BRPI1006224B1

BRPI1006224B1 - respirador artificial e elemento de desvio configurado para direcionar um primeiro gás e um segundo gás de um respirador artificial

Info

Publication number: BRPI1006224B1
Application number: BRPI1006224-6A
Authority: BR
Inventors: Eamonn Kelly
Original assignee: Koninklijke Philips N.V.
Priority date: 2009-03-23
Filing date: 2010-03-10
Publication date: 2021-02-17
Also published as: US10004868B2; JP5636037B2; EP2411077A1; BRPI1006224A2; CN102361662A; JP2012521250A; CN102361662B; WO2010109362A1; BRPI1006224B8; RU2011142768A; US20120006325A1

Abstract

RESPIRADOR ARTIFICIAL E ELEMENTO DE DESVIO CONFIGURADO PARA DIRECIONAR UM PRIMEIRO GÁS E UM SEGUNDO GÁS DE UM RESPIRADOR ARTIFICIAL Um respirador artificial inclui uma primeira via configurada para fornecer um primeiro gás; uma segunda via configurada para fornecer um segundo gás; um elemento de desvio configurado para prover uma parte do primeiro gás e uma parte do segundo gás, cujo elemento de desvio compreende uma viga adjacente a um conduíte de desvio, no qual o fluxo de fluidos é substancialmente laminar, adjacente ao conduíte. Um elemento de desvio é descrito.

Description

RESPIRADOR ARTIFICIAL E ELEMENTO DE DESVIO CONFIGURADO PARA DIRECIONAR UM PRIMEIRO GÁS E UM SEGUNDO GÁS DE UM RESPIRADOR ARTIFICIAL

HISTÓRICO E RESUMO

Um respirador artificial distribui um fluxo de gás pressurizado, como o ar e/ou uma mistura de ar e oxigênio extra (suplementar) , para as vias aéreas de um paciente, a fim de auxiliar ou substituir a respiração do paciente. Um respirador artificial opera ciclicamente, de modo que o gás é provido ao paciente durante uma fase inspiratória (que corresponde à inspiração) e recebido do paciente durante uma fase expiratória subseqüente (que corresponde à expiração). A fim de prover uma mistura de ar e oxigênio extra, por exemplo, o respirador artificial recebe o ar através de uma via aérea, e o oxigênio puro através de uma via de oxigênio separada e, assim, controla os níveis respectivos de cada gás para obter a mistura desejada, provida ao paciente durante a fase inspiratória.

Geralmente, o paciente interage com um respirador artificial através de conduítes ou "membros", que conduzem o fluxo de gás. Um respirador artificial de membro único provê um único conduíte para as fases inspiratória e expiratória, o que significa que o paciente recebe o gás (pressurizado) do respirador artificial durante a inspiração, e descarrega o gás ao respirador artificial durante a expiração através do mesmo conduíte. Normalmente, o gás descarregado é direcionado através da via aérea do respirador artificial. Quando o fluxo de gás inspiratório inclui uma mistura de ar e oxigênio, por exemplo, o fluxo de gás expiratório inclui necessariamente pelo menos uma parte do oxigênio extra, o que resulta em "contaminação de oxigênio" na via aérea. Portanto, durante o ciclo subseqüente do fluxo de gás inspiratório, o gás da via aérea inclui uma concentração mais alta de oxigênio que a do ar puro. Quando o gás da via aérea é misturado com oxigênio adicional da via de oxigênio, o gás misturado provido ao paciente tem uma concentração de oxigênio mais alta que a desejada.

A fim de assegurar que a mistura apropriada de ar e oxigênio é provida, uma amostra da mistura é tomada. Devido às limitações dos medidores de fluxo conhecidos utilizados na determinação da mistura, a taxa de fluxo ou o volume de fluxo da amostra é geralmente muito menor que o do respirador artificial. A apresentação da amostra pode ser problemática, especialmente tendo em vista as limitações dos sensores de fluxo e dos sensores de volume. Além disso, a percepção do oxigênio e do ar, tanto na inspiração como na expiração, pode causar obstruções e comprometer o fluxo.

