换气方法和换气装置的制造方法
【专利说明】
[0001] 本发明是申请号为2011800121797,申请日为2011年2月18日的发明名称为"换气 方法和换气装置"的中国发明专利申请的分案。
技术领域
[0002] 本发明设及用于生物体换气(ventilation)的方法、换气装置和阀控装置。
[0003] 总体上，本发明设及具有呼吸问题的患者的换气领域。用COPD患者作为实例，特别 是具有高碳酸血症呼吸功能不全的患者。运些患者中，由于各种不同的疾病，肺中已经出现 结构改变，为了确保充分的气体交换，需要呼吸肌肉组织增加做功。随着疾病进展，呼吸肌 肉组织越发疲急，因此，呼吸期间出现呼吸感觉不足，即便是非常轻微的呼吸。在明显的情 况下，特别在夜间睡眠时，呼吸肌肉组织和呼吸驱动力不再能通过增加呼吸深度和增加呼 吸频率补偿肺部结构变化。
【背景技术】
[0004] 已有人提出用于支持此类患者的换气装置，例如，US 6,105,575或US 6,240， 919B1所述。此类装置提供在吸气（IPAP)过程中通过换气面罩供给患者的由换气装置控制 的吸气压，W及在呼气化PAP)过程供给的由换气装置控制的呼气压。换气装置为患者自动 调节。例如，典型的IPAP支持压力是10到30mbar，EPAP支持压力为4到IOmbar。主流观点是为 了确保尽可能最佳的呼吸支持，在患者可接受的范围内，压力应尽可能高。
[0005] 然而，对COPD患者换气的一些研究表明压力幅度（即IPAP和EPAP的差)增大，不能 引起呼吸肌肉组织所需的缓解，却常常导致肺部过度充气增加。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于披露一种用于生物体换气的方法和用于该目的的换气装置，从 而能W最可能的方式避免不利的肺部过度充气。
[0007] 在本发明的第一方面，提供了一种用于生物体(3)换气的方法，检测流入所述生物 体(3)和流出所述生物体(3)的呼吸气流(切，从检测的呼吸气流(切确定处于吸气阶段还是 呼气阶段，调节所述生物体(3)的呼吸器官内的空气压力(P)，识别吸气阶段后，在吸气阶段 开始时提高所述呼吸器官内的空气压力(P)，随着呼吸循环的进行，再降低所述呼吸器官内 的空气压力(P)。
[000引在另一优选例中，在所述吸气阶段，首先提高所述呼吸器官内的空气压力(P)，然 后再降低所述呼吸器官内的空气压力(P)，其中斜率连续降低。
[0009] 在另一优选例中，在所述吸气阶段结束前，在所述吸气阶段将所述呼吸器官内的 空气压力(P)降低至初始值，所述初始值在所述吸气阶段开始时作为起始值(PO)设定。
[0010] 在另一优选例中，在所述吸气阶段期间，当达到所述呼吸气流(切的最大量时，在 所述吸气阶段将所述呼吸器官内的空气压力(P)降低至所述初始值。
[0011] 在本发明的第二方面，提供了一种用于生物体换气的方法，特别是如本发第一方 面所述的方法，检测流入所述生物体(3)和流出所述生物体(3)的呼吸气流(旬，从检测的呼 吸气流(切确定处于吸气阶段还是呼气阶段，调节生物体(3)的呼吸器官内的空气压力(P)， 在所述呼气阶段，根据呼气的呼吸气流巧)和由其衍生的参数调节呼吸器官内的空气压力 (P)，使得流出所述生物体(3)的呼吸气流(切达到预定量。
[001^ 在另一优选例中，在呼气阶段，所述呼吸器官内空气压力(P)增加到最大压力，所 述最大压力是在所述生物体(3)的平均呼气阶段持续期间一半之前达到的。
[0013] 在另一优选例中，在呼气阶段，在所述呼气阶段末，按基本指数式衰减函数方式降 低所述呼吸器官内的空气压力(P)。
[0014] 在另一优选例中，识别呼气阶段后，在所述呼气阶段开始时，提高所述呼吸器官内 的空气压力(P)。
[0015] 在另一优选例中，仅在所述呼气阶段开始时调节所述呼吸器官内的空气压力(P)， 使得流出所述生物体(3)的呼吸气流(荷达到预定量。
[0016] 在另一优选例中，在所述呼气阶段，与所述呼气的呼吸气流(询成比例地调节所述 呼吸器官内的空气压力(P)。
[0017] 在另一优选例中，从检测的呼吸气流确定一次呼吸量，如果在前呼吸循环中确定 了一次呼吸量增加，那么在所述呼气阶段增加所述呼吸器官内的空气压力(P)的最大值和/ 或压力水平，和/或调节压力曲线。
[0018] 在另一优选例中，确定呼吸频率，如果在前呼吸循环中确定了呼吸频率降低，那么 在所述呼气阶段增加所述呼吸器官内空气压力(P)的最大值和/或压力水平，或者调节压力 曲线。
[0019] 在另一优选例中，监测所述呼吸器官内空气压力(P)和/或呼吸气流(切的时间曲 线中是否发生频率高于呼吸频率的叠加振荡，如果识别到叠加振荡，那么在所述呼气阶段 增加所述呼吸器官内空气压力(P)的最大值和/或压力水平，或者调节压力曲线。
[0020] 在另一优选例中，在所述呼气阶段，所述呼吸器官内空气压力(P)的最大值和/或 压力水平的增加被限定至最高值。
[0021] 在另一优选例中，在所述呼气阶段末，降低所述呼吸器官内的空气压力(P)，直至 呼气阶段结束，特别是直至达到空气压力(P)的初始值，所述初始值是在所述吸气阶段开始 时作为起始值(PO)设定的。
[0022] 在另一优选例中，基于所述检测的呼吸气流(读与呼气阶段压力增加两者间的关 系，确定所述生物体的固有PEEP,根据所述固有PEEP确定呼吸器官内空气压力的初始值，所 述初始值在所述吸气阶段开始时设定为起始值(PO)。
[0023] 在另一优选例中，所述呼吸器官内的空气压力的初始值用作基础压力水平(PO), 在任何时候压力水平不下降至低于该基础压力水平，其中所确定的基础压力水平(PO)等于 所述固有PEEP减去一给定的压力差值。
[0024] 在另一优选例中，所述呼吸器官内空气压力（P)的调节循环包括至少两个呼吸循 环，一个呼吸循环包括彼此直接相连的吸气阶段和呼气阶段。
[0025] 在本发明的第=方面，提供了一种换气装置，所述装置具有至少一个可控空气传 输单元（6)，至少一个气流计（11)，至少一个压力传感器（9)，且具有至少一个程控单元 (10)，所述程控单元（10)被设置成实施本发明第一方面和第二方面中至少一项所述的方 法。
[0026] 在本发明的第四方面，提供了一种阀控单元，所述单元具有至少一个压力控制阀， 至少一个气流计（11)，至少一个压力传感器(9)，且具有至少一个程控单元（10)，所述程控 单元(10)被设置成实施本发明第一方面和第二方面中至少一项所述的方法。
[0027] 已经认识到，支持用换气装置累入的额外空气在呼气阶段不能被患者再次充分呼 出，增加的残留空气保留在肺泡内，从而导致不利的肺部过度充气。尤其地，典型的换气装 置在吸气阶段为患者供给过大压力W便支持吸气，而在呼气阶段降低压力，W便通过低呼 气阻力支持呼气阶段。但是，对于具有严重肺疾病的患者，如此导致，一方面，在呼气阶段空 气逐渐增压进入患者体内，而在另一方面，在所有情况下受损的小气道W及连接它们与肺 泡的支气管因换气装置降低压力而收缩，充分呼气（即肺的换气)难W进行。
[0028] 本发明抵消了该效应，一方面，在吸气阶段提出早期被降低的可变的压力曲线。识 别吸气阶段后，在吸气阶段开始时增加呼吸器官内的空气压力，随着呼吸循环的进行，再降 低呼吸器官内的空气压力。在本文中，连续的一个吸气阶段和一个呼气阶段被理解为呼吸 循环。根据本发明的优选的改进，呼吸器官内的空气压力随着吸气阶段的进行已被再次降 低。因此，压力的降低已经随吸气阶段的进行而有利地发生，而非已知装置那样，完全在吸 气阶段结束时发生。为示范目的，图3的压力曲线30-32阐明了运点。
[0029] 根据本发明，如下所述支持呼气阶段被支持:在呼气阶段，根据呼吸气流或由其衍 生的呼气参数调节呼吸器官内的空气压力，使得从生物体排出的呼吸气流达到预定量。因 此，预定压力不如已知换气装置那样设置，而是，根据呼气的呼吸气流动态调整空气压力， W致确保特定的呼气气流。为此目的，根据需要升高或降低空气压力，通过根据呼吸气流调 节空气压力，能够随着变化的反压力动态维持呼吸器官内的相应最低压力，W致小的气道 W及连接它们与肺泡的支气管保持开放。因此，在呼气期间提