УСТРОЙСТВА И СПОСОБЫ ДЛЯ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ПАЦИЕНТА
APPARATUSES AND METHODS FOR ARTIFICIAL VENTILATION OF A PATIENT

Объект настоящего изобретения относится к устройству для искусственной вентиляции, устройству для искусственной вентиляции, содержащему устройство для визуализации, и способу искусственной вентиляции пациента. Устройство для искусственной вентиляции содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и, дополнительно, блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды (в частности, по меньшей мере в основном дыхательного газа) по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути.
Когда пациенту проводят искусственную вентиляцию, как правило, используют маску или трубку, через которую газ или газовую смесь, в частности, кислород и воздух, подают при низком давлении в дыхательные пути, которые герметизированы от окружающей среды. Однако в качестве альтернативы, такой газ или газовая смесь также могут впрыскиваться импульсами при высоком давлении и высокой скорости потока через тонкий просвет (катетер, канюлю или трубку) в дыхательный путь, который открыт в окружающую среду (так называемая эжекционная искусственная вентиляция). В частности, данный способ применяется в диагностических и лечебных процедурах в области верхних дыхательных путей (эндотрахеальная или транстрахеальная эжекционная искусственная вентиляция). Данный способ также может быть применен в экстренных ситуациях за пределами больничной среды или в условиях стационара в больницах.
При транстрахеальной эжекционной искусственной вентиляции пациенту могут подавать кислород или текучую среду через катетер, который вводят непосредственно в трахею через кожу, или канюлю, размещенную таким образом. Эти способы (транстрахеальный/эндотрахеальный) являются неотъемлемой частью применимых в настоящее время алгоритмов работы со сложными дыхательными путями и, в частности, работы в ситуации, при которой пациенту не может быть проведена искусственная вентиляция или интубация традиционными средствами (так называемая ситуация «невозможно провести искусственную вентиляцию, невозможно провести интубацию»).
Кроме того, устройства для реверсии потока газа, благодаря которым искусственная вентиляция (вдох и выдох) также может выполняться исключительно через просвет, известны из WO 2008/113752 А1 и WO 2015/004229 А1.
Искусственная или механическая вентиляция выполняется управляемым образом или в форме ассистированного самостоятельного дыхания. В первом случае, устройство для искусственной вентиляции (респиратор) обладает полным управлением паттерном дыхания, тогда как во втором случае по меньшей мере частично самостоятельно дышащий пациент оказывает значительное влияние на паттерн дыхания. Однако общий признак всех форм искусственной вентиляции заключается в том, что устройство для искусственной вентиляции почти исключительно влияет на фазу вдоха. Применительно к респиратору, выдох может выполняться пассивно; т.е. энергия, хранящаяся в элементах эластичной ткани легкого и грудной клетки, активирует выдох.
T
Известны различные способы искусственной вентиляции. Как правило, проводят искусственную вентиляцию с управляемым объемом, при которой все параметры искусственной вентиляции заданы заранее. Целевым параметром и управляющим параметром является объем потока(дыхательный объем) V. Результирующие значения давления в дыхательных путях зависят от объемов, которые установлены, и от условий системы дыхательного круга кровообращения пациента. Таким образом, регулировочными параметрами являются объемный поток, частота искусственной вентиляции, пиковое давление на вдохе (ПДВ) и давление в конце выдоха (ДКВ), которые включают положительное давление в конце выдоха (ПДКВ), нулевое давление в конце выдоха (НДКВ) и отрицательное давление в конце выдоха (ОДКВ). Нижеследующие описание в любом случае относится к ПДКВ. Пиковое давление на вдохе (ПДВ) обозначает наивысшее положительное давление, которое вырабатывается искусственно в дыхательных путях во время искусственной вентиляции. Оно также может быть предусмотрено в качестве предела сигнала тревоги таким образом, чтобы превышение этого значения давления, предпочтительно, предотвращалось все время. Положительное давление в конце выдоха (ПДКВ) обозначает положительное давление, которое вырабатывается искусственно в дыхательных путях во время искусственной вентиляции и которое присутствует после завершения выдоха.
При искусственной вентиляции с управляемым давлением, изначально высокий объемный поток непрерывно снижается, когда в устройстве для искусственной вентиляции обнаруживается, например, повышение давления в дыхательных путях или за пределами дыхательных путей. Таким образом, целевым параметром и управляющей переменной является давление. Таким образом, регулировка объемного потока здесь невозможна; однако когда объемный поток обнаружен, пределы сигнала тревоги могут быть заданы.
В отличие от самостоятельного дыхания пациента, при искусственной вентиляции текучая среда подается в противовес эластичности дыхательных путей. Ввиду повышенного давления в грудной клетке, ПДКВ и ПДВ снижают возвращаемый поток венозной крови в сердце, в результате чего может упасть сердечный выброс. Наоборот, в верхней и нижней полой вене возникает застой при соответствующих повышениях давления в верхних органах. В зависимости от уровня ПДКВ и ПДВ, это может привести к повреждению и функциональному нарушению головного мозга, печени, почек и других органов.
Исходя из этого, цель настоящего изобретения заключается в предложении улучшенного устройства для искусственной вентиляции и улучшенного способа искусственной вентиляции. В частности, предполагается, что искусственная вентиляция проводится таким образом, что она специально разработана под индивидуума в наивысшей возможной степени; т.е. характеристики пациента, которому необходимо провести искусственную вентиляцию, полностью принимаются во внимание. Кроме того, искусственная вентиляция должна быть настолько осторожной, насколько это возможно, а повреждение дыхательных путей и других органов должно быть предотвращено в любом случае. В частности, предложено устройство для искусственной вентиляции, которое обеспечивает возможность проведения такой искусственной вентиляции.
Данная цель достигается посредством устройств для искусственной вентиляции, обладающих признаками, указанными в пунктах 1, 9, 17, 18, 21, 22 формулы изобретения, а также посредством способов, обладающих признаками, указанными в пунктах 11, 19, 23 формулы изобретения. Предпочтительные вариации и варианты реализации устройств для искусственной вентиляции и способов являются объектом соответствующих зависимых пунктов формулы изобретения. Следует отметить, что признаки, указанные отдельно в зависимых пунктах формулы изобретения, могут быть взяты в комбинации друг с другом технологически целесообразным образом и определять дополнительные варианты реализации изобретения. Кроме того, признаки, указанные в пунктах формулы изобретения, более точно представлены и более подробно разъяснены в описании, в котором представлены дополнительные предпочтительные варианты реализации изобретения.
2
ZP
AP
ZV
AV
(Первый) Предложено устройство для искусственной вентиляции пациента, содержащее по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; а также дополнительно содержащее устройство управления. Устройство управления, по меньшей мере во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути, т.е. во время по меньшей мере единоразовой подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь и по меньшей мере единоразового сброса текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути, посредством устройства для искусственной вентиляции, выполнено с возможностью настройки профиля давления Р [см НО или миллибар] в дыхательном пути и профиля объема V [миллиметры] текучей среды, подаваемой в дыхательный путь и сбрасываемой из дыхательного пути, в соответствии с V=f(P) и V=f(P), или в соответствии с Р=f(V) и Р=f(V), причем процесс искусственной вентиляции имеет место в пределах интервала давления; причем процесс искусственной вентиляции может быть настроен устройством управления таким образом, что
a) выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления, соотношение
0
AP
0
- абсолютного значения меры изменения первого объема, который присутствует при давлении Р при подаче текучей среды, т.е. df/d(P) (Р) и
0
ZP
0
- абсолютного значения меры изменения второго объема, который присутствует при таком же давлении Р при сбросе текучей среды, т.е. df/d(P) (Р)
или
b) выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала объема, соотношение
0
AV
0
- абсолютного значения меры изменения первого давления, которое присутствует при объеме V при подаче текучей среды, т.е. df/d(V) (V) и
0
ZV
0
- абсолютного значения меры изменения второго давления, которое присутствует при таком же объеме V при сбросе текучей среды, т.е. df/d(V) (V),
имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0.
2
В частности, объем [миллиметры] определяется посредством устройства управления. Скорость подачи или скорость сброса текучей среды (т.е. скорость объемного потока в миллиметрах за единицу времени) здесь измеряется или отслеживается. В частности, давление [см НО или миллибары], которое имеет место в дыхательном пути, отслеживается посредством датчика давления, а устройство управления обрабатывает это значение давления.
0
ZP
ZV
AP
AV
ZP
ZV
AP
AV
AP
0
ZP
0
0
ZP
0
AP
0
0
AP
0
ZP
0
0
ZV
AV
Мера изменения первого объема, который присутствует при давлении Р представляет собой, например, наклон кривой объем-давление на диаграмме объем-давление. Давление нанесено по одной оси графика, а объем нанесен по другой оси графика. Кривая имеет первую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), и вторую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), причем первая секция кривой представляет профиль подаваемого объема V и давления Р при подаче текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, а вторая секция кривой представляет профиль сбрасываемого объема V и давления Р при сбросе текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути. Наклон определяется первой производной соответствующей функции V=f(P) (или Р=f(V)) и V=f(Р) (или Р=f(V)), т.е. df/d(P) (Р) и df/d(P) (Р). Следовательно, устройство управления настраивает процесс искусственной вентиляции таким образом, что выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления, соотношение абсолютного значения первого наклона первой секции кривой при давлении Р, т.е. df/d(P) (Р), и абсолютного значения второго наклона второй секции кривой, т.е. df/d(P) (Р), при таком же давлении Р, имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0. Таким образом, значение результата уравнения [df/d(P) (Р)] / [df/d(P) (Р)] должно составлять по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0. Таким образом, Р, в частности, представляет собой любое давление в пределах интервала давления или в пределах промежутка от 60% до 80% интервала давления. Приведенные выше утверждения подобным образом применимы к профилям функций Р=f(V) и Р=f(V).
Абсолютное значение указывает на значение результата, т.е. меру изменения и наклона, вне зависимости от его алгебраического знака.
CP
CV
В частности, предложено, что устройство управления выполнено с возможностью определения профиля давления Р в дыхательном пути и профиля объема V текучей среды, которая подается в дыхательный путь и сбрасывается из дыхательного пути для податливости пациента, согласно одному из V=f(P) или Р=f(V), причем процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что
а) выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления, соотношение
AP
0
ZP
0
- каждого из df/d(P) (Р), df/d(P) (Р) и
0
CP
0
- абсолютного значения меры изменения первого объема податливости, который присутствует при давлении Р, т.е. df/d(P) (Р), или
b) выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала объема, соотношение
AV
0
ZV
0
- каждого из df/d(V) (V), df/d(V) (V) и
0
CV
0
- абсолютного значения меры изменения первого давления податливости, которое присутствует при объеме V, т.е. df/d(V) (V),
имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0.
