CN113217700B - 具有关断单元的阀设备和运行具有其的呼吸机的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有关断单元的阀设备和运行具有其的呼吸机的方法,其中,阀设备用于流体引导系统。该流体引导系统能够在患者侧的耦联单元与呼吸机之间建立流体连接。关断单元在打开姿态中将患者侧的接口与阀设备的设备侧的接口连接,并且在封闭姿态中封闭该流体连接。锁定单元能够将关断单元锁定在打开姿态和封闭姿态中。然后,如果关断单元处于封闭姿态中并且在患者侧的接口处施加大于预设的压力极限的压力,则关断单元自动地并且克服锁定单元的锁定作用而移动到打开状态中。本发明还涉及一种用于运行具有呼吸机和根据本发明的阀设备的呼吸设备的方法。

Description

具有关断单元的阀设备和运行具有其的呼吸机的方法
技术领域
本发明涉及一种阀设备,该阀设备布置在呼吸机和患者之间的流体连接(例如呼吸循环设施)中,其中,呼吸机对患者进行人工呼吸,并且其中,阀设备在特定的超压情况下自动打开。本发明还涉及一种用于运行包括呼吸机和根据本发明的阀设备的呼吸设备的方法。
背景技术
已知用于医疗应用的具有超压阀的多种阀设备。
在US 2015/0306329 A1中描述了一种限制患者回路中的压力或体积流量的设备。该设备能够与气管导管((气管导管)endotracheal tube 113)连接,并且包括具有适配器109的近端110。超压阀(reliefvalve 205)布置在适配器409、501中,并且节流阀(throttling valve 309)布置在适配器306中。借助于操作元件(阀控制表面(valvecontrol surface)304,凹槽(groove)305,杆(stem)303)能够调节节流阀309,并且由此能够调节通流开口(孔(aperture)301)的横截面积。当患者回路中(更确切地说:在中空主体213中)的压力超过极限,则超压阀205克服约束机构208的力而打开。
DE 699 11 704 T2示出了一种呼吸机,其能够在“人工呼吸”运行模式下或在“呼吸支持”运行模式下运行。在“人工呼吸”运行模式下,呼吸气体从气源25经由连接23进入到将呼吸气体引导至患者的管4中。通向管4的管线12被阻塞。在“呼吸支持”运行模式下,线路12打开,连接23被阻塞。借助于阀29控制向管线12中的呼吸气体的供应。限制器30限制所供应的呼吸气体的体积流量和/或压力。
在DE 102 40 992 B4中描述了一种用于呼吸机的超压阀1。可移动的阀盘6位于呼吸气体管线的阀座上。如果超压阀1在运行类型“手动呼吸”中运行,则超压能够克服预先设定的关闭力来打开超压阀1。借助于手轮2能够改变阀盘6的预先设定的关闭力。
DE 20 2007 019 350 U1和WO 2008/028228 A1示出一种换气装置,其在患者在CPAP治疗期间佩戴呼吸面罩并且人工呼吸期间降低呼气压力。该换气装置布置在管式管线处,该管式管线将呼吸面罩与流发生器连接。在一个设计方案中,换气装置包括需气阀,该需气阀在患者吸气或向其输送呼吸空气时打开,并且在患者呼气时关闭。在面罩处压力过大的情况下,面罩处的超压阀打开。在一个设计方案中,需气阀具有活门,该活门在打开和关闭姿态均被锁定。当呼气压力降到预设的极限以下时,解除活门在关闭姿态的锁定,并且打开活门。
在后续公开的文献DE 10 2018 008 495 A1中,描述了一种呼吸软管设备10,其将患者与呼吸设备110连接。在呼吸软管设备10中布置有限压元件30。该限压元件30能够在流动位置31与阻挡位置32之间来回移动。
发明内容
本发明所基于的目的是:提供一种用于呼吸机的阀设备以及一种用于运行包括呼吸机和阀设备的呼吸设备,其中,阀设备和方法在不同情况下提供比已知的阀设备更高的运行安全性。
该目的通过本发明的特征的阀设备以及通过本发明的特征的方法来实现。在各个实施例中给出了有利的设计方案。
根据本发明的阀设备设计用于:在流体引导系统中、特别是在具有软管和/或硬管(管(Tuben))的系统中使用。该流体引导系统能够在患者侧的耦联单元与呼吸机之间建立流体连接,其中,流体能够通过流体连接沿两个方向流动。
麻醉仪器是呼吸机的特例。流体引导单元能够在两个点之间引导流体,并且无需流体本身移动,就在很大程度上防止流体在两个点之间流出。患者侧的耦联单元能够与患者连接,使得当患者与患者侧的耦联单元连接时,能够在呼吸机与患者之间建立流体连接。
根据本发明的阀设备包括患者侧的接口和设备侧的接口。借助于合适的流体引导单元,能够在阀设备的设备侧的接口与呼吸机之间建立流体连接。借助于另一合适的流体引导单元,能够在阀设备的患者侧的接口与呼吸机需要进行人工呼吸的患者的患者侧的耦联单元之间建立流体连接。根据本发明的阀设备也能够布置在患者侧的耦联单元与呼吸机之间的唯一的流体引导单元中,其中,阀设备的两个接口被集成到该流体引导单元中。
根据本发明的阀设备的关断单元能够在至少一个打开姿态与封闭姿态之间来回移动,可选地,在多个可能的打开姿态中的每个和封闭姿态之间来回移动。如果关断单元处于该或一打开姿态中,则在阀设备的两个接口之间建立或能够建立流体连通。当关断单元处于封闭姿态中时,中断该流体连通或(与该或每个打开姿态相比)至少限制该流体连通。
锁定单元能够转变为打开锁定状态和封闭锁定状态。在打开锁定状态下,锁定单元将关断单元锁定在该或一个打开姿态。在封闭锁定状态中,锁定单元将关断单元锁定在封闭姿态。因此,为了将关断单元从一姿态移动到该其他姿态或一个其他姿态中,必须克服锁定单元的反作用于移动的锁定作用,例如反作用的锁定力。或者,锁定单元的锁定体必须从锁定位置移动到释放位置中,在该释放位置中,锁定体不再锁定封闭单元。
如果关断单元处于封闭姿态,并且如果在患者侧的接口处还施加超过预设的压力极限的压力,则阀设备自动将关断单元移至该或一个打开姿态中,更确切地说克服锁定单元的锁定作用。
本发明还涉及一种用于运行呼吸设备的方法。该呼吸设备包括能够使患者呼吸的呼吸机以及至少一个根据本发明的阀设备。患者与患者侧的耦联单元连接。呼吸机能够被设计为麻醉仪器。至少暂时在呼吸机与该或一个阀设备的设备侧的接口之间建立流体连接。至少暂时地,在患者侧的耦联单元和该阀设备的患者侧的接口之间建立另一流体连接。
该方法包括以下步骤:
-呼吸机至少暂时地对患者进行人工呼吸。为了人工呼吸使用两个所建立的流体连接。
-在人工呼吸期间,关断单元处于该或一个打开姿态中。流体流经过阀设备。流体流至少从呼吸机流动至患者侧的耦联单元。可选地,在关断单元处于打开姿态中时,流体流交替地从呼吸机流动至患者侧的耦联单元,或者相反地,从患者侧的耦联单元流动至呼吸机。
-在人工呼吸期间,锁定单元将关断单元锁定在打开姿态中。
-然后,结束或至少中断人工呼吸。
-关断单元移至封闭姿态。
-锁定装置将关断单元锁定在封闭姿态。
-当关断单元处于封闭姿态中并且在患者侧的接口处施加超过预设的压力极限的压力时,阀设备才使关断单元自动地且克服锁定单元的锁定作用移动到该或一个打开姿态。
下面描述在许多情况下会出现的本发明的可能的优点。
根据本发明,关断单元能够在至少一个打开姿态与封闭姿态之间来回移动。在该打开姿态或每个打开姿态中,关断单元能够实现:使流体能够流过阀设备,并且能够在患者侧的耦联单元与呼吸机之间建立或能够建立流体连接。在封闭姿态中,与每个打开姿态相比,关断单元中断该流体连接或至少降低了通过流体引导系统的流动速率。因此,在该或至少一个打开姿态中,关断单元因此实现人工呼吸。在封闭姿态中,关断单元优选地将患者侧的耦联单元与呼吸机以及与环境分离。
在许多情况下,需要不时地暂时断开患者侧的耦联单元与呼吸机之间的流体连接,例如因为需要运送患者、必须清洁或维护呼吸机或流体引导系统、或者因为必须补充或更新运行构件。患者侧的耦联单元(例如呼吸气管或导管或面罩)与患者连接,并且在与呼吸机分离后,通常应保持与患者连接。如果将患者从第一呼吸机转移到第二呼吸机,则也必须断开流体连接,例如因为第一呼吸机是转移呼吸机,该转移呼吸机使患者在救护车辆的车内处呼吸和/或在担架上呼吸,将进行人工呼吸的患者转移至医院并且随后第二呼吸机使患者在医院中呼吸。在该情况下,患者也应当保持与患者侧的耦联单元连接。
当关断单元处于封闭姿态中时,分离患者与呼吸机之间的流体连接,且不应由此在患者和环境之间建立流体连接。患者与环境的这种流体连接在许多情况下是不期望的,特别是因为在患者肺中的剩余气压(正呼气末正压,PEEP)此时变得过低并且肺可能萎陷。而随后通常需要几小时才将肺再次置于功能正常状态。肺的“膨胀”强制性地将剪切力施加到肺泡((肺泡)
Figure BDA0002908086140000061
)上,这使肺泡磨损。处于封闭锁定状态的锁定单元降低了关断单元打开并由此不期望地建立流体连接的风险。
由于关断单元,无需例如通过如下方式来手动地分离并随后封闭流体连接,例如通过人为拔下软管并且插入塞子。关断单元能够设计成,使得封闭姿态下的关断单元至少在没有对患者进行人工呼吸的时间段期间基本上完全地中断流体连接。该时间段通常仅为数分钟。与用于中断患者与呼吸机之间的流体连接的其他可行处理方式相比,关断单元移动到封闭姿态中的步骤通常需要更少的时间,并且减小了出现肺到环境的不期望的流体连接的风险。
根据本发明,锁定单元将关断单元锁定,更确切地说不管是在该或每个可行的打开姿态中或多个可行的打开姿态中的至少一个打开姿态下还是在封闭姿态中都进行锁定。因此,锁定单元为关断单元提供双稳态锁定。这种双稳态锁定减少了关断单元意外打开或意外关闭的风险,这种风险在没有适当锁定的情况下例如会由于振动、冲击或接触或用户的不正确操作而发生。在不期望打开的情况下,如刚刚描述的那样,会出现患者的肺与环境之间不期望的流体连接。在不期望关闭的情况下,能够发生无法为患者供应足够的空气的情况。因为在压力大于压力极限时才打开关断单元,所以锁定单元防止:当患者仅轻微呼气或咳嗽且患者侧的接口处的压力保持小于压力极限时,关断单元被不期望地打开。
此外,阀设备能够设计成,使得锁定的关断单元保持在封闭姿态,而无论设备侧的接口处的压力有多大,并且不自行打开,而是仅在解锁之后才打开。该设计方案减小了关断单元被不期望地打开的风险。在流体连接中断并且关断单元打开的情况下,患者的肺可能由此处于与环境的流体连接,这如所述那样是不期望的。在建立了流体连接并不期望地打开关断单元的情况下,患者能够遭受到设备侧的接口侧的高压或非为人工呼吸所设置的流体的作用。阀设备能够设计成,使得关断单元仅在患者侧的接口处存在高压时才自动打开,否则将被锁定,并且只有在手动干预后才解锁且然后才能移动。该设计方案提高了在建立与呼吸机的流体连接时和在与呼吸机的流体连接故障的情况下的运行安全性。
另外,在许多情况下,阀设备的相对简单的机械结构是可行的。根据本发明的阀设备引起:以期望的方式且运行安全地打开或关闭流体连接,并且同时提供自动作用的超压机构。
根据本发明,阀设备能够自动地将关断单元从封闭姿态移动到该或一个打开姿态中,更确切地说克服锁定单元的锁定作用,更确切地说即当在患者侧的接口处施加的压力大于压力极限时。该特征降低了患者遭受健康损害的风险,特别是在以下情况:将患者与患者侧的耦联单元连接,并建立或暂时中断与呼吸机的流体连接。关断单元处于封闭姿态中,并且因此患者的肺与呼吸机不处于流体连接,并且也不与环境处于流体连通。可行的是:在这种情况下,患者咳嗽或者以其他方式剧烈呼气。如果在这种情况下将关断单元保持在封闭姿态中,则患者侧会形成高压和/或高和/或快速的压力上升,更确切地说通常是突然地形成压力上升。在关断单元关闭的情况下,所产生的高的压力/压力上升无法足够快地下降并且作用于肺。该作用会导致肺损伤、如气压伤。根据本发明,关断单元在这种情况下自动打开,并且由于咳嗽或剧烈呼气而产生的压力能够穿过阀设备逸出到环境中。因此,出现刚刚描述的肺损伤的风险显著降低。
当在患者侧的接口处施加大于压力极限的压力时,阀设备自动响应,并将关断单元自动移至打开姿态中。可行的、但是由于本发明而不必需的是:患者本人或其他人例如在患者咳嗽时手动打开关断单元。当患者因为其被部分镇静并且其他人没有注意到咳嗽而无法打开关断单元时,也减小肺损伤的风险。
根据本发明,当在患者侧的接口处施加大于压力极限的压力时,阀设备打开关断单元。该压力极限能够通过阀设备的结构来确定。压力极限能够例如通过锁定单元的相应设计来预设成,使得一方面当在关断单元关闭时患者足够强地咳嗽或者以不同方式足够强地呼气并且由此产生大于压力极限的压力时,压力极限小于所施加的压力。在关断单元关闭时,存在肺损伤的风险。阀设备自动响应并自动移动关断单元,即,患者本人或另一个人不必监视患者并在需要时移动关断单元。降低了因在剧烈咳嗽之后剧烈的压力/压力上升损坏患者肺的风险。另一方面,压力极限足够高,以使得在发生冲击、振动、接触、不期望的错误操作或仅患者轻微咳嗽或呼气时,关断单元保持在封闭姿态中进而防止不期望的打开。由于关断单元在压力低于压力极限时保持在封闭姿态中,则降低了由于振动或轻微咳嗽而使肺中的剩余压力(PEEP)变得过低的风险。
在许多情况下,触发事件、即在患者侧的接口处的大于压力极限的压力能够以简单的方式直接用于:自动地移动关断单元,特别是借助于简单的机械设计方案来自动地移动关断单元。可行的、但是由于本发明而不必需的是:自动检测患者咳嗽,例如通过相应的气动或电气或光学或声学传感器来自动检测。由于根据本发明的阀设备,防止在咳嗽时的不期望的剧烈的压力上升,更确切地说尤其自动地防止,而不必人快速做出反应。
本发明能够实现:在患者侧的接口处的压力大于压力极限甚至是对于如下的触发事件:即关断单元克服锁定作用而移动到打开姿态中。然而可行但不必需的是:仅施加在患者侧的接口处的压力就克服锁定单元的锁定作用。在许多情况下,该压力仅由自主呼吸的患者施加,并且因此受到限制。可行的是:根据本发明的阀设备的附加机构克服锁定作用。由此,锁定单元能够施加更大的锁定力(更高的压力极限),这提高了运行安全性,并且因此自主呼吸的患者会引起:例如通过咳嗽来自动地打开关断单元。
根据本发明,关断单元被锁定在两个姿态中。另外,当关断单元处于封闭姿态中并且施加在患者侧的接口处的压力大于压力极限时,阀设备克服锁定单元的锁定作用。特别地,这些特征使根据本发明的阀设备与具有常规超压阀的装置区别开,超压阀典型地在超压时克服复位力打开并且在压力较小时再次关闭。超压阀也例如在振动或冲击或接触时会不期望地响应并且不锁定在任何姿态中。此外,根据本发明的阀设备能够设计成,使得其尽管在患者侧的接口处的压力足够高时自动地打开关断单元,但是无论设备侧的接口处的压力有多大,关断单元都不会自动移动。通常,在压力足够大的情况下,无论从哪一侧施加该超压,在流体连接处的常规的超压阀都打开。
本发明避免设置常规的超压阀以减小肺损伤风险的必要性。因为根据本发明的阀设备提供了保护免于不期望的超压的影响的机构,所以能够省去空间上与关断单元分开的超压阀,这节约了结构空间和重量。尤其不需要将超压阀安置在患者侧的耦联单元处。本发明也能够与常规的超压阀组合使用。
根据本发明,当患者侧的接口处施加大于压力极限的压力时,阀设备克服锁定力打开关断单元。该特征尤其使根据本发明的阀设备与例如从DE 20 2007 019 350 U1已知的装置不同,该装置能够在人工呼吸期间使用并且其中当空气流向患者侧的耦联单元时,关断单元打开,并且当空气流动远离患者侧的耦联单元时,关断单元关闭。在DE 20 2007019 350 U1中描述的关断单元在患者侧的接口处压力低的情况下打开,并且在较高压力时再次关闭,并且能够在人工呼吸期间使用,但在患者侧的耦联单元与呼吸机之间的流体连接中断时,并不会防止患者的肺与环境之间的不期望的流体连接。相反,根据本发明的阀设备在患者侧的接口处的压力足够大的情况下打开关断单元,并且因此能够在患者侧的耦联单元与呼吸机之间的流体连接已经建立时以及中断或结束时使用。
阀设备优选地包括流体引导单元,该流体引导单元将两个接口以流体引导的方式彼此连接,并且该流体引导单元优选地被集成到患者侧的耦联单元与呼吸机之间的流体引导系统中。处于封闭姿态中的关断单元完全或至少部分地关闭该流体引导单元。该设计方案能够实现:阀设备的两个接口在空间上彼此分开且与关断单元分开地布置。能够实现两个接口彼此独立地分别匹配于适用的标准。
根据本发明,当在患者侧的接口处施加大于压力极限的压力时,关断单元自动从封闭姿态转移到该或一个打开姿态中。在一个优选的设计方案中,自动地引发该事件,即锁定单元从现在起将移动的关断单元锁定在该打开姿态中。由此防止了:关断单元在打开之后无意地再次关闭,这在通常的复位元件或通常的过压阀中会发生。再次关闭的关断单元会导致作用于患者的肺上的过高的压力。如果关断单元未锁定在该或一个打开姿态中,则其能够再次到达封闭姿态中并且随后阻止患者咳嗽后再次尝试吸气。此外,通过该锁定防止:较长时间咳嗽的患者引起关断单元在两个位置之间振荡,这通常同样是不期望的,这特别是由于机械磨损和/或可能产生噪音。
优选地,即使在施加在一起侧的接口处的压力大于压力极限的情况下,关断单元也保持在封闭姿态。由此降低了过大的压力作用于患者的风险,特别是在建立了流体连接的情况下。
锁定单元优选地包括机械或气动的弹簧和/或锁定体。特别地,借助于该设计方案,锁定单元能够被设计成,使得其在很大程度上独立于重力方向相对于阀设备起作用。因此,该作用是特别有利的,因为阀设备能够相对于患者、相对于呼吸机和相对于重力布置在几乎任何位置中,并且处于打开姿态中的关断单元尤其能够处于患者与呼吸机之间的流体连接上方、下方或旁边。如果根据本发明的阀设备的定向在使用过程中改变,则这不显著损害锁定作用。
在一个设计方案中,施加在患者侧的接口处的并且通常由患者产生的压力例如借助于止回阀将关断单元克服锁定作用直接转移到该或一个打开姿态中,该止回阀由于施加的压力而移动并且,当所施加的压力高压压力极限时,将关断单元转移到打开姿态。在压力等于或大于压力极限的情况下,因此克服或抵消了锁定作用。
相反,锁定单元的如下设计方案是可行的:当施加在患者侧的接口处的压力尽管大于或等于压力极限但小于更大的另一压力极限时,又或者在施加于患者侧的接口处的任意压力的情况下,锁定单元在封闭锁定位置中也将关断单元锁定。于是,在许多情况下,锁定作用大且足够稳固,以防止关断单元不期望的打开。在一个优选的设计方案中,阀设备包括超压机构。当关断单元处于封闭姿态中并且然后施加在患者侧的接口处的压力大于压力极限时,该超压机构响应,并且在这种情况下,关断单元克服锁定作用转移到打开姿态中。超压机构避免以下可能缺点,该缺点在由患者产生的压力必须直接克服锁定作用来移动关断单元时产生:在这种没有超压机构的直接耦联的情况下,在许多情况下,患者要么在剧烈咳嗽时因为压力极限过高处于危险之中,要么因为压力极限过低,锁定单元不施加足够的锁定作用。
处于封闭锁定状态中的锁定单元将关断单元保持在锁定位置中。如果在这种情况下患者侧的接口处的压力大于压力极限,则可选的超压机构优选自动响应。超压机构克服锁定单元的锁定作用。由于超压机构,一方面能够将压力极限选择得低至使得患者的咳嗽或其他剧烈呼气触发超压机构并且该超压机构自动打开关断单元。另一方面,能够将压力极限设计得高至并且尤其将锁定单元设计成,使得即使在正常的振动和冲击下,锁定作用也将关断单元保持在封闭位置中。超压机构实际上增强了始于施加在患者侧的接口处的压力的力。在一个设计方案中,施加在患者侧的接口处的压力激活超压机构。
只要患者侧的接口处的压力小于压力极限或关断单元处于打开姿态中,则超压机构优选对关断单元没有影响。特别地,超压机构与设备侧的接口处的压力有多高无关。如果关断单元处于封闭姿态中,则在许多情况下会不期望的是:设备侧的接口上的足够高的压力打开关断单元,并且然后该压力作用于患者。另外,优选地,当关断单元处于打开姿态中时,超压机构对关断单元没有影响。因此,超压机构不损害呼吸机对患者进行人工呼吸的过程。
在一个设计方案中,超压机构包括至少一个弹簧,该弹簧优选地通过关断单元的移动被预紧在封闭姿态中,并且保持在预紧的状态中。在患者侧的接口处的压力大于压力极限的情况下,自动地撤除对预紧的弹簧的锁定或其他的阻挡,并且松弛的弹簧克服锁定作用将关断单元移动到该或一个打开姿态中。该设计方案实现简单的且优选纯机械的超压机构。该弹簧能够是压缩弹簧或拉伸弹簧,并且能够机械地或气动地工作。能够设置多个并行的弹簧。
在一个设计方案中,关断单元能够仅克服锁定单元的锁定作用移动。在另一设计方案中,锁定单元能够从至少一个锁定状态、优选地从每个锁定状态转变为可选的释放状态,并且在释放状态下,与两个锁定状态相比,不施加或至少仅施加较小的锁定作用。可行的是:被锁定的关断单元仅能借助大的力来移动,使得存在由于该移动不期望地中断流体连接的风险。为了移动关断单元,在该设计方案中必须首先将锁定单元转移到释放状态中。
优选地,能够借助于操作单元将关断单元从该或至少一个打开姿态带到封闭姿态,并且再次从封闭姿态带回到打开姿态,即关断单元能够被手动操纵。操作单元能够直接布置在阀设备处,或者能够在空间上与阀设备远离,并且能够例如经由无线电波与用于关断单元的执行机构处于连接。该特征能够实现:快速地使通过阀设备的流体连接分开并且再次建立。不必将患者侧的流体引导单元与呼吸机分开并且在分开之后用特殊的活门或甚至用手来封闭以禁止患者和环境之间的不期望的流体连接。以该方式封闭通常是不卫生的和/或不安全地和/或不充分地和/或不足够快地禁止不期望的流体连接。
可行的是:阀设备在压力大于压力极限时自动地将关断单元移动到打开姿态中,并且附加地,还将锁定单元转变为可选的释放状态中。然后关断单元不再被锁定。还可行的是:在预设的时间段到期之后,关断单元再次自动地转移到封闭姿态。
相反,在一个优选的设计方案中,当在患者侧的接口处的压力大于压力极限时,阀设备使得关断单元移动到该或一个打开姿态,并且锁定单元也被转变为打开锁定状态。由此,关断单元被锁定在打开姿态。在一个实施方式中,可选的超压机构能够执行该附加步骤。阀设备还有施加在患者侧的接口处的压力和/或可选地超压机构因此附加地引起:关断单元被锁定在打开姿态。由此防止关断单元被意外或不期望地再次关闭,例如由于振动或冲击或接触而关闭。为了将关断单元再次置于封闭姿态,则需要操纵操作单元。
在一个设计方案中,阀设备包括可手动操纵的安全元件,例如按钮或可移动的盘。当安全元件处于静止位置中时,其将锁定单元保持在打开锁定状态。安全元件优选地在相同的静止位置中或在另一静止位置中将锁定单元保持在封闭锁定状态。在用户操纵安全元件并由此将其从静止状态移出之后,锁定单元被转变为可选的释放状态,并且不再锁定关断单元,而是将关断单元释放。因此,安全元件降低了关断单元不期望地解锁并因此不期望地移动的风险。
该设计方案能够与上述操作单元组合,并且避免了必须克服锁定单元的锁定作用来使操作单元移动的必要性。与没有释放状态且没有安全元件的设计方案相比,在锁定状态中,锁定单元能够施加更大的锁定力,这进一步降低了锁定单元不期望地移动的风险。另一方面,与没有安全元件的实施方式相比,当安全元件处于释放状态中时,需要更小的力来手动地打开或关闭关断单元。优选地,复位元件将安全元件保持在静止位置中,并且力图将安全元件从释放位置再移回到静止位置中。
在一个设计方案中,阀设备附加地包括超压阀。如果在设备侧的接口处施加了大于超压极限的压力,则该超压阀打开,优选克服复位元件的力打开。该超压阀优选位于关断单元(当其处于封闭姿态中时)与阀设备的设备侧的端部(例如在设备侧的接口中)之间。尤其当在关断单元关闭的情况下呼吸机实施呼吸冲程时,超压阀才打开。防止了关断单元不期望地打开并且危害患者。此外,降低了呼吸机或流体引导系统被损坏的风险。
根据本发明,当在患者侧的接口处施加大于压力极限的压力时,关断单元克服锁定单元的锁定作用而从封闭姿态转变为该或一个打开姿态。在一个设计方案中,该压力极限固定地通过阀设备的结构被预设。
在另一设计方案中,阀设备还包括用于改变压力极限的调节单元。借助于该可选的调节单元,用户能够手动地改变压力极限,从而特别地使阀设备匹配于患者。该调节单元例如能够改变锁定单元的锁定作用,或者也能够改变上述可选的超压机构的激活的元件。例如,锁定单元包括机械或气动弹簧,该弹簧施加锁定作用或将锁定单元的锁定体保持在锁定位置中。借助于调节单元,能够改变该弹簧的机械张力或气动特性。
可行的是:可选的调节单元实现在预设的范围内连续改变压力极限。在一个优选的设计方案中,当压力极限被设置为多个可行的值之一时,调节单元锁定,并且只能以一定的力作用来进一步移动。该优选的设计方案防止将压力极限不期望地设定于过高或过低的值,这当调节单元不期望地移动或者以其他方式被不期望地操纵而在没有锁定的情况下会发生。
在一个设计方案中,锁定单元能够将关断单元锁定在恰好一个封闭姿态和恰好一个打开姿态中。这两个姿态优选是关断单元的两个可行的端部位置,并且特别优选地也是操作单元的两个端部位置。在另一设计方案中,锁定单元能够额外将关断单元锁定在封闭姿态与打开姿态之间的至少一个中间姿态中。在该中间姿态中,两个接口之间的流体连通也是可行的,但流动速率比在完全打开的打开姿态中更低。该设计方案能够实现:当患者侧的接口处的压力大于压力极限时,根据该压力有多大,关断单元被选择性地转变为该或一个中间姿态中或打开姿态。关断单元在中间姿态下也被锁定并且不会被不期望地移动。在中间姿态也能够从患者侧的接口起降低压力。
根据本发明,当患者侧的接口处的压力大于预设的压力极限时,关断单元自动地从封闭姿态移动到该或一个打开姿态。在一个设计方案中,可选的操作单元如此与关断单元连接来产生以下效果:操作单元指示出关断单元当前处于何种位置中。手动引起的操作单元的操纵使关断单元移动。相反,由于施加在患者侧接口处的压力而自动引起的关断单元移动使操作单元移动。例如,当关断单元处于该封闭姿态或最大可行的封闭姿态中时,操作单元的纵轴线垂直于流体通过阀设备的流体方向,或者在关断单元处于打开姿态中时操作单元的纵轴线平行于该流动方向。该设计方案以特别直观的方式指出:关断单元是处于封闭姿态还是处于打开姿态。
在一个设计方案中,关断单元由于施加在患者侧接口处的压力而移动到打开姿态中的事件触发以下步骤:自动产生警报并以可由人类感知的方式输出警报。例如,事件传感器自动探测到施加在患者侧接口处的压力大于压力极限的事件,这触发警报。特别地,如果患者咳嗽或用力呼气并且由此引起关断单元打开,就通过警报告知人。与直接患者咳嗽相比,通常能够更容易地探测到施加在患者侧接口处的大于压力极限的压力。在一个设计方案中,该警报器有线或无线地例如通过无线电波传输数给在空间上远离的接收器,并且由该接收器输出或者在单独的输出单元上输出。
在一个设计方案中,在阀设备与呼吸机之间的流体连接中布置有过滤器,尤其是用于病毒、微生物和/或液滴的过滤器。该过滤器防止病毒和微生物通过流体连接进入呼吸机。阀设备能够实现:关闭关断单元并将其锁定在封闭姿态中,更换过滤器并且然后再次打开关断单元并将其锁定在打开姿态中。在这种情况下,当果在患者侧接口处施加大于压力极限的压力(例如由于患者咳嗽)时,则自动地打开关断单元。
具有过滤器的设计方案能够与刚刚描述的产生并输出警报的设计方案组合。该警报能够是对于人员检查过滤器的诱因。因此可行的是:过滤器由于咳嗽而堵塞并且必须被更换。
在一个设计方案中,阀设备还包括压力传感器。该压力传感器测量当前施加在患者侧接口处的压力。压力传感器至少在关断单元处于封闭姿态中时测量所施加的压力。例如,压力传感器测量从患者侧接口的方向起作用于处于封闭姿态中的关断单元上的力的大小。关断单元和压力传感器一起能够实现:短暂地封闭关断单元并且在关断单元封闭时测量始于患者的且施加在患者侧的接口处的压力。测量到的压力是对于患者自身呼吸能力的大小。在该应用中也确保关断单元在需要时(例如当患者咳嗽时)被自动地打开。
优选地,在患者侧接口处施加和测量的压力以可由人类察觉的形式输出和/或例如有线地或无线地传输给在空间上远离的接收器。优选地,呼吸机处或阀设备处的显示单元指示测量到的压力。该设计方案简化了:也从远距离监控人工呼吸的患者的当前状态。
根据本发明,关断单元能够从打开姿态移动到封闭姿态,在该封闭姿态下,关断单元中断或至少限制流体连接。设备侧接口与流体引导单元连接或能够与其连接。例如,该流体引导单元将阀设备与呼吸机连接。在一个设计方案中,该连接与关断单元机械连接,更确切地说使得实现如下作用:关断单元移动到封闭姿态中的步骤自动地脱开设备侧接口与流体引导单元之间的连接。例如,打开卡扣固持件或弹簧固持件。
本发明还涉及一种流体引导装置,其包括根据本发明的阀设备和流体引导单元。阀设备的设备侧的接口与流体引导单元可拆卸地连接并且至少暂时地与流体引导单元处于流体连接。优选地,当关断单元移动到封闭装置中时,流体引导单元与阀设备脱开,特别优选地如前段描述的那样。
在一个优选的应用中,流体引导单元将阀设备与呼吸机连接。具有自动拆卸连接的该设计方案确保了在关断单元闭锁的情况下在呼吸机与患者之间不建立流体连接,这通常是不期望的。将患者与呼吸机分开的过程仅需要唯一可手动实施的操作,即将关断单元移动到封闭位置中。该操作将阀设备与流体引导单元分开并且确保阻断患者肺和环境之间的不期望的流体连接。
本发明还涉及一种呼吸设备,其包括呼吸机和至少一个流体引导单元,在一个设计方案中为多个流体引导单元。该或每个流体引导单元至少暂时地与呼吸机处于流体连接。根据本发明的阀设备分别与每个流体引导单元相关联。每个流体引导单元能够与相关联的阀设备分离。该或每个阀设备还优选与患者侧的耦联单元处于流体连接。因此,阀设备提供分离部位,在该分离部位处能够将患者侧的耦联单元与呼吸机分离。在此,实现上述优点。
附图说明
下面根据实施例描述本发明。在此示出:
图1示意性地示出包括呼吸机、软管系统和根据本发明的阀设备的设备;
图2示意地示出处于打开姿态中的阀设备;
图3示意地示出处于封闭姿态中的阀设备;
图4示出具有处于锁定位置中的锁定体的纯机械设计的超压机构;
图5示出图4的具有处于释放位置中的锁定体的超压机构;
图6示出用于操作元件的可驱控的机构的超压机构,其中,操作元件处于封闭位置中;
图7示出图6的具有处于打开位置中的操作元件的超压机构;
图8示出具有处于打开姿态中的关断单元的阀设备的一个设计方案的立体图;
图9从另一侧示出图8的设计方案;
图10从图8的观察方向示出具有处于封闭姿态中的关断单元的设计方案;
图11从图9的观察方向示出具有处于封闭姿态中的关断单元的设计方案;
图12示出贯穿图8至图11的设计方案的具有处于打开姿态中的关断单元的横截面图;
图13示出贯穿图8至图11的设计方案的具有处于封闭姿态中的关断单元的横截面图。
具体实施方式
在实施例中,本发明使用在用于对患者进行人工呼吸的流体连接中,可选地使用在呼吸循环中。患者与患者侧的耦联单元(例如呼吸导管或呼吸面罩)连接。患者侧的耦联单元借助于软管系统与呼吸机连接。患者由呼吸机借助于流体连接来人工呼吸。
有时需要在患者的治疗期间中断患者侧的耦联单元和呼吸机之间的流体连接,并将患者侧的耦联单元进而将患者从呼吸机分开,例如因为必须在呼吸机处执行清洁或维护,或者必须补充或更换生产资料、特别是过滤器元件,或者因为将患者从一个呼吸机转移至另一呼吸机。因此,患者暂时与人工呼吸脱耦。通常,将患者从人工呼吸脱耦的时间段少于3分钟。在该分离期间,患者也保持与患者侧的耦联单元连接。
存在的危险是,在该脱耦之后,患者侧的耦联单元进而患者的肺与周围大气不期望地处于流体连通的状态。这会导致患者肺中的剩余气压((呼气末正压)end-expiratorypressure,PEEP)下降。在某些患者中,这会导致肺萎陷或出现肺膨胀不全。根据本发明的阀设备降低了该风险,并且在许多情况下,将肺中的残余气压(PEEP)保持足够长时间。
图1示意性地示出呼吸设备2,该呼吸设备至少暂时对患者P进行人工呼吸并且包括如下组成部分:
-具有可选的接收单元19的呼吸机17,
-可选的呼吸空气过滤器20,
-设备侧的呼吸空气软管21,
-根据本发明的阀设备1,其具有可打开和关闭的关断单元7,
-患者侧的呼吸空气软管18,
-患者侧的耦联单元26的位于患者身体中的部件,例如,气管内导管或气管切开导管或导管,
-在呼吸空气软管18的患者侧的端部处的嘴口件27,
-在设备侧的呼吸空气软管21中的接口单元28,该接口单元能够将体内仪器(例如导管或内窥镜)引入流体连接中,和
-抵抗设备侧的呼吸空气软管21中的细菌和病毒的过滤器29。
在该实施例中,患者侧的耦联单元包括位于身体中的部件26和嘴口件27。患者侧的耦联单元还包括呼吸面罩。
患者侧的呼吸空气软管18在患者侧的耦联单元26、27与阀设备1之间建立流体连接,设备侧的呼吸空气软管21在呼吸机17与阀设备1之间建立了流体连接。两个呼吸空气软管18和21属于该实施例的流体引导系统。因为在一个设计方案中麻醉剂(Narkosemittel)也能够通过流体连接流动,所以阀设备1的组成部分由不受麻醉剂侵蚀的材料制成。
阀设备1的设备侧的接口4与设备侧的呼吸空气软管21可拆卸地连接。呼吸空气软管21能够优选地被推动经过能够是圆锥形的设备侧的接口4。设备侧的接口4优选地包括螺旋封闭件或卡扣封闭件,并且设备侧的呼吸空气软管21在患者侧的端部处具有相应的配合件。设备侧的呼吸空气软管21优选包括:两个平行的用于吸气(Inspiration)和呼气(Exspiration)的软管,这两根软管都与呼吸机17连接;单独的软管,该软管与设备侧的接口4连接;以及T形件或Y形件,其将平行的软管与该单独的软管连接。该设计方案在图1中未示出。
阀设备1的患者侧的接口3与患者侧的呼吸空气软管18可拆卸地或固定地连接。在阀设备1打开时,患者P呼出的空气沿流动方向F流动通过患者侧的呼吸空气软管18、阀设备1和设备侧的呼吸空气软管21至呼吸机17。患者侧的呼吸空气软管18优选地能够推入到患者侧的接口3。呼吸机17的呼吸冲程引起:空气逆着该流动方向F从呼吸机17流向嘴口件27,并且继续流动到部件26中。还可行的是:患者侧的耦联单元26、27也能够直接与患者侧的接口3连接,并且不需要患者侧的呼吸空气软管18。在这种情况下,也在阀设备1与患者侧的耦联单元26、27之间建立流体连接。
由于阀设备1而可行的是:在分离部位处分离患者侧的呼吸空气管18与呼吸机17之间的流体连接,而在分离之后在患者侧呼吸空气管18与环境之间不出现流体连通。在该实施例中,该分离部位位于阀设备1的两个接口3与4之间,使得在分离之后,患者侧的呼吸空气软管18与设备侧的呼吸空气软管21分离。阀设备1降低了患者P的肺萎陷的风险。只要阀设备1封闭患者侧的呼吸空气软管18,就能够将患者P与呼吸机17分离,而不出现与环境的不期望的流体连通。可行的是:在分离之后,清洁或维护呼吸机17,并且此后将患者P再次与呼吸机17连接。还可行的是:将患者P转移到另一设备,并且然后将设备侧的接口4与该另一仪器的其他的流体引导单元或呼吸空气软管连接。
下文进一步阐述接收单元19。
图2和图3示意性地示出该实施例的阀设备1。管形的、并且优选刚性的流体引导单元6以流体密封的方式并且优选抗扭地将患者侧的接口3与设备侧的接口4连接。可手动操纵的阀5布置在两个接口3与4之间,并且包括可在打开姿态与封闭姿态之间来回移动的关断单元7和用于关断单元7的操作单元12。在打开姿态(图2)中,关断单元7能够实现:流体流过流体引导单元6,并且然后优选地不影响流体流过阀设备1。只要呼吸机17对患者P进行人工呼吸,关断单元7通常就处于打开姿态中。在封闭姿态(图3)中,关断单元7防止流体引导经过流体引导单元6,或者与打开姿态相比,至少减小经过流体引导单元6的体积流量。
关断单元7优选地包括刚性的面状的活门、弹性膜片、弹簧和/或球或其他合适的闭锁元件。
借助于阀5的操作单元12,用户能够手动地将关断单元7从一个姿态移动到另一姿态。操作单元12优选地与关断单元7机械地连接,并且能够在打开位置与封闭位置之间来回移动。在该实施例中,操作单元12与关断单元7固定地连接,并且两个元件7和12不能彼此相对移动。优选地,操作单元12锁入到每个端部位置(打开位置和封闭位置)中,更确切地说对于用户是可感觉到的(“触觉反馈”),并且优选地也是可听见的(“声学反馈”)。由于该设计方案,用户注意到:操作单元12实际上处于端部位置中。
操作单元12还能够被设计为远程操作装置,该远程操作装置例如借助于线缆或通过无线电波与用于关断单元7的执行机构连接。用户能够远程使用远程操作装置12,以便打开和关闭关断单元7。
如果将操作单元12从该或一个打开位置移动到封闭位置中,则操作单元12的该移动引起:将关断单元7从该打开姿态或从相对应的打开姿态转变为封闭姿态。相应的情况适用于沿相反方向的移动。
在一个设计方案中,未示出的可选的复位元件(例如弹簧)致力于:将操作单元12移动到打开位置中并且保持在打开位置中。操作单元12能够克服复位元件的复位力从打开位置移动到封闭位置中。该设计方案降低了闭锁元件7不期望地转移到封闭位置中的风险。
在一个设计方案中,关断单元7或操作单元12与设备侧的接口4机械地耦联。一旦关断单元7转移到封闭位置,则设备侧的呼吸空气软管21就自动从设备侧的接口3脱开并且能够被拔下。例如,打开设备侧的接口4的卡扣固持件。操作单元12移动到封闭位置中优选引起:设备侧的呼吸空气软管21自动断开。该设计方案降低了如下风险:即呼吸机17在阀15关闭时实施呼吸冲程,并且该呼吸冲程导致封闭的设备侧的呼吸空气软管21中的压力急剧上升。这种不期望的情况会导致呼吸机17和/或呼吸空气软管21处的损坏。
在下文中描述了一设计方案,其中,关断单元7能够移动到刚好一个打开位置中,并且被锁定在该打开位置中。因此,使用术语“打开姿态”。关断单元7的不同的打开姿态也是可行的。
在图2和图3中仅示意性示出的锁定单元10在打开锁定状态下将关断单元7保持在打开姿态中。在封闭锁定状态下,锁定单元10将锁定单元7保持在锁定姿态。因此,锁定单元10引起关断单元7的双稳状态:关断单元7锁定在打开位置和封闭位置,于是与未锁定状态相比能够不移动或仅借助相对大的力移动。因此,锁定单元10防止被锁定的关断单元7被不期望地移动。这既适用于处于打开位置的关断单元7,也适用于处于封闭位置的关断单元7。特别地,锁定单元10防止:关断单元7因患者轻微咳嗽,由于振动、冲击或触摸或机械接触而不期望地从一个位置移动到另一位置或移动到中间位置或者因此被不期望地打开。
在一个设计方案中,锁定单元10直接与关断单元7连接。在另一设计方案中,锁定单元10与操作单元12机械地连接。处于封闭锁定状态中的锁定单元10将操作单元12保持在封闭位置。处于打开锁定状态中的锁定单元10将操作单元12保持在打开位置。以这种方式锁定的操作单元12将关断单元保持在封闭位置或打开位置。
在一个设计方案中,锁定单元10包括卡锁单元,该卡锁单元例如具有卡锁凸耳或其他的卡锁凸起和卡锁容纳部。操作单元12在其到达端部位置时、即到达封闭位置或打开位置时,以可被感觉到或可被听到的方式卡锁,并且随后锁定。这为用户指示:达到端部位置。在下文描述可行的视觉显示。
锁定单元10也能够优选地被置于释放状态。当锁定单元10处于释放状态中,则关断单元7和操作单元12都没有被锁定,操作单元12能够被操纵,并且锁定单元7能够从一个位置被置于另一位置,而不必克服锁定作用。在一个设计方案中,锁定单元10包括操作元件,例如下文描述的安全元件13。为了将锁定单元10从锁定状态转移到释放状态中,用户必须事先操纵该操作元件13。
在该实施例中,关断单元7和操作单元12可共同地在两个端部位置之间移动90°。锁定单元10优选地设计成,使得其产生极限角(“倾角”):只要关断单元7的当前位置和打开位置之间的角度小于该极限角,则锁定单元10致力于将关断单元7移动到打开位置并且保持在该打开位置,因此处于打开锁定姿态。如果该角度大于极限角,则锁定单元10致力于将关断单元7置于封闭位置并保持在该封闭姿态,即处于封闭锁定状态。
同样仅示意性示出的安全元件13在静止位置中将锁定单元10保持在打开锁定状态中。弹簧或其他合适的复位元件施加复位力,该复位力将安全元件13保持在该静止位置中。用户能够克服复位力来操纵安全元件13。在安全元件13被操纵之后,锁定单元10处于释放状态中或能够被转移到释放状态中。该设计方案进一步降低了关断单元7意外地或无意地或独自地从打开姿态移动到封闭姿态中的危险。为了将关断单元7移动到封闭姿态中,用户必须首先克服复位力将安全元件13从静止位置移出,并且然后操纵操作单元12。
在关断单元7被锁定在封闭姿态期间,患者P可能更大的力地咳嗽或以其他方式用力地呼气。该情况导致封闭的患者侧的接口3处的压力上升。如果该压力不快速下降,则患者P可能经受肺的严重的健康损伤,尤其是气压伤。另外,尽管患者P能够无危险地与环境流体连通,关断单元7由于故障或疏忽而会保留在封闭姿态。
为了减少对患者P的这些危险,在一个设计方案中,阀设备1包括可选的超压机构8,该超压机构同样在图2和图3中仅示意性地示出。该超压机构8如下工作:
当关断单元7处于封闭姿态中时,锁定单元10处于封闭锁定状态中,并且将关断单元7保持在封闭姿态中。当在这种情况下在患者侧的接口3处施加的压力大于预设的压力限制时,则该随后激活的超压机构8将关断单元7自动地转移到打开姿态中。在此,超压机构8克服了锁定作用,例如锁定单元10在封闭锁定状态中施加的复位力或锁定位置,其中,该锁定作用致力于将件关断单元7保持在封闭姿态。
优选地,在患者侧的接口3和/或超压机构8处的压力引起的移动引起:将锁定单元10转变为打开锁定状态,并且现在将关断单元7保持在打开姿态。该优选的设计方案防止:在患者P咳嗽期间,关断单元7在封闭姿态与至少一个中间姿态之间来回振荡。更确切地说,关断单元7锁定在打开姿态,使得患者P能够不受干扰地咳嗽和吸气,而不构成不期望的压力。
在一个设计方案中,超压机构8直接作用于关断单元7上。相反,在一个优选的设计方案中,超压机构8作用于操作单元12上。当关断单元7处于封闭姿态时,则操作单元12处于封闭位置。激活的超压机构8自动地将操作单元12移动到打开位置。操作单元12与关断单元7之间的机械连接引起:使得所引起的操作单元12的移动传递到关断单元7上,并且关断单元7克服锁定单元10的锁定作用而移动到打开姿态。
当患者侧的接口3处的压力小于压力极限,则超压机构8对关断单元7或锁定单元10不产生影响。特别地,即使施加在设备侧的接口4处的压力大于压力极限,超压机构8将锁定单元10保留在封闭锁定状态。
如刚刚所说明的那样,阀设备1并且尤其是可选的超压机构8根据预设的压力极限工作。优选地,预设的压力极限处于50mm Hg至70mm Hg之间,特别优选是60mm Hg。许多呼吸机和其他医疗仪器都与在60mm Hg中打开的阀相匹配。压力极限明显大于在肺中应维持的剩余气压(PEEP),并且该剩余气压在成年人中处于4mm Hg与10mm Hg之间。用户能够借助可选的调节单元11手动地改变该压力极限。调节单元11包括例如手轮以及显示构件,例如刻度尺,其显示当前设定的压力极限。
在一个设计方案中,调节单元11能够实现在一定范围内连续地改变压力极限。在一个优选的设计方案中,借助于调节单元仅能够设定有限多的不同的值,优选以10mm Hg的步长,尤其优选设定为四个值40mm Hg、50mm Hg、60mm Hg、70mm Hg之一。调节单元11优选锁定在每个设定中并且将压力极限保持在设定的值。由此,防止了调节单元11被无意地移动并且由此无意地改变压力极限。
可选地,阀设备1除了超压机构8之外还包括超压阀22,该超压阀例如布置在设备侧的接口4中。如果在患者P与呼吸机17之间的流体连接中出现大于预设的超压极限的压力,则该超压阀22暂时打开并将压力释放到环境中,优选直到该压力再次小于超压极限。该超压极限优选地大于关断单元7的压力极限。例如,尽管关断单元7处于封闭位置但呼吸机17被激活并且开始人工呼吸时,或者在导致流体连接阻塞的机械故障的情况下,会形成这种超压。
可选的超压阀22尤其防止:呼吸机17在人工通气时使患者P遭受过大的压力。此外,当呼吸机17在阀5关闭的情况下执行呼吸冲程时,或者当患者P在人工呼吸期间(即在关断单元7处于打开位置期间)咳嗽或者以其他方式强力呼吸时,则该超压阀22降低超压。优选地,能够设定该超压阀22的超压极限。优选地,超压阀22包括复位元件,该复位元件致力于:将超压阀22带入封闭位置中并将其保持在该封闭姿态中。在一个设计方案中,当施加大于超压极限的压力时,超压阀22克服复位元件的力打开,并且当施加的压力降低小于较小的另一超压极限时,超压阀再次关闭。优选地,不管压力施加在哪一侧,超压阀22在压力大于超压极限时打开。
可选地,阀设备1还包括压力传感器15和发送单元16。至少在关断单元7关闭时,压力传感器15测量施加在患者侧的接口3处的压力。例如,压力传感器15测量从患者侧的接口3起施加到封闭姿态中的关断单元7上的力的大小。当关断单元7处于该或一个打开姿态中时,压力传感器15优选地不测量压力。因此,阀设备1在许多情况下能够实现:以特别简单的方式实现压力传感器。
压力传感器15的测量值被传输给发送单元16。发送单元16将其已经从压力传感器15接收的测量值传输给至少一个空间上远离的接收器,更确切地说优选通过无线电波无线地传输。当设备侧的呼吸空气软管21与阀设备1分开,则也能够传输压力测量值。还可行的是:测量值被有线地传输。
在图1中,示例性地示出在呼吸机17处的接收单元19,该接收单元接收无线传输的压力测量值。该压力测量值例如在未示出的显示单元上显示。该或一个空间上远离的接收器例如也能够是移动设备,例如智能电话、振动手环或固定式显示单元的接收器。
代替压力传感器15或者除了压力传感器15之外,还能够设有事件传感器,该事件传感器自动探测在患者侧接口3处的压力已经超过预设的压力极限的事件。如果探测到该事件,则会触发警报。作为对该警报的反应,例如人观察患者P或检查过滤器29。
如上所述,当在患者侧的接口3处的压力大于压力极限时,可选的超压机构8将关断单元7从封闭姿态转移到打开姿态中。在一个设计方案中,该压力极限的大小被确定为:使得仅施加在患者侧接口3处的压力不足以克服锁定单元10的锁定作用,并且不足以克服该锁定作用来移动关断单元7或操作单元12。因此,超压机构8优选地包括执行机构。该执行机构能够克服锁定作用将关断单元7转移到打开姿态中。当施加的压力大于压力极限时,执行机构被激活。
图4和图5示意性地示出超压机构8的示例性的纯机械的设计方案。如已经提到的那样,操作单元12从封闭位置到打开位置的移动引起:关断单元7从封闭姿态移动到打开姿态。操作单元12与关断单元7机械地连接,更确切地说优选使得操作单元12不能相对于关断单元7移动。例如,操作单元12能够围绕转动轴线25移动。
在所示实例中,执行机构具有压缩弹簧14的形式,其在图4中处于张紧状态并且在图5中处于松弛状态。操作单元12在图4中处于封闭位置,在图5中处于打开位置。当操作单元12从打开位置转动到封闭位置中并且由此关断单元7转移到封闭姿态中时,压缩弹簧14被预紧。压缩弹簧14从张紧状态到松弛状态的该移动使操作单元12克服锁定单元10的锁定作用从封闭位置移动到打开位置。操作单元12的该移动引起:关断单元7从封闭姿态移动到打开姿态。
示意性示出的锁定体23在锁定位置将压缩弹簧14保持在张紧状态中。当操作单元12转动到封闭位置并且由此压缩弹簧14张紧时,则锁定体14锁定。在张紧状态中,压缩弹簧14不作用于操作元件12上。在释放位置中,锁定体23释放压缩弹簧14,这引起压缩弹簧14突然松弛,并且由此使操作单元12围绕转动轴线DA转动,并且由此移动到打开位置。触发构件(例如止回阀24)能够将锁定体23从锁定位置移动到释放位置。触发构件24设计成,使得其当施加在患者侧接口3处的压力达到或超过压力极限时,然后该触发构件将锁定体23移动到释放位置。触发元件24和/或压缩弹簧14优选地不在患者侧的接口3中。
在另一设计方案中,执行机构以电或气动或液压的方式设计成并且能够从外部或由触发元件24驱控。图6和图7示意性地示出相应的实施方式。当患者侧接口3处的压力大于压力极限时,触发构件24产生信号。该信号传输给控制设备31。控制设备31驱控执行机构30,执行机构在当前情况下为双重作用的活塞-缸单元。受驱控的执行机构30使操作元件12围绕转动轴线DA从封闭位置(图6)转动到打开姿态(图7)中。
在另一实施方式中,在关断单元7关闭时,控制设备31接收压力传感器15测量并传输的压力测量值。当测得的压力大于压力极限时,该控制设备31驱控执行机构30。受驱控的电或气动或液压的执行机构30将操作单元12从封闭位置移动到打开位置,或者直接将关断单元7从封闭姿态移动到打开姿态中。具有机械的超压机构(图4和图5)和具有可驱控的执行机构(图6和图7)的设计方案能够组合,例如以创建冗余。
图8至图13从不同的观察方向示出了阀设备1的示例性的设计方案,其中,省略了超压机构8。图8、图9和图12示出了处于打开位置中的操作单元12进而示出了处于打开姿态的关断单元7,而图10、图11和图13示出了处于封闭位置的操作单元12进而示出了处于封闭姿态的关断单元7。
操作单元12沿着纵轴线LA延伸并且能够围绕转动轴线DA沿两个方向转动,更确切地说在两个端部位置之间转动90°。操作单元12的位置在视觉上指出:关断单元7是处于打开姿态还是处于封闭姿态。当关断单元7处于打开姿态中,则操作单元12的纵轴线LA平行于流体引导单元6的纵轴线,如这在图8和图9中所示。如果关断单元7处于封闭姿态中,则操作单元12的纵轴线LA垂直于该纵轴线LA,如这在图10和图10中所示。由于该设计方案,操作单元12以直观的方式指出:关断单元7当前处于哪个姿态中。该设计方案是纯机械的并且不需要附加的显示单元。更确切地说,操作单元12本身用作显示单元。优选地,操作单元12还具有与阀设备1的其余部分不同的颜色,例如为深红色。可行的是:操作单元12的表面设有磷光或荧光材料,以便在黑暗中或光线差的情况下也能够良好地识别出操作单元12的位置。
在该设计方案中,关断单元7包括机械地与操作单元12连接的面状的元件,例如,具有两个平行的圆形端面或一个平的和一个凸形的端面或两个平行且向外弯曲的端面的盘。在封闭姿态中,该面状元件封闭流体引导单元6。在打开姿态中,该面状元件释放流体引导单元6。面状元件的侧表面优选地匹配于流体引导单元6的内壁,使得当关断单元7处于封闭姿态中时,在面状元件与流体引导单元6之间仅出现小的间隙。该设计方案节省了单独的密封元件。
在具有凸形的端面的设计方案中,关断单元7的面状元件能够设计成,使得关断单元7在打开姿态中与两个接口3和4的外轮廓齐平一致。在具有两个平行且向外弯曲的端面的设计方案中,面状元件能够设计成,使得关断单元7在打开姿态中与流体引导单元6的内壁齐平一致。
锁定单元10包括机械的连接元件25和弹簧9。连接元件25将操作单元12与弹簧9机械地连接。弹簧9在一侧上与连接元件25连接,并且另一侧上支撑在管形的流体引导单元6上。弹簧9将操作单元12保持在打开位置和封闭位置中。锁定单元10经由机械连接元件25作用在关断单元7上进而作用在操作单元12上。
图12和图13示出阀设备1的横截面图。流体的流动方向F垂直于图12和图13的绘图平面。
关断单元7的外轮廓优选地匹配于优选管形的流体引导单元6的内轮廓。在该设计方案中,关断单元7在封闭姿态中完全封闭流体引导单元6。在一个设计方案中,将密封元件(例如橡胶环或O形环)安置在流体引导单元6的内壁处和/或关断单元7的外壁处。该密封元件优选地由不被麻醉剂侵蚀的材料制成。在另一设计方案中,仅关断单元7优选形状配合地封闭流体引导单元6,并且节省了单独的密封元件。该设计方案避免将密封元件固定在流体引导单元6或关断单元7处的必要性。
流体引导单元6和关断单元7均优选由硬合成材料制成,可选地由透明合成材料制成。由于该设计方案,部件6和7能够例如通过注塑方法被快速制造并且在需要时快速清洁。
关断单元7优选地布置成,使得关断单元7在打开姿态中完全位于流体引导单元6的外部。在该设计方案中,流体引导单元6的整个横截面可供用于流体的流动。排除或至少减小了如下风险:即在打开的关断单元7处出现湍流。这种湍流会导致流体的剧烈变化的流动,并且这又能够导致体积流量传感器提供不可靠的结果,并且因此患者P的自主呼吸的测量会更差。
另外,打开的关断单元7不妨碍体内仪器(例如导管或内窥镜或其他设备)在接口单元28处引入到设备侧的呼吸空气软管21中,并且穿过阀设备1进入患者侧的呼吸空气软管18朝患者P被引导。
如在附图中可见,关断单元7通过转动90°的转动运动在封闭姿态和打开姿态之间来回移动。这是两个端部位置,该实施例的关断单元7能够被带入这两个端部位置中。锁定单元10能够将关断单元7锁定在这两个端部位置中。在未示出的替代方案中,锁定单元10也能够将操作单元12附加地锁定在中间位置中,进而也将关断单元7锁定在中间姿态中。在该中间位置中,在操作单元12的纵轴线与流体引导单元6的纵轴线之间出现0°至90°、优选地30°至60°、特别优选地等于45°的角度。
在该中间姿态中流体穿过流体引导单元6的流也是可行的。在一个设计方案中,在患者侧的接口3处的大于压力极限的压力引起:根据压力有多大,关断单元7从封闭姿态移动到中间姿态中或者移动到图12中示出的打开姿态中。因为关断单元7也被锁定在中间姿态中,所以防止了其被不期望地再次移动到封闭姿态中。
关断单元7同时起安全元件13和用于锁定单元10的操作元件的作用。只要锁定单元10处于锁定状态中,操作单元12就仅克服锁定作用、在此克服大的弹簧力来移动。通过用户操纵安全元件13,用户将锁定单元10转移到未示出的释放状态中。在该释放状态中,弹簧9施加较小的力,并且操作单元12能够转动90°。该设计方案尤其减小了关断单元7被不期望地转移到封闭姿态中的风险,并且减小了为移动操作单元12所需的力耗费。
附图标记列表
1 阀设备,其包括关断单元7、操作单元12、锁定单元10、超压机构8和两个接口3和4
2 呼吸设备,其包括呼吸机17、阀设备1、呼吸空气软管21和18以及呼吸空气过滤器20
3 患者侧的接口,其属于阀设备1,该患者侧的接口与患者侧的呼吸空气软管18连接
4 设备侧的接口,其属于阀设备1,该设备侧的接口与设备侧的呼吸空气软管21可拆卸地连接
5 阀,其包括关断单元7和操作单元12
6 管形的流体引导单元,其属于阀设备1,该流体引导单元将接口3和4彼此连接
7 关断单元,其能够在封闭姿态封闭流体引导单元6
8 超压机构,当在患者侧的接口3处的压力大于压力极限时,超压机构将关断单元7转移到打开姿态中
9 弹簧,其属于锁定单元10
10 锁定单元,其包括弹簧9和连接元件25,其在打开锁定状态将关断单元7保持在打开姿态,并且在封闭锁定状态将关断单元7保持在封闭姿态
11 调节单元,其能够实现改变该锁定单元10或超压机构8的压力极限
12 操作单元,其用于操纵锁定单元10,该操作单元能够在打开位置与封闭位置之间移动,经由连接元件25与弹簧9连接
13 安全元件,其在静止位置将锁定单元10保持在打开锁定状态
14 压缩弹簧形式的执行机构,该执行机构能够将锁定单元10转移到释放状态或打开锁定状态中
15 压力传感器,其在关断单元7关闭时测量施加在患者侧的接口3处的压力
16 发送单元,其将压力传感器15的测量值传输给接收单元19
17 呼吸机,其经由呼吸空气软管21与阀设备1连接
18 患者侧的呼吸空气软管,其与患者侧的接口3连接
19 接收设备,其在呼吸机17处
20 呼吸空气过滤器,其在呼吸空气软管21和呼吸机17之间
21 设备侧的呼吸空气软管,其能拆卸地与设备侧的接口4连接
22 超压阀,其在设备侧的接口4中
23 锁定体,其在锁定位置中将压缩弹簧14保持在张紧位置,该锁定体由止回阀24连接
24 止回阀,其能够将锁定体23从锁定位置转移到释放位置
25 机械连接元件,其在弹簧9和操作单元12之间
26 患者侧的耦联单元的布置在患者P的身体中的部分
27 嘴口件,其与部分26连接,该嘴口件属于患者侧的耦联单元
28 用于导管或内窥镜的耦联单元,其布置在设备侧的呼吸空气软管21中
29 针对病毒或细菌的过滤器,其布置在设备侧的呼吸空气软管21中
30 执行机构,其用于围绕转动轴线DA转动操作单元12
31 控制设备,其从止回阀24接收信号并且驱控执行机构30
DA 操作单元12的转动轴线
F 流动方向,呼吸空气沿该流动方向从患者P穿过阀设备1流动至呼吸机17
LA 操作单元12的纵轴线
P 患者,其与患者侧的呼吸空气软管18连接,患者由呼吸机17进行人工呼吸。

Claims (14)

1.一种用于流体引导系统(18、21)的阀设备(1),所述流体引导系统在患者侧的耦联单元(26、27)与呼吸机(17)之间建立或能够建立流体连接,其中,所述阀设备(1)包括:关断单元(7);锁定单元(10);患者侧的接口(3)和设备侧的接口(4),
其中,所述关断单元(7)能够在至少一个打开姿态与封闭姿态之间来回移动,
其中,当所述关断单元(7)处于所述打开姿态或一个打开姿态时,在所述阀设备(1)的所述患者侧的接口(3)与设备侧的接口(4)之间建立流体连通,并且当所述关断单元(7)处于所述封闭姿态时,中断或至少限制所述流体连通,
其中,所述锁定单元(10)在打开锁定状态中将所述关断单元(7)锁定在所述打开姿态或一个打开姿态,并且所述锁定单元在封闭锁定状态中将所述关断单元(7)锁定在所述封闭姿态,其中,所述阀设备(1)还包括操作单元(12),并且所述锁定单元包括弹簧(9)和将所述操作单元与所述弹簧连接的连接元件(25),其中所述锁定单元经由所述连接元件作用在所述关断单元上进而作用在所述操作单元上,并且
其中,所述阀设备(1)设计用于:当所述关断单元(7)处于所述封闭姿态中并且在所述患者侧的接口(3)处还施加有大于预设的压力极限的压力时,将所述关断单元(7)自动地并且克服所述锁定单元(10)的锁定作用移动到所述打开姿态或一个打开姿态。
2.根据权利要求1所述的阀设备(1),其特征在于,所述阀设备(1)设计成,由于大于所述压力极限的所施加的压力引起的所述关断单元(7)到所述打开姿态或一个打开姿态的自动移动使得:所述锁定单元(10)转变为打开锁定状态,并且所述关断单元(7)锁定在所述打开姿态。
3.根据权利要求1或2所述的阀设备(1),其特征在于,所述阀设备(1)包括超压机构(8),所述超压机构设计用于,当所述关断单元(7)处于所述封闭姿态并且在所述患者侧的接口(3)处还施加大于预设的压力极限的压力时,使所述关断单元(7)自动地克服所述锁定单元(10)的锁定作用移动到所述打开姿态或一个打开姿态。
4.根据权利要求3所述的阀设备(1),其特征在于,所述操作单元与所述关断单元(7)机械连接,并且
设计用于将所述关断单元(7)在所述打开姿态或一个打开姿态与所述封闭姿态之间来回移动,
其中,所述超压机构(8)与所述操作单元(12)机械连接,
其中,所述超压机构(8)设计用于:
当所述关断单元(7)处于所述封闭姿态并且在所述患者侧的接口(3)处还施加大于所述压力极限的压力时,使所述操作单元(12)克服所述锁定单元(10)的锁定作用移动,
其中,所引起的所述操作单元(12)的移动将所述关断单元(7)移动到所述打开姿态或一个打开姿态。
5.根据权利要求3所述的阀设备(1),其特征在于,所述超压机构(8)包括触发构件(24)和执行机构(30),
其中,所述执行机构(14、30)能够被激活并且所述执行机构设计用于,在激活时使所述关断单元(7)克服所述锁定单元(10)的锁定作用移动到所述打开姿态或一个打开姿态,并且
其中,所述触发构件(24)设计用于,当所述关断单元(7)处于所述封闭姿态并且在所述患者侧的接口(3)处还施加大于预设的所述压力极限的压力时,激活所述执行机构(14、30)。
6.根据权利要求1或2所述的阀设备(1),其特征在于,所述操作单元
与所述关断单元(7)连接,并且
在对应于所述关断单元(7)的所述打开姿态或一个打开姿态的打开位置与对应于所述关断单元(7)的封闭姿态的封闭位置之间能够来回移动,
其中,所述操作单元(12)从一个位置到另一位置的移动引起所述关断单元(7)到分别相对应的姿态的移动,并且
其中,所述关断单元(7)从封闭姿态到打开姿态的移动,引起所述操作单元(12)到打开位置的移动。
7.根据权利要求1或2所述的阀设备(1),其特征在于,
所述锁定单元(10)在释放状态下释放所述关断单元(7)的移动,并且
所述阀设备(1)包括能手动操纵的安全元件(13),
所述安全元件在静止位置中将所述锁定单元(10)保持在所述打开锁定状态,
其中,所述安全元件(13)的操纵使得所述锁定单元(10)转变为所述释放状态。
8.根据权利要求1或2所述的阀设备(1),其特征在于,所述阀设备(1)设计用于:
作为对于所述关断单元(7)由于大于所述压力极限的所施加的压力而自动地移动到所述打开姿态或一个打开姿态的响应,产生警报,并且所述阀设备输出产生的所述警报或将所述警报传输给空间上远离的接收器(19)。
9.根据权利要求1或2所述的阀设备(1),其特征在于,所述阀设备(1)包括压力传感器(15),所述压力传感器设计用于:至少当所述关断单元(7)处于所述封闭姿态时,测量施加在所述患者侧的接口(3)处的压力。
10.根据权利要求9所述的阀设备(1),其特征在于,所述阀设备(1)包括发送单元(16),所述发送单元设计用于,从所述压力传感器(15)接收测量值并且将接收到的所述测量值传输给空间上远离的接收器(19)。
11.根据权利要求1或2所述的阀设备(1),其特征在于,所述设备侧的接口(4)与流体引导单元(21)可拆卸地连接,或者所述设备侧的接口能够与所述流体引导单元可拆卸地连接,
其中,所述关断单元(7)和/或操作单元(12)与所述设备侧的接口(4)机械耦联,使得所述关断单元(7)移动到所述封闭姿态引起所述流体引导单元(21)自动地与所述设备侧的接口(4)分离。
12.一种流体引导装置(1、21),包括:根据权利要求11所述的阀设备(1)和流体引导单元(21),
其中,所述阀设备(1)的所述设备侧的接口(4)与所述流体引导单元(21)可拆卸地连接或能够与所述流体引导单元可拆卸地连接,并且
所述阀设备的所述设备侧的接口至少暂时与所述流体引导单元(21)处于流体连接。
13.一种呼吸设备(2),包括:
呼吸机(17);
至少一个流体引导单元(21);和
用于每个流体引导单元(21)的相应一个根据权利要求1至11中任一项所述的阀设备(1),
其中,所述流体引导单元或每个流体引导单元(21)
与该阀设备或相应阀设备(1)可拆卸地连接,并且
至少暂时与所述呼吸机(17)处于流体连接。
14.一种根据权利要求1至11中任一项所述的阀设备(1)的或根据权利要求12所述的流体引导装置(1、21)的应用,用于选择性地在患者侧的耦联单元(26、27)与呼吸机(17)之间实现或中断流体连接。
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