CN111840719A - 用于呼吸气体供应的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于呼吸气体供应的系统和方法，所述系统具有人工呼吸装置(2)和控制装置(4)，所述人工呼吸装置具有用于产生呼吸气体流的呼吸气体源(3)。所述控制装置(4)适合于且构造成用于，借助于人工呼吸装置(2)产生用于人工呼吸的限定的呼吸气体流。在此，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，借助于传感器装置(5)监控表征压力的参量。所述参量表征如下压力，人工呼吸装置(2)以该压力加载呼吸气体流以维持所述限定的呼吸气体流，以便补偿患者的呼吸活动。所述控制装置(4)适合于且构造成用于，将该参量关于时间的变化曲线记录为压力变化曲线。

Description

用于呼吸气体供应的系统和方法
技术领域
本发明涉及一种用于呼吸气体供应的系统以及一种用于运行这种系统的方法。该系统包括至少一个人工呼吸装置和至少一个控制装置，该人工呼吸装置具有用于产生呼吸气体流的至少一个呼吸气体源。所述控制装置借助于人工呼吸装置产生用于流控人工呼吸的限定的呼吸气体流。
背景技术
在体积受控的人工呼吸中，在预给定的吸气时间内对患者施加固定的呼吸体积。所述呼吸体积例如由潮气量和呼吸频率算出。在这种人工呼吸形式中，所使用的仪器因此基本上试图施加被设定的体积。
与此不同地，在压力支持的人工呼吸中考虑对患者的呼吸驱动。当患者吸气时，呼吸过程被支持并且由此使呼吸工作变容易。在压力支持的人工呼吸中，通常确定有下压力水平和上压力水平。通常，这两个压力能够可变地设定。然后由达到上压力时排出的空气量得到潮气量。
然而已证实，在用于压力受控或者体积受控的人工呼吸的仪器中的控制或调节是非常耗费的或值得改进的。在压力受控或体积受控的人工呼吸中，由系统引起地，摆动空气的份额相对较大；其中，摆动空气是由于人工呼吸而往复运动的空气并且不参与气体交换。
发明内容
相反地，根据本发明的流控人工呼吸至少部分地冲洗上呼吸道并且因此减少摆动空气的份额。
与此相对地，本发明的任务是实现一种流控人工呼吸。优选地，应能实现人工呼吸器的改进的可控性以及对患者的呼吸活动的更可靠的监控。尤其地，应当提供用于防止粘膜干燥的改进的可能性。
该任务通过一种根据本发明的系统以及通过一种根据本发明的方法来解决。改进方案和有利构型是说明书的内容。其它优点和特征由一般的说明和对实施例的说明得出。
根据本发明的系统用于对患者的呼吸气体供应或人工呼吸。该系统包括至少一个人工呼吸装置，该人工呼吸装置具有用于产生呼吸气体流的至少一个呼吸气体源。该系统包括至少一个控制装置，该控制装置适合于且构造成用于，借助于人工呼吸装置产生用于人工呼吸的至少一个限定的呼吸气体流，并且优选调节到额定值并且尤其调节到确定的流量。在此，所述控制装置适合于且构造成用于，借助于至少一个传感器装置监控至少一个表征压力的参量。该参量表征如下压力，人工呼吸装置以该压力加载呼吸气体流以维持限定的呼吸气体流，以便补偿并且尤其调节补偿(ausregeln)患者的呼吸活动。在此，所述控制装置尤其适合于且构造成用于，将所述参量关于时间的变化曲线记录为压力变化曲线。
根据本发明的系统提供了许多优点。提供了显著优点的是，对参量的监控和记录并且为此监控如下压力，人工呼吸装置必须设定该压力用于补偿呼吸活动。由此可以特别容易地并且同时非常可靠地监控患者的人工呼吸以及呼吸活动。此外，由此实现了特别可靠并且同时结构简单的可能性，用于根据患者的呼吸活动来调节人工呼吸装置。
优选地，所述控制装置适合于且构造成用于，从压力变化曲线中(在考虑压力变化曲线的情况下)确定表征患者的呼吸活动的至少一个特征参数。这种特征参数例如可以是潮气量、一次呼吸持续时间、呼吸频率或诸如此类。所述特征参数也可以是呼吸暂停-低通气-指数(AHI)。特别优选地，所述特征参数是呼吸阶段，从而优选地识别呼出和吸入并且将其彼此区分。这提供了对人工呼吸的特别可靠的监控。此外，这种特征参数可以特别有利地用于调节人工呼吸。
优选地，所述控制装置适合于且构造成用于，通过以下方式识别吸气(吸气的呼吸阶段)，即，维持限定的呼吸气体流所需的压力关于时间降低并且尤其降低了限定的量度和/或改变了限定的量度。尤其地，用于识别吸气的压力变化曲线示出负的斜率。可能的是，为此考虑对压力变化曲线的导数进行评估和/或考虑用于函数的其他分析技术。也可能的是，维持限定的呼吸气体流所需的压力下降和/或必须下降到一限定的阈值之下，由此来识别吸气。尤其地，压力为此相对于至少一个之前记录的值和/或之前记录的压力变化曲线下降了一确定的量度。可能的是，压力变化曲线必须具有限定的压力差，以便识别吸气。
也优选的是，控制装置适合于且构造成用于，通过以下方式识别呼气(呼气的呼吸阶段)，即，维持限定的呼吸气体流所需的压力关于时间降低并且尤其增加了限定的量度和/或改变了限定的量度。尤其地，用于识别呼气的压力变化曲线示出正的斜率。可能的是，为此对压力变化曲线的导数进行评估和/或考虑用于函数的其他分析技术。也可能的是，维持限定的呼吸气体流所需的压力必须升高和/或升高到一确定的阈值之上，由此来识别呼气。尤其地，压力为此相对于至少一个之前记录的值和/或之前记录的压力变化曲线上升了一确定的量度。可能的是，压力变化曲线必须具有限定的压差，以便识别呼气。
这种构型提供了特别可靠的并且同时在传感器方面简单的可能性，用于识别呼吸阶段或吸入或呼出。此外，对于在考虑患者的呼吸状况的情况下对人工呼吸装置进行有针对性的调节而言，吸气或者呼气的识别是特别具有决定性的。
尤其地，根据所识别的呼吸阶段进行呼吸频率的测量和/或氧混合的控制(尤其吸气多于呼气)和/或对呼吸气体加湿和加热的控制(尤其吸气多于呼气)和/或对呼吸气体流的控制(尤其吸气多于呼气(双水平-高流量“Bilevel-Highflow”))。对于双水平-高流量的应用以如下方式进行控制，即，在吸气期间预给定较高的流量(例如在40-60l/min的范围内)，以增大潮气量。类似地，在呼气期间以较低的流量(优选在10-40或5-38l/min的范围内)进行控制，以便恰好还确保对上呼吸道的死腔(Totraum)的冲洗。
根据本发明，所述控制装置也适合于且构造成用于识别断开(端口从鼻部脱离或者端口从软管脱离或者软管从仪器脱离)。所述控制装置或者通过长时间呼吸暂停的出现(例如长于一分钟或者优选地长于两分钟)和/或通过实现所设定的流量所需的转速/压力的降低来识别断开。在识别断开时，所述控制装置适合于且构造成用于触发断开报警和/或关断氧混合和/或用于降低流量。
根据本发明还设置，不通过鼻插管、而是通过普通的呼吸面罩来施加高流量模式。在这种应用情况中，通风装置反作用于患者的呼吸活动(所述通风装置试图产生保持不变的流)。这可以用作对于呼吸肌的训练程序。所设定的流量越高，患者在呼气时承受的阻力(训练)越大。所设定的流量越低，患者在吸气时承受的阻力(训练)越大。根据本发明，训练的总难度可以由控制装置(通过高流量调节器的调节器系数)来设定。调节越是迟钝/谨慎，呼吸时的阻力越小(吸入/呼出都是如此)。调节越是动态/有侵略性，阻力越高。通过远程监控可以检测呼吸肌训练的每日持续时间。
在一种特别有利的改进方案中，所述控制装置适合于且构造成用于，根据压力确定至少一个呼吸事件。该呼吸事件的确定尤其通过与存储的压力变化曲线的比较来实现。这种呼吸事件例如是打鼾、呼吸平缓和/或梗阻性的压力峰值、呼吸暂停、低通气或其它相应事件。
可能且优选的是，所述控制装置适合于且构造成用于，根据压力变化曲线确定至少一个呼吸模式。优选地，所述控制装置适合于且构造成用于，关于至少一个呼吸事件研究呼吸模式。对呼吸模式的研究尤其通过与至少一个存储的呼吸模式的比较和/或借助至少一个(学习)算法来进行。呼吸模式尤其对应于呼吸的特征性时间曲线并且优选地对应于在呼吸中出现的呼吸事件的特征性时间曲线。例如可以通过对呼吸模式的研究来进行清醒识别或睡眠识别。呼吸模式例如通过呼吸暂停和/或低通气的序列来表示。
可能的是，所述控制装置适合于且构造成用于，关于置信度研究所计算的压力变化曲线和/或所计算的呼吸模式和/或所识别的呼吸事件。为此，可以考虑在人工呼吸的范畴内已知的用于评估压力变化曲线或事件的方法。例如必须达到预给定的显著性水平，由此识别确定的呼吸事件和/或呼吸模式。
尤其地，所述控制装置适合于且构造成用于，根据压力变化曲线进行人工呼吸装置的操控，如例如由压力支持的或压力受控的人工呼吸已知的那样。根据压力变化曲线尤其可以执行以下设定或调节中的至少一个：自动启动、自动停止、坡降(Rampe)、清醒识别、事件识别、统计、频率、呼吸体积、呼吸暂停、低通气、事件控制、饱和度控制、流量自动控制、远程监控、近程监控、PSG和/或SpO2和/或TcCO2的控制或设定、Soft-PAP、氧混合。尤其地，根据压力变化曲线能够实现由CPAP、IPAP或BiPAP式人工呼吸中已知的至少一种控制。
所述控制装置能够适合于且构造成用于，根据压力变化曲线输出至少一个用户交互作用和例如警报。也可能的是，控制装置适合于且构造成用于，将压力变化曲线和尤其是通过该压力变化曲线识别的呼吸事件和/或呼吸模式传输到至少一个网络装置。尤其地，所述系统构造成用于远程监控。尤其地，通过控制装置能够根据压力变化曲线设定和/或传输治疗统计量。
在所有构型中特别优选的是，所述控制装置适合于且构造成用于，根据压力变化曲线设定人工呼吸装置的至少一个仪器参量和/或借助于人工呼吸装置设定至少一个人工呼吸参量。尤其地，能够根据压力变化曲线操控人工呼吸装置。尤其地，所述控制装置适合于且构造成用于，将仪器参量和/或人工呼吸参量设定为对呼吸事件和/或呼吸模式的反应。所述仪器参量例如包括通风机转速、加湿功率、加热功率或诸如此类。所述仪器参量也可以包括人工呼吸装置的接通和/或关断和/或暂停。所述仪器参量也可以涉及软件设定。所述人工呼吸参量优选是流量或流量和/或压力和/或其它表征人工呼吸的参量。所述仪器参量和人工呼吸参量可以是耦合的和/或可以相互影响。可能的是，设定用于实现确定的人工呼吸参量的仪器参量。
优选地，根据至少一个所识别的呼吸模式和/或至少一个呼吸事件对仪器参量和/或人工呼吸参量进行设定。尤其地，根据所识别的呼吸模式和/或呼吸事件对呼吸气体流的流量进行设定。
在一种有利的构型中，所述控制装置适合于且构造成用于，借助于人工呼吸装置，根据呼吸气体流的氧饱和度设定呼吸气体流的至少一个流量。也可能的是，可以根据氧饱和度设定至少一个另外的人工呼吸参量。尤其地，以传感器监控氧饱和度。也可能的是，呼吸气体流的流量可以根据由系统进行的和/或固定地设定的氧混合来设定。
优选地，所述控制装置适合于且构造成用于，根据压力变化曲线设定混入到呼吸气体流中的氧混合。优选地，所述控制装置适合于且构造成用于，根据呼吸阶段调制氧混合，并且尤其根据压力变化曲线、根据呼吸阶段进行调制。尤其地，氧混合可以根据压力变化曲线有针对性地增大和/或减小。尤其地，为了氧混合，提供至少一种能够有针对性地打开或关闭的氧气源。氧混合能够是直至100％。也可能的是，氧混合被停用或者是0％。氧混合例如能够是直至300l/min。
尤其地，根据以下规定中的至少一个进行氧混合：保持氧含量、保持氧气的绝对流量、由所测量或预估的患者需求进行按需控制。尤其地，为了氧混合设置至少一个基于传感器的调节装置。这种基于传感器的调节装置尤其包括根据SpO2和/或TcCO2和/或其它调节规定的调节装置。
特别优选地，当呼吸气体流的流量提高时，氧混合和/或在呼吸气体流中的氧含量减少了确定的量度。这种逆匹配根据临床经验证实是特别有利的。由于在流控人工呼吸中相应大的流量，实现了更好的氧吸收，从而可以相应地减少混合。尤其地，呼吸气体流流量的提高伴随着氧混合或呼吸气体流中氧含量的减少。尤其地，存储有至少一个分配函数，其说明了氧混合和流量之间的反比性。
尤其地，氧混合仅在吸气期间进行。尤其地，氧混合不在呼气期间进行。可能的且优选的是，氧混合在吸入期间相对于在呼气期间被提高。在此，优选如之前所说明的那样根据压力变化曲线来识别吸气和呼气。这种在吸气期间增强的混合提供了许多优点。但也可能的是基于传感器的调节。
申请人要求保护一种用于患者的呼吸气体供应或人工呼吸的系统。这种系统包括至少一个人工呼吸装置，该人工呼吸装置具有用于产生呼吸气体流的至少一个呼吸气体源。该系统包括至少一个控制装置，该控制装置适合于且构造成用于，借助于所述人工呼吸装置产生用于体积受控的人工呼吸的至少一个限定的呼吸气体流，并且将其优选调节到额定值并且尤其调节到确定的流量。在此，该系统包括用于尤其有针对性地加湿呼吸气体流的至少一个加湿装置和/或用于尤其有针对性地加热呼吸气体流的至少一个加热装置。这种系统优选如前述系统那样构造。优选地，前述系统也以这种方式构造。
所述加湿装置例如包括雾化器和/或湿润器和/或加湿器和/或蒸发器。可能的是，所述加热装置也适合于使呼吸气体流冷却。可能的是，所述加湿装置也适合于对呼吸气体流除湿。
尤其地，所述控制装置适合于且构造成用于，根据压力变化曲线设定对呼吸气体流的加湿和/或加热，并且尤其调节到呼吸气体流的目标温度和/或目标湿度。所述目标温度和/或目标湿度尤其在患者处和/或在患者附近测量。例如，所述目标温度和/或目标湿度在软管连接至患者的输出区域处和/或在呼吸接口的区域中测量。也可以在其它位置进行测量，例如在仪器出口或人工呼吸装置的出口处测量。尤其地，为了检测目标温度和/或目标湿度设有至少一个具有相应传感器的传感器装置。尤其地，利用前述加湿装置进行加湿。尤其地，利用前述加热装置进行加热。
优选地，借助于控制装置可以设定受呼吸阶段控制的加湿和/或加热。在此，优选如前述那样根据压力变化曲线来求取呼吸阶段。
尤其地，所述控制装置适合于且构造成用于，根据呼吸气体流的流量设定加湿和/或加热。加湿或加热与流量的这种匹配是特别有利的，因为在高流量的相应高的流量下干燥的或冷的流经常被感受为是特别不舒服的。
优选地，所述控制装置适合于且构造成用于，根据至少一个以传感器检测的参数设定加湿和/或加热。在此，所述参数优选从参数组中提取，其中，所述参数组至少包括：环境温度、环境湿度、系统中的温度、系统中的湿度、软管温度、患者接口处的温度、软管端部和/或患者接口处的湿度。所述系统中的温度或者湿度例如可以在加热装置的区域中、尤其在加热棒和/或板和/或传感器处截取。所述系统中的温度或湿度也可以在加湿装置内和/或在壳体中和/或壳体处和/或在通风装置处并且尤其在通风器出口处截取。
在一种特别有利的构型中，所述控制装置适合于且构造成用于，借助于人工呼吸装置至少近似地补偿由加湿和/或加热引起的流量误差和/或其它偏差。尤其地，能够补偿在0.1％与10％之间的流量误差。尤其地，能够补偿百分之几的流量误差。尤其地，能够补偿由加湿或水蒸发引起的流量误差。
在一种特别有利的改进方案中，所述控制装置适合于且构造成用于，一直减小呼吸气体流的为人工呼吸设置的流量，直至呼吸气体流的湿度的量度达到一阈值和/或直至呼吸气体流的温度达到一阈值。在此，呼吸气体流的为人工呼吸设置的流量尤其可以减小一存储的量值和/或减小到一存储的量值。然后，尤其在达到和/或超过所述阈值时完全地提供为人工呼吸所设置的流量。特别优选地，当呼吸气体流的湿度和/或呼吸气体流的温度的量值达到一阈值时，才提供呼吸气体流的为人工呼吸设置的流量。优选地，为呼吸气体流的流量存储有湿度控制的坡降。
在一种特别有利的改进方案中，所述系统包括用于加湿呼吸气体流的加湿装置和用于加热呼吸气体流的至少一个加热装置，其中，所述加热装置适合于且构造成用于将呼吸气体流(至少在吸气中)加热到36-38℃，其中，所述加湿装置适合于且构造成用于以90-100％、优选95-99％范围内的相对湿度对呼吸气体流加湿。
这种构型提供了特别舒适的人工呼吸，因为加湿和加热对人工呼吸的舒适性具有显著影响。只有在可靠地提供了加湿时，设定为人工呼吸设置的流量才是特别有利的，因为在没有足够的加湿的情况下高流量人工呼吸可能会是疼痛的。有利的是，首先在较低的流量和尽可能高的湿度或100％湿度下进行加热，然后才提高流量。
在一种有利的构型中，在人工呼吸的后续中可以进行至少一个干燥模式。尤其地，在此对软管装置并且尤其对人工呼吸软管进行干燥。尤其地，在此有针对性地去除冷凝水。所述干燥模式可以借助于加热装置和/或加湿装置来执行。
可能的是，设置至少一个冷凝防护装置。为此，例如在37℃下保持95％的相对湿度。也可能的是湿度和温度的其它组合。
尤其地，所述加湿装置适合于且构造成用于，在加热之前将为加湿设置的水从至少一个储备器中取出并且与该储备器分开地加热。在此，水尤其与其他适合于加湿的液体同义地理解。例如能够以鸟饮水器的方案来实现水的隔离。尤其使用毛细效应用于隔离。可能的是，所述加热装置包括至少一个加热板，所述加热板包括至少一个加热元件和例如布置在具有小盆的浮子中的加热板。为加湿设置的水也可以被雾化。为此，例如设置有网式雾化器和/或喷嘴式雾化器和/或旋转式雾化器和/或带有加热软管的雾化器。在此，优选构造相应的调节装置或保险装置，其确保不会有雾进入患者。
申请人要求保护一种用于患者的呼吸气体供应或人工呼吸的系统。这种系统包括至少一个人工呼吸装置，该人工呼吸装置具有用于产生呼吸气体流的至少一个呼吸气体源。该系统包括至少一个控制装置，该控制装置适合于且构造成用于，借助于人工呼吸装置产生用于体积受控的人工呼吸的至少一个限定的呼吸气体流，并且优选调节到额定值并且尤其调节到确定的流量。在此，该系统包括至少一个软管装置，该软管装置具有至少一个可耦合到人工呼吸装置上的人工呼吸软管，利用该人工呼吸软管可以将呼吸气体流输送到患者接口。这种系统优选如前述系统中的一个那样构造。优选地，前述系统也以这种方式构造。
所述软管装置可以包括至少一个可加热的人工呼吸软管。尤其地，该可加热的人工呼吸软管包括用于检测至少一个表征湿度和/或温度的参数的传感器单元的至少一部分。尤其地，这部分传感器单元安置在呼吸软管内部和/或集成到该呼吸软管中。这部分传感器单元也可以至少部分地或者完全地布置在人工呼吸软管外部。然后，这部分传感器单元优选在外部布置在呼吸软管上。可借助于传感器单元检测的参数尤其可以用于控制或调节软管的加热。尤其地，通过以这种方式检测到的参数来调节软管的加热。可能的是，为了软管的加热考虑至少一个另外的参数。
优选地，所述软管装置包括至少一个可在其长度上逐渐加热的人工呼吸软管。尤其地，可以在软管长度上设定加热梯度或温度梯度。尤其地，人工呼吸软管具有至少一个可较强地加热的第一区段，该第一区段适合于且构造成用于使水蒸发。尤其地，人工呼吸软管包括至少一个第二区段，该第二区段相对于第一区段被较少地加热，从而在第二区段中实现了关于被蒸发的水的热损失的针对性补偿。
在一种特别有利的构型中，所述软管装置包括至少一个可加热的人工呼吸软管，该人工呼吸软管具有至少一个可与该人工呼吸软管分开的加热器。在此，所述加热器可以在更换软管时根据规定装备新的人工呼吸软管并且可以继续使用。也可能的是，人工呼吸软管的传感器单元可与该人工呼吸软管分开并且在更换软管之后可以根据规定继续使用。
所述软管装置优选具有至少一个由排水材料制成的人工呼吸软管。例如，该材料类似于房屋建造中的空调膜(Klimafolie)和/或功能性服装的空调织物(Klimatextil)构造。
所述软管装置可以包括至少一个绝热的人工呼吸软管。尤其地，所述人工呼吸软管双壁地构造。尤其地，在至少两个壁之间设置空气夹层和/或真空区域。也可能的是，所述人工呼吸软管被绝热材料包围。尤其地，设置有相对于周围环境的绝热部。
在所述系统的所有构型中特别优选的是，所述控制装置适合于且构造成用于，借助于人工呼吸装置，通过限定的呼吸气体流在预给定的吸气时间内施加至少一个固定的呼吸体积。尤其地，在此由潮气量和呼吸频率来计算每分钟通气量。
优选地，所述控制装置适合于且构造成用于，为限定的呼吸气体流考虑至少一个存储的最大压力。该最大压力可以是固定预给定的和/或可以动态地匹配。尤其地，根据压力变化曲线对最大压力进行动态匹配。也可以手动地设定最大压力。可能的是，仅在特殊的安全措施下才可能超过该最大压力(例如通过输入密码或用户识别码或诸如此类)。因为人工呼吸装置在气流受控的人工呼吸中首先试图施加所设定的体积，所以在这种人工呼吸方式中有时会产生高的峰值压力。因此，这种构型是特别安全的可能性，用于可靠地防止不利的峰值压力。尤其地，至少一个最大压力被存储为警报极限。
尤其地，限定的呼吸气体流具有在0至90l/min、优选在1至80l/min、特别优选在2至60l/min的范围内的流量。其它的流量也是可能的。尤其地，人工呼吸装置可以设定到这种流量上。通过可选出的预设，限定的呼吸气体流可以具有在1-10l/min的范围内的用于婴儿的流量。尤其地，以这种流量可以根据规定进行人工呼吸。尤其地，可以设定具有0至300l/min的流量的呼吸气体流。
在所有构型中，所述系统适合于且构造成用于根据规定以鼻插管作为患者接口来运行。尤其地，设置有开放式鼻插管。尤其地，可以利用鼻插管将呼吸气体流施加给患者。尤其地，至少一个鼻插管可以连接到人工呼吸装置上。尤其地，鼻插管可以与软管装置连接。也可能的是，软管装置固定地和/或可拆卸地与鼻插管连接。尤其地，人工呼吸软管可以耦合到鼻插管上。尤其地，所述系统包括至少一个鼻插管。这种鼻插管特别有利地适合于高流量人工呼吸并且为患者提供了特别高的舒适性。也可能的是，所述系统可以利用另外的适合的患者接口以及例如利用气管造口接头来运行。
在一个有利的改进方案中，所述系统具有带有用于每个鼻孔的接管的鼻插管，其中，每个接管可以至少部分地插入到相应的鼻孔中，其中，每个接管具有如下直径，该直径确定尺寸成使得相应的鼻孔在插入接管的情况下不密封地封闭。
例如，每个接管具有的直径小于相应鼻孔直径的9/10、优选小于8/10并且大于相应鼻孔直径的6/10。
根据本发明的方法用于运行前述系统。尤其地，前述系统适合于且构造成用于按照根据本发明的方法运行。
所述参量尤其是压力。由传感器装置监控的参量尤其是如下压力，人工呼吸装置必须以该压力加载呼吸气体流，以便相对于患者的呼吸活动维持限定的呼吸气体流，并且尤其将其保持在确定的流量或额定流量上和/或保持在至少一个另外的表征呼吸气体流的特征参数上。所述参量尤其描述了在人工呼吸装置中和/或在人工呼吸装置的出口处和尤其在用于与软管装置和/或患者接口连接的接口处的呼吸气体流压力。所述参量尤其描述了一种压力匹配，该压力匹配是必须的，以便将呼吸气体流的实际值带到所要求的额定值上。也可能的是，所述参量表示至少一个另外的表征压力的参量。然后，所述参量例如是通风器转速或诸如此类。
所述传感器装置尤其包括至少一个用于检测参量的传感器。所述传感器装置尤其包括至少一个压力传感器和/或至少一个转速传感器和/或至少一个流量传感器和/或其他适合的传感器。
尤其地，所述控制装置适合于且构造成用于求取如下压力，人工呼吸装置必须施加该压力，以便保持限定的呼吸气体流恒定。尤其地，所述控制装置适合于且构造成用于求取如下压力，人工呼吸装置必须施加该压力，以便将被呼吸活动影响的呼吸气体流保持在限定的额定值上。尤其地，所述控制装置适合于且构造成用于，通过以下方式将限定的呼吸气体流调节到确定的流量上，即，借助于人工呼吸装置进行压力匹配和/或进行通风装置的至少一个转速匹配。呼吸气体流的压力尤其通过通风装置的转速设定。也可能的是，通过有针对性地打开或关闭压缩气体源来设定压力。尤其地，所述控制装置适合于且构造成用于，借助于压力匹配来调节限定的呼吸气体流。所述控制装置尤其可以进行压力匹配，以便将限定的呼吸气体流保持在确定的流量上并且在此优选调节补偿患者的呼吸活动。
利用根据本发明的系统尤其可以进行流控人工呼吸或高流量人工呼吸。尤其地，人工呼吸装置可以借助于控制装置操控。尤其地，人工呼吸装置可以借助于控制装置来操控，用于预给定限定的呼吸气体流。
所述限定的呼吸气体流尤其是持久流。所述限定的呼吸气体流尤其通过预给定的流量来限定。所述限定的呼吸气体流也可以通过至少一个另外的表征体积流的特征参数来限定。在本发明的范畴内，流量也被称为流率(flowrate)或流(flow)。呼吸气体流也可以称为流(flow)或呼吸气体flow。所述限定的呼吸气体流尤其描述了提供给患者的或流入患者的呼吸气体关于时间的量。在此，流控人工呼吸和高流量人工呼吸作为同义词使用。
附图说明
本发明的其它优点和特征由实施例的说明得出，这些实施例参照附图在下面阐明。
附图中示出：
图1以立体图示出根据本发明的系统的纯示意性示图；
图2该系统的功能方式的高度示意性的图表；和
图3该系统的功能方式的另一高度示意性的图表。
具体实施方式
图1示出了用于呼吸气体供应或者人工呼吸的根据本发明的系统1，其具有至少一个人工呼吸装置2，该人工呼吸装置在此通过人工呼吸器11来提供。在此示出的系统1按照根据本发明的方法运行。该人工呼吸装置2配备有用于产生呼吸气体流的呼吸气体源3，该呼吸气体源在此通过壳体内部中的通风装置13来提供。
通风装置13借助于通风机产生呼吸气体流，该呼吸气体流经由耦合到人工呼吸装置2上的软管装置8输送给患者。例如，设置有具有通风机叶轮的电动机。附加地或替代地，作为呼吸气体源3也可以设置有压缩气体源。
人工呼吸器11在此包括操作装置10和显示装置20。在此，也可以设置有操作装置10和显示装置20的组合，其例如是触敏的显示面或触摸屏的形式。
系统1构造成用于流控人工呼吸或者高流量人工呼吸。人工呼吸装置2由在此不可见地布置在壳体内的控制装置或者控制单元4来操控。为了流控人工呼吸，控制装置4将人工呼吸装置2设定到限定的呼吸气体流。由此，在预给定的吸气时间内对患者施加固定的呼吸体积。在一个构型中，系统1在限定的流量下也可以用于压力支持的或压力受控的人工呼吸。
在此，系统1配备有对于流控人工呼吸匹配或优化的软管装置8。例如呼吸气体流被设定为具有0至300l/min的流量。为此设置有人工呼吸软管18，其与呼吸气体源3和患者接口或患者端口28耦合。
患者接口28在此构造为开放式鼻插管38。所述鼻插管38也称为鼻套管。有利地，软管装置也可以与气管造口接头一起使用。这种鼻插管38通常相比于例如固定的呼吸面罩对于患者是明显更舒适的并且是流控人工呼吸的特别优点。在此，鼻插管38松动地悬挂到鼻部中并且以相应高的预限定呼吸气体流(高流量或持续流量)冲洗。由此，二氧化碳在吸气之前从上呼吸道中被洗出，并且产生小的正过压，从而尤其可以特别舒适地支持吸气。鼻插管允许持续的泄漏，而呼吸面罩基本上避免了泄漏。
为了使粘膜不会由于持续的空气流而变干燥，呼吸气体流在此有针对性地被加湿和加热。为此，系统1在此配备有加湿装置6和加热装置7。加热装置7集成在加湿装置6中。控制装置4附加地至少暂时地激活加湿装置6和或加热装置7，用于对呼吸气体加湿或加热。
人工呼吸软管18两件式地构造并且以第一部分从人工呼吸装置2延伸至加湿装置6。然后，人工呼吸软管18的第二部分从加湿装置6延伸至鼻插管38。
加湿装置6在这里配备有用于水的储备器16。水被蒸发和/或雾化并且与流过人工呼吸软管18的呼吸空气混合。同时，通过加热装置7有针对性地加热流过加湿装置6的呼吸空气。
为了优化地调节呼吸气体流的湿度和/或温度，软管装置8在此配备有传感器单元48。然后，通过该传感器单元48相应地调节加湿装置6或加热装置7的功率。
附加或替代于加热装置7，软管装置8在此也可以构造为加热软管。为此，人工呼吸软管18具有自身的加热器58。在此，加热器58可无破坏地与人工呼吸软管18分开，从而加热器58在更换软管之后可以继续与新的人工呼吸软管18一起使用。加热器58可以通过传感器单元48来调节。
在此示出的系统1配备有传感器装置5，该传感器装置在此不可见地安置在人工呼吸器11中。通过该传感器装置5，控制装置4检测人工呼吸装置2为了维持限定的呼吸气体流而必须施加的压力，以便补偿患者的呼吸活动。例如，为此测量仪器出口处的压力，人工呼吸装置2需要该压力来保持限定的呼吸气体流恒定。该压力持续变化。例如，与呼气时相比，在吸气时需要较小的压力来维持限定的呼吸气体流。相反地，在呼气时需要更多的压力，因为患者逆着所施加的呼吸气体流进行呼吸。传感器装置5例如包括至少一个压力传感器和/或至少一个流量传感器。
控制装置4记录所检测的压力关于时间的变化曲线并将其作为压力变化曲线保存。通过该压力变化曲线，控制装置4在此可以确定表征患者的呼吸活动的特征参数。例如，控制装置通过压力变化曲线绘出呼吸模式。然后，从呼吸模式中可以识别不同的呼吸事件和状况。对此又可以例如利用对人工呼吸装置进行相应设定并且尤其利用流量变化来作出反应。此外，呼吸事件或呼吸模式可以通过远程监控来传递。例如，由此可以求取AHI。
控制单元4在此配置和构造成用于从压力信号和/或从压力传感器装置5和/或流量传感器装置5的流量信号中识别出呼吸困难。此外，控制单元4配置和构造成用于从压力信号和/或从压力传感器装置5和/或流量传感器装置5的流量信号中识别出周期性的呼吸或者呼吸中断。
系统1例如也构造和配置成使得通过在此未详细示出的内部或外部氧气源进行直至300l/min或更多的氧混合。
系统1例如构造和配置成使得控制单元4在考虑流量和/或压力传感器装置5的信号的情况下激活用于氧混合的氧气源，所述氧混合根据呼吸阶段来调制。例如设想以如下方式控制氧混合，即，相比于用于呼气，在吸气阶段中给患者提供更多的氧气。
系统1例如构造和配置成使得能够对脉搏血氧计或CO2测量器进行适配，其然后与系统1通信和/或由该系统供应能量。通过这些仪器的测量值，使用者(或自动算法)可以设定正确的流量和正确的氧混合。例如，控制单元在激活/控制氧气源时和/或在激活/控制流控模块时考虑脉搏血氧计和/或CO2测量器的测量值。
图2示出了流量变化曲线100和压力变化曲线101以及通风装置13的转速的转速变化曲线102，它们在示例性的呼吸活动或系统1的示例性的运行期间被记录。在此，上方的图表示出了流量变化曲线100，其中，以升每分钟为单位相对于时间绘出了流量。中间的图表示出压力变化曲线101，其中，绘出了由传感器装置5检测到的关于时间的压力。下方的图表示出转速变化曲线102，其中，以转每分钟为单位相对于时间绘出了通风装置13的转速。在此，在患者用口呼吸期间记录这些值。
在此，所设定的流量为每分钟20升。从该绘图中可以看出，流量在16至20l/min的范围内波动。这些波动通过患者的呼吸活动来解释。在吸气时，流量增加。随着开始呼气，流量再次减少。这可以通过患者随其呼气产生的背压来解释。来自鼻插管的流量被呼气抑制。随着开始吸气，呼吸气体可以不受阻碍地从患者接口中流出。
可以看出，压力在7.5和10mbar之间波动。这些波动由患者的呼吸引起。随着吸气，呼吸气体可以更容易地从患者接口流出，软管系统中的压力相应地降低。随着呼气，呼出的空气的流量抵抗呼吸气体的流量。因为控制单元4试图保持流量恒定，所以在呼气期间该控制单元必须提高压力，以使相同的流量率从患者接口中流出。
可以看出，转速在一确定的范围内波动。所述波动与压力变化曲线101的信号中的波动相关。所述波动也对应于在流量变化曲线100的信号中的波动。为了使流量在吸气期间保持恒定，控制单元4必须稍微降低转速。在呼气期间，控制单元4试图将流量保持在预给定的水平。为此提高转速，以便提高压力并且通过提高的压力来确保流量保持不变。
与图2类似，图3在上方的图表中示出流量变化曲线100、在中间的图表中示出压力变化曲线101并且在下方的图表中示出转速变化曲线102。与图2不同，在此在用鼻呼吸时检测这些值。在此，口部闭合并且患者通过鼻部呼吸。
为了将AHI识别为特征参数，例如考虑使所需的压力波动减小来对呼吸气体流调节补偿x％。在此，压力波动的减小X优选在低通气时在30％和50％之间和/或在呼吸暂停时在70％和100％之间。替代地或补充地，可以考虑压力波动减小的持续时间；例如，所述持续时间为至少5秒、优选至少10秒。因此，压力波动的减小必须持续至少5秒，以便识别呼吸暂停或低通气。也可以对每小时的呼吸暂停和低通气(AHI)进行计数。尤其地，每天储存至少一个AHI值。此外，区分梗阻性和中枢性的呼吸暂停和低通气。能够近似地实现通过压力对持久的呼吸气体流进行调节补偿。在此，优选的目标是，呼吸气体流小于5l/min和/或小于10％地波动。如果仅在公差范围之外实现调节补偿，则替代于求取呼吸活动，也可以加权地将压力波动和呼吸气体流波动相加。在识别持续的呼吸暂停和/或低通气时可以设置，仪器还识别未正确地佩戴的患者端口并且然后例如发出警报。例如，可以发出“患者端口滑落”。此外，可以设置将间歇性升高的呼吸活动识别为咳嗽。例如，对每小时的咳嗽进行计数并且每天储存至少一个值。
在一种有利的构型中，(尤其作为特征参数和/或借助于特征参数)设置有对代偿失调的识别。这尤其理解为对病情恶化嫌疑的识别。所述识别例如在以下方面进行：呼吸频率的升高、尤其是升高到高于20bpm或升高了20％；和/或氧基饱和度的下降、尤其是下降到低于90％或85％或下降了5％；和/或脉搏频率的升高；和/或每小时或每天的咳嗽数量的增加；和/或每小时或每天的呼吸暂停数量的增加；和/或使用持续时间的增加或减少。
在一种同样有利的构型中设置有监控接口。该监控接口可以设计成用于在医院/疗养院中进行监控并且例如包括蓝牙、PDMS接口、LAN、WLAN。所述接口可以设计成用于在家进行离线监控并且例如包括内部仪器存储器、存储介质、通过蓝牙与App的通信装置。所述接口也可以设计成用于远程监控并且例如构造为IoT接口并且例如包括或者适合于GSM、NB-IoT、LTE-M、2G、4G、5G。所述接口能够传输信号，尤其传输呼吸气体压力和呼吸气体流。所述接口能够传输存储的统计量，并且尤其传输平均值和/或中值和/或百分位数和/或直方图，它们优选涉及或者描述了呼吸频率、压力波动、呼吸气体流波动、FiO2值、脉搏频率值、FiO2值。所述接口能够传输存储的事件，并且尤其传输每天每小时或每天的呼吸暂停和低通气的数量、每天每小时或每天的氧脱饱和的数量、每天每小时或每天的咳嗽数量。所述接口能够传输警报，并且例如传输端口警报、频率警报和/或代偿失调警报。所述接口能够传输使用持续时间和/或使用时间，尤其连同所选择的设定参量一起传输。尤其地，能够通过所述接口改变设定参量和/或仪器参量和/或人工呼吸参量。优选地，仪器能够优选地利用其序列号和/或安全密钥(例如证书)自身验证。
在将呼吸阶段识别为特征参数的情况下，优选地借助于该特征参数尤其通过以下公式对呼吸频率进行至少一个测量：60/单次呼吸的持续时间(以秒为单位)。尤其地，根据作为特征参数的呼吸阶段进行对氧混合的控制(吸气多于呼气)。尤其地，根据作为特征参数的呼吸阶段进行对呼吸气体加湿和加热的控制(吸气多于呼气)。尤其地，根据作为特征参数的呼吸阶段进行呼吸气体流的控制：吸气多于呼气(双水平-高流量)。
附图标记列表
1 系统
2 人工呼吸装置
3 呼吸气体源
4 控制装置
5 传感器装置
6 加湿装置
7 加热装置
8 软管装置
10 操作装置
11 人工呼吸器
13 通风装置
16 储备器
18 人工呼吸软管
20 显示装置
28 患者接口
38 鼻插管
48 传感器单元
58 加热器
100 流量变化曲线
101 压力变化曲线
102 转速变化曲线

Claims (36)

1.一种用于呼吸气体供应的系统(1)，其具有至少一个人工呼吸装置(2)和至少一个控制装置(4)，所述人工呼吸装置具有用于产生呼吸气体流的至少一个呼吸气体源(3)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，借助于所述人工呼吸装置(2)产生用于人工呼吸的至少一个限定的呼吸气体流，其特征在于，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，借助于至少一个传感器装置(5)监控至少一个表征压力的参量，并且所述参量表征如下压力，所述人工呼吸装置(2)以该压力加载所述呼吸气体流以维持所述限定的呼吸气体流，以便补偿患者的呼吸活动，并且所述控制装置(4)适合于且构造成用于，将所述参量关于时间的变化曲线记录为压力变化曲线。
2.根据权利要求1所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据所述压力变化曲线确定至少一个表征患者的呼吸活动的特征参数。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，通过以下方式识别吸气，即，维持所述限定的呼吸气体流所需的压力关于时间降低。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，通过以下方式识别呼气，即，维持所述限定的呼吸气体流所需的压力关于时间升高。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据所述压力变化曲线确定至少一个呼吸事件。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据所述压力变化曲线确定至少一个呼吸模式并且关于至少一个呼吸事件研究所述呼吸模式。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据所述压力变化曲线输出至少一个用户交互作用、例如警报，和/或将所述压力变化曲线、尤其将通过所述压力变化曲线识别的呼吸事件和/或呼吸模式传输到网络装置。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据所述压力变化曲线设定所述人工呼吸装置(2)的至少一个仪器参量和/或借助于所述人工呼吸装置(2)设定至少一个人工呼吸参量。
9.根据权利要求8所述的系统(1)，其中，根据所识别的呼吸模式和/或呼吸事件对所述仪器参量和/或人工呼吸参量进行设定，优选对所述呼吸气体流的流量进行设定。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，借助于所述人工呼吸装置(2)，根据所述呼吸气体流的氧饱和度设定所述呼吸气体流的至少一个流量。
11.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据所述压力变化曲线设定混入到所述呼吸气体流中的氧混合，并且尤其根据呼吸阶段调制所述氧混合。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，当所述呼吸气体流的流量升高时，所述呼吸气体流中的氧混合和/或氧含量减少一确定的量度。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的系统(1)，其中，氧混合仅在吸气期间和/或不在呼气期间进行，和/或氧混合在吸气期间相对于在呼气期间升高。
14.根据前述权利要求中任一项或根据权利要求1的前序部分所述的系统(1)，包括用于加湿所述呼吸气体流的至少一个加湿装置(6)和/或用于加热所述呼吸气体流的至少一个加热装置(7)。
15.根据权利要求14所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据所述压力变化曲线设定所述呼吸气体流的加湿和/或加热，并且尤其调节到所述呼吸气体流的目标温度和/或目标湿度。
16.根据前述权利要求中任一项或根据权利要求1的前序部分所述的系统(1)，包括用于加湿所述呼吸气体流的加湿装置(6)和用于加热所述呼吸气体流的至少一个加热装置(7)，其中，所述加热装置(7)适合于且构造成用于，至少在吸气中将所述呼吸气体流加热到36-38℃，其中，所述加湿装置(6)适合于且构造成用于，以90-100％、优选95-99％范围内的相对湿度对所述呼吸气体流加湿。
17.根据权利要求15或16所述的系统(1)，其中，借助于所述控制装置(4)能够设定受呼吸阶段控制的加湿和/或加热。
18.根据权利要求15-17中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据所述呼吸气体流的流量设定加湿和/或加热。
19.根据权利要求15-18中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，根据至少一个以传感器检测的参数设定加湿和/或加热，其中，所述参数优选从参数组中提取，所述参数组至少包括：环境温度、环境湿度、系统中的温度、系统(1)中的湿度、软管温度、患者接口处的温度、软管端部处和/或患者接口(28)处的湿度。
20.根据权利要求15-19中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，借助于所述人工呼吸装置至少近似地补偿由加湿和/或加热引起的流量误差和/或其它偏差。
21.根据权利要求15-20中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，一直减小所述呼吸气体流的为人工呼吸设置的流量，直至所述呼吸气体流的湿度的量度达到一阈值和/或直至所述呼吸气体流的温度达到一阈值。
22.根据权利要求15-21中任一项所述的系统(1)，其中，在人工呼吸的后续中能够进行至少一个干燥模式。
23.根据权利要求15-22中任一项所述的系统(1)，其中，所述加湿装置(6)适合于且构造成用于，在加热之前将为加湿设置的水从至少一个储备器(16)中取出并且将所述水与所述储备器(16)分开地加热。
24.根据前述权利要求中任一项或根据权利要求1的前序部分所述的系统(1)，包括至少一个软管装置(8)，所述软管装置具有至少一个能耦合到所述人工呼吸装置(2)上的人工呼吸软管(18)，用于将所述呼吸气体流输送到患者接口(28)。
25.根据权利要求24所述的系统(1)，其中，所述软管装置(8)包括至少一个能加热的人工呼吸软管(18)，其中，所述能加热的人工呼吸软管(18)包括用于检测至少一个表征湿度和/或温度的参量的传感器单元(48)的至少一部分。
26.根据权利要求24或25所述的系统(1)，其中，所述软管装置(8)包括至少一个能够在其长度上逐渐加热的工呼吸软管(18)。
27.根据权利要求24-26中任一项所述的系统(1)，其中，所述软管装置(8)包括至少一个能加热的人工呼吸软管(18)，所述人工呼吸软管具有至少一个能够与所述人工呼吸软管(18)分开的加热器(58)，其中，所述加热器(58)能够在更换软管时根据规定装备新的人工呼吸软管(18)并且能够继续使用。
28.根据权利要求24-27中任一项所述的系统(1)，其中，所述软管装置(8)具有至少一个由排水材料制成的人工呼吸软管(18)和/或至少一个绝热的人工呼吸软管(18)。
29.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，借助于所述人工呼吸装置(2)，通过所述限定的呼吸气体流在预给定的吸气时间内施加固定的呼吸体积。
30.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述控制装置(4)适合于且构造成用于，对于所述限定的呼吸气体流考虑至少一个储存的最大压力。
31.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，所述限定的呼吸气体流具有在0-110l/min、优选在1-80l/min、特别优选在2-60l/min范围内的流量。
32.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，通过可选出的预设，所述限定的呼吸气体流具有在1-10l/min范围内的用于婴儿的流量。
33.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，所述系统适合于且构造成用于，根据规定以鼻插管(38)作为患者接口(28)来运行，其中，所述鼻插管(38)对于每个鼻孔都具有一个接管(38a、38b)，其中，每个接管能够至少部分地插入到相应的鼻孔中，其中，每个接管具有如下直径，该直径确定尺寸成使得相应的鼻孔在插入接管的情况下不密封地封闭。
34.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，其中，每个接管(38a、38b)具有的直径小于相应鼻孔的直径的9/10、优选小于8/10并且大于相应鼻孔的直径的6/10。
35.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)，所述系统适合于且构造成用于，根据规定以呼吸面罩作为患者接口(28)来运行，其中，所述呼吸面罩适合于且构造成用于，至少包围患者的鼻部并且基本上防止泄漏流，所述控制装置(4)适合于且构造成用于运行通风装置，使得所述通风装置产生反作用于患者呼吸活动的、基本上保持不变的流。
36.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的系统(1)的方法。
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