專利名稱：用于肺的換氣處理的裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對人體的肺進行換氣處理的裝置，開發(fā)它主要是為了在由液體麻醉劑的靜脈注入而引起的麻醉過程中使用。
本發(fā)明的裝置包括閥裝置，該閥裝置設計成能將吹入氣體和/或吹入氣體混合物從用于肺的換氣單元送入人體的肺和氣管中，并能控制在氣管內的氣體和/或氣體混合物的呼出。
該裝置另外還可以包括一個或多個在氣體測量裝置中的傳感器單元，其中的一個單元可以設計成在對吹入氣體的速度和持續(xù)時間的測量中檢測與氣體速度相關的壓力梯度。
另一傳感器單元或上述傳感器單元可以設計成在對呼氣速度和呼氣階段持續(xù)時間的測量中檢測與氣體速度相關的壓力梯度。
另一傳感器能夠設計成測量吹入氣體和/或呼出氣體的壓力和/或在整個期間的壓力變化。
另一傳感器能夠設計成在對氣體混合物一個或多個氣體成分的是否存在和/或存在百分比的測量中能夠使部分氣體混合物轉向以便分析。
現(xiàn)有技術這種裝置現(xiàn)有多個不同的實施例，且該裝置通常與肺呼吸器和/或肺的換氣單元相連。
用于在麻醉條件下給病人的肺換氣的已知肺呼吸器有在肺呼吸器和病人之間的第一軟管，設計成將氣體或氣體混合物吹入病人體內，且該軟管有與其相連的呼吸器吹氣閥。
這種上述用途的肺呼吸器還有在肺呼吸器和病人之間的第二軟管，該第二軟管的截面形狀與第一軟管相同，以便將呼出的氣體或氣體混合物傳送給肺呼吸器，且該肺呼吸器還有呼氣閥，該呼氣閥與該呼吸器相連。
軟管的遠離呼吸器的端頭綁在病人的連接部件上并與病人的連接部件相連，以便形成密封、可控制的吹入氣體和呼出氣體的流動通道。
這種連接部件有不同類型，例如氣管導管和喉罩。
在用這種上述用途的肺呼吸器開始進行吹氣時，吹氣閥打開，同時呼氣閥在整個吹氣階段都保持關閉。在整個呼氣階段，呼氣閥打開，而吹氣閥關閉。在吹氣閥和呼氣閥都關閉時，可能會出現(xiàn)吸氣暫停。
用于以這種方式控制吹氣階段和呼氣階段的閥都裝在肺呼吸器基本單元的內部，因此，用于吹氣和呼氣的兩個不同軟管從肺呼吸器的基本單元中伸出。
考慮到本發(fā)明的主要特性，應當指出的是，目前已知的是，可以使用一個或多個氣體測量裝置和一個或多個安裝在前述裝置上的傳感器單元。
這樣的傳感器單元實例已在前述“發(fā)明領域”中提出。
考慮到本發(fā)明所涉及的測量，應當指出的是，在用于未麻醉人體的肺的換氣單元的使用領域中，控制閥和具有所需流體傳感器的測量裝置的引入可由專利文獻US-A-3961627知道，該測量裝置成為用于在靠近病人處沿呼吸器的氣流方向測量氣流和氣壓的裝置的形式。
其中，驅動閥的機構包括例如接收由閥控制單元發(fā)出的信號的伺服馬達。
發(fā)明的說明技術問題考慮到這樣的情況，即本領域的熟練技術人員必須考慮目前的技術情況，以便能解決所出現(xiàn)的一個或多個技術問題，他首先需要知道將采用的測量和/或測量順序，同時還需要選擇所需的裝置。因此，本發(fā)明與以下技術問題相關。
如上所述，考慮到現(xiàn)有技術，在由液體形式的麻醉劑靜脈注入所引起的麻醉條件下對人體進行換氣處理中的一個技術問題是能夠提出一種裝置，該裝置包括與多個傳感器單元相組合的可控制閥裝置，且所有傳感器單元都非?？拷梭w。
還一技術問題是能夠形成這樣的狀態(tài)，其中，該裝置與已知的裝置相比，死區(qū)將更小。
還一技術問題是實現(xiàn)僅利用一個具有一定橫截面軟管和另外的幾個具有小得多的橫截面的軟管的價值和優(yōu)點，該一個軟管設計成能在由液體麻醉劑注入而引起的深度麻醉狀態(tài)下將吹入氣體或氣體混合物從肺呼吸器傳送給病人，該另外幾個軟管用于確定氣體或氣體混合物的不同參數(shù)和用于通過肺呼吸器中的閥來由肺呼吸器控制閥裝置。
