система вентиляции, в которой используется синхронизированная подача вентиляции с положительным и отрицательным давлением

Формула изобретения

1. Система вентиляции (1), содержащая:

устройство, выполненное с возможностью подачи вентиляции с положительным давлением и вентиляции с отрицательным давлением пациенту; и

контроллер (10), выполненный с возможностью подачи пациенту указанным устройством необходимого общего давления вентиляции посредством синхронизации подачи как вентиляции с определенным положительным давлением, так и вентиляции с определенным отрицательным давлением пациенту во время фазы вдоха.

2. Система (1) вентиляции по п.1, в которой устройство содержит:

компонент (20) положительного давления; и

компонент (22) отрицательного давления.

3. Система (1) вентиляции по п.2, в которой:

компонент (20) положительного давления содержит:

генератор (2) положительного потока газа, выполненный с возможностью генерирования потока газа (5) с положительным давлением, представляющим собой вентиляцию с определенным положительным давлением;

первый трубопровод (4); и

интерфейс (8) пациента, в котором первый трубопровод (4) и интерфейс (8) пациента выполнены с возможностью передачи потока (5) газа с положительным давлением от генератора (2) положительного потока газа в дыхательные пути пациента, и при этом компонент (20) отрицательного давления содержит:

генератор (12) отрицательного потока газа, выполненный с возможностью генерировать поток газа (15) с отрицательным давлением;

второй трубопровод (14); и

торакальный интерфейс (18), в котором второй трубопровод (14) выполнен с возможностью передавать поток газа (15) с отрицательным давлением от генератора (12) отрицательного потока газа в торакальный интерфейс (18), причем торакальный интерфейс (18) выполнен с возможностью преобразовывать поток газа (15) с отрицательным давлением в отрицательное внеторакальное давление и передавать отрицательное внеторакальное давление такому пациенту, причем отрицательное внеторакальное давление представляет собой вентиляцию с определенным отрицательным давлением.

4. Система (1) вентиляции по п.3, в которой контроллер (10) выполнен с возможностью синхронизации подачи потока газа (5) с положительным давлением и отрицательного внеторакального давления пациенту во время фазы вдоха в ответ на, по меньшей мере, одно из частоты дыхания пациента, положительного конечного давления выдоха, события инициирования цикла вентиляции, детектирования утечки определенного количества потока газа (5) с положительным давлением, детектирования потери величины отрицательного внеторакального давления, неподачи потока газа (5) с положительным давлением пациенту и неподачи отрицательного внеторакального давления пациенту.

5. Система (1) вентиляции по п.3, в которой генератор (2) положительного потока газа содержится в первом корпусе (19 ), и при этом генератор (12) отрицательного потока газа содержится во втором корпусе (19 ).

6. Система (1) вентиляции, содержащая:

устройство, выполненное с возможностью подавать поток газа (5) с положительным давлением и отрицательное внеторакальное давление пациенту; и

контроллер (10), выполненный с возможностью подачи пациенту указанным устройством необходимого общего давления вентиляции посредством синхронизации подачи как потока газа (5) с положительным давлением, так и отрицательного внеторакального давления пациенту во время фазы вдоха.

7. Система (1) вентиляции по п.6, в которой устройство содержит:

генератор (2, 12) потока газа, выполненный с возможностью генерировать, по меньшей мере, один из потока газа (5) с положительным давлением и потока газа (15) с отрицательным давлением.

8. Система (1) вентиляции по п.7, в которой устройство дополнительно содержит:

трубопровод (4) пациента, выполненный с возможностью соединения с генератором (2) потока газа; и

интерфейс (8) пациента, выполненный с возможностью соединения с трубопроводом (4) пациента, где трубопровод (4) пациента и интерфейс (8) пациента выполнены с возможностью передачи потока газа (5) с положительным давлением от генератора (2) потока газа в дыхательные пути пациента.

9. Система (1) вентиляции по п.8, в которой интерфейс (8) пациента включает в себя, по меньшей мере, одну из носовой маски (80), полнолицевой маски (70), маски, закрывающей все лицо, эндотрахеальную трубку, трахеостомическую трубку и ларингеальную маску дыхательных путей.

10. Система (1) вентиляции по п.8, в которой интерфейс (8) пациента выполнен с возможностью инвазивной подачи потока газа (5) с положительным давлением в дыхательные пути пациента.

11. Система (1) вентиляции по п.8, в которой интерфейс (8) пациента выполнен с возможностью неинвазивной подачи потока газа (5) с положительным давлением в дыхательные пути пациента.

12. Система (1) вентиляции по п.7, в которой устройство дополнительно содержит:

трубопровод (14) пациента, выполненный с возможностью соединения с генератором (12) потока газа; и

торакальный интерфейс (18), выполненный с возможностью соединения с трубопроводом (14) пациента, где трубопровод (14) пациента выполнен с возможностью передавать поток газа (15) с отрицательным давлением от генератора (12) потока газа в торакальный интерфейс (18), и при этом торакальный интерфейс (18) выполнен с возможностью преобразовывать поток газа (15) с отрицательным давлением в отрицательное внеторакальное давление и передавать отрицательное внеторакальное давление пациенту.

13. Система (1) вентиляции по п.6, в которой устройство содержит электромеханическое устройство, выполненное с возможностью генерировать внеторакальное давление и подавать отрицательное давление пациенту.

14. Система (1) вентиляции по п.6, в которой контроллер (10) выполнен с возможностью обеспечения подачи устройством пациенту первой части положительного давления в дыхательных путях во время вдоха путем применения потока газа (5) с положительным давлением и второй части положительного давления в дыхательных путях во время вдоха путем применения отрицательного внеторакального давления.

15. Система (1) вентиляции по п.1, в которой контроллер (10) выполнен с возможностью синхронизации подачи как потока газа (5) с положительным давлением, так и отрицательного внеторакального давления во время фазы вдоха в ответ на, по меньшей мере, одно из частоты дыхания пациента, положительного конечного давления выдоха, события инициирования цикла вентиляции, детектирования утечки определенного количества потока газа (5) с положительным давлением, детектирования потери величины отрицательного внеторакального давления, неподачи потока газа (5) с положительным давлением пациенту и неподачи отрицательного внеторакального давления пациенту.

16. Способ вентиляции пациента, содержащий следующие стадии:

генерируют поток газа (5) с положительным давлением;

генерируют отрицательное внеторакальное давление; и

подают необходимое общее давление вентиляции пациенту посредством синхронизации подачи как потока газа (5) с положительным давлением, так и отрицательного внеторакального давления пациенту во время фазы вдоха.

17. Способ по п.16, в котором генерирование потока газа (5) с положительным давлением содержит получение потока газа с положительным давлением с помощью, по меньшей мере, одного устройства из вентилятора, устройства Bi-PAP, устройства CPАР и баллона со сжатым газом.

18. Способ по п.16, в котором генерирование отрицательного внеторакального давления содержит следующие стадии:

генерируют поток газа (15) с отрицательным давлением; и

подают поток газа (15) с отрицательным давлением в торакальный интерфейс (18).

19. Способ по п.16, в котором синхронизация подачи как потока газа (5) с положительным давлением так и отрицательного внеторакального давления пациенту во время фазы вдоха содержит подачу потока газа (5) с положительным давлением неинвазивно пациенту.

20. Способ по п.16, в котором синхронизация подачи как потока газа (5) с положительным давлением так и отрицательного внеторакального давления пациенту во время фазы вдоха содержит подачу потока газа (5) с положительным давлением инвазивно пациенту.

21. Способ по п.16, в котором синхронизация подачи как потока газа (5) с положительным давлением так и отрицательного внеторакального давления пациенту во время фазы вдоха содержит следующие стадии:

выбирают положительное давление в дыхательных путях во время вдоха;

подают поток газа (5) с положительным давлением пациенту для обеспечения первой процентной части положительного давления в дыхательных путях во время вдоха в течение фазы вдоха; и

подают отрицательное внеторакальное давление пациенту для получения второй процентной части положительного давления в дыхательных путях во время вдоха в течение фазы вдоха.

22. Способ по п.16, в котором синхронизация как подачи потока газа (5) с положительным давлением так и отрицательного внеторакального давления пациенту во время фазы вдоха содержит следующие стадии:

определяют дельта давление, в котором абсолютная величина дельта давления больше, чем величина положительного давления, которое приводит к началу вздутия желудка; и

подают поток газа (5) с положительным давлением и отрицательное внеторакальное давление пациенту для обеспечения дельта давления, где величина потока газа (5) с положительным давлением меньше, чем величина положительного давления, которое приводит к началу вздутия желудка.

23. Способ по п.16, в котором синхронизация подачи как потока газа (5) с положительным давлением, так и отрицательного внеторакального давления пациенту содержит следующие стадии:

подают поток газа (5) с положительным давлением и отрицательное внеторакальное давление пациенту в ответ на, по меньшей мере, одно из частоты дыхания пациента, положительного конечного давления выдоха, события инициирования цикла вентиляции, детектирования утечки определенного количества потока газа (5) с положительным давлением, детектирования потери величины отрицательного внеторакального давления, неподачи потока газа (5) с положительным давлением пациенту и неподачи отрицательного внеторакального давления пациенту.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Изобретение относится к выполняемой механически вспомогательной искусственной вентиляции легких и, более конкретно, к системе вентиляции, которая синхронизирует подачу вентиляции с положительным давлением и вентиляции с отрицательным давлением для обеспечения улучшенной суммарной вспомогательной искусственной вентиляции легких пациента.

Уровень техники

Выполняемая механически вспомогательная искусственная вентиляция легких может быть предоставлена для пациента либо инвазивным способом, либо неинвазивным способом. При инвазивной вентиляции обычно требуется выполнять эндотрахеальную интубацию (то есть введение дыхательной трубки в дыхательные пути пациента) или трахеостомию (то есть формирование искусственного отверстия в трахее пациента, в которую вставляют дыхательную трубку). Неинвазивная вентиляция (NIV, НИВ) относится к подаче выполняемой механически вспомогательной искусственной вентиляции легких для пациента, без эндотрахеальной интубации или трахеостомии.

