1. Устройство для неинвазивной механической вентиляции, включающее

средства создания воздушного потока в соответствии с предварительно заданным циклом изменения давления, включающим последовательность стадий вдоха, или IPAP, и стадий выдоха, или ЕРАР, причем каждая стадия вдоха имеет верхнюю точку с максимальным давлением, а каждая стадия выдоха завершается минимальным давлением;

средства подачи указанного воздушного потока в дыхательные пути пациента;

отличающееся тем, что предусматривает средства отбора предварительно заданного количества воздуха из указанного потока в начале указанной стадии вдоха, причем указанные средства отбора пневматически соединены с указанными средствами подачи.

2. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора включают по меньшей мере один воздушный резервуар, пригодный для заполнения воздухом между указанной стадией ЕРАР и следующей стадией IPAP, в результате чего осуществляется отбор указанного предварительно заданного количества воздуха из указанного потока.

3. Устройство по пп.1 и 2, в котором указанный резервуар представляет собой эластичный контейнер, пригодный для заполнения воздухом на стадии IPAP и, по меньшей мере, частичного опорожнения на стадии ЕРАР.

4. Устройство по п.3, в котором указанный эластичный контейнер представляет собой мешок или баллон.

5. Устройство по п.3, в котором указанный эластичный контейнер представляет собой гофрированную емкость.

6. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора воздуха включают пневматическую систему отбора воздуха, пригодную для регулирования отбора воздуха синхронно с началом указанной стадии IPAP.

7. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора воздуха включают калиброванное отверстие, выполненное в указанных средствах подачи.

8. Устройство по п.7, в котором указанное калиброванное отверстие открывается/закрывается автоматически.

9. Устройство по п.1, в котором указанные средства подачи включают канал и носовую маску, а указанные средства отбора функционально связаны с указанной носовой маской или с указанным каналом с помощью соединительного патрубка.

 

(57) Реферат / Формула:
Устройство для неинвазивной механической вентиляции, включающее

средства создания воздушного потока в соответствии с предварительно заданным циклом изменения давления, включающим последовательность стадий вдоха, или IPAP, и стадий выдоха, или ЕРАР, причем каждая стадия вдоха имеет верхнюю точку с максимальным давлением, а каждая стадия выдоха завершается минимальным давлением;

средства подачи указанного воздушного потока в дыхательные пути пациента;

отличающееся тем, что предусматривает средства отбора предварительно заданного количества воздуха из указанного потока в начале указанной стадии вдоха, причем указанные средства отбора пневматически соединены с указанными средствами подачи.

2. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора включают по меньшей мере один воздушный резервуар, пригодный для заполнения воздухом между указанной стадией ЕРАР и следующей стадией IPAP, в результате чего осуществляется отбор указанного предварительно заданного количества воздуха из указанного потока.

3. Устройство по пп.1 и 2, в котором указанный резервуар представляет собой эластичный контейнер, пригодный для заполнения воздухом на стадии IPAP и, по меньшей мере, частичного опорожнения на стадии ЕРАР.

4. Устройство по п.3, в котором указанный эластичный контейнер представляет собой мешок или баллон.

5. Устройство по п.3, в котором указанный эластичный контейнер представляет собой гофрированную емкость.

6. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора воздуха включают пневматическую систему отбора воздуха, пригодную для регулирования отбора воздуха синхронно с началом указанной стадии IPAP.

7. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора воздуха включают калиброванное отверстие, выполненное в указанных средствах подачи.

8. Устройство по п.7, в котором указанное калиброванное отверстие открывается/закрывается автоматически.

9. Устройство по п.1, в котором указанные средства подачи включают канал и носовую маску, а указанные средства отбора функционально связаны с указанной носовой маской или с указанным каналом с помощью соединительного патрубка.

