СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ ПАЦИЕНТА
METHOD AND DEVICE FOR ARTIFICIAL LUNG VENTILATION OF A PATIENT

Предмет настоящего изобретения относится к устройству искусственной вентиляции легких и к способу искусственной вентиляции легких пациента. Устройство содержит блок подвода текучей среды и блок отвода текучей среды, выполненные с возможностью подвода текучей среды (газовой дыхательной смеси) в дыхательные пути, то есть в часть легких или в легкие пациента, или отвода текучей среды из дыхательных путей.
При искусственной вентиляции легких пациента обычно используется маска или трубка, через которую в герметизированный снаружи дыхательный путь при низком давлении подводится газ или газовая смесь, прежде всего кислород или воздух. Факультативно, такой газ или газовая смесь может также нагнетаться прерывисто с высоким давлением и большим потоком через тонкий неблокированный катетер в открытый наружу дыхательный путь (так называемая струйная вентиляция). Этот способ с настоящее время используется, прежде всего, при диагностических и терапевтических вмешательствах в области верхних дыхательных путей (эндотрахеальная или транстрахеальная струйная вентиляция). При этом данный способ применяется в неотложных ситуациях также вне больниц или стационарных ситуациях в больницах.
В случае транстрахеальной струйной вентиляции пациент может обеспечиваться кислородом или текучей средой посредством введенного непосредственно через кожу в трахею катетера или помещенной таким образом полой иглы. Эти способы (транс-/эндотрахеальные) являются составной частью действующих в настоящие время алгоритмов обращения со сложными дыхательными путями, и прежде всего в ситуации, в которой пациенту невозможно проводить обычную вентиляцию легких или интубацию (так называемая ситуация "вентиляция и интубация невозможны").
Кроме того, из WO 2008/113752 А1 и WO 2015/004229 А1 известны устройства с переменой направления потока, с помощью которых вентиляция легких (вдох и выдох) может происходить также исключительно через катетер.
Искусственная или механическая вентиляция легких происходит или управляемо или в виде поддерживаемого спонтанного дыхания. В первом случае аппарат искусственной вентиляции легких (респиратор) имеет полный контроль над типом дыхания, в то время как во втором случае, по меньшей мере, частично спонтанно дышащий пациент оказывает существенное влияние на тип дыхания. Однако для всех форм искусственной вентиляции легких общим является то, что аппарат искусственной вентиляции легких оказывает влияние почти исключительно на фазу вдоха (вдох). Выдох, с точки зрения респиратора, происходит пассивно, то есть накопившаяся в эластичных элементах ткани легких и грудной клетки энергия способствует выдоху.
Т
Известны разные способы искусственной вентиляции легких. Обычно проводится регулируемая по объему искусственная вентиляция легких, причем задаются все параметры искусственной вентиляции легких. Целевым и регулируемым параметром является тидальный объем (объем вдоха V). Получающиеся давления в дыхательных путях зависят от определенных объемов, а также легочных характеристик пациента. Таким образом, регулируемыми параметрами являются объемный поток, частота дыхания и PEEP (положительное давление в конце выдоха). Положительное давление в конце выдоха обозначает создаваемое при искусственной вентиляции легких положительное давление в легких, которое имеется после завершения выдоха.
При искусственной вентиляции легких с регулируемым давлением первоначально высокий объемный поток уменьшается только при достижении заданного высокого уровня давления при вдохе. Таким образом, целевым параметром и переменной регулирования является давление. Следовательно, установка объемного потока при этом невозможна.
В противоположность спонтанному дыханию пациента, при искусственной вентиляции легких текучая среда вводится, преодолевая сопротивление растяжимости (изменения объема легких при колебаниях давления) дыхательных путей. За счет повышения давления в грудной полости PEEP снижает обратный поток венозной крови к сердцу, вследствие чего может уменьшиться минутный объем сердца. Наоборот, в верхней и нижней полой вене возникает обратный подпор с соответствующим повышением давления в предшествующих органах. Из-за этого в зависимости от величины PEEP могут произойти повреждения и ограничения функции мозга, печени, почек и других органов.
Исходя из этого, в основе настоящего изобретения лежит задача разработки улучшенного способа искусственной вентиляции легких. Прежде всего, искусственная вентиляция легких должна происходить с наиболее индивидуальной настройкой, то есть в полном объеме должны учитываться особенности подлежащего искусственной вентиляции легких пациента. Кроме того, искусственная вентиляция легких должна проводиться наиболее осторожно, в любом случае должно предотвращаться повреждение дыхательных путей и других органов. Кроме того, должно быть разработано устройство искусственной вентиляции легких, которое позволяет проводить такую искусственную вентиляцию легких.
Задача решена устройством искусственной вентиляции легких с признаками п.п. 1 и 8 формулы изобретения, а также способом с признаками п.п. 12 и 21 формулы изобретения. Предпочтительные усовершенствования и варианты осуществления устройств искусственной вентиляции легких являются предметом соответствующих зависимых пунктов формулы изобретения. Следует указать на то, что отдельно представленные в зависимых пунктах формулы изобретения признаки могут комбинироваться друг с другом технологически рациональным образом и определять дополнительные варианты осуществления изобретения. Кроме того, указанные в пунктах формулы изобретения признаки уточняются и разъясняются в описании, причем описываются дополнительные предпочтительные варианты осуществления изобретения.
