专利名称：一种用于患者呼吸的方法和设备的制作方法
一种用于患者呼吸的方法和设备本发明涉及一种用于患者人工呼吸的方法，其中使用如下设备，所述设备设置有用于使气体在闭合管路系统或导管系统中沿一个方向循环的装置；用于使所述管路系统中的压力根据某一人工呼吸模式变化的装置；用于测量所述气体的流量和所述气体的成分的装置，同时所述管路系统设置有用于患者的连接装置以及用于呼吸气体的各种成分的一个或多个供给管路，其中所述管路系统还设置有通向排出管路的连接装置，所述排出管路设置有用于将气体排出所述管路系统的第一闭合装置，同时在所述管路系统中，从所述气体的循环方向看，在通向所述排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置。这种方法是众所周知的。 通过这种公知的方法，可以从开放系统切换到半闭合系统，在开放系统中，患者反复吸入新鲜的呼吸气体，由患者呼出的呼吸气体完全被排出管路系统(无再呼吸)；在半闭合系统中，由患者呼出的一部分呼吸气体再次循环，而一部分被排出(某种形式的再呼吸)。闭合系统中的这种公知的方法具有缺陷由患者“冲洗(washing in)”，也就是说，由患者摄入麻醉性气体，需要相对较长的时间。此外患者肺部具有氮气，在麻醉开始之前必须除去氮气。为此，患者被给予100%氧气，直到实际上所有氮气都被换出肺部(用氧气“冲洗”肺)。在闭合系统中，这需要很长时间，因为每次氧气和已经存在的一部分气体一同被吸入，在用氧气冲洗过患者的肺之后，供给麻醉性气体(此处的运载气体)，诸如氙气，患者可吸入并再次呼出一部分。吸入的氧气和氙气的量为每次只用氙气补偿，直到呼吸气体中达到所需氧气浓度和所需氙气浓度，这只是很长时间之后才能实现的情况。此处的麻醉剂或镇定剂也可用其他装置替换。在半闭合系统中，允许补充氙气(连同氧气或不连同氧气)流入管路系统中，通过补充氙气使得系统被过注入。这通过“出气”系统来补偿，其中将系统中的一部分气体排到外部。由于此，会增加氙气的浓度。供给的气体越多，患者的冲洗越快。但是这会导致很多的气体损失。本发明的目的是克服该公知方法的缺陷。为此，根据本发明的方法的特征在于，从所述呼吸气体的循环方向看，在所述第二闭合装置后面距其一距离处设置有第三闭合装置，其中所述方法包括以下步骤打开所述第一闭合装置，打开所述第二闭合装置和第三闭合装置，将第一气体送入所述管路系统，闭合所述第二闭合装置和第三闭合装置，将所述第一气体送入所述管路系统，使所述管路系统中的压力根据某一呼吸模式进行变化以向患者供给所述第一气体，将第二气体送入所述管路系统，确定所述第二气体到达患者的嘴处，闭合所述第一闭合装置并打开所述第二闭合装置和第三闭合装置或打开所述第二闭合装置和第三闭合装置并闭合所述第一闭合装置，以及使所述第一气体和所述第二气体在所述系统中循环。根据本发明的方法的特征，所述第一气体由氧气或氧气和另一气体的混合气组成。根据本发明的方法的进一步特征，所述第二气体由单质气体，诸如氙气、氦气、氩气；或复合气体，诸如笑气；或一种或多种气体和麻醉蒸汽的混合气组成。
根据本发明的方法的进一步特征，所述气体在所述管路系统中以如下方式循环使得所述气体的一次循环的持续时间最多为10秒，具体最多为5秒，具体最多为3秒，甚至具体最多为2. 5秒。本发明进一步涉及一种本方法应用的设备，所述设备具有用于使呼吸气体、麻醉性气体或治疗性气体在闭合管路系统或导管系统中沿一个方向循环的装置，用于使所述管路系统中的压力根据某一呼吸模式变化的装置，以及用于测量所述气体的流量和所述气体的成分的装置，同时所述管路系统设置有用于患者的连接装置，用于呼吸气体的各种成分的一个或多个供给管路，以及用于在所述管路系统中移除患者呼出的二氧化碳的装置，其中所述管路系统进一步设置有通向排出管路的连接装置，所述排出管路设置有用于将呼吸气体排出所述管路系统的第一闭合装置，同时在所述管路系统中，从所述气体的循环方向看，在通向所述排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置，所述设备的特征在于，从所述呼吸气体的循环方向看，在所述第二闭合装置后面设置有第三闭合装置，同时设置 有以如下方式控制所述第二闭合装置和第三闭合装置的装置使得所述管路系统的位于所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的区段能被隔离，同时所述管路系统进一步设置有用于产生气体流量的装置。根据本发明的设备的特征，所述用于产生气体流量的装置的容量以如下方式适应所述管路系统的容积使得所述气体的一次循环的持续时间最多为10秒，具体最多为5秒，具体最多为3秒，甚至具体最多为2. 5秒。根据本发明的设备的进一步特征，在所述管路系统中所述用于产生气体流量的装置由循环鼓风机组成。根据本发明的设备的另一个特征，在所述管路系统中所述用于产生气体流量的装置设置在所述管路系统的、从所述呼吸气体的流动方向看位于所述第二闭合装置后面的部分中，尤其是设置在所述管路系统的位于所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部分中。根据本发明的方法和设备，能以快速且安全的方式冲洗患者，而不损失或仅损失很少的昂贵气体。将参考示例性的实施例的附图
来说明根据本发明的方法和设备的进一步特征和特点。在附图示出的示例性的实施例中，设备I设置有设备11在其中供给呼吸气体、麻醉性气体或治疗性气体的各种成分的装置；用于使呼吸气体、麻醉剂气体或治疗性气体在闭合管路系统或导管系统4中沿一个方向5循环的装置；用于使管路系统4中的压力根据某一人工呼吸模式变化以允许患者7换气的装置6。此外在管路系统4中在用于患者7的连接装置处设置有装置，诸如设备8，以用于确定由患者吸入的气体或呼出的气体9的成分。附图中显示了去除的原理。期望的是，已经被去除的气体能够被引导回该系统。在吸入气体和呼出气体9中直接利用测量系统也是可行的。在该闭合的系统中，利用传感器10能够测量在自发呼吸期间以及在患者的呼吸期间或者在患者的呼吸支持的给定情况下，患者呼吸的容积和流量。在所示实施例的示例中，传感器10设置在管路系统4的一部分中，从呼吸气体的循环方向看，所述一部分位于用于使管路系统中的压力变化的装置6后面。
设备11将气体和麻醉剂蒸汽供给至系统。管路系统4设置有通向排出管路15的连接器13，排出管路15设置有第一闭合装置，诸如第一阀14，排出管路15用于将呼吸气体排出管路系统4。在管路系统4中，从气体的循环方向5看，通向排出管路15的连接装置13后面设置有第二闭合装置或第二阀16。在实施例的该示例中，在第二阀16后面设置有循环鼓风机18和二氧化碳吸附剂2。从呼吸气体的循环方向5看，这后面设置有第三闭合装置或第三阀17。第二阀16和第三阀17能以这样的方式被控制，即使得管路系统4的位于这两个阀之间的部分19能够与呼吸气体的循环隔离，以这种方式形成可以储存特殊气体的隔离区段。当第一阀14闭合时，没有气体能通过排出管路15离开管路系统。当阀16和阀17打开时，呼吸气体能自由流动以在管路系统中循环。本系统起到完全闭合系统的作用。当第一阀14打开时，气体能通过排出管路15和排出管路15的出口 22排出管路系统4。阀16和阀17被打开。本系统起到半闭合系统的作用。在管路系统4中，能测量气体的成分(附图未示出)，同时，用传感器20测量通过排出系统15的出口 22排走的气体的流量。当阀14打开而阀16和阀17闭合时，该系统起到开放系统的作用，不存在再呼吸。通过用设备11将第一气体吹入系统，系统待用，在该示例性实施例中，第一气体为纯氧。设备11设置在管路系统的位于第三阀17后面的部分中。第二阀16和第三阀17打开。进而第二阀14打开。通过排出管路15和排出管路15的出口 22，将气体排出系统。这之后，通过设备11，系统被注有100%氧。在整个管路系统中，现在存在95%-100%氧。这之后，第二阀16和第三阀17闭合。现在系统起到开放系统的作用。在管路系统的被隔离的部分19中，存在的是多于95%氧。现在患者连接至管路系统，随后肺被100%氧“冲洗干净”。这之后，通过设备11将第二气体即麻醉性气体诸如氙气，或第二混合气体吹入管路系统。在冲洗干净之后，人们想以快速且安全的方式获得患者肺部所需气体的准确浓度。通过将氧气和氙气的混合气体注入管路系统4，管路系统将从设备11的位置直到患者7被注满氧气和氙气。在隔离区段9中将只存在氧气或大体上只存在氧气。在管路系统的位于与患者7连接的连接处的部分中设置有设备8，通过设备8在患者7的嘴处能测量氙气的浓度。以这种方式，确定何时管路系统4直至患者7已经变得注满预定的氧气/氙气混合气。如果是这种情况，阀14闭合，而阀16和阀17打开。现在系统变成起到闭合系统的作用。代替测量氙气到达患者嘴处以及随后闭合阀14并打开阀16和阀17，人们同样能选择通过设备11向管路系统供给预定量的氙气，随后闭合阀14并打开阀16和阀17。在这种情况下，不根据患者嘴处的测量对阀14、16和17进行切换。在系统已经变成起到闭合系统的作用之后，循环鼓风机18使隔离区段19中的气体和管路系统4的其他部分中的气体彼此快速混合，由此快速获得所需混合气。为此，循环鼓风机18设置有这样的容量通过该容量能够进行气体的很快速的混合。循环鼓风机18必须充分循环，使得混合过程的快速性好于在人体内该过程的快速性。
在实施例的这个示例中，管路系统的容积是2. 5L，而在管路系统中设置的循环鼓风机18的容积在本实施例的这个示例中为每分钟60L。这导致气体的一次循环的持续时间为:2. 5L/60L/min=0. 042 分=2. 5 秒。
