SE508440C2 - Inspirationsslang - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 508 440 2 tillräckligt andningsstöd i flera timmar. Med modern teknik gällande turbiner, batterier; mikroprocessorer, mm, är' det fullt möjligt att miniatyrisera en ventilator på detta sätt.

En väsentlig faktor i denna process, blir då att i sä stor utsträckning som möjligt minimera antalet detaljer. Det är även önskvärt att kunna erhålla all nödvändig information för funktionerna utan en umssa tilläggsutrustning, såsom extra slangar, mm. En sådan fullständigt bärbar ventilator skulle passa praktiskt taget alla patienter. Den skulle även kunna utnyttjas som nödventilator i en mängd olika sammanhang och exempelvis ingå som grundutrustning på flygplan, bussar, båtar, i ambulanser, brandbilar, mm.

Den ovan beskrivna kända inspirationsslangen har begränsningar i det, att flera anslutningar för tryck- och flödesmätarna är nödvändiga. Den kända inspirationsslangen har dessutmm en utformning som begränsar dess användbarhet och som nödvändiggör användandet av separata gaskällor eller för reglering av till speciella ventilsystem inspirationsslangen ansluten exspirationsventil, mm.

Ett med att frambringa en inspirationsslang som på ett enkelt och säkert sätt kan utnyttjas för flera funktioner utan behov av speciella extra syfte uppfinningen är slangar.

Ett frambringa en inspirationsslang miniatyrisering till en fullständigt bärbar ventilator. annat syfte med uppfinningen är att som företrädesvis lämpar sig för Dessa enlighet med uppfinningen med en syften ernàs i inspirationsslang enligt ingressen genom de särdrag som framgår av den kännetecknande delan av kravet 1.

Genom att utforma inspirationsslangen med en förträngning i gasflödeskanalen mellan inspirationsslangens ena ände och en 10 15 20 25 30 35 508 440 3 öppning för en exspirationsanordning, samt kanaler som löper i inspirationsslangens vägg och mynnar på ömse sidor om Tryck-/flödes- mätaren kan anslutas till kanalerna och mäta tryck/flöde förträngningen, erhålls en mängd fördelar. mellan exspirationsventilen och den distala änden av inspira- tionsslangen, d v s nära patienten. En sådan mätning är en förutsättning för att vid användning tillsammans med en ventilator kunna utforma en styrenhet att beräkna och reglera ett gasflöde på ett sådant sätt att det upprätthåller PEEP för patienten.

Möjligheten att kunna placera mätfunktionerna av tryck/flöde nära patienten, medför också att varje tendens från patien- ten, att påbörja en inandning, kan avkännas på ett enkelt och säkert sätt. Patienten kan därvid få ett snabb understöd för ett befintligt flöde av andningsgas vid exspirationsventilen och en ny inandning (inspiration). Dessutom finns redan genom att stänga densamma, kan ett inspiratoriskt gasflöde med bestämd tryck och flödesprofil snabbt genereras och tillföras patienten. Denna snabba respons på inandningsförsök föreligger ej vid ovan beskrivna kända inspirationsslang och ventilator.

Ytterligare fördelaktiga vidareutvecklingar av inspirations- slangen framgår av de underordnade kraven till krav 1.

Således kan inspirationsslangen utformas så att en doserings- kanal är anordnad i väggen, huvudsakligen parallellt med gas- flödeskanalen och. att doseringskanalen. är utformad. med en mynning till gasflödeskanalen mellan öppningen och inspira- distala anslutningsbar till en doseringsenhet för dosering av en tionsslangens ände, varvid doseringskanalen är tillsatsgas till gasflödeskanalen.

En ytterligare kanal kan på motsvarande sätt anordnas i inspirationsslangens vägg för att ta gasprover. Även denna 10 15 20 25 30 35 508 440 4 kan lämpligen mynna tu: i gasflödeskanalen mellan öppningen och den distala änden.

Förträngningen kan lämpligen utformas som en homogen del av inspirationsslangen. I En exspiratorisk reglerkanal kan också vara anordnad i väggen, huvudsakligen parallellt med gasflödeskanalen och utformad med en mynning till omgivningen mellan öppningen och inspirationsslangens proximala ände, varvid den exspira- toriska reglerkanalen är anslutningsbar till en exspirations- ventil och till en gastryckkälla för reglering av exspira- tionsfaser.