В частности, процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления или интервала объема, соотношение имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,67 и максимум 1,5.
Предпочтительно, процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления или интервала объема, соотношение является больше или меньше чем 1,0, в частности, больше чем 1,1 или меньше чем 0,9.
Процесс искусственной вентиляции, особенно в начале подачи текучей среды и в начале сброса текучей среды, а также в конце подачи и в конце сброса, настроен таким образом, что присутствуют указанные соотношения (например, начиная от этих точек, выше 30% или выше 40% интервала давления или интервала объема в каждом случае, так что эти соотношения имеют место выше общего значения в 60% или 80% интервала давления или интервала объема).
Замысел, лежащий в основе изобретения, заключается в проведении искусственной вентиляции пациента с минимально возможной энергией на входе, т.е. низким поглощением энергии дыхательным путем (что ниже также называется потерей энергии Е). Низкая энергия на входе в дыхательные пути пациента также означает минимально возможное повреждение дыхательных путей и других органов пациента.
В частности, такая минимизация энергии на входе (потеря энергии Е) достигается за счет полного управления и отслеживания процесса искусственной вентиляции в отношении подачи и сброса текучей среды в по меньшей мере один дыхательный путь и из него. Таким образом, в частности, устройство управления выполняет определение, отслеживание и управление скоростью подачи текучей среды и скоростью сброса текучей среды, в частности, в любой момент времени.
Это управление и отслеживание процесса искусственной вентиляции (т.е. подачи и сброса текучей среды в дыхательный путь и из него) имеет место, в частности, вдоль кривой податливости дыхательного пути пациента, которая может быть представлена диаграммой объем-давление. На этой кривой податливости отображен (минимальный) интервал давления, необязательно, начиная от заранее определенного ПДКВ или ПДВ, при котором подается или сбрасывается заранее определенный объем текучей среды. Теперь, искусственная вентиляция должна выполняться во время подачи и во время сброса текучей среды таким образом, что кривая объем-давление конкретного процесса искусственной вентиляции является настолько близкой к кривой податливости, насколько это возможно. Однако было обнаружено, что для минимизации энергии на входе должны быть приняты во внимание другие факторы. Однако они могут быть взяты в комбинации отдельно или, безусловно, (только) в комбинации с соответствующими другими факторами.
2
2
Для устройств и способов, предложенных здесь, в частности, по меньшей мере один, необязательно, множество или даже все из следующих параметров (например, исходя из эмпирических значений, данных пациента, податливости дыхательного пути, сопротивления по меньшей мере одного дыхательного пути (которое устанавливается, например, с помощью плетизмографии) и т.д.) или значения параметров предлагаются или заранее задаются для оператора устройств или способом, которым предполагается проводить искусственную вентиляцию пациента: ПДКВ [сантиметры водяного столба - см НО, или миллибары], ПДВ [сантиметры водяного столба - см НО, или миллибары], скорость объемного потока [миллиметры/минуту], соотношение длительности подачи текучей среды к длительности сброса текучей среды из дыхательного пути - т.е. Вдох/Выдох (длительность вдоха/длительность выдоха).
В частности, предложение соотношение Вдох/Выдох 1:1, при этом возможны отклонения, составляющие, в частности, до 20%, и при этом выдох также может длиться дольше, в частности, вплоть до соотношения 1:1,5. Еще большее отклонение имеет место, в частности, только когда это соотношение не применимо к пациенту (например, ввиду заболевания, патологии и т.д.).
0
0
0
0
В частности, было обнаружено, что первый наклон первой секции кривой объем-давление, которая может быть представлена диаграммой объем-давление, и второй наклон второй секции кривой, при таком же давлении Р в каждом случае (давление Р0 находится в пределах интервала давления), должны иметь приблизительно одно и то же значение в наибольшем возможном диапазоне интервала давления. То же самое применимо к объему V, где первый наклон первой секции кривой объем-давление, которая может быть представлена диаграммой объем-давление, и второй наклон второй секции кривой, при таком же объеме V в каждом случае (объем V находится в пределах интервала объема), должны иметь приблизительно одно и то же значение в наибольшем возможном диапазоне интервала объема.
Устройство управления, с одной стороны, управляет и отслеживает профили давления и объема при подаче текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь. С другой стороны, управление и отслеживание сброса текучей среды из дыхательного пути теперь выполняется в зависимости от профиля этой первой секции кривой. В частности, здесь отсутствует возможность пассивного выдоха, который, как правило, давал бы вторую секцию кривой, которая существенно отличается от первой секции кривой. В отличие от этого, также предложено выполнять активное отслеживание и управление сбросом текучей среды устройством управления, причем вторая секция кривой приближается к профилю первой секции кривой.
Исходные испытание с этими типами устройств для искусственной вентиляции и способами показали, что повреждение по меньшей мере одного дыхательного пути (вентилятор-индуцированное повреждение легких (ВИЛЛ)) может быть по меньшей мере снижено или даже эффективным образом предотвращено за счет такого управления искусственной вентиляцией.
2
В частности, предложено определять податливость С дыхательного пути во время искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути пациента, а также проводить искусственную вентиляцию, принимая во внимание определенную податливость. Определение или дополнительная оценка профиля по меньшей мере одно подобласти кривой податливости выполняется путем подачи и/или сброса текучей среды в/из по меньшей мере одного дыхательного пути и путем определения по меньшей мере одного значения податливости. Для податливости применимо следующее: С = дельта V / дельта Р [миллиметр/миллибар или миллиметр/см НО].
Податливость указывает на то, сколько текучей среды, т.е. дельта объема V [миллиметр], вводится по меньшей мере в один дыхательный путь или удаляется из дыхательного пути, так что давление в дыхательном пути изменяется на разницу давления дельта Р [миллибар]. Устройство управления, принимая во внимание определенный или дополнительно оцененный профиль по меньший мэре одной подобласти кривой податливости, определяет положение интервала давления со значениями давления Р1 и Р2 и настраивает эти параметры на устройстве для искусственной вентиляции (например, ПДКВ как Р1, а ПДВ как Р2) таким образом, что по меньший мэре один процесс искусственной вентиляции, т.е. вдох и/или выдох, имеет место между этими значениями давления Р1 и Р2, а абсолютное значение податливости этого процесса искусственной вентиляции является настолько большим, насколько это возможно.
T
Минимизация энергии на входе достигается за счет определения наименьшего возможного давления, при котором необходимый дыхательный объем V (объем потока) может быть подан пациенту. Эти значения давления Р1 и Р2 интервала давления определяются, в частности, на основе соответствующей податливости пациента, которому проводят искусственную вентиляцию.
В этом отношении следует отметить, что известно, в целом, два типа податливости, с одной стороны, статическая податливость, а с другой стороны, динамическая податливость. Для определения статической податливости, в дыхательный путь подают (фиксированный) объем текучей среды, начиная с давления Р1. Данное состояние в дальнейшем поддерживают до достижения давления Р2. В отличие от этого, динамическую податливость определяют во время непрерывной искусственной вентиляции. После подачи (фиксированного) объема текучей среды, присутствующее давление Р2 затем немедленно измеряют. Таким образом, интервал давления P1, Р2 для динамической податливости, в целом, больше чем или равен интервалу давления для статической податливости. Податливость представляют в виде кривой на диаграмме давление-объем (или диаграмме объем-давление, поскольку податливость, в целом, представляет собой соотношение V/P, которое варьируется при изменении давления).
T
Таким образом, в частности, во время по меньшей мере одного процесса искусственной вентиляции (вдоха, т.е. подачи текучей среды, и выдоха, т.е. сброса текучей среды, в/из дыхательного пути), профиль кривой податливости определяют или дополнительно оценивают (например, исходя из эмпирических значений). В частности, конкретно определяют подобласть кривой податливости, в которой заданный объем V (необязательно, V) может быть подан в наименьшем возможном интервале давления.
В частности, для определения профиля кривой податливости, объем текучей среды, предпочтительно, небольшая дельта объема V, составляющая максимум 100 мл, особенно предпочтительно, максимум 50 мл, подается по меньшей мере в один дыхательный путь посредством блока подачи текучей среды. Во время и/или, предпочтительно, после подачи этого объема, изменение давления дельта Р по меньшей мере в одном дыхательном пути измеряют и определяют значение для податливости. Затем оценивают по меньшей мере профиль подобласти кривой податливости, принимая во внимание или эмпирические значения, или, если применимо, значения, которые уже были определены для податливости данного пациента. В качестве альтернативы, дополнительные (небольшие) объемы дельта V подаются и определяется соответствующее изменение дельта давления Р. Из этих значений для податливости может быть определен и/или оценен профиль по меньшей мере подобласти кривой податливости (с повышающейся точностью). В дополнение, профиль кривой податливости и предпочтительное положение интервала давления, предусмотренное для последующей искусственной вентиляции пациента, при значениях давления Р1 (в частности, ПДКВ) и Р2 (в частности, ПДВ) могут быть определены или оценены исходя из понижения или повышения абсолютные значений податливости.
CP
CV
CP
CV
V=f(P) применимо на диаграмме давление-объем, а Р=f(V) применимо на диаграмме объем-давление, где V=f(P) и Р=f(V) представляют собой функцию, которая описывает кривую (т.е. податливости) на соответствующей диаграмме.
T
T
В частности, по меньшей мере одна из следующих переменных может быть настроена или определена заранее: ПДКВ, частота дыхания, скорость объемного потока, Вдох/Выдох, сопротивление по меньшей мере одного дыхательного пути, так что необходимый объем потока V может быть подан в соответствии с критерием наименьшей возможной энергии на входе. В дополнение, любая из этих переменных может быть дополнительно отрегулирована после определения и оценки процесса искусственной вентиляции, так что заранее определенный объем потока V подается при параметрах, которые затем установлены.
Блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды включают по меньшей мере один (общий) источник сжатого газа или устройство, с помощью которого текучая среда (например, газ или газовая смесь, которая подходит для обеспечения искусственной вентиляции пациента) может быть введена по меньшей мере в один дыхательный путь пациента и удалена из него. Предпочтительно, присутствует только один источник сжатого газа, или же выдох выполняется через устройство для искусственной вентиляции, такое как устройство для обратной подачи потока газа, как упомянуто во вступительной части, в котором текучая среда подается в дыхательный путь через просвет и сбрасывается вновь через тот же просвет.
В частности, устройство управления пригодно для определения или, дополнительно, для оценки профиля по меньшей мере одной подобласти кривой податливости. Определение кривой податливости выполняется во время искусственной вентиляции путем подачи и/или сброса текучей среды в/из по меньшей мере одного дыхательного пути и путем определения по меньшей мере одного значения податливости. Профиль кривой податливости пациента может быть оценен, в частности, принимая во внимание по меньшей мере одно значение податливости.
