УПРАВЛЯЕМЫЙ ВРУЧНУЮ АППАРАТ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ, БАЛЛОННЫЙ УЗЕЛ И КЛАПАННАЯ КОРОБКА ДЛЯ УПРАВЛЯЕМОГО ВРУЧНУЮ АППАРАТА ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ
MANUAL ARTIFICIAL PULMONARY VENTILATION APPARATUS, BALLOON ASSEMBLY AND VALVE BOX FOR MANUAL ARTIFICIAL PULMONARY VENTILATION APPARATUS

Изобретение относится к управляемым вручную аппаратам искусственной вентиляции легких, к баллонному узлу и к клапанной коробке для управляемого вручную аппарата искусственной вентиляции легких.
Управляемые вручную аппараты искусственной вентиляции известны в практике и обычно содержат респираторную головку, имеющую респираторный канал для соединения с пациентом, которому должна проводиться искусственная вентиляция легких, где респираторный канал соединен через клапанную систему респираторной головки с приточным каналом, соединенным с баллонным узлом для доставки воздуха пациенту через респираторный канал и который дополнительно соединен с отводящим каналом, открывающимся в окружающую среду, для удаления воздуха, выдыхаемого пациентом через респираторный канал, в окружающую среду. В данной заявке баллонный узел содержит упругоэластичный мешок, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие, где во впускное отверстие включен клапан одностороннего действия и где выпускное отверстие соединено с приточным каналом респираторной головки, причем все это выполнено таким образом, что при сдавливании мешка от исходного положения воздух, содержащийся в мешке, выходит через выпускное отверстие и так, что при отпускании мешка он возвращается в исходное положение посредством засасывания воздуха из окружающей среды через впускное отверстие.
Такой управляемый вручную аппарат искусственной вентиляции легких известен специалистам под названием реанимационного аппарата и используется для проведения вручную искусственной вентиляции легких людям или животным, например, в ходе реанимации. Такой аппарат искусственной вентиляции легких имеет простую конструкцию и может легко транспортироваться. Кроме того, аппарат обладает высокой надежностью, вместе с тем требуя минимального технического обеспечения.
Недостаток известного аппарата искусственной вентиляции легких состоит в том, что, таким образом, объем легких пациента может увеличиваться слишком сильно, так что легкие будут чрезмерно растягиваться. Такое перерастяжение легких приводит к повреждению и отмиранию клеток легких, за счет чего способность переноса кислорода легких снижается. Несмотря на то, что через несколько недель клетки легких снова восстанавливаются и снова восстанавливается способность переноса кислорода, именно временное уменьшение способности переноса кислорода легких может причинить значительный ущерб здоровью пациента и даже вызвать смерть пациента.
Чтобы устранить этот недостаток, уже предлагалось включать средство защиты от избыточного давления в респираторную головку для ограничения давления воздуха, подаваемого через респираторный канал, на уровне заданной величины.
Однако на практике было получено, что, несмотря на указанное средство защиты от избыточного давления, перерастяжение легких по-прежнему имеет место в ходе искусственной вентиляции легких.
В изобретении рассматривается управляемый вручную аппарат искусственной вентиляции легких такого типа, как упомянутый во введении, посредством которого эти недостатки могут быть предотвращены с сохранением в то же время преимуществ.
С этой целью аппарат искусственной вентиляции легких, в соответствии с изобретением, отличается тем, что баллонный узел дополнительно имеет средство защиты от избыточного давления для удаления воздуха из мешка в окружающую среду при превышении заранее заданного давления воздуха в мешке.
Было выявлено, что, таким образом, повреждение легких может быть предотвращено на практике. Изобретение основано на понимании того, что в условиях реанимационной суеты и/или в случае использования менее квалифицированным или необученным персоналом мешок может иногда быть сдавлен слишком сильно, таким образом, что может быть создана сильная волна давления, которая может недостаточно быстро быть удалена посредством средства защиты от избыточного давления, включенного в респираторную головку, таким образом, что значительная часть волны давления все еще способна передаваться через респираторную головку в легкие пациента. Особенно при болезни или повреждении легких, активный объем которых ограничен, это может привести к серьезным повреждениям. Посредством снабжения баллонного узла средством защиты от избыточного давления может быть обеспечена возможность быстрого уменьшения волны давления таким образом, что предотвращается достижение волной давления легких пациента через респираторную головку и респираторный канал.