Изобретение относится к устройству искусственной вентиляции легких (его первому варианту), содержащему блок подвода текучей среды и блок отвода текучей среды, выполненные с возможностью подвода текучей среды в дыхательные пути, то есть одну часть легких или в легкие, пациента и отвода текучей среды из дыхательных путей пациента. Также устройство искусственной вентиляции легких содержит управляющее устройство, выполненное с возможностью во время искусственной вентиляции легких определять или дополнительно оценивать ход по меньшей мере одной области кривой растяжимости путем подвода и/или отвода текучей среды и путем определения по меньшей мере одного значения растяжимости, определяемой выражением: С=V/Δp, где V - объем текучей среды, вводимый в дыхательные пути или удаляемый из дыхательных путей при изменении давления в дыхательных путях, Δр разность давлений.
В частности, растяжимость, определяемая выражением С=V/Δр, выражается в миллилитрах на миллибар [миллилитр/миллибар].
Растяжимость показывает объем V текучей среды [миллилитры], вводимый в дыхательные пути или удаляемый из дыхательных путей при изменении давления в дыхательных путях на разность Δр давлений [миллибар].
Управляющее устройство выполнено с возможностью:
- определять и устанавливать, с учетом определенного или дополнительно оцененного хода области кривой растяжимости, на устройстве искусственной вентиляции легких положение интервала давлений с давлениями Р1 и Р2, при котором по меньшей мере один процесс ИВЛ, то есть вдох и выдох, происходит между этими давлениями Р1 и Р2 и значение растяжимости этого процесса искусственной вентиляции легких является наибольшим (эта величина показывает значение растяжимости независимо от ее знака),
- определять значения растяжимости и определять из них по меньшей мере для одного следующего процесса искусственной вентиляции легких положение интервала давлений с давлениями Р1 и Р2, и
- осуществлять подвод и/или отвод текучей среды в по меньшей мере одном следующем процессе искусственной вентиляции легких в установленном интервале давлений.
При этом во все моменты времени искусственной вентиляции легких устройство искусственной вентиляции легких имеет возможность осуществлять непрерывное активное управление отводом текучей среды из легких пациента при выдохе, причем указанное активное управление включает в себя непрерывное изменение давления отводимой текучей среды, приводящее к непрерывному регулированию скорости отвода текучей среды. Таким образом, во все моменты времени искусственной вентиляции легких управление скоростью подвода текучей среды и скоростью отвода текучей среды и их задание осуществляется только устройством искусственной вентиляции легких, причем выдох не происходит пассивно, то есть за счет энергии, накопленной в эластичных элементах ткани легких и грудной клетки, а во время искусственной вентиляции легких устройством искусственной вентиляции легких осуществляется непрерывное активное управление отводом текучей среды из легких пациента по меньшей мере при выдохе, причем указанное активное управление включает в себя непрерывное изменение давления отводимой текучей среды, приводящее к непрерывному регулированию скорости отвода текучей среды.
Т
Основной идеей изобретения является проведения искусственной вентиляции легких пациента с наиболее малым подводом энергии. Небольшой подвод энергии в дыхательные пути пациента означает также минимальное повреждение дыхательных путей и других органов пациента. Такая минимизация подвода энергии достигается за счет определения минимального давления, при котором к пациенту может подводиться требуемый объем V вдоха (тидальный объем). Эти давления Р1 и Р2 устанавливаются на основании имеющейся растяжимости подлежащего искусственной вентиляции легких пациента.
Т
Прежде всего, также во время по меньшей мере одного процесса искусственной вентиляции легких (вдох и/или выдох) устанавливают или дополнительно оценивают (например, на основании экспериментальных данных) ход кривой растяжимости. При этом, прежде всего, устанавливают как раз частичную область кривой растяжимости, в котором может быть подведен определенный объем V (в некоторых случаях V) в наиболее меньшем интервале давлений.
Прежде всего, для определения хода кривой растяжимости некоторый объем текучей среды, предпочтительно, небольшой объем максимум 100 мл, особо предпочтительно максимум 50 мл, подводят через устройство подвода текучей среды в дыхательные пути. Во время и/или, предпочтительно, после подвода этого объема измеряют изменение Δр давления в дыхательных путях и устанавливают значение растяжимости. Или уже с учетом экспериментальных данных или в некоторых случаях с учетом определенных ранее значений растяжимости для этого пациента оценивают, по меньшей мере, ход частичной области кривой растяжимости. Или подводят дополнительные (небольшие) объемы и устанавливают соответствующее изменение Δр давления. На основании этих значений растяжимости могут (с возрастающей точностью) устанавливать и/или оценивать ход, по меньшей мере, частичной области кривой растяжимости. Кроме того, на основании падающих или возрастающих величин значения растяжимости устанавливают или оценивают ход кривой растяжимости и предпочтительное положение предусмотренного для последующей искусственной вентиляции легких пациента интервала давлений с давлениями Р1 и Р2.