 

---

008202
Настоящее изобретение относится к области медицины и, в частности, к аппаратам для неинвазив-ной механической вентиляции.
Известный уровень техники
Как известно, респираторная система, включающая легкие и грудную клетку, работает как насос, опирающийся на мышцу, называемую диафрагмой, которая координирует действия, связанные с всасыванием/выталкиванием воздуха и кислорода. При природной вентиляции сжатие диафрагмы создает вакуум в легких, в результате чего воздух втягивается. Однако проблемы респираторной недостаточности, вызванные патологиями грудной клетки или легких, а также проблемы недостаточной вентиляции, проявляющиеся в подъеме уровней двуокиси углерода в артериальной крови выше физиологических значений, могут повлиять на правильную работу респираторной системы. В таком случае для увеличения или восстановления нормальной вентиляции у человека со слабым здоровьем должна применяться механическая вентиляция, которая заключается в подаче воздуха под давлением в воздушные пути и затем в легкие пациента с помощью специального аппарата.
Широко распространенным методом лечения пациентов с хроническими легочными патологиями или с острой респираторной недостаточностью является неинвазивная механическая вентиляция (NIMV). NIMV обеспечивает значительное облегчение работы дыхательных мышц, улучшает газообмен и в большинстве случаев устраняет потребность в эндотрахеальной интубации, которая является значительно более инвазивным методом и может причинять повреждения или вызывать инфекции респираторной системы, а также может быть проведена только в больнице.
Устройство для неинвазивной механической вентиляции включает обычно вентилятор, который подает воздух под определенным давлением, и носовую маску, соединенную с вентилятором с помощью гибкой трубки.
Кроме того, предусмотрены пневматические инструменты, контролирующие подачу воздуха на основе данных о давлении, измеряемых в реальном режиме времени, которые реагируют на дыхание пациента или настроены на выполнение предварительно заданной программы поддержания давления.
Неинвазивная вентиляция с положительным давлением различает два конкретных подхода, один с постоянным давлением (СРАР) и другой - с двумя уровнями давления, или двухуровневый (BiPAP). Конкретнее, BiPAP представляет собой вид вентиляции, характеризующийся двумя разными уровнями давления, которые чередуются с предварительно заданным интервалом времени и обеспечивают пассивную вентиляцию легких за счет изменения внутрилегочного давления. В то же время пациент может самопроизвольно дышать на каждой стадии дыхательного цикла без какой-либо механической поддержки. Более конкретно, аппарат для вентиляции создает положительное воздушное давление вдоха (IPAP) с помощью вентилятора при вдохе, и положительное воздушное давление выдоха (ЕРАР), которое также является положительным, но меньшим, чем предыдущее. Другими словами, в процессе механической вентиляции аппарат выполняет дыхательную работу, необходимую для вентиляции легких. Обычно ЕРАР лишь незначительно выше атмосферного давления, тогда как IPAP значительно больше.
Однако в существующем аппарате давление воздуха, подаваемого пациенту, следует предварительно заданному профилю, который зависит от программы, типа вентилятора и вида выбранного контроля, причем указанный профиль вряд ли будет соответствовать потребностям конкретного человека. Фактически, IPAP и ЕРАР представляют собой заданные предельные значения, и единственной регулируемой величиной является давление воздуха, который подается между двумя предельными значениями, с помощью клапана или, альтернативно, путем регулирования мощности вентилятора.
Кроме того, такой аппарат может обеспечивать вентиляцию и воздухообмен только в главных воздушных путях, не достигая периферических воздушных путей, что может приводить к атрофии последних. Последствием этого недостатка является также очень длительный период достижения естественной интенсивности дыхания пациента после временной травмы.
Сущность изобретения
Таким образом, объектом настоящего изобретения является создание устройства для неинвазивной механической вентиляции, которое также обеспечивает воздухообмен в большей части периферических дыхательных путях пациента.
Объектом настоящего изобретения является также создание устройства для неинвазивной механической вентиляции, которое увеличивает величину газообмена и сокращает продолжительность лечения с использованием вентилятора.
Эти и другие цели достигаются устройством для неинвазивной механической вентиляции в соответствии с настоящим изобретением, включающим
средства создания воздушного потока в соответствии с предварительно заданным циклом изменения давления, включающим последовательность стадий вдоха, или IPAP, и стадий выдоха, или ЕРАР, причем каждая стадия вдоха имеет верхнюю точку с максимальным давлением, и каждая стадия выдоха заканчивается минимальным давлением;
