система и способ подачи и совместного использования дыхательного газа

Формула изобретения

1. Изолирующее устройство для дыхания пациента, предназначенное для связи с аппаратом искусственной вентиляции легких и содержащее:

подвижную перегородку, имеющую движущую сторону на первой стороне подвижной перегородки и сторону пациента на второй стороне подвижной перегородки;

корпус, расположенный вокруг подвижной перегородки, причем корпус имеет вентиляционное отверстие, выполненное с возможностью воздушного сообщения с аппаратом искусственной вентиляции легких;

регулятор давления на впуске, сообщающийся по текучей среде с движущей стороной подвижной перегородки; и

регулятор давления на выпуске, регулирующий положительное давление в конце выдоха (ПДКВ), сообщающийся по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки,

при этом регулятор давления на выпуске выполнен с возможностью поддержания более высокого давления в конце выдоха, чем установлено на аппарате искусственной вентиляции легких.

2. Изолирующее устройство по п.1, дополнительно содержащее скруббер СО₂, сообщающийся по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки.

3. Изолирующее устройство по п.1, в котором подвижная перегородка является эластичным мешком.

4. Изолирующее устройство по п.1, в котором подвижная перегородка состоит из эластичного материала.

5. Изолирующее устройство по п.1, в котором подвижная перегородка содержит сильфон и диафрагму.

6. Изолирующее устройство по п.1, дополнительно содержащее датчик положения, определяющий положение подвижной перегородки.

7. Изолирующее устройство по п.1, в котором корпус имеет отверстие для свежего газа для подачи свежего газа от источника свежего газа, причем отверстие для свежего газа сообщается по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки.

8. Изолирующее устройство по п.1, дополнительно содержащее выпускную линию, отходящую от корпуса, причем выпускная линия сообщается по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки.

9. Изолирующее устройство по п.1, в котором регулятор давления на впуске содержит эластичную трубу и зажим.

10. Изолирующее устройство по п.1, в котором регулятор давления на выпуске содержит эластичную трубу и зажим.

11. Изолирующее устройство по п.1, в котором регулятор давления на выпуске содержит резистор Старлинга.

12. Изолирующее устройство по п.1, дополнительно содержащее соединительный фал, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец соединен с подвижной перегородкой, а второй конец соединен с корпусом.

13. Изолирующее устройство по п.1, дополнительно содержащее пневмотахометр, соединенный с вентиляционным отверстием и измеряющий объем газа, идущего в и/или из корпуса.

14. Изолирующее устройство по п.1, в котором корпус дополнительно содержит отверстие пациента, сообщающееся по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки и выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с пациентом.

15. Изолирующее устройство по п.14, дополнительно содержащее пневмотахометр, соединенный с отверстием пациента и измеряющий объем газа, идущего в и/или из корпуса.

16. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких, содержащая:

аппарат искусственной вентиляции легких;

по меньшей мере, два изолирующих устройства по п.1 для подачи газа, по меньшей мере, двум пациентам и предотвращения поступления газа от пациентов к аппарату искусственной вентиляции легких, причем каждое изолирующее устройство находится в воздушном сообщении с аппаратом искусственной вентиляции легких.

17. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.16, в которой каждое из, по меньшей мере, двух изолирующих устройств дополнительно содержит:

подвижную перегородку, имеющую сторону пациента на первой стороне перегородки и движущую сторону на второй стороне перегородки; и

корпус, расположенный вокруг подвижной перегородки, причем корпус имеет впуск, соединенный с аппаратом искусственной вентиляции легких и сообщающийся по текучей среде с движущей стороной подвижной перегородки.

18. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.17, в которой каждое из, по меньшей мере, двух изолирующих устройств дополнительно содержит:

регулятор давления, сообщающийся по текучей среде с движущей стороной подвижной перегородки: и

регулятор давления на выпуске для регулирования положительного давления в конце выдоха (ПДКВ), сообщающийся по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки.

19. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой, по меньшей мере, одно из изолирующих устройств дополнительно содержит скруббер СО₂, сообщающийся по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки.

20. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой подвижной перегородкой является эластичный мешок.

21. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой подвижная перегородка состоит из эластичного материала.

22. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой подвижная перегородка содержит сильфон и диафрагму.

23. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой, по меньшей мере, одно из изолирующих устройств дополнительно содержит датчик положения, определяющий положение подвижной перегородки.

24. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, дополнительно содержащая пневмотахометр для измерения объема дыхательного газа, причем пневмотахометр присоединен между впуском и аппаратом искусственной вентиляции легких.

25. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.24, дополнительно содержащая регулирующий контур, соединенный с пневмотахометром и с регулятором давления на впуске, причем регулирующий контур использует измерение объема газа пневмотахометром для регулирования предельных характеристик давления регулятора давления на впуске.

26. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.25, в которой регулятор давления на впуске содержит:

эластичную трубу, соединенную между пневмотахометром и впуском;

зажим, выполненный с возможностью варьированного перекрытия эластичной трубы;

при этом регулирующий контур способен использовать измерение объема газа пневмотахометром для регулирования степени перекрытия эластичной трубы зажимом.

27. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой корпус имеет отверстие свежего газа для получения свежего газа от источника свежего газа, сообщающееся по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки.

28. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, дополнительно содержащая выпускную линию, отходящую от стороны пациента корпуса.

29. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой регулятор давления на впуске содержит эластичную трубу и зажим.

30. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой регулятор давления на выпуске содержит эластичную трубу и зажим.

31. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой регулятор давления на выпуске содержит резистор Старлинга.

32. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой, по меньшей мере, одно из изолирующих устройств дополнительно содержит соединительный фал, имеющий первый конец и второй конец, причем первый конец соединен с подвижной перегородкой, а второй конец соединен с корпусом.

33. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой, по меньшей мере, одно из изолирующих устройств дополнительно содержит регулирующий клапан ПДКВ.

34. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.18, в которой корпус, по меньшей мере, одного из изолирующих устройств дополнительно содержит отверстие пациента, сообщающееся по текучей среде со стороной пациента подвижной перегородки и выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с пациентом.

35. Система совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких по п.34, в которой, по меньшей мере, одно из изолирующих устройств дополнительно содержит пневмотахометр, соединенный с отверстием пациента и измеряющий объем газа, идущего в и/или из корпуса.

36. Способ совместного использования единственного аппарата искусственной вентиляции легких, по меньшей мере, двумя пациентами, содержащий следующие этапы:

обеспечение аппарата искусственной вентиляции легких;

обеспечение первого изолирующего устройства по п.1, имеющего впуск, соединенный с аппаратом искусственной вентиляции легких;

обеспечение второго изолирующего устройства по п.1, имеющего впуск, соединенный с аппаратом искусственной вентиляции легких;

использование аппарата искусственной вентиляции легких для приведения в действие дыхательного цикла в каждом из первого и второго изолирующих устройств и

использование первого изолирующего устройства для обеспечения механической вентиляции легких первого пациента и второго изолирующего устройства для обеспечения механической вентиляции легких второго пациента.

37. Способ по п.36, при котором каждое из первого и второго изолирующих устройств дополнительно содержит подвижную перегородку для отделения газа на движущей стороне изолирующего устройства от газа на стороне пациента изолирующего устройства, при этом впуск находится на движущей стороне изолирующего устройства.

38. Способ по п.37, в котором каждое из первого и второго изолирующих устройств дополнительно содержит регулятор давления на впуске на движущей стороне каждого устройства.

39. Способ по п.37, в котором каждое из первого и второго изолирующих устройств дополнительно содержит регулятор давления на выпуске на стороне пациента каждого устройства.

40. Способ улучшения работы аппарата искусственной вентиляции легких, содержащий следующие этапы:

обеспечение аппарата искусственной вентиляции легких;

обеспечение изолирующего устройства, имеющего подвижную перегородку для отделения газа на движущей стороне изолирующего устройства от газа на стороне пациента изолирующего устройства, причем изолирующее устройство имеет впуск на движущей стороне, соединенной с аппаратом искусственной вентиляции легких, регулятор давления на впуске на движущей стороне и регулятор давления на выпуске на стороне пациента;

использование аппарата искусственной вентиляции легких для осуществления дыхательного цикла в изолирующем устройстве и

использование изолирующего устройства для обеспечения механической вентиляции легких пациента,

при этом регулятор давления на выпуске выполнен с возможностью поддержания более высокого давления в конце выдоха, чем установлено на аппарате искусственной вентиляции легких.

Описание изобретения к патенту

бласть техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к аппаратам искусственной вентиляции легких пациентов. Настоящее изобретение может включать в себя одно или более изолирующих устройств, соединенных с аппаратом искусственной вентиляции легких пациента, и они могут использоваться для обеспечения дыхательного газа для одного или более пациентов.

Предпосылки создания изобретения

Термин «аппарат искусственной вентиляции легких» используется здесь для совместного обозначения респираторов и аппаратов искусственной вентиляции легких, включая различные аппараты искусственной вентиляции легких высокой частоты. В больнице пациенты могут нуждаться в аппарате искусственной вентиляции легких, когда они не могут дышать сами по себе. Аппараты искусственной вентиляции легких являются дорогостоящими установками, и, следовательно, больницы стараются не иметь большое число излишних аппаратов искусственной вентиляции легких. Пандемии являются относительно редкими, но потенциально ужасающе массовыми несчастными случаями. Имелось три пандемии гриппа в последнее столетие, и предполагаемые 32 за последние 400 лет. В случае пандемии, такой которая могла быть вызвана мутантной формой гриппа H5N1, которая является уже эндемией у диких птиц и домашних птиц по всей Азии, число пациентов, которые нуждаются в аппаратах искусственной вентиляции легких, может превысить имеющееся снабжение. Оценки величины дефицита показывают, что от 30% до более 200% аппаратов искусственной вентиляции легких будет требоваться в обстановке пандемии. В условиях такого дефицита врачи могут столкнуться с неприятным решением прекращения использования аппарата искусственной вентиляции легких одним пациентом, с тем, чтобы другой пациент мог использовать его, или удержать аппарат искусственной вентиляции легких от поддержания нового нуждающегося пациента. В некоторых случаях прекращение или отказ в обеспечении использования аппарата искусственной вентиляции легких даже временно будет давать длительное время восстановления пациента, вред здоровью пациента или даже потерю жизни пациента.

