FI104312B - Sovitelma intuboidun potilaan hengityskaasun käsittelemiseksi - Google Patents

Description

104312

Sovitelma intuboidun potilaan hengityskaasun käsittelemiseksi

Keksinnön kohteena on sovitelma intuboidun potilaan hengityskaasun käsittelemiseksi, joka sovitelma käsittää välineet sisäänhengityskaasun toimitta- » 5 miseksi potilaan keuhkoihin ja uloshengityskaasun johtamiseksi potilaalta sekä kostutusvälineet sisäänhengityskaasun kosteuspitoisuuden nostamiseksi.

Hengityskoneeseen kytketyn potilaan hengityskaasu on kostutettava ja lämmitettävä keinotekoisesti, koska hengitysputken asentamisella, ts. intuboinnilla aikaansaatu keinotekoinen hengitystie ohittaa nenäontelon limakalvot, joissa 10 hengityskaasu kostuu ja lämpenee luonnollisessa hengityksessä'. Kuiva ja kylmä hengityskaasu ärsyttää henkitorveaja keuhkoputkia sekä jäähdyttää potilasta.

Potilaan hengityskaasun keinotekoiseen kostutukseen on aiemmin käytetty kahta keskeistä sovitelmaa.

Ensimmäisenä tunnettuna järjestelynä voidaan mainita aktiivikostutti-15 mien käyttö. Aktiivikostuttimilla höyrystetään vettä hengitysilmaan sisäänhengi-tyspuolen letkustoon liitetystä lämmitetystä säiliöstä.

Toisena tunnettuna järjestelynä voidaan mainita keinonenän, ts. HME:n (Humidity and Moisture Exchanger) käyttö. Keinonenä kytketään välittömästi hengitysputken päähän, jossa se kerää talteen uloshengityksen kosteutta ja 20 lämpöä ja varastoi ne vapautettavaksi seuraavaan sisäänhengitykseen.

Molempiin edellä mainittuihin järjestelmiin liittyy ongelmia. Yksinkertaisen aktiivikostuttimen säätö tapahtuu lämmitystehon perusteella ja tarkkailemalla syntyvän kosteuden määrää visuaalisesti potilasletkuista. Yleensä kostutetaan helposti liikaa, jolloin vettä voi kertyä letkuihin haitallinen määrä. Edellä mainitus- • · 25 sa tilanteessa vesi joudutaan poistamaan määräajoin letkuista. Ongelmana on edelleen se, että kostuttimen säiliön olosuhteet tarjoavat myös suotuisan kasvuympäristön bakteereille. Keinonenän avulla ei puolestaan voida koskaan kostuttaa liikaa, sillä ainoastaan 80 - 90 % uloshengityksen sisältämästä kosteudesta saadaan talteen hyödynnettäväksi seuraavassa sisäänhengityksessä. Etenkin 30 runsaasti limaa erittävillä tehohoitopotilailla tarvittaisiin ylimääräistä kosteutta pitämään hengitysputkeen kertyvä lima juoksevassa muodossa ja siihen keinone-nien kapasiteetti ei riitä. Keinonenien lämmönvarastointikyky ei myöskään ole aina täysin riittävä.

Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, jonka avulla 35 aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat saadaan eliminoitua. Tähän on päästy keksinnön avulla. Keksinnön mukainen sovitelma on tunnettu siitä, että sovitelma 2 104312 käsittää edelleen virtausanturin, joka on sovitettu suorittamaan mittauksen potilaan hengitysilmavirrasta, toiset välineet, jotka on sovitettu laskemaan tehdyn mittauksen perusteella hengityksen tilavuuden ja ohjausyksikön, joka on sovitettu määrittämään potilaasta poistuneen vesimäärän mitatun hengityksen tilavuuden 5 perusteella sekä toimielimen ja suutinkappaleen, jotka on sovitettu ohjausyksikön antamien ohjeiden mukaan toimittamaan halutun potilaasta poistuneesta vesimäärästä riippuvan määrän vettä potilaan hengitystiehen seuraavan hengitysvai-heen tai seuraavien hengitysvaiheiden aikana.

Keksinnön etuna on se, että aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat 10 saadaan eliminoitua erittäin tehokkaasti. Keksinnön avulla voidaan säätää kosteuden määrä ja sen annostelun ajoitus täsmälleen potilaan tarpeiden mukaan, jolloin kokonaistulos on erittäin edullinen.

Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tarkemmin oheisessa piirustuksessa kuvatun erään edullisen sovellutusesimerkin avulla, jolloin 15 kuvio 1 esittää periaatteellisena kuvantona keksinnön mukaista sovi- telmaa hyväksikäyttävää järjestelyä, kuvio 2 esittää periaatteellisena kuvantona erästä mahdollista suihku-tusratkaisua imuvaiheessa, kuvio 3 esittää periaatteellisena kuvantona kuvion 2 mukaista suihku-20 tusratkaisua suihkutusvaiheessa ja kuvio 4 esittää kuvion 1 erään yksityiskohdan vaihtoehtoista toteutus- muotoa.

Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisesti järjestelmä, jossa käytetään hyväksi keksinnön mukaista sovitelmaa. Viitenumeron 1 avulla on merkitty poti-25 laan keuhkot ja viitenumeron 2 avulla hengitysputki. Viitenumeron 3 avulla on merkitty suutinkappale, viitenumeron 4 avulla toimielin ja viitenumeron 5 avulla vesisäiliö. Viitenumeron 6 avulla kuvioon 1 on merkitty virtausanturi ja viitenumeron 7 avulla ohjausyksikkö. Viitenumeron 8 avulla kuvioon 1 on merkitty virtaus-monitori ja viitenumeron 9 avulla hengityskone.

30 Keksinnön olennaisen ajatuksen mukaisesti mitataan potilaan hengi- ·* tyksen, edullisesti uloshengityksen tilavuus, joka voi olla esimerkiksi kertatilavuus tai minuuttitilavuus, määritetään potilaasta poistunut vesimäärä mitatun uloshengityksen kertatilavuuden perusteella ja toimitetaan esimerkiksi suihkuttamalla haluttu potilaasta poistuneesta vesimäärästä riippuva määrä vettä potilaan hengitys-35 tiehen seuraavan hengitysvaiheen tai seuraavien hengitysvaiheiden aikana. Potilaasta poistuneesta vesimäärästä riippuva määrä vettä voi olla esimerkiksi vesi- 3 104312 määrä, joka on verrannollinen potilaasta poistuneeseen veden määrään. Lähtökohtana on säätää kosteuden määrä ja sen annostelun ajoitus täsmälleen potilaan tarpeiden mukaan suihkuttamalla tarkoin määritelty ja ajoitettu annos vettä sumuna tai höyrynä potilaan ilmatiehen esimerkiksi jokaisen sisäänhengityksen 5 aikana. Suihkutettavan annoksen suuruus mitataan virtausanturin 6 ja siihen liitettyjen virtausmonitorin 8 ja ohjausyksikön 7 avulla, jolloin virtausanturi 6 suorittaa mittauksen potilaan hengitysilmavirrasta, virtausmonitori 8 laskee tehdyn mittauksen perusteella hengityksen tilavuuden ja ohjausyksikkö 7 määrittää potilaasta poistuneen vesimäärän mitatun hengityksen tilavuuden perusteella. Poti-10 laalle toimitetaan, esimerkiksi suihkuttamalla em. tavalla määritetystä poistuneesta vesimäärästä riippuva määrä vettä seuraavan hengitysvaiheen tai seuraa-vien hengitysvaiheiden aikana.

Anturina 6 voidaan käyttää esimerkiksi US-patenttijulkaisussa 5 088 332 tai sitä vastaavassa Fl-patenttijulkaisussa 84757 kuvattua spirometria-15 anturia, jolla mitataan paine-eroon perustuen edeltävän uloshengityksen kertatila-vuus. Tällöin voidaan potilaasta poistunut vesimäärä määrittää tarkasti olettamalla potilaan keuhkoista 1 tuleva kaasu täysin vesihöyryllä kyllästyneeksi. Tyypillisesti vettä poistuu n 30 mg eli 30 mm3 yhden litran suuruisella henkäyksellä kun potilaan uloshengityksen lämpötila on noin 34 °C. Tarvittaessa voidaan järjestää hen-20 gitysilmaan edullisesti uloshengitysilman lämpötilan mittaus, joka tulisi suorittaa edullisesti intubaatioputken päästä. Ajoittamalla suihkutus sisäänhengityksen tiettyyn vaiheeseen voidaan myös säädellä, mikä osuus kosteudesta menee keuhkorakkuloihin asti ja mikä jää ylempiin ilmateihin. Näin on mahdollista paitsi korvata poistunut vesimäärä, myös tarvittaessa lisätä selektiivisesti intubaatioput-25 ken 2 ja henkitorven kostutusta liman kuivumisen estämiseksi. Suihkutuksen ajoitussignaali voidaan ottaa esimerkiksi virtausanturilta 6. Toisena mahdollisuutena on ottaa em. ajoitussignaali ventilaattorilta tai respiraattorilta 9. Veden toimi-tusjakson, edullisesti suihkutusjakson pituus ja ajoitus hengityksen vaiheeseen, tavallisesti sisäänhengityksen tai uloshengityksen alkuun valitaan kulloisenkin 30 tarpeen mukaan.

