CN111467618A - 用于医学应用的流体触发脉冲氧气输送 - Google Patents

Abstract

一种流体输送系统响应吸入给患者提供例如补充氧气的流体。该流体输送系统包括通过感测鼻部流体触发的阀组件。该系统包括配置以直接通过鼻子检测流体并在用口吸入时，通过患者的鼻腔检测任何“流体泄漏”的传感器。还公开了一种用于保护输送流体给患者并包括感测这种鼻部流体的方法。

Description

用于医学应用的流体触发脉冲氧气输送

技术领域

本发明涉及用于监测和提供氧气给患者，以及有效地保护输送氧气 到患者的装置和方法。

背景技术

目前，在美国大约100万患者以大约20亿美元的成本通过医保支付 系统接受补充氧气疗法，同时该成本每年以大约13％的速度增长。 (“Long-term supplemental oxygentherapy.”Up-To-Date；2013年1月18 日。Brian L Tiep，MD Rick Carter，PhD，MBA)。

大部分接受长期补充氧气疗法(LTOT)的患者因为具有慢性阻塞性 肺疾病(COPD)而患有慢性低氧血症。目前没有治愈这种疾病的方法。 然而慢性低氧血症的不利影响可以通过长期氧气疗法(LTOT)的施行来 减轻。通常为2到3lpm(L/min)的低流量氧气从鼻腔插管连续的吸入 增加了患者呼吸的氧气浓度。据估计，对每1lpm的流量，整体吸入浓度 上升3％到4％。氧气浓度的增加补偿了患者的肺在氧气吸入中薄弱的功 能。

通常，当患者被诊断为慢性低氧血症时，基于医生办公室中20分钟 的滴定试验，氧气被规定为固定的流动速度。在测试过程中，病人的血 氧饱和度通过使用侵入性血液气体分析仪或例如脉搏血氧计的非侵入性 装置来测量。测量血液饱和度(SpO2)的同时，患者可能会被要求在跑 步机上走，以便测量当他或她用力时，对补充氧气的需求。基于此简单的测试，规定固定的氧气流量。患者在运动时可能被建议增加氧气的流 动速度，例如，当爬楼梯时、当睡觉时，或者如果他们感到气短时。为 了在包括睡眠的所有活动过程中保持患者90％以上的氧饱和度的目标， 病人需要确认充足氧气治疗。可能给一些患者开出每天呼吸24小时氧气 的处方，或者仅当走动时可能需要氧气或者当睡觉时可能需要氧气治疗。在醒着的时候需要LTOT的患者中，当睡觉时他们通常需要更高的流动 速度。通常的做法是在患者睡觉时，增加1L/min的流动速度。

如果患者即便在休息时也需要呼吸氧气，在他和她的家中，他或她 将被给予固定的氧气生成装置，其可以被设置以产生例如高达5L/min的 93％的氧气。通常，今天的装置以L/min手动设置为规定的流体速度。如 果患者在走动时需要氧气，他或她通常随身携带小型的小型高压氧气瓶 或小型充装液氧杜瓦瓶。也可使用小型便携式氧气发生器，其可能产生 高达3L/min的连续的氧气或以更高的流动速度输送氧气脉冲。这些便携 式氧气输送系统都有缺点。便携式集线器通常是笨重和吵闹的，并具有 相对较短的电池寿命。小型高压氧气瓶的容量受限，特别是更小的类型， 但不需要电池，或使产生浓缩器产生的那种吵闹的类型通过浓缩器产生。

由于在用于移动的小型瓶和杜瓦瓶内提供氧气费用昂贵，各种氧气 保护装置(oxygen conserving device)已经被开发以保护氧气流体。这些 现有技术的氧气保护装置在患者开始吸气的时候仅输送短的氧气脉冲。 通过不在呼气或后期吸气期间输送氧气，这将保护对增加患者的氧饱和 度没有影响的氧气。现在存在气动和电子氧气保护装置，其与连续氧气 流体输送相比，都要求实现从2:1到7:1的氧气保护比率。较高保护比率 可通过电子装置实现，该装置被编程以跳过呼吸，以使氧脉冲仅间隔呼 吸输送。然而，电子设备不能对用于所有走动的病人，是因为它们较高 保护比率实际上会导致病人的氧饱和度变差，尤其是在增加氧气利用期 间以及大力走路或上楼梯的病人。

此外，现有的保护装置测量鼻腔内空气压力的降低，对于大多数的 患者，这不足以引发氧气在各种情况下的释放，包括：极度降低呼吸功 能；最大口呼吸；边走边说；当步履轻快时或说话强烈时；或在睡觉时。 当这些动态的设备启动时，“教导”患者把重点放在鼻部吸气以帮助触 发装置。通常病人需要停止他或她的活动并集中注意于他的或她的鼻部 呼吸，或把鼻部插管探针放在他或她的嘴里以更有效地触发装置。

在电子氧气保护器中压力感测吸入的发生目前通过两种方式之一实 现：

1.一些现有技术的设计采用双腔插管，其中一个管腔致力于压力感 测而另一个致力于氧气供给。这样的设计意味着对吸入的发生更敏感， 但会受仅能够输送氧气到一个鼻腔通道中的缺点的困扰。

2.其它设计使用单个内腔套管，该内腔套管典型地具有连接到两个 鼻塞(nasalprong)下面的T型片的压力传感器。与吸入关联的总压降 从两个鼻腔通道被感测到，氧气然后被传输给两个鼻腔通道。

两种设计都受缺点困扰，该缺点是如果病人的一个鼻腔通道堵塞时， 它将干扰检测和氧气输送。

当前氧发生系统的另一个缺陷是，病人对氧气的理想需要随时间而 变化的事实，不论是短期内由于消耗的变化，还是长期内由于健康上的 改善或恶化。当医生为患者开氧气固定流体速度的处方时，医生主要关 注的是确保病人的血液饱和度不会降到88％到89％的氧饱和度以下。医 生不希望有任何患者在其活动期间经历低于90％的氧气的去饱和。尽管 存在对患者较长时间内(例如吸收性肺不张、增加的氧化应激和炎症) 高浓度(50％以上)的氧气施用具有潜在毒性理论上的担忧，临床经验 在LTOT的设置中却对这些担忧提供很少的支持。(“Long-term supplemental oxygen therapy.”Up-To-Date,BrianL Tiep，MD Rick Carter，PhD，MBA)。

通过Fussell等人的研究证明，当前氧治疗计划是容易出错的 (Respiratorycare.2003年2月，Vol.48No.2)。在那项研究中，使用脉 搏血氧定量法对20例患COPD的患者的血液饱和度水平进行连续监测， 以确认是否每个患者的氧气处方能充分维持他或她的饱和度。这项研究 的结论是，在LTOT筛查COPD患者过程中，常规氧合评估方法和持续 动态血氧定量法之间的相关性差。在最近的一篇题为“Critical Comparisons of theClinical Performance of Oxygen-conserving Devices”Am.J.Respir.Crit.CareMed.2010年5月15日；181(10):1061 1071的文章中，当前全部基于压力感应的保护设备的收集被批评未能实 现其有效要求。作者声称“虽然在用鼻和用嘴呼吸期间每个设备都被激活，但他们都没有根据工程预期一致地运行。”

当病人在使用保护装置或固定氧气流速的同时获得较低氧饱和度的 结果时，自然响应是简单地增加流动速度。鼻腔流动速度的增加变得越 来越昂贵，且通常其耐受性不好。一些在自己家中使用固定氧浓缩器的 COPD患者在经济上受损，并关心连续运行的氧浓缩器的电力成本。在 许多情况下，这导致了合规问题，其中患者可能选择不打开集线器，并不按照医生开的疗法治疗以节省电费。此外，这些氧收集器的会给室内 带来相当数量的热量，这可以进一步增加的能源成本，即用于冷却房间。 目前氧收集器设计通常将产生例如5L/min的最大流速，如果患者的静 息处方为2L/min，患者可能将通过插管的流动速度设置到所需流速，且 多余产生的氧气被简单地推入鼻孔，当用嘴呼吸时，该多余氧气可能被 浪费。许多氧气治疗的患者当在血氧饱和度不可接受的情况下活动、或 说话、或打盹或睡觉时，可能花费他们大量的时间。

当然，当剧烈活动、说话、吃饭和/或睡觉期间用嘴呼吸时，基于压 力的氧气保护装置不能符合他们的要求。通常动态氧上的患者将不得不 停止并专注于用鼻呼吸，或将鼻腔插管叉(prong)置于他们口中并吮吸 它们来触发氧气释放。当氧气需求没有得到满足时，简单的解决方案是 增加鼻腔流动速度，这会导致不适的鼻腔通道干燥和有时鼻腔粘膜出血 的增加的问题。此外，进食时患者通常完全停止他们的氧气输送系统。

发明内容

因此本发明的目的是提供一种新型和改进类型的保护氧气调节器， 它可用于有效和高效地为患者充氧，并克服了现有技术的上述和其他缺 点。本发明的另一个目的是提供一种新型和改进类型保护氧气调节器， 其可用作独立的调节器或非保护调节器上的“搭载”(piggyback)以使 它们有效。然而本发明的其它目的是提供一种新型和改进类型的保护氧 气调节器，其可整合到所有目前使用的保护氧气发生器中并可以应用到 多用户医院或临床的液氧系统以增加效率。本发明还可以允许在使用 C-PAP或Bi-PAP机器的睡眠呼吸中止症治疗期间脉冲氧气的使用。

以下简要概述不旨在包括本发明的所有特征和方面，也不意味着本 发明必须包括在此概述中讨论的所有特征和方面。

本发明通过提供鼻腔插管或带有阀组件的组合的鼻腔和口腔插管和 用于通过患者的鼻腔感测“泄漏流量”的流量传感器来提供对上述的现 有技术装置的改进。结合鼻腔和/或口腔流量模式的同时监测的此“隐藏 信号”模式实现了真正的按需氧气输送系统，而没有不确定或误导的氧 气—两者均导致氧气浪费，或输送给患者的氧气不足。

因此，在一实施方式中，本发明提供了一种流体输送系统，包括至 少一个流体源；至少一个与所述至少一个流体源连接的阀组件，其中至 少一个阀组件被配置成允许在患者吸气期间来自所述至少一个流体源的 流体流动；包括与至少一个阀组件流体连通的鼻腔或口鼻插管的一个出 口端；和用于响应患者吸气触发流体输送的鼻腔流量传感器。

该流体输送系统还包括配置以使所述至少一个阀组件运行的电源。 鼻腔流量传感器的位置可位于鼻腔插管或口鼻插管内或附近，或位于流 体源附近，或位于鼻腔插管或口鼻插管和至少一个流体源之间的空气管 内。

在所述流体输送系统包括口鼻插管的实施方式中，所述口鼻插管可 以包括分裂鼻腔插管(split nasal cannuli)和口腔插管。分裂鼻腔插管和 口腔插管可彼此结合，且所述结合可通过可调节长度的套筒或者通过可 拆卸的管子实现。此外，所述分裂鼻腔插管和口腔插管与共用的阀组件 流体连通或各自与单独的阀组件流体连通。该流体输送系统还可包括用 于响应患者吸入触发流体输送的口腔流量传感器。

本发明的流体递送系统的至少一个阀组件可包括至少一个电磁阀。 此外，鼻腔流量传感器可被配置成检测通过患者鼻腔的流量并在用鼻吸 入以及用口吸入时，检测“鼻腔流量泄漏”。在优选的实施方式中，由 流体输送系统输送的流体为补充氧气。该流体输送系统还可包括用于控 制至少一个基于来自流量传感器信号的阀组件的电路。该电路可包括用 于启动通过所述至少一个阀组件的流体释放的触发机构。

在另一实施方式中，本发明提供一种用于保护从氧气供给输送到患 者的氧气的装置，包括：在氧气供给和鼻腔插管或口鼻插管之间连接的 氧气保护控制器，其中所述控制器包括至少一个选择性触发以输送氧气 到鼻腔或口鼻插管的阀；配置为感测鼻腔吸气的传感器；和与用于启动 保护控制器的所述传感器连接的触发机构，其中用于感测患者吸入的传 感器被配置为检测通过患者的鼻腔流体并在用鼻吸入以及用口吸入时， 检测“鼻腔流量泄漏”。

在又一实施方式中，该装置的传感器选自由声传感器、流量传感器、 压力传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、应变仪、和机-电传感器组 成的组中。

此外，传感器和触发机构可彼此远离，并且还可通过有线或无线通 信。

本发明还提供一种用于保护(conserved)输送流体给患者的方法， 包括以下步骤：提供与流体源和鼻腔或口鼻插管连通的阀；用与阀连通 的鼻腔流量传感器感测用鼻吸气期间或当患者用口呼吸时发生的以“鼻 腔流量泄漏”的方式的鼻腔流量；和响应所感测的吸气或泄漏来触发阀 以经鼻腔或口鼻插管从用于输送的流体源释放流体到患者。通过该方法 输送的流体可包括氧气。

附图说明

通过结合附图阅读以下详细说明，本发明将被更好的理解，其中相 同的附图标记用于指示相同的元件，且其中：

图1到3是根据本发明的用于流体输送的三种不同的系统的方框图；

图4是根据本发明的鼻腔插管和鼻腔流量传感器的简化图；

图5A到5D是示出根据本发明的各种实施方式的口鼻插管的透视图；

图6是图5A的口鼻插管的X射线图；

图7A和7B是根据本发明的优选实施方式的远程传感器和触发机构 的方框图；

图8A到8F是示出根据本发明感测到的氧气流量的图示；和

图9是根据本发明的传感器和控制器的方框图，其用于测试鼻腔流量 传感器和时间触发响应。

具体实施方式

实施方式在以下描述中参照附图说明，其中相同的数字代表相同或 相似的元件。贯穿本说明书参考“一实施方式”、“实施方式”、“某 些实施方式”或类似语言意味着结合该实施方式描述的特定特征、结构 或特性在本发明的至少一个实施方式中包括。因此，出现的短语“在一 个实施方式中”、“在实施方式中”和贯穿本说明书中的类似语言可以， 但不必都是指的是相同的实施方式。

本发明所描述的特征、结构或特性可以在一个或多个实施方式中以 任何合适的方式组合。在下面的描述中，许多具体的细节被叙述以提供 本发明的实施方式的透彻理解。然而相关领域的技术人员将认识到的是， 本发明可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行，或利用其它方法、 组件、材料等等来进行。在其它实例中，公知的结构、材料或操作没有 详细示出或描述以避免模糊本发明的各方面。

本发明的流体输送系统根据患者的潮式呼吸，在间断的时间间隔为 患者提供氧气。该流体输送系统包括响应于病人的吸入而打开并在吸气 阶段关闭以保护氧气的鼻腔或口鼻流量触发阀组件，所述氧气否则将会 先于吸入结束时填充患者的“死空间(deadspace)”而被浪费。也就是 说，本发明，在吸气时通过放置在鼻腔插管内或沿鼻拉环(tab)到调节 器的路径的鼻流量传感器感测通过患者的鼻腔的“流量泄漏”，并触发 调节器阀以同步于患者的潮式呼吸来打开和关闭。

鼻腔流量传感器对于当患者用嘴呼吸时感测通过鼻腔通道的“流量 泄漏”是足够灵敏的。使用非常敏感的流量传感器，至少一个鼻孔没有 完全堵塞的患者通过他或她的鼻腔，甚至通过他或她的嘴呼吸时具有足 够的“流量泄漏”以在精确地吸气和呼气开始时提供明确的定义。这个 “隐藏信号”单独或结合口腔和鼻腔的流动模式的同时监测，实现真正的按需氧气输送系统，而没有不确定或误导的氧气，两者均导致氧气浪 费或输送到患者的氧气不足。借助此流量信息，例如涉及试图用脉冲调 节氧气而不是连续流量氧气治疗正在睡觉的口呼吸者的风险被消除。同 样地，开始用嘴呼吸的可走动病人不再需要暂停，并通过有意识故意的 用鼻呼吸“抓住呼吸节奏”。因此，当使用此设备时，通过消除氧气输 送中任何明显的延迟，病人具有呼吸初始和输送氧气之间同步的愉快感 觉，并感觉到可随意走动并自发地交谈，而无需担心错过他或她的氧气 脉冲。保护设备的效率最终可以从具有可靠的脉冲氧气输送系统的中央 液体供给在住院或卧床患者中使用。

此外，不像现有技术中描述的压力传感器，感测和因此的触发本质 上是瞬时的。因此，基本上没有延迟输送补充氧气。与传统流量传感器 检测器相比，也不存在任何氧气的浪费。因此，补充氧气流量被打开和 关闭与病人的潮式呼吸一致。因此，补充氧气是被保护的，是因为当患 者不需要氧气时：“死空间”填充期间(即，吸入的气体体积不占气体 交换的体积)或呼气期间，补充氧气未被提供。

如本文所用，吸入与吸气同义使用，且呼出与呼气同义使用。吸入 是空气从外部环境通过气道并进入肺的移动。在吸入过程中，胸部膨胀 且隔膜向下或身体后端收缩，导致胸腔内的空间的膨胀和胸腔内的负压。 此负压导致气流主要从鼻子或口进入咽(喉咙)和气管，最终进入肺部。 然而，即使当用口呼吸时，病人仍然经历至少通过鼻子的小量气流。已 发现，即使少量气流足以触发鼻腔流量传感器。此外通过使用鼻腔流量 传感器，吸气的确定基本上是瞬时的，利用吸气最重要的阶段来输送氧 气。虽然任何单次(bolused)或脉冲氧气输送系统被设定为流速当量， 推注量(bolus amount)和连续流速存在更多的一致性和相等。假定与连 续流量可比较的术语“脉冲当量”是当前保护调节器如何设置。连续流 动速度设定在升每分钟。

由于脉冲装置不能输出持续的氧气，它们不能以升每分钟测量。相 反，它们由单独脉冲(单次)的大小分类，即该脉冲可以在一分钟内输 送的频次和脉冲在吸气(呼吸)循环输送的时间。对受限制的脉冲氧浓 缩器的另一个问题是当病人试图在每分钟内呼吸比装置能够产生的氧气 更多时。发生这种情况时，氧气用户将或者获得更小脉冲，氧气较少的 脉冲，或一点脉冲也没有。在一种情况下，其中氧气用户筋疲力尽并明 显变为上气不接下气，装置无法满足用户的需求。使用根据本发明鼻腔 流量传感器，能够获得更接近连续氧气流量的当量，是因为氧气基本上 立即输送(即，通常在用户开始吸入空气之后的吸入开始的几毫秒内)。 没有触发氧气释放的压力传感器的方法中固有的延迟，则没有必要推高 推注量来弥补传送的迟延。

还利用根据本发明的鼻腔流量触发的脉冲氧气，用户不必思考他或 她是如何呼吸—即使当患者用口呼吸或说话、边走边说或进食时，触发 器通过鼻腔流量传感器感测吸气。无论用户具有很大的鼻孔还是用户在 椅子上打盹或睡觉。无需培训——用户只需将插管放置在他或她的鼻孔 内并体验基本上同步的氧气输送。压力触发脉冲氧气输送在“提供氧气 输送”上具有明显的延迟，而鼻腔流量触发的氧气输送基本上没有明显 的延迟，给其感觉更自然。它基本上在用户正在吸入而不是开始吸入后 释放氧气。通过比较的方式，使用常规的胸部应变仪来判断吸入时，当 前触发电磁阀打开的鼻量流体传感器在检测到任何胸部运动之前发生！ 此吸入和氧气输送之间改进的同步更舒适、更有效且更可靠，而且因为 它实际上表现出其他类型的保护装置只要求的性能，因此会产生更好的 患者依从性。

鼻腔流量触发的氧气还可以使用容积分析法来确定病人是用嘴或者 鼻子呼吸。因此，睡眠状态下，当病人需要更高的流动速度时，本发明 可以用来改变氧气输送，从严格的低流量鼻呼吸调整到鼻腔和口腔氧气 输送。这可以用双重的口鼻氧气插管来输送无法通过鼻子脉冲的更大容 量来实现。用目前已有的压力触发脉冲输送，通过脉冲输送的高流量氧 气输送是不可能的。

在嘴呼吸期间此临床微弱鼻腔流量的其它用途可用于在睡眠障碍的 诊断领域。许多注意力都针对睡眠研究，用来证实睡眠呼吸暂停诊断， 其在睡眠实验室和家庭睡眠研究中被诊断。可通过更准确地测量吸气流 量来提高睡眠时的呼吸的感测和记录。因此，同样的可以触发脉冲氧气 输送的鼻腔流量传感器也可适于有效地测量诊断评估期间的呼吸。有睡 眠呼吸暂停或周期性呼吸和只使用补充氧气的患者也可以安全地使用脉 冲式供氧。该设备现在可以允许使用C-PAP或Bi-PAP机器的患者利用 脉冲氧气输送的效率优势——在吸气时输送氧气到鼻腔通道。这是对目 前仅仅将氧气加入连接面罩的软管方法的一种改进，而现有方法鉴于内 置的面罩排气，提供一个最低效氧气输送系统以及在夜间发生的无意面 罩漏气。

鼻腔流量触发的氧气输送也可以释放目前仅限3L/min的连续流速的 旅行的患者。使用便携式浓缩器，睡眠时可设置每分钟4-6+升的脉搏是 不可靠的，(“CriticalComparison of the Clinical Performance of Oxygen-conserving Devices”，Am.J.Respir.Crit.Care Med.，2010年5月 15日，181(10):1061-1071；2010年2月4日在线公开，doi： 10.1164/rccm.200910-1638OC PMCID:PMC2874449)。这些脉冲高流量 设备声称能够在患者睡觉时充氧，但是大多数医疗服务提供者不认为虑 脉冲高流量设备可靠地为睡眠的病人提供足够的氧。

鼻腔流量触发的氧气输送也可适应在输送点处医院和临床中心液氧 系统之上的“搭载”，提供当前不存在的效率。

参照图1-3，本发明的流体输送系统100包括流体源102和连接到流 体源102的流体调节器104。本发明可以包括一个以上的流体源102和/ 或一个以上的流体调节器104，如图3所示。流体源102的实例包括，例 如：氧生成装置，医院设置内的一个固定氧气库，或加压氧气的便携式 罐或液体氧杜瓦瓶。流体输送系统100还包括电源，例如电池或公用电 力(未展示)，和包括一个流量传感器，放大电路和软件的电子控制装 置，通常表示在112。如图1所示，电子控制装置可以位于流体源102 和出口端108中的任意地方，包括相邻流体源102或邻近出口端108。另 外，如图2-3，电子控制装置可以位于与所述出口端连通的吊坠(pendant) 内。

流体调节器104与流体源102以及出口端108流体连通。这样的流 体连通可通过例如，管连接或将流体调节器结合到流体源和出口端而得 到促进。流体调节器104在出口端108处以预定压力将中止氧气流。出 口端108可包括鼻腔插管，如图1-2所示，或者包括一个口鼻插管，如 图3所示。优选地，流体调节器104包括，用于测量源点处(例如，留 在流体源的氧气)入口压力和出口端处的出口压力的双压力计。

流体调节器104包括一个电磁阀，它可按预定时间量打开氧气流至 鼻腔或口鼻拉环中的流动，并基于来自流量传感器的数据发送氧气脉冲 到出口端108。当出口端包含一个口鼻插管，如图3所示，流体调节器 104是电磁阀，其可按预定时间量打开氧气流至口鼻拉环，并基于流量传 感器发出的数据将氧气脉冲发送至口或者鼻，该流量传感器用于确定哪 个孔口(鼻或者口)是“要求”到肺部最清晰的流量。此判断是基于监 测流量的独立传感器——一个在鼻腔通路中，一个在口腔通路。

本发明实质上感测瞬间鼻流量来触发电磁阀，而不是发送一个压降 作为触发(无论是机械的还是电子的)。氧气源的开关可以提供精确的 “定时”氧气脉冲，策略性地放置用于释放氧气给用户。该设备实质上 可将任何调节器转换成“智能”保护调节器。这个鼻或口鼻插管系统的 “智能”保护调节器可以内置各种安全因素，例如：自我检测电磁阀和 传感器和电源；检测不充足的氧气源；检测至套管的氧气流供给失败， 例如，如果管分离或管收缩；不执行连续流量，例如，如果系统工作不 正常；并且检测任何流量传感器或氧气通道阻塞。将在下面更详细地描 述，流体调节器104触发的阀，例如，压力阀组件，可按设定的时间量， 例如，大约400毫秒，在病人吸入时打开。

参照图4，出口端108可以包括包含具有两个鼻插管120和122从其 延伸的中空体的插管。鼻插管120，122通过分割管(split tube)导管126 和导管128连接到鼻氧气管132(图1和2)，该鼻氧气管132通过电磁 阀104连接到氧气源102。鼻流量传感器134优选被并入到鼻插管120， 122之一中。可选择地，鼻流量传感器134可位于相邻的氧气源，或在两 者之间的任何地方。

参照图5A-5D和图6，出口端108可选择地包括一个口鼻插管，口 鼻插管包括具有从其延伸的两个鼻插管140和142的中空体和口腔插管 144。鼻插管140，142通过分割管导管146和导管148连接到鼻氧气管 132，该鼻氧气管132通过电磁阀104连接到氧气源102。在下面将详细 描述的鼻流量传感器134，优选并入到鼻插管140，142之一中。

用类似的方式，口腔流量插管是经由流量通道136和导管138，连接 到通过阀门104的氧气供给102。氧气流传感器150优选被并入到流量通 道136。再次参考图5A-5D，为了适用于不同的患者，口鼻插管108可以 包括各种长度的人中垫片152。此外，鼻插管和口鼻插管中的口腔插管可 以相互连结，例如通过可拆卸的导管或可调节长度的套筒。

参照图7A和7B，附图标记1006，代表传感器，用于测量在鼻子1006 内和通过微处理器或微控制器1012的极小的流量，两者均是电池驱动 1016的，并与触发机构(图7B)连通。传感器1006优选包括一个非常 快的流量测量，如由瑞士瓦特维尔，创新传感器技术公司制造的 Microflow SensMFS02传感器。触发放大器和保护调节器之间的各种可能 的通信，例如，该系统可以是硬线连接，或者它可以无线使用，例如， 蓝牙通信或其他无线通信装置，当电池减弱难以来感测呼吸或氧输送时 将开启LED。

LED1014优选可以当该传感器在工作中以及电池1016电量充足时 获得信号通知。微处理器1012从传感器1006接收信号，并通过发送器 1018发送信号到触发机构(图7B)。触发机构包括接收器1022，其与 用来发送信号到电磁阀机构1026的微处理器或微控制器1024相连。触 发机构优选包括电池1028和用于当触发机构被激活以及电池电量充足时 传递信号的LED1030。

远程传感器和触发机构可硬线连接，例如，通过将导线插入导管， 连接传感器和触发机构和氧源，或可被设计为进行无线通信，例如使用 蓝牙短波无线电传输技术或其它无线协议。因此，传感器和触发机构可 以彼此相邻或彼此远离。

任一传感器或传感器组合都可以用于测量或识别吸入和呼气机动间 的属性差异，该吸入和呼气机动可用于同步并开关保护调节器。可用于 检测患者吸气/呼气的传感器的实例包括空气流量传感器，空气压力传感 器，用于测量吸气和呼气间的温度差的温度传感器，用于测量吸气和呼 气间的气体成分水平的二氧化碳气体传感器，以及物理测量系统，诸如 应变仪胸带能够测量患者胸腔的膨胀和收缩。其它传感器，诸如检测吸 入和呼出流声音的声学传感器，例如在美国公布的申请号2005/0183725 中所描述的或者美国专利6,152,130被有利地采用的。另一可能的传感器 包括机电传感器，该传感器内含一个当由患者吸入产生的气流具有能够 被位移的可动叶片，例如，根据美国专利5,655,523的教导。

参考图8A-8F，示出的曲线图，描绘了由本发明的传感器评估的在 各种条件下的患者的呼吸周期的吸气阶段和呼气阶段，说明了流量数据 是如何用于从补充氧气源触发氧气流量。

根据本发明的传感器和控制的电路图显示于图9。

在某些情况下，一些流量数据可以被定时以避免基于患者的生理比 率的双重触发。其他方案也是可能的。

虽然本发明已经详细地参照某些实施方式进行了描述，本领域的技 术人员将理解的是，本发明可以通过其他的实施方式得以实施，已描述 的实施方式出于说明而非限制的目的被提出。例如，上述系统可以插入 一个传统的固定流量调节器，或插入传统的医院壁部调节器，并将其转 换为“智能调节器”。该系统还可以内置或改造作为C-PAP面罩的附加 功能和氧气保护。因此，所附权利要求的范围不应该受限于本文描述的 实施方式。

Claims (9)

1.一种流体输送系统（100），用于控制富氧气态流体从流体源（102）输送到患者，所述系统包括：

至少一个与所述至少一个流体源（102）连接的阀组件（140），其中所述至少一个阀组件（140）配置为使流体从至少一个流体源（102）流动；

包括与所述至少一个阀组件（104）流体连通的鼻腔插管或口鼻插管的出口端（108）；

鼻腔流量传感器，用于监测患者的呼吸并响应于患者吸气而激活阀组件（140）；和

触发机构（112），其与所述鼻腔流量传感器（134）连通，以响应于基于所述患者吸气的从所述传感器接收到的信号而激活用于触发向所述患者输送所述流体的阀，

其中流量传感器包括鼻腔流量传感器（134），所述鼻腔流量传感器（134）包括分开的传感器，所述分开的传感器经由彼此连接的分裂鼻腔插管（140、142）和口腔插管（144）可操作地连接，并且配置用于在用鼻吸气期间检测通过患者鼻腔的鼻腔流量泄漏（1006）以及在用口吸气期间检测鼻腔流量泄漏（1008）以确定吸气开始的时间，以及根据吸气开始的时间生成信号，以及

其中，鼻腔流量传感器（134）和所述触发机构（112）彼此远离，并且所述鼻腔流量传感器（134）和所述触发机构（112）优选通过有线或无线通信。

2.根据权利要求1所述的流体输送系统，还包括配置为使所述至少一个阀组件运行的电源（1016，1028）。

3.根据权利要求1或2所述的流体输送系统，其中鼻腔流量传感器（134）位于鼻腔插管或口鼻插管（108）内或附近，或位于至少一个流体源（102）附近，或位于鼻腔插管或口鼻插管（108）和至少一个流体源（102）之间的空气管（132）内。

4.根据权利要求3所述的流体输送系统，其中所述分裂鼻腔插管（140，142）和口腔插管（144）通过可调节长度的套筒（152）或者通过可拆卸的管子来彼此连接，或所述分裂鼻腔插管（140，142）和口腔插管（144）与共用阀组件流体连通或各自与单独的阀组件流体连通。

5.根据权利要求3所述的流体输送系统，还包括用于响应患者吸入触发流体输送的口腔流量传感器（150）。

6.根据权利要求1到5中任何一项所述的流体输送系统，其中所述至少一个阀组件包括至少一个电磁阀（140）。

7.根据权利要求1到6中任何一项所述的流体输送系统，其中输送的流体包括补充氧气。

8.根据权利要求1到7中任何一项所述的流体输送系统，还包括用于基于来自流量传感器（134）的信号控制所述至少一个阀组件（104）的电路（1012，1024）。

9.根据权利要求1到8中任何一项所述的流体输送系统，其中鼻腔流量传感器（134）选自由声传感器、空气流量传感器、压力传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、应变仪、和机-电传感器组成的组。

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