NL8302011A

NL8302011A - Werkwijze voor het beademen van een patient alsmede een inrichting voor het toepassen van deze werkwijze.

Info

Publication number: NL8302011A
Application number: NL8302011A
Authority: NL
Original assignee: Trans Technics Eng
Priority date: 1983-06-06
Filing date: 1983-06-06
Publication date: 1985-01-02
Also published as: EP0127923A2; EP0127923A3

Description

4 ·

83.5039/Rey/vL

-1-

Korte aanduiding: Werkwijze voor het beademen van een patiënt alsmede een inrichting voor het toepassen van deze werkwijze

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het beademen van een patiënt door middel van het met een hoge frequentie toedienen van pulsen van een zuurstof- en luchtmengsel.

5 Het hoogfrequent beademen is een kunstmatige beademings- techniek, waarbij pulsen van een mengsel van lucht en zuurstof met een frequentie van 0,3-50 Hz in de longen wordt gevoerd. Door deze techniek worden de longen aan minder hoge piekdrukken blootgesteld dan wanneer het mengsel wordt toegevoerd met het 10 ritme van het in- en uitademen. Hierbij wordt de borstkas van de patiënt namelijk door de druk van het mengsel uitgezet en de longen staan dan bloot aan vrij hoge drukken, hetgeen bij sommige patiënten fatale gevolgen kan hebben. Bij het hoogfrequent beademen zal de borstkas niet op en neer bewegen, maar 15 wordt daarentegen op een niveau gehouden, dat nabij het inade-mingsniveau ligt.

Gebleken is echter dat met het hoogfrequent beademen niet altijd de gewenste resultaten worden verkregen daar de uitwisseling van gassen in de longen in onvoldoende mate plaatsvindt. 20 De onderhavige uitvinding beoogt nu een werkwijze te ver schaffen, waarbij het hierboven genoemde nadeel wordt vermeden. Dit oogmerk wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat het periodieke signaal van de hartslag van de patiënt wordt opgenomen en de frequentie van de pulsen wordt gerelateerd aan de fre-25 quentie van de hartslag.

Bij voorkeur wordt binnen elke periode van de hartslag tenminste één puls toegevoerd. In de praktijk is gebleken dat met deze werkwijze uitstekende resultaten worden verkregen. Het vermogen van de longen om zuurstof op te nemen is afhankelijk van 30 de momentele druk in de bloedvaten en zal maximaal zijn op bepaalde momenten tijdens het periodieke hartsignaal. Door het moment waarop de pulsen worden toegevoerd, ten opzichte van de hartslag in te stellen, kan zodoende een optimale gasuitwisseling in de longen worden verzekerd.

8302011 ' * ί -2-

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voor het beademen van de patiënt, omvattende een luchttoevoer’, een zuurstoftoevoer, een kleppenstelsel, dat in verbinding staat met een beademingsbuis, die in de moldholte van de patiënt 5 kan worden gebracht, een besturingseenheid voor het kleppenstelsel teneinde met een bepaalde frequentie pulsen van een mengsel van lucht en zuurstof via de beademingsbuis in de longen van de patiënt te voeren, welke inrichting zich onderscheidt, doordat op de besturingseenheid een inrichting is aangesloten 10 voor het registreren van het periodieke signaal van de hartslag van de patiënt, en de besturingseenheid is voorzien van middelen, die het kleppenstelsel zodanig sturen, dat de frequentie van de pulsen is gerelateerd aan de frequentie van de hartslag.

In een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van de uit-15 vinding bestaat het kleppenstelsel uit een aantal parallel geschakelde kleppen, die elk afzonderlijk door de besturingseenheid kunnen worden bediend voor het verkrijgen van een puls met yen gewenste karakteristiek.

De besturingseenheid kan zodoende tijdens het vormen van 20 een puls een of meerdere kleppen na elkaar openen of sluiten, zodat een puls met een gewenste karakteristiek ontstaat.

Doelmatig is volgens de uitvinding de beademingsbuis te voorzien van een afblaasklep. Door aan het einde van de puls de afblaasklep te openen, wordt bereikt dat het laatste deel 25 van de karakteristiek van de puls steil afloopt. Indien een dergelijke afblaasklep niet aanwezig zou zijn, zou de druk in de beademingsbuis v ia de relatief kleine uitstroomopening hiervan slechts langzaam afnemen.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de 30 tekening, waarin: fig. 1 schematisch de beademingsinrichting volgens de uitvinding weergeeft, die is aangesloten op een patiënt; en fig. 2 grafisch het drukverloop van een als voorbeeld gekozen puls weergeeft in relatie tot de hartslag.

