RU2729943C1

RU2729943C1 - Аппарат и способ ингаляционной анестезии

Info

Publication number: RU2729943C1
Application number: RU2019119254A
Authority: RU
Inventors: Александр Зиновьевич Берлин; Андрей Юрьевич Нечаев; Лев Леонидович Николаев; Ян Папулак
Original assignee: Александр Зиновьевич Берлин
Priority date: 2019-06-20
Filing date: 2019-06-20
Publication date: 2020-08-13

Abstract

Группа изобретений относится к медицинской технике. Аппарат ингаляционной анестезии включает аппарат ИВЛ и испаритель анестетиков низкого сопротивления, связанные разъемными соединениями с дыхательным контуром, включающим первый предохранительный клапан, абсорбер и эластичный резервный мешок. Второй предохранительный клапан сообщен с патрубком вдоха аппарата ИВЛ и атмосферой. Дыхательный контур включает открытую и реверсивную системы, эластичный резервный мешок имеет объем, выбранный в зависимости от размеров пациента, и расположен в реверсивной дыхательной системе внутри мешка Амбу с образованием межстенной полости, которая связана с патрубком вдоха аппарата ИВЛ. Открытая система включает испаритель, соединенный входом с патрубком вдоха аппарата ИВЛ. Раскрыт способ ингаляционной анестезии. Технический результат сводится к обеспечению ингаляции широкому кругу пациентов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к аппаратуре для ингаляционного наркоза (ИН).

Известны портативные системы для проведения ИН и искусственной вентиляции легких (ИВЛ), содержащие многофункциональные респираторы с реверсивным дыхательным контуром, - Portec (STEPHAN). Стоимость последних в 5-10 раз превышает стоимость наркозных блоков.

В то же время широкое распространение получили более простые аппараты ИВЛ для реанимации и интенсивной терапии [вентилятор SAVe с электроприводом - www.automedx.biz, респираторы с пневмоприводом - www.medprom.spb.ru]. которые не позволяют проводить современную низкопоточную анестезию из-за отсутствия реверсивного дыхательного контура (в этих аппаратах выдыхаемый пациентом газ выбрасывается в атмосферу).

Известен аппарат ИН, содержащий респиратор, испаритель анестетиков, соединенный с дыхательным контуром, включающим абсорбер, предохранительный клапан и резервный мешок, расположенный внутри обечайки Амбу («Bag in Vessel») с образованием межстенной полости, подключенной к патрубку вдоха респиратора [патент RU №2466749, книга Берлин А. Портативные аппараты и испарители для ингаляционной анестезии. LAMBERT/ 2018, с. с. 46-48].

Обечайка Амбу может быть снабжена объемным индикатором экскурсий дыхательного мешка (в виде мерных рисок на наружной поверхности обечайки) и регулируемым ограничителем максимального объема (в виде струбцины с овальными ложементами). Однако механическая система регулирования максимального дыхательного объема конструктивно сложна и неудобна в эксплуатации (длительная и неоднозначная регулировка), нарушая при этом режим работы респиратора (при сокращении объема обечайки может пропорционально возрастать давление вдоха).

Настоящее изобретение обеспечивает адекватное проведение ингаляционной анестезии и ИВЛ широкому контингенту пациентов практически в любых условиях: в стационаре, неотложных ситуациях и амбулатории, включая педиатрию, стоматологию и ветеринарию.

Решение поставленной задачи достигается благодаря совокупности новых и известных технических решений, реализованных в патентуемом изобретении.

Портативный аппарат ингаляционной анестезии для стационарных условий содержит простейший респиратор и испаритель анестетиков низкого сопротивления, соединенный с дыхательным контуром, включающим абсорбер, предохранительный клапан и резервный мешок, расположенный внутри обечайки Амбу с образованием межстенной полости, подключенной к патрубку вдоха респиратора, он снабжен вторым предохранительным клапаном, вход которого связан с межстенной полостью обечайки Амбу, а выход - с атмосферой.

При этом второй предохранительный клапан оснащен указателем изменения минутной вентиляции пациента.

В неотложных ситуациях и военно-полевых условиях при проведении ингаляционной анестезии по открытой дыхательной системе патрубок вдоха респиратора соединен с входами испарителя и второго предохранительного клапана.

Способ ингаляционной анестезии, включающий подачу воздуха от респиратора в межстенную полость мешка Амбу и одновременное вытеснение дыхательной смеси пациенту из расположенного в нем резервного мешка в фазе вдоха с последующим стравливанием воздуха из межстенной полости в атмосферу за счет расправления резервного мешка в фазе выдоха, при этом уменьшают дыхательный объем вентиляции за счет стравливания воздуха из межстенной полости в атмосферу во время фазы вдоха, одновременно контролируя скорость подачи дыхательной смеси пациенту. При необходимости дополнительно вентилируют пациента вручную (увеличивают частоту дыхания), сжимая резервный мешок через эластичные стенки обечайки Амбу в фазе выдоха респиратора.

