Sperrelement

Die Erfindung betrifft ein Sperrelement zur Unterdrückung des Eindringens und Ansammelns von Atemluft im Magen bei der künstlichen, nicht invasiven Beat mung, insbesondere nasalen CPAP-Beatmung.

Der medizinische Hintergrund für die Erfindung ist die Notwendigkeit zur Behand lung des Atemnotsyndroms bei Neugeborenen. Dieses Atemnotsyndrom, auch Surfactant-Mangelsyndrom genannt, tritt vorwiegend bei Frühgeborenen auf, dies um so haeufiger und ausgepraegter, je unreifer die Kinder sind. Fuer eine normale Lungenfunktion ist Surfactant notwendig. Surfactant ist eine oberflaechenaktive Substanz, die die Oberflaechenspannung der Alveolen verringert und auch modu liert. Sie wird von Pneumozyten Typ II produziert und legt sich als Film über die Oberfläche der Alveolen. Surfactant ermöglicht die Luftfüllung der Lunge mit nor malen Drucken, verhindert den endexpiratorischen Kollaps der Alveolen, so dass sein ausreichendes funktionelles Residualvolumen verbleibt. Wegen der Modulati on der Oberflächenspannung verhindert Surfactant auch eine Verteilungsstörung in der Lunge, die sonst Bereiche von kollabierten und überblähten Abschnitten aufweisen würde. Surfactant wird in der Regel erst ab der 34. Schwangerschafts woche ausreichend gebildet. Deswegen sind Frühgeborene vom Atemnotsyndrom durch Surfactantmangel häufiger betroffen. Es können aber auch reifere Kinder durch eine sekundäre Inaktivierung daran erkranken.

Die Behandlung des Atemnotsyndromes erfordert in der Regel eine Form von Be atmung bzw. Atemunterstützung. Man unterscheidet invasive und nicht-invasive Beatmungsformen. Bei den invasiven Prozeduren wird in der Regel ein Tubus durch Mund oder Nase endotracheal in die Luftröhre eingeführt. Der Gasaus tausch erfolgt durch ein angeschlossenes Beatmungsgerät, das wie eine Art medizinische Luftpumpe per Überdruck ein Luft-Sauerstoffgemisch in die Lunge einbringt. Die Ausatmung erfolgt entweder passiv oder wie bei der Hochfrequenz beatmung auch aktiv durch Unterdruckanwendung. Neben der Erzielung eines ausreichenden Gasaustausches ist es wichtig, dass ein kontinuierlicher distendie- render Druck appliziert wird (positive end-expiratory pressure, PEEP). Dieser hält die Alveolen am Ende der Expiration offen und bewirkt das für das Überleben wichtige Funktionelle Residualvolumen. Dieses stellt sicher, dass bei auch unrei fen Kindern der Austausch von Sauerstoff und Kohlendioxid während der relativ längeren Exspiration stattfindet. Seit einigen Jahren weiß man aber auch, dass eine invasive Beatmung nicht immer notwendig ist, sondern dass für viele Kinder eine nicht-invasive Atem Unterstützung vollkommen ausreicht. Bei der nicht invasiven Beatmung wird das Luft-Sauerstoff-Gemisch mit einem bestimmten Druck über eine nasale Kanüle oder Maske in den Nasen-Rachen-Raum appli ziert. Bei erhaltener Eigenatmung setzen sich dieser Druck und Gasfluss intrapul monal fort und erleichtern die Inspiration sowie die Aufrechterhaltung des Funktio neilen Residualvolumens. Diese Beatmungsform wird CPAP (“continuous positive airway pressure”) genannt und der wichtigste Parameter hierbei ist wiederum der bereits zuvor erwähnte PEEP. Viele Studien haben heute gezeigt, dass nicht invasive CPAP-Beatmung der invasiven Beatmung ebenbürtig und in einigen As pekten überlegen ist. In den Industrieländern werden mittlerweile mehr als 50% der sehr unreifen Frühgeborenen ausschließlich mit CPAP behandelt In der prakti schen Durchführung kann es allerdings bei der CPAP-Anwendung zu Nebeneffek ten kommen, die klinisch signifikant bzw. limitierend wirken können. Bei sehr unrei fen Frühgeborenen stellt das Auftreten eines sogenannten“CPAP belly” ein Prob lem dar.