NIV изначально подавали пациенту, используя системы отрицательного давления, имеющие генератор отрицательного давления и торакальный интерфейс, такие как, без ограничений, танковый респиратор (также называемый "боксовым респиратором"), кирасный респиратор (также называемый "панцирем черепахи") и оборачивание тела (также называемое "жакетом"). Генераторы отрицательного давления обычно разработаны так, что они подают источник газа с отрицательным давлением в торакальный интерфейс. Торакальный интерфейс преобразует газ от источника отрицательного давления в отрицательное внеторакальное давление, которое прикладывают к телу пациента.

Генераторами отрицательного давления обычно управляют таким образом, чтобы отрицательное внеторакальное давление попеременно прикладывалось к телу пациента. Применение отрицательного внеторакального давления обеспечивает расширение полости грудной клетки пациента, создавая, таким образом, давление ниже атмосферного давления в легких пациента. Дыхательный газ (например, воздух), который обычно находится под атмосферным давлением, втягивается в дыхательные пути пациента и заполняет легкие.

Устранение отрицательного внеторакального давления позволяет полости грудной клетки пациента естественным образом сжаться в исходное состояние, выталкивая, таким образом, дыхательный газ из легких.

Система отрицательного давления имеет ряд недостатков. Например, торакальный интерфейс требует обеспечить уплотнение вокруг шеи и/или грудной клетки пациента. Такие уплотнения трудно поддерживать. В результате, трудно эффективно передавать отрицательное внеторакальное давление к телу пациента. Кроме того, системы отрицательного давления часто ограничены в отношении инициирования и цикличности дыханий, из-за значительной податливости торакального интерфейса.

Разработанные в последнее время системы положительного давления заменили системы отрицательного давления как предпочтительный способ предоставления NIV. Системы положительного давления могут иметь генератор положительного давления и интерфейс пациента. Генераторы положительного давления включают в себя, без ограничений, вентиляторы, устройства вспомогательной искусственной вентиляции легких (такие как устройство непрерывного положительного давления в дыхательных путях или устройство CPAP, НПДД), устройства переменного давления (например, устройства BiPAP®, Bi-Flex® или C-Flex , изготовляемые и поставляемые компанией Respironics, Inc., г. Питсбург, Пенсильвания) и системы вспомогательной искусственной вентиляции легких с автоматическим титрованием давления. Устройства с положительным давлением обычно разработаны для предоставления источника дыхательного газа с положительным давлением в дыхательные пути пациента через интерфейс пациента (например, носовую маску, полнолицевую маску, маску, закрывающую все лицо, или мундштук). Дыхательный газ с положительным давлением не позволяет схлопываться дыхательным путям пациента (то есть фиксирует в открытом положении дыхательные пути пациента) так, чтобы дыхание оставалось непрерывным.

Системы положительного давления были разработаны для преодоления множества проблем, связанных с системами отрицательного давления. Системы положительного давления, однако, имеют свои собственные явно выраженные недостатки. Например, эффективность системы положительного давления ограничена способностью поддерживать низкий уровень утечки между интерфейсом пациента и лицом пациента. Кроме того, давление, при котором осуществляется подача дыхательного газа, ограничено относительно низким давлением открывания голосовой щели пациента, и если оно будет превышено, это может привести к вздутию живота. Кроме того, вспомогательная искусственная вентиляция легких с положительным давлением будет потеряна, когда пациент снимает интерфейс пациента, например, для разговора, еды или питья.

В соответствии с этим, существует потребность в улучшенной системе вентиляции, которая преодолевает эти и другие проблемы, связанные с известными системами, и которая обеспечивает улучшенную вспомогательную искусственную вентиляцию легких.

Сущность изобретения

В соответствии с аспектом настоящего изобретения система вентиляции содержит устройство, выполненное с возможностью подачи вентиляции с положительным давлением и вентиляции с отрицательным давлением пациенту, и контроллер, выполненный с возможностью синхронизации подачи вентиляции с положительным давлением и вентиляции с отрицательным давлением пациенту.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения система вентиляции содержит устройство, выполненное с возможностью подавать поток газа с положительным давлением и отрицательное внеторакальное давление пациенту, и контроллер, выполненный с возможностью синхронизации подачи потока газа с положительным давлением и отрицательного внеторакального давления пациенту.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения способ вентиляции пациента содержит: генерируют поток газа с положительными давлением, генерируют отрицательное внеторакальное давление и синхронизируют подачу потока газа с положительным давлением и отрицательного внеторакального давления пациенту.

Эти и другие задачи, свойства и характеристики настоящего изобретения, а также способы работы и функции соответствующих элементов структуры и комбинации частей и экономия при производстве будут более очевидными при рассмотрении следующего описания и приложенной формулы изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, все из которых формируют часть данного описания, в котором одинаковые номера ссылочных позиций обозначают соответствующие части на различных чертежах. Следует, однако, четко понимать, что чертежи предназначены только для иллюстрации и описания и не предназначены для использования в качестве определения объема изобретения.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 схематично показан вид системы вентиляции в соответствии с одним вариантом воплощения.

