呼吸装置的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的呼吸装置。

背景技术：

常规的呼吸装置用于给患者输送由氧气和空气组成的合适的混合气，以便于对患者进行例如完全人工的呼吸和/或至少部分地支持他的呼吸。然而，在常规的呼吸装置中始终需要必须通过气压瓶或者例如在医院中的固定的压缩空气供应系统来提供的压缩空气供应。因此，常规的呼吸装置不能移动使用，也即不能没有气压瓶或者压缩空气供应系统，从而常规的呼吸装置的使用可能性也限制为这个意义上固定的工作中。在移动的使用中存在氧气或者涡轮机驱动的设备。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种呼吸装置，该呼吸装置不具有现有技术的缺陷并且特别实现在固定的和移动的使用中工作，而不必使患者从一个设备切换到另一个设备。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1的呼吸装置实现。

通过使呼吸装置除了压缩空气和氧气外还具有用于抽吸环境空气的涡轮机，除了以压缩空气常规的固定工作以外，也可以通过使用始终存在的环境空气而移动地工作。由此，呼吸装置覆盖了所有使用的可能性。

呼吸装置可以设置用于完全承担患者的呼吸职能，但其也可以设置用于部分支持患者的呼吸并且特别是允许患者自主的吸气。来自氧气供应的氧气在呼吸装置中要么纯粹地输送要么与空气以合适的方式混合，从而能够向患者输送合适的呼吸空气。为此，呼吸装置具有用于呼吸空气的输出口或者输出接口，患者或者患者的软管系统可以连接到输出口上。与氧气混合的空气可以是压缩空气供应空气或者由涡轮机抽吸的环境空气。

呼吸装置可以用作独立的单个设备，其也可以与其他医疗设备接合，特别是在模块式应用中使用。氧气供应可以是氧气瓶和/或固定的氧气供应或者例如医院中的固定的氧气管道系统。氧气供应的氧气可以具有例如2.8bar到6.0bar或者280kPa到600kPa的压力。压缩空气供应可以是压缩空气瓶和/或固定的压缩空气供应或者固定的压缩空气管道系统。压缩空气可以具有例如2.8bar到6.0bar或者280kPa到600kPa的压力。本申请意义上的涡轮机是指一种抽吸装置，通过这个抽吸装置可以抽吸环境空气。例如可以设置，涡轮机产生大约150mbar或15kPa的低压。

氧气从氧气供应经氧气入口通过氧气管道流动到呼吸装置中。呼吸装置可以具有压力传感器，该压力传感器测量氧气管道中的氧气的压力。

根据本发明的实施方式，呼吸装置既在氧气管道中，例如在氧气管道的入口处，也在压缩空气管道，例如在压缩空气管道的入口处分别具有压力传感器。优点在于，可以监测这两个管道，从而能够立即通过打开涡轮机补偿压缩空气和/或氧气的短缺或者断开。因此，不仅短缺的压缩空气能通过涡轮机补偿，在需要时也能补偿短缺的氧气供应。这特别在切换运行中是有利的，因为对患者在移动和固定的设备之间手动的切换例如需要最多15分钟。如果例如在移动的使用过程中(其中不提供压缩空气)必须更换氧气瓶，则通过打开涡轮机自动地过渡到直至提供新的氧气的时间并且因此使患者继续呼吸。当涡轮机故障时，接通的压缩空气供应也可以用于备用。对于不能通过压缩空气和涡轮机供给压缩空气这种情况，则用氧气呼吸。

呼吸装置可以具有计量阀，通过计量阀可以计量在氧气管道中的氧气或者可以调整通过氧气管道的氧气的流量。此外，呼吸装置可以具有流量传感器，该流量传感器测量通过氧气管道的氧气的流量。除了通过氧气管道供给呼吸装置外，也可以设置使涡轮机运转，以便于额外地输入环境空气。

当接通压缩空气供应时，压缩空气经过压缩空气入口通过压缩空气管道流动到呼吸装置中。呼吸装置可以具有另一压力传感器，该压力传感器测量在压缩空气管道中的压缩空气的压力。呼吸装置可以具有另一计量阀，通过该计量阀能够计量压缩空气管道中的压缩空气或者能够调整通过压缩空气管道的压缩空气的流量。除了压缩空气外，同时可以通过氧气管道输入氧气。

