ИЗОЛИРУЮЩИЙ АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКИЙ ДЫХАТЕЛЬНЫЙ АППАРАТ И СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ УТЕЧЕК В ИЗОЛИРУЮЩЕМ АНЕСТЕЗИОЛОГИЧЕСКОМ ДЫХАТЕЛЬНОМ АППАРАТЕ Российский патент 2023 года по МПК A61M16/01 A61M16/18 A61M16/20 A61M16/22 

Данное изобретение обеспечивает способ дополнения дыхательного объема, доставляемого пациенту посредством негерметичного изолирующего дыхательного аппарата, когда поставляемый объем меньше заданного аппаратом искусственной вентиляции легких (в режиме регулируемого давления или в режиме объема). Это может быть достигнуто при помощи шунта - газоотвода, соединяющего сторону изолирующего дыхательного аппарата без пациента со стороной изолирующего дыхательного аппарата с пациентом. Нагнетательный или проточный испаритель малого сопротивления также может быть встроен в газовый путь. Такое устройство может включать в себя корпус с передвижной перегородкой, разделяющей сторону приведения в действие и сторону пациента. В корпусе предусмотрено отверстие для вентилятора или пневматическое соединение между вентилятором, стороной приведения в действие и отверстием на стороне пациента для пневматического соединения между стороной пациента и пациентом. Шунт определяет путь байпасного потока со стороны приведения в действие к стороне пациента, когда передвижная перегородка максимально смещена в сторону пациента.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0002] Настоящее изобретение относится к изолирующим анестезиологическим аппаратам и прочим изолирующим дыхательным аппаратам, которые обычно разделяют две системы потока газа, одна из которых представляет собой контур для потока газа, который представляет собой вдыхаемый и выдыхаемый воздух пациента, а вторая представляет собой отдельную систему потока воздуха, которая обеспечивает или способствует дыханию. Конкретные примеры исполнения данного изобретения - это способы, системы и устройства, предназначенные для компенсации потери объема газа на стороне пациента такого анестезиологического аппарата.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Изолирующие анестезиологические аппараты и прочие изолирующие дыхательные аппараты могут включать в себя камеру, разделенную на сторону пациента и сторону без пациента при помощи передвижной перегородки, обычно изготовленной из гофрированной мембраны. Когда вентилятор подает воздух на сторону без пациента камеры, перегородка перемещается, вытесняя воздух со стороны пациента камеры в легкие пациента. Таким образом, вентилятор стимулирует дыхание пациента, при котором пациент вдыхает воздух не из вентилятора (сторона без пациента или «сторона приведения в действие»). Свежий газ можно непрерывно подавать на сторону пациента для восполнения кислорода, анестезия может подаваться в воздух, которым дышит пациент, при этом можно использовать скруббер для абсорбирования углекислого газа их выходного газа пациента.

[0005] Когда случайная утечка воздуха со стороны пациента системы сокращает объем газа на стороне пациента разделительной перегородки (в легком, трубке и гофрированной мембране), оставшийся объем может оказаться недостаточным для стороны пациента устройства, чтобы обеспечить полный следующий вздох. Это может привести к тому, что объем вдоха пациента может оказаться меньшим, чем предполагалось, даже если обеспечение дыхательного объема газа на сторону без пациента приводит к максимальному смещению перегородки, фактически опустошая сторону пациента камеры.

[0006] Подобная утечка может возникнуть, поскольку эндотрахеальная трубка является слишком узкой для герметизации трубки подачи воздуха по причине разрыва окантовки эндотрахеальной трубки ввиду разрыва легкого и оттока плеврального воздуха через зондовую торакостомию в результате всасывания трубки подачи воздуха по причине отсоединения нестационарного пациента от изолирующего анестезиологического аппарата ввиду недостаточной герметизации маски или ларингеальной маски, или по другим причинам.

[0007] Если данная утечка не будет компенсирована, она может привести к недостаточному дыхательному объему и недостаточной вентиляции пациента с последующей гипоксемией, гиперкапнией или даже асфиксией, недостаточному раздуванию легкого и потере остаточного объема легкого с последующим ателектазом, вентиляционно-перфузионным несоответствием и гипоксемией. Все эти последствия являются потенциально смертельными.

[0008] Изолирующие анестезиологические аппараты требуют постоянного внимания и непрерывного надзора достаточности дыхания для защиты от перечисленных выше отрицательных воздействий. В результате избыточной утечки срабатывает сигнал тревоги анестезиологического аппарата, и в этом случае ответственный дежурный оператор практически немедленно вручную подает дополнительный свежий газ, обычно не содержащий анестезию, на сторону пациента изолирующего дыхательного аппарата. Данный процесс, осуществляемый вручную, прерывает прочую деятельность дежурного оператора, требует постоянного присутствия оператора и, если свежий газ не содержит анестезию, может привести к снижению концентрации анестезии, подаваемой пациенту.

[0009] Существуют определенные преимущества использования вдыхаемых обезболивающих вещества, таких как успокаивающие средства в отделениях реанимации и интенсивной терапии, включая точность дозировки, быстрое начало и прекращение воздействия, практическое отсутствие тахифилаксии, потенциальное бронхиальное расслабление, предлагаемые благоприятные воздействия на реперфузионное повреждение, а также низкая стоимость. Тем не менее, в отделении реанимации и интенсивной терапии необходимость в постоянном внимании к наркозному аппарату со стороны квалифицированного оператора ограничивает данные возможности.

