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具有非入侵式通气的多模式医用气体输送制造技术

技术编号:40551079 阅读:12 留言:0更新日期:2024-03-05 19:10
一种用于为用户提供气体混合物的通气设备包括用于输出压缩空气的压缩机;用于接收压缩空气和医用气体并且选择性地输出医用气体和压缩空气中的至少一种的气流的阀;被配置为提供阀的输出气流的患者接口;以及用于控制阀在吸气时段的第一部分期间向患者接口输送基本上仅医用气体、并且在吸气时段的第二部分期间向患者接口输送基本上仅压缩空气的控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本系统涉及一种提供非入侵式气体输送/通气的气体输送系统,诸如通气系统,并且更具体地,涉及一种包括具有增强的效率和便携性的医用气体的连续或脉冲流模式的多模式气体输送设备(诸如氧气治疗设备)以及其操作方法。


技术介绍

1、非入侵式开放式通气设备——(novd)(诸如inogentm的tidal assistventilatortm)是可以通过空气卷吸输送系统(诸如套管或面罩)输送连续或脉冲流氧气治疗或富氧非入侵式通气(niv)的手持设备。空气卷吸是一种现象,其在处于压力下的空气/气体从设备中被释放时发生以使得在患者接口附近的气体排放的紧邻区域中生成低压。然后,来自周围环境的气体被吸入排出的气流中,从而增加了输送到患者接口的体积流速。这些novd需要到诸如氧气瓶或固定式氧气浓缩器等补充氧气源的连接,这些氧气源很重,并且限制了这些novd的便携性和运行时间。此外,氧气瓶的容量有限,并且固定式氧气浓缩器需要市电电源。novd的这些要求可能会对移动生活方式依赖于这些系统提供支持的个人产生不利影响。

2、当与常规系统一起使用时,补充氧气源通常必须提供高达每分钟5升(lpm)的25+psi的氧气。这种输送要求需要使用重量可以超过15磅的大型氧气瓶,或者使用固定式市电电源供电的氧气浓缩器,每种的质量都否定了便携性。尽管电池供电的氧气浓缩器可以满足一些氧气输送要求,但这些电池供电的单元很重,并且能耗很高,因此运行时间很短。这些因素否定了便携性,并且可能会对依赖于这些系统提供支持的用户带来不便。

3、运行时间与移动性

<p>4、尽管便携式呼吸机在动态模式或独立模式使用时可能会使用氧气(例如,来自氧气瓶)作为气源来驱动空气卷吸接口,但是这种氧气使用可能会在短时间内耗尽氧气瓶中的可用氧气。更具体地,这些设备在整个吸气输送脉冲期间以及在呼气阶段期间消耗氧气,这大大减少了氧气瓶将持续的时间量。因此,为了保持移动,用户可能不得不拖着若干沉重的氧气瓶,以使用这些便携式呼吸机获取期望的移动运行时间。

5、尽管使用氧气瓶(诸如标准m-9气瓶)可以提供一定程度的便携性,但是由于m-9气瓶可能提供少于50分钟的使用时间(例如,运行时间),因此使用时间是有限的。相反,固定式氧气浓缩器将允许无限制地使用,但是没有任何超出标准患者接口线组(例如,诸如套管线组)长度的便携性。

6、氧气疗法及其效率

7、novd设备可以利用纯化氧气作为唯一的气源来驱动空气卷吸通过套管。氧气的这种使用是非常低效的,并且导致低效的氧气捕获时间(oct)、肺填充(lf)和治疗性氧气治疗,如下所述。

8、氧气捕获时间

9、iso 80601-2-6 7标准规定,氧气捕获时间(oct)为吸入时段(ip)(例如,吸气时段)的五分之三。同样,ip是呼吸时段(bp)的前1/3。例如,如果患者的呼吸频率为每分钟20次呼吸(brpm),则bp为3000ms,并且ip为1000ms。在ip中,oct仅为600ms,因此oct之后输送给患者的任何氧气都不应当被视为输送给患者的治疗用氧气的体积的一部分。由于常规novd设备利用纯化氧气作为唯一的气源来驱动空气卷吸通过套管,因此根据iso标准,在oct之外输送给患者的任何氧气都不是治疗用氧气。

