在患者接口中具有冷凝防护的呼吸装置的制作方法

1.本发明涉及一种用于患者的人工呼吸的呼吸设备，其包括：
2.‑
呼吸气体源装置，所述呼吸气体源装置提供用于患者的人工呼吸的吸气的呼吸气体，
3.‑
流动改变设备，所述流动改变设备构成用于产生吸气的呼吸气体流并且在数值上改变所述吸气的呼吸气体流，
4.‑
加湿设备，所述加湿设备构成用于在数值上提升吸气的呼吸气体流的绝对湿度，其中加湿设备为此具有液体储备器和功率可变的蒸发设备，
5.‑
呼吸气体管路装置，所述呼吸气体管路装置具有在运行时更靠近患者的近端的纵向端部以及在运行时更远离患者的远端的纵向端部，以便将吸气的呼吸气体流从加湿设备朝向患者输送，
6.‑
流量传感器，所述流量传感器构成为用于，能够在数值上检测所述呼吸气体流，
7.‑
控制设备，所述控制设备构成为用于，与呼吸气体的预设期望湿度相关地和与所述流量传感器的信号相关地来控制所述蒸发设备的运行功率，其中所述呼吸气体管路装置在其近端端部处具有耦联组成，所述耦联组成用于使所述呼吸气体管路装置与在所述呼吸气体管路装置和所述患者之间传输呼吸气体的患者接口、例如气管内导管、喉罩或组合管等耦联。


背景技术：

8.类似的呼吸设备从us 2013/0073013 a1中已知。已知的呼吸设备使用环境空气作为呼吸气体源以及使用风扇和阀的组合，以便在数值上改变呼吸气体流在呼吸设备中的流动。设有蒸发器加湿设备，以便在需要时担心呼吸气体。在蒸发器加湿设备中存在的水储备器由呼吸气体流溢流，并且在此带走在水储备器的水位上存在的水蒸气。
9.从us 2013/0073013 a1中已知的呼吸设备还包括可加热的呼吸气体管路装置，以便通过向呼吸气体管路装置输送热量来避免呼吸气体中的湿度的不期望的冷凝。
10.在已知的呼吸设备的加湿设备的下游，但是尚在呼吸气体管路装置的加热段开始之前、即在呼吸气体管路装置的远端端部的区域中，设有用于求取呼吸气体流的流量传感器、用于检测呼吸气体的温度的温度传感器和用于检测呼吸气体的湿度的湿度传感器。此外，设有用于检测环境温度和环境空气湿度的传感器。
11.医生或护理人员能够经由输入/输出设备来设定呼吸设备的运行参数。
12.已知的呼吸设备的控制设备以未详细描述的方式控制呼吸设备。控制设备基于检测到的环境温度和检测到的环境空气湿度、检测到的呼吸气体流的温度和检测到的呼吸气体流的湿度并且还与呼吸气体管路装置的运行数据和结构数据相关地求取呼吸气体管路装置的加热运行的期望温度。在此，将期望温度选择成，使得呼吸气体管路装置中的温度高于相应的露点温度。控制设备根据所选的期望温度来控制呼吸气体管路装置的加热。根据us 2013/0073013 a1的公开，露点温度从可用的与湿度测定相关的数据中获得、即从呼吸
气体流的检测到的温度和检测到的相对湿度中获得。
13.从ep 2 143 459 b1中已知这种类型的呼吸装置。其也公开了一种呼吸气体管路装置，所述呼吸气体管路装置具有呼吸气体源和作为流动改变设备的风扇。从ep 2 143 459 b1中已知的呼吸设备同样具有蒸发器
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加湿设备。所述蒸发器
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加湿设备也具有水储备，所述水储备在运行时由呼吸气体流溢流，其中呼吸气体流在溢流期间被加湿。
14.已知的呼吸设备的呼吸气体管路装置的从加湿设备伸展直至呼吸气体管路装置的近端的纵向端部的部段是可加热的。在所述部段中，在呼吸气体管路装置的更靠近加湿设备的纵向端部区域中设置有用于求取呼吸气体的温度和数值上的流量的流量传感器和温度传感器。在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部处同样设置有近端的温度传感器，在所述近端的纵向端部处可耦联上用于使呼吸气体管路装置与待呼吸的患者连接的患者接口。
15.在已知的呼吸设备的控制设备处，操作人员能够设定由呼吸设备提供的呼吸气体的所期望的呼吸气体温度或所期望的湿度水平。控制设备与这两个温度传感器并且与流量传感器以数据传输的方式连接，从而获得其检测值。
16.利用保存在数据存储器中的表格、公式或特征曲线，控制设备根据所需的呼吸气体湿度以及通过传感方式求取的呼吸气体流以及通过传感方式求取的呼吸气体温度来控制至加湿设备的加热板的能量输送，以便提供具有所期望的呼吸气体湿度和所期望的呼吸气体温度的呼吸气体流。所需的呼吸气体湿度要么是通过操作人员设定的湿度，要么是先前保存在数据存储器中的湿度。