На фиг.2 схематично показан вид системы вентиляции в соответствии с другим вариантом воплощения.

На фиг.3 иллюстрируется способ работы для вентиляции пациента в соответствии с одним вариантом воплощения.

На фиг.4 показан вид в перспективе кирасного респиратора, предназначенного для использования с системами вентиляции по фиг.1-2.

На фиг.5 показан вид в перспективе оборачивания груди, предназначенного для использования с системами вентиляции по фиг.1-2.

На фиг.6 показан вид в перспективе резервуара для тела, предназначенного для использования с системами вентиляции по фиг.1-2.

На фиг.7 показан вид в перспективе полнолицевой маски, предназначенной для использования с системами вентиляции по фиг.1-2.

На фиг.8 показан вид в перспективе носовой маски, предназначенной для использования с системами вентиляции по фиг.1-2.

Подробное описание изобретения

Используемые здесь фразы, обозначающие направление, такие как, например, левый, правый, по часовой стрелке, против часовой стрелки, верхний, нижний, вверх, вниз, и их производные относятся к ориентации элементов, показанных на чертежах, и не ограничивают формулу изобретения, если только это не будет явно выражено.

Используемый здесь термин "количество" должен означать один или больше чем один, и форма единственного числа включает в себя ссылки на множественное число, если только в контексте не будет явно отмечено другое.

Используемое здесь выражение, что две или боле частей "соединены" или "связаны" вместе, должно означать, что части соединены вместе либо непосредственно, либо через одну или более промежуточных частей. Кроме того, используемое здесь выражение, что две или более частей "присоединены друг к другу", должно означать, что эти части соединены друг с другом непосредственно.

Настоящее изобретение направлено на систему вентиляции, которая выполнена с возможностью синхронизации подачи и вентиляции с положительным давлением и вентиляции с отрицательным давлением пациенту. Система вентиляции, например, может быть построена так, что она будет создавать поток газа с положительным давлением и поток газа с отрицательным давлением. Поток газа с положительным давлением подают в дыхательные пути пациента и поток газа с отрицательным давлением преобразуют в отрицательное внеторакальное давление. Отрицательное внеторакальное давление подают пациенту синхронно с подачей потока газа с положительным давлением. Например, как поток газа с положительным давлением, так и отрицательное внеторакальное давление подают пациенту во время фазы вдоха; тогда как поток газа с положительным давлением и отрицательное внеторакальное давление не подают или уменьшают величину потока газа с положительным давлением и/или отрицательное внеторакальное давление во время фазы выдоха.

Благодаря синхронизации подачи потока газа с положительным давлением и отрицательного внеторакального давления достигают повышения эффективности вентиляции. Более конкретно, благодаря использованию комбинации положительного и отрицательного давления обеспечивают более высокое трансторакальное давление без начала вздутия желудка. Другими словами, общая величина трансторакального давления, которое подают пациенту через комбинацию положительного и отрицательного давления (то есть "дельта давление"), больше, чем давление, которое можно подавать пациенту, используя либо положительное, либо отрицательное давление по отдельности.

Например, применение отдельно положительного давления ограничено приблизительно 30 см столба H₂O из-за относительно низкого давления открывания голосовых связок (что может привести к вздутию желудка). Применение только отрицательного давления ограничено приблизительно -30 см столба H₂O из-за ограничений уплотнения торакального интерфейса и из-за возможного закрывания верхних дыхательных путей пациента. Однако дельта давление больше чем 30 см столба H₂O (например, приблизительно 20 см столба H₂ O положительного давления и приблизительно -20 см столба H ₂O отрицательного давления) можно применять синхронно, не наблюдая эти отрицательные эффекты. Кроме того, поскольку система отрицательного давления используется для улучшения вдоха, система положительного давления может быть предназначена для обеспечения более низкого положительного давления в дыхательных путях во время вдоха (IPAP, ПДДВ). Например, положительное давление может быть уменьшено с 25 см столба H₂O до 20 см столба H₂O. В результате повышается комфорт и податливость пациента.

Кроме того, комбинация положительного и отрицательного давлений позволяет пациенту снять интерфейс положительного давления (например, маску), для того чтобы есть или общаться, без потери вспомогательной искусственной вентиляции легких, обеспечиваемой системой отрицательного давления. Аналогично, интерфейс отрицательного давления (например, кирасный респиратор) можно открыть/снять (например, для того чтобы обеспечить доступ для лечащего врача), так что при этом пациент не теряет вспомогательную искусственную вентиляцию легких, обеспечиваемую системой положительного давления.

