WO2022086350A1 - Volumetric manual ventilator - Google Patents

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WO2022086350A1
WO2022086350A1 PCT/PE2021/050014 PE2021050014W WO2022086350A1 WO 2022086350 A1 WO2022086350 A1 WO 2022086350A1 PE 2021050014 W PE2021050014 W PE 2021050014W WO 2022086350 A1 WO2022086350 A1 WO 2022086350A1
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air
oxygen
patient
chamber
volume
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PCT/PE2021/050014
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Inventor
Claudio Bruno CASTILLÓN LEVANO
Original Assignee
Pontificia Universidad Católica Del Perú
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Publication date
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M16/00Devices for influencing the respiratory system of patients by gas treatment, e.g. mouth-to-mouth respiration; Tracheal tubes
    • A61M16/20Valves specially adapted to medical respiratory devices

Definitions

  • the present invention has been developed in the technological field of manual pulmonary ventilation devices, the same ones that allow to cyclically supply a series of volumes of air and/or oxygen to the lungs of a patient.
  • US2007267019A1 published on November 22, 2007, with the title "Manually operated apparatus, and balloon and valve housing unit for a manually operated breathing apparatus”, which discloses a manual bag-type ventilator that connects with an elastic bellows inside a chamber, which has the sole function of acting as a valve.
  • the chamber includes a predetermined pressure valve of overpressure protection; it is adjustable by a threaded ring between 20 to 60 cm of water column.
  • this precedent does not include a volume regulation module, where a bellows and a numerical scale allow to measure and control the volume of air and/or oxygen that is supplied to the lungs of a patient.
  • the present invention relates to a volumetric manual ventilator (hereinafter, VMV) whose pneumatic configuration allows supplying a controlled series of volumes of air and/or oxygen to the lungs of a patient, depending on their lung compliance and their particular need for ventilation. ventilation, by means of a bellows located in a transparent rigid chamber and which, in addition, is actuated pneumatically by a resuscitation bag.
  • VMV volumetric manual ventilator
  • This invention is based on the control of the interaction of three fluids that do not mix with each other, such as: a control fluid, composed only of air; an inspiration fluid, composed of air and/or oxygen; and an expiration fluid, composed of air with carbon dioxide (see figures 7 and 8).
  • This invention mainly includes a control flow supply module, a pressure regulation module, and a volume regulation module, where the volume regulation module includes a transparent rigid chamber with at least three cavities, a bellows, a air-oxygen retention valve and a double function valve, one of the cavities being hermetically sealed by the bellows, which in turn is coupled with the resuscitation bag through its base, arranged in such a way that its elongation it develops towards the interior of the transparent rigid chamber, the other two cavities are hermetically sealed with the air-oxygen retention valve and with the double function valve, likewise, this transparent rigid chamber presents a numerical volume scale.
  • the volume regulation module includes a transparent rigid chamber with at least three cavities, a bellows, a air-oxygen retention valve and a double function valve, one of the cavities being hermetically sealed by the bellows, which in turn is coupled with the resuscitation bag through its base, arranged in such a way that its elongation it develops towards the interior of the transparent rigid chamber,
  • Figure 1 Manual volumetric ventilator with its components.
  • FIG. 1 Schematic of the resting state of the VMV.
  • FIG. 3 VMV during inspiration.
  • Figure 4 Diagram of the inspiration phase.
  • Figure 5 VMV during volume control.
  • Figure 6 Schematic of the volume control status.
  • FIG. 7 VMV during expiration.
  • Figure 8 Diagram of the expiration phase.
  • Figure 9 Graphs of pressure, flow and volume during pulmonary ventilation.
  • the volumetric manual ventilator has the following main parts:
  • Control Flow Supply Module Made up of a resuscitation bag (1), a chamber (2) and an air retention valve (3).
  • the resuscitation bag (1) and the chamber (2) are joined in a single hollow body, forming a cavity for air supply, instead the air retention valve (3) is located on one side of the chamber (two).
  • adjustment means (5) of the adjustable relief valve (4) located in the chamber (2), adjustment means (5) of the adjustable relief valve (4), a regulation knob (6) connected with the adjustment means
  • Volume regulation module Made up of a transparent rigid chamber (8) with at least three cavities, one of the cavities is hermetically sealed by a bellows (9), which in turn is coupled with the resuscitation bag (1 ) by its base and is arranged in such a way that its elongation develops towards the interior of the transparent rigid chamber (8), the other two cavities are hermetically sealed with an air-oxygen retention valve (10) and a double valve function (11 ).
  • the transparent rigid chamber (8) has a numerical volume scale (14) on its surface. It should be noted that in a particular embodiment of this transparent rigid chamber (8), it is also translucent.
  • Ventilation ducts Made up of a proximal duct (12) and an expiration duct (13), both are connected to the transparent rigid chamber (8) by means of the double function valve (11).
  • control fluid (16) is basically a gaseous mixture made up of air extracted from the environment, which allows the bellows (9) to elongate, while the inspiration fluid (17) is a gaseous mixture made up of air , air and oxygen or only oxygen and that enters the patient's lungs (15), finally, the expiratory fluid (21), is the gaseous mixture that the patient exhales after inspiration.
  • the numerical pressure scale (7) is in a range from 0 to 60 cmH 2 0 and the numerical volume scale (14) is in a range from 0 to 1000 cm 3 .
