УСТРОЙСТВО И СИСТЕМА ДЛЯ СТРАВЛИВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
DEVICE AND SYSTEM FOR PRESSURE RELIEF

Уровень техники
Системы вспомогательного дыхания используются для лечения пациентов, испытывающих трудности и/или недостаточность при дыхании. В некоторых случаях источник газа для таких систем может создавать повышенное давление, превышающее желаемое пороговое значение давления. В результате повышенное давление может привести к баротравме пациента.
Кроме того, некоторые устройства в таких системах вспомогательного дыхания могут создавать громкие звуки во время своей работы. В результате, эти громкие звуки могут раздражать пациентов или навредить им (например, новорожденным).
Сущность изобретения
Изложенное здесь изобретение обсуждает стравливание давления в системе вспомогательного дыхания.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 иллюстрирует вариант осуществления изобретения системы вспомогательного дыхания.
Фиг.2 иллюстрирует вариант осуществления изобретения системы вспомогательного дыхания.
Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления изобретения устройства для стравливания давления.
Фиг.4A-E иллюстрируют варианты осуществления изобретения гасителя звука.
Чертежи, относящиеся к этому описанию, следует понимать как выполненные не в соответствии с масштабом, за исключением случаев, когда это специально отмечено.
Осуществление изобретения
Сейчас будет сделана ссылка на подробное изложение вариантов осуществления изобретения настоящей технологии, примеры которой иллюстрируются в сопроводительных чертежах. В то время как технология будет описываться во взаимосвязи с различными вариантами осуществления изобретения, будет понятно, что не предполагается ограничение настоящей технологии этими вариантами осуществления изобретения. Напротив, предполагается, что настоящая технология будет покрывать все изменения, модификации и эквиваленты, которые могут содержаться в сущности и объеме различных вариантов осуществления изобретения, как определяется прилагаемой формулой изобретения.
Кроме того, в последующем описании вариантов осуществления изобретения формулируются многочисленные специфические подробности, для того чтобы обеспечить исчерпывающее понимание настоящей технологии. Однако практическое применение настоящей технологии может осуществляться без этих специфических подробностей. В других случаях хорошо известные способы, процедуры, компоненты, и схемы не были описаны подробно, чтобы не затруднять понимание аспектов настоящих вариантов осуществления изобретения.
Фиг. 1 изображает вариант осуществления изобретения системы 100 вспомогательного дыхания. Система 100 может быть любой дыхательной системой, которая генерирует источник газа для вспомогательного дыхания. Такие системы (например, инвазивная или неинвазивная) могут быть, но не ограничиваясь этим, системой с аппаратом искусственной вентиляции легких, системой СИПАП (аппарат искусственной вентиляции легких с поддержанием постоянного положительного давления в дыхательных путях), назальной системой СИПАП (нСИПАП), системой нСИПАП с переменным потоком и ограниченным давлением и т.д.
Система 100 включает в себя устройство 110 для стравливания давления, интерфейс 120 пациента и источник 130 газа. Устройство 110 для стравливания давления и источник 130 газа соединяются между собой по жидкостной среде через систему трубок.
Интерфейс 120 пациента может быть, но не ограничиваясь этим, одношкальным интерфейсом, интерфейсом с двойной шкалой, генератором СИПАП и т.д.
Источник 130 газа может быть, но не ограничиваясь этим, приводным устройством для создания потока системы СИПАП, вентилятором для системы искусственной вентиляции легких и т.д.
Следует принимать во внимание, что приводное устройство для создания потока обеспечивает генератор СИПАП потоком газа. Генератор СИПАП принимает поток газа (например, воздуха и/или кислорода) и в дальнейшем генерирует СИПАП для доставки к пациенту. СИПАП может быть генерирован с помощью различных физических свойств внутри генератора, например такого, но не ограничиваясь этим, как контуры, высокоскоростные потоки и т.д. Обычно приводные устройства для создания потока в системе СИПАП функционирует при более высоких давлениях, чем рабочие давления системы с аппаратом искусственной вентиляции легких.
В целом в системе искусственной вентиляции легких необходимый воздушный поток и давление генерируются механически на вентиляторе. Затем необходимый воздушный поток доставляется пациенту через интерфейс пациента.
Устройство 110 для стравливания давления является любым устройством для стравливания давления, которое сбрасывает давление в системе 100. В частности, устройство 110 для стравливания давления гарантирует, что давление в системе 100 не превышает заданное давление. Например, пациент получает первое давление газа в интерфейс 120 пациента для вспомогательного дыхания. Источник 130 газа генерирует второе давление газа, которое является большим, чем первое давление. Если пациент получает второе давление газа, то в результате может произойти баротравма. Однако устройство 110 для стравливания давления в ответ на присутствие второго давления стравливает или выпускает газ из системы 100, таким образом пациент не получает газ со вторым давлением. В одном варианте осуществления изобретения устройство 110 для стравливания давления выпускает газ из системы 100, таким образом давление в системе 100 является предписанным давлением для пациента.
В одном варианте осуществления изобретения устройство 110 для стравливания давления располагается в линии газового источника (как изображено на фиг. 1). В другом варианте осуществления изобретения устройство 110 для стравливания давления располагается поблизости, или как единая часть с интерфейсом 120 пациента. В дополнительном варианте осуществления изобретения устройство 110 для стравливания давления располагается поблизости или как единая часть с источником 130 газа.
В одном варианте осуществления изобретения устройство 110 для стравливания давления является устройством с зонтичным клапаном, таким как устройство 310 для стравливания давления, изображенное на фиг. 3. Подробное описание устройства 310 для стравливания давления предоставляется ниже.
Фиг. 2 изображает вариант осуществления изобретения системы 200 вспомогательного дыхания. В частности, система 200 является системой СИПАП. В различных вариантах осуществления изобретения система СИПАП является системой СИПАП (или нСИПАП) с переменным потоком и ограниченным давлением.
Традиционные системы СИПАП с переменным потоком обычно используют значительно более высокое приводное давление, например, превышающее 200 cmH20 (миллибар), чтобы создавать давления СИПАП до 20 миллибар. И наоборот, система 200 (например, система СИПАП с ограниченным давлением) использует более низкие приводные давления, например 60 миллибар, чтобы создавать давления СИПАП до 20 миллибар.
Система «с переменным потоком» в целом позволяет до некоторой степени контролировать поток газа и/или концентрацию кислорода системы СИПАП. И наоборот, фиксированная (или не переменного потока) система СИПАП не предусматривает управление газовым потоком и/или концентрацией кислорода.
Система 200 включает в себя источник 230 газа (например, приводное устройство для потока), которое обеспечивает газ для устройства 270 СИПАП. В частности, корпус 250 генератора принимает газ из источника 230 газа. Корпус 250 генератора принимает поток газа (например, воздуха и/или кислорода), и в дальнейшем генерирует СИПАП, который должен доставляться пациенту. СИПАП может быть генерирован с помощью различных физических свойств внутри корпуса 250 генератора, например такого, но не ограничиваясь этим, как контуры, высокоскоростные потоки и т.д.
Система СИПАП принимается пациентом через интерфейс 220 пациента. Когда пациент выдыхает, выдыхаемый воздух проходит через интерфейс 220 пациента, корпус 250 генератора и выходит из системы 200 в окружающую систему 260 трубок.
В одном варианте осуществления изобретения система 200 включает в себя узел 240 контроля давления, сконфигурированный таким образом, чтобы отслеживать давление в системе 200.
Следует принимать во внимание, что устройства нСИПАП переменным потоком (например, система нСИПАП потоком для грудного ребенка, Airlife нСИПАП) традиционно работают за счет присоединения к приводному устройству для создания потока. Эти устройства работают с приводными давлениями, которые значительно выше, чем давления, используемые устройствами с целью вентиляции. Чтобы использовать устройство с переменным потоком на платформе вентилятора, приводное давление должно быть значительно уменьшено.
Традиционные устройства СИПАП с переменным потоком совместимы с системами нСИПАП с низким приводным давлением, например такими как устройство 270 СИПАП, когда приводное устройство для создания потока является функциональным и отслеживает давление, подаваемое пациенту. Однако приводные устройства для создания потока, которые имеют способность управлять потоком без отслеживания (например, система с потоком для грудного ребенка SiPAP, P-Driver), зависящие от приводного давления, чтобы запустить механизм стравливания давления с помощью приводного устройства для создания потока, когда режим отслеживания отключается. Типичным механизмом стравливания давления является подпружиненный механический предохранительный клапан, который работает при давлениях более 200 миллибар, встроенный в приводное устройство СИПАП и подходящий для использования с различными категориями пациентов.
И наоборот, устройство 210 стравливания давления является одноразовым устройством. В одном варианте осуществления изобретения устройство стравливания давления работает при давлениях, превышающих 60 миллибар. В другом варианте осуществления изобретения устройство 210 стравливания давления является многократно используемым для работы с единственным пациентом.
При использовании системы СИПАП с переменным потоком, такой как система 200, которая требует меньшего приводного давления, чтобы получить то же самое давление для пациента, увеличение приводного давления до уровней, считающихся приемлемыми для более старых систем с переменным потоком, использующих высокое приводное давление, приведет в результате к намного более высокому давлению, наблюдаемому пациентом, когда режим отслеживания не работает. Это могло бы в результате привести к баротравме пациента. Встраивание механизма стравливания давления (например, устройства 210 стравливания давления) будет гарантировать, что этот сценарий с высокими давлениями для пациента в результате неотслеженных высоких приводных давлений в приводном устройстве для создания потока не будет вызывать нежелательных высоких давлений, наблюдаемых пациентом.
Поэтому встраивание системы стравливания давления (например, устройства 210 стравливания давления), которое осуществляет вентиляцию легких при желаемом давлении (может относиться как к приводному давлению, так и к давлению для пациента) предусматривает, что устройство нСИПАП с переменным потоком (например, система 200) будет использоваться безопасно, как на старом приводном устройстве для создания потока, так и будет иметь достаточно низкое приводное давление для совместимости с платформами вентилятора.
В одном варианте осуществления изобретения устройство 210 стравливания давления располагается в линии источника газа (как изображено на фиг. 2). В другом варианте осуществления изобретения устройство 210 стравливания давления располагается поблизости или является встроенным в устройство 270 СИПАП и, в частности, в корпус 250 генератора. В дополнительном варианте осуществления изобретения устройство 210 стравливания давления располагается поблизости или является встроенным в источник 230 газа.
Фиг. 3 изображает вариант осуществления изобретения устройства 310 стравливания давления. Устройство 310 стравливания давления является зонтичным устройством стравливания давления. В частности, устройства 310 стравливания давления включает в себя зонтичный клапан 320 и гаситель 330 звука, расположенный в кожухе 340. Например, гаситель 330 звука располагается между крышкой 350 и зонтичным клапаном 320.
Зонтичный клапан 320 конфигурируется таким образом, чтобы открываться с кожухом 340 при заданном давлении. Например, зонтичный клапан 320 герметизируется с внутренней частью кожуха 340 на первое давление, таким образом, воздушный поток проходит через трубки 361 и 360. Например, при первом давлении зонтичный клапан 320 герметизируется таким образом, что воздушный поток эффективно доставляется от источника газа к интерфейсу пациента. Следует принимать во внимание, что воздушный поток может протекать в направлении от трубки 360 к трубке 361 или в направлении от трубки 361 к трубке 360.
Однако, если давление в системе увеличивается до заданного значения (более высокого, чем первое давление), тогда зонтичный клапан 320 упруго деформируется, чтобы позволить газовому потоку выходить через множество выходных отверстий в кожухе 340, чтобы стравливать давление в системе. Заданное давление также известно как давления срабатывания, открывающее или сбрасываемое давление.
Зонтичный клапан 320 генерирует высокий уровень шума (например, 80-85 дБ), когда он деформируется в ответ на достижение заданного давления. Этот высокий уровень шума может раздражать пациентов, особенно тех, которые имеют чувствительный слух, например таких, как новорожденные. В некоторых случаях генерируемый высокий уровень шума может повредить слух пациента.
Однако гаситель 330 звука уменьшает уровень шума, генерируемый зонтичным клапаном 320. Например, поскольку зонтичный клапан 320 деформируется, он физически контактирует с гасителем 330 звука. В одном варианте осуществления изобретения, когда активизируется клапан для стравливания давления, звук, генерируемый зонтичным клапаном 320, уменьшается до 50 дБ или меньше.
В одном варианте осуществления изобретения звук уменьшается в установленном диапазоне приблизительно ≤35 литров в минуту (LPM, л/мин) приводного потока. В другом варианте осуществления изобретения звук уменьшается в установленном диапазоне приблизительно ≤20 л/мин приводного потока.
Гаситель 330 звука может быть выполнен из любого материала, который способствует ослаблению звука, генерируемого зонтичным клапаном 320. В одном варианте осуществления изобретения гаситель 330 звука выполнен из полиуретановой пены. В различных вариантах осуществления изобретения гаситель 330 звука может быть выполнен, но не ограничиваясь этим, из войлока, ткани, любого перфорированного материала и т.д.
Гаситель 330 звука может быть выполнен с помощью высечки или лазерной резки. Следует принимать во внимание, что края гасителя 330 звука являются прямыми. Другими словами края гасителя звука не имеют закругления или конусности, или в очень ограниченной степени.
2
2
Гаситель 330 звука также уменьшает стандартное отклонение давления срабатывания зонтичного клапана 320. Например, зонтичный клапан 320 деформируется или срабатывает между 50 и 70 сс НО, когда гаситель звука не используется. Однако, когда гаситель звука используется, стандартное отклонение давления срабатывания сужается таким образом, что зонтичный клапан 320 единообразно срабатывает на 60 сс НО или около этого значения.
Фиг. 4А-Е изображают варианты осуществления изобретения, соответственно, гасителей 430А-Е звука. Фиг. 4А изображает гаситель 430А звука с формой цевочного колеса. В одном варианте осуществления изобретения гаситель 430А звука включает в себя центрирующий элемент 440, который конфигурируется таким образом, чтобы способствовать центрированию гасителя 430А звука внутри кожуха 340. Центрирующий элемент 440 может иметь любую форму, которая является совместимой с функцией центрирования. Например, центрирующий элемент 440 может быть, но не ограничиваясь этим, в виде отверстия, полости, углубления, утолщения, гребня, кольца, штифта (штифтов) или столбика (столбиков) и т.д. В другом варианте осуществления изобретения центрирующий элемент 440 соответствует центрирующему элементу на крышке 350.
Фиг. 4В изображает гаситель 430 В звука с формой цевочного колеса. Фиг. 4С изображает гаситель 430С звука с формой листа клевера. Фиг. 4D изображает гаситель 430D звука с дискообразной формой. Фиг. 4Е изображает гаситель 430Е звука с кольцеобразной формой. Следует принимать во внимание, что изображенные формы не являются ограничивающими или исчерпывающими. По существу гаситель звука может принимать любую форму, которая способна уменьшать звук зонтичного клапана 320.
Таким образом, описываются различные варианты осуществления изобретения. В то время как были описаны отдельные варианты осуществления изобретения, следует принимать во внимание, что эти варианты осуществления изобретения не следует истолковывать как ограниченные таким описанием, но следует истолковывать в соответствии с последующей формулой изобретения.
Все элементы, детали и шаги, описанные здесь, предпочтительно, являются включенными. Должно быть понятно, что любой из этих элементов, деталей и шагов может быть заменен другими элементами, деталями и шагами, или они могут быть удалены все вместе, как будет очевидно специалистам в данной области техники.
В общих чертах изложенное здесь было раскрыто, по меньшей мере, как следующее: устройство для стравливания давления, содержащее клапан, сконфигурированный таким образом, чтобы упруго деформироваться в ответ на заданное давление; гаситель звука, который конфигурируется таким образом, чтобы заглушать звук, генерируемый клапаном, когда клапан упруго деформируется в ответ на вышеуказанное заданное давление.
Идеи изобретения
Изложенное здесь также имеет раскрываемые следующие концепции.
Концепция 1. Устройство для стравливания давления, содержащее:
- клапан, сконфигурированный таким образом, чтобы упруго деформироваться в ответ на заданное давление; и
- гаситель звука, который конфигурируется таким образом, чтобы заглушать звук, генерируемый вышеуказанным клапаном, когда вышеуказанный клапан упруго деформируется в ответ на вышеуказанное заданное давление.
Концепция 2. Устройство для стравливания давления по концепции 1, дополнительно содержащее крышку, в которой вышеуказанный гаситель звука располагается между вышеуказанной крышкой и вышеуказанным клапаном.