35 In fig. 1 is een luchtreservoir 1 en een zuurstofreser voir 2 weergegeven, die eventueel kunnen behoren tot de vaste uitrusting van een ziekenhuis en in dat geval geen deel uitmaken van de inrichting. Vanaf het luchtreservoir 1 loopt een 8302011 -3- leiding 3 met een regelbare klep 4 en vanaf het zuurstofreser-voir 2 loopt een leiding 5 met een regelbare klep 6. De leidingen 3 en 5 komen na de resp. regelkleppen tezamen in een gemeenschappelijke leiding 7, De leiding 7 splitst zich vervolgens 5 bij een driewegklep 8 in een leiding 9 en een leiding 10. De leiding 9 loopt naar een bevochtigingsinrichting 11, waarvan de uitlaatleiding 12 samenkomt met de leiding 10, welke laatste zodoende een by-pass van de bevochtigingsinrichting 11 vormt.

De leiding 12 mondt vervolgens uit in een voorraadvat 13 voor 10 het lucht/zuurstofmengsel. Het voorraadvat 13 heeft een uitlaatleiding 14 die is aangesloten op een kleppenstelsel 15, dat hierna nog nader zal worden beschreven. Vanaf het kleppenstelsel 15 loopt een leiding 16 naar een beademingsbuis 17, die voorzien is van een uitstroomopening 18. Deze beademingsbuis 15 kan in de mondholte van een schematisch met 19 weergegeven patiënt worden gestoken. Met het verwijzingscijfer 20 is vervolgens een besturingseenheid aangegeven, die een micro-processor bevat, terwijl met 21 een inrichting is weergegeven voor het meten van het periodieke hart- of E.C.G. signaal van de patiënt. 20 De inrichting 21 is aangesloten op de patiënt via de met een streeplijn in de tekening aangegeven leiding 22, welke inrichting een periodiek signaal van de hartslag afgeeft aan de besturingseenheid 20 via een leiding 23.

Het voorraadvat 13 is voorzien van een verwarmingselement 25 24, dat via een leiding 25 is verbonden met de besturingseenheid 20. Bovendien is op het voorraadvat een drukmeetorgaan 26, een temperatuurmeetorgaan 27 en een orgaan 28 voor het meten van de relatieve vochtigheid aangesloten, die via resp. leidingen 29, 30 en 31 meetsignalen aan de besturingseenheid afgeven.

30 De temperatuur en de druk van het mengsel binnen het vat kunnen zodoende door de besturingseenheid op een constante waarde worden gehouden, waarbij de druk bij voorkeur 6 ato bedraagt.

De driewegklep 8 wordt eveneens door de besturingseenheid gestuurd via een leiding 32 aan de hand van de door het orgaan 35 28 gemeten relatieve vochtigheid. Het mengsel kan hiermee hetzij via de leiding 9 door de bevochtigingsinrichting hetzij via de by-passleiding 10 worden gevoerd.

In de leiding 7 voor de driewegklep 8 is nog een orgaan 33 8302011 -4- voor het meten van het zuurstofpercentage aangebracht, dat via een leiding 34 een meetsignaal aan de besturingseenheid afgeeft. Aan de hand van dit meetsignaal worden de regelkleppen 4 en 6 door de besturingseenheid ingesteld via een leiding 35.

5 Zoals in het bijzonder blijkt uit fig. 1, bestaat het kleppenstelsel 15 uit een aantal parallel geschakelde kleppen KI, K2....K8 met ieder een eigen weerstand resp. Rl, R2....R8.

De kleppen KI t/m K8 zijn via een stuurleiding 36 aangesloten op de besturingseenheid 20.

10 De beademingsbuis 17 is voorts voorzien van een afblaas- klep 37, die door de besturingseenheid 20 wordt gestuurd middels een stuurleiding 38 terwijl op de leiding 16 tussen het kleppenstelsel en de beademingsbuis nog een drukmeetorgaan 39 is aangesloten, dat via een leiding 40 een signaal afgeeft aan 15 de inrichting 21 en aan de besturingseenheid 20. Dit druksignaal kan samen met het periodieke hartsignaal van de patiënt 19 op een beeldscherm 41 van de inrichting 21 zichtbaar worden gemaakt, terwijl aan de hand van dit druksignaal door de besturingseenheid het volume van het toegevoerde lucht/zuurstofmengsel kan 20 worden berekend.

De werking van de bovenbeschreven inrichting kan het beste duidelijk worden gemaakt aan de hand van de grafische weergaven van fig. 2, die schematisch het beeld toont wat kan worden waargenomen op het beeldscherm 41. Horizontaal is de tijdens weer-25 gegeven, terwijl de druk verticaal is uitgezet. Schematisch zijn twee opeenvolgende pieken QRS en QRS' van de hartslag aangegeven, die over een periode T van elkaar liggen. Binnen deze periode is met de kromme A het werkelijke drukverloop van de puls van het mengsel lucht en zuurstof weergegeven. Deze puls begint 30 op het tijdstip ta vanaf de top QRS van de hartslag, waarbij de tijdsduur ta steeds een bepaald percentage bedraagt van de tijdsduur T' van de voorafgaande periode van de hartslag. De tijdsduur van de puls tp is bijvoorbeeld onderverdeeld in gebieden van 10 ms, waarbij na elke 10 ms de instelling van het kleppen-35 stelsel 15 door de- besturingseenheid kan worden gewijzigd.