Податливость может определяться, в частности, в интервалы времени или определяться повторно после некоторого количества искусственных вентиляций.
В частности, устройство управления использует измеренные значения по меньшей мере с одного датчика давления и отслеживает объемные потоки, которые подаются посредством блока подачи текучей среды и сбрасываются посредством блока сброса текучей среды.
В частности, давление, присутствующее в соответствующем дыхательном пути, отслеживается и/или измеряется и вычислительным образом оценивается или определяется. Таким образом, датчик давления, предпочтительно, расположен в дыхательном пути таким образом, что возможно, в частности, непрерывное измерение давление в дыхательном пути, даже во время искусственной вентиляции. Датчик давления также может быть расположен за пределами дыхательного пути, в блоке подачи текучей среды или блоке сброса текучей среды.
Такое расположение датчика давления является особенно предпочтительным при определении профиля кривой податливости, поскольку в данном случае (соответствующее) изменение дельта давления Р в дыхательным пути может быть определено во время непрерывной или ступенчатой подачи объема или частичных объемов текучей среды.
Во время искусственной вентиляции пациента активное управление текучей средой, которая подается во время вдоха легкими пациента и сбрасывается во время выдоха из легких пациента посредством устройства для искусственной вентиляции, предпочтительно, выполняется непрерывно (т.е. выполняется в любой момент времени). Активное управление охватывает непрерывное изменение давления текучей среды, которая подается и сбрасывается устройством для искусственной вентиляции. В частности, непрерывно изменяющееся давление является давлением внутри по меньшей мере одного дыхательного пути и, в частности, таким образом, внутри легкого. Это давление может быть определено датчиком посредством измерения на конце устройства для искусственной вентиляции, такого как катетер, который проходит в дыхательный путь.
Непрерывное изменение давления, в частности, приводит к непрерывному управлению скоростью подачи текучей среды и скоростью сброса текучей среды [миллиметр/секунду] через устройство для искусственно вентиляции в легкое или из легкого во время процессов искусственной вентиляции. В частности, объем текучей среды (объем V), присутствующий в легком, следовательно, непрерывно изменяется. Во время изменения объема текучей среды, присутствующего в легком, скорость подачи текучей среды и/или скорость сброса текучей среды через устройство для искусственной вентиляции в легкое или из легкого, предпочтительно, не изменяется(ются) и, следовательно, остается(ются) по существу постоянной(ыми). Скорость подачи текучей среды не обязательно должна соответствовать скорости сброса текучей среды, хотя она может иметь одинаковое абсолютное значение. Более того, скорость подачи текучей среды может варьироваться от одного процесса искусственной вентиляции к другому процессу искусственной вентиляции. То же самое применимо, в частности, вне зависимости от него, к скорости сброса текучей среды во время последовательных процессов искусственной вентиляции.
В частности, предотвращаются состояния, при которых отсутствует изменение давления и, в частности, отсутствует изменение объема текучей среды, присутствующего в легком, в пределах интервала времени. Длина таких интервалов времени, при которых отсутствует изменение давления и/или, в частности, отсутствует изменение объема текучей среды, присутствующего в легком, составляет, предпочтительно, максимум 0,5 с [секунды], в частности, максимум 0,2 с, предпочтительно, максимум 0,1 с, и, в частности, касательно (только) точки во времени для возврата потока текучей среды на обратный (т.е. перехода от подачи текучей среды к сбросу текучей среды, и наоборот).
В частности, давление измеряется самим пациентом, особенно предпочтительно, в области выходного потока из устройства для искусственной вентиляции, т.е. от просвета (трубки/катетера), перемещающего текучую среду в дыхательный путь пациента. В качестве альтернативы и/или дополнительно, давление измеряют в устройстве для искусственной вентиляции.
В частности, давление в устройстве для искусственной вентиляции не соответствует давлению в дыхательном пути пациента. В частности, непрерывное изменение давления в дыхательных путях также может быть установлено по меньшей мере прерывистым постоянным давлением в устройстве для искусственной вентиляции.
В частности, изменение давления в дыхательных путях также может быть по-прежнему измерено, когда скорость подачи текучей среды или скорость сброса текучей среды равняется нулю. Это изменение является результатом, в частности, свойств самих дыхательных путей. Скорость подачи текучей среды и скорость сброса текучей среды, равные нулю, должны быть предотвращены, если это вообще возможно (максимум для интервалов времени до 0,5 с, в частности, максимум 0,2 с или 0,1 с, а затем также только в точке времени, когда поток текучей среды меняется на обратный; если применимо, возможны увеличенные интервалы времени до 2,0 с, например, для выполнения измерения давления, причем такой увеличенный интервал времени предусмотрен только в интервалах по меньшей мере 30 с, в частности, по меньшей мере 2 минуты, предпочтительно, по меньшей мере 5 минут). Для этой цели, скорость подачи текучей среды и скорость сброса текучей среды, в частности, заранее заданы (только) устройством для искусственной вентиляции, при этом давление в дыхательных путях подвергается отслеживанию.
В частности, таким образом, устанавливается синусоидальный или пилообразный паттерн дыхания (давление [миллибар] в единицу времени [секунда]), причем наклон кривой (давление в единицу времени) непрерывно не равняется нулю и имеет наклон, равный нулю, в частности, только в точке времени, когда поток текучей среды меняется на обратный, для интервала времени максимум 0,5 с [секунда], в частности, максимум 0,2 с, предпочтительно, максимум 0,1 с, в частности, предпочтительно, никогда.
В частности, паттерн дыхания заранее определен для пациента, предпочтительно, во все моменты времени во время искусственной вентиляции, выполняемой устройством для искусственной вентиляции; т.е. скорость подачи текучей среды (вдыхаемого потока) и скорость сброса текучей среды (выдыхаемого потока) управляются и определяются (только) устройством для искусственной вентиляции (а не пациентом).
В частности, подача текучей среды и, если применимо, дополнительно сброс текучей среды происходят исключительно посредством устройства для искусственной вентиляции или посредством одного просвета, введенного в дыхательные пути пациента.
Непрерывное изменение давления обеспечивает то, что подача текучей среды и сброс текучей среды не происходят слишком быстро или слишком медленно, и, таким образом, представляется возможным предотвратить или по меньшей мере минимизировать повреждение дыхательных путей и, в частности, легочной ткани.
Кроме того, подача текучей среды и сброс текучей среды могут выполняться, например, принимая во внимание податливость дыхательных путей в предпочтительных интервалах давления (т.е. между первым, наивысшим значением давления и вторым, наинизшим значением давления) и при заранее определенной частоте искусственной вентиляции.
Делается ссылка на ранее не опубликованный документ DE 102016109528.1 в отношении определения податливости, а также устройства для искусственной вентиляции и способа управления устройством для искусственной вентиляции, каждый из которых касается податливости во время искусственной вентиляции.
В частности, процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что
0
0
a) при подаче текучей среды, первый объем, который присутствует при давлении Р, и при сбросе текучей среды, второй объем, который присутствует при таком же давлении Р, отличаются максимум на 30%, в частности, максимум на 20%, предпочтительно, максимум на 10%, от интервала объема, который находится в интервале давления, или
0
0
b) при подаче текучей среды, первое давление, которое присутствует при объеме V, и при сбросе текучей среды, второе давление, которое присутствует при таком же объеме V, отличаются максимум на 30%, в частности, максимум на 20%, предпочтительно, максимум на 10%, от интервала давления, который находится в интервале объема.
Предпочтительно, чтобы
0
0
a) процесс искусственной вентиляции был настраиваемым выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления таким образом, чтобы при подаче текучей среды, первый объем, который присутствует при давлении Р, и при сбросе текучей среды, второй объем, который присутствует при таком же давлении Р, отличались по меньшей мере на 1%, предпочтительно, на 3%, от интервала объема, который находится в интервале давления, или
0
0
b) процесс искусственной вентиляции был настраиваемым выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления таким образом, чтобы при подаче текучей среды, первое давление, которое присутствует при объеме V, и при сбросе текучей среды, второе давление, которое присутствует при таком же объеме V, отличались по меньшей мере на 1%, предпочтительно, на 3%, от интервала давления, который находится в интервале объема.
В частности, устройство управления пригодно
ZP
AP
ZP
AP
а) для определения интегралов f(P) и f(Р) в интервале давления и для определения разницы между ∫ f(P) dP и ∫ f(P) dP в интервале давления или
ZV
AV
ZV
AV
b) для определения интегралов f(V) и f(V) в интервале объема и для определения разницы между ∫ f(V) dV и ∫ f(V) dV в интервале объема.
Z
A
В частности, разница между интегралами f(P) и f(P) в интервале давления рассматривается как мера для энергии, поглощенной дыхательным путем. Таким образом, эта разница между интегралами должна быть настолько малой, насколько это возможно, так что энергия, поглощенная дыхательным путем, может быть рассмотрена как настолько низкая, насколько это возможно.
В частности, устройство управления пригодно для выполнения множества процессов искусственной вентиляции, в которых разница между
ZP
AP
a) ∫ f(P) dP и ∫ f(P) dP в интервале давления или
ZV
AV
b) ∫ f(V) dV и ∫ f(V) в интервале объема
поддается управлению, причем соотношение разницы к критической разнице, которая установлена для заданного пациента, является настраиваемым.
ZP
AP
ZP
AP
В частности, критическая разница может быть определена для пациента, например, на основе эмпирических значений или результата определения податливости дыхательного пути. Эта критическая разница относится к количеству энергии, которая может быть подана по меньшей мене в один дыхательный путь во время процесса искусственной вентиляции без ожидаемого повреждения (ВИПЛ) по меньшей мере одного дыхательного пути. Критическая разница может представлять собой, например, разницу между интегралами ∫ f(P) dP и ∫ f(P) dP в интервале давления, где f(P) описывает подачу текучей среды с наивысшей возможной податливостью, a f(P) описывает сброс текучей среды вследствие пассивного выдоха (т.е. (только) энергия, хранящаяся в элементах эластичной ткани легких и грудной клетки активирует выдох).
ZP
AP
ZV
AV
ZP
AP
ZP
AP
В частности, интегралы ∫ f(P) dP и ∫ f(P) dP в интервале давления определяют область ниже первой секции кривой и область ниже второй секции кривой, соответственно, (то же самое применимо к ∫ f(V) dV и ∫ f(V) в интервале объема). Таким образом, разница между интегралами ∫ f(P) dP и ∫ f(P) dP в интервале давления обозначает область, заключенную первой секцией кривой и второй секцией кривой. Разница между интегралами ∫ f(P) dP и ∫ f(P) dP в интервале давления и, таким образом, область, заключенная секциями кривой, рассматривается в качестве меры для энергии, поглощенной дыхательным путем. Таким образом, эта разница между интегралами, т.е. эта область, должна быть настолько малой, насколько это возможно, так что энергия, поглощенная дыхательным путем, может быть рассмотрена как настолько низкая, насколько это возможно.