  • the maximum pressure level of the air contained in the bellows (9) is preset with the pressure adjustment knob (6) and the numerical pressure scale (7).
  • the numerical pressure scale (7) of the pressure regulation module is corrected to directly measure the pressure of the inspiratory fluid (17).
  • the correction consists of subtracting from the value of the numerical pressure scale (7) the elastic opposition force of the bellows (9) and the contraction force of the resuscitation bag (1); caused by the types of materials with which they are built and their structural configurations.
  • the VMV is in a state of rest, that is, there is no movement of fluids through it ( Figures 1 and 2) or movement of fluids from the VMV to the patient's lungs.
  • test ventilatory cycle is performed as follows:
  • the maximum pressure level (23) is preset at 8 cmH 2 0, with the adjustment knob (6), since this pressure value is adequate to achieve ventilation with 60 compliance, which is recommended for patients with 80kg
  • a first test delivery is made to the patient, according to the phases of normal pulmonary ventilation (see below).
  • the pressure level of the control fluid is increased by adjusting the knob (6). of the pressure regulation module, but only up to a limit allowed by the doctor so as not to cause barotrauma to the patient. Then, if with this increase in the pressure level the desired volume (480 cm 3 ) is supplied, the normal inspiratory phase is passed and the process of pulmonary ventilation continues.
  • volume control phase After the inspiratory phase, when the internal pressure of the control fluid (16) contained in the resuscitation bag (1) and the chamber (2), has reached the maximum pressure level
  • the control fluid is lost to the environment (16) that overcomes or exceeds the preset pressure in the relief valve (4), b) stops the increase in pressure of the control flow (16) contained in the resuscitation bag (1) and the chamber (2), c) stops the growth of the bellows (9 ), d) the inspiratory fluid (17) is stopped.
  • the period described between the inspiratory phase and the expiratory phase is called the volume control phase, because in this period the volume remains constant at a maximum volume level.

Abstract

The present invention relates to a volumetric manual ventilator (VMV) having a pneumatic configuration that allows a controlled series of volumes of air and/or oxygen to be supplied to a patient's lungs according to his or her pulmonary compliance and individual need for ventilation, using a volume-regulating module with bellows pneumatically actuated by a resuscitation bag. The invention is based on control of the interaction of three fluids that are not mix together, such as: control fluid, composed solely of air; inhaled fluid, composed of air and/or oxygen; and exhaled fluid, composed of air with carbon dioxide.

Description

VENTILADOR MANUAL VOLUMÉTRICO MANUAL VOLUMETRIC FAN
CAMPO DE LA INVENCIÓN FIELD OF THE INVENTION
El presente invento se ha desarrollado en el campo tecnológico de los dispositivos de ventilación pulmonar manual, los mismos que permiten suministrar cíclicamente una serie de volúmenes de aire y/u oxígeno a los pulmones de un paciente. The present invention has been developed in the technological field of manual pulmonary ventilation devices, the same ones that allow to cyclically supply a series of volumes of air and/or oxygen to the lungs of a patient.
ESTADO DE LA TÉCNICA STATE OF THE ART
En el estado de la técnica existe el documento de patente W02017200399A1 , publicado el 23 de noviembre de 2017 y con título “Resucitador manual con volumen ajustable”; este documento describe un ventilador pulmonar manual electro-neumático que controla y monitorea el volumen y la presión que suministra a los pulmones de un paciente. El dispositivo comprende un sensor de flujo, un sensor de presión, un módulo de procesamiento digital y una interfaz gráfica; sin embargo, este dispositivo tiene dificultades para ser empleado, debido a que requiere de dos métodos de esterilización; uno para el sistema electrónico y otro para el sistema neumático; se debe considerar que una adecuada esterilización es una exigencia fundamental para todos los ventiladores manuales, con el fin de evitar el contagio de enfermedades entre pacientes. In the state of the art there is patent document W02017200399A1, published on November 23, 2017 and entitled "Manual resuscitator with adjustable volume"; This document describes an electro-pneumatic manual lung ventilator that controls and monitors the volume and pressure it delivers to a patient's lungs. The device comprises a flow sensor, a pressure sensor, a digital processing module and a graphical interface; however, this device is difficult to use, since it requires two sterilization methods; one for the electronic system and one for the pneumatic system; It should be considered that adequate sterilization is a fundamental requirement for all manual ventilators, in order to avoid the spread of diseases between patients.
Otro documento de patente que se puede considerar como antecedente es el US2007267019A1 , publicado el 22 de noviembre de 2007, con título “Aparato accionado manualmente, y unidad de globo y alojamiento de válvula para un aparato de respiración accionado manualmente”, el cual divulga un ventilador manual tipo bolsa que se conecta con un fuelle elástico dentro de una cámara, el cual tiene la única función de actuar como una válvula. La cámara incluye una válvula de presión predeterminada de la protección contra sobrepresión; es ajustable por un anillo roscado entre 20 a 60 cm de columna de agua. Sin embargo, este antecedente no incluye un módulo de regulación de volumen, donde un fuelle y una escala numérica permiten medir y controlar el volumen de aire y/u oxígeno que se suministra a los pulmones de un paciente. Another patent document that can be considered as background is US2007267019A1, published on November 22, 2007, with the title "Manually operated apparatus, and balloon and valve housing unit for a manually operated breathing apparatus", which discloses a manual bag-type ventilator that connects with an elastic bellows inside a chamber, which has the sole function of acting as a valve. The chamber includes a predetermined pressure valve of overpressure protection; it is adjustable by a threaded ring between 20 to 60 cm of water column. However, this precedent does not include a volume regulation module, where a bellows and a numerical scale allow to measure and control the volume of air and/or oxygen that is supplied to the lungs of a patient.
