CN111511430B - 用于向患者提供呼吸支持的医疗通气机系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种通气机系统。通气机系统包括控制器，控制器被配置为在吸气时间期间生成针对第一时间段的第一控制信号和针对第二时间段的第二控制信号。而且，通气机系统包括旋转泵，旋转泵被配置为：如果接收到第一控制信号，则将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第一值；以及如果接收到第二控制信号，则将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第二值。另外，旋转泵被配置为在吸气时间期间递送驱动气体以引起医疗气体的供应，其中基于从旋转泵递送的驱动气体的压力和流速中的一者来供应医疗气体。

Description

用于向患者提供呼吸支持的医疗通气机系统和方法
背景技术
本说明书的实施方案整体涉及医疗通气机，并且更具体地讲，涉及用于控制用于向患者提供呼吸支持的气体的一个或多个参数的通气机系统和方法。
一般来讲，医疗通气机是用于向患者提供呼吸支持的机械设备。通常，如果患者虚弱或摄入镇静剂，则患者可能无法独立执行呼吸功能。因此，医疗通气机用于将呼吸机械地递送给患者。更具体地，医疗通气机用于在足以克服患者的气道阻力的压力下递送医疗气体以在吸入阶段中填充肺部。另外，在呼出阶段中，医疗通气机可以减小医疗气体的压力，这继而致使所递送的医疗气体流出患者。交替地重复这些吸入阶段和呼出阶段以将呼吸机械地递送给患者。在一些示例中，这些医疗通气机也可以用于将麻醉递送给患者。
在常规系统中，医疗通气机需要供应加压医疗气体以向患者提供呼吸支持。在一种系统中，加压供应罐用于将医疗气体供应到医疗通气机。然而，这些供应罐还用于提供用于致动医疗通气机的驱动气体。因此，供应罐经常被用完。而且，这些加压供应罐使用成本昂贵并且运输起来麻烦。因此，系统的操作成本可能显著增加。在另一种系统中，集中单元用于供应医疗气体和驱动气体。具体地，在医院中的每个房间中设置有气体管道和连接件。另外，这些气体连接件连接到集中单元以将加压医疗气体供应到医疗通气机。然而，使用气体连接件来供应医疗气体可能限制通气机的移动性，并且还可能增加系统的设置成本和维护成本。
因此，需要用于向患者提供呼吸支持的改善的系统和方法。
发明内容
根据本说明书的方面，提出了一种用于向患者提供呼吸支持的通气机系统。通气机系统包括控制器，该控制器被配置为在通气循环的吸气时间期间生成针对第一时间段的第一控制信号和针对第二时间段的第二控制信号。而且，通气机系统包括旋转泵，该旋转泵电耦接到控制器并且被配置为：如果从控制器接收到第一控制信号，则将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第一值；以及如果从控制器接收到第二控制信号，则将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第二值，其中第二值大于第一值。另外，旋转泵被配置为在吸气时间期间递送驱动气体以引起医疗气体的供应，其中基于从旋转泵递送的驱动气体的压力和流速中的一者来供应医疗气体。
根据本说明书的另一个实施方案，提出了一种用于向患者提供呼吸支持的方法。方法包括由控制器在通气循环的吸气时间期间生成针对第一时间段的第一控制信号和针对第二时间段的第二控制信号。而且，方法包括由旋转泵将驱动气体递送到波纹管组件。另外，方法包括如果从控制器接收到第一控制信号，则由旋转泵将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第一值。此外，方法包括如果从控制器接收到第二控制信号，则由旋转泵将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第二值，其中第二值大于第一值。此外，方法包括由波纹管组件在吸气时间期间基于从旋转泵接收的驱动气体的压力和流速中的一者向患者供应医疗气体。
根据本说明书的另一个实施方案，提出了一种用于提供呼吸支持的通气机系统。通气机系统包括控制器，该控制器被配置为在通气循环的吸气时间期间生成针对第一时间段的第一控制信号。而且，通气机系统包括旋转泵，该旋转泵电耦接到控制器并且被配置为基于从控制器接收的第一控制信号将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第一值。另外，控制器被配置为在通气循环的吸气时间期间生成针对第二时间段的第二控制信号。此外，旋转泵被配置为基于从控制器接收的第二控制信号，将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第二值。另外，旋转泵被进一步配置为在吸气时间期间递送驱动气体以引起医疗气体的供应，其中基于从旋转泵递送的驱动气体的压力和流速中的一者来供应医疗气体。而且，控制器被配置为基于压力信号生成针对第三时间段的第三控制信号以将医疗气体的压力维持为期望压力值，其中在通气循环的呼气时间期间生成第三控制信号。另外，旋转泵被配置为基于从控制器接收的第三控制信号将驱动气体的压力改变为第三值。而且，旋转泵被进一步配置为递送驱动气体以在通气循环的呼气时间期间将医疗气体的压力维持在期望压力值。
附图说明
当关于附图阅读以下详细描述时，将更好地理解本公开的这些和其他特征、方面和优点，附图中相同的符号在整个附图中表示相同的部分，其中：
图1是根据本说明书的方面的用于向患者提供呼吸支持的通气机系统的框图；
图2是根据本说明书的方面的通气机系统的图解示意图；
图3是根据本说明书的方面的在通气机系统中采用以控制医疗气体的一个或多个参数的控制器的框图；
图4是根据本说明书的方面的以体积控制通气(VCV)模式操作的通气机系统的时间图；
图5是根据本说明书的方面的以压力控制通气(PCV)模式操作的通气机系统的时间图；并且
图6是示出根据本说明书的方面的用于向患者提供呼吸支持的方法的流程图。
具体实施方式
如将在下文中详细描述的，提出了用于向患者提供呼吸支持的系统和方法的各种实施方案。本文提出的系统和方法采用旋转泵和控制器来控制供应给患者的医疗气体的一个或多个参数。此外，旋转泵可以使用环境空气作为驱动气体以用于将医疗气体驱动至患者。由于环境空气用作驱动气体，因此加压供应罐仅用于供应医疗气体。这继而减小加压供应罐的使用并且减小系统的操作成本。
在以下说明书和权利要求中，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文另外明确指出。如本文所用，术语“或”并不意味着是排他的并且是指存在所引用的部件中的至少一个，并且包括可能存在所引用的部件的组合的实例，除非上下文另外明确指出。
