呼吸器及其控制方法技术

本发明专利技术涉及一种呼吸器，包括用于连接呼吸管的呼吸管连接件；气动连接到呼吸管连接件的致动器，经由呼吸管连接件将空气传送到患者；为呼吸传感器提供呼吸传感器信号的呼吸传感器连接件和控制器。控制器根据呼吸信号计算吸入体积，根据每次呼吸的肺容积信号计算吸入体积和呼出量。控制器还用于确定呼出的体积何时超过相关的吸入体积一个可调整的值，增加呼气结束时的压力。当氧饱和度下降到低于下限时，增加呼气结束时的压力。确定氧饱和度是否下降到低于下限，如果是，则以预定频率开启备用通气。当氧饱和度再次超过下限时，降低备用通气频率。在另一实施例中，当氧饱和度超过平均极限时，终止备用通气。本发明专利技术还涉及相应的控制方法。

【技术实现步骤摘要】
呼吸器及其控制方法
本专利技术的领域包括在权利要求1,3,5和7的前序部分中提到的类型的呼吸器，以及在权利要求10,12和15的前序部分中提及的类型的控制方法。EP2091429B1公开了根据权利要求1和9的前序部分的呼吸器。本专利技术涉及呼吸器及其控制方法领域，特别涉及考虑到通过血氧计测量血液中的氧饱和度的呼吸器。
技术介绍
众所周知，机械通气人工呼吸器会产生各种形式的氧气缺乏。(RocheLexikonMedizin,4thed.,Urban&FischerVerlag,Munich)。这种呼吸器也被称为呼吸机。有三种基本类型：a)压力控制呼吸器：当设备中达到预定的呼吸压力时，吸气相终止。呼气大多数是被动的。b)容量控制的呼吸器：当预设气体体积已经离开呼吸器时，吸入终止。呼气大多数是被动的。c)时间控制的呼吸器：在预设时间内输送气体混合物。更新型的呼吸器具有允许患者兼容的通气类型的电子控制。这种呼吸器通常具有允许测量呼吸压力的压力传感器。压力传感器可以位于呼吸器中，以测量呼吸管呼吸器端的压力。此外，大多数电子控制的呼吸器还可以具有用于测量潮气流量的流量传感器，即每单位时间吸入或呼出的空气量。这种流量传感器也称为肺活量计。通过将在吸气或呼气阶段流量传感器返回的流量值相加，来获得吸气和/或呼气量。通过更精确的数学表达方式，通过潮气气流在吸气或呼气时的积分来获得吸气量或呼气量。EP2091429B1公开了一种确定PEEP(正端呼气压)的装备。它具有可以测量压力和体积的流量/压力传感器。例如，将其布置在患者侧的呼吸管上或集成在装置中。患者通过呼吸器经由呼吸管通气。将呼吸音量V与呼吸压力p进行比较，导致所谓的P/V曲线将具有迟滞。当肺被充气(吸入)时，绘制较低的上升分支Vinf(inf代表充气)。当空气从肺排出时(呼气)，绘制较高的下降分支Vdef(def代表通气)。在曲线图中可以看到适当的PEEP。适当的PEEP是测量Vdef和Vinf之间最大体积差时的压力。由于EP2091429B1中的吸气和呼气量是相同的，因为分支Vinf和Vdef在右上和左下相交，即形成闭合的P/V曲线，在EP2091429B1中不能发生EFE(排出呼气)事件(见下文)。US2012/0071729A1公开了用于人类患者的标准呼吸器。呼吸器包括用于产生压力的气动系统，并且经由管系统和物理接口连接到患者。呼吸器还包括控制器和血氧计。可以触发不同的报警。如果SpO2、PEEP或FiO2超过或低于预定阈值，则可以触发报警。如果在SpO2下降到阈值以下之前，如果操作者已经降低了PEEP，则会触发另一个报警。如果在SpO2低于阈值之前FiO2已被降低，则触发第三个报警。US2012/0071729A1没有公开PEEP被改变，特别是当SpO2下降到阈值以下时增加PEEP。一旦知道空气流速，就可以计算呼吸管(见EP1562655B1)和/或任何现有气管插管或气管插管的压降。当然，在部分呼吸管和/或气管内管或气管套管的压降也可以计算出来。因此，可以选择在呼吸器和肺之间的任何点来用于压力控制。选择口腔压力似乎是明智的，因为它与肺部压力最相似。在最近的呼吸器中，可用的通气形式通常是上述三种基本类型的组合。CPAP(持续气道正压)通气是一种通气形式，它将患者的自发呼吸与通常5至30mbar的持续超压相结合。患者可以通过自己确定他/她的呼吸深度，呼吸频率以及潮气量EP1294428B1通过示例公开了如何检测CPAP下的呼吸。