Otro documento antecedente es US5628305A, publicado el 13 de mayo de 1997, con título “Dispositivo de ventilación universal”; este antecedente describe un ventilador que separa el gas de la víctima del rescatador y administra un volumen de gas ajustable conocido a una tasa ajustable conocida. Sin embargo, este dispositivo no controla la presión del aire y/u oxígeno que suministra a los pacientes, por lo tanto, su uso puede causar lesiones pulmonares a los mismos, por el exceso de presión de dicha mezcla gaseosa que depende de la destreza del personal de salud y del tipo de paciente atendido (compliancia pulmonar del paciente, tipo de enfermedad, edad, necesidad de ventilación, etc.). Another background document is US5628305A, published on May 13, 1997, entitled "Universal Ventilation Device"; This background describes a ventilator that separates gas from the victim from the rescuer and delivers a known adjustable volume of gas at a known adjustable rate. However, this device does not control the pressure of the air and/or oxygen that it supplies to the patients, therefore, its use can cause lung injuries to them, due to the excess pressure of said gaseous mixture that depends on the skill of the operator. health personnel and the type of patient treated (pulmonary compliance of the patient, type of disease, age, need for ventilation, etc.).
Otro documento de patente considerado como antecedente es US2003062047A1 , publicado el 03 de abril de 2003, con título “Dispositivo de respiración con presión sellado”, este antecedente describe un dispositivo de respiración manual que comprende una abertura que sirve como puerto de entrada para inhalar aire por el paciente, el segundo puerto para exhalar dióxido de carbono y una tapa rosca de presión ajustable puede estar unido a una bolsa de aire manual. Sin embargo, este antecedente no menciona si permite prefijar la presión desde la bolsa y no permite medir ni controlar el volumen de aire y/u oxígeno que se suministra a los pulmones de un paciente. Another patent document considered as background is US2003062047A1, published on April 03, 2003, entitled "Sealed pressure breathing device", this background describes a manual breathing device that comprises an opening that serves as an inlet port to inhale air by the patient, the second port to exhale carbon dioxide and an adjustable pressure screw cap can be attached to a manual air bag. However, this background does not mention whether it allows the pressure from the bag to be preset and does not allow the volume of air and/or oxygen delivered to a patient's lungs to be measured or controlled.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION
La presente invención se refiere a un ventilador manual volumétrico (en adelante, VMV) cuya configuración neumática permite suministrar una serie controlada de volúmenes de aire y/u oxígeno a los pulmones de un paciente, en función a su compliancia pulmonar y su necesidad particular de ventilación, mediante un fuelle ubicado en una cámara rígida transparente y que, además, es accionado neumáticamente por una bolsa de reanimación. Esta invención se basa en el control de la interacción de tres fluidos que no se mezclan entre sí, tales como: un fluido de control, compuesto solamente por aire; un fluido de inspiración, compuesto por aire y/u oxígeno; y un fluido de espiración, compuesto por aire con anhídrido carbónico (ver figuras 7 y 8). The present invention relates to a volumetric manual ventilator (hereinafter, VMV) whose pneumatic configuration allows supplying a controlled series of volumes of air and/or oxygen to the lungs of a patient, depending on their lung compliance and their particular need for ventilation. ventilation, by means of a bellows located in a transparent rigid chamber and which, in addition, is actuated pneumatically by a resuscitation bag. This invention is based on the control of the interaction of three fluids that do not mix with each other, such as: a control fluid, composed only of air; an inspiration fluid, composed of air and/or oxygen; and an expiration fluid, composed of air with carbon dioxide (see figures 7 and 8).
Esta invención incluye principalmente un módulo de suministro de flujo de control, un módulo de regulación de presión, y un módulo de regulación de volumen, donde el módulo de regulación de volumen incluye una cámara rígida transparente con al menos tres cavidades, un fuelle, una válvula de retención de aire-oxígeno y una válvula doble función, siendo que una de las cavidades se encuentra sellada herméticamente por el fuelle, el cual a su vez se acopla con la bolsa de reanimación mediante su base, dispuesto de modo tal que su elongación se desarrolla hacia el interior de la cámara rígida transparente, las otras dos cavidades están selladas herméticamente con la válvula de retención de aire-oxígeno y con la válvula doble función, asimismo, esta cámara rígida transparente presenta una escala numérica de volumen. This invention mainly includes a control flow supply module, a pressure regulation module, and a volume regulation module, where the volume regulation module includes a transparent rigid chamber with at least three cavities, a bellows, a air-oxygen retention valve and a double function valve, one of the cavities being hermetically sealed by the bellows, which in turn is coupled with the resuscitation bag through its base, arranged in such a way that its elongation it develops towards the interior of the transparent rigid chamber, the other two cavities are hermetically sealed with the air-oxygen retention valve and with the double function valve, likewise, this transparent rigid chamber presents a numerical volume scale.
La configuración de este dispositivo ofrece los siguientes efectos técnicos: The configuration of this device offers the following technical effects:
• Simplifica el monitoreo y el control preciso del volumen y la presión del aire y/u oxígeno que se suministra a los pulmones de los pacientes. • Simplifies accurate monitoring and control of the volume and pressure of air and/or oxygen delivered to patients' lungs.
