СИСТЕМА И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ ГАЗА В ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЯХ ВО ВРЕМЯ ВЫСОЧАСТОТНОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ С ПОЛОЖИТЕЛЬНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING AIRWAY GAS PARAMETERS DURING HIGH FREQUENCY POSITIVE PRESSURE VENTILATION

Уровень техники
1. Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее раскрытие относится к системе высокочастотной вентиляции с положительным давлением. Система может быть выполнена с возможностью поддержания усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях, равного целевому усредненному во времени уровню давления в дыхательных путях, и/или полного размаха перепада давления, равного целевому полному размаху перепада давления.
2. Уровень техники
Известны высокочастотные вентиляторы. Высокочастотные вентиляторы используются для подачи низких дыхательных объемов дыхательного газа. Высокочастотная колебательная вентиляция (HFOV) является широко используемым типом высокочастотной вентиляции, которая использует систему на поршневой основе для формирования положительных и отрицательных колебаний давления. В дополнение к выбираемой вручную частоте высокочастотной вентиляции пользователь обычно выбирает вручную полный размах давления и среднее давление в дыхательных путях. Полный размах давления и среднее давление в дыхательных путях определяют подаваемый дыхательный объем и насыщение кислородом легких пациента. При высокочастотной колебательной вентиляции полный размах давления управляется регулированием поршня, а среднее давление в дыхательных путях управляется баллонным клапаном при выдохе легких. Пользователь вручную регулирует установки этого клапана в зависимости от изменения состояния легких пациента.
Сущность изобретения
Соответственно, один или более вариантов настоящего раскрытия относятся к системе высокочастотной вентиляции с положительным давлением. Система содержит инспирационную подсистему, генератор экспирационного потока, один или более датчиков, клапан выдоха и один или более процессоров. Инспирационная подсистема выполнена с возможностью обеспечения потока газа под давлением для подачи в дыхательные пути пациента. Генератор экспирационного потока выполнен с возможностью вывода газа из дыхательных путей пациента к выпуску системы. Один или более датчиков выполнены с возможностью формирования выходных сигналов, передающих информацию, связанную с одним или более параметрами газа внутри или около дыхательных путей пациента. Клапан выдоха выполнен с возможностью выборочного управления потоком, протекающим из дыхательных путей пациента через генератор экспирационного потока. Один или более процессоров выполнены с возможностью исполнения компьютерных программных модулей. Компьютерные программные модули содержат модуль параметров, целевой модуль и управляющий модуль. Модуль параметров выполнен с возможностью определения одного или более газовых параметров внутри или около дыхательных путях пациента, основываясь на выходных сигналах, а также модуль параметров выполнен с возможностью определения усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях. Целевой модуль выполнен с возможностью получения целевых значений для одного или более параметров газа и целевой модуль выполнен с возможностью получения целевого усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях. Управляющий модуль выполнен с возможностью управления генератором экспирационного потока и клапаном выдоха, чтобы поддерживать усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях равным целевому усредненному во времени уровню давления на протяжении последовательности высокочастотных циклов давления.
Еще один вариант настоящего раскрытия относится к способу подачи высокочастотной вентиляции с положительным давлением пациенту с помощью системы высокочастотной вентиляции с положительным давление, причем система содержит инспирационную подсистему, генератор экспирационного потока, один или более датчиков, клапан выдоха и один или более процессоров и один или более процессоров выполнены с возможностью исполнения модули компьютерных программных модулей, содержащих модуль параметров, целевой модуль и управляющий модуль. Способ содержит этапы, на которых выводят газ из дыхательных путях пациента к выходу системы с помощью генератора экспирационного потока; формируют с помощью одного или более датчиков выходные сигналы, передающие информацию, связанную с одним или более газовыми параметрами внутри или около дыхательных путях пациента; выборочно управляют с помощью клапана выдоха потоком газа, выводимого из дыхательных путях пациента генератором экспирационного потока; определяют с помощью модуля параметров один или более газовых параметров внутри или около дыхательных путях пациента, основываясь на выходных сигналах, причем один или более газовых параметров содержат усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях; получают с помощью целевого модуля целевые значения для одного или более газовых параметров, причем целевые значения содержат целевой усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях; управляют с помощью управляющего модуля инспирационной подсистемой, генератором экспирационного потока и клапаном выдоха, чтобы подавать последовательность циклов давления в соответствии с режимом терапии с высокочастотной вентиляцией с положительным давлением; и выборочно управляют с помощью управляющего модуля клапаном выдоха и генератором экспирационного потока, чтобы поддерживать усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях на целевом усредненном во времени уровне давления в дыхательных путях для последовательности циклов давления.
