Метаболическая измерительная система с многофункциональным адаптером для дыхательных путей

Метаболическая измерительная система с многофункциональным адаптером для дыхательных путей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Заявление приоритета

В соответствии с положениями § 120/365 Раздела 35 Кодекса законов США, настоящая заявка является частичным продолжением патентной заявки США № 11/701187, поданной 1 февраля 2007 г., являющейся частичным продолжением патентной заявки США № 09/841451, поданной 24 апреля 2001 г., в настоящее время находящейся на рассмотрении и являющейся частичным продолжением следующего: (a) патентная заявка США № 09/092260, поданная 5 июня 1998 г., в настоящее время патент США № 6312389, являющаяся продолжением патентной заявки США № 08/680492, поданной 15 июля 1996 г., в настоящее время патент США № 5789660; (b) патентная заявка США № 09/128897, поданной 4 августа 1998 г., в настоящее время патент США № 6815211; и (c) патентная заявка США № 09/128918, поданная 4 августа 1998 г., в настоящее время патент США № 6325978.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к метаболической измерительной системе, использующей многофункциональный адаптер для дыхательных путей, которая контролирует количество кислорода (O₂) при дыхании человека, а также количество одного или более из: углекислого газа (CO₂), закиси азота (N₂O) или анестезирующего средства, отличного от закиси азота, в потоке воздуха при дыхании человека. Более конкретно, настоящее изобретение относится к метаболической измерительной системе, использующей интегрированный адаптер для дыхательных путей, способный контролировать фракции или концентрации газов, таких как O₂, в реальном времени или "от вдоха до вдоха" методом гашения люминесценции, а также контролировать одно или и то и другое из: потока воздуха при дыхании, и фракции или концентрации газов, таких как CO₂, N₂O и анестезирующие средства, с помощью методов поглощения инфракрасного излучения.

Уровень техники изобретения

A. Контроль дыхательной смеси

В уровне технике известны различные типы датчиков, сконфигурированных для сообщения с дыхательными путями пациента, чтобы контролировать такие вещества, как газы или пары, содержащиеся в дыхании пациента. Молекулярный кислород, углекислый газ и анестезирующие средства, в том числе, закись азота, относятся к веществам, которые могут быть обнаружены известными датчиками.

Как правило, датчики газа с боковым потоком используются во время хирургических процедур, чтобы указывать анестезиологу состояние пациента. Датчики дыхательной смеси могут также использоваться во множестве других медицинских процедур, таких как проверка с нагрузкой на сердце человека на бегущей дорожке, при других проверках для контроля физического состояния человека и т.п. Отбор пробы в боковом потоке требует использования линий отбора проб малого диаметра, чтобы отбирать газ из дыхательного контура для дистанционного анализа. Проблемы, связанные с отбором проб газа в боковом потоке хорошо известны и включают следующее:

a) засорение линии отбора проб из-за присутствия воды и секреций пациента;

b) введение переменной задержки, которая создает трудности для синхронизации при объединении результатов измерений потока и концентраций газов;

c) потеря достоверности сигнала в результате низкочастотной фильтрации; и

h) проблемы обращения с выбросами, которые могут содержать анестезирующие средства, кровь, секреции и т.д.

Использование датчиков, работающих в основном потоке, для контроля дыхательной и газонаркотической смесей имеет потенциальную возможность решения проблем, связанных с датчиками бокового потока, особенно при объединении сигналов газа и потока и/или давления.

B. Поглощение инфракрасного излучения

Поглощение инфракрасного излучения долгое время использовалось для обнаружения и контроля газов, таких как CO₂, N₂O и других анестезирующих средств, в дыхании пациента. В методах с использованием поглощения инфракрасного (IR) излучения инфракрасный свет на одной или более длинах волн и с известной интенсивностью направляется в поток респираторных газов. Длина волны или длины волн такого излучения выбираются на основе анализируемого газа или газов, каждый из которых поглощает излучение на одной или более конкретных длинах волн. Интенсивность излучения, проходящего через поток дыхательных смесей, которое обычно упоминается как "ослабленное излучение", измеряется и сравнивается с известной интенсивностью излучения, испускаемого в поток. Это сравнение интенсивностей обеспечивает информацию о величине излучения на каждой длине волны, которое поглощалось каждым проанализированным газом, что, в свою очередь, обеспечивает информацию о количестве (то есть, концентрации или фракции) этого газа в дыхании пациента.

