DE202017106349U1 - Handvorrichtung zum Anreichern von CO2 in der Atemluft - Google Patents

Abstract

Handvorrichtung zum Anreichern von CO2 in der Atemluft umfassend eine Gaspatrone enthaltend eine atembare therapeutische Gasmischung geeignet zur Behandlung von Hyperventilationssymptomen, einen Verbindungsbereich zur Gaspatrone der geeignet ist, ein Siegel der Gaspatrone zu durchstoßen, sowie einen Atemgasauslass mit Mundstück oder Atemmaske, wobei die Vorrichtung als ein kompaktes tragbares Handgerät ausgebildet ist, in das die Gaspatronen auswechselbar oder fest eingesetzt sind und die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung eine CO2-Konzentrationen aufweist, die in etwa der der exspiratorische Fraktion der Ausatemluft von etwa 3% bis 5% entspricht.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft gemäß den Merkmalen des Anspruch 1.
• Bei CO₂ handelt es sich um ein natürlich vorkommendes technisches Gas in der Atemluft bei Mensch und Tier. Es wird über die Lungenatmung dem Blut zu- und abgeführt und ist elementarer Bestandteil des Kohlensäure-Bicarbonat-Puffersystems, das pH-Schwankungen im menschlichen Blutkreislauf ausgleicht.
• Durch die sogenannte Hyperventilation kann es zu einem gesundheitlich bedenklichen Abbau von CO₂ über eine verstärkte Atmungstätigkeit kommen. Diese Hyperventilation kann ausgelöst werden durch z.B. Stress, Ärger, Angst oder übermäßige Anstrengung und tritt vor allem bei jüngeren Menschen auf, bevorzugt im zweiten und dritten Lebensjahrzehnt und zudem bei Frauen dreimal so häufig wie bei Männern.
• Vereinfacht kann Hyperventilation so beschrieben werden, dass schneller und/oder tiefer geatmet wird, als dies für die normale Versorgung des Körpers mit Sauerstoff und den Abbau von Kohlendioxid zweckmäßig ist. Im Ergebnis wird so dem Blut zu viel Kohlendioxid über die Atmung entzogen. Hierbei kann der Anteil an CO2 im Blut besonders stark absinken, weil keine dies kompensierende Kohlendioxidbildung in den Muskeln erfolgt.
• Eine Hyperventilation ist also ein Zustand bei dem sowohl beim Mensch als auch beim Tier zu viel CO2 abgeatmet wird. Unglücklicherweise wird der Atemantrieb jedoch, nicht wie man vermuten könnte, durch das Fehlen von Sauerstoff gesteuert, sondern unter Anderem über die Menge an CO₂ im Blut. Die Hyperventilation führt über einen Kalziumabfall zu einer Verkrampfung der Bronchien sowie der Stimmritzen, wodurch bei den Betroffenen der subjektive Eindruck und die Angst entsteht, in diesem Moment keine Luft zu bekommen sowie ein zunehmendes Druckgefühl im Brustbereich. Hierauf reagierend atmen die Betroffenen nur noch tiefer und heftiger ein, wodurch der Kohlendioxidmangel im Blut weiter ansteigt.
• Dies bedeutet, wird z.B. durch Sport vermehrt Sauerstoff in CO₂ umgewandelt, steigt die Konzentration an CO₂ im Blut, und der Atemanreiz wird stärker, man atmet mehr. Beginnt eine Person z.B. bedingt durch Angst oder Ähnliches, ohne körperlich angestrengt zu sein nun vermehrt, schneller und tiefer zu atmen, wird vermehrt CO₂ abgeatmet und der Wert im Blut sinkt deutlich unter den normalen Bereich, was die folgenden negativen Auswirkungen mit sich bringt.
• Der CO₂-Wert ist somit deutlich zu niedrig. Bei dieser biochemischen Entgleisung verspüren die Betroffenen stärkste Atemnot und das unbändige Verlangen, tief einatmen zu müssen, was zu einer weiteren CO₂-Abatmung führt und somit auch in eine sich selbst verstärkende Spirale, welche nicht selten in einer Ohnmacht (Synkope) endet.