将2. 5秒作为指导原则，例如在管路系统I的容积为I. 25L的情况下，需要应用的循环鼓风机的容量为每分钟30L。在管路系统的容积为5L的情况下，需要应用的循环鼓风机的容量为每分钟120L，以及在管路系统的容积为0. 625L的情况下，需要应用的循环鼓风机的容量为每分钟15L。通过使用循环鼓风机18，可以实现阀16和阀17之间的氧气、肺中高百分比的氧气，患者和第一阀14之间主要注满氧气的区段和管路系统4的在设备11和患者7之间的区段的很快速的混合。通过此，避免了延长冲洗的必要性，同时实现了很短时间的及时冲洗且安全的冲洗，延长冲洗会使很多特殊气体损失。对于根据本发明的方法和设备，通过循环鼓风机的快速循环很重要。通过其对呼吸气体的成分的控制能快于人体内的处理。同样因为此，能以精确的方式测量患者摄入的氧气。
利用根据本发明的闭合系统，快速冲洗也是可行的，通过快速冲洗，能使呼吸气体的成分快速变化。设备11在系统中提供了氧气的供给和笑气的供给。通过使压力变化的装置来控制管路系统4中的压力。在半闭合系统中，通过排出管路5和出口 22排到外部的流量是由离开设备11的新鲜气体的流量以及用于改变排出管路15中的调节阀20的压力和位置的装置的运动确定的。排出管路15中的调节阀20旨在当患者吸气的时候缩小或在给定情况下闭合，使得气流5不变成负的，因而患者只吸入新鲜气体。通过传感器21能测量流过调节阀20的气体的容积和流量。也可以在切换到闭合系统之后，仅用氙气替换患者所摄入的氧气量，从而以这种方式减少氧气的浓度以及成比例地增加氙气的浓度，直到达到所需浓度。以这种方式，节约了被排出的“冲洗气体”。代替氙气，可以使用任何混合气体，从而能在较窄范围内选择至少两种气体的浓度，例如氙气/氦气的混合气。通过在第一阀14打开而阀16和阀17闭合的同时将氙气引入管路系统、确定氙气到达患者嘴处随后关闭阀14及打开阀16和阀17，以这种方式从开放系统切换到闭合系统，不会产生氙气损失，同时通过快速循环以及快速混合同类混合气，可实现很短的及时冲洗且安全的冲洗。
权利要求
1.一种用于患者呼吸的方法，该方法使用的设备设置有用于使气体在闭合管路系统或导管系统中沿ー个方向循环的装置、用于使所述管路系统中的压カ根据呼吸模式进行变化的装置、用于测量所述气体的流量和所述气体的成分的装置； 同时所述管路系统设置有用于患者的连接装置以及用于呼吸气体的各种成分的ー个或多个供给管路，还设置有通向排出管路的连接装置，所述排出管路设置有用于将呼吸气体排出所述管路系统的第一闭合装置，同时在所述管路系统中，从所述气体的循环方向看，在通向所述排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置， 所述方法的特征在干，从所述呼吸气体的循环方向看，在所述第二闭合装置后面与其分离地设置有第三闭合装置，其中所述方法包括以下步骤 打开所述第一闭合装置，打开所述第二闭合装置和第三闭合装置，将第一气体送入所述管路系统，闭合所述第二闭合装置和第三闭合装置，将所述第一气体送入所述管路系统，使所述管路系统中的压カ根据呼吸模式变化以给予患者所述第一气体，将第二气体送入所述管路系统，确定所述第二气体到达患者的嘴处，闭合所述第一闭合装置并打开所述第二闭合装置和第三闭合装置，或打开所述第二闭合装置和第三闭合装置并闭合所述第一闭合装置，以及使所述第一气体和所述第二气体在所述系统中循环。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一气体由氧气，或一种气体和氧气的混合气组成。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述第二气体由单质气体，诸如氙气、氦气、氩气；或复合气体，诸如笑气；多种气体的混合气；或ー种或多种气体和麻醉蒸汽的混合气组成。
4.根据权利要求I、2或3所述的方法，其特征在于，所述气体在所述管路系统中以如下方式循环使得所述气体的一次循环的持续时间最多为10秒，具体最多为5秒，具体最多为3秒。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，一次循环的持续时间最多为2.5秒。
6.一种用于患者呼吸、通过吸入麻酔和通过吸入给予治疗性气体的设备，所述设备具有 用于使呼吸气体、麻醉性气体或治疗性气体在闭合管路系统或导管系统中沿ー个方向循环的装置； 用于使所述管路系统中的压カ根据某ー呼吸模式变化的装置；以及 用于测量所述气体的流量和所述气体的成分的装置； 同时所述管路系统设置有用于患者的连接装置，用于呼吸气体的各种成分的一个或多个供给器，以及用于在所述管路系统中移除患者呼出的ニ氧化碳的装置； 其中所述管路系统进ー步设置有通向排出管路的连接装置，用于将呼吸气体排出所述管路系统的第一闭合装置，同时在所述管路系统中，从所述气体的循环方向看，在通向所述排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置； 所述设备的特征在干，从所述呼吸气体的循环方向看，在所述第二闭合装置后面距其一距离处设置有第三闭合装置； 同时设置有控制所述第二闭合装置和第三闭合装置的装置，使得所述管路系统的位于所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部分能被隔离，同时所述管路系统进ー步设置有用于产生气体流量的装置。