Каждый из патентов США 4859858 (в дальнейшем упоминаемый как "патент 858") и 4859859 (в дальнейшем упоминаемый как "патент 859"), которые оба выданы на имя Knodle и др. 22 августа 1989, и патент США № 5153436 (в дальнейшем упоминаемый как "патент 436"), выданный на имя Apperson и др. 6 октября 1992 г, раскрывают устройства, которые содержат датчики поглощения инфракрасного излучения для измерения количества одного или более конкретных газов в дыхании пациента.

Как правило, инфракрасные датчики газа, такие как те, которые раскрыты в патентах "858", "859" и "436", содержат источник, излучающий инфракрасное излучение. Излучаемое инфракрасное излучение фокусируется в пучок с помощью зеркала. Пучок пропускается через пробу газов, подлежащих анализу. После прохождения через газы пучок инфракрасного излучения пропускается через фильтр. Фильтр отражает все излучение, за исключением излучения в узкой полосе, которая соответствует частоте поглощения интересующим газом. Это излучение в узкой полосе передается на детектор, создающий электрический выходной сигнал с величиной, пропорциональной величине интенсивности инфракрасного излучения, падающего на детектор. Поскольку интенсивность излучения, которое проходит через фильтр, уменьшается в степени, пропорциональной концентрации интересующего газа, величина сигнала, генерируемого детектором, обратно пропорциональна концентрации интересующего газа.

Датчики газа инфракрасного (IR) типа, которые конфигурируются для, по существу, одновременного измерения количества для более чем одного типа газа в дыхании пациента, также известны. Один такой датчик, раскрытый в патенте США № 5296706 (здесь далее "патент 706"), выданном на имя Braig и др. 22 марта 1994 г., содержит множество дискретных каналов для облегчения независимого обнаружения шести или более различных анестезирующих средств. Статья авторов Burte, E.P. и др. "Microsystems for measurement and dosage of volatile anesthetics and respirative gases in anesthetic equipment", MEMS 98 Proceedings., 11-ый ежегодный международный семинар по микроэлектромеханическим системам, стр. 510-514 (1998) (здесь далее "Статья Burte"), раскрывает, среди прочего, работающее в основном потоке устройство многоканального датчика, сконфигурированное для одновременного измерения количеств в комбинации газонаркотических газов в дыхании пациента.

Датчики газа инфракрасного типа обычно используют кювету для взятия пробы дыхания пациента через носовую канюлю или эндотрахеальную трубку и механический вентилятор. Кювета распределяет дыхательные смеси по конкретным путям прохождения и обеспечивает оптический путь прохождения между излучателем инфракрасного излучения и детектором инфракрасного излучения, каждый из которых может съемным образом присоединяться к кювете.

Типичная кювета прессуется из полимера или другого соответствующего материала и имеет проход, образующий путь прохождения потока для контролируемых газов. Оптический путь пересекает путь прохождения потока газов через окна в боковых стенах кюветы, расположенных на противоположных сторонах проточного прохода, позволяя пучку инфракрасного излучения проходить через кювету.

Окна обычно изготавливаются из сапфира благодаря благоприятным оптическим свойствам сапфира. Однако, сапфир - относительно дорогой материал. Поэтому эти кюветы почти всегда очищаются, стерилизуются и используются повторно. Очистка и стерилизация кюветы требует времени и создает неудобства, а повторное использование кюветы может создавать существенный риск загрязнения, особенно, если кювета ранее использовалась при контроле пациента, страдающего заразной и/или инфекционной болезнью.