* Veden tai vesihöyryn suihkutus potilaan hengityspiiriin on mahdollista toteuttaa usealla tavalla. Suihkutukseen liittyy kuitenkin muutamia ehtoja, jotka on syytä huomioida edullista toteutusmuotoa suunniteltaessa. Vesi on suihkutettava mahdollisimman lähelle intubaatioputken 2 suuta kondensoitumisen estämiseksi 35 ja niin ollen myös virtausanturiin 6 nähden potilaan puolelle. Näin vältetään myös mahdollinen aerosoli- tai höyrysuihkun häiritsevä vaikutus virtausmittaukseen.

4 104312

Toimielimenä 4 toimivan suihkutuslaitteen, pumpun tai vastaavan on kyettävä toimittamaan haluttu määrä vettä potilaspiirissä vallitsevasta hengityskoneen tuottamasta, ääritapauksessa jopa 60-80 cmH20 korkeasta vastapaineesta huolimatta. Suihkutuslaitteelta potilaspiiriin johtavan vesiletkun tai -putken komplians-5 sin on oltava erittäin pieni, jotta hyvinkin pieni kertatilavuus vettä saadaan todella ulos halkaisijaltaan pienestä suutinkappaleesta 3 niin että se vesi ei jää esimerkiksi letkun joustavaan tilavuuteen.

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty esimerkki mahdollisesta suihkutusratkai-susta. Ratkaisuun kuuluu vesisäiliö 5 ja toimielimen 4 muodostava askelmoottorin 10 10 ohjaama mäntä 11, joka on sovitettu sylinteriin 12. Askelmoottorin 10 ohjaama mäntä 11 imee potilaan uloshengityksen aikana uloshengityksen kertatilavuu-desta riippuvan vesitilavuuden sylinteriin 12 ja tyhjentää sen hengitystiehen potilaan seuraavan sisäänhengityksen aikana. Tyhjennys voi tapahtua joko sisään-hengityksen alkuvaiheessa, jolloin kaikki kosteus saadaan menemään keuhkoihin 15 1 saakka tai loppuvaiheessa, jolloin se jää anatomiseen kuolleeseen tilaan yläil- matiehen ja intubaatioputkeen 2. Koska tarvittava kertatilavuus vettä voi olla hyvinkin pieni annostelun tarkkuuden säilyttämiseksi on todennäköisesti edullisempaa käyttää pitkää ohutta ja tilavuudeltaan pientä sylinteriä, joka täytetään ja tyhjennetään joka henkäyksellä suuren ja harvemmin täytettävän sylinterin asemas-20 ta.

Hengitysilman lämmittäminen voi tapahtua joko kuumentamalla suutin-kappaletta 3, jolloin samat laitteet toimivat myös veden lämmittiminä, tai erillisellä lämmittimellä 15. Suutinkappale 3 voi olla esimerkiksi lyhyt sähköisesti kuumennettava metalliputki, jonka seinämässä olevan pienen reiän läpi vesi suihkutetaan.

• 25 Suutinkappaleen 3 lämmitykseen käytettyjä laitteita on kuvattu kuviossa viitenu meron 13 avulla.

Vesi voidaan johtaa ilmatiehen joko aerosolina tai kaasuna. Molemmat vaihtoehdot ovat teknisesti helposti järjestettävissä ja saattaa olla jopa kliinisesti hyödyllistä, että molemmat muodot olisivat mahdollisia tuottaa samalla laitteella. 30 Aerosoli voi tulla erityisesti kyseeseen jos laitteella halutaan myös annostella lääkeaineita, esimerkiksi vesiliukoisia lääkeaineita potilaan hengitykseen. Mainittakoon, että normaalisti tähän käytetään ultraäänilaitetta tai happea ajokaasuna käyttävää ejektorityyppistä laitetta. Kaasukäyttöisen nebulisaattorin haittana on se, että potilaan saama happitaso muuttuu koneen asetuksesta ja myöskin poti-35 laan hapen kulutuksen mittaus häiriintyy vakavasti .Tämän keksinnön periaat- 104312 % 5 teella toteutetulla nebulisaattorilla ei em. haittoja ole. Lääkeaineen syöttö suihkutettavaan veteen on esitetty periaatteellisesti kuviossa 1 viitenumeron 14 avulla.