Система 1 вентиляции в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения показана на фиг.1. Система 1 вентиляции включает в себя корпус 19, содержащий генератор 2 положительного потока газа, генератор 12 отрицательного потока газа и контроллер 10. Генератор 2 положительного потока газа включает в себя входной трубопровод 6 и выпускной трубопровод 3, каждый из которых продолжается через корпус 19. Используемый здесь термин "трубопровод" соответствует любой структуре, пригодной для подачи потока газа; типичный трубопровод представляет собой гибкую трубку. Входной газ (представлен стрелкой 7) подают в генератор 2 положительного потока газа через входной трубопровод 6. Генератор 2 положительного потока газа выпускает поток газа с положительным давлением (представлен стрелкой 5) через выпускной трубопровод 3. Поток газа 5 с положительным давлением подают в дыхательные пути пациента (не показаны) через первый трубопровод 4 и в интерфейс 8 пациента, которые соединены вместе с выпускным трубопроводом 3. В текущем варианте воплощения генератор 2 положительного давления подает поток газа 5 с положительным давлением в диапазоне от приблизительно 4 см столба H₂O до приблизительно 30 см столба H₂O, хотя предполагается, что такой диапазон давлений можно изменять, оставаясь в пределах настоящего изобретения.

Поток газа 15 с отрицательным давлением формируют с помощью генератора 12 отрицательного потока газа. Генератор 12 отрицательного потока газа включает в себя входной трубопровод 13 и выпускной трубопровод 16, каждый из которых продолжается через корпус 19. В текущем варианте воплощения у пациента (не показан) устанавливают торакальный интерфейс 18. Торакальный интерфейс 18 функционально соединен с входным трубопроводом 13 через второй трубопровод 14. Генератор 12 отрицательного давления удаляет воздух из торакального интерфейса 18. В частности, в текущем варианте воплощения генератор 12 отрицательного давления формирует поток газа с отрицательным давлением (представлен стрелкой 15) с давлением в диапазоне от приблизительно -5 см столба H ₂O до приблизительно -100 см столба H₂O. Генератор 12 отрицательного потока газа выпускает выходной газ (представлен стрелкой 17) в атмосферу через выпускной трубопровод 16. Предусматривается, что диапазон давления потока газа с отрицательным давлением можно изменять, оставаясь в пределах объема настоящего изобретения.

Генератор 2 положительного потока газа, первый трубопровод 4 и интерфейс 8 пациента можно назвать "компонентом положительного давления". Аналогично, генератор 12 отрицательного потока газа, второй трубопровод 14 и торакальный интерфейс 18 можно назвать "компонентом отрицательного давления".

Контроллер 10 функционально соединен как с генератором 2 положительного давления, так и с генератором 12 отрицательного давления. Контроллер 10 может принимать сигналы обратной связи от множества датчиков и может реагировать на них (не показаны), таких как, без ограничений, датчики потока, температурные датчики, датчики давления, датчики вибраций и датчики звука. Контроллер 10 выполнен с возможностью синхронизации подачи потока газа 5 с положительным давлением в интерфейс 8 пациента и потока газа 15 с отрицательным давлением в торакальный интерфейс 18. Система 1 вентиляции, например, выполнена с возможностью обеспечения специфичного положительного давления в дыхательных путях во время вдоха (IPAP) пациенту в текущем варианте воплощения. В частности, контроллер 10 выполнен таким образом, что система вентиляции 1 подает первую часть IPAP в результате применения потока газа 5 с положительным давлением и вторую часть IPAP в результате применения отрицательного внеторакального давления (которое зависит от потока газа 15 с отрицательным давлением).

Хотя выше было приведено описание со ссылкой на IPAP, предусматривается, что контроллер 10 может быть выполнен с возможностью синхронизации подачи потока газа 5 положительного давления и отрицательного внеторакального давления в соответствии с другим параметром или комбинацией параметров, таких как, без ограничений, положительное конечное давление выдоха (PEEP, ПКДВ), частота дыхания пациента, событие, инициирующее цикл дыхания, детектирование утечки, относящейся к потоку газа с положительным давлением, детектирование потери отрицательного внеторакального давления, детектирование неподачи потока газа 5 положительного давления пациенту и детектирование неподачи отрицательного внеторакального давления пациенту.

Например, контроллер 10 может синхронизировать генератор 12 отрицательного давления для получения эквивалента PEEP и генератор 2 положительного давления, так чтобы не обеспечивать PEEP, все еще обеспечивая IPAP. В качестве другого примера, контроллер 10 может синхронизировать подачу потока газа 5 с положительным давлением и отрицательного внеторакального давления в ответ на частоту дыхания пациента при нормальном использовании. Однако когда пациент снимает интерфейс пациента (например, чтобы поесть), контроллер 10 может синхронизировать подачу потока газа с положительным давлением и отрицательного внеторакального давления в ответ на детектирование отсутствия подачи потока газа 5 положительного давления пациенту (то есть контроллер 10 может уменьшать поток газа 5 положительного давления и увеличивать отрицательное внеторакальное давление).