• Ein probates und oft praktiziertes therapeutisches Mittel, um dem entgegenzuwirken, ist das sogenannte Rückatmen der verbrauchten Atemluft. Dabei wird versucht, in eine Tüte oder Hyperventilationsmaske auszuatmen und diese „verbrauchte Luft“ wieder einzuatmen. Da sich in der Ausatemluft etwa 4% mehr CO₂ befinden als in der Umgebungsluft, steigt somit der CO₂-Gehalt im Blut wieder an.
• In der Praxis ergibt sich allerdings insbesondere aus dem zuvor beschriebenen psychologischen Hintergrund des Auftretens der Hyperventilation bei diesem Lösungsansatz das Problem, eine in einem Angst- und/oder Erregungszustand sich befindlichen Person mit stärkster Atem- und Luftnot davon zu überzeugen, nun in eine luftdichte Plastiktüte zu atmen, obgleich sie subjektiv Atemnot empfindet und daher am liebsten frei und tief einatmen möchte, und nach Luft ringt. Probat ist dieses Vorgehen also zwar chemisch und physiologisch in seiner Wirkung und kann demnach auch je nach Situation zum Erfolg führen. Jedoch ist es psychologisch einer Person in einer solchen Ausnahmesituation gepaart mit akuter Todesangst kaum vermittelbar, was die konkrete Durchführung häufig vereitelt.
• Hinzu kommt, dass es auf den Betroffenen sehr seltsam, befremdlich und wenig vertrauenerweckend wirkt, wenn ihn eine ihm in den meisten Fällen fremde Person dazu auffordert, bei subjektiv bedrohlich empfundener Atemnot sich dieser sehr improvisierten und unprofessionell wirkenden Behandlung zu unterziehen, in eine gewöhnliche und ggf. bereits benutzte Plastiktüte zu atmen oder gar diese über den Kopf zu ziehen. Auch stellt dies eine große Hemmschwelle für unerfahrenes medizinisches Personal oder medizinische Laien dar, da die Reaktionen des Betroffenen ein gegenteiliges Handeln nahe legen.
• Es ist die Aufgabe der hier vorgestellten Erfindung, eine Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft zu schaffen, die bei akuter Hyperventilation anwendbar ist, um diese individuelle Krisensituation zu behandeln. Die Vorrichtung soll hierbei als Handvorrichtung so konstruiert und dimensioniert ausgebildet sein, dass sie als Alltagsgegenstand mitgeführt werden und so zu jeder Zeit bei Bedarf angewendet werden kann. Hierbei soll sowohl eine physikalisch, physiologische- als auch eine psychologisch sinnvolle und somit ganzheitliche Lösung erreicht werden.
• Erreicht wird dies durch eine Handvorrichtung zum Anreichern von CO2 in der Atemluft gemäß dem Hauptanspruch.
• Die Unteransprüche haben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung zum Gegenstand.
• Es handelt sich hierbei um einen Inhalator welcher es vermag, Mengen an CO2 aus einem Reservoir in die Atemluft abzugeben, welche dann eingeatmet werden können, und somit den CO2 Wert im Blut erhöhen kann.
• Die Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft umfasst ein Gehäuse zur Aufnahme einer das erforderliche Gasgemisch enthaltenden Gaspatrone sowie ein Mundstück, um ein sicheres Inhalieren zu gewährleisten. Dieses Mundstück kann entweder so gestaltet sein, dass es in den Mund aufgenommen wird beim Atmen oder dergestalt, dass es den Mund bedeckend ausgebildet ist.
• Eine integrierte Ventil- und Dosiervorrichtung dient der definierten Freigabe des Gasgemisches bei einem Auslösen bspw. eines Betätigungsmechanismusses der Handvorrichtung zum Anreichern von CO2 in der Atemluft.
• Eine vorteilhafte Bauform 1. des Gerätes ist gekennzeichnet durch ein Mundstück, über welches das Gasgemisch verabreicht und eingeatmet werden kann. Vorteil hierbei ist, dass die Gesichtspartie nicht durch Plastikteile verdeckt wird, was subjektiv die Atmung behindert. Zudem ist diese Form der Handhabung sehr einfach und etabliert bspw. bei Asthmapatienten, was auch zu einer erhöhten Akzeptanz bei den Anwendern führt. Die Bereitschaft zur Anwendung auch in Stresssituationen ist so deutlich höher als bei den zuvor beschriebenen aktuellen Akutanwendung mittels Rückatmungstüte oder gar Plastiktüte.
• Beispielsweise in Form von Asthmasprays sind derartige Handvorrichtungen zur Gabe einer Medikamentierung mittels eines gasförmigen Trägermediums wie ausgeführt bereits gebräuchlich und haben sich bewährt. Im Stand der Technik offenbart bspw. die Druckschrift EP 1237610 B1 eine Vorrichtung zur Verabreichung eines Gasgemischs umfassend ein pharmazeutischen Wirkstoff sowie eine gasförmige potenzierende Substanz an einen Patienten. Der hier offenbarte Grundaufbau eines Handgerätes umfasst bereits eine Gaspatrone, eine Nadel, um ein Siegel an der Gaspatrone zu durchstoßen, einen Führungsbehälter, um die Atemgasmischung aufzunehmen, sowie einen Auslass mit Mundstück und bildet so bereits die Grundkonstruktion der Handvorrichtung, wie diese nach der Erfindung zur Anwendung kommen soll.
• Hierbei ist ein zentrales Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung eine CO₂-Konzentrationen aufweist, die in etwa der der exspiratorischen Fraktion der Ausatemluft von etwa 3% bis 5% entspricht. Hintergrund ist, dass die CO₂-Konzentration in der Ausatemluft aufgrund des in der Lunge erfolgenden Gasaustausches deutlich über der CO2-Konzentration der Einatemluft liegt.
• Die inspiratorische Fraktion umfasst lediglich eine CO₂-Konzentration von etwa 0,04% und liegt somit um den Faktor 100 unter der der exspiratorischen Fraktion. Da es die therapeutische Aufgabe der erfindungsgemäßen Handvorrichtung ist, die bekannte Rückatmung im akuten Fall einer Hyperventilation zu ersetzen, ist die CO2-Konzentration gezielt gewählt.
• Die Handvorrichtung kann in einer vorteilhaften Bauform einen Führungsbehälter umfassen, um die der Gaspatrone entnommene therapeutische Atemgasmischung vor dem Atemgasauslass aufzunehmen. Es führt dies zu einer Einatmung des therapeutischen Atemgasgemisches in einer vorentspannten Form, die weniger Druck aufweist. Auch dies unterstützt die angestrebte beruhigende Wirkung der Handvorrichtung.
• Die Handvorrichtung kann ein Mundstück aufweisen, das direkt in den Mund eingeführt wird oder alternativ eine Atemmaske, die als gewölbtes, Nase und Mund des Anwenders abdeckendes Verbindungselement ausgebildet ist. Diese Varianten sollen ebenfalls bewirken, den Vorgang der Einatmung des therapeutischen Atemgases für den Anwender so angenehm wie möglich zu gestalten. Somit kann der Anwender die Form der Einatmung über Mundstück oder Atemmaske wählen, die ihm angenehm ist, um die angestrebte beruhigende Wirkung zu erreichen.
• Die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung kann erfindungsgemäß neben der angesprochenen CO₂-Konzentrationen auch Anteile an Stickstoff und/oder Sauerstoff und/oder Edelgasen enthalten und/oder aromatisierende Additive aufweisen. Eine besonders zweckmäßige Form der atembaren therapeutischen Gasmischung ist hierbei in seiner Zusammensetzung so gestaltet, dass diese in etwa der der exspiratorischen Fraktion der Ausatemluft entspricht. Auch dies unterstützt die therapeutische Aufgabe der erfindungsgemäßen Handvorrichtung, die bekannte Rückatmung im akuten Fall einer Hyperventilation zu ersetzen.
• Eine alternative Zusammensetzung der in der Gaspatrone enthaltenen atembaren therapeutischen Gasmischung sieht eine Konzentrationen an CO₂ von etwa 3%, 96% eines Treibmittels sowie etwa 1% zumindest eines Aromastoffes vor. Auch so wird erreicht, die CO2-Konzentration im Blut über die Gasmischung wieder anzuheben und so den akuten Folgen der Hyperventilation entgegenzuwirken, um wieder eine normale Atmung herstellen zu können.
• Es hat sich hierbei als vorteilhaft erwiesen, für die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung als Treibmittel Norfluran und/oder als Aromastoff-Additiv Menthol zu verwenden. Insbesondere die Beigabe eines Aromastoffes in Form von Menthol wird von den Anwendern als angenehm, vertraut und somit positiv empfunden. Das Gefühl eines frischen Atems reduziert die Beklemmungs- und Angstgefühle des Anwenders und trägt somit ebenfalls positiv zur Beruhigung und Normalisierung der Atemaktivitäten bei.
• Im Folgenden ist der Erfindungsgegenstand anhand zweier Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
• 1 eine beispielhafte Bauform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in seitlich perspektivischer Ansicht sowie
• 2 eine alternative Bauform der Handvorrichtung im Anwendungsfall.
• In 1 ist eine beispielhafte Handvorrichtung abgebildet, bei der eine Gaspatrone 1 in ein Gehäuse 2 eingesetzt ist. Dieses Gehäuse 2 beinhaltet einen Verbindungsbereich zur Gaspatrone 1, der beim Einsetzen der Gaspatrone 1 die Verbindung mit der Handvorrichtung und somit deren Anwendbarkeit bewirkt. Zudem ist hier eine nicht dargestellte, innenliegende Ventil- und Dosiervorrichtung 6 enthalten, die beispielsweise bei Druck auf die eingesetzte Gaspatrone 1 eine definierte Menge des therapeutischen Atemgases ins Gehäuse 2 freigibt.
• In der hier dargestellten Bauform umfasst die Vorrichtung neben dem die Gaspatrone 1 aufnehmenden Gehäuse 2 auch einen Führungsbehälter 3, in den die erfindungsgemäße Atemgasmischung einströmt, bevor diese über ein Mundstück 4 oder alternativ oder kombinatorischen eine Atemwegsmaske 5 vom Anwender aufgenommen wird.
• In der dargestellten Bauform kann die Atemwegsmaske 5 direkt ans Mundstück 4 als Kopplungselement angesetzt werden, wobei hierdurch die Vorrichtung sowohl direkt in den Mund des Anwenders eingeführt oder durch Verbindung mit der Atemmaske 5 über den Nase und Mundbereich gestülpt verwendet werden kann.
• 2 zeigt eine einfachere Bauform der Handvorrichtung im Schnitt, bei der ebenfalls eine Gaspatrone 1 in ein entsprechendes Gehäuse 2 eingesetzt ist. Hier ist aufgrund der Darstellung des Querschnitts eine Ventil- und Dosiervorrichtung 6 erkennbar, über die das dosierte Atemgas in das Mundstück 4 einströmen kann. In der geschnittenen Darstellung ist zudem erkennbar, wie dieses Atemgas in den Mundbereich eines Anwenders durch das Mundstück 4 einströmt.
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• EP 1237610 B1 [0018]

Claims (7)

1. Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft umfassend eine Gaspatrone enthaltend eine atembare therapeutische Gasmischung geeignet zur Behandlung von Hyperventilationssymptomen, einen Verbindungsbereich zur Gaspatrone der geeignet ist, ein Siegel der Gaspatrone zu durchstoßen, sowie einen Atemgasauslass mit Mundstück oder Atemmaske, wobei die Vorrichtung als ein kompaktes tragbares Handgerät ausgebildet ist, in das die Gaspatronen auswechselbar oder fest eingesetzt sind und die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung eine CO₂-Konzentrationen aufweist, die in etwa der der exspiratorische Fraktion der Ausatemluft von etwa 3% bis 5% entspricht.
2. Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Handvorrichtung einen Führungsbehälter umfasst, um die der Gaspatrone entnommene therapeutische Atemgasmischung vor dem Atemgasauslass aufzunehmen.
3. Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Atemmaske als gewölbtes, Nase und Mund des Anwenders abdeckendes Verbindungselement ausgebildet ist.
4. Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung neben der CO₂-Konzentration auch Anteile an Stickstoff und/oder Sauerstoff und/oder Edelgasen enthält und/oder aromatisierende Additive aufweist.
5. Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung eine Konzentration an CO₂, O₂, N und inerten Gasen aufweist, die in etwa der der exspiratorischen Fraktion der Ausatemluft entspricht.
6. Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung eine Konzentrationen an CO₂ von etwa 3% co2, 96% eines Treibmittels sowie etwa 1% zumindest eines Aromastoffes aufweist.
7. Handvorrichtung zum Anreichern von CO₂ in der Atemluft nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Gaspatrone enthaltene atembare therapeutische Gasmischung als Treibmittel Norfluran und/oder als Aromastoff-Additiv Menthol aufweist.

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