НАРКОЗНЫЙ БЛОК Российский патент 2009 года по МПК A61M16/01 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратуре для ингаляционного наркоза (ИН).

Проблема большинства современных аппаратов ИН (фирмы Drager, Penlon, Ohmeda), оснащенных прецизионными испарителями вне дыхательного контура (VOC), - крайне медленное регулирование вдыхаемой концентрации при использовании экономичной и экологичной низкопоточной анестезии (НПА) [Watney G. In - and out of circuit vaporizers. Anesthesia Equipment Resources ASE 2007. www.asevet.com/resources/circuits/circle.htm]. В результате, «вдыхаемая пациентом концентрация не определяется по шкале испарителя до ее стабилизации, которая продолжается десятки минут при низких потоках свежего газа (время стабилизации пропорционально объему дыхательного контура, включая объем легких пациента, и обратно пропорционально разнице между поступлением и поглощением паров анестетика). Тогда низкий поток свежего газа, требуемый для полузакрытых и закрытых систем, делает их непрактичными».

При минимальном расходе кислорода 250 мл/мин «эта техника подачи анестетика достигает своего предела… поглощение изофлюрана (и особенно энфлюрана или галотана) взрослым пациентом превышает его максимальную подачу в дыхательный контур» [Baum JA. Low Flow Anesthesia. Drager 2004].

Скорость подачи анестетика может быть увеличена путем последовательной установки испарителей вне контура [Otero РЕ, Rebuelto M, Hallu RE, Aldrete JA. Increasing anesthetic concentration without modifying FGF by serial connection of vaporizers. ALFA 2003; 1-7]. Когда используются 4 испарителя с максимальной отметкой 5% севофлюрана, в результате будет 16,1 об.% или 48 см³/мин паров севофлюрана при свежем газотоке 250 мл/мин. Однако для клинической практики последний способ вряд ли приемлем из-за громоздкости и неудобства управления 4 испарителями.

С другой стороны, простые, но нестабильные draw-over испарители (типа OMV, Goldman), установленные внутри полузакрытого дыхательного контура (VIC), позволяют быстро изменить вдыхаемую концентрацию даже при минимальном газотоке [Watney G. In- and out of circuit vaporizers]. В этом случае скорость подачи анестетика в контур пропорциональна минутной вентиляции и не зависит от свежего газотока. Однако нестабильность draw-over испарителей приводит к непредсказуемым изменениям вдыхаемой концентрации, что крайне опасно при использовании современных мощных галогеносодержащих анестетиков. Так, концентрация анестетика монотонно увеличивается с каждым дыхательным циклом при повторном прохождении части выдыхаемого пациентом газа через испаритель и мгновенно может подскочить из-за нестабильности последнего (например, при резком углублении дыхания). Поэтому draw-over анестезия до настоящего времени ограничена ветеринарией, районными госпиталями, труднодоступными регионами, неотложными ситуациями и военно-полевыми условиями.

Настоящее изобретение обеспечивает адекватное проведение ингаляционного наркоза в стационаре, неотложных ситуациях и в амбулаторных условиях при использовании стабилизированных по потоку и температуре испарителей низкого сопротивления типа «МИНИВАП» [заявка РФ №2006128439/14(030886) от 07.08.2006 «Испаритель анестетиков», решение о выдаче патента 12.09.2007] и построенных на их основе аппаратов ИН портативных «Колибри» [руководство по эксплуатации 9444-17276657.001-06 РЭ, 2006].

Решение поставленной задачи достигается благодаря совокупности новых и известных технических решений, реализованных в патентуемом изобретении.

Наркозный блок [руководство по эксплуатации 9444-17276657.001-06 РЭ Аппараты ИН портативные «Колибри»], содержащий стабилизированный по расходу газа мини-испаритель анестетика низкого сопротивления, дыхательный контур с разъемами для свежей газовой смеси и конусными разъемами для испарителя, вдыхаемой и выдыхаемой газовой смеси, шланги вдоха и выдоха, в соответствии с настоящим изобретением, снабжен ускорителем подачи анестетика, выполненным в виде двухпозиционного двухконтактного коммутатора, соединяющего в режиме вводного наркоза вход испарителя с разъемом для вдыхаемой газовой смеси, а его выход - с шлангом вдоха, в режиме поддержания наркоза вход испарителя соединен с разъемом для свежей газовой смеси, а его выход - с дыхательным контуром.

Ускоритель снабжен таймером, сигнализирующим посредством звукового и/или светового сигнала о завершении заданной длительности вводного наркоза. Таймер может быть оснащен исполнительным механизмом, переводящим коммутатор из режима вводного наркоза в режим поддержания.

Изобретением предусмотрено оснащение испарителя байпасом с обратным клапаном, открывающимся при превышении допустимого перепада давления.