17.如普遍已知的那样，在人工呼吸的情况下，向患者输送具有正确的湿气度的呼吸气体流特别重要。如果所输送的呼吸气体过干，那么患者在人工呼吸的过程中脱水。如果所输送的呼吸气体过湿，那么呼吸气体中的水面临冷凝的危险，并且以液态形式到达患者的肺中，在该处阻碍所期望的新陈代谢的气体交换。
18.即使从呼吸气体中冷凝的水没有到达患者的肺中，所述水也可能在呼吸气体管路装置的壁处或/和传感器的壁处、例如近端的流量传感器的壁处凝聚，从而降低传感器的测量精度。
19.在此，决定性的是呼吸气体的相对湿气，而不是其绝对湿气。绝对湿气说明在参考体积的空气中溶解有多少量的水。相对湿气是用于如下的量度：预定的参考体积的空气还能够吸收多少湿气，并且例如能够从患者提取多少湿气，或呼吸气体多接近其湿度饱和。在接近湿度饱和的呼吸气体中，呼吸气体温度的小的变化可能就已经引起呼吸气体中的液体的非常不期望的冷凝(在本领域也称为“rain out”)。
20.为了使呼吸气体从呼吸设备到分别要呼吸的患者的交付按照需要适应于患者的需求，所述呼吸气体管路装置在其近端端部处具有耦联组成，所述耦联组成用于将所述呼吸气体管路装置与在所述呼吸气体管路装置和所述患者之间传输呼吸气体的患者接口耦联。这种患者接口例如为气管内导管、喉罩或组合管等。
21.即使呼吸气体管路装置能够部段地或完全地加热，但是可耦联到呼吸气体管路装置上的患者接口通常也是不可加热的。因此，患者接口的温度和患者接口中的呼吸气体流的温度与呼吸气体管路装置和位于其中的呼吸气体流的温度相比会更剧烈地波动。。
22.与患者接口是导管还是罩无关地，患者接口的直接连接到呼吸气体管路装置的耦
联组成上的部段始终由环境空气包围从而可受到环境温度影响。
23.恰好在上文中所描述的紧急运输状况中，，其中上文提及的呼吸设备在冬季和/或在高的海拔中在运输车辆或运输直升机中使用时，环境温度可能显著低于患者的体温，进而显著低于呼吸气体流的所期望的温度。因此，在患者接口处或在患者接口中可能会引起湿气的冷凝，例如因为在患者接口的因环境空气冷却的壁处未超过呼吸气体流的露点温度。因为患者接口特别靠近患者地设置，并且在气管内管的情况下甚至引入到患者的身体中，所以液体在患者接口的区域中的冷凝对待呼吸的患者是特别危险的。
24.冷凝可能在患者接口的因环境空气强烈地冷却的壁处发生。附加地或替选地，冷凝能够作为雾化直接在呼吸气体流中发生。
25.不仅患者接口通常不被加热，而且其作为一次性物品或用完即丢物品通常也不配备有传感器。这使得识别和抑制患者接口中的冷凝变得非常困难。


技术实现要素：

26.因此，本发明的目的是，改进开始提及类型的呼吸设备，使得所述呼吸设备即使在极端外部条件下也能够在较长的呼吸时间段内以正确加湿的呼吸气体尽可能精确地和尽可能稳定地使患者呼吸，而不会在患者接口中发生冷凝。
27.关于开始提及的呼吸设备本发明如下实现所述目的：所述控制设备为了避免在患者接口中的呼吸气体流中的湿气的所不期望的冷凝而构成用于，与呼吸设备的运行参数，尤其是呼吸气体流的运行参数，例如温度、质量或体积流或/和相对湿度相关地来求取沿着吸气方向在耦联组成下游的呼吸情况的后续状态，并且与所求取的结果相关地来改变所述蒸发设备的运行功率。
28.如果所述控制设备识别到关于在患者接口中的冷凝临界的后续状态，那么改变通常降低所述蒸发设备的运行功率，进而减小或者甚至消除在患者接口中发生冷凝的风险。
29.例如，呼吸设备的对于求取后续状态重要的运行参数能够包括：在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部区域中的呼吸气体流的温度，如通过近端的温度传感器检测并且传输给控制设备的那样；和所述环境温度，如通过环境温度传感器检测并且传输给控制设备的那样。附加地或替选地，由流量传感器求取的呼吸气体流的数值能够用于求取所述后续状态。另一重要的运行参数能够是患者接口的类型及其结构上的设计方案。
30.因此，所述呼吸设备优选具有近端的温度传感器，所述近端的温度传感器构成和设置用于，检测在所述呼吸气体管路装置的近端的纵向端部区域中的吸气的呼吸气体流的温度。
31.同样，所述呼吸设备优选具有环境温度传感器，所述环境温度传感器构成用于，检测所述呼吸设备的周围环境的温度。
32.在可由所述控制设备查询的数据存储器中，能够存储有至少一个、优选根据经验求取的后续数据关系，所述后续数据关系将呼吸装置的一组运行参数——这能够是上文提及的多个或全部运行参数——与后续参数相关联，所述后续参数显示出在患者接口中的呼吸气体湿气的冷凝的出现。
33.所述后续参数能够是二进制参数，所述二进制参数要么能够采用表示在患者接口中没有出现冷凝的第一值，要么能够采用表示相反情况、即在患者接口中发生冷凝的第二
值。