• Facilita la determinación de la compliancia pulmonar del paciente. • Facilitates the determination of the patient's lung compliance.
• Permite brindar terapia ventilatoria con menor riesgo de hipoxemia, hipercapnia, volutrauma, barotrauma etc., a los pacientes, debido a que la ventilación pulmonar se realiza en función a la compliancia pulmonar de cada paciente. • Allows patients to provide ventilatory therapy with less risk of hypoxemia, hypercapnia, volutrauma, barotrauma, etc., since pulmonary ventilation is performed according to each patient's pulmonary compliance.
Facilita su esterilización ya que presenta únicamente elementos mecánicos, esterilizadles por medios convencionales como autoclaves a vapor. • Su configuración basada solamente en elementos mecánicos lo hacen independiente de suministros de energía, como baterías. It facilitates its sterilization since it only has mechanical elements, which can be sterilized by conventional means such as steam autoclaves. • Its configuration based solely on mechanical elements makes it independent of energy supplies, such as batteries.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figura 1 : Ventilador manual volumétrico con sus componentes. Figure 1: Manual volumetric ventilator with its components.
Figura 2: Esquema del estado de reposo del VMV. Figure 2: Schematic of the resting state of the VMV.
Figura 3: VMV durante la inspiración. Figure 3: VMV during inspiration.
Figura 4: Esquema de la fase de inspiración. Figure 4: Diagram of the inspiration phase.
Figura 5: VMV durante el control de volumen. Figure 5: VMV during volume control.
Figura 6: Esquema del estado de control de volumen. Figure 6: Schematic of the volume control status.
Figura 7: VMV durante la espiración. Figure 7: VMV during expiration.
Figura 8: Esquema de la fase de espiración. Figure 8: Diagram of the expiration phase.
Figura 9: Gráficos de la presión, flujo y volumen durante la ventilación pulmonar. Figure 9: Graphs of pressure, flow and volume during pulmonary ventilation.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
El ventilador manual volumétrico presenta las siguientes partes principales: The volumetric manual ventilator has the following main parts:
- Un módulo de suministro de flujo de control. - A control flow supply module.
- Un módulo de regulación de presión. - A pressure regulation module.
- Un módulo de regulación de volumen. - A volume regulation module.
- Conductos de ventilación. Módulo de suministro de flujo de control'. Conformado por una bolsa de reanimación (1 ), una cámara (2) y una válvula de retención de aire (3). La bolsa de reanimación (1 ) y la cámara (2) se encuentran unidas en un solo cuerpo hueco, formando una cavidad para el suministro de aire, en cambio la válvula de retención de aire (3) se ubica en un lado de la cámara (2). - Ventilation ducts. Control Flow Supply Module'. Made up of a resuscitation bag (1), a chamber (2) and an air retention valve (3). The resuscitation bag (1) and the chamber (2) are joined in a single hollow body, forming a cavity for air supply, instead the air retention valve (3) is located on one side of the chamber (two).
Módulo de regulación de prestó/?: Conformado por una válvula de alivio regulableService regulation module/?: Made up of an adjustable relief valve
(4) que se ubica en la cámara (2), medios de ajuste (5) de la válvula de alivio regulable (4), una perilla de regulación (6) conectada con los medios de ajuste(4) located in the chamber (2), adjustment means (5) of the adjustable relief valve (4), a regulation knob (6) connected with the adjustment means
(5) para permitir su manejo y una escala numérica de presión (7) en los medios de ajuste (5). (5) to allow handling and a numerical pressure scale (7) on the adjustment means (5).
Módulo de regulación de volumen: Conformado por una cámara rígida transparente (8) con al menos tres cavidades, una de las cavidades se encuentra sellada herméticamente por un fuelle (9), el cual a su vez se acopla con la bolsa de reanimación (1 ) mediante su base y está dispuesto de modo tal que su elongación se desarrolla hacia el interior de la cámara rígida transparente (8), las otras dos cavidades se sellan herméticamente con una válvula de retención de aire-oxígeno (10) y una válvula doble función (11 ). Además, la cámara rígida transparente (8) cuenta con una escala numérica de volumen (14) en su superficie. Cabe señalar que en una realización particular de esta cámara rígida transparente (8), es también translúcida. Volume regulation module: Made up of a transparent rigid chamber (8) with at least three cavities, one of the cavities is hermetically sealed by a bellows (9), which in turn is coupled with the resuscitation bag (1 ) by its base and is arranged in such a way that its elongation develops towards the interior of the transparent rigid chamber (8), the other two cavities are hermetically sealed with an air-oxygen retention valve (10) and a double valve function (11 ). In addition, the transparent rigid chamber (8) has a numerical volume scale (14) on its surface. It should be noted that in a particular embodiment of this transparent rigid chamber (8), it is also translucent.
Conductos de ventilación: Conformado por un conducto proximal (12) y un conducto de espiración (13), ambos se encuentran acoplados con la cámara rígida transparente (8) mediante la válvula doble función (11 ). Ventilation ducts: Made up of a proximal duct (12) and an expiration duct (13), both are connected to the transparent rigid chamber (8) by means of the double function valve (11).
