CN111840718A

CN111840718A - 人工呼吸器

Info

Publication number: CN111840718A
Application number: CN202010326514.1A
Authority: CN
Inventors: J·舒斯特
Original assignee: Loewenstein Medical Technology SA
Current assignee: Loewenstein Medical Technology SA
Priority date: 2019-04-25
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2020-10-30
Also published as: EP3730158B1; US20200338297A1; EP3730158A1; DE102020109727A1

Abstract

本发明涉及一种人工呼吸器(1)，其具有用于在流通方向(d)上向患者输送人工呼吸气体的气动接通系统(2)，其中，在所述气动接通系统(2)内气动地接通至少一个如下颗粒过滤器(31、32、33)，至少一个光源(41、42、43)在光发射方向(r)上对准该颗粒过滤器。在此，射出到所述颗粒过滤器(31、32、33)上的光从385nm至780nm的第一波长范围和从大于780nm至2000nm的第二波长范围中选出。

Description

人工呼吸器

技术领域

本发明涉及一种人工呼吸器。在本发明中，人工呼吸器理解为例如通过微处理器电子控制的装置，其构造成用于支持或维持患者的呼吸功能或用于患者的呼吸功能的治疗处理、例如CPAP治疗。在此也包括如下人工呼吸器，其构造为麻醉器和/或构造成用于在没有自发性呼吸的情况下对患者进行人工呼吸。在此，所述患者是人类或呼吸空气的动物、例如哺乳动物。

背景技术

由病原体、即由传染性微生物(例如真菌、真菌孢子、细菌和病毒)引起的传染性疾病的传播主要通过呼吸道进行。在具有大量人群的公共建筑中、尤其在医院中，病原体的浓度以及因此感染的风险在环境空气中特别高。具有衰弱的免疫系统的人类特别受此影响。一种可能的传染路径在此是来自压缩气体管路的、通过人工呼吸器施加或混入的空气或者借助于风扇从仪器周围环境输送的空气。

因此，符合标准的人工呼吸器(以及构造为麻醉器的人工呼吸器)设有用于分离病原体的颗粒过滤器。因为这些过滤器基于尺寸排除的原理，所以在此不能分离所有病原体。因此，在根据现有技术的这种人工呼吸器中，不能充分地消除肺炎感染的危险。

由奥地利医生古斯塔夫·凯泽(Gustav Kaiser)自1902年以来已知紫外线辐射(UV)的杀菌作用，其中，紫外线辐射包括从100nm至280nm(UV-C)、从280nm至315nm(UV-B)和从315nm至380nm(UV-A)的波长范围。例如在US 2016 0271288 A1中说明了一种装置，该装置构造成借助于紫外线对空气进行杀菌。

在WO 2017 023783 A1中公开了另一种装置，其通常借助于多色光对微生物消毒。在此，多色光具有紫外线辐射的主要波长部分，为了产生该波长部分设置有唯一的光源。因此，对于在WO 2017 023783 A1中要求保护的装置，需要二向色镜来导出热辐射并且回射抗菌有效的辐射。

因此，也未提出同样借助于紫外线辐射用以清除由人工呼吸器施加的呼吸空气或呼吸空气混合物中的病原体、即用以杀菌。WO 2014 159874 A1说明了一种紫外线照射系统，其包括引入到医疗管系、例如气管内管中的用于射出紫外线光的光导纤维。WO 2012052908 A1也公开了一种具有这种光导纤维的气管内管，所述光导纤维优选发出在波长范围UV-C内的电磁辐射。WO 2015 092695 A1包括一种人工呼吸器，在所述人工呼吸器的气动接通系统中集成有照明装置，用于发出普通地进行消毒的光，其中，进行消毒的光优选通过紫外线辐射并且其中特别优选地通过UV-C来给出并且尤其通过光源(LED)来提供。DE 10107 443 A1涉及一种用于在人工呼吸器中借助于强电磁辐射在其气动接通系统内对所输送的呼吸空气进行消毒的方法，其中，所述电磁辐射通过紫外线辐射或者微波来给出并且以脉冲形式施加。相反地，CN 204233560 U说明了一种带有进行消毒的冷凝物排出管路的麻醉器，其中，与前面提到的实例互补地，仅呼出软管依次与呼出止回阀、光催化器-消毒器以及冷阱连接。虽然CN 204233560 U公开了一般使用紫外线辐射来杀菌，却未公开光催化器-消毒器的特性和作用方式。

构造成借助于紫外线辐射对所输送的呼吸空气或者所输送的呼吸空气混合物进行杀菌的根据现有技术的人工呼吸器、包括麻醉器在内具有以下主要缺点：

-对所输送的呼吸空气或所输送的呼吸空气混合物进行纯粹的照射不足以杀灭病原体，因为为此要为人工呼吸所选择的流量过高并且因此利用所输送的呼吸空气或利用所输送的呼吸空气混合物运输的病原体暴露于照射下的持续时间过短；

-紫外线辐射(UV)、尤其是在波长范围UV-B内和尤其是在波长范围UV-C内的辐射会损坏所照射的构件、尤其是由塑料制成的构件。

-紫外线辐射、尤其是在波长范围UV-B内和尤其是在波长范围UV-C内的紫外线辐射会在很大程度上引起吸入麻醉剂、尤其是卤化衍生物(如氟烷、异氟醚、七氟醚和地氟醚)的自由基解离反应。在此，所形成的自由基对于被人工呼吸的患者是高毒性的。