Единственный аппарат искусственной вентиляции легких может использоваться для поддержания нескольких пациентов одновременно, увеличивая в результате число обрабатываемых пациентов, но существующая технология не предотвращает перекрестное заражение. Т.е., когда пациенты пользуются совместно аппаратом искусственной вентиляции легких с использованием существующей технологии, болезни, бактерии и вирусы, принесенные одним пациентом, могут заражать окружающую среду и оборудование, используемое другим пациентом, и могут быть непосредственно перенесены к другому пациенту. Кроме того, существующая технология совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких сильно ограничивает способность приводить в соответствие отдельной дыхательной потребности каждого отдельного пациента, потому что не предусмотрен механизм приведения в соответствие отдельно дыхательной потребности каждого пациента, такой как, например, индивидуализированный дыхательный объем, пиковое давление, концентрация кислорода и положительное давление в конце выдоха ( PEEP ).

Отсутствует предшествующее описание использования круга возвратного дыхания для обеспечения асептического совместного использования аппарата искусственной вентиляции легких среди двух или более пациентов. Патент США № 6675799 («799-патент») описывает устройство возвратного дыхания, которое предназначено изолировать отдельного пациента от его/ее аппарата искусственной вентиляции легких, обслуживания и окружающей среды. Однако 799-патент не раскрывает, как вентилировать легкие более одного пациента в одно и то же время с использованием единственного аппарата искусственной вентиляции легких. Также 799-патент не направляет: (1) как снизить дыхательный объем пациента ниже объема, подаваемого в устройство совместного используемого аппарата искусственной вентиляции легких; (2) как ограничить пиковое давление дыхательных путей ниже установленного на совместно используемом аппарате искусственной вентиляции легких; (3) как индивидуализировать концентрацию кислорода пациентов, совместно использующих аппарат искусственной вентиляции легких; (4) как увеличить РЕЕР выше установленного совместно используемым аппаратом искусственной вентиляции легких; или (5) как сохранять кислород, когда несколько пациентов совместно используют аппарат искусственной вентиляции легких, каждое из которых может быть существенным для индивидуализации параметров пациентов в процессе совместной вентиляции легких. Путем сравнения изолирующее устройство согласно настоящему изобретению имеет способность изменять условия подачи дыхательного газа и поэтому индивидуализировать характеристики получения пациентами дыхательного газа с использованием аппарата искусственной вентиляции легких, который может обслуживать совместно несколько пациентов. Указанная способность изменять условия, в которых дыхательный газ может быть подан пациенту с использованием одноразового устройства, обеспечивает недорогостоящий аппарат искусственной вентиляции легких, имеющий небольшое усовершенствование, способность подавать дыхательный газ, имеющий лучше определенные характеристики давления, объема и концентрации кислорода, пациенту.

Кроме того, аппараты искусственной вентиляции легких работают при использовании сжатого газа для механической вентиляции легких пациента при увеличении давления в дыхательных путях пациента. Обычно аппарат искусственной вентиляции легких требует как сжатый воздух, так и сжатый кислород в различных соотношениях в зависимости от потребностей пациента. Менее дорогостоящие аппараты искусственной вентиляции легких, подобные аппаратам искусственной вентиляции легких, накопленным для пандемической готовности, могут не осуществлять эффективное использование подаваемых газов. Указанная неэффективность является не имеющей значение с точки зрения сжатого воздуха, поскольку в больницах механические компрессоры могут быть использованы для обеспечения непрерывной подачи сжатого воздуха на месте, так что дефицит сжатого воздуха не ожидается даже во время пандемии. Сжатый кислород, однако, обычно производится поставщиками газа, расположенными на стороне, и обычно поставляется в больницы как сжатый кислород в танках или как жидкий кислород. Во время пандемии дефицит как сжатого, так и жидкого кислорода не ожидается. Для получения кислорода для спонтанно дышащих пациентов могут использоваться концентраторы кислорода, но они не могут использоваться с большинством аппаратов искусственной вентиляции легких, поскольку большинство аппаратов искусственной вентиляции легких требуют подачу сжатого газа при давлении выше, чем может быть создано обычным концентратором кислорода. Поэтому было бы предпочтительно иметь систему, которая снижает количество кислорода, необходимого для механической вентиляции при использовании только сжатого воздуха для мощного раздувания легких, и эффективное устройство возвратного дыхания для подачи кислорода пациенту. Отсутствует прежде описанное средство сохранения доступного кислорода при использовании недорогостоящих аппаратов искусственной вентиляции легких, чтобы справиться с ожидаемым дефицитом сжатого кислорода или при дефиците более передовых аппаратов искусственной вентиляции легких. Использование устройства возвратного дыхания для сохранения кислорода будет способствовать удовлетворению указанных потребностей.

Во время массового несчастного случая развертывание одноразовых изоляционных устройств для сохранения кислорода и преобразование недорогостоящих неусовершенствованных кислородрасточающих аппаратов искусственной вентиляции легких в экономичные, еще более усовершенствованные, кислородсберегающие изолирующие аппараты искусственной вентиляции легких может спасти жизни. Это не предусмотрено 799-патентом.