Для расширения диапазона регулирования объем резервного мешка выбирают соответственно дыхательному объему маленького пациента.

Медико-технический результат патентуемого изобретения заключается в следующем:

(1) Простейшие респираторы для реанимации и интенсивной терапии, включая вентилятор SAVe с фиксированным объемом и частотой дыхания, могут быть эффективно применены при проведении ингаляционной анестезии по открытому, полуоткрытому и полузакрытому дыхательным контурам, включая низкопоточную анестезию. При комбинированной анестезии Ксеноном и Изофлюраном для экономии можно применять и закрытый контур.

(2) «Фиксированная» (по паспорту 6 л/мин) минутная вентиляция респиратора SAVe при совместной работе с портативными аппаратами ингаляционного наркоза (ИН) «Колибри» и испарителями «МИНИВАП» может регулироваться (уменьшаться до 0.5 и 1 л/мин соответственно).

Такая регулировка расширяет область применения респиратора SAVe относительно пациентов, включая маленьких детей и животных.

(3) Испарители низкого сопротивления «МИНИВАП» и разделительная камера «Bag in Vessel» (стандартный резервный мешок в силиконовой обечайке популярного мешка Амбу) служат основными модулями, вместе с простейшим респиратором реанимационного типа (без линии выдоха), портативных комплексов ИН/ИВЛ для любого дыхательного контура.

(4) Полузакрытый дыхательный контур изолирован от респиратора SAVe и сводится к минимуму. Благодаря этому:

- исключается инфицирование дыхательного контура респиратора;

- снижаются риски гипоксии и гиперкапнии;

- повышается скорость управления концентрацией анестетика (сокращается время индукции и пробуждения);

- снижается расход дефицитных анестетиков (Севофлюрана, Изофлюрана и/или Ксенона -Хе);

- снижается загрязнение атмосферы операционной за счет снижения выброса паров анестетиков, включая галогенсодержащие.

(5) Аппарат ИН «Колибри» (испаритель «МИНИВАП») совместим с любым аппаратом ИВЛ.

(6) В несколько раз уменьшается масса комплекса ИН/ИВЛ благодаря минимизации основных блоков (респиратора и испарителя) и исключению металлоемких корпусных деталей для их крепления.

Сущность изобретения поясняется иллюстрациями, на которых представлены:

Фиг. 1 - Реверсивные системы аппарата ингаляционной анестезии;

Фиг. 2 - Респиратор SAVe + испаритель «МИНИВАП» (открытый контур)

Фиг. 3 - Резервный мешок внутри обечайки Амбу («Bag in Vessel»);

Фиг. 4 - Респиратор SAVe + «Колибри» п/з контур 22 мм (испаритель МИНИВАП/S и абсорбер «Intersurgical»);

Фиг. 5 - Респиратор SAVe + «Колибри» п/з контур 15 мм (испаритель МИНИВАП/I и силиконовый абсорбер 0.6 л).

Аппарат ингаляционной анестезии (фиг. 1) содержит респиратор 1 и испаритель 2 анестетиков низкого сопротивления (типа «МИНИВАП»), соединенный с полузакрытым дыхательным контуром, включающим стандартные абсорбер 3, предохранительный клапан 4 и резервный мешок 5, расположенный внутри обечайки 6 Амбу с образованием межстенной полости 7, подключенной к патрубку вдоха респиратора 1, а также клапаны вдоха 8, выдоха 9 и ротаметр 10 кислорода.

Аппарат снабжен вторым предохранительным клапаном 11, вход которого связан с межстенной полостью 7 обечайки 6 Амбу, а выход - с атмосферой. Второй предохранительный клапан 11 оснащен указателем изменения минутной вентиляции пациента.

В открытой дыхательной системе (фиг. 2) патрубок вдоха респиратора 1 соединен с входами испарителя 2 и второго предохранительного клапана 11.

Аппарат оснащен расходомером 12 (измеритель дыхательного объема) пациента.

В зависимости от условий работы и методики анестезии, аппарат может комплектоваться испарителями низкого сопротивления МИНИВАП/I (для пациентов до 20 кг) и МИНИВАП/S (для пациентов до 300 кг) на разные анестетики (Севофлюран, Изофлюран, Галотан или Энфлюран).

Также, в зависимости от размеров пациентов, выбирают объемы резервного мешка 5 (от 50 мл до 1 л) и обечайки 6 Амбу (300, 600 или 1200 мл).