Kuviossa 4 on esitetty periaatteellisesti kuvion 1 mukaisen sovitelman eräs vaihtoehtoinen ratkaisu. Kuviossa 4 on käytetty vastaavissa kohdissa samoja 5 viitenumerolta kuin kuviossa 1. Kuvion 4 sovellutuksessa suutinkappaleen 3 ja virtausanturin 6 väliin on sovitettu komponentti 14, joka käsittää keinonenän (HME), bakteerisuodattimen tai molemmat.

Edellä esitettyä sovellutusesimerkkiä ei ole mitenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten 10 puitteissa täysin vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksintöä hyväksikäyttävän laitteiston toimielimen tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty, vaan muunlaisetkin ratkaisut ovat mahdollisia.

' ·«

Claims (15)

1. 6 104312
2. 1. Sovitelma intuboidun potilaan hengityskaasun käsittelemiseksi, joka sovitelma käsittää välineet (2, 9) sisäänhengityskaasun toimittamiseksi potilaan 5 keuhkoihin (1) ja uloshengityskaasun johtamiseksi potilaalta sekä kostutusvälineet (5) sisäänhengityskaasun kosteuspitoisuuden nostamiseksi, tunnettu siitä, että sovitelma käsittää edelleen virtausanturin (6), joka on sovitettu suorittamaan mittauksen potilaan hengitysilmavirrasta, toiset välineet (8), jotka on sovitettu laskemaan tehdyn mittauksen perusteella hengityksen tilavuuden ja ohjausyksikön 10 (7), joka on sovitettu määrittämään potilaasta poistuneen vesimäärän mitatun hengityksen tilavuuden perusteella sekä toimielimen (4) ja suutinkappaleen (3), jotka on sovitettu ohjausyksikön (7) antamien ohjeiden mukaan toimittamaan halutun potilaasta poistuneesta vesimäärästä riippuvan määrän vettä potilaan hengitystiehen seuraavan hengitysvaiheen tai seuraavien hengitysvaiheiden aikana.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että veden toimitusjakson pituus ja ajoitus hengityksen vaiheeseen, tavallisesti si-säänhengityksen tai uloshengityksen alkuun nähden on sovitettu valittavaksi kulloisenkin tarpeen mukaan.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että 20 kostutus on sovitettu ohjattavaksi painotetusti eri osiin ilmatietä ja keuhkoja (1) veden toimitusjakson pituutta ja ajoitusta säätämällä.
5. 4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että veden toimituksen ajoitussignaali on sovitettu otettavaksi virtausanturilta (6). • 25 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että veden toimituksen ajoitussignaali on sovitettu otettavaksi ventilaattorista tai respiraattorista (9).
6. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että potilaalle toimitettava vesi on sovitettu saatettavaksi aero-30 solimuotoon.
7. 7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että potilaalle toimitettava vesi on sovitettu kuumennettavaksi (13) vesihöyryksi ennen sen ohjaamista hengitystiehen.
8. 8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-7 mukainen sovitelma, 35 tunnettu siitä, että potilaalle toimitettavan veden lämmittämiseen käytettävä 104312 elementti (13) on sovitettu käytettäväksi samalla sisäänhengityskaasun lämmittämiseen.
9. 9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että mitattava potilaan hengityksen tilavuus on uloshengityksen 5 kertatilavuus tai minuuttitilavuus.
10. 10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunne 11 u siitä, että potilaalle toimitettava vesimäärä on verrannollinen potilaasta poistuneeseen veden määrään.
11. 11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, t u n -10 n e 11 u siitä, että vesi on sovitettu toimitettavaksi potilaalle suihkuttamalla.
12. 12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen sovitelma, tunne 11 u siitä, että potilaasta poistunut vesimäärä on sovitettu määritettäväksi mitatun tilavuuden ja oletetun tai mitatun lämpötilan perusteella.
13. 13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, 15 että toimielin (4) käsittää säiliöosan (12), joka on sovitettu ottamaan sisäänsä potilaasta poistuvasta vesimäärästä riippuvan määrän vettä ja että em. vesimäärä on sovitettu syötettäväksi potilaalle tyhjentämällä säiliöosa (12) yhdellä kerralla.
14. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että toimielimen (4) säiliöosa (12) on muodostettu sylinteristä, johon on sovitettu 20 mäntä (11).
15. 15. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sovitelma, tunnettu siitä, että sovitelma käsittää lisäksi komponentin (14), joka käsittää keinonenän, bakteeri-suodattimen tai molemmat. β 104312