专利名称：用于肺的换气处理的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对人体的肺进行换气处理的装置，开发它主要是为了在由液体麻醉剂的静脉注入而引起的麻醉过程中使用。
本发明的装置包括阀装置，该阀装置设计成能将吹入气体和/或吹入气体混合物从用于肺的换气单元送入人体的肺和气管中，并能控制在气管内的气体和/或气体混合物的呼出。
该装置另外还可以包括一个或多个在气体测量装置中的传感器单元，其中的一个单元可以设计成在对吹入气体的速度和持续时间的测量中检测与气体速度相关的压力梯度。
另一传感器单元或上述传感器单元可以设计成在对呼气速度和呼气阶段持续时间的测量中检测与气体速度相关的压力梯度。
另一传感器能够设计成测量吹入气体和/或呼出气体的压力和/或在整个期间的压力变化。
另一传感器能够设计成在对气体混合物一个或多个气体成分的是否存在和/或存在百分比的测量中能够使部分气体混合物转向以便分析。
现有技术这种装置现有多个不同的实施例，且该装置通常与肺呼吸器和/或肺的换气单元相连。
用于在麻醉条件下给病人的肺换气的已知肺呼吸器有在肺呼吸器和病人之间的第一软管，设计成将气体或气体混合物吹入病人体内，且该软管有与其相连的呼吸器吹气阀。
这种上述用途的肺呼吸器还有在肺呼吸器和病人之间的第二软管，该第二软管的截面形状与第一软管相同，以便将呼出的气体或气体混合物传送给肺呼吸器，且该肺呼吸器还有呼气阀，该呼气阀与该呼吸器相连。
软管的远离呼吸器的端头绑在病人的连接部件上并与病人的连接部件相连，以便形成密封、可控制的吹入气体和呼出气体的流动通道。
这种连接部件有不同类型，例如气管导管和喉罩。
在用这种上述用途的肺呼吸器开始进行吹气时，吹气阀打开，同时呼气阀在整个吹气阶段都保持关闭。在整个呼气阶段，呼气阀打开，而吹气阀关闭。在吹气阀和呼气阀都关闭时，可能会出现吸气暂停。
用于以这种方式控制吹气阶段和呼气阶段的阀都装在肺呼吸器基本单元的内部，因此，用于吹气和呼气的两个不同软管从肺呼吸器的基本单元中伸出。
考虑到本发明的主要特性，应当指出的是，目前已知的是，可以使用一个或多个气体测量装置和一个或多个安装在前述装置上的传感器单元。
这样的传感器单元实例已在前述“发明领域”中提出。
考虑到本发明所涉及的测量，应当指出的是，在用于未麻醉人体的肺的换气单元的使用领域中，控制阀和具有所需流体传感器的测量装置的引入可由专利文献US-A-3961627知道，该测量装置成为用于在靠近病人处沿呼吸器的气流方向测量气流和气压的装置的形式。
其中，驱动阀的机构包括例如接收由阀控制单元发出的信号的伺服马达。
发明的说明技术问题考虑到这样的情况，即本领域的熟练技术人员必须考虑目前的技术情况，以便能解决所出现的一个或多个技术问题，他首先需要知道将采用的测量和/或测量顺序，同时还需要选择所需的装置。因此，本发明与以下技术问题相关。
如上所述，考虑到现有技术，在由液体形式的麻醉剂静脉注入所引起的麻醉条件下对人体进行换气处理中的一个技术问题是能够提出一种装置，该装置包括与多个传感器单元相组合的可控制阀装置，且所有传感器单元都非常靠近人体。
还一技术问题是能够形成这样的状态，其中，该装置与已知的装置相比，死区将更小。
还一技术问题是实现仅利用一个具有一定横截面软管和另外的几个具有小得多的横截面的软管的价值和优点，该一个软管设计成能在由液体麻醉剂注入而引起的深度麻醉状态下将吹入气体或气体混合物从肺呼吸器传送给病人，该另外几个软管用于确定气体或气体混合物的不同参数和用于通过肺呼吸器中的阀来由肺呼吸器控制阀装置。
技术问题还涉及通过这种装置而形成这样的状态，即在该装置中，为此而设计的阀装置和为了评价与该气体或气体混合物相关的多个参数而设计的传感器单元组能够紧密安装在一起，并布置于靠近在麻醉过程中需要进行肺的换气处理的人体处和靠近该病人所用的连接部件。
技术问题还涉及能够实现阀装置和组合的传感器单元组串联连接和将它们与从肺呼吸器单元引出的软管束的末端部分或具有不同截面的多个软管的末端部分相连。
技术问题还涉及能够使所述组合的传感器单元组的位置比所述阀装置更靠近所述人体。
技术问题还涉及能够实现将所述阀装置和所述组合的传感器单元组结合成为单个单元的价值和优点。
而且，技术问题还涉及能够实现将传感器单元组或单元的传感器单元部分设计成能够与病人的连接部件形成固定但很容易拆开的连接而带来的价值和优点。
此外，技术问题还涉及能形成这样的情况，即使用简单的装置，便于清洁用过的阀装置和组合的传感器单元组，并将它们设计成这样，即不会转向错误的通道或不会错误地安装。
技术问题还涉及能够实现将所述阀装置或单元的阀装置部分设计成与吹气软管的外端部分、与多个传感器单元软管和用于控制该阀装置的软管相连而带来的价值和优点。
技术问题还涉及能够使所述末端部分有一个具有为吹入气体而设计的横截面的第一软管、多个具有适于气体测量(包括压力和流速测量)的横截面的其它软管和一个用于控制阀装置的软管，该多个其它软管和用于阀装置的软管都在第一软管的外周，并形成软管束。
技术问题还涉及使得所述末端部分包括一个第一软管，该第一软管有设计成用于吹入气体的较大横截面，并与肺的呼吸器单元相连；以及集成的其它软管，该其它软管有较小的横截面，两个或三个这样的其它软管设计成能够通过由组合的传感器单元组增压而提供与气体速度相关的压力梯度测量值和压力测量值，一个软管设计成将气体或气体混合物的一部分引出给通过气体采样而对气体进行分析的测量装置，一个软管与阀装置相连，以便通过阀装置的增压而产生吹气阶段、呼气阶段降压，并在整个呼气阶段根据需要而进行合适的反压。
技术问题还涉及能实现与存在和布置负压阀有关的优点，在吹入软管处于选定的反压作用下时，该负压阀向室内空气打开阀门，以便病人吸气。
解决方案为了解决前述一个或多个技术问题，本发明基于在麻醉情况下对人的肺进行换气处理的装置，该装置包括阀装置，该阀装置设计成将吹入气体和/或吹入气体混合物从肺的呼吸器单元传送给人体的肺和气管，并使在气管内的气体和/或气体混合物呼出；以及在气体测量装置中的一个或多个传感器单元，一个传感器单元设计成在测量吹入气体的速度和吹入阶段的持续时间时检测与气体速度相关的压力梯度。
一个传感器单元或上述相同的传感器单元可以设计成在对呼气速度和呼气阶段持续时间的测量中检测与气体速度相关的压力梯度。
第二传感器能够设计成测量压力和/或在整个期间的压力变化；一个传感器能够设计成为了进行气体分析使部分气体混合物转向以便测量气体混合物的一个或多个气体成分是否存在和/或存在百分比。
为了解决一个或多个上述技术问题，本发明尤其提出所述阀装置和传感器单元组可以紧密布置在一起，它们与从肺的换气单元伸出的软管束的末端部分相连，且所述传感器单元比所述阀装置更靠近所述人体。
如本发明的优选实施例所述，我们提出所述阀装置和所述传感器单元组可以结合成单个单元。
我们还提出传感器单元或单元的传感器单元部分将设计成与病人的连接部件相连。
我们还提出阀装置或单元的阀装置部分将设计成与软管束的外侧自由端部分相连。
我们还提出所述末端部分的形状为有第一软管，该第一软管有适于吹入气体的横截面；以及多个其它软管，该其它软管有适于气体测量和阀控制。
末端部分由第一软管形成，该第一软管与肺的换气单元相连并与具有较小横截面的其它软管结合在一起，两个软管设计成测量压力梯度，可能的话，一个软管用于测量压力，一个软管用于对气体采样，且一个软管用于给阀装置增压，同时还能在呼气过程中起到降压或作用有较小反压的作用。
我们还提出该阀装置和所述传感器单元组相互设计成它们仅能以一种方式单向相互连接。
阀装置将有与软管束连接的装置，传感器单元组有与用于人体的连接部件相连的装置。
我们特别提出所述连接装置有不同形状，这样，它们不会彼此弄混。
所述阀装置可以通过能够给软管加压的肺呼吸器阀由肺呼吸器控制，这样，在吹气阶段的第一增压过程中，阀装置使得吹入气体向下进入气管并起到降压的作用，而呼气阶段的第二较小的增压过程中，阀装置提供反压，即PEEP压，或者在呼气阶段不进行增压。
优点作为本发明的用于肺的换气处理的装置的特征，本发明的主要优点是能够使阀装置和传感器单元组高效配合，并能借助于连接部件而使它们都位于靠近人体处，并且能够在肺的换气单元和通过液体麻醉剂的静脉注入而进行处理的病人之间仅使用一个软管来进行换气，因此使病人呼出的气体可以由阀装置排出到紧靠病人的室内空气中，从而不会有任何呼出气体污染肺呼吸器。
专门设计的连接器消除了错误连接的危险。
本发明的装置的主要特征可由权利要求1的特征部分表示。
简要说明下面将参考附图详细说明用于人体的肺的换气处理的本发明实施例装置，附图中
图1所示为人体的侧视图，在他的嘴鼻区域使用了面罩形式的连接部件，该面罩安装有根据本发明的阀装置和传感器组；图2所示为在该装置和用于肺的换气的单元之间的软管束的剖视图；图3是图1中的阀装置和多个传感器单元组的示意剖视图，这些阀组件和传感器单元组结合成一个单元；以及图4表示吹气阶段和换气阶段的激活(activation)以及阀装置的动作的时序图。
优选实施例的说明图1表示使用根据本发明设计的装置1的原理。
该装置1设计成用于人体2的肺的换气处理。
在由于将液体麻醉剂静脉注入到病人2的血液中而引起的麻醉过程中，需要进行肺的换气处理。
在这种情况下，需要使用用于肺换气的单元3，同时还需要检查各种治疗和诊断参数。
根据本发明，用于肺换气的单元3只是还补充有一个软管，该软管有较大的横截面；一个吹气管3a，该吹气管3a在单元3和装置1之间。
带有用于评价治疗和/或诊断参数的所需装置的单元3将具有如瑞典专利申请9901688-3所述的特征。
因此，所述专利申请的内容应当认为是本申请内容的一部分。
根据本发明，装置1有阀装置4。它设计成能将吹入气体和/或吹入气体混合物从用于肺换气的单元3送入人的肺和气管2a中，并能在正压条件下使在气管中的气体和/或气体混合物呼出。
吹入气体可以包括纯空气、混合有氧气的空气或者只有氧气。
除了软管3a外，吹入气体还经过一个较短的软管部分3b，并穿过装置1a和较短的软管部分3c，以便通过连接部件5并经过气管2a而向下进入肺中。阀40通过软管14的增压而关闭。
当将气管内的吹入气体呼出时，呼出气体能够经过所述连接部件5、软管部分3c，并借助于阀装置4中的阀40而通过带有软管部分4a的出口排入屋内空气中。
当在肺的换气单元3中的吹气阀50处于关闭位置时，呼出气体将该通道，从而防止呼出气体经过软管部分3b和软管3a进入单元3中。阀40将进行降压。
阀装置4还可以这样控制，即单元3通过阀51使软管14增压到预定的最大压力，从而该阀装置在吹气阶段起到降压的作用。这样，当压力超过60-100cmH2O时开始进行降压。
阀装置4还可以设计成在呼气阶段通过在软管14中形成低压而产生较低的正压，即PEEP压力为例如0-20cmH2O。
这将结合图4进行更详细的介绍。
装置1还在传感器单元或多个传感器单元的传感器单元组6中有气体测量装置，在该传感器单元或传感器单元组中，优选是一个或多个气体测量单元以模块6a的方式装入肺的换气单元3中。
传感器单元6和相关的气体测量装置6a包括多个已知的、并列且结合在一起的传感器单元。
图3的实施例表示了测量室60的一种设计方案，其中，多个传感器单元组成传感器单元组。
因此，传感器单元组或测量室60可以包括多个相互结合的传感器单元。下面介绍一种这样组合的实例。
传感器单元61可以设计成在对吹入气体的速度和吹入阶段的持续时间进行测量时能检测与气体速度相关的压力梯度。
这在图中以两个或多个软管10、11上的两个彼此相对且间隔开的孔表示。
可以假设一个方向(3b-3c)的气流使得软管10内的压力增加，同时使软管11中的压力下降，该压力梯度提供了气体速度的测量值。
另一传感器单元或上述传感器单元61可以设计成在对呼出气体的速度和呼出阶段的持续时间进行测量时能检测与气体速度相关的压力梯度。
另一传感器62能够设计成能通过软管12测量气体的压力和/或压力的时序变化；另一传感器63能够设计成能引出部分气体混合物，以便对气体混合物中一个或多个气体成分的存在和/或百分比进行测量。
通过软管10、11和12获得的超压形式的测量值和通过软管13获得的气体混合物的百分比的测量值都输送给单元3，该单元3装有用于评价治疗和诊断参数所需的装置和设备。
本发明是基于这样的情况，即所述阀装置4与在所述传感器单元6或测量室60中的选定组合的传感器单元密封间隔开。
它们从用于肺换气的单元3连接到吹入气体软管3a的末端部分3a’，所述传感器单元6的位置比所述阀装置4更靠近人2。
图3表示所述阀装置4和所述传感器单元6结合成一个单元1。
传感器单元6或者单元或装置1的传感器部分设计成与所述连接部件5配合。
阀装置4或单元4b的阀装置部分主要设计成与软管3a的末端部分3a’配合。
图1表示在装置1和单元3之间布置的软管束30。
该软管束30可以由多个分别相同或不同的软管组成，并由具有较大横截面的吹入软管3a控制(dominate)。
我们建议优选是所有的软管都彼此结合在一起(或捆在一起)。
图2表示了所提出的、结合在一起的软管束30的剖面图，该软管束使用于肺换气的单元3与装置1相连，特别是与单元4的部分4b相连。其中，所述末端部分30a’的形状与第一软管3a相同，该末端部分30a’设计成用于吹入气体，其横截面以3A表示。
还有多个具有较小横截面的其它软管10A、11A、12A、13A、14A，它们设计成用于气体测量和阀的控制，它们的方向如图2所示。
这样，为了特定目的，需要以10A、11A、12A、13A、14A表示的五个软管横截面，这五个软管在具有传感器单元61、62和63的测量室中结合，它们设计成与在装置1中的软管10-14相互作用。
在测量吹气速度和吹气阶段持续时间以及呼气速度和呼气阶段持续时间时，软管10和11与测量室60和传感器单元6相连，这两软管设计成气流方向相反。
软管14设计成由用于肺换气的单元3来产生可在两个或三个位置之间变化的正压。
图4表示两个单元的阀50、51和阀装置的阀40的激活(activation)和非激活(deactivation)事件的时序过程。
单元3的吹气阀50在时间t0时激活，使得吹入气体流过软管3a。
在同一时间，控制阀51激活，使得软管14内的压力升高至第一预定值。
该压力作用在阀装置4上，使得阀40起到降压阀的作用，并使吹入气体在超过60-100cmH2O的正压下通过出口4a排出。
吹气阀50在时间t1时关闭，吹入气体能够在气管2a内流动，直到时间t2为止。
在时间t2时，即当控制阀51使软管14内的压力停止(terminate)时，吹气阶段结束，呼气阶段开始。
在时间t3时，即当控制阀51再次增加软管14内的压力时，呼气阶段结束，阀50激活。
在呼气阶段t2至t3，阀装置4可以通过管道14而作用有较低压力，以便逆着选定的反压，即PEEP压力而形成呼气阶段，该PEEP压力由虚线表示。
因此，PEEP压力将是在呼气阶段的最后时刻在气管2a中的最低压力。
因此，需要时，吹气阶段和呼气阶段将在监测的超压下或克服经阀40的反压而工作，该阀40通过腔室41和活塞42中的合适正压而由合适压力保持关闭。
时间t1、t2、t3和t4显然可以沿时间轴稍微变化。
末端部分30a’由第一软管3a形成，具有较大横截面，并与用于肺换气的单元3和其它具有更小横截面10A、11A、12A、13A、14A的集成软管相连。
本发明还基于在软管部分30a’和两部件连接器的第一连接部件之间的相互作用，在该两部件连接器中，第二部件安装在单元4的侧部4b上。
在类似形式中，连接部件5与两部件连接器的第一连接部件相互作用，在该两部件连接器中，第二部件安装在传感器单元6的侧部6b上。
这里所示的连接部件可以是通过将软管的一部分螺纹拧在/插入软管的一部分的外部或内部而形成简单的连接器。
阀装置4和所示传感器单元组6形状不同(图1)，这样，它们能够仅仅相互连接并仅仅是单向的。
阀装置4有可连接的连接器装置，以便与软管束30相连。
传感器单元组6有连接器装置，以便与连接部件5相连。
对于所示连接器装置，重要的是形状有不同，这样，它们不会错误的相互连接。
当人或病人在恢复期开始自发呼吸时，负压阀(图中未示出)提供了无阻碍的呼吸。这样，该负压阀可以装在装置1上，并提供对外界空气的自由吸入。
在一个可选实施例中，通过如图3所示使用在阀板或活塞42下面的扭转弹簧43，PEEP压力将是不可调的，并保持恒定，而不是在软管14中有降低的压力。该扭转弹簧的弹簧力能够利用图中未示出的工具调节，从而可以调节PEEP压力。
显然，本发明并不局限于上述实施例，而是在本发明的范围内可以进行变化，本发明的范围由下面的权利要求表示。
权利要求
1.一种在麻醉条件下对人体的肺进行换气处理的装置，包括阀装置，该阀装置设计成能将吹入气体和/或吹入气体混合物从肺的换气单元送入人体的肺和气管中，并能使在气管内的气体和/或气体混合物呼出；气体测量装置，该气体测量装置附有一个用于在对吹入气体的速度和吹入阶段的持续时间的测量中检测与气体速度相关的压力梯度的传感器单元、一个设计成在对呼气速度和呼气阶段持续时间的测量中检测与气体速度相关的压力梯度的传感器单元、一个设计成测量气体压力和/或在整个期间的压力变化的传感器单元、和/或一个设计成能够引出部分气体混合物以便对气体混合物的一种或多种气体成分的存在和/或百分比进行测量的传感器单元，其特征在于所述阀装置和所述传感器单元组紧密布置在一起，它们与从肺的换气单元伸出的软管束的末端部分相连，所述传感器单元的位置比所述阀装置更靠近人体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述阀装置和所述传感器单元结合成单个单元。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于传感器单元或单元的传感器单元部分设计成与用于人体的连接部件相连。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于阀装置或单元的阀装置部分设计成与软管束的末端部分相连。
5.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于所述末端部分的形状为有一个第一软管，该第一软管设计为用于吹入气体；以及多个其它软管，该其它软管设计为用于气体的测量和阀的控制。
6.根据权利要求1或4所述的装置，其特征在于末端部分由第一软管和其它软管形成，该第一软管与肺的换气单元相连，其它软管具有较小横截面，并与第一软管结合在一起，两个软管设计成测量压力梯度，可能的话一个软管用于测量压力，一个软管用于对气体采样，且一个软管用于提供作用在阀装置上的反压。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该阀装置和所述传感器单元有不同的形状，这样，它们仅能以一种方式单向相互连接。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于该阀装置有用于软管束的连接器装置。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于传感器单元组有与用于人体的连接部件相连的连接器装置。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于所述连接装置有不同形状，这样，它们不会彼此弄混。
11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述阀装置可以通过软管的加压而控制。
12.根据权利要求10所述的装置，其特征在于在吹气阶段过程中，当出现增压时该阀装置能降压。
13.根据权利要求10所述的装置，其特征在于在呼气阶段过程中，当出现增压时，阀装置起到提供反压，即PEEP压的作用。
14.根据权利要求3所述的装置，其特征在于在人体外部的连接部件较短，并可装在传感器单元上。
15.根据权利要求1所述的装置，其特征在于负压阀与装置相连。
16.根据权利要求1所述的装置，其特征在于PEEP阀包括成一整体部件。
全文摘要
本发明涉及一种在麻醉情况下对人体的肺进行换气处理的装置,包括:阀装置(4),该阀装置设计成能将吹入气体和/或吹入气体混合物从用于肺的换气单元(3)送入人体的肺和气管(2a)中,并能使在气管内的气体和/或气体混合物的呼出;以及在传感器单元(61、62、63)中的气体测量装置(6)。所述阀装置(4)和所述传感器单元组(61、62、63)紧密布置在一起。它们与从肺的换气单元伸出的软管束(30)的末端部分相连,所述传感器单元的位置比所述阀装置(4)更靠近人体(2)。
文档编号A62B7/04GK1353618SQ0080835
公开日2002年6月12日 申请日期2000年5月25日 优先权日1999年6月3日
发明者斯特凡·施特隆贝格 申请人:阿诺股份公司