Die Atemluft gelangt sowohl durch die Nase als auch den Mund zunächst in den Rachenraum. Im Rachenraum beginnt nicht nur die Luftröhre, in welche die Atem luft gelangen soll, sondern neben dem Luftröhreneingang ist auch der Speiseröh reneingang angeordnet. Bei einer nicht invasiven CPAP-Beatmung mit Maske tritt das Problem auf, dass die mit Überdruck intubierte Luft nicht nur durch die Luftröh re in die Lunge sondern auch durch die Speiseröhre in den Magen gelangt. Der Magen wird so kontinuierlich aufgepumpt, was unerwünscht ist. Vor allem drückt ein aufgepumpter Magen von unten her gegen die Lunge und verringert die funkti- onelle Residualkapazität. Zusätzlich erschwert dieser das Einatmen in die Lunge und das Ausatmen aus der Lunge. Von Seiten der Magen-Darm-Funktion kann diese fehlerhaft zugeführte Luft ebenfalls zu Unverträglichkeiten der enteral zuge führten Nahrung führen. Dies kann in einer Reduktion der Nahrungszufuhr mün den, was ihrerseits einen längerdauernden parenteralen Nahrungszugang erfor dert und daher neben insuffizientem Wachstum auch zu einer höheren Sepsisrate führen kann. Insgesamt ist also der nicht beabsichtige Lufteintrag durch CPAP in den Magen-Darm-Trakt ein Problem von größerer klinischer Bedeutung.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Sperrelement zu schaffen, welches ein Eindringen der mit Überdruck versehenen Atmungsluft aus dem Nasen-Rachenraum in den Magen wirksam verhindert, ohne eine Nahrungs aufnahme des Patienten zu behindern und zugleich zu verhindern, dass der Pati ent an in der Speiseröhre angesammeltem Speichel erstickt.

Das Sperrelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 löst diese Aufgabe in er finderischer Weise. Die rückbezogenen Ansprüche lehren teilweise vorteilhafte und teilweise für sich selbst erfinderische Weiterbildungen dieser Erfindung.

Die Erfindung beruht auf der Grundüberlegung, die Speiseröhre zu verschließen, um ein Eindringen der Atemluft mit PEEP-Überdruck in den Magen von vorneher- ein auszuschließen. Um den Patienten gleichwohl zu ernähren, besteht das Sper relement aus einer die Speiseröhre durchsetzenden, von einem dünnen Schlauch gebildeten, Magensonde. Diese Magensonde ist an ihrer Außenseite von einer aufblasbaren Manschette flankiert. Eine derartige Manschette wird auch als„Cuff“ bezeichnet. Die aufgeblasene Manschette bildet in aufgeblasenem Zustand einen balonförmigen Pfropfen in der Speiseröhre. Der balonförmige Pfropfen verschließt im aufgeblasenen Zustand die Speiseröhre vollständig und liegt mit seiner Au ßenwand an den Innenwänden der Speiseröhre an. Infolge der Kompressibilität der Luft, kann sich die balonartige Manschette an die Innenwände der Speiseröhre gleichsam anschmiegen. Zur Ernährung des Patienten ist - wie bereits ausgeführt - die schlauchförmige Magensonde durch die Manschette (Cuff) hindurch geleitet.

Bei dieser Anordnung besteht jedoch das Problem, dass die aufgeblasene Man schette nicht nur den Durchtritt der mit PEEP-Überdruck versehenen Atemluft ver hindert sondern auch den üblichen Speichelabfluss vom Rachen durch die Speise röhre hindurch in den Magen. Dieser durchbrochene Speichelabfluss in den Ma gen zieht dann einen Rückstau des Speichels oberhalb der aufgeblasenen Man schette nach sich. Im Extremfall sammelt eine so große Speichelmenge an, dass der Speichel von der aufgeblasenen Manschette her in den Rachenraum zurück fließt und im Extremfall in die Luftröhre eindringt.

Zur Verhinderung eines derartigen Speichelrückstaus weist das erfindungsmäßige Sperrelement eine Vorrichtung zum Abtransport des in die Speiseröhre eindrin genden Speichels auf. Mit einer derartigen Vorrichtung kann der sich in der Spei seröhre ansammelnde Speichel entweder kontinuierlich oder in gewissen Zyklen abtransportiert werden.

