Искусственный нос для пациента, которому сделана операция трахеотомии - RU2089228C1
Код документа: RU2089228C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к медицине, в частности к искусственному "носу" для пациента, которому сделана операция трахеотомии. В результате такой операции хирургическое отверстие соединяет трахею пациента с поверхностью его кожи.
Предлагаемый искусственный "нос" содержит ажурный корпус, удерживаемый на периферии упомянутого выше хирургического отверстия при помощи кольцевой опорной поверхности, прикрепленной к коже, гидрофильную фильтрующую массу, образующую одновременно теплообменник и осушитель-увлажнитель с попеременной циркуляцией тепла и влаги между выдыхаемым и вдыхаемым воздухом, причем между упомянутой выше фильтрующей массой и хирургическим отверстием располагается предохранительная сетка.
Поскольку у пациентов, которым сделана операция трахеотомии, вдыхаемый ими воздух поступает непосредственно в трахею, весьма важно, с точки зрения здоровья данного пациента и его дыхательного комфорта, чтобы этот вдыхаемый воздух имел ту же температуру и то же содержание влаги и пыли, которые этот вдыхаемый воздух имел бы в том случае, если бы он попадал в трахею после прохождения своего обычного маршрута, пролегающего через верхние дыхательные пути, образуемые ноздрями человеческого носа, носовой полостью, зевом и гортанью. Другими словами, это означает, что воздух, вдыхаемый пациентом и попадающий в данном конкретном случае непосредственно в трахею, должен иметь температуру порядка 32oC и влажность, близкую к насыщению при данной температуре воздуха. При этом вдыхаемый пациентом воздух должен быть очищен от основной массы содержащейся в нем пыли.
Заявленные выше особенности предлагаемого изобретения позволяют вплотную подойти к достижению упомянутых в предыдущих абзацах результатов. Само собой разумеется, что упомянутая выше фильтрующая масса задерживает основную часть взвешенной во вдыхаемом пациентом воздухе пыли. Пары воды, содержащиеся в выдыхаемом пациентом воздухе, который при температуре организма насыщен ими, конденсируются в упомянутой выше фильтрующей массе устройства в соответствии с изобретением. В результате этой конденсации подогретых паров воды фильтрующая масса нагревается до температуры тела пациента, соответствующей температуре выдыхаемого и насыщенного влагой воздуха. Вдыхаемый воздух, поступающий на вход устройства в соответствии с изобретением, имеет температуру окружающей среды и, проходя через это устройство, нагревается и увлажняется в контакте с упомянутой выше фильтрующей массой до соответствующей температуры и соответствующей влажности, отбирая тепло и влагу от нагретой и насыщенной сконденсированной влагой фильтрующей массы.
Однако известные на сегодняшний день устройства подобного типа [1,2] не обеспечивают достаточной надежности защиты от засорения пор упомянутой выше фильтрующей массы от изгоняемой из организма мокроты или слизистых масс, находящих выход наружу через трахею пациента при кашле или отхаркивании. Эти слизистые массы или мокрота, появляющиеся как следствие защиты организма от посторонних частиц типа пыли, микроорганизмов и отмирающих клеток, должны задерживаться сеткой, располагающейся между хирургическим отверстием и фильтрующей массой. Однако поток выдыхаемого пациентом воздуха стремится увлечь эти слизистые массы с наружной стороны сетки, где они располагаются, на ее внутреннюю сторону и разложить их на поверхности фильтрующей массы искусственного "носа", находящейся в контакте с внутренней поверхностью предохранительной сетки. Последующее высыхание этих слизистых масс приводит к образованию твердой корки, которая закупоривает фильтрующую массу. В этом случае искусственный "нос" приходится заменять на новый.
Главная цель изобретения состоит в том, чтобы усовершенствовать искусственный "нос" описанного выше типа и существенно отдалить или даже совсем исключить закупорку фильтрующей массы.