Em um aspecto, um respirador artificial inclui uma primeira via configurada para fornecer um primeiro gás; uma segunda via configurada para fornecer um segundo gás; um elemento de desvio configurado para prover uma parte do primeiro gás e uma parte do segundo gás, cujo elemento de desvio compreende uma viga adjacente a um conduíte de desvio, no qual o fluxo de fluidos é substancialmente laminar, adjacente ao conduíte.

Em outro aspecto, um elemento de desvio configurado direcionar um primeiro gás e um segundo gás de um respirador artificial, cujo elemento de desvio compreende: uma viga adjacente a um conduíte de desvio, no qual o fluxo de fluidos é substancialmente laminar, adjacente ao conduíte.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A FIG. 1 é uma vista conceituai de uma porção de um respirador artificial, de acordo com uma realização representativa.

A FIG. 2 é uma vista em perspectiva de um respirador artificial, que inclui um elemento de desvio, de acordo com uma realização representativa.

A FIG. 3 é uma vista transversal de um elemento de desvio, de acordo com uma realização representativa.

A FIG. 4 é uma vista transversal de uma porção do elemento de desvio, de acordo com uma realização representativa.

A FIG. 5 é uma representação gráfica de uma curva de calibração de fluxo, de acordo com uma realização representativa.

A FIG. 6 é uma representação gráfica de uma curva de calibração de fluxo, de acordo com uma realização representativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA

Na descrição detalhada a seguir, para fins de explicação, e não de limitação, as realizações exemplares revelam detalhes específicos que são estabelecidos a fim de prover uma compreensão completa de uma realização, de acordo com os presentes ensinamentos. No entanto, será evidente que o técnico no assunto teve o benefício da presente revelação, e que outras realizações, de acordo com os presentes ensinamentos que partem dos detalhes específicos aqui revelados, permanecem dentro do escopo das reivindicações em anexo. Além disso, as descrições de dispositivos e métodos bem conhecidos podem ser omitidas, de modo a não obscurecer a descrição das realizações exemplares. Tais métodos e dispositivos estão claramente dentro do escopo dos presentes ensinamentos.

A FIG. 1 é uma vista conceituai de uma porção de um respirador artificial, de acordo com uma realização representativa. A parte do respirador artificial mostrada compreende o fluxo de ar ou oxigênio 101 sobre uma pluralidade de vigas no interior dos conduítes do respirador artificial. Como mostrado, o ar (ou oxigênio) é desviado através de um conduíte de desvio 103 para um medidor de fluxo ou medidor do volume (não mostrado) e, devido ao respirador artificial ser um sistema fechado, o ar (ou oxigênio) é retornado por um retorno de desvio 104. Notadamente, e como ficará mais claro com o desenvolver da presente descrição, os conduítes e os retornos de desvio são providos tanto para o ar como para o oxigênio do respirador artificial, de modo que as taxas de fluxo ou os volumes de fluxo podem ser medidos.

o respirador artificial mede o fluxo de ar na faixa de cerca de -240 a cerca de +240 SLPM (litros padrão por minuto), e o fluxo de 02 na faixa de cerca de 0 SLPM a cerca de 240 SLPM. Em uma realização representativa, a medição do fluxo é parte do conjunto de distribuição de gás. o elemento de desvio com vigas 102 supera os problemas de preenchimento para as partes moldadas por injeção. Beneficamente, a geometria melhora o preenchimento e reduz a pressão necessária em um processo de moldagem por injeção. A área próxima à parede lateral e ao desvio de fluxo foi mantida em um tamanho para reduzir a turbulência enquanto o fluxo nessa área está próximo a um número de Reynolds para fluxo laminar. Definido um pouco diferente, o número de Reynolds está na faixa do fluxo laminar.

Proveitosamente, as vigas 102 são vigas substancialmente retas, e estão em ângulo com a direção do fluxo de plástico da porta de injeção. Notadamente, o ângulo garante que as vigas 102 não atravessem a via dos buracos de desvio (interface entre o elemento de desvio 100 e o conduíte de desvio 103 e o retorno de desvio 104), o que poderia causar ruído de fluxo. Não há nenhuma etapa nos pontos onde o fluxo desvia, o que reduz a possibilidade de recirculação substancial, o que poderia causar ruído de fluxo no sinal do sensor de fluxo de massa.