IPPV(间歇性正压通气)用于重症监护和急救医学，是带有呼吸器的体积控制通气形式缩写IPPV的一个经常使用的同义词是VCV，它指的是容积控制通气。在容积控制通气的情况下，呼吸器试图保持体积恒定并响应呼吸压力。在这种类型的呼吸中，呼气道中的空气压力可能在呼气结束时下降至低至0mbar，但不会达到负值。今天，更频繁地使用压力控制的通气方式。它规定两个不同的压力水平：一个用于吸入，另一个用于呼气。这种形式的通气也称为Bilevel或BIPAP(双气道正压通气)。在BIPAP的情况下，在呼气结束时呼吸道中也存在正压(PEEP：正端呼气压)。根据Rathgeber，GrundlagendermaschinellenBeatmung(机械通气原理)，ISBN9783131487926,2010，GeorgThiemeVerlagKG，所有通气参数均指定用于体积控制通气。目标和控制参数是潮气量。所产生的潮气压力取决于调整体积以及患者的肺部病情.患者不能影响吸气通气模式。通常，可以为体积控制通气指定四个参数，即吸气流量的大小，最小分钟通气量，通气频率和呼气结束时的压力(PEEP)。打开吸气阀后，输送限定幅度的恒定流量直到吸气阶段的结束。其他流量模式，例如减速、加速和正弦流，实际上不再用于体积控制通气，因为它们不能提供任何可想到的益处。最小分钟通气的初始设置和吸气流量是基于患者的体重，其中新生儿每公斤体重每分钟施用约250ml潮气。对于新生儿，将初始通气频率设定为约每分钟50次。IPPV主要应用于救援服务领域，因为在那里所提供的车辆只能使用紧急呼吸器，通常不支持其他形式的通气。S-IPPV(同步间歇正压通气)是一个同步的IPPV。在这种情况下，可以识别和同步患者的吸气作用(“触发”)。此外，还有用于没有气管插管或气管插管的呼吸面罩、鼻子眼镜或类似的患者接口的SNIPPV，其中N代表非侵入性的。PAV(比例辅助通气)是一种通气方式，其中呼吸器接管呼吸活动所需的一定量的工作。呼吸机根据患者的呼吸活动改变潮气量和压力。患者呼吸越深，呼吸器输送的潮气量和压力越高。在早产儿中，当氧饱和度太低时，有反射调节呼吸活动。在用于呼吸障碍患者通气的现有技术中，描述了通过改变提供给患者的潮气FiO2的氧浓度来监测血液中的血氧饱和度SpO2的步骤。例如，在姚孙等人的1994年AAAI技术报告SS-94-01的“激发氧气控制和临床监测的新兴工作站”中描述了该方法，。WO02/47741A2公开了类似的方法。在SusanneHerber-Jonat等人的“呼吸辅助模式中早产儿的自适应机械备用通气”(2006，IntensiveCareMed32：302-308，Springer)，描述了在呼吸暂停即呼吸暂停或浅呼吸的情况下，通过强制通气(机械备用)辅以PAV。为此，(1)医师可设定呼吸活动结束与强制通气自动开始之间的时间间隔。(2)在自发呼吸恢复期间，通过强制通气的频率降低来逐渐减少强制通气。(3)如果血液的氧饱和度SpO2超过用户定义的阈值，则仅在CPAP或PAV下允许无强制通气的自发呼吸。这种强制通气模式被称为SpO2敏感型自适应强制通气(SpO2敏感自适应备用)，临床上证明了通过逐步减少备用来改善治疗，此外，治疗的目的是尽可能保持低协助，因为任何形式的通气都有潜在的危害。EP2671509A1公开了一种通气系统，其中通过呼吸传感器元件检测患者的呼吸活动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于使患者通气的呼吸器，包括：/n用于连接呼吸管(4，5)的呼吸管连接件(29，30)；/n气动地连接到呼吸管连接件(29，30)上的致动器(8，10，13)，用于将空气经由呼吸管连接件(29，30)传送到患者(2)；/n电连接于控制器(16)并用于返回氧饱和度信号的血氧仪连接件(23)；/n电连接到血氧仪连接件(23)的控制器(16)，所述血氧仪连接件(23)用于将所述氧饱和度信号馈送到所述控制器(16)，其中所述控制器(16)用于根据所述氧饱和度信号来计算氧饱和度，/n其特征在于：/n所述控制器(16)还用于确定所述氧饱和度是否低于下限值(27)，并增加(68，69)呼气结束时的压力和呼吸速率。/n

