KR20230016165A - 호기 포트가 있는 흡기 저항 밸브 시스템 - Google Patents

호기 포트가 있는 흡기 저항 밸브 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20230016165A
KR20230016165A KR1020227036297A KR20227036297A KR20230016165A KR 20230016165 A KR20230016165 A KR 20230016165A KR 1020227036297 A KR1020227036297 A KR 1020227036297A KR 20227036297 A KR20227036297 A KR 20227036297A KR 20230016165 A KR20230016165 A KR 20230016165A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
valve
pressure
patient
port
exhalation
Prior art date
Application number
KR1020227036297A
Other languages
English (en)
Inventor
케이쓰 쥐. 루리
톰 윌머링
Original Assignee
비탈린 엘엘씨
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 비탈린 엘엘씨 filed Critical 비탈린 엘엘씨
Publication of KR20230016165A publication Critical patent/KR20230016165A/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/208—Non-controlled one-way valves, e.g. exhalation, check, pop-off non-rebreathing valves
    • 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
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • 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
    • A61M16/0009—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure with sub-atmospheric pressure, e.g. during expiration
    • 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
    • A61M16/0048—Mouth-to-mouth respiration
    • 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
    • A61M16/0057—Pumps therefor
    • A61M16/0084—Pumps therefor self-reinflatable by elasticity, e.g. resuscitation squeeze bags
    • 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
    • A61M16/0087—Environmental safety or protection means, e.g. preventing explosion
    • A61M16/009—Removing used or expired gases or anaesthetic vapours
    • A61M16/0093—Removing used or expired gases or anaesthetic vapours by adsorption, absorption or filtration
    • 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
    • A61M16/08—Bellows; Connecting tubes ; Water traps; Patient circuits
    • A61M16/0816—Joints or connectors
    • 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
    • A61M16/08—Bellows; Connecting tubes ; Water traps; Patient circuits
    • A61M16/0816—Joints or connectors
    • A61M16/0841—Joints or connectors for sampling
    • A61M16/0858—Pressure sampling ports
    • 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
    • A61M16/08—Bellows; Connecting tubes ; Water traps; Patient circuits
    • A61M16/0866—Passive resistors 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
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105—Filters
    • A61M16/1055—Filters bacterial
    • 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
    • A61M16/10—Preparation of respiratory gases or vapours
    • A61M16/105—Filters
    • A61M16/106—Filters in a path
    • A61M16/1065—Filters in a path in the expiratory path
    • 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
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201—Controlled valves
    • A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
    • A61M16/203—Proportional
    • A61M16/204—Proportional used for inhalation control
    • 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
    • A61M16/20—Valves specially adapted to medical respiratory devices
    • A61M16/201—Controlled valves
    • A61M16/202—Controlled valves electrically actuated
    • A61M16/203—Proportional
    • A61M16/205—Proportional used for exhalation control
    • 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
    • A61M2016/0027—Accessories therefor, e.g. sensors, vibrators, negative pressure pressure meter
    • 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
    • A61M2202/00—Special media to be introduced, removed or treated
    • A61M2202/04—Liquids
    • 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
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3331—Pressure; Flow
    • 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
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3331—Pressure; Flow
    • A61M2205/3334—Measuring or controlling the flow rate
    • 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
    • A61M2205/33—Controlling, regulating or measuring
    • A61M2205/3331—Pressure; Flow
    • A61M2205/3344—Measuring or controlling pressure at the body treatment site
    • 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
    • A61M2205/35—Communication
    • A61M2205/3546—Range
    • A61M2205/3561—Range local, e.g. within room or hospital
    • 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
    • A61M2205/35—Communication
    • A61M2205/3576—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver
    • A61M2205/3584—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver using modem, internet or bluetooth
    • 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
    • A61M2205/35—Communication
    • A61M2205/3576—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver
    • A61M2205/3592—Communication with non implanted data transmission devices, e.g. using external transmitter or receiver using telemetric means, e.g. radio or optical transmission
    • 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
    • A61M2205/502—User interfaces, e.g. screens or keyboards
    • 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
    • A61M2205/58—Means for facilitating use, e.g. by people with impaired vision
    • A61M2205/581—Means for facilitating use, e.g. by people with impaired vision by audible feedback
    • 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
    • A61M2205/58—Means for facilitating use, e.g. by people with impaired vision
    • A61M2205/583—Means for facilitating use, e.g. by people with impaired vision by visual feedback
    • 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
    • A61M2205/58—Means for facilitating use, e.g. by people with impaired vision
    • A61M2205/587—Lighting arrangements
    • 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
    • A61M2205/75—General characteristics of the apparatus with filters
    • A61M2205/7509—General characteristics of the apparatus with filters for virus
    • 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
    • A61M2205/75—General characteristics of the apparatus with filters
    • A61M2205/7518—General characteristics of the apparatus with filters bacterial
    • 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
    • A61M2205/82—Internal energy supply devices
    • A61M2205/8206—Internal energy supply devices battery-operated
    • 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

Abstract

양압 호흡, 자발 흡기 및 CPR 동안 흉부 내압을 조절하기 위한 흡기 저항 밸브 시스템(IRV)에는 흡기 포트가 포함될 수 있다. IRV 시스템은 환자 포트를 포함할 수 있다. IRV 시스템에는 별도의 호기 포트가 포함될 수 있다. IRV는 복수의 대기 기압 감지 밸브를 포함할 수 있다. 복수의 대기 기압 감지 밸브는 호기 포트와 흡기 포트를 서로 격리할 수 있다.

