EA010994B1 - Способ и устройство для управления по меньшей мере одним параметром вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции легкого пациента в соответствии с положением легкого - Google Patents

Способ и устройство для управления по меньшей мере одним параметром вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции легкого пациента в соответствии с положением легкого Download PDF

Info

Publication number
EA010994B1
EA010994B1 EA200601649A EA200601649A EA010994B1 EA 010994 B1 EA010994 B1 EA 010994B1 EA 200601649 A EA200601649 A EA 200601649A EA 200601649 A EA200601649 A EA 200601649A EA 010994 B1 EA010994 B1 EA 010994B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lung
state
accordance
artificially ventilated
patient
Prior art date
Application number
EA200601649A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200601649A1 (ru
Inventor
Стефан Бём
Ройс У. Джонсон
Original Assignee
КейСиАй ЛАЙСЕНЗИНГ, ИНК.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by КейСиАй ЛАЙСЕНЗИНГ, ИНК. filed Critical КейСиАй ЛАЙСЕНЗИНГ, ИНК.
Publication of EA200601649A1 publication Critical patent/EA200601649A1/ru
Publication of EA010994B1 publication Critical patent/EA010994B1/ru

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/097—Devices for facilitating collection of breath or for directing breath into or through measuring devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G7/00—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons
    • A61G7/002—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons having adjustable mattress frame
    • A61G7/008—Beds specially adapted for nursing; Devices for lifting patients or disabled persons having adjustable mattress frame tiltable around longitudinal axis, e.g. for rolling
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/021—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes operated by electrical means
    • A61M16/022—Control means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00—Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/0003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure
    • A61M2016/003—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter
    • A61M2016/0033—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical
    • A61M2016/0036—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with a flowmeter electrical in the breathing tube and used in both inspiratory and expiratory phase
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00—General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/50—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers
    • A61M2205/52—General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers with memories providing a history of measured variating parameters of apparatus or patient
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00—Measuring parameters of the user
    • A61M2230/20—Blood composition characteristics
    • A61M2230/205—Blood composition characteristics partial oxygen pressure (P-O2)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00—Measuring parameters of the user
    • A61M2230/40—Respiratory characteristics
    • A61M2230/43—Composition of exhalation
    • A61M2230/432—Composition of exhalation partial CO2 pressure (P-CO2)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61M—DEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2230/00—Measuring parameters of the user
    • A61M2230/65—Impedance, e.g. conductivity, capacity

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Nursing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу и устройству для управления по меньшей мере одним давлением вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции искусственно вентилируемого легкого пациента в соответствии с положением легкого. Для увеличения возможностей терапии методом кинетического поворота по меньшей мере одним давлением вентиляции управляют в соответствии с заданным положением легкого и в соответствии с информацией о состоянии легкого, относящейся к указанному заданному положению легкого.

