NL1037373C2

NL1037373C2 - Inrichting voor het beademen van patienten.

Info

Publication number: NL1037373C2
Application number: NL1037373A
Authority: NL
Inventors: Pieter Borm; Bart Westerkamp
Original assignee: Alcmair Partners B V
Priority date: 2009-10-07
Filing date: 2009-10-07
Publication date: 2011-04-11
Also published as: EP2490741B1; US10835698B2; CN102695538A; WO2011043651A1; EP2490741A1; CA2776941C; US20120255547A1; IN2012DN03265A; CA2776941A1

Description

Inrichting voor het beademen van patiënten.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het beademen van patiënten, voor anesthesie via inhalatie en voor het toedienen van therapeutische 5 gassen via inhalatie, welke inrichting is voorzien van middelen voor het in een leidingsysteem in één richting circuleren van beademingsgas, narcosegas of een therapeutisch gas, van middelen voor het volgens een bepaald beademingspatroon variëren van de druk in het leidingsysteem, van middelen voor het meten van de stroom en de samenstelling van het gas, terwijl het leidingsysteem is voorzien van 10 een aansluiting voor de patiënt en van verdere aansluitingen voor het toevoeren van de verschillende bestanddelen van het beademingsgas en van een leidingsysteem-gedeelte waarin een absorberinrichting is opgenomen voor het onttrekken van de door de patiënt in het leidingsysteem uitgeademde kooldioxide.

15 Een dergelijke inrichting is bekend.

Uit medische overweging kan het gewenst zijn om een bepaalde hoeveelheid kooldioxide in het beademingsgas te handhaven of om deze te veranderen, opdat deze meer de gewenste lichaamswaardes benaderen kan. Dit kan bereikt worden door 20 de ventilatie ofwel beademing te variëren. Dit is echter weer van invloed op bijvoorbeeld de opname of afgifte van zuurstof of een ander gas. Dit kan ongewenst zijn. Het is verder bekend om het inademingsgas te verrijken met kooldioxide. Ook zijn bekend inrichtingen, waarbij het leidingsysteem is voorzien van een omloopleiding met afsluitmiddelen met behulp waarvan het ademhalingsgas geheel 25 of gedeeltelijk buiten het leidingsysteemgedeelte met de absorberinrichting om kan worden geleid, en waarbij op deze manier de absorberinrichting geheel of gedeeltelijk kan worden uitgeschakeld, zodat er geen of een verminderde verwijdering van door de patiënt uitgeademd kooldioxide plaatsvindt. De patiënt ademt dan het via de omloopleiding geleide gas opnieuw in (rebreathing).

30

Zo beschrijft het Amerikaanse octrooischrift US-A 6 131 571 een inrichting waarbij in het leidingsysteem een omloopleiding is voorzien met behulp waarvan het ademhalingsgas buiten het leidingsysteemgedeelte met de absorberinrichting om kan worden geleid. Deze publicatie beschrijft dat in het geval het de bedoeling is om snel 1037373 2 dampvormig anesthesiemiddel uit het leidingsysteem weg te wassen, de omloopleiding wordt opengezet om het ademhalingsgas buiten de absorberinrichting om te leiden. Dit maakt het mogelijk om de patiënt snel te beademen zonder dat de C02-concentratie in het lichaam veel afneemt.

5

Deze bekende inrichting bevat geen middelen met behulp waarvan het openen en sluiten van de omloopleiding bestuurbaar is in afhankelijkheid van een meting in het leidingsysteem van de C02-concentratie in het ademhalingsgas.

10 De Internationale aanvrage WO-A-9636385 beschrijft een inrichting waarbij een gasanalyse-inrichting is voorzien op basis waarvan bedienend personeel een klep in een omloopleiding kan bedienen met behulp waarvan het ademhalingsgas geheel of gedeeltelijk buiten een leidingsysteemgedeelte met een absorberinrichting om kan worden geleid.

15

De Internationale aanvrage WO-A-9940961 beschrijft een inrichting waarbij in een leidingsysteem een omloopleiding is voorzien met behulp waarvan ademhalingsgas geheel of gedeeltelijk buiten het leidingsysteemgedeelte met een absorberinrichting om kan worden geleid, terwijl het geheel of gedeeltelijk openen en sluiten van de 20 omloopleiding wordt gestuurd door een besturingseenheid in afhankelijkheid van een meting van de C02-concentratie in het ademgas in het leidingsysteem. Met deze bekende inrichting wordt beoogd de C02-concentratie in het bloed op een bepaald niveau te houden, teneinde een lang tijdsverloop tussen het eind van de narcose en het begin van de spontane ademhaling te voorkomen.