Также предусматривается, что фактическая компоновка частей компонентов системы 1 вентиляции может изменяться, оставаясь при этом в пределах объема настоящего изобретения. Например, система 1' вентиляции, в которой разделены компонент 20 положительного давления и компонент 22 отрицательного давления, показана на фиг.2. Более конкретно, компонент 20 положительного давления (который, как описано выше, включает в себя генератор 2 положительного потока газа, первый трубопровод 4, интерфейс 8 пациента) отделен от компонента 22 отрицательного давления (который, как описано выше, включает в себя генератор 12 отрицательного потока газа, второй трубопровод 14 и торакальный интерфейс 18).

В данном варианте система 1' вентиляции воплощена с использованием ряда готовых элементов с незначительными модификациями. Например, генератор 2 положительного давления и/или генератор 12 отрицательного давления могут включать в себя вентилятор, устройство поддерживающего давления (например, устройство CPAP), устройство переменного давления (например, устройства BiPAP®, Bi-Flex® или C-Flex , произведенные и распространяемые компанией Respironics, Inc., г. Питсбург, Пенсильвания) или систему вспомогательной вентиляции легких с автоматическим титрованием. Устройства BiPAP®, Bi-Flex® и C-Flex представляют собой устройства вспомогательной искусственной вентиляции легких, в которых давление, подаваемое пациенту, меняется в зависимости от цикла дыхания пациента таким образом, что более высокое давление подают во время вдоха, чем во время выдоха. Система вспомогательной искусственной вентиляции легких с автоматическим титрованием представляет собой систему, в которой давление меняется в зависимости от состояния пациента, например, когда пациент храпит или у него проявляется апноэ, гипопноэ, дыхание с ограниченным потоком, сопротивление верхних дыхательных путей или храп.

В текущем варианте воплощения компонент 20 положительного давления воплощен с использованием системы вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision® и носовой маски ComfortLite2 , обе производства компании Respironics, Inc., г. Муррисвилль, Пенсильвания. Компонент 22 отрицательного давления воплощен с использованием неинвазивного внеторакального вентилятора NEV-100 и костюма для тела Nu-Mo®, оба производства Respironics, Inc.

В текущем варианте воплощения системы вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision® и NEV-100 работают в конфигурации ведущий/ведомый. Как правило, контроллер 10' системы вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision® выполнен с возможностью обеспечивать подачу определенного давления IPAP (для поддержания открытого дыхательного пути, когда пациент делает вдох) и относительно низкого давления воздуха во время фазы выдоха (EPAP) (для уменьшения работы, выполняемой пациентом во время выдоха) с помощью системы вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision®. Контроллер 10' использует сигналы обратной связи (например, скорость потока, давление и т.д.) для определения, какую фазу (то есть вдох или выдох) цикла дыхания пациент в настоящее время испытывает. Эти же сигналы обратной связи можно использовать для управления работой костюма для тела NEV-100 и Nu-Mo®. В частности, контроллер 10' системы вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision® выполнен с возможностью связываться с контроллером 10" неинвазивного внеторакального вентилятора NEV-100 так, чтобы отрицательное внеторакальное давление, подаваемое неинвазивным внеторакальным вентилятором NEV-100, и костюм для тела Nu-Mo® были синхронизированы с потоком газа 5 положительного давления, подаваемым системой вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision® и носовой маской ComfortLite2 .

Кроме того, контроллер 10" неинвазивного внеторакального вентилятора NEV-100 выполнен с возможностью восстанавливать ведущее управление относительно неинвазивного внеторакального вентилятора NEV-100, когда это требуется. Например, когда детектируют, что пациент снял носовую маску ComfortLite2 (например, чтобы поесть, пообщаться), контроллер 10' системы вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision® передает сигнал в контроллер 10" неинвазивного внеторакального вентилятора NEV-100. Контроллер 10" затем выполняет ведущее управление неинвазивным внеторакальным вентилятором NEV-100 до тех пор, пока не будет выполнена повторная установка (например, до получения сигнала, обозначающего, что носовая маска ComfortLitc2 была снова надета).

Для специалиста в данной области техники должно быть понятно, что на фиг.1 и фиг.2 показаны упрощенные схемы. Также следует понимать, что система 1 вентиляции и/или система 1' вентиляции могут включать в себя дополнительные компоненты и/или свойства, которые не были представлены для ясности изложения, но которые могут формировать часть настоящего изобретения. Например, с генератором 2 положительного давления могут быть связаны ряд клапанов управления. Клапаны управления могут иметь конструкцию, соответствующую давлению и/или объему потока газа 15 положительного давления. Кроме того, или в качестве альтернативы, давлением и/или объемом потока газа 15 положительного давления можно управлять путем конфигурации контроллера 10 и/или контроллера 10' для регулирования выхода генератора 2 положительного давления.

На фиг.3 иллюстрируется способ 30 работы для вентиляции легких пациента в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения. Описание способа 30 работы будет направлено на его вариант воплощения, в котором используется система 1 вентиляции, однако следует понимать, что другие системы вентиляции, такие как, без ограничений, система 1' вентиляции, можно использовать, оставаясь в пределах объема настоящего изобретения.

Способ 30 работы инициируют, когда во время операции 31 генерируют поток газа с положительным давлением. В текущем варианте воплощения, контроллер 10 обеспечивает генерирование потока газа 5 с положительным давлением генератором 2 положительного давления газа.