[0010] Настоящее изобретение предлагает способы для автоматической компенсации утечек со стороны пациента анестетического изолирующего дыхательного аппарата, чтобы обеспечить достаточно времени для задержки реакции со стороны оператора. Устройство информирует оператора, что необходима компенсация утечки, что существует утечка, которая, вероятно, нуждается в устранении, и в необходимости поддержания непрерывного воздействия седативными средством или анестезией, несмотря на утечку.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0011] Изобретение обеспечивает способ пополнения дыхательного объема, доставляемого пациенту, изолирующим дыхательным аппаратом с утечкой, когда доставляемый объем становится меньше заданного вентилятором (как в режиме регулирования давления, так и в режиме объема). В первом варианте исполнения это обеспечивается при помощи шунта - газоотвода, соединяющего сторону без пациента изолирующего дыхательного аппарата со стороной пациента. Кроме этого, в газоотвод может быть вмонтирован испаритель низкого сопротивления.

[0012] В первом аспекте настоящее изобретение может быть исполнено в виде изолирующего дыхательного аппарата. Устройство включает в себя передвижную перегородку со стороной приведения в действие, расположенной на первой стороне передвижной перегородки и стороной пациента, расположенной на второй стороне передвижной перегородки. Корпус расположен вокруг передвижной перегородки (т.е. передвижная перегородка разделяет корпус на сторону пациента и сторону приведения в действие). Передвижная перегородка может перемещаться (т.е. смещаться) в направлении стороны пациента или стороны приведения в действие. Корпус включает в себя отверстие вентилятора для пневматического соединения между вентилятором и стороной приведения в действие. Кроме этого, корпус включает одно или два отверстия для пациента для пневматического соединения между стороной пациента и пациентом. Шунт определяет пути байпасного потока со стороны приведения в действия и до стороны пациента, когда передвижная перегородка максимально смещена в сторону пациента. В некоторых вариантах исполнения шунт блокирован во время нормальной работы и разблокирован, когда сторона пациента максимально освобождена для обеспечения прохода потока жидкости со стороны приведения в действие до стороны пациента.

[0013] Изолирующий дыхательный аппарат может также быть оснащен испарителем, расположенным на пути байпасного потока шунта. Испаритель может включать в себя отверстие для свежего газа для получения свежего газа и передачи его на сторону пациента. Пути байпасного потока шунта также могут включать в себя установку для очистки воздуха от углекислого газа. Обратный клапан пациента может быть соединен со стороной пациента при помощи пневматического соединения при помощи установки для очистки воздуха от углекислого газа.

[0014] Шунт может включать в себя клапан, расположенный на пути байпасного потока для предотвращения движения потока жидкости со стороны пациента на сторону приведения в действие. Клапан может быть запорным клапаном. Кроме этого, клапан может быть старлинговым резистором, настроенным таким образом, чтобы позволить потоку жидкости перетекать в испаритель, когда давление на стороне пациента ниже давления на стороне приведения в действие. Шунт может дополнительно включать в себя запорный клапан, расположенный на пути байпасного потока между испарителем и стороной пациента.

[0015] В некоторых вариантах исполнения шунт включает в себя измеритель расхода. В некоторых вариантах исполнения шунт включает в себя сигнал расхода потока. Сигналом расхода потока может быть свисток.

[0016] Изолирующий дыхательный аппарат может также предусматривать выпускной трубопровод, который определяет путь потока выходящих газов со стороны пациента. Выпускной трубопровод может быть оснащен старлинговым резистором, настроенным таким образом, чтобы пропускать поток выходящих газов со стороны пациента, когда давление на стороне пациента превышает давление на стороне приведения в действие. Выпускной трубопровод может также быть оснащен выпускным клапаном, расположенным на пути потока выходящих газов между стороной пациента и старлинговым резистором. Выпускной клапан может быть настроен таким образом, чтобы пропускать поток выходящих газов, когда падение давления в выпускном клапане выше давления, создаваемого массой самой передвижной перегородки.

[0017] В другом аспекте настоящее изобретение может быть исполнено как способ компенсации утечек в изолирующем дыхательном аппарате. Данный способ включает в себя предоставление изолирующего дыхательного аппарата с передвижной перегородкой для обеспечения потока газа на стороне пациента изолирующего дыхательного аппарата в ответ на поток газа на стороне приведения в действие изолирующего дыхательного аппарата. Поток газа предусмотрен на стороне приведения в действие для смещения передвижной перегородки в направлении стороны пациента, вызывая, таким образом, поток газа со стороны пациента. Если передвижная перегородка максимально смещена в сторону пациента, байпасный газ начинает перетекать со стороны приведения в действие на сторону пациента в обход передвижной перегородки. Данный способ дополнительно включает в себя блокирование потока байпасного газа, если передвижная перегородка максимально не смещена к стороне пациента. Анестетический испаритель может быть предусмотрен между стороной пациента и пациентом для подачи анестезии пациенту с потоком газа.

Описание чертежей

[0018] Для лучшего понимания функций и преимуществ настоящего изобретения мы приводим ссылку на детальное описание изобретения наряду со следующими сопроводительными фигурами:

Фиг. 1 представляет собой схему, на которой показан изолирующий дыхательный аппарат в соответствии с вариантом исполнения данного изобретения;

На Фиг. 2 показано давление вентилятора и эндотрахеальной трубки на закупоривание потока воздуха во время стимулирования положительного давления;

Фиг. 3 представляет собой схему, на которой показан изолирующий дыхательный аппарат в соответствии с вариантом исполнения данного изобретения, при котором передвижная перегородка показана на расстоянии максимального смещения в направлении стороны пациента;

Фиг. 4 представляет собой схему, на которой показана часть изолирующего дыхательного аппарата в соответствии с другим вариантом исполнения данного изобретения, в который включен свисток сигнала расхода потока;

Фиг. 5 представляет собой схему, на которой показана часть изолирующего дыхательного аппарата в соответствии с другим вариантом исполнения данного изобретения, в который включен испаритель;

Фиг. 6А представляет собой вид сверху корпуса передвижной перегородки другого изолирующего дыхательного аппарата в соответствии с данным изобретением;

Фиг. 6 В представляет собой представление в перспективе корпуса и передвижной перегородки фиг. 6А;

