BR102012028313B1 - ANESTHESIA APPLIANCE - Google Patents
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Abstract
circuito respiratório para aparelhos de anestesia e aparelho de anestesia. a presente invenção refere-se a um circuito de anestesia, utilizado em aparelhos de anestesia inalatória, que não possui pontos de estagnação de gases, visto que utiliza uma turbina (18) e uma válvula controladora de pressão (14), em adição a um duto longo (19) de fluxo laminar em contato com o ar externo.breathing circuit for anesthesia machines and anesthesia machine. the present invention relates to an anesthesia circuit, used in inhalation anesthesia machines, which does not have gas stagnation points, since it uses a turbine (18) and a pressure control valve (14), in addition to a long duct (19) of laminar flow in contact with the external air.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um circuito de anestesia, utilizado em aparelhos de anestesia inalatória, que não possui pontos de estagnação de gases, visto que utiliza uma turbina e uma válvula controladora de pressão, em adição a um reservatório de tubo longo em contato com o ar externo.[001] The present invention relates to an anesthesia circuit, used in inhalation anesthesia devices, which does not have gas stagnation points, since it uses a turbine and a pressure control valve, in addition to a tube reservoir long in contact with outside air.
[002] Em diversos tipos de cirurgia, o paciente deve ser curarizado, para evitar contrações musculares que podem dificultar ou causar acidentes durante a operação. Deste modo, na medicina moderna, é indispensável o uso de circuitos respiratórios em aparelhos de anestesia, pois estes possibilitam a respiração de pacientes anestesiados com paralisação total dos músculos, e, portanto, sem controle de seu sistema respiratório.[002] In several types of surgery, the patient must be curarized, to avoid muscle contractions that can hinder or cause accidents during the operation. Thus, in modern medicine, it is essential to use respiratory circuits in anesthesia machines, as these allow the breathing of anesthetized patients with total paralysis of the muscles, and, therefore, without control of their respiratory system.
[003] Os aparelhos de anestesia geralmente compreendem uma parte denominada seção de fluxo contínuo e outra parte denominada de circuito respiratório. A seção de fluxo contínuo é o trecho do circuito em que gases, geralmente oxigênio, óxido nitroso ou ar, são dosados e misturados, e posteriormente conduzidos ao vaporizador calibrado, onde o anestésico é adicionado, formando assim um fluxo de gás fresco. Já o circuito respiratório é o local em que o ciclo respiratório do paciente é gerado.[003] Anesthesia devices generally comprise a part called a continuous flow section and another part called a respiratory circuit. The continuous flow section is the section of the circuit in which gases, usually oxygen, nitrous oxide or air, are dosed and mixed, and subsequently conducted to the calibrated vaporizer, where the anesthetic is added, thus forming a flow of fresh gas. The respiratory circuit is the place where the patient's respiratory cycle is generated.
[004] Deste modo, seção de fluxo contínuo compreende, geralmente, rotâmetros e um vaporizador de anestésico, enquanto o circuito respiratório compreende, geralmente, uma válvula inspiratória conectada a um ramo inspiratório, uma válvula expiratória conectada a um ramo expiratório, uma peça em Y em contato com o ramo inspiratório e o ramo expiatório, bem como com o sistema respiratório do paciente, uma chave comutadora balão/ventilador, um balão, um filtro de cal sodada, uma válvula de limite de pressão, uma campânula compreendendo um fole movimentado por um ventilador externo.[004] In this way, a continuous flow section generally comprises rotameters and an anesthetic vaporizer, while the respiratory circuit generally comprises an inspiratory valve connected to an inspiratory branch, an expiratory valve connected to an expiratory branch, a piece in Y in contact with the inspiratory branch and the expiatory branch, as well as with the patient's respiratory system, a balloon / ventilator switch, a balloon, a soda lime filter, a pressure limit valve, a bell comprising a moved bellows by an external fan.
[005] Assim, o fluxo do gás é intermitente, de forma que o paciente deve inspirar uma mistura de gases anestésicos com oxigênio, e expirar uma mistura de oxigênio residual, anestésico residual em adição ao gás carbônico produzido em seus pulmões.[005] Thus, the gas flow is intermittent, so that the patient must inhale a mixture of anesthetic gases with oxygen, and exhale a mixture of residual oxygen, residual anesthetic in addition to the carbon dioxide produced in his lungs.
