Система комплексной профилактики осложнений искусственной вентиляции легких
SYSTEM FOR COMPLEX PREVENTION OF COMPLICATIONS OF ARTIFICIAL PULMONARY VENTILATION

Медицинский аппарат для профилактики стенозов трахеи при искусственной вентиляции легких относится к медицине, а именно к анестезиологии, реаниматологии, интенсивной терапии и паллиативной помощи, и применяется для профилактики стенозов трахеи, вызванных изменениями в ее стенке под влиянием давления манжет эндотрахеальных (трахеостомических или интубационных) трубок при проведении искусственной вентиляции легких (ИВЛ).
Среди известных факторов, приводящих к возникновению рубцового стеноза трахеи, основным является воздействие манжеты интубационной трубки на стенку трахеи. Соблюдение режимов рекомендованного давления в манжете интубационной трубки в пределах 25-30 см водного ст. не всегда позволяет избежать повреждений слизистой оболочки трахеи (Способы лечения и профилактики рубцовых стенозов трахеи М.н.с. И.С. Курганский, к.м.н. В.Н. Махутов, д.б.н. С.А. Лепехова, ВЕСТНИК ОТОРИНОЛАРИНГОЛОГИИ, 1, 2016). Давление манжеты должно быть ограничено 45 см водного столба, иначе резко увеличивается риск появления некроза стенок трахеи. Недостаточное надувание манжеты эндотрахеальной трубки (ЭТТ) или манжеты трахеостомической трубки (ТТ) до давления ниже 20-25 см водного столба может привести к проникновению секрета из надманжеточного пространства в легкие, что, как считается, способствует возникновению пневмонии, связанной с энтилятором (VAP). При анестезии с использованием закиси азота, давление в манжете ЭТТ или ТТ может значительно увеличиваться за счет проникновения закиси азота через стенку манжеты, что неизбежно приведет к повреждению трахеи за счет ишемии ее слизистой оболочки от сдавливания излишне раздутой манжетой.(Патент WO2011127407 США, А61М 16/04. PRESSURIZED TRACHEA CUFF CONTROL ARRANGEMENT/ CALDERONI Anthony, PYLANT Rogers; заявитель и патентообладатель ARM MEDICAL DEVICES INC США. - №PCT/US2011/031792; заявл. 08.04.2010; опубл. 13.10.2011)
Риск возникновения травм трахеи, связанных с манжетой ЭТТ и ТТ, напрямую связан с уровнем давления в манжете. Существующие решения для управления давлением в манжете эндотрахеальной трубки требуют ручного контроля и регулирования давления. Как правило, это достигается путем ручной пальпации пилотного баллона, который находится на просвете манжеты на большинстве изделий большинства производителей трубок ЭТТ или ТТ. (Патент US20110253145 США, А61М 16/04. Pressurized tracheal cuff control arrangement / Antonio Maria PESENTI, Alberto ZANELLA, Luigi CASTAGNA, Vittorio SCARAVILLI; заявитель и патентообладатель UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI MILANO-BICOCCA США. - №15573768; заявл. 18.05.2016; опубл. 10.05.2018)
Известны аппараты для профилактики стенозов трахеи посредством автоматического контроля давления в манжете эндотрахеальной трубки. Подобные аппараты регулируют давление в манжете трубки ЭТТ или ТТ после того, как трубка ЭТТ или ТТ была введена в трахею пациента специалистом по дыханию. Специалист устанавливает желаемое давление в манжете, как правило, в пределах плюс-минус 2 см водного столба. Аппарат контролирует давление в манжете с помощью пневматических соединительных средств, сообщающихся с небольшим воздушным насосом, датчиком давления и клапаном сброса. Контур обратной связи по давлению с микропроцессорным контроллером, находящимся в регуляторе и системе управления, непосредственно управляет как воздушным насосом, так и клапаном сброса. (Intellicuff Technical specifications brochure, Hamilton medical AG, https://www.hamilton-medical.com/ru_RU/Solutions/IntelliCuff-cuff-pressure-control.html) Однако, данные аппараты не решают проблемы стеноза стенок трахеи, так как слизистая оболочка трахеи находится под постоянным воздействием стенок манжеты.
Известен аппарат для профилактики стенозов трахеи (2), координирующий уровень давления в манжете ЭТТ таким образом, чтобы он был максимальным во время фазы вдоха и минимальным во время фазы выдоха. Данный способ применяется в аппарате ИВЛ MythoVent. При использовании аппарата ИВЛ MythoVent производителем установлено давление в манжете на вдохе 25 см. водного столба, а на выдохе 7 см. водного столба, что обеспечивает регулярную вентиляцию с положительным давлением в дыхательных путях (https://mswestfalia.com/ru/products/anaesthesiology-and-icu/mythovent/). Недостатком данного способа является блокирование естественного механизма удаления слизи со стенок НДП работой ворсинок реснитчатого эпителия слизистой, что создает условия для накопления слизи в НДП и повышает риски развития ВАП. Также недостатком данного способа профилактики повреждений трахеи можно считать невозможность его использования в некоторых режимах ИВЛ, в частности высокочастотной (HFPPV), высокочастотной струйной (HFJV) и осцилляторной (HFO, HFLO) ИВЛ.
В предложенном изобретении данных недостатков не будет за счет полной дефляция манжеты во время фазы выдоха пациента. Выходящий поток воздуха из легких будет помогать естественному механизму удаления секрета. Так же, путем установки границ регулирования давления в манжете пользователь манжете задавать оптимальный режим работы прибора, подходящий для конкретной клинической ситуации (например подобно аппаратам 1 и 2 описанным в данном документе).
Настоящее изобретение включает в себя аппарат регулирования давления в манжете ЭТТ с синхронизацией с ритмом дыхания пациента. Аппарат состоит из системы управления с интерфейсом, позволяющим задавать режимы работы и отображающей значение давления в манжете ЭТТ, латчика потока воздуха размещенного в дыхательном контуре пациента и пневматического контура. Аппарат раздувает манжету ЭТТ или ТТ и регулирует в ней давление после введения ЭТТ или ТТ в дыхательные пути пациента специалистом. Пользователь на консоли управления устанавливает желаемые границы давления в манжете ЭТТ. Патентуемый аппарат способен работать с любыми ЭТТ или ТТ, имеющих Луер-Лок разъем.
Изложенная сущность изобретения поясняется описанием примера конкретной реализации аппарата и чертежами, на которых представлены:
1. На рисунке 1 приведены временные диаграммы дыхательного цикла пациента на ИВЛ и их корреляция с показаниями датчика потока и уровня давления манжеты ЭТТ или ТТ. 1 - давление в манжете ЭТТ, 2 - поток воздуха, 3 - дыхательный объем, 4 - фаза вдоха, 5 - фаза выдоха.
2. На рисунке 2 схематично показана процедура проведения искусственной вентиляции легких пациента с использованием настоящего изобретения. 6 - Патентуемый аппарат, 7 - Эндотрахеальная трубка (ЭТТ), 8 - Манжета ЭТТ, 9 - Контур пациента, подключенный к аппарату ИВЛ, 10 - Датчик потока, 11 - Пневматическая трубка, соединяющая манжету ЭТТ с патентуемым прибором, 12 - Верхние дыхательные пути, 13 - Нижние дыхательные пути, 14 - Трахея, 15 - Пациент.
3. На рисунке 3 приведена блок схема изобретения Пневматический контур (16) включает в себя трубку, имеющую манжету (17), расположенную кольцеобразно на одном ее конце и двух клапанов переключения давления (18,19), клапан аварийного сброса давления (20), датчик давления (21) и воздушный насос (22) на другом конце.
Манжета ЭТТ или ТТ является частью одноразовой ЭТТ или ТТ стороннего производителя, подключаемая к патентуемому аппарату посредством Луер Лок разъема (23).
Клапан переключения давления представляет собой 3-х ходовой клапан.
Система управления получает данные о фазе дыхания пациента по датчику потока (24), расположенного в дыхательном контуре пациента.
Система управления с интерфейсом (25) состоит из микроконтроллера (26), подключенного к жидкокристаллической дисплейной панели (27) с соответствующими переключателями управления. Микроконтроллер запрограммирован через программный порт, и считывает через аналоговый вход показания датчика давления в манжете, показания датчика потока и уровень заряда батареи. Показания уровня заряда батареи задается системой электропитания (28), которая включает в себя выносной блок питания на 12В, и аккумуляторный блок с зарядным устройством. Микроконтроллер постоянно выводит на дисплейную панель считанные через аналоговый порт данные. Микроконтроллер, находящийся в аппарате, непосредственно управляет воздушным насосом и клапанами регулирования давления по контуру обратной связи по давлению. Микроконтроллер напрямую подсоединен к зуммеру(29) и светодиоду (30), сигнализирующему об аварийной ситуации.
Предохранительный клапан сброса давления контролирует давление в пневматическом контуре (и, следовательно, давление в манжете) независимо от микроконтроллера. Как только давление в манжете достигает точки срабатывания предохранительного клапана, то он срабатывает, что приводит к снижению давления в манжете до безопасного.
В фазу вдоха микроконтроллер переключает клапаны регулирования давления на накачку Манжеты и включает воздушный насос до тех пор, пока не будет достигнут верхний заданный уровень давления.
В фазу выдоха микроконтроллер переключает клапаны регулирования давления на дефляцию манжеты и включает воздушный насос до тех пор, пока не будет достигнут нижний заданный уровень давления.
Микроконтроллер выводит соответствующее сообщение на дисплей и включает светодиодную и звуковую сигнализацию при следующих аварийных ситуациях:
Превышение давления в манжете на 5 см водного столба
Давление в манжете ниже заданного на 5 см водного столба
Заряд аккумулятора менее 11В.
При экстубации (удалении ЭТТ или ТТ из дыхательных путей пациента) специалист по дыханию переводит аппарат в режим дефляции манжеты ЭТТ или ТТ. Тогда микроконтроллер переключает клапаны регулирования давления на дефляцию манжеты и включает воздушный насос до полного откачивания воздуха из манжеты.
Изобретенный прибор способен принимать данные о дыхательном цикле пациента от аппарата ИВЛ посредством последовательного или параллельного интерфейса при наличии у аппарата ИВЛ данной опции.
Пользователь может настроить аппарат на 1 и 2 описанный в данном патенте способ профилактики стеноза трахеи, должным образом задав границы изменения давления в манжете ЭТТ или ТТ.
Таким образом, описываемое изобретение представляет собой компактный, простой и надежный, многофункциональный медицинский прибор, который позволяет проводить эффективную профилактику стеноза трахеи во время ИВЛ и вывод секреторной жидкости из носоглотки естественным путем.
Так же изобретение позволяет проводить перемежающую искусственную вентиляцию легких при наличии источника постоянного положительного давления дыхательной смеси (например, аппарат ИВЛ в режиме СРАР) в контуре пациента путем управления давлением в герметизирующей манжете, что будет представлять собой принципиально новый режим вентиляции легких - режим вентиляции без мертвого пространства (ВБМП).