На фиг. 7А представлен изолирующий дыхательный аппарат в соответствии с другим вариантом исполнения данного изобретения;

На фиг. 7В представлен изолирующий дыхательный аппарат в соответствии с другим вариантом исполнения данного изобретения;

Фиг. 8 представляет собой схему, на которой показана часть изолирующего дыхательного аппарата в соответствии с другим вариантом исполнения данного изобретения, в котором шунт настроен таким образом, чтобы быть соединенным с дыхательными путями пациента;

На фиг. 9 показана часть устройства, когда поток через шунт контролируется задвижкой;

На фиг. 10 показана часть изолирующего дыхательного аппарата, когда путь движения потока контролируется при помощи старлингового резистора; и

На фиг. 11 показан изолирующий дыхательный аппарат с контролем потока выходящих газов при помощи старлингового резистора.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0019] В то время как изготовление и использование различных вариантов исполнения данного изобретения детально описано ниже, необходимо учитывать, что данное изобретение предлагает много действующих идей изобретения, которые могут быть реализованы в широком спектре конкретных условий. Конкретные варианты исполнения, описанные в настоящем документе, предлагаются исключительно для примера конкретных способов использования изобретения и не ограничивают объем изобретения.

[0020] Для облегчения понимания данного изобретения ниже приводится ряд терминов. Термины, определенные в настоящем документе, имеют значения, обычно понимаемые специалистами средней квалификации в областях, относящихся к данному изобретению. Такие термины как «какой-либо», «один» и «данный», «конкретный» не относятся исключительно к единственному числу, но включают в себя общий класс, конкретный пример которого может использоваться для наглядности. Терминология, используемая в данном документе, используется для описания конкретных вариантов исполнения изобретения, но их использование не ограничивает изобретение, за исключением предусмотренного в формуле изобретения.

[0021] Применительно к фиг. 1 данное изобретение может быть исполнено в качестве изолирующего дыхательного аппарата 10. Изолирующий дыхательный аппарат 10 включает в себя передвижную перегородку 20, расположенную в корпусе 12. Например, в корпусе 12 может быть камера 14, разделенная передвижной перегородкой 20. В передвижной перегородке 20 есть сторона приведения в действие 22 и сторона пациента 24. Например, если передвижная перегородка 20 разделяет стороны камеры 14, передвижная перегородка 20 разделяет камеру 14 на сторону приведения в действие 22 и сторону пациента 24. Передвижная перегородка 2 0 может быть любой приемлемой конфигурации, например, в виде гофрированной мембраны, пакета, лопасти и т.д. (данные примеры ссылаются на гофрированную мембрану исключительно для удобства и не предназначены для ограничения объема данного изобретения).

[0022] Корпус 12 имеет отверстие для вентилятора 16 для пневматического соединения между стороной приведения в действие 22 и вентилятором или идентичным устройством. Таким образом, например, вентилятор может обеспечить циркуляцию потока внутрь и наружу стороны приведения в действие 22 корпуса 12. В корпусе 12 также есть отверстие для пациента 18 для пневматического соединения между стороной пациента 24 и пациентом. Например, отверстие пациента 18 может быть соединено с эндотрахеальной трубкой, расположенной в дыхательных путях пациента. По мере того, как поток газа поступает на сторону приведения в действие 22, передвижная перегородка 20 перемещается в направлении стороны пациента 24 и, таким образом, обеспечивает поток газа со стороны пациента 24 к пациенту (поток на вдохе). По мере выхода газа из стороны приведения в действие 22 к вентилятору на выдохе, передвижная перегородка 20 перемещается в направлении стороны приведения в действие 22, таким образом позволяя газу протекать от пациента к стороне пациента 24 (поток на выдохе). Необходимо понимать, что другие факторы могут оказывать влияние на поток газа и движение перегородки 20, в том числе самостоятельное дыхание пациента. Необходимо также понимать, что прочие компоненты контура анестезии и системы анестезии (т.е. наркозный испаритель, установка для очистки воздуха от углекислого газа, система подачи свежего газа и регулятор) могут также быть пневматически связанными со стороной пациента контура.

[0023] В соответствии с описанным выше, утечка газа на стороне пациента 24 (в том числе с компонентов, пневматически соединенных со стороной пациента 24) приведет к снижению объема газа на стороне пациента 24 и, таким образом, передвижение перегородки 20 может быть смещено в направлении стороны пациента 2 4 ввиду снижения объема. Таким образом, передвижная перегородка 20 может достигнуть максимального смещения в течение потока на вдохе, когда непрекращающийся поток газа на сторону приведения в действие 24 заблокирован и не обеспечит дальнейший поток со стороны пациента 24 к пациенту.

[0024] Для компенсации утечки изолирующий дыхательный аппарат 10 включает в себя шунт 30, который определяет путь байпасного потока (показан стрелочкой «А») со стороны приведения в действие 22 до стороны пациента 24. Таким образом, байпасный поток газа направляется со стороны приведения в действие 22 до стороны пациента 24, если передвижная перегородка 20 находится на максимальном удалении от стороны пациента 22. Испаритель 40 может располагаться на пути байпасного потока шунта 30 для обеспечения пациента ингаляционным анестетиком. Испаритель 4 0 может быть, например, испарителем низкого сопротивления или испарителем перегонного типа, чтобы газ можно было сквозь него проталкивать. Можно предусмотреть другие формы испарителей низкого сопротивления или анестетического ингалятора.

[0025] Дополнительная наглядность обеспечивается при помощи использования стандартной конфигурации, когда передвижная перегородка представляет собой гофрированную мембрану, которая опускается на вдохе. При опускании гофрированной мембраны (на вдохе) теоретически в перегородке нет падения давления или оно несущественное, поэтому на шунте практически одинаковое входное 41 (сторона приведения в действие) и выходное 42 (сторона пациента) давление. Испаритель является несоответствующим, поэтому при подаче газа в камеру вентилятором нет основания для потока через шунт. По мере опускания гофрированной мембраны, газ будет попадать через изолирующий дыхательный аппарат со стороны пациента в легкие пациента, поскольку легкие являются соответствующими и расширяются под давлением, а также потому что присутствует падение давления в камере со стороны пациента до альвеол при проходе потока воздуха через бронхи пациента.