34.与保存在数据存储器中的后续数据关系相关地，例如利用对患者接口处的呼吸情况的以分析或数字计算的方式可管理的模型化的描述，后续参数能够说明预计在患者接口中发生出自呼吸气体流的液体的冷凝的概率。
35.附加地或替选地，这种概率值能够如下实现：在对于当前的呼吸情况有关的运行参数下根据经验规定数据关系时，冷凝仅发生在根据经验研究的参数相同的情况中的一部分中；或者这种概率值通过如下方式实现：并非对于所有当前的呼吸情况所描述的运行参数值都存在数据关系，例如因为数据关系以表格的方式根据网格点来限定。在这种情况下，缺失的值能够从现有的值中通过内插或/和外插得出。在此，在运行参数和后续参数的复杂的多维关系中，在求取后续参数时可能产生不准确之处，所述不准确之处能够适当地再现为或解释为概率。
36.因此，控制设备能够根据后续参数改变蒸发设备的运行功率、尤其减小蒸发设备的运行功率，以便避免在患者接口中面临的冷凝。例如，在上文中提及的简单的二进制后续参数的情况下，一个值能够引起蒸发设备的运行功率的减小，而另一值不能引起蒸发设备的运行功率的减小。在所描述的后续参数呈概率值，即在0与1之间或在0％与100％之间的值的形式的情况下，能够预先确定患者接口中的冷凝的阈值概率值、例如40％或更高的概率，后续参数超出所述阈值概率值引起通过控制设备减小蒸发设备的运行功率。在此——在具有或不具有阈值概率值的情况下——运行功率减小的数值能够与如下概率的数值相关，所述概率是后续参数预期患者接口中的冷凝的概率。运行功率的减小数值与后续参数的概率数值的相关性能够是线性的或能够是累进的，使得从现有的运行功率起，运行功率随着根据后续参数的冷凝概率的增加的减小与冷凝概率相比强得多。
37.在计算上简单地待运用并且尽管如此仍然高效的优选的应用情况中，呼吸状况的后续状态或后续参数能够包括患者接口的管路壁的后续温度或/和患者接口中的呼吸气体流的后续温度。
38.一方面，使用后续温度来描述后续状态的第一优点在于，在患者接口连同用于制造患者接口的材料的已知的结构构造中，并且在已知的环境条件和运行条件中，基于最后的传感检测到的运行状态，例如在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部处的耦联组成的区域中，能够根据热动态模型以良好的精度计算出沿着吸气方向在耦联组成下游的后续温度。因此，要么能够根据热动态模型基于尤其最靠近患者接口的测量技术检测到的参数来计算患者接口中的后续温度，要么能够基于根据经验获得的特征曲线基于所提及的参数来读取后续温度，要么能够使用由模型预测和从根据经验的数据关系中的读取构成的组合以用于确定后续温度。
39.使用后续温度以用于描述后续状态的第二优点在于，仅后续温度就足以预测呼吸气体流中的液体的冷凝。如果已知呼吸气体流的绝对湿度，那么无论是通过直接测量所述绝对湿度还是通过测量呼吸气体流的相对湿度或温度，呼吸气体流的露点温度是已知的或可基于所的露点曲线求取。如果后续温度低于对于相应的呼吸气体流所求取的露点温度，那么很可能引起患者接口中的呼吸气体中的湿度的冷凝、即所不期望的“rain out”。
40.优选地，所述呼吸设备具有湿气传感器装置，所述湿气传感器装置构成用于，检测吸气的呼吸气体流的湿气状态值，所述湿气状态值表示所述吸气的呼吸气体流的至少一个
相对湿度。优选地，所述湿气传感器装置还构成用于在湿气状态值的检测位置处检测呼吸气体温度，使得所述控制设备在湿气状态值的检测地点处能够求取所述呼吸气体流的绝对湿度和/或露点温度，例如根据在数据存储器中所保存的露点数据来求取。替选地或附加地，所述湿气传感器装置能够直接构成用于检测所述呼吸气体的绝对湿度作为湿气状态值。
41.如在上文中已经表明的那样，用于预测患者接口中的后续温度的呼吸设备能够具有可由控制设备查询的数据存储器，在所述数据存储器中，通过呼吸设备可检测的运行参数，如环境温度，或/和呼吸气体流的在呼吸气体管路装置中可检测的运行参数，与患者接口的管路壁的或/和呼吸气体流的后续温度在测量技术地相关联。仅出于完整性和清楚性的原因，应注意的是，就本申请而言，基于在测量技术方面检测到的运行参数值内插的或外插的值也被认为是在测量技术方面检测到的。
42.通过保存在所提及的数据存储器中的数据关系，无论现在是作为根据经验所求取的数据表格或数据特征曲线还是作为分析或数字的计算模型，控制设备能够与通过近端的温度传感器所检测到的在呼吸气体管路装置的近端的纵向区域中的呼吸气体流的温度地、与由流量传感器检测到的呼吸气体流的数值相关地并且与呼吸气体的预设的期望湿度相关地，以良好的精度求取后续状态。因此能够通过数量可校验的已知的或在测量技术方面可检测的参数值以良好的精度非常快地预测患者接口中的所不期望的冷凝的概率。