ZP
ZV
AP
AV
Кроме того, предложено (второе) устройство для искусственной вентиляции, содержащее устройство визуализации, при этом устройство для искусственной вентиляции пригодно для проведения искусственной вентиляции пациенту. Устройство для искусственной вентиляции, содержащее устройство визуализации, содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; и дополнительно содержит устройство управления, которое, по меньшей мере во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути, т.е. по меньшей мере единоразовой подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь и по меньшей мере единоразового сброса текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции, пригодно для определения профиля по меньшей мере одной кривой объем-давление на диаграмме объем-давление. Кривая имеет первую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), и вторую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), причем первая секция кривой представляет профиль подаваемого объема и давления при подаче текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, а вторая секция кривой представляет профиль сбрасываемого объема и давления при сбросе текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути; причем процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала давления и в пределах интервала объема. Устройство управления пригодно для определения области, которая на диаграмме объем-давление заключена первой секцией кривой и второй секцией кривой одного процесса искусственной вентиляции; причем по меньшей один из следующих параметров может быть визуально различимо отображен посредством устройства визуализации:
a) мера для размера области; или
b) мера для изменения области в ходе множества процессов искусственной вентиляции; или
c) мера для соотношения области к критической области, которая установлена для заданного пациента (т.е. критическая разница интегралов); или
d) мера для изменения соотношения области к критической области, которая установлена для заданного пациента (т.е. критическая разница интегралов) в ходе множества процессов искусственной вентиляции.
ZP
ZV
AP
AV
В частности, в дополнение, посредством устройства визуализации может быть отображен профиль по меньшей мере одной кривой объем-давление на диаграмме объем-давление. Кривая имеет первую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), и вторую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), причем первая секция кривой представляет профиль подаваемого объема и давления при подаче текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, а вторая секция кривой представляет профиль сбрасываемого объема и давления при сбросе текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути.
В частности, устройство визуализации включает область графического отображения, такую как монитор, посредством которой установленные параметры могут быть отображены для считывания.
В частности, установленные параметры могут быть проиллюстрированы, например, индикацией наподобие «светофора». Значения параметров могут быть присвоены зонам, которые могут быть отображены соответствующими цветами (например, зеленый для «некритической»; желтый для «промежуточной области»; красный для «критической»).
По меньшей мере один из параметров a-d, предпочтительно, может быть отображен в отношении по меньшей мере одного предела вмешательства. В частности, «пределы вмешательства» представляют собой некоторые значения параметров; когда достигается предел вмешательства, например, может потребоваться вмешательство или контроль. В частности, это означает, что когда параметр достигает некоторого значения, посредством устройства визуализации выдается индикация, так что оператор устройства для искусственной вентиляции или самого устройства управления уведомляется о данном обстоятельстве или, при необходимости, может произвести изменение параметра.
В дополнение, предложен (первый) способ управления (первым или вторым) устройством для искусственной вентиляции пациента, который предусмотрен для искусственной вентиляции пациента, при этом устройство для искусственной вентиляции содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; а также дополнительно содержит устройство управления. Способ включает по меньшей мере следующие этапы:
a) выполнение процесса искусственной вентиляции, включающего по меньшей мере единоразовую подачу текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. часть легкого или легкое, пациента и по меньшей мере единоразовый сброс текучей среды из этого дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции; причем процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала давления и в пределах интервала объема;
ZP
ZV
AP
AV
b) определение или настройка профиля по меньшей мере одной кривой объем-давление на диаграмме объем-давление посредством устройства управления во время процесса искусственной вентиляции; причем кривая имеет первую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), и вторую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), причем первая секция кривой представляет профиль подаваемого объема V и давления Р при подаче текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, а вторая секция кривой представляет профиль сбрасываемого объема V и давления Р при сбросе текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути; причем за счет использования устройства управления процесс искусственной вентиляции настраивают таким образом, что
0
AP
0
AP
0
0
(1) выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления, соотношение абсолютного значения первого наклона первой секции кривой при давлении Р, т.е. df/d(P) (Р), и абсолютного значения второго наклона второй секции кривой, т.е. df/d(P) (Р), при таком же давлении Р, имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0, в частности, по меньшей мере 0,67 и максимум 1,5, или
0
AV
0
AV
0
0
(2) выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала объема, соотношение абсолютного значения первого наклона первой секции кривой при объеме V, т.е. df/d(V) (V), и абсолютного значения второго наклона второй секции кривой, т.е. df/d(V) (V), при таком же объеме Р, имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0, в частности, по меньшей мере 0,67 и максимум 1,5.
В частности, процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления, соотношение имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,75 и максимум 1,25.
CP
CV
В частности, устройство управления определяет профиль кривой объем-давление на диаграмме объем-давление во время процесса искусственной вентиляции для податливости дыхательного пути в соответствии с одним из V=f(P) или Р=f(V); причем процесс искусственной вентиляции на этапах а) и b) настроен таким образом, что выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала давления, или выше по меньшей мере 60%, в частности, по меньшей мере 80%, интервала объема, соотношение
AP
0
ZP
0
- каждого из df/d(P) (Р), df/d(P) (Р) и
0
C
0
- абсолютного значения меры изменения первого объема податливости, который присутствует при давлении Р (11), т.е. df/d(P) (Р), или соотношение
AV
0
ZV
0
- каждого из df/d(V) (V), df/d(V) (V) и
- абсолютного значения меры изменения первого давления податливости,
0
CV
0
которое присутствует при объеме V, т.е. df/d(V) (V), имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0, в частности, по меньшей мере 0,67 и максимум 1,5, предпочтительно, по меньшей мере 0,75 и максимум 1,25.
В частности, на этапе b) или на следующем этапе с) устройство управления выполняет определение или настройку области; причем эта область на диаграмме объем-давление заключена первой секцией кривой и второй секцией кривой одного процесса искусственной вентиляции.
По меньшей мере в одном процессе искусственной вентиляции соотношение области к критической области, которая установлена для заданного пациента (критическая разница интегралов), предпочтительно, настроено.
В частности, устройство для искусственной вентиляции содержит устройство визуализации, причем по меньшей мере один из следующих параметров визуально различимо отображается посредством устройства визуализации:
a) мера для размера области; или
b) мера для изменения области в ходе множества процессов искусственной вентиляции; или
c) мера для соотношения области к критической области, которая установлена для заданного пациента (т.е. критическая разница интегралов); или
d) мера для изменения соотношения области к критической области, которая установлена для заданного пациента (т.е. критическая разница интегралов) в ходе множества процессов искусственной вентиляции.
В частности, процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что
0
0
0
0
а) при подаче текучей среды, первый объем, который присутствует при давлении Р, и при сбросе текучей среды, второй объем, который присутствует при таком же давлении Р, отличаются максимум на 30%, в частности, максимум на 20%, предпочтительно, максимум на 10%, от интервала объема, который находится в интервале давления, или b) при подаче текучей среды, первое давление, которое присутствует при объеме V, и при сбросе текучей среды, второе давление, которое присутствует при таком же объеме V, отличаются максимум на 30%, в частности, максимум на 20%, предпочтительно, максимум на 10%, от интервала давления, который находится в интервале объема.
Утверждения касательно устройства для искусственной вентиляции и устройства для искусственной вентиляции, содержащего устройство визуализации, являются подобным образом преобразуемыми в предложенный способ, и наоборот.
В частности, предложен (необязательно, дополнительный) (второй) способ управления (описанным выше) устройством для искусственной вентиляции. Устройство для искусственной вентиляции предусмотрено для проведения искусственной вентиляции пациенту. Способ включает по меньшей мере следующие этапы:
i. подача текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. часть легкого или легкое, пациента и/или сброс текучей среды из этого дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции;
ii. определение или дополнительная оценка профиля по меньшей мере одной подобласти кривой податливости по меньшей мере одного дыхательного пути посредством подачи и/или сброса текучей среды на этапе i. и определение по меньшей мере одного значения податливости, причем для податливости С применимо следующее:
С = дельта V / дельта Р [миллиметр/миллибар];
причем податливость указывает на то, сколько текучей среды, т.е. дельта объема V [миллиметр], вводится по меньшей мере в один дыхательный путь или удаляется из дыхательного пути, так что давление в дыхательном пути изменяется на разницу давления дельта Р [миллибар];
iii. определение положения интервала давления со значениями давления Р1 и Р2 в профиле по меньшей мере одной подобласти кривой податливости, определенного или дополнительно оцененного на этапе ii., причем абсолютное значение податливости является настолько большим, насколько это возможно, для процесса искусственной вентиляции, т.е. вдоха и/или выдоха, выполняемого в этом интервале давления; iv. подача и/или сброс текучей среды в пределах интервала давления, определенного на этапе iii., по меньшей мере в одном процессе искусственной вентиляции после этапа iii.
В частности, данный способ, включающий этапы i.-iv., выполняют дополнительно и, необязательно, одновременно или с задержкой по времени относительно способа, включающего этапы а) и b). В частности, податливость дыхательного пути может быть определена во время подачи текучей среды, а подача и сброс текучей среды по меньшей мере для одного процесса искусственной вентиляции выполняется в соответствии с этапами а) и b) способа.
T
Таким образом, предложен способ искусственной вентиляции пациента с наинизшей возможной энергией на входе. Минимизация энергии на входе также достигается за счет определения наименьшего возможного давления, при котором необходимый дыхательный объем V (объем потока) может быть подан пациенту. Эти значения давления Р1 и Р2 интервала давления могут быть определены, например, на основе соответствующей податливости пациента, которому проводят искусственную вентиляцию.
В частности, на этапе ii. определяют множество значений для податливости, по меньшей мере во время вдоха или выдоха в процессе искусственной вентиляции, так что на этапе iii., по меньшей мере для одного последующего процесса искусственной вентиляции, может быть определено положение интервала давления со значениями давления Р1 и Р2, для которого абсолютное значение податливости является настолько большим, насколько это возможно. В частности, устройство управления определяет значения для податливости непрерывно или за заранее определенные интервалы времени. Предпочтительно, для каждого процесса искусственной вентиляции для податливости определяют по меньшей мере 5, особенно предпочтительно, по меньшей мере 10, значений.