Description

호기 포트가 있는 흡기 저항 밸브 시스템
본 출원은 2020년 3월 20일에 출원된 미국 특허 가출원 번호 제62/992,706호에 대한 우선권을 주장하며, 그 개시 내용은 그 전체가 본원에 참조로 편입됩다.
본 발명의 실시예는 CPR(cardiopulmonary resuscitation)의 반동(recoil) 단계 동안 및 자발 호흡 동안 환자의 가슴으로의 혈류를 증가시키는 장치에 관한 것이다. 특히, 실시예는 흡기(inspiratory) 포트 및 호기(expiratory) 가스가 상기 흡기 가스와 혼합되는 것을 방지하기 위해 별도의 호기 포트를 갖는 호기 포트(IRV)를 구비한 흡기 저항 밸브 시스템에 관한 것이다.
종종 심폐 소생술(CPR) 및/또는 다른 의료 치료를 수행하는 동안 환자의 흉부 압력을 조절하는 데에 장치가 사용된다. 일부 기술에는 ITD(impedance threshold device : 임피던스 쓰레스홀드 장치)라고 하는 밸브 구조체를 사용하여 호흡 가스가 폐로 유입되는 것을 주기적으로 차단하거나 방해하여 환자의 흉부 내에 음압을 생성하는 것을 돕게 된다. 특정한 음의 흉강 내압에 이르게 되면, 밸브가 열리고 호흡 산소가 환자의 폐로 들어갈 수 있다. CPR 동안, 양압의 호흡은 ITD를 통해 주기적으로 전달되어 주기적으로 폐를 팽창시키고 산소를 전달한다. 기존의 장치는 증가된 음압 수준을 효과적으로 제공하지만 폐부종으로 인한 것과 같은 환자의 체액이 환자의 기도에서 판막 또는 기타 장치로 전달되어 효과가 떨어지거나 효과가 없게 만드는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 호기 가스는 기존 ITD에서 흡기 가스와 혼합된다. 따라서 흉강 내 압력 조절의 개선이 요구된다.
본 발명의 실시예는 CPR의 반동 단계 동안 및 자발 호흡 동안 환자의 가슴으로의 혈류를 증가시키는 장치에 관한 것이다. 특히, 실시예는 흡기 포트 및 호기 가스가 상기 흡기 가스와 혼합되는 것을 방지하기 위해 별도의 호기 포트를 갖는 호기 포트(IRV)를 구비한 흡기 저항 밸브 시스템에 관한 것으로서, 이에 따라 유입 유동은 유출 유동과 분리되며, CPR 시에 환자에 보다 놓은 O2 농도를 전달할 수 있게 된다. 추가로, 실시예는 이러한 유체를 IRV 외부로 유도하고 IRV의 흡기 흐름 경로로부터 멀어지게 하는 폐부종으로 인한 유체와 같은 유체에 대한 출구 흐름 경로를 제공한다. 이와 관련하여 유체에 민감한 밸브 메커니즘의 무결성을 유지하는 데 도움이 되도록 역류 보호가 바람직할 수 있다. 일부 실시예에서, 호기 가스는 호기 포트와 인접한 필터를 통과하여 구조 요원을 바이러스 입자를 포함하는 잠재적인 병원체로부터 보호한다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 센서는 IRV 내에 그리고 흡기 및 호기 흐름 포트 사이에 위치된다.
일 실시예에서, 양압 호흡, 자발 흡기 및 CPR 동안의 흉강내 압력을 조절하기 위한 흡기 저항 밸브 시스템(IRV)이 제공된다. IRV는 흡기 포트, 환자 포트, 별도의 호기 포트, 및 복수의 대기 기압 감지 밸브를 포함할 수 있다. 복수의 대기 기압 감지 밸브는 호기 포트와 흡기 포트를 서로 격리할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 대기 기압 감지 밸브는 동심으로 배열될 수 있다. 복수의 대기 기압 감지 밸브는 양압 호흡 전달 동안 호기 포트를 폐색하고, 흡기 포트를 폐색하고, 호기 포트를 개방하여, 호기 또는 흉부 압박 동안 환자의 호흡 가스가 배출될 수 있도록 할 수 있다. 흡기 포트 및 호기 포트의 영역에 있는 복수의 대기 기압 감지 밸브 모두는 환자 포트 내의 압력이 물의 -5 내지 -20cm로 될 때까지 폐쇄 위치에 유지될 수 있다. 호기 포트와 인터페이스하는 필터 중 하나 또는 둘 다 및 복수의 대기 기압 감지 밸브 중 하나의 밸브는 2 내지 10cm의 호기 저항수를 제공할 수 있다. 복수의 대기 기압 감지 밸브 각각은 덕-빌 밸브(duck-bill valve), 볼 밸브, 환형 밸브, 원형 밸브, 버터플라이 밸브, 체크 밸브, 풍선 밸브, 버섯 밸브, 어구 밸브(fish mouth valve) 및 디스크 밸브를 포함하는 그룹에서 선택되는 일방향 밸브이다. 환자 포트는 흡기 포트에서 환자 포트로 실질적으로 저항이 없는 양압 환기(ventilation)를 가능하게 하는 비-재호흡기 밸브(a non-rebreather valve)를 포함할 수 있다.
다른 실시예에서, 흡기 저항 밸브 시스템(IRV)은 상부 영역, 하부 영역 및 호기 영역을 갖는 하우징을 포함할 수 있다. IRV는 5cm 미만의 H2O 저항으로 양압 환기를 허용하고 하부 영역에서의 압력이 대기압 보다 낮을 때 모든 호흡 가스가 상부 영역에서 하부 영역으로 흐르는 것을 방지하기 위해 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치된 제 1 압력 반응 일방향 밸브를 포함할 수 있다. IRV는 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치된 제 2 압력 반응 밸브를 포함할 수 있으며, 이 밸브는 하부 영역의 압력이 임계값 수준 아래로 떨어질 때까지 닫힌 상태를 유지되어, 제 2 압력 반응 밸브가 개방되어 대기압과 하부 지역의 압력 차이로 인해 호흡 가스가 환자의 폐로 유동하게 한다. IRV는 흉부의 압력이 대기압보다 높을 때, 모든 호기 유체가 상부 영역으로 흐르는 것을 방지하기 위해 상부 영역과 호기 영역 사이에 배치된 제3 압력 응답 밸브를 포함할 수 있다. IRV는 환자와 접촉하는 하부 영역의 압력이 대기압 미만일 때 폐색되고 환자와 접촉하는 하부 영역의 압력이 대기압 초과일 때 개방되는 호기 영역 내의 제4 압력-응답 밸브를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 임계 레벨은 약 -5 내지 -20cm의 물일 수 있다. IRV는 상부 영역 및 하부 영역 중 하나 또는 둘 모두 내에 배치된 생리학적 센서를 포함할 수 있다. IRV는 생리학적 센서로부터 인공호흡 장치와 압박 장치 중 하나 또는 둘 모두로 신호를 전송하는 통신 인터페이스를 포함할 수 있다. IRV는 호기 영역과 인터페이싱하는 필터를 포함할 수 있다. 제 2 압력 응답 밸브는 밸브 시트와 선택적으로 결합하는 외부 표면을 갖는 덕-빌 밸브(duck-bill valve)를 포함할 수 있다. 상기 덕-빌 밸브는 외부 표면이 밸브 시트와 결합하여 상부 영역으로부터 호기 영역을 폐색하는 동안 흡기 흐름이 환자에게 전달될 수 있도록 개방될 수 있다. 상기 덕-빌 밸브는 폐쇄될 수 있고 외부 표면은 IRV로부터 호기 유체를 배출하고 호기 유체가 상부 영역으로 흐르는 것을 방지하기 위해 밸브 시트로부터 멀어질 수 있다.
다른 실시예에서, 흡기 저항 밸브 시스템(IRV)은 하우징, 환기 장치와 인터페이스하도록 구성된 환기 포트, 및 환자 인터페이스 장치와 인터페이스하도록 구성된 환자 포트를 포함할 수 있다. IRV는 별도의 호기 포트 및 환기 포트 및 환자 포트와 유체 연통하는 양압 환기 유로를 포함할 수 있다. 양압 환기 유로는 호흡 공기를 환기 포트에서 환자 포트로 안내하도록 구성될 수 있다. IRV는 환자 포트와 유체 연통하는 환자 흡기 유로를 포함할 수 있다. 환자 흡기 유로(patient inspiration flow path)는 환자의 자발적 흡기 시 환자 포트로 공기를 전달하도록 구성될 수 있다. IRV는 환자 포트와 유체 연통하는 호기 유로를 포함할 수 있다. 호기 유로는 호기 포트를 통해 환자로부터의 호기 유체를 IRV 밖으로 안내하도록 구성될 수 있다. 호기 유로는 호기 유체가 흡기 가스와 혼합되지 않도록 유출 유동으로부터 유입 유동을 분리하기 위해 일련의 압력 반응 밸브를 통해 양압 환기 유로 및 환자 흡기 유로의 적어도 일부로부터 분리되어, 그 결과 CPR 동안 환자에게 더 높은 농도의 O2가 전달된다.
일부 실시예에서, 일련의 압력 반응 밸브는 양압 환기 유로와 인터페이싱되는 제 1 대기 압력 밸브, 환자 흡기 유로와 인터페이싱되는 제 1 압력 감지 밸브, 흡기 유로와 호기 유로 사이에서 인터페이싱되는 제 2 압력 감지 밸브, 및 호기포트 내부에 배치되는 제 2 대기 압력 밸브를 포함한다. 상기 제 1 대기 압력 밸브의 폐쇄 압력은 -1cm H2O 미만일 수 있다. 제 1 압력 감지 밸브의 개방 압력은 약 -5 내지 -20cm H2O일 수 있다. 제 2 압력 감지 밸브는 환기 유로의 압력이 0cm H2O보다 크면 열리고 호기 유로 압력이 0cm H2O보다 크면 닫힐 수 있다. 제 2 대기 압력 밸브의 개방 압력은 약 0 내지 10cm H2O일 수 있다. 상기 제 2 대기 압력 밸브의 폐쇄 압력은 -1cm H2O 미만일 수 있다. 제 2 압력 감지 밸브 및 제 2 대기 압력 밸브는 단일 비-재호흡기 밸브를 형성할 수 있다. 제 2 대기 압력 밸브는 호흡 유체가 환자로 들어가는 것을 가능하게 할 수 있지만 폐로부터의 호흡 유체가 제 1 대기 압력 밸브와 접촉하는 것을 방지한다. IRV는 양압 환기 유로의 상부 표면에 결합되는 제 1 다이아프램을 포함할 수 있다. IRV는 호기 유로의 하부 표면에 결합되는 제 2 다이아프램을 포함할 수 있다. 제 1 다이아프램 및 제 2 다이아프램은 실질적으로 대기압인 크래킹 압력을 각각 가질 수 있다.
양압 환기의 전달 동안, 제 1 대기 압력 밸브 및 제 2 대기 압력 밸브는 열리는 반면, 제 1 압력 감지 밸브 및 제 2 압력 감지 밸브는 닫힌다. 자발 흡기 동안, 제 1 압력 감지 밸브 및 제 2 대기 압력 밸브는 열리는 반면, 제 1 대기 압력 밸브 및 제 2 압력 감지 밸브는 닫힌다. CPR의 흉부 압박 단계 및 환자 호기 중 하나 또는 둘 다 동안, 제 2 압력 감지 밸브는 개방될 수 있고 제 1 대기 압력 밸브, 제 1 압력 감지 밸브 및 제 2 대기 압력 밸브는 폐쇄될 수 있으며, 이에 의해 호흡 유체는 흡기 가스와 혼합되지 않고 IRV를 빠져나갈 수 있게 된다. CPR의 감압 단계 동안, 제 1 대기 압력 밸브, 제 1 압력 감지 밸브 및 제 2 압력 감지 밸브가 닫혀 흉강 내 압력을 낮추고 호흡 가스가 환자에게 들어가는 것을 방지하고 감압 단계에서 환자의 심장으로 돌아가는 증가된 혈액량을 위한 공간을 제공하여 환자의 관상동맥으로의 순환을 증가시키고 두개 내압(intracranial pressure)을 낮추게 된다.
다양한 IRV 실시예의 특성 및 이점에 대해 추가적인 이해는 다음 도면을 참조하여 실현될 수 있다. 첨부된 도면에서 유사한 구성 요소 또는 기능은 동일한 참조 레이블을 가질 수 있다. 또한, 동일한 유형의 다양한 구성 요소는 도면 부호 뒤에 대시 및 유사한 구성 요소를 구별하는 제 2 도면 부호를 사용하여 구분할 수 있다. 명세서에서 제 1 도면 부호만 사용되는 경우 제 2 도면 부호와 관계없이 동일한 제 1 도면 부호를 가진 유사한 구성 요소 중 하나에 설명이 적용된다.
도 1a는 실시예에 따른 호기 포트(IRV)를 갖는 흡기 저항 밸브 시스템의 개략도이다.
도 1b는 양압 환기 전달 시에 도 1a의 IRV를 통한 기류를 도시하는 도면이다.
도 1c는 자발 흡기시에 도 1a의 IRV를통한 기류를 도시한다.
도 1d는 CPR의 흉부 압박 단계 또는 환자 호기 시에 도 1a의 IRV를 통한 기류를 도시한다.
도 1e는 CPR의 감압 단계 동안 도 1a의 IRV의 상태를 나타내는 도면이다.
도 2a는 실시예들에 따른 IRV의 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 IRV의 분해도를 도시한다.
도 2c는 도 2a의 IRV의 정면 단면도이다.
도 2d는 양압 환기 전달시에 도 2a의 IRV를 통한 기류를 도시하는 도면이다.
도 2e는 자발 흡기시에 도 2a의 IRV를 통한 기류를 도시하는 도면이다.
도 2f는 CPR의 흉부 압박 단계 또는 환자 호기시에 도 2a의 IRV를 통한 기류를 도시하는 도면이다.
도 2g는 CPR의 감압 단계시에 도 2a의 IRV의 상태를 도시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 IRV의 분해도이다.
도 3b는 도 3a의 IRV의 정면 단면도를 예시한다.
도 3c는 양압 환기 전달시에 도 3a의 IRV를 통한 기류를 도시하는 도면이다.
도 3d는 자발적인 흡기시에 도 3a의 IRV를 통한 기류를 도시하는 도면이다.
도 3e는 CPR의 흉부 압박 단계 또는 환자 호기시에 도 3a의 IRV를 통한 기류를 도시하는 도면이다.
도 3f는 CPR의 감압 단계시에 도 3a의 IRV의 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3a의 IRV 내에 배열된 센서를 도시하는 도면이다.
도 5는 도 3a의 IRV에 통합된 샘플링 튜브를 도시하는 도면이다.
도 6은 IRV 유무에 따른 CPR시에 기도압력과 흉부압력을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 실시예의 주제는 법적 요건을 충족시키기 위해 구체적으로 설명되지만, 이러한 설명은 반드시 청구범위를 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 청구된 주제는 다른 방식으로 구현될 수 있고, 다른 요소 또는 단계를 포함할 수 있으며, 다른 기존 또는 미래의 기술과 함께 사용될 수 있다. 본 설명은 개별 단계의 순서 또는 요소의 배열이 명시적으로 설명된 경우를 제외하고는 다양한 단계 또는 요소 사이의 특정 순서 또는 배열을 의미하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
심정지 환자에 대한 CPR의 수행은 심장, 폐 및 뇌를 포함하는 중요한 기관으로의 혈액 순환을 돕기 위한 흉부 압박(수동 및/또는 자동화 장치를 사용하여 수행)을 포함한다. 일부 실시예에서, 능동 압박 감압(ACD: active compression decompression) CPR이 수행될 수 있으며, 이는 흉부가 자체적으로 반동하도록 허용하기보다 각 압박 사이에 능동적으로 감압하는 것을 포함한다. CPR의 압박 단계 동안, 혈액은 심장에서 대동맥으로 밀려나고 공기는 흉부에서 기관과 기도를 통해 대기 중으로 밀려나게 된다. 감압 단계(수동 및 능동 모두) 동안 흉부에서 멀리 떨어진 부위의 혈액이 흉부로 유입되고 공기는 환자의 기도를 통해 흉부로 유입된다.
