[发明专利]包括气体调节阀的呼吸辅助设备及呼吸辅助方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于患者的呼吸辅助设备。

更具体地说，本发明涉及一种供患者在连续呼吸周期中呼吸的呼吸辅助设备，每个呼吸周期定义为至少一个吸气阶段和至少一个呼气阶段。

背景技术

目前有多种呼吸辅助设备，在本文中我们也将总体地称其为“呼吸器”。

这些呼吸器配备有呼吸加压气体源。它们能够是“自动的”，因为供给外部加压气体不需要操作它们。

在每次吸气时，这些设备提供给患者呼吸气体(通常是可加入例如氧气等补充气体的环境空气)。

已知有不同类型的呼吸器。这些不同类型的呼吸器能够进行分类，例如根据它们的大小。

实际上，这些设备的大小是重要的参数：为了便于相同的单个设备在不同地方和环境(例如家庭以及医院)中的操作，以及为了增加患者的易动性，通常希望缩小该尺寸。

非便携式设备

第一种类型的呼吸器涉及适于非便携式的呼吸器。此第一类型通过图1a至1d示意性地示出。

这种设备通常配备有尺寸和/或重量非常大的呼吸气体源S1。此气体源能够在设备的内部，在这种情况下设置于中央单元10内，如在下文中描述并在图1a至1d中示出的非便携式呼吸器那样。此气体源也能够设置在设备外部。

在这些设备中，气体源通过两个管道管耦连到患者P，吸气管11用于吸气阶段并且患者P通过此吸气管从气体源吸入加压气体，呼气管12用于呼气阶段并且患者通过此呼气管能够排出呼出的气体，例如二氧化碳等。

这些非便携式呼吸器进一步提供有吸气阀13和呼气阀14。这两个阀分别在吸气管11和呼气管12上靠近气体源S1定位。

在呼吸阶段，吸气阀13允许控制传送到患者的加压气体的流量。

呼气阀14允许将患者的呼出气从呼气管12排出到环境大气中。为此目的，呼气阀能够进一步通过PEP(正呼气压力)控制。

呼吸器的大多数操作模式需要监视呼出气流和/或呼气压力。因此，在呼吸器中必须提供用于检测气流和/或压力的传感器19。

每个传感器通常需要通过至少三条线连接到呼吸器的中央单元10，以便于供电及输送数据信息。

因此传感器19通常位于气体源S1附近，以避免由于增加传感器和线进一步增加已经非常复杂且庞大的双输送回路的复杂性。

期望传感器19位于呼气阀附近，从而所述呼气阀14必须位于气体源S1附近。

吸气阀和呼气阀都需要特定的并且通常很复杂的控制装置15，以便于正常操作。

非便携式的呼吸器通常提供有相对较长的管道，约为150至180cm。

此构造意味着呼吸阻力，呼吸阻力不利于患者容易地呼气。

实际上，如果呼气阀14位于呼气管12在气体源S1附近的端部处(远端)，并且呼气管12相对较长，则患者P将需要“推进”他的通过呼气管12的呼气，直到呼出的空气达到呼气阀以排出到大气中。

便携式呼吸器

第二种类型的呼吸器能够称作便携式呼吸器，如图2a至2d中示意性地示出。这种类型的便携式呼吸器设置有中央单元20，中央单元20包括内部呼吸气体源S2。

气体源S2可以是小的涡轮机，具有优化的特性以便于限制设备占用的体积。

另一种限制这些设备的体积的方法是，与具有两个管道(吸气管和呼气管)的设备相比，在气体源S2和患者P之间使用单个气体输送管道21。

这些呼吸器的操作原理基于在患者P附近(即在管道的近端)使用了置于单个管道21上的呼气阀22。

此呼气阀22的近端定位允许--特别是在呼气阶段--避免呼气阀位于管道的远端时由于呼气管的长度引起的呼吸阻碍现象。

在已知的便携式呼吸器中，例如图2a至2d中所示，此呼气阀22是借助于加压空气供给导管23操作的气动阀，导管23与呼吸气体源S2耦连(或者借助于另一压力源，例如独立的微型涡轮机)，并且使呼气阀22的阻塞套囊24充气。

从而呼气阀的这种控制要求特定的导管23，其限制了呼吸器的小型化。

在此呼气阶段，呼气阀24是打开的或者是部分关闭的，以便于在气体输送管道中建立正呼气压力(PEP)以平衡患者肺部中的剩余的过压。

为了建立这种PEP，需要非常精确地控制呼气阀24的套囊24的气动充气压力。这增加了呼吸器的控制装置25的复杂度。

在一些呼吸器的模式中，呼气阀必须尽可能地实时操作，但是由于相关的气动惯性，在一些呼气阀中这样做非常困难。