Краткое описание изобретения

Настоящее изобретение может быть осуществлено как устройство для изолирования аппарата искусственной вентиляции легких от одного или более пациентов. Такое устройство может иметь корпус и подвижную перегородку. Подвижная перегородка может быть соединена с корпусом и иметь сторону пациента перегородки и движущую сторону перегородки. Аппарат искусственной вентиляции легких может быть соединен с корпусом на движущей стороне перегородки, так что аппарат искусственной вентиляции легких способен перемещать перегородку. Изолирующее устройство может включать в себя регулятор давления на впуске на движущей стороне и/или регулятор давления на выпуске на стороне пациента. Указанные регуляторы могут изменять условия подачи (включая, но не ограничиваясь этим, давление и объем) дыхательного газа, подаваемого пациенту.

Настоящее изобретение может быть осуществлено как система, которая включает в себя аппарат искусственной вентиляции легких и два или более изолирующих устройств, которые могут быть подобными описанным выше. Такая система может быть использована для обеспечения дыхательным газом более одного пациента при использовании аппарата искусственной вентиляции легких. В системе данного варианта осуществления изобретения регуляторы давления на впуске и/или регуляторы давления на выпуске могут использоваться для индивидуализирования условий подачи дыхательного газа, подаваемого каждому пациенту в соответствии с его или ее потребностями.

Настоящее изобретение может быть осуществлено как способ применения аппарата искусственной вентиляции легких для обеспечения дыхательным газом, по меньшей мере, двух пациентов с помощью аппарата искусственной вентиляции легких и, по меньшей мере, двух изолирующих устройств. Изолирующие устройства могут быть подобными описанным выше и могут включать в себя регуляторы давления на впуске и/или на выпуске для индивидуализирования условий подачи дыхательного газа, подаваемого каждому пациенту в соответствии с его или ее потребностями.

Настоящее изобретение может быть осуществлено как способ улучшения характеристики аппарата искусственной вентиляции легких. Способ данного варианта осуществления изобретения может использовать аппарат искусственной вентиляции легких и изолирующее устройство, подобное описанным выше, которое включает в себя регулятор давления на впуске и/или регулятор давления на выпуске для изменения условий подачи дыхательного газа, подаваемого пациенту.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания природы и целей настоящего изобретения будет сделана ссылка на последующее описание и на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - диаграмма устройства согласно настоящему изобретению;

фиг.2 - схема системы согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.3 - схема системы согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения;

фиг.4 - схема, показывающая детали согласно варианту осуществления настоящего изобретения, представленного на фиг.2;

фиг.5 - диаграмма одного типа регулятора давления на впуске;

фиг.6 - диаграмма, показывающая точки измерения давления, согласно варианту осуществления изобретения;

фиг.7А - диаграмма резистора Старлинга, показанного в замкнутой (перекрытой) конфигурации;

фиг.7В - диаграмма резистора Старлинга, показанного в открытой конфигурации;

фиг.8 - диаграмма устройства, имеющего пневмотахометр, согласно другому варианту осуществления изобретения;

фиг.9 - диаграмма устройства, использующего сильфон, согласно другому варианту осуществления изобретения;

фиг.10 - деталь вентиляционного пути и часть корпуса в другом варианте осуществления изобретения, показывающем альтернативное расположение ПДКВ-клапана;

фиг.11 - технологическая карта способа согласно настоящему изобретению; и

фиг.12 - технологическая карта способа согласно другому варианту осуществления изобретения.

Подробное описание изобретения

Настоящее изобретение может быть осуществлено как устройство для изолирования аппарата искусственной вентиляции легких от одного или более пациентов. На фиг.1 показано изолирующее устройство 10 согласно настоящему изобретению. Изолирующее устройство 10 может иметь корпус 13, расположенный вокруг подвижной перегородки 16. Подвижная перегородка 16 может быть соединена с корпусом 13 и иметь сторону 22 пациента подвижной перегородки 16 и движущую сторону 25 подвижной перегородки 16. Подвижная перегородка 16 может быть в форме эластичного мешка. Изолирующее устройство 10 может включать в себя регулятор давления на впуске 82 в газообразном сообщении с движущей стороной 25 . Регулятор 82 давления на впуске может регулировать давление дыхательного газа, находящегося на движущей стороне 25 . Регулятор 82 давления на впуске может также ограничивать давление на движущей стороне 25 до требуемого максимума («пиковое давление»). Изолирующее устройство 10 может включать в себя регулятор 84 давления на выпуске, сообщающийся по текучей среде со стороной 22 пациента подвижной перегородки 16. Регулятор 84 давления на выпуске может регулировать давление в корпусе 13 на стороне 22 пациента во время выдоха и может использоваться для генерирования РЕЕР на стороне 22 пациента, которое отличается от РЕЕР аппарата искусственной вентиляции легких, например, ограничивая выход газа из корпуса 13 на сторону 22 пациента, таким образом, поддерживая более высокое давление в конце выдоха, чем может быть установлено на аппарате искусственной вентиляции легких.