전술한 임의의 CPR 방법과 함께 본 출원에 기재된 방법 및 장치의 적용은 흉벽 반동 단계 동안 흉강내 진공을 초래한다. 이것은 관상동맥으로의 순환을 증가시키고 흉벽 감압 단계 동안 두개 내압(intracranial pressure)을 낮추게 된다. 종종 양압 환기를 환자에게 주기적으로 전달하여 폐를 팽창시키고 산소를 공급해야 한다. 예를 들어, 철제 폐(iron lung) 또는 흉부 흉갑 장치(chest cuirass device)를 사용하여 주기적인 음압 환기를 통해 폐를 부풀릴 수도 있다.
CPR의 흉부 감압 또는 반동 단계(chest decompression or recoil phase) 동안, 또는 자발적 흡기(spontaneous inspiration) 동안, 흉부 내의 압력은 -1 내지 -15cm H2O 사이의 압력 수준으로 감소한다. 이것은 회로 내에 IRV가 없는 한 호흡 가스를 폐로 끌어들인다. IRV는 밸브 시스템 때문에 호흡기 가스가 폐로 들어가는 것을 방해한다. IRV가 회로에 있을 때, 흉부 반동(수동 또는 능동) 또는 환자 흡기 시, CPR의 흉부 반동 단계 또는 자발 흡기 중에 생성된 음의 흉부 압력은 정맥혈류가 폐로 역류하는 것을 향상시키고 두개 내압을 낮추는 진공을 생성한다. 이는 집합적으로 심장 예압을 증가시키고 CPR 및 자발 호흡 동안 심장 결과를 증가시킨다. CPR 동안, 이 과정은 CPR의 흉부 반동 또는 감압 단계에서 능동적인 흉부 감압으로 더 빠르게 발생한다. 또한, CPR 중 또는 상황 또는 외상성 뇌 손상에서 머리와 흉부를 들어올릴 때 더 효율적으로 발생하는데, 머리와 흉부의 높이는 중력을 이용하여 뇌에서 정맥혈을 배출하고 폐 내 혈액 분포를 개선한다.
흉부 압박 동안 혈액은 심장에서 뇌 및 신체의 나머지 부분으로 추진되고 공기는 폐에서 배출된다. 공기는 일반적으로 약 0cm H2O 내지 약 15cm H2O, 보다 일반적으로 약 2cm H2O 내지 약 10cm H2O 범위의 낮은 수준의 고정 또는 가변 저항을 제공할 수 있는 IRV를 통해 배출될 수 있다. 이 저항은 조정 가능하고 IRV 시스템의 하나 이상의 밸브(예: 여기에 설명된 호기 밸브), 필터 재료 및/또는 산소와 같은 양압 가스의 낮은 흐름을 갖는 다른 수단에 의해 제공될 수 있다.
각각의 흉부 압축 공기는 폐 밖으로 밀려나며 밸브 시스템 때문에 폐로 다시 들어갈 수 없다. 그 결과 폐 내의 호흡 가스가 점진적으로 감소한다. 각 흉부 압박 시 폐에서 배출되는 호흡 가스의 양은 흉부 압박으로 흉부에 양압이 가해지지 않을 때마다 감압 단계에서 더 많은 혈액이 심장과 폐로 되돌아가서 채워지는 공간을 만들게 된다. 이 과정은 CPR의 흉부 반동 또는 감압 단계에서 능동적인 흉부 감압으로 더 빠르게 발생한다. (감압 단계 동안) 흉부 압박 사이에 환자의 흉부 내에 훨씬 더 음압을 생성하는 것을 돕기 위해, 본 발명에 따른 밸브 구조는 환자의 기도와 연결될 수 있다. 이러한 밸브 구조는 주기적 환기를 허용하면서 흉부 압박 동안 호흡 가스가 폐에서 빠져나가도록 허용하면서 호흡 가스가 폐로 유입되는 것을 주기적으로 방지하거나 방해할 수 있다.
도 1a는 호기 포트(IRV)(100)를 갖는 흡기 저항 밸브 형태의 밸브 구조의 개략도를 도시한다. IRV(100)는 환자의 흉강내 압력을 조절하도록 작동하는 다수의 밸브를 포함할 수 있다. IRV(100)는 호흡 가스가 환자에게 그리고 환자로부터 흐를 수 있게 하는 다수의 분지, 튜브, 및/또는 다른 루멘(102)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, (다른 구성도 가능하지만), IRV(100)는 환자 흡기 루멘(102a), 양압 환기 루멘(102b), 및 환자 호기 루멘(102c)을 포함한다. 여기서, 루멘(102)은 루멘(102)의 상단부에 배치된 환기 포트(104) 및 루멘(102)의 하단부에 배치된 환자 포트(106)와 함께 병렬로 서로 결합되지만, 루멘(102) 및/또는 포트가 가능하다. 다양한 일방향 밸브가 하나 이상의 루멘(102) 내에 제공되어 환자로의 및 환자로부터의 호흡 가스의 흐름을 제어할 수 있다. 일방향 밸브는 체크 밸브, 어구 밸브, 스프링 밸브, 덕 밸브(duck valves), 볼 밸브, 및/또는 기타 기계적 또는 전자적으로 제어되는 밸브 및 스위치의 형태일 수 있다.
예시된 바와 같이, 환자 흡기 루멘(102a)은 환자에 의한 자발적 흡기의 경우 호흡 가스가 환기 포트(104)를 통해 환자의 기도 내로 흡입될 수 있도록 하는 안전 밸브로서 작동하는 일방향 밸브(108)를 포함하는 반면, 가스가 IRV(100)에서 바깥쪽으로 흐르는 것을 방지한다. 종종, 일방향 밸브(108)는 약 -5 내지 -20cm H2O의 크래킹 압력을 갖는다.
양압 루멘(102b)은 환자의 기도에 양압 환기가 전달될 수 있도록 구성된다. 상기 양압 루멘(102b)은 양압 루멘(102b)의 상단부를 밀봉하는 이동 가능한 및/또는 변형 가능한 다이아프램(110)을 포함한다. 상기 양압 루멘(102b)은 공기가 환자 포트(106) 내로 통과하고 이어서 환자의 기도로 전달되도록 하는 일방향 밸브(112)를 포함한다. 상기 일방향 밸브(112)는 폐로부터의 호흡 가스 및/또는 다른 유체(예를 들어, 폐부종 유체 및/또는 혈액)가 양압 루멘(102b)으로 역류하는 것을 방지한다. 일부 실시예에서, 상기 다이아프램(110)은 양압 공기가 양압 루멘(102b)의 내부로 전달될 수 있도록 양압 호흡이 다이아프램(110)을 이동 및/또는 변형할 수 있도록 대기압과 실질적으로 동일한 크래킹 압력을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 대기압과 실질적으로 동일한 크래킹 압력을 갖는 다이아프램(110)을 제공하기 위해, 상기 다이아프램(110)은 다이아프램(110)의 움직임에 기인한 기류가 통과하여 이동하는 다이아프램(110)과 관련된 공기 저항을 최소화하는 하나 이상의 환기 포트(118)를 포함한다. 일단 다이아프램(110)을 지나면, 유입되는 양압 기류는 일방향 밸브(112)를 강제로 열어 환자의 기도로 통과한다. 상기 일방향 밸브(112)는 임의의 양의 압력 호흡이 일방향 밸브(112)를 열 수 있도록 1cm H2O 및 가능하게는 0cm H2O인 크래킹 압력을 가질 수 있다. 상기 다이아프램(110) 및 일방향 밸브(112)가 낮은 균열 또는 개방 압력을 갖도록 설계함으로써, 호흡 가스는 IRV(100)를 통해 IRV(100)로부터의 저항을 최소화하거나 저항이 전혀 없이 환자의 기도로 전달된다.
상기 호기 루멘(102c)은 호기 가스 및/또는 환자로부터의 다른 유체가 IRV(100) 외부로 배출될 수 있도록 구성된다. 그렇게 하기 위해, 상기 호기 루멘(102)은 호기 포트(116)로 이어지는 일방향 밸브(114)를 포함한다. 호기 루멘(102c)의 상부는 호기 가스 또는 다른 유체가 환기 포트(104)를 통과하는 것을 방지하기 위해 환기 포트(104)로부터 밀봉될 수 있다. 상기 일방향 밸브(114)는 약 0 내지 12 mmHg의 크래킹 압력을 갖는다. 이것은 유체(기체 및/또는 액체)가 환자의 기도로부터 배출될 때 일방향 밸브(114)가 열리도록 하여, 유체가 호기 포트(116)를 통해 IRV(100)를 빠져나갈 수 있게 한다. 상기 일방향 밸브(114)는 2-12 mmHg 사이의 호기 압력 범위에 걸쳐 조정 가능한 고정 또는 가변 저항을 가질 수 있다. CPR 중 흉부압박을 시행하면 환자의 폐에서 공기가 배출된다. 이 공기는 일방향 밸브(114)를 통과하여 호기 포트(116) 밖으로 나갈 수 있다. 유사하게, 환자 호기는 일방향 밸브(114)를 통해 호기 포트(116) 밖으로 흐를 수 있다. 일부 실시예에서, 폐부종이 발생할 수 있으며, 이는 환자에 의해 호기될 수 있고 환자 포트(106)를 통해 IRV(100) 내로 전달될 수 있는 유체를 야기할 수 있다. 이러한 유체는 또한 일방향 밸브(114)를 통과하여 호기 포트 밖으로 나갈 수 있다. 일부 실시예에서, HEPA 필터와 같은 필터는 호기 포트와 대기 사이의 경계면에 부착되거나 통합될 수 있다. 이것은 해로운 세균 입자(박테리아 및 바이러스)가 환자 주변의 공기를 오염시키는 것을 방지하여 구조자를 감염 가능성으로부터 보호하는 역할을 할 수 있다. 상기 필터는 호기 저항 수준을 제공하기 위한 의도적인 수단으로 사용될 수도 있다.
도 1b 내지 도 1e는 상이한 호흡 조건 하에서의 IRV(100)의 작동을 예시한다. 특히, 이들 도면은 호흡 및 CPR 전반에 걸친 IRV 100의 다양한 판막 위치를 자세히 보여준다. 도 1b의 화살표는 양압 환기의 전달 동안 IRV(100)를 통한 기류를 도시한다. 양압 환기는 환기 포트(104)와 결합된 수동 및/또는 자동 호흡기를 사용하여 전달될 수 있다. 예를 들어, 환기는 구강-구강 환기, 구강 마스크, 인공호흡기 백, 자동 또는 반자동 환기구, 흉갑 또는 철제 폐 유사 장치 등을 사용하여 전달될 수 있다. 환기 동안, 공기는 일반적으로 일방향 밸브(108)의 크래킹 압력보다 낮은 압력(예를 들어, 5-12cm H2O 미만)에서 환기 포트(104)를 통해 IRV(100) 내로 강제된다. 양압 호흡의 공기압이 일방향 밸브(108)의 크래킹 압력 미만인 경우, 양압 호흡은 일방향 밸브(108)를 통과할 수 없고 대신 다이아프램(110)의 밑면에 대해 유동하게 된다. 이 기압은 다이아프램(110)이 이동 및/또는 변형되어 기류가 양압 루멘(102b)에 들어갈 수 있게 한다. 그 다음 공기는 일방향 밸브(112)를 강제로 열고 환자 포트(106)를 통해 환자의 기도로 전달된다. 양압 환기 동안, 상기 일방향 밸브(108, 114)는 닫힌 상태를 유지하여 호흡기에 의해 전달되는 모든 공기가 환자에게 전달된다. 일부 실시예에서, 덕-빌 밸브 또는 어구 밸브일 수 있는 일방향 밸브(112)는 호기 루멘(102c)을 차단하여 양압 호흡이 일방향 밸브(114)를 여는 것을 방지한다. 이러한 구성에서 일방향 밸브(112)는 별도의 호기 포트(116)가 있는 IRV(100)에서 2가지 기능을 제공하되: 1) 폐로부터 가스 및 유체의 역류를 방지하고 2) 양압 환기 동안 호기 포트 구조를 폐색한다.
일부 경우에, 환자는 자발적으로 흡기하여 도 1c의 화살표에 의해 도시된 바와 같이 공기가 환자 포트(106) 내로 흡인되도록 하는 흉부 내의 부압을 생성할 수 있다. 공기가 밀려들어옴에 따라, 다이아프램(110)은 양압 루멘(102b)의 상부 표면에 대해 흡인되어, 양압 루멘(102b)을 밀봉하고 공기가 통과하는 것을 방지한다. 동시에, 일방향 밸브(114)가 폐쇄되어, 환자 포트(106) 내의 압력이 1기압 미만일 때 다이아프램(110)과 일방향 밸브 모두가 폐쇄된다. 환자의 흡기의 힘이 일방향 밸브(108)의 크래킹 압력을 초과할 때, 일방향 밸브(108)가 열리고 호흡 가스는 여기에 예시된 바와 같이 환자 흡기 루멘(102a) 및 환자 포트(106)를 통해 환자의 기도로 유입된다. 상기 일방향 밸브(108)가 미리 결정된 크래킹 또는 개방 압력에서 열리지만, 다이아프램(110) 및 일방향 밸브(114)는 환자 포트(106)의 압력이 1기압 미만으로 유지되는 한 닫힌 상태를 유지한다. 예를 들어, 자발 흡기 또는 CPR 중 압박 후 흉벽 반동(recoil) 동안, 흉부 내의 음압은 다이아프램(110) 및 일방향 밸브(114)를 폐쇄 위치로 유지한다. 환자가 자발적으로 흡기하는 동안 판막(108)이 열리기 전에 흉부 내에서 생성된 음압은 뇌 및 흉부 외부의 다른 구조로부터 정맥혈을 다시 흉부로 끌어당기게 된다. 이것은 심박출량, 몸 전체의 혈액 순환 및 혈압을 증가시킨다. 밸브(108)의 균열 압력은 임상적 필요에 따라 5-20cm H2O 사이에서 변할 수 있다. 일반적으로 CPR 중 최적의 임상적 이점을 제공하는 균열 압력은 약 10-16cm H2O 이다. 이 범위 내에서 순환이 향상된다.
흉부가 (수동 및/또는 자동으로) 압축되고/거나 환자가 숨을 쉴 때, 호흡 가스는 도 1d에 화살표로 도시된 바와 같이 환자로부터 IRV(100)를 통해 흐른다. 예를 들어, 호기 가스는 환자 포트(106)를 통과하여 일방향 밸브(114)를 강제로 개방하게 된다. 그런 다음 호기 가스는 일방향 밸브(114)를 통해 호기 포트(116) 밖으로 유동하게 된다. 일방향 밸브(108, 112)의 작동 방향으로 인해, 이들 밸브(108, 112)는 환자가 호기하는 동안 모두 폐쇄된다. 이러한 배열은 IRV(100)을 통해 호기될 수 있는 폐에 체액이 축적될 수 있는 폐부종으로 고통받는 환자에게 특히 유용하다. IRV(100)의 일방향 밸브 배열로 인해, 임의의 유체(호기 가스 및/또는 폐부종액)가 일방향 밸브(114)를 통해 호기 포트(116) 밖으로 지향되어, 임의의 폐부종 유체가 일방향 밸브(108, 112)를 통과하는 것을 방지하고 및/또는 일방향 밸브(108, 112)의 적절한 작동을 방해하는 것을 방지한다. 일부 실시예에서, 수집 백 또는 다른 용기는 호기 포트(116) 및/또는 루멘(102)과 결합되어 IRV(100)에서 방출되는 임의의 유체를 수집할 수 있다. 또한 IRV(100)의 밸브 배열은 호기 이산화탄소가 풍부한 가스가 흡기 가스와 혼합되지 않도록 흡기 흐름을 호기 흐름과 효과적으로 분리한다. 이를 통해 CPR 시에, 환자에게 더 높은 농도의 산소를 전달할 수 있으므로 환자의 혈류 내에서 더 높은 산소 수준을 허용하고 결과적으로 개선된 소생 결과를 얻을 수 있다.
CPR의 감압 단계 동안, 구조자의 손(또는 흉부 압박 장치)이 들어올려질 때 흉벽이 반동(recoil)한다. A CD-CPR의 경우, 흡입 컵 및/또는 접착제를 사용하여 흉부를 위쪽으로 당기는 것과 같이 흉부는 능동적으로 감압(decompressed)된다. CPR의 이 단계에서, 흉부 내부에 음압이 생성된다(일방향 밸브(108)의 크래킹 압력 미만). 도 1e는 CPR의 감압 단계 동안에 IRV(100)의 상태를 예시한다. 여기서, 일방향 밸브(108, 114)와 다이아프램(110)이 폐쇄되어 호흡 가스가 환자로 들어가는 것이 방지된다. 흉부 압박과 흉부 반동의 여러 주기를 통해 호흡 가스가 환자에게 들어가는 것을 방지함으로써 흉벽 내에서 점점 더 적은 양의 공기가 존재하여 흉벽 반동 단계 동안 점점 더 많은 혈액이 심장으로 되돌아갈 수 있는 공간을 제공한다. 이것은 관상동맥으로의 순환을 증가시키고 흉벽 감압 단계 동안 두개내압을 낮추어 성공적인 소생술 결과의 더 높은 비율을 가져오게 된다. 또한, CPR의 감압 단계 동안, 흉부 내부의 압력은 환자가 누운 자세로 있을 때 전면 흉벽이 능동적으로 위쪽으로 당겨질 때 위쪽 흉벽 반동(수동 또는 능동일 수 있음)에 의해 결정된 수준에서 대기압보다 낮은 상태로 유지된다.
