SK5416Y1

SK5416Y1 - Multiple-nozzle bidirectional pressure generator for ventilation of lungs

Info

Publication number: SK5416Y1
Application number: SK50051-2009U
Authority: SK
Inventors: Ladislav Kalas; Pavol Torok
Original assignee: Kalas Medical S R O
Priority date: 2008-02-05
Filing date: 2008-02-05
Publication date: 2010-04-07
Also published as: SK500512009U1

Abstract

To the body (1) with straight-through hole (2) is created at least one expiration feeding input which is led out to the hole (2) and tend to the inlet (3) of the hole (2). The longitudinal axis of expiration feeding input creates with the longitudinal axis of hole (2) angle from 10° to 30°. On the expiration feeding input is placed the expiration nozzle (61). The outlet (4) of body (1) contains the measuring cone (11) equipped by channel (12) joined to the hole (2). At least one expiration feeding input (7) included one-way valve (13).

Description

Technické riešenie sa týka multidýzového dvojsmerného generátora tlaku na ventiláciu pľúc, najmä u pacientov s pľúcnym poškodením alebo zámerným vyradením pľúc z funkcie.The technical solution relates to a multidirectional two-way pressure generator for lung ventilation, particularly in patients with lung damage or deliberate withdrawal.

Doterajší stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Za účelom eliminácie pretlakových účinkov konvenčných metód umelej ventilácie pľúc, ktoré zhoršujú výsledky umelej ventilácie, sa výhodne používajú vysokofrekvenčné metódy ventilácie pľúc. Tieto umožňujú zníženie alveolárneho tlaku, hlavne špičkového, čím sa významne zníži riziko barotraumy v dôsledku nižších maximálnych inspiračných tlakov v dýchacích cestách. Podľa frekvencie ventilačných cyklov a použitej aplikačnej technológie je známych viacero metód vysokofrekvenčnej ventilácie. Najviac aplikačných spôsobov má rozpracovaných v súčasnosti vysokofrekvenčná dýzová ventilácia. Zdrojom hnacej sily dýchacej zmesi plynov je pri dýzovej ventilácii pneumatický prvok - dýza - prijímací kanál, tzv. generátor tlaku.In order to eliminate the positive effects of conventional methods of artificial lung ventilation, which impair the results of artificial ventilation, high-frequency methods of lung ventilation are preferably used. These allow for the reduction of alveolar pressure, especially peak pressure, thereby significantly reducing the risk of barotrauma due to lower maximum inspiratory pressures in the airways. Depending on the frequency of the ventilation cycles and the application technology used, several methods of high-frequency ventilation are known. Most of the application methods are currently being developed by high-frequency nozzle ventilation. The source of the driving force of the gas mixture is the pneumatic element - nozzle - receiving channel, so-called. pressure generator.

Z patentového spisu CS AO 252710 je známy multidýzový generátor tlaku na vysokofrekvenčnú dýzovú ventiláciu pľúc, tvorený telesom, v ktorom je vytvorený priechodný otvor a ktoré je po obvode vybavené napájacími otvormi, v ktorých sú osadené inspiračné dýzy nasmerované k výstupu priechodného otvoru. Do inspiračnej dýzy sa privádza stlačený kyslík, ktorý prechodom cez priechodný otvor nasáva cez vstup priechodného otvoru plyn z atmosféry, s ktorým sa zmiešava a táto dýchacia zmes plynov s tlakom redukovaným na požadované hodnoty sa vháňa do dýchacieho okruhu pacienta. Počas výdychu, kedy hlavne pri aplikácii vysokofrekvenčnej ventilácie nie je dostatok času na vydýchnutie objemu plynov, ktoré sa dostali do pľúc pri predošlom vdychu, ostáva v pľúcach určitý objem plynov, ktorý vzhľadom na poddajnosť pľúc spôsobuje v pľúcnych mechúrikoch pretlak na konci výdychu, s potenciálne negatívnymi účinkami na výmenu plynov v pľúcach.From CS AO 252710 a multi-nozzle pressure generator for high-frequency nozzle lung ventilation is known, comprising a body in which a through hole is formed and which is circumferentially provided with feed holes in which the inspiratory nozzles are mounted directed to the outlet of the through hole. Compressed oxygen is supplied to the inspiratory nozzle and, by passing through the through-hole, sucks gas from the atmosphere with which it is mixed through the through-hole inlet, and this gas mixture is blown into the patient circuit with a pressure reduced to desired values. During exhalation, especially when applying high-frequency ventilation, there is not enough time to exhale the volume of gases that have entered the lungs at the previous inhalation, a certain volume of gas remains in the lungs which, due to lung compliance, causes overpressure at the end of exhalation negative effects on lung gas exchange.