Корпус 13 также может иметь вентиляционное отверстие 28 , сообщающееся по текучей среде с движущей стороной 25 , которое выполнено с возможностью сообщения по текучей среде с аппаратом 29 искусственной вентиляции легких. Корпус 13 также может иметь отверстие 31 для вдоха пациента, сообщающееся по текучей среде со стороной 22 пациента, которое выполнено с возможностью сообщения по текучей среде с пациентом. Корпус 13 также может иметь смещенное впускное отверстие 33, сообщающееся по текучей среде со стороной 22 пациента, выполненное с возможностью сообщения по текучей среде с источником 80 свежего вдыхаемого газа. Корпус 13 также может иметь возвратное отверстие 36 для выдоха пациента, сообщающееся по текучей среде со стороной 22 пациента. Изолирующее устройство 10 может также включать скруббер 55 СО₂, сообщающийся по текучей среде со стороной 22 пациента для снижения уровня СО ₂ в газе, который возвращается к пациенту в процессе возвратного дыхания. Такой скруббер 55 может быть расположен так, что дыхательный газ из корпуса 13 проходит через скруббер 55 к пациенту при вдохе, и/или так, что дыхательный газ от пациента идет через скруббер 55 в корпус 13 при выдохе. На фиг.4 изображен скруббер 55, соединенный с «Пациентом 1» посредством линии 96 выдоха, и другой скруббер 55, соединенный с «Пациентом 2» посредством линии 98 вдоха.

На фиг.2 показано, что настоящее изобретение может быть осуществлено так же, как система 15 совместного использования дыхательного газа. В такой системе 15 предусмотрены аппарат 29 искусственной вентиляции легких и, по меньшей мере, два изолирующих устройства 12. Аппарат 29 искусственной вентиляции легких может быть соединен с впуском 16 каждого из изолирующих устройств 12 посредством вентиляционного пути 42 . Изолирующие устройства 12 могут быть многих типов, известных в технике, например, типа, рассмотренного в 799-патенте, или типа, описанного выше. На фиг.3 схематически изображен другой вариант системы 17 совместного использования дыхательного газа, в которой показаны четыре изолирующих устройства 12 . Один пациент может быть соединен с каждым изолирующим устройством 12.

На фиг.4 изображена система 20 подачи дыхательного газа согласно другому варианту осуществления изобретения. Система 20 на данной фигуре показана с двумя пациентами, которые вентилируются единственным аппаратом 29 искусственной вентиляции легких и используют два изолирующих устройства 40, которые действуют подобно описанному выше. Каждый корпус 13 может быть выполнен из более одной части, например, часть корпуса 13 на стороне 22 пациента может быть одной частью, а часть на движущей стороне 25 может быть другой частью. Часть корпуса 13 на стороне 22 пациента может получать свежий газ от источника 80 свежего газа. Поток свежего газа может регулироваться регулятором 78, и свежий газ может быть изменен кондиционером 99. Кондиционером 99 может быть, например, выпарной аппарат, распылитель, мешалка, смеситель, увлажнитель или любая комбинация указанных устройств. На фиг.4 показано, что пациенты могут быть соединены кругами возвратного дыхания, и что круги возвратного дыхания могут включать в себя контрольные клапаны 66, 63 и скруббер 55 СО₂.

При работе аппарат 29 искусственной вентиляции легких может быть настроен, чтобы обеспечивать либо: (1) пиковое давление и желательное давление в конце выдоха («вариант давления»), или: (2) желательный дыхательный объем и давление в конце выдоха («объемный вариант»). При работе в варианте давления изолирующее устройство 40 может быть обеспечено пиковым давлением и давлением в конце выдоха аппарата 29 искусственной вентиляции легких, и пациент будет получать дыхательный объем, определяемый его грудной клеткой. Если более одного изолирующего устройства 40 (и поэтому более одного пациента) соединяется с аппаратом 29 искусственной вентиляции легких в варианте давления, тогда любой отдельный пациент будет получать дыхательный объем, определяемый его грудной клеткой. Однако, в таком случае дыхательный объем может быть неподходящим для данного пациента; например, пиковое давление может вызвать дыхательный объем, который является слишком низким для данного пациента, таким образом, не подавая достаточно кислорода пациенту или не удаляя достаточно углекислого газа от этого пациента. Для того, чтобы избежать такой ситуации, пиковое давление может быть выбрано так, чтобы адекватно вентилировать наиболее жесткие легкие среди легких, которые должны вентилироваться, при условии, что пиковое давление не превышает некоторый безопасный верхний предел (например, 35-50 см воды).

Пиковое давление, подаваемое к отдельному изолирующему устройству 10 может быть снижено ниже пикового давления аппарата 29 искусственной вентиляции легких при использовании регулятора давления на впуске 82 (фиг.1), который может частично или полностью перекрывать вентиляционный путь 42, который соединяет аппарат 29 искусственной вентиляции легких с изолирующим устройством 10. На фиг.5 показан один такой регулятор 82 давления на впуске, который использует зажим 86 перекрытия вентиляционного пути при работе с эластичной трубой 88. Регулирующий сигнал может быть подан на регулятор 82 давления на впуске, например, датчиком 87 давления. Повторное открытие указанного регулятора 82 давления на впуске может быть инициировано последующим сигналом в ответ, например, на падение давления в аппарате 29 искусственной вентиляции легких ниже давления изолирующего устройства 10, которое может быть измерено, например, датчиком 45 давления ниже по потоку. Такое падение давления в аппарате 29 искусственной вентиляции легких (ниже давления изолирующего устройства 40) может иметь место при пуске выдыхательного цикла настроенного аппарата 29 искусственной вентиляции легких, если регулятор 82 давления на впуске перекрыл трубу 88.