Масса предлагаемого аппарата (комплекса ИН/ИВЛ) минимальна благодаря минимальным размерам основных составляющих: респиратора 1 (SAVe - масса 1,4 кг) и испарителя 2 (МИНИВАП/I - масса 400 г, МИНИВАП/S - 1,5 кг), ротаметра 10 (фирма Dwyer, масса 200 г), абсорбера 3 (200 г объемом 0,6 л), и отсутствию массивных корпусных деталей.

Аппарат ингаляционной анестезии работает следующим образом.

Открытый контур. Патрубок (∅22 мм) респиратора 1 SAVe прямо подключают к входу испарителя 2 МИНИВАП через стандартный тройник 22F/22M/15M или 22F/22M/22M, средний патрубок которого 22М соединяют с вторым предохранительным клапаном 11, а вход гофрированного шланга респиратора 1 с нереверсивным клапаном и маской присоединяют к выходу испарителя 2 (фиг. 2).

При этом необходимо использовать нереверсивный клапан Рубена со штуцером выдоха, чтобы отводить пары анестетика за пределы операционного поля. Концентрация анестетика на выходе испарителя «МИНИВАП» измерялась газоанализатором FI-21 фирмы RIKEN с погрешностью ±3% (или 0.15 об. % на концентрации 5 об. %).

Минутная вентиляция оценивалась, с учетом частоты дыхания, по расходомеру 12 (ламинарному датчику расхода газа в виде пакета поперечных дисков ∅15 мм из нержавеющей сетки с ячейкой 30×30 мкм, градуированному по ротаметру Dwyer (±3%) и дифманометру Minihelic Dwyer (±5%).

Минутная вентиляция SAVe составила около 5 л/мин и практически не зависела от эластичности резервного мешка - «пациента»: сравнивались показания для свободного и нагруженного резервного мешка (нагрузка с помощью эспандера - от 0.8 до 2.3 кг по касательной к стенкам мешка). При этом максимальное давление на вдохе поднималось до 250 и 300 мм Н₂О для максимально нагруженного и свободного мешка соответственно. Расхождение экспериментальных (занижены примерно на 15-20%) и паспортного (6 л/мин) значений минутной вентиляции, по-видимому, объясняется систематической погрешностью экспериментальной оценки, связанной с пульсирующим потоком респиратора SAVe.

Когда второй предохранительный клапан 11 открывают, стравливая воздух в фазе вдоха респиратора 1, соответственно уменьшают минутную вентиляцию. При максимально открытом клапане 11 минимальная вентиляция составила MV=1.3 л/мин (25% от максимальной, Р_мах=40-50 мм Н₂О). Сброс воздуха W_i также оценивался по дополнительному ламинарному датчику расхода газа.

Таким образом, уменьшают минутную вентиляцию, открывая по указателю, против часовой стрелки, второй предохранительный клапан 11.

Полуоткрытый контур. При необходимости, до 6 л/мин дополнительного кислорода можно подать на вход респиратора SAVe (тогда концентрация O₂ достигнет 62%). Для этого кислородную трубку нужно соединить со штуцером на верхней панели респиратора 1, под шляпкой «О₂» (в правом верхнем углу фиг. 2а).

Реверсивные системы аппарата ингаляционной анестезии (фиг. 1):

- Полузакрытая и закрытая с абсорбером 3 и клапанами 8, 9	(выдох АБВ, вдох ВГА)
- Маятниковая с абсорбером 3 без клапанов 8, 9	(выдох АГВ, вдох ВГА)
- Маплесона без абсорбера 3 и клапанов 8, 9	(выдох АГВ, вдох ВГА).

Полузакрытый (закрытый, в случае использования супердорого Ксенона) контур - наиболее экономичный и экологичный.

Во время фазы вдоха газ (атмосферный воздух) от респиратора 1 поступает в межстенную полость 7 и вытесняет дыхательную смесь из резервного мешка 5 пациенту. В фазе выдоха дыхательная смесь возвращается в резервный мешок 5, а газ из полости 7 выходит в атмосферу. Респиратор 1 выполняет здесь роль «пневматических рук» относительно резервного мешка 5. При этом исключается инфицирование дыхательного контура респиратора 1 и соответственно необходимость его обеззараживания. Для уменьшения объема вентиляции стравливают воздух через второй предохранительный клапан 11 из межстенной полости 7 в атмосферу во время фазы вдоха, одновременно контролируя скорость подачи дыхательной смеси пациенту по расходомеру 12.

(1) Полузакрытый контур 0 22 мм с абсорбером Intersurgical (фиг. 4).

