DE2007652A1

DE2007652A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Isolierung einer Patientenzone von der äußeren Umgebung

Info

Publication number: DE2007652A1
Application number: DE19702007652
Authority: DE
Inventors: Andrew Somerset N.J. Truhan (V.St.A.)
Original assignee: Johnson and Johnson
Current assignee: Johnson and Johnson
Priority date: 1969-02-20
Filing date: 1970-02-19
Publication date: 1970-09-03
Also published as: JPS4844755B1; NO130811C; GB1295551A; FR2031559A1; BE746327A; DK127135B; NO130811B; NL7002464A; CA919486A; SE378758B; US3511162A; FR2031559B1

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KDLN-LINDENTHAL PETER-KINTGEN-STHASSE 2

Köln, den 17.2.1970 Eg/Ax/I

Johnson & Johnson, 5°1 George Street, New Brunswick, New Jersey (U.S.A.)

Verfa.hren und "Vorrichtung zur Isolierung einer Patientenzone von der äußeren Umgebung

Die Erfindung betrifft eine Verrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle und Regelung der Umgebung in einer lokalisi£rten Zone, insbesondere zur wirksamen Isolierung eines Patienten von der äußeren Umgebung«,

Trotz der Einführung zahlreicher verbesserter Sterilisationsmethoden und antibiotischer Medikamente in den letzten Jahren erregen Infektionen, die Patienten sich im Krankenhaus zuziehen, nach wie vor die Besorgnis selbst der einwandfrei und sehr gut geführten Krankenhäuser. Diese Infektionen sind besonders bedrohlich für Schwerverletzte oder gesohwächte Patienten und solche Patienten, deren Widerstandskraft durch Krankheit oder Einwirkung von immunosuppressiven Medikamenten geschwächt ist. Pateitnen mit großflächigen Verbrennungen, Frühgeburten und Patienten, auf die Organe verpflanzt worden sind, sind Beispiele für Menschen, die durch pathogene Mikroorganismen ernstlich bedroht sind. Zur gleiohen Zeit werden jedoch in die gleiohen Krankenhäuser Patienten zur Behandlung von Infektionen eingeliefert, die mit den gefährlichsten pathogenen Mikroorganismen behaftet sind.

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Die Notwendigkeit, eine gegenseitige Ansteckung zu verhindern, ist offensichtlich und führte zu den "bekannten Verhütungsmethoden, z.B. antiseptischen Wäschen, sterilisierten Einrichtungen und Kleidungsstücken und peinliche Sauberkeit und Reinlichkeit. Es "bleibt jedoch noch ein Weg für die Übertragung von pathogenen Mikroorganismen, nämlich die Luftströmungen in Krankenhauszimmern und -korridoren.

Die Gefahr von Ansteckungen, die durch die Luft übertragen werden, ist seit Jahrzehnten bekannt. Die bisherigen Versuche, die Zahl der Infektionen durch Reinigung der Luft in Krankenhäusern und/oder Lenkung der Luftströmung zu verringern, haben aussichtsreiche Ergebnisse gezeigt.

Alle bekannten Vorrichtungen, die dazu dienen, einen Patienten von der Umgebung zu isolieren, sind aus einem oder mehreren der folgenden Gründe und aus anderen Gründen zu beanstanden: Nachteiliger Einfluß der vollständigen Abschließung auf die seelische Verfassung dea Patienten; hohe Kosten und Kompliziertheit der erneuten Aufstellung oder Veränderung einer vorhandenen Raumkonstruktion; Unzugängliohkeit des Patienten für das Pflegepersonal und die Kosten und die Schwierigkeiten, Personal für die Handhabung der Systeme zu sohulen.

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, alle vorstehend genannten Nachteile auszuschalten und eine äußerst wirksame und einfaoh konstruierte Isoliereinheit verfügbar zu machen.

Gegenstand der Erfindung ist eine fahrbare oder tragbare Vorrichtung zum Schutz von anfälligen Patienten gegen Ansteckung durch in der Luft befindliche Bakterien durch Verwendung eines Vorhanges aus mit hoher Geschwindigkeit strömender gereinigter Luft, die den Patienten isoliert, jedooh gleichzeitig dem Pflegepersonal leichten Zugang

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zum Patienten gestattete Die Vorrichtung ist vorzugsweise so konstruiert, daß ein übliches Krankenhausbett darin untergebracht werden kann, und daß sie leicht zusammengebaut und auseinandergenommen werden kann, so daß sie innerhalb des Krankenhauses überall dort, wo sie gebraucht werd, aufgestellt werden kann« Die Vorrichtung schützt- nicht nur den Patienten in dem Bett, um das sie aufgebaut ist, sondern dient gleichzeitig zur Verringerung der Verunreiligung durch Bakterien in unmittelbarer Umgebung durch Ansaugung und Filtration der Luft in dem Raum, in dem die Vorrichtung in Betrieb Ist„