Предпочтительно, этапы ii., iii., and iv. выполняют непрерывно, так что для каждого последующего процесса искусственной вентиляции или для множества последующих процессов искусственной вентиляции, положение интервала давления выборочно повторно определяют со значениями Р1 и Р2.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом реализации, по меньшей мере один из следующих параметров определяют, по меньшей мере для одного последующего процесса искусственной вентиляции, в зависимости от положения интервала давления, определенного на этапе iii. и самого интервала давления, а также определенной таким образом податливости:
- дыхательный объем VT (объем потока) [миллиметр],
- давление Р1 (например, ПДКВ) и давление Р2 (например, ПДВ) [миллибар],
- частота искусственной вентиляции F [1/секунду]
- Вдох/Выдох.
В соответствии с одним предпочтительным вариантом реализации, по меньшей мере повышение давления, т.е. дельта Р / дельта t [миллибар/секунду], во время вдоха отслеживают и ограничивают.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации, по меньшей мере понижение давления, т.е. дельта Р / дельта t [миллибар/секунду], во время выдоха отслеживают и ограничивают.
Повышение давления и понижение давления, предпочтительно, отслеживают и ограничивают.
В частности, абсолютное значение повышения давления или понижения давления ограничивают максимум до 40 мбар/с [миллибар/секунду], в частности, максимум 30 мбар/с, предпочтительно, максимум 20 мбар/с, особенно предпочтительно, максимум 10 мбар/с.
2
В частности, пациенту проводят искусственную вентиляцию с использованием катетера, имеющего поперечное сечение максимум 30 мм [квадратных миллиметров], в частности, максимум 20 мм, для прохождения по меньшей мере одной текучей среды, которую подают во время вдоха.
В частности, при таком небольшом поперечном сечении (при вдохе и выдохе исключительно через этот просвет), повышение давления может быть ограничено во время вдоха, но также и во время выдоха.
В частности, сопротивление (например, сопротивление потоку или подобное) может быть обеспечено в блоке сброса текучей среды, который ограничивает и управляет понижением давления во время выдоха.
T
Для предложенных устройств для искусственной вентиляции и описанных способов, подобным образом, справедливо, в частности, что подобласть кривой податливости, которая имеет место для по меньший мэре одного дыхательного пути пациента, которому необходимо провести искусственную вентиляцию, изначально определяют и, если приемлемо, дополнительно оценивают. С этой целью измеряют повышение давления во время доставки определенного объема V (например, 50 или 100 мл [миллилитров]; необязательно, также V).
Более того, в частности, затем определяют уровень ПДКВ (т.е. наинизшее давление из Р1 и Р2). Для определения уровня ПДКВ, при котором пациенту далее необходимо проводить искусственную вентиляцию, изначально также может быть выполнено множество процессов искусственной вентиляции, в каждом случае с разными уровнями ПДКВ.
Кроме того, предпочтительно, затем определяют уровень ПДВ (т.е. более высокое давление из Р1 и Р2). Для определения уровня ПДВ, при котором пациенту далее необходимо проводить искусственную вентиляцию, изначально также может быть выполнено множество процессов искусственной вентиляции, в каждом случае с разными уровнями ПДВ.
T
T
2
2
В дополнение, настраивают объем потока V, предполагаемый для рассматриваемого пациента. Этот объем потока V может быть дополнительно адаптирован во время искусственной вентиляции, например, на основе отслеживания уровня CO. В качестве альтернативы или дополнительно, на уровень CO также может быть оказано влияние за счет частоты процессов искусственной вентиляции или скорости объемного потока.
В частности, повышение давления и/или понижение давления управляются и отслеживаются во время искусственной вентиляции таким образом, что напряжение при сдвиге, действующее по меньшей мере на один дыхательный путь, и энергия на входе минимизируются.
В частности, устройство и/или способ искусственной вентиляции обеспечивает(ют) то, что абсолютное значение податливости во время процесса искусственной вентиляции является настолько большим, насколько это возможно, или, иными словами, в частности, что
(1) искусственная вентиляция выполняется в интервале давления, в котором подаваемый объем текучей среды находится на максимуме, или
T
(2) подача или сброс заранее определенного объема V или объема потока V текучей среды выполняется в пределах интервала давления, который является настолько малым, насколько это возможно.
Изобретение относится к еще одному (третьему) способу искусственной вентиляции пациента и/или управления устройством для искусственной вентиляции, в частности, устройством для искусственной вентиляции, описанным выше. Устройство для искусственной вентиляции предусмотрено для проведения искусственной вентиляции пациенту.
Этот (третий) способ также направлен на искусственную вентиляцию пациента, который направлен на достижение наинизшей возможной энергии на входе в дыхательные пути пациента. В соответствии с настоящим способом, текучая среда, которая подается во время вдоха легкими пациента и сбрасывается во время выдоха из легких пациента посредством устройства для искусственной вентиляции, управляется активно и непрерывно (т.е. выполняется в любой момент времени) во время искусственной вентиляции пациента. Активное управление охватывает непрерывное изменение давления подаваемой и сбрасываемой текучей среды устройством для искусственной вентиляции. В частности, непрерывно изменяющееся давление является давлением внутри дыхательных путей и, таким образом, внутри легкого. Это давление может быть определено датчиком посредством измерения на конце устройства для искусственной вентиляции, такого как катетер, который проходит в дыхательный путь.
Непрерывное изменение давления, в частности, приводит к непрерывному управлению скоростью подачи текучей среды и скоростью сброса текучей среды [миллиметр/секунду] через устройство для искусственно вентиляции в легкое или из легкого во время процессов искусственной вентиляции. В частности, объем V текучей среды, присутствующий в легком, следовательно, непрерывно изменяется. Во время изменения объема текучей среды, присутствующего в легком, скорость подачи текучей среды и/или скорость сброса текучей среды через устройство для искусственной вентиляции в легкое или из легкого, предпочтительно, не изменяется(ются) и, следовательно, остается(ются) по существу постоянной(ыми). Скорость подачи текучей среды не обязательно должна соответствовать скорости сброса текучей среды, хотя она может иметь одинаковую амплитуду. Более того, скорость подачи текучей среды может варьироваться от одного процесса искусственной вентиляции к другому процессу искусственной вентиляции. То же самое применимо, в частности, вне зависимости от него, к скорости сброса текучей среды во время последовательных процессов искусственной вентиляции.
В частности, предотвращаются состояния, при которых отсутствует изменение давления и, в частности, отсутствует изменение объема текучей среды, присутствующего в легком, в пределах интервала времени. Предпочтительно, длина таких интервалов времени, при которых отсутствует изменение давления и/или, в частности, отсутствует изменение объема текучей среды, присутствующего в легком, составляет максимум 0,5 с [секунды], в частности, максимум 0,2 с, предпочтительно, максимум 0,1 с, и, в частности, касательно (только) точки во времени для возврата потока текучей среды на обратный (т.е. перехода от подачи текучей среды к сбросу текучей среды, и наоборот).
ZP
AP
ZV
AV
Изобретение относится к еще одному (третьему) устройству для искусственной вентиляции пациента. Устройство для искусственной вентиляции содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; и дополнительно содержит устройство управления, которое, по меньшей мере во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути, т.е. по меньшей мере единоразовой подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь и по меньшей мере единоразового сброса текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции, выполнено с возможностью настройки профиля давления Р в дыхательном пути и профиля объема V текучей среды, которая подается в дыхательный путь и сбрасывается из дыхательного пути, в соответствии с V=f(P) и V=f(P) или в соответствии с Р=f(V) и Р=f(V). Процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала давления и в пределах интервала объема; причем за счет использования устройства управления процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что при подаче текучей среды и при сбросе текучей среды, скорость объемного потока F(t) [л/мин] (необязательно, варьирующаяся с течением времени) варьируется максимум на 50%, в частности, максимум на 25%, относительно средней скорости FD объемного потока в процессе искусственной вентиляции в течение по меньшей мере 80%, предпочтительно, в течение 90% длительности процесса искусственной вентиляции.
В частности, скорость объемного потока F(t) может варьироваться с течением времени, причем, в частности, должна быть настроена (предпочтительно) постоянная скорость объемного потока F(t) (на основе абсолютного значения). Среднюю скорость FD объемного потока определяют путем деления суммы поданной и сброшенной текучей среды (т.е. всегда положительного значения) на длительность процесса искусственной вентиляции. Для настройки и управления скоростью объемного потока F(t), также может быть определена средняя скорость объемного потока на основе прошлых процессов искусственной вентиляции или на основе заранее заданных параметров (например, частоты и объема потока).
В частности, в пределах объема настоящего изобретения было обнаружено, что разница скорости объемного потока F(t) также влияет на энергию, которая поглощается дыхательным путем.
1
2
1
2
3
2
3
2
3
2
Изобретение относится к еще одному (четвертому) устройству для искусственной вентиляции пациента. Устройство для искусственной вентиляции, содержащее устройство визуализации, содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; и дополнительно содержит устройство управления, которое, по меньшей мере во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути, т.е. по меньшей мере единоразовой подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь и по меньшей мере единоразового сброса текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции, пригодно для определения и настройки скорости объемного потока F(t) [л/мин] текучей среды. Процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала давления и в пределах интервала объема; причем устройство управления, предполагая сопротивление R дыхательного пути пациента, пригодно для определения потери мощности PW(t) [Ватт] дыхательного пути в соответствии с PW(t)=R*(F(t))+R*(F(t)), где R=R [Паскаль/(м/с)] и R=R [Паскаль/(м/с)] (где единицами являются [Маскаль/(кубический метр/секунда)]) и [Паскаль/(кубический метр/секунда)], соответственно); причем по меньшей мере один из следующих параметров может быть визуально различимо отображен посредством устройства визуализации: а) потеря мощности PW(t); или
b) потеря энергии Е [Джоули], а именно, интеграл PW(t)dt, т.е. ∫PW(t)dt в интервале времени; или
c) мера для соотношения потери мощности PW(t) к критической потере мощности, которая установлена для заданного пациента; или
d) мера для соотношения потери энергии Е к критической потере энергии, которая установлена для заданного пациента.
Потеря энергии, указанная в настоящем документе, относится к энергии на входе в дыхательный путь, упомянутой во вступлении. Целью является минимизация этой потери энергии. Сопротивление R дыхательного пути, как указано выше, может быть определено, например, путем плетизмографии.
В частности, устройство визуализации включает область графического отображения, такую как монитор, посредством которой установленные параметры могут быть отображены для считывания.
В частности, установленные параметры могут быть проиллюстрированы, например, индикацией наподобие «светофора». Значения параметров могут быть присвоены зонам, которые могут быть отображены соответствующими цветами (например, зеленый для «некритической»; желтый для «промежуточной области»; красный для «критической»).