43.当控制设备与由环境温度传感器检测到的环境温度相关地来求取后续状态时，能够特别精确地预测患者接口中的呼吸气体中的湿度的所不期望的冷凝。从外部作用在患者接口的至少一个部段上的环境温度是强烈影响患者接口中的流动的呼吸气体的温度从而是强烈影响患者接口中的可能的冷凝的因素。
44.因为对于患者而言，患者接口中的呼吸气体中的冷凝越在下游发生，即越靠近患者发生，就可能产生越不利的影响从而需担心患者接口中的液体，所以根据本发明的一个有利的改进方案提出，控制设备针对如下求取地点求取后续状态，所述求取地点与患者接口的远端端部相比更靠近其近端端部，其中控制设备优选针对患者接口的近端端部求取后续状态。
45.附加地或替选地，控制设备能够针对患者接口的如下部段求取后续状态，所述部段处于耦联组成与患者接口进入患者的身体中的入口地点之间。然后，针对患者接口的恰好直接经受环境的影响从而直接经受环境温度的部段求取后续状态，尤其后续温度，所述环境温度在极端的运行状况中能够与呼吸气体流的所期望的温度强烈地不同。
46.附加地，当呼吸气体管路装置的吸气的管路部段可通过管路加热装置来加热时，控制设备能够与求取结果相关地来改变尤其提高管路加热装置的运行功率。权衡是给患者短期地输送略微过热的呼吸气体还是输送具有液相份额的呼吸气体，优选选择提高的呼吸气体温度。
47.优选地，耦联组成在呼吸气体管路装置的y形管路部段的近端的纵向端部处构成，其中在y形管路部段的这两个远端的纵向端部上连接有各一个吸气软管和呼气软管。
48.流量传感器能够是远端的流量传感器，其容纳在呼吸设备的运行壳体中。附加地或替选地，流量传感器能够是近端的流量传感器，其优选可更换地设置在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部处。近端的流量传感器能够设置在耦联组成与患者接口之间。当这种
近端的流量传感器构成为压差
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流量传感器时，其能够提供高的测量精度并且尽管如此仍然是低成本的。近端的流量传感器能够是耦联组成的一部分，并且其自身能够构成用于耦联患者接口。
49.所述耦联组成能够在近端的流量传感器上构成，所述近端的流量传感器设置在所述呼吸气体管路装置的纵向端部上，以便至少能够在数值上检测吸气的呼吸气体流，优选也能够检测呼气的呼吸气体流。
50.蒸发设备优选地具有加热设备，借助于所述加热设备加热和蒸发液体储备。于是，控制设备优选地构成用于，如果上文中所提及的求取结果说明患者接口中的液体的冷凝是无疑的或非常可能的或高于预先限定的概率阈值，或者所述求取结果说明后续温度高于预先限定的后续温度阈值，那么减小加热设备的加热功率。
51.替选地或附加地，蒸发设备能够具有超声波雾化器。在所述情况下，由控制设备可与求取结果相关地改变的运行功率是超声波雾化器的运行功率。用于减小雾化功率的条件是上述用于减小加热功率的所提及的条件。
52.就当前的求取而言，对所给出的参数的以传感的方式进行的求取等同于直接求取不同于所给出的参数的另一变量，如果所述另一变量基于已知的关系、例如基于校准关系表示所给出的参数的话。
53.在本申请中，术语“湿度(feuchtigkeit)”和“湿气(feuchte)”同义地使用。
54.虽然根据经验求取数据关系是一种耗费，因为在实验室中，所提及的影响参数受控地在其预期的运行值范围的范畴中改变并且必须关于其对目标参数的影响来检测。但是，对于结构相同的呼吸设备，所述耗费必须仅产生一次。如此对于呼吸设备的结构设计所求取的数据关系于是能够用于大量结构相同的呼吸设备。然后，随机检查已经求取的数据关系是否适用于具体的呼吸设备就足够了。
55.流量传感器能够同样如近端的温度传感器检测温度那样，在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部区域中检测至少一个吸气的呼吸气体流的数值，使得根据尽可能靠近患者的参数进行呼吸气体的加湿。
56.为了限定所期望的呼吸状况，呼吸设备能够具有输入设备，所述输入设备用于输入在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部区域中的呼吸气体流的至少一个期望温度或/和输入呼吸气体的至少一个期望湿度或/和输入至少一个期望呼吸气体流。也能够仅将所提及的参数中的一些参数在输入设备处输入，而所提及的参数中的其他参数能够根据按照经验所求取的数据关系根据所输入的参数或/和其他参数来求取。