IRV(200)의 실시예가 도 2a에 도시되어 있다. IRV(200)는 IRV(100)와 유사한 방식으로 기능할 수 있고 위에서 설명된 특징들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. IRV(200)는 환자에게 호흡 가스를 능동적으로 제공하기 위한 환기 포트(204)를 갖는 상부 캡(226) 및 안면 마스크와 같은 환자 인터페이스와 짝을 이루도록 된 환자 포트(206)를 갖는 하부 캡(228), 및 기관 내 튜브, 성문상 기도 장치, 기타 기도 장치 및/또는 기타 인터페이스(미도시)를 포함하는 하우징(220)을 구비한다. 상기 하우징(220)은 IRV(100)의 밸브 배열과 유사한 밸브 구조가 배치되는 내부를 정의한다. 일부 실시예에서, 하우징(220)은 호기 가스 및/또는 다른 유체가 IRV(200) 및/또는 흡기 가스가 자발적 흡기의 경우에 IRV(200)에 들어갈 수 있게 하는 흡기/호기 포트(216)의 수를 정의한다. 일부 실시예에서, 흡기/호기 포트(216)는 개별 포트(216)가 흡기 또는 호기에만 사용할 수 있도록 분리될 수 있다. 도시된 바와 같이, 흡기/호기 포트(216)는 상부 캡(226)의 표면을 통해 방사상 패턴으로 배치되지만, 흡기/호기 포트(216)의 다른 배열 및/또는 개수가 가능하다.
도 2b 및 도 2c는 IRV(200)의 내부 구성요소를 도시한다. IRV(100)에서 루멘(102)의 평행 배열과 대조적으로, IRV(200)는 3개의 동심 유로를 포함하지만, 다른 배열도 가능하다. 도시된 바와 같이, 중앙 지지부(222)는 양압 루멘(102b)과 유사한 양압 유로의 역할을 하는 중앙 루멘(202b)을 제공한다. 다이아프램(210)은 중앙 루멘(202b)의 상부 표면에 대해 위치되어 중앙 루멘(202b)의 상부 단부를 밀봉하는 반면, 유동 역류 밸브(212)는 공기가 환자 포트(206)로 통과하게 하고 이어서 환자 기도로 전달되게 하는 중앙 루멘(202b)의 내부 및/또는 바닥 단부에 배치되며, 호기 유체가 상기 중앙 루멘(202b) 및/또는 환기 포트(204)에 유입되는 것을 차단하게 된다. 상기 유동 역류 밸브(212)는 전술한 일방향 밸브(112)와 유사할 수 있다.
어구 밸브가 예시되어 있지만, 유동 역류 밸브(212)는 체크 밸브, 덕-빌 밸브, 스프링 밸브, 비-재호흡기 밸브 등과 같은 임의의 형태의 일방향 밸브일 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 다이아프램(210)은 양압 호흡이 다이아프램(210)을 이동 및/또는 변형하여 양압 공기가 중앙 루멘(202b)의 내부로 전달될 수 있도록 대기압과 실질적으로 동일한 크래킹 압력을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 대기압과 실질적으로 동일한 크래킹 압력을 갖는 다이아프램(210)을 제공하기 위해, 다이아프램(210) 및/또는 다이아프램 홀더(224)는 다이아프램(210)의 움직임으로 인한 기류를 가능하게 하는 하나 이상의 환기 포트(218)를 포함하여, 다이아프램(210)의 이동과 관련된 공기 저항을 최소화하기 위해 통과한다. 상기 다이아프램(210)을 지나면, 유입되는 양압 기류는 유동 역류 밸브(212)를 강제로 열고 환자 포트(206)를 통해 환자의 기도로 통과한다. 일방향 밸브(212)는 임의의 양압 호흡으로 인해 일방향 밸브(212)가 열릴 수 있도록 1mmHg 미만 및 가능한 0mmHg인 크래킹 압력을 가질 수 있다. 다이아프램(210)과 일방향 밸브(212)가 낮은 크래킹 압력을 갖도록 설계함으로써, 호흡 가스는 IRV(200)를 통해 IRV(200)로부터의 저항을 최소화하거나 전혀 저항 없이 환자의 기도로 전달된다. 일부 실시예에서, 상기 일방향 밸브(212)는 각각의 양압 호흡과 함께 열리고 동시에 호흡 가스가 호기 포트(216)를 통해 나가는 것을 차단한다. 이러한 구성에서, 일방향 밸브(212)는 바람직하게는 3가지 기능을 제공하는 어구 밸브 또는 덕-빌 밸브로 설계되어, 1) 가스 및 유체가 폐로부터 역류하는 것을 방지하여 이러한 유체가 다이아프램(210) 및 압력 반응 밸브(208)를 작동 불가하게 하는 것을 방지하고, 2) 흡입 및 호기 가스의 혼합을 방지하여 환자에게 전달되는 산소의 감소를 방지하고, 3) 양압 호흡 동안 호기 포트 구조를 폐색한다. 또한, 이러한 접근 방식을 사용하면, IRV에 유량 센서가 사용되는 경우, 환기 중 미세 부피를 측정할 수 있다.
IRV(200)는 위에서 설명된 호기 루멘(102c)과 유사한 방식으로 작동하는 호기 유로(202c)를 정의한다. 도시된 바와 같이, 호기 유로(202c)는 일반적으로 형상이 환형이고 중심 루멘(202b) 주위로 연장된다. 상기 호기 유로(202c)는 호기 가스 및/또는 환자로부터의 다른 유체가 IRV(200) 밖으로 배출될 수 있도록 구성된다. 상기 호기 유로(202c)는 일방향 밸브(114)와 유사할 수 있는 호기 밸브(214)를 포함한다. 호기 밸브(214)는 흡기/호기 포트(216)로 이어진다. 상기 호기 유로(202c)는 호기 유체가 환기 포트(204) 및 중앙 루멘(202b)을 통과하는 것을 방지하기 위해 환기 포트(204) 및 중앙 루멘(202b)으로부터 밀봉될 수 있다. 예를 들어, 유동 역류 밸브(212) 및 하우징(220)의 단단한 벽은 호기 유로(202c)가 IRV(200)의 작동 동안 환기 포트(204) 및 중앙 루멘(202b)과 유체 연통하는 것을 방지한다. 호기 밸브(214)는 약 0과 10mmHg 사이의 크래킹 압력을 가지거나 가변적이고 조정가능할 수 있다. 이것은 유체(기체 및/또는 액체)가 환자의 기도로부터 배출될 때 호기 밸브(214)가 열리도록 하여 유체가 흡기/호기 포트(216)를 통해 IRV(200)를 빠져나갈 수 있게 한다. 예를 들어, CPR 동안 흉부 압박을 가하면 환자의 폐에서 공기가 빠져 나온다. 이 공기는 호기 밸브(214)를 통과하여 흡기/호기 포트(216) 밖으로 나갈 수 있다. 유사하게, 환자 호기는 호기 밸브(214)를 통해 흡기/호기 포트(216) 밖으로 유동할 수 있다. 일부 실시예에서, 폐부종이 발생할 수 있고, 이는 환자에 의해 호기될 수 있고 환자 포트(206)를 통해 IRV(200) 내로 전달될 수 있는 유체를 야기할 수 있다. 이러한 유체는 또한 호기 밸브(214)를 통과하여 호기 포트 밖으로 나갈 수 있다.
IRV(200)는 위에서 설명된 환자 흡기 루멘(102a)과 유사한 방식으로 작동하는 환자 흡기 유로(202a)를 정의한다. 도시된 바와 같이, 환자 흡기 유로(202a)는 일반적으로 형상이 환형이고 중심 루멘(202b) 주위로 연장된다. 환자 흡기 유로(202a)는 호기 유로(202c)의 하부와 부분적으로 중첩되고, 흡기/호기 포트(216)와 연결되는 호기 유로(202c)의 상부 부분의 환형 외측으로 연장된다. 도시된 바와 같이, 환자 흡기 유로(202a)는 전술한 일방향 밸브(108)와 유사한 방식으로 작동하는 진공 밸브(208)를 포함한다. 예를 들어, 진공 밸브(208)는 환자에 의한 자발적 흡기의 경우 호흡 가스가 환기 포트(204)를 통해 환자의 기도 내로 흡입될 수 있도록 하는 안전 밸브로서 작동한다. 종종, 진공 밸브(208)는 약 -5 내지 -20 mmHg의 크래킹 압력을 갖는다.
호기 밸브(214) 및 진공 밸브(208)가 일반적으로 환형인 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서 다른 형태의 밸브도 가능하다. 예를 들어, 두 밸브 중 하나는 IRV(200)의 하나 이상의 위치에서 개별 밸브의 형태일 수 있다. 단지 하나의 예로서, 호기 밸브(214) 및 진공 밸브(208)는 어구 밸브 또는 덕-빌 밸브의 형태일 수 있다. IRV(200)는 별개의 위치에 위치된 각각의 밸브 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 1은 도 2d 내지 도 2g는 상이한 호흡 조건 하에서의 IRV(200)의 작동을 예시한다. 도 1의 화살표. 도 2d는 양압 환기 전달 동안 IRV(200)를 통한 기류를 도시한다. 양압 환기는 환기 포트(204)와 결합된 수동 및/또는 자동 호흡기를 사용하여 전달할 수 있다. 예를 들어, 환기는 구강 대 구강 환기, 구강 마스크, 환기구 백, 자동 또는 반자동 환기구, 흉갑 또는 철제 폐 유사 장치 등을 사용하여 전달될 수 있다. 환기 동안, 공기는 일반적으로 환기 포트(204)를 통해 IRV(200) 내로 강제되고 다이아프램(210)의 밑면과 접촉할 때까지 다이아프램(210) 주위를 흐르게 된다. 이 기류는 다이아프램(210)이 이동 및/또는 변형되어 기류가 중앙 루멘(202b)에 들어갈 수 있게 한다. 그 다음 공기는 유동 역류 밸브(212)를 강제로 열고 환자 포트(206)를 통해 환자의 기도로 전달된다. 바람직하게는 덕-빌 밸브 또는 어구 밸브인 역류 밸브(212)는 또한 양압 호흡이 환자에게 전달되는 것을 보장하는 과정에서 호기 유로(202c)를 차단한다. 양압 환기 동안, 진공 밸브(208) 및 호기 밸브(214)는 닫힌 상태를 유지하여 호흡기에 의해 전달되는 모든 공기가 환자에게 전달된다.
일부 경우에, 환자는 자발적으로 흡기를 할 수 있고, 이는 도 2e의 화살표에 의해 도시된 바와 같이 흡기/호기 포트(216) 내로 공기가 흡인되도록 하는 흉부 내에 부압을 생성한다. 공기가 환기 포트(206)를 통해 유입되는 대신 흡기/호기 포트(216)를 통해 유입됨에 따라, 상기 다이아프램(210)은 중앙 루멘(202b)의 상부 표면에 대해 위치를 유지하고, 부동 역류 밸브(212)는 닫힌 상태를 유지하여 중앙 루멘(202b)을 밀봉하고 공기가 통과하는 것을 방지한다. 환자의 흡기의 힘이 진공 밸브(208)의 크래킹 압력을 초과할 때, 진공 밸브(208)가 열리고 호흡 가스는 여기에 예시된 바와 같이 환자 흡기 유로(202a) 및 환자 포트(206)를 통해 환자의 기도로 흡입된다. 진공 밸브(208)는 스프링 로드 밸브, 머쉬룸 밸브, 스트레인 게이지 밸브, 및/또는 다른 유형의 압력 감지 밸브일 수 있다. 진공 밸브(208)는 대략 -5 내지 -20cm H2O 사이의 미리 설정된 균열 또는 개방 압력을 가질 수 있다. 자발적인 흡기 동안, 흉부 내의 음압은 호기 밸브(214)를 폐쇄 위치로 유지한다.
흉부가 (수동으로 및/또는 자동으로) 압축되고/거나 환자가 숨을 쉴 때, 호흡 가스는 도 2f의 화살표로 도시된 바와 같이 환자로부터 IRV(200)를 통해 흐른다. 예를 들어, 호기 가스는 환자 포트(206)를 통과하여 호기 밸브(214)를 강제로 개방시킨다. 호기 가스는 호기 밸브(214)를 통해 흡기/호기 포트(216) 밖으로 흐른다. 진공 밸브(208) 및 유동 역류 밸브(212)의 작동 방향으로 인해, 이들 밸브(208, 212)는 환자 호기 동안 모두 폐쇄된다. 이러한 배열은 IRV(200)을 통해 호기될 수 있는 폐에 유체가 축적될 수 있는 폐부종으로 고통받는 환자에게 특히 유용하다. IRV(200)의 일방향 밸브 배열로 인해, 모든 유체(호기 가스 및/또는 폐부종액)은 호기 밸브(214)를 통해 흡기/호기 포트(216) 밖으로 지향되어, 폐부종액이 통과하는 것을 방지하고 및/또는 진공 밸브(208) 및 유동 역류 밸브(212)의 적절한 작동을 방해하는 것을 방지하게 된다. 또한, IRV(200)의 밸브 배열은 호기 흐름과 호기 흐름을 효과적으로 분리하여 호기 가스가 흡기 가스와 혼합되지 않도록 한다. 이를 통해 CPR 시에, 환자에게 더 높은 농도의 산소를 전달할 수 있으므로 환자의 혈류 내에서 더 높은 산소 수준을 허용하고 결과적으로 개선된 소생 결과를 얻을 수 있다.
CPR의 감압 단계 동안, 구조자의 손이 들어올려짐에 따라 흉벽이 반동을 일으킨다. ACD-CPR의 경우, 흡입 컵 및/또는 접착제를 사용하여 흉부를 위쪽으로 당기는 것과 같이 흉부는 능동적으로 감압(decompressed)된다. CPR의 이 단계 동안 흉부 내부에 음압이 생성된다(진공 밸브(208)의 크래킹 압력 미만). 도 2g는 CPR의 감압 단계 동안 IRV(200)의 상태를 예시한다. 진공 밸브(208), 호기 밸브(214) 및 다이아프램(210)은 폐쇄되어 호흡 가스가 환자에게 들어가는 것을 방지하게 된다. 흉부 압박과 흉부 반동의 여러 주기를 통해 호흡 가스가 환자에게 들어가는 것을 방지함으로써 흉벽 내에서 점점 더 적은 양의 공기가 존재하여 흉벽 반동 단계 동안 점점 더 많은 혈액이 심장으로 되돌아갈 수 있는 공간을 제공한다. 흉부 안의 압력은 더 음의 값으로 된다. 이것은 더 많은 정맥혈을 흉부로 끌어당기고, 관상동맥으로의 순환을 증가시키며, 흉벽 감압 단계 동안 두개내압을 낮추어 성공적으로 소생의 비율을 높이게 된다.
본 명세서에 도시된 도면은 환자 내외로의 가스 교환을 위한 잠재적인 경로를 나타내지만, IRV(200)의 치수는 대표적이지만 정확한 크기는 아니며, 도 2a 내지 도 2g의 다수의 잠재적인 밸브 메커니즘( 예: 덕-빌 밸브, 볼 밸브, 환형 밸브, 원형 밸브, 버터플라이 밸브, 체크 밸브, 풍선 밸브, 어구 밸브, 버섯 밸브, 디스크 밸브 등) 중 하나를 나타낸다.
도시된 IRV에 더하여, 주어진 속도로 환기를 안내하는 데 도움이 되는 배터리로 작동되는 타이밍 라이트, IRV 내부의 압력을 측정하는 센서, 생리학적 감지를 제공하고 신호를 수신 및/또는 별도의 수신기로 전송하는 전자 부품 및/또는 청각 신호 및 지시(예: 구조자에게 더 빠르거나 느리게 인공호흡하도록 지시)를 제공할 수 있는 마이크 및 전자 시스템을 포함하는 IRV 시스템 내에 추가적인 특징부가 장착된다.