技術問題還涉及通過這種裝置而形成這樣的狀態(tài)，即在該裝置中，為此而設計的閥裝置和為了評價與該氣體或氣體混合物相關的多個參數(shù)而設計的傳感器單元組能夠緊密安裝在一起，并布置于靠近在麻醉過程中需要進行肺的換氣處理的人體處和靠近該病人所用的連接部件。
技術問題還涉及能夠實現(xiàn)閥裝置和組合的傳感器單元組串聯(lián)連接和將它們與從肺呼吸器單元引出的軟管束的末端部分或具有不同截面的多個軟管的末端部分相連。
技術問題還涉及能夠使所述組合的傳感器單元組的位置比所述閥裝置更靠近所述人體。
技術問題還涉及能夠實現(xiàn)將所述閥裝置和所述組合的傳感器單元組結合成為單個單元的價值和優(yōu)點。
而且，技術問題還涉及能夠實現(xiàn)將傳感器單元組或單元的傳感器單元部分設計成能夠與病人的連接部件形成固定但很容易拆開的連接而帶來的價值和優(yōu)點。
此外，技術問題還涉及能形成這樣的情況，即使用簡單的裝置，便于清潔用過的閥裝置和組合的傳感器單元組，并將它們設計成這樣，即不會轉向錯誤的通道或不會錯誤地安裝。
技術問題還涉及能夠實現(xiàn)將所述閥裝置或單元的閥裝置部分設計成與吹氣軟管的外端部分、與多個傳感器單元軟管和用于控制該閥裝置的軟管相連而帶來的價值和優(yōu)點。
技術問題還涉及能夠使所述末端部分有一個具有為吹入氣體而設計的橫截面的第一軟管、多個具有適于氣體測量(包括壓力和流速測量)的橫截面的其它軟管和一個用于控制閥裝置的軟管，該多個其它軟管和用于閥裝置的軟管都在第一軟管的外周，并形成軟管束。
技術問題還涉及使得所述末端部分包括一個第一軟管，該第一軟管有設計成用于吹入氣體的較大橫截面，并與肺的呼吸器單元相連；以及集成的其它軟管，該其它軟管有較小的橫截面，兩個或三個這樣的其它軟管設計成能夠通過由組合的傳感器單元組增壓而提供與氣體速度相關的壓力梯度測量值和壓力測量值，一個軟管設計成將氣體或氣體混合物的一部分引出給通過氣體采樣而對氣體進行分析的測量裝置，一個軟管與閥裝置相連，以便通過閥裝置的增壓而產生吹氣階段、呼氣階段降壓，并在整個呼氣階段根據(jù)需要而進行合適的反壓。
技術問題還涉及能實現(xiàn)與存在和布置負壓閥有關的優(yōu)點，在吹入軟管處于選定的反壓作用下時，該負壓閥向室內空氣打開閥門，以便病人吸氣。
解決方案為了解決前述一個或多個技術問題，本發(fā)明基于在麻醉情況下對人的肺進行換氣處理的裝置，該裝置包括閥裝置，該閥裝置設計成將吹入氣體和/或吹入氣體混合物從肺的呼吸器單元傳送給人體的肺和氣管，并使在氣管內的氣體和/或氣體混合物呼出；以及在氣體測量裝置中的一個或多個傳感器單元，一個傳感器單元設計成在測量吹入氣體的速度和吹入階段的持續(xù)時間時檢測與氣體速度相關的壓力梯度。
一個傳感器單元或上述相同的傳感器單元可以設計成在對呼氣速度和呼氣階段持續(xù)時間的測量中檢測與氣體速度相關的壓力梯度。
第二傳感器能夠設計成測量壓力和/或在整個期間的壓力變化；一個傳感器能夠設計成為了進行氣體分析使部分氣體混合物轉向以便測量氣體混合物的一個或多個氣體成分是否存在和/或存在百分比。
為了解決一個或多個上述技術問題，本發(fā)明尤其提出所述閥裝置和傳感器單元組可以緊密布置在一起，它們與從肺的換氣單元伸出的軟管束的末端部分相連，且所述傳感器單元比所述閥裝置更靠近所述人體。
如本發(fā)明的優(yōu)選實施例所述，我們提出所述閥裝置和所述傳感器單元組可以結合成單個單元。
我們還提出傳感器單元或單元的傳感器單元部分將設計成與病人的連接部件相連。
