Circuito respiratório para aparelhos de anestesia e aparelho de anestesia

  • Número do pedido da patente:
  • BR 10 2012 028313 1 A2
  • Data do depósito:
  • 05/11/2012
  • Data da publicação:
  • 22/10/2013
Inventores:
  • Classificação:
  • A61M 16/01
    Dispositivos para influenciar o sistema respirat?rio de pacientes por meio de tratamento a g?s, p. ex. respira??o boca a boca; Tubos para a traqueia; / especialmente adaptado para anestesia;
    ;
    A61M 16/08
    Dispositivos para influenciar o sistema respirat?rio de pacientes por meio de tratamento a g?s, p. ex. respira??o boca a boca; Tubos para a traqueia; / Foles; Tubos de conex?o;
    ;

CIRCUITO RESPIRATÓRIO PARA APARELHOS DE ANESTESIA E APARELHO DE ANESTESIA. A presente invenção refere-se a um circuito de anestesia, utilizado em aparelhos de anestesia inalatória, que não possui pontos de estagnação de gases, visto que utiliza uma turbina (18) e uma válvula controladora de pressão (14), em adição a um duto longo (19) de fluxo laminar em contato com o ar externo.

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Documento

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "CIRCUITO RESPIRATÓRIO PARA APARELHOS DE ANESTESIA E APARELHO DE ANESTESIA".

A presente invenção refere-se a um circuito de anestesia, utilizado em aparelhos de anestesia inalatória, que não possui pontos de estagnação de gases, visto que utiliza uma turbina e uma válvula controladora de pressão, em adição a um reservatório de tubo longo em contato com o ar externo.

Descrição do Estado da Técnica

Em diversos tipos de cirurgia, o paciente deve ser curarizado, para evitar contrações musculares que podem dificultar ou causar acidentes durante a operação. Deste modo, na medicina moderna, é indispensável o uso de circuitos respiratórios em aparelhos de anestesia, pois estes possibilitam a respiração de pacientes anestesiados com paralisação total dos músculos, e, portanto, sem controle de seu sistema respiratório.

Os aparelhos de anestesia geralmente compreendem uma parte denominada seção de fluxo contínuo e outra parte denominada de circuito respiratório. A seção de fluxo contínuo é o trecho do circuito em que gases, geralmente oxigênio, óxido nitroso ou ar, são dosados e misturados, e posteriormente conduzidos ao vaporizador calibrado, onde o anestésico é adicionado, formando assim um fluxo de gás fresco. Já o circuito respiratório é o local em que o ciclo respiratório do paciente é gerado.

Deste modo, seção de fluxo contínuo compreende, geralmente, rotâmetros e um vaporizador de anestésico, enquanto o circuito respiratório compreende, geralmente, uma válvula inspiratória conectada a um ramo ins-piratório, uma válvula expiratória conectada a um ramo expiratório, uma peça em Y em contato com o ramo inspiratório e o ramo expiatório, bem como com o sistema respiratório do paciente, uma chave comutadora ba-lão/ventilador, um balão, um filtro de cal sodada, uma válvula de limite de pressão, uma campânula compreendendo um fole movimentado por um ventilador externo.

Assim, o fluxo do gás é intermitente, de forma que o paciente

deve inspirar uma mistura de gases anestésicos com oxigênio, e expirar uma mistura de oxigênio residual, anestésico residual em adição ao gás carbônico produzido em seus pulmões.

No inicio do processo de anestesia, o paciente é induzido ao es-5 tado de anestesia, geralmente de forma manual, com a chave comutadora balão/ventilador na posição "balão". Este processo é denominado de indução, em que o médico anestesista bombeia a mistura de gases por meio do balão, com uma concentração alta de anestésico (podendo chegar a 8% vo-lumétrico), até que o paciente esteja inconsciente. Após desacordar o paci-10 ente, a concentração de anestésico é reduzida a um nível de manutenção do plano anestésico (geralmente para cerca de 2%, dependendo do paciente e do agente anestésico), e a respiração controlada por aparelhos é iniciada, ao se modificar a posição da chave comutadora balão/ventilador para a posição "ventilador".