Nevýhodou známeho riešenia multidýzového generátora tlaku je, že neumožňuje podporovať krátke exspírium tak, aby nevznikal v pľúcnych mechúrikoch pretlak na konci výdychu, ktorý môže mať významné negatívne účinky na pľúca pacienta a jeho obehový systém. Ďalšou jeho nevýhodou je, že neumožňuje vytvoriť tzv, inpulzný a expulzný efekt na programovaný pohyb cudzích telies v dýchacích cestách.A disadvantage of the known multidose pressure generator solution is that it does not allow to support the short expiratory system so that there is no overpressure at the end of the exhalation in the lungs which can have significant negative effects on the patient's lungs and its circulatory system. Another disadvantage is that it does not allow the creation of a so-called, pulse and pulse effect on the programmed movement of foreign bodies in the airways.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Uvedené nedostatky do značnej miery odstraňuje multidýzový dvojsmerný generátor tlaku na ventiláciu pľúc tvorený telesom, v ktorom je vytvorený priechodný otvor a ktoré je po obvode vybavené inspiračnými napájacími otvormi vyústenými do priechodného otvoru a orientovanými smerom k výstupu telesa, podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že v telese je vytvorený najmenej jeden exspiračný napájači otvor vyústený do priechodnej diery a orientovaný smerom k vstupnému otvoru priechodnej diery, čo umožňuje vytvorenie podtlaku v generátore v prípade exspiračnej asistencie a programovateľný pohyb cudzích telies, liekov, hlienov a pod. v dýchacích cestách pacienta.These drawbacks are largely eliminated by a multidirectional two-way pressure generator for lung ventilation comprising a body in which a through hole is formed and which is circumferentially provided with inspiratory feed openings opening into the through hole and oriented towards the body outlet, according to the present invention. characterized in that at least one expiratory feeder opening is provided in the body and opens into the through hole and is directed towards the inlet hole of the through hole, allowing for generating vacuum in the generator in case of expiratory assistance and programmable movement of foreign bodies, drugs, mucus and the like. in the patient's airways.

Ďalej podstata technického riešenia spočíva v tom, že pozdĺžna os exspiračného napájacieho otvoru zviera s pozdĺžnou osou priechodnej diery uhol 10° až 30°, čím je minimalizovaná strata rýchlosti prúdu exspiračného plynu v priechodnej diere.Further, the principle of the invention is that the longitudinal axis of the expiratory feed port is at an angle of 10 ° to 30 ° with the longitudinal axis of the through hole, thereby minimizing the loss of expiratory gas flow rate in the through hole.

Ďalej podstata technického riešenia spočíva v tom, že v exspiračnom napájačom otvore je uložená exspiračná dýza, čo umožňuje s exspiračnými napájacími otvormi jednotnej veľkosti, osadenými exspiračnými dýzami s otvormi rôznych veľkostí dosiahnuť rôzne parametre exspiračnej podpory.Further, the principle of the invention is that an expiratory nozzle is provided in the expiratory feeder hole, which allows different expiratory support parameters to be achieved with expiratory feeder holes of uniform size fitted with expiratory nozzles with holes of different sizes.

Podstata technického riešenia spočíva tiež v tom, že výstup telesa je vybavený meracím kužeľom, v ktorom je vytvorený kanál vyústený do priechodnej diery, umožňujúcim monitorovanie tlaku v dýchacích cestách pacienta.The essence of the invention is also that the outlet of the body is equipped with a measuring cone in which a channel is formed which leads to a through-hole enabling the airway pressure of the patient to be monitored.

Nakoniec podstata technického riešenia spočíva v tom, že aspoň jeden inspiračný napájači otvor je vybavený jednosmerným ventilom, ktorý umožňuje laváž dýchacích ciest pacienta.Finally, the essence of the invention is that at least one inspiratory feed opening is provided with a one-way valve that allows the patient's airway to be lavaged.

Výhody multidýzového dvojsmerného generátora tlaku podľa technického riešenia sú v tom, že zmenšuje nebezpečenstvo poranenia pľúc pretlakom a umožňuje programovateľný pohyb cudzích telies, liekov, hlienov v dýchacích cestách vytvorením tzv. inpulzného a expulzného efektu, ako aj aplikáciu liekov či lavážneho roztoku priamo do niektorej insuflačnej dýzy jednosmerným ventilom.The advantages of the multi-jet bi-directional pressure generator according to the invention are that it reduces the risk of overpressure of the lungs and allows programmable movement of foreign bodies, medicines, mucus in the airways by creating a so-called. and the application of drugs or a lavage solution directly to an insufflation nozzle via a one-way valve.

SK 5416 ΥϊSK 5416

Prehľad obrázkov na výkresochBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Technické riešenie bude bližšie objasnené pomocou výkresu, kde je znázornený na obr. 1 pohľad zhora na multidýzový dvojsmerný generátor, na obr. 2 pozdĺžny rez A-A vyznačený na obr. 1 a na obr. 3 pozdĺžny rez multidýzovým dvojsmerným generátorom vybaveným meracím kužeľom a jednosmerným la vážnym ventilom s pripojenými prívodmi dýchacieho plynu a meracieho katétra.The technical solution will be explained in more detail by means of the drawing, where it is shown in FIG. 1 is a top view of a multi-jet bi-directional generator, FIG. 2 shows the longitudinal section A-A shown in FIG. 1 and FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of a multi-jet bi-directional generator equipped with a measuring cone and a one-way la-gravity valve with connected respiratory gas and measuring catheter inlets.

Príklad uskutočnenia technického riešeniaExample of technical solution

Multidýzový dvojsmerný generátor tlaku znázornený na obr. 1 a obr. 2 je tvorený telesom 1, v ktorom je vytvorená priechodná diera 2. Vstup 3 telesa 1 je vybavený kužeľom 31 na pripojenie generátora tlaku k armatúre neznázomeného zvlhčovacieho okruhu. Výstup 4 telesa 1 je vybavený samosvomým kužeľom 41 na pripojenie intubačnej kanyly 14 alebo neznázomeného bronchoskopu alebo dýchacej masky. Po obvode telesa 1 sú vytvorené tri inspiračné napájacie otvory 5, ústiace do priechodnej diery 2 a smerujúce k výstupu 4 telesa 1, v ktorých sú uložené inspiračné dýzy 51, ktorých otvory majú rozdielnu veľkosť. Vstup inspiračného napájacieho otvoru 5 je vybavený konektorom 8 na pripojenie insuflačného prívodu 10. V telese 2 je ďalej vytvorený jeden exspiračný napájači otvor 6, ústiaci do priechodnej diery 2 a orientovaný smerom k vstupu 3 telesa 1. Pozdĺžna os exspiračného napájacieho otvoru 6 zviera s pozdĺžnou osou priechodnej diery 2 uhol v rozsahu 10° až 30°. V exspiračnom napájačom otvore 6 je uložená exspiračná dýza 61 a jeho vstup je vybavený konektorom 7 na pripojenie insuflačného prívodu 9. Insuflačnými prívodmi 9 a 10 je multidýzový dvojsmerný generátor tlaku pripojený k neznázomenému ventilátoru, vybavenému riadiacou jednotkou jeho činnosti. Multidýzový dvojsmerný generátor tlaku znázornený na obr. 3 je vybavený jednosmerným ventilom 13 osadeným v jednom z inspiračných napájacích otvorov 7 a meracím kužeľom 11, v ktorom je vytvorený kanál 12 vyústený do priechodnej diery 2.The multi-jet bi-directional pressure generator shown in FIG. 1 and FIG. 2 is formed by a body 1 in which a through hole 2 is formed. The inlet 3 of the body 1 is provided with a cone 31 for connecting a pressure generator to a fitting of a humidifying circuit (not shown). The outlet 4 of the body 1 is provided with a self-locking cone 41 for attaching an intubation cannula 14 or a bronchoscope (not shown) or a breathing mask. Around the periphery of the body 1 are formed three inspiratory feed openings 5 opening into the through hole 2 and directed towards the outlet 4 of the body 1, in which the inspiratory nozzles 51, whose openings are of different size, are accommodated. The inspiratory feed port 5 is provided with a connector 8 for connecting an insufficient lead 10. Further, an expiratory feed port 6 is formed in the body 2 and extends into the through hole 2 and oriented towards the inlet 3 of the body 1. Longitudinal axis of the expiratory feed port 6 through the axis of the through hole 2, an angle in the range of 10 ° to 30 °. An expiratory nozzle 61 is disposed in the expiratory feed port 6 and has an inlet 7 with a connector 7 for connecting an insufflation inlet 9. The insulation inlets 9 and 10 are a multidirectional two-way pressure generator connected to a fan (not shown) equipped with a control unit thereof. The multi-jet bi-directional pressure generator shown in FIG. 3 is provided with a non-return valve 13 mounted in one of the inspiratory feed openings 7 and a measuring cone 11 in which a channel 12 is formed which opens into a through hole 2.