Концепция 3. Устройство для стравливания давления по концепции 1, в котором вышеуказанный клапан является зонтичным клапаном.
Концепция 4. Устройство для стравливания давления по концепции 1, в котором вышеуказанный гаситель звука имеет дискообразную форму.
Концепция 5. Устройство для стравливания давления по концепции 1, в котором вышеуказанный гаситель звука имеет кольцеобразную форму.
Концепция 6. Устройство для стравливания давления по концепции 1, в котором вышеуказанный гаситель звука имеет форму в виде листа клевера.
Концепция 7. Устройство для стравливания давления по концепции 1, в котором вышеуказанный гаситель звука имеет форму в виде цевочного колеса.
Концепция 8. Устройство для стравливания давления по концепции 1, дополнительно содержащее:
- центрирующий элемент гасителя звука, который конфигурируется таким образом, чтобы способствовать центрированию вышеуказанного гасителя звука внутри вышеуказанного устройства для стравливания давления.
Концепция 9. Система вспомогательного дыхания, содержащая:
- источник газа;
- интерфейс пациента; и
- устройство для стравливания давления, содержащее:
- клапан, сконфигурированный таким образом, чтобы упруго деформироваться в ответ на заданное давление; и
- гаситель звука, который конфигурируется таким образом, чтобы заглушать звук, генерируемый вышеуказанным клапаном, когда вышеуказанный клапан упруго деформируется в ответ на вышеуказанное заданное давление.
Концепция 10. Система вспомогательного дыхания по концепции 9, в которой вышеуказанная система вспомогательного дыхания является системой искусственной вентиляции легких с поддержанием постоянного положительного давления в дыхательных путях (СИПАП, continuous positive airway pressure system).
Концепция 11. Система вспомогательного дыхания по концепции 9, в которой вышеуказанная система вспомогательного дыхания является назальной системой искусственной вентиляции легких с поддержанием постоянного положительного давления в дыхательных путях (нСИПАП).
Концепция 12. Система вспомогательного дыхания по концепции 9, в которой вышеуказанный источник газа содержит приводное устройство для создания потока, которое конфигурируется таким образом, чтобы обеспечивать источник газа для системы СИПАП.
Концепция 13. Система вспомогательного дыхания по концепции 9, в которой вышеуказанный интерфейс пациента содержит генератор системы СИПАП.
Концепция 14. Система вспомогательного дыхания по концепции 9, в которой вышеуказанный интерфейс пациента содержит генератор системы нСИПАП.
Концепция 15. Система искусственной вентиляции легких с поддержанием постоянного положительного давления в дыхательных путях с переменным потоком (СИПАП), содержащая:
- приводное устройство для создания потока;
- генератор системы СИПАП; и
- устройство для стравливания давления, сконфигурированное таким образом, чтобы гарантировать, что давление в вышеуказанной системе СИПАП с переменным потоком не превышает заданного давления.
Концепция 16. Система СИПАП с переменным потоком по концепции 15, в которой вышеуказанное устройство для стравливания давления содержит:
- клапан, сконфигурированный таким образом, чтобы упруго деформироваться в ответ на заданное давление; и
- гаситель звука, который конфигурируется таким образом, чтобы заглушать звук, генерируемый вышеуказанным клапаном, когда вышеуказанный клапан упруго деформируется в ответ на вышеуказанное заданное давление.
Концепция 17. Система СИПАП с переменным потоком по концепции 16, в которой форма вышеуказанного гасителя звука выбирается из группы, состоящей из следующих форм: дисковидная, кольцеобразная, в виде листа клевера, и с формой цевочного колеса.
Концепция 18. Система СИПАП с переменным потоком по концепции 16, в которой вышеуказанный клапан является зонтичным клапаном.
Концепция 19. Система СИПАП с переменным потоком по концепции 15, в которой вышеуказанная система СИПАП с переменным потоком является назальной системой СИПАП переменным потоком.
Концепция 20. Система СИПАП с переменным потоком по концепции 15, дополнительно содержащая центрирующий элемент гасителя звука, который конфигурируется таким образом, чтобы способствовать центрированию вышеуказанного гасителя звука внутри вышеуказанного устройства для стравливания давления.