[0026] В данной стандартной конфигурации масса вертикальной гофрированной мембраны способствует давлению на сторону пациента, в результате чего давление на стороне пациента становится большим, чем давление на стороне приведения в действие. Данная масса перегородки может быть рассчитана таким образом, чтобы заранее задать значение разности давлений между стороной пациента и стороной приведения в действие. Данная заранее заданная разносить давлений может быть выбрана для обеспечения отсутствия прямого потока через шунт (т.е. со стороны приведения в действие и до стороны пациента) до тех пор, пока опускание гофрированной мембраны не остановлено максимальным смещением. Например, если поверхность гофрированной мембраны составляет 300 см², (примерно 7,5 дюймов диаметром), а масса гофрированной мембраны составляет 150 г (примерно 5 унций), то гофрированная мембрана добавит 0,5 г/см² (примерно 0,5 см Н₂О) давления на сторону пациента. Указанная разность давлений (далее «давление перегородки») будет препятствовать прямому потоку через шунт со стороны приведения в действие до стороны пациента. Другие способы для создания такого «давления перегородки» станут очевидными в рамках данного изобретения, например, использование пружин или эластичных компонентов.

[0027] На этапе вдоха механической вентиляции положительного давления, падение давления со стороны пациента 24 изолирующего дыхательного аппарата 10 в альвеолы приближается к падению давления с вентилятора на альвеолы. Такое падение давления вызвано потоком воздуха через сопротивление эндотрахеальной трубки, трахеостомической трубки или дыхательных путей в легких (см. фиг. 2). Если проход от вентилятора к эндотрахеальной трубке внезапно закупорен, поток останавливается и давление в эндотрахеальной трубке падает до тех пор, пока не сравняется с альвеолярным давлением в нижней части. Данная разность давлений между вентилятором и альвеолами представляет собой давление входе, которое проталкивает воздух через дыхательные пути в легкие при положительном давлении механической вентиляции.

[0028] Если объема газа на стороне пациента недостаточно (т.е. в результате утечки на стороне пациента), передвижная перегородка будет максимально сдвинута в середине вдоха. Например, в варианте исполнения с гофрированной мембраной, приведенном выше, гофрированная мембрана прекратит опускаться, когда упирается в собственные сгруппированные складки или при упоре в заранее установленный механический стопор. В вариантах исполнения со стопором, например, показанным на фиг. 3, когда передвижная перегородка 120 упирается в стопор 126, передвижная перегородка 120 смещена в направлении стороны пациента 124, а сторона пациента 124 максимально освобождена. Прохождение через дыхательные пути временно уменьшается или прекращается, когда воздух перераспределяется внутри легкого (в направлении альвеол), а давление на стороне пациента 124 падает до уровня давления в альвеолах. Давление газа, поступающего в шунт 130 (например, со стороны приведения в действие 122) после этого превышает давление на выходе на стороне пациента шунта 130, которое само превышает давление в альвеолах. Данная разность давлений создает обходной поток через шунт 130 со стороны приведения в действие 122 до стороны пациента 124 и оттуда в расширяющиеся легкие. Таким образом движение газа через шунт 130 осуществляется только когда вдох пациента прерван прекращением снижения гофрированной мембраны 120.

[0029] На фиг. 3 также показан вариант исполнения изолирующего дыхательного аппарата 100, когда шунт 130 оснащен клапаном 132, расположенным на пути байпасного потока. Клапан 132 настроен таким образом, чтобы препятствовать потоку жидкости со стороны пациента 124 на сторону приведения в действие 122 (например, обратный ток). Например, клапан 132 может быть запорным клапаном для обеспечения потока только вперед через шунт 130. Таким образом, изолирующий дыхательный аппарат 100 может выступать в роли анестезиологического аппарата - перегородка 120 опустилась до стопоров 126, воздух вентилятора теперь проходит через шунт 130, получает анестезирующее средство с испарителя 14 0, возвращается до стороны пациента 124 корпуса 112, после чего проходит через отверстие пациента 118 to в легкие пациента. Обратному течению через шунт 130 постоянно препятствует запорный клапан 132. Запорный клапан 132 может быть помещен в положение притока или в положение оттока вентилятора, чтобы обеспечить только прямой поток со стороны приведения в действие 122 до стороны пациента 124. В некоторых вариантах исполнения запорный клапан 132 может быть настроен таким образом, чтобы пропускать поток только когда в нем есть падение давления, которое может выражаться в доле сантиметра воды.

[0030] На фиг. 4 показан другой вариант исполнения изолирующего дыхательного аппарата 200 в соответствии с данным изобретением. Шунт 230 данного варианта исполнения включает в себя свисток 234, расположенный на пути байпасного потока. Таким образом, байпасный поток газа через шунт 230 активирует свисток 234, таким образом оповещая оператора о потоке и сигнализируя о наличии утечки, требующей устранения. Могут быть предусмотрены другие сигналы расхода потока вместо или в дополнение к свистку 234. В некоторых вариантах исполнения изолирующего дыхательного аппарата 210 может быть предусмотрен измеритель расхода 236 в шунте 230.