In einer ersten Ausführungsform dieser Vorrichtung ist hierfür die in der Speiseröh re angeordnete aufblasbare und die Speiseröhre im aufgeblasenen Zustand ver schließende Manschette so ausgestaltet, dass sie sich intermittierend mit Luft füllt und in gewissen Zeitabständen die Luft wieder ausbläst. Die balonartige Man schette wird also in vordefinierten Intervallen mit Luft gefüllt und anschließend wieder entleert. Die Entleerungsintervalle sind dabei im Vergleich zu den gefüllten Intervallen recht kurz. Sie reichen aber aus, um die gesammelte Speichelmenge an den Außenwänden der Manschette bzw. des Cuffs vorbeifließen zu lassen und direkt in den Magen einzuleiten. Bei entleerter Manschette drückt der PEEP- Überdruck den Speichel gleichsam an den Außenwänden der Manschette bzw. des Cuffs vorbei in den Magen. Zur Verhinderung eines derartigen Speichelrückstaus weist bei einer alternativen Ausführungsform der Erfindung das erfindungsmäßige Sperrelement eine weitere Absaugsonde als Vorrichtung zum Abtransport des Speichels auf. Diese Absaug sonde ist - ebenso wie die Magensonde - schlauchförmig ausgebildet. Mit ihrem freien Ende endet die Absaugsonde oberhalb der Manschette. Im Bereich ihres oberhalb der Manschette angeordneten Freiendes weist die Absaugsonde in ih rem Schlauchmantel eine Vielzahl von Absaugöffnungen auf, um den von der Manschette zurückgestauten Speichel aufnehmen und abtransportieren zu kön nen. Die Vielzahl von Absaugöffnungen verhindert auch ein Anliegen oder Fest saugen der Außenwand der Absaugsonde an der Innenwand der Speiseröhre.

Im Bereich dieser Absaugöffnungen kann ein zusätzlicher Abstandhalter oder Kä fig angeordnet sein, der an der Innenwand der Speiseröhre mit seiner Außenwand anliegt. Dieser Abstandhalter oder Käfig hält die Speiseröhreninnenwand und die Ansaugöffnungen auf Distanz. Die Ansaugöffnungen bleiben so frei und funktions tüchtig.

In einer dritten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden vorgenannten Vor richtungen zum Abtransport des Speichels miteinander kombiniert. Zusätzlich zur intermittierend mit Luft befüllten und wieder entleerten Manschette ist eine Ab saugsonde bei dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehen. Die nachfol gende Beschreibung bezieht sich sowohl auf die jeweilige Ausführungsform in Al leinstellung als auch auf die kombinierte Vorrichtung.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Manschette, also der Cuff, im Bereich der Cardia am Ende der Speiseröhre angeordnet. Sowohl die Magenson de als auch die Absaugsonde durchsetzen bei dieser Ausführungsform die Spei seröhre vollständig. Die balonartige Manschette verschließt somit den Magen im Bereich seines Mageneingangs. Diese Anordnung hat den Vorteil, dass ein even tuell verbleibender Reststau von Speichel im Bereich der Manschette rachenfern auftritt, so dass ein unerwünschtes Eindringen des Speichels in die Luftröhre fak tisch ausgeschlossen ist. In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist die Manschette im oberen Me diastinum der Speisröhre angeordnet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Absaugsonde keinen Speichel aus dem Rachenraum und aus dem oberhalb des Mediastinums angeordneten Halsteil der Speisröhre (pars cervicalis) absaugt. Der Rachenraum und der Halsteil der Speiseröhre sollen nämlich durchaus mit Spei chel versorgt sein, um ein Austrocknen des Rachenraums zu verhindern. Ein Aus trocknen des Rachenraums könnte ungewollte Hustenanfälle oder ähnliche ande re ungewünschte Reaktionen des Patienten, insbesondere eines Neugeborenen, nach sich ziehen.

Die bevorzugte Anordnung der Manschette im oberen Mediastinum hat ferner den Vorteil, dass der Absaugweg durch die Absaugsonde vergleichsweise kurz ist.