Управление работой затем переходит к операции 32, при выполнении которой генерируют отрицательное внеторакальное давление. В текущем варианте воплощения контроллер 10 обеспечивает генерирование потока газа 15 отрицательного давления с помощью генератора 12 отрицательного давления, который подают в торакальный интерфейс 18. Торакальный интерфейс 18 преобразует поток газа 15 отрицательного давления в отрицательное внеторакальное давление.

Управление работой затем переходит к операции 33, при выполнении которой подачу потока газа с положительным давлением синхронизируют с подачей внеторакального давления. В текущем варианте воплощения контроллер 10 выполнен с возможностью синхронизировать генератор 2 положительного давления и генератор 12 отрицательного давления таким образом, чтобы первую часть IPAP подавать путем приложения потока газа 5 положительного давления и вторую часть IPAP подавать путем приложения отрицательного внеторакального давления. Например, контроллер 10 использует сигналы обратной связи (например, скорость потока, давление и т.д.) от генератора 2 положительного давления для определения, какую фазу (то есть вдох или выдох) цикла дыхания пациент в настоящее время испытывает, и для определения, что часть IPAP пациент принимает от потока газа 5 с положительным давлением. Такие сигналы обратной связи используют для управления работой генератора 12 с отрицательным давлением таким образом, что правильное количество внеторакального отрицательного давления (то есть количество, необходимое для обеспечения второй части IPAP) применяют к пациенту во время фазы вдоха и удаляют или уменьшают во время фазы выдоха. Как описано выше со ссылкой на фиг.1, в контроллере 10 можно использовать другие параметры кроме IPAP для синхронизации подачи потока газа с положительным давлением и отрицательного внеторакального давления.

На фиг.4-6 иллюстрируются различные примерные торакальные интерфейсы 18, которые можно использовать с системой 1 вентиляции и системой 1' вентиляции. Однако предусматривается, что другие торакальные интерфейсы 18 можно использовать, оставаясь в пределах объема настоящего изобретения. Например, можно использовать электромеханический оператор, выполненный с возможностью генерировать внеторакальное давление и подавать это отрицательное внеторакальное давление к телу пациента.

Рассмотрим теперь фиг.4, на ней представлен кирасный респиратор 40 (такой как, без ограничений, кирасный респиратор Soft Shell Chest Shell производства компании Respironics, Inc., Муррисвилль, Пенсильвания), предназначенный для использования с системой 1 вентиляции и системой 1' вентиляции. Кирасный респиратор 40 включает в себя жесткую оболочку 41 с уплотнительной подушкой 42, расположенной вокруг ее кромки. Кирасный респиратор 40 помещают на грудную клетку пациента и его брюшную полость, и закрепляют на теле пациента с помощью множества ленточек (не показаны). Оболочка 41 и уплотнительная подушка 42 обеспечивают камеру с малыми размерами над грудной клеткой пациента и брюшной полостью. Отверстие 43 выполнено так, что оно соединяется с генератором 12 отрицательного давления (таким как, без ограничений, NEV-100 для неинвазивного внеторакального вентилятора, также производства Respironics, Inc.). Отверстие 43 продолжается через оболочку 41 таким образом, что входной трубопровод 13 от генератора 12 отрицательного давления сообщается по текучей среде с малой камерой над грудной клеткой и брюшной полостью пациента. Кирасный респиратор 40 выполнен так, что он преобразует поток газа 15 отрицательного давления от генератора 12 отрицательного давления в отрицательное внеторакальное давление, которое подают к телу пациента.

На фиг.5 иллюстрируется обертка 50 для тела (такая как, без ограничений, костюм для тела Nu-Mo производства компании Respironics, Inc.), предназначенная для использования с системой 1 вентиляции и системой 1' вентиляции. Когда она надета, обертка 50 для тела выполнена так, что она закрывает грудную клетку и брюшную полость пациента. Обертка 50 для тела включает в себя ткань 51, которая не пропускает воздух. Обертка 50 для тела герметично закрывается с использованием застежки 54 - молнии и множества ремешков 52. Отверстие 53 выполнено с возможностью соединения его с генератором 12 отрицательного давления (таким как, без ограничений, неинвазивный внеторакальный вентилятор NEV-100). Отверстие 53 продолжается через ткань 51 таким образом, что входной трубопровод 13 генератора 12 отрицательного давления сообщается по текучей среде с пространством между оберткой 50 для тела и телом пациента. Обертка 50 для тела выполнена так, что она преобразует поток газа 15 отрицательного давления от генератора 12 отрицательного давления в отрицательное внеторакальное давление, которое подают к телу пациента.