25

Deze bekende inrichting heeft het bezwaar, dat de aanpassing van de C02-concentratie in het gas naar het gewenste niveau traag verloopt ten opzichte van veranderingen in het lichaam, dat wil zeggen, langer dan 5 minuten duurt, terwijl een verandering in het lichaam van de patiënt binnen 2 minuten kan plaatsvinden.

30 Hierdoor is het niet mogelijk om een snelle en nauwkeurige regeling te bereiken van de hoeveelheid van C02 in het ademgas aan het eind van een ademhalingsbeweging van de patiënt (endtidal C02; etCO 2), hetgeen van groot belang is bij bijvoorbeeld hersenoperaties. Het is gewenst bij hersenoperaties, dat de PC02 in de hersenen 3 constant blijft. De PCO2 in de hersenen is direct gerelateerd aan de PCO2 in het bloed en deze weer aan de end-tidal C02-concentratie.

Tevens is het gewenst bij deze ingrepen om de toevoer van zuurstof naar het lichaam optimaal te houden. Hyperventilatie kan gewenst zijn. Echter moet men dan 5 rebreathing toepassen om de end-tidal CC>2-concentratie op peil te houden.

Het probleem is, dat er snel (binnen een paar minuten) een verandering in de end-tidal CC>2-concentratie kan optreden. In de huidige rebreathing systemen is de responsetijd erg lang, van vele minuten tot ruim 30 minuten. Hierdoor is de bekende methode van regeling voor optimaal klinisch gebruik niet geschikt.

10

De uitvinding beoogt dit bezwaar van de bekende inrichting te ondervangen en een inrichting te verschaffen, met behulp waarvan een nauwkeuriger regeling van de hoeveelheid kooldioxide in het beademingsgas kan plaatsvinden.

15 De inrichting volgens de uitvinding vertoont daartoe het kenmerk, dat een besturingseenheid is voorzien met behulp waarvan het bedienen van de afsluitmiddelen plaatsvindt in afhankelijkheid van een of meer metingen van de kooldioxide-concentratie in het ademgas in het leidingsysteem, en waarbij het leidingsysteem is voorzien van een circulatieblower.

20

Volgens een kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding heeft de circulatieblower een capaciteit gelegen tussen 15 en 120 liter per minuut.

Volgens een verder kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding heeft de 25 circulatieblower een capaciteit gelegen tussen 30 tot 60 liter per minuut.

Volgens een verder kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding is de capaciteit van de circulatieblower zodanig aangepast aan het volume van het leidingsysteem, dat de tijdsduur van één circulatie van het gas ten hoogste 10 seconden bedraagt, 30 meer in het bijzonder ten hoogste 5 seconden bedraagt, nog meer in het bijzonder ten hoogste 3 seconden bedraagt.

Volgens nog een verder kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding bedraagt de tijdsduur van één circulatie ten hoogste 2,5 seconden.

4

Met de inrichting volgens de uitvinding is het mogelijk om de kooldioxide-concentratie in het lichaam van de patiënt nauwkeurig op het gewenste niveau te handhaven. Meer in het bijzonder is het mogelijk een plotseling optredende fysiologische verandering bij de patiënt direct vast te stellen, de verhouding tussen de 5 stroom door de absorberinrichting en de stroom buiten de absorberinrichting om te bepalen en door een snelle menging met behulp van de circulatieblower de kooldioxideconcentratie op het gewenste niveau te brengen.

Volgens nog een verder kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding zijn op 10 tenminste twee plaatsen in het leidingsysteem middelen voorzien voor het meten van de C02-concentratie in het gas.

Volgens een ander kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding is een van de middelen voor het meten van de CC>2-concentratie in het gas voorzien bij de 15 aansluiting voor de patiënt, meer in het bijzonder bij de mond van de patiënt.

Volgens een verder kenmerk van de inrichting volgens de uitvinding is een van de middelen voor het meten van de CCVconcentratie in het gas voorzien in een gedeelte van het leidingsysteem buiten de aansluiting voor de patiënt.