Для решения поставленной задачи предлагается искусственный "нос" для пациентов, которым сделана операция трахеотомии с хирургическим отверстием, выводящим канал трахеи на кожу, содержащий в ажурном корпусе, удерживаемом на краях хирургического отверстия при помощи кольцевой опорной поверхности, прикрепленной к коже, гидрофильную фильтрующую массу, образующую одновременно теплообменник и осушитель-увлажнитель с попеременной циркуляцией тепла и влаги между выдыхаемым и вдыхаемым воздухом. Для предохранения от загрязнения фильтрующей массы искусственного "носа" выделяемыми организмом пациента слизистыми массами между фильтрующей набивкой и хирургическим отверстием устанавливается специальная защитная сетка. Предлагаемый в соответствии с изобретением искусственный "нос" отличается тем, что упомянутая выше предохранительная сетка располагается в корпусе таким образом, что ее наружная и внутренняя поверхности отстоят друг от друга в их центральной активной части и повернуты соответственно в сторону фильтрующей набивки и в сторону хирургического отверстия, причем внутренняя или задняя поверхность этой сетки, обращенная к хирургическому отверстию, имеет калиброванные отверстия и отстоит от ее наружной или передней поверхности на такое расстояние, которое совместно с калибром отверстий задней поверхности обеспечивает практическую невозможность для основной части удаляемых из трахеи слизистых масс достичь фильтрующей набивки данного искусственного "носа".
Обнаружено, что реологические свойства слизистых выделений, их вязкость и поверхностное натяжение были такими, что после прилипания к сетке с соответствующими отверстиями, обеспечивающими задержание этих слизистых выделений, они были способны растягиваться и удлиняться в направлении потока выдыхаемого пациентом воздуха в достаточно большой степени, не отрываясь при этом от предохранительной сетки и не разрываясь. Степень удлинения остановленных сеткой слизистых масс зависела от размеров отверстий предохранительной сетки. Следовательно, применяя специальную предохранительную сетку, содержащую две поверхности, а именно, переднюю поверхность, контактирующую с фильтрующей набивкой, и заднюю поверхность, располагающуюся на пути удаляемых из трахеи слизистых выделений, и отдаляя друг от друга эти поверхности или эти два слоя предохранительной сетки на расстояние, превышающее возможное растягивание и удлинение слизистых масс под действием потока выдыхаемого пациентом воздуха, можно добиться того, чтобы слизистые выделения, задержанные наружной поверхностью предохранительной сетки, не достигали фильтрующей набивки данного устройства и не закупоривали ее.
В предпочтительном примере выполнения предлагаемого изобретения фильтрующая масса выполнена из вспененного полиуретана, удачно сочетающего в себе гидрофильную природу с легкостью придания необходимой формы, достаточной жесткостью, умеренной стоимостью и простотой очистки при загрязнении или закупоривании пор.
Опорная поверхность основания предлагаемого устройства в предпочтительном примере выполнения содержит гибкий ободок, окружающий передний кольцевой выступ, на который надевается дополнительная расточка корпуса. Такая конструкция позволяет обеспечить достаточно простой и удобный доступ к фильтрующей массе и к предохранительной сетке после отделения данного искусственного "носа" от зоны хирургического отверстия для замены фильтрующей массы и очистки предохранительной сетки.
Кроме того, этот периферийный кольцевой выступ опорной поверхности основания может содержать на своем краю кольцевое утолщение, которое входит в дополнительную канавку, выполненную в расточке корпуса.
Для обеспечения совпадения или примерной соосности искусственного "носа" в соответствии с изобретением и хирургического отверстия предпочтительно, чтобы основание содержало, кроме того, выступающую назад манжету на продолжении упомянутого выше кольцевого выступа, которую можно было бы вставить в хирургическое отверстие. Таким образом можно обеспечить точное центрирование расточки корпуса устройства на хирургическом отверстии, защищая при этом стенку этого отверстия от нежелательного контакта с задней поверхностью защитной сетки.
В предпочтительном примере выполнения предлагаемого устройства его основание снабжено двусторонней клейкой лентой, которую в случае необходимости можно заменять для обеспечения эффективного крепления основания на коже пациента, не заменяя все основание в целом.
Передняя поверхность сетки предпочтительно является плоской, тогда как ее задняя поверхность выгнута в виде купола и имеет квадратные ячейки. Такая форма сетки обеспечивает жесткость ее конструкции и простоту изготовления.
В соответствии с предпочтительным примером выполнения корпус предлагаемого устройства, имеющий кольцевую форму и сетчатое переднее дно, содержит кожух, накрывающий переднее дно параллельно и на некотором расстоянии от него, с боковыми отверстиями.