Description

Изобретение относится к способу и устройству для записи состояния искусственно вентилируемого легкого пациента в соответствии с положением легкого и к способу и устройству для управления по меньшей мере одним параметром вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции искусственно вентилируемого легкого пациента в соответствии с положением легкого. Кроме того, изобретение относится к способу и устройству для управления изменением положения искусственно вентилируемого легкого пациента. Для реализации изобретения предполагается, что пациент лежит в медицинской кровати и что положение искусственно вентилируемого легкого может изменяться посредством механизма изменения положения. Примером такой медицинской кровати является поворотная кровать, выполненная с возможностью поворота на угол поворота вокруг своей продольной оси.
Лечение острой легочной недостаточности, острого повреждения легкого (ОПЛ) и синдрома острой дыхательной недостаточности (СОДН) все еще является одной из ключевых проблем в лечении тяжело больных пациентов в отделении реанимации. Несмотря на интенсивные исследования за последние два десятилетия, негативные последствия дыхательной недостаточности все еще влияют как на краткосрочные, так и на долгосрочные результаты лечения пациента. Хотя и разрабатывались различные стратегии вентиляции, чтобы лечить нарушение оксигенации и защищать легкие от повреждений, вызванных аппаратом искусственного дыхания, также оценивались и дополнительные терапевтические варианты.
Динамическое изменение положения тела (кинетическая терапия, или терапия методом осевого поворота) было впервые описано Брайаном в 1974 г. Известно применение этой методики для открывания ателектаза легкого и для улучшения легочной функции, в особенности артериальной оксигенации у пациентов с ОПЛ и СОДН. Поскольку терапия методом кинетического поворота является неинвазивным и относительно недорогим методом, она может даже использоваться профилактически для пациентов, чье общее состояние здоровья или тяжесть травмы предрасполагают к повреждению легкого и СОДН. Можно показать, что количество осложнений при пневмонии и легочных заболеваниях может быть уменьшено, в то время как количество выживающих увеличивается, если терапия методом кинетического поворота началась на ранней стадии курса лечения с аппаратом искусственной вентиляции легкого. Этот терапевтический подход может уменьшить инвазивность механической вентиляции (давление в дыхательных путях и объем воздуха при вдохе, время механической вентиляции и продолжительность пребывания в отделении реанимации).
Терапия методом кинетического поворота, как она понимается в настоящем изобретении, применяется посредством использования поворотных кроватей, которые могут использоваться в непрерывном режиме или в дискретном режиме, когда делаются остановки при любом нужном угле на заданное время. Главный эффект осевого поворота при респираторной недостаточности состоит в перераспределении и создании подвижности как внутрибронхиальной жидкости (слизи), так и внутритканевой жидкости от нижней (зависимой) до верхней (независимой) областей легкого, что в итоге приводит к улучшенному согласованию локальной вентиляции и кровоснабжения. Как следствие, увеличивается оксигенация, в то время как внутрилегочное шунтирование уменьшается. Лимфоток из грудной клетки увеличивается при повороте пациента. Кроме того, терапия методом кинетического поворота улучшает выздоровление ранее спавшихся областей легкого, уменьшая, таким образом, величину ателектаза легкого при одинаковых или даже меньших давлениях в дыхательных путях. В то же время открывшиеся области легкого защищены от напряжений сдвига, обычно создаваемых повторяющимся открыванием и закрытием предрасположенных к спадению альвеол в зависимых зонах легкого.
Из статьи Х.К. Пэйпа и др. (Н.С. Раре, с1 а1.) Является ли раннее кинетическое позиционирование благотворным для легочной функции у пациентов с множественными травмами? в журнале Травма, т. 29, вып. 3, с. 219-225, 1998 г., известно использование терапии методом кинетического поворота, которая включает непрерывное осевое вращение пациента на поворотной кровати. Установлено, что терапия методом кинетического поворота улучшает оксигенацию у пациентов с нарушенной легочной функцией и с посттравматической легочной недостаточностью и синдромом расстройства дыхания у взрослых (СРДВ).
Однако так как терапия методом кинетического поворота требует специально изготовленной поворотной кровати, пока еще не установлено, оправдывает ли эта терапия широкое применение. Кроме того, терапия методом кинетического поворота использовалась со стандартными параметрами лечения, обычно одинаковым поворотом, начиная от более чем 45° в одну сторону и заканчивая более чем 45° в другую сторону, и 15-минутным циклом по времени. Эти параметры поворота редко изменяются на практике из-за недостатка общей информации об эффективности вентиляции и активности поворотов. Подобным же образом недостаток общей информации мешает практикам использовать преимущества благотворного влияния терапии методом кинетического поворота на уменьшение агрессивности параметров механической вентиляции, используемой для лечения подвергаемого поворотам пациента.
Цель изобретения состоит в том, чтобы улучшить возможности терапии методом кинетического поворота.
Эта цель решается согласно первому аспекту изобретения посредством создания способа записи, предназначенного для записи состояния искусственно вентилируемого легкого пациента в соответствии с положением легкого, причем пациент лежит в специальной медицинской кровати, и положение искусственно вентилируемого легкого изменяется механизмом изменения положения, при этом способ вклю
- 1 010994 чает следующие этапы:
a) перемещение искусственно вентилируемого легкого в определенное положение посредством механизма изменения положения;
b) определение состояния искусственно вентилируемого легкого;
c) запись состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с определенным положением легкого.
Соответствующее записывающее устройство согласно первому аспекту изобретения, предназначенное для записи состояния искусственно вентилируемого легкого пациента, лежащего в специальной медицинской кровати, в соответствии с положением легкого, содержит следующие части:
a) механизм изменения положения для перемещения искусственно вентилируемого легкого в заданное положение;
b) определяющее средство, предназначенное для определения состояния искусственно вентилируемого легкого;
c) записывающее средство, предназначенное для записи состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с заданным положением легкого.
Первый аспект изобретения основан на признании того, что изменение положения искусственно вентилируемого легкого также изменяет его состояние. Поэтому в соответствии с определенным положением легкого выполняется воспроизводимая запись состояния искусственно вентилируемого легкого, что обеспечивает целенаправленное лечение легкого другими средствами.
Кроме того, цель достигается согласно второму аспекту изобретения посредством способа управления, предназначенного для управления по меньшей мере одним параметром вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции искусственно вентилируемого легкого пациента в соответствии с положением легкого, причем пациент лежит в специальной кровати, а положение искусственно вентилируемого легкого может изменяться посредством механизма изменения положения, при этом способ включает следующие этапы:
a) получение информации о состоянии легкого, которая основана по меньшей мере на двух точках отсчета первого состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с первым положением легкого и второго состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии со вторым положением легкого;
b) передвижение искусственно вентилируемого легкого в заданное положение легкого посредством механизма изменения положения;
c) управление по меньшей мере одним параметром вентиляции в соответствии с заданным положением легкого и в соотевтствии с информацией о состоянии легкого, относящейся к указанному заданному положению легкого.
Соответствующее управляющее устройство согласно второму аспекту изобретения, предназначенное для управления по меньшей мере одним параметром вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции искусственно вентилируемого легкого пациента, лежащего в медицинской кровати, в соответствии с положением легкого, содержит следующие части:
a) средство получения информации о состоянии легкого, которая основывается по меньшей мере на двух точках отсчета первого состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с первым положением легкого и второго состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии со вторым положением легкого;
b) механизм изменения положения для перемещения искусственно вентилируемого легкого в заданное положение легкого;
c) средство управления по меньшей мере одним параметром вентиляции в соответствии с заданным положением легкого и в соответствии с информацией о состоянии легкого, относящейся к указанному заданному положению легкого.
Второй аспект изобретения основывается на признании того, что изменение положения искусственно вентилируемого легкого также изменяет его состояние, что может быть использовано для оптимизации вентиляции. Следовательно, также обеспечивается уже известная терапия методом кинетического поворота. Более определенно, оптимизированная вентиляция согласно второму аспекту изобретения исходит из факта, что расположенное наверху легкое во время терапии поворотом освобождается от приложенных давлений. Например, чтобы оптимизировать по меньшей мере одно вентиляционное давление во время поворота, по меньшей мере второе состояние искусственно вентилируемого легкого определяется и сравнивается с предварительно определенным первым состоянием искусственно вентилируемого легкого, причем по меньшей мере одно вентиляционное давление управляется в соответствии с разницей между первым состоянием и вторым состоянием искусственно вентилируемого легкого.