20

Volgens nog een ander kenmerk van inrichting volgens de uitvinding is een van middelen voor het meten van de CCVconcentratie in het gas voorzien in een gedeelte van het leidingsysteem, gezien in de stroomrichting van het gas, achter de middelen voor het variëren van de druk in het leidingsysteem.

25

Verdere kenmerken en bijzonderheden van de uitvinding zullen worden beschreven aan de hand van de tekening van een uitvoeringsvoorbeeld.

Figuur 1 toont schematisch een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens de 30 uitvinding.

Figuur 2 toont een onderdeel van een andere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding.

5

Zoals in figuur 1 is weergegeven, is de inrichting 1 voorzien van middelen, zoals een circulatieblower 2 voor het in een leidingsysteem 3 in één richting 4 circuleren van beademingsgas, en van middelen 5, bijvoorbeeld een membraan of balg, voor het volgens een bepaald beademingspatroon variëren van de druk in het leidingsysteem 3 5 om de ademhaling van de patiënt 6 mogelijk te maken.

Verder zijn middelen voorzien, zoals een inrichting 7, voor het vaststellen van de samenstelling van het in- en uitademingsgas 8. In de tekening is het principe van bemonsteringsafname getekend. Eventueel kan het afgenomen gas in het systeem teruggevoerd worden. Er kan ook van een meetsysteem volgens direct in het in- en 10 uitademingsgas 8 principe gebruik worden gemaakt. Bij het gesloten systeem kan door middel van de sensor 9 het volume of de flow van de ademhaling van de patiënt gemeten worden, zowel tijdens spontane ademhaling als tijdens beademing c.q. ondersteunende beademing. De inrichting 10 verzorgt de toediening van de gassen en dampvormige anesthesiemiddelen in het systeem.

15

In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld is in het leidingsysteem 3, gezien in de circulatierichting 4 van het beademingsgas, voor de circulatieblower 2 een leidingsysteemgedeelte 11 voorzien waarin is opgenomen de absorberinrichting 12 voor het onttrekken van de door de patiënt in het leidingsysteem uitgeademde 20 kooldioxide. Op het leidingsysteem 3 is verder een parallel aan het leidingsysteemgedeelte 11 verlopende omloopleiding 13 aangesloten met behulp waarvan het ademhalingsgas geheel of gedeeltelijk buiten het leidingsysteemgedeelte 11 met daarin de absorberinrichting 12 om kan worden geleid. In de omloopleiding 13 is een regelinrichting 14 aangebracht, bijvoorbeeld een regelventiel, waarmee de 25 verhouding tussen de stroom 15 van ademgas door de omloopleiding 13 en die door de absorberinrichting 12 kan worden geregeld. Hiermee wordt de mate geregeld waarin de patiënt niet van kooldioxide gezuiverd gas inademt, en als gevolg daarvan de hoeveelheid van kooldioxide in het lichaam wordt aangepast.

30 In het getoonde uitvoeringsvoorbeeld zijn op tenminste twee plaatsen in het leidingsysteem meetinrichtingen voorzien voor het meten van de CC^-concentratie in het gas, waarbij een meetinrichting 7 is voorzien bij de mond van de patiënt 6 en een tweede meetinrichting 16 is voorzien in het leidinggedeelte, gezien in de stroomrichting 4 van het gas, achter het membraan of de balg 5.

6

Door middel van een besturingseenheid vindt het bedienen van het regelventiel 14 plaats in afhankelijkheid van de metingen van de kooldioxideconcentratie in het ademgas bij de mond van de patiënt door de meetinrichting 7 en verderop in het leidingsysteem door de meetinrichting 16. Op basis van deze metingen wordt het 5 regelventiel 14 bediend en daarmee de verhouding geregeld tussen de stroom 15 van ademgas door de omloopleiding 13 en die door de absorberinrichting 12. Daarmee wordt de mate waarin de patiënt niet van kooldioxide gezuiverd gas inademt geregeld, en als gevolg daarvan de hoeveelheid van kooldioxide in het ademgas aan het eind van een ademhalingsbeweging van de patiënt, de etC02- 10

Het vaststellen van de end tidal C02-concentratie via de ademhaling is afhankelijk van de bloedcirculatie. Bij volwassenen is de tijdsduur van een circulatie van het bloed ongeveer 24 seconden; bij baby’s ongeveer 9 seconden. Het regelsysteem moet sneller zijn dan de mens, waarbij het uitgangspunt is dat voor een significante 15 verandering van de C02-concentratie in het gas de tijdsduur gemoeid met één circulatie van het gas in het leidingsysteem niet meer dan een derde zal bedragen van de tijdsduur gemoeid met één circulatie van het bloed in de patiënt. Een systeem voor uitsluitend volwassenen dient dus onder een derde van 24 seconden te blijven; voor baby’s onder 3 seconden.

