Устройство, регулирующее подачу сжатого воздуха для аппарата сипап и соответствующей системы сипап

УСТРОЙСТВО, РЕГУЛИРУЮЩЕЕ ПОДАЧУ СЖАТОГО ВОЗДУХА ДЛЯ АППАРАТА СИПАП И СООТВЕТСТВУЮЩЕЙ СИСТЕМЫ СИПАП Изобретение относится к устройству, регулирующему подачу сжатого воздуха, для аппарата СИПАП и соответствующей системы СИПАП. Устройство, регулирующее подачу сжатого воздуха,содержит устройство измерения давления (101) для определения изменения давления (Р 10) в полом корпусе (10) аппарата СИПАП (1) и для создания соответствующего сигнала давления(102); средство оценки изменения давления (103, 104) для оценки измеренного изменения давления(Р 10) согласно по меньшей мере одному предопределенному критерию и для создания сигнала управления модуляцией давления (106) на основании результата оценки и устройство модуляции давления (110) для получения, по существу, постоянного потока сжатого воздуха (DS) и для подачи модулированного потока сжатого воздуха (DSM) в аппарат СИПАП (1), который в ответ на сигнал управления модуляцией давления (106) модулирует давление потока сжатого воздуха(71)(73) Заявитель и патентовладелец: МЕДИН МЕДИКАЛ ИННОВЕЙШНС ГМБХ (DE) Известный уровень техники Данное изобретение относится к устройству, регулирующему подачу сжатого воздуха для аппарата СИПАП и соответствующей системы СИПАП. Принцип работы аппарата для создания непрерывного положительного давления воздуха, сокращенно - аппарата СИПАП, и, в частности, назального аппарата СИПАП, сокращенно - аппарата нСИПАП, заключается в том, что пациент, использующий данный аппарат, вдыхает и выдыхает воздух при поддержке давления. Чрезвычайно важным применением данного аппарата является лечение недоношенных детей. В данном случае эффект заключается в том, что легкое, которое не развилось в полной мере, наполняется воздухом благодаря избыточному давлению, в результате чего обеспечивается улучшенный газообмен. Еще один важный фактор заключается в том, что данная технология может предотвратить опасный коллапс альвеол, вызванный отрицательным респираторным давлением. Еще один аспект заключается в том,что альвеолы открываются лучше, и, таким образом, улучшается общее функциональное состояние легкого. Фиг. 3 является схематическим изображением аппарата 1 для создания непрерывного положительного давления воздуха, известного из документа WO 99/24101. Номер ссылки 10 обозначает полый цилиндрический корпус 10, в котором может накапливаться избыточное давление, а номер ссылки 20 обозначает первое отверстие, расположенное на внешней поверхности цилиндрического полого корпуса 10, для подачи постоянного потока сжатого воздуха A, который направляется внутрь полого корпуса 10, и для выведения потока выдыхаемого воздуха В. Также присутствует соединительный элемент 30, который может присоединяться с торцевой стороны 10 а цилиндрического полого корпуса 10 для присоединения его к носовому креплению 100, и разделитель 40, который может присоединяться к полому корпусу 10 и к которому может присоединяться расходное сопло 50 для направления постоянного потока сжатого воздуха к первому отверстию 20. Расходное сопло содержит соединительную трубку L4b для присоединения линии подачи сжатого воздуха для подачи постоянного потока сжатого воздуха А. Соединительный элемент 30 состоит из тефлоновой вставки, которая может вставляться, по меньшей мере частично, в полый корпус 10 с его торцевой стороны 10 а. Вставка содержит два канала (изображены пунктирными линиями), которые соответствуют воздуховодам носового крепления 100. Два конца трубки 35, направленные наружу для размещения в носовом креплении 100, расположены в каналах соединительного элемента 30. С другой торцевой стороны 10b цилиндрического полого корпуса 10 расположено второе отверстиеO2 для присоединения манометра. С этой целью трубка 60 для соединения с линией измерения давления присоединена ко второму отверстию, по существу, под прямым углом. Трубка 60 отстоит от полого корпуса 10 примерно на таком же расстоянии, что и расходное сопло 50, и, таким образом, линия для подачи сжатого воздуха к расходному соплу может присоединяться к расходному соплу 50 примерно на той же высоте, что и линия измерения давления. Разделитель 40 имеет, по существу, кольцевую форму. Расходное сопло 50 проходит сквозь отверстие в боковой стенке кольцевой формы и проходит к первому отверстию 20, по