Т
Т
Прежде всего, может быть задана по меньшей мере одна из следующих величин: PEEP, частота дыхания, объемный поток, так что может быть подведен требуемый объем V вдоха с граничными условиями наиболее малого подвода энергии. Предпочтительно, каждая из этих величин после определения и оценки процесса искусственной вентиляции легких может быть дополнительно скорректирована, так что тогда при заданных параметрах подводится заранее определенный объем V вдоха.
Устройство подвода текучей среды и при определенных условиях также устройство отвода текучей среды содержит по меньшей мере источник сжатого газа или устройство, с помощью которого текучая среда (например, газ или газовая смесь, пригодные для обеспечения искусственной вентиляции легких пациента) может вводиться в дыхательные пути или выводиться из дыхательных путей пациента. Предпочтительно, имеется исключительно один источник сжатого газа или выдох также происходит через упомянутое вначале устройство перемены направления потока, причем текучая среда вводится через внутренний канал в дыхательные пути и снова выводится через тот же внутренний канал.
Управляющее устройство пригодно для определения или дополнительно для оценки хода, по меньшей мере, частичной области кривой растяжимости. Определение кривой растяжимости происходит во время искусственной вентиляции легких путем подвода и/или отвода текучей среды из дыхательных путей и путем определения по меньшей мере одного значения растяжимости. Ход кривой растяжимости пациента является оцениваемым, прежде всего, с учетом по меньшей мере одного значения растяжимости.
Прежде всего, управляющее устройство при этом также содержит датчик давления, размещаемый внутри дыхательных путей и обеспечивающий возможность определения давления путем его измерения внутри дыхательных путей. Таким образом управляющее устройство использует данные измерения по меньшей мере одного датчика давления и контролирует подводимые через устройство подвода текучей среды или отводимые через устройство отвода текучей среды объемные потоки.
Прежде всего, контролируется и/или измеряется или расчетным способом оценивается или устанавливается существующее в дыхательных путях давление. Предпочтительно, в дыхательных путях также расположен датчик давления, так что во время искусственной вентиляции легких также возможно непрерывное измерение давления в дыхательных путях.
Прежде всего, подобное размещение датчика давления является предпочтительным при определении хода кривой растяжимости, так как здесь при непрерывном или происходящем по частям подводе объема или частичного объема текучей среды может определяться изменяющееся каждый раз давление Δр.
Согласно одному предпочтительному усовершенствованию управляющее устройство, по меньшей мере, во время вдоха или выдоха процесса искусственной вентиляции легких устанавливает несколько значений для растяжимости и из них определяет, по меньшей мере, для следующего интервала давлений положение интервала давлений с давлениями Р1 и Р2, для которого значение растяжимости является наибольшим. Прежде всего, управляющее устройство определяет непрерывно или через задаваемые промежутки времени значение растяжимости. Предпочтительно, на каждый процесс искусственной вентиляции легких определяются по меньшей мере 5, особо предпочтительно по меньшей мере 10, значений растяжимости.
Прежде всего, является задаваемым число подлежащих определению на каждый процесс искусственной вентиляции легких значений растяжимости. Предпочтительно, для вдоха определяется иное число значений, чем для выдоха.
Прежде всего, управляющим устройством в течение нескольких процессов искусственной вентиляции легких устанавливаются непрерывно (то есть, не только во время одного процесса искусственной вентиляции легких, но и во время каждого процесса искусственной вентиляции легких) значения растяжимости, так что по выбору для каждого следующего процесса искусственной вентиляции легких или нескольких следующих друг за другом процессов искусственной вентиляции легких является определяемым положение интервала давлений с давлениями Р1 и Р2.
Прежде всего, управляющее устройство в зависимости от определенного положения интервала давлений и самого интервала давлений, а также определенной при этом растяжимости, по меньшей мере, для следующего процесса искусственной вентиляции легких определяет по меньшей один из следующих параметров:
T
- объем V вдоха (тидальный объем) [миллилитр],
- давление P1 и давление Р2 [миллибар],
- частоту F дыхания [1/секунда].
Согласно одному варианту осуществления устройства искусственной вентиляции легких в дыхательных путях пациента является размещаемым по меньшей мере один датчик давления, и посредством измерения внутри дыхательных путей является устанавливаемым давление в дыхательных путях.
Предпочтительно, посредством устройства искусственной вентиляции легких является контролируемым и ограничиваемым по меньшей мере одно повышение давления, то есть Δр/Δt [миллибар/секунда].
Согласно одному варианту осуществления устройства искусственной вентиляции легких во время выдоха устройством искусственной вентиляции легких является контролируемым и ограничиваемым по меньшей мере одно снижение давления, то есть Δр/Δt [миллибар/секунда].
Согласно одному варианту осуществления устройства искусственной вентиляции легких являются регулируемыми и ограничиваемыми повышение давления и снижение давления.
Предпочтительно, величина повышения давления или снижения давления является ограничиваемой до максимум 40 мбар/с [миллибар/секунда], прежде всего максимум 30 мбар/с, предпочтительно максимум 20 мбар/с.