7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述用于产生气体流量的装置的容量以如下方式适应所述管路系统的容积使得所述气体的一次循环的持续时间最多为10秒，具体最多为5秒，具体最多为3秒。
8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，一次循环的持续时间最多为2.5秒。
9.根据权利要求6、7或8所述的设备，其特征在于，在所述管路系统中所述用于产生气体流量的装置由循环鼓风机组成。
10.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在于，在所述管路系统中所述用于产生气体流量的装置设置在所述管路系统的、从所述呼吸气体的流动方向看位于所述第二闭合装置后面的部分中。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于，在所述管路系统中所述用于产生气体流量的装置设置在所述管路系统的、位于所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部分中。
12.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在干，闭合装置由阀形成。
13.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述管路系统中的所述用于呼吸气体的各种成分的一个或多个供给管路设置在所述管路系统的、位于所述第二闭合装置后面的部分中。
14.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述用于移除患者呼入所述管路系统中的ニ氧化碳的装置设置在所述管路系统的、位于所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部分中。
15.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述用于測量所述气体的流量和所述气体的成分的装置设置在所述管路系统的、位于所述用于患者的连接装置处的部分中。
16.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述用于測量所述气体的流量的装置设置在所述管路系统的、从所述呼吸气体的流动方向看位于所述用于使所述管路系统中的压カ变化的装置后面的部分中。
17.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述排出管路设置有用于测量所述气体的流量的装置。
18.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在于，用于将呼吸气体排出所述管路系统的所述排出管路设置有调节阀。
19.根据前述一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述用于将呼吸气体排出所述管路系统的排出管路设置有传感器，通过所述传感器能測量流过所述排出管路的呼吸气体的流量和容积。
全文摘要
一种用于患者呼吸的方法和设备，具设置有用于使气体在管路系统中循环的装置，用于使所述管路系统中的压力变化的装置，用于测量气体的流量的装置，用于患者的连接装置，以及用于各种气体成分的供给器，用于移除二氧化碳的装置，针对排出管路中的呼吸气体的第一闭合装置，在所述管路系统中在通向所述排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置，以及在所述第二闭合装置后面距其一距离处设置有第三闭合装置，同时设置有控制所述第二闭合装置和第三闭合装置的装置，使得所述管路系统的位于所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部分能被隔离，同时所述管路系统进一步设置有用于产生气体流量的装置。
文档编号A61M16/01GK102695539SQ201080050998
公开日2012年9月26日 申请日期2010年10月6日 优先权日2009年10月7日
发明者巴特·韦斯特坎普, 皮尔特·鲍姆 申请人:奥克梅尔合作私人有限公司