-波长范围UV-B中的紫外线辐射(UV)还引起从所输送的呼吸空气的或所输送的呼吸空气混合物的三重态氧中形成单重态氧和臭氧。单重态氧和臭氧对于被人工呼吸的患者同样是高毒性的。

-可能从人工呼吸器中射出的紫外线辐射(UV)不仅对于操作人员而且对于患者都是是显著的健康危险。

光源(作为示例所提到的发光二极管)是可以商购获得的，其具有不同宽度的发射范围和在紫外至红外(IR)范围内的发射最大值，并且具有几乎任意的结构形式和结构尺寸。光源是成本有利的并且相对于其它电发光器件具有优化的效率。每个光源都具有发射面，该发射面构造成用于射出光线。因此，通过对发射面形状的构型，能够调设发射的光线的光发射方向以及其例如作为光锥或作为光扇的发射几何形状。光源分别在一个波长区间上发射多色光并且在这样的波长区间内对于确定的波长在强度方面具有至少一个发射最大值，其中，每个强度曲线关于各个发射最大值分别对应于普朗克分布。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种在卫生和运行安全性方面相对于现有技术被改进的人工呼吸器和/或相应的适配器。

根据本发明，该任务通过所提出的具有本发明的特征的人工呼吸器或者所提出的具有本发明的特征的用于人工呼吸器的适配器来解决。

根据本发明的人工呼吸器具有用于在流通方向上向患者或从患者输送人工呼吸气体的气动系统，其中，该人工呼吸器包括至少一个光源，其中，所述至少一个光源在发射方向上对准人工呼吸气体和/或对准显示面和/或对准气动系统。

在所述人工呼吸器中，所射出的光从385nm至780nm的第一波长范围中和/或从大于780nm至2000nm的第二波长范围中选出。

所述人工呼吸器的特征在于，所述光源配置和构造成通过所射出的光至少弱化或灭活病菌(病毒、细菌、真菌)。

在所述人工呼吸器中，气动系统包括供应至人工呼吸器的至少一个空气供应部和/或患者的呼吸气体排出部和/或患者接口和/或气流管路和/或过滤器。

在所述人工呼吸器中，所述至少一个光源布置在供应至人工呼吸器的空气供应部的区域中和/或布置在患者的呼吸气体排出部的区域中和/或布置在患者接口的区域中和/或沿着气流管路布置。

所述人工呼吸器具有气动接通系统，用于在流通方向上向患者输送呼吸气体，其中，在所述气动接通系统内布置有至少一个颗粒过滤器，至少一个光源在光发射方向上对准该颗粒过滤器。

所述人工呼吸器的特征还在于，在流通方向上首先布置光源并且随后布置颗粒过滤器。

所述人工呼吸器的特征还在于，射出到颗粒过滤器上的光从385nm至780nm的第一波长范围中和/或从大于780nm至2000nm的第二波长范围中选出。

所述人工呼吸器的特征还在于，在颗粒过滤器两侧分别布置至少一个光源。

所述人工呼吸器的特征还在于，颗粒过滤器可以在光源的侧上被全面照亮。

所述人工呼吸器的特征还在于，颗粒过滤器可环绕地被均匀照亮。

所述人工呼吸器的特征还在于，多个种类的光源环绕地以关于光源的种类交替的顺序对准颗粒过滤器，其中，光源的种类通过分别射出的光来区分。

所述人工呼吸器的特征还在于，给出如下种类的光源，其构造成用于射出在405nm处具有发射最大值的光。

所述人工呼吸器的特征还在于，所有光源的所射出的光包括从385nm至2000nm的波长连续光谱。

所述人工呼吸器的特征还在于，颗粒过滤器构造为玻璃料或构造为由玻璃棉制成的压制件和/或构造成用于阻留病原体和灰尘。

所述人工呼吸器的特征还在于，在气动接通系统中布置有多个颗粒过滤器，所述颗粒过滤器具有沿流通方向相应减小的孔径尺寸。

本发明还涉及一种用于人工呼吸器的适配器，所述人工呼吸器具有用于输送人工呼吸气体的气动系统，其中，所述气动系统包括供应至所述人工呼吸器的至少一个空气供应部和/或患者的呼吸气体排出部和/或患者接口和/或气流管路和/或过滤器，其中，所述适配器配备有至少一个光源并且能够与所述空气供应部和/或所述呼吸气体排出部和/或所述患者接口和/或气流管路连接，其中，所述至少一个光源能够对准所述人工呼吸气体和/或所述气动系统，并且所述至少一个光源配置和构造成用于通过所射出的光至少弱化或灭活病菌(病毒、细菌、真菌)。

所述适配器具有用于减慢人工呼吸气体的流动和/或用于至少暂时地积聚和/或过滤病菌(病毒、细菌、真菌)的至少一个设备，并且所述至少一个光源对准该设备。

在根据本发明的适配器中，所述至少一个设备以颗粒过滤器和/或折流面和/或遮盖件的形式构造。

要求保护的人工呼吸器具有气动接通系统，用于借助于气体输送装置将呼吸气体在流通方向上通过仪器出口、经由接口输送至患者。所述气体输送装置通过用于抽吸外部空气的电风扇或者通过连接到压缩空气输送装置上的接头给出。在本发明中，接口理解为将仪器出口与患者的呼吸器官气动连接的连接装置。所述接口例如通过与气管内管连接的人工呼吸软管形成，其中，所述气管内管直接被引导至患者的呼吸器官。例如，人工呼吸软管替代地与人工呼吸面罩连接，其中，所述人工呼吸面罩包围地套在在患者的嘴部和/或鼻部上并且由此与患者的呼吸器官连接。所述气动接通系统包括用于人工呼吸气体的流通的全体管路，所述管路在气体输送装置与仪器出口之间彼此气动连接。如果要求保护的人工呼吸器仅构造成用于患者的人工呼吸，则人工呼吸气体由天然的或合成的空气或者由富含附加氧气的天然的或合成的空气或者由纯氧气形成。如果要求保护的人工呼吸器附加地构造为麻醉器，那么至少暂时地将至少一种吸入麻醉剂与人工呼吸气体混合。在要求保护的人工呼吸器的两个实施方案中，可选地、附加地将气态和/或雾态的水和/或一种或多种惰性气体与人工呼吸气体混合。在此，人工呼吸气体的流通方向确定在从气体输送装置到仪器出口的方向上。在要求保护的人工呼吸器运行时，借助于气体输送装置，典型地以直至300ml min^-1的流量输送人工呼吸气体。

在要求保护的人工呼吸器中，在气动接通系统内气动地接通至少一个如下颗粒过滤器，至少一个光源在光发射方向上对准该颗粒过滤器。

所述颗粒过滤器具有前表面和后表面，其中，颗粒过滤器以如下方式在气动接通系统中气动地接通，使得在要求保护的人工呼吸器运行时，呼吸气体沿流通方向的流动首先穿过颗粒过滤器的前表面然后穿过其后表面。因此，前表面和后表面基本上或完全地分别对应于流动横截面。颗粒过滤器在气动接通系统内的这种布置基于第一发明构思：在人工呼吸气体流动穿过颗粒过滤器期间病原体在其流速上被制动；在此，在人工呼吸气体流动穿过颗粒过滤器时是否完全地或部分地阻留了病原体或者甚至没有阻留病原体并不重要。仅通过制动病原体来提供足够的时间间隔，以便通过以光照射来部分地或完全地杀灭病原体，或者至少在其病毒性方面弱化或中和病原体。因此，决定性的是病原体在颗粒过滤器的前表面之前和之上的积聚。相反地，在后表面被病原体穿透时，不会出现这些病原体的积聚，确切地说，由人工呼吸气体的流动引起这些已穿透的病原体的脱落。

因此，在所提出的人工呼吸器中，通过至少一个光源在光发射方向上对准颗粒过滤器来以如下方式实现第二发明构思：在流通方向上首先固定地布置光源并且随后固定地布置颗粒过滤器。因此，在气动接通系统内借助于光源实现将光射出到颗粒过滤器的前表面上。这引起在光源的光发射方向上对在前表面上积聚以及在前表面上析出的病原体的照射。例如，在相应地由至少部分半透明的材料制造颗粒过滤器时，通过光源射出的光能够穿透前表面，从而在颗粒过滤器内的病原体也至少部分地通过照射被检测。

在所提出的人工呼吸器中，光源在任何情况下都不需要安装在气动接通系统的管路内。仅需要使光源的光发射方向对准颗粒过滤器的前表面并确保对前表面的照射。例如，这也可以通过足够透明的光窗来实现，所述光窗装入颗粒过滤器前表面之前的管路中。这种光窗例如由石英或蓝宝石制成。例如，光源以如下方式固定在光窗上，即，使得能够沿光发射方向照射颗粒过滤器的前表面。因此，在避免光源布置在管路内的情况下，同时消除了不利的流动阻力的形成，从而特别有利地可以在管路内实现人工呼吸气体的层流。此外，在多件式地制造管路和光源的保持部时，这种装置能够特别有利地构型，使得为了要求保护的人工呼吸器的简单维护或可能的维修，可以简单地取下光源，而不需要打开管路。

作为第三发明构思，所提出的人工呼吸器在通过光源射出的光方面基于耦合的量子系统的层级结构。由此得到的结果是，对于分子或分子聚集体的每个电子激励状态分别给出一组不同的振荡器状态

。病原体、即致病微生物原则上相当于分子聚集体。如果通过由利用光照射而引起的电子激励来降低化学键的键级(在这种分子聚集体的情况下，所述光选自385nm至780nm的第一波长范围，但尤其选自385nm至425nm的第一波长范围)，则在实际给出的莫尔斯势能的情况下产生所涉及的键的能量降低的振荡器状态并由此产生能量降低的解离能量。因此，在从大于780nm至2000nm的第二波长范围中选出的红外线辐射(IR)同时射入时，可以实现相关的键的加速解离。在病原体中通过实验表明，在使用包含来自第一波长范围以及来自第二波长范围的光进行照射时，可以实现病原体的加速杀灭或至少在其病毒性方面使其加速灭活。相反地，在使用仅来自第一波长范围或仅来自第二波长范围的光进行照射的情况下，相应地仅引起病原体的明显更缓慢的杀灭或明显更缓慢的灭活。

因此，在所提出的人工呼吸器中，射出到颗粒过滤器上的光从385nm至780nm的第一波长范围(电子状态的充分激励)中和从大于780nm至1700nm的第二波长范围(对应于振荡器状态的激励)中选出。

下面在光源的布置及其特性方面详细探讨所提出的人工呼吸器的有利改进方案。这些改进方案对应于在颗粒过滤器的照明强度和效率方面对要求保护的人工呼吸器的逐步优化。

在本发明的关于光源的第一改进方案中，在颗粒过滤器两侧分别布置至少一个光源。因此，在颗粒过滤器上也有至少一个光源沿其光发射方向对准所述颗粒过滤器后的表面，由此，特别有利地能够通过光的照射对管过颗粒过滤器的病原体进行后处理。在此，如果颗粒过滤器例如不仅由半透明的材料制成，而且其前表面和后表面彼此也具有足够小的距离，则在光源的足够的照射功率的情况下能够特别有利地、附加地在后表面和前表面之间的整个距离上进行照射。

在本发明的关于光源的第二改进方案中，颗粒过滤器可以在光源的侧上被全面照亮。这已经可以分别利用光源例如通过如下方式来实现，即，该光源构造成用于射出呈具有足够大的光锥角的光锥体的几何形状的光。因此，能够对所有病原体进行照射，在所提出的人工呼吸器运行时所述病原体随着人工呼吸气体的流动在颗粒过滤器的前表面上和/或穿过其后表面出现。

在本发明的关于光源的第三改进方案中，颗粒过滤器可以被至少一个光源环绕地均匀照亮。这例如可以通过唯一的光源实现，其方式是，其发射面本身构造为环绕的、自身封闭的并且向内弯折的。例如将环绕的、自身封闭的光窗装入到管路中，具有环绕的、自身封闭的并且向内弯折的发射面的光源被推到并且固定在所述光窗上。替代于一个光源，例如也将多个光源围绕颗粒过滤器以彼此分别相同的间距布置。通过均匀地照亮颗粒过滤器的前表面和/或后表面，确保所有撞击到颗粒过滤器上或穿过颗粒过滤器的病原体都暴露于由一个或多个光源发射的光的相同的或至少近似于相同的辐射密度下。

利用例如构造成用于射出在385nm至1700nm、优选至2000nm的波长区间内的光的并且仅具有唯一的发射最大值的光源，仅当发射最大值位于电子状态激励的波长范围和振荡器状态激励的波长范围之间时，才能实现不仅对电子状态而且对振荡器状态的至少近似于均匀的激励。为了足够高的激励，这需要具有非常高的功率强度的光源。

如果为了照射颗粒过滤器而设置并且与此相应地构造有仅一个种类的光源用于射出在385nm至2000nm的波长区间内的光，则该种类的光源因此优选地不仅在电子状态激励的第一波长范围中而且在振荡器状态激励的第二波长范围中分别具有至少一个发射最大值。这意味着，该种类的光源在385nm至2000nm的波长区间上总共具有至少两个发射最大值。利用该种类的光源，已经能够以相对小的功率强度实现对电子状态以及对振荡器状态的至少近似于均匀的激励并且由此高效地杀灭和/或灭活病原体。

在本发明的关于光源的第四改进方案中，多个种类的光源环绕地以关于光源的种类交替的顺序对准颗粒过滤器。在此，光源的种类通过分别射出的光来区分。这特别有利地允许选择和组合如下光源，所述光源分别射出的光在波长区间和/或发射最大值方面与电子状态和/或振荡器状态的激励相协调。因此，也可以在特定病原体、例如MRSA的杀灭和/或灭活方面有针对性地匹配对颗粒过滤器的照明。通过将不同种类的光源围绕颗粒过滤器布置并且以交替的顺序布置，可以容易地实现对颗粒过滤器的全面和均匀的照亮。

在本发明的关于光源的第五改进方案中，给出了如下种类的光源，所述种类的光源构造成用于以在405nm处的发射最大值射出。在种类繁多的病原体的电子激励方面，利用波长为405nm的光的照射已经被证明为最佳。对此特别有能力的光源构造成用于射出在被限制到385nm至425nm的波长区间内的光，其在405nm处具有发射最大值。

在本发明的关于光源的第六改进方案中，所有光源的所射出的光包括385nm至2000nm的波长连续光谱。由此确保对所有电子和振荡器状态的激励。这例如通过三个种类的光源实现，其中分别地：

-第一种类的光源构造成用于射出在被限制到385nm至425nm的波长区间内的光，其在405nm处具有发射最大值；

-第二种类的光源构造成用于射出在被限制到385nm至1000nm的波长区间内的光，其在600nm处具有发射最大值；和

-第三种类的光源构造成用于射出在被限制到900nm至2000nm的波长区间内的光，其在1400nm处具有第一发射最大值和在1600nm处具有第二发射最大值。

下面详细探讨所提出的人工呼吸器在颗粒过滤器方面的有利实施方式。所提出的人工呼吸器绝不局限于布置在气动接通系统中的颗粒过滤器，尤其不局限于仅一个种类的一个或多个颗粒过滤器。所提出的人工呼吸器也绝不局限于布置在气动接通系统中的如下颗粒过滤器，即，分别有至少一个光源在光发射方向上对准该颗粒过滤器。颗粒过滤器的数量和特性仅通过要求保护的人工呼吸器的要维持的结构尺寸并且通过例如直至5hPa min120^-1L^-1的最大总流阻的预设值来确定。

在本发明的关于颗粒过滤器的第一实施方式中，颗粒过滤器构造为玻璃料或者构造为由玻璃棉制成的压制件和/或构造成用于阻留病原体。玻璃料或由玻璃棉制成的压制件可以特别有利地通过高于130℃的高压灭菌来消毒，并且因此可以重复使用。通过选择颗粒过滤器的孔径尺寸，可以关于特定的微生物的阻留并且因此关于病原体(例如细菌、真菌和病毒)的阻留调设尺寸选择。通过选择过滤材料、例如特氟龙或尼龙或纤维形式的疏水或亲水的塑料，也可以替代地或附加地优化颗粒过滤器关于特定微生物的阻留的类型选择。孔径尺寸极其不同的并且由用于阻留颗粒和/或微生物的各种材料制成的颗粒过滤器可以商购获得。通过持久地将颗粒和/或微生物阻留在颗粒过滤器中，附加地改善了对人工呼吸气体的消毒。