IRV(300)의 실시예가 도 3a 및 도 3b에 도시되어 있다. IRV(300)는 IRV(100, 200)와 유사한 방식으로 기능할 수 있고, 위에서 설명된 특징들 중 임의의 것을 포함할 수 있다. IRV(300)는 IRV(300)를 환기 장치에 연결하기 위한 환기 포트(304)를 수용할 수 있는 중앙 어퍼쳐(328)를 정의하는 하우징(320)을 포함한다. 환기 포트(304)는 하우징(320)의 내부에 끼워질 수 있고 환기 포트(304)를 중앙 어퍼쳐(328) 내에서 제자리에 유지할 수 있는 플랜지(330)를 포함할 수 있다. 플랜지(330)는 중앙 어퍼쳐(328)의 반경 방향 외측에 있는 위치에서 플랜지(330)의 두께를 통해 연장되는 다수의 어퍼쳐(332)를 정의할 수 있다. 상기 어퍼쳐(332)는 대기압 소스와 유체 연통할 수 있다. IRV(300)는 안면 마스크, 기관 내 튜브, 다른 기도 장치 및/또는 다른 인터페이스(미도시)와 같은 환자 인터페이스와 짝을 이루도록 구성된 환자 포트(306)를 포함할 수 있다. 상기 환자 포트(306)는 환기 포트(304)와 유사한 구조를 가질 수 있고, 어퍼쳐 형태인 다수의 호기 포트(316)를 정의하는 플랜지(334)를 포함할 수 있다. 하우징(320)은 IRV(100, 200)의 밸브 배열과 유사한 밸브 구조가 배치되는 내부를 정의한다. 상기 호기 포트(316)는 IRV(300)의 하나 이상의 밸브의 후면을 대기압에 노출시킬 수 있다.
IRV(200)와 유사하게, IRV(300)는 3개의 동심 유로를 포함할 수 있지만, 다른 배열도 가능하다. 도시된 바와 같이, 중앙 지지부(322)는 환형 형상일 수 있는 중앙 루멘(302)을 정의한다. 환형 루멘(302)은 양압 루멘(102b 및/또는 202b)과 유사한 양압 유로의 역할을 할 수 있다. 중앙 지지부(322)의 바닥은 환형 루멘(302)과 유체 유동 가능하게 결합되는 다수의 어퍼쳐(338)를 정의할 수 있다. 다이아프램(310)은 환형 루멘(302)의 상단부를 밀봉할 수 있다. 다이아프램(310)은 대기압과 실질적으로 동일한 크래킹 압력을 가질 수 있다. 덕-빌 밸브와 같은 일방향 밸브(312)는 환형 루멘(302) 내부 및/또는 하단에 위치되어 공기가 환자 포트(306)로 통과하고 호기를 방지면서 환자의 기도로 후속적으로 전달되면서, 환형 루멘(302) 및/또는 환기 포트(304)로 유체가 유입되는 것을 방지한다. 일방향 밸브(312)는 위에서 설명된 일방향 밸브(112) 및/또는 유동 역류 밸브(212)와 유사할 수 있다. 작동 시, 양압 기류가 개방되어 다이아프램(310)을 통해 흐를 수 있으며, 환자 포트(306)를 통해 환자의 기도로 통과하기 전에 일방향 밸브(312)를 강제로 열 수 있다. 일방향 밸브(312)는 임의의 양압 호흡으로 인해 일방향 밸브(312)가 열릴 수 있도록 1mmHg 미만, 가능하게는 0mmHg인 크래킹 압력을 가질 수 있다. 다이아프램(310)과 일방향 밸브(312)가 낮은 크래킹 압력을 갖도록 설계함으로써, 호흡 가스는 IRV(300)를 통해 IRV(300)로부터의 저항을 최소화하거나 전혀 저항 없이 환자의 기도로 전달된다.
중앙 플레이트(340)는 환기 포트(304)의 플랜지(330) 아래의 중앙 지지부(322) 위에 안착될 수 있다. 중앙 플레이트(340)는 환형 패턴으로 배열된 다수의 어퍼쳐(342)를 정의할 수 있다. 중앙 플레이트(340)는 또한 중앙 어퍼쳐(344)를 정의할 수 있으며, 이는 자발적 흡기의 경우 흡기 가스가 IRV(300)에 들어갈 수 있게 하는 흡기 포트의 역할을 할 수 있다. 중심 플레이트(340)의 어퍼쳐(342)는 플랜지(330)의 어퍼쳐(332)와 정렬될 수 있다. 대기 다이아프램(310)은 어퍼쳐(342)와 어퍼쳐(332) 사이에 위치될 수 있다. 대기 다이아프램(310)은 특정 크래킹 압력이 충족될 때 기류가 어퍼쳐(332) 및 어퍼쳐(342)를 통해 IRV(300)에 진입하는 것을 가능하게 할 수 있으며, 이는 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.
안전 체크 밸브 조립체는 낮은 수준의 저항을 통한 자발적 호흡을 허용하도록 중앙 지지부(322) 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 안전 체크 밸브(308)는 중앙 플레이트(340)의 중앙 어퍼쳐(344) 주위에 위치될 수 있다. 안전 체크 밸브(308)는 폐쇄 위치에 있을 때 중심 플레이트(340)의 중앙 어퍼쳐(344)를 밀봉하도록 구성될 수 있고 개방 위치에 있을 때 기류가 환형 루멘(302)으로 들어가는 것을 허용할 수 있다. 안전 체크 밸브(308)는 스프링(362)에 의해 폐쇄 위치를 향해 바이어스될 수 있다. 예를 들어, 스프링(362)의 베이스는 중앙 지지부(322)의 베이스에 대해 위치될 수 있고 스프링(362)의 상부는 피스톤(364)에 대해 가압될 수 있다. 상기 피스톤(364)은 안전 체크 밸브(308)의 하부에 대해 배치될 수 있다. 스프링(362)의 스프링력은 -5 내지 -20cm의 물, 그리고 종종 약 -12cm 미만의 물의 범위에서 안전 체크 밸브(308)의 크래킹 압력을 제공하도록 선택될 수 있다. 이것은 환자가 CPR을 받고 있는 경우 및/또는 환자가 자발적인 호흡을 하는 경우, 흉부가 반동할 때 충분히 강한 진공이 생성되는 경우, 안전 체크 밸브(308)가 개방되어 환자 포트(306)에 공기를 전달하는 것을 가능하게 할 수 있다.
호기 포트 플레이트(370)는 하단 중앙 지지부(322)와 인터페이스될 수 있다. 호기 포트 플레이트(370)는 환형 루멘(302)과 유체 연통하는 다수의 어퍼쳐(372)를 형성할 수 있다. 상기 어퍼쳐(372)는 환자 포트(306)의 플랜지(334)의 호기 포트(316)와 정렬될 수 있다. 호기 포트 플레이트(370)는 또한 환자 포트(306)와 정렬되고 일방향 밸브(312)의 단부를 수용할 수 있는 중앙 어퍼쳐(374)를 정의할 수 있다. 밸브 시트(376)는 중앙 어퍼쳐(374) 주위에 배치될 수 있다. 밸브 시트(376)는 외부 표면(318)이 밸브 시트(376)에 대해 눌려질 때 일방향 밸브(312)의 외부 표면(318)이 IRV(300)의 호기 유로를 밀봉할 수 있게 한다. 호기 밸브(314)는 어퍼쳐(372)와 호기 포트(316) 사이에 배치될 수 있다. 호기 포트(316)는 호기 유체로부터의 압력이 없는 상태에서 호기 밸브(314)를 폐쇄 위치로 유지하기 위해 호기 밸브(314)의 후면에 대기압을 제공할 수 있다. 호기 밸브(314)는 형상이 환형일 수 있고, 호기 밸브(314)는 기류가 어퍼쳐(372)를 통해 IRV(300)에 들어가는 것을 방지하면서 호기 흐름이 어퍼쳐(372)를 통해 IRV를 빠져나갈 수 있게 하도록 배향된 일방향 밸브일 수 있다.
일부 실시예에서, 필터(390)는 어퍼쳐(372) 아래에 제공될 수 있다. 상기 필터(390)는 해로운 세균 입자(박테리아 및 바이러스)가 환자 주변의 공기를 오염시키는 것을 방지할 수 있는 HEPA 필터일 수 있으며, 따라서 가능한 감염으로부터 구조자를 보호할 수 있다. 필터 플레이트(392)는 필터(390) 아래에 위치될 수 있고 하우징(320) 내에 IRV(300)의 내부 구성요소를 고정하기 위해 하우징(320)의 바닥 단부와 결합될 수 있다. 필터 플레이트(392)는 호기가 여과되고 후속적으로 IRV(300)의 내부로부터 통기되거나 그렇지 않으면 배출될 수 있게 하는 다수의 외부 호기 포트(394)를 정의할 수 있다.
일부 실시예에서, 일방향 밸브(312) 및 일방향 밸브(312)의 외부 표면(118)은 환자 포트(306)에 근접한 단일 "비-재호흡기" 밸브로서 작동할 수 있으며, 이는 흡기 및 호기 유동의 혼합을 방지할 수 있다. 예를 들어, 일방향 밸브(312)의 중앙 밸브 부분(예: 덕-빌 밸브 등)가 개방되면 환기 포트(304)로부터 환자 포트(306)로의 양압 환기가 실질적으로 저항이 없도록 가능하게 되는 반면, 외부 표면(118)은 호기 유로를 밀봉하기 위해 밸브 시트(376)에 대해 위치된다. 호흡 가스가 환자를 떠날 때, 흉부가 압박되거나 환자가 숨을 내쉴 때 이러한 가스는 외부 표면(118)을 밸브 시트(376)에서 멀리 눌러 비-재호흡 밸브를 차단하여, 외부 호기 포트(304) 및/또는 필터(390)를 통해 IRV(300)로부터 호기를 배출하기 위하여 호기 유로를 개방하면서, 일방향 밸브(312)의 중앙 밸브 부분은 흡기 유로를 밀봉하도록 폐쇄된다. 이러한 비-재호흡기 밸브의 사용은 몇 가지 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 그러한 밸브는 밸브의 데드 스페이스가 작은 경우 호기된 이산화탄소가 풍부한 가스를 재호흡할 가능성을 제거하거나 감소시킬 수 있으며, IRV(300)이 자발적 및/또는 제어된 호흡 응용 분야에서 활용될 수 있도록 하며, 측정할 기류량을 세분화할 수 있게 한다.
IRV(300)는 위에서 설명된 호기 루멘(102c) 및 호기 유로(202c)와 유사한 방식으로 작동하는 호기 유로를 정의한다. 호기 흐름 경로는 일반적으로 모양이 환형이고 중심 루멘(302) 주위로 연장된다. 호기 흐름 경로는 호기 가스 및/또는 환자의 기타 유체가 IRV(300) 밖으로 배출되도록 한다. 호기 유로는 밸브 시트(376)와 일방향 밸브(312)의 외부 표면(318) 사이의 간극을 통해 환자 포트(306)로부터 연장되고 외부 호기 포트(394)를 통해 빠져나가기 전에 어퍼쳐(372), 호기 밸브(314) 및 필터(390)를 통과한다. 예를 들어, 호기 흐름으로부터의 압력은 외부 표면(318)이 밸브 시트(376)로부터 분리되어 호기 흐름 경로에 대한 접근을 제공하는 갭을 형성하도록 전체 일방향 밸브(312)를 위쪽으로 강제할 수 있다. 호기 유로는 환기 포트(304) 및 환형 루멘(302)으로부터 밀봉되어 임의의 호기 유체가 환기 포트(304) 및 환형 루멘(302)을 통과하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 하우징(320)의 일방향 밸브(312) 및 단단한 벽은 IRV(300)의 작동 동안 호기 유로가 환기 포트(304) 및 환형 루멘(302)과 유체 연통하는 것을 방지한다. 호기 밸브(314)는 약 0 내지 10 mmHg의 크래킹 압력을 가지거나 가변적이고 조정가능할 수 있다. 이것은 유체(기체 및/또는 액체)가 환자의 기도로부터 배출될 때 호기 밸브(314)가 열리도록 하여 유체가 외부 호기 포트(394)를 통해 IRV(300)를 빠져나갈 수 있게 한다. 예를 들어, CPR 동안 흉부 압박을 가하면 환자의 폐에서 공기가 빠져 나온다. 이 공기는 호기 밸브(314)를 통과하여 외부 호기 포트(394) 밖으로 나갈 수 있다. 유사하게, 환자 호기는 호기 밸브(314)를 통해 외부 호기 포트(394) 밖으로 흐를 수 있다. 일부 실시예에서, 폐부종이 발생할 수 있으며, 이는 환자에 의해 호기될 수 있고 환자 포트(306)를 통해 IRV(300) 내로 전달될 수 있는 유체를 야기할 수 있다. 이러한 유체는 또한 호기 밸브(314)를 통과하여 외부 호기 포트(394) 밖으로 나갈 수 있다.
IRV(300)는 위에서 설명된 환자 흡기 루멘(102a) 및 환자 흡기 유로(202a)와 유사한 방식으로 작동하는 환자 흡기 유로를 정의한다. 환자 흡기 유로는 일반적으로 형태가 환형이고 환형 루멘(302) 주위로 연장된다. 환자의 흡기 유로는 호기 유로의 하부와 부분적으로 중첩되고 안전 체크 밸브(308)와 연결되는 호기 유로의 상부 부분의 환형 외측으로 연장된다. 예를 들어, 환자 흡기 유로는 환기 포트(304)로부터 그리고 중앙 플레이트(340)의 중앙 어퍼쳐(344), 안전 체크 밸브(308), 환형 루멘(302), 어퍼쳐(338), 일방향 밸브(312), 및 환자 포트(306)를 통해 연장될 수 있다. 안전 체크 밸브(308)는 환자에 의한 자발적 흡기의 경우 호흡 가스가 중앙 어퍼쳐(344)를 통해 환자의 기도 내로 흡입될 수 있도록 개방될 수 있다. 종종, 안전 체크 밸브(308)는 약 -5 내지 -20 mmHg의 크래킹 압력을 갖는다.
호기 밸브(314) 및 안전 체크 밸브(308)가 일반적으로 환형인 것으로 도시되어 있지만, 일부 실시예에서 다른 형태의 밸브도 가능하다. 예를 들어, 두 밸브 중 하나는 IRV(300)의 하나 이상의 위치에 있는 개별 밸브의 형태일 수 있다. 하나의 예로서, 호기 밸브(314) 및 안전 체크 밸브(308)는 어구 밸브 또는 오리-빌 밸브의 형태일 수 있다. IRV(300)는 별개의 위치에 위치된 각각의 밸브 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 1은 도 3c 내지 도 3f는 상이한 호흡 조건 하에서의 IRV(300)의 작동을 예시한다. 도 2의 화살표로 나타낸 바와 같이. 도 3c 내지 도 3e에 도시된 바와 같이, 양압 환기, 자발적 흡기 및 호기 동안의 호흡 공기의 흐름 경로는 IRV(300)의 축을 중심으로 동심으로 정렬될 수 있다. 도 3c의 화살표는 양압 환기의 전달 동안 IRV(300)를 통한 기류를 도시한다. 양압 환기는 환기 포트(304)와 결합된 수동 및/또는 자동 호흡기를 사용하여 전달할 수 있다. 환기 동안, 공기는 일반적으로 환기 포트(304)를 통해 IRV(300) 내로 강제로 들어가고 대기 다이아프램(310)이 강제로 열리게 된다. 그런 다음 공기는 일방향 밸브(312)의 내부로 통과하기 전에 환형 루멘(302) 및 어퍼쳐(338)로 들어간다. 그 다음 공기는 일방향 밸브(312)를 강제로 열고 환자 포트(306)를 통해 환자의 기도로 전달된다. 양압 환기 동안, 안전 체크 밸브(308)와 호기 밸브(314)는 닫힌 상태를 유지하여 호흡기에 의해 전달되는 모든 공기가 환자에게 전달된다. 일부 실시예에서 일방향 밸브(312)는 각각의 양압 호흡으로 열리고, 동시에 호흡 가스가 호기 포트(304)를 통해 나가는 것을 차단한다. 예를 들어, 일방향 밸브(312)의 외부 표면(318)은 호기 포트 플레이트(370)의 밸브 시트(376)에 대향하여 개구(372)를 호흡 가스로부터 차단하여 호기 흐름 경로를 차단할 수 있다. 이러한 구성에서 일방향 밸브(312)는 바람직하게는, 1) 폐로부터의 가스 및 유체의 역류를 방지하고, 2) 양압 호흡 동안 호기 포트 구조를 폐색하는, 두 가지 기능을 제공하는 어구 밸브 또는 덕-빌 밸브로 설계될 수 있다.
일부 경우에, 환자는 도 3d의 화살표로 나타낸 바와 같이 환자 포트(306) 내로 공기가 흡인되도록 하는 흉부 내에 부압을 생성하여 자발적으로 흡기할 수 있다. 흉부 내부의 음압은 일방향 밸브(312)를 열고, 음압이 충분히 낮으면 안전 체크 밸브(308)가 스프링(362)의 스프링력에 대항하여 아래쪽으로 당겨질 수 있다. 그 다음, 중앙 어퍼쳐(344)를 통해 환기 포트(304)로부터 환형 루멘(302) 및 어퍼쳐(338)로 공기가 유입될 수 있다. 자발적인 흡기 동안, 흉부 내의 음압은 호기 밸브(314)를 폐쇄 위치로 유지하고 밸브 시트(376)에 대해 일방향 밸브의 외부 표면(318)을 바이어스 한다. 대기 다이아프램(310)은 자발적 흡기 동안 폐쇄 위치에 있다. 위에 설명된 구성을 통해 환자는 압력 센서를 사용하지 않고도 밸브 시스템이 제대로 열리면서 스스로 숨을 헐떡거리고 공기를 흡입할 수 있다. 오히려 -5 ~ -20cm H2O 범위의 크래킹 압력과 다양한 밸브의 배열로 인해 이러한 자발적인 흡기가 가능하다. 대안적인 실시예에서, 이러한 크래킹 압력의 범위는 예를 들어 안전 체크 밸브 내의 스프링 장력을 변경함으로써 조정될 수 있다.
