具有辅助按压的自动呼吸机的制作方法
【专利说明】
[0001] 版权
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技术领域
[0003] 本发明的各方面涉及呼吸机，并更具体地涉及具有辅助按压的自动呼吸机。
【背景技术】
[0004] 在美国和加拿，大心脏骤停是导致死亡的首要原因，并占到了死亡事例的六分 之一。疾病控制与预防中心估计，在美国每年大约有405,000人死于冠心病。这些死 亡事例中的大约250, 000例发生在医院机构外部。高存活率的实现取决于在心肺复苏 (Cardiopulmonary Resuscitation，CPR)方面经过良好培训的公众，原因在于紧急医疗服 务的到达通常需要超过五分钟，而在仅仅四分钟的心脏骤停之后，就可预见地发生不可逆 转的脑损伤。
[0005] CPR是对正遭受心脏骤停的患者执行的程序。CPR包括由救助者（或者复苏器）对 患者的胸部进行按压，并可在对患者进行通气或不对患者进行通气的情况下进行。胸部按 压用于在患者体中产生人工血液流动。救助者反复地按压患者的胸部，以便手动地在患者 的心脏中泵血，使得血液继续流通至患者的重要器官。这些按压应当以超过每分钟100次 按压的速率进行。每分钟少于100次的按压降低了 CPR的有效性。在公众不知道或想不起 来期望的按压速率的情况下会出现问题。而且，即使救助者知道期望的速率，也难以在没有 协助的情况下保持一致的按压速率。另外，由于氧饱和度下降，所以不进行通气的CPR的有 效性差于进行通气的CPR的有效性。在四到六分钟的仅进行按压的CPR之后，氧气的这种 下降降低了患者的存活率。
[0006] 口对口 式通气（Mouth-To-Mouth Ventilation，MTMV)CPR 是处理医院外 (out-of-hospital)心脏骤停的现行标准。在MTMV CPR期间，救助者进行一段时间的胸部 按压，并接着停止按压并尝试对患者进行通气。在通气期间，救助者使患者的头部向后倾 斜，抬升下巴，捏住患者的鼻子，在患者的嘴与救助者的嘴之间形成气封，并通过吹气到患 者的嘴中来提供两次人工呼吸。通常，以三十次按压对两次呼吸的比例进行。MTMVCPR具有 以下几个限制：（1)救助者对来自患者的疾病转移的恐惧；（2)为了对患者进行通气而导致 胸部按压的中断；（3)救助者吹气到患者肺部中的不足量的气体；(4)由于利用救助者的仅 约15%氧气的呼出气体而导致的无效通气。
[0007] MTMV CPR仍是公众所利用的呼吸道处理中的现行标准。然而，公众已证明了在执 行标准MTMV CPR时的连续的难度和犹豫。研宄表明，经常错误地执行MTMV CPR，这导致了 不充分的通气。例如，漏掉或差劲地执行任何通气步骤导致了无效的通气。由此，当旁观者 在不尝试对患者进行通气的情况下执行CPR时，患者具有更好的结果。此外，通过利用救助 者的呼出气内在地限制了通气效果，这是因为吸入气中的氧气部分（FiO2)仅约为15%。另 外，即使救助者正确地执行了MTMV CPR中的每个步骤，患者的血液流动也会受阻，这是因为 救助者必须中断胸部按压处理。
[0008] MTMV CPR的替代包括使用呼吸囊-活瓣-面罩通气（Bag-Valve-Mask ventilation)的CPR、气管插管和喉罩气道（Laryngeal Mask Airway，LMA)通气。这些设 备通常对于执行CPR的公众来说是不可获得的，且一些设备如果例如被公众错误地使用甚 至会对患者造成危害。呼吸囊-活瓣-面罩使用面罩来在患者的口和鼻中产生气体密封。 然后用手按压呼吸囊，以将21 %氧气的大气空气压入到患者的肺中。呼吸囊-活瓣-面罩 上的压敏阀控制气流的方向。呼吸囊-活瓣-面罩的使用仍然阻碍了患者的血液流动，这 是因为救助者必须中断胸部按压，以便对患者进行通气。
[0009] 气管插管包括：将管子经过患者的口腔而插入气管中。通过位于管子的裸露端部 上的呼吸囊-活瓣或通过救助者呼气到裸露端部中来对患者进行通气。气管插管是包括缓 慢插入次数的先进处理，并表现出超过30%的失败率。另外，气管插管的使用仍然阻碍了患 者的血液流动，这是因为救助者必须中断胸部按压，以便对患者进行通气。
[0010] 喉罩气道（LM)通气包括：将诸如具有柔软的、凝胶状、无需充气的套囊的 I-GEL?声门上气道装置（英国伯克郡沃金厄姆区Intersurgical有限公司）之类的装置 插入到患者的口腔中，以进行正压通气。I-GEL?声门上气道装置被放置在患者的声门上气 道中，以将空气提供至患者的肺部。通过位于丨-GEL?声门上气道装置的裸露端部上的呼吸 囊-活瓣或通过救助者呼气到裸露端部中来对患者进行通气。I-GEL?声门上气道装置的 使用仍然阻碍了患者的血液流动，这是因为救助者必须中断胸部按压，以便对患者进行通 气。
[0011] 在医院外心脏骤停的情况下，当前的存活率为7.6%。因此，美国心脏协会（德克 萨斯州达拉斯市美国心脏协会公司）（AHA)呼吁对CPR的替代方法的研宄。因此，将期望研 发一种克服与CPR的传统方法有关的问题和限制以提高遭受心脏骤停的患者的存活率的 系统。
【发明内容】
[0012] 根据本发明的一个方面，一种用于同时执行患者的通气和复苏的系统包括氧气 源、至少一个吸气控制阀、呼吸装置、至少一个呼气控制阀、至少一个指示器以及至少一个 计时器。所述一个吸气控制阀可布置在所述氧气源与所述患者之间。所述呼吸装置可布置 在所述吸气控制阀的下游并可用于与所述患者的呼吸道的至少一部分形成气体密封，使得 包括氧气的空气可以从所述氧气源流动至肺部。所述至少一个呼气控制阀可用于选择性地 驱动呼出阀。所述至少一个指示器用于指示救助者应当何时执行胸部按压，且所述至少一 个指示器在所述吸气控制阀和所述呼气控制阀的驱动的同时以固定的定时或定期性间隔 (例如，以每分钟100次指示的频率）连续地指示。所述至少一个计时器用于使所述至少一 个吸气控制阀、所述至少一个呼气控制阀和所述指示器的驱动同步，由此能够在所述患者 进行吸气和呼气时在所述指示器产生的所述连续周期性指示的指导下向患者提供连续的 按压。
[0013] 根据本发明的另一方面，一种用于辅助患者的复苏的部件套件包括指示器、计时 器和自动体外除颤器。所述指示器用于指示救助者应当何时执行胸部按压，且所述指示器 在人类患者的试图复苏期间在AED的操作的同时以固定的定时或定期性间隔（例如，以每 分钟100次指示的频率）连续地产生可听或可视指示。所述计时器用于以预定间隔驱动所 述指示器。
[0014] 根据本发明的又一方面，一种用于执行患者的自动通气以及连续的胸部按压的系 统包括氧气源、至少一个吸气控制阀、呼吸装置、至少一个呼气控制阀、至少一个指示器以 及开关。所述一个吸气控制阀可布置在所述氧气源与所述患者之间。所述呼吸装置可布置 在所述吸气控制阀的下游，所述呼吸装置用于与所述患者的呼吸道的至少一部分形成气体 密封的或大体上气体密封的密封，使得包括氧气的空气可以从所述氧气源流动至肺部。所 述呼气控制阀可用于选择性地驱动呼出阀。所述至少一个计时器用于使所述至少一个吸气 控制阀和所述呼气控制阀的驱动同步。所述开关用于激活所述至少一个计时器。响应于激 活所述开关，所述至少一个计时器用于根据预定设定选择性地驱动所述至少一个吸气控制 阀和所述呼气控制阀。可选择地，所述指示器可以在所述吸气控制阀和所述呼气控制阀的 所述选择性驱动操作的同时以固定的定时或定期性间隔连续地产生可听或可视指示。
【附图说明】
[0015] 图1是根据本发明的一个方面的用于患者的自动通气和辅助按压的系统的俯视 图。
[0016] 图2A是根据本发明的一个方面的在吸气周期期间用于患者的自动通气的系统的 示意图。
[0017] 图2B是根据本发明的一个方面的在吸气周期期间图IA的系统的示意图。
[0018] 图3是I-GEL?声门上气道装置的俯视图。
[0019] 图4是用于患者的自动通气和辅助按压的电学控制系统的示意图。
[0020] 图5是包括自动体外除颤器和指示器的部件套件的立体图。
[0021] 图6是描绘了改变若干参数的系统的峰值压力与吸气时间的最优化关系的曲线 图。
[0022] 图7是描绘了使用无辅助按压和节拍器辅助按压的试验受试者的平均按压速率 的曲线图。
【具体实施方式】
[0023] 在胸部按压期间，按压之中的向下推的部分增大了胸内压，并将血液推压出心脏。 这使血液流通全身。在推的部分之后，胸部减压，且在胸腔内产生了负压。该减压将静脉血 液拉入到心脏中，使得随后的胸部按压将继续使血液流通。如果在减压阶段出现正压通气， 则胸腔内的负压减小。这减少了返回至心脏的静脉血液的量并降低了按压的有效性。因 此，此处披露的一些方面被设计成在向下的按压阶段期间施加正压通气并且使减压阶段大 体上不受限制。
[0024] 另外，本发明的各方面帮助公众通过将难以训练MTMV CPR的情况替换为如下系统 和方法来执行复苏，该系统和方法易于使用并且在使救助者专注于胸部按压的同时执行连 续和自动的通气，使得向重要器官维持了连续的血液流动和氧气的输送。
[0025] 图1图示了根据本发明的一个方面的用于患者的自动通气和辅助按压的系统。系 统10包括控制盒12、气源14和呼吸装置16。如将参考图2至图4更详细地描述，控制盒 12包括计时器、电池、吸气控制阀、呼气控制阀和指示器。控制盒12使用于胸部按压和系 统10中气体流动的指示器同步并对它们进行控制。气源14包括压缩氧气罐42、供应调节 器44和压力表46。供应调节器44从罐42接收气体并降低压力以向系统10提供大体上 恒定的输出压力。在一个非限制性的示例中，供