对呼吸系统病状快速反应的呼吸机的制作方法

专利名称：对呼吸系统病状快速反应的呼吸机的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及呼吸机领域，且更具体地涉及处理由于传染病或流行 病状态的发作而引起的呼吸窘迫的呼吸机系统。更具体地说，本发明是一 种呼吸机系统，它具有控制和操作范围，使得它满足在损害状态的不同阶
段下直到恢复的急性呼吸窘迫综合症(ARDS)患者的需求。尤其是，本 发明是能够用最低技术要求快速制造并且对传染性呼吸系统病状快速反 应而Y吏用的呼吸机系统。
背景技术：
呼吸窘迫可能由在不同的情况下健康群体中传染性病原体的传染病 的发作而引起。呼吸窘迫可能由几种疾病状态引起，包括但不限于严重急 性呼吸综合症(或者"SARS")和禽流行性感冒("禽流感")。严重急性呼 吸综合症(或者"SARS")是导致呼吸窘迫和有时死亡的一种严重的肺炎形 式，其已经成为一种新出现的传染病威胁。所报道的SARS和/或禽流行性 感冒的每个新病例仍然有可能引起另一场爆发，甚至更糟，引起全球性大
流行病。SARS的最具特征性的症状包括发热、咳嗽、呼吸困难和/或其它 呼吸道症状。在大多数病例中，需要支持性治疗，例如使用吸氧、胸部理 疗和/或机械通气。禽流行性感冒是以病状的甚至更快的猛攻导致严重呼吸 窘迫的另 一新出现的传染病威胁。
除了其它症状以外，呼吸窘迫还包括患者保持有效氧合的被削弱的能 力。然而，不论是流行性病原体还是传染性病原体，与这些病状相关的危 重病人的呼吸不适感可以通过将患者通上呼吸机来得到緩解，且在许多情 况下恢复加快。通常，为了缓解受损的呼吸，使用压力或容积通气，患者 ,皮镇静并一皮机械通气。典型的呼吸机通过在气体成分、压力和流型的预定和操作员输入进度 表下迫使加压气体(例如正压呼吸机)进入肺或者通过扩张患者的胸腔而 将气体吸引到肺中(例如负压呼吸机)来操作。
目前，传统的呼吸机使用微处理器来控制通气参数，并且含有压力和 流量测量传感器，该测量传感器将电子数据(经由模数转换器)提供给微 处理器，用于被监测参数的显示和报警启动或警戒条件。
另外，传统的呼吸机需要使用具有复杂配置的大型制造机器来生产各 种金属零件，或使用生产高度耐久性塑料零件所必需的先进的工具加工和 模制工艺。在增加新的特征和通气模式时，操作的复杂性增加，因为现有 的控制和显示区由于便于输入和显示新特征的要求而麻烦。因此，传统的 呼吸机是复杂的设备，且制造和运行成本很高。
另外，传统的呼吸机系统设计成处理各种各样的患者病情。例如，在 医院重症监护室中的患者通常被身体系统处于衰退的危险中的许多失调 或疾病状态压倒。重症监护室必须也能够处理有各种病症，包括手术、外 伤、心脏病、感染等的各种患者。因此，传统的呼吸机具有由复杂部件组 产生的很多运作模式，需要熟练的技术人员来装配该系统。
因此，所需要的是具有物理和操作简单性的呼吸机。还要求呼吸机能 够用容易获得的材料来制造。另外要求呼吸机能够用更简单、低成本的工 具和方法来制造。
另外，要求呼吸机能够对在不同的情况下健康群体中由传染性病原体 引起的呼吸窘迫作出反应。还要求呼吸机能够对不同的患者需求作出反
应。另外要求呼吸机能够满足在危重状态范围内变化的ARDS患者的需要 直到患者可以安全从呼吸机脱离。
还要求呼吸机能够在检测到呼吸系统流行病的发作的任何时间以可 扩展的量容易且成本有效地制造。
另外，要求呼吸机能够在任何地方在流行病的高峰期之前快速地制 造。还要求呼吸机能够减轻某些社区中对呼吸机资源的负担。

发明内容
本发明的目的在于可控制的机械呼吸机。在一个实施方案中，该可控 制的机械呼吸机包括与气体储器连接的气体输入端、用于接收气体并将它
引导至患者接口 (patient interface )的与所述气体储器连接的吸入导管、可 操作来控制气体从吸入导管至空气巻吸区(air entrainment area)的流量的 流量控制阀，其中所述空气巻吸区经由第一导管和第二导管连接于用于接 收大气的孔口 (port),患者接口通过导管连接于所述空气巻吸区；以及感 测所述吸入导管内的压力状态的气体切断机构。任选地，在第一导管内设 置有一阀，以防止空气从该孔口通过并进入大气。任选地，第二导管具有 与所迷第一导管连接的第一端部和与所述空气巻吸区连接的第二端部，且 其中第二导管具有从所述第一端部到所述第二端部变窄的直径，从而所述
第一端部的直径大于所述第二端部的直径。任选地，通过所述患者接口输 送的大气的量可以通过阻断所述孔口来改变。
在另一个实施方案中，本发明包括与气体储器连接的气体输入端、经 由吸入导管从所述气体储器可操作地连接于控制气体输入端的患者流量 控制阀、通过所述流量控制阀与所述吸入导管分离的患者接口、感测所迷 吸入导管内的压力状态的气体切断机构，其中所述呼吸机能够通过至少一 个控制对变化的患者需求作出反应。
在另 一个实施方案中，本发明的可控制的机械呼吸机包括与气体储器 连接的气体输入端、经由吸入导管从所述气体储器可操作地连接于控制气 体输入端的患者流量控制阀、通过所述流量控制阀与所述吸入导管分离的 患者接口、感测所述吸入导管内的压力状态的气体切断机构，其中所述呼 吸机进一步包括用于控制下列中的至少一个参数的装置Pip、 PEEP、氧 合水平和呼吸速率。
任选地，该呼吸机进一步包括用于捕集水分和热的加湿过滤器以及可 灭菌的材料(sterilizable material )。任选地，该患者流量控制阀是可调节的， 以提供特定的气体流速，且该气体流速可以设定为成年人、儿童和婴儿模 式中的至少一个。任选地，PIP是在20 cm H20到35 cm H20的范围内。 任选地，气体输入端进一步包括用于连接到加压气体源的气体接口。任选地，该患者接口进一步包括用于接收患者的呼出气体的患者接口和用于将 气体输送给患者的患者接口，并且是呼吸面罩组合件、气管内管或喉罩气 道设备之一。
任选地，该流量控制阀在结构上与旋钮连通，能够被物理操纵来控制 呼吸速率。任选地，该呼吸机进一步包括可操作地连接于患者接口或压力 检测器的呼气导管和呼气阀，以及可操作地连接于压力检测器的报警电 路，其中所述报警电路基于由所述压力检测器检测到的压力改变而产生警 净艮信号。任选地，呼吸速率通过保持吸气时间固定和改变呼气时间来改变，
且PEEP是在5cm H20到20 cm H20范围内的变量控制。任选地，该呼吸 机进一步包括位于患者接口附近的集成压力计，用于测定和显示回路中的 瞬时气道压力。


本发明的这些和其它特征和优点将被认识到，因为它们在结合附图被 考虑时通过参考以下详细说明被更好地理解，其中