我們還提出閥裝置或單元的閥裝置部分將設計成與軟管束的外側自由端部分相連。
我們還提出所述末端部分的形狀為有第一軟管，該第一軟管有適于吹入氣體的橫截面；以及多個其它軟管，該其它軟管有適于氣體測量和閥控制。
末端部分由第一軟管形成，該第一軟管與肺的換氣單元相連并與具有較小橫截面的其它軟管結合在一起，兩個軟管設計成測量壓力梯度，可能的話，一個軟管用于測量壓力，一個軟管用于對氣體采樣，且一個軟管用于給閥裝置增壓，同時還能在呼氣過程中起到降壓或作用有較小反壓的作用。
我們還提出該閥裝置和所述傳感器單元組相互設計成它們僅能以一種方式單向相互連接。
閥裝置將有與軟管束連接的裝置，傳感器單元組有與用于人體的連接部件相連的裝置。
我們特別提出所述連接裝置有不同形狀，這樣，它們不會彼此弄混。
所述閥裝置可以通過能夠給軟管加壓的肺呼吸器閥由肺呼吸器控制，這樣，在吹氣階段的第一增壓過程中，閥裝置使得吹入氣體向下進入氣管并起到降壓的作用，而呼氣階段的第二較小的增壓過程中，閥裝置提供反壓，即PEEP壓，或者在呼氣階段不進行增壓。
優(yōu)點作為本發(fā)明的用于肺的換氣處理的裝置的特征，本發(fā)明的主要優(yōu)點是能夠使閥裝置和傳感器單元組高效配合，并能借助于連接部件而使它們都位于靠近人體處，并且能夠在肺的換氣單元和通過液體麻醉劑的靜脈注入而進行處理的病人之間僅使用一個軟管來進行換氣，因此使病人呼出的氣體可以由閥裝置排出到緊靠病人的室內空氣中，從而不會有任何呼出氣體污染肺呼吸器。
專門設計的連接器消除了錯誤連接的危險。
本發(fā)明的裝置的主要特征可由權利要求1的特征部分表示。
簡要說明下面將參考附圖詳細說明用于人體的肺的換氣處理的本發(fā)明實施例裝置，附圖中

圖1所示為人體的側視圖，在他的嘴鼻區(qū)域使用了面罩形式的連接部件，該面罩安裝有根據(jù)本發(fā)明的閥裝置和傳感器組；圖2所示為在該裝置和用于肺的換氣的單元之間的軟管束的剖視圖；圖3是圖1中的閥裝置和多個傳感器單元組的示意剖視圖，這些閥組件和傳感器單元組結合成一個單元；以及圖4表示吹氣階段和換氣階段的激活(activation)以及閥裝置的動作的時序圖。
優(yōu)選實施例的說明圖1表示使用根據(jù)本發(fā)明設計的裝置1的原理。
該裝置1設計成用于人體2的肺的換氣處理。
在由于將液體麻醉劑靜脈注入到病人2的血液中而引起的麻醉過程中，需要進行肺的換氣處理。
在這種情況下，需要使用用于肺換氣的單元3，同時還需要檢查各種治療和診斷參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明，用于肺換氣的單元3只是還補充有一個軟管，該軟管有較大的橫截面；一個吹氣管3a，該吹氣管3a在單元3和裝置1之間。
帶有用于評價治療和/或診斷參數(shù)的所需裝置的單元3將具有如瑞典專利申請9901688-3所述的特征。
因此，所述專利申請的內容應當認為是本申請內容的一部分。
根據(jù)本發(fā)明，裝置1有閥裝置4。它設計成能將吹入氣體和/或吹入氣體混合物從用于肺換氣的單元3送入人的肺和氣管2a中，并能在正壓條件下使在氣管中的氣體和/或氣體混合物呼出。
吹入氣體可以包括純空氣、混合有氧氣的空氣或者只有氧氣。
除了軟管3a外，吹入氣體還經過一個較短的軟管部分3b，并穿過裝置1a和較短的軟管部分3c，以便通過連接部件5并經過氣管2a而向下進入肺中。閥40通過軟管14的增壓而關閉。
當將氣管內的吹入氣體呼出時，呼出氣體能夠經過所述連接部件5、軟管部分3c，并借助于閥裝置4中的閥40而通過帶有軟管部分4a的出口排入屋內空氣中。
當在肺的換氣單元3中的吹氣閥50處于關閉位置時，呼出氣體將該通道，從而防止呼出氣體經過軟管部分3b和軟管3a進入單元3中。閥40將進行降壓。
