CN105934260A - 用于呼吸的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

方法和装置使用于在考虑呼吸气体添加物混合的情况下的病人呼吸。提出一种基本上包括基础器具、呼吸软管和接触装置的呼吸装置，在该呼吸装置中，由外部的呼吸气体添加物源提供的呼吸气体添加物体积流被引入到所述接触装置中并且至少部分地与由所述基础器具提供的呼吸气体体积流混合。通过将所述呼吸气体添加物体积流连续地直接供给到所述接触装置中或者与所述接触装置相邻的呼吸软管区段中并且因此到有节奏地向病人肺待放出的呼吸气体体积流中，可能的是，在呼出过程期间以任意的浓度增浓或者完全替代添加物浓度，在所述呼出过程中，在理想化的考虑下，呼吸气体体积流为零。

Description

用于呼吸的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于病人呼吸的方法，在该方法中，使用基础器具来提供用于病人呼吸的呼吸气体。
此外，本发明涉及一种用于病人呼吸的装置。
最后，本发明涉及一种耦合到基础器具上的、用于与要呼吸的病人连接的接触装置。
背景技术
在现有技术中已知，使用装置用于病人呼吸，所述装置具有这样的功能，所述功能用另外的成分以添加的方式增浓待供给给病人的呼吸气体。
这样的装置遵循包括基础装置、固定在基础装置上的呼吸软管和又固定在呼吸软管上的接触装置的原理结构，所述接触装置将呼吸软管和病人连接起来。由此原因，基础装置具有用于抽吸环境空气的抽吸装置，所述环境空气在器具内部可能作为由过滤器清洁的呼吸气体提供给固定在基础器具上的呼吸软管以供使用。
另外的、尤其气态的成分可以在装置内部以添加物的方式与呼吸气体混合。尤其氧气通常与呼吸气体混合，以便在紧急状况下将这种气体供给病人。其它的气态的成分可以是例如一氧化二氮(笑气)，所述一氧化二氮长时间地在医学中作为麻醉剂使用。
DE 10 2009 015 928 A1示出一种用于用氧气增浓呼吸气体的装置并且公开了一种用于使用这种装置用于病人呼吸的相应的方法。所述装置实现通过接通阀将氧气添加物供给到要被病人吸入的呼吸气体中以及一种相应的到呼吸装置中的供入管道。所述接通阀或者可以布置在这种已知的装置内部或者外部。与内部的或者外部的接通阀布置无关地，混合总是在装置内部由此进行：在呼吸气体路段中混合经配量地供给的氧气。
在根据现有技术的这种装置内部安装鼓风机盒，呼吸气体流经所述鼓风机盒并且氧气供给通向所述鼓风机盒，从而在装置中的该部位上进行氧气混合。
此外，止回阀必需这样布置在接通阀旁边，使得在呼吸气体压力大于氧气供给压力的相应压力比例关系下，止回阀关闭，并且因此氧气供给软管不会被呼吸气体涌进。
对于作为给呼吸气体的混合成分的氧气的配量，公开了一种用于控制接通阀的方法。除了氧气供给到器具内部的鼓风机盒中之外，同样已知的是，在装置内部的呼吸软管的部位上进行氧气供给。
根据现有技术的这些装置的缺点在于，必须使用接通阀，其通常以与磁性操作装置成比例结构式地构型为2/2路径阀或3/2路径阀。由此提高装置成本。此外，不利的是，尤其在紧急情况呼吸时，装置不能够提供用高份额的氧气增浓的呼吸气体以供使用。另一个加重的缺点是，为了将要增浓的呼吸气体内部的氧气浓度混合到所希望的值，非常高的氧气添加物体积流是必需的。
发明内容
本发明的任务在于，这样构造开始提到的类型的装置，使得支持简单和成本便宜的结构。
本发明的另外的任务在于，向病人提供一种尽可能高的添加物浓度作为呼吸气体使用。
根据本发明，所述任务由此解决：呼吸气体添加物直接供给到接触装置中或者到与接触装置相邻的呼吸软管区段中。