По меньшей мере один из параметров a-d, предпочтительно, может быть отображен в отношении по меньшей мере одного предела вмешательства. В частности, «пределы вмешательства» представляют собой некоторые значения параметров; когда достигается предел вмешательства, например, может потребоваться вмешательство или контроль. В частности, это означает, что когда параметр достигает некоторого значения, посредством устройства визуализации выдается индикация, так что оператор устройства для искусственной вентиляции или самого устройства управления уведомляется о данном обстоятельстве или, при необходимости, может произвести изменение параметра.
Изобретение относится к (четвертому) способу управления устройством для искусственной вентиляции. Устройство для искусственной вентиляции предназначено для искусственной вентиляции пациента, причем устройство для искусственной вентиляции содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; а также дополнительно содержит устройство управления. Способ включает по меньшей мере следующие этапы:
a) выполнение процесса искусственной вентиляции, включающего по меньшей мере единоразовую подачу текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. часть легкого или легкое, пациента и по меньшей мере единоразовый сброс текучей среды из этого дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции; причем процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала давления и в пределах интервала объема;
ZP
AP
ZV
AV
b) определение или настройка профиля давления Р в дыхательном пути и профиля объема V текучей среды, подаваемой в дыхательный путь и сбрасываемой из дыхательного пути, в соответствии с V=f(P) и V=f(P) или в соответствии с Р=f(V) и Р=f(V); причем за счет использования устройства управления процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что при подаче текучей среды и при сбросе текучей среды, скорость объемного потока F(t) [л/мин] варьируется максимум на 50%, в частности, максимум на 25%, относительно средней скорости FD объемного потока в процессе искусственной вентиляции, в течение по меньшей мере 80%, предпочтительно, в течение 90%, длительности процесса искусственной вентиляции.
В частности, устройство для искусственной вентиляции содержит устройство визуализации, причем по меньшей мере один из следующих параметров визуально различимо отображается посредством устройства визуализации:
a) потеря мощности PW(t); или
b) потеря энергии Е [Джоули], а именно интеграл PW(t)dt, т.е. ∫PW(t)dt в интервале времени; или
c) мера для соотношения потери мощности PW(t) к критической потере мощности, которая установлена для заданного пациента; или
d) мера для соотношения потери энергии Е к критической потере энергии, которая установлена для заданного пациента.
ZP
AP
ZV
AV
2
2
2
2
2
2
Изобретение относится к еще одному (пятому) устройству для искусственной вентиляции пациента. Устройство для искусственной вентиляции содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; и дополнительно содержит устройство управления, которое, по меньшей мере во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути, т.е. по меньшей мере единоразовой подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь и по меньшей мере единоразового сброса текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции, выполнено с возможностью настройки профиля давления Р в дыхательном пути и профиля объема V текучей среды, которая подается в дыхательный путь и сбрасывается из дыхательного пути, в соответствии с V=f(P) и V=f(P) или в соответствии с Р=f(V) и Р=f(V), причем процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала давления и в пределах интервала объема. За счет использования устройства управления, процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что при подаче текучей среды и при сбросе текучей среды, квадрат скорости (s(t)) профиля давления Р [см HO] и объема V [мл], т.е. (s(t))=(dP/dt)+(dV/dt), варьируется максимум на 300%, предпочтительно, максимум на 200%, относительно среднего квадрата скорости sD во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере в течение 80%, предпочтительно, в течение 90%, длительности процесса искусственной вентиляции.
2
2
В пределах объема настоящего изобретения было обнаружено, что потеря мощности P(t) пропорциональна описанному в настоящем документе квадрату скорости (s(t)) профиля давления Р [см HO] и объема V [мл] при подаче текучей среды и при сбросе текучей среды.
2
По этой причине, в этом случае определено, что квадрат скорости (s(t)) может быть вычислен, в частности, посредством устройства для искусственной вентиляции.
2
2
2
2
2
В частности, квадрат скорости (s(t)) может варьироваться с течением времени, однако (предпочтительно) постоянная скорость s(t) должна быть конкретно установлена. Средний квадрат скорости sD определяется в соответствии с sD=(дельта P/t)+(дельта V/t), где дельта Р представляет собой интервал давления процесса искусственной вентиляции, дельта V представляет собой интервал объема в процессе искусственной вентиляции, a t представляет собой длительность процесса искусственной вентиляции. Для настройки и управления процессом искусственной вентиляции в заданный момент, средний квадрат скорости также может быть определен на основе прошлых процессов искусственной вентиляции или на основе заранее заданных параметров (например, скорости объемного потока, ПДКВ и ПДВ, а также VT и частоты).
ZP
ZV
AP
AV
2
2
2
2
2
Изобретение относится к еще одному (шестому) устройству для искусственной вентиляции пациента. Устройство для искусственной вентиляции, содержащее устройство визуализации, содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; и дополнительно содержит устройство управления, которое, по меньшей мере во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути, т.е. по меньшей мере единоразовой подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь и по меньшей мере единоразового сброса текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции, пригодно для определения профиля по меньшей мере одной кривой объем-давление на диаграмме объем-давление; причем кривая имеет первую секцию кривой, V=f(P) или Р=f(V), и вторую секцию кривой, V=f(P) или Р=f(V), причем первая секция кривой представляет собой профиль подаваемого объема V и давления Р при подаче текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, а вторая секция кривой представляет собой профиль сбрасываемого объема V и давления Р при сбросе текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути; причем процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала давления и в пределах интервала объема. Устройство управления пригодно для определения квадрата скорости (s(t))профиля давления Р [см HO] и объема V [мл] при подаче текучей среды и при сбросе текучей среды, т.е. (s(t))=(dP/dt)+(dV/dt). По меньшей мере один из следующих параметров может быть визуально различимо отображен посредством устройства визуализации:
2
a) квадрат скорости s(t), т.е. (s(t)); или
2
2
b) интеграл (s(t))dt, т.е. ∫ (s(t))dt в интервале времени; или
2
c) мера для соотношения квадрата скорости (s(t)) к критической скорости в квадрате, которая установлена для заданного пациента; или
2
d) мера для соотношения интеграла (s(t))dt к критическому значению этой переменной, которая установлена для заданного пациента.
В частности, устройство визуализации включает область графического отображения, такую как монитор, посредством которой установленные параметры могут быть отображены для считывания.
В частности, установленные параметры могут быть проиллюстрированы, например, индикацией наподобие «светофора». Значения параметров могут быть присвоены зонам, которые могут быть отображены соответствующими цветами (например, зеленый для «некритической»; желтый для «промежуточной области»; красный для «критической»).
По меньшей мере один из параметров a-d, предпочтительно, может быть отображен в отношении по меньшей мере одного предела вмешательства. В частности, «пределы вмешательства» представляют собой некоторые значения параметров; когда достигается предел вмешательства, например, может потребоваться вмешательство или контроль. В частности, это означает, что когда параметр достигает некоторого значения, посредством устройства визуализации выдается индикация, так что оператор устройства для искусственной вентиляции или самого устройства управления уведомляется о данном обстоятельстве или, при необходимости, может произвести изменение параметра.
Изобретение относится к (пятому) способу управления устройством для искусственной вентиляции. Устройство для искусственной вентиляции предназначено для искусственной вентиляции пациента, причем устройство для искусственной вентиляции содержит по меньшей мере блок подачи текучей среды и блок сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды из этого дыхательного пути; а также дополнительно содержит устройство управления.
Способ включает по меньшей мере следующие этапы:
a) выполнение процесса искусственной вентиляции, включающего по меньшей мере единоразовую подачу текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, т.е. часть легкого или легкое, пациента и по меньшей мере единоразовый сброс текучей среды из этого дыхательного пути посредством управления устройством для искусственной вентиляции; причем процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала давления и в пределах интервала объема;
ZP
ZV
AP
AV
2
2
2
2
2
2
b) определение или настройка профиля по меньшей мере одной кривой объем-давление на диаграмме объем-давление посредством устройства управления во время процесса искусственной вентиляции; причем кривая имеет первую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), и вторую секцию кривой V=f(P) или Р=f(V), причем первая секция кривой представляет профиль подаваемого объема V и давления Р при подаче текучей среды по меньшей мере в один дыхательный путь, а вторая секция кривой представляет профиль сбрасываемого объема V и давления Р при сбросе текучей среды из по меньшей мере одного дыхательного пути; причем за счет использования устройства управления процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что при подаче текучей среды и при сбросе текучей среды, квадрат скорости (s(t)) профиля давления Р [см HO] и объема V [мл], т.е. (s(t))=(dP/dt)+(dV/dt), варьируется максимум на 300%, предпочтительно, максимум на 200%, относительно среднего квадрата скорости sD во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере в течение 80%, предпочтительно, в течение 90%, длительности процесса искусственной вентиляции.
В частности, устройство для искусственной вентиляции содержит устройство визуализации, причем по меньшей мере один из следующих параметров визуально различимо отображается посредством устройства визуализации:
2
a) квадрат скорости s(t), т.е. (s(t)); или
2
2
b) интеграл (s(t))dt, т.е. ∫ (s(t))dt в интервале времени; или
c) мера для соотношения квадрата скорости к критической скорости в квадрате (33), которая установлена для заданного пациента; или
2
d) мера для соотношения интеграла (s(t))dt к критическому значению этой переменной (34), которая установлена для заданного пациента.
Утверждения касательно устройств для искусственной вентиляции (всех, т.е. от первого по шестое) и способов (всех, т.е. от первого по пятый) в каждом случае могут быть преобразованы в соответствующий другой объект настоящего изобретения. В частности, для устройства и способа искусственной вентиляции указанные параметры и условия могут быть взяты в комбинации друг с другом. В частности, по меньшей мере один или некоторые (или даже все) из указанных параметров и условий образуют (совместные) критерии для процесса искусственной вентиляции (или способа искусственной вентиляции, который выполняется за множество последовательных процессов искусственной вентиляции). Таким образом, в частности, процесс искусственной вентиляции должен выполняться таким образом, чтобы он соответствовал всем вариантам реализации, описанным для различных устройств и способов искусственной вентиляции.
Однозначно следует отметить, что устройство управления также может быть заявлено независимо от устройства для искусственной вентиляции. В частности, устройство управления используется для регулирования процессов искусственной вентиляции. Оно устанавливает, какие переменные используются для управления процессом искусственной вентиляции и какие параметры (максимальное/минимальное давление, максимальная/минимальная скорость объемного потока, наклон первой и второй секций кривой, площадь, разница между площадями и т.д.), таким образом, отслеживаются.
