用于使肺换气的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于使肺换气的装置及方法。具体而言，公开了用于使受检者的肺换气的装置。该装置包括机械换气机回路(14)，其包括用于传送气流以便吸气的吸气传送单元(20)；以及用于控制呼出气体的排放的呼气回路(22)。该装置还包括人工换气回路(18)，其包括手动袋(40)，该手动袋(40)引导来自于手动袋的气体以协助吸气，以及接收气流以便在呼气期间至少部分地由用于协助吸气的气体填充手动袋；以及控制单元(21)，其用于控制该装置的操作。人工换气回路还包括传感器(44)，该传感器(44)用以检测人工换气回路内的流动方向和用以产生用于控制单元的信号，确定流动方向以操纵呼气回路。还提供了一种对应的方法。

【技术实现步骤摘要】

本公开内容主要涉及用于使受检者的肺换气的设备及方法，其能够选择用于协助呼吸功能的机械换气和采用可经压缩来用于吸气的手动袋的人工换气中的一种。
技术介绍
目前，麻醉机经优化来使用挥发性的麻醉制剂液体对患者提供麻醉。在此类系统中，麻醉制剂经汽化且以受控的方式混合到呼吸气流中，以便提供气体混合物来麻醉患者进行外科手术。大多数常见的挥发性麻醉制剂为卤代烃链，如三氟溴氯乙烷、安氟醚、异氟烷、七氟醚和地氟醚。此外，一氧化二氮(N2O)可算入此类挥发性麻醉制剂中，但一氧化二氮的高蒸汽压力导致一氧化二氮在高压气缸中自发地汽化，在其中，一氧化二氮可直接地与氧气混合。一氧化二氮的麻醉效力很少会足够麻醉患者，且因此通常与其它挥发性制剂相混合。由于挥发性麻醉制剂很昂贵且在环境方面会破坏大气臭氧层，故麻醉机已发展为最小限度地使用这些气体。为了保持患者麻醉，需要用于麻醉制剂的限定的大脑分压力。该分压力通过保持肺中麻醉制剂分压力充足来维持。在稳定状态期间，肺和身体的分压力相等，且在血液与肺之间不会发生麻醉制剂的净交换。然而，为了提供氧气和除去二氧化碳， 需要连续地使肺换气。设计成用以输送挥发性麻醉制剂的麻醉机设计成用以向患者供氧和除去二氧化碳，同时保留麻醉气体。这些目标通常使用再呼吸回路而予以满足，在其中，呼出的气体再引入通向患者的吸气支路(limb)。在此种再呼吸回路中，二氧化碳通过二氧化碳吸收器从呼出的气体中吸收。在患者吸气之前，吸入的气体供送有附加的氧气，且基于患者的需求而在麻醉制剂中汽化。在该装置中，加至再呼吸回路上的附加气流可小于0. 5L/min(升/ 分钟)，但患者换气可能为5L/min至lOL/min。正压力吸气通常使用换气机(或呼吸器， ventilator)来进行，该换气机通常是气体驱动的。在这些换气机中，患者呼吸的气体通过控制流经分离系统的换气机驱动气流来加压，该分离系统保持呼吸气体与换气机驱动气体分离开。这种气体分离系统可具有长的往复式气柱或物理挠性阻隔构造的形式。静脉内给予的药物提供对于挥发性麻醉制剂的备选方案。当采用静脉麻醉时，不再需要麻醉再呼吸回路的主要功能，因为汽化的麻醉制剂不再利用呼吸气体进行循环。当采用静脉内给予的麻醉药物时，麻醉机可使用开放的呼吸回路，在其中，新鲜的氧气和氮气的混合物以患者所需的速率提供，且呼出的气体可从循环中除去。在此种开放系统中，由于已经消除再循环，故不再需要吸收二氧化碳。此外，当直接向患者提供换气气体时，不再需要在患者气体与驱动气体之间进行隔离。因此，为静脉麻醉而优化的麻醉换气机不需要气体分离系统和二氧化碳吸收器。此外，也不再需要用于挥发性麻醉制剂的汽化器。这些简化提供给了设备尺寸上的优点，通过减少受污染构件的数目而消除了大部分清洁需要，且使麻醉机制造过程流水线化。独立于麻醉实践，麻醉换气涉及临床医生人工地使患者换气的能力。该功能通常在麻醉诱导期间使用，使患者与麻醉和换气机断开，有助于自然呼吸和使肺康复。人工换气系统的期望性能是给予患者呼吸体积(或呼吸量)的触觉反馈。当患者呼气体积收集在手动袋中时，便实现了此种反馈，这是通过以下的现有技术解决方案来进行的。