흉부가 (수동 및/또는 자동으로) 압축되고/거나 환자가 숨을 쉴 때, 호흡 가스는 도 3e의 화살표에 의해 도시된 바와 같이 환자로부터 및 IRV(300)를 통해 외부로 흐른다. 예를 들어, 호기 가스는 환자 포트(306)를 통과하고 일방향 밸브(312)의 외부 표면(318)이 어퍼쳐(372)에 대한 접근을 제공하기 위해 밸브 시트(376)로부터 멀어지게 이동하도록 한다. 호기 가스는 호기 밸브(314)가 필터(390) 및 외부 호기 포트(394)를 개방하고 통과하도록 강제할 수 있다. 안전 체크 밸브(308) 및 일방향 밸브(312)의 작동 방향으로 인해, 이들 밸브(308, 312)는 환자 호기 동안 닫힌 상태로 유지된다. 이 배열은 IRV(300)를 통해 호기될 수 있는 폐에 유체가 축적될 수 있는 폐부종으로 고통받는 환자에게 특히 유용하다. IRV(300)의 일방향 밸브 배열로 인해, 모든 체액(호기 가스 및/또는 폐부종액)은 호기 밸브(314)를 통해 안내되고, 외부 호기 포트(394)를 통해 배출되어, 폐부종액이 통과하는 것을 방지하고 및/또는 안전 점검(308) 및 일방향 밸브(312)의 적절한 작동을 방해하는 것을 방지한다. 또한, IRV(300)의 밸브 배열은 흡기 흐름과 호기 흐름을 효과적으로 분리하여 호기 가스가 흡기 가스와 혼합되지 않도록 한다. 이를 통해 CPR 동안 환자에게 더 높은 농도의 산소를 전달할 수 있으므로 환자의 혈류 내에서 더 높은 산소 수준을 허용하고 결과적으로 개선된 소생 결과를 얻을 수 있다.
CPR의 감압 단계 동안, 구조자의 손이 들어올려질 때 흉벽이 반동을 일으킨다. ACD-CPR의 경우 석션 컵 및/또는 접착제를 사용하여 가슴을 위쪽으로 당기는 것과 같이 흉부를 능동적으로 감압한다. CPR의 이러한 단계 동안, 흉부 내에 음압이 생성된다(안전 체크 밸브(308)의 크래킹 압력 미만). 도 3f는 CPR의 감압 단계 동안 IRV(300)의 상태를 예시한다. 안전 체크 밸브(308), 호기 밸브(314) 및 대기 다이아프램(310)은 폐쇄되어 호흡 가스가 환자에게 유입되는 것이 방지된다. 흉부 압박과 흉부 반동의 여러 주기를 통해 호흡 가스가 환자에게 들어가는 것을 방지함으로써, 흉벽 내에서 점점 더 적은 양의 공기가 존재하여 흉벽 반동 단계 동안 점점 더 많은 혈액이 심장으로 되돌아갈 수 있는 공간을 제공한다. 이것은 관상동맥으로의 순환을 증가시키고 흉벽 감압 단계 동안 두개내압을 낮추어 성공적인 소생율을 증가시킨다.
본 명세서에 도시된 도면은 환자 안팎으로의 가스 교환을 위한 잠재적 경로를 나타내지만 IRV(300)의 치수는 대표적인 것이지만 정확한 축적은 아니며 도 3a 내지 도 3f에 도시된 다수의 잠재적인 밸브 메커니즘(예: 덕-빌 밸브, 볼 밸브, 환형 밸브, 원형 밸브, 풍선 밸브, 어구 밸브, 버섯 형상 밸브, 디스크 밸브 등) 중 하나에만 정확한 것은 아니다.
일부 실시예에서, IRV(300)는 영역의 갯수로 설명될 수 있다. 예를 들어, IRV(300)는 상부 영역, 하부 영역 및 호기 영역을 포함할 수 있다. 다이아프램(310) 및/또는 안전 체크 밸브(308)는 상부 영역이 다이아프램(310) 및/또는 환기 포트(304)를 포함하는 안전 체크 밸브(308)의 환기 포트 측에 있는 흡기 유로에 포함된 IRV의 임의의 부분을 포함할 수 있도록 하부 영역으로부터 상부 영역을 분리할 수 있다. IRV(300)의 하부 영역은 환형 루멘(302), 어퍼쳐(338), 및 환자 포트(306)를 포함하는 다이아프램(310) 및/또는 안전 체크 밸브(308)의 환자 포트 측에 있는 흡기 유로에 포함된 IRV(300)의 모든 부분을 포함할 수 있다. 호기 영역은 환기 포트(304) 이외의 호기 유로에 포함된 IRV(300)의 모든 부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 호기 영역은 외부 표면(318)과 밸브 시트(376), 어퍼쳐(372), 필터(390), 및 외부 호기 포트(304) 사이의 갭을 포함할 수 있다. 하부 영역과 상부 영역은 2개의 밸브(일부 실시예에서 단일 비-재호흡기 밸브로 간주될 수 있음)에 의해 분리될 수 있다. 예를 들어, 일방향 밸브(312)는 하부 영역과 상부 영역 사이에 배치될 수 있고, 흉부의 압력이 대기압보다 클 때 모든 호기 유체가 상류 영역으로 흐르는 것을 방지하기 위해 닫힐 수 있다. 외부 표면(118)과 밸브 시트(376) 사이의 인터페이스는 환자 포트(304)의 압력이 대기압보다 낮을 때 호기 영역을 폐색하도록 닫힐 수 있고, 환자 포트(304)의 압력이 대기압 보다 높을 때 호기 유체가 IRV(300)로부터 배출될 수 있도록 개방될 수 있다.
일부 실시예에서, IRV(300)는 하나 이상의 센서이다. 예를 들어, IRV(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 환기 포트(304) 내에 위치된 센서(400) 및/또는 환자 포트(306) 내에 위치된 센서(402)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(400 및/또는 402)는 압력 센서 및/또는 유량 센서와 같은 생리학적 센서일 수 있다. 센서(400 및/또는 402)로부터의 측정은 흉부 압박/감압 사이클을 결정하는 데 사용될 수 있다. 상기 센서(400, 402)로부터의 데이터는 블루투스 연결을 포함하는 하나 이상의 유선 및/또는 무선 연결을 포함하는 통신 인터페이스를 사용하여 환기 장치 및/또는 흉부 압박 장치로 전송될 수 있다. 압축/감압 주기 데이터는 양압 호흡의 전달을 압축/감압 주기와 동기화하기 위해 환기 장치 및/또는 흉부 압박 장치에서 사용할 수 있다. 조명 및/또는 디스플레이 화면과 같은 하나 이상의 표시기 메커니즘이 IRV(300) 상에 또는 내부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 조명(404)은 하우징(320) 상에 또는 하우징(320) 내에 배치될 수 있다. 상기 조명(404)은 환기 주기의 위상, 환기율의 타이밍, 및/또는 IRV(300) 내의 특정 압력 수준과 같은 다양한 매개변수를 나타낼 수 있다.
일부 실시예에서, IRV(300)는 흉부 내의 압력을 감지하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, IRV(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 환자 포트(306)와 환기 포트(304) 사이에서 유체 유동 가능하게 연결되고 직접 연장되는 루멘(500)을 포함할 수 있다. 일방향 밸브(502)는 루멘(500) 내에 포함될 수 있다. 각각의 흉부 압박으로 호기 흐름의 일부는 일방향 밸브(502)를 통과할 수 있다(호기 흐름의 대부분은 호기 밸브(314)를 통과함). 대안적인 실시예에서, 상기 루멘(500)은 압력 감지 재료, 예를 들어 멤브레인으로 환자 포트 및 환기 포트에서 밀봉될 수 있어, 압력은 쉽게 전달될 수 있지만 유체 및/또는 가스는 환자 포트에서 환기 포트로 전달될 수 없다. 그러한 일부 실시예에서, 밀봉된 부분은 압력 변환을 용이하게 하기 위해 유체 또는 가스로 채워질 수 있다. 이것은 위에서 설명된 바와 같이, 양압 호흡 전달의 동기화를 위해 환기 포트(304) 내의 센서를 사용하여 흉부 내의 압력이 감지되는 것을 허용한다. 일부 실시예에서, IRV(300)는 환기 회로에 연결될 수 있고, 환자 포트의 루멘은 환자 포트 영역 또는 환기 회로 내의 센서에 연결될 수 있다. 그러한 실시예에서, IRV(300)는 환기 소스 또는 환기 소스 회로에 가역적으로 또는 비가역적으로 결합될 수 있다.
실시예
마취된 돼지에서, CPR은 압박 및 능동 감압을 제공하는 자동화 장치로 수행되었다. 본원에 설명된 바와 같이, 흡기 포트와 별도의 호기 포트(IRV 300과 유사)를 포함하는 기능적 IRV를 기관 내 튜브에 부착하고 환자 포트 수준에서 압력 변환기로 압력을 측정했다. 각각의 양압으로 호흡 기도 압력은 약 20mmHg로 증가하고, 각 감압 단계 동안 도 6에 도시된 바와 같이 약 -5mmHg로 감소하였다.
본원에 설명된 IRV는 생리학적 센서, 기류 센서, 압력 변환기, 타이밍 및/또는 상태 표시등, 흉부의 공기/혈액 비율을 검출하기 위한 임피던스 센서, 및/또는 컨트롤러 또는 CPR 장치의 기타 인터페이스, 환기구 및/또는 AED와 관련하여 사용될 수 있어서, CPR 수행, 양압 환기 전달 및/또는 환자에게 충격을 전달하는 방법과 관련된 피드백을 제공한다. 또한, 이러한 센서, 변환기, 조명, 감지기 및 기타 컨트롤러로부터의 정보 및 추가 제어는 장치 간의 직접 연결, 블루투스 및 기타 비-하드와이어 통신 수단에 의해 전송될 수 있다. 추가적으로, 일부 실시예에서, 일방향 밸브(108), 진공 밸브(208), 및/또는 안전 체크 밸브(308)는 각각의 밸브가 열렸을 때를 감지하는 "가스핑 게이지" 또는 센서와 결합될 수 있다. 센서는 환자가 호흡을 시도하고 있음을 구조자에게 알리는 빛 및/또는 소리의 활성화를 유발할 수 있다.
위에서 논의된 방법, 시스템 및 장치는 예시적인 것이다. 일부 실시예는 흐름도 또는 블록도로서 도시된 프로세스로서 설명되었다. 각각이 작업을 순차적 프로세스로 설명할 수 있지만 많은 작업을 병렬로 또는 동시에 수행할 수도 있다. 또한, 작업 순서는 재배열될 수 있다. 프로세스에는 도면에 포함되지 않은 추가 단계가 있을 수 있다. 여기에 설명된 모든 테스트 방법은 제출 당시 사용 중인 테스트 표준 또는 제출 후 개발된 테스트 표준을 기반으로 할 수 있다.
위에서 논의된 시스템 및 장치는 단지 예시를 위한 것이다. 다양한 실시예가 다양한 절차 또는 구성요소를 적절하게 생략, 대체 또는 추가할 수 있음을 강조해야 한다. 또한, 특정 실시예와 관련하여 설명된 특징은 다양한 다른 실시예에서 조합될 수 있다. 실시예의 상이한 측면 및 요소는 유사한 방식으로 결합될 수 있다. 또한, 기술의 발전에 따라 많은 구성요소가 예시이며 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 구체적인 세부사항이 설명에 제공된다. 그러나, 이들 특정 세부사항 없이 실시예가 실시될 수 있다는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 예를 들어, 잘 알려진 구조 및 기술은 실시예를 모호하게 하는 것을 피하기 위해 불필요한 세부 사항 없이 도시되었다. 이 설명은 예시적인 실시예만을 제공하며, 본 발명의 범위, 적용 가능성 또는 구성을 제한하도록 의도되지 않았다. 오히려, 실시예에 대한 전술한 설명은 본 발명의 실시예를 구현하기 위한 가능한 설명을 당업자에게 제공할 것이다. 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 요소의 기능 및 배열에 다양한 변경이 이루어질 수 있다.
여러 실시예를 설명했지만, 본 발명의 사상을 벗어나지 않으면서 다양한 수정, 대안적 구성 및 균등물이 사용될 수 있다는 것이 당업자에 의해 인식될 것이다. 예를 들어, 위의 요소는 단순히 더 큰 시스템의 구성 요소일 수 있으며, 다른 규칙이 본 발명의 응용 프로그램보다 우선하거나 다르게는 수정될 수 있다. 또한, 전술한 요소를 고려하기 전, 도중 또는 후에 여러 단계를 수행할 수 있다. 따라서, 상기 설명은 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 아니 된다.
또한, "포함하다", "구비하다", "가지다","함유하다", "포함하는"이라는 단어는 본 명세서 및 다음 청구범위에서 사용될 때 명시된 기능, 정수, 구성 요소 또는 단계의 존재를 지정하지만 하나 이상의 다른 기능, 정수, 구성 요소, 단계, 막 또는 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 일반적으로 또는 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 관사 "하나"는 관사의 문법적 대상의 하나 또는 하나 초과(즉, 적어도 하나)를 지칭한다. 예로서, "요소"는 하나의 요소 또는 하나 이상의 요소를 의미한다. 양, 시간 기간 등과 같은 측정 가능한 값을 언급할 때 본 명세서에서 사용된 "약"; 및/또는 "대략"은 특정 값으로부터 ±20% 또는 ±10%, ±5% 또는 +0.1%의 변화를 포함하되, 그 변화는 여기에 설명된 시스템, 장치, 회로, 방법 및 기타 구현의 맥락에서 적절하다. 양, 시간적 지속 시간, 물리적 속성(예: 빈도) 등과 같은 측정 가능한 값을 언급할 때 본 명세서에서 사용된 "실질적으로"는 특정 값으로부터 ±20% 또는 ±10%, ±5%, 또는+0.1%의 변화를 포함하되, 이러한 변화는 여기에 설명된 시스템, 장치, 회로, 방법 및 기타 구현의 맥락에서 적절하다.
청구범위를 포함하여 본 명세서에 사용된 바와 같이, 항목 목록에서 사용된 "및"은 "다음 중 적어도 하나" 또는 "다음 중 하나 이상"으로 시작하여 나열된 항목의 임의의 조합이 사용될 수 있음을 나타낸다. 예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나"의 목록은 조합 A 또는 B 또는 C 또는 AB 또는 AC 또는 BC 및/또는 ABC(즉, A 및 B 및 C) 중 임의의 조합을 포함한다. 또한, 항목 A, B 또는 C의 한 번 이상의 발생 또는 사용이 가능한 수준으로, A, B 및/또는 C의 다중 사용은 고려되는 조합의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어, "A, B, C 중 적어도 하나"의 목록은 AA, AAB, AAA, BB 등도 포함할 수 있다.
100: IRV
102: 루멘
102a: 환자 흡기 루멘
102b: 양압 환기 루멘
102c: 환자 호기 루멘
104: 환기 포트
106: 환자 포트
110: 다이아프램
112, 114: 일방향 밸브
116: 호기 포트
118: 환기 포트