Con respecto al fluido de control (16), es básicamente una mezcla gaseosa compuesta por aire extraído del ambiente, que permite la elongación del fuelle (9), mientras que el fluido de inspiración (17) es una mezcla gaseosa que está conformada por aire, aire y oxígeno o solo oxígeno y que ingresa a los pulmones del paciente (15), finalmente, el fluido de espiración (21 ), es la mezcla gaseosa que el paciente exhala luego de la inspiración. En una realización particular de la invención, la escala numérica de presión (7) se encuentran en un rango de 0 a 60 cmH20 y la escala numérica de volumen (14) en un rango de 0 a 1000 cm3. Regarding the control fluid (16), it is basically a gaseous mixture made up of air extracted from the environment, which allows the bellows (9) to elongate, while the inspiration fluid (17) is a gaseous mixture made up of air , air and oxygen or only oxygen and that enters the patient's lungs (15), finally, the expiratory fluid (21), is the gaseous mixture that the patient exhales after inspiration. In a particular embodiment of the invention, the numerical pressure scale (7) is in a range from 0 to 60 cmH 2 0 and the numerical volume scale (14) is in a range from 0 to 1000 cm 3 .
Cabe señalar que el alargamiento del fuelle (9) es directamente proporcional a la presión del aire contenido en el fuelle, por lo tanto, a más presión del fluido de control se genera mayor alargamiento del fuelle (9). It should be noted that the elongation of the bellows (9) is directly proportional to the pressure of the air contained in the bellows, therefore, the greater the pressure of the control fluid, the greater the elongation of the bellows (9).
El nivel de presión máximo del aire contenido en el fuelle (9) se prefija con la perilla de regulación de presión (6) y la escala numérica de presión (7). The maximum pressure level of the air contained in the bellows (9) is preset with the pressure adjustment knob (6) and the numerical pressure scale (7).
La escala numérica de presión (7) del módulo de regulación de presión está corregida para medir directamente la presión del fluido inspiratoño (17). La corrección consiste en descontar en el valor de la escala numérica de presión (7) la fuerza de oposición elástica del fuelle (9) y la fuerza de contracción de la bolsa de reanimación (1 ); ocasionado por los tipos de materiales con los que están construidos y sus configuraciones estructurales. The numerical pressure scale (7) of the pressure regulation module is corrected to directly measure the pressure of the inspiratory fluid (17). The correction consists of subtracting from the value of the numerical pressure scale (7) the elastic opposition force of the bellows (9) and the contraction force of the resuscitation bag (1); caused by the types of materials with which they are built and their structural configurations.
A continuación, se presenta la descripción funcional de la invención: The functional description of the invention is presented below:
Inicialmente el VMV se encuentra en estado de reposo, es decir, no hay desplazamiento de fluidos por el mismo (figuras 1 y 2) ni desplazamiento de fluidos desde el VMV hacia los pulmones del paciente. Initially, the VMV is in a state of rest, that is, there is no movement of fluids through it (Figures 1 and 2) or movement of fluids from the VMV to the patient's lungs.
Fase preliminar Preliminary phase
• Cálculo del volumen inspiratorio del paciente: Normalmente un paciente requiere de 6 cm3 de fluido inspiratoño por cada kilogramo de peso; por ejemplo, si el paciente pesa 80 Kg, entonces necesita 480 cm3 de aire- oxígeno en cada inspiración de cada ciclo ventilatoño. • Calculation of the inspiratory volume of the patient: Normally a patient requires 6 cm 3 of inspiratory fluid for each kilogram of weight; For example, if the patient weighs 80 kg, then he needs 480 cm 3 of air-oxygen in each inspiration of each respiratory cycle.
• Determinación de la compliancia pulmonar del paciente: se sabe que la ecuación de la compliancia es C=AV/AP; asimismo, por teoría se acepta que la compliancia pulmonar de un paciente de 80 Kg es de 0.06 — - — lo
Figure imgf000009_0001
que equivale a 60 cm3 por cada 1 cmH20 de presión.
• Determination of the patient's lung compliance: it is known that the compliance equation is C=AV/AP; Likewise, by theory it is accepted that the pulmonary compliance of an 80 kg patient is 0.06 — - — which
Figure imgf000009_0001
which is equivalent to 60 cm 3 for every 1 cmH 2 0 of pressure.
• Determinación del nivel de la prefijación de la válvula de alivio: el nivel preliminar de prefijación de la válvula de alivio (4) para ventilar al paciente de 80 Kg se determina aplicando la fórmula de la compliancia P=V/C=480/60=8 cmH20. • Determination of the pre-setting level of the relief valve: the preliminary pre-setting level of the relief valve (4) to ventilate the 80 Kg patient is determined by applying the compliance formula P=V/C=480/60 =8 cmH 2 0.
Ventilación pulmonar de prueba Test lung ventilation
Tomando como ejemplo al paciente de 80 Kg, el mismo que requiere 480 cm3 de fluido inspiratoho, se realiza un ciclo ventilatoho de prueba de la siguiente manera: Taking the 80 kg patient as an example, the same one that requires 480 cm3 of inspiratory fluid, a test ventilatory cycle is performed as follows:
• Se prefija el nivel máximo de presión (23) en 8 cmH20, con la perilla de regulación (6), ya que este valor de presión es el adecuado para lograr una ventilación con 60 de compliancia que es recomendada para los pacientes de 80 Kg. • The maximum pressure level (23) is preset at 8 cmH 2 0, with the adjustment knob (6), since this pressure value is adequate to achieve ventilation with 60 compliance, which is recommended for patients with 80kg
• Se realiza un primer suministro de prueba al paciente, conforme a las fases de ventilación pulmonar normal (ver más adelante). • A first test delivery is made to the patient, according to the phases of normal pulmonary ventilation (see below).