Прилагались усилия по снижению стоимости кювет путем замены сапфировых окон на окна, изготавливаемые из различных полимеров. Одной из серьезных проблем, с которыми сталкиваются при замене в кювете сапфировых окон на окна из полимера, является установление и поддержание точной оптической длины пути через анализируемую пробу. Это связано с такими факторами, как отсутствие стабильности размеров полимерного материала, неспособность исключить неоднородности в окнах и отсутствие системы сохранения положения окон в точных местах вдоль оптической длины пути.

Окна кювет, которые изготовлены из полимеров, в том числе из полипропилена, могут ограничивать типы веществ, проходящих через адаптер для дыхательных путей, которые могут проверяться или измеряться с помощью методов инфракрасного излучения. Это происходит потому, что полимеры обычно содержат углеводороды, которые могут ограничивать проницаемость полимеров для прохождения излучения на некоторых инфракрасных и, возможно, других длинах волн, используемых для измерения количества некоторых веществ.

Патент США 5693944 (здесь далее "патент 944"), выданный Rich 21 декабря 1997 г., описывает кювету, способ ее использования и способ ее производства. Кювета и способы использования, раскрытые в патенте "944", устраняют проблемы, с которыми ранее сталкивались в попытках использовать полимеры вместо сапфировых окон. Патент "944" раскрывает процесс изготовления окон из эластичного гомополимера, такого как двуосно-ориентированный полипропилен с толщиной в диапазоне от 25 мкм до 125 мкм. Использование этого недорогого полипропиленового материала позволяет изготавливать одноразовые, уничтожаемые кюветы.

C. Гашение люминесценции и топливные элементы

Гашение люминесценции и топливные элементы являются методами, используемыми для измерения концентрации кислорода в газах. При использовании метода гашения люминесценции для измерения концентрации кислорода, способный к люминесценции материал возбуждается до уровня люминесценции. При воздействии на люминесцирующий материал газовой смеси, в том числе, кислорода, люминесценция гасится в зависимости от количества (то есть, концентрации или фракции) кислорода, воздействию которого подвергается способный к люминесценции материал, или количества кислорода в газовой смеси. Соответственно, степень снижения величины люминесценции или гашения люминесценции способного к люминесценции материала (то есть, количества света, испускаемого способным к люминесценции материалом) соответствует количеству кислорода в газовой смеси.

Обычно гашение люминесценции требует испускания возбуждающего излучения от источника в направлении способного к люминесценции материала с люминесцентным химическим составом, люминесценция которого может гаситься или которая специфична для одного или более типов газа (например, кислорода, углекислого газа, галотана и т.д.), подлежащего измерению. Возбуждающее излучение заставляет способный к люминесценции материал возбуждаться и испускать электромагнитное излучение с длиной волны, отличной от длины волны возбуждающего излучения. Присутствие одного или более интересующих газов гасит или снижает величину излучения, испускаемого способным к люминесценции материалом. Величина излучения, испускаемого способным к люминесценции материалом, измеряется детектором и сравнивается с величиной излучения, испускаемого способным к люминесценции материалом в отсутствие одного или более гасящих люминесценцию газов, чтобы облегчить определение количества одного или более воспринимаемых гасящих газов в дыхании пациента.

Типичный топливный элемент содержит золотой катод и свинцовый анод, окруженные электролитом. Мембрана защищает катод и анод. Газ, который должен контролироваться, диффундирует в элемент через мембрану. Кислород вызывает электрохимическую реакцию в топливном элементе. В результате, топливный элемент генерирует электрический ток, пропорциональный парциальному давлению кислорода в газе. Таким образом, величина тока, генерируемого топливным элементом, указывает концентрацию кислорода в анализируемом газе. Пример работающей в основном потоке системы газового контроля, использующей топливный элемент, раскрыт в патентной заявке США № 10/494273 (публикация № 2004/0267151), содержание которой введено сюда посредством ссылки.

Гашение люминесценции и топливные элементы использовались в различных применениях, в том числе, в методах диагностики. Использование гашения люминесценции или топливных элементов в работающих в основном потоке датчиках кислорода также было раскрыто. Тем не менее, эти работающие в основном потоке датчики не оборудованы для использования других методов контроля газов или при измерениях потока воздуха при дыхании, строго ограничивая функциональные возможности этих датчиков с гашением люминесценции и типа топливного элемента.