图1是本发明呼吸机的第一实施方案的图示；
图2是本发明呼吸机的第 一实施方案的系统部件的示意图3是本发明呼吸机的第一实施方案的示意图4是在本发明的呼吸机中使用的报警电路的一个实施方案的电路原 理图；以及
图5是本发明呼吸机的另一个实施方案的示意图。
具体实施例方式
本发明目的在于能够用最小技术要求快速制造并且响应于流行性呼 吸系统病状而被快速配置的呼吸机系统。
本发明目的在于多个实施方案。本说明书中使用的语言不应被解释为 一般否认任何一个特定的实施方案，或者用于超出这里所使用的术语的含义来限制权利要求。现在详细参考本发明的特定实施方案。虽然结合具体 的实施方案来说明本发明，但意图不是将本发明局限于某一个实施方案。在一个实施方案中，本发明目的在于具有最小数量的控制的呼吸机。在一个实施方案中，本发明目的在于用于为遭受ARDS的患者提供通气或机械呼吸的呼吸机。在一个实施方案中，本发明的机械通气以压力控制为 基础，并且具有可变的压力、呼吸速率和氧合。优选地，该呼吸机是可快速配置的。更优选地，该呼吸机尽可能容易和直观地操作。更优选地，该呼吸机能够承受住至少75%的需要辅助通气 直至恢复正常呼吸的流行性呼吸窘迫患者。在另一个实施方案中，本发明目的在于一种用于将富氧空气输送到在 急诊情况下使用的呼吸机以及标准医院环境外部的溢流设施(overflow facility)的简单、安全和有效的装置。在另一个实施方案中，本发明目的在于一种在扩展使用时为患者进一 步提供用于捕集水分和热的加湿过滤器的使用的快速反应呼吸机系统 (rapid response ventilator system )。在另一个实施方案中，本发明目的在于一种能够以足够的量和非常低 的成本在世界的相当多的地区中被制造和分销的快速反应呼吸机系统。在又一个实施方案中，本发明目的在于一种能够在使用后被安全和可 靠地处置的快速反应呼吸机系统。本发明目的还在于一种具有物理和操作简单性的呼吸机。另外，本发 明目的在于在一个实施方案中用容易获得的材料制造的呼吸机。在其它实 施方案中，本发明的呼吸机能够用简单的低成本的工具和方法制造。在一个实施方案中，本发明的呼吸机是一种需要少量调节或不需要调 节的简单的模制设备。该简单的、无调节的模制设备是有利的，因为它对 患者没有额外的风险。在一个实施方案中，本发明的呼吸机具有有限的控制。在一个实施方案中，本发明的呼吸机使用在战略性制造地点储藏的预 制工具(prefabricated tooling )制造。在一个实施方案中，本发明的呼吸机在流行病发作时使用由不耐久的 材料制成的工具制造。在一个实施方案中，该制造材料包括但不限于铝。 本领域普通技术人员应该理解，在本发明中可以使用任何数量的加工材料和加工工具箱制造工艺，包括但不限于青铜烧结(bronze sintering)和钢制 造。在一个实施方案中，加工材料的选择和所选择的工具箱制造取决于人 群的需要和流行病和/或大流行病的状况。例如但不限于这种实例所需要 的设备的数量可以是应该使用哪种材料来用于加工和加工工具箱工艺的指标。在一个实施方案中，本发明的呼吸机使用在自动化系统中制造的零件 来制造。因此，在该实施方案中，实际上不制作工具。在一个实施方案中，本发明的呼吸机使用预制工具制造。优选地，该 工具在预定的战略性制造地点预制和储藏。在用于全球性大流行病状况 时，该实施方案是特别有用的，其中需要快速而有效地制造大量的设备。 因此，在一个实施方案中，本发明的呼吸机能够由成套工具大量地制造， 该成套工具可以用于对全球性大流行病状况作出反应。在 一 个实施方案 中，该成套工具用优质钢制造。在一个实施方案中，本发明的呼吸机在流行病发作时使用由耐久性低 于钢的材料制成的工具制造。在一个实施方案中，较低耐久性的材料是铝。 优选地，该材料是容易得到的，以对疾病的更局部化的爆发生产更有限数 量的设备，并且该工具被设计成使得它能够被相当快速地制造。在一个实施方案中，本发明的呼吸机使用直接由设计文件(design documentation )在自动化系统中制造的零件来制造。因此，实际上不制作 工具。该实施方案对支持边远地区特别有用，其中最终目标是将患者转运 至更大的中心，同时仍然提供暂时的呼吸支持。有利地，在该实施方案中， 制造方法允许在需要时生产本发明的呼吸机，而不用花时间来制造工具。在上述每一种制造实施方案中，组装是简单的，且不需要高度专业化 的技能或训练。该呼吸机因此能够有效而安全地由受过最低限度训练的护 理人员在各种护理环境中使用，以便为患者提供呼吸緩解。另外，本发明的呼吸机可有效地保持没有其它严重并发症的有严重呼吸道感染的大部分患者或者通常纟皮^:置在传统呼吸机上的那些患者存活。在一个实施方案中，测试本发明的呼吸机，以确保工作性能是在适当 的预定范围内或界限内。在另一个实施方案中，在设备的预期寿命或工作 性能范围或界限被超过或者破坏时，本发明的呼吸机能够为操作员提供至 少一个警报。在一个实施方案中，本发明的呼吸机可以用包括成年人、儿童和嬰儿 的多个才莫式操作。在一个实施方案中，操作员通过调节吸入的气体流速， 因此影响吸气时间，或者调节达到预置最高压力的时间来选择模式。在一个实施方案中，最大压力由操作员预置。在一个实施方案中，该 呼吸机在适于大多数患者而不引起任何患者损伤的最高压力下操作。在一个实施方案中，该呼吸机在10 cm H20到70 cm H20的压力范围内操作。 在另一个实施方案中，该呼吸机可以提供高达20cmH20的预置压力的压 力控制的通气。在另一个实施方案中，该呼吸机可以提供高达25cm H20 的预置压力的压力控制的通气。在又一个实施方案中，该呼吸机可以任选 地提供文丘里管，以提供至少60%的氧。在这里应当注意的是，可以根据 个体患者的评价和/或需要由操作员设定任何数量的不同的压力。在另一个实施方案中，本发明的呼吸机能够对患者需求作出反应。更 具体地说，在一个实施方案中，如果患者开始自发地恢复呼吸，则本发明 的呼吸机能够进入被动模式。在另一个实施方案中，如果患者不能维持自 主的无辅助呼吸，则该呼吸机开始运行并帮助将氧输送给该患者。在一个实施方案中，本发明目的在于一种一次性呼吸机。在另一个实 施方案中，本发明是一种限制使用的系统，其中使用的限制可以包括多个 限制之一，包括单个患者使用、运行时间或日历时间。在一个实施方案中， 本发明是单个患者使用的一次性呼吸机，没有特定的使用寿命。图1是本发明呼吸机的第一实施方案的图示。在一个实施方案中，呼 吸机100包括用于容纳呼吸机部件的主壳体101。在一个实施方案中，呼 吸机100是一次性的。在另一个实施方案中，呼吸机设备100是打算给单个患者使用的。