Обечайка 6 Амбу объемом 0,6 л с резервным мешком 0.5 л, «пациент» - дополнительный резервный мешок 1 л, объем дыхательного контура аппарата около 3 л. Частота вентиляции составляла, как правило, 10-11 мин^-1 во всех режимах. При необходимости, дополнительную подачу газа пациенту можно осуществить вручную, если в фазе «выдоха» SAVe респиратора 1 сжимать резервный мешок 5 через эластичные стенки обечайки 6 Амбу, тем самым повышая частоту вентиляции пациента. Когда второй предохранительный клапан 11 закрыт, минутная вентиляция SAVe составляет MV=5,5 л/мин и практически не зависит от эластичности резервного мешка - «легких пациента» (Р_мах ⁼260-270 мм Н₂О).

Минимальная вентиляция составила MV=0.9 л/мин (Р_мах=40-50 мм Н₂O), при этом W_i=3.1 л/мин (MV+W_i=0.9+3.1=4 л/мин).

При средней установке MV=1.9 л/мин (Р_мах=230 мм Н₂O), при этом W_i=2 л/мин.

(2) Уменьшение объема резервного мешка 5 в обечайке 6 Амбу дополнительно снижает минутную вентиляцию. Так, при объеме резервного мешка 5 (баллона) 100 мл минимальная вентиляция составила в среднем MV ≈ 0.4 л/мин (Р_мах≈1 мм Н₂O), при этом W_i ≈ 3.6 л/мин.

Пример. Минутная вентиляция животного в покое рассчитывается исходя из массы тела М и частоты дыхания ЧД по формуле MB=10-12 мл/кг × М × ЧД.

Тогда у кошки массой 2 кг минутная вентиляция MB=12 мл/кг × 2 кг × 25 мин^-1=600 мл/мин, что несколько больше минимальной вентиляции респиратора с баллоном 100 мл в разделительной камере 600 мл - см. выше (2).

Таким образом, предложенный аппарат и способ обеспечивают адекватное проведение ингаляционной анестезии в районных больницах, ветеринарных клиниках и удаленных регионах, а также в неотложных ситуациях и военно-полевых условиях при минимальных капитальных и эксплуатационных затратах.

(1) Простейшие респираторы для реанимации и интенсивной терапии, например, вентилятор SAVe с фиксированным объемом и частотой дыхания для парамедиков, могут быть эффективно применены при проведении ингаляционной анестезии по открытому, полуоткрытому и полузакрытому дыхательным контурам, включая низкопоточную анестезию. При комбинированной анестезии Ксеноном и Изофлюраном для экономии можно применять и закрытый контур.

Такая регулировка существенно расширяет область применения респиратора SAVe относительно пациентов, включая маленьких детей и животных.

(3) Испарители низкого сопротивления «МИНИВАП» и разделительная камера «Bag in Vessel» (стандартный резервный мешок 5 в силиконовой обечайке 6 популярного Амбу) служат основными модулями, вместе с простейшим респиратором реанимационного типа (без линии выдоха), портативных комплексов ИН/ИВЛ для любых дыхательных систем.

- снижаются риски гипоксии и гиперкапнии;

(6) В несколько раз уменьшается масса комплекса ИН/ИВЛ благодаря минимизации основных блоков и исключению металлоемких корпусных деталей для их крепления.

Claims

1. Аппарат ингаляционной анестезии, включающий аппарат ИВЛ и испаритель анестетиков низкого сопротивления, связанные разъемными соединениями с дыхательным контуром, включающим первый предохранительный клапан, абсорбер и эластичный резервный мешок, отличающийся тем, что введены второй предохранительный клапан, сообщенный с патрубком вдоха аппарата ИВЛ и атмосферой, мешок Амбу и измеритель дыхательного объема пациента, при этом дыхательный контур включает открытую и реверсивную системы, эластичный резервный мешок имеет объем, выбранный в зависимости от размеров пациента, и расположен в реверсивной дыхательной системе внутри мешка Амбу с образованием межстенной полости, которая связана с патрубком вдоха аппарата ИВЛ, а открытая система включает испаритель, соединенный входом с патрубком вдоха аппарата ИВЛ.

2. Способ ингаляционной анестезии, включающий использование аппарата ингаляционной анестезии по п. 1, при этом осуществляют подачу воздуха от аппарата ИВЛ в межстенную полость и одновременно вытесняют дыхательную смесь пациенту из резервного мешка в фазе вдоха с последующим стравливанием воздуха из межстенной полости в атмосферу за счет расправления резервного мешка в фазе выдоха, во время фазы вдоха уменьшают дыхательный объем вентиляции за счет стравливания воздуха из межстенной полости в атмосферу, одновременно контролируют скорость подачи дыхательной смеси пациенту по расходомеру.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что осуществляют дополнительную вентиляцию пациента вручную, сжимая резервный мешок через эластичные стенки мешка Амбу в фазе выдоха аппарата ИВЛ.

4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что дополнительно уменьшают дыхательный объем за счет уменьшения объема резервного мешка.