Im Gegensatz zu früheren Entwicklungen zur Isolierung von Patienten wird durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung der Patient nicht in einer relativ unzugänglichen Umhüllung körperlich eingeschlossen. Stattdessen gestattet die Vorrichtung dem Personal den Zugang zum Bett nach Bedarf» Sie nimmt von der Luft getragene Keime auf, die eingeführt werden, und filtert und/oder reinigt die Luft, bevor sie umgewälzt wird_e Abgesehen von dem Vorteil für das Personal hat der geschützte Patient den psycho-

v on logischen Vorteil, daß er sich nicht eingeschlossen und/

seiner Umgebung abgeschnitten fühlt. Der Patient kann

Besucher sehen und höfeen, ohne daß er den Luftvorhang g

wahrnimmt,, der"ihn und seine Besucher schützte

Die Aufgabe, die die Erfindung sich stellt, wird durch eine Konstruktion gelöst, die den Bereich des Patienten mit gelenkten und geregelten Luftströmungen isoliert, die durch den induktiven Effekt von symmetrisch angeordneten Luftvorhängen von hoher Geschwindigkeit erzeugt werden«, Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Einheit mit zwei gegenüberliegenden tragenden Wänden und zwei sich gegenüberliegenden Öffnungen zwischen diesen Wänden konstruiert, wobei eine im wesentlichen rechteckige Zone, in der der Patient untergebracht ist, ge-.

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bildet wird· Sine perforierte Druckkammer erstreckt sich über den gesamten Bereich des Patienten, und eine Abaugsleitung ist in der Nähe des Fußbodens vorzugsweise unter dem Bett des Patienten angeordnet, um die sich von oben nach unten bewegende Luft aus der Kabine abzuleiten.

Die Seitenkanten der Druckkammer längs der offenen Seiten der Zone sind mit Vorrichtungen versehen, die Vorhänge von mit hoher Geschwindigkeit strömender Luft über die öffnungen richten, um diese gegen Verunreinigungen, die in der Luft enthalten sind, wirksam abzuschließen und den Bereich des Patienten vollständig einzusehliessen. Die Luftvorhänge schließen auf Grund ihrer symmetrischen Ausbildung nicht nur den Bereich des Patienten ein, sondern regeln die Strö'mungsbilder der Luft aus der perforierten Druckkammer so, daß die Zone zu jeder Zeit bei einer extrem geringen Verunreinigung gehalten und innerhalb kurzer Zeit nach der Eintragung von Bakterien in den Bereich wieder auf diesen geringen Verunreinig ungsgrad gebracht wird.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben, die bevorzugte Ausführungsformen darstellen.

Fig.1 zeigt perspektivisch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Isoliereinheit für Patienten.

Fig,2 ist ein senkrechter Schnitt durch die in Fig_#1 dargestellte Luftbehandlungsvorrichtung·

Fig»3 ist ein senkrechter Schnitt durch den kontrollierten und geregelten Umgebungsbereich der in Fig·1 darge stellten Vorrichtung und zeigt die in diesem Bereich erzeugten Luftetrömungsbilder«

Fig·4- ist ein senkrechter Schnitt duroh eine andere Ausführungeform des kontrollierten und geregelten Uegebungabereiohs, der schematisch dargestellt ist, und zeigt

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• die Luftströmungsbilder, die innerhalb des Bereichs des Patienten erzeugt werden.

Pig·5 ist eine graphische Darstellung, die die schnelle Wiedereinstellung eines geringen Verunreinigungsgrades im Bereich des Patienten veranschaulicht, nachdem Bakterien in den Bereich eingeführt worden sind.

Die in Fig_e1 dargestellte Isoliereinheit A für Patienten umfaßt einen kontrollierten und geregelten Umgebungsbereioh, der bei 10 dargestellt ist, und eine eingebaute Luftaufbereitungsvorrichtung 11 aufweist. Die Luftaufbereitungsvorrichtung 11 ist das hauptsächliche tragende f Element der gesamten Einheit und enthält die Luftaufbereitungsapparaturen, die später besehrieben werden. Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur wirksamen Isolierung eines Patienten, der an ein Bett 12 gefesselt ist, von dem übrigen Raum«, Die Isoliereinheit A ist mit einer ersten Stirnwand 13, die gleichzeitig eine Außenwand der Luftaufarbeitungsvorrichtung 11 bilden kann, und mit einer zweiten Stirnwand 14 versehen, die aus Plexiglas oder einem anderen geeigneten durchsichtigen Material bestehen kann. Die zweite Stirnwand 14 stellt ein Mittel zur vollständigen Absehließung des lußteils des Betts 12 dar und trägt ä gleichzeitig ein Ende der Isoliereinheit· Die Wände 13 und 14 sind beide seitlich nach außen von beiden Seiten der Isoliereinheit abgewinkelt und verleihen der Einheit auf diese Weise zusätzliche Stabilität und begrenzen das äußere Ende der Luftströmung, die nachstehend beschrieben wird. Der hier gebrauchte Ausdruck "in Längsrichtung" bedeutet die Richtung vom Kopfende zum fußende des Bettes, während die "Querrichtung" die Richtung quer über das Bett bedeutet·

Eine oben angeordnete Druckkammer 16 und ein Ansaugkanal 17 bilden im Zusammenwirken miteinander die Luftverteilung, die notwendig ist, um den Bereich 10 des Patienten

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vollständig einzuschließen und den Patienten von der äußeren Umgebung zu isolieren. Wie in Pig.1 und 3 dargestellt, besteht die Druckkammer 16 aus der oberen Wand 18, zwei Seitenwänden 19 und 20 und zwei Stirnwänden 21 und 22. Die Stirnwand 22 ist zweckmäßig als leil der Rückwand der Luftaufarbeitungsvorrichtung 1.1 ausgebildet, wie in Pig.3 dargestellt.

Die Innenkonstruktion der Druckkammer ist am besten in Pig·3 veranschaulicht, wo eine erste perforierte Platte 24 zwischen einer Oberwand 18 und einer zweiten perfo-■A rierten Platte 25 angeordnet ist. Zwei Gehäuse 26 und für leuchtetofflampen sind an der Druckkammer 16 angebracht und erstrecken sich über die gesamte Länge des Bereichs 10 des Patienten, um die Isoliereinheit innen zu beleuchten. Außerhalb der Gehäuse 26 und 27 sind zwei Luftleitschlitze 30 und 31 zwischen den perforierten Platten 24 und 25 und den Seitenwänden 19 bzw. 20 angeordnet.

Der Luftleitschlitz 30 (Pig.3) wird durch zwei langgestreckte Platten 33 und 34 gebildet, die schwenkbar an der Unterseite der Druckkammer 16 befestigt sind. An zwei nach unten ragenden Befestigungsarmen 35 und 36 ^ sind Stellschrauben 37 und 38 befestigt, durch deren Drehung die Schwenkweite der Platten 33 und 34 und der Abstand zwischen den Platten eingestellt werden kann. Mit dieser Konstruktion ist es möglich, den Luftstrom aus der Druckkammer 18 innerhalb gewisser Grenzen in jedem gewünschten Winkel ausströmen zu lassen und die Breite des zwischen den Platten austretenden Luftstroms einzustellen und die Geschwindigkeit des Luftvorhanges zu regulieren. Die Luftleitvorrichtung 31 auf der gegenüberliegenden Seite der Druckkammer 16 ist in der . gleichen Weise wie der Bauteil 30 aasgebildet, so dsJ . eine Beschreibung nicht erforderlich ist· Perforierte Platten 40 und 41 lind über den Luftleitvorriohtungen

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und 31 angeordnet, um eine gleichmäßige Luftströmung aus der oberen Druckkammer in die Luftleitvorrichtung zu gewährleisten«

Die perforierten Flatten 24·» 25, 40 und 41 haben die Aufgabe, eine gleichmäßige Luftströmung unter statischem Druck aus der oberen Druckkammer in den Bereich des Patienten 10 unter Vermeidung unerwünschter Turbulenz zu gewährleisten.

Der Ansaugkanal 17 ist allgemein rechteckig mit einem geschlossenen Oberteil 43 und einem geschlossenen Stirnteil 44 ausgebildet. Die Seiten 45 und 46 des Kanals 17 | sind im wesentlichen senkrecht angeordnet und perforiert, damit die Luft in das Innere des Kanals gesaugt und zur Luftaufarbeitungsvorrichtung 11 geführt werden kann·

Die gemäß der Erfindung ausgebildeten Luftströmungsbilder und die sich daraus ergebenden Vorteile werden nachstehend ausführlicher beschrieben· Zunächst wird Jedoch die Luftbehandlungsvorrichtung 11 zum besseren Verständnis der Erfindung eingehend beschrieben» Die wesentlichen Bauteile der Luftbehandlungsvorrichtung 11 sind in Fig.2

die im Querschnitt mit einer Eintrittsleitung §ο,/πι3-1; dem Ansaugkanal 17 in Verbindung steht, und einer Austrittsleitung 51» die mit der Druckkammer 16 in Verbindung I steht, dargestellt.

Die Lufibehandlungsvorrichtung 11 wird von einem Gehäuse eingeschlossen, das aus den doppelwandigen, mit Isolierung gefüllten Platten 52 und 53, der Vorderplatte 54 (Fig.1) und der Rückwand 55 und der oberen Wand 56 und der unteren Wand 57 besteht. Eine Kühlvorrichtung 58 ist getrennt von der Hauptvorrichtung 11 vorzugsweise in einem fenster oder in einem anderen Zugang zur Außen-, atmosphäre angeordnet, um eine mit ihrem Betrieb verbundene Erhitzung au vermeiden. Einheiten dieser Art sind allgemein bekannt. Sie bestehen vorzugsweise aus

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einer Vorrichtung, in der die Kühlflüssigkeit in Wärmeaus tauschbeziehung mit einem inerten Medium, z.B. einer Sole innerhalb der Einheit für die Übertragung zu der zu kühlenden Stelle steht, um hierduroh die Möglichkeit einer Verunreinigung zu vermeiden, wenn die Kühlmittelleitungen reißen.

Eine senkrechte Innenwand 59 und eine durchbrochene waagerechte Wand 60 sind in dem durch die oben genannten Wände und Platten begrenzten Gehäuse angeordnet und bilden darin eine Luftreinigungskammer 61· Eine waagerechte Wand 62 ist unter der durchbrochenen Wand 60 mit Abstand zu dieser Wand angeordnet und bildet mit dieser eine Luftvorbehandlungskammer 63· In der Kammer 63 ist eine Heizspule 64 angeordnet, die über eine Regelung 65 an eine geeignete (nicht dargestellte) Stromquelle angeschlossen ist. Ein in der Kammer 61 angeordneter Temperaturfühler 66 ist an die Steuerung 65 angeschlossen.