20 Uitgangspunt is dat één circulatie van het gas in het leidingsysteem niet meer dan hooguit 3 seconden, bij voorkeur 2,5 seconden in beslag neemt.

Tn dit uitvoeringsvoorbeeld heeft het leidingsysteem een volume van 2.5 liter terwijl in het leidingsysteem een circulatieblower 2 is opgenomen met in dit 25 uitvoeringsvoorbeeld een capaciteit van 60 liter per minuut. Dit leidt tot een circulatietijd van: 2,5 liter/60 liter/min= 0.042 minuten = 2,5 seconden.

Uitgaande van 2,5 seconden als leidraad dient bijvoorbeeld bij een volume van het leidingsysteem van 1,25 liter een circulatieblower met een capaciteit van 30 liter 30 per minuut te worden toegepast, bij een volume van het leidingsysteem van 5 liter een circulatieblower met een capaciteit van 120 liter per minuut te worden toegepast, en bij een volume van het leidingsysteem van 0,625 liter een circulatieblower met een capaciteit van 15 liter per minuut te worden toegepast.

7

Met de toepassing van een circulatieblower met een capaciteit die is aangepast aan het volume van het circuit kan een voldoende circulatiesnelheid worden teweeggebracht en in stand gehouden. Hiermee wordt bereikt dat de menging sneller is dan die van de processen in de patiënt, opdat een snelle en nauwkeurige regeling 5 van de etCC>2 mogelijk is. Dit is essentieel voor een adequate regeling van de etCC>2, waardoor bijvoorbeeld tijdens hyperventilatie de etCCb op het gewenste niveau blijft, ondanks wisselende processen bij de patiënt. Door het met behulp van de meetinrichtingen 7 en 16 respectievelijk continue meten bij de mond en verderop in het circuit van de CC^.concentratie is het mogelijk om het goed functioneren van 10 deze snelle regeling te controleren.

Met de inrichting volgens de uitvinding, meer in het bijzonder de toepassing van een circulatieblower met een voldoende circulatiesnelheid en het regelen van de verhouding tussen de grootte van de gasstroom door de omloopleiding en die door de 15 absorberinrichting op basis van metingen op tenminste twee plaatsen in het leidingsysteem, is het mogelijk om onafhankelijk van de mate van hyperventilatie de etCCb adequaat te regelen. Daarbij verschaft de regelklep voor de mate van rebreathing in combinatie met de end-tidal CO2 meting en de intrinsieke snelheid van het systeem ten gevolge van het toepassen van de circulatieblower een regeling die 20 sneller is dan de veranderingen van de processen in het lichaam.

Bij een niet in de tekening getoonde uitvoeringsvorm kan de regelinrichting als alternatief ook in het leidingsysteemgedeelte 11 in serie met de absorberinrichting 12 zijn aangebracht.

25

In figuur 2 is een uitvoeringsvorm getoond, waarbij naast de regelinrichting 14 in de omloopleiding 13 in het leidingsysteemgedeelte 11 een verdere regelinrichting 17 is aangebracht.

30 Met de uitvinding is een inrichting verschaft waarbij parallel aan de absorberinrichting een omloopleiding ofwel by-pass is aangebracht met dan wel een regelinrichting in de stroom door de absorberinrichting dan wel een regelinrichting in de stroom door de by-pass, en door middel waarvan het opnieuw inademen van kooldioxide door de patiënt (rebreathing van kooldioxide) kan worden geregeld, 8 waardoor de hoeveelheid van kooldioxide in het ademgas aan het eind van een ademhalingsbeweging van de patiënt (etC02; endtidal CO2) op het gewenste lichaamsniveau kan worden bij geregeld, en waarbij de ventilatie mag variëren.

5 Met de inrichting volgens de uitvinding kan door middel van een verhoogde ventilatie de aan de patiënt toegevoerde hoeveelheid gassen c.q. dampen verhoogd worden om een snellere inwas van de patiënt te bereiken.

Verder kan door middel van een verhoogde ventilatie de afgifte van gassen c.q. dampen van de patiënt aan het systeem worden verhoogd om een snellere uitwas van 10 de patiënt te bereiken.

15 20 25 30 1037373

Claims

1. Inrichting voor het beademen van patiënten, voor anesthesie via inhalatie en voor het toedienen van therapeutische gassen via inhalatie, welke inrichting is voorzien 5 van middelen voor het in een leidingsysteem in één richting circuleren van beademingsgas, narcosegas of een therapeutisch gas, van middelen voor het volgens een bepaald beademingspatroon variëren van de druk in het leidingsysteem, van middelen voor het meten van de stroom en de samenstelling van het gas, terwijl het leidingsysteem is voorzien van een aansluiting voor de patiënt en van verdere 10 aansluitingen voor het toevoeren van de verschillende bestanddelen van het gas en van een leidingsysteemgedeelte waarin een absorberinrichting is opgenomen voor het onttrekken van de door de patiënt in het leidingsysteem uitgeademde kooldioxide, waarbij het leidingsysteem verder is voorzien van een omloopleiding met afsluitmiddelen voor het geheel of gedeeltelijk buiten het leidingsysteemgedeelte met 15 de absorberinrichting om leiden van het ademgas, met het kenmerk, dat een besturingseenheid is voorzien met behulp waarvan het bedienen van de afsluitmiddelen plaatsvindt in afhankelijkheid van een of meer metingen van de kooldioxideconcentratie in het ademgas in het leidingssysteem, waarbij het leidingsysteem is voorzien van een circulatieblower. 20

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de circulatieblower een capaciteit heeft gelegen tussen 15 tot 120 liter per minuut.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de circulatieblower een 25 capaciteit heeft gelegen tussen 30 tot 60 liter per minuut.

4. Inrichting volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de capaciteit van de circulatieblower zodanig is aangepast aan het volume van het leidingsysteem, dat de tijdsduur van één circulatie van het gas ten hoogste 10 seconden bedraagt, meer in 30 het bijzonder ten hoogste 5 seconden bedraagt, nog meer in het bijzonder ten hoogste 3 seconden bedraagt.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de tijdsduur van één circulatie ten hoogste 2,5 seconden bedraagt. 1 03 7 373

6. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de circulatieblower een capaciteit heeft van 60 liter per minuut, terwijl de inhoud van het leidingsysteem 2,5 liter is. 5

7. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de circulatieblower een capaciteit heeft van 30 liter per minuut, terwijl de inhoud van het leidingsysteem 1,25 liter is.

8. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de circulatieblower een capaciteit heeft van 120 liter per minuut, terwijl de inhoud van het leidingsysteem 5 liter is.

9. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de 15 circulatieblower een capaciteit heeft van 15 liter per minuut, terwijl de inhoud van het leidingsysteem 0,625 liter is.

10. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat op tenminste twee plaatsen in het leidingsysteem middelen zijn voorzien voor het meten 20 van de CC>2-concentratie in het gas.

11. Inrichting volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat een van de middelen voor het meten van de C02-concentratie in het gas is voorzien bij de aansluiting voor de patiënt. 25

12. Inrichting volgens conclusie 10 of 11, met het kenmerk, dat een van de middelen voor het meten van de C02-concentratie in het gas voorzien in een gedeelte van het leidingsysteem buiten de aansluiting voor de patiënt.

13. Inrichting volgens conclusie 10,11 of 12, met het kenmerk, dat een van de middelen voor het meten van de CCVconcentratie in het gas is voorzien in het leidinggedeelte, gezien in de stroomrichting van het gas, achter de middelen voor het variëren van de druk in het leidingsysteem.

14. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat middelen zijn voorzien met behulp waarvan de verhouding tussen de grootte van de gasstroom door de omloopleiding en die door de absorberinrichting kan worden geregeld. 5

15. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de middelen worden gevormd door een in de omloopleiding voorziene regelinrichting.

16. Inrichting volgens conclusie 14, met het kenmerk, dat de middelen worden 10 gevormd door een in het leidingsysteemgedeelte of in de absorberinrichting voorziene regelinrichting.

17. Inrichting volgens conclusie 15 of 16, met het kenmerk, dat een regelinrichting wordt gevormd door een regel ventiel. 15

18. Inrichting volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de omloopleiding parallel aan het leidingsysteemgedeelte met de kooldioxideabsorber verloopt. 20 25 30 1037373