существу, перпендикулярно. Расходное сопло 50 выступает во внутреннее пространство кольцевой формы на предопределенное расстояние. Боковая стенка кольцевой формы содержит отверстие запасного воздуховода 45. Кольцевая форма данной конструкции может быть закрыта пальцами таким образом, что поток выдыхаемого воздуха B перемещается через отверстие запасного воздуховода 45. Замысел данного известного аппарата для создания непрерывного положительного давления воздуха предполагает наличие клапана Бенвенисте, полость которого может быть доступна с одной стороны большого поперечного сечения путем удаления соединительного элемента таким образом, чтобы обеспечить эффективную стерилизацию полости. При эксплуатации отсутствует необходимость в трубке дыхания. Недостатком известных аппаратов СИПАП и нСИПАП является отсутствие гибкости при использовании сжатого воздуха и при эксплуатации с применением средств производства сжатого воздуха и манометров. Преимущества изобретения Устройство, регулирующее подачу сжатого воздуха, согласно изобретению для аппарата СИПАП,содержащее особенности по п.1, и соответствующая система СИПАП по п.11 обладают преимуществом,заключающимся в том, что при лечении с помощью СИПАП состояние пациента, которое отражается в анализированном сигнале давления аппарата СИПАП, будет вызывать более гибкую ответную реакцию. Таким образом, становится возможным, например, создавать импульсы давления, согласованные или синхронизированные с естественными дыхательными рефлексами. Кроме этого, можно, например, определять процесс дыхания, подверженный фазам апноэ, угрожающим жизни, и реагировать на данные фазы импульсом давления, стимулирующим естественное дыхание. Особенно преимущественным является то, что процесс дыхания может быть определен непосредственно через полый корпус аппарата СИПАП, который функционирует согласно принципу Бенвенисте. Преимущественные варианты осуществления и усовершенствования соответствующих объектов изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения. Согласно предпочтительному варианту осуществления создается средство оценки кривой давления для создания сигнала управления потоком на основании результата оценки, предоставляется устройство управления потоком, которое управляет, по существу, постоянным потоком сжатого воздуха в ответ на сигнал управления потоком. Например, аналогично давлению может обеспечиваться основной поток,модулируемый в соответствии с сигналом управления потоком. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления средство оценки кривой давления содержит средство хранения, в котором хранятся эталонные кривые давления, и средство оценки кривой давления создано таким образом, чтобы выполнять сравнение с эталонными кривыми давления в ходе оценки. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления устройство управления потоком подключено к средству подачи воздуха и к средству подачи кислорода и может регулировать степень концентрации воздуха и кислорода. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления средство оценки сжатого воздуха определяет фазы апноэ в ходе оценки и в ответ на определение данных фаз передает устройству модуляции давления сигнал управления модуляцией давления для вызова импульса давления в модулированном потоке сжатого воздуха. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления средство оценки кривой давления для определения фаз апноэ определяет, является ли определенное в полом корпусе давление, по существу, постоянным в течение предопределенного периода, при этом предопределенный период предпочтительно составляет от 2 до 5 с. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления средство оценки кривой давления определяет естественные дыхательные рефлексы в ходе оценки и в ответ на определение данных рефлексов передает устройству модуляции давления сигнал управления модуляцией давления для вызова импульса давления в модулированном сжатом потоке воздуха, при этом данный импульс согласован с естественным дыхательным рефлексом. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления средство оценки кривой давления для определения начала естественных дыхательных рефлексов определяет наличие предопределенного заднего фронта давления. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления устройство модуляции давления может обеспечить предварительно определенную базовую модуляцию в модулированном потоке сжатого воздуха, в частности периодическую модуляцию. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления каждый импульс давления, по существу, является прямоугольным. Графические материалы Варианты осуществления изобретения изображены на графических материалах и более подробно описаны в нижеприведенном описании. На графических материалах: фиг. 1 является схематическим изображением варианта осуществления системы СИПАП согласно изобретению, содержащей соответствующий вариант осуществления устройства, регулирующего подачу сжатого воздуха, согласно изобретению; фиг. 2 изображает определенное в полом корпусе давление и соответствующее модулированное давление в линии подачи давления за определенное время; фиг. 3 является схематическим изображением аппарата для создания непрерывного положительного давления воздуха, известного из документа WO 99/24101. Описание вариантов осуществления На всех фигурах подобные номера ссылок обозначают подобные или выполняющие подобные функции компоненты. Фиг. 1 является схематическим изображением варианта осуществления системы СИПАП согласно изобретению, содержащей соответствующий вариант осуществления устройства, регулирующего подачу сжатого воздуха, согласно изобретению. На фиг. 1 номер ссылки 1 обозначает аппарат СИПАП, соответствующий известному аппарату СИПАП, который был описан ранее в сочетании с фиг. 3. Номер ссылки P10 был дополнительно включен в полый корпус 10 и обозначает давление в полом корпусе, при этом данное давление изменяется с течением времени и может быть определено через второе отверстие O2 и трубку 60. Кроме этого, в данном варианте осуществления согласно изобретению постоянный поток сжатого воздуха больше не подается в полый корпус 10 через первое отверстие 20, как в устройстве известного уровня техники по фиг. 3, а вместо этого подается модулированный поток сжатого воздуха DSM, кото-2 021354 рый создается устройством 100, регулирующим подачу сжатого воздуха, в ответ на давление P10, определенное в полом корпусе. Устройство 100, регулирующее подачу сжатого воздуха, содержит первый выпускной канал A1 для присоединения линии измерения давления DML, которая присоединена к трубке 60 аппарата СИПАП 1. Средство определения давления 101, например датчик давления, определяет давление P10 в полом корпусе 10 аппарата СИПАП 1 посредством линии измерения давления DML. Следует отметить, что определенное давление P10 напрямую отражает процесс дыхания пациента, поскольку вдох и выдох пациента проходят через полый корпус 10. Датчик давления 101 на основе определенного давления P10 создает соответствующий электрический сигнал 102, характеризующий давление, который передается в средство оценки кривой давления 103, 104, 105, которое содержит средство хранения 105, присоединенное к нему посредством линии 104. Средство оценки кривой давления 103, 104, 105 оценивает кривую давления, определяемого датчиком 101 давления P10 согласно по меньшей мере одному предопределенному критерию и создает сигнал управления модуляцией давления 106 на основании результата оценки. В данном варианте осуществления предопределенные критерии, например эталонные кривые давления, хранятся в средстве хранения 105 и могут быть извлечены для сравнения в ходе оценки. Кривая обнаруженного давления, а также, опционно, результат оценки могут отображаться визуально на средстве отображения (не изображено). Также может предоставляться средство звукового и/или визуального предупреждения на случай опасных ситуаций, которые могут быть выявлены по кривой определенного давления. Номер ссылки 110 обозначает устройство модуляции давления, которое получает, по существу, постоянный поток сжатого воздуха DS и выводит модулированный поток сжатого воздуха DSM в аппарат СИПАП 1, точнее, через второй выпускной канал А 2, который присоединен к соединительной трубкеL4b аппарата СИПАП посредством линии подачи давления L4a. Средство оценки кривой давления 103, 104, 105 также создает сигнал управления потоком 107, который передается устройству управления потоком 108, присоединенному вверх по потоку от устройства модуляции давления 110. Устройство управления потоком 108 подключено к средству подачи воздуха LV (не изображено) и к средству подачи кислорода OV (не изображено) и может также регулировать степень концентрации воздуха и кислорода, помимо регулировки