Важным параметром для управления механизмом изменения положения и, таким образом, положением легкого является период поворота или период движения, который является периодом времени, за который положение легкого возвращается, после движения в одном направлении, назад к его начальному положению. Успешность терапии методом кинетического поворота может быть улучшена, если период поворота и/или амплитуда поворота не фиксированы, а изменяются статистически около заданного сред
- 2 010994 него периода поворота.
Первый аспект изобретения и второй аспект изобретения могут комбинироваться друг с другом. Предпочтительные аспекты, описанные далее, могут быть применимы к каждому из вариантов изобретения.
Согласно одному аспекту медицинская кровать может поворачиваться вокруг своей продольной оси, а механизм изменения положения является двигателем, поворачивающим медицинскую кровать вокруг продольной оси. В альтернативном случае возможно также, чтобы механизм изменения положения содержал наполненные воздухом или жидкостью подушки, предусмотренные под пациентом.
Согласно следующему аспекту, заданное положение легкого достигается заданной длиной шага механизма изменения положения. В альтернативном случае также возможно, чтобы заданное положение легкого достигалось в соответствии с сигналом обратной связи от датчика положения, измеряющего истинное положение легкого.
Согласно следующему аспекту, состояние искусственно вентилируемого легкого определяется мерой локальной или глобальной информации о морфологии легкого и/или легочной функции.
Локальная информация обеспечивает конкретное лечение части легкого и может быть реализована методами визуализации, такими как электрическая импедансная томография (ЭИТ) или компьютерная томография (КТ). Глобальную информацию о легком легче получить путем, например, измерения газообмена, при этом оценивая поведение легкого в целом.
Морфология легкого рассматривает структурные части легкого, т.е. анатомию и ее нарушения, в то время как легочная функция относится как к динамическому поведению, такому как вентиляция и кровообращение, так и к механическому поведению легкого.
Согласно предпочтительному аспекту изобретения состояние искусственно вентилируемого легкого является мерой функциональности по отношению к глобальному газообмену легкого. Существуют многочисленные способы и устройства для определения глобального газообмена, причем некоторые из них указаны ниже.
Состояние легкого может быть определено на основе концентрации СО2 выдыхаемого газа за вдохвыдох. Такой способ и устройство известны из предыдущей заявки на европейский патент Неинвазивный способ и устройство для оптимизации респирации для ателектатических легких, поданной 26 марта 2004 г., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Более того, состояние легкого может быть определено на основе кислородного насыщения гемоглобина (8О2). Это может быть выполнено посредством датчика насыщения. Управляющий контур обратной связи преимущественно управляет дыхательной кислородной фракцией (Г1О2) в аппарате искусственного дыхания так, чтобы кислородное насыщение гемоглобина (8О2) поддерживалось постоянным, а процессор обработки данных определял уровень давления дыхательных путей, который соответствует открытию или закрытию альвеол легкого в процессе изменения давления дыхательных путей от хода управляемой дыхательной кислородной фракции (Г1О2). Такой способ и устройство известны из международной публикации \УО 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Кроме того, состояние легкого может быть определено на основе объема СО2, выдыхаемого за единицу времени. Такой способ и устройство известны из международной публикации \УО 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Кроме того, состояние легкого может быть определено на основе концентрации СО2 в конце выдоха. Такой способ и устройство известны из международной публикации \УО 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Кроме того, состояние легкого может быть определено на основе артериальных парциальных давлений кислорода раО2. Такой способ и устройство известны из работы С. Леонардта и др. (8. Ьеопйатб! с1 а1.) Оптимизация искусственной вентиляции легких при острой легочной недостаточности посредством идентификации физиологических параметров в 11/98, с. 532-539, 1998, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Согласно еще одному аспекту состояние легкого может быть определено на основе податливости легкого, где податливость может быть определена дыхательным объемом, поделенным на разницу давлений между пиковым давлением на вдохе и положительным давлением в конце выдоха (ПДВ-ПДКВ). Определения податливости известны, например, из международной публикации \УО 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Согласно еще одному аспекту состояние легкого может быть определено на основе динамического сопротивления дыхательных путей при вдохе и выдохе, где эти сопротивления могут быть определены как разница рабочих давлений, поделенная на расход дыхательных газов (смН2О/л/с). Определения сопротивления известны, например, из международной публикации XVО 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Согласно дальнейшему аспекту определенное состояние легкого чувствительно к изменениям альвеолярного мертвого пространства. Цель состоит в том, чтобы компенсировать изменения альвеолярного мертвого пространства подходящей регулировкой положительного давления в конце выдоха (ПДКВ) и пикового давления на вдохе (ПДВ). Для определения изменений альвеолярного мертвого пространства
- 3 010994 искусственно вентилируемого легкого известны различные способы и устройства, которые могут быть использованы по отдельности или в комбинации друг с другом.
Согласно следующему аспекту состояние легкого определяется на основе томографических данных электрического импеданса. Такой способ и устройство известны из международных публикаций XV О 00/33733 А1 и νθ 01/93760 А1, которые включены в настоящую заявку путем ссылки.
Кроме того, для определения функционального состояния искусственно вентилируемого легкого могут быть использованы многие другие известные клинические способы и устройства, которые могут комбинировать в себе как эффекты газообмена, так и оценки гемодинамической эффективности. Некоторые из них включают шунтирование части легкого, коэффициент извлечения кислорода, внесосудистую легочную жидкость, легочное сосудистое сопротивление и податливость и т.п.
Кроме того, многие другие известные клинические способы и устройства оценки восстановления легкого и механической функции могут быть использованы для определения состояния искусственно вентилируемого легкого. Они включают верхнюю и нижнюю точки перегиба кривых давление-объем на вдохе и выдохе, точку максимальной податливости (Ртах) давление-объем и др.
Согласно еще одному аспекту определенное состояние искусственно вентилируемого легкого записывается компьютером согласно соответствующему заданному положению легкого. Записанные данные предпочтительно отображаются на экране.
Способ записи и записывающее устройство согласно первому аспекту изобретения могут быть использованы, чтобы обеспечить информацию о состоянии легкого для способа управления и устройства управления согласно второму аспекту изобретения.
Согласно одному аспекту заданная дифференциальная длина шага подается повторно в механизм изменения положения, чтобы после каждого шага дифференциальной длины получить точку отсчета состояния искусственно вентилируемого легкого, до тех пор, пока такие точки отсчета состояния искусственно вентилируемого легкого определены в заданном диапазоне положений легкого.
Чтобы увеличить разрешающую способность точек отсчета, информация о состоянии легкого может быть интерполирована между точками отсчета в соответствии с разницей между двумя соседними точками отсчета. Могут быть использованы другие интерполяционные методы, которые основаны на использовании более чем двух точек отсчета, например, метод наименьших квадратов, посредством которого может быть получена устойчивая кривая информации состояния легкого в заданном диапазоне положений легкого.
Полученная информация о состоянии легкого может быть использована для оптимизации по меньшей мере одного вентиляционного параметра искусственно вентилируемого легкого в заданном диапазоне положений легкого, согласно второму аспекту изобретения. Предпочтительно по меньшей мере одним вентиляционным параметром управляют так, что информация о состоянии легкого дает равномерное распределение во всем заданном диапазоне положений легкого. Таким образом, отклонения информации о состоянии легкого в заданном диапазоне положений легкого могут быть сглажены путем использования подходящего параметра вентиляции согласно соответствующему положению легкого. В альтернативном случае единственное значение параметра вентиляции может быть определено из устойчивой кривой, чтобы обеспечить максимум легочной функции, как определенной из информации о состоянии легкого во всем диапазоне положений легкого.
Согласно следующему аспекту по меньшей мере одним параметром вентиляции можно управлять так, что определенные изменения альвеолярного мертвого пространства компенсируются в соответствии с разницей между двумя точками отсчета информации о состоянии легкого для искусственно вентилируемого легкого. Для этой цели может быть записана характеристическая кривая для соответствующего легкого, показывающая взаимосвязь между альвеолярным мертвым пространством, с одной стороны, и влиянием пикового давления на вдохе (ПДВ) и положительного давления в конце выдоха (ПДКВ), с другой стороны. Основанное на этой характеристической кривой пиковое давление на вдохе (ПДВ) и/или положительное давление в конце выдоха (ПДКВ) может быть определено для компенсации изменений в альвеолярном мертвом пространстве. Чтобы рассмотреть дополнительно угол поворота при помощи характеристической кривой, состояние альвеолярного мертвого пространства в зависимости от ПДВ и/или ПДКВ определяется в соответствии с положением легкого.