В системе 20 настоящего изобретения аппарат 29 искусственной вентиляции легких может служить как блок синхронизации для установки респираторного цикла и энергии механической вентиляции легких одного или более пациентов посредством изолирующего устройства (изолирующих устройств) 40. По этой причине аппарат 29 искусственной вентиляции легких не должен быть дорогостоящим усовершенствованным устройством, т.к. изолирующее устройство 40 может регулировать отдельные параметры пациента, такие как, например, дыхательный объем пациента, пиковое давление дыхательных путей и ПДКВ. Поэтому должно быть понятно, что аппаратом 29 искусственной вентиляции легких могут быть (среди прочего) механический аппарат искусственной вентиляции легких, ручной аппарат искусственной вентиляции легких, такой как амбулаторный мешок или устройство непрерывного положительного давления дыхательных путей («СРАР»), которое только подает постоянное положительное давление дыхательных путей.

Аппараты 29 искусственной вентиляции легких (особенно менее дорогостоящие модели) могут использовать большие объемы газа для осуществления вентиляционной функции. Кроме того, указанные устройства могут быть «текущими», в которых часть газа, подаваемого аппаратом искусственной вентиляции легких, может теряться благодаря утечкам или другим неэффективностям и поэтому неполностью подаваться пациенту. Когда аппараты искусственной вентиляции легких питаются газом, дополненным кислородом, утечки могут вызвать неэффективное использование указанного дополненного кислорода, источник чего может быть в короткой подаче. В системе 20 настоящего изобретения аппарат искусственной вентиляции легких может использовать комнатный воздух от компрессора для перемещения перегородки 16 в изолирующем устройстве (устройствах) 40. Это может облегчить необходимость питания возможно неэффективного аппарата 29 искусственной вентиляции легких как сжатым воздухом, так и сжатым кислородом, как требовалось бы при использовании аппарата 29 искусственной вентиляции легких для прямой вентиляции пациента без использования изолирующего устройства (устройств) 40. При использовании сжатого воздуха в аппарате 29 искусственной вентиляции легких для перемещения перегородки 16 в изолирующем устройстве (устройствах) 40 потребность в кислороде каждого пациента может быть удовлетворена подачей дополнительного кислорода непосредственно к каждому изолирующему устройству 40, где кислород может использоваться более эффективно. Источник 80 свежего газа может включать в себя систему подачи кислорода из емкости жидкого кислорода, баллона сжатого газа или концентратора кислорода. Скорости потока свежего газа могут быть выбраны независимо для каждого изолирующего устройства 40. Скорости потока свежего газа могут быть для полного заполнения легких при оптимальном пиковом давлении в сомкнутом зажиме 86 перекрытия вентиляционного пути. Для того, чтобы сделать так, зажим 86 перекрытия может оставаться несомкнутым, тогда как аппарат 29 искусственной вентиляции легких может использоваться для подачи вдыхаемого газа пациенту, а когда аппарат 29 искусственной вентиляции легких достигает заданного давления, например, его пикового давления, зажим 86 перекрытия может быть сомкнут, и поток свежего газа может тогда использоваться для увеличения дыхательного объема выше снабжаемого аппаратом 29 искусственной вентиляции легких.

Кондиционером 99 может быть, например, смеситель для смешивания кислорода и воздуха при индивидуализированной концентрации кислорода в газе, подаваемом в часть изолирующего устройства 40 на стороне 22 пациента. Круг возвратного дыхания может использоваться для более полного использования свежего газа, поступающего в часть изолирующего устройства 40 на стороне 22 пациента. При использовании круга возвратного дыхания система 20 может использовать низкие скорости потока свежего газа, и это может снизить использование кислорода в фракции, что требовалось бы в ином случае.

При регулировании давления в конце выдоха сигнал к регулятору 82 давления на впуске может также использоваться для управления регулятором 84 давления на выпуске (смотри фиг.1 и 6) для перекрытия выпускной линии 72 газа (смотри фиг.1 и 2) и для предотвращения прохода выходящего газа в часть изолирующего устройства 10, 40 на стороне 22 пациента в процессе вдоха. Как вариант резистор Старлинга может использоваться для регулирования высвобождения газа из части изолирующего устройства 10, 40 на стороне 22 пациента, и такой резистор Старлинга может быть соединен так, что давление в изолирующем устройстве 10, 40 может превышать давление в контуре аппарата искусственной вентиляции легких для того, чтобы выпуск оставил часть изолирующего устройства 10, 40 на стороне 22 пациента. На фиг.7А и 7В показан такой резистор 46 Старлинга в закрытой и открытой конфигурации, соответственно, в котором газовый поток от впуска 47 резистора к выпуску 48 резистора регулируется давлением в регулирующей линии 49. При использовании впуск 47 резистора 46 Старлинга может быть соединен с частью изолирующего устройства 10, 40 на стороне 22 пациента, выпуск 48 резистора может быть соединен с выпускной линией 72 газа, и регулирующая линия 49 может быть соединена с вентиляционным путем 42 между корпусом 13 и регулятором давления на впуске 82. Ручное регулирование ПДКВ-клапана 89, расположенного либо до, либо после резистора Старлинга или зажима, может быть тогда использовано для регулирования вверх ПДКВ выше установленного на аппарате 29 искусственной вентиляции легких, когда необходимо изменить ПДКВ пациента, чтобы оно превысило установленное аппаратом 29 искусственной вентиляции легких. Это может иметь дополнительную пользу облегчения опорожнения части изолирующего устройства 10, 40 на движущей стороне 25 перед следующим вдохом, обеспечивая согласованность подаваемого дыхательного объема. В альтернативном варианте, показанном на фиг.10, ПДКВ-клапан может быть расположен на вентиляционном пути 42.

