專利名稱：呼吸管路壓力控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及與通氣有關(guān)的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，該呼吸管路壓力控制系統(tǒng)控制呼吸管路的氣道線路中的壓力，呼吸管路壓力控制系統(tǒng)包括流控制元件、電磁致動(dòng)器和呼吸機(jī)控制單元，流控制元件用于控制氣道線路中的流動(dòng)阻力，電磁致動(dòng)器用于產(chǎn)生作用在流控制元件上的力，呼吸機(jī)控制單元控制電磁致動(dòng)器以產(chǎn)生作用在流控制元件上的力。
背景技術(shù)：
吸入麻醉輸送機(jī)械在麻醉期間提供病人的機(jī)械通氣和手動(dòng)通氣兩者的手段。典型的手動(dòng)通氣裝置包括通過(guò)麻醉輸送系統(tǒng)呼吸管路連接至病人氣道的彈性袋囊，使得臨床醫(yī)生擠壓袋囊能夠手動(dòng)地增加氣道壓力，并且從而使氣體流從呼吸管路進(jìn)入病人氣道。盡管對(duì)操作期間的大部分時(shí)間而言，自動(dòng)機(jī)械通氣被用于病人呼吸，1)在麻醉操作的開(kāi)始和結(jié)束，手動(dòng)通氣被用作進(jìn)出機(jī)械通氣狀態(tài)的過(guò)渡階段，且2)在檢查病人狀況的情況期間，或在萬(wàn)一機(jī)械通氣輸送有問(wèn)題而使用手動(dòng)通氣作為后備選項(xiàng)的情況期間，臨床醫(yī)生也會(huì)偶爾從機(jī)械通氣切換至手動(dòng)通氣。在手動(dòng)通氣期間，氣道壓力限制(APL)裝置常被用來(lái)調(diào)節(jié)最大的氣道壓力水平。 APL裝置是在用戶設(shè)定的壓力水平下打開(kāi)而避免在病人氣道處的過(guò)大壓力水平的壓力釋放閥。傳統(tǒng)的APL閥構(gòu)造是機(jī)械式彈簧加載閥，用戶可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)影響閥彈簧力的機(jī)械式轉(zhuǎn)盤(pán)而調(diào)節(jié)。手動(dòng)通氣裝置具有如下特征機(jī)械式APL能夠在無(wú)電功率的情況下操作，并且因此為電子機(jī)械通氣故障提供后備手段，但從用戶觀點(diǎn)來(lái)看，使用APL具有例如以下的缺點(diǎn)缺乏對(duì)實(shí)際有多少氣體流至病人的敏感度，當(dāng)要求頻繁調(diào)節(jié)APL時(shí)，因此占用了臨床醫(yī)生的其他人力，機(jī)械式APL閥包括更多有待于周期性清潔和維護(hù)的零件，機(jī)械式APL是昂貴的，增加了系統(tǒng)成本，機(jī)械式APL限制了麻醉機(jī)械設(shè)計(jì)，因?yàn)锳PL必須駐留在麻醉機(jī)械氣動(dòng)回路中且在那里具有其自身的機(jī)械式用戶接口。本公開(kāi)呈現(xiàn)了可避免以上限制的用于APL操作的電子裝置。

發(fā)明內(nèi)容
通過(guò)閱讀和理解以下說(shuō)明書(shū)將懂得本文解決了機(jī)械式APL的短處、缺點(diǎn)和問(wèn)題。在一個(gè)實(shí)施例中，與通氣有關(guān)的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)控制在呼吸器管路的氣道線路中的壓力，呼吸管路壓力控制系統(tǒng)包括流控制元件、電磁致動(dòng)器以及呼吸機(jī)控制單元，流控制元件用于控制氣道線路中的流動(dòng)阻力，電磁致動(dòng)器用于產(chǎn)生作用在流控制元件上的力，呼吸機(jī)控制單元控制電磁致動(dòng)器以產(chǎn)生作用在流控制元件上的力。呼吸管路壓力控制系統(tǒng)還包括另一個(gè)電子控制系統(tǒng)以及選擇器開(kāi)關(guān)，該另一個(gè)電子控制系統(tǒng)控制電磁致動(dòng)器以產(chǎn)生作用在流控制元件上的力，選擇器開(kāi)關(guān)用于選擇被布置成控制電磁致動(dòng)器的該另一個(gè)電子控制系統(tǒng)，且將呼吸機(jī)控制單元從控制電磁致動(dòng)器斷開(kāi)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)包括機(jī)械式通氣系統(tǒng)和手動(dòng)通氣系統(tǒng)，而另一個(gè)電子控制系統(tǒng)已經(jīng)布置成當(dāng)使用手動(dòng)通氣系統(tǒng)時(shí)使用。