NO872718L - Behovs-reagerende respirasjonsregulator med positiv stroemning. - Google Patents

Description

Behovs- reagerende respirasjonsregulator med positiv strømn ing.

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse vedrører generelt en respirasjonsregulator for regulering av gasstrøm(er) til pasi-enter, og mer spesielt vedrører oppfinnelsen en behovs-reagerende respirasjonregulator med positiv strømning.

Oppfinnelsens utgangspunkt

Respi rasjonssystemer med positivt trykk blir benyttet ved innhaleringsterapi for individer som krever regulering av oksygen og/eller hjelpe-gasstrømmer for pusting, samt regulering av slik gasstrøm(mer) for å bidra til pustingen. Typiske vanlige respiratorer veksler fra innåndingsfase til utånd ingsfase ved drift av f 1 uidumfor sterkere, pneu-matisk styrte ventiler, snappeventiler, magnetisk påvirk-ede ventiler, e1ektronikkretser og andre reguleringsmeka-nismer. Dynamikken og f 1erkomponent-egenskapene hos disse respi rasjonssystemer gjenspeiler iboende problemer med hensyn til fremstilling, kostnad, p 1 assrestriksjoner, systemfeil og systemetfekt i vitet.

Positive trykkrespi rasjonssystemer blir kategorisert i henhold til de f 1 uidumovervåkningskrav som pasienten har, og som er omtalt ovenfor. En slik kategori innbefatter respirasjonssystemer med begrenset positivt trykkvolum, som funksjonerer ved å administrere et forhåndsbestemt volum av gassformet fluidum til pasientens lunger ved forhåndsbestemte intervaller. En annen kategori innbefatter resp i rasjonssystemer med begrenset positiv trykk-strømning, som funksjonerer som reaksjon på en pasients pustesyklus, og som tillater pasienten å innånde et volum med gassformig fluid eller fluider som pasientens lunger kan akseptere. Videre omfatter en tredje kategori en respi rasjonsinnretning med positiv strømning, som kontinuer- lig leverer en regulert, men konstant mengde av gassformet fluidum eller fluider til pasienten under innånding såvel som under utånding.

Følgelig foreligger der et behov for forbedringer med hensyn til respirasjonssystemer med positivt trykk, inn-befattet den strømningsbegrensede type, for derved mer effektivt å kunne møte de terapeutiske behov hos pasi-enter.

Hensikten med oppfinnelsen

Følgelig er det en hensikt med den foreliggende opfinnel-se å skaffe en behovs-regulerende respirasjonsregulator med positiv strømning, for administrasjon av en eller flere gassformede fluider til en pasient.

En annen hensikt med oppfinnelsen er å skaffe en behovs-regulerende respirasjonsregulator med positiv strømning, hvor et mellomvolum av gassformede fluider blir påvirket ved trykkvari asjoner i henhold til pasientens respirasjonssyklus.

Enda en hensikt med oppfinnelsen går ut på å fremskaffe en behovs-regu1erende respirasjonsregulator med positiv strømning, hvor fraværet av tilstrekkelig positivt trykk ved pasienten ville bevirke en sky 1lestrøm-ti1 stand , som derved ville skaffe en strøm av gassformede fluider til pasienten, og således gjøre systemet feilsikkert.

Nok en hensikt med oppfinnelsen går ut på å skaffe en behovs-regu1erende respirasjonsregulator med positiv strømning, hvor den bortkastede "ventilasjon" av fluidet blir redusert til et minimum.

Med disse og andre hensikter for øyet, noe som vil være nærliggende for fagfolk på området, går oppfinnelsen ut på den kombinasjon av deler som fremgår av den følgende beskrivelse og som er definert i de vedføyde krav.

Sammenfatning av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en behovs-regu1er-ende respirasjonsregulator med positiv strømning, som styrer administrasjonen av en eller flere gassformede fluider fra en regulert trykk-ti l.f ørselsledning gjennom .eti leveringsledning og kanyle til en pasient. Når pasienten starter innånding, vil trykket i en statisk føler-portlinje reduseres, noe som bevirker at en pustetrykk-forsterkningsmembran beveger seg mot en statisk føler-port. Det bevirker åpning- av en positiv trykkstrømnings-avstengningsport som tillater trykket over en øyestikker-membran til å bevege membranen oppover, for således å åpne f 1ui dumt i 1 førse1s-i nn 1øpsporten. Den eller de gassformede fluider, strømmer fra f 1 ui dumt i 1 før se 1s-i nn 1øpsporten til f 1ui dumt i 1 før se 1s-ut1øpsporten og deretter til en leveringsport og kanyle til pasienten. Når pasientens respirasjonssyklus går over til utånding, vil trykket i den statiske følerport1 inje og den statiske følerport øke. Det bevirker at pustetrykk-forsterkn ingsmembranen beveger seg vekk fra den statiske følerport, hvilket innebærer lukking av positiv trykkstrømnings-avstengningsporten. Deretter vil øyestikker-membranen bevege seg nedover og således stenge av den eller de gassformede fluid-strømninger.

Dersom pasienten svikter eller er ute av stand til å ut-øve trykk på den statiske følerlinje og den statiske følerport under pasientens respirasjonssyklus, vil til-førselstrykk gjennom- en liten ut 1uftningsport eller membranport iøyestikkerporten tillate at øyestikkermembranen beveger seg oppover og således åpner fluidumtilførs-e1s-i nn 1øpsporten. Den eller de gassformede fluider, strømmer fra f 1ui dumt i 1 førse 1s-i nn 1øpsporten til fluidum-ti-lf ørsel s-utløpsporten og deretter til en leveringsledning og kanyle til pasienten, og bevirker således en sky 11estrøm-ti 1 stand.

Kort omtale av tegn ingsfigurene

Egenskapene hos oppfinnelsen vil imidlertid bli bedre forstått under henvisning til de konstruktive former som vil bli anskueliggjort ved de vedføyde tegninger. Fig. 1 er et skjematisk riss av et respi rasjonssy stem som omfatter prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. Fig. 2 er i større målestokk et snitt gjennom en behovs-reagerende respirasjonsregulator med positiv strømning. Fig. 3 er i større målestokk et snitt gjennom en behovs-reagerende respirasjonsregulator med positiv strømning, idet der vises arrangementet for regulatorens komponent-åpninger eller -porter som reaksjon på negativt trykk ved den statiske følerport under innåndingsfasen av respira-sjons syklusen. Fig. 4 viser i større målestokk et snitt gjennom en behovs-reagerende respirasjonsregulator med positiv strøm-ning, og anskueliggjør arrangementet for regulatorens komponentde1 er som reaksjon på positivt trykk ved den statiske følerport under utånd ingsfasen av respirasjons-syk 1 usen.

Detaljert omtale av oppfinnelsen

Idet der først henvises til fig. 1 så viser denne et res-pirasjonssystem som omfatter prinsippene ved den foreliggende oppfinnelse. Respirasjonsfluidum blir tilført fra en trykkilde 8 via en ti 1 før se 1 s 1 edning 9 og en strøm-ningsmåler 10, til en tilførsels-innløpsport 6 i huset 7 for den behovs-reagerende respirasjonsregulator 5 med positiv strømning. Strømmen vil deretter føres til en fluidumtilførsels-utløpsport 14, gjennom en leveringsledning 15 til en nesekanyle 13 og deretter til pasienten. En statisk fø1erport1 inje 12 er fra en statisk føler-port 11 hos regulatoren 5 forbundet med kanylen 13.

Fig. 2 viser i større målestokk et snitt gjennom en behovs-reagerende respirasjonsregulator 5 med positiv strømning, som innbefatter en fluidumtilførsels-innløpsport 6 som er innlemmet i resp irator-regu1atorhuset 7, idet porten har fluidumkommunikasjon med en trykkilde. En statisk følerport 11 er innlemmet i respiratorregulator-huset 7 og står i f 1 uidumkommuni kasjon med pasienten ved hjelp av en statisk fø1erport1 inje. En f 1ui dumt i 1 før se 1s-utløpsport 14 er innlemmet i respirator-regulatorhuset 7 og står i fluidumkommunikasjon med pasienten ved hjelp av en 1 ever ings1edning. En ut 1 uftningsport 17 er innlemmet i respirator-regulatorhuset 7 og står i f 1 uidumkommunika-sjon med omsluttende eller omgivende atmosfærisk trykk. Ut 1 uftningsporten 17 tjener til å bibeholde en intern trykk 1 ikevekt inne i respirator-regulatorhuset 7 ved å

tillate unnslipping av en eller flere gassformede fluider som blir ført gjennom en positiv trykkstrømnings-avsteng-ningsport 18 fra en membranport 31 i en øyestikkermembran 36. En pustetrykk-forsterkningsmembran 21 er innlemmet i

huset og deler avfølingsside-kammeret 34 i et første komponenttrykkammer 22 og et følerkammer 24 i respirator-regulatorhuset 7. Det første komponenttrykkammer 22 vil dessuten ha et grensesnitt med ut 1 uftningsporten 17, og et annet komponenttrykkammer 24 via en positiv trykk-strømnings-avstengningsport 18. Hvileposisjonen av membranen 21 er ved planet 28. Fø 1erkammeret 24 står i kommunikasjon med den statiske følerport 11.