D. Контроль потока воздуха при дыхании

Измерение потока воздуха при дыхании во время назначения анестезии в среде интенсивной терапии и при контроле физического состояния спортсменов и других людей перед и во время курса тренировочных программ и медицинских проверок обеспечивает ценную информацию для оценки легочной функции и целостности дыхательного контура. Для создания расходомера, который удовлетворяет требованиям среды интенсивной терапии и реанимации, применялось много различных технологий. Использовавшимися подходами для измерения потока являлись:

a) Перепад давления - измерение падения давления или перепада на сопротивлении потоку (сопротивление потоку).

b) Вращения лопасти - подсчет количества оборотов лопасти, помещенной на пути прохождения потока.

c) Термоанемометр - измерение охлаждения нагретой проволоки за счет прохождения воздушного потока вокруг проволоки.

d) Ультразвуковое доплеровское смещение - измерение смещения частоты ультразвукового пучка при его прохождении через газовый поток.

e) Вихреобразование - подсчет количества вихрей, которые образуются по мере прохождения газа за поперечину, помещенную в поток газа.

f) Время прохождения - измерение времени прибытия импульса звука или теплоты, созданного перед датчиком, к датчику, помещенному дальше по течению.

Каждый из перечисленных выше подходов имеет различные преимущества и недостатки и превосходное обсуждение большинства этих вышеупомянутых устройств можно найти в работах W.J. Sullivan, G.M. Peters, P.L. Enright, M.D, "Pneumotachographs: Theory and Clinical Application", Respiratory Care, июль 1984 г., том 29-7, стр. 736-49 и C. Rader, "Pneumotachography, a Report for the Perkin-Elmer Corporation", представленных на конференции Калифорнийского Общества кардиопульмональных технологов в октябре 1982 г.

В настоящее время наиболее широко распространенным устройством, используемым для обнаружения потока воздуха при дыхании, является расходомер переменного перепада давления. Соотношение между потоком и падением давления на ограничителе или другом сопротивлении потоку зависит от конструкции сопротивления. Были предложены многочисленные различные конфигурации сопротивления. Цель многих из этих конфигураций состоит в достижении линейной зависимости между потоком и перепадом давления.

В некоторых расходомерах переменного перепада давления, которые, в целом, называют "пневмотахометрами", ограничение потока проектировалось так, чтобы создать линейную зависимость между потоком и перепадом давления. Такие конструкции содержат пневмотахометр Флейша, в котором ограничитель образован множеством малых трубок или мелким ситом для обеспечения ламинарного потока и линейной реакции на поток. Другой физической конструкцией является ограничитель потока, имеющий диафрагму, которая варьируется в зависимости от потока. Такое приспособление имеет эффект создания высокого сопротивления при слабых потоках и низкого сопротивления при сильных потоках. Среди других недостатков, пневмотахометр Флейша восприимчив к влажности и слизи, ухудшающим его рабочие характеристики, а расходомер с изменяемой диафрагмой подвержен усталости материала и изменчивости параметров в процессе производства.

Большинство общеизвестных датчиков расходомера переменного перепада давления предшествующего уровня техники страдали от недостатков, когда подвергались неидеальным режимам подачи потока газа, и дополнительно обладают внутренними проблемами конструкции в отношении их способности воспринимать перепад давления показательным, точным, повторяющимся образом, по существу, для динамического диапазона потока. Это особенно справедливо, когда датчик потока необходим для надежного и точного измерения низких скоростей потока, таких как скоростей потока воздуха при дыхании у младенцев.

Патент США 5379650 (здесь далее "патент 650"), выданный на имя Kofoed и др. 10 января 1995 г., преодолел подавляющее большинство проблем с помощью датчиков расходомера переменного перепада давления, при этом датчик имеет трубчатый корпус, содержащий диаметрально ориентированную, расширяющуюся в продольном направлении поперечину. Поперечина датчика потока, раскрытого в патенте "650", содержит первый и второй просветы с продольно разнесенными каналами нагнетания, которые открыты в соответствующие расположенные по оси выемки, сформированные на каждом конце поперечины.