Согласно изобретению конусные гнезда разъемов для испарителя и вдыхаемой газовой смеси размешены в корпусе коммутатора ортогонально друг к другу и оснащены фиксаторами.

Во всех вариантах ускоритель нормирован в режиме вводного наркоза относительно режима поддержания по вдыхаемой концентрации, скорости подачи анестетика и постоянной времени, при этом коэффициент увеличения вдыхаемой концентрации и скорости подачи анестетика пропорционален отношению минутной вентиляции к свежему газотоку, а коэффициент уменьшения постоянной времени пропорционален отношениям объема шланга вдоха к объему дыхательного контура и газотока к минутной вентиляции.

Технический результат патентуемого изобретения заключается в следующем:

- повышается скорость и эффективность управления анестезией при проведении хирургических операций;

- повышается безопасность проведения НПА благодаря:

- - возможности оценивать вдыхаемую концентрацию анестетика по шкале испарителя не только в стабилизированном режиме, но и при вводном наркозе даже в отсутствии дефицитного и дорогостоящего газоанализатора анестетиков;

- - ограничению по времени режима вводного наркоза или экстренного углубления средствами сигнализации и автоматизации;

- - исключению возможности выноса капель жидкого анестетика из испарительной камеры при экстренной подаче свежей газовой смеси или увеличении минутной вентиляции;

- существенно расширяется сфера применения нового наркозного блока благодаря сочетаемости с любыми существующими аппаратами искусственной вентиляции легких (ИВЛ) и ИН через стандартные по ISO конические соединения;

- снижается загрязнение атмосферы операционной за счет снижения выброса паров анестетиков, включая галогенсодержащие;

- повышается экономия использования дорогостоящих анестетиков, а также медицинских газов;

- обеспечивается возможность работы с низконапорными источниками кислорода (например, адсорбционными или мембранными) благодаря использованию испарителя низкого сопротивления.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено следующее.

Фиг.1 - Принципиальная схема наркозного блока.

Фиг.2 - Монтаж наркозного блока на стандартном по ISO горизонтальном штуцере вдоха аппарата ИВЛ или ИН.

Наркозный блок, содержащий стабилизированный по расходу газа и температуре мини-испаритель 1 (фиг.1) низкого сопротивления, дыхательный контур 2, включающий адсорбер 3 и аппарат 4 ИВЛ, с разъемами для свежей 5 газовой смеси от дозиметра 6 и конусными разъемами для испарителя 1, вдыхаемой 7 и выдыхаемой 8 газовой смеси, шланги вдоха 9 и выдоха 10 для соединения с пациентом 11. Наркозный блок снабжен ускорителем подачи анестетика, выполненным в виде двухпозиционного двухконтактного коммутатора 12, соединяющего (см. пунктирную жирную линию) в режиме вводного наркоза вход 13 испарителя 1 с разъемом 7 для вдыхаемой газовой смеси, а его выход 14 - с шлангом вдоха 9 (испаритель 1 внутри дыхательного контура - положение In). В режиме поддержания наркоза вход 13 испарителя 1 соединен (см. сплошную жирную линию) с разъемом 15 дозиметра 6, а его выход 14 (фиг.2) - с разъемом 5 дыхательного контура 2 (испаритель 1 вне дыхательного контура - положение Out).

Ускоритель наркозного блока снабжен таймером 16, сигнализирующим посредством звукового и/или светового сигнала о завершении заданной длительности вводного наркоза.

В одном из вариантов исполнения таймер 16 оснащен исполнительным механизмом 17, автоматически переводящим коммутатор 12 из режима вводного наркоза (положение In) в режим поддержания (положение Out).

Испаритель оснащен байпасом 18 с подпружиненным обратным клапаном 19, открывающимся при превышении допустимого перепада давления (например, 300 Па - регулируемая величина).

В портативном исполнении конусные гнезда разъемов для испарителя 1 и вдыхаемой газовой смеси 7 размещены (см. фиг.2) в корпусе коммутатора 12 ортогонально друг к другу и оснащены фиксатором 18 (например, в виде кольцевого зажима вокруг основания штуцера разъема 7) и фиксатором-защелкой 19. Фиксатор 19 обеспечивает горизонтальное расположение испарителя 1 как при горизонтальной, так и при вертикальной (не показано) ориентации разъема 7 вдыхаемой газовой вмеси. В последнем случае коммутатор 12 повернут на 90° против часовой стрелки вокруг оси испарителя 1, изображенного на фиг.2, соответственно испаритель 1 поворачивают вокруг его оси по часовой стрелке также на 90° и закрепляют в новом положении посредством фиксатора 19.