Таким образом, корпус сам по себе имеет весьма простую форму, удобную для очистки и образует своим передним сетчатым дном поверхность забора воздуха относительно большого размера, позволяющую, в частности, осуществлять распыление на эту поверхность лечебных аэрозолей. Однако кожух перекрывает это переднее дно, что позволяет исключить ситуацию, при которой несколько более высокий, чем следует, воротник одежды пациента мог бы герметично перекрыть сетчатое дно искусственного "носа".
Кроме того, упомянутый выше кожух может иметь боковую кромку, которая проходит до этого переднего дна по полуокружности, тогда как другая полуокружность открывается в плоскую поворачиваемую юбку. Такая конструкция позволяет, ориентируя упомянутую плоскую юбку вертикально вниз, принимать душ пациенту без опасности попадания воды на переднее дно корпуса. В этом случае кожух выполняет роль зонтика.
Упомянутый выше кожух может содержать также накрывающую корпус вокруг переднего дна камеру с клапанами, оборудованную клапаном вдоха, располагающимся между камерой и полостью, которая может быть прижата к грудной клетке пациента таким образом, чтобы иметь температуру, равную температуре тела пациента, и клапаном выдоха, открывающимся непосредственно в окружающую пациента атмосферу.
Таким образом, появляется возможность обеспечить предельно эффективный нагрев вдыхаемого пациентом воздуха без того, чтобы продолжение пути вдыхаемого воздуха было занято выдыхаемым воздухом, насыщенным углекислым газом и другими выдыхаемыми газообразными загрязнениями.
На Фиг.1 показан искусственный "нос" в соответствии с изобретением, вид сбоку в разрезе; на Фиг.2 искусственный "нос", снабженный повседневным чехлом или кожухом, вид спереди; на Фиг.3 то же, вид сбоку; на Фиг.4 - искусственный "нос" в соответствии с изобретением, снабженный защитным кожухом, предохраняющим от стекающих сверху вниз потоков жидкости: а вид спереди, б вид сбоку; на Фиг. 5 искусственный "нос" в соответствии с изобретением, снабженный специальным кожухом, предусмотренным для обеспечения усовершенствованного подогрева вдыхаемого пациентом воздуха, вид в поперечном разрезе.
В соответствии с выбранной формой практической реализации, предлагаемого изобретения, представленной на фиг.1 и 2, искусственный "нос" 1 состоит из основания круглой формы 10 из эластомера и корпуса 20 из жесткого материала, например, литого металла или полимера. Основание 10 содержит ободок 11 вокруг кольцевого выступа 12. Этот ободок 11 прикрепляется к коже пациента, которому сделана операция трахеотомии, в основании его шеи 2, вокруг хирургического отверстия 3, которое выводит трахею на кожу пациента. Ободок прикрепляется к коже при помощи двусторонней клеящей ленты 15, которая обеспечивает герметичное соединение.
Манжета 14 выступает на некоторое расстояние вокруг центрального отверстия ободка 11 как продолжение кольцевого выступа 12 и входит в хирургическое отверстие 3, обеспечивая центровку искусственного "носа" 1 относительно этого хирургического отверстия.
Если принять за систему отсчета ориентацию тела пациента, которому сделана операция трахеотомии, то кольцевой выступ 12 занимает переднее положение, а манжета 14 занимает заднее положение по отношению к ободку 11. В последующем тексте данного описания термины "передний" и "задний" будут использованы по отношению к ориентации тела пациента, являющегося носителем искусственного "носа" в соответствии с изобретением.
Кольцевой выступ 12 образован отрезком трубки. На своем переднем конце этот отрезок трубки снабжен кольцевым утолщением 13, выступающим наружу по периферии этого отрезка трубки.
Корпус 20, имеющий в целом форму диска, содержит трубчатую кромку 21, в расточке которой устроена дополнительная канавка 22 для утолщения 13 с тем, чтобы обеспечить возможность фиксировать съемным образом корпус 20 на основании 10. Передняя сторона корпуса 20 имеет круглое сетчатое окно 23, которое располагается на продолжении центрального отверстия основания 10 и затянуто сеткой 24.