本发明的有利的设计方案和扩展方式在从属权利要求以及参照附图进行的说明中给出。

在呼吸装置中，氧气、压缩空气和/或抽吸的环境空气互相混合。这可以在呼吸装置的管道系统中进行。

然而，根据示例性的扩展方式设置，呼吸装置具有混合室，其中在混合室中例如将来自氧气供应的氧气与来自压缩空气供应的压缩空气或者抽吸的环境空气混合。特别地，在用涡轮机抽吸环境空气时，空气的流量可以直接地通过涡轮机调整，从而能够有利地不用蓄压器，由此能够大大地简化呼吸装置的结构。

特别可以设置，使得抽吸的环境空气的流量通过涡轮机的转数得到调整。根据对抽吸的环境空气的流量的需要，可以有利地改变涡轮机的转数，从而在需求高的情况下，可以提高涡轮机的转数并且在需求低的情况下可以减少涡轮机的转数。特别可以设置，使抽吸的空气的压力、流型(Fliessmuster)和/或体积能够通过涡轮机调整。特别地，这些参数可以通过涡轮机的转数来调整。由此大大地简化了呼吸装置的结构。

在实施方式中设置，呼吸装置具有用于连接到氧气供应的氧气入口和用于连接到压缩空气供应的压缩空气入口，其中氧气可以经过氧气入口通过氧气管道向混合室的方向流动，压缩空气可以经过压缩空气入口通过压缩空气管道向混合室的方向流动。呼吸装置还具有用于抽吸环境空气的涡轮机，其中抽吸的环境空气能通过环境空气管道从抽吸口向混合室的方向流动。如果存在氧气时，压缩空气管道和/或环境空气管道可以与氧气一起连接到共同的空气管道。否则，只用空气呼吸。如果存在混合室，混合室之前的管道可以以互相连接的方式或者以互相分开的方式通到混合室中。呼吸装置具有用于记量经过氧气入口输入的氧气的计量阀。计量阀和涡轮机通过控制回路连接，该控制回路具有用于测量通过氧气管道的氧气压力和/或氧气流量的第一压力和/或流量测量器和用于测量通过空气管道的空气压力和/或空气流量的第二压力和/或流量测量器，其中计量阀和涡轮机能根据所测量的氧气压力和/或氧气流量或者所测量的空气流量得以控制。

因为既在氧气入口又在压缩空气入口设置压力传感器，通过压力传感器可以监控在氧气入口和/或压缩空气入口上存在的压力，可以根据测量的氧气压力或者测量的空气压力控制计量阀和涡轮机。

其优点在于，通过相应流量或者个别的管道压力来调节呼吸装置并且不需要蓄压器。这特别有利于能够移动使用呼吸装置，因为蓄压器技术上复杂并且此外具有相对高的空间需求。

此外可以设置，通过微处理器能够控制对于抽吸的空气的流量、压力、流型和/或体积的设置，其中该设置能由使用者手动地给出或者通过选择的呼吸模式自动地给出。微处理器允许精确的控制上述参数。此外，大大地提高了使用呼吸机中的灵活性。

特别地，呼吸机可以自动地在固定和移动的工作之间切换。在三个运行方式压缩空气、涡轮机和氧气之间可以自动地确定一个顺序或者优先级，然而也可以手动地切换。为了这个目的，压力传感器设置为对应于氧气入口和压缩空气入口，以便于监测存在的氧气和/或压缩空气的输入压力。如果例如因为连接的压力瓶空了或者为了例如迁移患者而拔出供应管道导致压力降低，作为对记录的压力降低的反应，涡轮机自动地由控制器打开，以便于维持呼吸。显然，也可以关闭这些自动装置并且也能够手动地打开涡轮机。

呼吸装置因此具有这样的措施，以便于确定，是否接通了压缩空气和/或氧气或者具有足够的压力。在呼吸装置的控制单元中存储程序代码，其促使自动选择运行方式，其中为了选择例如能够考虑这些事项，即，是否接通了准备好投入运行的压缩空气和/或氧气，对呼吸空气的需求，通过操作者的手动输入。例如，可以确定，用压缩空气和氧气进行的呼吸具有第一优先性，然而当没有接通压缩空气时，抽吸的环境空气和氧气的呼吸归为第二优先性。如果没有接通氧气，则作为第二优先性呼吸可以只用压缩空气进行或者当也没有接通压缩空气时，只用抽吸的环境空气呼吸。

这种自动选择可以由操作者进行手动输入取代。例如，他可以选择只用氧气的呼吸，尽管提供了压缩空气或者涡轮机已准备好投入运行。

能够取消或改变手动的选择的自动选择的优点在于，在每种情况中呼吸装置能提供合适的呼吸空气，而不需要切换的时间。因此，这特别适用于移动使用并且适合在不同的使用目的之间的切换。