通过将呼吸气体添加物直接供给到接触装置中或者与接触装置相邻的呼吸软管区段中，可能的是，添加物浓度在大的体积流的阶段内也保持接近100％。
优选，用于用添加物增浓呼吸气体的、根据本发明的装置和方法的目标群体为人类病人、肺呼吸者。肺的工作方式是有节拍的并且因此是不连续的。吸气和呼气交替发生。在吸气节拍中，肺通过扩张吸进呼吸气体，在呼气节拍中，使用过的呼吸气体作为废气通过肺的收缩排出。
吸气和呼气在医学中通常被称作吸入和呼出。由于肺的这种适合于人类和所有的哺乳动物的工作方式，也必须实现这种变化交替的呼吸器具。原则上，当病人的肺不实现或者不充分地实现所述变化交替或者需要与代表呼吸气体的正常环境空气不同的呼吸气体组成时，使用呼吸器具。
在病人具有不同的换气不足病症时可以进行装置的使用。典型的使用是障碍性换气干扰例如COPD，呼吸机制的干扰例如脊柱侧凸、神经肌肉性疾病，中央呼吸调节干扰或者障碍性睡眠窒息综合症。由于能够以15升/分的体积流输出量使用添加物源的可能性，所述装置尤其适合作为可移动的紧急情况呼吸器具。
基于这些情况，根据本发明的装置这样构型，使得在由吸入和呼出组成的变化交替之内首先使用从基础器具通过呼吸软管或者说病人软管和接触装置到要呼吸的病人的肺中的呼吸气体体积流。在吸入结束之后，通过布置在接触装置内部的病人阀实现呼出、即被肺使用过的呼吸气体的呼出。为此，病人阀这样构造，使得通过病人阀向环境放出使用过的呼吸气体的逆着吸入时的呼吸气体体积流方向指向的体积流。
由于变化交替和病人阀的将被肺使用过的呼吸气体导入环境中并且不导入病人软管中的功能，病人软管和基础器具内部的体积流不交替。因此，在根据现有技术的装置中，装置内部的呼吸气体体积流是单向的并且有节奏的。根据本发明的构思获得这种情况，以便显著地提高优选气态的添加物相对于呼吸气体的份额直到100％的增浓。
通过将呼吸气体添加物连续地直接供给到接触装置中或者与接触装置相邻的呼吸软管区段中并且因此到有节拍地向病人肺放出的呼吸气体体积流中，可能的是，在呼出过程期间以任意的浓度增浓或者完全替代添加物浓度，在所述呼出过程中，在理想化的考虑下，呼吸气体体积流为零。这由此实现：不但添加物供入管道而且病人软管和存在于基础器具内部的管道和软管可以被添加物部分地或者完全地涌进，从添加物馈入装置的角度看，所述管道和软管位于产生压力的鼓风机前方。
即，在根据现有技术的装置中添加物在体积流运动期间混合呼吸气体，而根据本发明的装置使用由呼出过程引起的呼吸气体体积流停顿，以便部分地或者完全地在管道中替代呼吸气体并且被替代的呼吸气体由于相应的添加物过压通过旁路管道或者鼓风机-冷却空气管道排出。
因此，呼吸气体体积流不再仅仅是单向的而更确切地说是双向的，实现了在基础器具和病人软管内部交替的呼吸气体体积流方向。通过这种结构，不需要使用用于接通和关断氧气添加物的阀，并且本发明以此方式支持成本便宜的结构。相对于根据现有技术的器具仅仅进行体积流测量，该事实对成本同样具有积极的影响。
尤其在紧急情况呼吸器具的情况下，本发明也首次能够实现通过氧气浓缩器提供氧气。根据现有技术的紧急情况呼吸器具如以上所说明地这样构造，使得添加物供给通过混合到呼吸气体体积流中来进行。因此，规定紧急情况呼吸器具至少2.7巴的供给压，以便能够将添加物吹进呼吸气体体积流中。
典型地，氧气浓缩器以0.5巴和0.8巴之间的压力放出氧气，并且因此不能将氧气混合到呼吸气体体积流中。为此，出现这样的问题：氧气浓缩器放出直到最大15升/分的、太小的氧气喷射体积流，而紧急情况呼吸器具需要直到150升/分的氧气喷射体积流，如果紧急情况呼吸器具以常规的方式混合氧气的话。然而，通过根据本发明的氧气馈入的方法，可能的是，也使用氧气浓缩器作为氧气添加物源。