De olika kanalerna löper lämpligen i en eller flera förstärk- ningar av inspirationsslangens vägg. Dessa förstärkningar kan utformas sä att inspirationsslangens tvärsnitt blir unikt och endast kan anslutas på ett enda sätt till en ventilatorn.

I, det följande skall. ett “utföringsexempel. av' inspirations- slangen enligt uppfinningen beskrivas mer detaljerat med hänvisning till följande figurer; FIG. l uppfinningen i en fullständigt bärbar ventilator; FIG. 2 som visar användning av en inspirationsslang enligt som visar en del av inspirationsslangen; FIG. 3 som visar ett tvärsnitt av inspirationsslangen; FIG. 4 som visar en utförandefonn av en ventilator, med ansluten inspirationsslang; och FIG. 5 som visar inspirationsslangen enligt FIG. 2 med ansluten exspirationsanordning.

I FIG. 1 visas hur en patient 2 kan bli i det närmaste helt rörlig med. hjälp av en fullständigt bärbar ventilator 4.

Patienten 2 är kopplad till ventilatorn 4 via en inspira- tionsslang 6 pà lämpligt sätt. För den fullt bärbara ventila- 10 15 20 25 30 35 508 440 5 torn 4 är en anslutning mellan patienten 2 och inspirations- eftersom patienten 2 då Det kan slangen 6 via näsan att föredra, lättare kan tala. och kommunicera, med omgivningen. noteras att andra anslutningssátt också är möjliga för inspirationsslangen 6. T ex via ansiktsmask, trakealtub eller trakeostomi-/trakeotomitub. De senare varianterna är att föredra då ventilatorn 4 används i nödfall, eller för patien- ter 2 som kräver ett starkare andningsunderstöd.

I FIG. Det kan noteras att inspirationsslangen 6 kan utgöra såväl en 2 och 3 visas detaljer av inspirationsslangen 6. fullständig inspirationsledning, som en del av en inspira- tionsledning i ett ventilatorsystem. Utformningen av inspira- tionsslangen 6 gör att den är synnerligen lämpad för bärbara ventilatorsystem.

Inspirationsslangen 6 enligt uppfinningen innefattar en gas- flödeskanal 18, omsluten av ett hölje, eller vägg 19. På ett bestämt avstånd från en distal ände 6A av inspirationsslangen 6 är en öppning 50 anordnad. Till denna öppning 50 kan en exspirationsanordning anslutas (beskrivs nedan). Mellan öpp- ningen 50 och den distala änden 6A finns en förträngning 28 i gasflödeskanalen 18. Förträngningen 28 medför att gasflöden som passerar ger upphov till ett tryckfall som är proportio- nellt mot flödet. enkelt och utrymmessparande sätt för såväl tryck-, Härigenom möjliggörs således att på ett som flö- desmätningar i närheten av den distala änden 6A (till vilken en patient skall anslutas vid användning av inspirations- slangen 6).

Väggen 19 är utformat med förstärkningar 21, 23 pà ovansidan och undersidan av inspirationsslangen 6 för att innerymma ett (och för- 18) kan naturligtvis ha praktiskt taget vilka utformningar som helst, flertal kanaler. Dessa förstärkningar 21, 23 delningen av kanalerna omkring gasflödeskanalen men är med fördel osymmetriska, eller utformade på så sätt u 10 l5 20 25 30 35 508 440 6 att tvärsnitt blir unikt. Denna utformning fungerar då som inspirationsslangens 6 en nyckling för at garantera korrekt anslutning av inspirationsslangen 6 till en venti- lator eller annan för inspirationsslangen 6 avsedd apparat.

Således löper en första kanal 24 i den övre förstärkningen.