Еще один вариант настоящего раскрытия касается системы высокочастотной вентиляции с положительным давлением. Система содержит средство формирования потока дыхательного газа под давлением для подачи в дыхательные пути пациента; средство вывода газа из дыхательных путях пациента; средство формирования выходных сигналов, передающих информацию, связанную с одним или более параметрами газа внутри или около дыхательных путей пациента; средство регулирования скорости, с которой газ выводится из дыхательных путей пациента; средство определения одного или более параметров газа внутри или около дыхательных путей пациента, причем средство определения одного или более газовых параметров выполнено с возможностью определения усредненного по времени уровня давления в дыхательных путях; средство получения целевых значений одного или более параметров газа, причем средство получения целевых значений выполнено с возможностью получения целевого усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях; и средство управления средством вывода и средством регулирования подачи последовательности циклов давления в соответствии с терапевтическим режимом высокочастотной вентиляции с положительным давлением, так что усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях поддерживается на усредненном во времени уровне давления в дыхательных путях с целевым усредненным во времени уровнем давления в дыхательных путях в течение последовательности циклов давления.
Эти и другие задачи, признаки и характеристики настоящего раскрытия, а также способы работы и функции связанных элементов структуры и совокупность частей и экономических систем изготовления, станут более очевидными после рассмотрения последующего описания и приложенной формулы изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, которые все являются частью настоящего описания, в котором на различных чертежах схожие ссылочные позиции обозначают соответствующие части. Следует ясно понимать, однако, что чертежи служат только для цели иллюстрации и описания и не предназначены для определения пределов раскрытия.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематическое представление системы высокочастотной вентиляции с положительным давлением;
Фиг.2 - схематическое представление части системы высокочастотной вентиляции с положительным давлением;
Фиг.3 - способ подачи высокочастотной вентиляции с положительным давлением пациенту с помощью системы высокочастотной вентиляции с положительным давлением.
Подробное описание примерных вариантов осуществления
Единственное число, как оно используется здесь, содержит и множественное число, если контекст явно не указывает иное. Заявление, что две или более частей или компонент "связываются", как оно используется здесь, должно означать, что части соединяются или действуют вместе прямо или косвенно, то есть через одну или более промежуточных частей или компонент, пока существует связь. Термин "связанные напрямую", как он используется здесь, означает, что два элемента находятся в прямом контакте друг с другом. Термины "жестко связанные" или "скрепленные" означает, что два компонента связываются так, чтобы двигаться как единое целое, в то же время сохраняя ориентацию относительно друг друга.
Термин "единый", как он используется здесь, означает компонент, создаваемый как единый фрагмент или блок. То есть, компонент, содержащий фрагменты, создаваемые отдельно и затем связанные вместе как блок, не является "единым" компонентом или телом. Заявление, что две или более частей или компонент "сцеплены" друг с другом, как оно используется здесь, должно означать, что части посредством силы влияют друг на друга прямо или через одну или более промежуточных частей или компонент. Термин "количество", как он используется здесь, должен означать единицу или целое число, более единицы (то есть множество).
Используемые здесь выражения, определяющие направление, такие, например, как, в частности, верх, низ, левый, правый, верхний, нижний, передний, задний и их производные, относятся к ориентации элементов, показанных на чертежах, и не создают ограничений по формуле изобретения, если здесь явно не указывается иное.
На фиг.1 схематично представлена система 10 высокочастотной вентиляции с положительным давлением. В некоторых вариантах осуществления система 10 содержит один или более вентиляторов 12, которые содержат инспирационную подсистему 14, экспирационную подсистему 16, дыхательную схему 18, процессор 20, электронное запоминающее устройство (не показано) и/или другие компоненты. В некоторых вариантах осуществления система 10 выполнена с возможностью обеспечения пациенту 22 вентиляции в соответствии с терапевтическим режимом высокочастотной вентиляции с положительным давлением. Система 10 выполнена с возможностью поддержания усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях (например, среднего давления в дыхательных путях) и/или полного размаха уровня давления, равными целевым уровням, для последовательности вдохов и/или выдохов. Система 10 выполнена с возможностью автоматического поддержания усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях и/или полного размаха уровня давления, снижая и/или исключая необходимость ручных настроек во время высокочастотной вентиляции с положительным давлением. Автоматическое регулирование обеспечивает своевременную регулировку параметров по мере изменения состояния легких и дыхания во время лечения.
Дыхательная схема 18 выполнена с возможностью подачи потока дыхательного газа под давлением в дыхательные пути пациента для вентиляции пациента 22. Дыхательная схема 18 содержит один или более дыхательных каналов 24, экспирационную схему 26, интерфейс 28 пациента и/или другие компоненты. Дыхательный канал 24 выполнен с возможностью подачи газа для вдоха от инспирационной подсистемы 14 в интерфейс 28 пациента.
Экспираторный канал выполнен с возможностью передачи выдыхаемого газа в экспирационную подсистему 16 от интерфейса 28 пациента. Каналы 24 и/или 26 могут быть гибкими и/или могут выборочно отключаться от интерфейса 28 пациента, инспирационной подсистемы 14 и/или экспираторной подсистемы 16. Интерфейс 28 пациента содержит интерфейсное устройство 30 пациента, которое соединяется с дыхательными путями пациента 22. Интерфейсное устройство 30 пациента может содержать инвазивное устройство, такое как эндотрахеальная трубка или другое инвазивное устройство, или неинвазивное устройство, такое как маска или другое неинвазивное устройство.
Инспирационная подсистема 14 выполнена с возможностью обеспечения потока дыхательного газа под давлением для подачи в дыхательные пути пациента 22 во время вдоха. Инспирационная подсистема 14 выполнена с возможностью управления одним или более параметрами газа потока дыхательного газа под давлением в соответствии с режимом терапии. Один или более параметров газа могут содержать один или более из таких параметров, как, например, расход, давление, влажность, скорость, ускорение, и/или другие параметры. В некоторых вариантах осуществления система 10 является устройством, предназначенным для высокочастотной вентиляции с положительным давлением. В некоторых вариантах осуществления инспирационная подсистема 14 является вентилятором и/или устройством создания положительного давления в дыхательных путях, выполненным с возможностью осуществления терапии, отличным и/или дополнительным к высокочастотной вентиляции с положительным давлением. Инспирационная подсистема 14 может содержать любое устройство, такое как, например, насос, источник сжатого газа, воздуходувка, поршень или меха, способное обеспечивать поток газа при повышенном давлении. Настоящее раскрытие также подразумевает, что в систему 10 для подачи пациенту 22 может вводиться газ, отличный от окружающего атмосферного воздуха (например, газ, обогащенный кислородом, лекарственный препарат и/или другие газы).
Экспираторная подсистема 16 выполнена с возможностью выпуска газа из дыхательных путей пациента 22 и/или дыхательной схемы 18, чтобы произвести выдох газа. Экспираторная подсистема 16 может содержать один или более выпусков 32, генератор 34 экспирационного потока, клапан 36 выдоха и/или другие узлы. Выпуск 32 выполнен с возможностью выброса выдыхаемого газа из системы 10. Он может содержать выпуск газа непосредственно в окружающую атмосферу или выпуск газа в фильтр или другой обрабатывающий компонент для обработки газа перед выбросом. Генератор 34 экспирационного потока выполнен с возможностью вывода газа через экспирационный канал 26 и выпуск 32. Генератор 34 экспирационного потока может содержать, например, воздуходувку, меха и/или другие устройства или механизмы, пригодные для формирования потока газа из экспирационного канала 26 через выпуск 32. Скорость, с которой генератор 34 экспирационного потока создает поток, может регулироваться, изменяя работу генератора 34 экспирационного потока. Например, скорость вращения воздуходувки может регулироваться, чтобы выводить через выпуск 32 больше или меньше газа.
Клапан 36 выдоха выполнен с возможностью выборочного подключения экспирационного канала 26 к генератору 34 экспирационного потока. В первом положении (показано на фиг.1), клапан 36 выдоха может запрещать или полностью прекращать прохождение газа между экспираторным каналом 26 и генератором 34 экспирационного потока. В первом положении давление в дыхательных путях пациента 22 будет иметь тенденцию повышаться по мере того, как пациенту 22 подается газ от инспирационной подсистемы 14, в то время как допускается или не допускается выход небольшого количества газа через экспирационную подсистему 14. На фиг.2 показан клапан 26 выдоха во втором положении, в котором экспираторный канал 26 соединяется с генератором 34 экспирационного потока через клапан 36 выдоха. Это может заставлять давление в дыхательных путях пациента 22 падать по мере того, как газ выводится из дыхательных путей пациента 22 через экспираторный канал 26 и выпуск 32.
Возвращаясь к фиг.1, когда клапан 36 выдоха находится в первом положении, показанном на фиг.1, и генератор 34 экспирационного потока работает, чтобы откачивать поток через выпуск 32, порт 38 утечки может действовать в качестве выпуска, через который газ выводится в генератор 34 экспирационного потока. Порт 38 утечки может быть просто пассивным портом (например, отверстием, откидным клапаном и/или другим пассивным портом) или может активно открываться в то время, когда клапан 36 выдоха закрывается, и наоборот. В некоторых вариантах осуществления клапан 36 выдоха не просто открывается и закрывается, а может открываться и закрываться дискретно, чтобы позволить относительно большему или меньшему количеству газа выходить из экспирационного канала 26 к выпуску 32.
Из вышесказанного следует понимать, что управляя клапаном 36 выдоха и/или генератором 34 экспирационного потока, можно управлять давлением в дыхательных путях пациента 22, когда газ подается в дыхательные пути пациента 22 от инспирационной подсистемы 14. Параметры (например, давление, расход и т.д.) газа, подаваемого от инспирационной подсистемы 14, могут управляться динамично в координации с клапаном 36 выдоха и/или генератором 34 экспирационного потока, чтобы управлять давлением в дыхательных путях, или дыхательный газ может подаваться, по существу, непрерывно и давление в дыхательных путях, которое управляется полностью или, по существу, полностью, регулируется работой клапана 36 выдоха и/или генератора 34 экспирационного потока.
Как показано в примере, не создающем ограничений, генератор 34 экспирационного потока и/или клапан 36 выдоха могут быть выполнены с возможностью регулирования давления в дыхательных путях в соответствии с режимом высокочастотной вентиляции. В некоторых вариантах осуществления терапевтический режим может указывать, что давление в дыхательных путях колеблется на протяжении последовательности циклов давления, в течение которых поддерживается среднее давление в дыхательных путях. Во время этих циклов давления такие параметры, как частота, давление или амплитуда потока, среднее давление, дыхательный объем, пиковый расход и/или другие параметры могут управляться за счет работы генератора 34 экспирационного потока и/или клапана 36 выдоха.
Система 10 может содержать один или более датчиков 40, выполненных с возможностью формирования выходных сигналов, передающие информацию, связанную с одним или более параметрами газа внутри системы 10. Один или более параметров газа могут содержать расход, объем, давление, состав (например, концентрация(-и) одной или более составляющих частей), температура, влажность, ускорение, скорость, акустика, изменения параметра, характерные для дыхания, и/или другие параметры газа. Датчики 40 могут содержать один или более датчиков, которые измеряют такие параметры напрямую. Датчики 40 могут содержать один или более датчиков, формирующих выходные сигналы, связанные с одним или более параметрами газа косвенно. Например, один или более датчиков 40 могут формировать выходной сигнал, основываясь на рабочем параметре генератора 34 экспирационного потока (например, ток, напряжение, скорость вращения и/или другие рабочие параметры двигателя) и/или других параметрах. Хотя датчики 40 показаны расположенными в одном месте внутри дыхательной схемы 18, это не должно рассматриваться как ограничение. Датчики 40 могут содержать датчики, расположенные во множестве мест, таких как, например, внутри генератора 34 экспирационного потока, внутри (или быть связанным с) инспирационной подсистемы 14 и/или в других местах.
Процессор 20 выполнен с возможностью предоставления обработки информации в системе 10. Также, процессор 20 может содержать один или более цифровых процессоров, аналоговый процессор, цифровую схему, предназначенную для обработки информации, аналоговую схему, предназначенную для обработки информации, конечный автомат и/или другие механизмы электронной обработки информации. Хотя процессор 20 показан на фиг.1 как одиночный объект, это служит только для иллюстративных целей. В некоторых реализациях процессор 20 может содержать множество устройств обработки. Эти устройства обработки могут быть физически расположены внутри одного и того же устройства или процессор 20 может представлять собой функциональную возможность обработки множеством устройств, работающих координировано.
Как показано на фиг.1, процессор 20 выполнен с возможностью исполнения одного или более компьютерных программных модулей. Один или более компьютерных программных модулей могут содержать один или более модулей 42 параметров, целевой модуль 44, управляющий модуль 46 и/или другие модули. Процессор 20 может быть выполнен с возможностью исполнения модулей 42, 44 и/или 46 посредством программного обеспечения, аппаратурного обеспечения, встроенных программ, некоторой комбинации программного обеспечения, аппаратурного обеспечения и/или встроенных программ и/или других механизмов конфигурации возможностей обработки на процессоре 24.
Следует понимать, что хотя модули 42, 44 и/или 46 показаны на фиг.1 как располагающиеся вместе внутри единого устройства обработки, в реализациях, в которых процессор 20 содержит многочисленные процессорные блоки, один или более модулей 42, 44 и/или 46 могут быть расположены на удалении от других модулей. Описание функциональных возможностей, предоставляемых различными модулями 42, 44 и/или 46, описанными ниже, служит для иллюстративных целей и не предназначено служить в качестве ограничения, поскольку любой из модулей 42, 44 и/или 46 может обладать большими или меньшими функциональными возможностями, чем описывается. Например, один или более модулей 42, 44 и/или 46 может быть удален и некоторые или все его функциональные возможности могут обеспечиваться другими модулями 42, 44 и/или 46. Как другой пример, процессор 20 может быть выполнен с возможностью исполнения одного или более дополнительных модулей, которые могут выполнять некоторые или все функциональные возможности, присущие, как описано ниже, одному из модулей 42, 44 и/или 46.
Модуль 42 параметров выполнен с возможностью определения одного или более параметров внутри системы 10. Один или более параметров внутри системы 10 могут содержать параметры газа, связанные с потоком дыхательного газа внутри или около дыхательных путей пациента 22, и/или другие параметры. Модуль 42 параметров 42 выполнен с возможностью определения одного или более параметров, основываясь на выходных сигналах датчиков 40 и/или другой информации. Информация, определенная модулем 42 параметров, может использоваться для управления генератором 34 экспирационного потока, управления клапаном 36 выдоха, храниться в электронном запоминающем устройстве и/или использоваться для другого применения. Один или более параметров газа потока дыхательного газа под давлением может содержать, например, один или более из таких параметров, как скорость потока, объем, давление, влажность, температура, ускорение, скорость и/или другие параметры газа.
В некоторых вариантах осуществления модуль 42 параметров может быть выполнен с возможностью определения дыхательной фазы (например, вдох, выдох) и/или высокочастотных циклов давления во время вентиляции пациента 12. Дыхательная фаза может содержать фазу определений, сделанных модулем 25 параметров, основываясь на выходных сигналах, полученных в результате циклов давления, сформированных при управлении инспирационной подсистемой 14, генератором 34 экспирационного потока и/или клапаном 36 выдоха. Модуль 42 параметров может быть выполнен с возможностью определения дополнительных параметров дыхания, связанных с дыханием пациента 22. Дополнительные дыхательные параметры, связанные с дыханием пациента 22, могут содержать дыхательный объем, синхронизацию (например, начало и/или конец вдоха, начало и/или конец выдоха и т.д.), частоту дыхания, продолжительность (например, вдоха, выдоха, одиночного дыхательного цикла и т.д.), частоту дыхания, частоту циклов высокочастотного давления, среднее давление в дыхательных путях и/или другие дыхательные параметры. Определения фаз дыхания могут использоваться управляющим модулем 46 для управления генератором 34 экспирационного потока 34 и/или клапаном 36 выдоха, для управления давлением в дыхательных путях пациента 22, могут храниться в электронном запоминающем устройстве и/или использоваться для других применений. В некоторых вариантах осуществления модуль 42 параметров выполнен с возможностью определения дыхательной фазы (например, вдох, выдох), основываясь на изменениях в давлении, скорости потока и/или других параметрах, определенных модулем 42 параметров.
Модуль 42 параметров может быть выполнен с возможностью определения усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях. Усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях может быть, например, средним давлением в дыхательных путях. В некоторых вариантах осуществления усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях может усредняться непрерывно во время сеанса терапии. Усредненный уровень давления в дыхательных путях для текущего времени может быть определен, основываясь на усредненном уровне давления в дыхательных путях для ранее определенного времени и текущих выходных сигналах от датчиков 40. В некоторых вариантах осуществления усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях может быть определен во время окна терапии. Например, усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях может быть усреднен по окну терапии, состоящему из двух (или более) самых последних циклов высокочастотной вентиляции. В некоторых вариантах осуществления усреднение может делаться в течение заданного времени непосредственно перед текущим циклом высокочастотной вентиляции.
Модуль 42 параметров может быть выполнен с возможностью определения полного размаха перепада давления, основываясь на выходных сигналах. В некоторых вариантах осуществления полный размах перепада давления может быть связан с разностями между двумя или более следующими друг за другом максимальными давлениями в циклической волне давления, формируемой при работе инспирационной подсистемы 14, генератора 34 экспирационного потока 34 и/или клапана 36 выдоха в соответствии с терапевтическим режимом высокочастотной вентиляции с положительным давлением. В некоторых вариантах осуществления полный размах перепада давления может определяться непрерывно во время сеанса терапии. Текущий полный размах перепада давления может быть определен, основываясь на ранее определенном пиковом уровне давления и текущем пиковом уровне давления, указанных выходными сигналами датчиков 40.
В некоторых вариантах осуществления, частота определений, алгоритмы, используемые для определения параметров, и/или другие факторы, связанные с определением параметров газа модулем 25 параметров, могут определяться при изготовлении, определяться на основе ввода данных пользователем через интерфейс пользователя, определяться, основываясь на предыдущем и/или текущем дыхании пациента, определяться, основываясь на режиме терапии и/или определяться другими способами.
Целевой модуль 44 выполнен с возможностью получения целевых значений для одного или более параметров газа. Целевой модуль 44 выполнен с возможностью получения целевого усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях. В некоторых вариантах осуществления целевой усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях может быть средним уровнем давления в дыхательных путях. Целевой модуль 44 выполнен с возможностью получения целевого полного размаха перепада давления. В некоторых вариантах осуществления целевой модуль 44 выполнен с возможностью определения целевых значений параметров газа, основываясь на предшествующем дыхании пациента. В некоторых вариантах осуществления целевые значения параметров газа могут быть определены при изготовлении. В некоторых вариантах осуществления целевой модуль 44 может получать целевые значения параметров газа, основываясь на информации, введенной пациентом и/или другими пользователями (например, сиделка, врач) через интерфейс пользователя. В некоторых вариантах осуществления целевой модуль (27)[Р1] может получать целевые значения другими способами.
Управляющий модуль 46 выполнен с возможностью управления инспирационной подсистемой 14, генератором 34 экспирационного потока и/или клапаном 36 выдоха, чтобы подавать давление в дыхательные пути в соответствии с терапевтическим режимом высокочастотной вентиляции с положительным давлением. Управляющий модуль 46 выполнен с возможностью управления инспирационной подсистемой 14, генератором 34 экспирационного потока и/или клапаном 36 выдоха в соответствии с терапевтические режимом высокочастотной вентиляции с положительным давлением, основываясь на выходных сигналах от датчиков 40. Управляющий модуль 46 выполнен с возможностью управления инспирационной подсистемой 14, генератором 34 экспирационного потока и/или клапаном 36 выдоха, чтобы вызывать циклы давления в дыхательных путях с частотой между приблизительно 3 Гц и приблизительно 25 Гц. Управляющий модуль 46 выполнен с возможностью управления инспирационной подсистемой 14, генератором 34 экспирационного потока 34 и/или клапаном 36 выдоха так, что дыхательный объем потока дыхательного газа под давлением составляет приблизительно 6 мл/кг для пациента.
В некоторых вариантах осуществления управляющий модуль 46 выполнен с возможностью выборочного управления инспирационной подсистемой 14, генератором 34 экспирационного потока и/или клапаном 36 выдоха, чтобы поддерживать усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях равным целевому усредненному во времени уровню давления в дыхательных путях на протяжении множества циклов давления. Индивидуальные циклы могут соответствовать вдоху и выдоху пациента. В некоторых вариантах осуществления усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях может быть средним давлением в дыхательных путях. Управляющий модуль 46 может быть выполнен с возможностью выборочного управления инспирационной подсистемой 14, генератором 34 экспирационного потока 34 и/или клапаном 36 выдоха, чтобы поддерживать усредненный во времени уровень давления  равным целевому усредненному во времени уровню давления в дыхательных путях, основываясь на выходных сигналах, информации, определенной модулем 42 параметров, информации, полученной целевым модулем 44, и/или другой информации.
Как пример, не предназначенный для создания ограничений, давление в дыхательных путях может определяться и усредняться модулем 42 параметров по нескольким высокочастотным циклам с положительным давлением. Количество циклов давления, для которых усредняется давление, может зависеть от частоты высокочастотной вентиляции. Разность (или, например, ошибка) между целевым средним давлением в дыхательных путях (полученным целевым модулем 44) и текущим средним давлением в дыхательных путях может быть определена управляющим модулем 46. На основе определенной разности, управляющий модуль 46 может одновременно управлять степенью, в которой открывается и/или закрывается клапан 36 выдоха, увеличивать и/или уменьшать ток/скорость воздуходувки генератора 34 экспирационного потока и/или управлять другими аспектами работы системы 10, чтобы воздействовать на давление в дыхательных путях. Если, например, текущее среднее давление в дыхательных путях выше, чем целевое среднее давление в дыхательных путях, управляющий модуль 46 может управлять скоростью воздуходувки для ее увеличения, так что отрицательное давление во время выдоха увеличивается. Кроме того, управляющий модуль 46 может управлять клапаном 36 выдоха, чтобы открывать его частично для облегчения более быстрых изменений в направлении отрицательного давления во время выдоха.
В некоторых вариантах осуществления управляющий модуль 46 выполнен с возможностью выборочного управления генератором 34 экспирационного потока и/или клапаном 36 выдоха, чтобы поддерживать полный размах перепад давления равным целевому полному размаху перепада давления на протяжении циклов давления. Управляющий модуль 46 выполнен с возможностью выборочного управления генератором 34 экспирационного потока и/или клапана 36 выдоха, чтобы поддерживать полный размах перепада давления равным целевому полному размаху перепада давления, основываясь на выходных сигналах, информации, определенной модулем 42 параметров, информации, полученной целевым модулем 44 и/или другой информации. В некоторых вариантах осуществления управляющий модуль 46 может быть выполнен с возможностью сравнения текущего полного размаха перепада давления с целевым полным размахом перепада давления для генератора 34 экспирационного потока, клапана 36 выдоха и/или других компонент системы 10, основываясь на сравнении. Управляющий модуль 29 может быть выполнен с возможностью управления управляющим клапаном 18, клапаном 20 и/или генератором 14 инспирационного потока, по существу, одновременно, чтобы поддерживать полный размах перепада давления равным целевому полному размаху перепада давления.
В некоторых вариантах осуществления управляющий модуль 46 выполнен с возможностью поддержания во времени усредненного во времени уровня давления в дыхательных путях равным целевому усредненному во времени уровню давления в дыхательных путях и максимального размаха перепада давления равным целевому максимальному размаху перепада давления в течение одной и той же последовательности циклов давления.
В некоторых вариантах осуществления управляющий модуль 46 выполнен с возможностью управления инспирационной подсистемой 14, генератором 34 экспирационного потока, клапаном 36 выдоха и/или другими устройствами, чтобы сформировать поток газа в соответствии с режимом вентилятора, терапевтическим режимом положительного давления в дыхательных путях и/или другими терапевтическими режимами в дополнение и/или вместо терапевтического режима высокочастотной поддержки положительного давления.
На фиг.3 представлен способ 300 предоставления пациенту высокочастотной вентиляции с положительным давлением с помощью системы высокочастотной вентиляции с положительным давлением. Система содержит инспирационную подсистему, генератор экспирационного потока, один или более датчиков, клапан выдоха и один или более процессоров и/или другие компоненты. Один или более процессоров выполнены с возможностью исполнения компьютерных программных модулей. Компьютерные программные модули содержат модуль параметров, целевой модуль и управляющий модуль. Этапы способа 300, представленные ниже, подразумевают, что они являются иллюстративными. В некоторых вариантах осуществления способ 300 может быть выполнен с одним или более дополнительными этапами, здесь не описанными, и/или без одного или более обсужденных этапов. Дополнительно, порядок, в котором на фиг.3 показаны и описываются ниже этапы способа 300, не подразумевает, что он служит ограничением.
В некоторых вариантах осуществления способ 300 может быть осуществлен в одном или более устройствах обработки (например, цифровой процессор, аналоговый процессор, цифровая схема, предназначенная для обработки информации, аналоговая схема, предназначенная для обработки информации, конечный автомат и/или другие механизмы электронной обработки информации). Одно или более устройств обработки могут содержать одно или более устройств, исполняющих некоторых или все этапы способа 300 в ответ на команды, хранящиеся в электронном виде на электронном носителе. Одно или более устройств обработки могут содержать одно или более устройств, конфигурируемых посредством аппаратурного обеспечения, встроенных программ и/или программного обеспечения, которые должны быть специально разработаны для выполнения одного или более способов способа 300.
На этапе 302 поток дыхательного газа под давлением для подачи в дыхательные пути пациента формируется с помощью инспирационной подсистемы, подобной инспирационной подсистеме 14 (показанный в фиг.1 и описанной здесь). В некоторых вариантах осуществления этап 302, по меньшей мере, частично, выполняется генератором экспирационного потока и/или клапаном выдоха, такими же или подобными генератору 34 экспирационного потока 34 и/или клапану 36 выдоха, соответственно (показанным на фиг.1 и описанным здесь).
На этапе 304 выходные сигналы, передающие информацию, связанную с одним или более параметрами газа потока дыхательного газа под давлением, формируются одним или более датчиками. В некоторых вариантах осуществления этап 304 выполняется одним или более датчиками, такими же или подобными датчикам 40 (показанными на фиг.1 и описанными здесь).
На этапе 306 давление в дыхательных путях пациента выборочно управляется инспирационной подсистемой, генератором экспирационного потока и/или одним или более клапанами. В некоторых вариантах осуществления этап 306 выполняется, по меньшей мере, частично, инспирационной подсистемой, генератором экспирационного потока и/или клапаном выдоха, такими же или подобными инспирационной подсистеме 14, генератору 34 экспирационного потока и/или клапану 36 выдоха, соответственно (показанными на фиг.1 и описанными здесь).
На этапе 308 один или более параметров газа потока дыхательного газа под давлением внутри или около дыхательных путях пациента определяются модулем параметров, основываясь на выходных сигналах. В некоторых вариантах осуществления один или более параметров газа содержат усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях. В некоторых вариантах осуществления один или более параметров газа могут содержать полный размах перепада давления. В некоторых вариантах осуществления этап 308 выполняется модулем процессора, таким же или подобным модулю 42 параметров (показанным на фиг.1 и описанным здесь).
На этапе 310 целевые значения для одного или более параметров газа получают с помощью целевого модуля. В некоторых вариантах осуществления целевые значения содержат усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях. В некоторых вариантах осуществления один или более параметров газа могут содержать целевой полный размах перепада давления. В некоторых вариантах осуществления этап 310 выполняется модулем процессора, таким же или подобным целевому модулю 44 (показанным на фиг.1 и описанным здесь).
На этапе 312 инспирационной подсистемой, генератором экспирационного потока и/или клапаном выдоха можно управлять с помощью управляющего модуля, чтобы формировать потоком дыхательного газа под давлением в соответствии с терапевтическим режимом высокочастотной вентиляции с положительным давлением. В некоторых вариантах осуществления этап 312 выполняется модулем процессора, таким же или подобным управляющему модулю 46 (показанным на фиг.1 и описанным здесь).
На этапе 314 инспирационная подсистема, генератор экспирационного потока и/или клапан выдоха могут выборочно управляться управляющим модулем, чтобы поддерживать усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях равным усредненному во времени уровню давления в дыхательных путях на протяжении последовательности положительных и отрицательных давлений. В некоторых вариантах осуществления инспирационная подсистема, генератор экспирационного потока и/или клапан выдоха могут выборочно управляться управляющим модулем, чтобы поддерживать полный размах перепада давления равным целевому полному размаху перепада давления на протяжении последовательности циклов давления. В некоторых вариантах осуществления усредненный во времени уровень давления в дыхательных путях и полный размах перепада давления могут поддерживаться равными их соответствующим целевым уровням в одних и тех же фазах циклов давления. В некоторых вариантах осуществления этап 314 выполняется модулем процессора, таким же или подобным управляющему модулю 46 (показанным на фиг.1 и описанным здесь).
В формуле изобретения любые ссылочные позиции, заключенные в круглые скобки, не должны рассматриваться как ограничение формулы изобретения. Слово "содержащий" или "включающий" не исключает присутствия элементов или этапов, отличных от перечисленных в формуле изобретения. В любом пункте формулы изобретения для устройства, где перечисляются несколько средств, некоторые из этих средств могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратурного обеспечения. Единственное число элемента не исключают наличия множества таких элементов. В любом пункте формулы изобретения для устройства, где перечисляются несколько средств, некоторые из этих средств могут быть реализованы одним и тем же элементом аппаратурного обеспечения. Простой факт, что некоторые элементы повторяются во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает, что эти элементы не могут использоваться совместно.
Хотя изобретение, представленное выше, было подробно описано с целью иллюстрации, основываясь на том, что в настоящее время считается самым практичными и предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что такие подробности служат исключительно для этой цели и что раскрытие не ограничивается явно раскрытыми вариантами осуществления, а, напротив, предназначено охватывать модификации и эквивалентные конструкции, которые попадают в рамки сущности и объема приложенной формулы изобретения. Например, следует понимать, что настоящее раскрытие подразумевает, по мере возможности, что один или более признаков любого варианта осуществления могут объединяться с одним или более признаками любого другого варианта осуществления.