Prechodom stlačeného dýchacieho plynu cez inspiračnú dýzu 51 sa zvýši jeho rýchlosť a vstupom do priechodnej diery 2 sa prúd stáva turbulentným a prisáva cez vstupný otvor do priechodnej diery 2 vzduch z atmosféry alebo z neznázomeného zvlhčovača. So zväčšujúcou sa vzdialenosťou od výstupného otvoru inspiračnej dýzy 51 sa zväčšuje hmota prisávaného plynu a priemerná rýchlosť v rozširujúcom sa prúde sa zmenšuje. V mieste, kde sa turbulentný prúd dýchacích plynov dotkne stien priechodnej diery 2 alebo stien intubačnej kanyly 14, vznikne dynamický uzáver dýchacích ciest a pretlak daný kinetickou energiou plynov prekonáva prietokový odpor dýchacích ciest a pružný odpor pľúc a nastáva transport zmesi dýchacích plynov do pľúc.Passing the compressed breathing gas through the inspiratory nozzle 51 increases its velocity and by entering the through hole 2 the stream becomes turbulent and sucks air from the atmosphere or from a humidifier (not shown) through the inlet opening into the through hole. As the distance from the orifice of the inspiratory nozzle 51 increases, the mass of the suction gas increases and the average velocity in the expanding stream decreases. At the point where the turbulent flow of the respiratory gas contacts the walls of the through hole 2 or the walls of the intubation cannula 14, a dynamic airway occlusion occurs and the positive pressure given by the kinetic energy of the gas overcomes the airway flow resistance and resilient lung resistance.

Privedením stlačeného plynu do exspiračnej dýzy 61 a jeho prúdením cez priechodnú dieru 2 telesa 1 smerom k jej vstupnému otvoru dochádza k vytváraniu podtlaku v dolnej časti priechodnej diery 2 a v dôsledku toho k nasávaniu vydýchnutých plynov z pľúc pacienta. Tento efekt umožňuje vykonávať viaceré úkony v rámci umelej ventilácie pľúc. Hlavne pri aplikácii vysokofrekvenčnej ventilácie nie je dostatok času na vydýchnutie celého objemu plynov, ktoré sa dostali do pľúc pri predošlom vdychu, preto ostáva v pľúcach určitý objem plynov, ktorý vzhľadom na poddajnosť pľúc spôsobuje v pľúcnych mechúrikoch pretlak na konci výdychu s potenciálne negatívnymi účinkami na výmenu plynov v pľúcach. Vytvorením bezpečného podtlaku pomocou exspiračnej dýzy 61 možno vyššie opísaný negatívny efekt eliminovať podporou prietoku počas výdychu, tzv. exspiračnou asistenciou, v dôsledku čoho nedochádza k vytváraniu nežiaduceho pretlaku v pľúcnych mechúrikoch na konci výdychu. Veľkosť exspiračnej podpory je nastavená tak, aby na konci exspíria, pri aktívnej činnosti exspiračnej dýzy 61, nebol tlak na konci intubačnej kanyly 14 a tým aj v trachei menší ako atmosférický, teda aby nevznikol podtlak v dýchacích cestách oproti atmosfére. Tlak v dýchacích cestách môže byť monitorovaný pomocou meracieho kužeľa 11, v ktorom je vytvorený kanál 12 vyústený do priechodnej diery 2.Supplying compressed gas to the expiratory nozzle 61 and flowing through the through hole 2 of the body 1 towards its inlet opening creates a vacuum at the bottom of the through hole 2 and, as a result, aspirates the exhaled gases from the patient's lungs. This effect makes it possible to perform multiple tasks within the artificial ventilation of the lungs. Especially when applying high-frequency ventilation, there is not enough time to exhale the entire volume of gases that have entered the lungs at the previous inhalation, so there is a certain volume of gas left in the lungs which causes pulmonary overpressure at the end of the exhalation. gas exchange in the lungs. By creating a negative vacuum by means of the expiratory nozzle 61, the above-described negative effect can be eliminated by promoting the flow during exhalation, the so-called exhalation flow. expiratory assistance, thereby avoiding unwanted overpressure in the lung vesicles at the end of the exhalation. The amount of expiratory support is set so that at the end of the expiratory time, when the expiratory nozzle 61 is active, the pressure at the end of the intubation cannula 14 and hence in the trachea is not less than atmospheric, thus avoiding airway underpressure against the atmosphere. The airway pressure can be monitored by means of a measuring cone 11, in which a channel 12 is formed which leads to a through hole 2.

