DK144045B - Model til indoevelse af kunstigt aandedraet - Google Patents

Description

(19) DANMARK

|f| (12) FREMUEGGELSESSKRIFT (11) m0it5B

DIHEKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 4422/75 (51) Intel* 0 09 B 23/30 (22) Indleveringsdag 1· okt. 1975 (24) Løbedag 1 . okt. 1975 (41) Aim. tilgængelig 5· apr. 1976 (44) Fremlagt 23. nov. 1981 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 2. okt. 1974, 7412421, SE

(71) Ansøger RUTH LEA iffiSSE, 2960 Rungsted Kyst, DK.

(72) Opfinder Ole Bjørn Køhnke, DK.

(74) Fuldmægtig Ingeniørfirmaet Giersing & Stellinger.

(54)Model til indøvelse af kunstigt åndedræt.

Opfindelsen angår en model til indlæring af kunstigt åndedræt ved mund-til-mund- og mund-til-næse-metoden samt af udvendig hjertemassage.

Sådanne øvelsesmodeller omfatter dele, som svarer til et menneskes hoved med simulerede mund- og næseåbninger, hals med simuleret strube og en torso med simulerede lunger, hvorhos de separate simulerede lunger ved øvelser med modellen, dvs. ved indblæsning ® af luft gennem mund- eller næseåbningerne, skal frembyde en ind- blæsningsmodstand, som svarer til modstanden i et menneskes lunger O mod opblæsning, samtidig med at brystkassens bevægelser simuleres, -d"

Med andre ord skal indblæsningen af et bestemt luftvolumen i øvel-sesmodellen give samme tryk som indblæsningen af samme luftvolumen y i et menneskes lunger. Mere avancerede øvelsesmodeller omfatter Ω også særskilte, i kroppen indbyggede anordninger, som muliggør ind- 2

14404S

øvelse af* udvendig hjertemassage.

I tidligere kendte øvelsesmodeller har man forsøgt at efterligne indblæsningsmodstanden i et menneskes lunger på flere forskellige måder, bl.a. ved at udforme de simulerede lunger som en særskilt, i kroppen indbygget kautsjuk- eller plastpose med en derpå hvilende belastning, der modvirker opblæsningen med en kraft svarende til de menneskelige lungers opblæsningsmodstand (XJS patentskrift 3 199 225)· Selvom en sådan konstruktion kan simulere lungernes opblæsningsmodstand på tilfredsstillende måde, er den behæftet med flere væsentlige ulemper. Således må man f.eks. forsyne modellen med yderligere særskilte anordninger for samtidigt at simulere forholdene ved udvendig hjertemassage, og desuden kræver selve lungesimuleringen anvendelse af flere konstruktionselementer (pose, belastning osv.).

Opfindelsen har til formål at afhjælpe ulemperne ved de kendte øvelsesmodeller, og i dette øjemed foreslås ifølge opfindelsen en billig, robust og enkel øvelsesmodel af den nævnte art, som foruden at den korrekt simulerer lungemodstanden hos bevidstløse personer, også simulerer brystkassens bevægelser hos et menneske, hvis lunger blæses op, og som desuden giver mulighed for indøvelse af udvendig hjertemassage uden anvendelse af separate anordninger hertil, hvorhos simuleringen af samtlige disse funktioner udføres af et eneste, enkelt konstruktionselement.

Nærmere betegnet er genstanden for opfindelsen en model til indøvelse af genoplivning ved hjælp af mund-til-mund- og raund-til-næse-metoden, hvilken model omfatter dele, som svarer til ét menneskes hoved med simulerede mund- og næseåbninger, hals med simuleret strube og en torso med simulerede lunger, der ved indblæsning gennem mund- eller næseåbningerne frembyder en modstand, der svarer til opblæsningsmodstanden i et menneskes lunger, og desuden simulerer brystkassens bevægelser. Modellen er ejendommelig ved, at modellens torso og lunger udgøres af en og samme del, som er udført som en sammenhængende, lufttæt, selvbærende beholder, som dels udviser aflang tværsnitsform, i det mindste i brystkasseområdet, dels er fremstillet af materiale, som tillader volumenforandring af beholderen ved elastisk udfjedring af partiet med aflang tværsnits-form ved forøgelse af trykket i beholderen. Beholderens volumen bør være således afpasset i forhold til dens elastiske udfjedrings-egenskaber, at indblæsning af samme luftvolumen, som skal indblæses i et menneskes lunger ved korrekt udført kunstigt åndedræt ifølge de ovennævnte metoder, fremkalder samme tryk i beholderen som i et menneskes lunger.

Opfindelsens grundtanke kan sammenfattende også udtrykkes således.

3 144045 at anvendelsen af en simuleret krop, som ikke blot (i lighed med teknikkens standpunkt) bærer, men også selv udgør modellens simulerede lunge , og som i dette øjemed er udført som lufttæt, selvbærende beholder, hvis volumenindhold og ydre form er afpasset efter den normale anatomi og den pneumatiske lungeelasticitet af den pågældende patientgruppe, muliggør samtidig simulering af det menneskelige legemes topografiske anatomi, de menneskelige lungers pneumatiske elasticitet og brystkassens hævning og sænkning i takt med lungernes fyldning og tømning.

Por at modellen skal muliggøre en naturtro simulering af brystkassens hævning og sænkning hos en bevidtsløs patient, som behandles efter de ovennævnte metoder, bør kropbeholderens luftfyldte rum i ubelastet tilstand ikke være større end, at den indesluttede luftmængdes kom-pressibilitet i samvirken med beholdervæggene elastiske reaktion ved en volumenforøgelse af kropbeholderen giver dels en naturtro simulering af den pneumatiske lungeelasticitet hos en patient, dels damtidlg en naturtro hævning af den brystkassen simulerende del af beholdervæggen ved den volumenf orøge Ise af kropbeholderen, som fås ved indblæsning af et normalt indåndingsvolumen.

Til simulering af brystkassebevægelsen og lungeelasticiteten hos en bevidstløs voksen med en vægt på ca. 70 kg bør kropbeholderens rumindhold under hensyn til de ovenstående synspunkter ikke være større end ca. 25-30 1 og for barn kun ca. 2-lo 1, af hængigt af barnets alder.

Mere generelt kan man også sige, at volumenet af en ifølge opfindelsen udført beholder er således afpasset, at den pneumatiske •»compliance" af den indesluttede luftmængde ikke overstiger ca.60$ af den gennemsnitlige typiske lunge-compliance i den pågældende patientgruppe. Udtrykket "compliance" betegner ifølge den på området almindeligt vedtagne sprogbrug forholdet mellem den til et hulrum tilførte luftmængde V) udtrykt i liter og den tilsvarende trykforøgelse (dp) udtrykt i cm vandsøjle.

Detailudformningen af forbindelsen mellem mund- og næseåbninger og den lungerne simulerende kropbeholder er ikke kritisk for opfindelsen, men kan være udført på flere forskellige måder, som er kendt for fagmanden. Det eneste krav, som stilles til den forbindelse, er at den indblæste luft skal nå kropbeholderen ved korrekt bagudhældnlng af hovedet, hvilket svarer til fri luftvej, og dette resultat kan opnås på kendt måde (se fx. svensk patentskrift 227 733 -"modelanordning for træning av återupplivning hos medvetslSsa personer genom inblåsning av luft i deres lungor"). Mund- og næseåbningerne kan fx. gennem en struben simulerende ledning stå i direkte forbindelse med kropbeholderen. Af hensyn til risikoen for krydsinfektion ved indøvning af flere elever er det dog hensigtsmæssigt på kendt måde (se fx. svensk patentansøgning 4 144045 12 211/70) at anvende to særskilte systemer» hvor eleven blæser luft ind i et primærsystem, fx. en til at begynde med sammenfoldet blære af fx. plastmateriale. Opblæsningen af primærsystemet sker herunder uden egenmodstand fra blæren. Ved opblæsningen af blæren fortrænges en tilsvarende luftmængde i et sekundærsystem, som står i forbindelse med kropbeholderen ifølge opfindelsen, som herunder repræsenterer den simulerede lung emo ds t and.