В полость корпуса 20 уложена фильтрующая масса 40, отформованная в виде диска и состоящая из вспененного полиуретана с открытыми порами. Эта фильтрующая масса обладает выраженными гидрофильными свойствами.
Между фильтрующей массой 40 и выходом хирургического отверстия 3 располагается предохранительная сетка 30, предназначенная для задерживания выходящих из трахеи слизистых выделений. Эта сетка 30 содержит заднюю выпуклую поверхность 31 и переднюю плоскую поверхность 32, причем две эти поверхности соединены своими круглыми кромками в кольцо, которое упирается в переднюю поверхность центрального отверстия основания 10. Задняя выпуклая поверхность 31 и передняя поверхность 32 в данном случае образуют сетчатую конструкцию с квадратными ячейками, расположенными с шагом, примерно составляющим 4 мм.
Манжета 14 облегчает центрирование искусственного "носа" в хирургическом отверстии, кроме того, препятствует тому, чтобы задняя поверхность 31 предохранительной сетки 30 лежала непосредственно на краях хирургического отверстия 3, хотя выпуклость этой поверхности сетки входит в это отверстие.
В соответствии с известными физическими процессами фильтрующий диск 40, который охлажден окружающим воздухом до температуры, меньшей, чем температура выдыхаемого пациентом воздуха, вызывает конденсацию на себе части влаги, содержащейся в выдыхаемом воздухе, поскольку влажность этого воздуха достигает насыщения при температуре, которая имеет место в легких пациента. Основная часть сконденсировавшейся влаги остается в фильтрующей массе искусственного "носа" вследствие присущих ей гидрофильных свойств. Конденсация влаги из выдыхаемого воздуха приводит к повышению собственной температуры фильтрующей массы в результате высвобождения скрытой теплоты парообразования.
В процессе последующего вдоха пациента вдыхаемый воздух будет насыщаться влагой в результате испарения части влаги, задержанной при выдохе фильтрующей массой и нагреваться в контакте с той частью влаги, которая остается задержанной. После нескольких циклов вдоха-выдоха система переходит в установившийся режим в условиях, аналогичных тем, которые имеют место при естественном дыхании человека через верхние дыхательные пути.
Функция предохранительной сетки в соответствии с изобретением состоит в том, чтобы задерживать слизистые выделения, выводимые организмом из трахеи. Эти слизистые выделения, вырабатываемые организмом в результате естественной защитной реакции на воздействие частиц пыли, микроорганизмов, а также отмирающих и отделяющихся клеток, представляют собой желеобразную водную субстанцию, часто имеющую достаточно высокую вязкость и поверхностное натяжение, придающее этой субстанции консистенцию самостоятельных шариков или замкнутых образований.
Когда эти слизистые выделения входят в контакт с влажной фильтрующей массой 40, они имеют тенденцию размазываться по ней. Затем эти слизистые выделения подсыхают в контакте с вдыхаемым воздухом, которому они отдают влагу, являющуюся составной частью упомянутой выше желеобразной массы. И таким образом происходит закупорка фильтрующей массы искусственного "носа".
Однако в устройстве в соответствии с изобретением слизистые выделения относительно большого объема, которые являются основной причиной закупорки фильтрующей массы, встречают на своем пути заднюю выпуклую поверхность 31 предохранительной сетки 30 и прилипают к ней. Собственная вязкость и поверхностное натяжение этих слизистых выделений не позволяют им разбиваться на отдельные фрагменты под действием потока выдыхаемого пациентом воздуха. Увлекаемые этим потоком слизистые массы вытягиваются и удлиняются в направлении течения выдыхаемого воздуха, но остаются приклеенными к задней поверхности предохранительной сетки и располагаются в пространстве между задней поверхностью 31 и передней поверхностью 32 этой сетки, не достигая при этом фильтрующей массы 40.
С учетом изложенного выше понятно, что если ячейка на задней поверхности 31 сетки 30 сделана слишком маленькой, выходящие из трахеи слизистые выделения рано или поздно закупорят саму эту предохранительную сетку. И, наоборот, если ячейка предохранительной сетки слишком велика, то вероятность задержки ею упомянутых выше слизистых выделений становится недопустимо малой, и эта предохранительная сетка 30 теряет свою эффективность в смысле защиты фильтрующей массы от закупоривания подсохшими слизистыми выделениями.
Экспериментальным образом было установлено, что ячейка предохранительной сетки, имеющая квадратную форму со стороной примерно 4 мм при диаметре проволоки, из которой сплетена эта сетка, порядка 1 мм является наиболее подходящей.
Далее будет понятно, что плоская передняя сторона 32 предохранительной сетки 30 служит только для удержания на месте фильтрующей массы 40 с тем, чтобы она не провисала при дыхании пациента до соприкосновения с задней поверхностью 31 сетки.
Наличие двусторонней клейкой пленки 15, используемой для крепления искусственного "носа" в соответствии с изобретением к коже пациента вокруг хирургического отверстия и обладающей, разумеется, приемлемыми физиологическими параметрами, позволяет обеспечить возможность повторного использования этого искусственного "носа" после его снятия с тела пациента всего лишь в результате замены кольца двусторонней клеящей пленки 15, которая потеряла свои клеящие свойства после отделения данного искусственного "носа" от места его крепления. Сравнительно простая процедура снятия корпуса с основания искусственного "носа" в соответствии с изобретением позволяет, кроме того, легко выполнить замену изношенной или загрязненной фильтрующей массы 40, а также очистку сетки 30.
Отметим, что относительно большой размер отверстия или окна 23 позволяет использовать аэрозоль в лечебных целях, причем эти лечебные аэрозоли распыляются на фильтрующую массу 40 через сетку 24.
Однако в повседневной жизни фронтально открытое отверстие 23 представляет ряд недостатков, которые состоят, в частности, в том, что это отверстие не защищено от непосредственного контакта, например, с одеждой пациента, которая может перекрыть это отверстие и нарушить нормальные условия дыхания, а также в том, что выглядит это сетчатое отверстие на шее пациента не вполне эстетично.
На фиг. 3 представлен в несколько уменьшенном масштабе искусственный "нос" 1 в соответствии с изобретением, который снабжен кожухом 50, предусмотренным главным образом для того, чтобы исключить возможность перекрытия отверстия 23 в крышке 20 деталями одежды пациента. Этот кожух 50 состоит из кольца 51, которое может с усилием надвигаться на кромку 21 корпуса 20, фронтально расположенной пластины 52, имеющей такой же наружный диаметр, как и кольцо 51, и перемычек 53, соединяющих кольцо 51 и фронтальную пластину 52. Кроме выполнения функции защиты отверстия 23 корпуса от непосредственного контакта с элементами одежды пациента этот кожух 50 маскирует сетчатое отверстие и может иметь внешний вид, который смягчает впечатление о функциональном назначении корпуса данного устройства.
Кроме того, кожух 50 в соответствии с примером выполнения изобретения, представленным на фиг. 3, может быть использован пациентами, носящими специально имплантированное устройство для восстановления возможности говорить ртом. Функционирование такого устройства требует, чтобы хирургическое отверстие, выводящее трахею на кожу пациента, было временно перекрыто. С этой целью ход скольжения кольца 51 по окружности или кромке 21 корпуса 20 делается достаточным для того, чтобы фронтально расположенная пластина 52, в нормальном положении отстоящая на некоторое расстояние от плоскости отверстия 23, могла быть утоплена до соприкосновения с передним дном корпуса и позволяла тем самым обеспечить перекрытие воздушного потока через сетчатое отверстие 23.
На фиг.4 представлен предохранительный кожух другой конструкции, специально предусмотренный для защиты искусственного "носа" 1 от попадания в него струй воды, например, при приеме пациентом душа или при осуществлении им деятельности, связанной с возможностью попасть под непредвиденный "душ", как это бывает, например, на море. Такой кожух 60 надевается на трении на круглую кромку 21 корпуса 20 искусственного "носа" 1 при помощи фиксирующего кольца 61. На одной из полуокружностей фиксирующее кольцо 61 продолжается в переднем направлении кромкой 63, которая простирается вплоть до фронтально расположенной пластины 64. На другой полуокружности это кольцо 61 соединяется с пластиной 65, располагающейся параллельно фронтальной пластине 64. При этом пластины 64 и 65 соединяются по бокам между собой с тем, чтобы совместно образовать плоскую юбку 62.
При такой конструкции защитного кожуха ясно, что, направляя вниз отверстие плоской юбки 62 путем поворота кожуха вокруг кромки 21 корпуса 20, можно обеспечить защиту по типу зонтика воздушного отверстия искусственного "носа" 1, что позволяет пациенту принимать душ без риска опасного попадания воды в трахею и легкие, т.е. без риска утонуть под душем.
Еще одна конструкция кожуха искусственного "носа" в соответствии с изобретением, схематически представленная на фиг. 5, была разработана в стремлении улучшить условия подогрева вдыхаемого пациентом воздуха, в частности, при холодной погоде. Как видно на фиг.5, этот кожух 70 в целом состоит из двух удлиненных камер. Одна из этих камер, верхняя камера 72, содержит кольцевую кромку 71, которая с усилием на трении надевается на периферийную кромку 21 крышки или корпуса искусственного "носа" 1. Вторая камера 73 располагается ниже кольца 71 крепления кожуха к корпусу устройства. Камеры 72 и 73 имеют общую стенку, что позволяет им частично перекрывать друг друга.
В камере 72 установлен клапан 75, располагающийся напротив сетки 24 отверстия в корпусе искусственного "носа" и устроенный таким образом, что он открывается наружу, обеспечивая сообщение внутренней полости камеры 72 с атмосферой, в ответ на избыточное давление в этой камере, возникающее при выдохе пациента. При этом другой клапан 74, установленный в перегородке между камерами 72 и 73, закрывается, перекрывая сообщение между упомянутыми выше камерами. Этот клапан 74 выполнен таким образом, чтобы открываться из камеры 73 в камеру 72 в ответ на разрежение, возникающее в камере 72 при вдохе пациента.
Камера 73 выполняет функцию воздухопровода и имеет в своей нижней части, в стенке, примыкающей к телу пациента, воздухозаборное отверстие, защищенное выпуклой сеткой 76, которая после установки данного кожуха на искусственный "нос" будет упираться в грудную клетку пациента ниже хирургического отверстия.
Таким образом, вдыхаемый пациентом воздух будет забираться на его груди в непосредственной близости от кожи под одеждой. Затем этот воздух будет поступать в камеру 73, стенки которой также имеют температуру, практически равную температуре тела пациента. Далее после открытия клапана 74 воздух через камеру 72 поступит к входному отверстию искусственного "носа" 1.
В то же время выдыхаемый пациентом воздух будет удаляться из камеры 72 непосредственно в атмосферу через открывающийся на время выдоха клапан 75. Такая конструкция кожуха позволяет исключить, как это видно из сказанного выше и схемы кожуха на фиг.5, формирование в воздухопроводе 73, где воздух подогревается теплом тела пациента, мертвого объема отработанного выдыхаемого воздуха, насыщенного углекислым газом.
Разумеется, изобретение не ограничивается описанными выше примерами его выполнения, но охватывает все возможные примеры выполнения в рамках заявленной формулы изобретения.
Отметим, что предложенное устройство в соответствии с фиг.5 может быть приспособлено для дыхательных устройств с подачей воздуха по трубке, например, при погружении под воду с трубкой или воздушным баллоном.
Реферат
Изобретение относится к медицине, в частности к устройствам, используемым после трахеотомии. Сущность: устройство представляет искусственный "нос" и содержит корпус, удерживаемый на периферии хирургического отверстия при помощи кольцевого основания, снабженного двусторонней клеящей пленкой, и содержащий диск фильтрующей массы, обладающей гидрофильными свойствами и образующей одновременно теплообменник и осушитель-увлажнитель с попеременной циркуляцией тепла и влаги между выдыхаемым пациентом воздухом и воздухом, им вдыхаемым. Предохранительная сетка располагается между упомянутой фильтрующей массой и хирургическим отверстием и имеет плоскую переднюю поверхность, соприкасающуюся с фильтрующей массой, и заднюю выпуклую поверхность с калиброванными отверстиями или ячейками. Расстояние между задней поверхностью и передней поверхностью предохранительной сетки таково, что с учетом калибра упомянутых выше отверстий или ячеек слизистые выделения, удаляемые организмом из трахеи, не могут в основной своей массе достичь поверхности упомянутой выше фильтрующей массы предлагаемого искусственного "носа". 11 з.п. ф-лы, 5 ил.