Кроме того, предлагается способ эксплуатации устройства искусственной вентиляции легких, прежде всего предлагаемого в изобретении устройства искусственной вентиляции легких (первый вариант), включающий следующие шаги:
а) подвод текучей среды в дыхательные пути и отвод текучей среды из дыхательных путей за счет работы устройства искусственной вентиляции легких,
б) определение или дополнительно оценку хода по меньшей мере одной области кривой растяжимости дыхательных путей путем подвода и/или отвода текучей среды на шаге, а), и определение по меньшей мере одного значения растяжимости, определяемой выражением: С=V/Δр, где V - объем текучей среды, вводимый в дыхательные пути или удаляемый из дыхательных путей при изменении давления в дыхательных путях на разность давлений Δр,
в) определение положения интервала давлений с давлениями Р1 и Р2 вдоль хода определенной или дополнительно оцененной на шаге б) области кривой растяжимости, при котором для осуществляемого в этом интервале давлений процесса искусственной вентиляции легких, то есть вдоха и выдоха, растяжимость имеет максимальную величину,
г) подвод и отвод текучей среды в определенном на шаге в) интервале давлений по меньшей мере в одном следующем за шагом в) процессе искусственной вентиляции легких,
причем во все моменты времени искусственной вентиляции легких управление скоростью подвода текучей среды и скоростью отвода текучей среды и их задание осуществляется только устройством искусственной вентиляции легких, и во время искусственной вентиляции легких устройством искусственной вентиляции легких осуществляется непрерывное активное управление отводом текучей среды из легких пациента по меньшей мере при выдохе, причем указанное активное управление включает в себя непрерывное изменение давления отводимой текучей среды, приводящее к непрерывному регулированию скорости отвода текучей среды.
Описания в отношении устройства искусственной вентиляции легких равным образом справедливы для предложенного здесь способа, и наоборот.
Т
Итак, предлагается способ искусственной вентиляции легких пациента с наиболее малым подводом энергии. Минимизация подвода энергии достигается определением минимального давления, при котором к пациенту может подводиться требуемый объем V вдоха (тидальный объем). Эти давления Р1 и Р2 интервала давлений устанавливают на основании имеющихся растяжимостей подвергаемому искусственной вентиляции легких пациенту.
Прежде всего, на шаге б), по меньшей мере, во время вдоха или выдоха в процессе искусственной вентиляции легких определяют несколько значений для растяжимости, а на шаге в) по меньшей мере для одного следующего процесса искусственной вентиляции легких определяют положение интервала давлений с давлениями Р1 и Р2, для которого величина растяжимости является наибольшей. Прежде всего, посредством управляющего устройства непрерывно или через заранее заданные промежутки времени определяют значения растяжимости. Предпочтительно, на каждый процесс искусственной вентиляции легких устанавливают по меньшей мере 5, особо предпочтительно по меньшей мере 10, значений для растяжимости.
Предпочтительно шаги б), в) и г) осуществляют непрерывно, так что по выбору для каждого следующего процесса искусственной вентиляции легких или для нескольких следующих друг за другом процессов искусственной вентиляции легких заново определяются положения интервала давлений с давлениями Р1 и Р2.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления в зависимости от определенного на шаге в) положения интервала давлений и самого интервала давлений, а также определенной при этом растяжимости для следующего процесса искусственной вентиляции легких определяют по меньшей мере один из следующих параметров:
Т
- объем V вдоха (тидальный объем) [миллилитр],
- давление Р1 и давление Р2 [миллибар],
- частоту F дыхания [1/секунда].
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления давление определяют путем измерения внутри дыхательных путей.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления во время вдоха контролируют и ограничивают по меньшей мере одно повышение давления Δр/Δt [миллибар/секунда].
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления во время выдоха контролируют и ограничивают по меньшей мере понижение давления Δp/Δt [миллибар/секунда].
Предпочтительно, контролируют и ограничивают повышение давления и понижение давления.
Прежде всего, величину повышения давления или снижения давления ограничивают до максимум 40 мбар/с [миллибар/секунда], прежде всего максимум 30 мбар/с, предпочтительно максимум 20 мбар/с.
Прежде всего, для искусственной вентиляции легких пациента используют катетер, который имеет, по меньшей мере, для подводимой во время вдоха текучей среды, проходное поперечное сечение максимум 30 мм [квадратных миллиметров].
Прежде всего, за счет такого малого поперечного сечения (при исключительном вдохе и выдохе через этот канал) достигают ограничения повышения давления во время вдоха, а также во время выдоха.
Прежде всего, в устройстве отвода текучей среды может быть предусмотрено сопротивление (например, гидравлическое сопротивление или тому подобное), которое ограничивает и контролирует снижение давления во время выдоха.
Т
В отношении устройства искусственной вентиляции легких и способа в одинаковой степени справедливо, что сначала определяют и в некоторых случаях дополнительно оценивают имеющуюся для дыхательных путей подлежащего искусственной вентиляции легких пациента частичную область кривой растяжимости. Для этого измеряют повышение давления во время добавления определенного объема V (например, 50 или 100 мл [миллилитров], в некоторых случаях также V).
Также, прежде всего после этого, определяют уровень PEEP (то есть, самое низкое давление Р1 и Р2). Для определения уровня PEEP, с которым в последующем должна проводиться искусственная вентиляция легких пациента, сначала могут выполнить несколько процессов искусственной вентиляции легких с соответственно разными уровнями PEEP.