Баллонный узел, в частности мешок, является подходящим местом установки такого средства защиты от избыточного давления, поскольку на баллоне или примыкающих к нему участках является доступным сравнительно большое пространство для сравнительно большой площади оттока средства защиты от избыточного давления, таким образом, что сопротивление средства защиты от избыточного давления потоку может быть сравнительно низким. В данном случае средство защиты от избыточного давления может, например, размещаться на мешке, но может также быть размещено в его впускном или выпускном отверстии или соединено с ними.
Посредством включения средства защиты от избыточного давления во впускное отверстие достигается то, что средство защиты от избыточного давления может иметь сравнительно большую площадь оттока. Кроме того, посредством включения во впускное отверстие достигается то, что баллонный узел уже существующего аппарата, который при желании снабжен средством защиты от избыточного давления в респираторной головке, может быть оснащен надежным средством защиты от избыточного давления простым образом. Кроме того, это местоположение является наиболее удобным как для оператора баллона, так и для пациента.
В предпочтительном варианте исполнения во впускное отверстие мешка включена по существу цилиндрическая клапанная коробка, в которой размещены клапан одностороннего действия и средство защиты от избыточного давления. Клапан одностороннего действия и средство защиты от избыточного давления предпочтительно объединены, но могут также являться отдельными частями. Средство защиты от избыточного давления может, например, быть сконструировано в виде подпружиненного клапана. Следует отметить, что клапан одностороннего действия и средство защиты от избыточного давления могут быть объединены в одну часть, но они могут также быть отдельными частями.
В дополнительном предпочтительном варианте исполнения цилиндрическая клапанная коробка на торцевой поверхности имеет одно или более всасывающих отверстий и на части оболочки цилиндра, расположенной около торцевой поверхности, имеет одно или более выпускных отверстий. Таким образом, достигается то, что на своей торцевой поверхности клапанная коробка может быть соединена, например, с кислородной подушкой, тогда как выпускные отверстия остаются свободными.
Предпочтительным образом цилиндрическая клапанная коробка может быть снабжена зажимом для воздухонепроницаемого зажатия края окружности впускного отверстия.
Изобретение также относится к способу проведения вручную искусственной вентиляции легких пациенту.
Дополнительные предпочтительные варианты исполнения изобретения показаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Изобретение будет дополнительно объяснено на основе примерных вариантов исполнения, которые показаны на чертежах, на которых:
на Фиг.1 представлен схематический продольный разрез аппарата искусственной вентиляции легких;
на Фиг.2 - схематическое поперечное сечение респираторной головки аппарата искусственной вентиляции легких на Фиг.1;
на Фиг.3 - схематический продольный разрез первого варианта исполнения клапанной коробки;
на Фиг.4 - схематический продольный разрез второго варианта исполнения клапанной коробки;
на Фиг.5 - схематический продольный разрез третьего варианта исполнения клапанной коробки;
на каждой из Фиг.6 и Фиг.7 - схематический продольный разрез варианта клапанной коробки, в котором средство защиты от избыточного давления является устанавливаемым.
Чертежи являются только схематическими изображениями предпочтительных вариантов исполнения изобретения, которые предоставлены в качестве неограничивающих примерных вариантов исполнения. На чертежах одинаковые или соответствующие части обозначены теми же самыми ссылочными позициями.
На Фиг.1 показан управляемый вручную аппарат искусственной вентиляции легких 1, содержащий респираторную головку 2 и баллонный узел 3, присоединенный к нему. Респираторная головка 2, которая показана подробно на Фиг.2, имеет респираторный канал 4, который соединен через клапанную систему 5 с приточным каналом 6, соединенным с баллонным узлом 3 для подачи воздуха пациенту через респираторный канал 4. Респираторный канал 4 дополнительно соединен через клапанную систему 5 с одним или более отводящими каналами 7 для удаления воздуха, выдыхаемого пациентом в респираторный канал, в окружающую среду. Респираторный канал 4 посредством его свободного конца (патрубка) соединен с маской (не показано), которая во время использования накладывается на рот и нос пациента, которому будет проводиться искусственная вентиляция легких, или соединен с трубкой (также не показано), помещенной в дыхательные пути для осуществления искусственной вентиляции легких.