Ein Querkanal 67» der in Verbindung mit der waagerechten Wand 62 gebildet wird, verbindet die Luftkammer 63 mit einer Rücklufteintrittskammer 68. Die Kammer 68 ist ihrerseits mit dem Ansaugkanal 17 durch die Rückleitung 50 verbunden, die in der beschriebenen Weise durch die Wand 52 der Vorrichtung geführt ist. Ein Gebläse 69 ist zwischen dem Kanal 67 und der Rückleitung 50 angeordnet, wodurch die Luft in der durch die Pfeile in der Abbildung angedeuteten Weise umgewälzt wird.

Ein Flüssigkeitsbehälter 70 ist unter dem Kanal 67 angeordnet und steht mit diesem durch öffnungen 71 und 72 in Verbindung. Ein Ventil, das als bewegliches Klappenventil 73 dargestellt ist, ist in Kanal 67 zwischen der öffnung 71 und der Öffnung 72 angeordnet, woduroh ein Teil des durch den Kanal gehenden Luftatroma aus einer Luftbehandlungszone 74- in den !Dank 70 umgelenkt und direkt zur Kammer 63 zurückgeführt werden kann. Dieses

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Ventil stellt eine zusätzliche Steuerung für die Vorrichtung zur Schaffung einer geregelten Umgebung dar und wird nachstehend näher beschrieben.

Im Tank 70 ist eine Heizwendel 76 angeordnet, die an eine geeignete (nicht dargestellte) Stromquelle angeschlossen ist« Ein Fühler, der ein Thermistor 80 sein kann, ist im Tank 70 angeordnet und mit der Steuerung verbunden· Die Heizwendel 76 und der Fühler 80 tauchen in einen Flüssigkeitssumpf 82 im Tank 70.

Eine Kühlschlange 84, die mit flexiblen Leitungen 86 mit der Kühlvorrichtung 58 verbunden ist, taucht ebenfalls | in den Sumpf 82, um das darin vorhandene Medium nach Bedarf zu kühlen. Die Kühlvorrichtung ist ebenfalls an die Steuerung 78 so angeschlossen, daß durch geeignete Einstellung dieser Steuerung dem Sumpf 82 Wärme durch die Heizwendel 76 zugeführt oder durch die Kühlschlange 84 daraus abgeführt werden kann, um eine gewünschte Temperatur darin aufrecht zu erhaltene

Vorrichtungen, mit denen eine solche Steuerung möglich ist, sind bekannt. Da die Vorrichtung als solche keinen Teil der Erfindung darstellt, wird sie hier nicht weiter ausführlich beschrieben. Wie bereits erwähnt, gehört die Kühlvorrichtung 58 zu dem Typ, bei dem das der Schlange % 84 zugeführte Kühlmedium in Wärmeaustauschbeziehung mit dem Kältemittel in der Vorrichtung gekühlt wird. Dies wird bei der dargestellten Vorrichtung mit Hilfe eines Wärmeaustauschers 88 erreicht, in dem das Kältemittel, das durch eine Kältemittelleitung 90 umgewälzt wird, und Sole, die durch die Kühlmittelleitung 92 durch eine Pumpe 94 umgewälzt wird, in Wärmeaustauschbeziehung zueinander geführt werden* Eine elektrische Pump· 96 steht mit einer Anzahl von Sprühdüsen 98, die in der Luftbehandlungszone 74 angeordnet sind, und mit dem Flüssiglceitsaumpf 62 in Verbindung, wodurch die Flüssigkeit,

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die die Luft befeuchtet und die Temperatur einstellt, teilweise kontinuierlich umgewälzt wird.

Ein wichtiger Bestandteil der Luftbehandlungsvorrichtung ist das Filter 100, das so ausgebildet ist, daß es die gesamte Querschnittsfläche der Reinigungskammer 61 ausfüllt. Das Filter 100 ist vorzugsweise ein Hochleistungsluftfilter (high efficiency particulate air (HEPA) filter} das in der Lage ist, 99,97 bis 99,9996 aller Partikel und Bakterien mit einem Durchmesser von 0,3 ü und mehr zu entfernen. Kleinere Partikel werden ebenfalls duroh diesen Filtertyp entfernt, aber der Grad der Entfernung ist noch nicht ermittelt worden. Die Entfernung von kleineren (Teilchen ist jedoch unwesentlich, da Bakterien eine Größe von 0,3 bis 30 a haben und sehr selten in der Luft als lösgelöste Einzelzellen vorkommen, sondern gewöhnlich an Staubteilchen und Hautschuppen haften, die wesentlich größer sind als die Bakterien selbst· Der mittlere Durchmesser von Teilchen, die pathogene Bakterien in der Luft tragen, ist mit etwa 12 u bei einem Bereich von 4- bis 24 M angegeben worden. Der Mikroorganismus, der hauptsächlich für postoperative Infektionen verantwortlich ist, ist der hämolytische Staphylococcus aureus, der einen Durchmesser von etwa 0,5 M hat. Die Verwendung von Hochleistungs-Luftfiltern für die Ervfefernung von winzigen Teilchen ist allgemein bekanat*und der Erfolg dieser filter ist einwandfrei nachgewiesen·

In der Luftbehandlungsvorriohtung können zusätzliche !Filter verwendet werden, z.B, Vorfilter für die Entfernung großer Teilchen aus der Luft, bevor diese in das HEÜA-Filter gelangt, und Aktivkohlefilter für die Entfernung von Dämpfen und Gerüchen aus der Luft. Diese Pilter sind in den Abbildungen nicht dargestellt, da sie in der Luftfiltrationsteohnik bekannt sind.