Ускоритель нормирован (таблица на фиг.2) в режиме вводного наркоза относительно режима поддержания по вдыхаемой концентрации, скорости подачи анестетика и постоянной времени. При этом коэффициент увеличения вдыхаемой концентрации и скорости подачи анестетика пропорционален отношению минутной вентиляции к свежему газотоку МВ/Г_К+З, а коэффициент уменьшения постоянной времени пропорционален отношениям объема шланга вдоха к объему дыхательного контура и газотока к минутной вентиляции V_Ш Г_К+З/V_К MB.

Наркозный блок работает следующим образом.

Вставляют плотно штуцер в гнездо разъема 7 вдыхаемой смеси и закрепляют коммутатор 12 и испаритель 1 посредством фиксаторов 18 и 19 соответственно. Подключают к коммутатору 12 дозиметр 6 (через разъем 15) и дыхательный контур 2 (через разъем 5), а также шланг 9 вдоха. Устанавливают коммутатор 12 в положение In (испаритель 1 внутри контура, шкала концентраций на нуле). Включают подачу кислорода и закиси азота в требуемом соотношении с общим расходом, превышающим минутную вентиляцию пациента при спонтанном дыхании, и подключают пациента 11 к наркозному блоку. Задают на таймере 16 ориентировочную длительность вводного наркоза (обычно 2-3 мин), включают шкалу испарителя 1 и постепенно (в течение полминуты) увеличивают вдыхаемую концентрацию анестетика до 2-3 МАК (минимальная альвеолярная концентрация), руководствуясь шкалой испарителя 1 или табличным соотношением на панели коммутатора 12 (C_I≈С_Ш МВ/Г_К+З). В данном случае при свежем газотоке, превышающем или равном минутной вентиляции, вдыхаемая концентрация анестетика равна концентрации по шкале испарителя (C_I≈ С_Ш). При этом время стабилизации вдыхаемой концентрации от момента переключения шкалы испарителя 1 составляет всего несколько секунд (≈V_Ш / MB). По достижению требуемой глубины наркоза, пациента 11 или интубируют и переводят на ИВЛ, или оставляют на спонтанном дыхании (при кратковременных вмешательствах, операциях на конечностях и т.п. при адекватных параметрах газообмена). В обоих случаях коммутатор 12 вручную или автоматически (посредством механизма 17) переводят в положение Out (испаритель 1 вне дыхательного контура 2), так что вдыхаемая концентрация анестетика выравнивается с концентрацией по шкале испарителя 1 (C_I≈С_Ш). При этом свежий газоток уменьшают до низкого (1-2 л/мин) или минимального уровня (0,5 л/мин для взрослого пациента) согласно методики НПА.

По ходу операции, которая может продолжаться несколько часов, возникает необходимость срочно углубить наркоз. В этом случае, не меняя расхода свежей газовой смеси, переключают коммутатор 12 в положение In и в течение нескольких секунд увеличивают вдыхаемую концентрацию до заданного уровня в соответствии с табличным соотношением на панели коммутатора 12 (C_I≈СШ МВ/Г_К+З).

Пример. Для кратковременного увеличения вдыхаемой концентрации севофлюрана с 1 до 2 об.% в кислородно-закисной смеси (1:2) для взрослого пациента при минутной вентиляции MB=6 л/мин и Г_К+З=1 л/мин, шкалу испарителя 1 («МИНИВАП-20») в режиме In устанавливают на (0,3-0,4) об.%. При этом расчетная вдыхаемая концентрация C₁≈0,35×6=2,1. Газоанализатор анестетиков, подключенный к тройнику пациента, показывает при этом 2 об.% севофлюрана.

После кратковременного углубления наркоза поддерживают анестезию на прежнем уровне (C_I≈1) для чего коммутатор 12 возвращают в положение Out, a шкалу испарителя 1 - на отметку С_Ш=1.

В случае резкого увеличения минутной вентиляции, перепад давления на испарителе 1, расположенном внутри дыхательного контура (режим In), также резко возрастает. Так, при средней минутной вентиляции 6 л/мин максимальная скорость в фазе вдоха пациента может составлять 18 л/мин и перепад давления на испарителе 1 не превысит 200 Па. При вентиляции 12 л/мин, когда мгновенная скорость достигает величины порядка 25 л/мин, перепад давления увеличивается до 300 Па, так что обратный клапан 19 открывает байпас 18, перепуская избыточный газоток мимо испарителя 1.

Количественное нормирование основных параметров управления глубиной наркоза (вдыхаемая концентрация, скорость подачи и постоянная времени, характеризующие фармакокинетику анестетика) помогает анестезиологу реализовать адекватную стратегию обезболивания в процессе проведения хирургической операции.

В случаях внезапных нарушений централизованной подачи сжатых медицинских газов (в первую очередь, кислорода), анестезиолог может использовать низконапорные источники кислорода (адсорбционные или мембранные, входящие в штатное оборудование) и продолжить адекватную ингаляционную анестезию в процессе хирургической операции благодаря низкому сопротивлению испарителя анестетиков (менее 100 Па при расходе газа 10 л/мин).