57.例如，为了简化呼吸设备的操作，所述呼吸设备能够具有输入设备，所述输入设备用于输入在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部区域中的呼吸气体流的期望温度，并且所述呼吸设备还能够具有可由控制设备查询的数据存储器，在所述数据存储器中存储有优选按照经验求取的、在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部区域中的呼吸气体流的温度值与相关联的呼吸气体的期望湿度值之间的关系。然后，仅输入近端的呼吸气体流温度就足够了，由此控制设备能够确定相关联的呼吸气体的期望湿度。
58.为了避免液体在呼吸气体管路装置的壁处的不期望的冷凝，呼吸气体管路装置的至少一个吸气的管路部段能够具有管路加热设备。借助于所述管路加热设备能够加热吸气的管路部段。由此能够防止吸气的管路部段的壁的温度下降到低于在管路部段中流动的呼
吸气体的露点温度。控制设备于是能够构成用于，与在呼吸气体管路装置的近端的纵向端部区域中的呼吸气体流的预设的期望温度相关地控制管路加热设备的运行功率。在求取待输送给管路加热设备的能量或功率时，控制设备还能够考虑检测到的环境温度。这显著简化了用于加热管路部段的调节电路，因为呼吸气体管路装置通常在其外侧处由具有环境温度的环境空气润湿。如果在加热管路部段时考虑环境温度，那么能够避免吸气的管路部段的被加热的壁处的所不期望的温度波动。因此，被加热的管路部段的温度能够以更好的恒定性来保持。
59.呼吸气体源装置能够具有抽吸开口作为呼吸气体源，能够穿过所述抽吸开口抽吸环境空气或出自预定的气体储备的气体。附加地或替选地，呼吸气体源装置能够具有气体储备作为呼吸气体源，例如作为储备容器或作为用于连接供给管路的连接组成，所述供给管路将呼吸设备与本地安装的气体储备连接，如在诊所中通常是这种情况。为了提供将不同的气体混合成呼吸气体的可行性，呼吸气体源装置能够具有多个单独的如上文中所提及的那样的呼吸气体源。在此，不同的待混合的气体由于提供和减压能够具有不同的温度或/和不同的湿度。为了保证湿气传感器装置检测真实地输送给患者的呼吸气体的湿度，湿气传感器装置优选沿着呼吸气体流的吸气方向设置在呼吸气体源装置的下游。出于所提及的原因，特别优选地，沿着吸气方向在加湿设备的下游不再有呼吸气体组成部分被附加给从加湿设备离开的呼吸气体流。
60.为了检测和控制输送给蒸发设备的能量或功率，控制设备能够与蒸发设备以信号传输的方式连接。附加地或替选地，控制设备能够与蒸发设备的能量供给装置以信号传输的方式连接。例如，控制设备能够直接构成用于检测输送给蒸发设备的电流和在此施加的电压。如果直接构成用于检测能量、尤其电能的控制设备意味着过大的耗费，那么所述控制设备能够与至少一个能量传感器以信号传输的方式连接，所述至少一个能量传感器构成用于检测输送给蒸发设备的能量。然后能够通过控制设备从经由呈信号传输方式的连接传输至控制设备的信号中求取当前输送给蒸发设备的能量或/和功率。在此，求取能量和功率的不同之处仅在于：功率是关于时间的能量检测。
附图说明
61.下面根据附图详细阐述本发明。附图示出：
62.图1示出根据本发明的准备好用于患者的人工呼吸的呼吸设备的示意图，以及
63.图2示出图1的呼吸设备的吸气的呼吸气体管路分支的粗略示意图。
64.具体实施形式
65.在图1中，呼吸设备的根据本发明的一个实施方式一般以10表示。在所示的实例中，呼吸设备10用于人类患者12的人工呼吸。
66.呼吸设备10具有壳体14，在所述壳体中构成有抽吸开口15并且——由于不透明的壳体材料从外部不可见——容纳有流动改变设备16和控制设备18。抽吸开口15允许流动改变设备16从呼吸设备的外部环境u中抽吸环境空气，并且在通过过滤器进行本身已知的清洁之后将其作为呼吸气体输送给患者12。因此，就本申请而言，抽吸开口15是呼吸气体源装置。
67.环境温度传感器17处于抽吸开口15中，所述环境温度传感器测量环境u的空气的
温度并且将其传输给控制设备18。
68.流动改变设备16以本身已知的方式构造并且能够具有泵、压缩机、风扇52、贮压器、减压阀54(参见图2)等。此外，呼吸设备10以本身已知的方式具有吸气阀20和呼气阀22。
69.控制装置18通常实现为计算机或微处理器。所述控制装置包括在图1中以19表示的数据存储器，以便能够存储对呼吸设备10的运行所需的数据并且能够在需要时调用所述数据。数据存储器19也能够在网络运行中处于壳体14外，并且通过数据传输连接与控制设备18连接。数据传输连接能够通过线缆链路或无线电链路形成。然而，为了防止数据传输连接的干扰可能对呼吸设备10的运行产生影响，数据存储器19优选地集成到控制装置18中，或者与所述控制装置至少容纳在同一壳体14中。
70.为了将数据输入到呼吸设备10或更准确地说输入到控制装置18中，呼吸设备10具有输入设备24，所述输入设备在图1所示的实例中通过键盘表示。如下文中还将进一步阐述，键盘不是控制装置18的唯一的数据输入端。事实上，控制装置18能够经由不同的数据输入端，例如经由网络线路、无线电链路或者经由传感器接口26获得数据，所述传感器接口将在下文中详细地讨论。
71.为了将数据输出给进行治疗的治疗医生，呼吸设备10能够具有输出设备28，在所示出的实例中即屏幕。
72.为了进行人工呼吸，将患者12与呼吸设备10、更确切地说与壳体14中的流动改变设备16经由呼吸气体管路装置30连接。为此，患者12借助于作为患者接口31的气管内导管进行插管。患者接口31的近端的纵向端部31a将吸气的呼吸气体流af输出到患者12的肺中。通过近端的纵向端部31a，呼气的呼吸气体流也流入到呼吸气体管路装置中。
73.患者接口31的远端的纵向端部31b构成用于与呼吸气体管路装置30连接。自地点31c起沿着吸气方向在下游直至近端的纵向端部31a，患者接口由患者12的身体包围。这反过来意味着，患者接口31从其远端的纵向端部31b直至地点31c暴露于外部环境u，并且与所述外部环境主要对流地进行热传递连接。
74.呼吸气体管路装置30具有吸气软管32，经由所述吸气软管，能够将新鲜的呼吸气体从流动改变设备16引导到患者12的肺中。吸气软管32能够是间断的，并且具有第一吸气软管34和第二吸气软管36，在所述第一吸气软管与第二吸气软管之间能够设置有加湿设备38，所述加湿设备用于有针对性地加湿输送给患者12的吸气的呼吸气体以及可能也对其进行调温。加湿设备38能够与外部的液体储备40连接，经由所述液体储备能够将用于加湿的水或例如用于抑制炎症或者用于扩展呼吸道的药物也输送给加湿设备38。因此，在使用当前呼吸设备10作为麻醉呼吸设备时，易挥发的麻醉剂能够受控地经由呼吸设备10输出给患者12。加湿设备38保证将新鲜的呼吸气体以预先确定的湿度、可能在添加药物气雾的情况下，以及以预先确定的温度输送给患者12。
75.在本实例中，第二吸气软管36可通过管路加热设备37电加热。管路加热设备37可通过控制设备18操控以进行运行。与所提到的不同，第一吸气软管34也能够是可加热的，或/和至少一个软管34或/和36可通过不同于电管路加热设备37的设备加热，例如通过具有热交换介质的冲洗装置。
76.除已经提及的吸气阀20和呼气阀22以外，呼吸气体管路装置30还具有呼气软管42，经由所述呼气软管，代谢的呼吸气体从患者12的肺被吹出到外部环境u中。
77.在呼吸气体管路装置30的远端的纵向端部30b上，吸气软管32与吸气阀20耦联，并且呼气软管42与呼气阀22耦联。优选地，这两个阀中的分别仅一个阀同时打开以用于气流的通过。阀20和22的操作控制同样通过控制设备18来实现。
78.在呼吸周期期间，首先在吸气阶段的持续时间内，关闭呼气阀22并且打开吸气阀20，使得新鲜的吸气的呼吸气体能够从壳体14引导至患者12。新鲜的呼吸气体的流动因通过流动改变设备16有针对性地提高呼吸气体压力引起。由于压力提高，新鲜的呼吸气体流动到患者12的肺中，并且在该处克服靠近肺的身体部分的个体化的弹性使靠近肺的身体区域、即尤其胸腔膨胀。由此，患者12的肺的内部中的气体压力也升高。
79.在吸气阶段结束时，关闭吸气阀20并且打开呼气阀22。呼气阶段开始。由于处于患者12的肺中的呼吸气体的提高直至呼气阶段结束的气体压力，所述呼吸气体在打开呼气阀22之后流动到外部环境u中，其中患者12的肺中的气体压力随着流动持续时间的继续进行而减小。如果肺12中的气体压力达到在呼吸设备10处设定的呼气末正压(peep)、即略微高于大气压力的压力，那么呼气阶段随着关闭呼气阀22而结束并且紧接着进行另一呼吸周期。
80.在吸气阶段期间，将所谓的呼吸潮气量、即每呼吸进程的呼吸气体体积输送给患者12。将呼吸潮气量与每分钟的呼吸周期的数量相乘、即与呼吸频率相乘，得出当前进行的人工呼吸的分钟体积。
81.优选地，呼吸设备10、尤其控制装置18构成用于在呼吸运行期间重复地更新或求取表示呼吸设备10的呼吸运行的呼吸运行参数，以便保证呼吸运行在每个时间点与相应待呼吸的患者12尽可能最优地相协调。特别优选地，借助于呼吸频率确定一个或多个呼吸运行参数，使得能够为每个呼吸周期提供当前的从而最优地匹配于患者12的呼吸运行参数。
82.为此，呼吸设备10能够与一个或多个传感器以传输数据的方式连接，所述一个或多个传感器监控患者的状态或/和呼吸设备10的运行。在图1中，对于一系列可能的传感器仅示例性地提及近端的流量传感器44，所述近端的流量传感器在数值上检测在呼吸气体管路装置30中存在的呼吸气体流。优选地构成为压差传感器的近端的流量传感器44能够借助于传感器线路装置46与控制装置18的数据输入端26耦联。传感器线路装置46能够，但是并非必须，包括电信号传输线路。所述传感器线路装置同样能够具有软管管路，所述软管管路将沿着流动方向在流量传感器44的两侧存在的气体压力传输给数据输入端26，在该处，所述气体压力由仅在图2中示出的压力传感器27来量化。