Баллонный узел 3 содержит упругоэластичный мешок 10, имеющий впускное отверстие 8 и выпускное отверстие 9. Упругоэластичный мешок 10 может, например, быть сконструирован в виде воздухонепроницаемой стенки из эластичного материала, например пластмассы, которая поддерживается посредством упругих дугообразных ребер. Упругоэластичный мешок 10 может также быть сформирован другим образом, например в виде полого, несколько удлиненного шара с относительно толстыми стенками из подобного резине материала. Такой баллонный узел известен специалистам как баллонный узел самонакачивающегося типа и не будет далее рассматриваться в данной заявке.
Во впускное отверстие 8 мешка 10 включен клапан одностороннего действия 11 способом, который будет разъясняться ниже в данной заявке. Выпускное отверстие 9 мешка 10 соединено с приточным каналом 6 респираторной головки 2. При сдавливании мешка 10 из исходного положения, показанного в Фиг.1, воздух, содержащийся в мешке, выходит через выпускное отверстие 9. При ссылке на Фиг.2 выходящий воздух попадает в приточный канал 6 респираторной головки 2 и протекает через клапан одностороннего действия 12 клапанной системы 5 в респираторный канал 4. Корпус клапана одновременно закрывает отводящие каналы 7. Посредством респираторного канала 4 и маски воздух доставляется через нос и рот к легким пациента. При отпускании мешка 10 мешок возвращается в исходное положение, показанное на Фиг.1 посредством засасывания внутрь воздуха из окружающей среды через клапан одностороннего действия 11, находящийся во впускном отверстии 8. Таким образом, клапан одностороннего действия 12 в респираторной головке 2 закрывается путем захлопывания.
При ссылке на Фиг.2 во время и после возвращения упругоэластичного мешка 10 в исходное положение пациенты будут выдыхать воздух в респираторный канал 4. Под действием выдыхаемого в респираторный канал 4 воздуха и/или под действием пружины 14 корпус клапана 13 клапанной системы 5 отходит от своего гнезда 15 к положению, показанному на Фиг.2, в котором выдыхаемый воздух может удаляться в окружающую среду через отводящие каналы 7 респираторной головки 2.
Респираторная головка 2 может по желанию быть снабжена средством защиты от избыточного давления для удаления воздуха в окружающую среду при превышении предварительно заданной величины давления в респираторной головке. В этом приведенном в качестве примера варианте исполнения средство защиты от избыточного давления сконструировано в виде подпружиненного клапана 16 в стенке камеры 17 респираторной головки 2, камера которой соединена с приточным каналом 6. При повышении давления корпус клапана средства защиты от избыточного давления 16 отжимается от своего гнезда 19 против действия пружины таким образом, что воздух может выходить через стенку камеры 17 и может удаляться в окружающую среду. При возникновении избыточного давления воздух может, таким образом, проходить через средство 16 защиты от избыточного давления и удаляться в окружающую среду через отводящие каналы 7А. Конструкция респираторной головки для аппарата искусственной вентиляции легких достаточно хорошо известна квалифицированному специалисту и не будет разъясняться далее в настоящей заявке.
При ссылке на Фиг.1 во впускное отверстие 8 мешка 10 включено средство защиты от избыточного давления 19 для удаления воздуха из мешка через впускное отверстие 8 при превышении заранее заданной величины давления. Средство защиты от избыточного давления, включенное во впускное отверстие, вступает в действие, когда в результате слишком сильного сдавливания баллона давление в баллоне превышает требуемую величину. Посредством размещения во впускном отверстии 8 может быть предотвращено перемещение волны давления через респираторную головку 2 и респираторный канал 4 в легкие пациента.
При ссылке на Фиг.3 показано, что во впускное отверстие 8 мешка 10 включена по существу цилиндрическая клапанная коробка 20, в которой объединены клапан одностороннего действия 11 и средство защиты от избыточного давления 19.
В варианте исполнения, показанном на Фиг.3, клапанная коробка 20 снабжена центральным каналом 21, протягивающимся от всасывающего отверстия 23, расположенного на торцевой поверхности 22 клапанной коробки 20, к внутреннему пространству мешка 10.