• Se cuantifica el volumen suministrado al paciente con la elongación del fuelle (9). • The volume supplied to the patient is quantified with the elongation of the bellows (9).
• Si el volumen suministrado es 480 cm3 constantes; se pasa a una fase inspiratoria normal (ver más adelante) y se continua con el proceso ventilatorio. • If the supplied volume is 480 cm 3 constants; a normal inspiratory phase is passed (see below) and the ventilatory process is continued.
• Si el volumen suministrado es mayor al volumen deseado de 480 cm3 se reduce el nivel del mismo aflojando la perilla (6) del módulo de regulación de presión. Luego se realiza otra ventilación pulmonar de prueba al paciente con el VMV y se mide el volumen suministrado; y si en esta vez se aproxima al valor del volumen deseado (480 cm3), se pasa a la fase inspiratoria normal y se continúa con el proceso de ventilación pulmonar. • If the supplied volume is greater than the desired volume of 480 cm 3 , its level is reduced by loosening the knob (6) of the pressure regulation module. Another test lung is then performed on the patient with the MVV and the delivered volume is measured; and if at this time the value of the desired volume is approached (480 cm 3 ), the normal inspiratory phase is passed and the process of pulmonary ventilation continues.
• Si el volumen suministrado es inferior al volumen deseado (480 cm3), se incrementa el nivel de presión del fluido de control ajustando la perilla (6) del módulo de regulación de presión, pero solamente hasta un límite permitido por el médico para no causar barotrauma al paciente. Luego, si con este incremento del nivel de presión se consigue suministrar el volumen deseado (480 cm3), se pasa a la fase i nspiratoria normal y se continúa con el proceso de ventilación pulmonar. • If the supplied volume is less than the desired volume (480 cm 3 ), the pressure level of the control fluid is increased by adjusting the knob (6). of the pressure regulation module, but only up to a limit allowed by the doctor so as not to cause barotrauma to the patient. Then, if with this increase in the pressure level the desired volume (480 cm 3 ) is supplied, the normal inspiratory phase is passed and the process of pulmonary ventilation continues.
• Luego, si a pesar de este ajuste de la perilla (6) no se ha logrado suministrar el volumen deseado (480 cm3), se procede a incrementar proporcionalmente la frecuencia de ventilación manual, apretando y soltando la bolsa de reanimación (1 ), para compensar la deficiencia del suministro de volumen del fluido de inspiración (17), y se continúa ventilando cíclicamente a dicha frecuencia respiratoria. • Then, if despite this adjustment of the knob (6) the desired volume (480 cm 3 ) has not been delivered, the frequency of manual ventilation is proportionally increased, tightening and releasing the resuscitation bag (1 ). , to compensate for the deficiency in the volume supply of the inspiratory fluid (17), and continues to ventilate cyclically at said respiratory rate.
Ventilación pulmonar normal Normal pulmonary ventilation
• Fase ¡nspiratoria normal: Con el nivel preajustado en la escala numérica de presión (7) de la válvula de alivio (4) en la fase preliminar, el usuario presiona la bolsa de reanimación (1 ), entonces parte del aire contenido en ésta se desplaza hacia al interior del fuelle (9), dicho fluido gaseoso o fluido de control (16) alarga el fuelle (9), de acuerdo con su geometría, al interior de la cámara rígida transparente (8), hasta que la presión del fluido de control (16) contenido en el interior de la bolsa de reanimación (1 ) y la cámara (2) ¡guale a la fuerza de oposición de la válvula de alivio (4). A su vez, el alargamiento del fuelle (9) provoca el desplazamiento del fluido de inspiración (17), desde el interior de la cámara rígida transparente (8) hacia los pulmones del paciente (15), ya que la válvula doble función (11 ) se abre hacia sus vías respiratorias. Por lo tanto, en este proceso, la fuerza manual (18), que ejerce presión en la bolsa de reanimación (1 ), es mayor que la fuerza de la compliancia pulmonar (19) del paciente, por lo que esta última no ofrece oposición al fluido de inspiración (17) que es empujado por el fluido de control (16) (ver figuras 3 y 4). Esto se puede observar en la trayectoria de la línea representada entre los puntos “a” y “b” del gráfico de presión “A”; en la trayectoria de la línea graficada entre los puntos “e”, “f”, “g” y “h” del gráfico de flujo “B”; y, en la trayectoria de la línea graficada entre los puntos “k” y “I” del gráfico de volumen “C”, tal como se observa en la figura 9. • Normal inspiratory phase: With the preset level on the numerical pressure scale (7) of the relief valve (4) in the preliminary phase, the user presses the resuscitation bag (1), then part of the air contained in it moves into the bellows (9), said gaseous fluid or control fluid (16) lengthens the bellows (9), according to its geometry, inside the transparent rigid chamber (8), until the pressure of the control fluid (16) contained inside the resuscitation bag (1) and chamber (2) is equal to the opposing force of the relief valve (4). In turn, the lengthening of the bellows (9) causes the displacement of the inspiration fluid (17), from inside the transparent rigid chamber (8) towards the patient's lungs (15), since the dual function valve (11 ) opens into your airway. Therefore, in this process, the manual force (18), which exerts pressure on the resuscitation bag (1), is greater than the force of the patient's pulmonary compliance (19), so that the latter does not offer opposition. to the inspiration fluid (17) that is pushed by the control fluid (16) (see figures 3 and 4). This can be seen in the trajectory of the line represented between points "a" and "b" of the pressure graph "A"; in the path of the line plotted between points "e", "f", "g" and "h" of flow graph "B"; and, in the path of the graphed line between points "k" and "I" of the volume graph "C", as shown in figure 9.