10、肺填充

11、在吸气时,患者将空气吸入肺部中以填充支气管、细支气管和肺泡,最终将氧气输送到间质中的气体交换毛细管。不能进入毛细血管的任何氧气都未使用并且被呼出。由于常规novd设备利用纯化氧气作为唯一的气源来驱动空气卷吸通过套管,因此任何被输送但没有进入毛细管(即,留在细支气管、支气管、气管、口腔或鼻腔中)的氧气都会被呼出,并且成为浪费的潜在治疗气体,从而导致非常低效的输送方法。现有系统的这种极其低效的输送方法浪费氧气并且耗尽可用的氧气供应,因此需要大并且重的氧气瓶或功率浪费的氧气浓缩器来生成治疗氧气。

12、氧气浓缩器

13、治疗用氧气可以通过氧气浓缩器使用任何合适的工艺来生产,诸如压力摆动吸附(psa)。虽然根据这一原理运行的设备制造起来相对便宜,并且可以可靠地生产87%以上的纯化氧气,但它们往往是功率效率低下的。例如,诸如respironicstm eeverflotm等常规设备产生5lpm的87+%氧气并且消耗300瓦(w)的功率以出产60瓦/升(l)的纯化氧气。便携式氧气浓缩器往往是更复杂、更昂贵的设备,但这种改进提高了效率。例如,常规respironicstm simplygo minitm设备产生1lpm的87+%氧气,并且消耗40w的功率以出产40w/l的纯化氧气。

14、考虑到根据一般经验,压缩机每生产1l氧气就需要供应15l空气,并且常规氧气浓缩器中功耗最高的组件是其压缩机;希望最大限度地减少氧气的使用,从而可以使用尽可能小的压缩机。

15、由于常规novd利用纯化氧气作为唯一的气源来驱动空气卷吸通过套管,并且根据iso标准,只有3/5的吸入时段是治疗性氧气,因此假定没有其他效率损失(诸如留在细支气管、支气管、气管、口腔、鼻腔中的氧气、或在吸入时段之后输送的氧气),则当novd输送设置覆盖整个吸气时段时,常规novd使用的所有氧气中的2/5被浪费。如所理解的,novd输送设置可以比整个吸气时段短或长。换算成使用功率,对于simplygo minitm和everflotm,这分别相当于在novd输送设置覆盖整个吸气时段时产生的每升氧气的16w和24w的浪费功率。类似地,这转化为每升氧气浪费6lpm的压缩机空气流,因此压缩机必须更大、更重并且消耗更多的功率来克服这一限制。无论如何,这种资源浪费导致单元不必要地沉重和笨重,并且电池续航时间短。这可能会不必要地限制依赖于这些单元来提供支持的那些人的行动能力,而其中很多人是残疾人和/或伤残人。

16、固定脉冲宽度的限制

17、无论患者的呼吸频率、环境条件、传感器反馈等如何,常规novd都在每个设置保持恒定的脉冲宽度。这导致niv的治疗效果不佳,或无论设置如何,患者都会感到不适(例如,设置1至设置5,这可以是通常的)。

18、例如,在设置1,novd可以具有430ms的脉冲宽度。如果患者以10brpm呼吸,则根据iso标准,吸气时段(例如,吸气时段)为2000ms。这表示正压和niv治疗将在吸气过程中停止近似五分之一的时间,导致肺填充不完全和治疗减少。类似地,如果患者以40brpm呼吸,则根据iso标准,吸气时间为500ms。这表示正压和niv治疗将在完全吸气之前近似停止,导致肺填充不完全和治疗减少。在设置1,novd在10-40brpm的呼吸频率进行部分治疗。

19、在设置5,novd的脉冲宽度可以为750ms。如果患者以10brpm呼吸,则根据iso标准,吸气时段为2000ms。这表示正压和niv治疗将在吸气过程中停止近似三分之一的时间,导致肺充盈不全和治疗减少。相反,如果患者以40brpm呼吸,则根据iso标准,吸气时间为500ms。这本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于为用户提供气体混合物的通气设备,所述通气设备包括:

2.根据权利要求1所述的通气设备,其中所述气源包括氧气浓缩器,所述氧气浓缩器处理所述压缩空气以形成氧气作为所述医用气体。

3.根据权利要求1所述的通气设备,还包括比例输送阀,所述比例输送阀被配置为节流由所述患者接口输送的所述气源控制阀的所输出的气流。

4.根据权利要求1所述的通气设备,其中所述控制器被配置为根据所述用户的所确定的吸气时段来确定切换时间(Ts)。

5.根据权利要求4所述的通气设备,其中所输出的气体的切换发生在所述切换时间(Ts)。

6.根据权利要求1所述的通气设备,其中所述医用气体是氧气,并且其中在所述患者接口处,所述氧气的流速基本上等于所述压缩空气的流速。

7.根据权利要求6所述的通气设备,其中所述氧气和所述压缩空气的所述流速由比例输送阀控制。

8.一种用于为用户提供气体混合物的通气设备,所述通气设备包括:

9.根据权利要求8所述的通气设备,其中所述第一脉冲包括作为所述医用气体的氧气,并且所述第二脉冲包括所述压缩空气。

10.根据权利要求9所述的通气设备,其中所述气源控制阀具有耦合到所述压缩机的第一输入,所述设备包括氧气浓缩器,所述氧气浓缩器耦合在所述压缩机与所述气源控制阀的第二输入之间,其中所述氧气浓缩器被配置为处理来自所述压缩机的所述压缩空气以形成所述氧气并且向所述气源控制阀的所述第二输入输送所述氧气。

11.根据权利要求8所述的通气设备,其中所述控制器被配置为根据所述用户的所确定的吸气时段来确定切换时间(Ts)。

12.根据权利要求11所述的通气设备,其中所述控制器被配置为控制所述气源控制阀在所确定的切换时间(Ts)终止所述第一脉冲并且开始所述第二脉冲。

13.根据权利要求9所述的通气设备,其中所述控制器被配置为控制所述气源控制阀在所述第一脉冲和所述第二脉冲之后的呼气时段期间向导管输送所述压缩空气的第三脉冲,其中所述控制器被配置为控制以比所述第一脉冲和所述第二脉冲低的流速来输送所述第三脉冲。

14.根据权利要求8所述的通气设备,其中所述第一脉冲的流速基本上等于所述第二脉冲的流速,并且其中所述第一脉冲流和所述第二脉冲流仅在所述吸气时段期间被输出并且在持续时间方面彼此不同。

15.一种用于为用户提供气体混合物的通气设备,所述通气设备包括:

16.根据权利要求15所述的通气设备,其中所述控制器被配置为在所述用户的呼气时段开始之前终止所述第二脉冲。

17.根据权利要求16所述的通气设备,其中所述控制器被配置为控制所述气源控制阀在所述第一气体脉冲和所述第二气体脉冲之后的呼气时段期间向所述患者接口输送所述压缩空气的第三气体脉冲,其中所述控制器被配置为控制以比所述第一脉冲和所述第二脉冲低的流速来输送所述第三脉冲。

18.根据权利要求15所述的通气设备,其中所述控制器被配置为确定所述用户的所述吸气时段。

19.根据权利要求15所述的通气设备,其中所述控制器被配置为将所述第一气体脉冲的流速控制为基本上等于所述第二气体脉冲的流速。

20.根据权利要求15所述的通气设备,其中所述患者接口包括空气卷吸接口。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种用于为用户提供气体混合物的通气设备,所述通气设备包括:

2.根据权利要求1所述的通气设备,其中所述气源包括氧气浓缩器,所述氧气浓缩器处理所述压缩空气以形成氧气作为所述医用气体。

3.根据权利要求1所述的通气设备,还包括比例输送阀,所述比例输送阀被配置为节流由所述患者接口输送的所述气源控制阀的所输出的气流。

4.根据权利要求1所述的通气设备,其中所述控制器被配置为根据所述用户的所确定的吸气时段来确定切换时间(ts)。

5.根据权利要求4所述的通气设备,其中所输出的气体的切换发生在所述切换时间(ts)。

6.根据权利要求1所述的通气设备,其中所述医用气体是氧气,并且其中在所述患者接口处,所述氧气的流速基本上等于所述压缩空气的流速。

7.根据权利要求6所述的通气设备,其中所述氧气和所述压缩空气的所述流速由比例输送阀控制。

8.一种用于为用户提供气体混合物的通气设备,所述通气设备包括:

9.根据权利要求8所述的通气设备,其中所述第一脉冲包括作为所述医用气体的氧气,并且所述第二脉冲包括所述压缩空气。

10.根据权利要求9所述的通气设备,其中所述气源控制阀具有耦合到所述压缩机的第一输入,所述设备包括氧气浓缩器,所述氧气浓缩器耦合在所述压缩机与所述气源控制阀的第二输入之间,其中所述氧气浓缩器被配置为处理来自所述压缩机的所述压缩空气以形成所述氧气并且向所述气源控制阀的所述第二输入输送所述氧气。

11.根据权利要求8所述的通气设备,其中所述控制器被配置为根据所述用户的所确定的吸气时段来确定切...

【专利技术属性】
技术研发人员:D·A·怀特彻D·P·泽范斯基
申请(专利权)人:皇家飞利浦有限公司
类型:发明
国别省市:

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