閥裝置4還可以這樣控制，即單元3通過閥51使軟管14增壓到預定的最大壓力，從而該閥裝置在吹氣階段起到降壓的作用。這樣，當壓力超過60-100cmH2O時開始進行降壓。
閥裝置4還可以設計成在呼氣階段通過在軟管14中形成低壓而產生較低的正壓，即PEEP壓力為例如0-20cmH2O。
這將結合圖4進行更詳細的介紹。
裝置1還在傳感器單元或多個傳感器單元的傳感器單元組6中有氣體測量裝置，在該傳感器單元或傳感器單元組中，優(yōu)選是一個或多個氣體測量單元以模塊6a的方式裝入肺的換氣單元3中。
傳感器單元6和相關的氣體測量裝置6a包括多個已知的、并列且結合在一起的傳感器單元。
圖3的實施例表示了測量室60的一種設計方案，其中，多個傳感器單元組成傳感器單元組。
因此，傳感器單元組或測量室60可以包括多個相互結合的傳感器單元。下面介紹一種這樣組合的實例。
傳感器單元61可以設計成在對吹入氣體的速度和吹入階段的持續(xù)時間進行測量時能檢測與氣體速度相關的壓力梯度。
這在圖中以兩個或多個軟管10、11上的兩個彼此相對且間隔開的孔表示。
可以假設一個方向(3b-3c)的氣流使得軟管10內的壓力增加，同時使軟管11中的壓力下降，該壓力梯度提供了氣體速度的測量值。
另一傳感器單元或上述傳感器單元61可以設計成在對呼出氣體的速度和呼出階段的持續(xù)時間進行測量時能檢測與氣體速度相關的壓力梯度。
另一傳感器62能夠設計成能通過軟管12測量氣體的壓力和/或壓力的時序變化；另一傳感器63能夠設計成能引出部分氣體混合物，以便對氣體混合物中一個或多個氣體成分的存在和/或百分比進行測量。
通過軟管10、11和12獲得的超壓形式的測量值和通過軟管13獲得的氣體混合物的百分比的測量值都輸送給單元3，該單元3裝有用于評價治療和診斷參數(shù)所需的裝置和設備。
本發(fā)明是基于這樣的情況，即所述閥裝置4與在所述傳感器單元6或測量室60中的選定組合的傳感器單元密封間隔開。
它們從用于肺換氣的單元3連接到吹入氣體軟管3a的末端部分3a’，所述傳感器單元6的位置比所述閥裝置4更靠近人2。
圖3表示所述閥裝置4和所述傳感器單元6結合成一個單元1。
傳感器單元6或者單元或裝置1的傳感器部分設計成與所述連接部件5配合。
閥裝置4或單元4b的閥裝置部分主要設計成與軟管3a的末端部分3a’配合。
圖1表示在裝置1和單元3之間布置的軟管束30。
該軟管束30可以由多個分別相同或不同的軟管組成，并由具有較大橫截面的吹入軟管3a控制(dominate)。
我們建議優(yōu)選是所有的軟管都彼此結合在一起(或捆在一起)。
圖2表示了所提出的、結合在一起的軟管束30的剖面圖，該軟管束使用于肺換氣的單元3與裝置1相連，特別是與單元4的部分4b相連。其中，所述末端部分30a’的形狀與第一軟管3a相同，該末端部分30a’設計成用于吹入氣體，其橫截面以3A表示。
還有多個具有較小橫截面的其它軟管10A、11A、12A、13A、14A，它們設計成用于氣體測量和閥的控制，它們的方向如圖2所示。
這樣，為了特定目的，需要以10A、11A、12A、13A、14A表示的五個軟管橫截面，這五個軟管在具有傳感器單元61、62和63的測量室中結合，它們設計成與在裝置1中的軟管10-14相互作用。
在測量吹氣速度和吹氣階段持續(xù)時間以及呼氣速度和呼氣階段持續(xù)時間時，軟管10和11與測量室60和傳感器單元6相連，這兩軟管設計成氣流方向相反。
軟管14設計成由用于肺換氣的單元3來產生可在兩個或三個位置之間變化的正壓。
圖4表示兩個單元的閥50、51和閥裝置的閥40的激活(activation)和非激活(deactivation)事件的時序過程。