Развитие контроля пациентов в последние несколько десятилетий показало, что одновременные измерения различных комбинаций скорости потока выдыхаемого газа, концентраций О₂, концентраций СО₂ и концентрации N₂O и различных других анестезирующих средств обеспечивают информацию, полезную при принятии решения относительно анестезии и терапии. Комбинируя результаты измерений потока, давления в дыхательных путях, CO₂ и O₂, можно вычислять удаление CO₂ (VCO₂) и потребление O₂ (VO₂), которые связаны с метаболическим состоянием человека. Также, эти результаты измерений могут обеспечивать графическое представление выдыхаемых концентраций O₂ или CO₂ в зависимости от выдыхаемого объема, которое обеспечивает информацию о газовом обмене в различных отсеках легких.

Хотя комбинированные адаптеры, содержащие как датчики потока, так и инфракрасные датчики CO₂, известны, в настоящее время необходима отдельная аппаратура для получения результатов измерений O₂ и результатов измерений потока воздуха при дыхании или CO₂ или N₂O и других анестезирующих средств. Разная аппаратура, которая необходима для одновременного получения комбинации сигналов дыхательного O₂, сигналов потока воздуха при дыхании, сигналов давления в дыхательных путях и сигналов, представляющих количества CO₂, N₂O или анестезирующего средства, может потребовать многочисленных компонент, если все такие компоненты были в наличии в конфигурации для работы в основном потоке. Такой "пакет" многочисленных датчиков в дыхательных путях пациента является громоздким и добавляет в дыхательный контур нежелательный объем (мертвое пространство) и сопротивление.

Было бы очень желательно иметь адаптер для дыхательных путей, объединяющий датчик с гашением люминесценции с инфракрасным датчиком газа или датчиком потока воздуха при дыхании или с обоими в конфигурации, которая удобна для использования и которая минимизирует отставание по фазе и внутреннее мертвое пространство комбинации.

Описание изобретения

Настоящее изобретение направлено на метаболическую измерительную систему, содержащую интегрированный адаптер для дыхательных путей для контроля в реальном времени "от вдоха до вдоха" количеств таких веществ, как O₂, CO₂, N₂O и анестезирующих средств в дыхании человека, которое содержит дыхательные смеси, а также другие вещества, вдыхаемые и выдыхаемые человеком. Адаптер для дыхательных путей, соответствующий настоящему изобретению, является компактным адаптером, объединяющим в себе, по меньшей мере, две функции в едином блоке, удовлетворяющем требованиям клинического контроля пациентов. Адаптер для дыхательных путей может содержать комбинацию различных типов компонентов для обнаружения веществ или комбинацию из одного или нескольких компонентов обнаружения веществ и компонента обнаружения потока воздуха при дыхании. По результатам этих измерений могут быть определены метаболические параметры, такие как потребление кислорода или поглощение кислорода, создание углекислого газа или выделение углекислого газа, дыхательный коэффициент (RQ), расход энергии в покое (REE) или любая комбинация таких результатов измерений.

В примере варианта осуществления настоящего изобретения, часть интегрированного адаптера для дыхательных путей, воспринимающая O₂, соответствующая настоящему изобретению, содержит топливный элемент или некоторое количество способного к люминесценции материала, люминесценция которого гасится под воздействием O₂, расположенного в сообщении с путем прохождения потока, по которому дыхательные смеси проходят через адаптер для дыхательных путей так, чтобы подвергнуться действию дыхательных смесей. Способный к люминесценции материал той части, которая воспринимает O₂, может содержаться в съемной, заменяемой части адаптера для дыхательных путей, чтобы облегчить повторное использование адаптера для дыхательных путей. Источник возбуждающего излучения может быть сконфигурирован для присоединения к адаптеру дыхательных путей, чтобы направлять излучение через окно адаптера для дыхательных путей на способный к люминесценции материал для возбуждения его до возникновения люминесценции или испускания излучения. Количество излучения, испускаемого возбужденным способным к люминесценции материалом, может измеряться детектором, который также может быть сконфигурирован для конструктивного объединения с адаптером для дыхательных путей и который обнаруживает испускаемое излучение, проходящее через окно адаптера для дыхательных путей.