此外，例如可以设置，空气和氧气的混合气体通过输出管道引导到呼吸装置的输出口。此外，例如可以设置，呼吸装置具有另一流量传感器，该流量传感器测量输出管道中的呼吸空气的流量。此外，呼吸装置可以具有温度传感器和/或压力传感器，通过该温度传感器和压力传感器可以测量输出管道中呼吸空气的温度和/或压力。由此有利的是，能够持续监测混合的呼吸空气是否适合于患者。

如上所述设置，呼吸装置能够有选择地以三个运行方式[涡轮机(可选地连同氧气)、压缩空气(可选地连同氧气)和氧气]其中的一个运行，其中运行方式能够由使用者选择，其中在第一运行方式中，涡轮机抽吸环境空气并且不输入压缩空气并且在第二运行方式中，压缩空气由压缩空气供应输入并且关闭涡轮机。由此有利的在于，当希望移动使用呼吸装置并且例如不能提供压缩空气供应时，呼吸装置的使用者能够根据有意的使用目的选择第一或者第三运行方式。在第一运行方式中，关闭压缩空气管道中的计量阀，从而没有空气能够通过压缩空气管道流动。总体的空气供应在第一运行方式中通过涡轮机保证，从而呼吸装置能无关于并且独立于固定的压缩空气供应或者压缩空气瓶而运行。由此可以显著扩展呼吸装置的使用可能性。在这两种运行方式中在需要时可以混入例如来自压缩瓶中的氧气。

替换性地，当例如具有固定的压缩空气供应时，呼吸装置可以在第二运行方式中运行。在第二运行方式中关闭涡轮机，从而当具有固定的压缩空气供应时，能够有利地节省涡轮机的能源供应。呼吸装置在这两个运行方式中的运行和由使用者根据使用目的可变化的选择两个运行方式中的一个允许了呼吸装置的灵活使用并且大幅提高了呼吸装置的使用范围。然而还可以，在不必要并行地使用压缩空气和涡轮机时同时使用压缩空气和涡轮机。这样在控制侧实现这一点，即，通过使压缩空气入口、氧气入口和涡轮机能够单独地并且互相独立地开关并且能够额外地组成有意义的组合作为运行程序以能够调用的方式切换。

呼吸装置可以在第三运行方式中使用，其中其只是接通氧气供应。没有压缩空气在压缩空气入口上接通。此外，关闭涡轮机。

如果在传感器确定了压力下降，则可以自动地打开涡轮机，以便于在例如为了移动病人而解除压缩空气的情况下维持呼吸。

根据另一示例性的实施方式，用于计量通过氧气入口输入的氧气的计量阀和涡轮机通过控制回路连接，该控制回路具有用于测量氧气流量的第一流量测量器和用于测量空气流量的第二流量测量器，其中根据测量的氧气流量和测量的空气流量控制计量阀和涡轮机。这样进行调整，即测量流量并且根据这些值控制计量阀和/或涡轮机，以便于在用于患者的呼吸空气中产生期望的压力，体积，流型和/或氧气浓度。控制回路能够有利地始终监测流量和持续地重新调整涡轮机或计量阀，以便总是得到合适的呼吸空气的成分并且特别是得到合适的氧气浓度。

如前所述，调整也可以替换性地通过压力测量器进行，代替流量测量器。

根据另一示例性的实施方式，呼吸装置具有止回阀，该止回阀允许从涡轮机向混合室的方向的空气流动并且阻止从混合室在涡轮机方向上的空气流动。由此可以有利地实现，在设备送气阶段中患者也能够自发地自主呼吸。此外，在第二运行模式的运行中，可以防止通过涡轮机泄露压缩空气。

根据另一示例性的实施方式，呼吸装置具有紧急排气装置，紧急排气装置在呼吸装置中产生过高压时能够将多余的压力，例如从输出管道排出。由此有利的是，可以防止对患者而言危险的压力的产生，在使用处于压力下的氧气和/或压缩空气时会产生这些危险的压力。紧急排气装置可以例如具有在输出管道中设置的减压阀，该减压阀通过控制阀打开，从而多余的压力能够从输出管道漏出。

根据另一示例性的实施方式，呼吸装置具有这样设计的文丘里喷嘴，即由要么经过高压管道(氧气瓶或者医院里的氧气中心供应)要么经过低压管道(氧气浓缩器)的来自氧气入口的氧气流经文丘里喷嘴并且由此产生这样的低压，从而抽吸环境空气并且输入给与氧气混合。例如，可以特别地设置，呼吸装置可以额外地，也即作为对第一和第二运行方式的补充而在第三运行方式中运行，其中在第三运行方式中关闭涡轮机并且关闭压缩空气输送，从而只通过由文丘里喷嘴抽吸的环境空气进行空气供应。