В целях предосторожности, следует отметить, что используемые в настоящем документе порядковые номера («первый», «второй», «третий»…) используются в основном (только) для обеспечения отличия между множеством подобных объектов, переменных или процессов; т.е., в частности, нет необходимости в конкретном указании зависимости и/или последовательности этих объектов, переменных или процессов друг относительно друга. Если зависимость и/или последовательность необходима, это явным образом указано в настоящем документе или она полностью очевидна для специалиста в данной области техники при ознакомлении с конкретно описанным вариантом реализации.
Изобретение и область техники разъяснены более подробно ниже со ссылкой на фигуры. Следует отметить, что на фигурах показан один особенно предпочтительный вариант реализации изобретения, которым изобретение, однако, не ограничивается. Идентичные компоненты обозначены одинаковыми ссылочными позициями на фигурах. На фигурах, в каждом случае схематически:
Фигура 1: показывает устройство для искусственной вентиляции и пациента;
Фигура 2: показывает профиль кривой податливости;
Фигура 3: показывает первую иллюстрацию процесса искусственной вентиляции на диаграмме объем-давление;
Фигура 4: показывает вторую иллюстрацию процесса искусственной вентиляции на диаграмме объем-давление;
Фигура 5: показывает первую диаграмму, на которой скорость объемного потока нанесена на график в зависимости от времени;
Фигура 6: показывает вторую диаграмму, на которой скорость объемного потока нанесена на график в зависимости от времени;
Фигура 7: показывает третью диаграмму, на которой квадрат скорости нанесен на график в зависимости от времени;
Фигура 8: показывает четвертую диаграмму, на которой квадрат скорости нанесен на график в зависимости от времени.
ZP
AP
На фигуре 1 показано устройство 1 для искусственной вентиляции и пациент по меньшей мере с одним дыхательным путем 5, т.е. легким. Устройство 1 для искусственной вентиляции содержит блок подачи 2 текучей среды и блок 3 сброса текучей среды, которые пригодны для, соответственно, подачи текучей среды 4 в дыхательный путь 5, т.е. в часть легкого или в легкое, пациента и для сброса текучей среды 4 из этого дыхательного пути 5. Устройство 1 для искусственной вентиляции дополнительно содержит устройство 6 управления, которое, во время искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути 5 пациента, т.е. подачи текучей среды 4 по меньшей мере в один дыхательный путь 5 и/или сброса текучей среды 4 из по меньшей мере одного дыхательного пути 5 посредством управления устройством 1 для искусственной вентиляции, пригодно для настройки профиля давления Р 7 в дыхательном пути 5 и профиля давления V 8 текучей среды 4, которая подается в дыхательный путь 5 и сбрасывается из дыхательного пути 5, в соответствии с V=f(P) и V=f(P). Устройство 1 для искусственной вентиляции соединено с дыхательным путем 5 пациента посредством катетера 40 просвета с поперечным сечением 41 просвета, через который может течь текучая среда 4. Таким образом, искусственная вентиляция выполняется, например, через отдельный просвет, в частности, с использованием устройства для возврата потока газа на обратный.
Устройство 1 для искусственной вентиляции содержит устройство 17 визуализации, причем по меньшей мере один из следующих параметров может быть визуально различимо отображен посредством устройства 17 визуализации: мера для размера области 20; или мера для изменения области 20 за множество процессов искусственной вентиляции; или мера для соотношения области 20 к критической области 21, которая установлена для заданного пациента; или мера для изменения соотношения области 20 к критической области 21, которая установлена для заданного пациента, за множество процессов искусственной вентиляции.
На катетере 40 внутри дыхательного пути 5 расположен датчик 39 давления. Дыхательный путь 5 обладает податливостью С 25.
На фигуре 2 показан профиль кривой 35 податливости на диаграмме давление-объем. Давление 7 нанесено по горизонтальной оси графика, а объем 8 нанесен по вертикальной оси графика. Профиль кривой 35 податливости должен быть определен отдельно для каждого пациента. В дополнение, профиль 7 также может изменяться во время искусственной вентиляции.
T
T
В пределах объема способа, сначала определяют по меньшей мере одно значение податливости 25, т.е. посредством устройства 1 для искусственной вентиляции, где для податливости С 25 применимо следующее: С = дельта объема V 8 / дельта Р 7 в миллиметрах/миллибар. В подобласти кривой 35 податливости, показанной в настоящем документе, абсолютное значение податливости 25 находится на максимуме. Путем определения или оценки профиля кривой податливости 25, теперь может быть определено положение интервала 9 давления со значениями давления Р1 36 и Р2 37, в котором объем потока V 38 текучей среды 4 может быть подан по меньшей мере в один дыхательный путь 5. Эти значения давления Р1 36 и Р2 37 настроены на устройстве 1 для искусственной вентиляции, так что по меньшей мере один процесс искусственной вентиляции, т.е. вдох и/или выдох, выполняется в каждом случае с объемом потока V 38 между значениями давления Р1 36 и Р2 37.
T
ZP
AP
T
T
На фигуре 3 показана первая иллюстрация процесса искусственной вентиляции на диаграмме объем-давление. Давление 7 нанесено по горизонтальной оси графика, а объем 8 нанесен по вертикальной оси графика. На изображенной кривой объем-давление показан профиль 7 давления Р в дыхательном пути 5, тогда как объем V 8 в дыхательном пути 5 изменяется объемом потока V 38, т.е. с одной стороны, подаваемым объемом V 8 текучей среды 4, а с другой стороны сбрасываемым объемом V 8 текучей среды 4. Кривая имеет первую секцию 18 кривой V=f(P) (нижняя кривая проходит от наинизшего давления 7 и наименьшего объема 8 к наивысшему давлению 7 и наибольшему объему 8) и вторую секцию 19 кривой V=f(Р) (верхняя кривая проходит после первой секции 18 кривой от наивысшего давления 7 и наибольшего объема 8 к наинизшему давлению 7 и наименьшему объему 8), причем первая секция 18 кривой представляет собой профиль подаваемого объема V 8 (объема потока V 38) и давления Р 7 при подаче текучей среды 4 по меньшей мере в один дыхательный путь 5, а вторая секция 19 кривой представляет собой профиль сбрасываемого объема V 8 (объема потока V 38) и давления Р 7 при сбросе текучей среды 4 из по меньшей мере одного дыхательного пути 5.
0
ZP
AP
AP
0
ZP
0
Мера изменения первого объема 12, который присутствует при давлении Р 11, представляет собой, например, первый наклон 23 кривой объем-давление, в данном случае, первой секции 18 кривой, на диаграмме объем-давление. Наклон (первый наклон 23 и второй наклон 24) определяется первой производной соответствующей функции V=f(P) и V=f(Р), т.е. df/d(P) (Р) и df/d(P) (Р).
0
0
0
0
Было обнаружено, что первый наклон 23 первой секции 18 кривой при давлении Р 11 кривой объем-давление, который может быть представлен на диаграмме объем-давление, и второй наклон 24 второй секции 19 кривой (т.е. абсолютное значение меры изменения второго объема 13, присутствующего при таком же давлении Р 11, при сбросе текучей среды 4), при таком же давлении Р 11 в каждом случае (давление Р 11 находится в пределах интервала 9 давления), должны иметь приблизительно одинаковое значение в наибольшем возможном диапазоне интервала 9 давления.
Устройство 6 управления, с одной стороны, управляет и отслеживает профиль давления и профиль объема при подаче текучей среды 4 по меньшей мере в один дыхательный путь 5. С другой стороны, управление и отслеживание сброса текучей среды 4 из дыхательного пути 5 теперь также выполняется в зависимости от профиля этой первой секции 18 кривой. В частности, здесь отсутствует возможность пассивного выдоха (см. фигуру 3), который, как правило, давал бы вторую секцию 19 кривой, которая существенно отличается от первой секции 18 кривой, и, таким образом, большую область 20. В отличие от этого, предложено, чтобы устройство 6 управления также выполняло активное отслеживание и управление сбросом текучей среды 4, причем вторая секция 19 кривой приближается к профилю первой секции 18 кривой (см. фигуру 4).
Исходные испытание с этими типами устройств для искусственной вентиляции и способами показали, что повреждение по меньшей мере одного дыхательного пути 5 (вентилятор-индуцированное повреждение легких (ВИЛЛ)) может быть по меньшей мере снижено или даже эффективным образом предотвращено за счет такого управления искусственной вентиляцией.
ZP
AP
ZP
AP
Устройство 6 управления пригодно для определения интегралов f(P) и f(Р) в интервале 9 давления и для определения разницы между ∫ f(P) dP и ∫ f(Р) dP в интервале 9 давления.
ZP
AP
Устройство 6 управления пригодно для выполнения множества процессов искусственной вентиляции, при которых разница между ∫ f(P) dP и ∫ f(Р) dP в интервале 9 давления является управляемой, причем соотношение разницы к критической разнице, которая установлена для заданного пациента, может быть настроено.
ZP
AP
ZP
AP
ZP
AP
ZP
AP
Область под первой секцией 18 кривой и область под второй секцией 19 кривой, соответственно, определяется интегралом f(P) и f(Р), т.е. ∫ f(P) dP и ∫ f(Р) dP, в интервале 9 давления. Таким образом, разница между интегралами f(P) и f(Р) в интервале 9 давления обозначает область 20, которая заключена первой секцией 18 кривой и второй секцией 19 кривой. Разница между интегралами f(P) и f(Р) в интервале 9 давления и, таким образом, область 20, заключенная секциями 18, 19 кривой, рассматривается в качестве меры для энергии Е, которая поглощена дыхательным путем 5. Таким образом, эта разница между интегралами, т.е. эта область 20, должна быть настолько малой, насколько это возможно, так что энергия Е, поглощенная дыхательным путем 5, является настолько низкой, насколько это возможно. На фигуре 4 показан процесс искусственной вентиляции, который настроен таким образом.
ZP
AP
ZP
AP
В частности, критическая разница, т.е. критическая область 21, может быть определена для пациента, например, на основе эмпирических значений или результата определения податливости 25 дыхательного пути 5. Эта критическая разница или критическая область 21 относится к количеству энергии Е, которая может быть подана по меньшей мене в один дыхательный путь 5 во время процесса искусственной вентиляции без ожидаемого повреждения (ВИЛЛ) по меньшей мере одного дыхательного пути 5. Критическая разница может представлять собой, например, разницу между интегралами f(P) и f(Р) в интервале 9 давления, где f(P), т.е. первая секция 18 кривой на диаграмме по фигуре 3, описывает подачу текучей среды 4 с наивысшей возможной податливостью 25, и где f(Р), т.е. вторая секция 19 кривой на диаграмме по фигуре 3, описывает сброс текучей среды 4 вследствие пассивного выдоха (т.е. (только) энергия, хранящаяся в элементах эластичной ткани легких и грудной клетки активирует выдох). Таким образом, критическая разница на фигуре 3 является критической областью 21 между секциями 18, 19 кривой.