Настоящее изобретение дополнительно предполагает, что интегрированный адаптер для дыхательных путей также содержит датчик потока. В одном варианте осуществления датчиком потока является пневмотахометр, содержащий два канала нагнетания, которые облегчают генерирование перепада давления на диафрагме пневмотахометра. Один из каналов нагнетания может содействовать контролю давления в дыхательных путях. Альтернативно, датчик потока может иметь больше двух каналов, при этом, по меньшей мере, один из каналов содействует измерению давления в дыхательных путях. Датчик потока воздуха при дыхании предпочтительно имеет возможность приспосабливания к большому разнообразию условий подачи газового потока без существенного увеличения объема системы или введения чрезмерного сопротивления потоку дыхания через интегрированный адаптер для дыхательных путей, соответствующий настоящему изобретению. Конструкция датчика потока воздуха при дыхании, соответствующего настоящему изобретению, может также, по существу, полностью не допускать попадания жидкостей в каналы нагнетания или в систему контроля датчика.

Датчик потока может содержать элемент сопротивления потоку (либо в виде поперечины или части для контроля концентрации газа), который создает нелинейный сигнал перепада давления. Чтобы получить адекватную точность при самых сильных и самых слабых потоках, может использоваться устройство аналого-цифрового преобразования (A/D) с очень высокой разрешающей способностью (например, 18-разрядное или 20-разрядное). Использование такого A/D-преобразователя с очень высокой разрешающей способностью позволяет цифровому процессору вычислять поток по измеренному перепаду давления, используя таблицу преобразования, характеризующую датчик. Такой метод исключает необходимость в усилителях с переменным усилением или многочисленных усилителях напряжения и регулируемых цепях смещения, которые иначе могли бы потребоваться при использовании A/D-преобразователя с более низкой разрешающей способностью (например, 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь).

Альтернативно или в дополнение к датчику потока, интегрированный адаптер для дыхательных путей на основе идей настоящего изобретения может содержать датчик газа, сконфигурированный для измерения количеств CO₂, N₂O или анестезирующих средств в дыхании человека. Как пример, адаптер для дыхательных путей может содержать датчик газа, использующий метод инфракрасного поглощения. Такой пример датчика газа может содержать камеру с парой расположенных напротив друг друга, по существу, выровненных по одной оси окон, расположенных по обе стороны пути прохождения потока через адаптер для дыхательных путей. Окна предпочтительно имеют высокий коэффициент пропускания для излучения, по меньшей мере, в промежуточной инфракрасной части электромагнитного спектра. Для точности инфракрасного датчика газа существенно важно, чтобы материал, используемый для окон, пропускал полезную часть инфракрасного излучения, падающего на него. Таким образом, материал окна должен обладать соответствующими оптическими свойствами. К предпочтительным материалам окна относятся, в частности, сапфир и двуосно-ориентированный полипропилен. Существенно важное выравнивание осей окон позволяет пучку инфракрасного излучения проходить от источника инфракрасного излучения в поперечном направлении через камеру и газ(ы), проходящие через камеру, на детектор инфракрасного излучения. Альтернативно, адаптер для дыхательных путей может содержать одно окно и отражающий элемент, такой как зеркало или отражающее покрытие. Эти элементы облегчают направление инфракрасного излучения в камеру и поперек нее и отражают инфракрасное излучение обратно и на выход из камеры к детектору. Сигналы от детектора способствуют определению количеств (то есть, концентраций или фракций) одного или более газов, таких как CO₂, N₂O и анестезирующих средств в дыхании, проходящем через камеру.

Интегрированный адаптер для дыхательных путей может быть многоразового или одноразового использования. Если адаптер для дыхательных путей разработан как одноразовый, окна поглощения инфракрасного излучения и окна, способствующие обнаружению гашения люминесценции, должны быть изготовлены из недорогого материала. Если адаптер для дыхательных путей разработан для многоразового использования, окна инфракрасного датчика газа могут сниматься с остальной части адаптера для дыхательных путей, чтобы облегчить очистку и стерилизацию окон многоразового использования. Альтернативно, во время чистки и стерилизации окна могут оставаться на адаптере для дыхательных путей. Если способный к люминесценции материал наносится на какую-либо часть одного или обоих окон, способный к люминесценции материал во время чистки может удаляться с окон и затем заменяться или, если способный к люминесценции материал сможет выдерживать процессы чистки и стерилизации, то такой способный к люминесценции материал может оставаться на окнах во время этих процессов.

Для изготовления адаптера для дыхательных путей, соответствующего настоящему изобретению, могут использоваться процессы литья под давлением. Консистенция изделия, которое может быть получено в процессе литья под давлением, обеспечивает высокую степень взаимозаменяемости, устраняя, тем самым, необходимость в процедуре калибровки, которая должна выполняться во время настройки или при замене одноразового адаптера.

Кроме того, интегрированный адаптер для дыхательных путей может содержать схему соединений конкретного инструмента, чтобы облегчить соответствующую сборку внешних компонентов (например, инфракрасного излучателя и детектора, детектора и источника гашения люминесценции и т.д.) с адаптером для дыхательных путей, а также, чтобы облегчить соответствующую сборку адаптера для дыхательных путей с дыхательными путями. Например, но не для ограничения объема настоящего изобретения, адаптер для дыхательных путей может содержать цветовое, оптическое кодирование, или другие подходящие типы кодирования, чтобы способствовать правильной сборке, или может быть сконфигурирован с возможностью предотвращения неправильной сборке.

Эти и другие задачи, признаки и характеристики настоящего изобретения, а также способы работы и функции соответствующих элементов конструкции и комбинации частей и экономии при изготовлении, станут более очевидны после рассмотрения последующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылкой на сопроводительные чертежи, каждый из которых составляет часть настоящего описания, на которых подобные ссылочные номера обозначают соответствующие части на различных фигурах. Должно быть совершенно понятно, однако, что чертежи служат только для цели иллюстрации и описания и не предназначены для определения ограничений изобретения. При использовании в настоящем описании и в формуле изобретения, единственное число подразумевает и множественное число, если контекст явно не указывает иное.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей первого предпочтительного варианта осуществления адаптера для дыхательных путей, соответствующего настоящему изобретению, в комбинации с корпусом преобразователя, в котором содержатся электронные устройства для определения дыхательной смеси и анестезирующих средств.

Фиг. 2 - вид сбоку в вертикальной проекции первого предпочтительного варианта осуществления адаптера для дыхательных путей, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 2A - вид сверху в вертикальной проекции первого предпочтительного варианта осуществления адаптера для дыхательных путей, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 3 - вид сбоку в вертикальном разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 2 со стороны плоскости 3-3.

Фиг. 4 - вид сбоку в вертикальном разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 2.

Фиг. 5 - вид в разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 4 со стороны плоскости 5-5, проходящей в боковом направлении поперек оси адаптера для дыхательных путей, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 6 - другой вид в разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 2 и 4, со стороны плоскости 6-6, показанной на фиг. 4, и схематично показывающий преобразователь, соединенный с ним.

Фиг. 7 - представление в поперечном сечении адаптера для дыхательных путей, содержащего одиночное окно, через которое может быть произведено измерение по гашению люминесценции одного или более веществ, и пару противоположных окон, через которые может быть произведено измерение по инфракрасному излучению одного или более веществ.

Фиг. 8 - представление в поперечном сечении адаптера для дыхательных путей, содержащего одиночное окно, через которое может быть произведено измерение одного или более веществ по гашению люминесценции, и другое одиночное окно и соответствующую оптику, через которые может быть произведено измерение одного или более веществ по инфракрасному излучению.

Фиг. 9 и 11 - виды в поперечном сечении альтернативных вариантов осуществления адаптеров для дыхательных путей и преобразователей в соответствии с настоящим изобретением, которые содержат пары противоположных окон, через которые могут быть произведены измерения одного или более веществ как по гашению люминесценции, так и по инфракрасному излучению.

Фиг. 10 и 12 - частичные виды вариантов осуществления окон адаптеров для дыхательных путей для адаптеров для дыхательных путей, показанных на фиг. 9 и 11, соответственно;

Фиг. 13 - представление в поперечном сечении адаптера для дыхательных путей, содержащего одиночное окно, через которое могут быть произведены измерения как по инфракрасному излучению, так и по гашению люминесценции.

Фиг. 14 - поперечное сечение вдоль линии 14-14, показанной на фиг. 13, также показывающая преобразователь в сборе с адаптером для дыхательных путей.

Фиг. 15 - вид сбоку в вертикальной проекции второго предпочтительного варианта осуществления адаптера для дыхательных путей, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 16 - вид сбоку в вертикальной проекции третьего предпочтительного варианта осуществления адаптера для дыхательных путей, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 17 - вид сбоку в вертикальном разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 16.

Фиг. 18 - вид снизу адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 16.

Фиг. 19 - вид сбоку в вертикальной проекции для четвертого предпочтительного варианта осуществления адаптера для дыхательных путей, соответствующего настоящему изобретению.

Фиг. 20 - вид сбоку в вертикальном разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 19.

Фиг. 21 - вид сбоку в вертикальной проекции адаптера для дыхательных путей вдоль линий 21-21, показанных на фиг. 19.

Фиг. 22 - вид сбоку в вертикальной проекции адаптера для дыхательных путей вдоль линий 22-22, показанных на фиг. 19.

Фиг. 23 - вид в разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 19, со стороны плоскости 23-23.

Фиг. 24 - вид в разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 19, со стороны плоскости 24-24.

Фиг. 25 - вид в разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 19, со стороны плоскости 25-25.

Фиг. 26 - вид в разрезе адаптера для дыхательных путей, показанного на фиг. 19, со стороны плоскости 26-26.

Фиг. 27 - схематическое представление первого варианта осуществления метаболической измерительной системы, соответствующей принципам настоящего изобретения.

Фиг. 28 - схематическое представление второго варианта осуществления метаболической измерительной системы, соответствующей принципам настоящего изобретения.

Фиг. 29 - схематическое представление третьего варианта осуществления метаболической измерительной системы, соответствующей принципам настоящего изобретения.

Фиг. 30 - схематическое представление четвертого варианта осуществления метаболической измерительной системы, соответствующей принципам настоящего изобретения.

Фиг. 31 - схематическое представление пятого варианта осуществления метаболической измерительной системы, соответствующей принципам настоящего изобретения.

Фиг. 32 - схематическое представление адаптера для дыхательных путей, объединенного с системой измерения потока.

Подробное описание примеров вариантов осуществления

На фиг. 1-5 показан пример адаптера 20 для дыхательных путей, воплощающего идеи настоящего изобретения. Адаптер 20 для дыхательных путей предпочтительно является единым, изготовленным способом литья под давлением пластмассовым элементом, позволяющим обеспечить низкие производственные затраты и утилизацию датчика после одноразового использования, с отдельным корпусом 22 преобразователя, содержащим инфракрасный излучатель 252, инфракрасный детектор 254, источник 256 возбуждающего излучения люминесценции и детектор 258 люминесценции (фиг. 6). Однако эта конфигурация не является обязательной. Как показано на чертежах, адаптер 20 для дыхательных путей обычно имеет центральную секцию 32 в форме параллелепипеда, расположенную между и выровненную по оси с первой и второй трубчатыми частями 24 и 26, где путь 34 прохождения потока проходит насквозь через адаптер 20 для дыхательных путей.

Показанный на чертежах адаптер 20 для дыхательных путей предназначен для соединения с дыхательным контуром, который сообщается с дыхательными путями пациента. Адаптер 20 для дыхательных путей может присоединяться между устройством вентиляции пациента и трубопроводом механического вентилятора. Например, первая трубчатая часть 24 адаптера 20 для дыхательных путей может быть присоединена к эндотрахеальной трубке, вставленной в трахею пациента, в то время как вторая трубчатая часть 26 адаптера 20 для дыха