Ďalšou možnosťou využitia podtlaku vyvolaného exspiračnou dýzou 61 je podporovanie programovaného pohybu liekov, cudzích telies a hlienov v dýchacích cestách. Na teleso, resp. obštrukciu (hlien, aspirát) v dýchacích cestách pôsobí pri prúdení plynov sila úmerná rozdielu tlakov pred a za obštrukciou a priemetu plochy obštrukcie v smere prúdenia plynu. Rozdiel tlakov pred a za obštrukciou je matematickým výsledkom druhej mocniny rýchlosti prietoku plynov a mernej hmotnosti plynov. V dýchacích cestách pôsobí táto sila v jednom cykle raz v smere inspiračnom, raz v exspiračnom počas trvania inspíria, resp. exspíria. V prípade, že výsledný impulz sily bude väčší v smere inspíria bude pohyblivá obštrukcia posúvaná smerom do pľúc. V prípade, že výsledný impulz sily bude väčší v smere exspíria, bude pohyblivá obštrukcia posúvaná smerom von z pľúc.Another possibility of utilizing the vacuum generated by the expiratory nozzle 61 is to promote programmed movement of drugs, foreign bodies and mucus in the airways. On the body, respectively. The obstruction (mucus, aspirate) in the airways is influenced by the force proportional to the pressure difference before and after the obstruction and the projection of the obstruction area in the direction of the gas flow. The pressure difference before and after the obstruction is the mathematical result of the square of the gas velocity and the specific gravity of the gases. In the respiratory tract, this force acts in one cycle once in the inspiratory direction, once in the expiratory direction during the duration of the inspiration, resp. expiration. If the resulting pulse of force is greater in the direction of inspiration, the moving obstruction will be moved towards the lungs. If the resulting force pulse is greater in the direction of expiration, the moving obstruction will be moved out of the lungs.

Pomocou jednosmerného ventilu 13, ku ktorému je pripojený zásobník lavážneho roztoku alebo liekov, napr. injekčná striekačka s kužeľom, možno vykonávať laváž alebo aplikáciu liekov do dýchacích ciest pacienta. Počas umelej ventilácie sa zvolený roztok zo zásobníka vstrekuje cez jednosmerný ventil 13, do inspiračnej dýzy 51, kde sa prúdením plynov z veľkej časti premení na aerosól s vysokou penetračnou energiou aBy means of a one-way valve 13 to which a container of a lavage solution or medicament, e.g. syringe with cone, lavage or medication can be administered to the patient's airways. During artificial ventilation, the selected solution from the reservoir is injected through the one-way valve 13, into the inspiratory nozzle 51, where it is largely converted into a high-penetrating aerosol by gas flow and

SK 5416 Υ1 rýchlosťou. Výhodou je, že aerosól s vysokou penetračnou schopnosťou sa do malých bronchov vstrebáva rýchlejšie, ako pri jednoduchom vstrieknutí do trachey.SK 5416 Υ1 speed. The advantage is that an aerosol with a high penetration capability is absorbed into small bronchi faster than by simply injecting into the trachea.

Claims

. 5 Claims for protection

1. A multi-jet bi-directional lung ventilation pressure generator comprising a body in which a through hole is formed and which is circumferentially provided with inspiratory feed openings opening into the through hole and oriented towards the through hole opening,

10, characterized in that at least one expiratory feed opening (6) is formed in the body (1) and opens into the through hole (2) and directed towards the inlet (3) of the through hole (2) of the body (1).

The multi-jet bi-directional generator according to claim 1, characterized in that the longitudinal axis of the expiratory feed opening (6) is at an angle of 10 ° to 30 ° with the longitudinal axis of the through hole (2).

The multi-jet bi-directional generator according to claim 1 or 2, characterized in that an expiratory nozzle (61) is disposed in the 15 expiratory feed opening (6).

Multidose bi-directional generator according to claim 1 or 2 or 3, characterized in that the outlet (4) of the body (1) is provided with a measuring cone (11) in which the channel (12) is discharged into the through hole (2).

Multidose two-way generator according to one of the preceding claims, characterized in that at least one inspiratory feed opening (7) is provided with a non-return valve (13).

1 drawing