专利名称：呼吸管路压力控制系统的制作方法
技术领域：
本公开涉及与通气有关的呼吸管路压力控制系统，该呼吸管路压力控制系统控制呼吸管路的气道线路中的压力，呼吸管路压力控制系统包括流控制元件、电磁致动器和呼吸机控制单元，流控制元件用于控制气道线路中的流动阻力，电磁致动器用于产生作用在流控制元件上的力，呼吸机控制单元控制电磁致动器以产生作用在流控制元件上的力。
背景技术：
吸入麻醉输送机械在麻醉期间提供病人的机械通气和手动通气两者的手段。典型的手动通气装置包括通过麻醉输送系统呼吸管路连接至病人气道的弹性袋囊，使得临床医生挤压袋囊能够手动地增加气道压力，并且从而使气体流从呼吸管路进入病人气道。尽管对操作期间的大部分时间而言，自动机械通气被用于病人呼吸，1)在麻醉操作的开始和结束，手动通气被用作进出机械通气状态的过渡阶段，且2)在检查病人状况的情况期间，或在万一机械通气输送有问题而使用手动通气作为后备选项的情况期间，临床医生也会偶尔从机械通气切换至手动通气。在手动通气期间，气道压力限制(APL)装置常被用来调节最大的气道压力水平。 APL装置是在用户设定的压力水平下打开而避免在病人气道处的过大压力水平的压力释放阀。传统的APL阀构造是机械式弹簧加载阀，用户可通过转动影响阀弹簧力的机械式转盘而调节。手动通气装置具有如下特征机械式APL能够在无电功率的情况下操作，并且因此为电子机械通气故障提供后备手段，但从用户观点来看，使用APL具有例如以下的缺点缺乏对实际有多少气体流至病人的敏感度，当要求频繁调节APL时，因此占用了临床医生的其他人力，机械式APL阀包括更多有待于周期性清洁和维护的零件，机械式APL是昂贵的，增加了系统成本，机械式APL限制了麻醉机械设计，因为APL必须驻留在麻醉机械气动回路中且在那里具有其自身的机械式用户接口。本公开呈现了可避免以上限制的用于APL操作的电子装置。
发明内容
通过阅读和理解以下说明书将懂得本文解决了机械式APL的短处、缺点和问题。在一个实施例中，与通气有关的呼吸管路压力控制系统控制在呼吸器管路的气道线路中的压力，呼吸管路压力控制系统包括流控制元件、电磁致动器以及呼吸机控制单元，流控制元件用于控制气道线路中的流动阻力，电磁致动器用于产生作用在流控制元件上的力，呼吸机控制单元控制电磁致动器以产生作用在流控制元件上的力。呼吸管路压力控制系统还包括另一个电子控制系统以及选择器开关，该另一个电子控制系统控制电磁致动器以产生作用在流控制元件上的力，选择器开关用于选择被布置成控制电磁致动器的该另一个电子控制系统，且将呼吸机控制单元从控制电磁致动器断开。在另一个实施例中，该系统包括机械式通气系统和手动通气系统，而另一个电子控制系统已经布置成当使用手动通气系统时使用。机械式通气系统还可能包括麻醉输送机械。以上所述的实施例呈现了具有备用动力的电装置，其使用呼吸机呼气阀以提供与传统的麻醉机械的机械式APL功能相当的APL (气道压力限制)功能，从而允许输送手动通气，既作为无需单独的机械APL控制阀的一般麻醉装置的主要APL机构，又作为新颖的电控手动通气在机械呼吸机或呼吸机动力供应突然失效情况下的备用机构。
图1示意性显示了典型的通气装置，其使得能够对病人进行机械式通气和手动通气。图2示意性地显示了基于呼吸机控制的电磁致动器的典型的现有技术的呼气阀装置，以及图3示意性地显示了本发明的一个实施例。零部件列表1呼吸机
2呼气阀
3弹性袋囊
4手动/机械式通气阀
5机械式APL控制阀
6病人通气管路
7病人
8至病人通气管路的新鲜气体流
9流控制元件
10电磁致动器
11病人气道线路
12->14、16另一个电子控制系统
13选择器开关旋钮
15压力刻度
17单绕组
18从系统扫出的气体
19呼气阀线圈致动器
20用户接口
21呼吸机控制单元
22在病人气道线路中的呼出气体;
23在流控制元件后的呼出流
24选择器开关
25主要线圈
26次要线圈
具体实施例方式图1示意性显示了使得能够进行病人的机械式通气和手动通气的现有技术的通气装置。标号1显示了包括呼吸机控制单元21的呼吸机。标号2显示了包括呼吸机控制致动器的呼气阀。标号3显示了用于手动通气的弹性袋囊，而标号4显示了手动/机械式通气阀，即通过该阀可以选择手动模式或机械操作通气。标号5显示了机械式APL控制阀， 其在手动通气期间被用来调节最大的压力水平，从而避免病人气道中的过大压力水平。图1中的标号6显示了病人管路，标号7显示了病人。箭头8示意性地显示了新鲜气体至病人管路的流。标号18示意性显示了从系统扫出的气体。此处必须理解图1，图1显示了病人通气的基本操作原理，即机械式通气且其控制由呼吸机1执行，而手动通气通过使用弹性袋囊3而被手动地执行。如上所述，在手动通气期间，呼吸管路压力由机械式APL控制阀控制。在此重要的是理解的是两个阀，即被用于机械式通气模式中的阀2，以及被用于手动通气模式中的阀5。带有机械式APL阀5的手动通气也为电子机械失效提供了后备手段。大致参考图1，用语呼吸机必须在此被宽泛解释，即呼吸机还可包括麻醉输送机械等。以上详细所述的内容(即建设性细节和操作)对本领域技术人员是众所周知的， 装置的细节因而未在此处详细论述。