Полученная информация о состоянии легкого также может быть использована для оптимизации управляемого изменения положения искусственно вентилируемого легкого. Должно быть обеспечено распределение периодов положений и/или амплитуд. Это может выполняться автоматически на основе информации о состоянии легкого, которая основывается по меньшей мере на двух точках отсчета первого состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с первым положением легкого, и второго состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии со вторым положением легкого. Например, может быть составлена справочная таблица, которая конкретной информацией о состоянии легкого ставит в соответствие управляющий сигнал для механизма изменения положения, который имеет определенный период положения и определенную амплитуду положения. Таким образом, управляющий сигнал для механизма изменения положения состоит из множества отрезков кривой в заданном диапазоне положений легкого, что выражается в распределении периодов положений и/или амплитуд.
- 4 010994
В альтернативном случае распределение может быть обработано через пользовательский интерфейс на основе заданной системы периодических управляющих сигналов для обеспечения заданного распределения.
В альтернативном случае распределение может быть обработано автоматически заблаговременно или в режиме ои1ше и может следовать известному вероятностному распределению или может следовать биологической изменчивости. Например, сокращения сердца человека следуют характерной биологической изменчивости, что может быть приведено к определенному масштабу и приспособлено для достижения описанной цели.
Другие цели и свойства изобретения станут понятны из описания со ссылкой на следующие чертежей, на которых фиг. 1 показывает пример медицинской кровати согласно изобретению;
фиг. 2 - первый пример механизма изменения положения в горизонтальном положении;
фиг. 3 - первый пример механизма изменения положения в наклонном положении;
фиг. 4 - второй пример механизма изменения положения в горизонтальном положении;
фиг. 5 - второй пример механизма изменения положения в наклонном положении;
фиг. 6 - схематический экран монитора для способа управления по меньшей мере одним давлением вентиляции;
фиг. 7 - процедуру восстановления альвеол во время терапии методом кинетического поворота;
фиг. 8 - процесс титрования после успешной процедуры по восстановлению легкого, выполненного во время терапии методом кинетического поворота;
фиг. 9 - искусственную вентиляцию легкого при управлении ПДВ и ПДКВ, в соответствии с углом поворота;
фиг. 10 - схематически экран монитора при управлении ПДВ и ПДКВ во время цикла поворота, согласно фиг. 9;
фиг. 11 иллюстрирует измерения раО2, раСО2 и рНа во время терапии методом кинетического поворота и фиг. 12 иллюстрирует измерение податливости легкого во время терапии методом кинетического поворота.
Фиг. 1 показывает пример медицинской кровати согласно изобретению. Медицинская кровать 101 установлена с возможностью ее поворота вокруг продольной оси, как показано стрелкой 102. Угол поворота можно изменять посредством механизма 103 изменения положения, который управляется блоком 104 управления.
Пациента 105 закрепляют на медицинской кровати 101 и подвергают вентиляции аппаратом 106 искусственного дыхания. Механизм 103 изменения положения может управляться блоком 104 управления так, что пациент поворачивается, в результате чего искусственно вентилируемое легкое оказывается в заданном положении. Положение легкого определяется углом поворота, причем за 0° принимается положение, когда пациент лежит горизонтально на кровати, которая сама расположена горизонтально. Измерения положения легкого могут выполняться с использованием переносного датчика положения, прикрепленного к грудной клетке пациента и соединенного с блоком 104 управления. Медицинская кровать 101, показанная на фиг. 1, позволяет также определять угол поворота легкого путем измерения угла поворота медицинской кровати 101.
Состояние искусственно вентилируемого легкого может быть определено множеством способов, использующих подходящее измерительное устройство 107. Для определения состояния легкого измерительное устройство 107 может, например, использовать такие данные, как давление в дыхательных путях, состав выдыхаемого газа, объем вдыхаемого и выдыхаемого газа, полученного от аппарата искусственного дыхания. Измерения для определения состояния легкого могут либо выполняться непрерывно, либо время от времени при определенных положениях легкого. Примеры способов определения состояния легкого приводятся ниже.
Состояние легкого определяется на основе концентрации СО2 выдыхаемого газа за один вдохвыдох. Такой способ и устройство известны из европейской патентной заявки Неинвазивный способ и устройство для оптимизации дыхания для ателектатических легких, поданной 26 марта 2004 г., которая включена в настоящую заявку посредством ссылки.
Состояние легкого определяется на основе кислородного насыщения гемоглобина (8О2). Это может быть выполнено посредством датчика насыщения. Преимущественно контур управления с обратной связью управляет фракцией кислорода на вдохе (Р1О2) в аппарате искусственного дыхания так, чтобы кислородное насыщение гемоглобина (8О2) оставалось постоянным, а процессор обработки данных определяет уровень давления в дыхательных путях, который соответствует открытию или закрытию альвеол легкого, во время изменения давления в дыхательных путях от хода управляемой фракцией кислорода на вдохе (ИО2). Такой способ и устройство известны из международной публикации \УО 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Состояние легкого определяется на основе объема СО2, выдыхаемого за единицу времени. Такой способ и устройство известны из международной публикации \УО 00/44427 А1, которая включена в на
- 5 010994 стоящую заявку путем ссылки.
Состояние легкого определяется на основе концентрации СО2 в конце выдоха. Такой способ и устройство известны из международной публикации νθ 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Состояние легкого определяется на основе парциальных артериальных давлений кислорода раО2. Такой способ и устройство известны из работы С. Леонардта и др. Оптимизация искусственной вентиляции легких при острой легкой недостаточности путем идентификации физиологических параметров в 11/98, с. 532-539, 1998, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Состояние легкого определяется на основе податливости легкого, которая может быть определена как объем вдыхаемого воздуха, поделенный на разность давлений между пиковым давлением на вдохе и положительным давлением в конце выдоха (ПДВ-ПДКВ). Определения податливости известны из международной публикации νθ 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Состояние легкого определяется на основе динамического сопротивления дыхательных путей при вдохе и/или выдохе, причем эти сопротивления могут быть определены как разность рабочих давлений, поделенная на расход газов при дыхании (смН2О/л/с). Определения сопротивлений известны, например, из международной публикации νθ 00/44427 А1, которая включена в настоящую заявку путем ссылки.
Состояние легкого определяется на основе томографических данных об электрическом импедансе. Такой способ и устройство известны из международных публикаций νθ 00/33733 А1 и νθ 01/93760 А1, которые включены в настоящую заявку путем ссылки.
Далее будет описан пример лечения пациента, который будет объяснен более подробно со ссылкой на фиг. 2-12.
Процедура восстановления
При угле поворота 0° ПДКВ регулируют выше ожидаемого давления закрытия альвеол (между 15 и 25 смН2О, в зависимости от болезни легкого). Значение ПДВ устанавливают значительно выше ПДКВ, чтобы обеспечить требуемую вентиляцию.
Затем начинают поворот пациента. Каждое легкое открывается отдельно, когда оно перемещается в верхнее положение.
При увеличении угла поворота ступенчатое увеличение ПДВ начинают за 5-20 вдохов-выдохов до достижения максимального угла поворота, причем ПДВ достигает своего максимального значения (между 45 и 65 смН2О, в зависимости от болезни легкого) при максимальном угле поворота.
После перехода через максимум угла поворота ПДВ уменьшаются за 5-20 вдохов-выдохов.
После того как каждое легкое восстановилось отдельно (путем поворота пациента в обе стороны) описанным выше способом, ПДВ регулируют для каждого легкого отдельно, чтобы поддерживать необходимую вентиляцию.
Титрование ПДКВ для нахождения закрывающего ПДКВ
После процедуры восстановления ПДКВ непрерывно уменьшают с возрастанием углов поворота. Состояние искусственно вентилируемого легкого непрерывно записывают. Начиная с заданного ПДКВ при угле поворота 0°, ПДКВ понижают так, что при максимальном угле поворота ПДКВ будет уменьшено на 1-2 смН2О (процедура 1). Если не наблюдается признаков альвеолярного коллапса при любом из указанных выше сигналов, уровень ПДКВ записывают и увеличивают непрерывно до прежней установки при 0°. При повороте пациента в другую сторону ПДКВ уменьшают таким же образом (процедура 2). Если нет признаков альвеолярного коллапса в любом из вышеуказанных сигналов, уровень ПДКВ поддерживают при этом значении, а пациента поворачивают назад в положение 0°.
Если при угле поворота 0° коллапс не присутствует, процедуры 1 и 2 выполняют при пониженных уровнях ПДКВ, пока не появятся признаки альвеолярного коллапса. Уровень ПДКВ, при котором происходит коллапс, записывают затем для соответствующей стороны. ПДКВ непрерывно увеличивают до прежнего значения, установленного при 0°, в то время как пациента поворачивают назад до 0°. Если изза гистерезиса поведения легкого признаки коллапса все еще присутствуют, на этой стадии выполняют процедуру восстановления, чтобы снова открыть легкое, как описано выше.
При продолжении работы с легким в открытом состоянии ПДКВ устанавливают на 2 смН2О выше известного давления закрывания для стороны, где произошел коллапс легкого.
После этого ПДКВ уменьшают, как описано выше, в то время как пациента поворачивают в противоположную сторону, для которой закрывающее давление еще неизвестно. Как только происходит коллапс также и для этой стороны, ПДКВ записывают, и легкое снова открывают.