如果存在混合室，阀嘴可以位于氧气管道中，例如在混合室之前。在这个第三运行方式中，可以有利地不用压缩空气供应并且不需要运行涡轮机。这个第三运行方式因此适用于不具有固定的压缩空气供应的移动使用并且不需要用于涡轮机的能源。第三运行方式因此可以在使用相对少的能源的情况下灵活和移动地使用并且扩展了呼吸装置的使用可能性。可以通过另一计量阀来控制氧气通过文丘里喷嘴的输入并且也能够通过另一计量阀来控制所抽吸的空气的输入。此外，文丘里喷嘴中的压力比确定了抽吸的空气的量和因此在混合室中的氧气浓度。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并且在下面的描述中详细阐述。

附图中示出了：

图1示出了根据本发明的示例性的实施方式的呼吸装置，

图2示出了根据本发明的另一示例性的实施方式的呼吸装置，

图3示出了根据本发明的另一示例性的实施方式的呼吸装置。

具体实施方式

不同的图中相同部件始终用相同的附图标记并且因此通常也只分别提到或者提及一次。

图1示意性地示出了根据本发明的示例性的实施方式的呼吸装置1。呼吸装置1具有氧气入口2。具有例如2.8到6.0bar或者280到600kPa的压力的氧气通到氧气入口2。也可以设置低压氧气供应(来自氧气浓缩器)。可以在这些替代性的氧气供应之间手动或自动地切换。这个氧气供应可以例如通过氧气瓶或者中心的氧气供应提供或者通过氧气低压管道从氧气浓缩器中来提供。氧气在氧气管道20中从氧气入口2在混合室13的方向上流动，氧气管道20通到混合室中。呼吸装置1在氧气入口2的下游在氧气管道20中具有压力传感器5，该压力传感器测量氧气的输入压力。呼吸装置1在氧气管道20中具有计量阀7，通过计量阀可以计量氧气。呼吸装置1在氧气管道20中具有流量传感器11，流量传感器测量通过氧气管道20的氧气的流量。

呼吸装置1具有抽吸口3，抽吸口设有过滤器并用于抽吸环境空气。环境空气通过环境空气管道22从抽吸口3在混合室13的方向上流动。环境空气由涡轮机9抽吸。涡轮机9产生大约150mbar或15kPa的低压。在环境空气的流动方向上看，在涡轮机9后设置止回阀10。止回阀10只相对于从涡轮机9在混合室13的方向上的空气流打开，也即止回阀10相对于从混合室13在涡轮机9的方向上的流动关闭并且不允许在这个方向上的流动。

呼吸装置1具有压缩空气入口4，具有例如2.8到6.0bar或者280到600kPa的压力的压缩空气通到该压缩空气入口。压缩空气供应可以例如通过压缩空气瓶或者中央的压缩空气供应来提供。压缩空气通过压缩空气管道21从压缩空气入口4向混合室的方向上流动。呼吸装置1在压缩空气入口4的下游在压缩空气管道21中具有压力传感器6，该压力传感器测量压缩空气的输入压力。呼吸装置1在压缩空气管道21中具有计量阀8，通过计量阀可以计量压缩空气的输入。

压缩空气管道21与环境空气管道22连接到共同的空气管道27。呼吸装置1具有温度传感器18，该温度传感器测量在空气管道27中的空气的温度。呼吸装置1具有流量传感器12，该流量传感器测量空气管道27中的空气的流量。氧气管道20和空气管道27通到混合室13中。

混合气体通过输出管道23离开混合室13，输出管道从混合室13通向患者或者接通患者软管系统的接口。呼吸装置1具有控制阀14和减压阀15。呼吸装置1具有温度传感器19，该温度传感器测量输出管道23中的离开混合室13的混合气体的温度。呼吸装置1具有流量传感器16，流量传感器测量输出管道23中的混合气体的流量。呼吸装置1具有压力传感器17，该压力传感器测量患者接入口上的混合气体的压力。

呼吸装置1可以以第一种运行方式运行，在该运行方式中呼吸装置1以氧气入口2连接到氧气供应并且通过涡轮机9在抽吸口3上抽吸环境空气。在这种运行模式中，计量阀8关闭，从而压缩空气管道21关闭。通过计量阀7和涡轮机9、例如借助未示出的微处理器直接地给定待向患者施加的压力、流型、体积和氧气浓度。这些参数要么可以由使用者手动地设置要么通过选择的呼吸模式自动地规定。