典型地，电子呼吸机通过使用由流控制元件9组成的呼气阀2控制病人气道压力和来自病人的肺的呼气流，流控制元件9例如是限流膜，其例如由比方说线圈17 (即如在图 2中示意性显示的电磁线圈或音圈)的电磁致动器10致动。在图2中，标号11显示了病人气道线路(即呼出线路)，而图2中的箭头22显示了病人气道线路11中的呼出气体流。 呼吸机以标号1示意性地在图2中显示。呼吸机1包括控制电磁致动器10的呼吸机控制单元21，以在呼吸机管道线路中维持希望的压力。对于该控制，呼吸机控制单元可利用测量呼吸管路压力的压力传感器。如上所述，图2示意性显示了基于呼吸机控制的电磁致动器的呼气阀。该电磁致动器10对流控制元件9施加力，流控制元件9例如是呼气阀膜，其移动而在自由流动和完全封闭位置之间轮换病人气道线路11中的流动阻力。箭头23显示了在流控制元件9之后的呼出流。如果呼吸机控制单元21失效，取决于失效模式，在呼气阀致动器中的线圈17可被去激励或固定不动，从而或是导致病人气道线路压力的释放，或是锁定至固定的压力限制水平。在呼吸机中，呼气阀被用作用于在手动通气期间维持或调节病人气道压力水平的装置，呼吸机控制的失效还导致失败的手动后备通气。这是为何机械式APL阀如先前所述被用作电子机械通气失效的后备手段的其中一个理由。以下详细描述的新的实施例介绍了独立的电子APL控制装置，其在被致动时从呼吸机接管呼气阀的控制，且将用户可调的电流直接供应至呼气阀致动器线圈中。用户能够通过合适的控制装置控制致动器驱动，且当用户控制的电驱动转换成至流控制元件的对应的力时，用户能够以与传统的机械式APL阀相似的方式使用该控制装置作为设定气道压力限制水平的手段。这导致了机械式APL阀的消除，但仍然为呼吸机控制单元上的技术失效提供了后备。该新的实施例还提供了无需机械式APL阀而以安全方式使用手动通气的可能性。该装置因而在与现有技术的装置比较时变得更便宜。以上所指的新的实施例在图3中示意性地显示。图3显示了引入备选的APL控制模式能力的装置。图3显示了与图2中类似的电磁致动器10和呼气阀2，但图3的实施例具有用于电磁致动器10的另一个(即另外的)电子控制12、14、16，如果呼吸机控制单元 21失效，则其允许控制呼出流和呼吸机管道线路压力。当另一个或另外的电子控制系统12、14、16被连接以控制致动器(例如通过使用被连接以致动选择器开关M的选择器开关旋钮12)时，该呼吸机控制单元21与致动器断开，而用户可调控制(例如另一个电子控制系统的调整旋钮14)驱动呼气阀线圈致动器19， 替代提供独立于呼吸机电子器件的用户可调的APL控制。图3显示了单独的选择器开关旋钮13和调整旋钮14，但这些能够被合理地结合到相同的旋钮中。所有类型的控制旋钮均可被合理地使用。能够使用用于用户接口 20的备选的实施方式，或者能够通过自动呼吸机失效检测逻辑激活APL控制模式。为了该目的，选择器开关M必须具有电子可达控制机构。独立于呼吸机1功能而使用呼气阀用于APL操作的能力由另一个电子控制系统 12、14、16布置，如在图3中所示。在呼吸机功能因任何原因的损失(例如，呼吸机自身的失效或呼吸机功率源的损失)的情况下，可通过用户转动或移动选择器开关M的选择器开关旋钮13，或是备选地或另外地通过激活电流控制的APL模式的自动安全机构来激活电流控制的APL模式。由于由电磁致动器10向流控制元件9施加的力取决于线圈电流，用户可控的电流源(即连接至呼气阀的调整旋钮14)能够提供对应于传统的弹簧加载的机械式APL阀装置的APL操作。在由电磁致动器10向流控制元件施加的力和线圈电流之间的相依性例如可以是线性的。然而非常可能使用任何其他合适的相依性。为协助用户设定合适的APL水平，对应于APL控制器位置的压力刻度15可或者作为校准刻度而绘制在控制旋钮14附近(如果其被使用)，或者绘制在显示了对应于被供给至阀线圈中的电流的压力读数的电控制的显示器上。电控制的显示器例如可以是数字控制的显示器、模拟指示器或任何其他合适的装置。为了在由于系统主要动力源的损失而丧失呼吸机功能性的情况下允许使用所述的APL控制模式，呈现的另一个电流控制系统12、14、16应该允许从此类独立的后备动力源 16获取其动力，后备动力源16即使在主要动力失效的场合下仍然可用。该独立的动力源可例如是专用电池或系统后备电池。尽管呼吸机失效最有可能是因为除了呼气阀致动器线圈构件本身失效以外的其他原因，但呼气阀致动器线圈也并非不可能例如通过燃烧(即因为线圈材料失效或意想不到的电流过载的熔断)而失效。该问题可通过使用具有代替图2中所示的单绕组17的双线圈绕组25、26的致动器而被减轻。在此类装置中，呼吸机可通过将电流提供至主要的线圈绕组中来控制呼气阀致动器，且在呼吸机或第一线圈绕组失效的情况下，所呈现的控制系统能够将其控制电流应用至即使在主要线圈25熔断的情况下也工作的第二线圈绕组沈中。本书面描述使用实例公开本发明，包括最佳模式，且使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制作使用任何装置或系统且执行任何结合的方法。