Den första kanalen 24 utmynnar till gasflödeskanalen 18 mellan förträngningen 28 och öppningen 50. Den första kanalen 24 kan i. den andra änden anslutas till en tryckmätare (se nedan). En andra kanal 26 löper parallellt med den första kanalen 24 i den övre förstärkningen. Den andra kanalen 26 utmynnar till gasflödeskanalen 18 nællan förträngningen 28 och den distala änden 6A. Den andra kanalen 26 kan, även den, i den andra änden anslutas till en tryckmätare (se nedan). löper även en vilka. båda utmynnar till gasflödeskanalen 18 mellan förträngningen 28 I den övre förstärkningen av väggen 19 gassamplingskanal 32 och en doseringskanal 36, och den distala änden 6A. I den undre förstärkningen av väggen 19 löper en exspiratorisk reglerkanal 42. Denna utmynnar till omgivningen, proximalt från öppningen 50.

Syftet med dessa kanaler 32, 36, 42 framgår nedan.

Ett utföringsexempel av en ventilatorn 4, innefattande inspirationsslangen 6, skall nu beskrivas med samtidig hänvisning till figurerna 4 och 5. Gastryck och flöde genereras av en turbin 8, ansluten till omgivande atmosfär pà lämpligt sätt, t ex via ett antal öppningar 10 eller liknande. Dessa öppningar 10 kan även vara försedda med filter, så att inga partiklar följer med andningsgasen ner i Turbinen 8 är ansluten till en trycktank 12, i föreligger ett Syftet med trycktanken 12, tillföra ett än om turbinen 8 skulle generera lungorna. vilken andningsgas med bestämt tryck, genererat av turbinen 8. är att det att gastryck till patienten 4, flödet från går snabbare önskat gasflöde och och nollnivä. Trycktanken 12 är trycket 10 15 20 25 30 35 508 440 7 förhållandevis liten - dels för att på så sätt uppta ett mindre utrymme och dels för att stigtiden för en tryckökning blir snabbare med en mindre volym. Efter trycktanken 12 är en reglerventil 14 anordnad. I detta fall utgörs reglerventilen 14 av en saxventil, reglerad av en stegmotor 16.

Reglerventilen 14 reglerar gasflödet ut från trycktanken 12, ut i Ãven gasflödeskanalen 18 i inspirationsslangen 6. reglerventilen 14 är liten, vilket medför att den snabbare kan reagera pà styrsignaler (liten tröghet). Detta medför i sin tur att andningsgas med branta gastrycksflanker kan avges via reglerventilen 14. Gasflödeskanalen 18 leder andningsgasen till patienten 4, vid den distala änden 6A av inspirationsslangen 6.

Turbinen 8, trycktanken 12, reglerventilen 16 och stegmotorn 16 utgör tillsammans en gasflödesgenerator, som kan generera ett godtyckligt gasflöde inom de flödes- och tryckomráden som är relevanta för behandling av olika typer av patienter. Även om den beskrivna sammansättningen av gasflödesgeneratorn framförallt för att erhålla full- ständigt bärbara ventilatorer 4, anses vara fördelaktig, kan gasflödesgeneratorn ha andra sammansättningar. Exempelvis kan en kompressor, eller fläkt ersätta turbinen 8. Turbinen 8 kan även ersättas med en trycksatt gaskälla, typ gasflaska eller väggfast tryck- luftssystem. Trycktanken 12 kan 'vara stel eller variabel, eller utelämnas helt. En 'variabel trycktank kan. bidra vid genererandet av högre tryck genom att komprimeras. Regler- ventilen 14 kan utgöras av i princip vilken känd ventil som helst. känd aktuator, beroende av valet av reglerventil 14. Samman- Stegmotorn 16 kan undvaras, eller ersättas med annan sättningen av gasflödesgeneratorn påverkar storleken och mobiliteten av ventilatorn 4. Däremot kan samma funktionali- tet i princip erhållas oavsett sammansättningen. Det är därför inte relevant för utövandet av uppfinningen exakt vilken sammansättning gasflödesgeneratorn har. 10 15 20 25 30 35 508 440 8 Turbinen 8 och stegmotorn 16 styrs av en styrenhet 20. Styr- enheten 20 kan därvid innefatta såväl hårdvara som mjukvara, eller en kombination. Styrenheten 20 reglerar alla funktioner i ventilatorn 4 för att upprätthålla inställda parametrar (inställs via icke visat användargränssnitt). För att upp- rätthàlla funktionerna, erhåller styrenheten 20 uppgifter om Flödet erhålls via en flödesmätare 22, som tryck och flöde. via den första kanalen 24 och den andra kanalen 26, är för- bunden med den distala delen av inspirationsslangen 6.

Kanalerna 24, 26 löper i princip parallellt med gasflödes- kanalen 18 i inspirationsslangens 6 vägg 19 och mynnar, som beskrivits ovan, ut på ömse sidor om förtrângningen 28 i gas- flödeskanalen 18. Ett flöde genom förtrângningen 28 ger upp- hov till ett tryckfall, att mäta trycket. på. ömse sidor' om förtrângningen 28, kan som beror av flödets storlek. Genom således flödet bestämmas i flödesmätaren 22. Eftersom trycket utnyttjas i detta fall för att bestämma flödet, kan den andra kanalen 26 kopplas vidare till en tryckmätare 30 för att mäta trycket vid den distala änden 6A av inspirationsslangen 6.

Det kan påpekas att andra flödesmätare, lämpade för placering i närheten av den distala änden 6A kan ersätta flödesmätaren 22. En separat kanal i inspirationsslangen 6 för tryckmätaren 30 är då nödvändig. Eftersom flödesmätaren 22 bestämmer flödet ur tryckfallet över förtrângningen 28, signalen erhållas direkt från flödesmätaren 22 istället för kan tryck- att använda en separat tryckmätare 30.

I inspirationsslangens 6 'vägg 19 löper* även gassamplings- kanalen 32, som mynnar vid den distala änden 6A. Genom gas- samplingskanalen 32 kan gasprover sugas upp och analyseras i en gasanalysenhet 34. Gasanalysenheten 34 innefattar lämp- ligen en pump för att suga upp gasproverna som skall ana- lyseras. Gasanalysen kan göras för att övervaka koldioxid, eller kontrollera att ett tillräckligt andningsunderstöd ges. för att kontrollera samman- Gasanalysen kan även göras 10 15 20 25 30 35 508 440 9 sättningen av andningsgasen till patienten 4. Om tillräckligt snabba gas- och flödesmätare används kan även produktion av koldioxid och konsumtionen av syre bestämmas.

Det senare är intressant i samband med att inspirations- slangen 6 innefattar doseringskanalen 36, som år avsedd för dosering av en tillsatssubstans till patienten 4. Doserings- kanalen 36 är ansluten till en doseringsenhet 38 till gasflödeskanalen 18 vid den distala änden 6A. och mynnar Doserings- enheten 38 innefattar lämpligen en liten reservoar för sub- stansen och lämpligt drivmedel för att dosera denna genom Om tillsatssubstansen utgör av en gas, med till- satsgasen och en doseringsventil för reglering av doseringen. doseringskanalen 36. utgörs reservoaren lämpligen av en gasflaska Tillsatsgasen kan utgöras av syrgas eller annan gas, såsom NO. Men doseringsenheten 38 kan även innehålla medikament eller tillsatsmedel i vätskeform, eller pulverform, som doseras via doseringskanalen 36 till gasflödeskanalen 18. I denna kan tillsatsmedlet fås att förängas, och eller finfördelas i små droppar (eller pulverkorn) sedan tillföras patienten 4 med andningsgasen.

I inspirationsslangen 6 är även en exspirationsventil 40 2). är exspirationsventilen 40 I det visade fullständigt vilket medför ansluten (i öppningen 50 enligt FIG. utföringsexemplet integrerad med inspirationsslangen 6 vägg 19, att den tar så lite plats som möjligt. Det är även möjligt att koppla en slang eller liknande mellan inspirationsslangen 6 och exspirationsventilen 40, utan att påverka dess funktion (som beskrivs nedan).

Exspirationsventilen 40 är förbunden med gasflödeskanalen 18 på ett sådan sätt att förträngningen 28 och kanalernas 24, 26, 32, och den distala änden 6A. 36 mynningar ligger mellan exspirationsventilen 40 10 15 20 25 30 35 508 440 10 utföringsexempel är exspirationsventilen 40 en I detta pneumatiskt reglerad ON/OFF-ventil (sä kallad svampventil).

Den är via en exspiratorisk reglerkanal 42 och en omkopp- lingsventil 44 ansluten till trycktanken 12. toriska reglerkanalen 42 löper i inspirationsslangens 6 vägg 19, parallellt med gasflödeskanalen 18 och övriga kanaler 24, 26, 32, 36. Omkopplingsventilen 44 styrs av styrenheten 20.

Den exspira- Under inspirationsfaser (inandningsfaser), står omkopplings- ventilen 44 i ett första läge, där reglerkanalen 42 är förbunden med tryckkammaren 12 via en första gasförbindelse 46. Exspirationsventilen 44 påverkas då i stängande riktning med samma tryck som föreligger i trycktanken 12 (vilket vanligtvis är högre än det tryck andningsgasen till patienten 4 har).

Under exspirationsfaser kopplas omkopplingsventilen 44 till ett förbindelse med omgivande atmosfär via reglerkanalen 42, andra läge, där exspirationsventilen 40 sätts i omkopplingsventilen 44 och en andra gasförbindelse 48.

(PEEP) skall regleras reglerventilen Onx exempelvis ett ândexspiratoriskt övertryck upprätthållas gentemot patienten 4, 14 så att ett gasflöde släpps igenom gasflödeskanalen 18 mot patienten 4 även under exspiration. Detta gasflöde regleras av styrenheten 20 utifrån tryck och flöde uppmätta mellan distala änden 6A. Det reglerade gasflödet strömmar även det ut genom exspirations- ett motständ gentemot exspirationsventilen 40 och den ventilen 40, men utgör samtidigt patienten 4, som därvid andas ut mot ett tryck som motsvarar ett inställt PEEP.

En sådan reglering av PEEP har inte varit möjlig tidigare, i inte för bärbara ventilatorer. Utformningen av synnerhet inspirationsslangen 6, som möjliggör placeringen av tryck/- flödesmätning mellan exspirationsventilen 40 och den distala 10 15 20 25 30 35 508 440 ll spelar härvid en avgörande roll. Utan PEEP änden 6A (patienten 4) kännedom om tryck/flöde vid patienten 4 kan inte regleras och upprätthàllas på detta sätt.

Denna placering av tryck/flödesmätning medför även andra för- delar. Exempelvis kan ventilatorn 4 fås att reagera snabbare på inandningsförsök från patienten 4 (så kallad triggning). I synnerhet kan ventilatorn 4 reagera direkt på en påbörjad inandning under exspiration. Flödet kommer då registreras gå mot patienten 4 och styrenheten 20 kan reagera omedelbart och stänga exspirationsventilen 40 och påföra ett inspiratoriskt Detta tillförs snabbt, ett gasflöde redan upprätthålls igenom gasflödeskanalen 18. gasflöde. relativt eftersom Placeringen av, i stort sätt, alla ingående komponenter i ett gemensamt hölje, och med alla nödvändiga gaskanaler anordnade i inspirationsslangen 6, medför att ventilatorn 4 blir synnerligen kompakt och okomplicerad att använda. Det är få delar (hölje och inspirationsslang 6), som enkelt samman- sätt. bajonett-, eller nyckelkopplingar utnyttjas (i synnerhet kan, kopplas på lämpligt Exempelvis kan kända typer av som nämnts ovan, själva slangen 6 utformas som en ”nyckel”).

Inga extra sladdar' eller slangar, son: kan trassla in sig eller fastna i varandra eller andra föremål, kommer att finnas.

Som angivits ovan, utgör det beskrivna utföringsexemplet en mycket fördelaktig variant av en inspirationsslang 6 för en fullständigt bärbar ventilator. Denna kan även utnyttjas i en mängd olika sammanhang. Möjligheten att utnyttja den som hemventilator för patienter som inte är i behov av ständig övervakning, är ett exempel. Ett annat är att den används vid sjuktransporter, eller som nödventilator. En tredje möjlighet är att använda den för subakutvård vid sjukhus. Kort sagt, kan den användas i praktiskt taget alla sammanhang där det 10 15 20 508 440 12 finns behov av en ventilator. I alla dessa fall underlättas användningen tack var inspirationsslangens 6 utformning.

En bärbar ventilator är naturligtvis batteridriven .

Batterierna kan vara uppladdningsbara och ventilatorn kan ha parallell anslutningsmöjlighet till elnät.