機(jī)械式通氣系統(tǒng)還可能包括麻醉輸送機(jī)械。以上所述的實(shí)施例呈現(xiàn)了具有備用動(dòng)力的電裝置，其使用呼吸機(jī)呼氣閥以提供與傳統(tǒng)的麻醉機(jī)械的機(jī)械式APL功能相當(dāng)?shù)腁PL (氣道壓力限制)功能，從而允許輸送手動(dòng)通氣，既作為無(wú)需單獨(dú)的機(jī)械A(chǔ)PL控制閥的一般麻醉裝置的主要APL機(jī)構(gòu)，又作為新穎的電控手動(dòng)通氣在機(jī)械呼吸機(jī)或呼吸機(jī)動(dòng)力供應(yīng)突然失效情況下的備用機(jī)構(gòu)。


圖1示意性顯示了典型的通氣裝置，其使得能夠?qū)Σ∪诉M(jìn)行機(jī)械式通氣和手動(dòng)通氣。圖2示意性地顯示了基于呼吸機(jī)控制的電磁致動(dòng)器的典型的現(xiàn)有技術(shù)的呼氣閥裝置，以及圖3示意性地顯示了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。零部件列表1呼吸機(jī)
2呼氣閥
3彈性袋囊
4手動(dòng)/機(jī)械式通氣閥
5機(jī)械式APL控制閥
6病人通氣管路
7病人
8至病人通氣管路的新鮮氣體流
9流控制元件
10電磁致動(dòng)器
11病人氣道線路
12->14、16另一個(gè)電子控制系統(tǒng)
13選擇器開(kāi)關(guān)旋鈕
15壓力刻度
17單繞組
18從系統(tǒng)掃出的氣體
19呼氣閥線圈致動(dòng)器
20用戶接口
21呼吸機(jī)控制單元
22在病人氣道線路中的呼出氣體;
23在流控制元件后的呼出流
24選擇器開(kāi)關(guān)
25主要線圈
26次要線圈
具體實(shí)施例方式圖1示意性顯示了使得能夠進(jìn)行病人的機(jī)械式通氣和手動(dòng)通氣的現(xiàn)有技術(shù)的通氣裝置。標(biāo)號(hào)1顯示了包括呼吸機(jī)控制單元21的呼吸機(jī)。標(biāo)號(hào)2顯示了包括呼吸機(jī)控制致動(dòng)器的呼氣閥。標(biāo)號(hào)3顯示了用于手動(dòng)通氣的彈性袋囊，而標(biāo)號(hào)4顯示了手動(dòng)/機(jī)械式通氣閥，即通過(guò)該閥可以選擇手動(dòng)模式或機(jī)械操作通氣。標(biāo)號(hào)5顯示了機(jī)械式APL控制閥， 其在手動(dòng)通氣期間被用來(lái)調(diào)節(jié)最大的壓力水平，從而避免病人氣道中的過(guò)大壓力水平。圖1中的標(biāo)號(hào)6顯示了病人管路，標(biāo)號(hào)7顯示了病人。箭頭8示意性地顯示了新鮮氣體至病人管路的流。標(biāo)號(hào)18示意性顯示了從系統(tǒng)掃出的氣體。此處必須理解圖1，圖1顯示了病人通氣的基本操作原理，即機(jī)械式通氣且其控制由呼吸機(jī)1執(zhí)行，而手動(dòng)通氣通過(guò)使用彈性袋囊3而被手動(dòng)地執(zhí)行。如上所述，在手動(dòng)通氣期間，呼吸管路壓力由機(jī)械式APL控制閥控制。在此重要的是理解的是兩個(gè)閥，即被用于機(jī)械式通氣模式中的閥2，以及被用于手動(dòng)通氣模式中的閥5。帶有機(jī)械式APL閥5的手動(dòng)通氣也為電子機(jī)械失效提供了后備手段。大致參考圖1，用語(yǔ)呼吸機(jī)必須在此被寬泛解釋，即呼吸機(jī)還可包括麻醉輸送機(jī)械等。以上詳細(xì)所述的內(nèi)容(即建設(shè)性細(xì)節(jié)和操作)對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的， 裝置的細(xì)節(jié)因而未在此處詳細(xì)論述。典型地，電子呼吸機(jī)通過(guò)使用由流控制元件9組成的呼氣閥2控制病人氣道壓力和來(lái)自病人的肺的呼氣流，流控制元件9例如是限流膜，其例如由比方說(shuō)線圈17 (即如在圖 2中示意性顯示的電磁線圈或音圈)的電磁致動(dòng)器10致動(dòng)。在圖2中，標(biāo)號(hào)11顯示了病人氣道線路(即呼出線路)，而圖2中的箭頭22顯示了病人氣道線路11中的呼出氣體流。 呼吸機(jī)以標(biāo)號(hào)1示意性地在圖2中顯示。呼吸機(jī)1包括控制電磁致動(dòng)器10的呼吸機(jī)控制單元21，以在呼吸機(jī)管道線路中維持希望的壓力。對(duì)于該控制，呼吸機(jī)控制單元可利用測(cè)量呼吸管路壓力的壓力傳感器。如上所述，圖2示意性顯示了基于呼吸機(jī)控制的電磁致動(dòng)器的呼氣閥。該電磁致動(dòng)器10對(duì)流控制元件9施加力，流控制元件9例如是呼氣閥膜，其移動(dòng)而在自由流動(dòng)和完全封閉位置之間輪換病人氣道線路11中的流動(dòng)阻力。箭頭23顯示了在流控制元件9之后的呼出流。如果呼吸機(jī)控制單元21失效，取決于失效模式，在呼氣閥致動(dòng)器中的線圈17可被去激勵(lì)或固定不動(dòng)，從而或是導(dǎo)致病人氣道線路壓力的釋放，或是鎖定至固定的壓力限制水平。在呼吸機(jī)中，呼氣閥被用作用于在手動(dòng)通氣期間維持或調(diào)節(jié)病人氣道壓力水平的裝置，呼吸機(jī)控制的失效還導(dǎo)致失敗的手動(dòng)后備通氣。這是為何機(jī)械式APL閥如先前所述被用作電子機(jī)械通氣失效的后備手段的其中一個(gè)理由。以下詳細(xì)描述的新的實(shí)施例介紹了獨(dú)立的電子APL控制裝置，其在被致動(dòng)時(shí)從呼吸機(jī)接管呼氣閥的控制，且將用戶可調(diào)的電流直接供應(yīng)至呼氣閥致動(dòng)器線圈中。用戶能夠通過(guò)合適的控制裝置控制致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，且當(dāng)用戶控制的電驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換成至流控制元件的對(duì)應(yīng)的力時(shí)，用戶能夠以與傳統(tǒng)的機(jī)械式APL閥相似的方式使用該控制裝置作為設(shè)定氣道壓力限制水平的手段。這導(dǎo)致了機(jī)械式APL閥的消除，但仍然為呼吸機(jī)控制單元上的技術(shù)失效提供了后備。該新的實(shí)施例還提供了無(wú)需機(jī)械式APL閥而以安全方式使用手動(dòng)通氣的可能性。該裝置因而在與現(xiàn)有技術(shù)的裝置比較時(shí)變得更便宜。以上所指的新的實(shí)施例在圖3中示意性地顯示。圖3顯示了引入備選的APL控制模式能力的裝置。圖3顯示了與圖2中類(lèi)似的電磁致動(dòng)器10和呼氣閥2，但圖3的實(shí)施例具有用于電磁致動(dòng)器10的另一個(gè)(即另外的)電子控制12、14、16，如果呼吸機(jī)控制單元 21失效，則其允許控制呼出流和呼吸機(jī)管道線路壓力。當(dāng)另一個(gè)或另外的電子控制系統(tǒng)12、14、16被連接以控制致動(dòng)器(例如通過(guò)使用被連接以致動(dòng)選擇器開(kāi)關(guān)M的選擇器開(kāi)關(guān)旋鈕12)時(shí)，該呼吸機(jī)控制單元21與致動(dòng)器斷開(kāi)，而用戶可調(diào)控制(例如另一個(gè)電子控制系統(tǒng)的調(diào)整旋鈕14)驅(qū)動(dòng)呼氣閥線圈致動(dòng)器19， 替代提供獨(dú)立于呼吸機(jī)電子器件的用戶可調(diào)的APL控制。圖3顯示了單獨(dú)的選擇器開(kāi)關(guān)旋鈕13和調(diào)整旋鈕14，但這些能夠被合理地結(jié)合到相同的旋鈕中。所有類(lèi)型的控制旋鈕均可被合理地使用。能夠使用用于用戶接口 20的備選的實(shí)施方式，或者能夠通過(guò)自動(dòng)呼吸機(jī)失效檢測(cè)邏輯激活A(yù)PL控制模式。為了該目的，選擇器開(kāi)關(guān)M必須具有電子可達(dá)控制機(jī)構(gòu)。獨(dú)立于呼吸機(jī)1功能而使用呼氣閥用于APL操作的能力由另一個(gè)電子控制系統(tǒng) 12、14、16布置，如在圖3中所示。在呼吸機(jī)功能因任何原因的損失(例如，呼吸機(jī)自身的失效或呼吸機(jī)功率源的損失)的情況下，可通過(guò)用戶轉(zhuǎn)動(dòng)或移動(dòng)選擇器開(kāi)關(guān)M的選擇器開(kāi)關(guān)旋鈕13，或是備選地或另外地通過(guò)激活電流控制的APL模式的自動(dòng)安全機(jī)構(gòu)來(lái)激活電流控制的APL模式。由于由電磁致動(dòng)器10向流控制元件9施加的力取決于線圈電流，用戶可控的電流源(即連接至呼氣閥的調(diào)整旋鈕14)能夠提供對(duì)應(yīng)于傳統(tǒng)的彈簧加載的機(jī)械式APL閥裝置的APL操作。在由電磁致動(dòng)器10向流控制元件施加的力和線圈電流之間的相依性例如可以是線性的。然而非常可能使用任何其他合適的相依性。為協(xié)助用戶設(shè)定合適的APL水平，對(duì)應(yīng)于APL控制器位置的壓力刻度15可或者作為校準(zhǔn)刻度而繪制在控制旋鈕14附近(如果其被使用)，或者繪制在顯示了對(duì)應(yīng)于被供給至閥線圈中的電流的壓力讀數(shù)的電控制的顯示器上。電控制的顯示器例如可以是數(shù)字控制的顯示器、模擬指示器或任何其他合適的裝置。為了在由于系統(tǒng)主要?jiǎng)恿υ吹膿p失而喪失呼吸機(jī)功能性的情況下允許使用所述的APL控制模式，呈現(xiàn)的另一個(gè)電流控制系統(tǒng)12、14、16應(yīng)該允許從此類(lèi)獨(dú)立的后備動(dòng)力源 16獲取其動(dòng)力，后備動(dòng)力源16即使在主要?jiǎng)恿κУ膱?chǎng)合下仍然可用。該獨(dú)立的動(dòng)力源可例如是專用電池或系統(tǒng)后備電池。盡管呼吸機(jī)失效最有可能是因?yàn)槌撕魵忾y致動(dòng)器線圈構(gòu)件本身失效以外的其他原因，但呼氣閥致動(dòng)器線圈也并非不可能例如通過(guò)燃燒(即因?yàn)榫€圈材料失效或意想不到的電流過(guò)載的熔斷)而失效。該問(wèn)題可通過(guò)使用具有代替圖2中所示的單繞組17的雙線圈繞組25、26的致動(dòng)器而被減輕。在此類(lèi)裝置中，呼吸機(jī)可通過(guò)將電流提供至主要的線圈繞組中來(lái)控制呼氣閥致動(dòng)器，且在呼吸機(jī)或第一線圈繞組失效的情況下，所呈現(xiàn)的控制系統(tǒng)能夠?qū)⑵淇刂齐娏鲬?yīng)用至即使在主要線圈25熔斷的情況下也工作的第二線圈繞組沈中。本書(shū)面描述使用實(shí)例公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳模式，且使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制作使用任何裝置或系統(tǒng)且執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明可被授予專利的范圍由權(quán)利要求書(shū)限定，且可包括由本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其他示例。如果此類(lèi)其他示例具有與權(quán)利要求書(shū)的書(shū)面語(yǔ)言并非不同的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求書(shū)的書(shū)面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)不同的等同結(jié)構(gòu)元件，則它們意圖落在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種與通氣有關(guān)的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其控制所述呼吸管路的氣道線路中的壓力，所述呼吸管路壓力控制系統(tǒng)包括流控制元件(9)，其用于控制所述氣道線路(11)中的流動(dòng)阻力；電磁致動(dòng)器(10)，其用于產(chǎn)生作用在所述流控制元件(9)上的力；以及呼吸機(jī)控制單元(21)，其用于控制所述電磁致動(dòng)器以產(chǎn)生作用在所述流控制元件(9) 上的力，其特征在于，所述呼吸管路壓力控制系統(tǒng)還包括另一個(gè)電子控制系統(tǒng)(12，14，16)，以控制所述電磁致動(dòng)器從而產(chǎn)生作用在所述流控制元件(9)上的力，以及選擇器開(kāi)關(guān)(M)，其用于選擇所述另一個(gè)電子控制系統(tǒng)，所述另一個(gè)電子控制系統(tǒng)被布置成控制所述電磁致動(dòng)器且將所述呼吸機(jī)控制單元從控制所述電磁致動(dòng)器(10)斷開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，用于選擇所述另一個(gè)電子控制單元的所述選擇器開(kāi)關(guān)04)對(duì)所述用戶而言是手動(dòng)可接近的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個(gè