Т
Т
2
2
Затем определяют ожидаемый для данного пациента объем V вдоха. Этот объем V вдоха могут дополнительно скорректировать во время искусственной вентиляции легких, например, на основании контроля уровня СО. Альтернативно, на уровень СО могут оказывать воздействие посредством частоты процессов искусственной вентиляции легких.
Прежде всего, регулируют и контролируют повышение давления и/или снижение давления во время искусственной вентиляции легких, так что минимизируется действующее на дыхательные пути "напряжение сдвига".
Однако, во всяком случае, устройством искусственной вентиляции легких и/или способом обеспечивается, что величина растяжимости во время процесса искусственной вентиляции легких является наибольшей, или, прежде всего, другими словами, что:
(1) искусственная вентиляция легких происходит в интервале давлений, в котором подводимый объем текучей среды является максимальным, или
Т
(2) подвод или отвод заранее заданного объема V или объема V вдоха текучей среды происходит внутри интервала давлений, который является наиболее малым.
Изобретение относится ко второму варианту способа искусственной вентиляции легких пациента и/или эксплуатации устройства искусственной вентиляции легких, прежде всего искусственной вентиляции легких согласно изобретению. Устройство искусственной вентиляции легких предусмотрено для искусственной вентиляции легких пациента.
Второй вариант способа направлен на искусственную вентиляцию легких пациента, причем должен достигаться наиболее малый подвод энергии в дыхательные пути пациента. Согласно второму способу во время искусственной вентиляции легких пациента происходит непрерывное (то есть, происходящее в каждый момент времени) активное регулирование подводимой во время вдоха в легкие пациента или отводимой во время выдоха из легких пациента посредством устройства искусственной вентиляции легких текучей среды. Активное управление включает в себя непрерывное изменение давления подведенной или отведенной устройством искусственной вентиляции легких текучей среды. Непрерывно изменяемым давлением является, прежде всего, давление в дыхательных путях и, за счет этого, в легких. Это давление могут определять путем измерения на конце введенного в дыхательные пути устройства искусственной вентиляции легких, например катетера, посредством датчика.
Непрерывное изменение давления приводит, прежде всего, к непрерывному регулированию во время процесса искусственной вентиляции легких скорости подвода текучей среды и скорости отвода текучей среды [миллилитр/секунда] устройством искусственной вентиляции легких в легкие или из легких. Прежде всего, таким образом непрерывно изменяют количество имеющейся в легких текучей среды. Предпочтительно, во время изменения объема находящейся в легких текучей среды скорость подвода текучей среды и/или скорость отвода текучей среды устройством искусственной вентиляции легких не изменяется или остается постоянной. При этом скорость подвода текучей среды не обязательно должна соответствовать скорости отвода текучей среды, но она может быть также одинаковой по величине. Далее, могут изменять скорость подвода текучей среды от одного процесса вдоха к другому процессу вдоха. То же справедливо, прежде всего независимо от этого, для скорости отвода текучей среды во время следующих друг за другом процессов выдоха.
Прежде всего, избегают состояний, при которых в течение одного интервала времени не происходит изменение давления и, прежде всего, находящегося в легких объема текучей среды. Предпочтительно непрерывное изменение давления включает в себя постоянство давления в течение не более 0,5 с при переходе между подводом текучей среды и отводом текучей среды. Такие интервалы времени, в течение которых не происходит изменение давления и/или, прежде всего, находящегося в легких объема текучей среды, имеют длительность, прежде всего максимум 0,2 с, предпочтительно максимум 0,1 с и относятся, прежде всего (исключительно), к моменту перемены направления потока текучей среды (то есть, переходу от подвода текучей среды к отводу текучей среды, и наоборот).
Прежде всего, давление измеряют в самом пациенте, особо предпочтительно, в области выхода из устройства искусственной вентиляции легких, то есть из транспортирующего текучую среду канала (трубки/катетера), в дыхательном канале пациента. Факультативно, и/или дополнительно, давление измеряют в устройстве искусственной вентиляции легких.
Давление в устройстве искусственной вентиляции легких, прежде всего, не соответствует давлению в дыхательных путях пациента. Прежде всего, непрерывное изменение давления в дыхательных путях могут устанавливать также за счет, по меньшей мере, периодически постоянного давления в устройстве искусственной вентиляции легких.
Изменение давления в дыхательных путях могут измерять, прежде всего, также тогда, когда скорость подвода текучей среды или скорость отвода текучей среды равна нулю. Это изменение следует, прежде всего, из свойств самих дыхательных путей. Однако в рамках (второго варианта) способа зависимость между скоростью подвода текучей среды и скоростью отвода текучей среды (не равной нулю) и изменением давления не учитывается. Равной нулю скорости подвода текучей среды и скорость отвода текучей среды следует по возможности избегать (возможна максимум для интервалов времени до 0,5 с [секунды], прежде всего максимум 0,2 с или 0,1 с, и даже тогда только в момент перемены направления потока текучей среды, в некоторых случаях возможны более длительные интервалы времени до 2,0 с, чтобы, например, провести измерение давления, причем такой более длительный интервал времени предусматривают только с интервалами по меньшей мере 30 с, прежде всего по меньшей мере 2 минут, предпочтительно по меньшей мере 5 минут). Для этого скорость подвода текучей среды и скорость отвода текучей среды, прежде всего (исключительно), задается устройством искусственной вентиляции легких, причем контролируется давление в дыхательных путях.
Прежде всего, устанавливают синусоидальный или пилообразный режим искусственной вентиляции легких (изменение давления [миллибар] с течением времени [секунда]), причем подъем кривой (изменение давления с течением времени) постоянно не равно нулю и, прежде всего, имеет равный нулю подъем только в момент времени перемены направления потока текучей среды в течение интервала времени максимум 0,5 с [секунды], прежде всего максимум 0,2 с, предпочтительно максимум 0,1 с, особо предпочтительно никогда.
В рамках второго варианта способа пациенту, предпочтительно, во все моменты времени искусственной вентиляции легких посредством устройства искусственной вентиляции легких режим искусственной вентиляции легких, то есть скорость подвода текучей среды (поток вдоха) и скорость отвода текучей среды (поток выдоха), задается (только) устройством искусственной вентиляции легких (а не пациентом).
Прежде всего, подвод текучей среды и в некоторых случаях дополнительно отвод текучей среды происходит исключительно через устройство искусственной вентиляции легких или через по меньшей мере один введенный в дыхательные пути пациента внутренний канал.
Непрерывное изменение давления гарантирует, что подвод текучей среды и отвод текучей среды происходит не слишком быстро или слишком медленно, и может таким образом предотвратить или, по меньшей мере, минимизировать повреждения дыхательных путей и, прежде всего, тканей легких.
Кроме того, подвод текучей среды и отвод текучей среды может происходить с учетом растяжимости дыхательных путем (см. описания к первому способу и к устройству искусственной вентиляции легких, которые равным образом являются переносимыми на второй вариант способа) в предпочтительных интервалах давлений (то есть, между первым более высоким давлением и вторым более низким давлением) и с определенной частотой дыхания.
Прежде всего, во втором варианте способа избегают дыхательной паузы (то есть, отсутствия потока текучей среды в дыхательные пути или из дыхательных путей) более чем 0,5 с [секунды], прежде всего более чем 0,2 с, предпочтительно, более чем 0,1 с, особо предпочтительно избегают полностью. В обычных способах искусственной вентиляции легких такие дыхательные паузы предусматриваются, чтобы поддерживать заданный ритм дыхания (частоту и/или отношение вдоха и выдоха) или чтобы ограничивать подводимый объем текучей среды (при заданном давлении). К тому же дыхательные паузы в известных способах искусственной вентиляции легких получаются за счет свойств легких (например, растяжимости) или подвергаются их влиянию. Однако дыхательные паузы приводят к тому, что в другие моменты времени должен усиливаться или проводиться быстрее подвод текучей среды или отвод текучей среды (с более высоким потоком текучей среды и более высоким подводом энергии в дыхательные пути или легкие пациента).
Эта проблема решена во втором варианте способа за счет того, что (в значительной мере) избегают дыхательных пауз, и подвод текучей среды или отвод текучей среды могут тогда проводить в другие моменты времени с уменьшенным потоком текучей среды и, таким образом, с меньшим подводом энергии в дыхательные пути или легкие пациента.
Наряду со вторым вариантом способа, заявляется также второй вариант устройства искусственной вентиляции легких, в котором предлагаемое в изобретении устройство содержит блок подвода текучей среды, блок отвода текучей среды, выполненные с возможностью подвода текучей среды в дыхательные пути и отвода текучей среды из дыхательных путей пациента, и управляющее устройство, выполненное с возможностью во время искусственной вентиляции легких, то есть подвода текучей среды в дыхательные пути и отвода текучей среды из дыхательных путей за счет работы устройства искусственной вентиляции легких, регулирования по меньшей мере одного процесса искусственной вентиляции легких так, что давление в дыхательных путях по меньшей мере во время одного полного выдоха непрерывно изменяется путем непрерывного управления скоростью отвода текучей среды во время процесса искусственной вентиляции легких, причем во все моменты времени искусственной вентиляции легких управление скоростью подвода текучей среды и скоростью отвода текучей среды и их задание осуществляется только устройством искусственной вентиляции легких, при этом устройство искусственной вентиляции легких выполнено с возможностью осуществления непрерывного активного управления отводом текучей среды из легких пациента по меньшей мере при выдохе, причем указанное активное управление включает в себя непрерывное изменение давления отводимой текучей среды, приводящее к непрерывному регулированию скорости отвода текучей среды. Соответственно, управляющее устройство выполнено таким образом, чтобы во время искусственной вентиляции дыхательных путей пациента, то есть подвода текучей среды в дыхательные пути и отвода текучей среды из дыхательных путей, регулировать искусственную вентиляцию легких, то есть, прежде всего, регулировать изменение по меньшей мере одной из следующих величин: давления в дыхательных путях пациента (например, путем измерения в устройстве искусственной вентиляции легких и в некоторых случаях оценки давления в дыхательных путях, или путем измерения в дыхательных путях пациента), скорости подвода текучей среды, скорости отвода текучей среды, объема в дыхательных путях и т.д.