• Fase de control de volumen: Después de la fase inspiratoria, cuando la presión interna del fluido de control (16) contenido en la bolsa de reanimación (1 ) y la cámara (2), ha alcanzado el nivel máximo de presión• Volume control phase: After the inspiratory phase, when the internal pressure of the control fluid (16) contained in the resuscitation bag (1) and the chamber (2), has reached the maximum pressure level
(23) preestablecido por el usuario con la escala numérica de presión (7) del módulo de regulación de presión, ocurren los siguientes fenómenos: a) se pierde al ambiente el fluido de control (16) que vence o excede a la presión preestablecida en la válvula de alivio (4), b) se detiene el incremento de la presión del flujo de control (16) contenido en la bolsa de reanimación (1 ) y la cámara (2), c) se detiene el crecimiento del fuelle (9), d) se detiene el fluido de inspiración (17). Al periodo descrito entre la fase inspiratoria y la fase espiratoria se le denomina fase de control de volumen, porque en este periodo el volumen se mantiene constante en un nivel máximo de volumen(23) preset by the user with the numerical pressure scale (7) of the pressure regulation module, the following phenomena occur: a) the control fluid is lost to the environment (16) that overcomes or exceeds the preset pressure in the relief valve (4), b) stops the increase in pressure of the control flow (16) contained in the resuscitation bag (1) and the chamber (2), c) stops the growth of the bellows (9 ), d) the inspiratory fluid (17) is stopped. The period described between the inspiratory phase and the expiratory phase is called the volume control phase, because in this period the volume remains constant at a maximum volume level.
(24), porque no hay flujo de inspiración ni de espiración a pesar de que el usuario continúa presionando la bolsa de reanimación (1 ). Este volumen se puede medir observado directamente el extremo prolongado del fuelle y la escala numérica de volumen (14) de la cámara rígida transparente (8). Por lo tanto, en este proceso, la fuerza manual (18) se ¡guala a la fuerza de la compliancia pulmonar (19), lo que detiene el fluido de inspiración (17) (figuras 5 y 6). Esto se puede observar detalladamente en las trayectorias de las líneas representadas entre los puntos “b” y “c” del gráfico de presión “A”, “h” y “i” del gráfico de flujo “B”; y “I” y “m” del gráfico de volumen “C” de la Figura 9. (24), because there is no flow of inspiration or expiration despite the user continuing to press on the resuscitation bag (1). This volume can be measured directly by observing the extended end of the bellows and the numerical volume scale (14) of the transparent rigid chamber (8). Therefore, in this process, the manual force (18) is equal to the force of the pulmonary compliance (19), which stops the inspiratory fluid (17) (figures 5 and 6). This can be observed in detail in the trajectories of the lines represented between points "b" and "c" of the pressure graph "A", "h" and "i" of the flow graph "B"; and "I" and "m" of the volume graph "C" of Figure 9.
• Fase espiratoria: Cuando la bolsa de reanimación (1 ) deja de ser presionada por el usuario, dicha bolsa tiende a recuperar su estado de reposo, absorbiendo un segundo fluido de control a través de la válvula de retención de aire (3); simultáneamente el fuelle (9) también vuelve a su estado de reposo, absorbiendo un segundo fluido de inspiración hacia el interior de la cámara rígida transparente (8), a través de la válvula de retención aire-oxígeno (10). Otro efecto simultáneo es que la válvula doble función (1 1 ) se abre hacia el conducto de espiración (13) para que el fluido de espiración (21 ) salga hacia el ambiente. Por lo tanto, en este proceso, la fuerza manual (18) es mínima o tiende a cero, por lo que la fuerza de la compliancia pulmonar (19) es la que actúa para generar el fluido de espiración (21 ) (ver figuras 7 y 8). Este proceso se puede observar en las trayectorias de las líneas graficadas entre los puntos “c” y “d” del gráfico de presión “A”, “i” y “j” del gráfico de flujo “B”; y “m” y “n” del gráfico de volumen “C” de la figura 9. Este proceso se repite en cada ciclo respiratorio del paciente, tal como se puede observar en la figura 9, donde el gráfico “A” muestra el nivel de la presión preestablecida, el gráfico B muestra el desplazamiento del fluido inspiratorio y del fluido espiratorio del paciente y el gráfico “C” muestra los volúmenes controlados de aire y/u oxígeno que se suministra cíclicamente al paciente. • Expiratory phase: When the resuscitation bag (1) stops being pressed by the user, said bag tends to recover its resting state, absorbing a second control fluid through the air retention valve (3); Simultaneously, the bellows (9) also returns to its rest state, absorbing a second inspiration fluid into the transparent rigid chamber (8), through the air-oxygen retention valve (10). Another simultaneous effect is that the double valve function (1 1) opens towards the expiration duct (13) so that the expiration fluid (21) goes out into the environment. Therefore, in this process, the manual force (18) is minimal or tends to zero, so the force of the pulmonary compliance (19) is the one that acts to generate the expiratory fluid (21) (see figures 7 and 8). This process can be observed in the trajectories of the lines plotted between points "c" and "d" of the pressure graph "A", "i" and "j" of the flow graph "B"; and “m” and “n” of the volume graph “C” in figure 9. This process is repeated in each respiratory cycle of the patient, as can be seen in figure 9, where graph “A” shows the level of the preset pressure, graph B shows the displacement of inspiratory fluid and expiratory fluid from the patient and graph "C" shows the controlled volumes of air and/or oxygen that are cyclically delivered to the patient.