In fig. 2 is als voorbeeld een puls met een bepaald profiel weergegeven dat op de volgende wijze tot stand komt. De puls 8302011 -5- start op het tijdstip ta op welk moment bijvoorbeeld vier kleppen zijn geopend, zodat de kromme A van de puls kan stijgen tot de waarde P^. Na 30 ms worden nog vier kleppen geopend, waardoor de druk kan stijgen tot de waarde . Na 70 ms worden zes 5 kleppen gesloten, zodat nog slechts twee kleppen zijn geopend en de druk daalt tot de waarde P^, terwijl na 90 ms alle acht kleppen zijn gesloten.

De beademingsbuis 17 heeft een relatief kleine uitstroom-opening 18 met een diameter van 0,5-1,5 mm waardoor de druk in 10 deze buis als alle kleppen zijn gesloten, slechts geleidelijk zal afnemen. De pulsen zouden hierdoor een tamelijk breed verloop hebben of anders gezegd: tp wordt groter. Teneinde dit te voorkomen, is de afblaasklep 37 aangebracht, die door de besturingseenheid wordt geopend als er een of meer kleppen van het 15 kleppenstelsel 15 worden gesloten. In het voorbeeld van fig. 2 is dit het geval na 70 ms bij A* als zes van de acht kleppen worden gesloten. Indien de druk is gezakt tot P^ wordt de afblaasklep weer gesloten om na 20 ms weer open te gaan bij A" als de laatste twee kleppen worden gesloten.

20 In het voorbeeld van fig. 2 hebben alle kleppen van het kleppenstelsel 15 een even grote weerstand of restrictie. Het zal duidelijk zijn dat in plaats hiervan ook kleppen met van elkaar verschillende doorlaatkarakteristieken kunnen worden toegepast. In plaats na na elke 10 ms kan het kleppenstelsel ook 25 na een langer of korter tijdsinterval worden omgeschakeld, waarbij in het laatste geval het tijdsinterval is beperkt door de schakelsnelheid van de betreffende kleppen.

Een bijkomend voordeel dat met de inrichting volgens de uitvinding wordt verkregen, is dat men via het beeldscherm 41 30 tijdens het beademen tevens de hartslag van de patiënt kan bewaken.

8302011

Claims

1. Werkwijze voor het beademen van een patiënt door middel van het met een hoge frequentie toedienen van pulsen van een zuurstof/luchtmengsel met het kenmerk dat het periodieke signaal van de hartslag van de patiënt wordt opge- 5 nomen en de frequentie van de pulsen wordt gerelateerd aan de frequentie van de hartslag.

2. Werkwijze volgens conclusie 1 met het kenmerk dat binnen elke periode van de hartslag tenminste één luchtpuls wordt toegevoerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 2 met het kenmerk dat het tijdstip waarop de puls binnen de periode van de hartslag wordt toegevoerd, wordt geregeld in afhankelijkheid van de tijdsduur van de voorafgaande periode van de hartslag.

4. Inrichting voor het beademen van een patiënt, omvattende 15 een luchttoevoer, een zuurstoftoevoer, een kleppenstelsel dat in verbinding staat met een in de mondholte van de patiënt te brengen beademingsbuis, een besturingseenheid voor het kleppen-stelsel, teneinde met een bepaalde frequentie pulsen van het lucht/zuurstofmengsel via de beademingsbuis in de longen van 20 de patiënt te voeren met het kenmerk dat op de besturingseenheid een inrichting is aangesloten voor het registreren van het periodieke signaal van de hartslag van de patiënt en de besturingseenheid is voorzien van middelen om het kleppenstelsel zodanig te sturen, dat de frequentie van de pul-25 sen is gerelateerd aan de frequentie van de hartslag.

5. Inrichting volgens conclusie 4 met het kenmerk dat het kleppenstelsel bestaat uit een aantal parallel geschakelde kleppen, die elk afzonderlijk door de besturingseenheid kunnen worden bediend voor het verkrijgen van een puls met een 30 gewenste karakteristiek.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5 met het kenmerk dat de beademingsbuis is voorzien van een afblaasklep.

7. Inrichting volgens één der voorafgaande conclusies 4-6 met het kenmerk dat de luchttoevoer en de zuurstof- 35 toevoer via een bevochtiger zijn aangesloten op een voorraad- 8302011 - - 9 * -7- vat, dat is uitgerust met een temperatuur-meetorgaan, een druk-meetorgaan en een orgaan voor het meten van de relatieve vochtigheid, welke meetorganen zijn aangesloten op de besturingseenheid .

8. Inrichting volgens één der voorafgaande conclusies 4-7 met het kenmerk dat op de beademingsbuis een druk-meetorgaan is aangesloten, dat in verbinding staat met de inrichting voor het registreren van de hartslag van de patiënt. 8302011