阀控高频振荡通气制造技术

本发明专利技术提供了一种用于通过根据在正压与负压之间振荡的振荡压力曲线向患者(3)提供呼吸气体来向患者提供高频振荡通气的呼吸设备(1)。该呼吸设备包括患者回路，该患者回路包括吸气管线(5)和的呼气管线(9)。其还包括用于调节进入吸气管线中的加压呼吸气流的吸气阀(17)以及用于控制吸气阀的控制单元(21)。该控制单元(21)能够操作用于通过控制吸气阀在通过吸气阀的呼吸气流呈现最大流量值的最大流量位置与通过吸气阀的气流呈现最小流量值的最小流量位置之间振荡来产生振荡压力曲线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阀控高频振荡通气
本专利技术涉及用于向患者提供高频振荡通气的呼吸设备、方法和计算机程序。
技术介绍
高频振荡通气(HFO或HFOV)通常用于向无法使用常规通气来充分地对其进行通气的新生儿患者输送小潮气量的呼吸气体。在吸气过程中，在通气机的呼吸回路中产生超压力以将呼吸气体推入患者体内，而在呼气过程中，呼吸回路中的负压力用来将气体拉出患者的气道。在相对于环境压力(大气压)的正负压力之间振荡的压力曲线(profile)的应用使得吸气和呼气二者“主动”，这使得患者体内的气体陷闭的风险最小化。通常在5-20Hz的频率范围内、以小于、等于或仅略大于无效腔容积(即，包括患者气道的容积以及通气机的管道系统和气管导管的容积)的潮气量执行HFO通气。定义HFO通气的特性的相关参数包括MAP(平均气道压力)、振荡压力曲线的正压分量和负压分量的振荡频率和幅值。就此而言，需要注意的是，尽管MAP是平均气道压力的缩写，但是MAP是在呼吸回路的Y形接管(Y-piece)处测量的平均压力，该压力实际上不对应于经受HFO通气的患者的气道压力。此外，也在Y形接管处测量定义HFO通气的压力幅值。HFO不应当与高频通气(HFV)混淆，高频通气是仅采用主动吸气的通气治疗。与HFO通气相反，在HFV期间施加至患者的振荡压力从不降到大气压力以下。因此，HFO涉及主动吸气和呼气，而HFO只涉及主动吸气。根据现有技术的HFO通气机使用各种技术来产生应用于患者的振荡并且通常为正弦曲线的压力曲线。例如，存在采用活塞振荡器来产生振荡压力曲线的HFO通气机。在基于活塞的HFO通气机中，活塞通常作用于隔膜(diaphragm)以使隔膜在隔膜室(diaphragmhousing)内前后移动。通过使隔膜的一侧与气体源以及通气的患者的气道流体连通，能够将具有振荡压力曲线的呼吸气体输送至患者。这样的基于活塞的HFO通气机是从US4,719,910知道的。其他HFO通气机采用扬声器技术来产生振荡压力曲线。例如在US4,805,612和US6,085,746中公开了这样的HFO通气机。另一HFO通气机使用有时被称为文丘里喷射系统的喷射器来至少产生振荡压力曲线的负压，即至少提供患者的主动呼气。这通过在远离患者的通气机的呼气管线(expiratoryline)中吹气以在呼气管线中产生负压来实现，该负压用来将气体拉出患者的气道。在一些HFO通气机中，喷射器还用于通过在朝向患者的通气机的吸气管线(inspiratoryline)中吹气来产生振荡压力曲线的正压。在其他HFO通气机中，通过通气机的吸气阀的调节来产生正压，而借助于呼气管道中的喷射器来产生负压。在US7,770,580的
技术介绍
中进一步描述了不同类型的HFO通气机，涉及具有用于基于施加给患者的潮气量来调节呼吸压力的幅值和振荡频率中的至少一个的调节装置的HFO通气机。存在与根据现有技术的HFO通气机相关联的若干缺点，并且基于活塞和扬声器的HFO通气机由于活塞或隔膜的高频运动而有时会有噪声。基于喷射器的HFO通气机有时不能产生足以完全支持患者的主动呼气的负压力。此外，对于形式为活塞、扬声器或喷射器的振荡发生器的需要增加了通气机的成本和复杂性。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除或至少减轻与根据现有技术的用于提供高频振荡(HFO)通气的通气机相关联的一个或多个上述缺点。该目的通过由所附的一组权利要求中的权利要求1限定的用于向患者提供HFO通气的呼吸设备来实现。其还分别通过根据权利要求12和权利要求22的关联的方法和计算机程序来实现。本专利技术基于以下发现：足够高流量的呼吸气体的完全或几乎完全且足够快速的中断可用于产生适于在HFO通气中使用的振荡压力曲线的负压分量。这是由于以下事实：呼吸气体团(mass)的动能能够用于产生足以提供连接至呼吸设备的患者的主动呼气的呼吸设备管道中的负压力。通过根据本专利技术的呼吸设备的吸气阀的快速调节，产生呼吸气体的脉冲并且将其通过呼吸设备的吸气管线、朝向患者传送。将呼吸气体注入吸气管线中产生了管道系统中的压力增大，接着当吸气阀被快速关闭时，压力由于呼吸气流的减速而减小。通过足够高的最大流速和吸气阀的足够快速的关闭，流速的减速产生了呼吸气体脉冲之后的负压(即，次气压(sub-atmosphericpressure))。呼吸气体脉冲的惯性使其通过吸气管线朝向呼吸设备的近端管道(包括将患者连接至吸气管线和呼气管线的患者连接器)传播。当压力在管道系统中增大时，气体将被推入患者的气道中，从而提供主动吸气。呼吸气体脉冲的动能会使脉冲的至少一部分传播到呼气管线中。