附图说明
在附图中示意性地示出本发明的实施例。附图示出：
图1以立体的示图示出呼吸器具的一般性的结构，呼吸器具包括基础器具、病人软管或者说呼吸软管和接触装置，
图2第一实施方式中的、根据本发明的气动装置管路图，
图3第二实施方式中的、根据本发明的气动装置管路图，
图4曲线图，其关于时间示出体积流和压力状况。
具体实施方式
图1示出用于呼吸和用添加物(100)增浓呼吸气体的装置(100)的基本结构。通过构造为耦合装置的病人接头(17)可以将病人软管(23)连接到基础器具(110)上。在病人软管(23)的背离基础器具(110)的延展部的区域中布置有接触装置(120)和具有添加物馈入装置(13)的病人阀(12)。也可能的是，接触装置(120)和具有添加物馈入装置(13)的病人阀(12)一件式地实施。此外，可能的是，添加物馈入装置(13)构造为病人软管(23)的中间件。
图2示出第一实施方式中的、根据本发明的气动装置管路图。将呼吸气体添加物(13)直接供给到接触装置(120)中或者到与接触装置相邻的呼吸软管区段(23)中。更准确地说，呼吸气体添加物(13)的供给在软管系统和病人阀之间进行。
以下按照呼吸气体添加物氧气(O2)示例性地说明功能。其它的、尤其气态的添加物同样是可能的，必要时多种添加物单独地或者作为混合的添加物配方也是可能的。
基础器具(110)具有用于氧气供给的吸入接头，如为其提供例如简单的减压器或者集成在瓶中的减压器。以此方式，常规的高流O2压力输入(High-Flow-O2-Druckeingangs)的其他情况下通常的使用和借助于O2测量单元对FiO2(O2浓度)的测量不是必需的，并且因此支持简单和节省成本的器具结构。
由于本发明的这样的构想：呼吸气体添加物——这里示例性地为氧气——在呼出节拍期间被使用于涌进(Flutung)基础器具(110)的和呼吸软管(230)的管道和软管，O2混合的控制和测量不是必需的。吸入接头提供直到15升/分的、平均的、可调节的O2体积流。平均地，就正常的、平均的氧气需求而言，这对于供给大多数病人来说是足够大的体积流。
但是，也存在这样的吸入阶段，在所述吸入阶段中，实际吸入的体积流如此大，使得它超过这个值。作为结果，当使用根据现有技术的、具有氧气混合的呼吸器具时，在典型吸入时O2浓度强烈地下降。
通过将氧气添加物直接供给到接触装置(120)中或者与接触装置相邻的呼吸软管区段(23)中，可能的是，根据所设置的体积流比例关系，以任意的浓度增浓或者完全替代氧气浓度。这由此实现：不但构型有止回阀(14)的氧气供入管道，而且病人软管(23)和存在于基础器具内部的管道和软管被氧气部分地或者完全地涌进，从添加物馈入装置(13)的角度看，所述管道和软管设置在产生压力的鼓风机(7)前方。
即，氧气供入管道、病人软管(23)和存在于基础器具(110)内部的管道和软管实际上作为氧气储备使用并且在呼出阶段中用氧气部分地或者完全地填充。这由此发生：通过O2接头(1)以优选大于零至6巴的压力提供氧气。
如果或者鼓风机(7)或者止回阀(9)的压力被调到氧气的馈入压力以下，则氧气可以通过氧气供入管道流入病人软管(23)中和存在于基础器具内部的管道和软管中，并且通过管道和止回阀(9)将被替代的呼吸气体排挤到环境中，从添加物馈入装置(13)的角度看，所述管道和软管设置在产生压力的鼓风机(7)前方。
即，实际上，通过出现的氧气柱将呼吸气体部分地或者完全地从以上所提到的结构元件中排挤出。以此方式，可以通过使氧气馈入压力和呼吸气体压力的压力比例关系(通过鼓风机压力和、或在止回阀(9)上所设置的压力)相协调以及通过病人软管(23)的氧气供入管道的容积和存在于基础器具内部的管道和软管来实现用氧气部分或完全地填充。这能够在大的体积流的阶段中也实现直到100％的O2浓度。
在呼吸气体体积流方向的方向上，在添加物馈入装置(13)后方，即在向病人肺的方向上，作为接触装置(120)的组成部分和优选在病人阀(12)内部设置有止回阀，从而在呼出时不使用回吸并且因此缺少氧气的呼吸气体可能进到装置(100)中，并且因此不进行病人软管(23)中的氧气份额的降低和存在于基础器具(110)内部的管道和软管。
病人软管(23)的软管和管道容积和存在于基础器具(110)内部的管道和软管这样协调，使得每个吸入节拍可以处理直到600ml具有直到100％氧气浓度的潮汐式体积(一次呼吸体积)。
在接触装置(120)之后和在示意性地示出的病人肺之前示出的体积流传感器不是装置的组成部分。
图3示出另一种实施方式中的、根据本发明的气动装置管路图。与在图2中的第一实施方式的气动装置管路图相比，在这里使用氧气源，该氧气源可以在直到6巴的可能压力下放出15升/分的氧气体积流。
氧气添加物的通过基础器具(110)内部的止回阀(14)到O2连接套管(20)的供入管道具有附加的、通到环境中的卸载管道，所述卸载管道构型有止回阀(24)。止回阀(24)作为安全阀以所设置的100百帕的压力工作。这意味着，包括组件止回阀(14)、O2套管(20)、O2馈入装置(13)、病人软管(23)、病人接头(17)、止回阀(16)、体积流传感器(10)、鼓风机(7)和冷却挡板(8)的封闭系统可以不但通过止回阀(9)而且通过安全阀(24)卸载。
优点在于封闭系统内部的准确压力界限进而呼吸气体氧气混合物的供给压一般以及在吸入阶段开始时在病人阀(12)打开的瞬间可能出现的压力峰值。如果要出现病人阀(12)上的压力峰值，则止回阀(24)对此不会有影响。仅仅有效地降低来自构件(1)的压力或者说流。
安全阀(24)将系统压力限制在所设置的IPAP压力上(InspiratoryPositive Airway Pressure-正压吸入气道压力)。
此外，设置温度传感器(7.1，7.2，10.1)，所述温度传感器有益于与具体存在的温度的适配。尤其可以检测由于太小的体积流引起的太小的冷却并且抵抗这种太小的冷却。
图4示出这样的曲线图，该曲线图在时间上示出体积流和压力情况。用图说明吸入和呼出期间的行为。在吸入期间，鼓风机(7)的压力高于病人肺中的压力，并且病人体积流(时间-体积流曲线图部分中的粗体虚线)经由布置在病人阀(12)内部的止回阀向病人方向流动。
该体积流由不变的O2体积流(时间-体积流曲线图部分中的窄虚线)和包括呼吸气体和氧气的体积流组成。呼吸气体-氧气体积流在体积流传感器(10，11)上测量(时间-体积流曲线图部分中的实线——所测量的体积流)，氧气体积流预先设置。
只要经由布置在病人阀(12)内部的止回阀向病人肺方向的体积流小于所供给的O2体积流，则O2体积流的未被使用的部分向呼吸器具的方向流动。时间-体积流曲线图通过在t＝0至t＝t1的区域内的特征曲线示出这种情形。
一旦经由布置在病人阀(12)内部的止回阀向病人肺方向的体积流大于所供给的O2体积流，则包括呼吸气体和氧气的附加体积流从鼓风机(7)方向从基础器具(110)中流出来并且通过体积流测量装置(10，11)经由病人软管(23)流动至接触装置(120)并继续流动至病人肺。
在病人体积流增加之后，用呼吸气体填充肺并且体积流又下降。时间-体积流曲线图通过在t＝t1至t＝t2区域内的特征曲线示出这种情形。一旦病人体积流小于氧气体积流，氧气又流动到基础器具的氧气储备中，所述氧气储备包括存在于基础器具内部的管道和软管以及病人软管(23)，即也经由体积流测量装置(10，11)逆着呼吸气体体积流方向流动。时间-体积流曲线图通过在t＝t2至t＝t3的区域内的特征曲线示出这种情形。
如果系统在病人肺的方向上无泄漏，则在该瞬间已经能够在体积流传感器(10，11)上测量实际所馈入的O2体积流。这在现实中没有可靠的假定，因为必须安装在病人身上的接触装置(120)不完全密封。
当来自基础器具(110)的呼吸压力由于鼓风机(7)或者说驱动马达M的相应控制而根据时间-呼吸压力曲线图下降并且布置在病人阀(12)中的止回阀上的压力比例关系由此引起地逆转并且止回阀关闭时，可能的泄漏脱耦。然后可以测量当前的O2体积流。
时间-体积流曲线图通过在t＝t3至t＝t4区域内的特征曲线示出这种情形。在O2体积流不变的当前条件下，不但平均的O2浓度而且实际输出的病人体积流可以通过简单的差值构成来确定。
如果氧气源上的氧气体积流被调到一个其它的不变值上，则呼吸气体中的氧气浓度改变。这意味着，氧气浓度可以通过O2体积流调节。
对于吸入和呼出的阶段，时间-呼吸压力曲线图示出被装置(100)实现的呼吸压力。在此，呼吸压力可以采用最小值和最大值之间的值。最小值相当于PEEP，这代表“Positive End Expiratory Pressure”或者“呼出末正压通气”。该PEEP为呼出结束时肺中的最小压力值。虽然，这个压力准确采用地在呼出时不小于PEEP，但是PEEP的含义由此得出：应在吸入结束时设定这个呼吸压力。
PEEP作为装置(100)上的大于零的压力值通过PEEP控制挡板(15)调节，该PEEP控制挡板借助于PEEP套管(19)与病人阀(12)连接，目的是使肺在呼吸循环结束时保持敞开并且抵制呼吸的病人虚脱的倾向。呼吸压力可以采用的最大值是IPAP(Inspiratory Positive Airway Pressure-气道正压吸入压力)。压力比例关系由呼吸路径压力传感器(5)接收，所述呼吸路径压力传感器布置在基础器具(100)内部并且通过PAW套管(18)与接触装置(120)连接。
根据另一种优选的实施方式，也要指出，所述装置能够实现鼓风机的冷却。这可以例如相应于在图3中的解释、尤其在考虑构件(8和9)的情况下进行。冷却原理尤其也基于，鼓风机自身通过固定的或者可调整的挡板冷却。
如已经提到地，直到15升/分以内的不变的添加物体积流由呼吸气体添加物源提供。特别优选的是，呼吸气体添加物源提供大约100百帕的压力。

Claims (23)

1.用于病人呼吸的装置(100)，其具有用于提供用于病人呼吸的呼吸气体的基础器具(110)以及用于与至少一个要呼吸的病人连接的至少一个接触装置(120)，并且这样与所述基础器具(110)耦合，从而所述呼吸气体能够在基础器具(110)和接触装置(120)之间流动，其特征在于，能够将呼吸气体添加物馈入到所述接触装置(120)中。
2.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述接触装置(120)具有病人阀(12)和添加物馈入装置(13)。
3.根据权利要求2所述的装置(100)，其特征在于，所述病人阀(12)和所述添加物馈入装置(13)在所述接触装置(120)内部一件式地实施。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)支持呼吸气体添加物混合至呼吸气体。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)支持所述呼吸气体中直到100％的呼吸气体添加物浓度。