средства подачи указанного воздушного потока в дыхательные пути пациента;
и основной отличительной особенностью заявляемого устройства является то, что оно дополнительно предусматривает средства для отбора предварительно заданного количества воздуха из указанно
- 1 -
008202
го потока в начале указанной стадии вдоха, причем указанные средства отбора пневматически связаны с указанными средствами подачи.
В частности, отбор определенного количества воздуха из потока вдоха вызывает разрежение, достаточное для создания вихревого движения в дыхательных путях пациента, что позволяет воздуху достичь наиболее периферических дыхательных путей.
Предпочтительно указанные средства отбора воздуха включают по меньшей мере один воздушный резервуар, пригодный для заполнения воздухом между стадией ЕРАР и последующей стадией IPAP, отбирая тем самым указанное предварительно заданное количество воздуха из указанного потока.
В частности, резервуар может представлять собой эластичный контейнер, пригодный для заполнения воздухом на стадии IPAP и, по меньшей мере, частичного опорожнения на стадии ЕРАР.
Альтернативно, указанные средства отбора могут включать калиброванное отверстие, выполненное в средствах подачи. В этом случае, калиброванное отверстие может функционировать в автоматическом режиме.
В варианте исполнения изобретения средства подачи включают канал и носовую маску и указанные средства отбора предварительно заданного количества воздуха соединены с носовой маской или с каналом с помощью соединительного патрубка.
Краткое описание чертежей
Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из дальнейшего описания возможного варианта исполнения, иллюстрирующего, но не ограничивающего изобретение, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых
фиг. 1 изображает схематично вид в перспективе аппарата для неинвазивной механической вентиляции, в соответствии с изобретением, надетого на пациента;
фиг. 2А - схематично вид в перспективе детали носовой маски аппарата механической вентиляции по фиг. 1 на стадии IPAP;
фиг. 2В - схематично вид в перспективе детали носовой маски аппарата механической вентиляции по фиг. 1 на стадии ЕРАР;
фиг. 3А-3С - схематично три разных устройства отбора воздуха для аппарата неинвазивной механической вентиляции в соответствии с вариантами исполнения, альтернативными изображенным на фиг. 1;
фиг. 4 - зависимость изменения давления от времени в аппарате по фиг. 1 на протяжении цикла давления, включающего стадии вдоха, или IPAP, чередующиеся со стадиями выдоха, или ЕРАР, по сравнению с зависимостью для аппарата известного уровня техники.
Описание предпочтительного варианта исполнения
На фиг. 1 изображен первый вариант исполнения аппарата неинвазивной механической вентиляции 1 в соответствии с настоящим изобретением. Он включает вентилятор 2 для создания воздушного потока в соответствии с предварительно заданным циклом давления, состоящим из последовательности стадий вдоха, или IPAP, и стадий выдоха, или ЕРАР. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 2, поступает в дыхательные пути пациента 25 по гибкой трубке 3, соединенной с носовой маской 4, одетой на пациента 25. Основной отличительной особенностью аппарата неинвазивной механической вентиляции 1, в соответствии с изобретением, является использование эластичного воздушного резервуара 5, пневматически соединенного с каналом 3 и носовой маской 4 для отбора определенного количества воздуха из потока вдоха до того, как он достигнет дыхательных путей пациента 25.
В частности, в начале стадии IPAP определенное количество воздуха из потока, создаваемого вентилятором 2, поступает в резервуар 5, например "баллон" из эластичного материала, что не дает указанному количеству воздуха дойти до пациента 25, который уже начал стадию вдоха (фиг. 2А). Затем на стадии выдоха, когда давление воздушного потока автоматически снижается вследствие низкого уровня давления двухуровневого вентилятора, баллон 5, по крайней мере частично, опорожняется, в то время как выдыхаемый пациентом воздух выходит через отверстие 14 в носовой маске 4 (фиг. 2В). Фактически, высокое давление на стадии IPAP вызывает расширение баллона, поскольку это давление превышает собственный вес стенок баллона. На стадии ЕРАР, наоборот, низкое давление становится недостаточным для того, чтобы превысить собственный вес баллона, который частично опорожняется.
На фиг. 3А изображен воздушный резервуар 5 как вариант исполнения, альтернативный варианту, изображенному на фиг. 1. В этом случае используется устройство, включающее гофрированный резервуар 51 соответствующего размера, соединенный с носовой маской 4 через канал 13 и пригодный для заполнения воздухом на стадии IPAP и опорожнения на стадии ЕРАР, как и в предыдущем случае. Очевидно, стадия отбора воздуха может также осуществляться, при желании, другим известным способом.