[0031] На фиг. 5 показан другой вариант исполнения изолирующего дыхательного аппарата 300, который можно использовать в качестве изолирующего анестезиологического аппарата, при котором шунт 330 включает в себя испаритель 340, расположенный на пути байпасного потока. Испаритель 34 0 может быть оснащен отверстием для свежего газа 342 для подачи свежего газа на сторону пациента. Таким образом испаритель 340 может впрыскивать анестезирующее средство как в поток свежего газа (обозначенный как «D»), так и в пути байпасного потока (А). Испаритель 340 может использоваться для непрерывной подачи анестезирующего средства на изолирующий дыхательный аппарат 300. Установка для очистки воздуха от углекислого газа 345 может располагаться в непрерывности потока выдыхаемого пациентом воздуха и функцией в составе шунта 330. В некоторых вариантах исполнения путь байпасного потока шунта 330 включает в себя установку для очистки воздуха от углекислого газа 345 с обратным клапаном пациента 346. Таким образом обратный клапан пациента 346 имеет пневматическое соединение со стороной пациента посредством установки для очистки воздуха от углекислого газа 345.

[0032] На фиг. 6А и 6В показан пример другого варианта исполнения данного изобретения, в котором изолирующий дыхательный аппарат 4 00 настроен как «частичный сепаратор». Такой вариант исполнения включает в себя передвижную перегородку, в состав которой входит «парус» 420 и стационарная перегородка 421. В данном варианте исполнения пациент и сторона приведения в действие изолирующего дыхательного аппарата 4 00 разделены парусом 420, который свободно вращается в пределах корпуса 412. Парус 420 может приближаться к стационарной перегородке 421 перегородки с любого направления. Вентиляция с положительным давлением подает газ на сторону приведения в действие 422 посредством отверстия вентилятора 423 и толкает парус 420 в направлении стопора 426 на стороне пациента 424 корпуса 412. Когда парус 420 упирается в стопор 426, после этого газ не может быть вытолкнут в направлении пациента, при этом оставшаяся часть планового вентиляторного дыхания прекращается.

[0033] На фиг. 7А и 7 В показано размещение шунта 430, который включает испаритель 440 в соответствии с описанным выше, с входным отверстием 421, расположенным таким образом, чтобы находиться на стороне приведения в действие 422 перегородки 420, когда парус 420 упирается в стопор стороны пациента 426, а выходное отверстие 428 расположено на стороне пациента 424, когда парус 420 упирается в стопор на стороне пациента 426. Данный шунт 430 выполняет такие же функции, как и описанные выше (фиг. 3). На фигурах показано, что при вдохе входящее и обратное давление шунта равны, за исключением случаев, когда парус 420 упирается в стопор на стороне пациента 426, в результате чего давление на стороне пациента падает до альвеолярного давления. Когда парус 420 находится в любом другом положении, указанные давления равны, и через шунт 430 протока нет. Отверстие пациента 429 изолирующего дыхательного аппарата расположено таким образом, чтобы принимать газ со стороны пациента изолирующего дыхательного аппарата 424 или с выходного отверстия 428 шунта 428.

[0034] Путем соединения стороны приведения в действие 422 корпуса 412 со стороной пациента 424 шунт 430 обеспечивает путь байпасного потока, при котором часть количества воздуха, обмениваемого за одно дыхание, которое больше не может перемещать парус 420, может получать анестезирующее средство и достигать пациента (функция 1). Шунт 430, расположенный таким образом, не пропускает ни один обходной поток, когда парус 420 не контактирует со стопором 426 (функция 2). Кроме этого, на фиг. 8 показана система, при которой функция 1 может быть реализована путем соединения шунта 530 со стороны приведения в действие 522 через испаритель 540 напрямую с дыхательными путями пациента (см, например, фиг. 8), но данная альтернатива не реализует функцию 2. По причине того, что легкие пациента являются увеличивающимися, положительное давление с вентилятора будет протекать через шунт 530 на этапе вдоха при механической вентиляции легких, не зависимо от наличия утечки. Подобный путь байпасного потока нежелательный, поскольку его функциональность добавляется к контурному потоку свежего газа неконтролируемым образом даже при отсутствии утечки. В результате метаболизмов пациент производит углекислый газ, который химически обменивается материалом скруббера на воду и пары воды. В результате этого возникает увлажнение контура анестезии. Маленькие пациенты производят небольшие объемы углекислого газа. Соответственно, избыточный поток свежего газа у маленьких пациентов снижает влажность и обезвоживает дыхательные пути пациента. Для устранения беспрерывного потока на фиг. 9 показана часть изолирующего дыхательного аппарата, когда непрерывному обходному потоку через шунт 630 препятствует задвижка 638, которая перекрывает приток на шунт до открытия задвижки, когда сторона пациента 624 максимально освобождена (например, когда парус 620 открывает задвижку 638 при максимальном смещении).

[0035] Испарители низкого сопротивления (нагнетательного типа) подвержены неточной подаче анестезирующего средства при колебаниях внутреннего давления испарителя, по причине процесса под названием «нагнетание анестезирующего средства». Для общего пользования испаритель открыт для воздуха на входящей стороне и открыт для дыхательных путей пациента на выходной стороне. Устройство для вентиляции легких пациента, например самонадувающийся вентиляторный пакет, часто помещается между испарителем и пациентом. Если нет клапана между испарителем и пакетом, давление может передаваться в обратном направлении, сжимая газ в анестетической камере и байпасной линии. В результате этого дополнительное анестетическое средство выводится из испарителя в обратном направлении или добавляется в байпасную линию. В любом случае, при следующем вдохе пациента или при повторном надувании пакета анестетическое средство из байпасной линии смешивается с анестетическим средством из анестетической камеры, увеличивая концентрацию анестетического средства, вводимого пациенту. Ввиду того, что концентрация анестетического средства в анестетической камере испарителя достаточно высокая для волатильных анестетических средств, данный эффект может быть существенным. Во избежание этого между испарителем и вентиляторным пакетом помещается запорный клапан, который открывается только в направлении пациента. Подобная конфигурация препятствует обратному потоку и «нагнетанию анестезирующего средства».

