[发明专利]具有高和低压空气入口的闭合环路空气-氧气混合器

说明书

一种气体混合器系统，其包括通过气体管路的第一回路与第一比例阀、第一止回阀和第一流量传感器串联连接的加压氧气供应；通过气体管路的第二回路与第二比例阀、第二止回阀和第二流量传感器串联连接的加压空气供应；设置在气体管路的第二回路上的第二止回阀和第二流量传感器之间的端口，其用于提供通向低压源的气流通路。端口包括被配置为打开和关闭气流通路的塞子以及电耦合到第一比例阀、第一流量传感器、第二比例阀和第二流量传感器的控制模块。电子气体混合器系统可用于在动态控制下混合两个高压气源或通过从动/主动关系混合一个高压和一个零压力或低压气流源。

背景技术

用于混合室内空气和氧气等医用气体的气体混合器通常使用两个高压气源，并使用比例控制器来确定输送气体的最终浓度。这些可以是机械混合器，诸如在DeVries(美国专利号5,014,694)中所描述的混合器，或者混合器可以是电子控制的，诸如在Lampotang等人(美国专利号5,887,611)公开的微处理器控制的混合器，或在Volgyesi(美国专利号6,857,443)中公开的电子混合器。典型地，机械混合器使用具有高压输入的平衡块(例如～40-60psig)或者高压文丘里管设计，其可以基于每一个的相对出口提供恒定比例的空气和氧气(即氧气百分比)。用于支持这种高压设计的气体管路的直径通常较小，以提供足够高的阻力以控制压力以输送精确的流量。对于依靠高压和可变孔口来设定每种气体比例的电子混合器也是如此。然而，如果需要将氧气混合到自主呼吸患者的空气流中，小直径的输送管路或比例阀会使患者无法通过其呼吸。

传统的电子控制气体混合器通常具有微处理器，该微处理器基于已知期望的流量和期望的浓度可以确定每种气体的正确比例。因此，这些系统将在微处理器控制下为每种气体打开比例阀，从而允许每种气体以正确比例流动。这些可以是用于开环回路或闭合环路系统的控制阀，其遵循来自微处理器的动态输入波形。然而，这些传统系统不允许在自主呼吸期间动态地混合气体，因为这些是高阻力系统，其中每个气体通道的所有流动模式都由微处理器控制。也有自主呼吸气体混合器，其中氧气可以注入与自主呼吸流量成比例的气流中，但只有在氧气注入由基于低阻力自主呼吸路径的闭合环路反馈回路控制时才是如此。不幸的是，没有混合器可以很容易地执行高压混合模式和自主呼吸模式以进行动态混合。

本领域需要的是一种能够使用用于高压混合模式的高压气体管路的混合器，其可以容易地转换为低阻力自主呼吸模式以用于动态混合。

发明内容

在一个实施例中，气体混合器系统包括通过气体管路的第一回路与第一比例阀、第一止回阀和第一流量传感器串联连接的加压氧气供应；通过气体管路的第二回路与第二比例阀、第二止回阀和第二流量传感器串联连接的加压空气供应；设置在气体管路的第二回路上的第二止回阀和第二流量传感器之间的端口，用于提供通向低压源的气流通路，其中端口包括被配置为打开和关闭气流通路的塞子以及电耦合到第一比例阀、第一流量传感器、第二比例阀和第二流量传感器的控制模块。在一个实施例中，低压源是环境室内空气。在一个实施例中，控制模块电耦合到塞子并且被配置为在自主呼吸状态期间打开气流通路并且在高压混合状态期间关闭气流通路。在一个实施例中，在自主呼吸状态期间，控制模块被配置为基于来自在第二流量传感器处测量的低压源的气流来调节第一比例阀。在一个实施例中，控制模块是微处理器。在一个实施例中，控制模块是模拟电路。在一个实施例中，端口在其最窄点处的直径至少为10毫米。在一个实施例中，气体管路的第一回路在其最窄点处的直径小于3毫米。在一个实施例中，低压源被加压到小于5psi。在一个实施例中，低压源被加压到小于4psi。在一个实施例中，低压源被加压到小于3psi。在一个实施例中，低压源被加压到小于2psi。在一个实施例中，低压源被加压到小于1psi。在一个实施例中，低压源是非加压空气。