Центральный канал 21 включает в себя корпус 24 клапана, который прижат к гнезду 26 под действием пружины 25. Корпус 24 клапана, пружина 25 и гнездо 26 вместе формируют средство защиты от избыточного давления 19, которое, в нормальных условиях, предотвращает выход газа из баллона через впускное отверстие 8. При возникновении избыточного давления, вызванного слишком сильным сдавливанием мешка, например, при установлении давления в мешке, равного 60 см водного столба, корпус 24 клапана отойдет от гнезда 26, противодействуя пружине 25, таким образом, что воздух из мешка может вытекать в окружающую среду через отводящее отверстие 28, имеющееся на поверхности 27 оболочки клапанной коробки 20, рядом с торцевой поверхностью 22.
В корпусе клапана 24 имеются отверстия канала 29, которые герметично закрыты на стороне корпуса 24 клапана, обращенного к мешку, посредством упругоэластичного корпуса клапана 30. Отверстия канала 29 и упругоэластичный корпус 30 клапана образуют клапан одностороннего действия 12, который предотвращает выход воздуха из мешка при сдавливании, но который обеспечивает приток воздуха из окружающей среды во внутреннее пространство мешка во время возвращения в исходное состояние.
Клапанная коробка 20 снабжена зажимным средством 31 для воздухонепроницаемого зажатия края окружности впускного отверстия 8 мешка 10. В варианте исполнения, показанном на Фиг. 3, зажимные средства сформированы посредством опорного фланца 31A, имеющегося на клапанной коробке 20, который взамодействует с прижимным фланцем 31B винтового кольца 32, которое закреплено на оболочке 27 клапанной коробки 20 посредством винтовой резьбы 33.
При ссылке на Фиг.4 показан второй вариант исполнения клапанной коробки 20, в котором корпус клапана 24 имеет кольцевую конструкцию и размещен в выпускном канале 34, расположенном вокруг центрального канала 21. В этом примере всасывающее отверстие 23 имеет цилиндрическую конструкцию и выпускной канал 34 размещен кольцеобразно вокруг него. Также в этом примере канал 21 выдвигается несколько снаружи по отношению к торцевой поверхности 22, таким образом, что всасывающее отверстие 23 расположено за пределами торцевой поверхности 22. Таким образом, впускное отверстие может легко подсоединяться к мешку. Через мешок обогащенный воздух может подаваться в баллон, например воздух, насыщенный кислородом и/или небольшим количеством наркозного средства, такого как закись азота, для обезболивания. Кроме того, помимо воздуха обогащенный газ может аналогичным образом непрерывно подаваться в мешок из газового баллона с относительно низкой объемной скоростью потока, например 0-15 литров в минуту.
По желанию, как показано на Фиг.5, средство защиты от избыточного давления 35 может быть размещено в стенке центрального канала 21 таким образом, что когда давление в кислородной подушке превышает заранее заданную величину, кислород может удаляться непосредственно в выпускной канал 34. Примером такого средства защиты от избыточного давления является саморазгружающийся клапан в форме кольца, который открывает отверстия 37 канала в стене канала при давлении, приблизительно равном 15 см водного столба в кислородной подушке. Необходимо принять к сведению, что когда аппарат искусственной вентиляции легких соединен с кислородной подушкой, под термином «воздух» в этом контексте следует понимать кислород.
На Фиг.6 показан вариант клапанной коробки, где заранее заданная величина давления средства защиты от избыточного давления является устанавливаемой. В этом варианте, величина давления для средства защиты от избыточного давления может быть установлена между давлением, составляющим приблизительно 20 см водного столба, и давлением, составляющим приблизительно 60 см водного столба. Разумеется, для менее распространенных применений проводимой вручную искусственной вентиляции легких может являться возможным средство защиты от избыточного давления с более высоким максимальным давлением, например средство защиты от избыточного давления с установочным диапазоном приблизительно до 80 или 120 см водного столба.
В этом примере устанавливаемое средство защиты от избыточного давления выполнено с наличием устанавливающего элемента, в конструкции которого имеется вращающаяся часть 40 корпуса клапанной коробки. Вращающаяся часть 40 соединена с неподвижной частью 43 клапанной коробки резьбовым соединением 42.