15    Durante o processo de respiração controlada, o gás expirado pe

lo paciente deve ser filtrado para a retirada do gás carbônico, e ao restante da mistura de gases deve ser adicionado o gás fresco, repondo o oxigênio consumido pela respiração do paciente, para posteriormente ser reenviada ao pulmão do paciente, aproveitando-se assim de gases anestésicos e oxi-20 gênio residual da respiração.

Assim, os sistemas de anestesia convencionais geralmente utilizam um circuito cíclico de respiração, denominado de circuito respiratório circular com reinalação, em que o gás carbônico da mistura de gases que está dentro do circuito é retirado por meio do filtro de cal sodada, e o restan-25 te da mistura de gases é recirculado.

Neste circuito, o gás expirado pelo paciente é direcionado para dentro do fole, que é um elemento passivo, montado dentro da campânula. Durante a expiração uma mistura de gases sai dos pulmões do paciente, o fole se infla (sobe) com a entrada do gás expirado. Durante a inspiração uma 30 mistura renovada de gases insufla os pulmões do paciente, ao se injetar um gás de propulsão para dentro da campânula, por fora do fole, por meio do ventilador externo, consequentemente desinflando o fole (impulsionando o

gás do interior do fole para baixo) e formando um fluxo da mistura de gases, que passa pelo filtro de cal sodada, onde o gás carbônico é absorvido, e é então direcionado ao paciente. Por este motivo, nestes sistemas é necessária a presença de um ventilador externo, que gera o gás de propulsão para 5 impulsionar o fole.

A patente norte-americana US 5,673,688, por exemplo, descreve um circuito respiratório de anestesia convencional conforme descrito, que ainda monitora a concentração do dióxido de carbono (C02) para controlar o fluxo de gás fresco por realimentação, de modo que a mistura de gases que 10 é enviada aos pulmões do paciente seja isenta de C02.

Outro tipo de aparelho de anestesia utiliza, no lugar da campâ-nula e fole, um sistema de cilindro e pistão, que possui um êmbolo acoplado a um fuso e um motor (atuador linear). Este sistema gera o ciclo respiratório, utilizando a eletricidade como fonte de energia para a movimentação do mo-15 tor. Deste modo, este sistema não compreende um ventilador externo, pois o ciclo respiratório é gerado pelo pistão.

Já a patente norte-americana US 4,989,597 descreve um circuito respiratório em que, no lugar do fole e campânula utiliza um sistema de transmissão de pressão, denominado pelo inventor de trocador, feito de tubo 20 corrugado, entre o ventilador externo e os gases do circuito de anestesia, evitando a diluição dos gases anestésicos. Este sistema, porém, não elimina a necessidade de um ventilador externo.

A grande desvantagem dos aparelhos de anestesia descritos é a imensa quantidade de elementos utilizados, como, por exemplo, campânu-25 Ias, foles e ventilador externo. Adicionalmente, estes dispositivos são complexos e necessitam de extrema precisão, possuindo um elevado custo de fabricação, que encarece demasiadamente o preço final dos aparelhos de anestesia.

Ainda, como não há um fluxo contínuo de gases em todos os e-30 lementos envolvidos (só o fole, por exemplo, compreende geralmente 2 litros de volume), o volume dos gases anestésicos estagnado no circuito é grande, e há uma grande demora na renovação da mistura do gás anestésico no

circuito. Por exemplo, quando o anestesista altera a concentração de anestésico no vaporizador, os pontos de estagnação do gás devido à presença de grandes volumes residuais do fole, como; balão reservatório ou da camisa do pistão, esta alteração não ocorre de imediato nos gases inspirados pelo paciente. Nestes pontos de estagnação, o gás fresco entra, mistura por difusão com o gás parado no interior dos volumes residuais, e uma nova mistura de gases sai, na mesma quantidade da mistura que entrou, porém, com a composição muito semelhante à mistura antiga do interior do volume estagnado, mantendo nos pontos de estagnação, assim, uma mistura muito semelhante à mistura antiga. Deste modo, a renovação da composição nos pontos de estagnação do gás é realizada ciclo a ciclo, de forma extremamente lenta, inclusive retardando o momento em que o paciente deve ser acordado. Matematicamente, é previsto que, o tempo de equalização da concentração antiga com a concentração nova é infinito, ou seja, mesmo que o anestesia modifique a concentração da mistura de gases, a concentração de gases nestes elementos nunca será a concentração modificada e, portanto, a mistura será continuamente modificada pelo sistema que a controla.

A importância de se eliminar todos os pontos de estagnação do circuito deriva da possibilidade e necessidade de se realizar a renovação do conteúdo interno do circuito de anestesia em um único ciclo respiratório, para que, ocorrendo qualquer mudança na composição da mistura de gases, o paciente receba de imediato a nova composição. Em uma anestesia geral inalatória, a concentração elevada de anestésico, que geralmente é usada na indução, não pode permanecer alta por um tempo muito longo, da ordem de alguns minutos, pois pode causar danos irreversíveis ao cérebro do paciente ou mesmo levar a óbito.

Por outro lado uma diminuição da concentração de anestésico pode causar a superficialização da anestesia, que normalmente é detectada pelo aumento da pressão arterial e da frequência cardíaca, sendo sinais de estresse causado pela dor sentida pelo paciente, que pode trazer consequências irreversíveis como distúrbios neurológicos pós-cirúrgicos, que se

manifestam de diversas maneiras. A diminuição da concentração de anestésico no circuito, portanto, é desejável, porém uma superficialização da anestesia deve ser corrigida o mais rápido possível, dado o primeiro sinal de estresse. No estado da técnica, porém, tal correção é realizada aumentando a 5 concentração de anestésico do gás fresco no vaporizador, contudo o resultado só é apreciado após um longo período de estabilização do novo patamar.

Uma tentativa de solução deste problema é a patente norte-americana US 6,216,600, que descreve um aparelho de anestesia que com-10 preende um monitor de concentração de agente anestésico, localizado no ramo inspiratório, para atuar na concentração do vaporizador, alterando a concentração do anestésico no gás fresco para valores muito elevados, tentando atingir rapidamente o novo patamar. Esta é uma forma de melhorar o tempo de resposta do ajuste da concentração, porém necessita de um moni-15 tor de agente anestésico, de custo elevado. Adicionalmente, a alteração da concentração de anestésico no vaporizador acima do necessário pode ultrapassar o ponto ideal e entrar em uma oscilação, que é uma operação bastante arriscada, onde a confiabilidade do sistema é crítica.

Por fim, outra grande desvantagem dos aparelhos de anestesia 20 descritos é a falta de controle exato da pressão residual no pulmão, ou seja, a falta de controle da pressão positiva ao fim da expiração (positive end-expiratory pressure - PEEP), causada pela necessidade de uma válvula de escape de excesso de gases anestésicos, que é aberta pela ação da pressão residual no circuito. Esta pressão deve ser controlada de modo exato, 25 para que o paciente não apresente quadro de retenção de gás carbônico durante uma cirurgia longa.

Sendo assim, não existe no estado da técnica um circuito de respiração para aparelhos de anestesia simples, com poucos elementos construtivos, de baixo custo de produção e manutenção, e que compreenda 30 ainda uma fácil troca de gases, permitindo um maior controle da concentração dos gases, bem como o controle exato da pressão pulmonar residual. Objetivos da invenção

Um primeiro objetivo da presente invenção é prover um circuito de respiração para aparelhos de anestesia que possua poucos elementos construtivos, diminuindo os custos de produção e manutenção.

É outro objetivo da presente invenção prover um circuito de res-5 piração para aparelhos de anestesia que compreenda um fluxo contínuo sem pontos de estagnação em toda trajetória do circuito, permitindo um maior controle da concentração dos gases.

Por fim, é um terceiro objetivo da presente invenção a melhoria no controle da pressão residual no pulmão dos pacientes anestesiados.

10 Breve Descrição da Invenção

Os objetivos são alcançados por meio de um Aparelho de anestesia compreendendo ao menos um rotâmetro, conectado a um vaporizador de anestésico, que é conectado a elementos de contato com um sistema respiratório de um paciente. Os elementos de contato com o sistema respira-15 tório são conectados a uma chave comutadora, que por sua vez é conectada a um balão conectado a um filtro de gás carbônico. Este filtro de gás carbônico é, ainda, conectado ao vaporizador de anestésico. O aparelho de anestesia compreende, ainda, uma turbina conectada ao filtro de gás carbônico, ao balão e a um reservatório de tubo longo, que é conectado a chave comu-20 tadora. O aparelho de anestesia de acordo com a presente invenção é configurado de modo a criar um fluxo de uma mistura de gases em direção ao sistema respiratório do paciente.

Outro modo de concretização da presente invenção que alcança os objetivos determinados é um circuito respiratório para um aparelho de 25 anestesia compreendendo elementos de contato com um sistema respiratório de um paciente, e compreendendo ainda uma turbina, conectada a um reservatório de tubo longo. O circuito respiratório é configurado de modo a criar um fluxo de uma mistura de gases em direção ao sistema respiratório do paciente.

30 Descrição Resumida dos Desenhos

A presente invenção será descrita a seguir em maiores detalhes, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

Figura 1 - é uma representação dos aparelhos de anestesia do estado da técnica;

Figura 2 - é uma representação de uma construção preferencial da presente invenção, apresentando o ciclo de inspiração na fase de indu-5 ção;

Figura 3 - é uma representação de uma construção preferencial da presente invenção, apresentando o ciclo de expiração na fase de indução;

Figura 4 - é uma representação de uma construção preferencial 10 da presente invenção, apresentando o ciclo de inspiração na fase de respiração controlada por aparelhos; e

Figura 5 - é uma representação de uma construção preferencial da presente invenção, apresentando o ciclo de expiração na fase de respiração controlada por aparelhos.

15 Descrição Detalhada das Figuras

A figura 1 apresenta uma representação dos aparelhos de anestesia do estado da técnica. Como previamente explanado, os aparelhos de anestesia do estado da técnica compreendem uma parte denominada seção de fluxo continuo e outra parte denominada de circuito respiratório.

20    Como pode ser visto na figura 1, no sistema convencional, na

seção de fluxo contínuo os gases, preferencialmente oxido nitroso e oxigênio ou ar e oxigênio, são dosados por rotâmetros 1 que permitem o ajuste e a medição da vazão de cada um dos gases, mais o vaporizador de anestésico 2, que adiciona o anestésico vaporizado à mistura.

25    A seção do circuito respiratório compreende tubos ou dutos que

interligam uma campânula 13 compreendendo um fole 12, um filtro de cal sodada 11, e elementos de contato com o sistema respiratório de um paciente, que são, preferencialmente, uma válvula inspiratória 3 conectada a um ramo inspiratório 4, uma válvula expiratória 7 conectada a um ramo expirató-30 rio 6 e uma peça em Y 5 em contato com o ramo inspiratório 4, o ramo expiatório 6 e o sistema respiratório do paciente. Adicionalmente, a seção do circuito respiratório compreende um ventilador externo 14, configurado para

gerar os ciclos inspiratórios e expiratórios que impulsionam o fole 12 ao inserir ar na campânula 13.

A seção de circuito respiratório compreende, ainda, um sistema manual de respiração, que possui um balão 10, uma válvula de limite de 5 pressão 9 e uma chave comutadora 8, também denominada de chave ba-lão/ventilador.

Durante o funcionamento, a mistura de gases passa pelo vaporizador 7, que pode ser um simples evaporador de anestésicos que vaporiza uma quantidade pré-determinada de líquido para a quantidade de gases, de 10 modo a fornecer ao circuito respiratório a concentração exata de anestésico, ajustada pelo anestesista, em forma de um fluxo de uma mistura de gases, ou fluxo de gases frescos 23.