如果到此时尚未允许新的呼吸气体流进入吸气管线中，则气体脉冲之后的负压或气体脉冲的剩余部分会将气体从患者的气道拉出，从而提供主动呼气。患者因此随着呼吸气体脉冲在呼吸设备的吸气管线中朝向患者传播而经受主动吸气，而随着呼吸气体脉冲在呼吸设备的呼气管线中远离患者传播而经受主动呼气。已经发现，除了振荡吸气阀外，无法利用其他振动部件来生成大小为-50cmH2O的负压分量。通过生成定义明确的具有高动能的呼吸气体脉冲的脉冲串，这样，除了具有足够快的关闭机构的振荡吸气阀外，其他装置不能提供具有主动吸气和主动呼气的真正的HFO通气，从而在使得足够高流量的呼吸气体能够通过吸气阀的打开位置与通过吸气阀的流量为零或接近零的关闭或几乎关闭位置之间振荡。仅通过使用通过吸气阀注入的呼吸气体脉冲的动能来产生提供主动呼气所需的负压。因此，根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于向患者提供HFO通气的呼吸设备，诸如通气机或麻醉机。呼吸设备被配置成通过根据在相对于环境(大气)压力的正压与负压之间振荡的振荡压力曲线向患者提供呼吸气体来提供HFO通气。呼吸设备包括用于向患者传送呼吸气体的吸气管线、用于传送气体远离患者的呼气管线以及用于调节进入吸气管线中的加压呼吸气流的吸气阀。呼吸设备还包括用于控制吸气阀的控制单元，该控制单元被配置成通过控制吸气阀在通过吸气阀的呼吸气流呈现最大流速的最大流量位置与通过吸气阀的气流呈现最小流速的最小流量位置之间振荡来产生振荡压力曲线，该最小流速为零或者几乎为零。因此，与根据现有技术的HFO通气机相反，振荡压力曲线的正压分量和负压分量二者都由振荡吸气阀产生。如前所述，存在使用通气机的吸气阀来产生压力曲线的正压分量的根据现有技术的HFO通气机。然而，这些HFO通气机全都使用喷射器或其他适当的装置来产生压力曲线的负压分量。出于以下三个原因中的一个或多个原因，通过这些根据现有技术的HFO通气机中的吸气阀的振荡不产生或可能不产生负压分量。-首先，在已知的HFO通气机中，最大流速不够高。为了使呼吸气体脉冲的惯性足够高以产生能够将气体拉出患者的气道的负压，通过吸气阀的呼吸气体的最大流速必须足够高。根据现有技术的HFO通气机通常输送大约30lpm的最大流量。根据本专利技术的HFO通气机能够输送达到180lpm的流量，这使通过吸气阀注入的气体脉冲携带的动能是通过这些已知的HFO通气机的吸气阀注入的相应的气体脉冲携带的动能的36倍。-其次，在已知的HFO通气机中，吸气阀的调节过慢。除了通过吸气阀的最大流量必须足够高的事实以外，其必须非常突然地被中断以产生足以提供患者的主动呼气的负压。这表明吸气阀的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼吸设备(1)，用于通过根据在正压与负压之间振荡的振荡压力曲线向患者(3)提供呼吸气体来向所述患者提供高频振荡通气[HFO]，包括：‑患者回路，包括用于向所述患者(3)传送呼吸气体的吸气管线(5)和用于传送气体远离所述患者(3)的呼气管线(9)；‑吸气阀(17)，用于调节进入所述吸气管线(5)中的加压呼吸气流；以及控制单元(21)，用于控制所述吸气阀(17)，其特征在于，所述控制单元(21)能够操作用于通过控制所述吸气阀(17)在通过所述吸气阀(17)的呼吸气流呈现最大流量值的最大流量位置与通过所述吸气阀的气流呈现最小流量值的最小流量位置之间振荡来产生所述振荡压力曲线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种通气机(1)，用于通过根据在正压与负压之间振荡的振荡压力曲线向患者(3)提供呼吸气体来向所述患者提供高频振荡通气[HFO]，包括：-患者回路，包括用于向所述患者(3)传送呼吸气体的吸气管线(5)和用于传送气体远离所述患者(3)的呼气管线(9)；-可控吸气阀(17)，用于调节进入所述吸气管线(5)中的加压呼吸气流；以及控制单元(21)，用于控制所述可控吸气阀(17)，其特征在于，所述控制单元(21)被配置成通过控制所述吸气阀(17)在通过所述可控吸气阀(17)的呼吸气流呈现最大流量值的最大流量位置与通过所述吸气阀的气流呈现最小流量值的最小流量位置之间振荡来产生所述振荡压力曲线的正压分量和负压分量二者，所述正压分量是通过将所述可控吸气阀(17)打开至所述最大流量位置从而允许呼吸气体以所述最大流量值流入所述吸气管线(5)中来产生的，而所述负压分量是通过将所述呼吸气流从所述最大流量值减少至所述最小流量值而产生的，所述减少是通过将所述可控吸气阀(17)突然关闭至所述最小流量位置而引起的。2.根据权利要求1所述的通气机(1)，其中，所述控制单元(21)被配置成使所述吸气阀(17)以使得从所述最大流量值到所述最小流量值的流量的平均变化率为至少7200lpm/s的速度从所述最大流量位置转到所述最小流量位置。3.根据权利要求1或2所述的通气机(1)，其中，所述最大流量值为至少30lpm。4.根据权利要求1或2所述的通气机(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯特凡·林德斯特伦，卡尔埃里克·特罗伊利，芒努斯·哈尔巴克，
申请(专利权)人：马奎特紧急护理公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE