Die vorliegende Erfindung betrifft eine Temperaturmessvorrichtung für Atemluftbefeuchter beim Beatmen von Patienten mit Atemgas.

Bei der maschinellen Beatmung von Patienten, die beispielsweise auf einer Intensivstation liegen, wird der zu beatmende Patient mit Hilfe eines Beatmungsschlauchsystems pneumatisch mit dem Beatmungsgerät verbunden. Da das Atemgas, das dem Patienten zugeführt wird, hinsichtlich Temperatur und Feuchtigkeit den physiologischen Erfordernissen des Pa- tienten angepasst werden muss, wird ein Atemluftbefeuchter in dem Einatem- oder Inspirationsschlauch angeordnet, der das Atemgas anwärmt und anfeuchtet. Der Atemluftbefeuchter weist einen üblicher Weise mit destilliertem Wasser gefüllten Flüssigkeitsbehälter auf, dessen Bodenplatte in thermischem Kontakt mit einer Heizplatte des Gehäuses steht, wodurch die Flüssigkeit erwärmt wird. Das Einatemgas wird in den Flüssigkeitsbehälter gelei- tet, mit Feuchtigkeit angereichert und verlässt den Flüssigkeitsbehälter mit einer bestimmten Temperatur.

Die Messung der Atemgastemperatur erfolgt zum einen üblicher Weise unter Verwendung eines nahe am Patienten angeordneten Temperatursensors, der mittels einer elektrischen Messleitung mit einer Steuereinrichtung, die beispielsweise im Atemluftbefeuchter angeordnet ist, verbunden ist. Zum anderen wird die Temperatur des Atemgases innerhalb des Atemluftbefeuchters, vorzugsweise beim Eingang in den und beim Ausgang aus dem Flüssigkeitsbehälter gemessen. Die gemessenen Werte werden einer im Atemluftbefeuchter befindlichen Steuereinrichtung zugeführt, die eine Regelung der Heizleistung des Atemluft- befeuchters vornimmt.

Pyrometer oder Strahlungsthermometer zur berührungslosen Temperaturmessung sind im Stand der Technik bekannt. Diese nutzen die Tatsache, dass jeder Körper mit einer Temperatur größer als 0 Kelvin eine Wärmestrahlung emittiert, deren Intensität und Lage des Emissionsmaximums von seiner Temperatur abhängt. Diese Strahlung wird mit dem Pyrometer erfasst und ausgewertet. Für Temperaturmessungen um die Raumtemperatur herum (ca. 10°C bis ca. 40°C) kommen Wellenlängen im Mittleren Infrarotbereich (MIR) in Frage.

Die DE 10 2007 037 955 A1 offenbart eine berührungslose Temperaturmesseinrichtung für einen Beatmungsanfeuchter mit einem Strömungskanal, in dem ein geschlossener Hohl- körper für die Aufnahme der Temperatur in den Strömungskanal hinein ragt und bei dem ein Infrarotdetektor auf die Innenfläche des in den Strömungskanal hinein ragenden Hohlkörpers ausgerichtet ist. Nachteilig an diesem Aufbau der Temperaturmesseinrichtung ist, dass der Strömungskanal mit dem in ihn hinein ragenden Hohlkörper nicht einfach herzu- stellen ist, da der Hohlkörper entweder in einem zweiten Produktionsschritt in den Strömungskanal hinein geformt oder geklebt werden muss, oder alternativ die Herstellung mittels einer eigenen Form für Strömungskanal und Hohlkörper aufwendig und teuer ist. Darüber hinaus stellt der Hohlkörper im Strömungskanal einen relativ hohen Strömungswiderstand dar, der den Fluss des Atemgasstroms behindert und damit die Flussgeschwindigkeit reduziert.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Temperaturmessvorrichtung für einen Atemluftbefeuchter bereit zu stellen, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und dennoch eine zuverlässige berührungslose Temperaturmessung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Erfindungsgemäß wird eine Temperaturmessvorrichtung für einen Atemluftbefeuchter bereit gestellt, der einen Flüssigkeitsbehälter aufweist, wobei die Temperaturmessvorrichtung einen Strömungskanal für Atemgas und einen Infrarotdetektor aufweist, der zur berührungslosen Erfassung der Temperatur des Atemgases im Strömungskanal von außen auf den Strömungskanal gerichtet ist, wobei der Strömungskanal auf seiner Mantelfläche einen Messabschnitt aufweist, der mit den umgebenden Bereichen der Mantelfläche ausgerichtet ist und auf den der Infrarotdetektor gerichtet ist, wobei der Strömungskanal ein Strömungsleitelement aufweist, das den Atemgasstrom in einem vorbestimmten Anströmwinkel, der vorzugsweise größer als 10° und kleiner als 170° ist, auf den Messabschnitt leitet. Die Anordnung des Messabschnitts auf der Mantelfläche des Strömungskanals stellt eine einfache Konstruktion dar, weil der Messabschnitt wie z.B. in der DE 10 2007 037 955 A1 nicht aus der Mantelfläche hervorragt. Als Mantelfläche im hier verwendeten Sinne ist beispielsweise die Wandfläche eines zylinderförmigen Strömungskanals oder eine ebene Wand eines Kanals mit rechteckigem oder polygonalem Querschnitt zu verstehen. Derartige Strömungskanäle können integral mit dem Flüssigkeitsbehälter ausgebildet sein und lassen sich einzeln oder zusammen mit dem Flüssigkeitsbehälter einfach und kostengünstig herstellen. Dabei ist der Messabschnitt flächig und quasi durchgängig mit den umgebenden Bereichen der Mantelfläche ausgerichtet bzw. schließt bündig damit ab.

Der Anströmwinkel beträgt bevorzugt ca. 30° bis ca. 60° und besonders bevorzugt ca. 40° bis ca. 50°. Ein mit diesem Anströmwinkel auf den Messabschnitt treffender Atemgasstrom wird direkt auf den Messabschnitt umgelenkt und gibt durch das Auftreffen auf den Messabschnitt einen Teil seiner Wärme besonders effektiv auf das Material des Messabschnitts ab. Die Temperatur des Messabschnitts entspricht dadurch noch besser im Wesentlichen der Temperatur des auftreffenden Atemgastroms.

Mit besonderem Vorteil ist das Strömungsleitelement im Inneren des Strömungskanals angeordnet. Dabei kann das Strömungsleitelement bevorzugt eine gerade oder eine gebogene Platte sein. Mit einem derartig ausgestalteten Strömungsleitelement kann ein beispielsweise in Längsrichtung des Strömungskanals eintreffender Atemgasstrom auf den bevor- zugten Anströmwinkel umgelenkt werden. Ein derartiges Strömungsleitelement im Inneren des Strömungskanals ist auf relativ einfache Weise herzustellen.

Möglich ist jedoch auch, dass das Strömungsleitelement ein gerades oder gebogenes Rohr mit rechteckigem, kreisförmigem, polygonalem oder ellipsenförmigem Querschnitt ist.

Alternativ ist der Strömungskanal selbst so ausgebildet, dass er ein Strömungsleitelement aufweist. Dazu kann der Strömungskanal selbst derart gebogen sein oder einen Knick aufweisen, dass sich der gewünschte Anströmwinkel auf den Messabschnitt einstellt. Mit weiterem Vorteil kann die Oberfläche des Strömungsleitelements strukturiert sein. Eine mögliche Struktur kann beispielsweise sein, dass die Oberfläche Löcher aufweist, aufgeraut ist, eine Mehrzahl von Erhebungen oder Ausnehmungen aufweist, die unterschiedlich geformt sein können, und dergleichen mehr. Die strukturierte Oberfläche dient der Erhöhung der Verwirbelung des Atemgasstroms, so dass dieser eine möglichst homogene Erwär- mung des Messabschnitts bewirkt. Zusätzlich kann die Verwirbelung des Atemgasstroms für eine bessere Feuchtigkeits- und Wärmeaufnahme des Atemgases hilfreich sein.

Mit weiterem Vorteil ist der Messabschnitt dünnwandig ausgebildet, und das Material des Messabschnitts weist einen Emissionsgrad von etwa 0,90 bis etwa 1 ,00 auf. Die in Bezug auf die angrenzenden Mantelflächenabschnitte geringere Dicke bewirkt, dass sich der Messabschnitt schneller erwärmt und seine Temperatur besser, d.h. homogener, verteilt ist. Damit die Messung besonders gut ist, soll das Material thermisch optimiert sein, d. h. einen Emissionsgrad von nahe 1 ,00 aufweisen. Dafür kann der Messabschnitt mit einer schwarzen Schicht ausgestaltet sein, die beispielsweise aufgeklebt oder in anderer Form aufge- bracht ist.