En af grundtankerne i opfindelsen er således at anvende en kroplignende lufttæt beholder, som i ubelastet tilstand udviser en form, der svarer til et bestemt volumen, medens den ved indblæsning af luft antager en anden form, som svarer til et større volumen. Denne volumenændring opnås ved, at i det mindste den del af beholderen, som svarer til et menneskes brystkasse, har aflang form, set i tværsnit, og ved at beholdervæggen er elastisk udfjedrende. Ved indblæsning af luft forøges trykket i hele den kroplignende beholder som følge af komprimering af luften deri, hvilket på sin side medfører, at beholderen søger at antage en form, der svarer til et større volumen. Eftersom beholdervæggene er fremstillet af sådant materiale og har sådan vægtykkelse, at formændringen er mulig ved de pågældende trykværdier, vil den aflange tværsnitsform elastisk deformeres i retning mod en mere cirkulær tværsnitsform, hvilket indebærer, at beholdervolumenet tiltager i takt med trykforøgelsen, der bestemmes af beholderens elastiske modstand mod volumenændring og af den indesluttede lufts kompressibilitet. Trykforøgelsen i beholderen bliver derved mindre end ved indblæsning af samme luftmængde i en lige så stor, men helt stiv beholder.

Den specifikke tværsnitsform af den del af beholderen, som skal undergå elastisk formforandring ved trykforøgelse, kan naturligvis variere =indenfor vide grænser, hvilket vil være let forståeligt for fagmanden. Tværsnits formen kan fx. være hovedsagelig rektangulær eller ellipseformet, eller have en form, som ligger mellem disse former. Af hensyn til, at beholderen i sin form hensigtsmæssigt skal være så lig et menneskes torso som muligt, ligger forholdet mellem bredde og højde af den aflange tværsnitsform hensigtsmæssigt mellem ca.1,5 og 2,0, men' det ønskede resultat kan også opnås med andre forhold mellem bredde og højde, fx. ned til 1,25 og op til 2,5. Der er naturligvis heller ingen ting som hindrer, at beholderen udvider lokale afvigelser fra grundformen, f.x. for at beholderen skal få et anatomisk mere korrekt udseende. Også beholderens volumenform i øvrigt vælges hensigtsmæssigt på en sådan måde, at modellen får så anatomisk korrekte proportioner som muligt.

Også valget af materiale og vægtykkelse for beholderen kan varieres indenfor temmelig vide grænser, og fagmanden kan på grundlag af her UA 045 5 angivne form- og funktionsopgivelser let vælge hensigtsmæssige kombinationer af materiale og vagtykkelse. Som vagmateriale anvender man fortrinsvis et halvthårdt plastmateriale, fx. polyethylen eller PVC, som gør det muligt at anvende enkle fremstillingsmetoder, fx. rotationsstøbning.

For at øvelsesmodellen Ifølge opfindelsen skal kunne anvendes med reproducerbart resultat i lang tid, skal den nævnte formændring være hovedsagelig elastisk, hvilket opnås ved hensigtsmæssig kombination af vægmateriale og vagtykkelse under hensyntagen til den specielt valgte form af beholderen. Disse parametre kan af fagmanden let tilpasses efter hinanden på grundlag af de her anførte funktionsangivelser.