在又一个实施方案中，呼吸机100是打算给多位患者使用 的，因此可以被再使用。优选地，打算被再使用的呼吸机设备被设计和制 造成4吏得它们可以容易地-故拆除和清洗。在另一个实施方案中，呼吸机100使用可以在138。C的优选灭菌温度 或高压灭菌器的标准温度下灭菌的材料制造。这些材料包括高温塑料，它 需要更先进的工具。在一个多次使用实施方案中，该呼吸机用具有低熔点 的塑性材料制造，因此允许它用有成本效率的工具制造。在一个实施方案中，本发明的快速反应呼吸机用可连接的零件制造。 呼吸机的可连接的零件可以通过各种方法被固定或可拆卸地连接，例如但 不限于粘结、螺钉连接或焊接，或者本领域普通技术人员公知的连接工具 零件的任何其它合适的方式。呼吸机100进一步包括流量控制阀或呼吸速率控制旋钮125、警才H/电 池启动附件(activation tag) 103、至少 一个患者接口或连接孔口 120,以 及通过软管106连接于气体源[未示出]的气体供应连接孔口 105。在本发明的呼吸机的一个实施方案中，呼吸速率控制旋钮125是需要 由操作员调节的唯一控制。可以调节该呼吸速率控制旋钮125,以考虑各 种工作模式，包括但不限于成年人模式、儿童模式和婴儿模式。如上所述， 操作员通过调节吸入的气体流速，因此影响吸气时间，或者调节达到预置 最高压力的时间来选择模式。回来参考图1,为了开始使用本发明的该快速反应呼吸机100,操作 员必须首先从其包装中移除该呼吸机，该包装优选是无菌的。在一个实施 方案中，该呼吸机100然后安放在位于患者之上，但接近患者的安全而稳 定的位置。操作员然后通过如指示的那样拉而从呼吸机的电池除去警报启 动附件103。在一个实施方案中， 一旦该呼吸机被拆开和定位，操作员或者任何其 它合格和受过训练的人员就使患者镇静和给患者插管。然后在患者连接点 120处使用标准呼吸回路(breathing circuit)和任选的加湿过滤器(未示出) 将该呼吸机100连接到患者的气管内管。在另 一个实施方案中，呼吸机100在患者连接点120处经由呼吸面罩组合件连接于患者。在又一个实施方案中，呼吸机100经由喉罩气道(LMA)设备连接到患者。以下参考图3和 5更详细地描述用于将氧输送给患者的各种患者连接设备。操作员然后通 过该呼吸速率控制旋钮125设定通气控制。优选地，使用患者的物理尺寸 例如但不限于身高和体重来测定呼吸速率。在气体供应孔口 105处连接的 供氧软管106然后连接于氧源(未示出)，以实现呼吸机操作。呼吸机IOO也包括排气孔口 135，下面参照图3来更详细地描述它的 操作。在一个实施方案中，氧源在范围从40PSI到70PSI的压力下工作。 然后，如由患者的氧合指标所指示的，设定呼气末正压(下文"PEEP")控 制。PEEP是指在呼气循环结束时在气道中保持的残留正压力。它用于防 止在每次呼吸之后肺完全塌陷，因此改进了肺中的气体交换。通气以频繁观察警报状态(如下所述)和患者氧合来继续。在一个实 施方案中，当通气结束或中断时，该呼吸机和呼吸回路部件被密封在一次 性袋中，并被送至最近的废品处理收集点，用于适当的处理。在另一个实 施方案中，在通气结束或中断时，该呼吸才几和呼吸回路部件-故适当地灭菌 并再包装，用于随后的使用，如上所述。图2是本发明呼吸机的第一实施方案的系统部件的详细图示。在一个 实施方案中，呼吸机200包括患者接口或连接孔口 220、气体过压泄压阀 202a和阀套202b、泄漏喷射孔(leak jet)265、第一隔膜致动机构(diaphragm actuator) 250、致动机构路径或吸入导管215、喷射圓盘206、波紋管密封 件(bellows seal )207、第一密封件208、压缩气体接口 205、分支导管245、 "0"形國211、第一喷射盖板212、顶盖密封件213、电致动机构214、印 刷电3各+反(PCB ) 240、呼吸速率控制旋4丑225和排气孔口 235。在一个任 选的实施方案中，呼吸机200进一步包括文丘里管(未示出)。在一个实施方案中，患者接口 220进一步包括用于接收来自患者的空 气的患者接口 220a和用于将氧输送给患者的患者接口 220b。关于图3来详细描述图2的系统部件的工作特性。另外，在下面关于 图4详细论述报警电路PCB 240，它在一个实施方案中通过电致动机构214 可操作地连接到本发明的呼吸机。图3是本发明呼吸机的第一实施方案的示意图。关于图3的示意图来 描述本发明的快速反应呼吸机的第一实施方案的工作特性。应该再次注意 的是，以下操作说明是示例性的，且在本说明书中使用的语言不应被解释 为一般否认任何一个特定的实施方案。现在参照图3，呼吸机300包括压缩气体接口 305，压缩气体4妄口 305 进一步包括压缩气体储器399，在使用时，压缩气体储器399连接到加压 气体源(未示出)。在一个实施方案中，加压气体是氧。在另一个实施方案 中，加压气体是医用压缩空气。在一个实施方案中，压缩气体接口 305是 进口 。呼吸机300进一步包括气体控制岡310。气体控制阀310在一端连接 于压缩气体储器399。气体控制阀310在另一端连接到吸入导管315。吸 入导管315通过流量控制阀325操作性地连接于患者接口 320。在一个实 施方案中，流量控制阀325是能够操纵以控制呼吸速率的旋钮。在另一个 实施方案中，流量控制阀325是与患者大小成比例地提供呼吸速率的固定 喷嘴(fixed jet)。在一个实施方案中，患者接口进一步包括用于接收来自患者的空气的 患者接口 320a和用于将氧输送给患者的患者接口 320b。在一个实施方案中，患者接口 320a和320b连接于呼吸面罩。在另一 个实施方案中，患者接口 320a和320b连接于气管内管。在又一个实施方 案中，患者接口 320a和320b连接于喉罩气道(LMA)设备。喉罩气道设 备是本领域普通技术人员所公知的，并且在麻醉和急诊医学中用于气道管 理。更具体地说，它是插入到咽中的具有可充气套嚢的管子。它所引起的 疼痛和咳嗽比气管内管要轻，并且更容易插入。然而，应当注意，喉气道 罩不被推荐给处于肺穿刺(lung aspiration)危险下的任何人。接近于320b的吸入导管315从患者接口 320b延伸到包括排气孔口 335 的呼气4妻口中。排气孔口 335受呼气阀340控制，与分支导管345连通并 连接到吸入导管315，该吸入导管315靠近气体控制阀310。在一个实施 方案中，PEEP控制机构连接到呼气阀340。然后使用外部PEEP阀385设 定PEEP控制，如由患者的氧合指标所指示的。在一个实施方案中，本发明的呼吸机还包括压力检测器314。在一个实施方案中，压力检测器314用作图4中所述的警报系统的接口。在一个 实施方案中，压力检测器314是电子隔膜致动机构，其将呼吸机内的活动 转化为信号，该信号能够用于在预定事件时向操作员报警，如在下文所进 一步详细i兌明的。隔膜致动机构350经由导管355和止回阀395连接到患者接口 320b。 隔膜致动机构350用推杆360被密封到气体控制阀310。隔膜致动机构350 可以通过本领域普通技术人员所公知的任何密封装置被密封到气体控制 阀，包括但不限于唇形密封。推杆360响应于隔膜致动机构350的移动而 启动气体控制阀310。隔膜致动机构350也装配有伺服阀365，其在下文 被非常详细地描述。在操作中，压缩气体从源如罐优选地在大于5 PSI的压力下供应给呼 吸机300。在一个实施方案中，压缩气体是氧。气体调节器(未示出)在适用 于呼吸机单元300内的压力下调节压缩气体的输送。在一个实施方案中， 压缩气体供应的适合的压力在5PS1到60PS1的范围内。在一个实施方案 中，压缩气体供应的适合的压力为50PSI。在另一个实施方案中，压缩气 体供应的适合的压力为30 PSI。吸入是通过输送被调节的氧来通过气体控制阀310和通过吸入导管 315并到达流量控制阀325来实现的，因此提高了吸入导管315中的压力。 由流量控制阀325引起的在吸入导管315内所形成的背压经由止回阀390 被传递至分支导管345，这随后启动呼气阀340。 一旦启动，呼气阀340 就密封排气孔口 335，使氧能够输送到患者并导致压力增加。隔膜致动机构350通过止回阀395和导管355感测所形成的压力增加， 并且使推杆360上升，直到气体控制阀31(M皮启动，因此被密闭，且气流 随后^皮停止。隔膜致动机构350内部的压力通过伺服阀365维持。伺服阀365通过 伺服隔膜致动机构380纟皮控制。尤其是，泄漏喷射孔382减少伺服隔膜致 动机构380内部的压力，直到气体控制阀310打开。当气体控制阀310打 开时，伺服阀365打开，并随后排放保持隔膜致动机构350在适当位置的气体压力，因此通过流量控制阀325使气流停止。当伺服阀365关闭时， 氧气流恢复供给患者，因此重复循环。负责关闭呼气岡340的初始背压在流量控制阀325两端平tf。该背压 通过泄漏喷射孔375衰减，泄漏喷射孔375控制吸气时间，因此允许呼气 阀340向大气开放。当在吸入过程中肺内储存的过压被释放时，呼气是自 主的。患者肺内的过压通过排气孔口 335以气流的形式排放。另外，泄漏 喷射孔382设定呼气时间。因此，泄漏喷射孔375和382的动作设定呼吸 速率，因此设定吸气与呼气比。回来参考图3，在本发明呼吸机的一个实施方案中，呼气时间通过调 节泄漏喷射孔382的尺寸和通过调节伺服隔膜380的内部体积而被预置为 至少1.5秒。在一个实施方案中，该呼气时间被预置为2秒。在本发明呼 吸机的一个实施方案中，呼吸速率设定在每分钟10-45次呼吸(BPM) 的范围内。在本发明的一个实施方案中，流量控制岡或呼吸速率控制旋钮325是 需要由操作员调节的唯一控制。可以调节该呼吸速率控制旋钮325，以考 虑各种工作模式，包括但不限于成年人纟莫式、儿童模式和婴儿模式。在一个实施方案中，本发明的呼吸机以压力控制模式操作。在本发明 的一个实施方案中，位于患者接口 320b附近的气道压力控制381用于设 定控制系统中的目标患者压力。在一个实施方案中，通过隔膜致动机构350 的尺寸和调节器的可用设置来固定和设置通气压力。在一个实施方案中， 该压力适合于大多数患者，而不会引起任何患者损伤。在一个实施方案中， 通气压力是可变的，并由操作员设定。在一个实施方案中，该呼吸机300 在10cmH2O到70cmH2O的范围内操作。在另一个实施方案中，该呼吸 机300在20 cm H20到35 cm H20的范围内操作。在一个实施方案中，该 呼吸机300最大在20 cm H20下操作。在另 一个实施方案中，该呼吸机300 可以提供在25cm H20的预置压力下的压力控制的通气。泄压阀302位于 到患者的回路中，该回路被设定为确保不将过压输送给患者。在一个实施方案中，本发明的呼吸机使用预制工具制造。优选地，该 工具在预定的战略性制造地点被预制和储藏。在其中需要快速而有效地制造大量设备的全球性大流行病状况中使用时，该实施方案是特别有用的。 因此，在一个实施方案中，本发明的呼吸机能够由成套工具大量地制造， 该成套工具可以用于对全球性大流行病状况作出反应。在一个实施方案中，该成套工具用优质钢制造。在一个实施方案中，本发明的呼吸机在流行病发作时使用由耐久性低 于钢的材料制成的工具制造。在一个实施方案中，该较低耐久性的材料是 铝。优选地，所述材料是容易得到的，以对疾病的更局部化的爆发生产更 有限数量的设备。该工具可以被相当快速地制造。在一个实施方案中，本发明的呼吸机使用直接由设计文件在自动化系 统中制造的零件来制造。因此，在该实施方案中，实际上不制作工具。该 实施方案对支持边远地区特别有用，其中最终目标是将患者转运至更大的 中心，但仍然需要暂时的呼吸支持。有利地，本发明的制造方法允许在需 要时制造本发明的呼吸机，而不用花时间来制造工具。在上述每一个制造实施方案中，组装是筒单的，且不需要高度专业化 的技能或训练。该呼吸机能够有效而安全地由受过最低限度训练的护理人员在各种 护理环境中使用，以便为患者提供呼吸緩解。另外，本发明的呼吸机可有效地保持没有其它严重并发症的有严重呼 吸道感染的大部分患者或者通常^皮放置在传统呼吸机上的那些患者存活。在一个实施方案中，测试本发明的呼吸机，以确保工作性能是在适当 的预定范围内或界限内。在另一个实施方案中，在设备的预期寿命或工作 性能范围或界限被超过时，本发明的呼吸机能够为操作员提供至少 一个警报。在本发明的快速反应呼吸机的一个实施方案中，该呼吸机能够不依赖 于供电来操作。在另一个实施方案中，该快速反应呼吸机由在调节压力下的氧提供动力。在另一个实施方案中，本发明的该快速反应呼吸机是电池操作的。在一个实施方案中，本发明的快速反应呼吸机进一步包括警报系统。在一个实施方案中，本发明的该快速反应呼吸机具有在电池故障时或 者在电池电压降到可接受的预定电平之下时发出警报的音频和/或视觉警 报。因此，在一个实施方案中，警报系统的电子设备通过电池如锰-碱性电 池、汞类电池或本领域普通技术人员已知的任何其它适合的电池来供电。 当该电池电压达到预定的工厂设定电压电平时，视觉警报被启动，例如LED将开始闪红光。任选地，该警报也发出音响警报，比如喀哒音。这指示该电池需要更换。在一个实施方案中，设定低电池电压条件来感测电池电压何时低于2.5伏特。