Alternativ dazu kann die Manschette auch im hinteren Mediastinum unterhalb des oberen Mediastinums angeordnet sein. Diese Anordnung vermeidet einerseits zu lange Absaugwege der Absaugsonde und gewährleistet andererseits eine ausrei chende Distanz der Manschette zum Rachenraum.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an dem dem freien Ende der Ab saugsonde abgewandten Ende ein Sammelgefäß vorgesehen. In diesem Sam melgefäß wird der abgesaugte Speichel zwischengespeichert und über einen mit der Magensonde leitungsmäßig verbundenen Mehrwegehahn in die Magensonde schlussendlich eingebracht, um durch die Magensonde in den Magen eingeleitet zu werden. Diese Einleitung des angesammelten Speichels hat den Vorteil, dass nahezu die gesamte vom Körper produzierte Speichelmenge für den Verdauungs vorgang im Magen zur Verfügung steht.

Anhand des in der Zeichnungsfigur dargestellten Ausführungsbeispiels ist die Er findung näher erläutert: Die Zeichnungsfigur zeigt schematisch einen Abschnitt einer Speiseröhre 1. In der Speiseröhre 1 liegt die aufgeblasene Manschette 2 (= Cuff) ein. Die balonartige Manschette 2 liegt mit ihren Außenwänden an den Innenwänden der Speiseröhre

I an und verschließt die Speiseröhre 1 so. Durch die Manschette 2 ist die Magen sonde 3 hindurch geleitet. Die Magensonde 3 endet im schematisch angedeuteten Magen 4. In der Zeichnungsfigur angedeutet ist die Cardia 5. Die Zeichnungsfigur zeigt also eine im hinteren Mediastinum angeordnete Manschette 2.

Oberhalb der Manschette 2 endet das Freiende der Absaugsonde 6. Im Bereich des Freiendes der Absaugsonde 6 sind in den Schlauchmantel der Absaugsonde 6 Absaugöffnungen 7 eingebracht. Über die Absaugöffnungen 7 und eine weitere Öffnung im freien Ende der Absaugsonde 6 kann der an der Manschette 2 zurück gestaute Speichel abgesaugt werden.

Beim Ausführungsbeispiel wird der abgesaugte Speichel durch die Absaugsonde 6 in das Sammelgefäß 8 eingeleitet. Aus dem Sammelgefäß 8 kann der im Sam melgefäß 8 gesammelte Speichel über einen Mehrweghahn 9 in die Magensonde 3 eingeleitet werden. Durch die Magensonde 3 kann der Speichel durch die Man schette 2 hindurch in den Magen 4 eingeleitet werden.

In der Zeichnungsfigur ist schließlich eine kombinierte Zu- und Abluftleitung 10 erkennbar. Die Zu- und Abluftleitung 10 ist an ihrem Ende mit einem Kompressor

I I verbunden. Mit Hilfe des Kompressors 11 wird die Luft zum Aufblasen der Manschette 2 bzw. des Cuffs eingeleitet. Über ein in der Zu- und Abluftleitung so weiterhin angeordnetes Ventil 12 kann die in der Manschette 2 bzw. im Cuff ge sammelte Luft wieder aus dem System ausgeleitet werden. Auf diese Weise kann durch abwechselndes Betätigen des Kompressors 11 und des Ventils 12 ein in termittierender Betrieb der Manschette 2 bzw. des Cuffs realisiert werden. Die Manschette 2 wird aufgeblasen, um die Speiseröhre 1 zu verschließen. Der Speichelfluss durch die Speiseröhre 1 in den Magen 4 ist dann gesperrt bzw. gehemmt. Wird die Luft durch das Ventil 12 wieder aus der Manschette 2 ausgelassen, kann Speichel an den Außenwänden der Manschette 2 vorbei durch die Speiseröhre 1 fließen und in den Magen 4 gelangen.

Auf diese Weise ist es wirksam verhindert, dass Speichel in die neben der Speiseröhre 1 verlaufende, in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellte, Luftröhre eindringt.

Bezugszeichenliste

1 Speiseröhre

2 Manschette

3 Magensonde

4 Magen

5 Cardia

6 Absaugsonde

7 Absaugöffnung

8 Sammelgefäß

9 Mehrweghahn

10 Zug- und Abluftleitung

11 Kompressor

12 Ventil Zusammenfassung