Управление параметрами вентиляции во время поворота
После определения величины ПДКВ, соответствующего коллапсу каждой стороны, ПДКВ регулируют непрерывно, продолжая поворот и убеждаясь в то же время в том, что ПДКВ не падает ниже уровней, необходимых для каждой из сторон.
Так как ПДКВ и податливость могут изменяться с углом поворота, необходимы регулировки. Поэтому во время поворотной терапии уровни ПДВ непрерывно регулируют от одного вдоха-выдоха к другому, чтобы вентилировать пациента в достаточной степени, сохраняя дыхательный объем в требуемом
- 6 010994 диапазоне 6-10 мл/кг веса тела, в соответствии с разницей между первым состоянием и вторым состоянием искусственно вентилируемого легкого.
Кроме того, если давления ПДВ уже имеют очень низкие значения, может быть целесообразным оставить ПДВ постоянным, но регулировать изменения в податливости путем регулировки частоты дыхания (ЧД). Затем ЧД регулируют непрерывно от одного вдоха-выдоха к другому, чтобы вентилировать пациента в достаточной степени, в то же время поддерживая ПДВ постоянным.
Показано, что изменение периода поворота еще более улучшает эффект терапии методом кинетического поворота. Например, могут быть предложены следующие варианты изменений:
синусоидальное изменение с длиной волны от нескольких минут до нескольких часов с установкой минимального и максимального значений для углов поворота, скоростей и периодов покоя;
линейное изменение в определенных границах с линейно изменяющимися периодами от нескольких минут до нескольких часов и установка минимального и максимального значений для углов поворота, скоростей и периодов покоя;
случайное изменение относительно заданного среднего значения при одном уровне изменчивости (т.е. биологической изменчивости) с амплитудами между 50 и 200% средней секвенции величины этого параметра из однородного распределения вероятностей между, например, 0 и 100% от выбранного среднего значения;
изменчивость может быть определена согласно техническим подходам, охватывающим весь диапазон от допустимого минимума до допустимого максимума;
распределение параметров поворота может быть Гауссовым или биологическим.
Кроме периода поворота и угла поворота, можно варьировать скорость поворота и периоды покоя. Для регулирования переменных углов поворота, скорости и времени покоя может быть определено среднее произведение угла и периода покоя и т. д., которое нужно поддерживать постоянным. Например, в то время как угол поворота случайным образом изменяется относительно заданного угла поворота, периоды покоя регулируют так, чтобы при заданной скорости поворота поддерживать приблизительно постоянным произведение угла на время;
в то время как угол поворота случайным образом изменяется относительно заданного угла поворота, скорость поворота регулируют так, чтобы поддерживать приблизительно постоянным произведение угла и скорости, в то время как период покоя не используют.
Фиг. 2 показывает первый пример механизма изменения положения в горизонтальном положении, представляющем собой начальное положение. Схематический чертеж показывает пациента 201, лежащего в положении на спине. Как определено в медицинском изображении, пациент показан со стороны ног, так что правое легкое (Я) находится с левой стороны фиг. 2, а левое легкое (Ь) находится на правой стороне фиг. 2, в то время как сердце (Н) расположено в центре и ближе к передней стороне.
В связи с этим следует заметить, что способы согласно изобретению могут быть точно также применимы к пациентам, лежащим на животе.
Пациент лежит на поддерживающей поверхности 202, которая закрывает три воздушные подушки 203, 204 и 205. Эти воздушные подушки, будучи смонтированы на неподвижной раме 206 медицинской кровати, надувают в этом горизонтальном положении медицинской кровати до среднего давления воздуха. Давление воздуха воздушных подушек 203, 204 и 205 может регулироваться посредством блока управления либо нагнетанием воздуха в воздушную подушку, либо спусканием воздуха из воздушной подушки. Очевидно, могут также использоваться иные текучие среды, нежели воздух.
Изменение давления воздуха в воздушных подушках 203, 204 и 205 особым образом приводит к повороту поддерживающей поверхности 202 и, следовательно, к повороту искусственно вентилируемого легкого. Посредством одновременного измерения угла поворота искусственно вентилируемого легкого, т.е. с помощью прикрепленного датчика положения на грудной клетке пациента, угол поворота искусственно вентилируемого легкого можно отрегулировать на заданное положение. В альтернативном случае заданное положение легкого может быть посредством заданной длины шага механизма изменения положения, т.е. заданным давлением воздуха в каждой воздушной подушке.
На фиг. 3 показан первый пример механизма изменения положения в наклонном положении, являющимся результатом особой установки давлений воздуха в воздушных подушках. По сравнению с фиг. 2, в этом конкретном примере давление воздуха воздушной подушки 303 уменьшено, давление воздуха воздушной подушки 304 не изменилось, и давление воздуха воздушной подушки 305 увеличено.
Результатом этого является поворот поддерживающей поверхности 302 и, следовательно, поворот искусственно вентилируемого легкого. Существенно, что рама 306 медицинской кровати остается при этом в горизонтальном положении.
На фиг. 4 показан второй пример механизма изменения положения в горизонтальном положении, представляющем начальное положение. Схематический рисунок показывает пациента 401, лежащего на спине, как определено в описании фиг. 2.
Пациент лежит на поддерживающей поверхности 402, которая прикреплена к раме 403 медицинской кровати. Рама 403 может поворачиваться посредством двигателя, который представляет собой механизм изменения положения, в соответствии с сигналами, полученными от блока управления. Поворот
- 7 010994 рамы 403 выражается непосредственно в повороте пациента и, следовательно, искусственно вентилируемого легкого. Посредством одновременных измерений угла поворота искусственно вентилируемого легкого, т.е. посредством измерений угла поворота рамы 403, угол поворота искусственно вентилируемого легкого может быть приведен в заданные положения. В альтернативном случае заданное положение легкого может быть достигнуто посредством выбора заданной длины шага механизма изменения положения, т.е. выполнением заданного числа шагов, используя шаговый двигатель.
На фиг. 5 показан второй пример механизма изменения положения в наклонном положении, являющимся результатом специальной установки механизма изменения положения. В этой специальной установке механизма изменения положения левое легкое пациента находится вверху. При этом поворачивают как поддерживающая поверхность 502, так и раму 503 медицинской кровати.
На фиг. 6 показан схематический экран монитора для способа управления по меньшей мере одним вентиляционным давлением. На дисплей выводятся как входные данные системы искусственной вентиляции в виде ПДВ и ПДКВ, так и пример выходной физиологической информации пациента в режиме оийие сигнала 8рО2. Сигнал 8рО2 представляет собой уровень насыщения кислородом. Значения ПДВ, ПДКВ и 8рО2 построены в круговой системе координат в зависимости от угла поворота искусственно вентилируемого легкого. Угол поворота показан на фиг. 6 штриховыми линиями для значений 45, 0 и -45°. Значения ПДВ, ПДКВ и 8рО2 могут быть получены из графика, используя ось, перпендикулярную оси конкретного угла поворота.
Как можно видеть из фиг. 6, когда медицинская кровать поворачивает пациента в направлении отрицательного угла поворота, значение сигнала 8рО2 существенно возрастает, в то время как значение сигнала 8рО2 уменьшается, когда пациент поворачивается в направлении положительного угла поворота.
Это изменение сигнала 8рО2 относится к постоянным значениям ПДВ и ПДКВ. Без изменения по меньшей мере одного из давлений дыхательных путей, оценка сигнала 8рО2 пациента во время поворота представляет собой только диагностический показатель. Таким образом, фиг. 7-10 представляют собой влияние управления по меньшей мере одним вентиляционным давлением на выходную физиологическую информацию.
На фиг. 7 показана альвеолярная процедура восстановления во время терапии методом кинетического поворота. Перед тем как процедура восстановления начинается при угле поворота 0°, ПДКВ устанавливают выше ожидаемого альвеолярного закрывающего давления (между 15 и 25 смН2О, в зависимости от болезни легкого). Значение ПДВ устанавливают достаточно высоким, больше ПДКВ, чтобы обеспечить необходимую вентиляцию.
Во время процедуры восстановления ПДВ увеличивают ступенчато таким образом, чтобы открылись как можно больше структурных единиц легкого, в то время как ПДКВ поддерживают на таком уровне, чтобы поддерживать вновь открытые структурные единицы легкого открытыми. Восстановление применяют в направлении максимума положительной и отрицательной амплитуд поворота, при которых соответствующее верхнее легкое разгружается от почти всех приложенных давлений. Поэтому каждое легкое открывается отдельно, в то время как оно перемещается в верхнее положение.
Например, ступенчатое увеличение ПДВ можно начать за 5-10 вдохов-выдохов до того, как будет достигнут максимальный угол поворота и ПДВ достигнет своего максимального значения (между 45 и 65 смН2О, в зависимости от болезни легкого) при максимальном угле поворота. После прохождения через максимальный угол поворота ПДВ за 5-10 вдохов-выдохов уменьшают до своего первоначального значения.
После того как каждое легкое подвергнуто восстановлению по отдельности (посредством поворота пациента в обе стороны) описанным выше способом, ПДВ может быть отрегулировано для каждого легкого отдельно для того, чтобы поддерживать требуемую вентиляцию.
На фиг. 8 показан процесс титрования после успешной процедуры восстановления альвеол во время терапии методом кинетического поворота.