该警报系统也能够感测呼吸机的内在活动，并在感测到警报条件时将 提供视觉和/或音响输出。在一个实施方案中，警报条件是低的供气压力。 在另一个实施方案中，警报条件是与患者断开。在又一个实施方案中，警 报条件是不能通气。因此，该警报系统用来提供音响和/或视觉呼吸暂停警报。在一个实施 方案中，该警报系统使LED发射优选地为绿色的短暂闪光，其中每次呼吸 确认本发明的呼吸机系统正确地装配和工作。如果在预定时期内检测到无 呼吸，则结合优选地为红色的闪烁LED发出可听得到和脉动的蜂鸣声，以 识别本发明的呼吸机警报系统处于警报状态。在一个实施方案中，在呼吸 检测之间的预定时期是工厂预置的并且在15 - 20秒范围内。在一个实施方案中，如以上关于图3所述的并回来参照图3，该警报 系统通过电子隔膜致动机构314可操作地连接到本发明的呼吸机。具体地 说，该隔膜致动机构314通过电子隔膜致动机构上的柱塞可操作地连接到 PCB (未示出)，该柱塞在呼吸机的气动作用下在每次呼吸时移动一次，因 此启动警报系统的感测活动。该PCB还通过与电池端子连接而为电力/电 池部件提供支持，如图4所示。另外，该音响警报和LED与本发明的呼吸 机系统对齐，以允许声音和光通过，使得它们能够作为对操作员的可见和 可听得到的警报工作。在一个实施方案中，压力的改变通过隔膜致动机构 来检测，隔膜致动机构将呼吸机内部的活动转换为信号，该信号能够由 PCB使用来警报预定事件，例如由于压力增加，隔膜在压力下移位。在一个实施方案中，在患者的第一次呼吸吸入时，电池供电给警报系 统，使得它被配置，因此该警报系统准备在第一次呼吸发生时自动检测警 报条件，将操作员忘记配置警报的风险减至最小。后续的呼吸在吸气和呼 气之间交替，在吸气期间，空气由呼吸机供给患者的肺，而在呼气期间， 空气从呼气阀出来。图4是在本发明的呼吸机中使用的报警电路(PCB)的一个实施方案 的电路原理图。回来参照图2 ， PCB 240用于为本发明的呼吸机系统提供 报警电路。现在参照图4,报警电路400优选地在装有电子部件的印刷电 路板上形成。在一个实施方案中，报警电路400进一步包括第一级呼吸检 测电路部分405,检测电路部分405进一步包括TAC按钮开关或膜片406, 所述TAC按钮开关或膜片406通过关于图3所述的电子致动机构的柱塞 (未示出)来启动。电子致动机构的柱塞在每次呼吸时移动一次，因此当每 次呼吸时"打开"或"关闭"TAC开关405 —次，取决于柱塞的取向。在该报警电路的第一级中，当TAC开关406闭合和因此被启动时，电 流脉冲经由电容器407通过该电路，并到达LED 408，以产生如上所述的 短暂的确认闪光。闪光随着电容器407充电而衰减，以使电池消耗减到最 小。i殳定峰值电流，以为开关406的接触4是供润湿效应(wetting effect )。 瞬态电流通过栅极409检测，栅极409然后开启，以使电容器410放电。 如果开关406没有闭合或启动，并且因此保持打开，那么电容器410就会 充电，直到比较器411的负输入端子上的电压超过比较器411的正输入端 子上的电压。随后，比较器411的开路漏极输出引脚1切换到指示和警报 条件。在一个实施方案中，比较器411是专用电压比较器芯片。报警电路400的第二级是不对称振荡器。振荡信号提供了对音响警报 的打开-关闭调制，因此消除了对操作员区别噪声源的需要，尤其在挑战性 和高背景噪声工作环境中。当比较器411的引脚1为低时，电路因此振荡， 以大致产生脉冲。占空因数和周期由电阻器414、 415和电容器416的值 来设定。工作循环和周期是工厂设定的，且在需要不同的周期和占空因数 的情况下可以被调节。在一个实施方案中，该电路振荡，以每250毫秒产 生100毫秒脉冲。报警电路400的第三级是振荡器，在一个实施方案中，振荡器固定在400Hz和1kHz的范围内，并且在警^t良条件时提供LED输出。当比较器412 的引脚2为低时，电阻器417 、 418的接合点达到中间轨道(mid-rail)，且 振荡器被启动。标称频率由电阻器419和电容器420的时间常数来确定。 当比较器421的输出为低时，LED 422闪红光，且音响警报在标称警报频 率处回响。在一个实施方案中，来自比较器421的输出可以被緩冲，如果 所使用的特定音响警报需要更高的驱动电流。如上所述的，报警电路400还可以用于监控电池450的电池电压。在 一个实施方案中，比较器430用来监控相对于参考二极管431的电池电压。 如果分开的电压降到参考二极管431的值之下，那么比较器430的引脚12 变低，并启动如上所述的输出振荡器。该输出振荡器使得短脉沖持续，这 使警报发出周期性喀嗒噪声，以警告电池电源需要替换。本发明的快速反应呼吸机的警报系统在一个实施方案中是制造简单 的，并且不需要校准。在一个实施方案中，本发明的呼吸机可以在流行病高峰期的预期持续 时间内操作。在另一个实施方案中，本发明的呼吸机是单个患者使用的，优选地直 到患者脱离呼吸机和自主呼吸为止。在另一个实施方案中，该呼吸机由"绿色"材料制成，并且在它被用在 单个患者上时或者在流行病过去时可以被容易处置。在第二个实施方案中，本发明是呼吸机系统，其具有控制和操作范围， 使得它满足在受损状态的不同阶段下直到恢复的ARDS患者的需要。另外，在第二个实施方案中，本发明目的在于一种能够对变化的患者 需要快速而有效地作出反应的呼吸机。另外，本发明目的在于一种能够满足在危重状态范围内变化的ARDS 患者的需要直到患者可以从呼吸机安全脱离的呼吸机。在大流行病环境下遭受呼吸衰竭的大多数患者满足急性肺损伤(ALI) 或急性呼吸窘迫综合征(ARDS)的标准。目前患者指导原则支持低潮气量(大约6 cc/kg理想体重)的使用和吸气平稳压力(典型地低于30 cm H20 ) 的限制，同时维持充足的氧合，其被定义为等于或大于93。/。的动脉血氧饱 和度。充足的氧合通过补充吸入氧的滴定和PEEP来^是供。另外重要的是，通过控制动脉PC02来提供充足的每分钟通气量，如 由7.3-7.4的动脉血pH所估计的。每分钟通气量是潮气量和速率的乘积。在使用本发明的第二实施方案的一个实例中，如图5所示，病得很重 的患者可能呈现非常严重的低血氧症，因此需要使用高的吸入氧水平。高 吸入氧水平用F,O尸1.0来表示，意味着吸入空气中的氧百分率为100%。 &02表示吸入氧的分数，且在0-l.O的范围内。为了将氧的毒性减到最小，PEEP以5cm H20的速率增加，以5cm增 量增加到15cm H20的最大值。这导致在维持动脉血氧饱和度高于92%的 同时减少F,02。如上所述的，PEEP是指在呼气周期结束时在气道中保留 的残留正压力。