[006] No inicio do processo de anestesia, o paciente é induzido ao estado de anestesia, geralmente de forma manual, com a chave comutadora balão/ventilador na posição "balão". Este processo é denominado de indução, em que o médico anestesista bombeia a mistura de gases por meio do balão, com uma concentração alta de anestésico (podendo chegar a 8% volumétrico), até que o paciente esteja inconsciente. Após desacordar o paciente, a concentração de anestésico é reduzida a um nível de manutenção do plano anestésico (geralmente para cerca de 2%, dependendo do paciente e do agente anestésico), e a respiração controlada por aparelhos é iniciada, ao se modificar a posição da chave comutadora balão/ventilador para a posição "ventilador".[006] At the beginning of the anesthesia process, the patient is induced to the state of anesthesia, usually manually, with the balloon / fan switch in the "balloon" position. This process is called induction, in which the anesthesiologist pumps the gas mixture through the balloon, with a high concentration of anesthetic (which can reach 8% volumetric), until the patient is unconscious. After disagreeing with the patient, the concentration of anesthetic is reduced to a level of maintenance of the anesthetic plan (usually to about 2%, depending on the patient and the anesthetic agent), and breathing controlled by devices is initiated by changing the position of the balloon / fan switch to the "fan" position.
[007] Durante o processo de respiração controlada, o gás expirado pelo paciente deve ser filtrado para a retirada do gás carbônico, e ao restante da mistura de gases deve ser adicionado o gás fresco, repondo o oxigênio consumido pela respiração do paciente, para posteriormente ser reenviada ao pulmão do paciente, aproveitando-se assim de gases anestésicos e oxigênio residual da respiração.[007] During the process of controlled breathing, the gas expired by the patient must be filtered to remove carbon dioxide, and to the rest of the gas mixture, fresh gas must be added, replacing the oxygen consumed by the patient's breathing, for later be sent back to the patient's lung, thus taking advantage of anesthetic gases and residual oxygen from breathing.
[008] Assim, os sistemas de anestesia convencionais geralmente utilizam um circuito cíclico de respiração, denominado de circuito respiratório circular com reinalação, em que o gás carbônico da mistura de gases que está dentro do circuito é retirado por meio do filtro de cal sodada, e o restante da mistura de gases é recirculado.[008] Thus, conventional anesthesia systems generally use a cyclic breathing circuit, called a circular breathing circuit with rebreathing, in which the carbon dioxide from the gas mixture that is inside the circuit is removed through the soda lime filter, and the rest of the gas mixture is recirculated.
[009] Neste circuito, o gás expirado pelo paciente é direcionado para dentro do fole, que é um elemento passivo, montado dentro da campânula. Durante a expiração uma mistura de gases sai dos pulmões do paciente, o fole se infla (sobe) com a entrada do gás expirado. Durante a inspiração, uma mistura renovada de gases insufla os pulmões do paciente, ao se injetar um gás de propulsão para dentro da campânula, por fora do fole, por meio do ventilador externo, consequentemente desinflando o fole (impulsionando o gás do interior do fole para baixo) e formando um fluxo da mistura de gases, que passa pelo filtro de cal sodada, onde o gás carbônico é absorvido, e é então direcionado ao paciente. Por este motivo, nestes sistemas é necessária a presença de um ventilador externo, que gera o gás de propulsão para impulsionar o fole.[009] In this circuit, the gas expired by the patient is directed into the bellows, which is a passive element, mounted inside the bell. During exhalation a mixture of gases leaves the patient's lungs, the bellows inflates (rises) with the entry of the exhaled gas. During inspiration, a renewed mixture of gases inflates the patient's lungs, by injecting a propulsion gas into the bell, outside the bellows, by means of the external fan, consequently deflating the bellows (impelling the gas from the inside of the bellows. downwards) and forming a flow of the gas mixture, which passes through the soda lime filter, where the carbon dioxide is absorbed, and is then directed to the patient. For this reason, the presence of an external fan is necessary in these systems, which generates the propulsion gas to propel the bellows.
[010] A patente norte-americana US 5,673,688, por exemplo, descreve um circuito respiratório de anestesia convencional conforme descrito, que ainda monitora a concentração do dióxido de carbono (CO2) para controlar o fluxo de gás fresco por realimentação, de modo que a mistura de gases que é enviada aos pulmões do paciente seja isenta de CO2.[010] US patent 5,673,688, for example, describes a conventional anesthesia breathing circuit as described, which still monitors the concentration of carbon dioxide (CO2) to control the flow of fresh gas by feedback, so that mixture of gases that is sent to the patient's lungs is CO2-free.
[011] Outro tipo de aparelho de anestesia utiliza, no lugar da campânula e fole, um sistema de cilindro e pistão, que possui um êmbolo acoplado a um fuso e um motor (atuador linear). Este sistema gera o ciclo respiratório, utilizando a eletricidade como fonte de energia para a movimentação do motor. Deste modo, este sistema não compreende um ventilador externo, pois o ciclo respiratório é gerado pelo pistão.[011] Another type of anesthesia device uses, in place of the bell and bellows, a cylinder and piston system, which has a plunger coupled to a spindle and a motor (linear actuator). This system generates the respiratory cycle, using electricity as an energy source for the movement of the engine. Thus, this system does not include an external fan, as the respiratory cycle is generated by the piston.
[012] Já a patente norte-americana US 4,989,597 descreve um circuito respiratório em que, no lugar do fole e campânula utiliza um sistema de transmissão de pressão, denominado pelo inventor de trocador, feito de tubo corrugado, entre o ventilador externo e os gases do circuito de anestesia, evitando a diluição dos gases anestésicos. Este sistema, porém, não elimina a necessidade de um ventilador externo.[012] US patent 4,989,597 describes a breathing circuit in which, instead of the bellows and bell, it uses a pressure transmission system, named by the changer inventor, made of corrugated tube, between the external fan and the gases of the anesthesia circuit, avoiding the dilution of anesthetic gases. This system, however, does not eliminate the need for an external fan.
[013] O documento da técnica anterior US 2005/0103338 descreve um aparelho de anestesia que compreende dispositivos de medição para componentes de gás respiratório, com um primeiro e um segundo analisador de gás instalado de modo que a diferença entre uma concentração predeterminada e uma concentração medida na conexão do paciente seja minimizada.[013] The prior art document US 2005/0103338 describes an anesthesia device comprising measuring devices for respiratory gas components, with a first and a second gas analyzer installed so that the difference between a predetermined concentration and a concentration measurement on the patient connection is minimized.
[014] O documento da técnica anterior WO 00/78380 descreve um aparelho de anestesia que compreende um intensificador de pressão eletricamente acionável na forma de um soprador, o soprador sendo selecionado e energizado para auxiliar a inflação dos pulmões, mas sem interferir na respiração espontânea do paciente.[014] The prior art document WO 00/78380 describes an anesthesia machine comprising an electrically actionable pressure intensifier in the form of a blower, the blower being selected and energized to assist inflation of the lungs, but without interfering with spontaneous breathing. of the patient.
[015] Além disso, o documento da técnica anterior DE 20 2011 102 764 descreve um aparelho de anestesia que compreende um reservatório conectado a uma linha de reinalação, sendo o reservatório em forma de bolsa respiratória manual.[015] In addition, the prior art document DE 20 2011 102 764 describes an anesthesia machine comprising a reservoir connected to a rebreathing line, the reservoir being in the form of a manual respiratory bag.
[016] A grande desvantagem dos aparelhos de anestesia descritos é a imensa quantidade de elementos utilizados, como, por exemplo, campânulas, foles e ventilador externo. Adicionalmente, estes dispositivos são complexos e necessitam de extrema precisão, possuindo um elevado custo de fabricação, que encarece demasiadamente o preço final dos aparelhos de anestesia.[016] The major disadvantage of the anesthesia devices described is the immense amount of elements used, such as bellows, bellows and an external fan. In addition, these devices are complex and require extreme precision, having a high manufacturing cost, which makes the final price of anesthesia devices too expensive.
[017] Ainda, como não há um fluxo contínuo de gases em todos os elementos envolvidos (só o fole, por exemplo, compreende geralmente 2 litros de volume), o volume dos gases anestésicos estagnado no circuito é grande, e há uma grande demora na renovação da mistura do gás anestésico no circuito. Por exemplo, quando o anestesista altera a concentração de anestésico no vaporizador, os pontos de estagnação do gás devido à presença de grandes volumes residuais do fole, como; balão reservatório ou da camisa do pistão, esta alteração não ocorre de imediato nos gases inspirados pelo paciente. Nestes pontos de estagnação, o gás fresco entra, mistura por difusão com o gás parado no interior dos volumes residuais, e uma nova mistura de gases sai, na mesma quantidade da mistura que entrou, porém, com a composição muito semelhante à mistura antiga do interior do volume estagnado, mantendo nos pontos de estagnação, assim, uma mistura muito semelhante à mistura antiga. Deste modo, a renovação da composição nos pontos de estagnação do gás é realizada ciclo a ciclo, de forma extremamente lenta, inclusive retardando o momento em que o paciente deve ser acordado. Matematicamente, é previsto que, o tempo de equalização da concentração antiga com a concentração nova é infinito, ou seja, mesmo que a anestesia modifique a concentração da mistura de gases, a concentração de gases nestes elementos nunca será a concentração modificada e, portanto, a mistura será continuamente modificada pelo sistema que a controla.[017] Also, as there is not a continuous flow of gases in all the elements involved (only the bellows, for example, usually comprises 2 liters of volume), the volume of anesthetic gases stagnant in the circuit is large, and there is a long delay renewing the anesthetic gas mixture in the circuit. For example, when the anesthetist changes the concentration of anesthetic in the vaporizer, the gas stagnation points due to the presence of large residual volumes of the bellows, such as; reservoir balloon or piston liner, this change does not occur immediately in the gases inspired by the patient. In these stagnation points, fresh gas enters, mixes by diffusion with the gas stopped inside the residual volumes, and a new mixture of gases leaves, in the same amount of the mixture that entered, however, with the composition very similar to the old mixture of interior of the stagnant volume, keeping in the stagnation points, thus, a mixture very similar to the old mixture. In this way, the renewal of the composition at the gas stagnation points is carried out cycle by cycle, extremely slowly, including delaying the moment when the patient must be awakened. Mathematically, it is predicted that the time of equalization of the old concentration with the new concentration is infinite, that is, even if anesthesia changes the concentration of the gas mixture, the concentration of gases in these elements will never be the modified concentration and, therefore, the mixture will be continuously modified by the system that controls it.
[018] A importância de se eliminar todos os pontos de estagnação do circuito deriva da possibilidade e necessidade de se realizar a renovação do conteúdo interno do circuito de anestesia em um único ciclo respiratório, para que, ocorrendo qualquer mudança na composição da mistura de gases, o paciente receba de imediato a nova composição. Em uma anestesia geral inalatória, a concentração elevada de anestésico, que geralmente é usada na indução, não pode permanecer alta por um tempo muito longo, da ordem de alguns minutos, pois pode causar danos irreversíveis ao cérebro do paciente ou mesmo levar a óbito.[018] The importance of eliminating all points of stagnation in the circuit stems from the possibility and need to carry out the renewal of the internal content of the anesthesia circuit in a single respiratory cycle, so that, in the event of any change in the composition of the gas mixture , the patient immediately receives the new composition. In general inhalation anesthesia, the high concentration of anesthetic, which is generally used in induction, cannot remain high for a very long time, in the order of a few minutes, as it can cause irreversible damage to the patient's brain or even lead to death.
[019] Por outro lado, uma diminuição da concentração de anestésico pode causar a superficialização da anestesia, que normalmente é detectada pelo aumento da pressão arterial e da frequência cardíaca, sendo sinais de estresse causado pela dor sentida pelo paciente, que pode trazer consequências irreversíveis como distúrbios neurológicos pós-cirúrgicos, que se manifestam de diversas maneiras. A diminuição da concentração de anestésico no circuito, portanto, é desejável, porém uma superficialização da anestesia deve ser corrigida o mais rápido possível, dado o primeiro sinal de estresse. No estado da técnica, porém, tal correção é realizada aumentando a concentração de anestésico do gás fresco no vaporizador, contudo o resultado só é apreciado após um longo período de estabilização do novo patamar.[019] On the other hand, a decrease in anesthetic concentration may cause anesthesia to become superficial, which is usually detected by an increase in blood pressure and heart rate, being signs of stress caused by the pain felt by the patient, which can bring irreversible consequences as post-surgical neurological disorders, which manifest themselves in different ways. The decrease in the concentration of anesthetic in the circuit, therefore, is desirable, but a superficialization of anesthesia should be corrected as soon as possible, given the first sign of stress. In the state of the art, however, such correction is carried out by increasing the concentration of fresh gas anesthetic in the vaporizer, however the result is only appreciated after a long period of stabilization of the new level.
[020] Uma tentativa de solução deste problema é a patente norte- americana US 6,216,690, que descreve um aparelho de anestesia que compreende um monitor de concentração de agente anestésico, localizado no ramo inspiratório, para atuar na concentração do vaporizador, alterando a concentração do anestésico no gás fresco para valores muito elevados, tentando atingir rapidamente o novo patamar. Esta é uma forma de melhorar o tempo de resposta do ajuste da concentração, porém necessita de um monitor de agente anestésico, de custo elevado. Adicionalmente, a alteração da concentração de anestésico no vaporizador acima do necessário pode ultrapassar o ponto ideal e entrar em uma oscilação, que é uma operação bastante arriscada, onde a confiabilidade do sistema é crítica.[020] An attempt to solve this problem is the US patent US 6,216,690, which describes an anesthesia device that comprises an anesthetic agent concentration monitor, located in the inspiratory branch, to act on the vaporizer concentration, changing the concentration of the vaporizer. anesthetic in fresh gas to very high values, trying to quickly reach the new level. This is a way to improve the response time of the concentration adjustment, however it requires a monitor of anesthetic agent, of high cost. In addition, changing the concentration of anesthetic in the vaporizer above the necessary can exceed the ideal point and enter an oscillation, which is a very risky operation, where the reliability of the system is critical.
[021] Por fim, outra grande desvantagem dos aparelhos de anestesia descritos é a falta de controle exato da pressão residual no pulmão, ou seja, a falta de controle da pressão positiva ao fim da expiração (positive end-expiratory pressure - PEEP), causada pela necessidade de uma válvula de escape de excesso de gases anestésicos, que é aberta pela ação da pressão residual no circuito. Esta pressão deve ser controlada de modo exato, para que o paciente não apresente quadro de retenção de gás carbônico durante uma cirurgia longa.[021] Finally, another major disadvantage of the described anesthesia machines is the lack of exact control of the residual pressure in the lung, that is, the lack of control of the positive end-expiratory pressure (PEEP), caused by the need for an escape valve for excess anesthetic gases, which is opened by the action of residual pressure in the circuit. This pressure must be controlled exactly, so that the patient does not show carbon dioxide retention during a long surgery.
[022] Sendo assim, não existe no estado da técnica um circuito de respiração para aparelhos de anestesia simples, com poucos elementos construtivos, de baixo custo de produção e manutenção, e que compreenda ainda uma fácil troca de gases, permitindo um maior controle da concentração dos gases, bem como o controle exato da pressão pulmonar residual.[022] Therefore, in the state of the art, there is no breathing circuit for simple anesthesia devices, with few construction elements, low production and maintenance cost, and which also includes an easy exchange of gases, allowing greater control of the concentration of gases, as well as the exact control of residual pulmonary pressure.
[023] Um primeiro objetivo da presente invenção é prover um circuito de respiração para aparelhos de anestesia que possua poucos elementos construtivos, diminuindo os custos de produção e manutenção.[023] A first objective of the present invention is to provide a breathing circuit for anesthesia devices that has few construction elements, reducing the costs of production and maintenance.
[024] É outro objetivo da presente invenção prover um circuito de respiração para aparelhos de anestesia que compreenda um fluxo contínuo sem pontos de estagnação em toda trajetória do circuito, permitindo um maior controle da concentração dos gases.[024] It is another objective of the present invention to provide a breathing circuit for anesthesia devices that comprises a continuous flow without stagnation points in the entire path of the circuit, allowing greater control of the concentration of gases.
[025] Por fim, é um terceiro objetivo da presente invenção a melhoria no controle da pressão residual no pulmão dos pacientes anestesiados.[025] Finally, it is a third objective of the present invention to improve the control of residual pressure in the lung of anesthetized patients.
[026] Os objetivos são alcançados por meio de um aparelho de anestesia compreendendo ao menos um rotâmetro, conectado a um vaporizador de anestésico, que é conectado a elementos de contato com um sistema respiratório de um paciente. Os elementos de contato com o sistema respiratório são conectados a uma chave comutadora, que por sua vez é conectada a um balão conectado a um filtro de gás carbônico. Este filtro de gás carbônico é, ainda, conectado ao vaporizador de anestésico. O aparelho de anestesia compreende, ainda, uma turbina conectada ao filtro de gás carbônico, ao balão e a um reservatório de tubo longo, que é conectado a chave comutadora. O aparelho de anestesia de acordo com a presente invenção é configurado de modo a criar um fluxo de uma mistura de gases em direção ao sistema respiratório do paciente.[026] The objectives are achieved by means of an anesthesia device comprising at least one rotameter, connected to an anesthetic vaporizer, which is connected to elements in contact with a patient's respiratory system. The elements in contact with the respiratory system are connected to a switch switch, which in turn is connected to a balloon connected to a carbon dioxide filter. This carbon dioxide filter is also connected to the anesthetic vaporizer. The anesthesia machine also comprises a turbine connected to the carbon dioxide filter, the balloon and a long tube reservoir, which is connected to the switch. The anesthesia device according to the present invention is configured to create a flow of a mixture of gases towards the patient's respiratory system.
[027] Outro modo de concretização da presente invenção que alcança os objetivos determinados é um circuito respiratório para um aparelho de anestesia compreendendo elementos de contato com um sistema respiratório de um paciente, e compreendendo ainda uma turbina, conectada a um reservatório de tubo longo. O circuito respiratório é configurado de modo a criar um fluxo de uma mistura de gases em direção ao sistema respiratório do paciente.[027] Another embodiment of the present invention that achieves the stated objectives is a breathing circuit for an anesthesia device comprising elements of contact with a patient's respiratory system, and further comprising a turbine, connected to a long tube reservoir. The breathing circuit is configured to create a flow of a mixture of gases towards the patient's respiratory system.
[028] A presente invenção será descrita a seguir em maiores detalhes, com referência aos desenhos anexos, nos quais: Figura 1 - é uma representação dos aparelhos de anestesia do estado da técnica; Figura 2 - é uma representação de uma construção preferencial da presente invenção, apresentando o ciclo de inspiração na fase de indução; Figura 3 - é uma representação de uma construção preferencial da presente invenção, apresentando o ciclo de expiração na fase de indução; Figura 4 - é uma representação de uma construção preferencial da presente invenção, apresentando o ciclo de inspiração na fase de respiração controlada por aparelhos; e Figura 5 - é uma representação de uma construção preferencial da presente invenção, apresentando o ciclo de expiração na fase de respiração controlada por aparelhos.[028] The present invention will be described in greater detail below, with reference to the accompanying drawings, in which: Figure 1 - is a representation of the state-of-the-art anesthesia machines; Figure 2 - is a representation of a preferred construction of the present invention, showing the inspiration cycle in the induction phase; Figure 3 - is a representation of a preferred construction of the present invention, showing the expiration cycle in the induction phase; Figure 4 - is a representation of a preferred construction of the present invention, showing the inspiration cycle in the breathing phase controlled by devices; and Figure 5 - is a representation of a preferred construction of the present invention, showing the expiration cycle in the apparatus-controlled breathing phase.
[029] A figura 1 apresenta uma representação dos aparelhos de anestesia do estado da técnica. Como previamente explanado, os aparelhos de anestesia do estado da técnica compreendem uma parte denominada seção de fluxo contínuo e outra parte denominada de circuito respiratório.[029] Figure 1 shows a representation of the state-of-the-art anesthesia machines. As previously explained, state-of-the-art anesthesia machines comprise a part called a continuous flow section and another part called a respiratory circuit.
[030] Como pode ser visto na figura 1, no sistema convencional, na seção de fluxo contínuo os gases, preferencialmente oxido nitroso e oxigênio ou ar e oxigênio, são dosados por rotâmetros 1 que permitem o ajuste e a medição da vazão de cada um dos gases, mais o vaporizador de anestésico 2, que adiciona o anestésico vaporizado à mistura.[030] As can be seen in figure 1, in the conventional system, in the continuous flow section the gases, preferably nitrous oxide and oxygen or air and oxygen, are dosed by
[031] A seção do circuito respiratório compreende tubos ou dutos que interligam uma campânula 13 compreendendo um fole 12, um filtro de cal sodada 11, e elementos de contato 3, 4, 5, 6, 7 com o sistema respiratório de um paciente, que são, preferencialmente, uma válvula inspiratória 3 conectada a um ramo inspiratório 4, uma válvula expiratória 7 conectada a um ramo expiratório 6 e uma peça em Y 5 em contato com o ramo inspiratório 4, o ramo expiatório 6 e o sistema respiratório do paciente. Adicionalmente, a seção do circuito respiratório compreende um ventilador externo 14, configurado para gerar os ciclos inspiratórios e expiratórios que impulsionam o fole 12 ao inserir ar na campânula 13.[031] The respiratory circuit section comprises tubes or ducts that connect a
[032] A seção de circuito respiratório compreende, ainda, um sistema manual de respiração, que possui um balão 10, uma válvula de limite de pressão 9 e uma chave comutadora 8, também denominada de chave balão/ventilador.[032] The breathing circuit section also includes a manual breathing system, which has a
[033] Durante o funcionamento, a mistura de gases passa pelo vaporizador 2, que pode ser um simples evaporador de anestésicos que vaporiza uma quantidade pré-determinada de líquido para a quantidade de gases, de modo a fornecer ao circuito respiratório a concentração exata de anestésico, ajustada pelo anestesista, em forma de um fluxo de uma mistura de gases, ou fluxo de gases frescos 23.[033] During operation, the gas mixture passes through
[034] Neste circuito, o gás expirado pelo paciente é direcionado para dentro do fole 12, que é um elemento passivo, montado dentro da campânula 13. Durante a expiração, os gases dos pulmões do paciente são expelidos pela peça em Y 5 para o ramo expiatório 6, passando também pela válvula expiratória 7 e chegando assim ao fole 12, que se infla (sobe) com a entrada do gás expirado. Durante a inspiração, um gás de propulsão é injetado para dentro da campânula 13 por fora do fole 12 por meio do ventilador externo 14, desinflando o fole 12 (impulsionando o gás do interior do fole 12 para baixo), formando assim o fluxo da mistura de gases que passa pelo filtro de gás carbônico 11, para a retirada de gás carbônico, e é então direcionado ao paciente por meio da válvula inspiratória 3, do ramo inspiratório 4 e da peça em Y 5. Dependendo da posição da chave comutadora 8, o fluxo da mistura de gases pode também ser criado por meio da atuação manual de inflar ou desinflar o balão 10. Deste modo, todo o fluxo da mistura de gases é criado e direcionado pelo balão 10 ou pelo ventilador externo 14.[034] In this circuit, the gas exhaled by the patient is directed into the
[035] As figuras 2 a 5 ilustram uma representação da concretização preferencial da presente invenção, que ainda compreende ao menos um rotâmetro 1, conectado ao vaporizador de anestésico 2, os elementos de contato com o sistema respiratório do paciente (a válvula inspiratória 3, o ramo inspiratório 4, a peça em Y 5, o ramo expiatório 6, a válvula expiratória 7), a chave comutadora 8, a válvula de limite de pressão 9, o balão 10 e o filtro de cal sodada 11, preferencialmente um filtro de cal sodada. Diferentemente do estado da técnica, a presente invenção compreende uma turbina 18, que pode ser uma turbina usada em respiradores, e um tubo longo 19 de fluxo laminar, além de possivelmente compreender uma válvula controladora de pressão comandada eletronicamente, válvulas unidirecionais e uma placa de controle microprocessado, dispostos de forma a reduzir ao mínimo o volume de gases anestésicos e eliminar todos os pontos de estagnação de gases dentro do circuito.[035] Figures 2 to 5 illustrate a representation of the preferred embodiment of the present invention, which still comprises at least one
[036] Assim, o aparelho de anestesia de acordo com a presente invenção continua apresentando dois modos de funcionamento: o primeiro sendo o modo balão 10 (chave comutadora 8 na posição "balão"), que é utilizado na fase de indução, ou seja, para se realizar a ventilação manual, e o modo turbina 18 (chave comutadora 8 na posição "turbina"), para ventilação mecânica automática, em que a turbina 18 cria o fluxo de gases contendo uma mistura de gases específica em direção ao sistema respiratório do paciente, e é utilizada na fase de manutenção do estado de anestesia do paciente. Obviamente, a chave comutadora 8 pode ser uma simples válvula de controle, que direciona o fluxo para o balão 10, interrompendo o fluxo pela turbina 18, e vice- versa.[036] Thus, the anesthesia device according to the present invention continues to have two modes of operation: the first being the balloon mode 10 (switch switch 8 in the "balloon" position), which is used in the induction phase, ie , to perform manual ventilation, and the
[037] A figura 2 ilustra a fase inspiratória da ventilação no modo balão 10, onde a válvula comutadora 8 está aberta para o balão 10. Nesta fase o anestesista comprime o balão 10, e o conteúdo do balão 10 é impulsionado em direção ao filtro de gás carbônico 11. É previsto também a existência de uma válvula unidirecional 17, que impede a passagem de fluxo de ar para a turbina 18. Adicionalmente, e a válvula expiratória 7 é fechada, e a válvula inspiratória 3 é aberta. A mistura de gases passa, assim, pelo filtro de gás carbônico 11, onde o gás carbônico é absorvido e o restante do gás é impulsionado em direção ao paciente, passando pela válvula inspiratória 3 e adentrando o pulmão pelo ramo expiatório 4 e pela peça em Y 5. Como a válvula expiratória 7 permanece fechada, o ar adentra o pulmão do paciente pela ação da pressão gerada pela compressão do balão 10.[037] Figure 2 illustrates the inspiratory phase of ventilation in
[038] A figura 3 ilustra a fase expiatória da ventilação no modo balão, onde a válvula comutadora 8 ainda está aberta para o balão 10. Nesta fase o anestesista solta o balão 10, deixando o fluxo de ar contendo a mistura de gases adentrar o balão 10. É prevista também a existência de uma válvula unidirecional 22, para que o gás do pulmão escoe diretamente ao balão 10 e lá permaneça. Nesta fase, a válvula expiratória 7 permanece aberta e a válvula inspiratória 3 permanece fechada, e o gás expirado vai em direção à válvula expiratória 7 por meio da peça em Y 5 e do ramo expiatório 6.[038] Figure 3 illustrates the expiatory phase of ventilation in balloon mode, where switching valve 8 is still open for
[039] Adicionalmente, é prevista uma válvula limitadora de pressão 9, que se abre ao atingir, a cada ciclo, a pressão inspiratória ajustada. Ainda, há um acréscimo de volume de gás, por meio da adição de mais mistura de gases advinda do rotâmetro 1 e do vaporizador de anestésico 2, como um fluxo de gás fresco 23. Deste modo, o fluxo de gás fresco 23 entra no circuito respiratório continuamente, tanto na fase inspiratória quanto na fase expiratória. Em parte este acréscimo de volume de gás compensa a redução do volume devido à absorção do gás carbônico pelo filtro de gás carbônico, porém, por segurança, o fluxo de gás fresco 23 é ajustado para que seja ligeiramente superior à absorção do gás carbônico, e o excesso é eliminado pela válvula limitadora de pressão 9.[039] Additionally, a
[040] A figura 4 ilustra a fase inspiratória no modo turbina 18. Neste modo válvula comutadora 8 está aberta para a turbina 18 e fechada para o balão 10. Nesta fase de inspiração, a turbina 18 é ligada, e a mistura de gases é impelida em direção ao filtro de gás carbônico 11, onde o gás carbônico é absorvido, e o fluxo da mistura de gases segue em direção a válvula inspiratória 3, sendo neste trajeto adicionado o fluxo de gás fresco 23. Deste modo, o fluxo de ar segue pelo ramo inspiratório 4 até chegar na peça em Y 5, insuflando o pulmão do paciente. É previsto ainda que o modo turbina 18 seja controlado por um microprocessador, que permanece ligado, e mantém um atuador linear 16 energizado, fechando uma válvula controladora de pressão 15, configurada de modo a impedir o fluxo de gases pelo ramo expiratório 6 a uma pressão maior que uma pressão determinada pelo atuador linear 16, ou seja, a válvula controladora de pressão 15 determina que a pressão positiva no pulmão se eleve até atingir um valor de pressão limite ajustado pelo médico anestesista.[040] Figure 4 illustrates the inspiratory phase in
[041] A figura 5 ilustra a fase expiratória no modo turbina 18. Neste modo válvula comutadora 8 está aberta para a turbina 18 e fechada para o balão 10. Nesta fase, o microprocessador pode reduzir a corrente elétrica no atuador 16, e a válvula controladora de pressão 15 se abre, deixando o gás do pulmão sair, limitando assim a pressão. O gás expirado sai pelo ramo expiratório 6, e, como a turbina 18 está desligada, o gás flui pelos duto longo 19 de fluxo laminar, deslocando o gás remanescente no duto até que saia pelo bocal de um sistema anti- poluição 24, para eliminação do gás excedente.[041] Figure 5 illustrates the expiratory phase in
[042] Terminada esta fase, o ciclo se repete, e na nova inspiração a turbina 18 é ligada, e o gás acumulado no duto longo 19 de fluxo laminar é aspirado. Para evitar que o ar externo entre no circuito diluindo o gás anestésico, o duto longo 19 de fluxo laminar é dimensionado de tal forma que o volume corrente é sempre menor que o volume acumulado no duto longo 19 de fluxo laminar, e o volume acrescido pela quantidade de gás fresco que entra continuamente seja suficiente para expulsar o excesso de volume de gás do circuito com velocidade maior que a difusão da mistura de gases no gás anestésico, no interior do duto longo 19 de fluxo laminar. Cabe lembrar que o volume do pulmão dos pacientes varia com sua altura e peso possuindo em média um volume corrente menor que 1 litro. Assim, o volume do duto longo 19 de fluxo laminar pode ser da ordem de 1,5 litros, sendo maior que o volume corrente do pulmão, porém sem possibilitar a estagnação da mistura de gases. Deste modo, o duto longo 19 de fluxo laminar apresenta o papel de um reservatório em contato com o ar externo, possibilitando a troca de gases, em que é criado, dentro do duto longo 19 de fluxo laminar, um ponto exato para a troca de gases, que é deslocado para cima durante a inspiração, porém não deve chegar até o final do duto longo 19 de fluxo laminar, pois adentraria assim o circuito respiratório.[042] After this phase, the cycle is repeated, and on the new inspiration the
[043] Assim presente invenção descreve um circuito de respiração para aparelhos de anestesia que com poucos elementos construtivos, diminuindo os custos de produção e manutenção. Adicionalmente, o aparelho de anestesia de acordo com a presente invenção pode ser construído em um pequeno espaço físico, aumentando o espaço útil das salas de cirurgia.[043] Thus the present invention describes a breathing circuit for anesthesia devices that with few construction elements, decreasing the production and maintenance costs. In addition, the anesthesia device according to the present invention can be built in a small physical space, increasing the useful space of the operating rooms.
[044] Os aparelhos de anestesia construídos de acordo com a presente invenção também compreendem uma fácil troca de gases, ou seja, um fluxo contínuo da mistura de gases sem pontos de estagnação em toda trajetória do circuito, permitindo um maior controle da concentração dos gases e uma melhoria no controle da pressão residual no pulmão dos pacientes anestesiados.[044] Anesthesia devices constructed in accordance with the present invention also comprise an easy gas exchange, that is, a continuous flow of the gas mixture without stagnation points in the entire path of the circuit, allowing greater control of the concentration of gases and an improvement in the control of residual pressure in the lungs of anesthetized patients.
[045] Outra vantagem da invenção é que o volume único no circuito respiratório, derivado do reservatório de tubo longo 19 de fluxo laminar, fica localizado na saída do excesso de gases de maneira que, ao término da seção de anestesia todo o conteúdo da mistura de gases contendo a substancia anestésica pode ser substituído por um gás completamente sem anestésico, em um único ciclo respiratório, iniciando de maneira muito rápida o processo de saída do paciente da anestesia geral.[045] Another advantage of the invention is that the unique volume in the respiratory circuit, derived from the
[046] Tendo sido descrito exemplos de concretizações preferidos, deve ser entendido que o escopo da presente invenção abrange outras possíveis variações, sendo limitados tão somente pelo teor das reivindicações apensas, aí incluídos os possíveis equivalentes.[046] Having described examples of preferred embodiments, it should be understood that the scope of the present invention encompasses other possible variations, being limited only by the content of the appended claims, including possible equivalents therein.
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