【技术特征摘要】
20150317 DE 102015103894.31.一种用于使患者通气的呼吸器，包括：
用于连接呼吸管(4，5)的呼吸管连接件(29，30)；
气动地连接到呼吸管连接件(29，30)上的致动器(8，10，13)，用于将空气经由呼吸管连接件(29，30)传送到患者(2)；
电连接于控制器(16)并用于返回氧饱和度信号的血氧仪连接件(23)；
电连接到血氧仪连接件(23)的控制器(16)，所述血氧仪连接件(23)用于将所述氧饱和度信号馈送到所述控制器(16)，其中所述控制器(16)用于根据所述氧饱和度信号来计算氧饱和度，
其特征在于：
所述控制器(16)还用于确定所述氧饱和度是否低于下限值(27)，并增加(68，69)呼气结束时的压力和呼吸速率。


2.根据权利要求1所述的呼吸器，其特征在于，所述控制器(16)还用于增加吸气压力，所述吸气压力与呼气结束时的压力成比例。


3.根据权利要求1或2所述的呼吸器，其特征在于，所述呼吸器(1)还包括阀(13)和氧气连接件(14)，用于气体或氧气体积大于21％的气体混合物(15)，其中所述阀(13)的的入口气动地连接到所述氧气连接件(14)，所述阀(13)的出口气动地连接到呼吸管连接件(29)，且所述阀(13)的控制连接件电连接到控制器(16)，其中所述控制器(16)还包括PID控制器(51)，其用于控制所述阀(13)使得氧饱和度尽可能少地不同于在上限(25)和下限(27)之间的饱和设定点。


4.根据权利要求1或2所述的呼吸器，其特征在于，进一步包括：
用于呼吸传感器(17，34，35)的呼吸传感器连接件(19)，用于返回呼吸信号，其中，控制器(16)电连接到所述呼吸传感器连接件(19)，其中，呼吸信号被馈送到所述控制器(16)，所述控制器用于：
-根据所述呼吸信号计算肺容积信号，其中所述肺容积信号随患者(2)的肺容积单调增加，且其中控制器(16)用于根据每个呼吸的肺容积信号来计算吸入体积和呼气量；以及
当呼出的体积超过相关联的吸入体积一个可调节值(64)时，控制器(16)还用于存储EFE事件(65)，并且用于在EFE事件期间(68)增加呼气结束时的压力。


5.根据权利要求4所述的呼吸器，其特征在于，还包括：
电连接于所述控制器(16)并用于返回氧饱和度信号的血氧仪连接件(23)；
其中所述控制器(16)还用于根据所述氧饱和度信号来计算氧饱和度，以确定在EFE事件(67)发生一定时间后所述氧饱和度是否低于下限值(27)，并在所述氧饱和度低于下限值时增加(68)呼气结束时的压力。


6.一种用于使患者通气的呼吸器，包括：
用于连接呼吸管(4，5)的呼吸管连接件(29，30)；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：沃尔夫冈·布劳恩，苏珊娜·赫贝尔·乔纳特，贝恩德·赫恩，赫尔穆特·胡姆勒，安德鲁斯·舒尔茨，
申请(专利权)人：弗里茨·斯蒂芬医疗技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE