SE504285C2 - Sätt vid styrning av en andningsapparat samt en andningsapparat - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 504 285 2 Dessutom mäste även tillgodoses att patienten får till- räckligt med andningsgas. Tillförd andningsgas kan anges i tillförd minutvolym.

Ett syfte med uppfinningen är att frambringa ett sätt vid styrning av andningsapparater som löser ovan angivna problem.

Ett annat syfte med uppfinningen är att frambringa en and- ningsapparat som ger en säker och tillförlitlig tillförsel av andningsgas till ett andningssystem.

Det första syftet uppnås i enlighet med uppfinningen genom att sättet vid styrningen av andningsapparaten är utformat som anges i den kännetecknande delen till kravet 1.

Compliance anger andningssystemets eftergivlighet, elastici- tet. ningssystemet. En frisk lunga har en hög compliance och kan Den bestäms som kvoten mellan volym och tryck i and- därför uppta relativt stora volymförändringar utan större förändring av trycket. Det är först när den friska lungans fysiska volymbegränsningar uppnås, som trycket stiger snabbt vid en liten volymökning. Med andra ord sjunker compliancen snabbt dä den friska lungan närmar sig den maximala volymen. eller sjuk lunga, För en skadad, är förloppet något annor- lunda. Vid inledningen av en inandning, eller inspiration, för en kollapsad lunga, kommer trycket att stiga snabbt, med liten volymförändring. Compliancen är alltså till en början blir compliancen mer mycket låg. När sedan lungan öppnas, lik den friska lungans compliance, men vanligtvis märkbart (atelektatisk), att försämrad. Om lungan dessutom är stel i sig kommer den övre gränsen för volymkapaciteten nås snabbare. D v s det blir lungans stelhet i sig och inte bröstkorgen som avgör när lungan är fylld och compliancen Med andra ord har den skadade, sjunker snabbt. eller sjuka 10 15 20 25 30 35 504 285 3 lungan ett avsevärt mindre effektivt ventileringsområde, än en frisk lunga.

Den momentana compliancen (kvoten mellan derivatan av volym och derivatan av tryck i andningssystemet) märkt styrparameter. Genom att bestämma ett lämpligt tröskel- värde för varje patient, kan sedan parametrar som trycknivá, PEEP, styras automatiskt av andningsapparaten. är därför en ut- inspirationstid, exspirationstid, andningsfrekvens, mm Fördelaktiga utformningar av sättet framgår av underkraven.

En andningsapparat uppnås i enlighet med uppfinningen med en apparat utformad enligt patentkrav '7. Fördelaktiga utform- ningar anges i beroendekraven till apparatkravet.

I det följande skall ett utföringsexempel av uppfinningen be- skrivas närmare i anslutning till figurerna, varvid FIG. l FIG. 2 FIG. 3 visar en andningsapparat enligt uppfinningen, visar en andningskurva, och visar några compliancekurvor vid inandning.

En andningsapparat 2 är i figur 1 ansluten till en patient 4 för att förse denne med andningsgas och leda bort utandad andningsgas.

Andningsapparaten 2 kan ta emot en eller flera gaser via tre gasanslutningar 6A, 6B, 6C, som sedan blandas till andnings- gasen i en kflandningskammare 8. Regleringen av andningsgas till patienten 4 sker via en inspirationsventil 10, som reg- leras av en styranordning 12. Alternativt kan respektive gas regleras vid gasanslutningarna 6A, 6B, 6C, d v s innan and- ningsgasen blandas i blandningskammaren 8.

Från andningsapparaten 2 leds andningsgasen till patienten 4 via en inspirationsledning 14 och en anslutningsledning 16. 10 15 20 25 30 35 504 285 4 Anslutningsledningen 16 kan innefatta en andningsmask, eller ett Y-stycke med trakealtub, eller något annat känt anslut- ningsmedel. Från patienten 4 leds utandad andningsgas till- baka till andningsapparaten 2 via anslutningsledningen 16 och en exspirationsledning 18. I exspirationsledningen 18 är en exspirationsventil 20 anordnad. Exspirationsventilen 20 reg- leras av styranordningen 12 och medelst denna kan ett posi- (PEEP) fasen av utandningen för att bland annat förhindra kollaps av tivt endexspiratoriskt tryck upprätthàllas vid slut- patientens 4 lungor. Den utandade andningsgasen kan släppas ut till omgivningen via en evakuering 22, eller uppsamlas från evakueringen 22 för rening eller motsvarande.