Et strømningsside-kammer 35 i huset 7 er delt inn i tre kamre. Et annet komponenttrykkammer 23 og et mellomliggende kammer 26 er oppdelt ved hjelp av et øvre blad 20 av en øyestikkermembran, som har en hv i 1 epos isjon ved planet 29. Det mellomliggende kammer 26 og et strømnings-kammer 25 er separert ved hjelp av et nedre blad 27 av en øyestikkermembran, som har en hvilestilling ved planet 30. En styrestopper 32 er montert på pustetrykk-forsterkningsmembranen 21, slik at membranen 21, når denne blir forskjøvet mot avstengningsporten 18, vil nevnte port 18 bli lukket ved hjelp av styrestopperen 32. Det annet kom- ponent-trykkammer 23 har et grensesnitt med strømnings-kammeret via membranporten 31 og med det første kompo-nent-trykkammer 22 via den positiv trykkstrømningsav-stengningsport 18. Strømningskammeret 25 kommuniserer med i nn 1øpsporten 6 og utløpsporten 14. En strømningsstopper 33 med en membranport 31 gjennom seg, er avtettet mot det øvre blad 20 avøyestikkermembranen og det nedre blad 27 av øyestikkermembranen, og strekker seg inn i strømnings-kammeret 25. Strømningsstopperen 33 er slik posisjonert at når membranene som bærer den blir forskjøvet mot inn-løpsporten 6, vil strømningsstopperen 33 lukke innløpsporten 6 av fra strømningskammeret, men vil vedvarende ha kommunikasjon mellom innløpsporten 6 og det annet kompo-nent- trykkammer 23. Fig. 3 er i større målestokk et tversnitt gjennom en behovs-regu 1 erende respi ratorregu1ator med positiv strøm-ning, i det tilfelle hvor under innåndingsfasen av respi-rasjonssyklusen trykket i den statiske følerlinje 12 og fø1erkammeret 24 avtar, hvilket bevirker at pustetrykk-forsterkningsmembranen 21 og styrestopperen 32 beveger seg oppover mot den statiske følerport 11. Det bevirker åpning av den positiv trykk strømningsavstegningsporten 18, som på sin side bevirker at trykket over øyestikkermembranens øvre blad 20 vil avta fra ti 1 før se 1strykk til atmosfærisk trykk, og bevirke at øyestikker-membranene 20 og 27 beveger seg oppover, for derved å åpne fluidumtil-førse1s-i nn 1øpsporten 6. Den åpne f 1ui dumt i 1 før se 1s-inn-løpsporten 6 åpner for f 1uidumkommuni kasjon av gassformet fluidum til pasienten. Fluidet strømmer fra strømnings-kammeret 25, gjennom fluidumtilførsels-utløpsporten 4, gjennom en leveringsledning 15 og tilføres via kanylen 13. Fig. 4 er i større målestokk et tverrsnitt gjennom en behovs-regulerende respiratorregulator med positiv strøm-ning, idet tilfelle hvor under utånd ingsfasen av respira-sjonssyk1usen trykket i den statiske følerlinje 12, porten 11 og fø 1erkammeret 24 vil øke, hvilket bevirker at pustetrykk-forsterkningsmembranen 21 og styrestopperen 32 beveger seg bort fra den statiske følerport 11. Det bevirker lukking av positiv trykk strømnings-avstengningsporten 18 ved hjelp av styrestopperen 32, som på sin side bevirker at trykket over øyestikkermembranens øvre blad 20 vil øke, samtidig som øyestikkermembranens øvre blad 20 vil bevege seg nedover, for derved å lukke fluidumtil-førsels-innløpsporten 6 til strømningskammeret 25, men ikke til kammere 23. Trykket i kammeret 23 (tilførsels-trykk) vil overvinne trykket i strømningskammeret 25 (opprinnelig ved ti 1 før se 1strykk) fordi den eksponerte flate av membranens øvre blad 20 i forhold til kammeret 23 er betydelig større enn den eksponerte flate av membranen 27 i forhold til strømningskammer 25. Den lukkede strømningst i 1 førse1s-i nn 1øpsport 6 forhindrer fluidumkommunikasjon av gassformet fluidum til pasienten, men tillater fluidumtilførsel til kammeret 23.