Bevorzugt weist der Infrarotdetektor thermische Infrarotmesselemente wie Bolometer, py- roelektrische Sensoren oder Thermosäulen (Thermopile) auf. Derartige Infrarotmesselemente sind für einen Temperaturbereich sehr gut geeignet, in dem Atemluftbefeuchter be- vorzugt eingesetzt werden, d. h. in einem Umgebungstemperaturbereich von ca. 10° C bis ca. 40° C. Der Fachmann kann jedoch auch andere Infrarotmesselemente verwenden, die für den oben beschriebenen Temperaturbereich geeignet sind.

Zum Fokussieren kann der Infrarotdetektor bevorzugt ein optisches Bauelement wie z. B. eine Linse aufweisen. Mit weiterem Vorteil umfasst das Material des Strömungskanals bzw. des Flüssigkeitsbehälters einen transparenten Kunststoff wie z.B. LD-PE (Low Density Polyethylen). Transparent deshalb, weil ein Benutzer von außen erkennen können soll, ob Kondensation in dem Flüssigkeitsbehälter auftritt. Andere geeignete transparente Kunst- stoffmaterialien können ebenfalls verwendet werden.

Weiterhin erfindungsgemäß ist ein Atemluftbefeuchter für ein Beatmungsgerät mit einem Gehäuse, einem Flüssigkeitsbehälter und einer wie oben definierten Temperaturmessvorrichtung, wobei der Flüssigkeitsbehälter den Strömungskanal mit Messabschnitt aufweist und der Infrarotdetektor am Gehäuse angeordnet ist.

Ein derartiger Atemluftbefeuchter weist in vorteilhafter Weise eine erste Temperaturmessvorrichtung sowie eine zweite Temperaturmessvorrichtung auf, wobei der Flüssigkeitsbehälter einen ersten Strömungskanal zur Einleitung von Atemgas mit einem ersten Messabschnitt und einen zweiten Strömungskanal zur Ausleitung von Atemgas mit einem zweiten Messabschnitt aufweist, und wobei das Gehäuse einen ersten und zweiten Infrarotdetektor aufweist, die zur Temperaturmessung auf den ersten bzw. zweiten Messabschnitt gerichtet sind.

Mit Vorteil weist der Atemluftbefeuchter eine Steuereinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, die Heizleistung entsprechend dem Messwert der Temperaturmessvorrichtung zu re- geln. Es versteht sich, dass im Falle von zwei Temperaturmessvorrichtungen die zweite den nach oben ausgeleiteten Atemgasstrom misst, der folglich von unten, d. h. von der Flüssigkeitsoberfläche in den Flüssigkeitsbehälter kommend, auf den zweiten Messabschnitt geleitet wird, bevor er über ein Schlauchverbindungselement in den Inspirations- schlauch hin zum Patienten austritt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert werden, in denen: Fig. 1 eine perspektivische und teilweise ausgeschnittene Ansicht eines Atemluftbefeuchters zeigt, der eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Temperaturmessvorrichtung aufweist;

