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

Description

Technické riešenie sa týka multidýzového dvojsmerného generátora tlaku na ventiláciu pľúc, najmä u pacientov s pľúcnym poškodením alebo zámerným vyradením pľúc z funkcie.

Doterajší stav techniky

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.

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.

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.

Podstata technického riešenia

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.

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.

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.

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.

Nakoniec podstata technického riešenia spočíva v tom, že aspoň jeden inspiračný napájači otvor je vybavený jednosmerným ventilom, ktorý umožňuje laváž dýchacích ciest pacienta.

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.

SK 5416 Υϊ

Prehľad obrázkov na výkresoch

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.

Príklad uskutočnenia technického riešenia

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.

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.

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.

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.

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 a

SK 5416 Υ1 rýchlosťou. Výhodou je, že aerosól s vysokou penetračnou schopnosťou sa do malých bronchov vstrebáva rýchlejšie, ako pri jednoduchom vstrieknutí do trachey.

Claims (5)

1. 5 NÁROKY NA OCHRANU

   1. Multidýzový dvojsmerný generátor tlaku na ventiláciu pľúc tvorený telesom, v ktorom je vytvorená priechodná diera a ktoré je po obvode vybavené inspiračnými napájacími otvormi vyústenými do priechodnej diery a orientovanými smerom k výstupnému otvoru priechodnej diery, vyznačujúci sa tým,

   10 že v telese (1) je vytvorený najmenej jeden exspiračný napájači otvor (6) vyústený do priechodnej diery (2) a orientovaný smerom k vstupu (3) priechodnej diery (2) telesa (1).
2. 2. Multidýzový dvojsmerný generátor podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že pozdĺžna os exspiračného napájacieho otvoru (6) zviera s pozdĺžnou osou priechodnej diery (2) uhol 10° až 30°.
3. 3. Multidýzový dvojsmerný generátor podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že v 15 exspiračnom napájačom otvore (6) jc uložená exspiračná dýza (61).
4. 4. Multidýzový dvojsmerný generátor podľa nároku 1 alebo 2 alebo 3,vyznačujúci sa tým, že výstup (4) telesa (1) je vybavený meracím kužeľom (11), v ktorom je vytvorený kanál (12) vyústený do priechodnej diery (2).
5. 5. Multidýzový dvojsmerný generátor podľa niektorého z predošlých nárokov, vyznačujúci sa 20 t ý m , že aspoň jeden inspiračný napájači otvor (7) je vybavený jednosmerným ventilom (13).

   1 výkres