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Durch das PiItersystem wird zwar eine absolut vollständige Reinigung der Luft erzielt, jedoch erwies es sich als zweckmäßig, eine Reihe von Ultraviolettlampen 101 in der- Luftreinigungskammer 61 anzuordnen. Es hat sich gezeigt, daß Ultraviolettstrahlung eine Deaktivierung lebender Mikroorganismen bewirkt. Sie wird in diesem System als zusätzliche Sicherheit verwendet. In Fig. 2 sind die Lampen 101 an einer Stelle oberhalb des Filters 100 dargestellt, jedoch können sie überall in der Luftreinigungskammer 61 angeordnet werden, wo es zweckmäßig ist.

Die oben beschriebenen isolierten Wände tragen mit dazu bei, den Wärmeübergang zwischen der Kammer 61 und der umgebenden Atmosphäre auf ein Minimum zu reduzieren« Diese Isolierung kann aus beliebigem bekanntem Material, z«B. Polyurethan-Schaumstoff, Glaswolle o.dgl«, oder aus einem evakuierten Raum zwischen den Doppelwänden bestehen. Beliebige Formen von perforierten Wänden eignen sich für die Kammer 61, jedoch wird mit einer Hartfaserplatte mit Löchern von 6,4 mm Durchmesser und beispielsweise 12,7 mm Abstand von Mitte zu Mitte eine einwandfreie und gleichmäßige Luftströmung durch die Kammer erzielt.

Die in der Kammer 63 angeordneten Heizwendeln 64· sind übliche elektrische Spulen, die über einen (nicht dar- " gestellten) Thermostaten an eine geeignete Stromquelle angeschlossen sind, durch die die Temperatur der Spulen in geeigneter Weise eingestellt und aufrecht erhalten werden kann, um hierdurch endgültig die Temperatur und Feuchtigkeit des Gasstromes auf den gewünschten Wert unmittelbar vor seinem Eintritt in die Kammer 61 einzustellen. Diese endgültige Einstellung gibt die Möglichkeit, die Eigenschaften, der Gasströmung genau zu regeln.

Wenn die Vorrichtung in Betrieb ist, werden die Temperaturregeleinheiten 65 und 78 eingeschaltet, und die

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Pumpe 96 und das Gebläse 69 "bewirken die Umwälzung von Gas durch die Leitungen 50 und 51 und von Flüssigkeit durch die Gasbehandlungszone 74· Umgelenktes Gas, das durch die Gasbehandlungszone 74 strömt, wird durch die aus der Düse 98 zerstäubte Flüssigkeit gesättigt und hierdurch befeuchtet und gleichzeitig auf einen Temperaturzustand gebracht, der der Temperatur im Sumpf 82 angenähert ist. Der Gasstrom wird dann durch die Kammer 63 und durch die Heizwendeln 64 geführt, wo die Temperatur und die relative Feuchtigkeit des Gasstroms auf den in der Zone 10 gewünschten Wert endgültig eingestellt werden. Durch geeignete Regelung der Gasmenge, die durch die Zone 74 strömen soll, um bei der vorher bestimmten Temperatur der Flüssigkeit im Sumpf 82 gesättigt zu werden, werden die relative Feuchtigkeit und die Endtemperatur des Gases nach dem Durchgang durch die Heizwendeln 64 sehr genau aufrecht erhalten. Der Gasstrom geht dann durch die perforierte Wand 60 und wird durch Filtration im Filter 100 und Einwirkung, der Ultraviolettstrahlung von den Lampen 101 gereinigt»

Das nunmehr vollständig konditionierte und gereinigte Gas strömt durch die Austrittsleitung 51 in den oberen Teil der Druckkammer 16. Die Luft strömt dann durch die perforierten Platten 24 und 25 nach unten in die Zone des Patienten, wo sie bei verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit gleichmäßig verteilt wird. Gleichzeitig wird Luft aus den beiden Luftleitschlitzen 30 und 31 ausgestoßen, wie durch die Pfeile in Fig.3 angedeutet, wodurch Luftvorhänge längs der offenen Seiten des Bereichs 10 des Patienten gebildet werden. Die Luft wird dann durch die perforierten Seiten 45 und 46 des Kanals 17 abgesaugt und in die Eintrittsleitung 50 der Luftbehandlung svorri cht ung eingesaugt, um erneut durch die Vorrichtung geführt und gereinigt zu werden.

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Wenn eine Strahlung, wie sie von den Ultraviolettlampen 101 emittiert wird, zur Einwirkung gebracht wird, findet eine gewisse Erwärmung des Gasstroms während seiner Umwälzung statt. Durch geeignete Regelung der Wärmemenge, die durch die Heizwendeln 64 auf die Luft übertragen wird, und durch die Tatsache, daß ein wesentliches Gasvolumen ständig durch die Zone strömt, können jedoch sehr gleichmäßige Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen in der gesamten Zone aufrecht erhalten werden« Wenn die gewünschte Feuchtigkeit und die gewünschte Temperatur ni-cht ausschließlich durch die Sättigung und Erwärmung M

des Gasstroms aufrecht erhalten werden können, kann das Ventil 73 so eingestellt werden, daß ein vorher bestimmter Anteil der Luft, der im Kanal 67 strömt, durch die Heizwendeln 64 umgewälzt wird« Diese abgezweigte, nicht erneut befeuchtete Luft, die sich mit dem aus der Behandlungszone 74 austretenden Luftstrom mischt, stellt eine weitere Möglichkeit, der Regelung für die Kaminer dar«

Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt, daß eine verbesserte Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer kontrollierten und geregelten Umgebung in einer tragbaren Vorrichtung verfügbar wird. Diese bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ^ ist im Zusammenhang mit der Verwendung von Luft als Gas beschrieben worden. Es ist jedoch offensichtlich für den Fachmann, daß in der hier beschriebenen Vorrichtung mit geschlossenem Kreislauf eine inerte Atmosphäre, z.B. Stickstoff, in der Zone 10 aufrecht erhalten werden kann. Ferner ist es im Rahmen der Erfindung möglich, als Gas ein Gasgemisch zu verwenden, das reich an Sauerstoff, COp oder CO sein kann» Ferner können zusätzlich zu dem Wasser, das in den Gasstrom zu dessen Sättigung eingespritzt wird, andere flüssige Behandlungsmittel verwendet werden, um eine bakterizide oder fungizide Atmosphäre in der Zone 10 aufrecht zu erhalten·

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Spezielle Steuerungen für die Regelung der Temperatur der Heizwendeln 64 oder der Temperatur der Heiz- und Kühlschlangen 76 und 78 sind nicht dargestellt, jedoch können natürlich die verschiedensten handelsüblichen Apparaturen einschließlich Schreiber in der G-asbehandlungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden.

In Pig.4 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Hier werden die gleichen Bezugsziffern verwendet, um gleiche Teile, die auch in Fig»3 dargestellt sind, zu bezeichnen. Diese Ausführungsform ist schematisch dargestellt, da die einzige Änderung der Vorrichtung in der Konstruktion der Absaugeleitung 17 zu finden ist. Da die Luftvorhänge mit hoher Geschwindigkeit strömen, haben sie die Neigung, sich auszubreiten, wenn sie den Fußboden erreichen. Daher wurde die Vorrichtung durch einen Zusatz modifiziert, durch den die Strömung der Luft zum Kanal 17 begünstigt wird. Verstellbare Luftleitbleohe 105 und 106 sind an den unteren Teilen der Seiten 45 und 46 befestigt. Sie fangen den Luftvorhang ein und leiten ihn in die perforierten Seiten des Absaugekanals. Wie die durch Pfeile angedeutete Luftströmung zeigt, wird verhindert, daß die Luff nach dem Erreichen der Zone des Absaugekanals sich in den Teil der Umgebung außerhalb des Bereichs des Patienten ausbreitet.

Die vorstehende Beschreibung befaßt sich in erster Linie ait der Konstruktion der neuen Isoliereinheit für Patienten und die Art und Weise, wie diese Konstruktion arbeitet, um den Bereich des Patienten bei einem extrem niedrigen Verunreinigungsgrad zu halten und .das Eindringen von in der Luft schwebenden Mikroorganismen in die Zone BU verhindern. Die Vorrichtung hat jedooh den ebenso wichtigen Vorteil, daß sie die Fähigkeit hat, den Sereioh des Patienten sohnell wieder auf den niedrigen "erunreinigungsgrad im Betriebszustand zu bringen, nachdem

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Bakterien in die Zone eingetragen worden sind·

Um eine optimale Geschwindigkeit der Rückführung der Vorrichtung auf Keimfreiheit zu erzielen, müssen die Richtung und die Geschwindigkeit der luftströmung sorgfältig gewählt werden. Mit anderen Worten, die Luftströmungsbilder müssen so ausgebildet werden, daß der Bereich des Patienten schnell von Bakterien frei gespült wird, und dies muß mit einem Minimum an Luftturbulenz oder Luftwirhein erreicht werden_e

Bei der in Fig.3 dargestellten Ausführungsform wurde gefunden, daß zur Aufrechterhaltung der Unversehrtheit der Luftrvorhänge 110 und 111 die Anfangsgeschwindigkeit der aus den Loftleitsehlitzen 30 und 31 austretenden Luft im Bereich von 51 his 915 m/Minute, vorzugsweise hei 520 m/Hinute liegen sollte· Hierdurch wird sichergestellt, daß der Hauptteil der Luft des Torhangs und im wesentlichen die gesamte Innenluft im System gehalten und durch den Absaugekanal 17 aus der Zone des Patienten abgezogen wird. Versuche haben ergeben, daß hei einem normalen Luftvolumen, das der Zone des Patienten zugeführt wird, die Anfangsgeschwindigkeit der Luftvorhänge von 520 κ/Hinute in Fußbodenhöhe auf etwa 61 m/Minute fällt und am Eintritt zum Absaugekanal 17 wieder auf 152 m/Minirte steigt.

Die Geschwindigkeit der Luft, die in den Bereich des Patienten durch die Wand 25 eintritt, ist ebenfalls wichtig, da sie einen großen Einfluß auf die Strömungsbedingungen innerhalb des Bereichs und die Geschwindigkeit der erneuten Einstellung der Keimfreiheit in der Vorrichtung hat. Wie durch die Pfeile 112 in dieser Zone angedeutet, wird die Luft zunächst senkrecht nach unten in die Zone verteilt, worauf eine deutliche Teilung oder Aufspaltung der Luft längs der ungefähren, vom Kopfende zum Fußende verlaufenden Mittellinie des Bereichs des

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Patienten stattfindet. Diese Aufspaltung wird durch den induktiven Effekt der mit höherer Geschwindigkeit strömenden Luftvorhänge erzeugt, und es wird angenommen, daß diese Erscheinung für die sehr schnelle Rückkehr der Vorrichtung auf Keimfreiheit verantwortlich ist. In Versuchen wurde festgestellt, daß die Geschwindigkeit der Luft 112 im Bereich von 1,5 m Ms 30 m/Minute liegen sollte, und daß die bevorzugte Geschwindigkeit 24 m/Minute beträgt. Diese Geschwindigkeit ermöglicht es einem Teil der Luft, bis in Betthöhe hinabzusteigen, wo sie Veranlasst wird, in der durch die Pfeile 113 in Fig.3 angedeuteten Weise zu strömen» Die gesamte LuftmasBe im Bereich des Patienten ist somit in ständiger Bewegung und ⁿfegt^M die Zone frei von Verunreinigungen, ohne stehende oder turbulente Bereiche zu erzeugen, die die Rückkehr des Systems zur Keimfreiheit verhindern würden.

Die Ergebnisse eines wichtigen Versuchs sind in 5¹Ig.5 dargestellt. Diese Ergebnisse veranschaulichen eindringlich die Geschwindigkeit, mit der diese Vorrichtung sich selbst von Bakterien reinigen kann. Der Versuch wurde wie folgt durchgeführt: Während die Vorrichtung mit den oben genannten bevorzugten Luftgeschwindigkeiten betrieben wurde, wurden drei Reynier-Probenehmer (slit samplers) auf das Bett gestellt, und zwar der Probenehmer Nr.1 etwa 56 cm vom Kopfende des Bettes auf der ungefähren in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie dea Patientenbereichs, der Probenehmer Nr.2 im Abstand von etwa 56 cm vom Probenehmer Nr.1 zum Fußende des Bettes hin und der Probenehmer Nr. 3 im Abstand von etwa 56 cm vom Probenehmer Nr.2 zum Fußende des Bettes hin. Ein aliquoter Teil von 4 ml einer Suspension von Saroina lutea mit etwa 10 Millionen lebensfähigen Bakterien pro ml wurde in einen Devilbiss-Vernebler Nr.40 gegeben und durUh einen Luftstrom aus einer kombinierten Vakuum- und Druokpumpe unter einem Druck von etwa

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1f4 kg/cm vernebelt» Der Vernebler war in der Patientenzone etwa 30 cm vom Kopfende des Bettes und 30 cm unterhalb der Druckkammer angeordnet» Man ließ den Vernebler 2 Minuten einen mit Bakterien beladenen Nebel erzeugen«, Diese Zeit ist auf der graphischen Darstellung von Fig_e5 als negative Zeit angegebene Die Zeit Null auf der graphischen Darstellung gibt die Zeit an, zu der der Vernebler abgeschaltet und mit der Zählung der Bakterien begonnen wurde. Da die Zahl der Bakterienkolonien, die vom Probenehmer Nr. 1 während der ersten Minute nach der Vernebelung aufgenommen wurde, so extrem hoch und zu groß war, um ermittelt werden zu können, ist die Kurve, die diesen Probenehmer darstellt, oben abgebrochen und ™ nach ungefähr der ersten Sekunde fortgesetzt,, Die zweite Kurve stellt die Zahl der Bakterienkolonien dar, die im Probenehmer Nr, 2 erscheinen, und die unterste Kurve stellt die vom Probenehmer Nr,3 aufgenommenen Bakterien dar.

Aus den Ergebnissen dieses Versuchs können zwei sehr wichtige Schlußfolgerungen gezogen werden. Erstens wird die Patientenzone der Isoliervorrichtung, wenn diese unter den bevorzugten Bedingungen betrieben wird, innerhalb von 2 Minuten nach absichtlicher oder unabsichtlicher Eintragung von Bakterien in die Patientenzone λ absolut vollständig von Bakterien befreit. Zweitens wird die Patientenzone ohne Rücksicht auf die Zahl der in sie eingetragenen Bakterien und ohne Rücksicht auf die Stelle, an der die Bakterien eingeführt werden, innerhalb von 2 Minuten von Bakterien gereinigt.

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Claims

Pat entana-prüohe

)] Verfahren zur Isolierung einer Patientenzone von der äußeren Umgebung, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) die Oberseite, die Unterseite und die beiden gegenüberliegenden Seiten dieser Zone durch eine Konstruktion einschließt,

b) gereinigte, mit niedriger Geschwindigkeit strömende Luft gleichmäßig von oben nach unten in die Zone durch die geschlossene Oberseite verteilt,

c) die verbleibenden gegenüberliegenden beiden Seiten W der Zone mit Vorhängen aus mit hoher Geschwindigkeit strömender Luft abschließt und

d) die mit niedriger und mit hoher Geschwindigkeit strömende Luft vom Boden der Zone absaugt,
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Luftvorhänge symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten der Zone ausgebildet werden und die mit niedriger Geschwindigkeit strömende Luft zu awei geregelten Luftströmungsbildern ausgebildet wird, die duroh den induktiven Effekt der Luftvorhänge erzeugt werden.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich-P net, daß man die abgesaugte Luft reinigt und die gereinigte Luft durch die geschlossene Oberseite in die

* Zone zurückführt.
4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft an tiner Stelle abgesaugt wird, die der ungefähren in Längsriohtung verlaufenden Mittellinie der Zone benachbart ist.
5) Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bett angrenzend an den Boden der Zone angeordnet ist»

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6) Verfahren nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Bett so aufgestellt wird, daß seine Mittellinie in Längsrichtung ungefähr mit der Mittellinie der Zone in Längsrichtung zusammenfällt.
7) Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopf-' und Pußteile des Bettes strukturell eingeschlossen sind.
8) Verfahren nach Anspruch 5 his 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luft von einer Stelle unter dem Bett abgesaugt wird.
9) Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß die mit niedriger Geschwindigkeit strömende gereinigte j| Luft eine Anfangsgeschwindigkeit von 1,5 "bis 51 m/Minute hat und die Vorhänge aus mit hoher Geschwindigkeit strömender Luft durch Luftströme gebildet werden, die eine Anfangsgeschwindigkeit von 152 bis 915 m/Minute und eine Endgeschwindigkeit von 91 bis 215 m/Minute haben.
10) Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anfangsgeschwindigkeit der mit niedriger Geschwindigkeit.strömenden gereinigten Luft etwa 24 m/ Minute, die Anfangsgeschwindigkeit der Luftvorhänge etwa 520 m/Minute und ihre Endgeschwindigkeit 152 m/Minute beträgt.
11) Vorrichtung zur Isolierung einer Patientenzone von der äußeren Umgebung nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch

a) Bauteile (13,14) zur Abschließung von zwei gegenüberliegenden senkrechten Seiten der Zone (10),

b) eine Druckkammer (16) mit wenigstens einer nach unten gerichteten durchlässigen Wand (25, 26), die über der Zone (10) angeordnet ist, ihren oberen Teil abschließt und mit niedriger Geschwindigkeit strömende gereinigte Luft senkrecht nach unten gleichmäßig in

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der Zone (10) verteilt,

c) eine am Boden der Zone (10) angeordnete Luftabsaugung (17) und

d) am Rand der Druckkammer (16) längs der gegenüberliegenden offenen Seiten der Zone (10) angeordnete Bauteile (50, 31), die Vorhänge (110, 111) aus mit hoher Geschwindigkeit strömender Luft zwischen dem Rand der Druckkammer (16) und der Absaugung (17) nach unten richten und die Zone (10) vollständig abschließen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die am Rand der Druckkammer (16) angeordneten Bauteile (30, Jl) die Luftvorhänge (110, 111) symmetrisch an gegenüberliegenden Seiten der Zone (10) bilden, wodurch die von der Druckkammer (16) verteilte Luft längs der ungefähren in Längsrichtung der Zone (10) verlaufenden Mittellinie wirksam aufgeteilt und durch den induktiven Effekt der Luftvorhänge (111, 110) in Strömungsbilder überführt wird, die die Zone (10) bei einer äußerst geringen Verunreinigung halten und die Zone (10) nach Eintragung von Bakterien wieder auf diesen geringen Verunreinigungsgrad zurückführen.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, gekennzeichnet durch eine Luftbehandlungseinheit (11) in Verbindung mit der Absaugung (17) und der Druckkammer (16) zur Absaugung von Luft vom Boden der Zone (10) durch die Absaugung (17)* Reinigung der Luft und Zuführung der gereinigten Luft zur Druckkammer (16) zwecks Verteilung in die Zone (10).
14. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Luftvorhang (110, 111) bildenden Bauteile (30, 31) aus zwei mit Abstand zueinander angeordneten, langgestreckten Platten (33* 3*0 bestehen, die längs des Randes der Druckkammer (16) angeordnet sind und von dort nach unten ragen, so daß ein aus der Druckkammer (16)

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kommender Luftstrom einer durch den Abstand zwischen den Platten (33, 34) bestimmten gewünschten Dicke zum Boden der Zone (io) gerichtet werden kann.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch Bauteile (35, 36, 37, 38) zur Einstellung des Abstandes* zwischen den Platten (33, 34) und der Winkelstellung dieser Platten zur Druckkammer (16).
16. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 15, dadurch gekennzeinet, daß die Absaugung (I7) allgemein rechteckig ausgebildet ist und die Luft durch die senkrechten durch- M löcherten Seiten der Absaugung eingesaugt wird.
17. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugung (I7) längs der ungefähren in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie der Zone (10) angeordnet ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 17, gekennzeichnet durch Leitbleche (I05, I06), die am unteren Teil der Absaugung (17) angeordnet sind und die Luft einfangen und sie in den Absaugkanal (17) leiten.
19. Vorrichtung nach Anspruch 11 bis 18, gekennzeichnet

durch ein am Boden der Zone (10) angeordnetes Bett. f
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett so angeordnet ist, daß seine Mittellinie in Längsrichtung auf der ungefähren Mittellinie in Längsrichtung der Zone (10) liegt und Bauteile der Vorrichtung die Kopf- und Pußteile des Betts abschließen.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Absaugung (I7) unter dem Bett angeordnet ist.

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