I andningsapparaten 2 är en tryckmätare 24 och en flödes- mätare 26 anordnade för att mäta tryck och flöde för and- ningsgasen. Mätsignalerna kan användas för att reglera in- spirationsventilen 10, så att rätt tryck och/eller flöde ges till patienten 4. Med hjälp av mätsignalerna kan även tryck och flöde i eller nära patienten 4 lungor och luftvägar be- Med kännedom om räknas. Ur flödet kan volymen bestämmas. tryck och flöde kan den momentana compliancen bestämmas, som beskrivs närmare i anslutning till figur 2. Det kan påpekas att tryck- och flödesmätare även kan anordnas nära patienten 4, som angivits med mätarna 28, 30 i figur 1. Härigenom er- hålls bättre faktiska i/vid patienten 4. Tryckmätaren 28 kan även placeras i patientens 4 värden för de förhållandena andningssystem.

Tryck-volym diagrammet i figur 2 visar en in- och utandnings- kurva för en sjuk, eller skadad lunga. Diagrammet visar här- vid en inspirationskurva 32 och en exspirationskurva 34.

Trycket avser det absoluta trycket i lungan och volymen den tillförda (inandade) volymen. Som inspirationskurvan 32 visar kommer trycket till en början, område 36A, att stiga snabbare än volymen. Detta kan bero på att lungan helt eller delvis är kollapsad och att det krävs ett visst övertryck för att öppna 10 15 20 25 30 35 504 285 5 lungan så att andningsgas kan strömma in. Inom området 36A är därför compliancen låg.

När lungan öppnats, område 36B, kan andningsgasen lättare strömma in och trycket ökar därför inte heller lika snabbt.

Detta område uppvisar lungans maximala compliance. Så små- ningom har lungan expanderat så långt den kan och är därmed fylld. Andningsgas kan inte längre strömma in lika lätt, om- råde 36C, och varje ökning av volymen medför kraftig ökning av trycket. Inom område 36C är därför compliancen åter låg.

Under exspiration, kurva 34, faller tryck och volym tillbaka till utgàngsvärdena. Eftersom exspirationen är passiv och ex- spirationsventilen 20 i andningsapparaten 2 reglerar flöde och tryck vid utandning, är exspirationskurvan 34 mindre in- tressant än inspirationskurvan 32.

Genom att bestämma den momentana compliancen kan andnings- apparaten styras så att ventilering endast sker inom området 36B, pliancen kan härvid bestämmas pà flera sätt. där lungan har maximal compliance. Den momentana com- Dels kan volym och tryck bestämmas och kvoten av respektive derivator beräk- nas. Alternativt kan det momentana flödesvärdet divideras med derivatan av det momentana trycket. Derivatorna kan bestämmas på känt sätt.

I figur 3 visas tre av de fall som kan inträffa under en in- spiration, för att illustrera uppfinningen. Diagrammet visar compliance på en axel och tid på den andra. En första com- pliancekurva 38 visar att compliancen inom ett första tids- intervall 40A stiger brant och passerar ett första tröskel- värde 42. Därefter håller sig compliancen konstant under återstoden av inspirationen, ett andra tidsintervall 40B. Den snabbt stigande compliancen i det första tidsintervallet 40A indikerar att åtminstone en del av lungan öppnas upp vid in- ledningen av inspirationen. Detta ger onödig belastning på 10 15 20 25 30 35 504 285 6 lungorna och det PEEP som är inställt ändras därför auto- matiskt till ett högre värde. Höjningen kan ske i bestämda steg tills hela den första compliancekurvan 38 befinner sig ovanför det första tröskelvärdet under hela inspirationen.

Alternativt kan ett nytt PEEP beräknas utifrån uppmätt tryck precis efter att compliancen överstigit det första tröskel- värdet 42.

En andra compliancekurva 44 är till en början konstant, men vid slutet av det andra tidsintervallet 40B sjunker com- Detta innebär att Det In- pliancen under det första tröskelvärdet 42. inspirationen inträtt i det tredje området 36C i figur 2. finns därför en risk för alltför höga tryck i lungorna. spirationstiden kommer därför att kortas av något för att re- det att ducera riskerna för skadliga övertryck. Samtidigt kan vara nödvändigt att ändra frekvensen för att tillgodose en tillräcklig minutvolym av andningsgas tillförs patienten.

För vissa patienter kan det vara nödvändigt att som extra säkerhetsàtgärd avbryta inspirationen redan när compliancen sjunker under det första tröskelvärdet 42. Den momentana compliancen kan även utnyttjas för att bestämma lämpliga referenstryck vid tryckkontrollerade moder, såsom PC och PRVC.