它用于防止在每次呼吸之后肺完全塌陷，因此改进了肺内 的气体交换。因为患者是病得很重的，他有可能有非顺应性的(或僵硬的)肺。因此， 患者最初需要高吸气压力，以获得高潮气量，在一个实施方案中，潮气量 为30-35cm H20。如果潮气量是足够小的，相应的呼吸速率可能相当高 (25-30次/min)，以确保充足的每分钟通气量和二氧化^^排出。然而，当患 者得到好转时，他们的肺顺应性将提高，并且需要减小吸气压力(例如在 10-15cm H20范围内)，以避免肺的过度扩张。本发明的呼吸机的目标患者 顺应性范围为20-50 cc/cmH20。另外，当患者好转并且气体交换改善时， 需要较小的每分钟通气量来排出二氧化碳，使得还可以减少呼吸速率(例如 在12-15BPM的范围内)。此外，当患者好转时，患者的氧需求也将降低， 实现PEEP的减小(例如低至5cm 1120)和Fi02的减小(例如达到其初始水 平的40%)。测定和滴定这些变量的能力改善了本发明的机械快速反应呼 吸才几的效力和安全性。因此，在本发明的呼吸机的第二实施方案中，操作员能够控制目标气 道压力(PIP)、 PEEP、氧合水平和呼吸速率。本发明的呼吸机因此能够更 有效地用于更宽范围的患者，因为它包括附加的控制。现在参考具有可变控制的本发明的快速反应呼吸机的具体实施方案。 在这里应注意，虽然提供了最佳范围和值，但本领域普通技术人员应该理 解，每一位患者都是不同的，且本发明的机械呼吸机可以在适于各种患者 的水平下操作。图5是本发明呼吸机的第二实施方案的示意图。现在参照图5，呼吸机500包括压缩气体接口 505,压缩气体接口 505进一步包括压缩气 体储器599，在使用时，压缩气体储器599经由接口 505连接到加压气 体源(未示出)。在一个实施方案中，加压气体是氧。在另一个实施方案 中，该加压气体是医用压缩空气。在一个实施方案中，压缩气体接口 505 是进口。在操作中，压缩气体从源如罐优选地在大于5 PSI的压力下供应给呼 吸机500。在一个实施方案中，压缩气体是氧。气体调节器(未示出)在适用 于呼吸机单元500内的压力下调节压缩气体的输送。在一个实施方案中， 压缩气体供应的适合的压力为5 PSI到60 PSI。在一个实施方案中，压缩 气体供应的适合的压力为50 PSI。在另一个实施方案中，压缩气体供应的 适合的压力为30 PSI。吸入是通过输送被调节的氧来通过气体控制阀510和通过吸入导管 515并到达流量控制阀525来实现的，因此增加了吸入导管515中的压力。 由流量控制阀525引起的在吸入导管515内所形成的压力经由止回阀590 -坡传递至分支导管545,这随后启动呼气阀540。 一旦纟皮启动，呼气阀540 就密封排气孔口 535，使氧能够输送到患者，并导致压力增加。在一个实施方案中，可以改变氧合水平，以提供氧和空气的混合。在 一个实施方案中，控制是可变的，有三种02/空气比设置100%、 75%和 50%。在另一个实施方案中，控制是可变的，以提供两种02/空气比设置 100%和60%。这通过外部或大气空气巻吸区591来实现，该区通过经由导 管593c物理接收空气而使用文丘里效应来输送60。/。的氧。导管593c具有 连接于输入导管593b的一端和等于输入导管593c的直径。当它达到空气 巻吸区591时，导管593c的直径相对于输入导管593b变窄。大气经由孔 口 593a和调节通 孔口 593a的空气的阀592进入机构，并且通过导管593b行进至空气巻吸区591。阀592可以是止回阀或能够;波调节的阀，可以通过盖593关闭，允许100%的氧输送。呼吸机500进一步包括气体控制阀510。气体控制阀510在一端连接 于压缩气体储器599。气体控制阀510在另一端连接到吸入导管515。吸 入导管515通过流量控制阀525操作性地连接于患者接口 520。在一个实施方案中，流量控制阀525由能够被操纵以控制呼吸速率的 旋钮启动。在另一个实施方案中，流量控制阀525是与患者大小成比例地 传递呼吸频率的固定喷嘴。在一个实施方案中，最佳呼吸速率是在15-35 BPM的范围内。为了 实现可变的呼吸速率，应注意，在一个实施方案中，吸气时间是固定的， 而呼气时间是可变的。例如，为了获得20-35BPM，吸气时间固定为1秒， 而呼气时间范围为0.8-2秒。在另一个例子中，为了获得15-35BPM， 吸气时间设定为1秒，并且有0.8-3秒士O.l秒的可变呼气时间。在一个实施方案中，呼吸速率控制是未校准的变量控制。在另一个实 施方案中，呼吸速率控制是未校准的阻延控制(detented control )。在一个 实施方案中，控制被标记在其可设置的界限，如低和高，或如低、中和高。在一个实施方案中，患者接口 520进一步包括用于接收来自患者的空 气的患者接口 520a和用于将氧输送给患者的患者接口 520b。在一个实施方案中，患者接口 520a和520b连接于呼吸面罩。在另一 个实施方案中，患者接口 520a和520b连接于气管内管。在又一个实施方 案中，患者接口 520a和520b连接于喉罩气道(LMA)设备。喉罩气道设 备是本领域普通技术人员所公知的，并且在麻醉和急诊医学中用于气道管 理。更具体地说，它是插入到咽中的具有可充气套嚢的管子。它所引起的 疼痛和咳嗽比气管内管要轻，并且更容易插入。然而，应注意，喉气道罩 不被推荐给处于肺穿刺危险下的任何人。接近于接口 520b的吸入导管515从患者接口 520b延伸到包括排气孔 口 535的呼气接口中。排气孔口 535受呼气阀540控制，与分支导管545 连通，并连接到吸入导管515,该吸入导管515靠近气体控制阀510。在一个实施方案中，PEEP控制机构连接到呼气阀540。然后使用PEEP 岡585设定PEEP控制，如由患者的氧合指标所指示的。在一个实施方案中，PEEP是可变控制。在一个实施方案中，PEEP从 5cm H20到20cm H20是可变的。在另 一个实施方案中，PEEP从10cm H20 到20cmH2O是可变的。在一个实施方案中，PEEP是连续可变控制。在另 一个实施方案中，PEEP以5cm H20的增量控制。在一个实施方案中，在 拔管时，PEEP应该低于10cm H20,且更具体地说，为5-8cmH20。在一个实施方案中，本发明的呼吸机还包括压力检测器514。在一个 实施方案中，压力检测器514用作图4中所述的警报系统的接口。压力检 测器514是电子隔膜致动机构，其将呼吸机内的活动转换为信号，该信号 能够用于在预定事件时向操作员^t艮警，如在下文进一步详细说明的。回来参照图5,在一个实施方案中，本发明的呼吸机以压力控制模式 操作，因此吸气时间受压力控制。在该实施方案中，使用气道压力控制581 来设定控制系统中的目标患者压力。在本发明的呼吸机500中提供有集成 的气动吸气气道压力计或监控器549。使用该压力计来显示范围从0到 50cm H20的瞬时气道压力值。气体沿着导管555流动，并且使隔膜致动机构550膨胀。当致动机构 550被膨胀时，阀551通过推杆552打开。这允许来自导管545的气体使 薄膜553膨胀，通过推杆556和速动内盖簧(snap action dome spring) 558 产生作用，这导致气体控制岡510响应于隔膜550的移动而启动。气体控 制阀510闭合，以切断气体供应。泄漏喷射孔560用于使隔膜550在启动 后重置。在一些情况下，如上所述，患者可能显示出更大的顺应性(意指患者得 到好转)，因此，吸气时间的压力控制的当前设置可能导致肺的过膨胀。因 此，本发明的呼吸机系统进一步包括限制吸气流量的超时机构。在一个实 施方案中，该超时机构将吸气流量限制到大约0.9秒。在一个实施方案中，该吸气流量可以设定在最小值60 L/min到最大值 100L/min的范围内的值。回来参照图5,气体从导管545流过限流器562,并通过导管564使 隔膜553膨胀，引起气流阀510闭合，切断气流。在气流通过气流阀510的闭合而被停止后，泄漏喷射孔575允许导管 545内的压力消散，允许呼气阀540在预定时间间隔之后打开。导管564 被阀566关闭，阀566通过导管568内的压力保持闭合。允许导管568内的气体通过阀582消散。另外，在吸气流停止后，在 由阀582内的压力设定的一段时间间隔后，允许阀566打开，这使导管564 通气，并释放保持吸气阀510密闭的压力，且周期重新开始。在一个实施方案中，压力适合于大多数患者，而不会引起任何患者损 伤。在一个实施方案中，通气压力是可变的，并由操作员设定。在一个实 施方案中，该呼吸机500在10 cm H20到70 cm H20的范围内操作。在另 一个实施方案中，该呼吸机500在15 cm H20到40 cm H20的范围内操作。 在一个实施方案中，该呼吸机500在35 cmH20的最大值下操作。在另一 个实施方案中，该呼吸机500可以提供在25cm氏0的预置压力下的压力 控制的通气。泄压阀502位于到患者的回路上，该回路被设定为确保不将 过压输送给患者。在一个实施方案中，目标气道压力或PIP是可变控制，并且在范围从 最小值15cm H20到最大值40cm H20的可设置的界限处被标记。在一个实 施方案中，该PIP控制进一步包括安全联锁装置，其在35cmH20以上的 压力下纟皮启动或联锁。本发明的呼吸机使用预制工具制造。优选地，该工具在预定的战略性 制造地点预制和储藏。在其中需要快速而有效地制造大量设备的全球性大 流行病状况中使用时，该实施方案是特别有用的。因此，在一个实施方案 中，本发明的呼吸机能够由成套工具大量制造，该成套工具可以用于对全 球性大流行病状况作出反应。在一个实施方案中，该成套工具用优质钢制 造。
本发明的呼吸机在流行病发作时使用由耐久性低于钢的材料制成的 工具制造。在一个实施方案中，该较低耐久性的材料是铝。优选地，所述材料是容易得到的以生产更有限数目的设备来用于较局部的疾病爆发。该 工具可以相当快速地制造。在一个实施方案中，本发明的呼吸机使用直接由设计文件在自动化系 统中制造的零件来制造。因此，在该实施方案中，实际上不制作工具。该 实施方案对支持边远地区特别有用，其中最终目标是将患者转运至更大的 中心，但仍然需要暂时的呼吸支持。有利地，本发明的制造方法允许在需 要时制造本发明的呼吸机，而不用花时间来制造工具。在上述每一种制造实施方案中，组装是简单的，且不需要高度专业化 的技能或训练。该呼吸机能够有效而安全地由受过最低限度训练的护理人员在各种 护理环境中使用，以便为患者提供呼吸緩解。另外，本发明的呼吸机可有效地保持没有其它严重并发症的有严重呼 吸道感染的大部分患者或者通常放置在传统呼吸机上的那些患者存活。在一个实施方案中，测试本发明的呼吸机，以确保工作性能是在适当 的预定范围内或界限内。在另一个实施方案中，在设备的预期寿命或工作 性能范围或界限被超过时，本发明的呼吸机能够为操作员提供至少一个警 报。在本发明的快速反应呼吸机的一个实施方案中，该呼吸机能够不依赖 于供电来操作。在另一个实施方案中，该快速反应呼吸机由调节压力下的氧提供动力。在另一个实施方案中，本发明的该快速反应呼吸机是用电池操作的。在一个实施方案中，本发明的快速反应呼吸机进一步包括警报系统。本发明的该快速反应呼吸机还可以具有在电池故障时或者在电池电 压降到可接受的预定电平之下时发出警报的音频和/或视觉警报。因此，在 一个实施方案中，警报系统的电子设备通过电池比如锰-碱性电池、汞类电 池或本领域普通技术人员已知的任何其它适合的电池来供电。当电池电压达到预定的工厂设定电压电平时，视觉警报被启动，例如LED将开始闪红 光。任选地，警报也发出音响警报，比如喀哒音。这指示电池需要更换。在一个实施方案中，设定低电池电压条件来感测电池电压何时低于2.5伏特。该警报系统也能够感测呼吸机的内在活动，并在感测到警报条件时将 提供视觉和/或音响输出。在一个实施方案中，警报条件是低的供气压力。 在另一个实施方案中，警报条件是与患者断开。在又一个实施方案中，警 报条件是不能通气。因此，该警报系统用来提供音响和/或视觉呼吸暂停警报。在一个实施 方案中，该警报系统引起LED发出优选地为绿色的短暂闪光，其中每次呼 吸确认本发明的呼吸机系统正确地装配和工作。如果在预定时期内检测到 无呼吸，则结合优选地为红色的闪烁LED发出可听得到的和脉动的蜂鸣 声，以识别本发明的呼吸机警报系统处于警报状态。在一个实施方案中， 在呼吸检测之间的预定时期是工厂预置的，并且在15-20秒范围内。在一个实施方案中，如以上关于图5所述的并回来参照图5，该警报 系统通过电子隔膜致动机构514可操作地连接到本发明的呼吸机。具体地 说，该隔膜致动机构514通过电子隔膜致动机构上的柱塞可操作性地连接 到PCB (未示出)，该柱塞在呼吸机的气动作用下在每次呼吸时移动一次， 因此启动警l艮系统的感测活动。该PCB还通过与电池端子连接而为电力/ 电池部件提供支持，如图4所示。另外，该音响警报和LED与本发明的呼 吸机系统对齐，以允许声音和光通过，使得它们能够作为对操作员的可见 和可听得到的警报操作。在一个实施方案中，压力的改变通过隔膜致动机 构来检测，隔膜致动机构将呼吸机内部的活动转换为信号，该信号能够由 PCB用于警才良预定事件，例如由于压力增加薄膜在压力下移位。在一个实施方案中，在患者的第一次呼吸吸入时，电池将供电给警报 系统，使得它被配置，因此该警报系统准备在第一次呼吸出现时自动检测 警报条件，将操作员忘记配置警报的风险减至最小。后续的呼吸在吸气和 呼气之间交替，在吸气期间，空气由呼吸机供给患者的肺，而在呼气期间， 空气从呼气阀出来。在另一个实施方案中，本发明的呼吸机能够对患者需求作出反应。更 具体地说，在一个实施方案中，如果患者开始恢复自主呼吸，则本发明的 呼吸机能够进入被动模式。在另一个实施方案中，如果患者不能维持自主 的无辅助呼吸，则该呼吸机开始工作和帮助将氧输送给该患者。在一个实施方案中，本发明的呼吸机是稳固的，并可以甚至在患者尝 试呼吸的情况下工作。因此，在一个实施方案中，该呼吸机以其一皮控制的 通气模式继续正常而可靠地工作。调节呼吸速率控制以与患者的呼吸速率 匹配的能力有利于该呼吸机的稳固使用。以上论述目的是提供结合了本发明的新颖方面的几个示例性实施方 案，且应理解，上述说明不是可以实施本发明的唯一应用。可以适当地改 动本发明，从而还可合并其它可能的实施方案。本发明的范围仅仅由所附权利要求限定并且在权利要求的范围内；本发明能够在各种其它场合下使用。
权利要求
1.一种可控制的机械呼吸机，其中所述呼吸机包括气体输入端，其与气体储器连接；吸入导管，其与所述气体储器连接，用于接收气体并且将气体引导至患者接口；流量控制阀，其可操作来控制气体从所述吸入导管至空气卷吸区的流量，其中所述空气卷吸区经由第一导管和第二导管连接于用于接收大气的孔口；患者接口，其通过导管连接于所述空气卷吸区；以及气体切断机构，其感测所述吸入导管内的压力状态。
2. 根据权利要求1所述的可控制的机械呼吸机，其中，在所述第一 导管中设置有一阀，以防止空气从所述孔口通过并进入大气。
3. 根据权利要求1所述的可控制的机械呼吸机，其中，所述第二导 管具有与所述第一导管连接的第一端部和与所述空气巻吸区连接的第二端部，且其中所述第二导管的直径从所述第一端部到所述第二端部变窄， 从而所述第 一端部的直径大于所述第二端部的直径。
4. 根据权利要求1所述的可控制的机械呼吸机，其中通过所述患者 接口输送的大气的量能够通过阻断所述孔口来改变。
5. —种可控制的机械呼吸机，其中所述呼吸机包括 气体输入端，其与气体储器连接；患者流量控制阀，其经由吸入导管从所述气体储器可操作地连接于控 制气体输入端；患者接口 ，其通过所述流量控制阀与所述吸入导管分离；气体切断机构，其感测所述吸入导管内的压力状态；且其中所述呼吸机能够通过至少 一个控制对变化的患者需求作出反应。
6. —种可控制的机械呼吸机，其中所述呼吸机包括 气体输入端，其与气体储器连接；制气体输入端；患者接口 ，其通过所述流量控制阀与所述吸入导管分离；气体切断机构，其感测所述吸入导管内的压力状态；且其中所述呼吸机进一步包括用于控制以下参数中的至少 一个的装置 PIP、 PEEP、氧合水平和呼吸速率。
7. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述呼吸机进一步包括用于 捕集水分和热的加湿过滤器。
8. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述呼吸机包括可灭菌的材料。
9. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述患者流量控制阀是可调 节的，以提供特定的气体流速。
10. 根据权利要求9所述的呼吸机，其中所述气体流速能够设置为成 年人、儿童和婴儿才莫式中的至少一种。
11. 根据权利要求6所迷的呼吸机，其中PIP是在20cm H20到35cm H20的范围内。
12. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述气体输入端进一步包括 用于连接到加压气体源的气体接口 。
13. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述患者接口进一步包括用 于接收患者的呼出气体的患者接口和用于将气体输送给患者的患者接口 。
14. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述患者接口是呼吸面罩组 合件。
15，根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述患者接口是气管内管。
16. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所迷患者接口是喉罩气道装置。
17. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述流量控制阀在结构上与 旋钮连通，能够被物理操纵来控制呼吸速率。
18. 根据权利要求6所述的呼吸机，其进一步包括可操作地连接于所 迷患者接口的呼气导管和呼气阀。
19. 根据权利要求6所述的呼吸机，其进一步包括压力检测器和可操 作地连接于所述压力检测器的报警电路，其中所述报警电路根据由所述压 力检测器检测到的压力改变来产生报警信号。
20. 根据权利要求6所迷的呼吸机，其中所迷患者流量控制阀可操作 来控制从所述吸入导管至空气巻吸区的气体流量，其中所述空气巻吸区经 由第一导管和第二导管与用于接收大气的孔口连接。
21. 根据权利要求6所述的呼吸机，其进一步包括位于所述第一导管 中的阀，以防止空气从所述孔口出来并进入大气，其中氧合水平能够通过 调节所述阀以提供氧和空气的混合来改变。
22. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中呼吸速率通过保持吸气时间 固定和改变呼气时间来改变。
23. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中PEEP是在5cm H20到20cm H20的范围内的可变控制。
24. 根据权利要求6所述的呼吸机，其中所述呼吸机进一步包括位于 患者接口附近的集成压力计，用于测定和显示回路中的瞬时气道压力。
全文摘要
本发明通常涉及呼吸机领域，更具体地涉及处理由于传染病或大范围流行病状态的发作而引起的呼吸窘迫的呼吸机系统。尤其，本发明是能够用最低技术要求快速制造并且快速响应传染性呼吸系统疾病条件而使用的呼吸机系统。
文档编号A61M16/00GK101610807SQ200780045796
公开日2009年12月23日 申请日期2007年10月12日 优先权日2006年10月13日
发明者王志聪, 理查德·亨利·库克, 罗伊·海斯 申请人:太空实验室有限责任公司