[0036] В некоторых вариантах исполнения данного изобретения испаритель подвержен колеблющимся давлениям на притоке и оттоке. Следовательно, может быть целесообразно защищать приток и отток испарителя во избежание возможного нагнетания анестезирующего средства. На фиг. 10 показан вариант исполнения, при котором изолирующий дыхательный аппарат включает канал 730 с запорным клапаном 736 во избежание воздействия на анестетическую камеру испарителя 740 давления на стороне пациента 724 передвижной перегородки 720. Запорный клапан 736 открывает направление потока байпасного газа при подаче газа через испаритель. Размещение на стороне притока запорного клапана, который открывается в направлении стороны приведения в действие 722 перегородки 720 будет препятствовать притоку в испаритель 740. Соответственно, на стороне притока испаритель 740 защищен старлинговым резистором 737. Старлинговый резистор 737 имеет внутреннее давление, открытое в сторону приведения в действие 722 корпуса 712 и окружающее давление, открытое в сторону пациента 724 корпуса 712. Данный резистор 737 пропускает поток и передает давление, только когда перегородка 720 упирается в стопор 726 и падает давление на стороне пациента 724. Во все остальное время во время респираторного цикла пациента давление на стороне пациента перегородки 720 превышает давление на стороне приведения в действие 722 по причине массы гофрированной мембраны как во время самостоятельного дыхания пациента, так и при вентиляции с положительным давлением, при этом старлинговый резистор 737 закрыт. Данная конфигурация защищает испаритель 740 от перепадов давления на стороне притока и оттока, за исключением случаев, когда потоку необходимо проходить через испаритель 740.

[0037] Схожий механизм может быть задействован для пропуска потока выходящих газов со стороны пациента изолирующего дыхательного аппарата (положительное давление в конце выдоха) при давлении, регулируемом вентилятором. Выдыхаемый воздух пациентов, который прошел через основной испаритель изолирующего анестезиологического аппарата, протекает через скруббер углекислого газа и поступает на сторону пациента 824 устройства 800. На фиг. 11 показан изолирующий дыхательный аппарат 800 с постоянным притоком свежего газа до стороны пациента 824. Поток свежего газа может быть, например, между 0,5 и 5 литрами в минуту. В некоторых вариантах исполнения данный поток составляет между 0,5 и 2,5 литрами в минуту. Когда часть поступающего газа не выдыхается, гофрированная мембрана 820 разбухает и поднимается до тех пор, пока не упрется в стопор 827. После этого поднимается давление на стороне пациента (824), которое препятствует выдоху пациента до стороны пациента 82 4 корпуса.

[0038] По этой причине типовой изолирующий дыхательный аппарат 810, показанный на фиг. 11, включает в себя выпускной трубопровод 850, который определяет путь потока выходящих газов (обозначенный как «Е»). Выпускной трубопровод 850 включает в себя старлинговый резистор 852, расположенный на пути потока выходящих газов. Старлинговый резистор 852 оснащен внутренним каналом, соединенным со стороной пациента 824 корпуса 812 и имеет окружающее давление, соединенное со стороной приведения в действие 822 корпуса 812. В некоторых вариантах исполнения выпускной клапан 854 предусмотрен на пути потока выходящих газов. Выпускной клапан 854 может быть передвинут в сторону открытия, только когда падение давления в выпускном клапане 854 превышает давление перегородки (разность давлений, вызванная массой передвижной перегородки 820). Таким образом выпускной клапан 854 будет открыт только когда движению перегородки 820 препятствует стопор стороны приведения в действие 827. Например, приток в выпускной трубопровод 850 может быть защищен выпускным клапаном 854, для чего требуется падение давления (k) в выпускном клапане, поскольку выбран клапан для открытия k для предотвращения открытия выпускного клапана 854 до того, как давление на стороне пациента 824 устройства 810 превышает давление на стороне приведения в действие 822 более чем на давление перегородки. Это происходит только когда перегородка 820 упирается в стопор стороны приведения в действие 827 и продолжается выдыхание, под воздействием отхода грудной клетки, при этом значение k может быть задано, например, слегка более высоким, чем масса перегородки, разделенная на ее площадь («давление перегородки» детально описано выше). В обратном случае выпускной клапан открывается в течение всего дыхательного цикла, создавая массивную утечку, при этом вентилирование легких пациента не будет осуществляться устройством.

[0039] Таким образом прохождение выходящих газов через выпускной трубопровод 850 разрешено только когда перегородка 820 упирается в верхний стопор 827, а давление, при котором происходят выходящие газы, регулируется системой положительного давления в конце выдоха клапана или вентилятора, приспособленной к стороне приведения в действие 822 устройства 810. Положительное давление в конце выдоха пациента после этого превысит заданное значение положительного давления в конце выдоха вентилятора на k см концентрации О² в выдыхаемом воздухе, где k может быть настолько низким, как 1 см концентрации О² в выдыхаемом воздухе.

[0040] Несмотря на то, что данное изобретение было описано в отношении одного или нескольких конкретных вариантов исполнения, подразумевается, что другие варианты исполнения данного изобретения могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема изобретения. Таким образом, настоящее изобретение считается ограниченным только прилагаемыми формулами изобретения и их обоснованной интерпретацией.

[0041] Предполагается, что любой вариант исполнения, описанный здесь, может быть реализован применимо к любому способу, комплекту, веществу или сочетанию данного изобретения, и наоборот. Кроме того, сочетания данного изобретения можно использовать для достижения способов изобретения.

[0042] Понимается, что конкретные варианты исполнения, описанные в настоящем документе, продемонстрированы при помощи фигур, а не в качестве ограничения изобретения. Основные функции данного изобретения могут быть реализованы в разных вариантах исполнения без отклонения от объема изобретения. Специалисты, квалифицированные в данной области, признают или смогут установить при помощи стандартных тестов, многочисленные эквиваленты конкретных процедур, описанных в настоящем документе, которые считаются находящимися в рамках объема изобретения и на которые распространяются данные формулы изобретения.

