專利名稱：一種用于患者呼吸的設(shè)備的制作方法
一種用于患者呼吸的設(shè)備本發(fā)明涉及一種用于患者人工呼吸、用于吸入的麻醉劑和用于給予吸入的治療性氣體的設(shè)備，所述設(shè)備設(shè)置有用于使呼吸氣體、麻醉性氣體或治療性氣體在管路系統(tǒng)中沿一個(gè)方向循環(huán)的裝置，用于根據(jù)某一人工呼吸模式改變所述管路系統(tǒng)中的壓力的裝置，以及用于測(cè)量氣體的流量和氣體的成分的裝置，同時(shí)所述管路系統(tǒng)設(shè)置有用于患者的連接裝置，還設(shè)置有用于各種呼吸氣體成分的供給器，以及設(shè)置有管路系統(tǒng)部，在管路系統(tǒng)部中設(shè)置有用于在管路系統(tǒng)中移除患者呼出的二氧化碳的吸附劑的設(shè)備。這種設(shè)備是眾所周知的。從醫(yī)學(xué)方面考慮，期望的是，保持或改變呼吸氣體中特定量的二氧化碳，使得二氧化碳量能夠更接近于身體期望值。這可以通過變化換氣(ventilation)甚至是變化人工呼吸來實(shí)現(xiàn)。然而，這會(huì)影響例如氧氣或其它氣體的攝入或釋放。這是不期望的。還公知的是要用二氧化碳豐富(enrich)吸入的氣體。還公知的是這樣的設(shè)備，在該設(shè)備中管路系統(tǒng)設(shè)置有具有閉合裝置的旁路管路，利用所述旁路管路能夠?qū)⒑粑鼩怏w完全地或部分地引出設(shè)置有吸附劑設(shè)備的管路系統(tǒng)部，因此以這種方式吸附劑設(shè)備會(huì)被完全或部分關(guān)閉(switchout)，使得由患者呼出的二氧化碳無法被去除或較少被去除。于是患者再次吸入被引導(dǎo)通過旁路管路的氣體(再呼吸)。類似上文，美國專利US-A 6 131 571描述了一種設(shè)備，其中，管路系統(tǒng)中設(shè)置有旁路管路，利用該旁路管路能夠?qū)⒑粑鼩怏w引出含有吸附劑設(shè)備的管路系統(tǒng)部。該公開描述了在旨在從管路系統(tǒng)中快速?zèng)_走麻醉劑蒸汽的情況下，打開旁路管路以將呼吸氣體引出吸附劑設(shè)備。這使能為患者能快速換氣而其體內(nèi)的二氧化碳濃度不會(huì)降低太多。該公知的設(shè)備不包括能夠根據(jù)在管路系統(tǒng)中對(duì)呼吸氣體中二氧化碳濃度的測(cè)量來控制旁路管路的打開和閉合的裝置。國際申請(qǐng)W0-A-9636385描述了一種設(shè)備，該設(shè)備中設(shè)置有用于分析氣體的裝置，基于該裝置，人們能夠操作旁路管路中的閥，利用旁路管路將呼吸氣體完全或部分引出設(shè)置有吸附劑設(shè)備的管路系統(tǒng)部。國際申請(qǐng)W0-A-9940961描述了一種設(shè)備，其中，在管路系統(tǒng)中設(shè)置有旁路管路，利用旁路管路將呼吸氣體完全或部分引出設(shè)置有吸附劑設(shè)備的管路系統(tǒng)部，同時(shí)旁路管路的完全或部分打開和閉合是由控制單元根據(jù)對(duì)管路系統(tǒng)中的呼吸氣體中二氧化碳濃度的測(cè)量來控制的。利用此公知的設(shè)備旨在保持血液中二氧化碳濃度處于特定水平，從而防止在麻醉結(jié)束和自發(fā)呼吸開始之間經(jīng)過較長時(shí)間。該公知的設(shè)備具有如下缺陷相對(duì)于體內(nèi)的變化來說使氣體中的二氧化碳濃度適應(yīng)期望水平是相當(dāng)緩慢的，也就是說，需要長于5分鐘，然而患者體內(nèi)的變化會(huì)在2分鐘之內(nèi)發(fā)生。因?yàn)榇耍圆荒軐?shí)現(xiàn)在患者人工呼吸運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)快速而準(zhǔn)確的控制呼吸氣體中的二氧化碳量(呼氣末CO2 (endtidal CO2);呼出氣CO2 (et CO2)),而這種控制是很重要的，例如在腦部手術(shù)的情況下。在腦部手術(shù)情況下，期望腦部中的PCO2保持恒定，腦部中的PCO2直接涉及血液中的PCO2，這反過來涉及呼氣末的二氧化碳的濃度。還期望的是，在這些操作干預(yù)期間保持供應(yīng)身體最適宜的氧氣。過度換氣可以是、期望的。然而，人們必須應(yīng)用再呼吸以維持呼氣末二氧化碳濃度處于某一水平。問題是，呼氣末二氧化碳濃度變化會(huì)快速發(fā)生(在幾分鐘之內(nèi))。在當(dāng)前的再呼吸系統(tǒng)中，響應(yīng)時(shí)間非常長，從數(shù)分鐘至超過30分鐘。因?yàn)榇?，所以該公知的控制方法不適合最佳臨床使用。本發(fā)明旨在克服公知設(shè)備的該缺陷，提供一種設(shè)備，利用該設(shè)備能夠進(jìn)行更準(zhǔn)確的控制呼吸氣體中的二氧化碳量。 