为了能够正确地施加流型和氧气浓度，计量阀7和涡轮机9与流量传感器11和12一起构成了多级的控制回路。氧气浓度通过氧气含量测量单元/传感器和/或测量的压力和流量传感器11和12的流量的比例确定。总流量通过测量的压力和流量传感器11和12的流量的总和确定。为了能够应用正确的压力分布，计量阀7和涡轮机9与压力传感器17一起构成了另一控制回路。混合室13只用于更好地混合氧气和空气并且特别是并不构成蓄压器。位于混合室中的或者已经向患者输送的气体之后并不调整到恒定的、既定的压力。而是通过压力传感器5和6和/或通过流量传感器11和12进行该调整。因为涡轮机9设计到动态的运行中并且因此能够直接产生需要的流量和压力，不需要任何蓄压器。

在呼吸装置1的第二运行方式中，由接通空气入口4的压缩空气瓶或者中心的空气供应提供空气，而非由环境空气提供空气。在这种运行模式中，关闭涡轮机9，从而空气不能通过环境空气管道22流动。此外，打开计量阀8，从而通过压缩空气管道21的压缩空气能够经过空气管道27流入混合室13中。单向阀或者止回阀10防止了压力通过涡轮机9意外地降低。此外，止回阀10使得患者在呼吸装置的呼气间隔期间也总是能够吸气。其余的流程对应于具有打开的涡轮机9的运行方式的流程。微处理器就此必须考虑到在其控制中的控制回路中的不同的输入压力。

此外，呼吸装置1可以紧急排气，以便于防止产生对于患者而言危险的压力，这些压力在使用压力下的氧气和/或压缩空气时会产生。为了紧急排气，减压阀15通过控制阀14打开，从而多余的压力能从输出管道23泄出。

图2示意性地示出了根据本发明的另一示例性的实施方式的呼吸装置1。这个实施方式大部分对应于图1中的实施方式，其中在这个实施方式中的呼吸装置1额外地具有两个计量阀25，26和文丘里喷嘴24。剩下的组成部分对应于图1的呼吸装置1的组成部分，从而其说明能够参考对图1的说明。

相比于根据图1的实施方式的呼吸装置，在这个示例性的实施方式中，在空气管道27中的流量传感器12与混合室13之间设置计量阀26。此外，在氧气管道20中在流量传感器11和混合室13之间设置计量阀25和文丘里喷嘴24。文丘里喷嘴24此外通过另一空气管道28与空气管道27连接。

在这个示例性的实施方式中，呼吸装置1可以以第三运行方式使用，其中呼吸装置1只连接到氧气入口2上的氧气供应。在压缩空气入口4上不连通压缩空气并且关闭计量阀8。此外，关闭涡轮机9。在这个运行方式中，这样打开计量阀25，即氧气经过氧气管道20通过文丘里喷嘴24得以引导。这样在文丘里喷嘴24中产生低压，即，环境空气通过空气管道28、空气管道27、环境空气管道22、关闭的涡轮机9和抽吸口3抽吸，因为止回阀10允许从抽吸口3向混合室13的方向的空气流动。这个抽吸的环境空气经过空气管道27到达混合室13中并且与来自氧气管道20中的氧气混合。文丘里喷嘴24中的压力情况确定了抽吸的空气的量并且因此确定了在混合室13中的氧气浓度。氧气浓度可以例如通过计量阀26调整。另外的可以参考图1的实施方式。

如果在压力传感器5，6的一个上确定压力降低，则涡轮机9可以自动地打开，以便于例如在为了移动患者而脱开压缩空气时维持呼吸。

图3示意性地示出了根据本发明的第三个示例性的实施方式的呼吸装置1。这个实施方式与图1所示的区别在于，不设置混合室。取而代之的是，空气管道27和氧气管道20通到共同的输出管道23中，该输出管道通向患者或者患者软管系统的接口。气体的混合在这个实施方式中在输出管道23中进行。其优点在于，呼吸装置1的空间需求特别小，从而特别适合于移动使用。

为了好的条理性需要而指出，上述实施例只用于展示本发明并不应该限制本发明的主题。

附图标记说明

1 呼吸装置

2 氧气入口

3 抽吸口

4 压缩空气入口

5，6，17 压力传感器

7，8 计量阀

9 涡轮机

10 止回阀

11，12，16 流量传感器

13 混合室

14 控制阀

15 减压阀

18，19 温度传感器

20 氧气管道

21 压缩空气管道

22 环境空气管道

23 输出管道

24 文丘里喷嘴

25，26 计量阀

27，28 空气管道