人工换气中当前使用最多的装置是具有配备APL(气道压力限制)阀的呼吸系统。 在使用气道压力限制阀时，操作原理是将阀设定成预定设置，且在人工换气袋受挤压时，气体体积开始传送给患者，但在达到APL压力极限时，阀便开始从呼吸系统放气。阀将形成阻力，且在袋进一步受到挤压时，一部分体积将通向患者而一部分将经由阀放出。通向患者的体积(如果有的话)不可能通过将袋挤压多少而以触觉方式确定。患者流阻力由于其平行于APL阀放出阻力，故都不能确定。如果患者不通过挤压袋来换气，则新鲜气体或换气机偏压流会将压力升高至APL极限，导致持续压力和可能的气压性损伤或容积性损伤。不可能的是利用APL阀来将PEEP (呼气末正压)传送至患者。已经实现了机械式人工换气阀的进一步发展。这种阀的一种实例是〃 Berner 阀。该阀在呼气期间将呼吸回路和患者压力控制在较低的水平，而在吸气期间关闭阀。阶段之间的切换通过挤压和释放手动袋所造成的气体推动来触发。为了使用该阀来换气，袋压缩和释放动作两者都需要足够精确，以便产生期望的推动。由此产生的是，Berner阀牵涉到关于每次人工呼吸的安全问题如果感测到不能呼气，则阀保持关闭，导致未限制的呼吸回路和患者的压力增大。该问题涉及使用该方法的难度，这限制了其临床使用。所述解决方案代表人工换气和机械换气期间的单独压力控制，这最常见的是使用另一压力控制阀通过电子方式予以控制。另外，在两种换气形态中使用相同的压力控制阀的解决方案是公知的。由于电动呼吸回路和患者压力控制，故控制算法可遵循APL 或Berner原理。设定最大压力极限的能力解决了 Berner方法的缺点。另外，呼气期间的最小压力(PEEP)可根据临床需要而予以控制。对于确定呼吸阶段，可使用预定的控制规则。该系统的控制器将测得的呼吸回路压力和/或呼吸回路流型(flow pattern)与预定控制规则相比较，且基于该比较来确定人工呼吸循环是吸气还是呼气手动袋的压缩增大了呼吸回路压力，且导致呼吸回路中的气体朝患者流动。手动袋的释放分别导致呼吸回路压力降低和呼吸回路流从患者朝向手动袋。所述系统的问题在于，在手动袋压缩开始时，呼吸回路压力控制阀开启，且压缩不必产生预定控制规则所期望的呼吸回路压力和/或流型。因此，即使在这里初始压缩也必须足够强以促使预计的变化，而不论相邻的开启的压力控制阀。
技术实现思路
通过阅读和理解以下说明书，将理解到本文所解决的上述不足、缺点和问题。在一个实施例中，用于使受检者的肺换气的装置包括用于协助呼吸功能的机械换气机回路，且该回路包括用于传送气流以协助吸气的吸气传送单元，以及用于控制呼出气体的排放的呼气回路。用于使受检者的肺换气的装置还包括用于实现人工换气来协助呼吸功能的人工换气回路，所述人工换气回路包括手动袋，其用以协助吸气和在呼气期间接收用于填充该手动袋的气流。用于使受检者的肺换气的装置还包括用于控制该装置的操作的控制单元。在呼气期间，手动袋至少部分地由用于协助吸气的气体填充。人工换气回路还包括传感器，其用以检测人工换气回路内的流动方向，以及为控制单元产生信号来确定流动方向以便操纵(或引导)呼气回路。在另一个实施例中，一种用于使受检者的肺换气的方法，其实现在用于协助呼吸功能的机械换气与利用手动袋的人工换气中选择一种，其中，该手动袋可经压缩以便吸气， 人工换气包括通过压缩手动袋而增大吸气所需的压力来提供气流以协助吸气，以及释放手动袋来用于呼气。在人工换气中用于使受检者的肺换气的方法还包括容许额外气体体积在呼气期间排放，以便达到期望水平的呼气压力，以及在吸气期间排放以便将吸气压力限制在期望水平。在人工换气中用于使受检者的肺换气的方法还包括容许手动袋在呼气期间至少部分地由用于协助吸气的气流填充，以及检测流动方向是通向手动袋还是从手动袋流出。在人工换气中用于使受检者的肺换气的方法还包括基于检测而产生信号和接收该信号，以及根据该信号来确定流动方向以操纵额外气体体积的排放。