[0043] Все публикации и патентные заявки, упомянутые в настоящем описании, отражают уровень навыка специалистов, квалифицированных в области, к которой относится данное изобретение. Все публикации и патентные заявки инкорпорированы в описание путем ссылки в таких же объемах, как если бы каждая отдельная публикация или патентная заявка были прямо и по отдельности заявлены как инкорпорированные путем ссылки.

[004 4] Использование слова «какой-либо» в связи с термином «включающий в себя» в патентных формулах и/или описаниях может означать «один», но также согласуется со значением «один или более», «как минимум один» и «один или более чем один».

Использование термина «или» в патентных формулах означает «и/или», если не указано его использование применимо к другим вариантам, или если другие варианты являются взаимоисключающими, несмотря на то что изобретение поддерживает определение, которое относится только к другим вариантам и «и/или». В тексте данной патентной заявки термин «примерно» используется для указания того, что значение подразумевает присущую ему погрешность в отношении устройства, способа, используемого для определения значения или отклонение, которое существует среди субъектов исследования.

[0045] При использовании в данном описании и формуле изобретения (формулах изобретения) слов «включая» (и любых форм слова «включая», например, «включительно» и «включать»), «имея» (и любых форм слова «имея», таких как «иметь» и «имеет»), «в том числе» (и любых форм слова «в том числе», таких как «включая» и «включительно») или «содержащий» (и любых форм слова, таких как «содержит» и «содержать»), данные слова включают в себя и не исключают дополнительные, неуказанные элементы или этапы способов. В вариантах исполнения любых составов и способов, предусмотренных в настоящем описании, слово «включая» может быть заменено словами «фактически состоит из» или «состоит из». При использовании в данном описании и формуле изобретения фраза «фактически состоящий из» требует конкретных точно определенных целых чисел или этапов, а также чисел или этапов, которые не оказывают существенное влияние на характер или функцию изобретения, описанного в формуле изобретения. При использовании в данном описании и формуле изобретения термин «состоящий из» используется для описания наличия целого числа (например, функции, элемента, характеристики, свойства, этапа способа/процесса или ограничения) или только группы целых чисел (например, функции (функций), элемента (элементов), характеристики (характеристик), свойства (свойств), этапов способа/процесса или ограничения (ограничений).

[0046] Термин «или их сочетания» относится ко всем комбинациям и сочетаниям перечисленных объектов, предшествовавшим данному термину. Например, «А, В, С или их сочетание» подразумевает включение как минимум одного из следующего: А, В, С, АВ, АС, ВС или ABC, а если в определенном контексте важен порядок, также ВА, СА, СВ, СВА, ВСА, АСВ, ВАС или CAB. В продолжение данного примера прямо включены сочетания, которые содержат повторения одного или нескольких предметов или терминов, например ВВ, AAA, АВ, ВВС, АААВСССС, СВВААА, САВАВВ и так далее. Это будет понятно квалифицированному специалисту, кроме того, нет ограничения количества объектов или терминов в любом их сочетании, если иное прямо не следует из контекста.

[0047] При использовании в данном описании аппроксимации, такие как «в том числе», «без ограничения», «примерно», «существенно» или «существенный» относятся к условию, которое, при изменении или понимании подобным образом, не обязательно является абсолютным или идеальным, но будет считаться для квалифицированного специалиста в данной области как гарантирующее наличие такого условия. Насколько данное описание может отличаться, зависит от того, насколько большое изменение может быть реализовано и признано квалифицированным специалистом в данной области как измененное свойство, которое по-прежнему обладает необходимыми

характеристиками и возможностями неизмененного свойства. В целом, но с учетом описанного выше, цифровое значение, используемое в данном описании, которое изменено при помощи термина аппроксимации, такого как, например, «примерно», может отличаться от заявленного значения не менее чем на ±1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 12 or 15%.

[0048] Все сочетания и/или способы, предусмотренные и заявленные в данном описании, могут быть реализованы и исполнены без проведения излишних экспериментов в связи с данным изобретением. В то время как сочетания и способы данного изобретения описаны в терминах предпочтительных вариантов исполнения, квалифицированному специалисту в данной области станет понятно, что возможны вариации сочетаний и/или способов, а также этапов или последовательности этапов способа, описанного в данном тексте без отклонения от концепции, сущности и объема изобретения. Все подобные замены и изменения, очевидные квалифицированному специалисту в данной области, считаются находящимися в рамках сущности, объема и концепции изобретения, определенных в прилагаемых формулах изобретения.

[0049] Для содействия патентному бюро и читателям патента, выданного на основании данной заявки, в толковании прилагаемых формул изобретения, соискатели хотят отметить, что они не намереваются ссылаться в прилагаемых формулах изобретения на параграф 6 статьи 35 Кодекса Соединенных Штатов Америки, пункт 112 Кодекса Соединенных Штатов Америки, параграф (1) пункта 112 Кодекса Соединенных Штатов Америки или их эквиваленты в их редакции на дату подачи настоящей заявки, за исключением случаев, когда слова «предназначающийся для» или «этап для» прямо используются в определенной формуле изобретения.

[0050] В отношении каждой формулы изобретения, каждый зависимый пункт патентной формулы может зависеть как от самостоятельного пункта формулы изобретения, так и от каждого предыдущего зависимого пункта патентной формулы в отношении каждой формулы изобретения при условии, что предыдущие формулы изобретения предлагают надлежащее предшествующее основания для термина или элемента формулы изобретения.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к изолирующему анестезиологическому дыхательному аппарату и способу компенсации утечек в изолирующем анестезиологическом дыхательном аппарате. Дыхательный аппарат содержит передвижную перегородку со стороной приведения в действие на первой стороне передвижной перегородки и стороной пациента на второй стороне передвижной перегородки. Дыхательный аппарат включает корпус вокруг передвижной перегородки с отверстием для вентилятора для пневматического соединения между вентилятором и стороной приведения в действие, а также отверстием у пациента для пневматического соединения между стороной пациента и пациентом. Дыхательный аппарат включает шунт, определяющий путь байпасного потока шунта со стороны приведения в действие и до стороны пациента, если передвижная перегородка максимально смещена в сторону пациента. Шунт заблокирован во время нормальной работы и разблокирован для обеспечения протекания потока жидкости со стороны приведения в действие к стороне пациента, когда сторона пациента максимально освобождена, а передвижная перегородка максимально смещена к стороне пациента. Шунт включает в себя сигнал расхода потока. Дыхательный аппарат содержит испаритель, расположенный в пути байпасного потока шунта. Способ компенсации утечек включает в себя обеспечение изолирующего дыхательного аппарата с передвижной перегородкой для потока газа на стороне пациента изолирующего дыхательного аппарата в ответ на поток газа на стороне приведения в действие изолирующего дыхательного аппарата. Способ компенсации утечек включает в себя обеспечение потока газа на стороне приведения в действие для перемещения передвижной перегородки в направлении стороны пациента, таким образом вызывая поток газа со стороны пациента. Способ компенсации утечек включает в себя обеспечение потока байпасного газа со стороны приведения в действия на сторону пациента, в обход передвижной перегородки, если передвижная перегородка достигает максимального перемещения в направлении стороны пациента. Техническим результатом является автоматическая компенсация утечек со стороны пациента изолирующего дыхательного аппарата, чтобы обеспечить достаточно времени для задержки реакции со стороны оператора. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат, содержащий:

передвижную перегородку со стороной приведения в действие на первой стороне передвижной перегородки и стороной пациента на второй стороне передвижной перегородки;

корпус вокруг передвижной перегородки с отверстием для вентилятора для пневматического соединения между вентилятором и стороной приведения в действие, а также отверстием у пациента для пневматического соединения между стороной пациента и пациентом; и

шунт, определяющий путь байпасного потока шунта со стороны приведения в действие и до стороны пациента, если передвижная перегородка максимально смещена в сторону пациента; при этом шунт заблокирован во время нормальной работы и разблокирован для обеспечения протекания потока жидкости со стороны приведения в действие к стороне пациента, когда сторона пациента максимально освобождена, а передвижная перегородка максимально смещена к стороне пациента;

при этом шунт включает в себя сигнал расхода потока;

испаритель, расположенный в пути байпасного потока шунта.

2. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что испаритель включает в себя отверстие для свежего газа для получения свежего газа и его подачи на сторону пациента.

3. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.2, отличающийся тем, что путь байпасного потока шунта дополнительно включают в себя установку для очистки воздуха от углекислого газа, при этом возвратное отверстие у пациента пневматически соединено со стороной пациента при помощи установки для очистки воздуха от углекислого газа.

4. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что шунт включает в себя клапан, расположенный в пути байпасного потока для предотвращения потока жидкости со стороны пациента к стороне приведения в действие.

5. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.4, отличающийся тем, что клапан представляет собой запорный клапан, настроенный таким образом, чтобы обеспечить прохождение потока, когда падение давления в запорном клапане превышает пороговое значение.

6. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.4, отличающийся тем, что клапан представляет собой старлинговый резистор, настроенный таким образом, чтобы позволять прохождение потока в испаритель, когда давление на стороне пациента меньше давления на стороне приведения в действие.

7. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.6, отличающийся тем, что шунт дополнительно включает в себя запорный клапан, расположенный на пути байпасного потока между испарителем и стороной пациента.

8. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что шунт включает в себя измеритель расхода.

9. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что сигнал расхода потока представляет собой свисток.

10. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что пути байпасного потока шунта включают в себя установку для очистки воздуха от углекислого газа, при этом обратный клапан пациента пневматически соединен со стороной пациента путем установки для очистки воздуха от углекислого газа.

11. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя выпускной трубопровод, который определяет путь потока выходящих газов со стороны пациента, при этом выпускной трубопровод оснащен старлинговым резистором, настроенным таким образом, чтобы выпустить поток выходящих газов со стороны пациента, когда давление на стороне пациента превышает суммарное давление на стороне приведения в действие и давление, генерируемое перегородкой.

12. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.11, отличающийся тем, что выпускной трубопровод дополнительно включает в себя выпускной клапан, расположенный в потоке выходящих газов между стороной пациента и старлинговым резистором, когда выпускной клапан настроен таким образом, чтобы пропускать поток выходящих газов, когда падение давления в выпускном клапане превышает давление перегородки, вызванное массой передвижной перегородки.

13. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.1, отличающийся тем, что передвижная перегородка настроена таким образом, чтобы увеличить давление в корпусе на стороне пациента.

14. Изолирующий анестезиологический дыхательный аппарат по п.13, отличающийся тем, что масса передвижной перегородки настроена таким образом, чтобы увеличить давление в корпусе на стороне пациента.

15. Способ компенсации утечек в изолирующем анестезиологическом дыхательном аппарате, включающий в себя:

обеспечение изолирующего дыхательного аппарата с передвижной перегородкой для потока газа на стороне пациента изолирующего дыхательного аппарата в ответ на поток газа на стороне приведения в действие изолирующего дыхательного аппарата;

обеспечение потока газа на стороне приведения в действие для перемещения передвижной перегородки в направлении стороны пациента, таким образом вызывая поток газа со стороны пациента; и

обеспечение потока байпасного газа со стороны приведения в действия на сторону пациента, в обход передвижной перегородки, если передвижная перегородка достигает максимального перемещения в направлении стороны пациента.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что осуществляется препятствие потоку байпасного газа, если передвижная перегородка максимально не смещена в направлении стороны пациента.

17. Способ по п.15, отличающийся тем, что осуществляется анестезирующий испаритель между стороной пациента и пациентом для обеспечения анестезии пациента путем потока газа.