83.更确切地说，在优选的实施例中，呼吸气体管路装置30在其近端的纵向端部区域30a处具有单独地构成的y形管路部段47，所述y形管路部段在其远端的端部区域处与第二吸气软管36和呼气软管42连接，并且所述y形管路部段在其近端的端部区域处与近端的流量传感器44连接。
84.近端的流量传感器44在其近端端部区域处具有耦联组成44a，借助于所述耦联组成，也能够是罩而不是管的患者接口31可与近端的流量传感器44从而与呼吸气体管路装置30耦联。
85.第二吸气软管36在其近端的纵向端部区域处具有近端的温度传感器48，所述近端的温度传感器尽可能靠近患者12地测量第二吸气软管36中的呼吸气体流af的温度并且将其传输给控制设备18。
86.仅为了完整起见应指出，根据本发明的呼吸设备10能够作为移动式呼吸设备10容纳在可滚动的支架50上。
87.在图2中示出图1的呼吸设备10的吸气的管路分支的粗略示意图。
88.流动改变设备16包括风扇52和沿着吸气方向在风扇下游的减压阀54。也能够仅设有风扇52。控制设备18能够经由线路56或58操控风扇52和减压阀54以进行运行。
89.风扇52能够通过抽吸开口15从外部环境u中抽吸环境空气。附加地或替选地，能够经由阀60将出自储备容器62的气体、例如纯氧气用作为呼吸气体或者与抽吸的环境空气混合。因此，在所示出的实施例中，抽吸开口15和储备容器62共同形成呼吸气体源装置。
90.在呼吸设备10中，抽吸的环境空气在未示出的过滤器中以本身已知的方式清洁。
91.吸气阀20沿着吸气方向处于流动改变设备16的下游，所述吸气阀可经由线路64由控制设备18控制以打开和关闭。
92.沿着吸气方向更下游，在吸气阀20上连接有第一吸气软管34。
93.狭义上，呼吸设备10沿着吸气方向在呼吸设备38的下游具有湿气传感器装置66，所述湿气传感器装置在经济上优选的、所示出的情况下包括传感器68和温度传感器70，所述传感器用于求取吸气的呼吸气体流af的相对湿度，所述温度传感器用于求取在通过传感器68进行湿度检测到的区域中的呼吸气体温度。替选地，湿气传感器装置66能够仅包括用于检测呼吸气体的绝对湿度的传感器，然而所述传感器出于成本原因不是优选的。
94.湿气传感器装置66借助于加湿设备38上游的呼吸气体的相对湿度和温度来检测在呼吸气体源15和62下游但是在通过呼吸设备10引入加湿措施之前呼吸气体的相对湿度和温度。湿气传感器装置66能够设置在加湿设备38的在图1中示出的壳体中，然而设置在加湿设备38的上游，所述加湿设备通过具有液体储备74的加湿室72形成，可经由呈加热板构造的热蒸发设备76将热能输送给所述液体储备以蒸发液体。
95.传感器68和70的检测值可通过线路78和80传输给控制设备18。
96.控制设备18能够从对于在到达加湿设备38之前的呼吸气体的相对湿度和温度的如此获得的检测值中求取呼吸气体的绝对湿度，并且将其与呼吸气体的所期望的期望湿度进行比较。
97.呼吸气体的期望湿度例如能够从保存在数据存储器19中的数据关系中得出，所述数据关系来自近端的温度传感器48并且可选地来自由近端的流量传感器44检测到的近端的呼吸气体流的信号。替选地，也能够手动地经由输入设备24输入呼吸气体的所期望的期望湿度。
98.基于呼吸气体的期望湿度以及还与近端的温度传感器48的经由线路82传输给控制设备18的信号、湿气传感器装置66的信号和近端流量传感器44的信号相关地，控制设备18求取待输送给呈加热板造型的蒸发设备76的运行功率。控制设备18经由线路84对应于所求取的运行功率操控蒸发设备76的能量供给装置86。控制设备18经由线路84获得关于输出给蒸发设备76的运行功率的信息、例如呈施加在蒸发设备76上的电压和流入所述蒸发设备的电流强度形式的信息。能量供给设备86例如能够通过脉冲宽度调制将可变的功率输出给蒸发设备76。在脉冲宽度调制中，施加在蒸发设备76上的电压是时间上的平均电压。
99.出自液体储备74的液体通过蒸发设备76蒸发，并且通过溢出液体储备74的呼吸气体流af一起引导。
100.为了考虑蒸发设备76进入到环境u中的热损失，也在考虑通过环境温度传感器17求取的环境温度的情况下，控制设备18求取每时间经由能量供给设备86待输送给蒸发设备76的能量。
101.为了与呼吸气体的期望湿度相关地并且还与近端的呼吸气体温度、通过湿气传感器装置66间接地检测到的绝对湿度、通过近端的流量传感器44检测到的近端的呼吸气体流相关地，并且还与环境温度相关地来求取待输送给蒸发设备76的运行功率，在数据存储器19中保存有对应的数据关系，所述数据关系预先在实验室中通过在对于结构相同的呼吸设备10的受控的条件下的参数变化来确定。
102.因此假设，通过受控制设备18根据所提及的参数控制的蒸发设备76的运行，吸气的呼吸气体流af以期望湿度含量离开加湿设备38。然后，吸气的呼吸气体流进入到第二吸气软管36中，所述第二吸气软管可通过管路加热设备37加热。管路加热设备37的运行可通过控制设备18借助于线路88根据由近端的温度传感器48检测到的温度控制，使得由近端的温度传感器48检测到的近端的呼吸气体温度高于经加湿的吸气的呼吸气体流af的露点温度。
103.能够基于如下假设根据由近端的温度传感器48检测到的近端的呼吸气体温度并且还根据在保存数据存储器19中的露点温度曲线来求取露点温度：呼吸气体在通过加湿设备38之后具有期望湿度。因此，从露点温度曲线中得出期望温度，在近端的温度传感器48处不应低于所述期望温度，优选地甚至应在具有一定的安全间隔的情况下不低于所述期望温度。
104.露点温度曲线在数据存储器19中的保存不一定指连续可微分的曲线的保存。通过足够多的控制点逼近地保存露点温度曲线、例如保存为表格。同样能够对于露点温度保存逼近的数学函数，借助于所述函数能够基于已知的绝对湿度或基于由相对湿度和相关联的温度构成的已知的数值对来求取露点温度。
105.按照规定给患者供给足够加湿的、但是不过度加湿的呼吸气体的问题在于患者接口31。患者接口31既不像第二吸气软管36那样可加热，也不设有任何能够检测患者接口31中的呼吸的状态的传感器。这是因为患者接口31通常的作为用完即丢接口或一次性接口的特征。
106.因此，当环境温度非常低时、例如在紧急情况使用时，至少在患者接口31的远端的纵向端部31b和患者接口31的在地点31c处进入患者12中的入口之间的暴露于外部环境u的部段强烈地受环境温度的影响。在此，患者接口31在所述部段中的能够通过环境温度强烈地冷却，使得在患者接口31中不期望地引起“rain out”。吸气的呼吸气体流af中的液体的这种所不期望的冷凝通常最有可能在患者接口31的通过环境空气冷却的管路壁处实现。然而，也不排除呼吸气体流af在患者接口31中在环境温度的影响下被冷却至引起呼吸气体流af中的雾化。
107.为了避免患者接口31中的液体的这种不期望的冷凝，控制设备18构成用于，基于通过可供使用的传感器传递给所述控制设备的呼吸设备的运行参数以及尤其吸气的呼吸气体流af的运行参数，求取沿着吸气方向在耦联组成44a的下游在患者接口31中在环境温度的影响下所产生的呼吸情况的后续状态，并且基于该所求取的后续状态确定是否在患者接口31中预期到冷凝。
108.为此，能够将要么根据经验所求取的数据关系，要么将以分析方式或数值方式可解的方程组作为患者接口31在运行时的热状态的模型描述与呼吸设备10的运行数据和其环境u相关地保存在数据存储器19中。
109.在特别简单且可快速求取的计算模型中，患者接口31的后续状态是患者接口31的后续温度，所述后续温度例如可基于温度传感器48处的近端的呼吸气体温度，在进一步考虑患者接口31的连同其中使用的材料的结构上的设计方案的情况下，并且在考虑通过环境温度传感器17测量的环境温度的情况下来求取。此外，为了求取后续温度，能够使用由近端的流量传感器44检测到的吸气的呼吸气体流af，并且在期望的情况下甚至能够使用同样由近端的流量传感器44检测到的呼气的呼吸气体流。
110.因此，当在沿着吸气方向处于远端的纵向端部31b的上游的点中基于根据经验所求取的数据关系或/和基于热动态模型所求取的患者接口31的后续温度未超出露点温度时，由于对呼吸设备10的上述控制已经具有吸气的呼吸气体流af的露点温度的控制设备18可能从在患者接口31中直接面临冷凝危险为出发点。为了患者的安全，优选地不直接使用露点温度，而是使用阈值温度，所述阈值温度是以预确定的安全裕度提高的露点温度。
111.对于控制设备18以这种方式方法求取在患者接口31中无疑地或非常可能地或以大于预先确定的极限概率出现冷凝的情况，控制设备18构成用于减小输送给蒸发设备76的运行功率。在此，基于求取结果，冷凝危险越大，例如患者接口31的后续温度在数值上越大地超过阈值温度或甚至超过露点温度，那么能够将蒸发设备76的运行功率的减小数值选择得越高。
112.附加地，控制设备18也能够提高管路加热装置37的运行功率，以便在到呼吸气体管路装置30的近端的纵向端部30a的路径上提高吸气的呼吸气体流af的温度。然而，因为当前的控制设备18也应对于不可加热的吸气软管能够防止呼吸气体在患者接口31中的冷凝，所以无论如何都执行蒸发设备76的运行功率的减小。