Важным требованием является отсутствие влияния на автоматическую работу вентилятора BiPAP. Например, может быть использован калиброванный клапан 55, выпускающий воздух в атмосферу, закрытие/открытие которого может осуществляться автоматически (фиг. 3В).
В другом альтернативном варианте исполнения, может быть предусмотрена пневматическая система отбора воздуха 56, в которой отбор воздуха может производиться синхронно с началом стадии IPAP
(фиг. 3С).
- 2 -
008202
Описанные выше четыре возможные типичные варианта исполнения дают одинаковый результат, как схематически показано на графике фиг. 4. График показывает зависимость давления (Р) от времени (t) на протяжении цикла, в котором стадии вдоха, или IPAP, чередуются со стадиями выдоха, или ЕРАР. В частности, в аппарате известного уровня техники, конечное давление Р2 на стадии IPAP будет таким же, как начальное давление Р2 следующей стадии ЕРАР (пунктирная линия). В отличие от него, аппарат 1 в соответствии с изобретением обеспечивает небольшое разрежение 30 между конечным давлением Р2 стадии IPAP и начальным давлением Р3 следующей стадии ЕРАР. Небольшой перепад давлений, создаваемый разницей между давлениями Р2 и Р3, достаточен для создания вихревого движения в дыхательных путях пациента 25, которое обеспечивает проникновение следующего воздушного потока IPAP в наиболее периферические дыхательные пути. Таким образом, достигается неинвазивная механическая вентиляция, являющаяся более эффективной по сравнению с создаваемой аппаратом известного уровня техники и позволяющая усилить газообмен, а также значительно уменьшить продолжительность лечения.
Кроме того, устройство 1 позволяет достичь дополнительного терапевтического эффекта при вентиляции легких, а именно, улучшить вентиляцию нижних и более периферических участков легких, тогда как при вентиляции традиционными методами NIMV наблюдается снижение вентиляции средне-верхних участков легких.
Приведенное выше описание конкретного варианта исполнения настолько полно раскрывает изобретение с концептуальной точки зрения, что другие специалисты, используя современный уровень знаний, смогут модифицировать и/или адаптировать его к другим областям применения, таким как варианты исполнения, без проведения дополнительных исследований и без выхода за пределы сущности изобретения, и поэтому следует понимать, что такие изменения и модификации должны считаться эквивалентными конкретному варианту исполнения. Средства и материалы, необходимые для реализации различных описанных тут функций, могут иметь другую природу без выхода, по этой причине, за пределы сущности изобретения. Следует понимать, что использованная тут фразеология или терминология предназначены только для описания и не являются ограничительными.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для неинвазивной механической вентиляции, включающее
средства создания воздушного потока в соответствии с предварительно заданным циклом изменения давления, включающим последовательность стадий вдоха, или IPAP, и стадий выдоха, или ЕРАР, причем каждая стадия вдоха имеет верхнюю точку с максимальным давлением, а каждая стадия выдоха завершается минимальным давлением;
средства подачи указанного воздушного потока в дыхательные пути пациента;
отличающееся тем, что предусматривает средства отбора предварительно заданного количества воздуха из указанного потока в начале указанной стадии вдоха, причем указанные средства отбора пневматически соединены с указанными средствами подачи.
2. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора включают по меньшей мере один воздушный резервуар, пригодный для заполнения воздухом между указанной стадией ЕРАР и следующей стадией IPAP, в результате чего осуществляется отбор указанного предварительно заданного количества воздуха из указанного потока.
3. Устройство по пп.1 и 2, в котором указанный резервуар представляет собой эластичный контейнер, пригодный для заполнения воздухом на стадии IPAP и, по меньшей мере, частичного опорожнения на стадии ЕРАР.
4. Устройство по п.3, в котором указанный эластичный контейнер представляет собой мешок или баллон.
5. Устройство по п.3, в котором указанный эластичный контейнер представляет собой гофрированную емкость.
6. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора воздуха включают пневматическую систему отбора воздуха, пригодную для регулирования отбора воздуха синхронно с началом указанной стадии IPAP.
7. Устройство по п.1, в котором указанные средства отбора воздуха включают калиброванное отверстие, выполненное в указанных средствах подачи.
8. Устройство по п.7, в котором указанное калиброванное отверстие открывается/закрывается автоматически.
9. Устройство по п.1, в котором указанные средства подачи включают канал и носовую маску, а указанные средства отбора функционально связаны с указанной носовой маской или с указанным каналом с помощью соединительного патрубка.
- 3 -
008202
Фиг. 1
воздух ^ Фиг. 2А
воздух
Фиг. 2В
воздух
Фиг. 3А ft воздух
Фиг. 3В
008202
Фиг. 4
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
- 5 -