SE528487C2 - Exspiratorisk tryckregulator - Google Patents

Description

20 25 30 35 528 487 tryckfall. De väl tilltagna dimensionerna leder dock till problem med PEEP regleringen eftersom denna kräver utstyrning av mycket små flödesförändringar.

Ett annat problem med PEEP regleringen är att en volym bestående av ventilatorns patientkretsvolym, slangvolym samt patientens lungvolym skall tryckregleras.

De stora volymerna i kombination med resistanser och gasmassor som skall förflyttas leder till fördröjningar och instabilitet.

Ytterligare ett förekommande problem med PEEP- reglering är att insvängningsförloppet till rätt PEEP tryck består av en tryck-undersläng som innebär att en sådan mängd gas töms ur systemet så att PEEP-trycket inte bibehålls, vilket i värsta fall kan leda till att alveolerna kollapsar. Särskilt problematiskt är detta om patienten är en baby eller ett litet barn med en liten lungvolym som snabbt töms vid en sådan tryck-undersläng.

Ovan nämnda problem löses genom nedan beskrivna metod i enlighet med uppfinningen.

Uppfinningen avser i en aspekt en metod att reglera expiratoriskt tryck i en till en ventilator ansluten volym, varvid exspirationsflödet passerar minst en styrbar ventil och sedan strömmar ut i en evakueringskanal eller omgivningsluften, varvid exspirationsgasflödet först passerar en flödesrestriktion uppströms i direkt anslutning till en kammare och därefter genom en styrbar ventil.

Uppfinningen avser i en annan aspekt en anordning för att utföra ovan nämnda metoden enligt en första aspekt av uppfinningen. Anordningen innefattar medel för att reglera tryck i en till en ventilator ansluten volym, som innefattar en tryckregulator, samt medel för att mäta trycket i nämnda kammare som ger ett ärvärde till 10 15 20 25 30 35 528 487 tryckregulatorn, varvid en flödesrestriktion är anordnat uppströms i direkt anslutning till den nämnda kammare så att exspirationsflödet i bruk av anordningen passerar flödesrestriktionen och därefter in i nämnda kammare.

En utföringsform av uppfinningens metod och anordning beskrivs nedan med hänvisning till Fig. l som visar Iexspirationsdelen, företrädesvis kopplad till ena delen av patient-Y-stycket i en ventilator eller anestesimaskin.

Hela eller en del av exspirationsflödet 21 från en patient passerar en flödesrestriktion 8, varpå flödet 23 strömmar in i en kammare 9. I denna kammare mäts ett första tryck 10. Till kammaren finns även en utgångskanal 5 ansluten som leder flödet vidare fram till en första ventil 7 som kontrolleras, t.ex. med hjälp av en PID regulator 12, så att trycket 10 i kammaren följer ett förutbestämt tryck, t.ex. önskat PEEP. Medströms ventilen leds flödet 25 ut i omgivningsluften eller en evakueringskanal.

Från exspirationsflödet 21 leds även ett flöde 22 in till en ventil som huvudsakligen är helt stängd eller helt öppen.

Den andra ventilens 6 syfte är att styra ett exspirationsflöde med minimalt utandningsmotstånd. Därför kan enbart denna ventil arbeta om inget PEEP önskas. Under exspiration med PEEP kan denna andra ventil 6 först öppnas så att den snabbt reglerar mot önskad PEEP-nivå. I detta fall utgörs regleringens ärvärde av det andra trycket ll, patienttrycket. När patienttrycket börjar närma sig önskad PEEP-nivå stängs denna andra ventil 6 och PEEP regleringen tas över av första ventilen 7 med kammarens 9 tryck 10 som ärvärde. Denna andra reglering kan justeras efter patienttrycket ll nära patienten på andra sidan restriktionen 8 till nämnda kammare 9. 10 15 20 25 30 35 528 487 Flödesrestriktion 8 kan ha godtycklig form, företrädesvis en linjär restriktion såsom ett nät eller rörpaket. Restriktionen är med fördel även utformad med variabel restriktion. Med ett tillräckligt stort dynamiskt område av en variabel restriktion kan även den andra ventilen 6 undvikas om ett jämförbart utandningsmotstând àstadkommes med den variabla restriktionen som med den öppna andra ventilen 6.

En variabel flödesrestriktion innebär även en fördel med olika patientkategorier eftersom en stor patient med stort utandningsflöde kräver en mindre flödesrestriktion än ett barn för att inte uppleva andningsmotstånd vid utandningen.

Tryckfallet vid ett flöde 23 genom flödesrestriktionen 8 kan med fördel användas som ett mätt på detta flöde.

PID-regulatorn 12 beskrivs i fig 2 där tryckgivare 20 motsvarar 10 i figl och patienttryckgivare 31 som motsvarar 11 i fig 1.

Switcharna 23 och 33 kopplar in styrningen till ventilerna 22 respektive 32. ' En frånkopplad ventilstyrning betyder i detta utförande-exempel att ventilen är stängd.

Då switch 33 är sluten genererar aktuatorn 32 (ventilen 6 ,fig 1) ett tryck i exspirationskanalen (21 fig 1) som känns av från tryckgivare 20 (11 fig 1). Denna trycksignal subtraheras från börvärdet för trycket 40 i summatorn 35 som går vidare till PID-regulatorn 34.

Med denna reglerloop kan trycket snabbt regleras till ett önskat tryck med begränsad noggrannhet och stabilitet. 10 15 20 487 Vid den här tidpunkten kopplas aktuatorn 32 ur genom att switchen 32 bryts, samtidigt som switchen 23 kopplar in 'den andra reglerloopen som består av aktuatorn 22 (ventilen 7, fig 1), tryckgivaren 22 vid kammaren (9, fig 1), och summatorn 25. Denna reglerloop är arbetar på samma sätt som den nyss beskrivna med skillnaden att börtrycket 40 är kompenserat i kompensationsblocket 26 med signaler från patienttryckgivare 31 (ll, fig 1).

Denna reglerloop kommer dock att vara stabilare eftersom den primärt arbetar mot en mindre volym, kammaren (9 fig 1) som via en restriktion är delvis isolerad från patientkretsens stora volymer och kanaler.

På detta sätt kan en stabil reglering uppnås med denna regulatorloop, samtidigt som att regulatorn finjusterar mot önskat patienttryck med hjälp av kompenseringsblocket 26.

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 528 487 PATENTKRAV

1. Metod att reglera exspiratoriskt tryck i en till en ventilator ansluten volym, varvid ett exspirationsflöde passerar minst en styrbar ventil och sedan strömmar ut i en evakueringskanal eller omgivningsluften, kännetecknad av att exspirationsgasflödet först passerar en flödesrestriktion uppströms i direkt anslutning till en kammare och därefter genom en styrbar ventil.

2. Metod enligt krav 1, kännetecknad av att exspirationsgasflödet först passerar en flödesrestriktion uppströms i direkt anslutning till en kammare och därefter genom en styrbar ventil som regleras så att ett förutbestämt tryck uppnås i nämnda kammare.

3. Metod enligt krav 2, kännetecknad av att ett andra tryck, mätt uppströms nämnda flödesrestriktion mäter trycket närmre patienten, varvid dynamiska differenser mellan trycket nära patienten och trycket i nämnda kammare registreras och att dessa registreringar används för att kompensera börvärdet till tryckregleringen så att ett förutbestämt tryck vid den andra tryckgivarens placering uppnås så att ett önskat PEEP-tryck uppnås vid mätpunkten för det andra trycket.

4. Anordning för att utföra metoden enligt kraven l- 3, som innefattar medel för att reglera exspiratoriska trycket i en till en ventilator ansluten volym, som innefattar en tryckregulator (12), kännetecknad av att en flödesrestriktion (8) är anordnad uppströms i direkt anslutning till en kammare (9) så att exspirationsflödet i bruk av anordningen passerar flödesrestriktionen (8) och därefter in i nämnda kammare (9). lO 15 20 25 528 487

5. Anordning enligt krav 4 kännetecknad av medel för att mäta trycket i nämnda kammare (9) som ger ett ärvärde till tryckregulatorn, för att reglera EP-trycket i den till ventilatorn anslutna volymen.

6. Anordning enligt krav 4 eller 5 kännetecknad av att en första tryckgivare (10) är ansluten till nämnda kammare, att en andra tryckgivare (ll) är ansluten uppströms nämnda flödesrestriktion (8) och att båda tryckgivarnas (10, ll) utsignaler utgör ärvärdet till en tryckregulator (12).

7. Anordning enligt krav 6 kännetecknad av att nämnda tryckregulator (12) har utsignaler som styr tvà ventiler (6,7).

8. Anordning enligt krav 7 kännetecknad av att en första ventil styrs tills tryckregulatorn uppnått ett bestämt värde i närheten av önskat PEEP-tryck och att en andra ventil därefter styrs så att önskat PEEP-tryck regleras in.

9. Anordning enligt krav 4-8 kännetecknad av att flödesrestriktionen (8) är variabel.