Посредством резьбового соединения 42 вращающаяся часть 40 клапанной коробки 20 способна вращаться в пределах углового диапазона, равного приблизительно 270°, по отношению к неподвижной части 43 клапанной коробки. Для достижения простого однозначного управления угловой диапазон составляет менее приблизительно 360° и предпочтительно находится приблизительно между 90° и 360°. Таким образом, весь установочный диапазон может быть охвачен путем поворота запястья, причем дополнительно каждому угловому положению соответствует точно одно значение давления. Для устойчивости конструкции оболочка 45 вращающейся части 40 помещена в кольцевое направляющее углубление 46.
Предпочтительно, дополнительно, закрывающее давление, оказываемое на корпус клапана 24 посредством пружины 25, может устанавливаться линейно. При использовании резьбы 42 с изменяемым шагом пружина 25 может иметь нелинейную конструкцию, в то время как параметры линейной установки по-прежнему достигаются на протяжении углового диапазона.
В предпочтительном исполнении на торцевую поверхность 44 вращающейся части 40 клапанной коробки могут быть нанесены деления для считывания установленного значения защиты от избыточного давления на основе относительного углового положения регулируемой части клапанной коробки 40 по отношению к неподвижной части 43. С этой целью, например, кольцевая разметка может быть представлена на части торцевой поверхности 44, окружающей неподвижную часть 43 клапанной коробки, тогда как базовая линия располагается на торцевой поверхности резьбового кольца 32 и/или торцевой поверхности неподвижной части 43. Устанавливаемое средство защиты от избыточного давления может, безусловно, также быть применено к другим вариантам клапанной коробки.
При ссылке на Фиг.7 показано, что вращающаяся часть 40 кожуха клапанной коробки имеет кнопку 41 управления для облегчения зацепления.
По желанию канал всасывания 23, окруженный неподвижной частью 43 клапанной коробки, может также быть снабжен защитной крышкой с пропускными отверстиями, например защитной сеткой.
При помощи устанавливаемого средства защиты от избыточного давления воздух, находящийся в мешке, может, таким образом, выпускаться через устанавливаемый барьер в мешке или связанный с ним. Ясно, что устанавливаемое средство защиты от избыточного давления может дополнительно быть сконструировано множеством способов, отличающихся от предпочтительного варианта исполнения, описанного выше в данной заявке. Например, устанавливаемое средство защиты от избыточного давления может быть реализовано при помощи подвижного стопора или регулируемого зажима, и регулирование может выполняться или непрерывно, или дискретно. Кроме того, при желании заранее заданная величина давления может являться устанавливаемой нелинейным образом на протяжении установочного диапазона.
Кроме того, понятно, что такое устанавливаемое средство защиты от избыточного давления уже само по себе может успешно применяться в обычных аппаратах для проведения искусственной вентиляции вручную, другими словами, в аппарате для проведения искусственной вентиляции, в котором средство защиты от избыточного давления не обеспечено в баллонном отделении или для него. Такой управляемый вручную аппарат искусственной вентиляции легких в этом случае содержит респираторную головку, имеющую респираторный канал для соединения с пациентом, которому должна проводиться искусственная вентиляция легких, где респираторный канал соединен через клапанную систему с приточным каналом, соединенным с баллонным отделением для подачи воздуха пациенту через респираторный канал и с одним или более отводящих каналов для удаления воздуха, выдыхаемого пациентом в респираторный канал в окружающую среду, где баллонное отделение содержит упругоэластичный мешок, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие, причем дополнительно во впускное отверстие мешка включен клапан одностороннего действия, и где выпускное отверстие мешка соединено с приточным каналом респираторной головки, и где аппарат искусственной вентиляции легких снабжен средством защиты от избыточного давления для удаления воздуха из аппарата искусственной вентиляции легких при превышении заранее заданной величины давления, где заранее заданная величина давления для средства защиты от избыточного давления является устанавливаемой.
Понятно, что изобретение не ограничено предпочтительными примерными вариантами исполнения, показанными в этой заявке, но возможно множество вариантов. Например, средства защиты от избыточного давления могут быть выполнены как средства защиты от избыточного давления с устанавливаемой исходной величиной. Кроме того, средство защиты от избыточного давления может быть встроено во впускное отверстие с клапаном одностороннего действия, например, посредством конструирования упругоэластичного корпуса клапана одностороннего действия таким образом, что оно будет пропускать воздух в случае избыточного давления. Такие варианты являются понятными для квалифицированного специалиста и понимаются как не выходящие за рамки объема притязаний изобретения, как изложено в следующей формуле изобретения.