На фиг.6 иллюстрируется танковый респиратор 60 (такой как, без ограничений, танковый респиратор Porta-Lung® производства компании Porta-Lung, Incorporated, г. Денвер, Колорадо), предназначенный для использования с системой 1 вентиляции легких и системой 1' вентиляции. Танковый респиратор 60 включает в себя цилиндрическое основание 63 с дверцей 62. Один конец танкового респиратора 60 включает в себя отверстие 65, имеющее уплотнительную рубашку 66. Пациент влезает внутрь камеры 64 и пропускает свою голову через отверстие 65 таким образом, что рубашка 66 образует уплотнение вокруг шеи пациента. Дверцу 62 затем закрывают и закрепляют на основании 63, формируя, таким образом, непроницаемую для воздуха камеру 64. Танковый респиратор 60 закрывает все тело пациента, за исключением его головы. Отверстие 67 продолжается через основание 63 и соединено со входным трубопроводом 13 таким образом, что генератор 12 отрицательного давления сообщается по текучей среде с камерой 64. В соответствии с этим, танковый респиратор 60 выполнен так, что он преобразует поток газа 15 отрицательного давления от генератора 12 отрицательного давления в отрицательное внеторакальное давление, которое подают к телу пациента.

На фиг.7-8 иллюстрируются различные примерные интерфейсы 8 пациента, которые можно использовать с системой 1 вентиляции и системой 1' вентиляции. Предусматривается, однако, что другие интерфейсы 8 пациента можно использовать так, что они остаются в пределах объема настоящего изобретения.

На фиг.7 показана полнолицевая маска 70 (такая как, без ограничений, ComfortFull Full-Face Mask, производства Respironics, Inc., г.Муррисвилль, Пенсильвания) для использования с системой 1 вентиляции и системой 1' вентиляции. Маска 70 включает в себя оболочку 71 из поликарбоната с подушкой 72, расположенной вокруг ее кромки. Маска 70 выполнена с возможностью помещения ее поверх носа и рта пациента, и ее закрепляют на пациенте с помощью оголовья, состоящего из множества ремешков (не показаны), которые пропущены через соответствующие соединители 74. Оболочка 71 и подушка 72 образуют малую камеру над носом и ртом пациента. Коленчатый патрубок 73 установлен для соединения с генератором 2 положительного давления (таким как, без ограничений, система вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision®, производства компании Respironics, Inc.). Коленчатый патрубок 73 также соединен с отверстием (не показано), которое продолжается через оболочку 71 таким образом, что когда он соединен, генератор 2 положительного давления сообщается по текучей среде с малой камерой над носом и ртом пациента. Маска 70 выполнена так, что она подает поток газа 5 положительного давления от генератора 2 положительного давления в дыхательные пути пациента.

На фиг.5 иллюстрируется носовая маска 80 (такая как, без ограничений, ComfortClassic Nasal Mask компании Respironics, Inc., Муррисвилль, Пенсильвания), предназначенная для использования с системой 1 вентиляции и системой 1' вентиляции. Маска 80 включает в себя оболочку 81 из поликарбоната с подушкой 82, которая расположена вокруг ее кромки. Маска 80 выполнена с возможностью размещения поверх носа пациента, и ее закрепляют на пациенте с помощью оголовья, имеющего множество ремешков (не показаны), которые пропущены через соответствующие соединители 84 и соединены с лобным держателем 85. Оболочка 81 и подушка 82 обеспечивают малую камеру над носом пациента. Коленчатый патрубок 83 выполнен с возможностью соединения с генератором 2 положительного давления (таким как, без ограничений, система вспомогательной искусственной вентиляции легких BiPAP® Vision® производства компании Respironics, Inc.).

Коленчатый патрубок 83 также соединен с отверстием (не показано), которое продолжается через оболочку 81 таким образом, что когда он подключен, генератор 2 положительного давления сообщается по текучей среде с малой камерой над носом пациента. Маска 80 выполнена с возможностью подавать поток газа 5 с положительным давлением от генератора 2 положительного давления в дыхательные пути пациента.

Хотя настоящее изобретение было описано в контексте неинвазивной вентиляции с положительным давлением и вентиляции с отрицательным давлением, предусматривается, что вентиляция с положительным давлением и/или вентиляция с отрицательным давлением могут быть поданы пациенту инвазивно (например, с помощью эндотрахеальной интубации, трахеостомической трубки, ларингеальной маски дыхательных путей и т.д.). Например, компонент 20 положительного давления может включать в себя вентилятор (такой как, без ограничений, портативный вентилятор PLV® Continuum производства компании Respironics, Inc.) и эндотрахеальную трубку (такую как, без ограничений, эндотрахеальная трубка производства Mallinckrodt, Shiley, Portex или Bivona) для инвазивной вентиляции с положительным давлением.

Кроме того, хотя изобретение было подробно описано с целью иллюстрации, на основе того, что в настоящее время рассматривается как наиболее практичные и предпочтительные варианты воплощения, следует понимать, что такие подробности предназначены исключительно для иллюстрации и что изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами воплощения, а наоборот, оно предназначено для охвата модификаций и эквивалентных компоновок, которые находятся в пределах сущности и объема приложенной формулы изобретения. Например, следует понимать, что в настоящем изобретении предусматривается, что в возможной степени одно или более свойств любого варианта воплощения можно комбинировать с одним или более свойствами любого другого варианта воплощения.