Etter at ikke-strømnings-bet inge1 sen vist på fig. 4 er opprettet, vil i ethvert tilfelle hvor pasienten svikter eller blir ute av stand til å utøve tilstrekkelig trykk (atmosfærisk trykk pluss en sikkerhetsmargin) mot den statiske følerport 11 via pasientens respirasjonssyklus og linjen 12, vil systemtet automatisk returnere til en strømningsti 1 stand som vist på fig. 2. Slik det fremgår ved ikke-strømnings-forho1 det vist på fig. 4, vil membranporten 31 holde kammeret 23 under ti 1 før se 1strykk. Når den kombinerte kraft av trykket (tilførsel) i kammeret 23 mot styrestopperen og trykket (atmosfærisk) i kammeret 22 er større enn den kraft på membranen som er bevirket av trykket i kammeret 24, vil membranen 21 bevege seg mot følerporten 11, og avstengningsporten 18 vil åpne, hvoretter trykket i kammeret 24 blir ventilert gjennom ut 1 uftningsporten 17. Dette tillater at det øvre blad 20 av øye st ikkermembranen beveger seg mot porten 18, hvilket derved vil åpne fluidumtilførsels-innløpsporten

6. Gassformet fluidum eller fluider strømmer inn i f 1 u i - dumtilførsels-innløpsporten 6 fra f 1ui dumt i 1 førse1s-inn-løpsporten 14 og deretter til en 1 ever ings1edning 14 og kanylen 16 til pasienten, hvilket innebærer en skyl 1 e-strøm-t i 1 stand (fei 1sikker).

Sikkerhetsmarginen er hovedsakelig det trykk over atmos-færetrykk, som pasienten må bevirke i kammeret 24 for å tillate ikke-strømnings-betinge1 se. Det er trykk-ekvi va 1-enten som er tilnærmet lik den kraft på membranen 21 som blir bevirket av trykket i kammeret 23 på styr ingstopper-en 32. Således kan sikkerhetsmarginen innstilles ved regulering av det effektive område av membranen 21 og porten 18 som trykket i kammeret 23 virker på.

Fordi membranporten 31 er meget fin (meget finere enn portene 18 og 17) vil meget lite av det medisinale fluidum i virkeligheten bli ventilert. Således vil eventuelt spill bli redusert til et minimum, samtidig som sikker-heten blir maksimert. Denne relasjon av porter vil også bevirke en effektiv rasjonalisert tidsrelasjon med hensyn til membranbevegelser.

Det er åpenlyst at mindre endringer kan utføres med hensyn til oppbygning av oppfinnelsen, uten at man avviker fra oppfinnelsens ramme. Imidlertid er det ikke hensikten å begrense oppfinnelsen til de nøyaktige former som er beskrevet her, idet det tas sikte på å innbefattte alle slike former som på riktig måte kan innlemmes i det som er definert i patentkravene.

Etter denne beskrivelse skal det henvises til patentkravene som definerer hva som ønskes beskyttet.

Claims (11)

1. Behovs-reagerende respirasjonsregulator med positiv strømning, som styrer administreringen av en eller flere gassformede fluider fra en ti lførselsledning til en leveringsledning og kanyle til pasienten, idet respirasjons-regulatoren omfatter: a) et hus, b) en f 1ui dumt i 1 førse1s-i nn 1øpsport som er innlemmet i huset, idet inniøpsporten har fluidumforbindelse med en tilførselsledning, c) en statisk følerport som er innlemmet i huset, idet den statiske følerport har fluidumforbindelse med pasienten ved hjelp av en statisk fø1erport1 inje og kanyle, idet fluktasjoner i trykket ved den statiske følerport, svarende til åndedrettssigna1 er, bevirker reaksjonsbeveg-elseav en pustetrykk-forsterkende membran, d) en f 1ui dumt i 1 førse 1s-ut 1øpsport som er innlemmet i pusteregu1atorhuset, idet utløpsporten har fluidumkommunikasjon med pasienten ved hjelp av et leveringsrør og kanyle, samtidig som leveringsrøret og kanylen skaffer administrasjon for en eller flere gassformede fluider til pasienten,og . e) en ut 1 uftningsport som rommes av respirasjonsregula-torhuse.t , idet uti uftn i ngsporten har fluidumforbindelse med det omgivende atmosfæriske trykk, samtidig som ut-1uftningsporten tjener til å holde en intern trykklike-vekt i det indre av resp i rasjonsregu1atorhuset ved å tillate unnslipp ing av gass-fluid(er).