如本文所用，术语“可以”和“可能”指示在一组情况内的发生的可能性；具有指定的性质、特性或功能；和/或限定另一个动词，方式为表达与限定动词相关联的能力、性能或可能性中的一个或多个。因此，“可以”和“可能”的使用指示修饰的术语显然适合于、有能力、或适用于指定的性能、功能、或使用，同时考虑到在一些情况下，修饰的术语可能有时不适合、没有能力或不合适。
在一些实施方案中，提出了一种用于提供呼吸支持的通气机系统。通气机系统包括控制器，该控制器被配置为在通气循环的吸气时间期间生成针对第一时间段的第一控制信号和针对第二时间段的第二控制信号。而且，通气机系统包括旋转泵，该旋转泵电耦接到控制器并且被配置为如果从控制器接收到第一控制信号，则将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第一值。另外，旋转泵被配置为如果从控制器接收到第二控制信号，则将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第二值，其中第二值大于第一值。此外，旋转泵被进一步配置为在吸气时间期间递送驱动气体以引起医疗气体的供应，其中基于从旋转泵递送的驱动气体的压力和流速中的一者来供应医疗气体。
现在转到附图并参考图1，描绘了根据本说明书的方面的用于向患者102提供呼吸支持的通气机系统100的框图。通气机系统100用于将医疗气体机械地递送给患者102。在一个示例中，医疗气体包括空气、氧气、氮气、氦气、一氧化二氮、麻醉剂、药物气溶胶和/或由患者呼吸的任何其他气体。
一般来讲，通气机系统100以被称为呼吸循环或通气循环的循环进行操作，该循环包括吸入阶段和呼出阶段。在吸入阶段中，通气机系统100进行操作以在足以克服患者的气道阻力的压力下递送医疗气体以填充患者102的肺部。可以注意到，吸入阶段的持续时间被称为通气循环的“吸气时间”。另外，在呼出阶段中，通气机系统100进行操作以减小医疗气体的压力，这继而导致患者102的肺部中的已递送医疗气体与通气机系统100中的医疗气体之间的压力差。因此，患者102中的已递送医疗气体从患者102流出。可以注意到，呼出阶段的持续时间被称为通气循环的“呼气时间”。而且，可以重复通气循环以将呼吸连续地递送给患者102。
在当前设想的配置中，通气机系统100可以基于患者102的要求或状况以体积控制通气(VCV)模式或压力控制通气(PCV)模式进行操作。VCV模式被称为操作通气机系统100以控制供应给患者102的医疗气体的流速的模式。类似地，PCV模式被称为操作通气机系统100以控制供应给患者102的医疗气体的压力的模式。参考图2更详细地说明以VCV模式或PCV模式操作通气机系统100的方面。可以注意到，通气机系统100可能以其他模式进行操作，并且不限于VCV模式和PCV模式。而且，用于使用通气机系统100来提供呼吸支持的方法可能以其他模式执行，并且不限于VCV模式和PCV模式。
如图1所描绘，通气机系统100包括旋转泵104、波纹管组件106和控制器108。可以注意到，通气机系统100可以包括其他部件，并且不限于图1所示的部件。旋转泵104可操作地耦接到波纹管组件106和控制器108。在一个示例中，旋转泵104可以是离心泵、轴向泵、正位移泵、或其组合。旋转泵104被配置为对环境空气加压并且将加压环境空气作为驱动气体供应至波纹管组件106。可以注意到，驱动气体可以被称为用于将医疗气体从波纹管组件106推进或推动到患者102的气体。而且，驱动气体可以用于致动排气阀(在图2中示出)。在一个实施方案中，驱动气体可以包括其他气体，并且不限于如图1所示的环境空气。在一个示例中，旋转泵104包括离心鼓风机，该离心鼓风机以期望转速操作以在吸入阶段期间以期望压力向波纹管组件供应期望体积流速的驱动气体。而且，可以改变鼓风机的转速以在吸入阶段的过程中改变驱动气体的流速和/或压力。可以注意到，在以下描述中，术语“转速”和“速度”可以互换使用。
在当前设想的配置中，波纹管组件106可操作地耦接到旋转泵104和患者102。而且，波纹管组件106被配置为从旋转泵104接收驱动气体流。另外，这种驱动气体流致动或压缩波纹管组件106中的波纹管(在图2中示出)，使得将波纹管内的医疗气体供应给患者102。
另外，控制器108被配置为生成一个或多个控制信号以控制供应给波纹管组件106的驱动气体的一个或多个参数。一般来讲，控制驱动气体的参数以控制供应给患者102的医疗气体的流量。驱动气体的参数可以包括驱动气体的压力和驱动气体的流速。在一个示例中，控制器108可以包括能够执行并行处理的一个或多个微处理器或微控制器。另外，如图1中描绘，控制器108可以从位于波纹管组件106和患者102之间的适当位置处的传感器接收压力信号和流量信号。压力信号可以指示从波纹管组件106供应给患者102的医疗气体的压力。类似地，流量信号可以指示从波纹管组件106供应给患者102的医疗气体的流速。控制器108可以使用压力信号和/或流量信号以及预存储数据来控制驱动气体的参数。在一个示例中，预存储数据可以包括临床医生输入数据，诸如呼吸速率、吸气时间与呼气时间的比率(I:E比率)、呼气末正压(PEEP)值、潮气量等。在一个实施方案中，预存储数据可以包括其他通气机输入(诸如由临床医生或用户先前提供的输入)以调整通气机系统100的一个或多个控件。
在通气机系统100的通气循环期间，控制器108可以生成一个或多个控制信号以控制由旋转泵104产生的驱动气体的压力和/或流速。具体地，控制器108可以生成针对通气循环的吸气时间开始时的第一时间段的第一控制信号。另外，控制器108可以生成针对通气循环的吸气时间期间的第一时间段之后的第二时间段的第二控制信号。在一个示例中，第一时间段可以在约5ms至约200ms的范围内。类似地，第二时间段可以在约0.25s至约5s的范围内。
另外，控制器108可以在第一时间段内将第一控制信号传输到旋转泵104。在一个示例中，第一控制信号可以是具有恒定脉冲宽度的脉冲宽度调制(PWM)信号，该脉冲宽度调制信号用于在第一时间段内以中间速度运行旋转泵104。在一个实施方案中，旋转泵104可以包括无刷直流(BLDC)马达。控制器108可以在以下方面具有较差性能：直接将旋转泵104斜升到期望速度以便以期望压力值或期望流速值将驱动气体供应到波纹管组件106。为了克服该问题，将具有恒定脉冲宽度的PWM信号提供给BLDC马达以在第一时间段内以中间速度运行BLDC马达。通过以中间速度运行BLDC马达，控制器108可以在以下方面具有较好性能：瞬时将BLDC马达从中间速度斜升到期望速度以便以期望压力值或期望流速值将驱动气体递送到波纹管组件106。而且，通过以恒定速度操作BLDC马达，旋转泵104可以将驱动气体的压力和/或流速改变为第一值。在一个示例中，旋转泵104包括离心鼓风机，该离心鼓风机由BLDC马达以恒定速度操作以使得驱动气体的压力和/或流速增加到第一值。例如，驱动气体的压力从0增加到30cmH20。类似地，驱动气体的流速从0增加到50lpm。
在吸气时间的第一时间段之后，控制器108可以将第二控制信号传输到旋转泵104。在一个实施方案中，第二控制信号可以是具有变化脉冲宽度的脉冲宽度调制(PWM)信号，该脉冲宽度调制信号用于改变旋转泵104的速度。在一个示例中，控制器108可以使用压力信号和/或流量信号以及预存储数据来生成第二控制信号。
当接收到第二控制信号时，旋转泵104进行操作以在较短时间段内将驱动气体的压力或流速改变为第二值。在一个示例中，较短时间段是约50ms。可以注意到，驱动气体的第二值可以对应于由临床医生或操作者提供给通气机系统100的医疗气体的预定值。而且，修改驱动气体的第二值以维持医疗气体的预定值。在一个示例中，改变PWM信号的脉冲宽度以修改驱动气体的第二值并且维持医疗气体的预定值直到第二时间段结束。此外，第二值大于第一值。例如，在PCV模式中，驱动气体的压力增加到约10cm H20至约80cm H20的范围内的值。类似地，在VCV模式中，驱动气体的流速增加到约10lpm至约100lpm的范围内的值。另外，旋转泵104可以将该驱动气体供应到波纹管组件106。基于驱动气体的压力或流速的变化，波纹管组件106被配置为在通气循环的吸气时间期间将医疗气体供应给患者102。更具体地，随着驱动气体的压力和/或流速的增加，压缩波纹管组件106中的波纹管，使得波纹管内的医疗气体被递送给患者102。而且，这种医疗气体的压力可能足以克服患者的气道阻力以填充患者102的肺部。
在通气循环的呼气时间期间，控制器108可以生成第三控制信号并且将其传输到旋转泵104以将驱动气体的压力减小至第三值。控制器108可以使用吸气时间结束时的压力信号来生成第三控制信号。在一个示例中，减少旋转泵104的速度以减小驱动气体的压力和/或流速。而且，使驱动气体停止流到波纹管组件106。因此，减小波纹管中的医疗气体的压力，这继而导致患者102的肺部中的已递送医疗气体与通气机系统100中的医疗气体之间的压力差。因此，患者102中的已递送医疗气体从患者102流出并且可以流回到波纹管。在一个实施方案中，将具有第三值的压力的驱动气体供应到排气阀(在图2中示出)，以将肺部中的医疗气体的压力减小到期望压力值或PEEP值。肺部中的医疗气体的这种压力可以使患者的肺部保持部分充气和开放。此外，在呼气时间之后，通气机系统100移动到下一个通气循环以重复患者的吸入和呼出。而且，可以重复通气循环以将呼吸连续地递送给患者。
参考图2，描绘了根据本说明书的一些方面的通气机系统100的图解示意图。通气机系统100包括旋转泵104、控制器108、波纹管组件106、流量传感器202、压力传感器204、电动阀206、排气阀208、超压阀210和爆脱阀212。
旋转泵104被配置为经由入口214接收环境空气并且经由旋转泵104的出口216传送加压环境空气作为驱动气体。在一个示例中，可以将进气过滤器放置在旋转泵104的入口214处以过滤环境空气。如图2所描绘，旋转泵104可操作地耦接到电动阀206和排气阀208。在一个示例中，旋转泵经由第一导管218耦接到电动阀206，并且经由第一导管218的一部分和第二导管220耦接到排气阀208。而且，旋转泵104电耦接到控制器108。在一个实施方案中，旋转泵104包括电动马达240，该电动马达被配置为从控制器108接收一个或多个控制信号。另外，基于所接收的控制信号，电动马达240可以改变旋转泵104的速度以控制驱动气体的一个或多个参数。参数可以包括驱动气体的压力和驱动气体的流速。在一个示例中，电动马达240可以是BLDC马达。
另外，电动阀206被配置为将驱动气体传送到波纹管组件106。如图2所描绘，电动阀206经由第三导管222耦接到波纹管组件106。而且，电动阀206电耦接到控制器108以接收激活信号或停用信号。具体地，如果从控制器108接收到激活信号，则激活或打开电动阀206。在激活或打开电动阀206时，将从旋转泵104供应的驱动气体传送到波纹管组件106。类似地，如果从控制器108接收到停用信号，则停用或关闭电动阀206。在停用或关闭电动阀206时，中止或停止向波纹管组件106供应驱动气体。在一个示例中，电动阀206可以包括电磁阀。可以注意到，由控制器108基于通气机系统100的通气循环来控制电动阀206的激活和停用。
此外，超压阀210可操作地耦接到第三导管222以将驱动气体的压力维持在阈值压力值内。具体地，超压阀210用于将驱动气体的任何过压排出到环境空气中，使得在通气期间维持患者102的安全。可以注意到，过压可以是高于阈值压力值的任何压力。在一个示例中，阈值压力值可以在约75cmH2O到100cmH2O的范围内。
在所示的实施方案中，波纹管组件106包括波纹管腔室224和波纹管226。如图2所描绘，波纹管腔室224可操作地耦接到第三导管222以接收驱动气体。而且，波纹管226用于存储需要递送给患者102的医疗气体。在一个实施方案中，波纹管226可以经由麻醉和加湿器单元(未示出)从外部气体存储单元(未示出)接收医疗气体。在一个示例中，可以在外部气体存储单元(未示出)与麻醉和加湿器单元(未示出)之间使用一个或多个流量控制阀以控制到波纹管226的医疗气体的流量。另外，波纹管226可以基于波纹管腔室224中的驱动气体的压力而压缩或膨胀。在一个示例中，外部气体存储单元可以包括一个或多个加压供应罐。由于环境空气被用作驱动气体并且加压供应罐用于仅供应医疗气体，因此可以使用加压供应罐持续更长的时间。因此，通气机系统100的操作成本显著减小。
另外，在通气循环的吸气时间中，从第三导管222接收的驱动气体可以对波纹管腔室224加压并压缩波纹管226，以经由第四导管228将波纹管226内的医疗气体引导至患者102。在一个实施方案中，第四导管228可以通过患者接口单元(未示出)耦接到患者102以将医疗气体从波纹管226递送至患者102。以类似方式，在通气循环的呼气时间中，减小波纹管226中的医疗气体的压力，这继而导致患者102的肺部中的已递送医疗气体与通气机系统100中的医疗气体之间的压力差。因此，患者102中的已递送医疗气体从患者102流出并且可以经由第四导管228流回到波纹管226。因此，波纹管226可以在波纹管组件106内膨胀以经由耦接在波纹管组件和排气阀208之间的第五导管230将驱动气体从波纹管腔室224移位或释放到排气阀208。而且，在呼气时间期间，波纹管226中的医疗气体的一部分可以经由耦接在波纹管226和爆脱阀212之间的第六导管232释放到爆脱阀212。此外，如果患者肺部压力高于设定PEEP并且波纹管226处于其最高位置且无法在波纹管组件106中进一步移动，则爆脱阀212打开以经由耦接在爆脱阀212和排气阀208之间的第七导管234将医疗气体的该部分传送到排气阀208。
在当前设想的配置中，排气阀208用于将来自爆脱阀212的任何医疗气体和来自波纹管腔室224的驱动气体引导至清除单元236。另外，清除单元236被配置为移除可能对与患者102一起在房间中的临床医生或其他人有害的任何医疗气体(如果允许这些医疗气体排放到房间中)。在一个实施方案中，清除单元236将医疗气体排出到医院或护理设施之外，其中这些医疗气体在环境中被稀释至无害浓度。
此外，排气阀208可以被配置为控制波纹管226中的气体的压力以及对应地控制患者肺部中的医疗气体的压力。可以注意到，在呼气时间结束时的患者肺部中的医疗气体压力被称为呼气末正压(PEEP)。具体地，供应给排气阀208的驱动气体的压力维持在PEEP值，使得患者的呼出与波纹管226内的处于PEEP的医疗气体达到压力平衡，从而维持患者肺部内的压力。在一个实施方案中，通过在患者呼出期间控制PEEP，患者肺部不会返回环境压力，而是保持在由临床医生确定的高于环境压力的压力。PEEP用于使患者肺部保持部分充气和开放。
此外，压力传感器204可以耦接到波纹管组件106以确定从波纹管226供应给患者102的医疗气体的压力。在图2的实施方案中，压力传感器204可以耦接到第四导管228。另外，压力传感器204可以将压力信号传输到控制器108。压力信号指示或表示从波纹管226供应给患者102的医疗气体的压力。以类似方式，流量传感器202可以耦接到波纹管组件106以确定从波纹管226供应给患者102的医疗气体的体积。可以注意到，每单位时间从波纹管供应的医疗气体的体积被称为医疗气体的流速。在图2的实施方案中，流量传感器202可以耦接到第四导管228。另外，流量传感器202可以将流量信号传输到控制器108。流量信号指示或表示从波纹管226供应给患者102的医疗气体的流速。
在通气机系统100的操作期间，控制器108可以通过生成针对吸气时间的第一时间段的第一控制信号来开始通气循环。在一个实施方案中，控制器108可以基于预存储数据来生成第一控制信号。在一个示例中，预存储数据可以包括与患者102相关联的信息。信息中的一些包括呼吸速率、吸气时间与呼气时间的比率(I:E比率)、呼气末正压(PEEP)值和潮气量。在一个实施方案中，临床医生可以根据患者102的要求提供该信息。
另外，控制器108可以将第一控制信号传输到旋转泵104以在第一时间段内以中间速度操作旋转泵104。在一个示例中，第一控制信号可以是具有恒定脉冲宽度的脉冲宽度调制(PWM)信号。在一个实施方案中，控制器108可以在以下方面具有较差性能：直接将旋转泵104斜升到期望速度以便以期望压力值或期望流速值将驱动气体供应到波纹管组件106。为了克服该问题，将具有恒定脉冲宽度的PWM信号提供给电动马达以在第一时间段内以中间速度运行电动马达。通过以中间速度运行电动马达，控制器108可以在以下方面具有较好性能：将电动马达从中间速度斜升到期望速度以便以期望压力值或期望流速值将驱动气体递送到波纹管组件106。
而且，通过以恒定速度操作旋转泵104，将驱动气体的压力和/或流速改变为第一值。另外，控制器108可以同时或交替地将激活信号传输到电动阀206以激活或打开电动阀206，使得将驱动气体从旋转泵104传送到波纹管组件106。
在第一时间段内以恒定速度操作旋转泵104之后，控制器108可以生成针对第二时间段的第二控制信号。第二时间段可以在吸气时间的第一时间段之后。具体地，控制器108可以从压力传感器204接收指示医疗气体的压力的压力信号。而且，控制器108可以从流量传感器202接收指示医疗气体的流速的流量信号。另外，控制器108可以基于供应给患者102的医疗气体的压力和/或流速来生成第二控制信号。更具体地，如果通气机系统100以VCV模式进行操作，则控制器108基于供应给患者102的医疗气体的流速来生成第二控制信号。类似地，如果通气机系统100以PCV模式进行操作，则控制器108基于供应给患者102的医疗气体的压力生成第二控制信号。
另外，控制器108将第二控制信号传输到旋转泵104以将驱动气体的压力和/或流速改变为第二值。可以注意到，驱动气体的第二值可以对应于由临床医生或操作者提供给通气机系统100的医疗气体的预定值。而且，修改驱动气体的第二值以维持医疗气体的预定值。更具体地，如果通气机系统100以VCV模式进行操作，则旋转泵104进行操作以将驱动气体的流速从第一值改变为第二值。以类似方式，如果通气机系统100以PCV模式进行操作，则旋转泵104进行操作以将驱动气体的压力从第一值改变为第二值。在一个实施方案中，第二控制信号可以是被传输到旋转泵104中的电动马达240的PWM信号。PWM信号用于改变旋转泵104的转速以将驱动气体的压力和/或流速迅速增加到第二值。而且，改变PWM信号以修改驱动气体的第二值并且维持医疗气体的预定值直到第二时间段结束。
随着驱动气体的压力和/或流速增加到第二值，供应给波纹管组件106的驱动气体在波纹管腔室224中被加压。因此，波纹管226被压缩以经由第四导管228将波纹管226内的医疗气体引导至患者102。第一时间段和第二时间段的总和可以对应于由临床医生设定的总吸入时间。可以注意到，在通气循环的吸气时间期间，驱动气体的任何过压经由超压阀210释放到环境空气中以维持患者102的安全。
在吸气时间结束时，控制器108可以从压力传感器204接收压力信号。另外，在通气循环的呼气时间开始时，控制器108可以基于供应给患者102的医疗气体的压力来生成第三控制信号。而且，控制器108将停用信号传输到电动阀206以停用或关闭电动阀206，以中止驱动气体向波纹管组件106的流动。另外，如图2所描绘，在关闭电动阀206时，驱动气体经由第一导管218的一部分和第二导管220从旋转泵104供应到排气阀208。
此外，控制器108将第三控制信号传输到旋转泵104以将驱动气体的压力改变为第三值。可以注意到，驱动气体的第三值与供应给患者102的医疗气体的PEEP值或期望压力值相同。更具体地，控制器108将第三控制信号传输到旋转泵104以将患者102中的医疗气体的压力减小至PEEP值或期望值。而且，排气阀208从旋转泵104接收具有第三值的压力的驱动气体。另外，由于从旋转泵104接收的具有第三值的压力的驱动气体，因此排气阀208将医疗气体的压力维持在期望压力值。因此，在通气循环的呼气时间期间，医疗气体的压力维持在期望压力值。在一个实施方案中，第三控制信号可以是用于改变旋转泵104的速度以使得驱动气体的压力从第二值减小到第三值的PWM信号。
在通气循环的呼气时间结束时，控制器108与排气阀208一起将医疗气体的压力减小到PEEP值或期望值。在一个实施方案中，如果通气机系统100以VCV模式进行操作，则控制器108继续生成第三控制信号直到呼气时间结束，以将医疗气体的压力维持在PEEP值或期望值。然而，如果通气机系统100以PCV模式进行操作，则至少在通气循环的呼气时间结束时的第四时间段之前，将医疗气体的压力减小到PEEP值或期望值。在一个示例中，第四时间段在约0至约50ms的范围内。在一个实施方案中，旋转泵104中的电动马达240可能无法瞬时斜升到预定速度。因此，旋转泵104可以对于以下方面具有较慢响应时间：在吸气时间期间以期望压力值或期望流速值将驱动气体供应到波纹管组件106。为了改善旋转泵104的响应时间，控制器108生成针对呼气时间结束时的第四时间段的第四控制信号。另外，旋转泵104接收第四控制信号并且将驱动气体的压力改变为第四值。第四值大于第三值且小于第一值。而且，当通气机系统100开始下一个通气循环时，控制器108生成第一控制信号以将驱动气体的压力从第四值增加到第一值。因此，旋转泵104中的电动马达240已经以对应于第四值的中间速度进行操作，并且因此电动马达240花费较短的时间段来达到将驱动气体的压力增加到第二值所需的速度。在一个示例中，较短时间段可以是约50ms。
现在转向图3，描绘了根据本说明书的方面的在通气机系统100中采用以控制医疗气体的一个或多个参数的控制器108的框图。控制器108包括处理单元302、存储器304、第一驱动卡306和第二驱动卡308。存储器304包括与患者102相关联的预存储数据。而且，存储器304可以用于存储由临床医生或用户经由接口单元(未示出)提供的其他数据。另外，存储器304电耦接到处理单元302。
如图3所描绘，处理单元302电耦接到第一驱动卡306和第二驱动卡308。而且，处理单元302电耦接到流量传感器202和压力传感器204。可以注意到，处理单元302和/或第一驱动卡306可以包括用于生成PWM信号的比例-积分-微分(PID)控制器。在一个实施方案中，处理单元302可以从位于控制器108外部的电力单元310接收电力供应。可以注意到，电力单元310可以位于控制器108内或控制器108外。在一个示例中，处理单元302可以从电力单元310接收在约1V至约10V的范围内的电压。
以类似方式，第一驱动卡306和第二驱动卡308可以从电力单元310接收电力供应。在一个示例中，第一驱动卡306和第二驱动卡308可以从电力单元310接收在约10V至约24V的范围内的电压。而且，第一驱动卡306电耦接到旋转泵104并且被配置为驱动或控制旋转泵104的速度。类似地，第二驱动卡308电耦接到电动阀206并且被配置为激活和停用电动阀206。
在一个实施方案中，处理单元302生成第一低压信号。在一个示例中，第一低压信号的量值在约1V至约8V的范围内。另外，处理单元302将第一低压信号传输到第一驱动卡306。而且，第一驱动卡306从电力单元310接收电压。在一个示例中，从电力单元310接收的电压的量值为约24V。在此之后，第一驱动卡306基于第一低压信号和从电力单元310接收的电压来生成具有变化脉冲宽度的PWM信号。更具体地，PWM信号的脉冲宽度基于从处理单元310接收的第一低压信号的量值而变化。而且，选择与从电力单元310接收的电压的量值相对应的PWM信号的量值。此外，第一驱动卡306将具有变化脉冲宽度的已生成PWM信号作为控制信号传输到旋转泵104以控制旋转泵104的速度。控制信号可以是如图1中提到的第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号中的一者。
在另一个实施方案中，处理单元302生成具有变化脉冲宽度的PWM信号。在一个示例中，PWM信号的量值为约5V。另外，具有变化脉冲宽度的PWM信号被传输到第一驱动卡306。而且，第一驱动卡306从电力单元310接收电压。在一个示例中，从电力单元310接收的电压的量值为约24V。在此之后，第一驱动卡306放大或增加与从电力单元310接收的电压的量值相对应的PWM信号的量值。在一个示例中，PWM信号的量值从5V到24V不等。此外，第一驱动卡306将具有变化脉冲宽度和变化量值的已放大PWM信号作为控制信号传输到旋转泵104以控制旋转泵104的速度。
在又一个实施方案中，处理单元302生成具有预定义或恒定脉冲宽度的PWM信号并将其传输到第一驱动卡306。另外，第一驱动卡306基于从电力单元310接收的电压的量值来改变PWM信号的量值。此外，第一驱动卡306将具有变化量值和恒定脉冲宽度的PWM信号作为控制信号传输到旋转泵104以控制旋转泵104的速度。
以类似方式，处理单元302生成第二低压信号。在一个示例中，第二低压信号的量值在约0V至约5V的范围内。而且，处理单元302将第二低电压信号传输到第二驱动卡308。另外，第二驱动卡308使用从电力单元310接收的电压来放大第二低压信号，并且将已放大的第二低压信号作为激活信号或停用信号传输到电动阀206以打开或关闭电动阀206。在一个示例中，激活信号或停用信号的量值在约0V至约24V的范围内。
参考图4，描绘了根据本说明书的方面的以体积控制通气(VCV)模式操作的通气机系统100的时间图400。附图标号402表示通气机系统100的通气循环。另外，附图标号404表示通气循环402的吸气时间。而且，附图标号406表示通气循环402的呼气时间。
另外，附图标号408表示吸气时间404的第一时间段。在第一时间段408中，控制器108生成第一控制信号以便以恒定速度操作旋转泵104。而且，驱动气体的流速增加到第一值。类似地，附图标号410表示吸气时间404的第二时间段。在第二时间段410中，控制器108生成第二控制信号以将驱动气体的流速增加并维持为第二值。
在通气循环402的呼气时间406中，附图标号412表示第三时间段，其中控制器108生成第三控制信号以将驱动气体的压力减小到第三值。而且，在第三时间段412中，将供应给患者102的医疗气体的压力减小或维持在期望压力值或PEEP值。
参考图5，描绘了根据本说明书的方面的以压力控制通气(PCV)模式操作的通气机系统100的时间图500。附图标号502表示通气机系统100的通气循环。另外，附图标号504表示通气循环502的吸气时间。而且，附图标号506表示通气循环502的呼气时间。
另外，附图标号508表示吸气时间504的第一时间段。在第一时间段508中，控制器108生成第一控制信号以便以恒定速度操作旋转泵104。而且，驱动气体的压力增加到第一值。类似地，附图标号510表示吸气时间504的第二时间段。在第二时间段510中，控制器108生成第二控制信号以将驱动气体的压力增加并维持为第二值。
在通气循环502的呼气时间506中，附图标号512表示第三时间段，其中控制器108生成第三控制信号以将驱动气体的压力减小到第三值。而且，在第三时间段512中，将供应给患者102的医疗气体的压力减小或维持在期望压力值或PEEP值。另外，附图标号514表示在呼气时间506结束时的第四时间段。在第四时间段514中，控制器108生成第四控制信号以将驱动气体的压力从第三值改变为第四值。在一个示例中，第四值大于第三值且小于第一值。
参考图6，描绘了示出根据本说明书的方面的用于向患者提供呼吸支持的方法600的流程图。为了便于理解，参考图1至图3的部件来描述方法600。方法600开始于由控制器在通气循环的吸气时间期间生成针对第一时间段的第一控制信号和针对第二时间段的第二控制信号，如步骤602所示。控制器可以在吸气时间开始时生成第一控制信号。在一个实施方案中，基于与患者相关联的预存储数据来生成第一控制信号。类似地，控制器可以在吸气时间的第一时间段之后生成第二控制信号。在一个实施方案中，基于由控制器接收的压力信号和/或流量信号来生成第二控制信号。
随后，在步骤604处，方法包括由旋转泵将驱动气体递送到波纹管组件。更具体地，旋转泵可操作地耦接到波纹管组件和控制器。另外，旋转泵被配置为对环境空气加压并且将加压环境空气作为驱动气体供应至波纹管组件。
另外，在步骤606处，方法包括如果从控制器接收到第一控制信号，则由旋转泵将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第一值。旋转泵针对吸气时间的第一时间段接收第一控制信号。另外，基于第一控制信号，以中间速度操作旋转泵以改善控制器性能，从而用于向波纹管组件递送驱动气体的适当供应。而且，通过以中间速度操作旋转泵，旋转泵可以将驱动气体的压力和/或流速改变为第一值。
此外，在步骤608处，方法包括如果从控制器接收到第二控制信号，则由旋转泵将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第二值，其中第二值大于第一值。旋转泵针对吸气时间的第二时间段接收第二控制信号。另外，操作旋转泵以将驱动气体的压力和/或流速改变并维持为第二值。第二值大于第一值。另外，旋转泵可以将该驱动气体供应到波纹管组件。
另外，在步骤610处，方法包括由波纹管组件在吸气时间期间基于从旋转泵接收的驱动气体的压力和流速中的一者向患者供应医疗气体。更具体地，随着驱动气体的压力和/或流速的增加，压缩波纹管组件中的波纹管，使得波纹管内的医疗气体被递送给患者。而且，这种医疗气体的压力足以克服患者的气道阻力以填充患者的肺部。
此外，在步骤612处，方法包括由控制器生成针对通气循环的呼气时间期间的第三时间段的第三控制信号。在通气循环的吸气时间结束时，控制器从压力传感器接收与医疗气体的压力相关联的压力信号。另外，控制器基于压力信号生成针对第三时间段的第三控制信号以将医疗气体的压力减小并维持为期望压力值。
随后，在步骤614处，方法包括由排气阀208在通气循环的呼气时间期间将医疗气体的压力维持在期望压力值。更具体地，旋转泵基于从控制器接收的第三控制信号将驱动气体的压力改变为第三值。另外，排气阀从旋转泵接收具有第三值的压力的驱动气体。在此之后，排气阀基于从旋转泵接收的具有第三值的压力的驱动气体将医疗气体的压力维持或减小为期望压力值。
上文提出的示例性系统和方法的各种实施方案有助于向患者提供呼吸支持。而且，上文提出的示例性系统和方法使用环境空气作为驱动气体以用于将医疗气体供应给患者。由于环境空气用作驱动气体，因此加压供应罐仅用于供应医疗气体。这继而最小化加压供应罐的使用并且减小系统的操作成本。
虽然本文仅示出和描述本公开的某些特征，但本领域技术人员将会想到许多修改和改变。因此，应当理解的是，所附权利要求书旨在涵盖落入本公开的真正实质内的所有此类修改和变化。

Claims (13)

1.一种用于提供呼吸支持的通气机系统，所述通气机系统包括：
控制器，所述控制器被配置为生成针对通气循环的吸气时间期间第一时间段的第一控制信号以及针对所述通气循环的所述吸气时间期间第二时间段的第二控制信号，其中所述第二时间段在所述第一时间段之后；
旋转泵，所述旋转泵电耦接到所述控制器并且被配置为：
如果从所述控制器接收到所述第一控制信号，则将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第一值；
如果从所述控制器接收到所述第二控制信号，则将所述驱动气体的所述压力和所述流速中的所述一者改变为第二值，其中所述第二值大于所述第一值；以及
在所述吸气时间期间递送所述驱动气体以引起医疗气体的供应，其中基于从所述旋转泵递送的所述驱动气体的所述压力和所述流速中的所述一者来供应所述医疗气体，并且所述第二值对应于所述医疗气体的预定值。
2.根据权利要求1所述的通气机系统，还包括波纹管组件，所述波纹管组件被配置为在所述吸气时间期间基于从所述旋转泵接收的所述驱动气体的所述压力和所述流速中的所述一者向患者供应所述医疗气体。
3.根据权利要求2所述的通气机系统，其中所述控制器被配置为基于预存储数据生成针对所述第一时间段的所述第一控制信号。
4.根据权利要求2所述的通气机系统，其中所述控制器被配置为在所述通气循环的所述吸气时间期间基于从所述波纹管组件供应给所述患者的所述医疗气体的压力和流速中的至少一者生成针对所述第二时间段的所述第二控制信号，其中所述第二时间段紧跟在所述第一时间段之后。
5.根据权利要求2所述的通气机系统，还包括：
电动阀，所述电动阀可操作地耦接到所述旋转泵和所述波纹管组件，并且被配置为将所述驱动气体从所述旋转泵传送到所述波纹管组件；并且
所述控制器被配置为在所述通气循环的所述吸气时间期间激活所述电动阀以将所述驱动气体从所述旋转泵传送到所述波纹管组件，并且在所述通气循环的呼气时间期间停用所述电动阀以中止所述驱动气体向所述波纹管组件的流动。
6.根据权利要求2所述的通气机系统，还包括：
压力传感器，所述压力传感器耦接到所述波纹管组件并且被配置为确定从所述波纹管组件供应给患者的所述医疗气体的压力；和
流量传感器，所述流量传感器耦接到所述波纹管组件并且被配置为确定从所述波纹管组件供应给所述患者的所述医疗气体的流速。
7.根据权利要求6所述的通气机系统，其中所述控制器被进一步配置为：
在所述通气循环的所述吸气时间结束时，从所述压力传感器接收与所述医疗气体的所述压力相关联的压力信号；
基于所述压力信号生成针对第三时间段的第三控制信号以将所述医疗气体的所述压力维持为期望压力值，其中在所述通气循环的呼气时间期间生成所述第三控制信号。
8.根据权利要求7所述的通气机系统，其中所述旋转泵被配置为基于从所述控制器接收的所述第三控制信号将所述驱动气体的所述压力改变为第三值。
9.根据权利要求8所述的通气机系统，其中所述驱动气体的所述压力的所述第三值小于所述驱动气体的所述压力的所述第二值。
10.根据权利要求8所述的通气机系统，还包括排气阀，所述排气阀可操作地耦接到所述旋转泵和所述波纹管组件，并且被配置为：
从所述旋转泵接收具有所述第三值的所述压力的所述驱动气体；以及
在所述通气循环的所述呼气时间期间将所述医疗气体的所述压力维持在所述期望压力值。
11.根据权利要求10所述的通气机系统，其中所述控制器被配置为生成针对所述通气循环的所述呼气时间结束时的第四时间段的第四控制信号，其中所述旋转泵被配置为基于从所述控制器接收的所述第四控制信号将所述驱动气体的所述压力改变为第四值，并且其中所述第四值大于所述第三值且小于所述第一值。
12.一种用于提供呼吸支持的通气机系统，所述通气机系统包括：
控制器，所述控制器被配置为生成针对通气循环的吸气时间期间第一时间段的第一控制信号；
旋转泵，所述旋转泵电耦接到所述控制器并且被配置为基于从所述控制器接收的所述第一控制信号将驱动气体的压力和流速中的一者改变为第一值；
所述控制器被配置为生成针对所述通气循环的所述吸气时间期间第二时间段的第二控制信号，其中所述第二时间段在所述第一时间段之后；
所述旋转泵被配置为基于从所述控制器接收的所述第二控制信号，将所述驱动气体的所述压力和所述流速中的所述一者改变为第二值，其中所述第二值大于所述第一值；
所述旋转泵被配置为在所述吸气时间期间递送所述驱动气体以引起医疗气体的供应，其中基于从所述旋转泵递送的所述驱动气体的所述压力和所述流速中的所述一者来供应所述医疗气体，并且所述第二值对应于所述医疗气体的预定值；
所述控制器被配置为基于压力信号生成针对所述通气循环的呼气时间期间第三时间段的第三控制信号以将所述医疗气体的压力维持为期望压力值，其中所述第三时间段在所述第二时间段之后；
所述旋转泵被配置为基于从所述控制器接收的所述第三控制信号将所述驱动气体的所述压力改变为第三值；并且
所述旋转泵被配置为递送所述驱动气体以在所述通气循环的所述呼气时间期间将所述医疗气体的所述压力维持在所述期望压力值。
13.根据权利要求12所述的通气机系统，其中所述控制器被配置为生成针对所述通气循环的所述呼气时间结束时的第四时间段的第四控制信号，其中所述旋转泵被配置为基于从所述控制器接收的所述第四控制信号将所述驱动气体的所述压力改变为第四值，所述第四时间段在所述第三时间段之后，并且所述第四值大于所述第三值且小于所述第一值。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11383055B2 (en) * 2019-03-27 2022-07-12 GE Precision Healthcare LLC Patient ventilator system and method
WO2022141536A1 (zh) * 2020-12-31 2022-07-07 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 麻醉机、兽用麻醉机及风机组件
EP4272790A4 (en) * 2020-12-31 2024-01-17 Shenzhen Mindray Animal Medical Tech Co Ltd VENTILATION METHOD AND APPARATUS, ANESTHESIA DEVICE AND COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM
WO2022271673A1 (en) * 2021-06-22 2022-12-29 Sperry Medtech, Inc. Positive displacement ventilator for breathing assist

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307795A (en) * 1989-06-07 1994-05-03 Caduceus Limited Medical ventilators
DE29622617U1 (de) * 1996-06-20 1997-03-20 Draegerwerk Ag Beatmungsgerät
CA2413041A1 (fr) * 2002-11-29 2004-05-29 Jean-Paul Praud Un appareil permettant d'effectuer des ventilations liquides totales
CN101244307A (zh) * 2007-02-16 2008-08-20 通用电气公司 移动式医疗呼吸机
CN101553210A (zh) * 2006-09-20 2009-10-07 奈克斯特安全有限公司 经吸入输送药物的方法和系统

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5117819A (en) * 1990-09-10 1992-06-02 Healthdyne, Inc. Nasal positive pressure device
US5315989A (en) * 1991-12-09 1994-05-31 Boc Health Care, Inc. Medical ventilator
US6932084B2 (en) * 1994-06-03 2005-08-23 Ric Investments, Inc. Method and apparatus for providing positive airway pressure to a patient
US5664563A (en) * 1994-12-09 1997-09-09 Cardiopulmonary Corporation Pneumatic system
US5651360A (en) * 1996-03-29 1997-07-29 Ohmeda Inc. Peep control for bellows ventilator
US6142150A (en) * 1998-03-24 2000-11-07 Nellcor Puritan-Bennett Compliance compensation in volume control ventilator
AU2003903138A0 (en) * 2003-06-20 2003-07-03 Resmed Limited Method and apparatus for improving the comfort of cpap
EP1660004A4 (en) * 2003-08-18 2017-05-31 Breathe Technologies, Inc. Method and device for non-invasive ventilation with nasal interface
DE102004011907B4 (de) * 2004-03-11 2007-03-15 Fritz Stephan Gmbh Narkosebeatmungsgerät
US8528551B2 (en) * 2005-06-14 2013-09-10 Resmed Limited Acclimatization therapy for first time users
US8170762B2 (en) * 2007-10-29 2012-05-01 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus to control operation of a hydraulic pump for an electro-mechanical transmission
US20110000489A1 (en) * 2007-12-20 2011-01-06 Maquet Critical Care Ab Control unit, method and computer-readable medium for operating a ventilator
EP2106819A1 (en) * 2008-03-31 2009-10-07 Linde AG Pressure support ventilation with a passive PEEP valve
US9132250B2 (en) * 2009-09-03 2015-09-15 Breathe Technologies, Inc. Methods, systems and devices for non-invasive ventilation including a non-sealing ventilation interface with an entrainment port and/or pressure feature
US9370633B2 (en) * 2010-09-10 2016-06-21 Carefusion 207, Inc. Nasal intermittent mandatory ventilation (NIMV) control system in a ventilator
JP2015500733A (ja) * 2011-12-19 2015-01-08 レスキューシステムズ インコーポレイテッドＲｅｓｑｓｙｓｔｅｍｓ，Ｉｎｃ． 治療のための胸腔内圧調節システムおよび方法
EP2804654A4 (en) * 2012-02-15 2015-08-26 Fisher & Paykel Healthcare Ltd SYSTEM, APPARATUS AND METHODS FOR GAS DELIVERY
US20130220324A1 (en) * 2012-02-29 2013-08-29 Nellcor Puritan Bennett Llc Systems and methods for providing oscillatory pressure control ventilation
US10384023B2 (en) * 2012-08-03 2019-08-20 Breathe Technologies, Inc. Selective ramping of therapeutic pressure in a patient breathing apparatus
CN103893865B (zh) * 2012-12-26 2017-05-31 北京谊安医疗系统股份有限公司 一种呼吸机涡轮容量控制通气的方法
US20150114395A1 (en) * 2013-10-29 2015-04-30 General Electric Company Method and arrangement for determining a ventilation need specific for a patient
TW201615236A (zh) * 2014-10-31 2016-05-01 台達電子工業股份有限公司 具有可控制氣囊的呼吸輔助設備及其氣囊控制方法
US20160287824A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-06 Invent Medical Corporation Ventilator
US20170095634A1 (en) * 2015-09-28 2017-04-06 J. W. Randolph Miller Systems and methods for analyzing and delivering nitric oxide gas

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5307795A (en) * 1989-06-07 1994-05-03 Caduceus Limited Medical ventilators
DE29622617U1 (de) * 1996-06-20 1997-03-20 Draegerwerk Ag Beatmungsgerät
CA2413041A1 (fr) * 2002-11-29 2004-05-29 Jean-Paul Praud Un appareil permettant d'effectuer des ventilations liquides totales
CN101553210A (zh) * 2006-09-20 2009-10-07 奈克斯特安全有限公司 经吸入输送药物的方法和系统
CN101244307A (zh) * 2007-02-16 2008-08-20 通用电气公司 移动式医疗呼吸机

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