Управляющее устройство выполнено с возможностью регулирования по меньшей мере одного процесса искусственной вентиляции легких так, что давление в дыхательных путях по меньшей мере во время одного полного выдоха непрерывно изменяется путем непрерывного управления скоростью отвода текучей среды во время процесса искусственной вентиляции легких, в частности во время по меньшей мере одного полного процесса искусственной вентиляции легких или во время по меньшей мере одного полного выдоха. При этом во все моменты времени искусственной вентиляции легких управление скоростью подвода текучей среды и скоростью отвода текучей среды и их задание осуществляется только устройством искусственной вентиляции легких, причем выдох не происходит пассивно, то есть за счет энергии, накопленной в эластичных элементах ткани легких и грудной клетки, а во время искусственной вентиляции легких устройством искусственной вентиляции легких осуществляется непрерывное активное управление отводом текучей среды из легких пациента по меньшей мере при выдохе, причем указанное активное управление включает в себя непрерывное изменение давления отводимой текучей среды, приводящее к непрерывному регулированию скорости отвода текучей среды.
Прежде всего, управляющее устройство управляет по меньшей мере одним процессом искусственной вентиляции легких так, что во время по меньшей мере одного полного вдоха имеет место постоянная скорость подвода текучей среды [миллилитр/секунда] или во время по меньшей мере одного полного выдоха имеет место постоянная скорость отвода текучей среды [миллилитр/секунда].
Предпочтительно, управляющее устройство управляет по меньшей мере одним процессом искусственной вентиляции легких, который включает в себя по меньшей мере один вдох и один выдох так, что давление по меньшей мере в дыхательных путях во время процесса искусственной вентиляции легких непрерывно изменяется.
Прежде всего, непрерывное изменение давления включает в себя постоянство давления в течение не более 0,5 с при переходе между подводом текучей среды и отводом текучей среды, прежде всего не более 0,02 с, предпочтительно не более 0,1 с, особо предпочтительно никогда. Прежде всего, давление является постоянным только тогда, когда происходит переключение между скоростью подвода текучей среды и скоростью отвода текучей среды.
Описания относительно первого устройства искусственной вентиляции легких, второго устройства искусственной вентиляции легких, первого способа и второго способа являются переносимыми на соответственно другие предметы настоящего изобретения.
Настоятельно дается указание на то, что управляющее устройство может быть использовано также независимо от устройства искусственной вентиляции легких. Управляющее устройство предназначено, прежде всего, для управления процессами искусственной вентиляции легких. Этим устанавливается, на основании каких величин процесса искусственной вентиляции легких выполняется управление и какие параметры (максимальная/минимальная скорость подвода текучей среды и скорость отвода текучей среды и т.п.) при этом контролируются.
Изобретение, а также техническая среда будут более подробно разъяснены со ссылкой на фигуры. Следует отметить, что на фигурах показан особенно предпочтительный вариант осуществления изобретения, однако оно этим не ограничивается. При этом одинаковые детали снабжены на фигурах одинаковыми ссылочными обозначениями. Схематически показано на:
Фиг. 1: устройство искусственной вентиляции легких и пациент,
Фиг. 2: ход кривой растяжимости,
Фиг. 3: представление процессов искусственной вентиляции легких на графике "давление/время",
Фиг. 4: представление процессов искусственной вентиляции легких на графике "объем/время",
Фиг. 5: представление процессов искусственной вентиляции легких на графике "скорость подвода текучей среды и скорость отвода текучей среды/время",
Фиг. 6: представление процессов искусственной вентиляции легких на еще одном графике "давление/время", и
Фиг. 7: представление процессов искусственной вентиляции легких на еще одном графике "объем/время".
На фиг. 1 показано устройство 1 искусственной вентиляции легких и пациент по меньшей мере с одним дыхательным путем 5 или легкими. Устройство 1 искусственной вентиляции легких содержит блок 2 подвода текучей среды и блок 3 отвода текучей среды, выполненные с возможностью подвода текучей среды 4 в дыхательные пути 5, то есть в часть легких или в легкие, пациента или отвода текучей среды 4 из дыхательных путей 5. Далее, устройство 1 искусственной вентиляции легких содержит управляющее устройство 6, которое выполнено с возможностью во время искусственной вентиляции дыхательных путей 5 пациента, то есть подвода текучей среды 4 в дыхательные пути 5 и/или отвода текучей среды 4 из дыхательных путей 5 путем приведения в действие устройства 1 искусственной вентиляции легких, определения или дополнительно оценки хода 7, по меньшей мере, частичной области 8 кривой 9 растяжимости дыхательных путей 5 путем подвода и/или отвода текучей среды 4 из дыхательных путей 5 и путем определения по меньшей мере одного значения 10 растяжимости. Здесь устройство 1 искусственной вентиляции легких через катетер 27 с выполненным для возможности протекания текучей среды 4 поперечным сечением 28 внутреннего канала соединено с дыхательным путем 5 пациента. Таким образом, искусственная вентиляция легких происходит, например, через единственный внутренний канал, прежде всего, с использованием устройства для перемены направления потока газа.
На фиг. 2 показан ход 7 кривой 9 растяжимости на графике "давление-объем". По горизонтальной оси отложено давления 13, по вертикальной оси объем 12. Ход 7 кривой 9 растяжимости следует устанавливать для каждого пациента индивидуально. Кроме того, ход 7 может быть изменен также во время искусственной вентиляции легких.
Т
Т
В рамках способа или посредством устройства 1 искусственной вентиляции легких сначала устанавливают по меньшей мере одно значение 10 растяжимости 11, причем растяжимость 11 определяется выражением: С = объем V 12/ Δр 14 в миллилитрах/миллибар. В показанной здесь частичной области 8 кривой 9 растяжимости величина растяжимости 11 максимальна. Путем определения или оценки хода 7 кривой 9 растяжимости теперь могут определить положение 15 интервала 16 давлений с давлениями 17, 18, в котором объем V 22 вдоха текучей среды 4 может быть подведен по меньшей мере в дыхательные пути 5. Эти давления 17, 18 устанавливают на устройстве 1 искусственной вентиляции легких, так что по меньшей мере один процесс 19 искусственной вентиляции легких, то есть вдох 20 и/или выдох 21, происходит с объемом V 22 вдоха между этими давлениями Р1 17 и Р2 18.
На фиг. 3 показано представление процессов 19 искусственной вентиляции легких на графике "давление/время". По горизонтальной оси отложено время 29, по вертикальной оси - давление 13. Искусственная вентиляция легких происходит в интервале давлений 16 давлений между давлениями Р1 17 и Р2 18. Повышение давления 25, то есть Δp/Δt во время вдоха 20 контролируют и регулируют. Далее, контролируют и регулируют снижение давления 26, то есть Δp/Δt во время выдоха 21.
Т
На фиг. 4 на графике "объем/время" показаны процессы 19 искусственной вентиляции легких. По горизонтальной оси отложено время 29, по вертикальной оси объем 12. Подведенный в интервале 16 давлений в дыхательные пути 5 объем обозначен как объем V вдоха (тидальный объем). Ход кривой на графике "объем-время" следует за ходом давления (см. фиг. 3).
На фиг. 5 процессы 19 искусственной вентиляции легких показаны на графике "скорость подвода текучей среды и скорость отвода текучей среды/время". По горизонтальной оси отложено время 29, по вертикальной оси скорость 30 подвода текучей среды (сверху, то есть положительное значение) или скорость 31 отвода текучей среды (снизу, то есть отрицательное значение). Скорость 30 подвода текучей среды и скорость 31 отвода текучей среды соответственно постоянные и никогда не равны нулю. Скорость 30 подвода текучей среды и скорость 31 отвода текучей среды могут устанавливаться пользователем на устройстве 1 искусственной вентиляции легких или автоматически регулироваться посредством управляющей логики устройства 1 искусственной вентиляции легких или управляющего устройства 6, причем контролируется давление 13. Факультативно, давление 13 (в дыхательных путях 5), как показано на фиг. 3, может, например, устанавливаться пользователем и, например, контролироваться управляющей логикой, так что при частоте F 23 и/или заданной длительности или отношении времени вдоха 20 и выдоха 21 за счет определенного давления 13 получается требуемая скорость 30 подвода текучей среды и скорость 31 отвода текучей среды.
Прежде всего, скорость 30 подвода текучей среды и скорость 31 отвода текучей среды устанавливают через уже известные из WO 2008/113752 А1 и WO 2015/004229 А1 элементы перемены направления потока в качестве устройств 1 искусственной вентиляции легких, которые могут эксплуатироваться механически или вручную.
На фиг. 6 показано представление процессов 19 на еще одном графике "давление/время". По горизонтальной оси отложено время 29, по вертикальной оси - давление 13. Искусственная вентиляция легких происходит в интервале 16 давлений с положением 15 между давлениями Р1 17 и Р2 18. Во время вдоха 20 контролируют и регулируют повышение 25 давления, то есть Δp/Δt. Кроме того, во время выдоха контролируют и регулируют снижение 26 давления, то есть Δp/Δt. Здесь видно повышение хода давления как во время вдоха 20, так и во время выдоха 21.
Т
На фиг. 76 показано представление процессов 19 на еще одном графике "давление/время". По горизонтальной оси отложено время 29, по вертикальной оси объем 12. Подведенный в интервале 16 давлений в дыхательные пути объем обозначен как объем V 22 вдоха (тидальный объем). Ход кривой на графике "объем/время" следует за ходом давления (см. фиг. 6). И здесь видно постоянное повышение хода объема как во время вдоха 20, так и во время выдоха 21.
Из процессов 19 искусственной вентиляции легких на фиг. 3-7 можно увидеть, что паузы при искусственной вентиляции легких не предусмотрены. Переключение между вдохом и выдохом происходит без паузы.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
1 устройство искусственной вентиляции легких
2 блок подвода текучей среды
3 блок отвода текучей среды
4 текучая среда
5 дыхательные пути
6 управляющее устройство
7 ход
8 частичная область
9 кривая растяжимости
10 значение
11 растяжимость С
12 объем V
13 давление
14 разность давлений Δр
15 положение
16 интервал давлений
17 давление Р1
18 давление Р2
19 процесс искусственной вентиляции легких
20 вдох
21 выдох
Т
22 объем V вдоха
23 частота искусственной вентиляции легких
24 датчик давления
25 повышение давления
26 снижение давления
27 катетер
28 поперечное сечение
29 время
30 скорость подвода текучей среды
31 скорость отвода текучей среды