Det är inte nödvändigt att inkludera alla ovan beskrivna möjligheter. Inspirationsslangen 6 kan utformas för såväl enklare som mer komplicerade varianter av ventilatorn 4. En enkel variant (av ventilatorn 4) kunde i princip innefatta turbinen 8, tryckkammaren 12, reglerventilen 14, stegmotorn (även fungerande som 16, styrenheten 20, flödesmâtaren 22 tryckmätare) , inspirationsslangen 6 (då endast med kanalerna 18, 24, 26 och 42), ventilen 44 samt batterier (icke visade). Storleksmässigt kan en sådan enklare variant av ventilatorn 4, med utnyttjande av exspirationsventilen 4 0 , omkopplings - existerande komponenter, tillverkas i ungefär samma storlek som en bärbar kassettbandspelare, eller bärbar CD-spelare, d v s ca 10*10*2 cm och väga ett hundratal gram.

Claims (7)

10 15 20 25 30 35 508 440 13 Krav (6), del av en inspirationsslang i en ventilator (4), innefattande (19), (6A), gasflödeskanal för att leda ett andningsgasflöde och en öppning (50) (19) på ett bestämt avstånd fràn inspirationsslangens (6) distala ände (6a), (50) är utformad för anslutning av en exspirationsanordning (40), (28) är anordnad i gasflödeskanalen (18), mellan inspirationsslangens

1. Inspirationsslang avsedd att åtminstone utgöra en en distal ände en proximal ände, en (18) i väggen en vägg vilken öppning att en förträngning kännetecknad av (6) distala ände (6A) och öppningen (50), att en första kanal (26) löper i väggen (19), huvudsakligen parallellt med gasflödeskanalen (18), och mynnar ut i gasflödeskanalen (18) mellan inspirationsslangens (6) distala ände (6A) och förträngningen (28) och att en andra kanal (24) löper i väggen (19), huvudsakligen. parallellt med gasflödeskanalen (18), och mynnar ut i gasflödeskanalen (18) mellan förträngningen (28) och öppningen (50), varvid kanalerna (24, 26) är anslutningsbara till en tryckmätare (22, 30) för bestämning av gasflödets flöde och tryck. kännetecknad av (19), och att till och

2. Inspirationsslang enligt krav 1, att (36) huvudsakligen parallellt med gasflödeskanalen (36) är (18) mellan inspirationsslangens (6) distala (36) är dosering av en är anordnad i väggen (18) mynning (50) (6A), till en till en doseringskanal doseringskanalen utformad med en gasflödeskanalen öppningen ände varvid doseringskanalen anslutningsbar doseringsenhet för tillsatsgas gasflödeskanalen (18). eller 2, känne- (32) huvudsakligen. parallellt med gasflödeskanalen (32)

3. Inspirationsslang enligt krav 1 tecknad (19), och att gassamplingskanalen av' att en gassamplingskanal är anordnad i väggen (18) är utformad med en 10 15 20 25 508 440 14 (18) mellan öppningen inspirationsslangens (6) (6A), samplingskanalen (32) är anslutningsbar till en gasanalysator (50) varvid gas- mynning till gasflödeskanalen och distala ände (34) för analys av gas i gasflödeskanalen (18) . kraven 1 - 3, kännetecknad (42) är anordnad i väggen (19) , huvudsakligen parallellt med gas-

4. . Inspirationsslang enligt något av av att en exspiratorisk reglerkanal flödeskanalen (18) och att den exspiratoriska reglerkanalen (42) är utformad med en mynning till omgivningen mellan öppningen (50) och inspirationsslangens (6) proximala ände, varvid den exspiratoriska reglerkanalen (4 2) är anslutningsbar till en exspirationsventil (40) och till en gastryckkälla (12) för reglering av exspirationsfaser. något av kraven kânnetecknad (28) homogen del av inspirationsslangens (6) vägg (19) . l - 4, utgörs av en

5. . Inspirationsslang enligt av att förträngningen

6. . Inspirationsslang enligt något av kraven 1 - 5 , k ä n n e t e c k n a d a v att väggen (19) är utformad med minst en förstärkning (21 , 23) , i vilken minst en kanal (24 , 26 , 32, 36, 42) är anordnad.

7. Inspirationsslang enligt krav 6, kânne t e c knad av att förstârkningen (21, 23) är utformad på ett sådant sätt, att inspirationsslangens (6) tvärsnitt blir osymmetriskt .