[发明专利]物理肺模型、肺模拟器、模拟肺力学的方法和用途

说明书

所提出和描述的是物理肺模型、肺模拟器、模拟肺力学的方法和用途，具体地，用于培训和教学的物理肺模型，其包括：‑肺隔室，所述肺隔室由以下界定：‑可扩大和可减小的活塞，所述活塞用于扩大和减小所述肺隔室的容量，‑盖子，所述盖子密封所述活塞的第一端部，以及‑支撑体，所述支撑体承载所述活塞，其中所述活塞的第二端部密封地附接到所述支撑体；并且包括：‑气道，所述气道从所述肺隔室引导到气道开口。本发明保留了对创建现实的、高保真度的和完全沉浸的培训体验必要的特征；使高保真度模拟培训在所有的医院以合理的成本可用；减小高保真度肺模拟器的尺寸以装配到人类（特别是新生儿）尺寸的人体模型内；避免非自然的信号噪声。

技术领域

本发明涉及一种用于教学和培训以提升患者安全和护理质量的肺模拟器。这种肺模拟器包括物理肺模型。具体地，本发明涉及一种用于培训和教学的物理肺模型，其包括：

- 肺隔室，所述肺隔室由以下界定：

- 可扩大和可减小的活塞，所述活塞用于扩大和减小所述肺隔室的容量，

- 盖子，所述盖子密封所述活塞的第一端部，以及

- 支撑体，所述支撑体承载所述活塞，其中所述活塞的第二端部密封地附接到所述支撑体；并且包括：

- 气道，所述气道从所述肺隔室引导到气道开口。

背景技术

“医疗过失——在美国的第三主要死亡原因”（英国医学杂志BMJ 2016;353:i2139）。该可怕的情形在由美国医学研究所的第一次警示报告之后持续多于十年。当今医院特点为增加的成本压力、更病弱的患者和整体减少的职员。此外，人员变动，特别在重症护理医学领域，促成当今临床医师所面临的挑战的增加。诸如复杂的机械通气机的先进技术是可用的，然而，由于让人生畏的复杂性，它们的潜力常常保持仍未被开发。此外，没有多少时间来学习机械通气机的细节，并且如果有时间，就可在稳定的患者上方便地做培训。由初学的使用者在患者上探究现代机械通气机的潜在地挽救生命和有益的微调能力是接近于不可能的。因而，这些益处在临床实践中保持仍未使用。此外，在罕见的和威胁生命的情形中的适当的通气机设定不能在稳定的患者中实践——并且因此当它们发生时仍然存在要被解决的威胁，其具有不能够预测的后果。因此当机械通气机的能力能够在既逼真又可负担的肺模拟器上被探究时，对临床医师和患者同样都具有重大的益处。

当今许多简单的机械肺是以合理的成本可用的，以探究机械通气机的基本的功能。一个这种设计在US 4,430,893中被公开，并且包括袋子的集合，其由弹簧压缩并且通过气动阻抗器（resistor）连接到共用气道。虽然这些简单的机械肺是可负担的并且广泛可用的，但它们缺乏许多对培训和教学逼真情形而言必要的特征。

已知的是，如果完全沉浸的话，换句话说，如果模拟器表现得如真实的患者，那么模拟培训是最好的。由于这个原因，具有尽可能接近于生理学（physiological）真实性的模拟器是有利的。由于这个原因，逼真的模拟器有利地具有至少下述能力：通过解剖学上正确的气道的进入（access），实际的空气和氧气混合物的使用，真实患者的形状和尺寸，能够被通气或自主呼吸或其组合，显示血氧不足和呼吸困难的征象，以及用貌似真实的压力、容量（volume）和气体成分作出响应。例如，如果患者被提供有一些形式的呼吸支持，支持的等级（level）将会被映射在患者的氧合作用上。简单的机械肺，例如在US 4,430,893中被公开的那种，远达不到所述的需求。

由于这个原因，最近开发了所谓的高保真度模拟器，并且其如在例如US 5,975,748或US 6,921,267中所公开的。这些模拟器中的一些允许部分的模拟（METI、Laerdal、ASL5000、US 5,975,748）并且仅与操作者组合工作，所述操作者改变响应于治疗的生理学变量中的一些。一些模拟器能够做出实际的治疗响应，例如US 2014/0099621。无论能力怎样，这些高保真度肺模拟器一致地使用昂贵的技术，并且由于经济原因，广泛的使用受到限制。因此，它们在教学和培训以及特别是在护理质量的提高上的影响是远低于最佳的。