Fig. 2 eine Seitenansicht der wesentlichen Elemente der in Fig. 1 dargestellten bevorzug- ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Atemluftbefeuchter 1 mit einem Gehäuse 3 sowie einen auf das Gehäuse 3 lösbar aufgesteckten Flüssigkeitsbehälter 5, wobei zum besseren Verständnis der Erfindung ein Teil des Gehäuses 3 und der Flüssigkeitsbehälter 5 teilweise ausgeschnitten dargestellt sind. Der Flüssigkeitsbehälter 5 weist in horizontaler Richtung einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt auf, so dass er nach dem seitlichen Aufstecken auf das Gehäuse 3 den zentralen, vorsprungartigen Abschnitt des Gehäuses 3, auf dem oben die Benutzerschnittstelle 7 mit Anzeige- und Bedienelementen angeordnet ist, umschließt. Im in Fig. 1 links dargestellten Bereich des Flüssigkeitsbehälters 5 weist dieser einen Strömungskanal 9 auf, der bei einem Rohrstutzen 1 1 mit kreisförmigem Querschnitt beginnt und sich von dort nach unten mit einer Mantelfläche 13 erstreckt. Die Mantelfläche 13, die als den Strömungskanal 9 flächig umgebende Wandfläche definiert ist, weist einen Messabschnitt 15 auf, dessen Wanddicke bezogen auf den Rest der Mantelfläche 13 dünner ausgebildet ist. Der Messabschnitt 15 ist mit den umgebenden Bereichen der Mantelfläche 13 ausgerichtet bzw. schließt damit bündig ab, ohne dass ein Element aus der Mantelfläche 13 in das Innere des Strömungskanals 9 hineinragt. Der Strömungskanal 9 weist in der hier dargestellten Ausführungsform ein Strömungsleitelement 17 auf, das sich als im Wesentlichen ebene Platte von dem der Mantelfläche 13 gegenüber liegenden Mantelflächenabschnitt in einem Winkel von ca. 60° bezogen auf den Messabschnitt 15 über etwa dreiviertel des Querschnitts des Strömungskanals 9 erstreckt. Der hier dargestellte Flüssigkeitsbehälter 5 ist aus einem transparenten Kunststoffmaterial gebildet, so dass die Flüssigkeit darin und etwaige Kondensationsansammlungen von außerhalb sichtbar sind. Weiterhin weist der Flüssigkeitsbehälter 5 einen sich nach oben erstreckenden Nachfüllschlauch 19 auf, über den die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter 5 automatisch aus einem externen Reservoir nachgefüllt werden kann. Das Gehäuse 3 weist in seinem linken Bereich eine (in Fig. 1 teilweise ausgeschnittene) Wand auf, die im Betriebszustand parallel zur Mantelfläche 13 des Flüssigkeitsbehälters 5 angeordnet ist, wobei sich lediglich ein schmaler Luftspalt zwischen den beiden Flächen befindet. In dieser Wand des Gehäuses ist in einer Ausnehmung ein Infrarotdetektor 21 angeordnet, dessen Optik auf den Messabschnitt 15 der Mantelfläche 13 gerichtet ist.

Fig. 2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Temperaturmessvorrichtung in der bevorzugten Ausführungsform aus Fig. 1. Der Ausschnitt der seitlichen Querschnittsansicht ist vergrößert und verzichtet auf die Darstellung der restlichen Elemente des Atemluftbefeuchters, die für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sind. Deutlich ist zu sehen, wie das Strömungsleitelement 17 den über den Rohrstutzen 1 1 einströmenden Atemgasstrom im Strömungskanal 9 auf den Messabschnitt 15 umlenkt. Die drei Pfeile geben prinzipiell die Strömungsrichtung des Atemgasstroms am Strömungsleitelement 17 an.

Im linken Abschnitt von Fig. 2 ist der schraffiert dargestellte Infrarotdetektor 21 deutlich erkennbar, der von außerhalb des Flüssigkeitsbehälters 5 waagerecht auf den Messabschnitt 15 gerichtet ist. Der Infrarotdetektor 21 ist mit einer (nicht dargestellten) Steuereinrichtung verbunden, die am Gehäuse 3 zur Auswertung des gemessen Signals und zu entsprechenden Regelung der Temperatur bzw. der Heizleistung angeordnet ist.

Die oben beschriebene bevorzugte Ausführungsform stellt einen einfachen Lösungsansatz zur berührungslosen Temperaturmessung des Atemgasstroms im Flüssigkeitsbehälter 5 des Atemluftbefeuchters 1 dar, weil der Messabschnitt 15 auf einfache Weise in der Mantelfläche 13 des Strömungskanals 9 ausgebildet ist und auch das Strömungsleitelement 17 in einfacher Weise innerhalb des Strömungskanals 9 ausgebildet sein kann. Es ist darüber hinaus denkbar, das Strömungsleitelement 17 mehrteilig, gekrümmt, strukturiert oder mit einen anderen Anströmwinkel üblich des Messabschnitts 15 zu versehen, um so eine opti- mierte Anströmung und damit Temperaturverteilung auf dem Messabschnitt 15 zu erzielen. Mit dem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wurde eine Temperaturmessvorrichtung für einen Atemluftbefeuchter bereit gestellt, die einfach und kostengünstig herzustellen ist und die dennoch eine zuverlässige Berührungslose Temperaturmessung ermöglicht.