單元3的吹氣閥50在時間t0時激活，使得吹入氣體流過軟管3a。
在同一時間，控制閥51激活，使得軟管14內的壓力升高至第一預定值。
該壓力作用在閥裝置4上，使得閥40起到降壓閥的作用，并使吹入氣體在超過60-100cmH2O的正壓下通過出口4a排出。
吹氣閥50在時間t1時關閉，吹入氣體能夠在氣管2a內流動，直到時間t2為止。
在時間t2時，即當控制閥51使軟管14內的壓力停止(terminate)時，吹氣階段結束，呼氣階段開始。
在時間t3時，即當控制閥51再次增加軟管14內的壓力時，呼氣階段結束，閥50激活。
在呼氣階段t2至t3，閥裝置4可以通過管道14而作用有較低壓力，以便逆著選定的反壓，即PEEP壓力而形成呼氣階段，該PEEP壓力由虛線表示。
因此，PEEP壓力將是在呼氣階段的最后時刻在氣管2a中的最低壓力。
因此，需要時，吹氣階段和呼氣階段將在監(jiān)測的超壓下或克服經閥40的反壓而工作，該閥40通過腔室41和活塞42中的合適正壓而由合適壓力保持關閉。
時間t1、t2、t3和t4顯然可以沿時間軸稍微變化。
末端部分30a’由第一軟管3a形成，具有較大橫截面，并與用于肺換氣的單元3和其它具有更小橫截面10A、11A、12A、13A、14A的集成軟管相連。
本發(fā)明還基于在軟管部分30a’和兩部件連接器的第一連接部件之間的相互作用，在該兩部件連接器中，第二部件安裝在單元4的側部4b上。
在類似形式中，連接部件5與兩部件連接器的第一連接部件相互作用，在該兩部件連接器中，第二部件安裝在傳感器單元6的側部6b上。
這里所示的連接部件可以是通過將軟管的一部分螺紋擰在/插入軟管的一部分的外部或內部而形成簡單的連接器。
閥裝置4和所示傳感器單元組6形狀不同(圖1)，這樣，它們能夠僅僅相互連接并僅僅是單向的。
閥裝置4有可連接的連接器裝置，以便與軟管束30相連。
傳感器單元組6有連接器裝置，以便與連接部件5相連。
對于所示連接器裝置，重要的是形狀有不同，這樣，它們不會錯誤的相互連接。
當人或病人在恢復期開始自發(fā)呼吸時，負壓閥(圖中未示出)提供了無阻礙的呼吸。這樣，該負壓閥可以裝在裝置1上，并提供對外界空氣的自由吸入。
在一個可選實施例中，通過如圖3所示使用在閥板或活塞42下面的扭轉彈簧43，PEEP壓力將是不可調的，并保持恒定，而不是在軟管14中有降低的壓力。該扭轉彈簧的彈簧力能夠利用圖中未示出的工具調節(jié)，從而可以調節(jié)PEEP壓力。
顯然，本發(fā)明并不局限于上述實施例，而是在本發(fā)明的范圍內可以進行變化，本發(fā)明的范圍由下面的權利要求表示。
權利要求
1.一種在麻醉條件下對人體的肺進行換氣處理的裝置，包括閥裝置，該閥裝置設計成能將吹入氣體和/或吹入氣體混合物從肺的換氣單元送入人體的肺和氣管中，并能使在氣管內的氣體和/或氣體混合物呼出；氣體測量裝置，該氣體測量裝置附有一個用于在對吹入氣體的速度和吹入階段的持續(xù)時間的測量中檢測與氣體速度相關的壓力梯度的傳感器單元、一個設計成在對呼氣速度和呼氣階段持續(xù)時間的測量中檢測與氣體速度相關的壓力梯度的傳感器單元、一個設計成測量氣體壓力和/或在整個期間的壓力變化的傳感器單元、和/或一個設計成能夠引出部分氣體混合物以便對氣體混合物的一種或多種氣體成分的存在和/或百分比進行測量的傳感器單元，其特征在于所述閥裝置和所述傳感器單元組緊密布置在一起，它們與從肺的換氣單元伸出的軟管束的末端部分相連，所述傳感器單元的位置比所述閥裝置更靠近人體。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述閥裝置和所述傳感器單元結合成單個單元。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于傳感器單元或單元的傳感器單元部分設計成與用于人體的連接部件相連。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于閥裝置或單元的閥裝置部分設計成與軟管束的末端部分相連。
