CN1676173A - 用于分析呼吸气体的设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于分析连接于呼吸器的病人的呼吸气体的设备。该设备包括适于接收所述呼吸气体的可卸式装配的聚水器(4)的夹持部件(6)，该设备具有适于将无液体的气体从聚水器(4)引至一个分析仪器(8)的连接部。夹持部件设有一个用于测量无液体的气体中的氧气的氧气测量部件14，该氧气测量部件可卸式安装在所述夹持部件(6)上。本发明也涉及上述氧气测量部件(14)。

Description

用于分析呼吸气体的设备
技术领域
本发明涉及用于分析连接于呼吸器的病人的呼吸气体的设备。这种设备包括一个用于可卸式装配的聚水器的夹持部件，该夹持部件具有一连接部，该连接部将无液体的气体从聚水器通至分析部件。夹持部件设有一个测量呼吸气体中氧气的氧气测量部件，该氧气测量部件可卸式安装在所述夹持部件上。
本发明也涉及上述氧气测量部件。
背景技术
在呼吸监护领域中，例如，在病人麻醉的情形中，往往需要测量和监视大量的病人的气体如二氧化碳、一氧化二氮、氧气和麻醉剂。这往往是通过所谓的横向流动测量分析器完成的，所述横向流动测量分析器将微量的来自病人呼吸循环的试样流引至一相邻的仪器，该仪器包括一个气体分析部件，在该部件中进行实际的气体分析。气体分析原理往往是以下述事实为基础的：许多气体吸收不同的波长的红外能，即，对于有关的物质所吸收的波长是特定的。
但是，氧气难于用这种原理测量，这是由于所述气体在与其它气体相同的红外范围内没有显著的吸收，而且与所述其它气体相比，吸收峰值也相当弱的缘故。仪器往往包括一个单独测量氧气的第二分析部件。该第二分析部件的基础往往是利用氧气的顺磁性的分析原理。但是，这种部件价格高、相当重，而且在分析仪器中占据很大空间，也难于接近。另一缺点在于，不能使用一个部件与产生强磁场的磁共振设备相结合来进行以氧气的顺磁性为基础的测量。
另一个可能性是用燃料电池来测量氧气。现有不同种类的燃料电池，但它们一般包括由电解质分开的阳极和阴极，并且当供应反应物时产生电流。反应物通常是分别在阳极和阴极供应的氢气和氧气，产生的电流与氧气的分压成正比。在这个领域内重要的是燃料电池可靠且快速地测量氧气。例如，一个小孩具有大约每分钟40-60次呼吸的高呼吸频率，这样就需要使燃料电池引起反应的时间低于大约0.5秒。但是，引起反应时间这么低的燃料电池消耗得相当快，大约每6至12个月就需要换一次。
当测量病呼吸气体时的另一个问题在于，湿汽、分泌液、血液、细菌等易伴随着试样，这是不可避免的。如果这些物质进入仪器，存在的潜在危险是仪器就会永久性损坏。
WO 00/45884公开了一种使液体与气体分离的液体分离器，该分离器包括一个聚水器，它可卸式装配在一个夹持部件内，该夹持部件连接于分析仪器。聚水器可有效地防止湿气和其它有害物质进入分析仪器。
但是，本申请的发明人已认识到对分析呼吸气体设备的需要，这种设备应能防止分析仪器被湿气损坏，该设备包括成本低、体积小、重量轻的氧气测量部件，从分析仪器外易于接近并能够与磁共振设备一起使用。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于分析连接于呼吸器的病人的呼吸气体的设备。采用这种设备，可防止湿气损坏分析仪器，呼吸气体中的氧气含量是在一个氧气测量部件中测量的，这种呼吸气体成本低、体积小、重量轻，并且是可卸式装配的，易于从分析仪器外面接近。另外，所述氧气测量部件与磁共振设备一起使用并不敏感。
这些目的是由独立权利要求的前序部分所述且由独立权利要求的特征部分的特征所提供的设备实现的。
优选实施例是在从属权利要求中描述的。
附图说明
现在对照以下附图详述本发明。
图1示意地表示按照本发明的用于分析呼吸气体的设备的一优选
实施例的主气流，
图2示意地表示按照本发明的用于分析呼吸气体的设备的第二优选实施例的主气流，
图3斜向从前面表示在优选实施例中的夹持部件，在该夹持部件前面可卸式装配有氧气测量部件，
图4斜向从前面表示在优选实施例中的夹持部件，在该夹持部件内可卸式装配有氧气测量部件，
图5斜向从前面表示在优选实施例中的夹持部件，可卸式装配的氧气测量部件在内部处于锁紧位置上，
图6从后面表示优选实施例中的夹持部件，以及
图7表示内部带有燃料电池的优选实施例中的夹持部件的水平剖面。
具体实施方式
如图1所示，在优选实施例中气体试样取自一个例如被麻醉的病人(未画出)的呼吸循环。气体试样被引入一聚水器4的连接部2，聚水器可卸式装在一夹持部件6上，夹持部件则连接于一分析仪器8。下文将详述的聚水器4，以及夹持部件6，最好是但又不局限于WO00/45884中描述的那样，聚水器适于捕获并保存气体试样的水份，以及防止细菌和其它不想要的物质进入分析仪器8。无液体的气体试样从聚水器4经由连接于夹持部件6的第一管10被引至一个分析仪器8内的气体分析部件(未画出)，该气体分析部件例如采用红外技术测量无液体的气体试样的气体成份。如上所述，由于很难用红外技术测量氧气，因而无液体的气体试样在完成测量后从气体分析部件经由第二管12返回夹持部件6并送至氧气测量部件14，该氧气测量部件可卸式安装在夹持部件6上。氧气测量部件14将在下文中详述。氧气测量部件14测量无液体的气体试样的氧气含量，并将最好为电信号形式的关于所述含量的信息通过装置16送至分析仪器8。氧气测量部件14也可适于将氧气测量部件14的状态信息最好经由装置16送至分析仪器8。
在氧化测量以后，无液体的气体试样经由第三管18从氧气测量部件14经由夹持部件16被送至分析仪器8内的一个气泵(未画出)，该气泵控制管路系统中气体的流动速率。所述泵使无液体的气体试样从分析仪器8送回病人(未画出)的呼吸循环或送至一个部位(未画出)，在该部位防止对接近仪器8的例如在室外的人员产生负面影响。为了在气体试样被引至分析仪器8之前有效地捕获气体试样的水份，上述泵最好通过第四管20并通过夹持部件6直接连接于聚水器4，以便在聚水器4中形成负压力。在这种情形中，第四管20最好设有一个节流阀(未画出)。
如图3所示，夹持部件6适于将聚水器4容纳在一个凹部22内，并可连接于分析仪器8。夹持部件6象WO00/45884中公开的那样最好设有电接触元件24，26，其适于检测插入夹持部件6内的聚水器4的存在及类型，如分别用于成人和儿童的聚合器。夹持部件6也设有两个连接器28，30，其用于分别连接通至分析仪器8的第一管10和第四管20，以及用于连接于聚水器4的气体通道(未画出)。
夹持部件6还适于将氧气测量部件容纳在聚水器后面，最好容纳在夹持部件6下部的一个第二凹部32内。在凹部32的背部设有槽33，槽33适于接合设在氧气测量部件14上的相应突出装置41，见下面的描述。
夹持部件6设有连接器34和36，以便分别用于连接第二管12和第三管18，这些管源自或通至分析仪器8。
另外，夹持部件6设有适于将关于无液体的气体中氧气含量的信息从氧气测量部件14送至分析仪器8的装置16。该装置在优选实施例中包括在第二凹部32的背部中的电触头38，所述触头通过电缆40连接于分析仪器8。但是，上述装置并不局限于通过电通讯输送关于氧气含量的信息，而所述信息例如也可以通过光纤、无线电波或通过红外线传送。
在优选实施例中，氧气测量部件14是燃料电池。燃料电池在使用中并不局限于上述类型的燃料电池，而也可以是适于测量氧气的任何燃料电池。但是，氧气测量部件14能够可卸式安装在夹持部件6上。因此，氧气测量部件14在优选实施例中设有相应于槽33的突出边缘41，因而当借助扭转运动将氧气测量部件14插入夹持部件6的第二凹部32时，槽33接合上述边缘41，使氧气测量部件14处于锁紧位置。为了易于借助上述扭转运动插入上述第二凹部32，氧气测量部件14设有突出翼部43。为了易于将氧气测量部件14从其锁紧位置卸除，氧气测量部件14设有一个凹口45，在该凹口45中，可以插入一个改锥或类似工具，以便进行反向扭转，将氧气测量部件14从被锁紧位置移开。其后翼部43也便于卸下氧气测量部件14。翼部43和凹口45当然也可以具有不同的结构，只要适于使氧气测量部件14方便地插入夹持部件6及从其卸下即可。
但是，氧气测量部件14的插入及锁紧并不局限于上述优选的插入方法。也有将氧气测量部件14能够可卸地安装在夹持部件6上的方式。例如，氧气测量部件14可设有突出销子(未画出)，所述突出销于相应于第二凹部32背部中的孔。氧气测量部件14和第二凹部也可设有螺纹(未画出)，使氧气测量部件14可拧入第二凹部32，或者，氧气测量部件14例如也可沿其周缘设有适当尺寸的O形圈(未画出)，使氧气测量部件14可被推入第二凹部32并借助摩擦保持在第二凹部内。
氧气测量部件14设有用于接纳及放出来自分析仪器8的无液体的气体的装置，即，一条气体通道，该气体通道相应于夹持部件6中的连接器34和36，并与其连通。在优先实施例中，无液体的气体从分析仪器8通过连接器34输送，并遇到在氧气测量部件14背部中的膜35，通过所述膜35，无液体的气体被送入氧气测量部件14。在测量氧气含量以后，无液体的气体通过所述膜35输送，并通过连接器36送出，返回分析仪器8。采用了这种布置，进入氧气测量部件14的无液体的气体的量被尽量减少，过量的气体(如虚线箭头所示)被送至两侧，其后通过连接器36送出，并返回分析仪器8，另外，设有防止气体泄漏的密封装置37。
氧气测量部件14也设有相应于夹持部件6中适于将关于无液体的气体中氧气含量的信息送至分析仪器8的装置16的装置(未画出)。因此，在氧气测量部件14上的该装置最好也包括电触头，所述电触头将关于氧气含量的信息和/或氧气测量部件14的状态信息从氧气测量部件14送至夹持部件6中的电触头38及送至分析仪器8。
如上所述，聚水器4最好是WO 00/45884中公开的聚水器。如图1所示，聚水器4设有用于从病人接收气体流的连接部2。聚水器4包括一个容器42，该容器收集气体试样中含有的液体，该容器位于一分离室44下面并可卸式安装于该分离室，该分离室包括一条液体通道(未画出)及在所述液体通道上方的一个过滤器，高效地收集细菌和其它不需要的物质。在分离室44上方有一个上部室，该上部室包括一条气体通道(未画出)该气体通道对应于分离室44中的液体通道，并通至两条连接气体通道(未画出)，借助所述连接气体通道，聚水器4可连接于夹持部件6中的连接器28，30。借助这种连接形成从聚水器4送至分析仪器8的主流及通过容器42的副流。另外，夹持部件6设有相应于聚水器45的互锁装置(未画出)的互锁装置，从而使聚水器4能够可卸式安装在夹持部件6上。
不同的气体具有不同的发生时间(rise times)。在管路系统中，面积(area)的每个突然改变、每个弯曲和弯折可引起紊流，因而扩展负面影响所述发生时间的气体波前锋，因此，人们希望在管路系统中以最关键的发生时间尽快地测量气体的含量。在这种情形中，所述气体通常是二氧化碳，因此，二氧化碳及无液体的气体的不包括氧气的其它气体成份的测量首先进行，而气体试样的氧气含量的测量在管路系统的末端进行。
但是，在第二优选实施例中，请参阅图2，可以将来自聚水器4的无液体的气体直接通至氧气测量部件14，最好从连接器28经由一短管通至连接器34。在测量以后，无液体的气体试样经由连接器36和第三管18从氧气测量部件14输送，所述第三管将无液体的气体试样送至分析部件。在其它需要气体成分的测量以后，无液体的气体试样从分析部件送至泵，例如，送出至室外或送至另一地点，如上所述。在该第二优选实施例中，象上面在优选实施例中描述的那样，设有在泵和聚水器4之间的上述第四管20，关于无液体的气体试样中的氧气含量的信息借助上述任一种方式送至分析部件。
本发明显然并不局限于上述实施例，在权利要求书的范围内可以对本发明作若干种可以想到的修改。

Claims (17)

1.一种用于分析连接于呼吸器的病人的呼吸气体的设备，该设备包括一个适于接收所述呼吸气体的可卸式装配的聚水器(4)的夹持部件(6)，该设备具有一个适于将无液体的气体从自聚水器(4)引至一分析仪器(8)的连接部，夹持部件(6)连接于所述分析仪器(8)，其特征在于：所述夹持部件(6)设有一个用于测量无液体的气体中的氧气的氧气测量部件(14)，所述氧气测量部件(14)是一个燃料电池，该燃料电池可卸式安装在所述夹持部件(6)上，并具有一个适于接收无液体的气体的连接部。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述设备包括一个适于将无液体的气体从分析仪器(8)送至燃料电池的连接部。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述设备包括一个适于将无液体的气体从聚水器(4)送至燃料电池的连接部。
4.如权利要求1-3中任一项所述的设备，其特征在于：所述连接部适于经由夹持部件(6)将无液体的气体送至燃料电池。
5.如权利要求1-4中任一项所述的设备，其特征在于：所述设备包括一个适于将无液体的气体送至分析仪器(8)的连接部。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于：所述连接部适于经由夹持部件(6)将无液体的气体送至分析仪器(8)。
7.如权利要求1-6中任一项所述的设备，其特征在于：所述燃料电池设有适于与分析仪器(8)进行信号通讯的装置，所述信号通讯包括关于无液体的气体中的氧气含量的信息和/或关于燃料电池的状态的信息。
8.如权利要求1-7中任一项所述的设备，其特征在于：所述燃料电池设有至少一个触头，夹持部件(6)设有至少一个相应的触头(38)，从而能够进行所述信号通讯。
9.如权利要求1-8中任一项所述的设备，其特征在于：夹持部件(6)具有一个适于容纳聚水器(4)的第一凹部(22)和一个适于在聚水器(4)后容纳燃料电池的第二凹部(32)，因而易于从分析仪器(8)外侧接近所述燃料电池。
10.如权利要求9所述的设备，其特征在于：所述夹持部件(6)设有在第二凹部(32)中的互锁装置，相应于燃料电池上的互锁装置。
11.如权利要求10所述的设备，其特征在于：在夹持部件(6)的第二凹部(32)中的所述互锁装置是至少一条槽(33)，在燃料电池上的所述互锁装置是至少一个突出边缘(41)。
12.一种适于测量氧气的燃料电池，其特征在于：它在如权利要求1-11中任一项所述的设备中可卸式安装在夹持部件(6)上。
13.如权利要求12所述的燃料电池，其特征在于：所述燃料电池具有一个适于接收气体的连接部和/或一个适于放出气体的连接部。
14.如权利要求12-13中任一项所述的燃料电池，其特征在于：所述燃料电池设有适于进行信号通讯的装置。
15.如权利要求12-14中任一项所述的燃料电池，其特征在于：所述燃料电池设有至少一个触头，所述触头相应于在夹持部件(6)中的至少一个触头(38)，这使所述信号通讯能够进行。
16.如权利要求12-15中任一项所述的燃料电池，其特征在于：所述燃料电池设有互锁装置，所述互锁装置相应于夹持部件(6)中的互锁装置。
17.如权利要求16所述的燃料电池，其特征在于：在燃料电池上的互锁装置是至少一个突出边缘(41)，其相应于夹持部件(6)中的至少一条槽(33)。
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