在本发明的关于颗粒过滤器的第二实施方案的不同变型中，所述玻璃料具有1μm至200μm、优选2至150μm的孔径。这种玻璃料不具有明显的流动阻力，从而微生物在玻璃料前表面之前和之上的积聚不会受到影响。

在本发明的关于颗粒过滤器的第三实施方式中，在气动接通系统中布置有多个颗粒过滤器，它们具有在流通方向上相应减小的孔径。通过这种相组合的布置，确保了颗粒过滤器的优化的使用寿命，直至由于颗粒和微生物饱和而需要更换该颗粒过滤器。

在本发明的一些实施方式中，光源的能量供应通过人工呼吸器的电源实现。为此，光源例如集成到人工呼吸器的内部电网中。例如在通过蓄电池给人工呼吸器供能的情况下，这种集成也能够实现光源的运行。

在一些实施方式中，光源的能量供应通过(相对于人工呼吸器)在外部的能量源实现。因此，光源例如可以与自身的电源或蓄电池或电池连接。尤其地，对于根据本发明的适配器，可以考虑与外部的能量供应装置连接。但是，也可以在光源安装在人工呼吸器中的情况下考虑光源与外部能量源连接。

在本发明的其它实施方式中，光源配置成是可开关的，即可激活和可停用。例如，光源与开关连接，该开关例如可以中断能量供应，也就是说可以关断或停用光源。这种开关配置成使得也能够实现光源的(重新)激活或接通。这种光开关例如可以集成到人工呼吸器的壳体中，但是也可以实施为附加的开关。根据本发明的适配器例如具有独立于人工呼吸器的开关。

在另一实施方式中，光源配置成使得所述光源通过未详细说明的控制单元在其亮度上是可变的(例如通过对光源的运行电压进行匹配)，即是可调明暗的。对此也应理解为，光源的发光强度或运行电压能够被向下调节到使得光源被关断的程度。

在一种实施方式中，光源配置且集成到人工呼吸器中，使得所述光源可以通过人工呼吸器的控制系统来接通和关断或者亮度也可以改变。由此，例如可以配置，在将人工呼吸器从电网运行转换到蓄电池运行时自动切断灯光。

要求保护的人工呼吸器相比于根据现有技术的人工呼吸器具有以下优点：

-由光源射出的光在波长方面既不对管路的制造材料有害，也不对人类和哺乳动物有害。

-在所提出的人工呼吸器中，因此取消了技术上复杂的措施用于保护免受有害的电磁辐射影响和用于导出多余的热量。

-在所射出的光在385nm至2000nm的波长范围内的情况下，即使人工呼吸气体包含吸入麻醉剂(如氟烷、异氟醚、七氟醚和地氟醚)，也不会从所述人工呼吸气体中产生有毒物质。

-在简单制造、经济性运行、卫生和运行安全性方面，所提出的人工呼吸器相对于现有技术被显著改进。

此外，提供用于人工呼吸器的适配器提供了以下优点，即，成本有利地给不具有本发明所说明的特征的人工呼吸器扩充所述特征。所提出的适配器包括与所提出的人工呼吸器相同的特征，为此可以后续地或附加地安装或连接到人工呼吸器上。

在本申请中，术语“病原体”、“病菌”、“微生物”用作同义词，用于尤其地但不排他地表示例如病毒、细菌、真菌。

附图说明

下面借助于附图详细阐述所提出的人工呼吸器。其中：

图1以气动接通系统2的示意性部分视图在纵剖面中示出要求保护的人工呼吸器1；

图2示出气动接通系统2的横截面；

图3a和3b局部地示意性示出人工呼吸器1的一个示例性实施方式，其中，光源照射显示面103；

图4示意性示出人工呼吸器1的一个示例性实施方式的局部，其中，光源在人工呼吸器内布置在显示面103之后；

图5局部地示出人工呼吸器1的一个示例性实施方式，其中，光源本身是显示面103的一部分；

图6至9示出人工呼吸器1的示例性实施方式，其中，光源布置在呼吸气体排出部102的区域中；和

图10示出人工呼吸器1的患者接口105的示例性的局部。

具体实施方式

在下面的实施例中，要求保护的人工呼吸器1构造为麻醉器。人工呼吸器1具有气动接通系统2，用于借助于电风扇将人工呼吸气体沿流通方向d通过仪器出口、经由接口输送至患者。所述接口通过与气管内管连接的人工呼吸软管给出，其中，所述气管内管直接引导至患者的呼吸器官。图1和图2不是比例正确的。在图1和图2中未示出电风扇、仪器出口、接口、患者的呼吸器官和患者。为了说明一般的结构原理和功能方式，图1和图2分别示出要求保护的人工呼吸器1的示意性部分视图。

在气动接通系统2内气动地接通三个颗粒过滤器31、32和33。在每个颗粒过滤器31、32和33的两侧分别布置六个光源，其中，所述光源包括第一种类41、第二种类42和第三种类43的光源。光源41、42和43分别在光发射方向r上对准颗粒过滤器31、32和33。在图1和图2中，光发射方向r分别以双箭头的形式示出。

图1以气动接通系统2的示意性部分视图在纵剖面中示出要求保护的人工呼吸器1。在气动接通系统2内，一至三个颗粒过滤器31、32和33例如在柱形的管路21中气动地接通。颗粒过滤器31、32和33分别具有前表面310、320和330以及相应的后表面311、321和331，其中，颗粒过滤器31、32和33以如下方式在气动接通系统2中气动地接通，即，在要求保护的人工呼吸器1运行时，人工呼吸气体的流动沿流通方向d首先穿过相应的颗粒过滤器31、32和33的相应的前表面310、320和330，然后穿过相应的颗粒过滤器31、32和33的相应的后表面311、321和331。流通方向d在图1中通过箭头示出。因此，前表面310、320和330以及后表面311、321和331基本上分别对应于流动横截面。

在管路21中通过槽-榫-连接固定地装入总共六个光窗22。所述光窗22也分别构造为柱形的管件，其除了两个连接弹簧之外在每个连接侧上具有与管路21相同的半径和外壳厚度。这些因而环绕的、自身封闭的光窗22在其结构形式上是相同的并且由石英制成。在流通方向d上，在每个颗粒过滤器31、32和33之前和之后分别布置有一个光窗22。

在图1中仅第一种类41的光源可见。在每个光窗21上以如下方式固定有总共六个光源41、42和43，即，使得能够分别在光发射方向r上实现对相关的颗粒过滤器31、32和33的相应的前表面310、320和330以及后表面311、321和331的照射。因此，在图1中示出的管路21的部分局部中，由结构决定地排除了光源41、42和43对人工呼吸气体的层流的影响。因此，在要求保护的人工呼吸器1的该实施例中，由结构决定地且特别有利地不仅在病原体积聚在颗粒过滤器31、32和33的前表面310、320和330之前时而且在病原体穿过颗粒过滤器31、32和33的后表面311、321和331时实现对病原体的照射。

所述颗粒过滤器31例如构造为玻璃料31。例如，在玻璃料31中附加地引入银或二氧化钛，其中，二氧化钛具有1％质量份额的铂。因此，玻璃料31构造为催化剂，所述催化剂在光催化和热催化的路径上加速微生物的氧化；因此，在该实施例中，可以通过三种彼此独立的方式实现微生物的分解、杀灭和/或灭活。玻璃料31具有1μm至200μm的孔径并且因此在运行条件下表现为可忽略的流动阻力。颗粒过滤器32构造成用于阻留细菌和真菌，而颗粒过滤器33构造成用于阻留病毒。因此，在气动接通系统2中布置三个颗粒过滤器31、32和33，它们具有沿流通方向d相应减小的孔径尺寸。

图2以气动接通系统2的示意性部分视图在横截面中示出要求保护的人工呼吸器1。在此，在图2中示出了颗粒过滤器31的前表面310的俯视图。光源41、42和43围绕所有颗粒过滤器31、32和33的布置分别相同，从而图2代表了所有光源41、42和43的布置。图2中所示的光源41、42和43分别以彼此相同的间距布置并且关于一个种类对置地围绕颗粒过滤器31的前表面310固定地布置在共同的保持部中。这对应于光源41、42和43环绕地以关于其种类交替的顺序的布置。通过对颗粒过滤器31的前表面310和后表面311的环绕地均匀且全面的照亮确保了，所有碰撞到颗粒过滤器31上的或穿过颗粒过滤器31的病原体都暴露在由光源41、42和43发射的光的相同的或至少近似于相同的辐射密度之下。为了更简单的维护，所述保持部都构型成可以从管路21上取下。因此，每个光窗22分别配有一个相同的带有光源41、42和43的保持部。在该实施例中：

-第一种类41的光源构造成用于射出在被限制到385nm至425nm的波长区间内的光，其在405nm处具有发射最大值；

-第二种类42的光源构造成用于射出在被限制到385nm至1000nm的波长区间内的光，其在600或630nm处具有发射最大值；和

-第三种类43的光源构造成用于射出在被限制到900nm至1700或2000nm的波长区间内的光，其在1300或1400nm处具有第一发射最大值和在1550或1600nm处具有第二发射最大值。

由此确保微生物的所有电子和振荡器状态的激励。

在图3a和3b中局部地示意性示出人工呼吸器1的一种示例性实施方式，其中，光源41、42、43布置成使得显示面103被照射。为此，光源41、42、43例如布置在光源壳体1031中，使得光源定位在显示面上方。因此可能的是，光源41、42、43的发射方向r射到显示面103上。在一个示例性实施方式中，光源壳体1031包括一种灯罩1032，其延伸超出光源的端部。该灯罩1032使得，虽然可以照射显示面103，但是光源41、42、43不向例如看向显示面的人员的方向发射。在另一个可设想的示例性实施方案中，在光源壳体1031中附加地安装未示出的反射器，使得光源41、42、43的发射方向r尤其被导向到显示面103上。尤其当显示面103构造为触摸屏时，在该触摸屏上直接在显示面103上调设输入、例如人工呼吸压力的变型，有利的是，该表面可以通过所述光源来杀菌。

图4示意性地示出了人工呼吸器1的一个示例性实施方式的局部，其中，光源41、42、43在人工呼吸器的内部中布置在显示面103之后。光源41、42、43配置成使得发射方向r从后方辐射到显示面上。有利地，显示面103例如配置成使得所述辐射透射显示面103并且至少到达显示面的表面。在一个示例性实施方案中，光源41、42、43除了对显示面的表面进行杀菌之外同时也用作显示面103的背景照明。为此，显示面103例如实施为LCD。

在图5中局部地示出人工呼吸器1的一个示例性实施方式，其中，光源41、42、43本身是显示面103的部分。例如，光源能够实施为有机发光二极管并且共同形成OLED显示器。因此，OLED显示器的的一般优点(节省空间的结构方式和低电流需求)可以与所选择的光源的杀菌作用相结合。

在图6至9中示出人工呼吸器1的示例性实施方式，其中，光源布置在呼吸气体排出部102的区域中。此外，除了所示出的示例，例如也可以与在图1和图2中所说明的功能原理相组合。部分区段在图1和2中所说明的示例性实施方案例如可以布置在人工呼吸器1内的出口1025之前但是沿流通方向d布置在患者之后。在图6至9中说明的实施方式尤其涉及如下人工呼吸器，在所述人工呼吸器中，呼吸气体在例如双软管系统中从患者被引回至人工呼吸器并且在那里通过例如呼吸气体排出部从人工呼吸系统中排出。

图6a和6b示例性地示出人工呼吸器1的呼吸气体排出部102的区域。在呼吸气体排出部102的区域中例如布置有折流面1021，该折流面遮盖呼吸气体排出部102的出口1025，但并未将其封闭。为此，折流面1021通过连接部1024以距呼吸气体排出部的出口1025的间距与呼吸气体排出部102的区域连接。所述连接部1024例如围绕出口1025间隔开地布置。示例性地，在图6b中示出三个连接部1024，但是也可以在折流面1021与呼吸气体排出部102的区域之间布置更多或更少的连接部。光源41、42、43例如在呼吸气体排出部102的区域中布置在壳体内部并且围绕出口1025地布置。光源41、42、43在此例如可以布置成使得各个类型的光源交替地布置。也就是说，可以在光源41旁边布置光源42，在光源42旁边可以布置光源43。但是，所述顺序也可以任意地不同构造。各个光源类型的数量也不必均匀地分布(例如可以具有两倍于光源42和43的光源41)。也可以仅使用一种或两种类型的光源。在呼吸气体排出部102的区域中，人工呼吸器1的壳体具有未详细说明的开口或光窗，使得光源41、42、43例如可以朝折流面1021的方向辐射。折流面1021的面积例如大于出口1025的横截面面积并且完全覆盖该出口，如在图6b中示意性地可见。

折流面1021例如配置成使得人工呼吸气体以流通方向d朝折流面1021的方向流动并且在此撞击到折流面1021上。由此，一方面减慢了流速，另一方面也可以使人工呼吸气体中的病原体或病菌积聚在该面上。由此可以延长对病原体的照射持续时间并且引起有效的杀菌。例如，折流面1021也可以以银或者含铂的氧化钛涂覆，以便达到如在图1和2中所说明的附加有利效果。

在图6a中，折流面1021例如垂直于流通方向d布置。在另外的示例性实施方案中，折流面1021也可以倾斜于流通方向d布置。在其他实施方式中，折流面1021构造为结构化的表面。在其它实施方式中，折流面1021也可具有其它几何形状，例如锥形、半球形或任意的自由形状。例如，光源41、42、43也可以不围绕出口1025分布，而是仅局部地或单侧地布置。

在另一未详细示出的实施方式中，例如代替折流面1021，将颗粒过滤器如在图1和图2中所说明的那样布置在呼吸气体排出部102的区域中。

根据本发明，也可以在折流面上布置颗粒过滤器。

颗粒过滤器在所有实施例中都配置和构造成用于至少部分地阻留病菌(病毒、细菌、真菌)。此外，所述颗粒过滤器在所有实施例中例如都配置和构造成用于至少部分地传递根据本发明的光或使其进入过滤器的更深的层中。

应理解的是，光源以及折流面的数量和布置应主要示例性地反映功能原理，并且光源以及折流面可以是不同的数量、布置和形式。

图7示出了人工呼吸器1的一个示例性实施方式在呼吸气体排出部102的区域中的局部。基本元件和功能方式如图6中所示。附加地，例如在折流面上还布置有在光源壳体1022中的另外的光源41、42、43。光源41、42、43布置和配置成使得发射方向r与流通方向d相反地构造。为此，折流面1021配置和构造成使得在光源的区域中布置有开口或者优选地布置有光窗。这些附加的光源提供的优点是，一方面人工呼吸气体(连带所包含的病原体)能够在出口1025之前的路段上已经被照射。另一方面，附加地减小了光源和折流面1021之间的距离，使得折流面1021上的照射强度可以附加地提高，或者替代地也可以使用光源41、42、43的较弱的强度。

在另一示例性实施方式中可能的是，在出口1025的侧上取消光源并且仅将光源布置在折流面1021的侧上。

在图8中以呼吸气体排出部102的区域的局部示出人工呼吸器1的另一示例性实施方式。附加于图6a、图6b和图7中所示的示例性实施例，围绕折流面1021还配置有一种外壳1023。该外壳1023例如与呼吸气体排出部102的区域连接并且在折流面之上具有开口。在此，外壳1023防止光源41、42、43的辐射在仪器之外也能被看见。

在图9中示出了人工呼吸器1的另一示例性实施方式的局部。在此，光源41、42、43在呼吸气体排出部102的区域中布置在壳体内的沿流通方向在患者和出口1025之间的位置处。在图9中示例性示出的装置的一般功能原理对应于在图1和2中所阐述的原理。与在图1和2中说明的实施方式不同，在此仅将一个折流面1021引入到气体流中，该折流面减慢气体流并且用作病原体的积聚面。

图10示出了人工呼吸器1的患者接口105的示例性的局部。光源41、42、43示例性地布置在流出开口1053的区域中。沿流通方向d在流出开口1053之后例如安装有遮盖件1051，所述遮盖件具有与在图6至图9中说明的折流面1021类似或者相同的功能。在此，遮盖件1051例如与患者接口105的一部分连接。通过气体输送管路1052将人工呼吸气体供应给患者。由患者呼出的人工呼吸气体以流通方向d通过流出开口1053离开患者接口并且在此垂直地射到遮盖件1051上。在此，遮盖件1051一方面用作使气体流减速的位置，但是也用于至少暂时地使病原体或病菌积聚，所述病原体或病菌被光源41、42、43照射并且被弱化或灭活。定期地通过气体流去除灭活的或弱化的病菌或病原体，从而不会出现持久的积聚。

附图标记列表

1 人工呼吸器

101 空气供应部

102 呼吸气体排出部

103 显示面

105 患者接口

106 气流管路

107 气流管路

1021 折流面

1022 光源壳体

1023 外壳

1024 连接部

1025 出口

1031 光源壳体

1032 灯罩

1051 遮盖件

1052 气体输送管路

1053 流出开口

2 气动接通系统

21 管路

22 光窗

31 颗粒过滤器

32 颗粒过滤器

33 颗粒过滤器

310 前表面

320 前表面

330 前表面

311 后表面

321 后表面

331 后表面

41 第一种类的光源

42 第二种类的光源

43 第三种类的光源

6 适配器

d 流通方向

r 光发射方向

Claims

1.一种人工呼吸器(1)，其具有用于在流通方向(d)上向患者或者从患者输送人工呼吸气体的气动系统(2)，其特征在于，所述人工呼吸器(1)包括至少一个光源(41、42、43)，其中，所述至少一个光源(41、42、43)在发射方向(r)上对准所述人工呼吸气体和/或显示面(103)和/或所述气动系统(2)。

2.根据权利要求1所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，所射出的光从385nm至780nm的第一波长范围中和/或从大于780nm至2000nm的第二波长范围中选出。

3.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，所述光源(41、42、43)配置和构造成用于通过所射出的光至少弱化或灭活病菌(病毒、细菌、真菌)。

4.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，所述气动系统(2)包括供应至所述人工呼吸器(1)的至少一个空气供应部(101)和/或患者的呼吸气体排出部(102)和/或患者接口(105)和/或气流管路(106、107)和/或过滤器。

5.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，所述至少一个光源(41、42、43)布置在供应至所述人工呼吸器(1)的空气供应部(101)的区域中和/或布置在患者的呼吸气体排出部(102)的区域中和/或布置在患者接口(105)的区域中和/或沿着气流管路(106、107)布置。

6.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，具有气动接通系统(2)，用于在流通方向(d)上向患者输送人工呼吸气体，其特征在于，在所述气动接通系统(2)内布置有至少一个颗粒过滤器(31、32、33)，至少一个光源(41、42、43)在光发射方向(r)上对准该颗粒过滤器。

7.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，沿流通方向(d)首先布置所述光源(41、42、43)并且随后布置颗粒过滤器(31、32、33)。

8.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，射出到颗粒过滤器(31、32、33)上的光从385nm至780nm的第一波长范围中和/或从大于780nm至2000nm的第二波长范围中选出。

9.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，在颗粒过滤器(31、32、33)两侧分别布置至少一个光源(41、42、43)。

10.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，颗粒过滤器(31、32、33)能够在所述光源(41、42、43)的侧上被全面照亮。

11.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，颗粒过滤器(31、32、33)能够环绕地被均匀照亮。

12.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，多个种类的光源(41、42、43)环绕地以关于光源(41、42、43)的种类交替的顺序对准颗粒过滤器(31、32、33)，其中，所述光源(41、42、43)的种类通过分别射出的光来区分。

13.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，给出如下种类的光源，其构造成用于射出在405nm处具有发射最大值的光。

14.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，所有光源(41、42、43)的所射出的光包括从385nm至2000nm的波长连续光谱。

15.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，颗粒过滤器(31)构造为玻璃料(31)或构造为由玻璃棉制成的压制件和/或构造成用于阻留病原体。

16.根据前述权利要求中至少一项所述的人工呼吸器(1)，其特征在于，在气动接通系统(2)中布置有多个颗粒过滤器(31、32、33)，所述颗粒过滤器具有沿流通方向(d)相应减小的孔径尺寸。

17.一种用于人工呼吸器(1)的适配器(6)，所述人工呼吸器具有用于输送人工呼吸气体的气动系统(2)，其中，所述气动系统(2)包括供应至所述人工呼吸器(1)的至少一个空气供应部(101)和/或患者的呼吸气体排出部(102)和/或患者接口(105)和/或气流管路(106、107)和/或过滤器，其中，所述适配器(6)配备有至少一个光源(41、42、43)并且能够与所述空气供应部(101)和/或所述呼吸气体排出部(102)和/或所述患者接口(105)和/或气流管路(106、107)连接，其特征在于，所述至少一个光源(41、42、43)能够对准所述人工呼吸气体和/或所述气动系统(2)，并且所述至少一个光源(41、42、43)配置和构造成用于通过所射出的光至少弱化或灭活病菌(病毒、细菌、真菌)。

18.根据权利要求17所述的适配器(6)，其特征在于，所述适配器(6)具有用于减慢人工呼吸气体的流动和/或用于至少暂时地积聚和/或过滤病菌(病毒、细菌、真菌)的至少一个设备(61)，并且所述至少一个光源(41、42、43)对准该设备(61)。

19.根据权利要求17或18中至少一项所述的适配器(6)，其特征在于，所述至少一个设备(61)以颗粒过滤器(31、32、33)和/或折流面(1021)和/或遮盖件(1051)的形式构造。