5.根據(jù)權利要求1或4所述的裝置，其特征在于所述末端部分的形狀為有一個第一軟管，該第一軟管設計為用于吹入氣體；以及多個其它軟管，該其它軟管設計為用于氣體的測量和閥的控制。
6.根據(jù)權利要求1或4所述的裝置，其特征在于末端部分由第一軟管和其它軟管形成，該第一軟管與肺的換氣單元相連，其它軟管具有較小橫截面，并與第一軟管結合在一起，兩個軟管設計成測量壓力梯度，可能的話一個軟管用于測量壓力，一個軟管用于對氣體采樣，且一個軟管用于提供作用在閥裝置上的反壓。
7.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于該閥裝置和所述傳感器單元有不同的形狀，這樣，它們僅能以一種方式單向相互連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于該閥裝置有用于軟管束的連接器裝置。
9.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于傳感器單元組有與用于人體的連接部件相連的連接器裝置。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的裝置，其特征在于所述連接裝置有不同形狀，這樣，它們不會彼此弄混。
11.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述閥裝置可以通過軟管的加壓而控制。
12.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于在吹氣階段過程中，當出現(xiàn)增壓時該閥裝置能降壓。
13.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其特征在于在呼氣階段過程中，當出現(xiàn)增壓時，閥裝置起到提供反壓，即PEEP壓的作用。
14.根據(jù)權利要求3所述的裝置，其特征在于在人體外部的連接部件較短，并可裝在傳感器單元上。
15.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于負壓閥與裝置相連。
16.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于PEEP閥包括成一整體部件。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在麻醉情況下對人體的肺進行換氣處理的裝置,包括:閥裝置(4),該閥裝置設計成能將吹入氣體和/或吹入氣體混合物從用于肺的換氣單元(3)送入人體的肺和氣管(2a)中,并能使在氣管內的氣體和/或氣體混合物的呼出;以及在傳感器單元(61、62、63)中的氣體測量裝置(6)。所述閥裝置(4)和所述傳感器單元組(61、62、63)緊密布置在一起。它們與從肺的換氣單元伸出的軟管束(30)的末端部分相連,所述傳感器單元的位置比所述閥裝置(4)更靠近人體(2)。
文檔編號A62B7/04GK1353618SQ0080835
公開日2002年6月12日 申請日期2000年5月25日 優(yōu)先權日1999年6月3日
發(fā)明者斯特凡·施特隆貝格 申請人:阿諾股份公司