本发明可被授予专利的范围由权利要求书限定，且可包括由本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书的书面语言并非不同的结构元件，或如果它们包括与权利要求书的书面语言无实质不同的等同结构元件，则它们意图落在权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种与通气有关的呼吸管路压力控制系统，其控制所述呼吸管路的气道线路中的压力，所述呼吸管路压力控制系统包括流控制元件(9)，其用于控制所述气道线路(11)中的流动阻力；电磁致动器(10)，其用于产生作用在所述流控制元件(9)上的力；以及呼吸机控制单元(21)，其用于控制所述电磁致动器以产生作用在所述流控制元件(9) 上的力，其特征在于，所述呼吸管路压力控制系统还包括另一个电子控制系统(12，14，16)，以控制所述电磁致动器从而产生作用在所述流控制元件(9)上的力，以及选择器开关(M)，其用于选择所述另一个电子控制系统，所述另一个电子控制系统被布置成控制所述电磁致动器且将所述呼吸机控制单元从控制所述电磁致动器(10)断开。
2.根据权利要求1所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，用于选择所述另一个电子控制单元的所述选择器开关04)对所述用户而言是手动可接近的。
3.根据权利要求1所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述另一个电子控制系统(12，14，16)设有自动安全机构，所述自动安全机构被布置成激活所述另一个电子控制系统。
4.根据权利要求1所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述另一个电子控制系统(12，14，16)包括用户可调节的电子控制。
5.根据权利要求4所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述用户可调节的电子控制是调整旋钮(14)。
6.根据权利要求1所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述电磁致动器(10) 包括至少一个线圈05二6)，且所述另一个电子控制系统(12，14，16)被布置成控制所述线圈电流。
7.根据权利要求6所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，由所述电磁致动器 (10)产生的对流控制元件(9)的力被布置成取决于所述线圈电流。
8.根据权利要求2和5所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述选择器开关旋钮(1 和所述调整旋钮(14)被结合到相同的旋钮中。
9.根据权利要求7所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，对应于所述旋钮位置的压力刻度(1 被提供在所述调整旋钮(14)附近。
10.根据权利要求9所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述压力刻度(15)是显示对应于被供给至所述线圈中的电流的压力读数的校准刻度。
11.根据权利要求10所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述压力刻度(15) 是显示对应于被供给至所述线圈中的电流的压力读数的电控制的显示器。
12.根据权利要求1所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述另一个电子控制系统(12，14，16)设置有独立的功率源(16)。
13.根据权利要求6所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述电磁致动器(10) 包括双线圈绕组构造05J6)。
14.根据权利要求1所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述系统包括机械式通气系统和手动通气系统。
15.根据权利要求14所述的呼吸管路压力控制系统，其特征在于，所述另一个电子控制系统(12，14，16)已经布置成当使用所述手动通气系统时使用。
全文摘要
本发明涉及呼吸管路压力控制系统。与通气有关的呼吸管路压力控制系统控制在呼吸管路的气道线路中的压力，呼吸管路压力控制系统包括流控制元件、电磁致动器以及呼吸机控制单元，流控制元件用于控制在气道线路中的流动阻力，电磁致动器用于产生作用在流控制元件上的力，而呼吸机控制单元控制电磁致动器以产生作用在流控制元件上的力。呼吸管路压力控制系统还包括另一个电子控制系统和选择器开关，该另一个电子控制系统控制电磁致动器以产生作用在流控制元件上的力，选择器开关用于选择被布置成控制电磁致动器且将呼吸机控制单元从控制电磁致动器断开的另一个电子控制单元。
文档编号A61M16/00GK102258822SQ20111015847
公开日2011年11月30日 申请日期2011年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者O·I·帕维亚安恩 申请人:通用电气公司