На фигуре 4 показана вторая иллюстрация процесса искусственной вентиляции на диаграмме объем-давление. Делается ссылка на описание фигуры 3.
ZP
AP
0
AP
0
0
0
ZP
0
0
Устройство 6 управления, по меньшей мере во время одного показанного процесса искусственной вентиляции по меньшей мере одного дыхательного пути 5, т.е. по меньшей мере единоразовой подачи текучей среды 4 по меньшей мере в один дыхательный путь 5 и по меньшей мере единоразового сброса текучей среды 4 из по меньшей мере одного дыхательного пути 5 посредством управления устройством 1 для искусственной вентиляции, выполнено с возможностью настройки профиля давления Р 7 в дыхательном пути 5 и профиля давления V 8 текучей среды 4, подаваемой в дыхательный путь 5 и сбрасываемой из дыхательного пути 5, в соответствии с V=f(P) и V=f(Р). Процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала 9 давления. За счет использования устройства 6 управления, процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что выше по меньшей мере 60% интервала 9 давления, соотношение абсолютного значения меры изменения первого объема 12, который присутствует при давлении Р 11 при подаче текучей среды 4, т.е. df/d(P) (Р) (первый наклон 23 первой секции 18 кривой при давлении Р 11), и абсолютное значение меры изменения второго объема 13, который присутствует при таком же давлении Р 11 при сбросе текучей среды 4, т.е. df/d(P) (Р) (второй наклон 24 второй секции 19 кривой при давлении Р 11), имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0.
0
0
AV
0
0
ZV
0
То же самое, соответственно, применимо к каждому объему V 14 (не показан здесь), где выше по меньшей мере 60% интервала 10 объема, соотношение абсолютного значения меры изменения первого давления 15, которое присутствует при объеме V 14 при подаче текучей среды 4, т.е. df/d(V) (V), и абсолютного значения меры изменения второго давления 16, которое присутствует при таком же объеме V 14 при сбросе текучей среды 4, т.е. df/d(V) (V), имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0.
0
AP
0
ZP
0
0
AP
0
ZP
0
0
В данном случае, за счет использования устройства 6 управления, процесс искусственной вентиляции настроен таким образом, что выше по меньшей мере части интервала 9 давления, соотношение абсолютного значения первого наклона первой секции 18 кривой при давлении Р 11, т.е. df/d(P) (Р), и абсолютного значения второго наклона 24 второй секции 19 кривой, т.е. df/d(P) (Р), при таком же давлении Р 11, имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0. Таким образом, абсолютное значение результата уравнения [df/d(P) (Р)] / [df/d(P) (Р)] должно составлять по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0. Таким образом, давление Р 11 представляет собой любое давление 7 в пределах интервала 9 давления или в пределах промежутка от интервала 9 давления.
0
0
Процесс искусственной вентиляции дополнительно настроен здесь таким образом, что при подаче текучей среды 4 первый объем 12, который присутствует при давлении Р 11, и при сбросе текучей среды 4 второй объем 13, который присутствует при таком же давлении Р 11, отличаются максимум на 20% поданного или сброшенного объема 8 в интервале 9 давления.
0
0
T
Процесс искусственной вентиляции дополнительно настроен здесь таким образом, что при подаче текучей среды 4 первый объем 12, который присутствует при давлении Р 11, и при сбросе текучей среды 4 второй объем 13, который присутствует при таком же давлении Р 11, отличаются по меньшей мере на 1% (общего) поданного или сброшенного объема 8 (объем потока V 38 в данном случае) в интервале давления.
По меньшей мере один или некоторые из следующих параметров, например, могут быть визуально отображены посредством устройства 17 визуализации: мера для размера области 20; или мера для изменения области 20 за множество процессов искусственной вентиляции; мера для соотношения области 20 к критической области 21, которая установлена для заданного пациента (т.е. критическая разница интегралов); или мера для изменения соотношения области 20 к критической области 21, которая установлена для заданного пациента (т.е. критическая разница интегралов), за множество процессов искусственной вентиляции. В дополнение, за счет использования устройства 17 визуализации и на основе отображения, например, процесса искусственной вентиляции на диаграмме объем-давление, в соответствии с фигурой 3 или фигурой 4, наклоны 23, 24 секций 18, 19 кривой могут быть настроены или изменены посредством устройства 6 управления или оператором устройства 1 для искусственной вентиляции.
CP
CV
AP
0
ZP
0
0
CP
0
На фигуре 4 также показано, что устройство 6 управления выполнено с возможностью определения профиля давления Р 7 в дыхательном пути 5 и профиля объема V 8 текучей среды 4, которая подается в дыхательный путь 5 и сбрасывается из дыхательного пути 5 для податливости 25 пациента, согласно одному из V=f(P) или Р=f(V). Здесь, первая секция 18 кривой соответствует податливости 25. Процесс искусственной вентиляции может быть настроен устройством 6 управления таким образом, что выше 60% интервала 9 давления, соотношение каждого из df/d(P) (Р) (в данном случае, второй наклон 24 второй секции 19 кривой), df/d(P) (Р) (в данном случае, первый наклон 23 первой секции 18 кривой) и абсолютного значения меры изменения первого объема 12 податливости 25, который присутствует при давлении Р 11, т.е. df/d(P) (Р), имеет значение, составляющее по меньшей мере 0,5 и максимум 2,0.
На фигуре 5 показана первая диаграмма, на которой изображена скорость 26 объемного потока с течением времени 44. На фигуре 6 показана вторая диаграмма, на которой изображена скорость 26 объемного потока с течением времени 44. Фигуры 5 и 6 описаны вместе в нижеследующем описании.
ZP
AP
ZV
AV
Устройство 6 управления, как описано выше, выполнено с возможностью настройки профиля давления Р 7 в дыхательном пути 5 и профиля объема V 8 текучей среды 4, которая подается в дыхательный путь 5 и сбрасывается из дыхательного пути 5, в соответствии с V=f(P) и V=f(Р) или в соответствии с Р=f(V) и Р=f(V), причем процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала 9 давления и в пределах интервала 10 объема. На фигуре 5 показана скорость F(t) 26 объемного потока в процессе искусственной вентиляции по фигуре 3. На фигуре 6 показана скорость F(t) 26 объемного потока в процессе искусственной вентиляции по фигуре 4. За счет использования устройства 6 управления, процесс искусственной вентиляции теперь является настраиваемым (см. фигуру 6) таким образом, что при подаче текучей среды 4 и при сбросе текучей среды 4, скорость F(t) 26 объемного потока [л/мин] (здесь показана разными алгебраическими знаками и, следовательно, изображена как 0 л/мин относительно нулевой линии) варьируется максимум на 50% относительно средней скорости FD 42 объемного потока в процессе искусственной вентиляции на протяжении по меньшей мере 80% длительности процесса искусственной вентиляции. Очевидно, что скорость F(t) 26 объемного потока варьируется с течением времени 44, причем, в частности, (предпочтительно) должна быть настроена постоянная скорость F(t) 26 объемного потока (на основе абсолютного значения). Среднюю скорость FD 43 объемного потока определяют путем деления суммы поданной и сброшенной текучей среды 4 (т.е. всегда положительного значения) на длительность процесса искусственной вентиляции (т.е. время 43 между началом на диаграмме и вертикальной линией).. Для настройки и управления скоростью объемного потока F(t), также может быть определена средняя скорость FD 43 объемного потока на основе прошлых процессов искусственной вентиляции или на основе заранее заданных параметров (например, частоты и объема потока 38).).
На фигуре 7 показана третья диаграмма, на которой изображен квадрат скорости с течением времени 44. На фигуре 8 показана четвертая диаграмма, на которой изображен квадрат скорости с течением времени 44. Фигуры 7 и 8 описаны вместе в нижеследующем описании.
ZP
AP
ZV
AV
2
2
2
2
2
2
2
2
Устройство 6 управления, как описано выше, выполнено с возможностью настройки профиля давления Р 7 в дыхательном пути 5 и профиля объема V 8 текучей среды 4, которая подается в дыхательный путь 5 и сбрасывается из дыхательного пути 5, в соответствии с V=f(P) и V=f(P) или в соответствии с Р=f(V) и Р=f(V), причем процесс искусственной вентиляции выполняется в пределах интервала 9 давления и в пределах интервала 10 объема. На фигуре 7 показан квадрат скорости 32, т.е. (s(t)), в процессе искусственной вентиляции по фигуре 3. На фигуре 8 показан квадрат скорости 32, т.е. (s(t)), в процессе искусственной вентиляции по фигуре 4. За счет использования устройства 6 управления, процесс искусственной вентиляции является настраиваемым таким образом, что квадрат скорости (s(t)) 32 профиля давления Р 7 и объема V 8 при подаче текучей среды 4 и при сбросе текучей среды 4, т.е. (s(t))=(dP/dt)+(dV/dt), варьируется максимум на 300% относительно среднего квадрата скорости sD 43 во время процесса искусственной вентиляции по меньшей мере в течение 80% длительности процесса искусственной вентиляции. Очевидно, что на фигуре 7 присутствует единственный максимум, а на фигуре 8 квадрат скорости 32 имеет более равномерный профиль. Единицы здесь не изображены. Однако было обнаружено, что в описанной в настоящем документе технологии искусственной вентиляции во время процесса искусственной вентиляции (время 44) может быть достигнута значительно сниженная потеря 28 мощности и, следовательно, значительно сниженная потеря 29 энергии. Потеря 28 мощности PW(t) соответствует профилю квадрата скорости (s(t)) 32.
Перечень ссылочных обозначений
1 устройство для искусственной вентиляции
2 блок подачи текучей среды
3 блок сброса текучей среды
4 текучая среда
5 дыхательный путь
6 устройство управления
7 давление Р
8 объем V
9 интервал давления
10 интервал объема
0
11 давление Р
12 первый объем
13 второй объем
0
14 объем V
15 первое давление
16 второе давление
17 устройство визуализации
18 первая секция кривой
19 вторая секция кривой
20 область
21 критическая область
22 предел вмешательства
23 первый наклон
24 второй наклон
25 податливость С
26 скорость F(t) объемного потока
27 сопротивление дыхательного пути
28 потеря мощности PW(t)
29 потеря энергии Е
30 критическая потеря мощности
31 критическая потеря энергии
2
32 скорость в квадрате (s(t))
33 критическая скорость в квадрате
34 переменная
35 кривая податливости
36 давление Р1
37 давление Р2
T
38 объем потока V
39 датчик давления
40 катетер
41 поперечное сечение
42 средняя скорость объемного потока
43 средний квадрат скорости
44 время t.