CN112218674A - 使用便携式氧气浓缩器的便携式医用呼吸机系统 - Google Patents

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Abstract

一种使用来自氧气浓缩器的脉冲流来获得更高氧气浓度的便携式医用呼吸机，包括向患者输送加压空气的正压源和触发氧气浓缩器的负压源。附接到患者接口面罩的患者回路将呼吸机连接到患者。呼吸机包括控制器模块，该控制器模块被配置为向负压装置产生信号，以触发浓缩器启动来自氧气浓缩器的一个或多个氧气脉冲。氧气脉冲通过多管或多腔患者回路直接输送到患者接口。氧气不与呼吸机或患者回路中的空气混合，并且绕过患者回路和/或患者接口中的泄漏。

Description

使用便携式氧气浓缩器的便携式医用呼吸机系统
技术领域
本发明总体上涉及医用呼吸机，并且尤其涉及便携式呼吸机，其通过在呼吸机中集成负压触发装置来触发来自氧气浓缩器的脉冲流和/或多个脉冲，从而提高吸入氧气分数值。
背景技术
氧气通常由具有恒定氧气流量的高流量氧气浓缩器、压缩气瓶或固定医用氧气管道系统供应给便携式呼吸机。氧气在呼吸机中与空气混合，以向患者提供所需吸入氧气分数(FIO2)，从而有效地治疗医疗状况。当这种高压源不可用或容量有限时，使用氧气浓缩器向呼吸机提供低压、低流量氧气，氧气浓缩器通常通过在鼓风机或压缩机的入口或出口混合空气和氧气来输送1-10LPM氧气。
过去，在吸气循环之前，氧气被添加到患者呼吸回路的吸气肢。当呼吸机输送呼吸时，储存在吸气肢中的富氧气体优先输送给患者。吸气肢在呼吸机回路中的近端位置导致患者肺部肺泡空间内吸入氧气分数升高。在所有情况下，现有技术的呼吸机仅使用来自浓缩器或其他氧气输送装置的低的、连续的氧气流量设置。该方法只能用于连续流浓缩器，不能用于触发式氧气浓缩器。
浓缩器已经连接到呼吸机压缩机的入口。这些氧气(加上呼吸机输送的空气)结合起来，形成一种均匀的混合物，然后输送给患者，以在患者的肺部产生吸入氧气分数。在这种类型的配置中，呼吸机不能触发浓缩器，只能使用固定流量浓缩器。
便携式氧气浓缩器、压缩气瓶和液态氧储存装置也用于经由鼻插管向呼吸患者提供补充氧气，以增加吸入氧气分数。在这些情况下，氧气输送是低的连续流量或者是由患者吸气时插管中压力降低触发的脉冲流量。这种方法不为患者提供任何机械通风。
单独来看，这些现有技术方法能够为患者产生足够的吸入氧气分数，以在患者在家或靠近高氧气流源时治疗一些医学病症。当传统的高压或高流量氧气源不可用、不经济或需要保存时，需要在保存氧气和能量的同时提高FIO2值的系统和技术，超出了目前可用的方法。
现有技术方法可以通过改进浓缩器来接受来自呼吸机的信号，从而从脉冲浓缩器产生吸入氧气分数。然而，需要一种便携式呼吸机与所有未改进的浓缩器一起使用，并且仍然能够将氧气输送到鼻枕接口，以增加患者的FIO2。
现有技术方法能够通过改进患者回路来从脉冲浓缩器产生FIO2，以包括文丘里(Venturi)阀或文丘里管来产生触发氧气浓缩器的负压。这些方法需要来自便携式呼吸机的较高压力和/或流量，使得文丘里管能够产生触发浓缩器所需的负压。便携式呼吸机压力低、流量小，因此不能与文丘里管一起使用，文丘里管需要较高的压力和/或流量才能产生负压。此外，文丘里管将在低压和/或低流量下泄漏空气，这将降低患者的流量和/或压力。使用这些方法，FIO2将是低的，因为氧气脉冲与呼吸机的流量混合，并且这种混合流量的一部分将在患者接口处泄漏。需要便携式呼吸机与所有未改进的脉冲浓缩器一起使用，并且仍然能够通过绕过患者回路和患者接口的泄漏向患者输送更高的FIO2。
当用于带有便携式脉冲浓缩器的便携式呼吸机时，这些现有技术方法无效。便携式呼吸机在压力和/或流量方面受到限制，并且它们在接口处实现了高水平的泄漏，因此当使用便携式脉冲浓缩器时，吸入氧气分数将不会有效。需要一种便携式呼吸机，其能够触发任何脉冲氧气浓缩器，并将氧气脉冲直接输送到患者接口，并且绕过患者接口和回路中的泄漏端口。
与已知的便携式呼吸机相比，本发明具有许多优点。特别地，本发明利用一种方法来触发任何使用触发脉冲输送机制的便携式氧气浓缩器。此外，氧气脉冲直接输送到患者接口，并且绕过患者回路或患者接口中的任何泄漏。由于本发明，需要较轻设备的患者可以长时间待在室外，同时保持便携并接收较高的FIO2。
发明内容
根据本发明的一个方面，类似于通常结合鼻枕接口使用的呼吸机，呼吸机系统连接到便携式呼吸机的患者呼吸回路。便携式呼吸机能够触发来自便携式氧气浓缩器的氧气脉冲，并将氧气脉冲直接输送到患者接口。在一个实施例中，呼吸机被设计成当呼吸机中产生负压时触发任何便携式浓缩器。负压连接到浓缩器，并触发浓缩器向患者接口输送氧气脉冲。在其他实施例中，机电负压装置放置在呼吸机中，以在通风期间的任何时间产生负压，并且该负压用于触发浓缩器，以在吸气和/或呼气期间向患者分配氧气的一个和/或多个脉冲。
本发明的另一方面涉及枕头接口内的鼻道的设计以及一种通过绕过患者回路和接口中的潜在泄漏直接向患者输送氧气脉冲的方法。使用多管或多腔管将呼吸机连接到患者的呼吸机回路有助于向患者输送氧气。多管或多腔管包括在吸气和呼气循环中使用的输气管。多管或多腔管还包括脉冲氧气输送管线和压力感测和/或患者监测管线。
本发明上述方面的一种或多种实施方式包括以下一种或多种：将连续流速的氧气输送到鼻枕接口内的氧气插管；触发氧气源，以脉冲输送氧气团；触发氧气源包括基于吸气阶段的开始和/或在吸气和/或呼气阶段的任何点触发氧气源；触发氧气源包括在呼吸机内部的那个位置使用机电负压装置触发氧气浓缩器；在吸气和/或呼气期间在呼吸机内多次产生负压，以触发氧气源。触发氧气源包括呼吸机中的微处理器，向机电负压装置发送信号，以产生负压，该负压由便携式浓缩器检测，以输送氧气团的脉冲输送。触发事件导致氧气源的触发，用于氧气团输送，并且触发事件的时间由用户设定为吸气开始时或吸气/呼气期间的任何时间。使用负压装置的POC的触发方法不受呼气末正压(PEEP)的影响，并且该方法不受呼吸机偏流的影响；这是由于在负压装置的下游使用了止回阀。
本发明的另一方面涉及一种医用呼吸机系统，其使用多管或多腔患者回路管来增加输送到患者鼻枕接口的吸入氧气分数。医用呼吸机系统包括：正压鼓风机，用于在吸气循环期间向患者输送呼吸，并在呼气循环期间控制压力；机电负压装置，用于触发POC；多管或多腔患者回路，用于将呼吸机连接到患者，该患者回路包括气流输送管线、氧气输送管线和压力感测和/或监测管线；用于检测患者努力的呼吸机触发机制基于集成在呼吸机中的流量或压力传感器。
本发明上述方面的一个或多个实施方式包括以下一个或多个：呼吸机机构包括传感器，该传感器感测患者处的正吸气压力并位于鼻枕接口中；呼吸机的触发机构包括位于呼吸机内部的流量传感器和/或压力传感器；呼吸机包括氧气源触发机构，并且触发机构与氧气源连通，用于氧气团的脉冲输送；触发机构通过产生触发氧气源的负压来触发氧气源；呼吸机触发事件导致触发机构触发氧气源，用于氧气团输送；并且负压的触发由呼吸机的微处理器同步，并由用户设定，以在呼吸的任何设定时间触发一个或多个脉冲。
本发明的另一方面涉及一种系统，用于增加由医用呼吸机经由呼吸机多管或多腔回路输送并通过鼻枕接口内的氧气插管输送到患者鼻孔的吸入氧气分数中的至少一种。此外，呼吸机回路包括通过鼻枕向患者输送加压空气和测量患者附近压力的装置。医用呼吸机系统包括氧气源触发机构；言语速度鼓风机(verbal speed blower)；负压装置，用于触发氧气源，以将氧气团从呼吸机脉冲输送至患者鼻孔或接口附近的位置，从而增加输送至患者的吸入氧气分数。
本发明的上述一个或多个实施方式包括以下一个或多个：呼吸机向患者回路输送连续流速的空气；触发机构包括感测患者触发努力的传感器；触发机构包括位于呼吸机中的负压装置；呼吸机包括触发机构，该触发机构向氧气源发送负气动信号，用于氧气团的脉冲输送；呼吸机回路包括用于向患者输送加压空气、氧气输送以及压力感测和/或监测的单独线路。
本发明的另一方面涉及一种便携式医用呼吸机，其允许使用来自氧气浓缩器的脉冲流来获得更高的氧气浓度。呼吸机包括向患者输送加压空气的正压源和触发氧气浓缩器的负压源。连接到鼻枕接口面罩的患者回路将呼吸机连接到患者。呼吸机包括控制器模块，该控制器模块被配置为向负压装置产生信号，以触发浓缩器启动来自氧气浓缩器的一个或多个氧气脉冲。氧气脉冲通过多管或多腔患者回路直接输送到患者鼻枕接口或患者接口。氧气不会与呼吸机或患者回路中的空气混合。鼻枕接口或患者接口包括氧气鼻插管(或氧气连接管)，以将氧气脉冲直接输送到枕腔(或鼻枕接口)。负压源的激活由微处理器启动，并且可以由呼吸机的用户来配置。便携式医用呼吸机与任何便携式浓缩器一起工作。
本发明的又一方面涉及一种用于向患者输送加压呼吸并触发氧气源以增加输送给患者的FiO2的医用呼吸机，包括：通风输送接口，包括一个或多个混合室；正压源；负压源；呼吸机回路，用于将呼吸机连接到通风输送接口，呼吸机回路包括多腔回路，用于在触发加压呼吸时输送加压空气和脉冲氧气，其中，所述通风输送接口包括第一内腔和第二内腔，第一内腔是将空气输送到一个或多个混合室的空气输送腔，第二内腔是将氧气输送到一个或多个混合室的氧气输送腔，以在输送到患者之前与空气混合，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合。
上述本发明的一个或多个实施方式包括以下一个或多个：氧气源向呼吸机输送连续流速的氧气；氧气源是脉冲氧气浓缩器，其向呼吸机输送氧气团的脉冲；呼吸机被配置为通过在患者吸气和呼气期间的任何时间在呼吸机中产生负压来触发氧气源；呼吸机被配置为使得负压源在吸气期间引起用于氧气团输送的氧气源的多次触发；通风输送接口是选自由一个或多个插管、非再呼吸面罩、部分再呼吸面罩、全面罩、总面罩、鼻插管、鼻面罩和鼻枕组成的组的元件；和/或通风输送接口还包括第三内腔，第三内腔是触发内腔和监测内腔中的至少一个。
本发明的另一方面涉及一种用上述医用呼吸机向患者输送加压呼吸并触发氧气源以增加输送给患者的FiO2的方法，包括：用第三内腔触发第一医用气体和第二医用气体的输送；在输送给患者之前，在通风输送接口的一个或多个混合室中混合第一医用气体和第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合。
本发明的另一方面涉及一种用于向患者输送多种气体的鼻枕接口，包括：密封患者鼻孔的枕头，用于输送加压混合医用气体；一个或多个混合室；第一内腔、第二内腔，第一内腔是向患者输送第一医用气体的第一医用气体输送内腔，第二内腔是向患者输送第二医用气体的第二医用气体输送内腔，其中，第一内腔和第二内腔被配置为将第一医用气体和第二医用气体输送到一个或多个混合室，以在输送到患者之前混合第一医用气体和第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合。
本发明上述方面的一个或多个实施方式包括以下一个或多个：第一内腔是用于向患者输送空气的空气输送内腔，第二内腔是用于向患者输送氧气的氧气输送内腔，并且第一内腔和第二内腔被配置为向一个或多个混合室输送空气和氧气，以在向患者输送之前混合空气和氧气，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合；和/或一个或多个混合室包括枕头中的相应混合室。
本发明的另一方面涉及用本发明的上述鼻枕向患者输送多种气体的方法，其中，鼻枕接口包括第三内腔，第三内腔是触发内腔和监测内腔中的至少一个，该方法包括：用第三内腔触发第一医用气体和第二医用气体的输送；在输送给患者之前，在鼻枕接口的一个或多个混合室中混合第一医用气体和第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合。
本发明的上述方面的一个或多个实施方式包括以下一个或多个：呼吸机包括呼吸机内部触发流量传感器，该方法包括：用呼吸机内部触发流量传感器触发第一医用气体和第二医用气体的输送；在输送给患者之前，在鼻枕接口的一个或多个混合室中混合第一医用气体和第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合；和/或一个或多个混合室包括枕头中的相应混合室。
本发明的另一方面涉及一种用于从呼吸机回路和呼吸机向患者输送多种气体的通风输送接口，包括：一个或多个混合室；第一内腔、第二内腔，第一内腔是向患者输送第一医用气体的第一医用气体输送内腔，第二内腔是向患者输送第二医用气体的第二医用气体输送内腔，其中，第一内腔和第二内腔被配置为将第一医用气体和第二医用气体输送到一个或多个混合室，以在输送到患者之前混合第一医用气体和第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合。
本发明的上述方面的一个或多个实施方式包括以下一个或多个：通风输送接口是选自由一个或多个插管、非再呼吸面罩、部分再呼吸面罩、全面罩、总面罩、鼻插管、鼻面罩和鼻枕组成的组的元件；和/或第三内腔，第三内腔是触发内腔和监测内腔中的至少一个。
本发明的又一方面涉及一种用上述通风输送接口向患者输送加压呼吸并触发氧气源以增加输送给患者的FiO2的方法，包括：用触发内腔触发第一医用气体和第二医用气体的输送；在输送给患者之前，在通风输送接口的一个或多个混合室中混合第一医用气体和第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合。
本发明的又一方面涉及一种用上述通风输送接口向患者输送加压呼吸并触发氧气源以增加输送给患者的FiO2的方法，其中，呼吸机包括呼吸机内部触发流量传感器，该方法包括：用呼吸机内部触发流量传感器触发第一医用气体和第二医用气体的输送；并且在输送给患者之前，在通风输送接口的一个或多个混合室中混合第一医用气体和第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合。
当参考以下说明书、权利要求书和附图时，本发明的前述以及其他特征和优点将变得更加明显。
附图说明
为了更全面地理解本发明，现在参考附图中示出的实施例的以下详细描述，其中：
图1示出了典型的现有技术医用呼吸机系统的一个示例，其中，氧气浓缩器连接到通风机的入口；
图2示出了典型的现有技术医用呼吸机系统的一个示例，其中，信号连接氧气浓缩器和医用呼吸机；
图3示出了典型的现有技术医用呼吸机的一个示例，其中，在患者回路中增加文丘里管，来触发氧气浓缩器；
图4示出了医用呼吸机的实施例；
图5是示出在吸气时间期间输送一个氧气脉冲的方法的示例图；
图6是示出在吸气时间期间输送多个氧气脉冲的方法的示例图；
图7是医用呼吸机的一个实施例的系统框图；
图8是带有馈送管的枕鼻接口的实施例；
图9A是具有集成鼻插管的枕鼻接口的实施例的剖视图；
图9B是具有图9B的集成鼻插管的枕鼻接口的前视图，集成鼻插管被显示为应用于患者的鼻孔；
图10示出了根据一个实施例的示例基础设施，其中，可以实现本文描述的一个或多个过程；
图11示出了根据一个实施例的示例处理系统，通过该示例处理系统，可以执行本文描述的一个或多个处理。
具体实施方式
通过示例实现来教导本文描述的主题。为了清楚起见并避免模糊主题，省略了各种细节。下面显示的示例涉及用于增加患者吸入氧气分数(FIO2)的装置、设备和方法。从以下描述中，本主题的其他特征和优点应该是显而易见的。
阅读本说明书后，对于本领域技术人员来说，如何在各种替代实施例和替代应用中实现本发明将变得显而易见。然而，本文将不描述本发明的所有各种实施例。应当理解，此处呈现的实施例仅通过示例的方式呈现，而不是限制。
本文使用的术语仅用于描述特定的实施例，并不旨在限制本发明。因此，对各种替代实施例的详细描述不应被解释为限制本发明的范围或广度。
一种用于在医用呼吸机中增加患者或用户(例如，自主呼吸的患者、非自主呼吸的患者)的吸入氧气分数(FIO2)的系统和方法，该医用呼吸机使用脉冲流而不是来自低压氧气源(例如，所述的氧气浓缩器)的连续氧气流。可以以相同的方式使用其他氧气源，例如，氧气浓缩器、压缩氧气罐、薄膜氧气发生器、化学氧气发生器、液态氧系统或任何需要患者努力来启动氧气脉冲和/或流量输送的氧气输送系统。
图1示出了典型的现有技术医用呼吸机20。医用呼吸机20包括正压源30、用于向用户提供混合氧气和空气的患者回路40以及枕头用户接口50和便携式氧气源70。
医用呼吸机20的条件(例如，流速、氧气浓度水平等)对于系统可以是恒定的，可以是手动可控的，和/或可以是自动可控的。例如，医用呼吸机20可以包括允许用户、提供者、医生等输入信息的用户接口，例如，处方氧气水平、流速等，以控制呼吸机系统10的氧气输出。与空气混合的氧气流在吸气阶段经由呼吸或用户回路40在每次呼吸期间从医用呼吸机20分配给患者，并且在呼气阶段停止流动。应当注意，一些呼吸机在呼气阶段具有小的流速，用于在呼气期间保持正压，因此在这些情况下，在呼气阶段流动不会完全中断。在这一阶段也可以加入小的连续流速的氧气。
呼吸机20的控制模块可以采用本领域公知的任何形式，并且包括中央微处理器或CPU，其经由一个或多个接口、控制器或用于控制和管理医用呼吸机40的其他回路元件与本文描述的呼吸机20的部件通信。呼吸机系统20可以包括作为控制模块60的一部分或者耦接到控制模块的用户接口，用于允许用户、提供者、医生等输入信息，例如，处方氧气水平、流速、活动水平等，以控制呼吸机。
图2示出了现有技术的医用呼吸机系统，包括氧气源(例如，氧气浓缩器/保存装置)110、医用呼吸机120以及在呼吸机120和患者150之间的呼吸回路140。在一个实施例中，氧气浓缩器110包括控制器/控制模块(例如，处理存储在存储器中的一个或多个模块的控制器执行本文描述的功能)，其被配置为产生触发信号160，以启动来自氧气浓缩器110的氧气脉冲(或氧气脉冲团)的分配。在一些实施例中，保存装置可以与氧气浓缩器110结合使用，以控制氧气向呼吸回路140的分配。在其他实施例中，保存装置可以独立于氧气浓缩器110。用于产生触发信号以启动来自氧气浓缩器110的氧气脉冲分配的控制器模块可以包含在氧气浓缩器110和/或保存装置中。在现有技术中，氧气浓缩器需要改进，以接受来自呼吸机的触发信号。
图3示出了现有技术的医用呼吸机系统，包括氧气源(例如，氧气浓缩器/保存装置)110、医用呼吸机120以及在呼吸机120和患者150之间的呼吸回路140。在一个实施例中，氧气浓缩器110连接到位于呼吸回路140中的文丘里管170的负端口。文丘里管170被配置为产生负压，该负压连接到浓缩器，以启动来自氧气浓缩器110的氧气脉冲(或氧气脉冲团)的分配。患者回路需要改进，以包括文丘里管170。文丘里管170需要比便携式呼吸机产生的压力和/或流量更高的压力和/或流量。浓缩器可以使用这种方法输送一个脉冲，从而降低FIO2。当在呼气期间使用B1级通风方法或PEEP时，文丘里管将在吸气和呼气循环期间产生负压，这将导致浓缩器错过触发，从而降低患者的FIO2。
参考图4，将描述医用呼吸机210的实施例。医用呼吸机210包括正压源230和负压源220，正压源230生成在患者处产生正压的气流，负压源220产生触发氧气源(例如，氧气浓缩器)280的负压。医用呼吸机210通过多管或多腔管连接到患者/呼吸回路250。多腔管包含三个内腔，一个用于呼吸机加压空气，一个用于氧气流量，且一个用于压力感测。呼吸回路250连接到枕头接口260，枕头接口260连接到患者270。呼吸机210可以与目前用于经由鼻插管向流动患者提供氧气的任何氧气浓缩器280一起使用。氧气浓缩器280对氧气脉冲的触发由呼吸机210内的负压装置控制。可在吸气循环和/或呼气循环期间产生负压，以启动一个或多个氧气脉冲。
患者/呼吸回路250包括医用呼吸机的特殊连接器。呼吸回路250包括三个管或三腔管：1)空气加压气体，2)氧气流和/或脉冲，以及3)压力感测线。三个管或三腔管连接到鼻枕接口260。
负压装置220在呼吸机210中产生负压，这触发浓缩器280向呼吸机氧气入口输送氧气脉冲。氧气脉冲将通过患者/呼吸回路250直接输送到鼻枕接口260中的氧气插管。
在另一实施例中，当没有输送脉冲来帮助提升FIO2时，也可以供应小的连续氧气流。
在一个实施例中，氧气浓缩器280向呼吸机210提供脉冲流，以获得更高的FIO2值。医用呼吸机210可以包括一个或多个输出传感器，以感测用户270的一个或多个状况、压力、流量、泄漏、呼吸率、活动环境等，以在通风时监视患者。
图5示出了波形图的一个示例，该波形图识别患者压力信号300和气流320以及由浓缩器输送到呼吸机330的一个氧气脉冲330。x轴表示患者或呼吸回路中以秒为单位的时间，y轴表示以cm H2O 310为单位的压力。在一个实施例中，示出了呼吸机气流320，并且在同一曲线图330中示出了一个氧气脉冲。
图6示出了识别患者压力信号300和气流320以及由呼吸机输送的多个氧气脉冲350的波形图的一个示例。x轴表示患者或呼吸回路250中以秒为单位的时间，y轴表示以cmH2O 310为单位的压力。在一个实施例中，在同一曲线图中示出了呼吸机气流320和两个氧气脉冲350。
参考图7，控制单元400的实施例可以采用本领域中任何公知的形式，并且包括中央微处理器或CPU 410，该中央微处理器或CPU 410经由一个或多个接口、控制器或用于控制和管理系统的其他回路元件与本文描述的系统的部件通信。该系统可以包括作为控制单元的一部分或者耦接到控制单元的用户接口，用于允许用户、提供者、医生等输入信息，例如，氧气脉冲数、吸气正气压、呼气正气压、流速、活动水平等，来控制系统。
参考图8，将描述患者佩戴的枕鼻接口450的实施例。接口450包含集成到接口中的氧气插管440，以向患者输送一个或多个氧气脉冲，从而增加FIO2。馈送管420包含连接器415，以将接口连接到患者/呼吸回路250。馈送管420可以是由惰性材料(例如，聚氨酯)、硅树脂或本领域已知的其他材料制成的薄软管。应当注意，接口的所有部件都可以由医用生物相容材料制成。医用呼吸机210迫使诸如空气和/或氧气的气体通过管420。医用呼吸机210可以向患者提供通过接口输送的体积和/或压力类型的治疗。
参考图9A和图9B，将更详细地描述枕头接口450的实施例。来自空气输送内腔454(来自呼吸机330)的加压空气和来自氧气插管/氧气输送内腔458、470的氧气在枕头466的混合室462中混合。内腔474是触发内腔。在替代实施例中，氧气插管/氧气输送内腔458可以是管中的开口，并且不一直延伸到枕头466的腔室462中。枕头466在患者482的鼻孔478处密封，并将混合气体从枕头466的腔室462输送到患者482。
系统概述
基础设施
图10示出了根据一个实施例的示例系统500，该示例系统500可以例如但不限于用于控制呼吸机210的控制单元400和/或与其通信。基础设施可以包括平台510(例如，一个或多个服务器)，其托管和/或执行本文描述的各种功能、过程、方法和/或软件模块中的一个或多个。平台510可以包括专用服务器，或者可以包括利用一个或多个服务器的共享资源的云实例。这些服务器或云实例可以并置和/或在地理上分布。平台510还可以包括或通信地连接服务器应用程序512和/或一个或多个数据库514。此外，平台510可以经由一个或多个网络520通信地连接一个或多个用户系统530。平台510还可以经由一个或多个网络520通信地连接到一个或多个外部系统540(例如，其他平台、网站等)。
网络520可以包括互联网，并且平台510可以使用标准传输协议(例如，超文本传输协议(HTTP)、HTTP安全(HTTPS)、文件传输协议(FTP)、FTP安全(FTPS)、安全外壳FTP(SFTP)等)以及专有协议，通过互联网与用户系统530通信。尽管平台510被示为通过单组网络520连接到各种系统，但是应当理解，平台510可以经由不同组的一个或多个网络连接到各种系统。例如，平台510可以经由互联网连接到用户系统530和/或外部系统540的子集，但是可以经由内联网连接到一个或多个其他用户系统530和/或外部系统540。此外，虽然仅示出了几个用户系统130和外部系统540、一个服务器应用程序512和一组数据库514，但是应当理解，基础设施可以包括任意数量的用户系统、外部系统、服务器应用程序和数据库。
用户系统530可以包括能够有线和/或无线通信的任何类型的计算装置，包括但不限于台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话或其他移动电话、服务器、游戏控制台、电视、机顶盒、电子信息亭、销售点终端、自动柜员机等。
平台510可以包括托管一个或多个网站和/或网络服务的网络服务器。在提供网站的实施例中，网站可以包括图形用户界面，包括例如以超文本标记语言(HTML)或其他语言生成的一个或多个屏幕(例如，网页)。平台510响应于来自用户系统530的请求传输或服务于图形用户界面的一个或多个屏幕。在一些实施例中，可以以向导的形式服务于这些屏幕，在这种情况下，可以以顺序的方式提供两个或多个屏幕，并且一个或多个顺序屏幕可以取决于用户或用户系统530与一个或多个前面的屏幕的交互。可以使用标准通信协议(例如，HTTP、HTTPS等)，通过可以包括互联网的网络520来传送对平台510的请求和来自平台510的响应(包括图形用户界面的屏幕)。这些屏幕(例如，网页)可以包括内容和元素的组合，例如，文本、图像、视频、动画、参考(例如，超链接)、框架、输入(例如，文本框、文本区域、复选框、单选按钮、下拉菜单、按钮、表单等)、脚本(例如，JavaScript)，包括包含存储在平台510可本地和/或远程访问的一个或多个数据库(例如，数据库514)中的数据或者从该数据中导出的元件。平台510还可以响应来自用户系统530的其他请求。
平台510还可以包括一个或多个数据库514，与一个或多个数据库514通信耦接，或者访问一个或多个数据库514。例如，平台510可以包括管理一个或多个数据库514的一个或多个数据库服务器。在平台510上执行的用户系统530或服务器应用程序512可以提交数据(例如，用户数据、表单数据等)，以存储在数据库514中，和/或请求访问存储在数据库514中的数据。可以使用任何合适的数据库，包括但不限于MySQLTM、OracleTM、IBMTM、MicrosoftSQLTM、AccessTM等，包括基于云的数据库和专有数据库。数据可以被发送到平台510，例如，使用由HTTP经由FTP等等支持的众所周知的POST请求。该数据以及其他请求可以由例如由平台510执行的服务器端网络技术来处理，例如，小服务程序或其他软件模块(例如，包括在服务器应用程序512中)。
在提供网络服务的实施例中，平台510可以接收来自外部系统540的请求，并以可扩展标记语言(XML)、JavaScript对象符号(JSON)和/或任何其他合适或期望的格式提供响应。在这样的实施例中，平台510可以提供定义用户系统530和/或外部系统540可以与网络服务交互的方式的应用编程接口(API)。因此，用户系统530和/或外部系统540(其本身可以是服务器)可以定义它们自己的用户接口，并且依赖于网络服务来实现或以其他方式提供本文描述的后端过程、方法、功能、存储等。例如，在这样的实施例中，在一个或多个用户系统530上执行的客户端应用程序532可以与在平台510上执行的服务器应用程序512交互，以执行本文描述的各种功能、过程、方法和/或软件模块中的一个或多个或其一部分。客户端应用程序532可以是“瘦的(thin)”，在这种情况下，主要由平台510上的服务器应用程序512在服务器端执行处理。瘦客户端应用程序的一个基本示例是浏览器应用，其在用户系统530上简单地请求、接收和呈现网页，而平台510上的服务器应用程序负责生成网页和管理数据库功能。可选地，客户端应用程序可以是“厚的(thick)”，在这种情况下，主要由用户系统530在客户端执行处理。应当理解，根据特定实现的设计目标，客户端应用程序532可以在沿着“瘦”和“厚”之间的范围的任何点相对于平台510上的服务器应用程序512执行一定量的处理。在任何情况下，本文描述的应用程序可以完全驻留在平台510(例如，在这种情况下，服务器应用程序512执行所有处理)或用户系统530(例如，在这种情况下，客户端应用程序532执行所有处理)上或者分布在平台510和用户系统530之间(例如，在这种情况下，服务器应用程序512和客户端应用程序532都执行处理)，可以包括一个或多个可执行软件模块，其实现本文描述的应用程序的一个或多个功能、过程或方法。
示例处理装置
图11是示出示例有线或无线系统600的框图，该系统可结合本文描述的各种实施例使用，例如但不限于呼吸机210的控制单元400。例如，系统600可以用作或结合本文描述的一个或多个功能、过程或方法(例如，以存储和/或执行应用程序或应用程序的一个或多个软件模块)，并且可以表示平台510、用户系统530、外部系统540和/或本文所述的其他处理装置的部件。系统600可以是服务器或任何传统的个人计算机或者能够进行有线或无线数据通信的任何其他支持处理器的装置。如本领域技术人员所清楚的，也可以使用其他计算机系统和/或架构。
系统600优选地包括一个或多个处理器，例如，处理器610。可以提供额外的处理器，例如，管理输入/输出的辅助处理器、执行浮点数学运算的辅助处理器、具有适合快速执行信号处理算法的架构的专用微处理器(例如，数字信号处理器)、从属于主处理系统的从处理器(例如，后端处理器)、用于双或多处理器系统的额外微处理器或控制器、和/或协处理器。这种辅助处理器可以是分立的处理器，或者可以与处理器610集成在一起。可与系统600一起使用的处理器的示例包括但不限于
Figure BDA0002774626670000181
处理器、Core
Figure BDA0002774626670000182
处理器和
Figure BDA0002774626670000183
处理器，所有这些处理器均可从加利福尼亚州圣克拉拉的英特尔公司获得。
处理器610优选地连接到通信总线605。通信总线605可以包括数据通道，用于促进存储装置和系统600的其他外围部件之间的信息传输。此外，通信总线605可以提供用于与处理器610通信的一组信号，包括数据总线、地址总线和/或控制总线(未示出)。通信总线605可以包括任何标准或非标准总线架构，例如，符合工业标准架构(ISA)的架构、扩展工业标准架构(EISA)、微通道架构(MCA)、外围部件互连(PCI)本地总线、电气和电子工程师协会(IEEE)颁布的标准的总线架构(包括IEEE 488通用接口总线(GPIB)、IEEE 696/S-100)等。
系统600优选地包括主存储器615，并且还可以包括从存储器620。主存储器615为在处理器610上执行的程序提供指令和数据的存储，例如，本文讨论的一个或多个功能和/或模块。应当理解，存储在存储器中并由处理器610执行的程序可以根据任何合适的语言来编写和/或编译，包括但不限于C/C++、Java、JavaScript、Perl、VisualBasic、.NET等。主存储器615通常是基于半导体的存储器，例如，动态随机存取存储器(DRAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。其他基于半导体的存储器类型包括例如同步动态随机存取存储器(SDRAM)、Rambus动态随机存取存储器(RDRAM)、铁电随机存取存储器(FRAM)等，包括只读存储器(ROM)。
从存储器620可以可选地包括内部介质625和/或可移动介质630。以任何公知的方式读取和/或写入可移动介质630。可移动存储介质230可以是例如磁带驱动器、光盘(CD)驱动器、数字多功能盘(DVD)驱动器、其他光学驱动器、闪存驱动器等。
从存储器620是非暂时性计算机可读介质，其具有计算机可执行代码(例如，公开的软件模块)和/或存储在其上的其他数据。存储在从存储器620上的计算机软件或数据被读入主存储器615，由处理器610执行。
在替代实施例中，从存储器620可以包括允许计算机程序或其他数据或指令加载到系统600中的其他类似装置。这种装置可以包括例如通信接口640，其允许软件和数据从外部存储介质645传输到系统600。外部存储介质645的示例可以包括外部硬盘驱动器、外部光盘驱动器、外部磁光盘驱动器等。从存储器620的其他示例可以包括基于半导体的存储器，例如，可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除只读存储器(EEPROM)和闪存(类似于EEPROM的面向块的存储器)。
如上所述，系统600可以包括通信接口640。通信接口640允许在系统600和外部设备(例如，打印机)、网络或其他信息源之间传输软件和数据。例如，计算机软件或可执行代码可以经由通信接口640从网络服务器(例如，平台510)传输到系统600。通信接口640的示例包括内置网络适配器、网络接口卡(NIC)、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)网卡、卡总线网络适配器、无线网络适配器、通用串行总线(USB)网络适配器、调制解调器、无线数据卡、通信端口、红外接口、IEEE 1394火线以及能够将系统600与网络(例如，网络520)或另一计算装置接合的任何其他装置。通信接口640优选地实现工业颁布的协议标准，例如，以太网IEEE 802标准、光纤信道、数字用户线路(DSL)、异步数字用户线路(ADSL)、帧中继、异步传输模式(ATM)、综合业务数字网(ISDN)、个人通信服务(PCS)、传输控制协议/互联网协议(TCP/IP)、串行线路互联网协议/点对点协议(SLIP/PPP)等，但是也可以实现定制的或非标准的接口协议。
经由通信接口640传输的软件和数据通常是电通信信号655的形式。这些信号655可以通过通信信道650提供给通信接口640。在一个实施例中，通信信道650可以是有线或无线网络(例如，网络520)或任何种类的其他通信链路。通信信道650承载信号655，并且可以使用各种有线或无线通信手段来实现，包括有线或电缆、光纤、传统电话线、蜂窝电话链路、无线数据通信链路、射频(“RF”)链路或红外链路，仅举几个示例。
计算机可执行代码(例如，诸如所公开的应用程序或软件模块等计算机程序)存储在主存储器615和/或从存储器620中。计算机程序也可以经由通信接口640来接收并存储在主存储器615和/或从存储器620中。这种计算机程序在被执行时，使得系统600能够执行本文其他地方描述的公开实施例的各种功能。
在本说明书中，术语“计算机可读介质”用于指用于向系统600或在系统600内提供计算机可执行代码和/或其他数据的任何非暂时性计算机可读存储介质。这种介质的示例包括主存储器615、从存储器620(包括内部存储器625、可移动介质630和外部存储介质645)以及与通信接口640通信耦接的任何外围装置(包括网络信息服务器或其他网络装置)。这些非暂时性计算机可读介质是用于向系统600提供可执行代码、编程指令、软件和/或其他数据的装置。
在使用软件实现的实施例中，软件可以存储在计算机可读介质上，并通过可移动介质630、I/O接口635或通信接口640加载到系统600中。在这样的实施例中，软件以电通信信号655的形式加载到系统600中。当由处理器610执行时，该软件优选地使处理器610执行本文其他地方描述的一个或多个过程和功能。
在一个实施例中，I/O接口635提供系统600的一个或多个部件和一个或多个输入和/或输出装置之间的接口。示例输入装置包括但不限于传感器、键盘、触摸屏或其他触摸敏感装置、生物测定感测装置、计算机鼠标、轨迹球、基于笔的定点装置等。输出装置的示例包括但不限于其他处理装置、阴极射线管(CRT)、等离子显示器、发光二极管(LED)显示器、液晶显示器(LCD)、打印机、真空荧光显示器(VFD)、表面传导电子发射显示器(SED)、场发射显示器(FED)等。在一些情况下，可以组合输入和输出装置，例如，在触摸面板显示器的情况下(例如，在智能手机、平板电脑或其他移动装置中)。
系统600还可以包括便于通过语音网络和/或数据网络进行无线通信的一个或多个可选的无线通信部件(例如，在用户系统530的情况下)。无线通信部件包括天线系统670、无线电系统665和基带系统660。在系统600中，在无线电系统665的管理下，天线系统670通过空中发射和接收射频(RF)信号。
在一个实施例中，天线系统670可以包括执行切换功能的一个或多个天线和一个或多个多路复用器(未示出)，用于为天线系统670提供发射和接收信号路径。在接收路径中，接收的RF信号可以从多路复用器耦合到低噪声放大器(未示出)，该低噪声放大器放大接收的RF信号并将放大的信号发送到无线电系统665。
在替代实施例中，无线电系统665可以包括被配置为通过各种频率通信的一个或多个无线电装置。在一个实施例中，无线电系统665可以在一个集成回路(1C)中组合解调器(未示出)和调制器(未示出)。解调器和调制器也可以是独立的部件。在传入路径中，解调器剥离RF载波信号，留下基带接收音频信号，该信号从无线电系统665发送到基带系统660。
如果接收的信号包含音频信息，则基带系统660解码该信号并将其转换成模拟信号。然后信号被放大并发送到扬声器。基带系统660还从麦克风接收模拟音频信号。这些模拟音频信号被基带系统660转换成数字信号并编码。基带系统660还对用于传输的数字信号进行编码，并生成被路由到无线电系统665的调制器部分的基带传输音频信号。调制器将基带发射音频信号与射频载波信号混合，产生射频发射信号，该信号被路由到天线系统670并可通过功率放大器(未示出)。功率放大器放大射频发射信号，并将其路由到天线系统670，其中，信号被切换到天线端口，用于传输。
基带系统660也与处理器610通信地耦接，处理器610可以是中央处理器(CPU)。处理器210可以访问数据存储区域615和620。处理器610优选地被配置为执行指令(即，计算机程序，例如，所公开的应用程序或软件模块)，其可以存储在主存储器615或从存储器620中。计算机程序也可以从基带处理器660接收，并存储在主存储器610或从存储器620中，或者在接收时执行。这种计算机程序在被执行时，使得系统600能够执行所公开的实施例的各种功能。
提供所公开实施例的以上描述，以使本领域的任何技术人员能够构成或使用本发明。在不脱离本发明的精神或范围的情况下，对于本领域技术人员来说，对这些实施例的各种修改将是显而易见的，并且本文描述的一般原理可以应用于其他实施例。因此，应当理解，本文给出的描述和附图表示本发明的当前优选实施例，因此表示本发明广泛考虑的主题。还应当理解，本发明的范围完全包括对本领域技术人员来说显而易见的其他实施例，因此本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (19)

1.一种用于向患者输送加压呼吸并触发氧气源以增加输送给患者的FiO2的医用呼吸机，包括：
通风输送接口，包括一个或多个混合室；
正压源；
负压源；
呼吸机回路，用于将所述呼吸机连接到所述通风输送接口，所述呼吸机回路包括多腔回路，用于在触发所述加压呼吸时输送加压空气和脉冲氧气，
其中，所述通风输送接口包括第一内腔和第二内腔，所述第一内腔是将空气输送到所述一个或多个混合室的空气输送腔，并且所述第二内腔是将氧气输送到所述一个或多个混合室的氧气输送腔，以在输送到所述患者之前与所述空气混合，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在所述呼吸机或所述呼吸机回路中混合。
2.根据权利要求1所述的医用呼吸机，其中，所述氧气源向所述呼吸机输送连续流速的氧气。
3.根据权利要求1所述的医用呼吸机，其中，所述氧气源是向所述呼吸机输送氧气团的脉冲的脉冲氧气浓缩器。
4.根据权利要求3所述的医用呼吸机，其中，所述呼吸机被配置为通过在患者吸气和呼气期间的任何时间在所述呼吸机中产生负压来触发所述氧气源。
5.根据权利要求3所述的医用呼吸机，其中，所述呼吸机被配置为使得所述负压源在吸气期间引起用于氧气团输送的所述氧气源的多次触发。
6.根据权利要求1所述的医用呼吸机，其中，所述通风输送接口是选自由一个或多个插管、非再呼吸面罩、部分再呼吸面罩、全面罩、总面罩、鼻插管、鼻面罩和鼻枕组成的组的元件。
7.根据权利要求1所述的医用呼吸机，其中，所述通风输送接口还包括第三内腔，所述第三内腔是触发内腔和监测内腔中的至少一个。
8.一种用根据权利要求7所述的医用呼吸机向患者输送加压呼吸并触发氧气源以增加输送给所述患者的FiO2的方法，包括：
用所述第三内腔触发第一医用气体和第二医用气体的输送；
在输送给所述患者之前，在所述通风输送接口的所述一个或多个混合室中混合所述第一医用气体和所述第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在所述呼吸机或所述呼吸机回路中混合。
9.一种用于向患者输送多种气体的鼻枕接口，包括：
密封所述患者的鼻孔的枕头，用于输送加压混合医用气体；
一个或多个混合室；
第一内腔、第二内腔，所述第一内腔是向所述患者输送第一医用气体的第一医用气体输送内腔，所述第二内腔是向所述患者输送第二医用气体的第二医用气体输送内腔，
其中，所述第一内腔和所述第二内腔被配置为将所述第一医用气体和所述第二医用气体输送到所述一个或多个混合室，以在输送到所述患者之前混合所述第一医用气体和所述第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在呼吸机或呼吸机回路中混合。
10.根据权利要求9所述的鼻枕接口，其中，所述第一内腔是用于向所述患者输送空气的空气输送内腔，所述第二内腔是用于向所述患者输送氧气的氧气输送内腔，并且所述第一内腔和所述第二内腔被配置为向所述一个或多个混合室输送所述空气和所述氧气，以在向所述患者输送之前混合所述空气和所述氧气，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在所述呼吸机或所述呼吸机回路中混合。
11.根据权利要求10所述的鼻枕接口，其中，所述一个或多个混合室包括位于所述枕头中的相应混合室。
12.一种用根据权利要求9所述的鼻枕向患者输送多种气体的方法，其中，所述鼻枕接口包括第三内腔，所述第三内腔是触发内腔和监测内腔中的至少一个，所述方法包括：
用所述第三内腔触发所述第一医用气体和所述第二医用气体的输送；
在输送给所述患者之前，在所述鼻枕接口的所述一个或多个混合室中混合所述第一医用气体和所述第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在所述呼吸机或所述呼吸机回路中混合。
13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述呼吸机包括呼吸机内部触发流量传感器，所述方法包括：
用所述呼吸机内部触发流量传感器触发所述第一医用气体和所述第二医用气体的输送；
在输送给所述患者之前，在所述鼻枕接口的所述一个或多个混合室中混合所述第一医用气体和所述第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在所述呼吸机或所述呼吸机回路中混合。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述一个或多个混合室包括所述枕头中的相应混合室。
15.一种用于从呼吸机回路和呼吸机向患者输送多种气体的通风输送接口，包括：
一个或多个混合室；
第一内腔、第二内腔，所述第一内腔是向所述患者输送第一医用气体的第一医用气体输送内腔，所述第二内腔是向所述患者输送第二医用气体的第二医用气体输送内腔，
其中，所述第一内腔和所述第二内腔被配置为将所述第一医用气体和所述第二医用气体输送到所述一个或多个混合室，以在输送到所述患者之前混合所述第一医用气体和所述第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在所述呼吸机或所述呼吸机回路中混合。
16.根据权利要求15所述的通风输送接口，其中，所述通风输送接口是选自由一个或多个插管、非再呼吸面罩、部分再呼吸面罩、全面罩、总面罩、鼻插管、鼻面罩和鼻枕组成的组的元件。
17.根据权利要求15所述的通风输送接口，还包括第三内腔，所述第三内腔是触发内腔和监测内腔中的至少一个。
18.一种用根据权利要求17所述的通风输送接口向患者输送加压呼吸并触发氧气源以增加输送给所述患者的FiO2的方法，包括：
用所述触发内腔触发所述第一医用气体和所述第二医用气体的输送；
在输送给所述患者之前，在所述通风输送接口的所述一个或多个混合室中混合所述第一医用气体和所述第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在所述呼吸机或所述呼吸机回路中混合。
19.一种用根据权利要求15所述的通风输送接口向患者输送加压呼吸并触发氧气源以增加输送给所述患者的FiO2的方法，其中，所述呼吸机包括呼吸机内部触发流量传感器，所述方法包括：
用所述呼吸机内部触发流量传感器触发所述第一医用气体和所述第二医用气体的输送；
在输送给所述患者之前，在所述通风输送接口的所述一个或多个混合室中混合所述第一医用气体和所述第二医用气体，并且绕过任何接口泄漏，而不预先在所述呼吸机或所述呼吸机回路中混合。
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