2. Regulator som angitt i krav 1, karakterisert ved at en pustetrykk-forsterkningsmembran er anordnet i et første kammer av respirasjonsregulator-huset, idet det første kammer har et grensesnitt med den statiske følerport, ut 1uftningsporten og et annet kammer.

3. Regulator som angitt i krav 2, karakterisert ved at en øyestikker-membran er anordnet i et annet kammer i respiratorrregulatorhuset, idet det annet kammer har et grensesnitt med fluidumstilførsels-inn 1 øpsporten , f 1 uidumsti 1 førse1s-ut1øpsporten og det første kammer.

4. Regulator som angitt i krav 3, karakterisert ved at det første og annet kammer kommuniserer med organer for en positiv trykk strømnings-avstengningsport.

5. Regulator som angitt i krav 4, hvor trykket i den statiske følerlinje avtar under innåndingen av respira-sjonssyklusen, noe som bevirker at pustetrykk-forsterkningsmembranen beveger seg mot den statiske følerport, og således åpne positiv trykk strø mnings-avstengningsporten, som på sin side bevirker trykk over øyestikker-membranen for oppoverbevege1 se, slik at f 1ui dumt i 1 førse1s-i nn 1øpsporten åpner seg.

6. Regulator som angitt i krav 5, karakterisert ved at en åpning av f 1ui dumt i 1 førse1s-inn-løpsporten under innånding åpner f 1 uidumkommuni kasjon til pasienten for en eller flere gassformede fluider som kom-mer ut fra resp iratorregu1atoren ved hjelp av fluidumtil-førsels-utløpsporten og passerer gjennom leveringsled-ningen og kanylen for administrasjon av en eller flere gassformede fluider.

7. Regulator som angitt i krav 4, karakterisert ved at under uttåndingsfasen av respirator-syklusen, vil trykket ved den statiske følerport øke, noe som bevirker at pustetrykk-forsterkningsmembranen beveger seg vekk fra den statiske følerport, for således å lukke positiv trykk avstengningsporten, som på sin side bevirker trykk over øyestikkermembranen for oppover bevegelse, for således å lukke f 1ui dumt i 1 før se 1s-i nn 1øpsporten.

8. Regulator som angitt i krav 7, karakterisert ved at lukkingen av f 1 ui dumt i 1 før se 1s-i nn- løpsporten, under uttånding, forhindrer f 1 uidumadmini - strås jon til pasienten.

9. Regulator som angitt i krav 4, karakterisert ved at dersom pasienten svikter med hensyn til eller ikke er i stand til å utøve trykk på den statiske følerport, vil trykk gjennom en liten utluftnings-port i øyestikkermembranen bevirke bevegelse av pustetrykk-f orsterkningsmembranen mot den statiske følerport, som bevirker åpning av positiv trykk strømnings-avstengningsporten, som på sin side tillater at øyestikkermembranen beveger seg vekk fra f 1 ui dumt i 1 før se 1s-i nn 1øpsporten og således åpner f 1ui dumt i 1 før se 1s-inn1øpsporten.

10. Regulator som angitt i krav 9, karakterisert ved at åpningen av f 1 ui dumt i 1 før se 1s-inn-løpsporten bevirker åpning av f 1uidumkommuni kasjon til pasienten for en eller flere gassholdige fluider som kom-mer ut fra respi ratorregu1atoren ved hjelp av fluidum-tilførsels-utlø psporten og passerer gjennom leverings-røret og kanylen for levering av nevnte gassholdige eller gassformede fluider under en sky 11 estrøm-ti 1 stand.

11. Fremgangsmåte for regulering av tilførselen av gassformede fluider til en pasient, omfattende følgende trinn: a) å skaffe en tilførsel av fluidum til en pasient, og b) å avbryte tilfø rselen når pasientens uttåndingstrykk er større enn en sikkerhetsmargin.