Из-за гистерезисного поведения легкого значения, полученные для ПДВ и ПДКВ во время процедуры восстановления альвеол, слишком высоки, чтобы далее вентилировать легкое с этими давлениями дыхательных путей, после того как структурные единицы легкого подверглись восстановлению. Таким образом, эти давления нуждаются в систематическом уменьшении во время процесса титрования. Цель состоит в том, чтобы получить минимальные значения для ПДКВ для конкретных углов поворота, чтобы поддерживать все альвеолы легких открытыми. Для дальнейшей вентиляции ПДКВ может быть установлено слегка выше этих значений, ПДВ может быть установлено в соответствии с требуемым дыхательным объемом.
Как показано на фиг. 8а, ПДВ и ПДКВ уменьшают обычно с периодом одного ступенчатого уменьшения за минуту в направлении обоих максимумов амплитуды поворота. Процесс титрования начинают с уменьшения ПДВ и/или ПДКВ при повороте искусственно вентилируемого легкого в направлении положительных углов поворота (процедура 1). Когда искусственно вентилируемое легкое возвращается в исходное положение, т.е. в угол поворота 0°, устанавливают первоначальные значения ПДВ и ПДКВ. Значения ПДВ и/или ПДКВ снова уменьшают, как только искусственно вентилируемое легкое поворачи
- 8 010994 вают в направлении отрицательных углов поворота (процедура 2). В качестве примера физиологического параметра обратной связи, на фиг. 8а штриховой линией показан сигнал 8рО2 насыщения кислородом. Насыщение кислородом остается постоянным в течение всего цикла поворота (процедура 1 + процедура 2), показывая, что не происходит значительного коллапса. Таким образом, процесс титрования должен быть продолжен.
Чтобы увеличить вероятность коллапса структурных единиц легкого, каждый последующий цикл поворота начинают с низких значений для ПДВ и ПДКВ. На фиг. 8Ь показан дальнейший цикл поворота процесса титрования. Сигнал 8рО2 насыщения кислородом во время цикла поворота, показанного на фиг. 8Ь, остается снова постоянным, указывая на то, что самые низкие значения ПДКВ, достигнутые при максимальных углах поворота, все еще слишком высоки, чтобы привести к значительному коллапсу структурных единиц легкого.
Прежде чем начать следующий цикл поворота, как показано на фиг. 8с, выполняется дальнейшее уменьшение значений ПДВ и ПДКВ. Когда пациента поворачивают в направлении положительных углов и уменьшают ПДКВ (процедура 1), сигнал 8рО2 насыщения кислородом показывает изменение в виде уменьшения. Как только это изменение отмечено, дальнейшие уменьшения давлений в дыхательных путях не производят. Значение ПДКВ, соответствующее точке, где найдено изменение сигнала 8рО2 насыщения кислородом, представляет давление коллапса для конкретного угла поворота. На этом процесс титрования для положительных углов поворота заканчивают.
При повороте пациента обратно к первоначальному положению, т.е. углу поворота 0°, ПДВ и ПДКВ устанавливают в свои первоначальные значения. Как показано на фиг. 8с, обычно присутствует эффект гистерезиса.
При повороте пациента в сторону отрицательных углов поворота, ПДВ и ПДКВ уменьшают, чтобы определить давление коллапса для отрицательных углов поворота (процедура 2). Сигнал 8рО2 насыщения кислородом остается постоянным, показывая, что значение ПДКВ, достигнутое при максимальном отрицательном угле поворота, все еще слишком высоко для того, чтобы привести к значительному коллапсу структурных единиц легкого. Следовательно, процесс титрования при отрицательных углах поворота должен быть продолжен.
Дальнейший цикл поворота, начинающийся опять с низких значений ПДВ и ПДКВ, показан на фиг. 86. Как показано, давления коллапса для положительных и отрицательных углов поворота можно найти согласно процедуре, показанной на фиг. 8с. Давление коллапса для положительного угла поворота, соответствующее значению, уже полученному на фиг. 8с, ниже, чем давление коллапса для отрицательного угла поворота.
После идентификации давлений коллапса для положительных и отрицательных углов поворота необходимо выполнить процедуру восстановления согласно фиг. 7, чтобы снова открыть структурные единицы легкого, которые закрылись во время процесса титрования. Как указывалось ранее, такая процедура повторного открытия может стать необходимой уже во время процесса титрования, как только давление коллапса для одной стороны найдено. Это тот случай, если, из-за гистерезисного поведения легкого, признаки коллапса легкого продолжают присутствовать, когда пациент повернут обратно в 0°, а ПДКВ увеличивают до своего прежнего значения при 0°.
Как только легкое полностью восстановлено, уровни ПДКВ устанавливают для положительных и отрицательных углов поворота в соответствии с найденными давлениям коллапса. К каждому давлению коллапса добавляют запас в 2 смН2О. В конечном счете, ПДВ может быть отрегулировано в соответствии с требуемым дыхательным объемом.
На фиг. 9 показана искусственная вентиляция легкого путем управления значениями ПДВ и ПДКВ в зависимости от угла поворота. На основе давлений коллапса для положительных и отрицательных углов поворота может быть построена кривая для ПДКВ, как функция угла поворота, как найдено согласно фиг. 8. Форма этой кривой, имеющей в данном частном примере гладкую кривизну, может выбираться свободно, при условии, что имеется достаточный запас, чтобы ПДКВ было выше соответствующего давления коллапса. Кривая ПДВ как функция угла поворота следует непосредственно из соответствующего значения ПДКВ и требуемого дыхательного объема. Управление значениями ПДВ и ПДКВ как функцией угла поворота приводит, таким образом, к оптимальной вентиляции легкого. Сигнал 8рО2 насыщения кислородом остается постоянным во время цикла поворота, в то время как, благодаря самым низким возможным значениям ПДВ и ПДКВ, отсутствует сверхрастяжение легкого и достигается требуемый дыхательный объем.
На фиг. 10 показан схематический экран монитора во время управления значениями ПДВ и ПДКВ в цикле поворота согласно фиг. 9. Представление ПДВ, ПДКВ и 8рО2 в зависимости от угла поворота, идентично представленному на фиг. 6.
Путем управления ПДВ и ПДКВ в зависимости от угла поворота возможно поддерживать сигнал 8рО2 постоянным во время цикла поворота. Это отличается от описанного в связи с фиг. 6, где сигнал 8рО2 насыщения кислородом уменьшается с ростом угла поворота, т.е. из-за коллапса структурных единиц легкого. Этот коллапс предотвращается в искусственной вентиляции, показанной на фиг. 10, путем
- 9 010994 соответствующего управления значениями ПДВ и ПДКВ.
На фиг. 11 показаны измерения раО2, раСО2 и рНа во время терапии методом кинетического поворота. Как можно видеть, парциальное давление кислорода раО2 непрерывно увеличивается во время терапии методом кинетического поворота. Период поворота переключался во время терапии методом кинетического поворота с 8 до 16 периодов поворота за час. При средней частоте вентиляции от 10 до 40 вдохов в минуту, на период поворота приходится от 50 до 250 вдохов.
Схематический чертеж на фиг. 11 получен из первичной регистрации оп1ше газового анализа крови с помощью газоанализатора крови РагаКепб (ΌίαιικΙποδ. Ηί§1ι ИетеотЬ, ИК) пациента, страдающего от синдрома расстройства дыхания у взрослых (СРДВ), которого подвергли лечению в медицинской кровати, использующей вентилятор 8егуо 300 (81етеи5 Е1ета, 8о1иа, 8\гебеп). Углы поворота изменялись от -62 до +62°. В то время как среднее значение парциального давления раО2 увеличивается непрерывно во время терапии методом кинетического поворота, раО2 также осциллирует около среднего значения, что является следствием поворота пациента с одной стороны на другую. Осцилляции отражают тот факт, что искусственное вентилирование пациента на одной стороне оказывается более эффективным для увеличения раО2, чем искусственная вентиляция пациента на другой стороне.
Без дополнительных данных газовый анализ крови не дает информации о связи между углом поворота, установками аппарата искусственного дыхания и их результирующем влиянии на газообмен. Регистрация, однако, показывает влияние периода на среднее значение парциального давления кислорода раО2 и его осцилляции. Как сказано выше, в этом частном примере период поворота был изменен с 8 на 16 периодов в час. В то время как раО2 увеличилось, амплитуда осцилляции значительно уменьшилась, показывая, что индивидуальные и зависящие от времени влияния больного легкого и здорового легкого минимизированы.
Становится очевидным, что необходима связь между по меньшей мере двумя из факторов - углом поворота, установками аппарата искусственного дыхания и физиологической выходной переменной.
На фиг. 12 показано измерение податливости во время терапии методом кинетического поворота. Как и ожидалось, податливость увеличивается в процессе терапии методом кинетического поворота. Как объяснялось выше, параметры вентиляции согласованы соответственно. Следует заметить, что диапазон угла поворота, показанный на фиг. 12, представляет только один пример. Более высокие значения для угла поворота, т.е. ±90° или даже больше, могут быть выбраны, если потребуется.
Податливость показана как функция угла поворота. Когда пациент повернут на +62° (следуя жирной линии от ее начала при угле поворота 0°), податливость уменьшается почти до половины ее начального значения при угле поворота 0°. Когда пациент повернут назад к начальному положению при угле поворота 0°, податливость увеличивается до значения, большего первоначального значения, и продолжает увеличиваться, когда пациента поворачивают в направлении отрицательных углов поворота. Податливость достигает своего промежуточного максимума при угле поворота -62°. Когда пациента поворачивают назад к первоначальному положению при угле поворота 0°, податливость уменьшается непрерывно, но остается значительно выше значения при предыдущем переходе через 0°. При продолжении терапии методом кинетического поворота значения податливости следуют картине, подобной той, что описана, однако, приращения податливости за один цикл поворота становятся меньше, и видно, что достигается определенное насыщение терапевтического эффекта. Для равномерного дальнейшего улучшения легочной функции следует применить активное терапевтическое вмешательство, подобное альвеолярной процедуре восстановления посредством аппарата искусственного дыхания.

Claims (26)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ записи, предназначенный для записи состояния искусственно вентилируемого легкого пациента в соответствии с положением легкого, когда пациент лежит в медицинской кровати, а положение искусственно вентилируемого легкого можно изменять посредством механизма изменения положения, включающий следующие этапы:
    a) перемещение искусственно вентилируемого легкого посредством механизма изменения положения в заданное положение,
    b) определение состояния искусственно вентилируемого легкого и
    c) запись состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с его заданным положением.
  2. 2. Способ по п.1, в котором медицинская кровать выполнена с возможностью поворота вокруг своей продольной оси, а механизм изменения положения является двигателем, поворачивающим медицинскую кровать вокруг ее продольной оси.
  3. 3. Способ по п.1, в котором механизм изменения положения содержит воздушные подушки, расположенные под пациентом.
  4. 4. Способ по одному из пп.1-3, в котором заданное положение легкого обеспечивают посредством заданной длины шага механизма изменения положения.
  5. 5. Способ по одному из пп.1-3, в котором заданное положение легкого обеспечивают в соответст
    - 10 010994 вии с сигналом обратной связи датчика положения, измеряющего фактическое положение легкого.
  6. 6. Способ по одному из пп.1-5, в котором состояние искусственно вентилируемого легкого является мерой локальной или глобальной информации о морфологии легкого и/или функции легкого.
  7. 7. Способ по одному из пп.1-5, в котором состояние искусственно вентилируемого легкого является мерой функциональности по отношению к глобальному газообмену легкого.
  8. 8. Способ по одному из пп.1-7, в котором определенное состояние искусственно вентилируемого легкого записывают при помощи компьютера в соответствии с заданным положением легкого.
  9. 9. Способ по одному из пп.1-8, в котором этапы а), Ь) и с) повторяют с заданной дифференциальной длиной шага механизма изменения положения до тех пор, пока состояние искусственно вентилируемого легкого не будет определено во всем заданном диапазоне положений легкого.
  10. 10. Способ управления, предназначенный для управления по меньшей мере одним давлением вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции искусственно вентилируемого легкого пациента в соответствии с положением легкого, когда пациент лежит в медицинской кровати, а положение искусственно вентилируемого легкого можно изменять посредством механизма изменения положения, включающий следующие этапы:
    a) получение информации о состоянии легкого, которая основана по меньшей мере на двух точках отсчета первого состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с первым положением легкого и второго состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии со вторым положением легкого,
    b) перемещение искусственно вентилируемого легкого посредством механизма изменения положения в заданное положение,
    c) управление по меньшей мере одним давлением вентиляции в соответствии с заданным положением легкого и в соответствии с информацией о состоянии легкого, относящейся к его указанному заданному положению.
  11. 11. Способ по п.10, в котором информацию о состоянии легкого получают путем использования способа записи по п.9.
  12. 12. Способ по одному из пп.10-11, в котором информацию о состоянии легкого интерполируют между точками отсчета в соответствии с разницей между двумя соседними точками отсчета.
  13. 13. Способ по одному из пп.10-12, в котором по меньшей мере одним давлением вентиляции управляют так, что информация о состоянии легкого дает однородное распределение по всем положениям легкого.
  14. 14. Записывающее устройство, предназначенное для записи состояния искусственно вентилируемого легкого пациента, лежащего в медицинской кровати, в соответствии с положением легкого, содержащее:
    a) механизм изменения положения, предназначенный для перемещения искусственно вентилируемого легкого в заданное положение,
    b) определяющее средство, предназначенное для определения состояния искусственно вентилируемого легкого,
    c) записывающее средство, предназначенное для записи состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с его заданным положением.
  15. 15. Записывающее устройство по п.14, в котором медицинская кровать выполнена с возможностью поворота вокруг своей продольной оси, а механизм изменения положения является двигателем, вращающим медицинскую кровать вокруг ее продольной оси.
  16. 16. Записывающее устройство по п.14, в котором механизм изменения положения содержит воздушные подушки, расположенные под пациентом.
  17. 17. Записывающее устройство по одному из пп.14-16, в котором заданное положение легкого достигается посредством заданной длиной шага механизма изменения положения.
  18. 18. Записывающее устройство по одному из пп.14-16, в котором заданное положение легкого достигается в соответствии с сигналом обратной связи датчика положения, измеряющего действительное положение легкого.
  19. 19. Записывающее устройство по одному из пп.14-18, в котором состояние искусственно вентилируемого легкого является мерой локальной или глобальной информации о морфологии и/или функции легкого.
  20. 20. Записывающее устройство по одному из пп.14-18, в котором состояние искусственно вентилируемого легкого является мерой функциональности по отношению к глобальному газообмену легкого.
  21. 21. Записывающее устройство по одному из пп.14-20, в котором определенное состояние искусственно вентилируемого легкого записывается компьютером в согласии с соответствующим заданным положением легкого.
  22. 22. Записывающее устройство по одному из пп.14-21, в котором к механизму изменения положения прикладывается заданная длина шага приращения положения до тех пор, пока состояние искусственно вентилируемого легкого не будет определено во всем заданном диапазоне положений легкого.
  23. 23. Управляющее устройство, предназначенное для управления по меньшей мере одним давлением
    - 11 010994 вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции искусственно вентилируемого легкого пациента, лежащего в медицинской кровати, в соответствии с положением легкого, содержащее:
    a) средство получения информации, которая основана по меньшей мере на двух точках отсчета первого состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии с первым положением легкого и второго состояния искусственно вентилируемого легкого в соответствии со вторым положением легкого,
    b) механизм изменения положения для перемещения искусственно вентилируемого легкого в заданное положение легкого,
    c) средство управления по меньшей мере одним давлением вентиляции в соответствии с заданным положением легкого и в соответствии с информацией о состоянии легкого, относящейся к указанному заданному положению легкого.
  24. 24. Управляющее устройство по п.23, в котором информация о состоянии легкого получается путем использования записывающего устройства по п.22.
  25. 25. Управляющее устройство по одному из пп.23-24, в котором информация о состоянии легкого интерполируется между точками отсчета в соответствии с разностью между двумя соседними точками отсчета.
  26. 26. Управляющее устройство по одному из пп.23-25, в котором по меньшей мере одно давление вентиляции регулируется таким образом, что информация о состоянии легкого представляет собой однородное распределение по всем положениям легкого.
EA200601649A 2004-03-29 2005-03-29 Способ и устройство для управления по меньшей мере одним параметром вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции легкого пациента в соответствии с положением легкого EA010994B1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04007580 2004-03-29
EP05005418 2005-03-11
PCT/US2005/010741 WO2005094369A2 (en) 2004-03-29 2005-03-29 Method and apparatus for controlling an ventilation parameter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200601649A1 EA200601649A1 (ru) 2007-12-28
EA010994B1 true EA010994B1 (ru) 2008-12-30

Family

ID=35064329

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200601649A EA010994B1 (ru) 2004-03-29 2005-03-29 Способ и устройство для управления по меньшей мере одним параметром вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции легкого пациента в соответствии с положением легкого
EA200801693A EA011790B1 (ru) 2004-03-29 2005-03-29 Способ и устройство для управления изменением положения искусственно вентилируемого легкого пациента

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200801693A EA011790B1 (ru) 2004-03-29 2005-03-29 Способ и устройство для управления изменением положения искусственно вентилируемого легкого пациента

Country Status (13)

Country Link
US (1) US20070163584A1 (ru)
EP (1) EP1758632A4 (ru)
JP (1) JP4681602B2 (ru)
KR (1) KR101103487B1 (ru)
CN (1) CN101227945B (ru)
AU (1) AU2005228680B2 (ru)
BR (1) BRPI0508753A (ru)
CA (1) CA2561704A1 (ru)
EA (2) EA010994B1 (ru)
IL (1) IL178349A0 (ru)
NO (1) NO329446B1 (ru)
NZ (1) NZ550154A (ru)
WO (1) WO2005094369A2 (ru)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8881724B2 (en) * 2006-10-19 2014-11-11 The General Electric Company Device and method for graphical mechanical ventilator setup and control
US8202226B2 (en) * 2007-01-23 2012-06-19 Kci Licensing, Inc. Providing automated or manual guidance on dynamic patient positioning based on measured variables for ventilation control
WO2009031150A2 (en) 2007-09-05 2009-03-12 Sensible Medical Innovations Ltd. Method and system for monitoring thoracic tissue fluid
US10667715B2 (en) 2008-08-20 2020-06-02 Sensible Medical Innovations Ltd. Methods and devices of cardiac tissue monitoring and analysis
EP2403401B1 (en) 2009-03-04 2017-05-10 Sensible Medical Innovations Ltd. System for monitoring intrabody tissues
US8907682B2 (en) * 2009-07-30 2014-12-09 Sensible Medical Innovations Ltd. System and method for calibration of measurements of interacted EM signals in real time
CN103153180B (zh) * 2010-10-07 2015-07-29 斯威斯托姆公开股份有限公司 用于电阻抗断层成像的传感器装置、电阻抗断层成像装置和电阻抗断层成像方法
US8695594B2 (en) 2010-12-06 2014-04-15 General Electric Company System and method of automated lung recruitment maneuvers
US8776792B2 (en) 2011-04-29 2014-07-15 Covidien Lp Methods and systems for volume-targeted minimum pressure-control ventilation
US9155853B2 (en) * 2011-08-31 2015-10-13 General Electric Company Systems and methods of adjusting ventilator modes and settings visually via a touchscreen
JP6552116B2 (ja) * 2013-04-03 2019-07-31 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． マウスピースベンチレーションを具備する救命救急人工呼吸器
RU2714369C2 (ru) * 2015-02-13 2020-02-14 Конинклейке Филипс Н.В. Портативная система медицинской поддержки со вспомогательным режимом просмотра и способ ее работы
US10154931B1 (en) * 2015-12-01 2018-12-18 Vanntec Llc In situ bed chair
JP2017176202A (ja) * 2016-03-28 2017-10-05 コニカミノルタ株式会社 動態解析システム
EP3537967A1 (en) 2016-11-11 2019-09-18 Swisstom AG Sensor belt and positioning aid fol electro-imfedance tomography imaging in neonates
CN107260468A (zh) * 2017-06-29 2017-10-20 李林 一种乳腺外科用检查床
DE102021114801A1 (de) 2021-06-09 2022-12-15 Drägerwerk AG & Co. KGaA Medizingerät zur Überwachung einer Patientenlagerung
CN113975049B (zh) * 2021-11-26 2023-09-15 郑州大学第一附属医院 一种急诊洗胃护理辅助装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU650611A1 (ru) * 1976-10-25 1979-03-05 Предприятие П/Я В-2616 Устройство дл исследовани механики дыхани при искусственной вентил ции легких
WO2000044427A1 (de) * 1999-01-29 2000-08-03 Steffen Leonhardt Nichtinvasives verfahren zur optimierung der beatmung atelektatischer lungen
WO2001068162A2 (en) * 2000-03-16 2001-09-20 Biovar Life Support Inc. Control of life support systems

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5152024A (en) * 1985-04-17 1992-10-06 Thomas J. Ring Therapeutic table-with time based tilt motor controller
US5664270A (en) * 1994-07-19 1997-09-09 Kinetic Concepts, Inc. Patient interface system
US6463930B2 (en) * 1995-12-08 2002-10-15 James W. Biondi System for automatically weaning a patient from a ventilator, and method thereof
US6148814A (en) * 1996-02-08 2000-11-21 Ihc Health Services, Inc Method and system for patient monitoring and respiratory assistance control through mechanical ventilation by the use of deterministic protocols
NO302509B1 (no) * 1996-02-26 1998-03-16 Audun Haugs Fremgangsmåte og anordning for håndtering av en person i en vuggende bevegelse i forhold til et underlag
US5915380A (en) * 1997-03-14 1999-06-29 Nellcor Puritan Bennett Incorporated System and method for controlling the start up of a patient ventilator
CN2332259Y (zh) * 1998-04-07 1999-08-11 李建国 一种转动床
US6257234B1 (en) * 1998-08-21 2001-07-10 Respironics, Inc. Apparatus and method for determining respiratory mechanics of a patient and for controlling a ventilator based thereon
IL126333A0 (en) * 1998-09-24 1999-05-09 Super Dimension Ltd System and method of recording and displaying in context of an image a location of at least one point-of-interest in body during an intra-body medical procedure
JP2000175886A (ja) * 1998-12-14 2000-06-27 Nippon Koden Corp 換気データ処理方法および装置
US6349724B1 (en) * 2000-07-05 2002-02-26 Compumedics Sleep Pty. Ltd. Dual-pressure blower for positive air pressure device
JP2004517647A (ja) * 2000-07-14 2004-06-17 ヒル−ロム サービシーズ，インコーポレイティド 肺治療装置
AUPR315401A0 (en) * 2001-02-16 2001-03-15 Resmed Limited An apparatus for supplying clean breathable gas
US6671905B2 (en) * 2001-03-29 2004-01-06 Kci Licensing, Inc. Prone positioning therapeutic bed
JP2003159332A (ja) * 2001-11-27 2003-06-03 Omron Corp ネブライザ、サーバ、ネブライザシステム、ネブライザにおける薬剤判別方法、ネブライザにおける薬量検出方法、ネブライザシステムにおける情報管理方法、ネブライザ情報管理プログラム、および該プログラムを記録する記録媒体
WO2006044981A1 (en) * 2004-10-14 2006-04-27 Trustees Of Boston University System and method for setting positive end expiratory pressure during mechanical ventilation based on dynamic lung function

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU650611A1 (ru) * 1976-10-25 1979-03-05 Предприятие П/Я В-2616 Устройство дл исследовани механики дыхани при искусственной вентил ции легких
WO2000044427A1 (de) * 1999-01-29 2000-08-03 Steffen Leonhardt Nichtinvasives verfahren zur optimierung der beatmung atelektatischer lungen
WO2001068162A2 (en) * 2000-03-16 2001-09-20 Biovar Life Support Inc. Control of life support systems

Also Published As

Publication number Publication date
EA011790B1 (ru) 2009-06-30
KR20070004888A (ko) 2007-01-09
CN101227945A (zh) 2008-07-23
EP1758632A2 (en) 2007-03-07
IL178349A0 (en) 2008-03-20
US20070163584A1 (en) 2007-07-19
CN101227945B (zh) 2011-03-23
CA2561704A1 (en) 2005-10-13
EA200801693A1 (ru) 2008-12-30
AU2005228680B2 (en) 2010-08-12
EA200601649A1 (ru) 2007-12-28
NO329446B1 (no) 2010-10-25
WO2005094369A3 (en) 2008-11-06
BRPI0508753A (pt) 2007-08-28
JP2007537782A (ja) 2007-12-27
KR101103487B1 (ko) 2012-01-11
NZ550154A (en) 2010-01-29
AU2005228680A1 (en) 2005-10-13
WO2005094369A2 (en) 2005-10-13
JP4681602B2 (ja) 2011-05-11
EP1758632A4 (en) 2012-01-04
NO20064877L (no) 2006-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA010994B1 (ru) Способ и устройство для управления по меньшей мере одним параметром вентиляции аппарата искусственного дыхания для вентиляции легкого пациента в соответствии с положением легкого
US8202226B2 (en) Providing automated or manual guidance on dynamic patient positioning based on measured variables for ventilation control
JP4643724B2 (ja) 患者の圧補助換気
US9682206B2 (en) Session-by-session adjustment of a device for treating sleep disordered breathing
JP2019048054A (ja) 睡眠段階を決定するシステム、方法及び可読媒体
CN113692295A (zh) 存储、控制和移植来自远程服务器的呼吸设置
CN114793424A (zh) 呼吸治疗的表征系统
CN116801793A (zh) 用于在呼吸治疗期间识别用户身体位置的系统和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM RU