為此，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特征在于，設(shè)置有控制單元，通過所述控制單元，根據(jù)對(duì)所述管路系統(tǒng)中的所述呼吸氣體中二氧化碳的濃度的一次或多次測(cè)量來對(duì)閉合裝置進(jìn)行操作，其中所述管路系統(tǒng)設(shè)置有循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的特征，循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘15L至120L之間。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步特征，循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘30L至60L之間。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步特征，循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量以如下方式適應(yīng)管路系統(tǒng)的容量即氣體的一次循環(huán)的持續(xù)時(shí)間最多為10秒，具體最多為5秒，具體最多為3秒。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步特征，一次循環(huán)的持續(xù)時(shí)間最多為2. 5秒。使用根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，能夠精確地保持患者體內(nèi)二氧化碳的濃度在期望水平。特別地，能夠立即掌握患者突然發(fā)生的生理變化，以確定通過吸附劑設(shè)備的流量和吸附劑設(shè)備外部的流量之間的比率，并且通過循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的快速混合使二氧化碳的濃度處于期望水平。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的更進(jìn)一步特征，在管路系統(tǒng)裝置中的至少兩個(gè)位置設(shè)置有用于測(cè)量氣體中的二氧化碳濃度的裝置。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的另一特征，用于測(cè)量所述氣體中的二氧化碳濃度的所述裝置之一設(shè)置得接近于所述患者連接處，具體地設(shè)置在患者嘴部處。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步特征，用于測(cè)量所述氣體中的二氧化碳濃度的所述裝置之一設(shè)置在所述管路系統(tǒng)的、與所述患者連接處之外的部分中。根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的進(jìn)一步特征，用于測(cè)量所述氣體中的二氧化碳濃度的所述裝置之一設(shè)置在所述管路系統(tǒng)的一部分中，從下游看時(shí)，所述一部分設(shè)置在用于使所述管路系統(tǒng)中壓力變化的所述裝置的后面。將參考實(shí)施例中的示例的附圖
來說明本發(fā)明的進(jìn)一步特征和特點(diǎn)。圖I示意性地顯示了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例的示例；圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實(shí)施例的另一示例的一部分。如圖I所示，設(shè)備I設(shè)置有用于使呼吸氣體在管路系統(tǒng)3中沿一個(gè)方向4循環(huán)的裝置，諸如循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)2 ;用于使管路系統(tǒng)3中的壓力根據(jù)某一人工呼吸模式變化以使患者6能呼吸的裝置5，例如薄膜或波紋管。還設(shè)置有用于確定患者吸入氣體和呼出氣體8的成分的裝置，諸如設(shè)備7。附圖中顯示了去除的原理。期望的是，已經(jīng)被去除的氣體能夠被引導(dǎo)回該系統(tǒng)。在吸入氣體和呼出氣體8中直接利用測(cè)量系統(tǒng)也是可行的。在該閉合的系統(tǒng)中，利用傳感器9能夠測(cè)量在自發(fā)呼吸期間以及在患者的呼吸期間或者在患者的呼吸支持的給定情況下，患者呼吸的容積和流量。設(shè)備10將氣體和麻醉劑蒸汽供給至系統(tǒng)。在圖示實(shí)施例的示例中，在管路系統(tǒng)3中，從呼吸氣體的循環(huán)方向4看，在循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)2的前面設(shè)置有管路系統(tǒng)部11，管路系統(tǒng)部11包括用于在管路系統(tǒng)中移除由患者呼出的二氧化碳的吸附劑設(shè)備12。管路系統(tǒng)3還連接至旁路管路13，旁路管路13平行于管路系統(tǒng)部11延伸，利用旁路管路13能夠?qū)⒑粑鼩怏w完全或部分引出包含吸附劑設(shè)備12的管路系統(tǒng)部11。在旁路管路13中設(shè)置有調(diào)節(jié)設(shè)備14，例如調(diào)節(jié)閥，利用調(diào)節(jié)設(shè)備14能夠調(diào)節(jié)通過旁路管路13的呼吸氣體的流量15的容積和通過吸附劑設(shè)備12的呼吸氣體的流量的容積之間的比率。這樣，能夠調(diào)節(jié)患者所吸入的已經(jīng)凈化了二氧化碳的氣體的程度，從而能夠調(diào)節(jié)體內(nèi)的二氧化碳量。在圖示實(shí)施例的示例中，在管路系統(tǒng)中的至少兩個(gè)位置處設(shè)置有用于測(cè)量氣體中的二氧化碳濃度的測(cè)量裝置，其中的一個(gè)測(cè)量設(shè)備7設(shè)置得接近患者6的嘴部，第二測(cè)量設(shè)備16設(shè)置在管路系統(tǒng)的一部分中，從氣流的方向4看，所述一部分位于薄膜或波紋管后面。利用控制單元，根據(jù)用測(cè)量設(shè)備7在患者嘴部處以及用測(cè)量設(shè)備16在管路系統(tǒng)中對(duì)呼吸氣體中的二氧化碳濃度的測(cè)量來操作調(diào)節(jié)閥14?；谶@些測(cè)量操作調(diào)節(jié)閥14，利用此，能夠調(diào)節(jié)通過旁路管路13的呼吸氣體的流量15和通過吸附劑設(shè)備12的呼吸氣體的流量之間的比率。通過此，能夠調(diào)節(jié)患者所吸入的未凈化了二氧化碳的氣體的程度，從而能夠 調(diào)節(jié)患者人工呼吸運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)呼吸氣體中的二氧化碳量，即呼出氣C02。呼吸中的呼吸末CO2的濃度的確定取決于血液循環(huán)。對(duì)于成人，血液一次循環(huán)的持續(xù)時(shí)間約為24秒；對(duì)于嬰兒約為9秒?？刂葡到y(tǒng)必須比人類快，此處假定對(duì)氣體中的二氧化碳濃度的顯著變化，氣體在管路系統(tǒng)中的一次循環(huán)所需要的時(shí)間長度將不得多于患者血液一次循環(huán)所用時(shí)間長度的三分之一。這樣，僅用于成人的系統(tǒng)必須保持低于24秒；用于嬰兒的系統(tǒng)必須保持低于3秒。指導(dǎo)原則是，氣體在管路系統(tǒng)中的一次循環(huán)不得多于3秒，優(yōu)選不得多于2. 5秒。在該示例性實(shí)施例中，管路系統(tǒng)的容積是2. 5L，而在管路系統(tǒng)中設(shè)置的循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容積在本實(shí)施例的這個(gè)示例中為每分鐘60L。這導(dǎo)致循環(huán)時(shí)間為2. 5L/60L/min=0. 042 分=2. 5 秒。將2. 5秒作為指導(dǎo)原則，例如在管路系統(tǒng)I的容積為I. 25L的情況下，需要應(yīng)用的循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘30L。在管路系統(tǒng)的容積為5L的情況下，需要應(yīng)用的循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘120L，以及在管路系統(tǒng)的容積為0. 625L的情況下，需要應(yīng)用的循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘15L。通過應(yīng)用了容量適應(yīng)回路的容積的循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)，可以引發(fā)或保持足夠快速的循環(huán)。通過這樣，可以實(shí)現(xiàn)混合快于患者的處理，使得能夠快速且準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)呼出氣C02。這對(duì)于適當(dāng)控制呼出氣C02是有必要的，例如通過這樣可以使在過渡呼吸期間的呼出氣C02保持在期望水平，盡管改變了對(duì)患者的處理。通過在嘴部以及進(jìn)一步在回路中分別利用測(cè)量設(shè)備7和16持續(xù)測(cè)量二氧化碳的濃度，能夠掌握這種快速調(diào)節(jié)的正確功能。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，具體地通過應(yīng)用循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)來提供足夠快的循環(huán)，并基于在管路系統(tǒng)中的至少兩個(gè)位置處的測(cè)量來控制通過旁路管路的氣流的容積和通過吸附劑設(shè)備的氣流的容積之間的比率，能夠適當(dāng)控制呼出氣C02，而無論過渡換氣的程度如何。從而，對(duì)于結(jié)合呼出氣C02的測(cè)量以及由于應(yīng)用循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)引起的系統(tǒng)的固有快速的再呼吸的程度，調(diào)節(jié)閥可以實(shí)現(xiàn)調(diào)整快于體內(nèi)處理的改變。在附圖未示出的示例性的實(shí)施例中，可選地，調(diào)節(jié)設(shè)備也能設(shè)置在管路系統(tǒng)部11中，與吸附劑設(shè)備12串聯(lián)。
在圖2顯不的不例性實(shí)施例中，罪近芳路管路13中的調(diào)節(jié)設(shè)備14，在管路系統(tǒng)部11中設(shè)置有另一調(diào)節(jié)設(shè)備17。根據(jù)本發(fā)明提供了這樣的設(shè)備，在該設(shè)備中，與吸附劑設(shè)備并聯(lián)有旁路管路，更確切地旁路設(shè)置有設(shè)置在通過吸附劑設(shè)備的流中的調(diào)節(jié)設(shè)備，或者設(shè)置在通過旁路的流中的調(diào)節(jié)設(shè)備，利用該調(diào)節(jié)設(shè)備，能夠調(diào)節(jié)患者再次吸入的二氧化碳(二氧化碳的再呼吸)，利用該調(diào)節(jié)設(shè)備，能夠?qū)⒒颊吆粑\(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)呼吸氣體中的二氧化碳量(呼出氣CO2;呼氣末CO2)調(diào)節(jié)至期望的生理水平，同時(shí)允許換氣變化。通過根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備，利用增加的換氣，能夠增加供給至患者的氣體或在給定的情況下增加供給至患者的蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)患者更快的內(nèi)洗。
進(jìn)一步利用增加的換氣，能夠增加供給至系統(tǒng)的氣體或在給定的情況下增加供給至系統(tǒng)的由患者釋放的蒸汽，從而實(shí)現(xiàn)患者更快的沖洗。
權(quán)利要求
1.ー種患者呼吸的設(shè)備，用于為患者吸入麻酔劑和給予治療性吸入氣體，所述設(shè)備具有 用于使呼吸氣體、麻醉性氣體或治療性氣體在管路系統(tǒng)中沿ー個(gè)方向循環(huán)的裝置； 用于根據(jù)呼吸模式而改變所述管路系統(tǒng)中的壓カ的裝置； 以及用于測(cè)量氣體的流量和氣體的成分的裝置； 所述管路系統(tǒng)還設(shè)置有用于患者的連接裝置； 用于各種氣體成分的供給器；以及 管路系統(tǒng)部，在所述管路系統(tǒng)部中設(shè)置有用于在所述管路系統(tǒng)中移除患者呼出的ニ氧化碳的吸附劑設(shè)備； 其中，所述管路系統(tǒng)進(jìn)ー步設(shè)置有具有閉合裝置的旁路管路，所述旁路管路將呼吸氣體完全地或部分地引出具有所述吸附劑設(shè)備的所述管路系統(tǒng)部； 其特征在于，設(shè)置有控制單元，所述閉合裝置通過所述控制單元對(duì)所述管路系統(tǒng)中的所述呼吸氣體中二氧化碳的濃度的一次或多次測(cè)量來進(jìn)行操作，其中所述管路系統(tǒng)設(shè)置有循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘15L至120L。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的設(shè)備，其特征在于，所述循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘30L至60L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的設(shè)備，其特征在于，所述循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量以如下方式適應(yīng)所述管路系統(tǒng)的容量所述氣體的一次循環(huán)的持續(xù)時(shí)間最多為10秒，具體最多為5秒，具體最多為3秒。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于，一次循環(huán)的持續(xù)時(shí)間最多為2.5秒。
6.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘60L，而所述管路系統(tǒng)的容積為2. 5し
7.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘30L，而所述管路系統(tǒng)的容積為I. 25し
8.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘120L，而所述管路系統(tǒng)的容積為5し
9.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在干，所述循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)的容量為每分鐘15L，而所述管路系統(tǒng)的容積為O. 625L。
10.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，在所述管路系統(tǒng)裝置中的至少兩個(gè)位置設(shè)置有用于測(cè)量所述氣體中的ニ氧化碳濃度的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，用于測(cè)量所述氣體中的ニ氧化碳濃度的所述裝置之一設(shè)置得接近與所述患者連接處。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備，其特征在于，用于測(cè)量所述氣體中的ニ氧化碳濃度的所述裝置之ー設(shè)置在所述管路系統(tǒng)的、與所述患者連接處之外的部分中。
13.根據(jù)權(quán)利要求10、11或12所述的設(shè)備，其特征在于，用于測(cè)量所述氣體中的ニ氧化碳濃度的所述裝置之ー設(shè)置在所述管路系統(tǒng)的一部分中，從下游看時(shí)，所述一部分設(shè)置在用于使所述管路系統(tǒng)中壓カ變化的所述裝置的后面。
14.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，設(shè)置有能夠調(diào)節(jié)通過所述旁路管路和通過所述吸附劑設(shè)備的氣流的容積之間的比率的裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述裝置由設(shè)置在所述旁路管路中的調(diào)節(jié)設(shè)備形成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其特征在于，所述裝置由設(shè)置在所述管路系統(tǒng)部或所述吸附劑設(shè)備中的調(diào)節(jié)設(shè)備形成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的設(shè)備，其特征在于，調(diào)節(jié)設(shè)備由調(diào)節(jié)閥形成。
18.根據(jù)前述任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)備，其特征在于，所述旁路管路與具有ニ氧化碳吸附劑設(shè)備并聯(lián)的所述管路系統(tǒng)部延伸。
全文摘要
一種用于患者呼吸的設(shè)備，其具有用于使氣體在管路系統(tǒng)中沿一個(gè)方向循環(huán)的裝置，用于各種氣體成分的供給器，以及設(shè)置有二氧化碳吸附劑設(shè)備的管路系統(tǒng)部，其中所述管路系統(tǒng)還設(shè)置有旁路管路，所述旁路管路將呼吸氣體引出具有所述吸附劑設(shè)備的所述管路系統(tǒng)部，所述設(shè)備的特征在于，設(shè)置有控制單元，利用所述控制單元，根據(jù)對(duì)所述管路系統(tǒng)中的所述呼吸氣體中二氧化碳的濃度的一次或多次測(cè)量來進(jìn)行閉合裝置的操作，其中所述管路系統(tǒng)設(shè)置有循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)。
文檔編號(hào)A61M16/01GK102695538SQ201080050992
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2010年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月7日
發(fā)明者巴特·韋斯特坎普, 皮爾特·鮑姆 申請(qǐng)人:奧克梅爾合作私人有限公司