Claims (20)

  1. 양압 호흡(positive pressure breathing), 자발 흡기(spontaneous inspirations) 및 CPR 동안, 흉부 내압(intrathoracic pressure)을 조절하기 위한 흡기 저항 밸브 시스템(IRV: inspiratory resistor valve system)에 있어서,
    흡기 포트(inspiratory port);
    환자 포트(patient port);
    별도의 호기 포트(separate expiratory port); 및
    복수의 대기 압력 감지 밸브를 포함하되,
    복수의 상기 대기 압력 감지 밸브는 호기 포트와 흡기 포트를 서로로부터 격리시키는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 대기 기압 감지 밸브는 동심원으로 배열되는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    복수의 대기 기압 감지 밸브는 양압 호흡 전달 동안 호기 포트를 폐색하고, 흡기 포트를 폐색하고, 호기 포트를 개방하여, 호기 또는 흉부 압박 동안 환자의 호흡 가스 배출을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    흡기 포트 및 호기 포트의 영역에 있는 복수의 대기 기압 감지 밸브 모두는 환자 포트 내의 압력이 -5 내지 -20cm의 물이 될 때까지 폐쇄 위치에 유지되는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    호기 포트와 인터페이스된 필터 중 하나 또는 둘 다 및 복수의 대기 기압 감지 밸브 중 하나의 밸브는 2 내지 10cm의 물의 호기 저항을 제공하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    복수의 대기 기압 감지 밸브 각각은 덕-빌 밸브(여차-bill valve), 볼 밸브, 환형 밸브, 원형 밸브, 버터플라이 밸브, 체크 밸브, 풍선 밸브, 버섯 형상 밸브, 어구 밸브((fish mouth valve)), 및 디스크 밸브로 구성된 그룹으로부터 선택된 일방향 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  7. 제1 항에 있어서,
    환자 포트는 흡기 포트에서 환자 포트로 실질적으로 저항이 없는 양압 환기(positive pressure ventilation)를 가능하게 하는 비-재호흡기 밸브(non-rebreather valve)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  8. 흡기 저항 밸브(IRV) 시스템에 있어서, 상기 흡기 저항 밸브 시스템은,
    상부 영역, 하부 영역 및 호기 영역을 갖는 하우징;
    5cm 이하의 H2O 저항으로 양압 환기가 가능하게 하고, 하부 영역에서의 압력이 대기압 미만일 때 상부 영역으로부터 하부 영역으로 모든 호흡 가스가 유동하는 것을 차단하기 위하여, 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치된 제 1 압력 반응 일방향 밸브;
    하부 영역에서의 압력이 임계값 수준 미만으로 떨어질 때까지 폐쇄되어 유지되는 상부 영역과 하부 영역 사이에 배치되는 제 2 압력 반응 밸브로서, 상기 임계값 수준은 대기 압력과 상기 하부 영역의 압력 간의 압력 차이로 인하여 상기 제 2 압력 반응 밸브가 개방되어 호흡 가스가 환자의 폐로 유동하는 것을 허용하는, 제 2 압력 반응 밸브;
    흉부의 압력이 대기 압력보다 클 때 모든 호기 유체가 상부 영역으로 흐르는 것을 방지하기 위해 상부 영역과 호기 영역 사이에 배치된 제 3 압력 반응 밸브; 및
    환자와 인터페이싱하는 하부 영역의 압력이 대기 압력 미만일 때 폐색되고 환자와 인터페이싱하는 하부 영역의 압력이 대기 압력을 초과할 때 개방되는 호기 영역의 제 4 압력 반응 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 임계값 수준은 약 -5 ~ -20cm의 물인 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상부 영역 및 하부 영역 중 하나 또는 둘 모두 내에 배치된 생리학적 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    생리학적 센서로부터 환기 장치(ventilation device)와 압박 장치(compression device) 중 하나 또는 둘 모두로 신호를 전송하는 통신 인터페이스;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  12. 제 8 항에 있어서,
    호기 영역과 인터페이싱되는 필터;를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  13. 제 8 항에 있어서,
    제 2 압력 반응 밸브는 밸브 시트와 선택적으로 결합하는 외부 표면을 갖는 덕-빌 밸브(duck-bill valve)를 포함하고;
    덕-빌 밸브가 개방되어서, 흡기 흐름이 환자에게 전달될 수 있도록 하되 외부 표면은 밸브 시트와 결합하여 상부 영역에서 호기 영역을 폐색하며;
    덕-빌 밸브가 폐쇄되어서, 외부 표면이 밸브 시트에서 멀어져서 흡기 저항 밸브 시스템에서 호기 유체를 배출하고 호기 유체가 상부 영역으로 흐르는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  14. 흡기 저항 밸브 시스템에 있어서, 상기 흡기 저항 밸브 시스템은,
    하우징;
    환기 장치와 인터페이스하도록 된 환기 포트;
    환자 인터페이스 장치와 인터페이스하도록 된 환자 포트:
    별도의 호기 포트;
    환기 포트 및 환자 포트와 유체 연통하는 양압 환기 유로로서, 환기 포트로부터 환자 포트로 호흡 공기를 안내하도록 된, 양압 환기 유로;
    환자 포트와 유체 연통하는 환자 흡기 유로로서, 환자의 자발적 흡기의 경우에 환자 포트로 공기를 전달하도록 된, 환자 흡기 유로; 및
    환자 포트와 유체 연통하는 호기 유로로서, 상기 호기 유로는 환자로부터의 호기 유체를 호기 포트를 통해 흡기 저항 밸브 시스템 외부로 안내하도록 되며, 상기 호기 유로는 유입 유동과 유출 유동을 분리하도록 일련의 압력 반응 밸브를 통하여 양압 환기 유로 및 환자 흡기 유로 중 적어도 일부로부터 분리되어, 호기 유체는 흡기 가스와 혼합되지 않게 되어, CPR 동안 환자에게 더 높은 농도의 O2가 전달되도록 되는, 호기 유로;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  15. 제 14 항에 있어서,
    일련의 압력 반응 밸브는,
    양압 환기 유로와 인터페이싱하는 제 1 대기 압력 밸브;
    환자 흡기 유로와 인터페이싱하는 제 1 압력 감지 밸브;
    흡기 유로와 호기 유로 간에 인터페이싱하는 제 2 압력 감지 밸브; 및
    호기 포트 내에 배치되는 제 2 대기 압력 밸브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    제 1 대기 압력 밸브의 폐쇄 압력은 -1cm H2O 미만이고;
    제 1 압력 감지 밸브의 개방 압력은 약 -5 내지 -20cm H2O이고;
    제 2 압력 감지 밸브는 환기 유로의 압력이 0cm H2O보다 크면 개방되고 호기 유로 압력이 0cm H2O보다 크면 폐쇄되며;
    제 2 대기 압력 밸브의 개방 압력은 약 0 내지 10cm H2O이고;
    제 2 대기 압력 밸브의 폐쇄 압력은 -1cm H2O 미만인 것을 특징을 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    제 2 압력 감지 밸브와 제 2 대기 압력 밸브는 단일 비-재호흡기 밸브를 형성하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    제 2 대기 압력 밸브는 호흡 유체가 환자에게 들어갈 수 있게 하지만 폐에서 나온 호흡 유체는 제 1 대기 압력 밸브와 접촉하는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    양압 환기가 전달되는 동안, 제 1 대기 압력 밸브와 제 2 대기 압력 밸브가 개방되고, 제 1 압력 감지 밸브와 제 2 압력 감지 밸브가 폐쇄되며;
    자발 흡기 동안, 제 1 압력 감지 밸브와 제 2 대기 압력 밸브는 개방되고, 제 1 대기 압력 밸브와 제 2 압력 감지 밸브는 폐쇄되며;
    CPR의 흉부 압박 단계와 환자 호기 중 하나 또는 둘 다 동안, 제 2 압력 감지 밸브가 개방되고 제 1 대기 압력 밸브, 제 1 압력 감지 밸브 및 제 2 대기 압력 밸브가 폐쇄되어, 호흡 유체는 흡기 가스와 혼합되지 않고서 흡기 저항 밸브 시스템을 빠져나가게 되며;
    CPR의 감압 단계 동안, 제 1 대기 압력 밸브, 제 1 압력 감지 밸브 및 제 2 압력 감지 밸브가 폐쇄되어, 흉강 내 압력을 낮추고 호흡 가스가 환자에게 들어가는 것을 방지하고 혈액량이 증가할 수 있는 공간을 제공하여, 감압 단계에서 환자의 심장으로 되돌아가 환자의 관상동맥으로의 순환을 증가시키고 두개 내압(intracranial pressure)을 낮추게 되는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
  20. 제 14 항에 있어서,
    양압 환기 유로의 상부 표면에 연결되는 제 1 다이아프램; 및
    상기 호기 유로의 하부 표면과 연결되는 제 2 다이아프램을 포함하되, 상기 제 1 다이아프램 및 상기 제 2 다이아프램은 각각 실질적으로 대기압인 크래킹 압력을 갖는 것을 특징으로 하는 흡기 저항 밸브 시스템.
KR1020227036297A 2020-03-20 2021-03-22 호기 포트가 있는 흡기 저항 밸브 시스템 KR20230016165A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202062992706P 2020-03-20 2020-03-20
US62/992,706 2020-03-20
PCT/US2021/023402 WO2021189033A1 (en) 2020-03-20 2021-03-22 Inspiratory resistor valve system with expiratory port

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230016165A true KR20230016165A (ko) 2023-02-01

Family

ID=77464915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227036297A KR20230016165A (ko) 2020-03-20 2021-03-22 호기 포트가 있는 흡기 저항 밸브 시스템

Country Status (7)

Country Link
US (2) US11103672B1 (ko)
EP (1) EP4121155A4 (ko)
JP (1) JP2023518302A (ko)
KR (1) KR20230016165A (ko)
AU (1) AU2021239365A1 (ko)
CA (1) CA3175898A1 (ko)
WO (1) WO2021189033A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3175898A1 (en) * 2020-03-20 2021-09-23 VitaLinC LLC Inspiratory resistor valve system with expiratory port
WO2023019325A1 (en) * 2021-08-20 2023-02-23 ResMed Pty Ltd Valve assembly

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1616422B1 (de) * 1964-06-15 1971-11-18 Laerdal A S Ventil fuer Wiederbelebungsapparate
US4856548A (en) * 1988-03-10 1989-08-15 Paluch Bernard R Resuscitation valve
US6062219A (en) * 1993-11-09 2000-05-16 Cprx Llc Apparatus and methods for assisting cardiopulmonary resuscitation
AU2001249233A1 (en) * 2000-03-22 2001-10-03 Advanced Circulatory Systems, Inc. CPR mask with compression timing metronome and methods
US20030062040A1 (en) * 2001-09-28 2003-04-03 Lurie Keith G. Face mask ventilation/perfusion systems and method
US7766011B2 (en) * 2003-04-28 2010-08-03 Advanced Circulatory Systems, Inc. Positive pressure systems and methods for increasing blood pressure and circulation
US8210176B2 (en) * 2007-06-18 2012-07-03 Advanced Circulatory Systems, Inc. Method and system to decrease intracranial pressure, enhance circulation, and encourage spontaneous respiration
US8464715B2 (en) * 2008-04-16 2013-06-18 Stephen Donald Flynn, SR. Multipurpose therapeutic face mask
US20110132359A1 (en) * 2008-08-12 2011-06-09 Thierry Poree Compactable inhaling device
WO2010044876A2 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Samuel David Piper Enhanced means for regulating intrathoracic pressures
WO2011051908A1 (en) * 2009-10-29 2011-05-05 Gilbert Jacobus Kuypers A conduit
EP3560537B1 (en) * 2011-12-19 2021-03-24 Zoll Medical Corporation Systems for therapeutic intrathoracic pressure regulation
US10265495B2 (en) * 2013-11-22 2019-04-23 Zoll Medical Corporation Pressure actuated valve systems and methods
CA3175898A1 (en) * 2020-03-20 2021-09-23 VitaLinC LLC Inspiratory resistor valve system with expiratory port

Also Published As

Publication number Publication date
US11103672B1 (en) 2021-08-31
CA3175898A1 (en) 2021-09-23
WO2021189033A1 (en) 2021-09-23
JP2023518302A (ja) 2023-04-28
EP4121155A4 (en) 2024-04-03
AU2021239365A1 (en) 2022-11-03
EP4121155A1 (en) 2023-01-25
US20210386961A1 (en) 2021-12-16
US20210290888A1 (en) 2021-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11541200B2 (en) Ventilation system
AU2002308587B2 (en) Shock treatment systems and methods
US10556074B2 (en) Artificial respiration system with timing control and automatic mask detection
US8844521B2 (en) Air/oxygen ventilator system and method
US8707954B2 (en) Air/oxygen supply system and method
EP0532578B1 (en) Respirator triggering mechanism
US6095140A (en) Ventilator triggering device
US7980244B2 (en) Emergency pulmonary resuscitation device
US20120272956A1 (en) Airway pressure control devices
US10478586B2 (en) Artificial respiration system and method having automatic mask detection
AU2002308587A1 (en) Shock treatment systems and methods
US20210386961A1 (en) Inspiratory resistor valve system with expiratory port
CN112533657A (zh) 用于袋阀式面罩的压力安全装置
US20150265790A1 (en) Apparatus and method for improved assisted ventilation
CN110681027A (zh) 一种可防止麻醉气体逸出的封闭式麻醉面罩
EP3747490A1 (en) Apparatus and method for improved assisted ventilation
CN113521459A (zh) 呼吸支持的方法及相关装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination