daß es zuThe respiratory therapy device shown in Fig. 1 consists of a device housing 10 and a nebulizer handpiece 20 coupled to this housing 10 via a nebulizer line 18 and a gas flow line 16. The nebulizer handpiece 20 has a funnel-shaped medication container 14 in its lower area and a mouthpiece 12 that can be inserted into the patient's mouth in a front area. As can be seen from Fig. 1, the tube 16 for the gas flow is a relatively thin tube that does not expand with low compliance and is smooth on the inside. Such a tube transmits the percussion frequencies, which are introduced in a range of, for example, 200 - 800 pulses per minute, particularly well without causing

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großen Reibungsverlusten kommt, und ohne daß es zu einer wesentlichen Geräuschentwicklung kommt.large friction losses and without any significant noise development.

In einem oberen Bereich des Gehäuses 10 ist eine LED-Anzeige in Form eines Bargraph-Displays 26 vorhanden, umdie jeweils vorliegende Perkussionsfrequenz graphisch darzustellen. Die Perkussionsfrequenz, wie auch die Verneblerleistung,der Gas-Flow, sowie die Anpassung des Gerätes an Kinder, Erwachsene, bzw. die Umschaltung desBetriebes auf reinen Verneblerbetrieb sind jeweils durch Drehschalter 28 einstellbar.In an upper area of the housing 10 there is an LED display in the form of a bar graph display 26 in order to graphically display the current percussion frequency. The percussion frequency, as well as the nebulizer performance, the gas flow, as well as the adaptation of the device to children, adults, or the switching of the operation to pure nebulizer operation can be set using rotary switches 28.

In der Fig. 2 ist eine Einwegdüse 32 dargestellt, die in das Medikament im Medikamentenbehälter 14 eintaucht.Durch Vergrößerung des Flusses durch die Schlauchverbindung 18 an diese Einwegdüse 32 läßt sich die Verneblerleistungsteigern. Der entsprechende Ausgang für den Verneblergas-Flow ist in der Fig. 1 mit dem Bezugszeichen24 gekennzeichnet.Fig. 2 shows a disposable nozzle 32 that dips into the medication in the medication container 14.By increasing the flow through the hose connection 18 to this disposable nozzle 32, the nebulizer performance can be increased. The corresponding outlet for the nebulizer gas flow is marked with the reference number 24 in Fig. 1.

In der Fig. 2 ist weiter mit Bezugszeichen 30 die Gas-Flow-Düsezur Erzeugung eines Gasstroms hoher Intensität dargestellt und sind die am mundstückseitigen Ende desHandstücks 2 0 vorgesehenen Öffnungen 21 zur Umgebungsatmosphäre zu erkennen. Während innerhalb des Gerätegehäuses10 durch pulsierendes Betätigen der Magnetventile 46 ein Gasstrom aus dem Gasdruckspeicher 44 erzeugt wird,wird der Injektionsimpuls erst durch die Düse 3 0 im Verneblerhandstückbewirkt. Der Injektionsstrom bewirkt aufgrund seiner Venturiwirkung im Handstück eine Vergrößerungdes Massenstroms. Weiter ist ein Verstellring 23 dargestellt, mit dem die Öffnungen kontrolliert verschlossenwerden können. Dieser beeinflußt die Venturiwirkung und damit die Größe des Massenstroms.In Fig. 2, the gas flow nozzle for generating a high-intensity gas flow is also shown with reference number 30, and the openings 21 to the ambient atmosphere provided at the mouthpiece end of the handpiece 20 can be seen. While a gas flow is generated from the gas pressure reservoir 44 within the device housing 10 by pulsating the actuation of the solenoid valves 46, the injection pulse is first caused by the nozzle 30 in the nebulizer handpiece. The injection flow causes an increase in the mass flow due to its Venturi effect in the handpiece. An adjustment ring 23 is also shown, with which the openings can be closed in a controlled manner. This influences the Venturi effect and thus the size of the mass flow.

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In der Fig. 3 ist in einer Schnittdarstellung zu erkennen, wie die Einwegdüse 32 leicht gebogen ist und in denuntersten Teil des Medikamentenbehälters 14 hereinreicht .In Fig. 3, a sectional view shows how the disposable nozzle 32 is slightly bent and reaches into thelowest part of the medication container 14.

In der Fig. 4 ist anhand einer schematischen Pneumatikschlauchverbindunginnerhalb des Gerätes 10 zu erkennen, wie von einem Einlaß 3 6 durch einen nachgeschaltetenFilter Luft in eine Doppelmembranpumpe 34, die als Luftverdichter dient, und von dort zum einen an den Vernebler4 0 und zu anderen in einem Druckausgleichsbehälter 44 gegeben wird, der mit einem gegen den Auslaßdruck mitGegenkraft gesteuerten Druckbegrenzungsventil 50 versehen ist. Vom Druckausgleichsbehälter 44 kommend wird derFlow über zwei gegensinnig wirkende, mit Elektromagneten betätigte Sperrventile 46, von denen das eine mit einerDrosselstrecke 52 in Reihe geschaltet ist, in Schwingungen versetzt.In Fig. 4, a schematic pneumatic hose connection inside the device 10 shows how air is fed from an inlet 36 through a downstream filter into a double diaphragm pump 34, which serves as an air compressor, and from there to the nebulizer 40 and to a pressure equalization tank 44, which is provided with a pressure relief valve 50 controlled with a counterforce against the outlet pressure. Coming from the pressure equalization tank 44, the flow is set into oscillation via two opposing, electromagnet-operated shut-off valves 46, one of which is connected in series with a throttle section 52.

Von hier gelangt der Flow über einen Patientenschlauch 16 in das Mundstück 20, in das über den Verneblerschlauch18 auch der Gasflow für das Medikament in den Medikamentenbehälter 14 eingeleitet wird.From here, the flow passes through a patient tube 16 into the mouthpiece 20, into which the gas flow for the medication in the medication container 14 is also introduced via the nebulizer tube18.

In der Fig. 5 sind die entsprechenden Verhältnisse für den Fall eines Zentralgaseinlasses beispielsweise auseiner klinikeigenen Einrichtung dargestellt. Hier ist ein gesondertes Sperrventil 48, sowie ein den Abgabedruckdurch Steuerung auf ca. 1 bar begrenzendes Druckbegrenzungsventil 42 vorgesehen.Fig. 5 shows the corresponding conditions for the case of a central gas inlet, for example from a hospital’s own facility. A separate shut-off valve 48 and a pressure relief valve 42 that limits the discharge pressure to approx. 1 bar by control are provided here.

Schließlich wird bevorzugt noch eine Pausentaste vorgesehen, mit der die Behandlung zu jedem Zeitpunkt unterbrochenwerden kann, und es ist möglich, reinen Verneblerbetrieb ohne Perkussion durchzuführen.Finally, a pause button is preferably provided with which the treatment can be interrupted at any time, and it is possible to carry out pure nebulization operation without percussion.

Claims (7)

Translated fromGerman

BOEHMERT & BOEHMERT, NORDEMAMNund PARTNER H 2733 ANSPRÜCHEBOEHMERT & BOEHMERT, NORDEMAMN and PARTNER H 2733 CLAIMS1. Atemtherapiegerät zur intrapulmonalen Perkussionstherapie mit Hilfe eines pulsierenden Gasflows, gekennzeichnetdurch eine Einrichtung, die den über ein Mundstück (12) dem Patienten zugeführten Gasflow inSchwingungen versetzt, Übermittlungseinrichtungen (16, 18), zur Weiterleitung der Gasvolumenschwingungen anein Mundstück (12), wobei in einem mit dem Mundstück (12) einstückigen Handstück (20) im wesentlichen Rechtecksignalenentsprechende Druckschwankungen gegenüber der Umgebungsatmosphäre, zu der durch im Handstück (20)vorgesehene Öffnungen (21) eine Kommunikation eröffnet ist, die Umsetzung des Gasflows in Impulse bewirken.1. Respiratory therapy device for intrapulmonary percussion therapy using a pulsating gas flow, characterized by a device that causes the gas flow supplied to the patient via a mouthpiece (12) to oscillate, transmission devices (16, 18) for forwarding the gas volume oscillations to a mouthpiece (12), whereby in a handpiece (20) integral with the mouthpiece (12), pressure fluctuations corresponding essentially to square wave signals compared to the ambient atmosphere, with which communication is possible through openings (21) provided in the handpiece (20), cause the gas flow to be converted into pulses.2. Atemtherapiegerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Düse (30) im Handstück (20), derenVenturi-Wirkung durch wenigstens einen die Öffnungen (21) justierbar wenigstens teilweise verschließendenVerstellring (23) regulierbar ist.2. Respiratory therapy device according to claim 1, characterized by a nozzle (30) in the handpiece (20), theVenturi effect of which can be regulated by at least one adjusting ring (23) which adjustably at least partially closes the openings (21).3. Atemtherapiegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein vernebeltes Medikamentdem Gasflow im Mundstück (20) zugeführt wird.3. Respiratory therapy device according to claim 1 or 2, characterized in that a nebulized medication is supplied to the gas flow in the mouthpiece (20).BOEHMERT & BOEHMERT, NORDEMANN-wnd PARTiN-ERBOEHMERT & BOEHMERT, NORDEMANN-wnd PARTNERS4. Atemtherapiegerät nach einem der vorangehendenAnsprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz des Pulsierens des Gasflows, die Perkussionsfrequenz, einstellbarist.4. Respiratory therapy device according to one of the precedingclaims, characterized in that the frequency of the pulsation of the gas flow, the percussion frequency, is adjustable.5. Atemtherapiegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vernebelungund Zuführung des Medikaments unabhängig von der Zuführung der Perkussion einstellbar ist.5. Respiratory therapy device according to one of the preceding claims, characterized in that the nebulizationand delivery of the medication can be adjusted independently of the delivery of the percussion.6. Atemtherapiegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei unabhängig voneinanderarbeitende Luftverdichter (34) für Vernebler undGasflow.6. Respiratory therapy device according to one of the preceding claims, characterized by two independently operating air compressors (34) for nebulizer and gas flow.7. Atemtherapiegerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übermittlungseinrichtungzur Weiterleitung des in Schwingung versetzten Gasvolumens ein innen glatter Gewebeschlauch(16) mit geringer Compliance ist.7. Respiratory therapy device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmission devicefor transmitting the oscillating gas volume is an internally smooth fabric hose(16) with low compliance.