)電子控制系統(tǒng)(12，14，16)設(shè)有自動(dòng)安全機(jī)構(gòu)，所述自動(dòng)安全機(jī)構(gòu)被布置成激活所述另一個(gè)電子控制系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個(gè)電子控制系統(tǒng)(12，14，16)包括用戶可調(diào)節(jié)的電子控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述用戶可調(diào)節(jié)的電子控制是調(diào)整旋鈕(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁致動(dòng)器(10) 包括至少一個(gè)線圈05二6)，且所述另一個(gè)電子控制系統(tǒng)(12，14，16)被布置成控制所述線圈電流。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，由所述電磁致動(dòng)器 (10)產(chǎn)生的對(duì)流控制元件(9)的力被布置成取決于所述線圈電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求2和5所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述選擇器開(kāi)關(guān)旋鈕(1 和所述調(diào)整旋鈕(14)被結(jié)合到相同的旋鈕中。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)應(yīng)于所述旋鈕位置的壓力刻度(1 被提供在所述調(diào)整旋鈕(14)附近。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力刻度(15)是顯示對(duì)應(yīng)于被供給至所述線圈中的電流的壓力讀數(shù)的校準(zhǔn)刻度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述壓力刻度(15) 是顯示對(duì)應(yīng)于被供給至所述線圈中的電流的壓力讀數(shù)的電控制的顯示器。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個(gè)電子控制系統(tǒng)(12，14，16)設(shè)置有獨(dú)立的功率源(16)。
13.根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁致動(dòng)器(10) 包括雙線圈繞組構(gòu)造05J6)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括機(jī)械式通氣系統(tǒng)和手動(dòng)通氣系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)，其特征在于，所述另一個(gè)電子控制系統(tǒng)(12，14，16)已經(jīng)布置成當(dāng)使用所述手動(dòng)通氣系統(tǒng)時(shí)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及呼吸管路壓力控制系統(tǒng)。與通氣有關(guān)的呼吸管路壓力控制系統(tǒng)控制在呼吸管路的氣道線路中的壓力，呼吸管路壓力控制系統(tǒng)包括流控制元件、電磁致動(dòng)器以及呼吸機(jī)控制單元，流控制元件用于控制在氣道線路中的流動(dòng)阻力，電磁致動(dòng)器用于產(chǎn)生作用在流控制元件上的力，而呼吸機(jī)控制單元控制電磁致動(dòng)器以產(chǎn)生作用在流控制元件上的力。呼吸管路壓力控制系統(tǒng)還包括另一個(gè)電子控制系統(tǒng)和選擇器開(kāi)關(guān)，該另一個(gè)電子控制系統(tǒng)控制電磁致動(dòng)器以產(chǎn)生作用在流控制元件上的力，選擇器開(kāi)關(guān)用于選擇被布置成控制電磁致動(dòng)器且將呼吸機(jī)控制單元從控制電磁致動(dòng)器斷開(kāi)的另一個(gè)電子控制單元。
文檔編號(hào)A61M16/00GK102258822SQ20111015847
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者O·I·帕維亞安恩 申請(qǐng)人:通用電氣公司