Det tredje fallet illustreras av en tredje compliancekurva 46, som är konstant hög genom hela inspirationen. Den är till och med högre än ett andra tröskelvärde 48. Detta kan inne- bära att patientens tillstånd har förbättrats och att det första tröskelvärdet inte är relevant längre. Andnings- apparaten kan, då automatiskt övergå till att använda det andra tröskelvärdet pá det sätt sou1 beskrivits ovan. Här- igenom kan en anpassning hela tiden ske till patientens till- ständ. Vid försämringar av tillståndet, är det dock önskvärt att en läkare avgör den fortsatta behandlingen. 10 15 504 285 7 Den höga compliancen för den tredje compliancekurvan 46 tyder även på att endast en del av det maximala området 36B utnytt- jas vid ventileringen. PEEP kan därför successivt sänkas, för (PIP) genom vid inspiration.

Samtidigt att inspirationstiden. Om minutvolymen är den eftersträvade, att minska det maximala trycket kan minutvolymen ökas förlänga kan samtidigt andningsfrekvensen minskas.

Ovan har uppfinningen beskrivits i samband med en ventilator. sätt utrustningar och andra andningsapparater. lungor är det viktigt att undvika att onödigt höga tryck byggs upp i att andningsgas tillförs vid inspiration, Men samma kan implementeras i exempelvis narkos- Även för friska lungorna, exempelvis pà grund av mer än vad som leds bort Genom att den momentana com- vid exspiration. analysera pliancen erhålls en extra kontrollparameter för patientens säkerhet.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 504 285 Patentkrav

1. Sätt vid styrning av' en. andningsapparat, särskilt en ventilator eller narkosapparat, vid vilket sätt andnings- apparaten styrs sá att en andningsgas förs till och från ett andningssystem samtidigt som tryck och flöde av andningsgasen mäts åtminstone vid tillförseln av andningsgasen, känne- te<:kr1at av' att andningssystemets momentana compliance beräknas ur uppmätt tryck och flöde vid valda tillfällen under en inspirationsfas och jämförs med ett förutbestämt tröskelvärde, varvid om den beräknade momentana compliancen är lägre än det förutbestämda tröskelvärdet, så ändras någon PEEP, förhållande samt andnings- eller nàgra av parametrarna trycknivâ, mellan inspirationstid och exspirationstid, frekvens.

2. Sätt enligt krav 1, kännetecknat av att den momentana compliancen beräknas väsentligen kontinuerligt under hela inspirationsfasen.

3. Sätt enligt krav l eller 2, kännetecknat av att den momentana compliancen beräknas som kvoten mellan momen- tant uppmätt flöde och derivatan av uppmätt tryck.

4. Sätt enligt något av ovanstående krav, kär1net:ec] av att om den beräknade momentana compliancen är lägre än det förutbestämda tröskelvärdet under en första förutbestämd tidsperiod av inspirationsfasen, så ökas PEEP för efter- följande inspirationsfas.

5. Sätt enligt krav 4, kännetecknat av att om den beräknade momentana compliancen är högre än ett andra förut- bestämt tröskelvärde under den första förutbestämda tids- minskas PEEP för perioden av inspirationsfasen, så efterföljande inspirationsfas. 10 15 20 25 30 504 285 9

6. Sätt enligt något av ovanstående krav, kär1net:e<:kr1at av' att om den beräknade momentana compliancen faller under det förutbestämda tröskelvärdet efter utlöpandet av en andra tidsperiod av inspirationsfasen ändras förhållandet mellan inspirationstid och exspirationstid och/eller andningsfrek- vens, så att den momentana compliancen för efterföljande in- förutbestämda tröskelvärdet spirationsfas överskrider det under motsvarande del av inspirationsfasen, samtidigt som en förutbestämd minutvolym av andningsgas till andningssystemet upprätthålls. (2), särskilt en ventilator eller en innefattande en gasenhet 10 för att generera

7. Andningsapparat narkosapparat, en andningsgaspuls som under en inspirationsfas avges till (4), (24, 28) trycket av den tillförda gasen, en flödesmätare för att mäta (26, 30) att mäta flödet av den tillförda gasen samt en styrenhet (12) ett andningssystem en tryckmätare för kännetecknad av aüzstwß för att styra gasenheten, (12) är utformad att utföra sättet enligt något av kraven 1-5. enheten

8 . Andningsapparat enligt krav 7 , k ä n n e t e c k n a d a v att tryckmätaren (28) för att mäta trycket i detsamma och att flödes- för att är anordnad i eller nära andnings- systemet (4) (30) mäta flödet av andningsgas till detsamma. mätaren är anordnad nära andningssystemet (4) kännetecknad av (26) och att trycket av andningsgas i samt

9. Andningsapparat enligt krav 7, (24) andningsapparaten (2) att tryckmätaren och flödesmätaren är anordnade i flödet. av andningsgas till. andningssystemet (4) beräknas i styrenheten (12) i andningsapparaten (2).