Таким образом, предложенный наркозный блок:

- повышает скорость и эффективность управления анестезией при проведении хирургических операций; так, переходный процесс стабилизации вдыхаемой концентрации сокращается в десятки раз (вместо минут - секунды), что позволяет анестезиологу оперативно управлять глубиной анестезии без дополнительного введения внутривенных анестетиков;

- повышает безопасность проведения анестезии;

- - возможности оперативно оценивать вдыхаемую концентрацию анестетика по шкале испарителя не только в стабилизированном режиме, но и при вводном наркозе даже в отсутствии дефицитного газоанализатора анестетиков;

- - ограничению продолжительности вводного наркоза или экстренного углубления наркоза;

- - исключению возможности выноса капель жидкого анестетика из испарительной камеры при экстренном увеличении подачи свежей газовой смеси или минутной вентиляции пациента;

- существенно расширяет сферу применения ингаляционной анестезии благодаря совместимости с любыми существующими аппаратами ИВЛ и ИН;

- снижает загрязнение атмосферы операционной за счет уменьшения выброса паров анестетиков и повышает экономию их использования (вместе с медицинскими газами) благодаря реализации методики НПА на всех этапах обезболивания;

- обеспечивает возможность работы с низконапорными источниками кислорода (например, адсорбционными или мембранными) при отсутствии источников сжатых газов, благодаря использованию испарителя низкого сопротивления.

Изобретение относится к медицине. Наркозный блок содержит стабилизированный по расходу газа мини-испаритель анестетика низкого сопротивления, дыхательный контур с разъемами для свежей газовой смеси и конусными разъемами для испарителя, вдыхаемой и выдыхаемой газовой смеси, шланги вдоха и выдоха. Ускоритель подачи анестетика выполнен в виде двухпозиционного двухконтактного коммутатора, имеющего возможность соединения в режиме вводного наркоза входа испарителя с разъемом для вдыхаемой газовой смеси, а его выхода - со шлангом вдоха, а в режиме поддержания наркоза - с возможностью соединения входа испарителя с разъемом для свежей газовой смеси, а его выхода - с дыхательным контуром. Ускоритель подачи анестетика снабжен таймером для сигнализации посредством звукового и/или светового сигнала о завершении заданной длительности вводного наркоза, оснащенным исполнительным механизмом, выполненным с возможностью перевода коммутатора из режима вводного наркоза в режим поддержания, а также нормирован в режиме вводного наркоза относительно режима поддержания по вдыхаемой концентрации, скорости подачи анестетика и постоянной времени. Коэффициент увеличения вдыхаемой концентрации и скорости подачи анестетика пропорционален отношению минутной вентиляции к свежему газотоку. Коэффициент уменьшения постоянной времени пропорционален отношению объема шланга вдоха к объему дыхательного контура и газотока к минутной вентиляции. Технический результат состоит в повышении скорости управления анестезией и безопасности проведения анестезии. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Наркозный блок, содержащий стабилизированный по расходу газа мини-испаритель анестетика низкого сопротивления, дыхательный контур с разъемами для свежей газовой смеси и конусными разъемами для испарителя, вдыхаемой и выдыхаемой газовой смеси, шланги вдоха и выдоха, отличающийся тем, что снабжен ускорителем подачи анестетика, выполненным в виде двухпозиционного двухконтактного коммутатора, имеющего возможность соединения в режиме вводного наркоза входа испарителя с разъемом для вдыхаемой газовой смеси, а его выхода - со шлангом вдоха, а в режиме поддержания наркоза - с возможностью соединения входа испарителя с разъемом для свежей газовой смеси, а его выхода - с дыхательным контуром, при этом ускоритель подачи анестетика снабжен таймером для сигнализации посредством звукового и/или светового сигнала о завершении заданной длительности вводного наркоза, оснащенным исполнительным механизмом, выполненным с возможностью перевода коммутатора из режима вводного наркоза в режим поддержания, а также нормирован в режиме вводного наркоза относительно режима поддержания по вдыхаемой концентрации, скорости подачи анестетика и постоянной времени, при этом коэффициент увеличения вдыхаемой концентрации и скорости подачи анестетика пропорционален отношению минутной вентиляции к свежему газотоку, а коэффициент уменьшения постоянной времени пропорционален отношениям объема шланга вдоха к объему дыхательного контура и газотока к минутной вентиляции.

2. Наркозный блок по п.1, отличающийся тем, что испаритель оснащен байпасом с обратным клапаном, открывающимся при превышении допустимого перепада давления.

3. Наркозный блок по п.1, отличающийся тем, что конусные гнезда разъемов для испарителя и вдыхаемой газовой смеси размещены в корпусе коммутатора ортогонально друг к другу и оснащены фиксаторами.