6.根据以上权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，呼吸气体添加物供入管道、病人软管(23)和存在于所述基础器具(110)内部的管道和软管能够作为封闭的呼吸气体添加物储备使用。
7.根据以上权利要求中任一项所述的装置(100)，其特征在于，所述呼吸气体添加物能够由能够耦合到所述装置(100)上的呼吸气体添加物源(1)提供。
8.根据权利要求7所述的装置(100)，其特征在于，由所述呼吸气体添加物源(1)能够在0至6巴范围内的压力水平内实现能够调节的不变的添加物体积流。
9.根据权利要求7所述的装置(100)，其特征在于，由所述呼吸气体添加物源能够提供直到15升/分的、不变的添加物体积流。
10.根据权利要求6所述的装置(100)，其特征在于，所述呼吸气体添加物供入管道由所述基础器具(110)内部的区段和所述基础器具(110)外部的区段构成。
11.根据权利要求6所述的装置(100)，其特征在于，所述呼吸气体添加物供入管道具有止回阀(14)，该止回阀这样定向，使得阻断向所述呼吸气体添加物源方向的流动。
12.根据权利要求6所述的装置(100)，其特征在于，封闭的呼吸气体添加物储备能够由压力限制装置卸载。
13.根据权利要求12所述的装置(100)，其特征在于，用于卸载封闭的呼吸气体添加物储备的压力限制装置由连接到所述呼吸气体添加物供入管道上的、附加的、通向环境中的、具有安全阀(24)的卸载管道构成。
14.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，使用体积流测量装置(10，11)用于确定所述呼吸气体体积流和用于呼吸气体添加物浓度。
15.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述装置(100)为移动的紧急情况呼吸装置。
16.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述呼吸气体添加物为气态的。
17.根据权利要求1所述的装置(100)，其特征在于，所述呼吸气体添加物为氧气。
18.用于病人呼吸的方法，其具有步骤：
a)由根据权利要求1至17中任一项所述的装置(100)提供经压力加载的呼吸气体体积流，
b)提供经压力加载的呼吸气体添加物体积流，其特征在于，经压力加载的呼吸气体体积流以及呼吸气体添加物体积流的所述提供在接触装置(120)上这样进行，使得在呼出循环期间所述呼吸气体添加物体积流至少部分地流到所述添加物储备中。
19.根据权利要求18所述的用于病人呼吸的方法，其特征在于，在吸入循环期间，呼吸气体体积流和呼吸气体添加物体积流流到要呼吸的病人的肺中。
20.根据权利要求19所述的用于病人呼吸的方法，其特征在于，流到所述病人肺中的呼吸气体添加物体积流的份额为直到总病人体积流的100％。
21.根据权利要求18所述的用于病人呼吸的方法，其特征在于，步骤b)通过能够调节的不变的呼吸气体添加物体积流进行。
22.根据权利要求21所述的用于病人呼吸的方法，其特征在于，通过体积流测量装置(10，11)既能够确定平均的呼吸气体添加物浓度而且也能够确定实际放出的病人体积流。
23.根据权利要求21所述的用于病人呼吸的方法，其特征在于，通过调节不变的呼吸气体添加物体积流能够改变所述呼吸气体体积流中的呼吸气体添加物浓度。
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