[发明专利]气体混合控制装置和方法

说明书

背景技术

呼吸机将加压气体(例如空气和/或空气与额外(补充)氧气的混合物)的气流输送到病人的呼吸道，从而辅助或者代替病人的呼吸。呼吸机循环地操作，从而使得气体在吸气阶段期间(对应于吸入)提供到病人并且在随后的呼气阶段期间(对应于呼出)从病人接收。例如，为了提供空气与额外氧气的混合物，呼吸机通过空气通路接收空气以及通过分开的氧气通路接收纯氧，并且由此控制每种气体的各自的量，从而获得在吸气阶段期间提供给病人的期望混合物。

通常地，病人通过控制气体流动的导管或者“分支”与呼吸机相互作用。单支呼吸机提供单个导管用于吸气和呼气阶段，意味着病人在吸气期间从呼吸机接收(受压的)气体并且在呼气期间通过相同的导管将气体排出到呼吸机。一般地，排出的气体被导引通过呼吸机的空气通路。当吸气气流包括空气和氧气的混合物的时候，呼气气流必然包括至少一部分额外氧气，导致了空气通路中的“氧气污染”。由此，在吸气气流的随后循环期间，来自空气通路的气体包括相比纯空气浓度更高的氧气。当来自于空气通路的气体与来自于氧气通路的附加氧气混合的时候，提供给病人的混合气体具有高于期望的氧气浓度。

相比之下，双支呼吸机通过提供分开的导管用于吸气和呼气气流来避免空气通路的氧气污染。也就是说，病人在吸气期间通过第一分支从呼吸机接收(受压的)气体，并且在呼气期间通过分开的第二分支将气体排出到呼吸机(或者呼吸机外部)。然而，两个分开导管的设置和维护增加了呼吸机的复杂程度和费用。例如，必须设置阀以将吸气和呼气气流导引到适当的导管用于正确的操作。

发明内容

在发明的一个方案中，呼吸机包括第一通路和第二通路、导管和控制器。第一通路被配置成提供第一气体，第二通路被配置成提供第二气体，其中第二气体与第一气体混合以产生混合气体，该混合气体具有预定百分比的第二气体。导管被配置成在吸气阶段期间将混合气体从第一通路和第二通路提供到入口端，并且在呼气阶段期间将排出气体从入口端提供到第一通路。控制器被配置成使来自第二通路的第二气体的供应延迟一延迟时间，从而在随后的吸气阶段期间保持提供到进出端口的混合气体中第二气体的预定百分比。

在发明的另一个方案中，呼吸机包括空气及氧气通路、鼓风机、导管和控制器。空气通路被配置成将空气供应到混合节点。氧气通路被配置成将氧气供应到混合节点，氧气与空气在该混合节点混合以获得具有预定氧气百分比的混合气体。鼓风机被配置成在吸气阶段期间使混合气体加压。导管被配置成在吸气阶段期间将受压的混合气体从鼓风机提供到入口端，并且在呼气阶段期间将排出气体从入口端提供到空气通路。控制器被配置成使来自于氧气通路的氧气的供应延迟一延迟时间，以便在随后的吸气阶段期间保持混合气体中氧气的预定百分比。

在发明的另一个方案中，提供了一种方法，用于控制在吸气阶段期间通过单支呼吸机而提供给病人的混合气体的含量，该混合气体包括与空气混合的预定量的额外氧气。该方法包括在呼气阶段期间测量经过空气通路的排出气体的流量，排出的气体包括混合气体的至少一部分额外氧气；基于测量的流量而计算出排出气体的体积；基于计算出的体积确定延迟时间；以及使来自与空气通路分开的氧气通路的氧气流动停止所确定的延迟时间，以便在随后的吸气阶段期间抵消排出气体中的额外氧气部分。

附图说明

图1是根据代表性实施方式的单支机械呼吸机的功能性框图。

图2是示出了根据代表性实施方式的空气和氧气流量的图表。

图3是根据代表性实施方式的气体混合控制方法的流程图。

具体实施方式

在接下来的详细描述中，出于解释性以及非限制性的目的，阐述了公开具体细节的示例性实施方式，以便提供根据本教导的实施方式的详尽理解。然而，对于本领域普通技术人员明显的是，从本公开获得益处是，根据本教导但是脱离在此公开具体细节的其它实施方式仍然在所附权利要求的范围之内。此外，公知装置和方法的描述可被忽略，从而不会使示例性实施方式的描述不清楚。这种方法和装置无疑在本教导的范围内。

在多个实施例中，单支机械呼吸机控制供应到病人的、与环境空气相混合的额外氧气的量。在呼吸机的吸气和呼气阶段循环之后，接下来吸气阶段中的氧气的量通过使氧气流动延迟预定时间而得到控制，从而抵消空气通路中由于前一个循环的呼气阶段所导致的过多氧气(即氧气污染)。