Notadamente, as vigas 102 provêem uma pequena queda de pressão, de modo que, enquanto o fluxo de ar ou oxigênio 101 está em uma pressão relativamente alta, o fluxo de ar ou oxigênio no conduíte de desvio 103 após as vigas 102 está relativamente baixo (por exemplo, inferior a 2,5 cm H20) .Como discutido acima, o elemento de desvio 100 é usado com o sensor de fluxo de massa (não mostrado) para medir a faixa de fluxo dos gases distribuídos. O sensor de fluxo de massa tem uma faixa de medição na ordem de cerca de 0 LPM a cerca de ± 1 LPM. O elemento de desvio 100, portanto, desvia parte do fluxo principal através do sensor de fluxo de massa. O conduíte de desvio 102 foi dimensionado de modo que, quando o fluxo principal é ± 240 SLPM, o fluxo desviado não excede a faixa de mais ou menos 1 litro por minuto do sensor de fluxo de massa. O sensor de fluxo de massa é calibrado com o desvio, conforme descrito abaixo em conexão com as FIGS. 5 e 6.

A FIG. 2 é uma vista em perspectiva (com certas partes em vista explodida) de um respirador artificial 200 que inclui um elemento de desvio 10 0, de acordo com uma realização representativa. Muitos aspectos do respirador artificial são conhecidos e, como tal, muitos de seus detalhes não estão descritos, para evitar obscurecer as características do elemento de desvio 100 das realizações representativas.

O elemento de desvio 100 é provido ao longo das regiões do fluxo de ar e oxigênio do respirador artificial, e compreende conduítes para desviar o oxigênio e o ar para um sensor de fluxo 206, e retornar o oxigênio e o ar de desvio do sensor de fluxo 206. Como mostrado, o sensor de fluxo compreende um sensor de fluxo de oxigênio e um sensor de fluxo de ar.

O elemento de desvio 100 compreende um conduíte de desvio de oxigênio 202 e um conduíte de desvio de ar 203. O elemento de desvio compreende ainda um retorno de desvio de oxigênio 204 e um retorno de desvio de ar 205. O elemento de desvio 100 compreende ainda vigas (não mostradas na FIG. 2) que mantêm o fluxo substancialmente laminar (ou seja, número de Reynolds comparativamente baixo). O ar e o oxigênio seguem as respectivas rotas sinuosas das saídas dos conduítes 202, 203, através dos respectivos sensores do sensor de fluxo 206, e de volta para o elemento 100. O oxigênio é provido para uma entrada de um retorno de desvio de oxigênio 204, e o ar é provido para uma entrada de um retorno de desvio de ar 205 e, assim, de volta para o respirador artificial 200.

A FIG. 3 é uma vista transversal de uma porção de um respirador artificial, de acordo com uma realização representativa. A FIG. 3 ilustra as vigas 102 do elemento de desvio 100, de acordo com uma realização representativa de um lado ao qual um sensor de fluxo pode ser anexado.

A FIG. 4 é uma vista transversal de uma porção de um respirador artificial, de acordo com uma realização representativa. A FIG. 4 ilustra as vigas 102 do elemento de desvio 100, de acordo com uma realização representativa de uma vista terminal. Assim, o fluxo de ar vai para dentro ou para fora do plano no plano do desenho.

As FIGS. 5 e 6 são curvas de calibração úteis no dimensionamento do fluxo de oxigênio e ar, respectivamente, em um medidor de fluxo.

Uma vez que as realizações preferidas são aqui reveladas, muitas variações são possíveis, o que permanece dentro do conceito e escopo da invenção. Tais variações se tornariam claras para um técnico no assunto após a inspeção da especificação, dos desenhos e das reivindicações aqui presentes. A invenção, portanto, não deve ser restrita, salvo dentro do espírito e escopo das reivindicações anexas.

Claims

RESPIRADOR ARTIFICIAL (200), que compreende:
uma primeira via configurada para fornecer um primeiro gás;
uma segunda via configurada para fornecer um segundo gás;
caracterizado por compreender um elemento de desvio (100) configurado para desviar uma parte do primeiro gás através de um primeiro conduíte de desvio e desviar uma parte do segundo gás através de um segundo conduíte de desvio, o elemento de desvio (100) compreendendo uma primeira viga (102) adjacente ao primeiro conduíte de desvio (103) e uma segunda viga (102) adjacente ao segundo conduíte de desvio, em que:
as aberturas das vias de gás pelo qual cada um dos primeiro e segundo conduítes de desvio (103) são perpendiculares aos eixos do primeiro e do segundo conduítes de desvio, respectivamente,
a primeira viga (102) fornece um acorde geométrico com um perímetro interno da primeira via quando visto da perspectiva de uma seção transversal da primeira via,
a primeira viga (102) divide as primeiras seções desobstruídas da primeira via, a segunda viga fornece um acorde geométrico com um perímetro interno da segunda via quando visto da perspectiva de uma seção transversal da segunda via, e
a segunda viga (102) divide as segundas seções desobstruídas da segunda via.
RESPIRADOR ARTIFICIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo primeiro gás compreender ar, e o segundo gás compreender oxigênio.
RESPIRADOR ARTIFICIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo elemento de desvio (100) estar em comunicação fluida com um sensor de fluxo (206) ou com um sensor de volume.
RESPIRADOR ARTIFICIAL, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo primeiro gás compreender ar e o segundo gás compreender oxigênio, sendo que o segundo conduíte (202) é configurado para transportar o oxigênio do respirador artificial (200), e o primeiro conduíte de desvio (103) é configurado para transportar o ar do respirador artificial.
RESPIRADOR ARTIFICIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda uma pluralidade de vigas (102) adjacentes para o primeiro conduíte de desvio (103) e outra pluralidade de vigas adjacentes ao segundo conduíte de desvio.
RESPIRADOR ARTIFICIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por:
o fluxo do primeiro gás no primeiro conduíte de desvio ser inferior a 2,5 cm H2O, e
o fluxo do segundo gás no segundo conduíte de desvio ser inferior a 2,5 cm H2O.
RESPIRADOR ARTIFICIAL, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fluxo do primeiro gás através do primeiro conduíte de desvio ser menor em magnitude do que ± 1 LPM quando o fluxo do primeiro gás através do primeiro caminho está entre ± 240 SLPM.
ELEMENTO DE DESVIO (100) CONFIGURADO PARA DIRECIONAR UM PRIMEIRO GÁS E UM SEGUNDO GÁS DE UM RESPIRADOR ARTIFICIAL (200), cujo elemento de desvio é caracterizado por compreender:
uma primeira via que transmite o primeiro gás; e
um primeiro conduíte de desvio (103) e um primeiro retorno de desvio (104) que estão em comunicação fluida com a primeira via, o primeiro conduíte de desvio e o primeiro retorno de desvio cooperam para desviar uma porção do primeiro gás em torno de uma parte da primeira via na qual uma primeira viga (102) se estende longitudinalmente dentro da primeira via entre o primeiro conduíte de desvio e o primeiro retorno de desvio, em que:
a abertura da primeira via de gás para dentro do primeiro conduíte de desvio é perpendicular a um eixo do primeiro conduíte de desvio,
a primeira viga fornece um acorde geométrico com um perímetro interno da primeira via quando visto de uma perspectiva de uma seção transversal da primeira via, e
a primeira viga divide seções desobstruídas da primeira via.
ELEMENTO DE DESVIO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo primeiro gás compreender ar.
ELEMENTO DE DESVIO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo elemento de desvio (100) estar em comunicação fluida com um sensor de fluxo (206) ou com um sensor de volume.
ELEMENTO DE DESVIO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por compreender ainda:
uma segunda via que transmite o segundo gás; e
um segundo conduíte de desvio (202) e um segundo retorno de desvio (204) que estão em comunicação fluida com a segunda via, o segundo conduíte de desvio e o segundo retorno de desvio cooperam para desviar uma porção do segundo gás em torno de uma parte da segunda via na qual uma segunda viga se estende longitudinalmente dentro da segunda via entre o segundo conduíte de desvio e o segundo retorno de desvio, em que:
o primeiro gás compreende ar e o segundo gás compreende oxigênio, sendo que o segundo conduíte de desvio está configurado para transportar oxigênio, e o primeiro conduíte de desvio está configurado para transportar ar.
ELEMENTO DE DESVIO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado por compreender ainda uma pluralidade de vigas (102) adjacentes ao primeiro conduíte de desvio (103) e outra pluralidade de vigas adjacentes ao segundo conduíte de desvio.