В варианте, показанном на фиг.6, конкретная разность давления между давлением (Р3) на стороне 22 пациента перегородки 16 и давлением (Р2) на движущей стороне 25 перегородки 16 может быть измерена, и пороговая величина может быть затем использована для приведения в действие мер, которые снижают входной газовый поток от аппарата 29 искусственной вентиляции легких к изолирующему устройству 50 перекрытием вентиляционного пути 42, тем самым устанавливая дыхательный объем и давление в конце выдоха пациента. Такая разность давления может быть вызвана, например, устройством 34 смещения положения, таким как, например, соединительный фал, имеющий два конца, причем первый из концов соединен с подвижной перегородкой 16, а второй из концов соединен с корпусом 13. Помимо создания разности давления через перегородку устройство смещения положения может создавать восстанавливающую силу для возврата подвижной перегородки 16 к ее форме и положению покоя. В другом примере разность давления через подвижную перегородку 16 и восстанавливающая сила могут быть созданы упругостью подвижной перегородки 16 или ее средств крепления, например, если подвижная перегородка 16 выполнена из материала, содержащего эластичный материал, такой как, например, латекс. Разность давления через подвижную перегородку 16 может быть использована для управления регулятором 78 свежего газа или регулятором 82 давления на впуске. Разность давления, создаваемая такой восстанавливающей силой, обычно пропорциональна степени смещения подвижной перегородки 16 и поэтому является подходящим показателем дыхательного объема. Последующее падение давления (Р1) в аппарате 29 искусственной вентиляции легких, которое сопровождает ввод в действие выпускного цикла аппарата искусственной вентиляции легких, будет создавать разность давления через регулятор 82 давления на впуске, которая может быть использована как сигнал повторного открытия регулятора 82 давления на впуске.

Утечки воздуха могут иметь место у пациента или могут иметь место в соединениях дыхательных путей, например, около интубационной трубки. Давление Р3 на стороне 22 пациента, когда вентиляционный путь 42 является перегороженным, может быть использовано для обнаружения и реагирования на утечки воздуха на стороне 22 пациента или около соединения пациента. При использовании круга возвратного дыхания утечки воздуха могут создать необходимость в компенсирующем потоке свежего газа для предотвращения потери давления на стороне 22 пациента . Давление Р3 на стороне 22 пациента может быть измерено и сравнено с желаемым значением. Когда давление Р3 является меньше желаемого значения, когда вентиляционный путь 42 является перегороженным, может быть показана утечка воздуха, и поток свежего газа может быть увеличен путем передачи сигнала регулятору 78 входящего потока свежего газа. Указанный механизм создает новый вариант механической вентиляции, который может быть наилучшим образом назван «с компенсированной утечкой, регулируемым давлением, регулируемым объемом».

Давление Р3 на стороне 22 пациента перегородки 16 может быть измерено и сравнено с давлением Р1 аппарата 29 искусственной вентиляции легких для регулирования согласования по времени перекрытия и повторного открытия выпускного пути посредством регулятора 84 давления на выпуске, который может содержать, например, регулятор Старлинга. Например, если регулятор 84 давления на выпуске находится в перекрытом состоянии, и определяется переход, в котором давление Р3 становится большедавлением Р1, тогда может быть указан выдыхательный цикл аппарата искусственной вентиляции легких, и сигнал приведения в действие может быть направлен к регулятору 84 давления на выпуске, заставляя регулятор 84 давления на выпуске открыться.

Другие функции, включая впуск свежего газа и/или сигналы тревоги об отсоединении аппарата искусственной вентиляции легких, могут быть введены в действие давлениями Р1, Р2 и Р3 или соотношением указанных давлений друг с другом. Например, если любое из давлений Р1, Р2 и Р3 остается при 0 фунт/кв.дюйм (0 кПа) в течение периода, когда давление должно быть выше или ниже 0 фунт/кв.дюйм (0 кПа), тогда может прозвучать сигнал тревоги для указания, что аппарат искусственной вентиляции легких может быть отсоединен или выключен. При использовании устройства 34 смещения положения датчик натяжения может быть использован для приведения в действие указанных функций на основе растяжения соединительного фала устройства 34 смещения положения в большей степени, чем на основе разности давления. На фиг.10 изображены вентиляционный путь 42 и корпус 13, показывающие один пример того, когда могут быть размещены датчики 87, 43, 41 давления для измерения давлений Р1, Р3 и разности межу Р1 и Р3, соответственно.

