专利名称：制备呼吸气混合物的方法和实施该方法的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及医学和医学工程器械；它可以应用在借助呼吸气混合物治疗的大量疾病中，包括意外情况下引起的感染。
先有技术在先有技术中，一种公知的生产用于间歇性常压缺氧的气体混合物的方法，包括在压缩机中压缩空气达0.3到1.5MPa，随后使经压缩后的空气通过一由中空纤维制成的聚合物膜来减少空气中的氧气，然后将该最终混合物通过流量计，增湿器，带有呼吸阀的罩以及一种使该方法生效的装置输入患者体内，所述装置包含呼吸袋、带有呼吸阀的罩(制备的气体混合物通过管道输入罩内)、压缩机、聚合物膜、增湿器、流量计和气体分析仪(RU 2,004,261，A2 1994，IPC A61M16/00)。
与本发明最相近的制备呼吸气混合物的方法是，使经管线输入的压缩空气混合，然后对所述气体混合物通入呼吸罩的流量加以控制，并且采用可实现该方法装置，所述装置包括生产气体混合物的装置以及压缩空气供应源，后者与气体混合物成分调整器和流量计、呼吸袋、带有吸入阀和呼出阀的呼吸罩、氧气分析仪以及控制单元(SU1,793,934，A2，1993，A61M 16/00)相连接。
然而，上述公知方法、设备及装置在医疗实践中的应用领域有限，原因是它们都用常压空气(氮气-氧气)混合物作为呼吸混合物，故治疗效果不佳。
发明内容
本发明的首要目标是，通过调节吸入气体混合物的组成并降低含该混合物的气体的消耗，以扩大治疗的范围并增强治疗的效果。
上述目标是由制备呼吸气混合物的方法来实现的，该方法包括以3到120 1/min的循环体积流率加入该混合物并除去其中的二氧化碳、水分及有害的微量杂质；在吸入时气体混合物的温度控制在-10到+130℃间；在所述呼吸罩中尚通入二元或多组分的组成及含量不同的气体混合物，该气体混合物包含氧气和至少下述气体中的一种(每种气体在混合物中的最大组成为95％)氦、和/或氩、和/或氖、和/或氪、和/或氙、和/或氡、和/或氮、和/或一氧化氮、和/或六氟化硫，或是它们的混合物；呼吸气混合物可含药学试剂；吸入空气中二氧化碳的含量可用呼出的二氧化碳，调整在0.0001到5％的范围；吸入阻力可通过加压方式降低；二氧化碳的吸附状况可通过增加穿过吸附剂床层的气体混合物的流量进行改善，并且，吸入气体混合物中二氧化碳的含量可通过将呼出流分成两股来进行调整，其中一股穿过吸附剂床层，而另一股则绕过床层。
上述目标也可由制备呼吸气混合物的设备来实现，该设备包括生产气体混合物的装置，该装置以许多容器的形式出现，容器盛装压缩氧气和至少下述气体中的一种氦、和/或氩、和/或氖、和/或氪、和/或氙、和/或氡、和/或氮、和/或一氧化氮、和/或六氟化硫，或是它们的混合物，这些容器经带有截止阀的管线与呼吸袋连接且至少压缩氧气容器配备由控制单元远距离控制的阀；该设备配备有由呼吸袋、气流导入器、温度控制器以及至少一个吸收剂过滤器(用于患者呼出到设备中的二氧化碳、水分和有害微杂质的处理)构成的循环回路，所用这些都通过管道进行中间连接；该循环回路与氧气分析仪连通及附设有二氧化碳分析仪和温度计，后两者与该氧气分析仪一起组成一与电控制单元电连接的测量单元，并且，呼吸罩通过带阀的管道连接到该循环回路；吸入器可设于吸入阀与呼吸罩间并连接在向呼吸罩通入气体混合物的管线上，所述的吸入器用来送入药剂或水分；可附设带截止阀的附加管线以用于将部分富二氧化碳气流直接通入呼吸罩，而绕过二氧化碳吸收剂过滤器；呼出管线可配备气流切换装置以使设备可在开环下操作；吸附剂可进行再生并由热再生器供给；此设备还可包含净化微生物气体的装置，该装置割接在气体混合物呼出管线上；循环回路可包含止回阀以防止气流的倒流；该设备还可含有某种装置，以判断患者对呼吸的基础代谢，并且，呼吸袋配备可调整压力设定值的安全释放阀。
此处所述的生产呼吸气混合物的方法宜采用相当昂贵的气体，尤其是氦，但因采用上述设备进行连续循环再生预定混合物，故可经济、有效地最大限度降低所用气体的损失。
实际应用本发明的技术效果体现在，所用气体的特性使其较空气的治疗效果更高，通入气体的循环流动及再生也使采用所述气体混合物变得经济、有效，并且，采用本发明后，对气体混合物的温度加以控制且吸入时提供药剂，效果更为显著。