итогового постоянного потока сжатого воздуха DS, который подается в устройство модуляции давления 110. Устройство управления потоком 108 содержит внутреннее средство регулировки воздуха LR и средство регулировки кислорода OR, которые соединены параллельно и подключены к соответствующим средствам подачи LV, OV посредством соответствующих линий L1 и L2. Выпускная линия, проходящая от устройства управления потоком 108 к устройству модуляции давления 110, обозначена номером ссылки L3. При использовании данной конструкции устройства, регулирующего подачу сжатого воздуха, для аппарата СИПАП можно подавать в аппарат СИПАП модулированный поток сжатого воздуха DSM, который обладает любой желаемой комбинацией давлений, которая может быть инициирована сигналом давления, обнаруженного в полом корпусе 10 аппарата СИПАП 1. Поскольку вдох и выдох пациента проходят через полый корпус, из кривой определенного давленияP10 можно получить информацию о дыхании пациента. С помощью анализа электрического сигнала 102, соответствующего кривой давления, в средстве оценки кривой давления 103, 104, 105, возможно реагировать на определенные состояния дыхания с помощью определенных комбинаций давления, как будет подробнее описано ниже со ссылкой на фиг. 2. Фиг. 2 изображает определенное в полом корпусе давление и соответствующее модулированное давление в линии подачи давления за определенное время. На фиг. 2 t обозначает ось времени, при этом график на фиг. 2 а) изображает динамику изменения давления P10 в полом корпусе 10 аппарата СИПАП 1 с течением времени и график на фиг. 2b) изображает величину давлении PL4 в линии подачи давления L4a аппарата СИПАП 1. Как изображено на фиг. 2 а), фаза апноэ Ap изначально определяется средством оценки кривой давления, при этом данная фаза выражается в постоянной величине давления P10 в течение предопределенного периода t0, обычно равного 2-5 с. После определения фазы апноэ Ap данного типа средство оценки кривой давления 103, 104, 105 передает сигнал управления модуляцией давления 106 устройству модуляции давления 110, которое, начиная с избыточного давления Р 0, инициирует импульс давления I1, который является прямоугольным и обладает амплитудой Р. Длительность импульса давления I1 составляет промежуток от времени t1a до времени t1b и вызывает соответствующий импульс давления A1 в полом корпусе 10 аппарата СИПАП 1. Данный импульс давления I1 и итоговый импульс давления A1 предназначены для стимуляции самостоятельного дыхания пациента. По прошествии дальнейшего времени средство оценки кривой давления 103, 104, 105 определяет задний фронт FA2 давления P10, при этом данный фронт является показателем начала рефлекса самостоятельного дыхания пациента после окончания фронта. Таким образом, средство оценки кривой давления 103, 104, 105 с помощью соответствующего сигнала управления модуляцией давления 106 заставляет устройство модуляции давления 110 посылать импульс давления I2, который длится от времени t2a до времени t2b и также обладает амплитудой Р, которая начинается с избыточного давления Р 0. Как изображено на фиг. 2 а), импульс давления I2 таким образом поддерживает естественное дыхание пациента, при этом данное дыхание выражается импульсом А 2 давления P10. Как изображено на фиг. 2 а), дальнейший рефлекс самостоятельного дыхания определяется с помощью заднего фронта FA3, при этом данный рефлекс поддерживается от времени t3a до времени t3b с помощью соответствующего импульса давления I3 устройства модуляции давления 110. Хотя данное изобретение было описано со ссылками на предпочтительный вариант осуществления,оно не ограничивается данным вариантом, но может быть модифицировано различными способами. Хотя в вышеописанном варианте осуществления была описана стимуляция дыхания в ответ на фазу апноэ и поддержка дыхания, согласованная с естественными дыхательными рефлексами, является очевидным, что устройство модуляции давления 110 может посылать аппарату СИПАП любые другие комбинации давлений. Также очевидно, что можно использовать любые другие критерии, помимо определенного в полом корпусе 10 давления P10, например ввод параметров пациента в устройство 100, регулирующее давление. Кроме модуляции, на основании результатов линия подачи давления L4a также может использовать базовую модуляцию, например периодическую комбинацию давлений, такую как комбинация давлений с синусоидальными колебаниями. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для управления подачей сжатого воздуха в аппарат СИПАП (1), содержащее следующее: средство (101) определения профиля давления (P10) в полом корпусе (10) аппарата СИПАП (1) и создания соответствующего сигнала давления (102); средство (103, 104, 105) оценки профиля давления и формирования сигнала управления модуляцией давления (106) на основании результата оценки; средство (110) модуляции давления для формирования, по существу, из постоянного потока сжатого воздуха (DS) модулированного потока сжатого воздуха (DSM) для подачи в аппарат СИПАП (1) на основании сигнала управления модуляцией давления (106),причем указанное средство (103, 104, 105) оценки профиля давления выполнено с возможностью определения фазы апноэ и в случае определения данной фазы передачи средству (110) модуляции давления сигнала управления модуляцией давления (106) для вызова импульса давления (I1) в модулированном потоке сжатого воздуха (DSM); определения того, является ли давление (P10), по существу, постоянным в течение предопределенного периода (t0) длительностью от 2 до 5 с; определения профиля давления, соответствующего естественным дыхательным рефлексам, и в случае определения данного профиля передачи средству (110) модуляции давления сигнала управления модуляцией давления (106) для вызова импульсов давления (I2, I3) в модулированном потоке сжатого воздуха (DSM), согласованных с естественным дыхательным рефлексом. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит средство (108) управления потоком сжатого воздуха (DS) в ответ на сигнал управления потоком (107), сформированный средством (103, 104,105) оценки профиля давления. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что средство (103, 104, 105) оценки профиля давления содержит средство хранения (105), в котором хранятся эталонные профили давления, и средство(103, 104, 105) оценки профиля давления выполнено с возможностью выполнения сравнения с эталонными профилями давления в ходе оценки. 4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что средство (108) управления потоком подключено к средству подачи воздуха (LV) и к средству подачи кислорода (OV) и выполнено с возможностью регулирования степени концентрации воздуха и кислорода. 5. Устройство по п.1, в котором определение начала естественных дыхательных рефлексов средством (103, 104, 105) оценки профиля давления определяется наличием предопределенного заднего фронта(FA2, FA3) в профиле давления (P10). 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый импульс давления (I1; I2, I3) является, по существу, прямоугольным. 7. Система СИПАП, содержащая устройство согласно одному из вышеперечисленных пунктов, и аппарат СИПАП (1), который содержит первое отверстие (20), расположенное в боковой стенке полого корпуса (10), для подачи модулированного потока сжатого воздуха (DSM) и для выведения потока выдыхаемого воздуха (В); соединительный элемент (30), выполненный с возможностью присоединения к полому корпусу (10) для соединения полого тела (10) с носовым креплением (100); расходное сопло (50) для направления модулированного потока воздуха (DSM) к первому отверстию (20); второе отверстие (O2), расположенное в боковой стенке полого корпуса (10), для присоединения средства (101) определения профиля давления. 8. Система по п.7, отличающаяся тем, что полый корпус (10), по существу, имеет форму полого цилиндра, на внешней поверхности которого расположено отверстие (20), при этом соединительный элемент (30) выполнен с возможностью присоединения с одной торцевой стороны (10 а) полого корпуса (10). 9. Система по п.7 или 8, отличающаяся тем, что второе отверстие (O2) расположено в боковой стенке полого корпуса (10), но не в стенке, содержащей первое отверстие (20). 10. Система по п.9, отличающаяся тем, что полый корпус (10), по существу, имеет форму полого цилиндра, при этом соединительный элемент (30) выполнен с возможностью присоединения с одной торцевой стороны (10 а) полого корпуса (10), с другой торцевой стороны (10b) полого корпуса (10) расположено второе отверстие и на внешней поверхности полого корпуса (10) расположено первое отверстие (20). 11. Система по п.10, в которой ко второму отверстию (O2), по существу, под прямым углом присоединена трубка (60) для соединения с линией измерения давления (DML).