На фиг.8 изображено изолирующее устройство 90 настоящего изобретения, имеющее пневмотахометр 85. Пневмотахометр 85 может быть в воздушном сообщении с движущей стороной 25 и может быть присоединен между регулятором 82 давления на впуске и аппаратом 29 искусственной вентиляции легких. В таком варианте пневмотахометр 85 может измерять дыхательный объем в процессе вдоха, и пневмотахометр 85 может заставить регулятор 82 давления на впуске перекрыть «путь», когда заданный дыхательный объем подан. Регулирующий контур 44 может быть соединен с пневмотахометром 85 и регулятором 82 давления на впуске для того, чтобы использовать сигнал от пневмотахометра 85 для контроля управления регулятором 82 давления на впуске. Пневмотахометр 85 может быть также помещен между отверстием 31 для вдоха пациента и стороной 22 пациента или между пациентом и скруббером 55 СО₂ в линии вдоха пациента. Такой пневмотахометр 85 может быть использован для измерения дыхательных объемов при вдохе и выдохе пациента. Разность в дыхательном объеме на вдохе и выдохе может указывать на утечки в системе и/или может быть использована для управления регулятором 78 свежего газа для регулирования входящего потока свежего газа.

На фиг.9 изображен еще один вариант осуществления настоящего изобретения. В изолирующем устройстве 30 данного варианта подвижная перегородка 16 показана как диафрагма 23 и сильфон 24. Индикатор 26 положения, который может быть расположен на диафрагме 23, может быть использован для генерирования приводящих в действие сигналов для открытия и закрытия регулятора 82 давления на впуске, регулятора 84 давления на выпуске, регулятора 78 свежего газа для подачи свежего газа и/или сигналов тревоги об отсоединении аппарата искусственной вентиляции легких. Индикатором 26 положения может быть датчик натяжения, установленный на соединительном фале или между подвижной перегородкой 16 и корпусом 13. Как вариант, фиг.9 показывает, что индикатором 26 положения может быть оптический или магнитный прибор, который имеет излучатель 92, присоединенный к подвижной перегородке 16, и приемное устройство 94, способное определять положение излучателя 92.

Настоящее изобретение может быть также осуществлено как способ совместного использования единственного аппарата искусственной вентиляции легких, по меньшей мере, двумя пациентами. На фиг.11 представлен один такой способ. Способ согласно настоящему изобретению может содержать этапы обеспечения 100 аппарата искусственной вентиляции легких, обеспечения 110 первого изолирующего устройства, обеспечения 120 второго изолирующего устройства, использование 130 аппарата искусственной вентиляции легких для введения дыхательного цикла в каждом из первого и второго изолирующих устройств и использование 140 первого изолирующего устройства для обеспечения механической вентиляции легких первого пациента и второго изолирующего устройства для обеспечения механической вентиляции легких второго пациента. Первое и второе изолирующие устройства могут быть многих типов, известных в технике, например, типа, рассмотренного в 799-патенте, или типа, описанного выше. Первое и второе изолирующие устройства могут быть или могут не быть оборудованы регулятором давления на впуске и/или регулятором давления на выпуске. Регуляторы давления на впуске и на выпуске могут быть использованы для изменения условий подачи, например, давления и объема газа, подаваемого в легкие пациента для механической вентиляции, по сравнению с условиями газа, подаваемого от аппарата искусственной вентиляции легких для введения дыхательного цикла.

На фиг.12 представлен способ изменения работы аппарата искусственной вентиляции легких, который находится в соответствии с вариантом осуществления изобретения. Способ согласно настоящему изобретению может содержать этапы обеспечения 200 аппарата искусственной вентиляции легких, обеспечения 210 изолирующего устройства, использование 220 аппарата искусственной вентиляции легких для приведения в действие изолирующего устройства, использование 230 изолирующего устройства для обеспечения механической вентиляции легких пациента. Регулятор давления на впуске и регулятор давления на выпуске могут изменять условия подачи, например, давления и объема газа, подаваемого в легкие пациента для механической вентиляции, по сравнению со свойствами газа, подаваемого от аппарата искусственной вентиляции легких для введения дыхательного цикла.

Теперь будет признано, что настоящее изобретение предусматривает систему и способ, по которому единственный аппарат искусственной вентиляции легких может быть использован для асептической вентиляции одного или более пациентов. Кроме того, будет признано, что менее дорогостоящие аппараты искусственной вентиляции легких могут быть использованы для вентиляции одного или более пациентов при обеспечении изолирующих устройств, которые могут индивидуально регулировать дыхательный объем, кислородную фракцию и ПДКВ. Система также способна изолировать аппарат искусственной вентиляции легких от инфекционного пациента и снизить риск передачи инфекции контактным путем лечащему персоналу, который чистит и повторно вводит в действие аппараты искусственной вентиляции легких. Данная система также может позволить снизить количество используемого кислорода, что может быть полезно, когда кислород имеется в дефиците, например, при массовом несчастном случае.

Хотя настоящее изобретение описано по отношению к одному или более частным вариантам осуществления, должно быть понятно, что другие варианты осуществления изобретения могут быть выполнены без отступления от сути и объема настоящего изобретения.