再者，由于氦的过高导热性，故在呼吸混合物中施用多种气体有利于向过冷病患者提供了医学帮助。另一方面，应用例如一氧化氮的气体也利于使受伤的患者减少病痛，以及在外科手术中采用如麻醉设备之类的设备。
附图
简述本发明所述示意在附图中，示出了一制备呼吸混合物的设备的功能图，用此设备实施此处提出的方法。
实施本发明的最佳方法此设备包含一制备气体混合物的装置，该装置包括盛压缩氧气(O2)并配有控制阀2的容器1，以及至少一个带控制阀4的容器3，后者中盛有如下气体之一氦(He)、一氧化氮(NO)、六氟化硫(SF6)及其它气体(即，Rn，Xe，Kr，Ar，Ne，N2)，或是前列的混合物。容器1和3通过管道6与呼吸袋5连接。盛O2的容器1带有与控制单元8连接的控制阀7。该设备还含有气流导入器9、温度控制器10以及用于患者呼出到设备中二氧化碳、水分和有害微杂质处理的吸收剂过滤器11和12，该两吸收剂过滤器互相连接并通过管道连到呼吸袋上，如此构成一封闭的循环回路，该循环回路还含氧气分析仪14和二氧化碳气体分析仪15，及温度计16，所有这些组成了一个经电连到控制单元8的用于测量气体混合物参数的测量单元。呼吸罩19沿管道20并通过吸入阀17和呼出阀18连接到循环回路。与控制单元8相连的吸入器21可在吸入阀17和呼吸罩19之间割接到管道20上用于输入药剂和水分。二氧化碳吸收剂过滤器11可配备与控制单元8相连的控制阀23的旁通管线22，用于将部分富二氧化碳气流直接输入呼吸袋5，而绕过该吸收剂过滤器11。在循环回路的呼出管线上可配备气流切换阀24，以备设备可能的开环操作，还可配备装置25用以净化微生物气体。该设备的循环回路尚可包含止回阀26以保证循环回路中所需的气体流向(即通过吸收剂过滤器12和11)并防止未经过滤的气体混合物充满呼吸袋5，也就是说，防止气体的倒流。
呼吸袋5还可配备可调整压力设定值的安全释放阀27，用以通过适当调整袋的内部压力防止压缩空气充盈呼吸袋而引致的爆裂。
吸收剂过滤器11可进行再生并装有诸如热再生器。
当湿的气体混合物通过吸收剂过滤器11时，二氧化碳被吸收并发生如下反应加热吸收剂过滤器11到220-240℃后产生下列逆反应其中伴随着二氧化碳和水分向周围大气的释放及吸附剂吸收能力的恢复，因此经热再生的吸收剂可重复使用数次。
上述设备用途的另一实施方案是，吸收剂可能含有某种其它化学成分(固体如沸石或液体如胺)，并且需要购买的是可再生产品。
由于氦的极高的流动性和热传导性，提供了加热人体器官的良好条件，也促进了肺的通透性。再者，当改变呼吸混合物的氧含量时，在过氧、正常氧和缺氧条件下均可进行治疗。
当必要时，气流导入器9允许过压以利于减少气动吸入阻力，这在重病情况下伴随打鼾呼吸时是尤其重要的。
通过在受控下将呼出气流分为两股，一股穿过二氧化碳吸附剂过滤器11，而另一股则绕过该过滤器，还可在上述设备中建立hypercapnic条件。只要所有气流均通过二氧化碳吸附剂过滤器11，则吸入空气中的二氧化碳含量就接近零。另外，也有可能通过吸入器21向吸入阀17和呼吸罩19之间的管道20送入药剂。
富含二氧化碳、水分、有害杂质和微生物的呼出气首先通过设备25清除含微生物的空气，然后经过呼出阀18送到二氧化碳吸附剂过滤器11，此过滤器配备有带控制阀的旁通管线，用以调整吸入气中二氧化碳的含量在0.0001到50％的范围，其时，气体混合物一经穿过呼吸袋5和气流导入器9后便输入氧气分析仪14。举例而言，采用这种气体混合物(二氧化碳含量高，所谓的hypercapnic混合物)改善了脑血管的供氧。
由于氦在人体器官中很难吸收并且氧的消耗率是在7到2001/min(取决于身体负荷、器官的总体状况和其它因素)，故氧气分析仪14指示的气体混合物中氧气的含量低于预定值。结果，信号经控制单元8传送到控制阀7，使其开启向循环回路计量供氧。一旦此处氧的浓度达到预定值，控制阀7就关闭。此封闭回路中的气体混合物体积流率依据患者的需要在3到1201/min的范围。工业应用性本发明在医疗实践中可用于治疗许多疾病，并提供对患者、意外事故的受害者和家庭事故的受害者的有效治疗。
权利要求
1制备呼吸气混合物的方法，该法包括使经压缩的气体混合，然后在受控下向呼吸罩制加入所得气体混合物，其特征在于，所述混合物以3到1201/min的体积流率加入循环流股中，并除去二氧化碳、水分、有害微杂质；在吸入时该气体混合物的温度控制在-10到+130℃；所述呼吸罩中还加入二元或多组分、组成及含量受控的气体混合物，该气体混合物包含氧气和至少下述气体中的一种(每种气体在混合物中的最大组成为95％)氦、和/或氩、和/或氖、和/或氪、和/或氙、和/或氡、和/或氮、和/或一氧化氮、和/或六氟化硫，或是前列的混合物。
2权利要求1的方法，其特征在于，药剂加入到呼吸混合物中。
3权利要求1和2的方法，其特征在于，用呼出的二氧化碳，吸入气体中二氧化碳的含量调整在0.0001到5％的范围。
4权利要求1-3的方法，其特征在于，允许过压以减少吸入阻力。
5权利要求1-4的方法，其特征在于，二氧化碳的吸附状况可通过增加穿过吸附剂床层的气体混合物的流量进行改善，并且，吸入气体混合物中二氧化碳的含量可通过将呼出流分成两股进行调整，其中一股穿过吸附剂床层，而另一股则绕过床层。
6制备呼吸气混合物的设备，该设备包含用于混合压缩气原料(1)并生产气体混合物的装置，所述原料沿管道(6)并经气体混合物组成调节器和流量计、呼吸袋(5)、吸入阀(17)、呼出阀(18)、氧气分析仪(14)和控制单元(8)与呼吸罩(19)连接，其特征在于，生产气体混合物的装置以多个容器(1)和(3)的形式出现，容器中含压缩氧气或至少下列气体中的一种氦、和/或氩、和/或氖、和/或氪、和/或氙、和/或氡、和/或氮、和/或一氧化氮、和/或六氟化硫、或它们的混合物，该容器通过带截止阀(2)和(4)的管道(6)与呼吸袋(5)连接，至少压缩氧气容器(1)配备由控制单元8远距离控制的阀(7)；该设备配备有循环回路，回路由呼吸袋(5)、气流导入器(9)、温度控制器(10)、至少一个用于处理患者呼出到设备中的二氧化碳、水分和有害微杂质的吸收剂过滤器(11)和过滤器(12)，所有这些用管道(13)进行中间连接；该循环回路与氧气分析仪(14)连接并附设二氧化碳气体分析仪(15)，及温度计(16)，后两者与氧气分析仪(14)组成了一测量单元，用电路连接到控制单元8，罩(19)通过带阀(17)和(18)的管道(20)连接到循环回路。
7权利要求6的设备，其特征在于，吸入器(21)设置在吸入阀(17)和罩(19)之间，并连接到输送气体混合物到罩(19)的管道(20)上，该吸入器用以输入药剂和水分。
8权利要求6-7的设备，其特征在于，二氧化碳吸收剂过滤器以带控制阀(23)的附加管线(22)作为旁路，将部分富二氧化碳气流直接输入呼吸袋(5)，而绕过该吸收剂过滤器(11)。
9权利要求6-8的设备，其特征在于，在呼出管线上配备一气流切换阀24以备设备的开环操作。
10权利要求6-9的设备，其特征在于，二氧化碳吸收剂过滤器(11)是可再生的。
11权利要求6-10的设备，其特征在于，二氧化碳吸收剂过滤器(11)配备一热再生器。
12权利要求6-11的设备，其特征在于，它还包含装置(25)以除去微生物气体杂质，该装置割接在气体混合物呼出管线(20)上。
13权利要求6-12的设备，其特征在于，循环回路包含一止回阀(26)，以防止气流的倒流。
14权利要求6-13的设备，其特征在于，它还包含判断患者呼吸基础代谢的装置。
15权利要求6-14的设备，其特征在于，呼吸袋(5)配备一可调整压力设定值的安全释放阀(27)。
全文摘要
气体混合物以3～120l/min的体积流率加到循环流股中,将混合物净化,其温度、组成及含量可调节。气体混合物含氧气和量高达95%的至少一种下列气体:氦、氩、氖、氪、氙、氡、氮、一氧化氮、六氟化硫或这些气体的混合物。药剂也可以到呼吸气体混合物中,吸入的二氧化碳的量可用呼出的二氧化碳调节。设备有一循环回路,包括连接管线(6)、呼吸袋(5)、气流导入器(9)、温度控制器(10)和至少一个用于吸收患者呼出的二氧化碳、水分和有害微量杂质的吸收单元(11和12)。循环回路连到氧气分析仪(14)上并装有二氧化碳气体分析仪(15)及温度计(16);后两者与氧气分析仪(14)形成一个电路连到控制单元(8)的测量单元。罩(19)通过带阀的管连到循环回路。
文档编号A61M16/12GK1202833SQ96198428
公开日1998年12月23日 申请日期1996年9月19日 优先权日1995年9月20日
发明者B·N·帕弗罗夫, A·T·洛古诺夫, I·A·斯米尔诺夫, V·M·巴拉诺夫, G·I·拉什拖赫金, A·N·科托夫 申请人:叶连娜·弗拉基米罗夫娜·帕尼娜