Claims

REIVINDICACIONES Un ventilador manual volumétrico que suministra cíclicamente una serie de volúmenes controlados y cuantificados de aire y/u oxígeno a un paciente, considerando sus requerimientos de ventilación y de compliancia pulmonar, el cual presenta un módulo de suministro de flujo de control, un módulo de regulación de presión y conductos de ventilación, los cuales además comprenden: el módulo de suministro de flujo de control incluye una bolsa de reanimación (1 ), una cámara (2) y una válvula de retención de aire (3), de modo que la bolsa de reanimación (1 ) y la cámara (2) se encuentran unidas formando una cavidad para el suministro de aire y la válvula de retención de aire (3) se ubica en un lado de la cámara (2); el módulo de regulación de presión incluye una válvula de alivio regulable (4) ubicada en la cámara (2), medios de ajuste (5) de la válvula de alivio regulable (4), una perilla de regulación (6) conectada con los medios de ajuste (5) y una escala numérica de presión (7); CLAIMS A volumetric manual ventilator that cyclically supplies a series of controlled and quantified volumes of air and/or oxygen to a patient, considering their ventilation and pulmonary compliance requirements, which has a control flow supply module, a pressure regulation and ventilation ducts, which also comprise: the control flow supply module includes a resuscitation bag (1), a chamber (2) and an air retention valve (3), so that the resuscitation bag (1) and the chamber (2) are joined to form a cavity for air supply and the air retention valve (3) is located on one side of the chamber (2); the pressure regulation module includes an adjustable relief valve (4) located in the chamber (2), adjustment means (5) of the adjustable relief valve (4), a regulation knob (6) connected with the means adjustment (5) and a numerical pressure scale (7);
CARACTERIZADO PORQUE presenta un módulo de regulación de volumen que incluye una cámara rígida transparente (8) con al menos tres cavidades, un fuelle (9), una válvula de retención de aire-oxígeno (10) y una válvula doble función (11 ), siendo que una de las cavidades se encuentra sellada herméticamente por el fuelle (9), el cual a su vez se acopla con la bolsa de reanimación (1 ) mediante su base, dispuesto de modo tal que su elongación se desarrolla hacia el interior de la cámara rígida transparente (8), las otras cavidades están selladas herméticamente con la válvula de retención de aire-oxígeno (10) y con la válvula doble función (1 1 ), asimismo, esta cámara rígida transparente (8) presenta una escala numérica de volumen (14). El ventilador manual volumétrico que suministra una serie de volúmenes controlados y cuantificados de aire y/u oxígeno en relación con los requerimientos de un paciente, de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO PORQUE la escala numérica de volumen (14) es un conjunto de graduaciones impresas sobre la superficie de la cámara rígida transparente (8). El ventilador manual volumétrico que suministra una serie de volúmenes controlados y cuantificados de aire y/u oxígeno en relación con los requerimientos de un paciente, de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO PORQUE la escala numérica de presión (7) es un conjunto de graduaciones impresas sobre los medios de ajuste (5) del módulo de regulación de presión. El ventilador manual volumétrico que suministra una serie de volúmenes controlados y cuantificados de aire y/u oxígeno en relación con los requerimientos de un paciente, de acuerdo con la reivindicación 1 , CARACTERIZADO PORQUE los conductos de ventilación incluyen: un conducto proximal (12) y un conducto de respiración (13), ambos se encuentran acoplados con la cámara rígida transparente (8) mediante la válvula doble función (1 1). CHARACTERIZED BECAUSE it has a volume regulation module that includes a transparent rigid chamber (8) with at least three cavities, a bellows (9), an air-oxygen retention valve (10) and a double function valve (11), being that one of the cavities is hermetically sealed by the bellows (9), which in turn is coupled with the resuscitation bag (1) through its base, arranged in such a way that its elongation develops towards the interior of the transparent rigid chamber (8), the other cavities are hermetically sealed with the air-oxygen retention valve (10) and with the double function valve (1 1), likewise, this transparent rigid chamber (8) has a numerical scale of volume (14). The volumetric manual ventilator that supplies a series of controlled and quantified volumes of air and/or oxygen in relation to the requirements of a patient, according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the numerical volume scale (14) is a set of graduations printed on the surface of the transparent rigid chamber (8). The volumetric manual ventilator that supplies a series of controlled and quantified volumes of air and/or oxygen in relation to the requirements of a patient, according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the numerical pressure scale (7) is a set of graduations printed on the adjustment means (5) of the pressure regulation module. The volumetric manual ventilator that supplies a series of controlled and quantified volumes of air and/or oxygen in relation to the requirements of a patient, according to claim 1, CHARACTERIZED IN THAT the ventilation ducts include: a proximal duct (12) and a breathing tube (13), both are connected to the transparent rigid chamber (8) by means of the double function valve (1 1).
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