在又一实施例中，用于使受检者的肺换气的方法在控制单元的控制下，能够选择使用机本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于使受检者的肺换气的装置，包括：用于协助呼吸功能的机械换气机回路（１４），所述机械换气机回路包括用于传送气流以协助吸气的吸气传送单元（２０）和用于控制呼出气体的排放的呼气回路（２２）；用于实现人工换气以协助呼吸功能的人工换气回路（１８），所述人工换气回路包括手动袋（４０），用以引导来自所述手动袋的气体来协助吸气以及用以接收气流来在呼气期间填充所述手动袋；以及控制单元（２１），其用于控制所述装置（１０）的操作，其特征在于，所述手动袋（４０）构造成用以在呼气期间至少部分地由用于协助吸气的所述气体填充，所述人工换气回路（１８）还包括传感器（４４），用以检测所述人工换气回路（１８）内的流动方向以及用以产生用于所述控制单元（２１）的信号来确定所述流动方向，以便操纵所述呼气回路（２２）。

【技术特征摘要】
2010.03.29 EP 10158134.61.一种用于使受检者的肺换气的装置，包括用于协助呼吸功能的机械换气机回路(14)，所述机械换气机回路包括用于传送气流以协助吸气的吸气传送单元00)和用于控制呼出气体的排放的呼气回路02)；用于实现人工换气以协助呼吸功能的人工换气回路(18)，所述人工换气回路包括手动袋(40)，用以引导来自所述手动袋的气体来协助吸气以及用以接收气流来在呼气期间填充所述手动袋；以及控制单元(21)，其用于控制所述装置(10)的操作，其特征在于，所述手动袋GO)构造成用以在呼气期间至少部分地由用于协助吸气的所述气体填充，所述人工换气回路(18)还包括传感器(44)，用以检测所述人工换气回路 (18)内的流动方向以及用以产生用于所述控制单元的信号来确定所述流动方向，以便操纵所述呼气回路02)。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述呼气回路02)包括用于排放所述呼出气体的呼气阀(37)。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元构造成基于所确定的流动方向来确定是吸气阶段还是呼气阶段在起作用，且因此操纵所述呼气阀(37)。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元构造成当吸气阶段在起作用时操纵所述呼气阀(37)至关闭位置，容许用于吸气的气流在挤压所述手动袋时从所述手动袋GO)流出。5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元构造成用以当呼气阶段在起作用时操纵所述呼气阀(37)至关闭位置，容许所述气体朝所述手动袋GO)流动，至少部分地对其填充，直到所述手动袋GO)的压力达到预定压力，在此之后，所述控制单元构造成用以操纵所述呼气阀(37)至开启位置，以便容许额外的气体流出从而保持所述预定压力。6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括用于在使所述受检者换气时输入任何所需信息的用户界面(25)，所述信息包括用于呼气压力和用于限制吸气压力的所期望的压力水平。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在呼气期间，所述手动袋GO)构造成至少部分地由在本次呼气之前引导来自于所述手动袋的气体来协助吸气时使用的所述气体进行填充，使得有可能在来自于所述受检者的肺的呼出气流与所述手动袋之间进行直接气动接触。8....

【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·哈格布隆，E·P·海诺宁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US