Selv om det i og for sig er muligt at give hele kropbeholderen elastiske udfjedringsegenskaber, foretrækkes det at koncentrere disse til det til brystkassen svarende parti af beholderen, medens de øvrige dele af beholderen er hovedsagelig formbestandige ved de trykforøgelser, som opstår i hele beholderen ved indblæsning. Dette kan opnås fx. ved, at disse dele udformes med hovedsagelig cirkulært tværsnit og/eller fremstilles med større vægtykkelse og/eller af stivere materiale.

Kropbeholderens lunge- og anatomisimulerende egenskaber kan ifølge opfindelsen uden videre kombineres med simulering af betingelserne ved udvendig hjertemassage, hvor det kræves, at beholdervæggen ved ind-trykning ved det korrekte trykpunkt for udvendig hjertemassage frembyder samme modstand mod indtrykningen som menneskelegemet, og at indtryk-ningen er elastisk med hovedsagelig lineært forhold mellem kraft og indtrykningsdybde.

Det korrekte trykpunkt for udvendig hjertemassage ligger på den del af den kroplignende beholder, som simulerer den menneskelige brystkasse, og som har aflang tværsnitsform. Når kropbeholderen er udformet på en sådan måde, at beholdervæggen er hovedsagelig plan i området omkring det korrekte trykpunkt, fx. ved beholdere med hovedsagelig rektangulært tværsnitsform, behøver man ikke at foretage nogen speciel modificering af beholderen eller beholdervæggen., for at modellen skal kunne anvendes også til indbyggelse af hjertemassage, eftersom indtrykning af den plane beholdervæg giver den ønskede elastiske nedbøjning med lineært forhold mellem indtrykningskraft og indtrykningsdybde. Når beholdervæggen ved området for det korrekte indtrykningspunkt har konveks form, fx. ved en beholder med ellipseformet tværsnitsform, er det derimod hensigtsmæssigt at forsyne den konvekse beholdervæg med en indadyettet fordybning eller deformation eller lignende, som strækker sig gennem tryk 144045 6 punktet, alt i den. hensigt at udbalancere de spændinger, som ellers ville optræde ved indtrykning på grund af beholdervæggens konvekse form og forårsage et ikke- lineært forhold mellem indtrykningskraft og indtrykningsdybde. Jo mere konveks beholdervæggen er ved området og indtrykningspunktet, desto mere udtalt må fordybningen eller lignende være, dvs. dybere og/eller længere.

Opfindelsen er nærmere forklaret i det følgende under henvisning til tegningen, på hvilken fig.la,lb,lc skematisk viser en øvelsesmodel ifølge opfindelsen, set fra siden, idet fig.la viser modellen i hvilestilling, fig.lb modellen i opblæst stilling og fig.lc i indtrykket stilling ved hjertemassage, fig.2 viser modellen ifølge fig.la, lb og lc, set fra oven, fig.3 og 4 snit efter linierne A-A henholdsvis B-B i fig, 1 og 2, fig. 5-7 svarer til fig.2 - 4, men viser en alternativ udførelsesform af en øvelsesmodel ifølge opfindelsen,

Den i fig.1-4 viste øvelsesmodel omfatter et hoved 1, et halsparti 2 og en lufttæt, kroplignenede beholder 3, som simulerer den topografiske anatomi af et menneskes torso, og som ifølge opfindelsen samtidigt tjener soro limgesimulerende konstruktionselement. Hovedet 1 er forsynet med et fortrinsvis aftageligt mund- og næseparti 4, hvis simulerede mund-og næseåbninger står i forbindelse med den kroplignende beholder 3 gennem en struben simulerende ledning 5· Ledningen 5 er hensigtsmæssigt på i og for sig kendt måde forsynet med ikke viste anordninger, som sørger for, at forbindelsen mellem mund- og næseåbningerne og den kroplignende beholder 3 kun er åben, når hovedet 1 er lænet tilbage (se fig.lb). Selv om forbindelsen mellem mund- og næseåbningerne og den kroplignende beholder 3 for tydeligheds skyld er vist som direkte forbindelse, benytter man fortrinsvis på i og for sig kendt måde to særskilte systemer for at undgå krydsinfektion, når flere personer øver på modellen. Sådanne dobbelte systemer er beskrevet fx. i svensk patentansøgning 12 211/70.

Den kroplignende beholder 3, som udgør det væsentligste kendetegn for opfindelsen, er i den viste udføreisesform fremstillet af po-lyethylen med en vægtykkelse på ca.2 mm. Beholder volumenet er begrænset til ca. 25 1, hvorved beholderens form kan udstrækkes for at simulere den topografiske anatomi af en ved midjen og skuldrene afskåren torso. Den del af beholderen, som svarer til menneskes brystkasse, har aflang tværsnitsform, som er hovedsagelig rektangulær i ubelastet tilstand, således som vist med fuldt optrukne linier i fig.3. Forholdet mellem bredden b og højden a er for det aflange beholderparti ca. 2:1. Den del af beholderen, som befinder sig under brystkassepartiet, har U4045 7 hovedsagelig cirkulær tværsnitsform, således som vist i fig.4.

Det er ovenfor nævnt, at kropbeholderens volumen er således afpasset, at den pneumatiske compliance af den indesluttede luftmængde ikke overstiger 60$ af den gennemsnitlige eller typiske lungecompliance hos den pågældende patiengruppe.

Her følger nu et eksempel på, hvorledes dimensioneringen af en kropbeholder frføres i praksis til simulering af en voksen person, som vejer ca. 70 kg.

Den normale lungecompliance andrager 1 dette tilfælde ca, 0,0 45 l/cm vandsøjle, når personen er bevidstløs og ligger på ryggen, hvilket betyder, at der ved indblæsning af fx 1 liter luft i patientens lunger opnås en trykforøgelse på q olig = 22,22 cm vandsøjle.

Den pneumatiske compliance af den i kropbeholderen indesluttede luftmængde bør således i dette tilfælde ikke overstige e.tfiiiS . 6o£l/cm vandsøjlé7 = 0,027 l/cm vandsøjle.

Af de fysiske love vedrørende kompression og ekspansion af en begrænset luftmængde kan udledes, at luften i en beholder med stive væg-ge og med et volumen på 0,027 X' 10 1 a 27 1 med god tilnærmelse har en konstant pneumatisk compliance « 0,027 l/cm vandsøjle indenfor det for opfindelsen gældende arbejdsområde.

Hvis kropbeholderen havde helt stive vægge, ville altså det realistiske lungeventilationstryk på 22,22 cm vandsøjle være opnået efter indblæsning af kun 0,027 l/cm vandsøjle x 22,22 cm vandsøjle * 0,60 liter luft. Dette betyder en forskel i forhold til det realistiske ind-blæsningsvolumen på 1,0 1 + 0,60 1 = 0,40 1.

Beholdervæggens elastiske egenskaber afpasses nu således, at der ved et tryk på 22,22 cm vandsøjle fås en elastisk udfjedring af beholdervæggene svarende til en forøgelse af beholderens volumen med 0,40 1 i sammenligning med hviletilstanden. Denne afpasning af beholdervæggens elastiske udfjedring foretages på følgende mådet

Ved at begrænse kropbeholderens størrelse således, at dens ydre form kun simulerer patientens overkrop uden arme, kan beholderen udføres med dimensioner, som er realistiske for en voksen person på ca.

70 kg, samtidig med at luftvolumenindholdet kan holdes neden under den fastsatte værdi på 27 1. I øvrigt vælges formen således, at volumenændringen ved stigende tryk fortrinsvis sker i det område, som simulerer den menneskelige brystkasse, fx. således, at beholderens tværsnit gives stor oval form i dette område og i tilsvarende udstrækning mipd-dre oval eller cirkulær tværsnitsform ved beholderens anden ende.

1U045 8

Afpasningen af beholdervæggens elastiske udfjedringsegenskaber sker derefter ved, at man efter at have bestemt sig for et til fremstillingsprocessen egnet materiale afpasser beholderens vægtykkelse således, at der ved indblæsning af 1 liter luft fås en trykforøgelse på ca. 22 cm vandsøjle.

En sådan beholder fremstilles med fordel ved blæsnings- eller rotationsstøbemetoder og ved disse fremstillingsmetoder kan en fagmand uden videre udføre godstykkelsesværdierne i beholdervæggen i overensstemmelse med de ovenstående anvisninger.

Den på tegningen viste øvalsesmodel virker på følgende måde:

Ved øvelse af kunstigt åndedræt blæser den øvende person luft ind gennem nrund- eller næse åbningerne i hovedet 1, hvorved en tilsvarende luftmængde trænger ind i den kroplignende beholder 3· På grund af den trykforøgelse, som herved opstår i beholderen 3 vil,den ovale brystkassedel af beholderen ændre form ved elastisk udfjedring af beholdervæggen. Brystkassepartiet hæves derved fra stillingen 3 i fig.la til stillingen 3a i fig.lb ,og tværsnitsformen ændres fra den fult optrukne linie 3 til den punkterede linie 3a i fig.3. Denne volumenforøgelse af den kroplignende beholder 3 medfører i virkeligheden, at den del af beholdervæggen, som simulerer den menneskelige brystkasse hæves ca. 1 cm, hvilket er normalt hos en bevidstløs voksen person.

Ved indblæsningen forsindres derimod ikke formen eller volumenet ved beholderens nedre parti, som har cirkulært tværsnitsform. Efter udført indblæsning presses den indblæste luftmængde atter ud fra den kroplignende beholder ved, at beholdervæggen elastisk vender tilbage til udgangsstillingen og det indesluttede luftvolumen ekspenderer til atmosfæretryk.

Eftersom den øvre væg af den kroplignende beholder 3 ved udførelsesformen ifølge fig. 1-*: er hovedsagelig plan ved området for det korrekte trykpunkt 6 for udvendig hjertemassage, behøves ingen særlig modificering af beholdervæggen, men modellen kan udenvidere anvendes til øvelse af hjertemassage. Ved sådan indøvning trykker den øvende person beholdervæggen ind ved det korrekte trykpunkt 6, hvorved beholdervæggen under lineært forhold med indtrykningskraft og indtryknings-dybde indtager den i fig.lc og i fig.3 med stiplet linie viste stilling 3b (i fig.lb og fig.lc viser de punkterede linier beholdervæggens stilling i ubelastet tilstand). Efter afsluttet indtrykning vender beholdervæggen tilbage til udgangsstillingen ved elastisk fjedringsvirkning.

Ved den i fig.5-7 viste alternative udførelsesform har den kroplignende beholder hovedsagelig ellipseformet tværsnitsform i brystkasse- 9 urns partiet. For at eliminere de spændinger, som på grund af overvæggens konveksitet ville optræde ved øvning af hjertemassage og medføre et uønsket ikke-lineært forhold mellem indtrykningskraft og indtryknings-dybde, udviser beholdervæggen en langsgående fordybnings 7» s om løber gennem det korrekte trykpunkt 6 for hjertemassage. Endvidere adskiller denne tidførelsesform sig fra udførelsesformen ifølge fig.1-4 ved, at partiet under brystkassen har hovedsagelig rektangulær tværsnitsform (se fig.7)» men eftersom det har større vægtykkelse end det ellipseformede brystkasseparti, vil der ikke ske nogen nævneværdig form- og volumenændring ved indblæsning af luft i beholderen 3 (samme resultat kan opnås ved, at væggene i det nedre beholderparti fremstilles af stivere materiale end i brystkassepartiet). X øvrigt er udførelsesformen ifølge fig.5-7 helt analog med udførelsesformen ifølge fig.1-k,hvorhos fig.5 modsvarer fig.2 og fig.6 og 7 viser snit langs linierne C-C respektive D-D i fig.5·