用于对患者进行换气的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及多个换气装置、具有可视化设备的换气装置以及用于操作换气装置的方法。目的在于将由于换气而输入患者的至少一个呼吸道中的能量最小化。

Devices and methods for ventilating patients

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对患者进行换气的装置和方法
本专利技术的主题涉及一种换气装置/肺通气装置、一种具有可视化设备的换气装置以及一种用于对患者进行换气/人工呼吸的方法。该换气装置至少包括流体供应单元和此外的流体排出单元，其分别适于将流体(特别是至少主要是呼吸气体)供应到患者的至少一个呼吸道中(即肺部件或肺中)和从该呼吸道排出流体。
技术介绍
当对患者进行换气/人工呼吸时，通常使用面罩或管。气体或气体混合物、特别是氧气和空气经由该面罩或管在低压下供应到与外界密封开的呼吸道。然而可替代地，这种气体或气体混合物也能够以高压和高流速经薄管腔(导管、插管或管子)以脉冲的方式注入向外部开放的呼吸道中(所谓的喷射换气)。该方法目前特别用于上呼吸道区域的诊断和治疗过程中(气管内喷射换气或经气管喷射换气)。该方法还可以应用于医院环境之外的紧急情况或医院内的住院病例。在经气管喷射换气中，可以通过穿过皮肤直接引入气管中的导管或因此放置的插管为患者供应氧气或流体。这些方法(经气管/气管内)是目前用于管理疑难呼吸道——特别是患者不能通过常规手段进行换气或插管的情形(所谓的“不能换气，不能插管”情形)——的有效算法的组成部分。此外，从WO2008/113752A1和WO2015/004229A1中已知气流逆转装置，利用该气流逆转装置，换气(吸气和呼气)也可以仅通过管腔进行。人工或机械换气以受控的方式或以辅助自发呼吸的形式进行。在第一种情况下，换气装置(呼吸器)对呼吸模式完全控制，而在第二种情况下，该至少部分地自主呼吸的患者对呼吸模式具有相当大的影响。然而，所有形式的换气的共同特征是换气装置几乎完全影响吸入阶段。从呼吸器的角度来看，呼气可以被动地进行，即储存在肺和胸腔的弹性组织元件中的能量驱动呼气。已知各种换气方法。经常进行的是体积受控的换气，在体积受控的换气中所有换气参数都是预先确定的。目标参数和控制参数是潮气量(呼吸量)VT。所产生的呼吸道压力取决于所设定的体积和患者肺系统的情况。调节参数因此为体积流量、换气频率、吸气峰压(PIP)和呼气末压(EEP)。呼气末压包括呼气末正压(PEEP)、呼气末零压(ZEEP)和呼气末负压(NEEP)。以下讨论始终针对PEEP。吸气峰压(PIP)表示在换气期间人为地在呼吸道中产生的最高正压。它也可以被设置为警报极限，以便优选地始终防止超过该压力值。呼气末正压(PEEP)表示在换气期间人为地在呼吸道中产生并且在呼气完成之后存在的正压。在压力受控的换气中，当例如检测到呼吸道内或在呼吸道外并在换气装置内的压力上升时，初始较高的体积流量持续地降低。因此目标参数和控制变量是压力。因此在这里调节体积流量是不可能的；然而，体积流量被检测并且可以定义警报极限。与患者的自发呼吸相反，在人工换气中，流体以对抗呼吸道的弹性的方式供应。由于胸腔内升高的压力，PEEP和PIP减少了静脉血返回心脏的流量，结果心输出量可能下降。相反地，在上腔静脉和下腔静脉中发生充血，上游器官中的压力相应升高。取决于PEEP和PIP的水平，这可能导致脑、肝、肾和其它器官的损伤和功能受损。
技术实现思路
基于此，本专利技术的目的在于提出一种改进的换气装置和一种改进的换气方法。特别地，该换气旨在以尽可能地针对个体定制的方式进行；即，要充分考虑待换气患者的特征。此外，换气应尽可能温和，并且在任何情况下都必须防止对呼吸道和其它器官的损伤。特别地，提出了一种允许进行这种换气的换气装置。该目的通过具有权利要求1、9、17、18、21、22的特征的换气装置以及具有权利要求11、19、23的特征的方法实现。各从属权利要求的主题是所述换气装置和方法的有利变型和实施例。应注意，从属权利要求中单独详细说明的特征可以以技术上有意义的方式彼此组合，并且限定出本专利技术的其它实施例。此外，在说明书中对在权利要求中详细说明的特征进行了更精确的表达和解释，其中呈现了本专利技术的又一些优选的实施例。提出了一种用于对患者进行换气的(第一)换气装置，其至少包括流体供应单元和流体排出单元，该流体供应单元和流体排出单元分别适于将流体供应到患者的至少一个呼吸道中(即肺部件中或肺中)和从该呼吸道排出流体；并且还包括控制装置。该控制装置至少在所述至少一个呼吸道的换气过程期间——即在通过操作换气装置将流体至少一次供应到所述至少一个呼吸道中期间以及至少一次从所述呼吸道排出流体期间——构造成用于根据V＝fZP(P)和V＝fAP(P)或根据P＝fZV(V)和P＝fAV(V)来设定呼吸道中的压力P[cmH2O或毫巴]的分布/轮廓/变化走向以及供应到呼吸道并从呼吸道排出的流体的体积V[毫升]的分布/轮廓/变化走向，其中换气过程在压力区间内发生；其中换气过程可由控制装置以这样的方式设定：a)在压力区间的至少60％上，特别是在至少80％上，-在供应流体期间在压力P0下存在的第一体积的变化的量度的绝对值，即，dfAP/d(P)(P0)与-在排出流体期间在相同压力P0下存在的第二体积的变化的量度的绝对值，即，dfZP/d(P)(P0)的比率具有至少0.5且最多2.0的值或b)在体积区间的至少60％上，特别是在至少80％上，-在供应流体期间在体积V0下存在的第一压力的变化的量度的绝对值，即，dfAV/d(V)(V0)与-在排出流体期间在相同的体积V0下存在的第二压力的变化的量度的绝对值，即dfZV/d(V)(V0)的比率具有至少0.5且最多2.0的值。特别地，经由控制装置确定所述体积[毫升]。由此测量或监测流体的供应速率或排出速率(即，以毫升每单位时间为单位的体积流速)。特别地，通过压力传感器监测呼吸道中存在的压力[cmH2O或毫巴]，并且控制装置对该压力值进行处理。在压力P0下存在的第一体积的变化的量度例如是体积-压力图中的体积-压力曲线的斜率。沿一个轴线标绘压力，并且沿另一轴线标绘体积。该曲线具有第一曲线区段V＝fZP(P)或P＝fZV(V)以及第二曲线区段V＝fAP(P)或P＝fAV(V)，其中第一曲线区段表示在将流体供应到所述至少一个呼吸道中期间所供应的体积V和压力P的分布/变化走向，而第二曲线区段表示在从所述至少一个呼吸道排出流体期间所排出的体积V和压力P的分布/变化走向。斜率由相应函数V＝fZP(P)(或P＝fZV(V))和V＝fAP(P)(或P＝fAV(V))的一阶导数——即dfAP/d(P)(P0)和dfZP/d(P)(P0)——来决定。因此，控制装置以这样的方式设定换气过程：在压力区间的至少60％上，特别是在至少80％上，在压力P0下第一曲线区段的第一斜率的绝对值(即dfZP/d(P)(P0))与在相同的压力P0下第二曲线区段的第二斜率的绝对值(即dfAP/d(P)(P0))的比率的值为至少0.5，最多2.0。因此，方程式[dfAP/d(P)(P0)]/[dfZP/d(P)(P0)]的结果值应该至少为0.5，并且最多为2.0。特别地，P0因此是压力区间内或压力区间的60％或80％部分内的任何压力。以上说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于对患者进行换气的换气装置(1)，至少包括流体供应单元(2)和流体排出单元(3)，所述流体供应单元和流体排出单元分别适于将流体(4)供应到患者的至少一个呼吸道(5)中、即肺部件或肺中、和从该呼吸道(5)排出流体(4)；并且换气装置还包括控制装置(6)，该控制装置至少在对至少一个呼吸道(5)的换气过程期间、即在通过操作换气装置(1)而至少一次地供应流体(4)到至少一个呼吸道(5)中以及至少一次地从至少一个呼吸道(5)排出流体(4)期间、构造成用于根据V＝f

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170127 DE 102017101645.71.一种用于对患者进行换气的换气装置(1)，至少包括流体供应单元(2)和流体排出单元(3)，所述流体供应单元和流体排出单元分别适于将流体(4)供应到患者的至少一个呼吸道(5)中、即肺部件或肺中、和从该呼吸道(5)排出流体(4)；并且换气装置还包括控制装置(6)，该控制装置至少在对至少一个呼吸道(5)的换气过程期间、即在通过操作换气装置(1)而至少一次地供应流体(4)到至少一个呼吸道(5)中以及至少一次地从至少一个呼吸道(5)排出流体(4)期间、构造成用于根据V＝fZP(P)和V＝fAP(P)或根据P＝fZV(V)和P＝fAV(V)来设定呼吸道(5)中的压力P(7)[cmH2O]的分布以及供应到呼吸道(5)和从呼吸道(5)排出的流体(4)的体积V(8)[ml]的分布，其中所述换气过程在压力区间(9)内和体积区间(10)内发生；其中所述换气过程能由所述控制装置(6)以这样的方式设定：
a)在所述压力区间(9)的至少60％上，
-在供应流体(4)期间在压力P0(11)下存在的第一体积(12)的变化的量度的绝对值，即dfAP/d(P)(P0)，与
-在排出流体(4)期间在相同压力P0(11)下存在的第二体积(13)的变化的量度的绝对值，即dfZP/d(P)(P0)的比率
或
b)在所述体积区间(10)的至少60％上，
-在供应流体(4)期间在体积V0(14)下存在的第一压力(15)的变化的量度的绝对值，即dfAV/d(V)(V0)，与
-在排出流体(4)期间在相同的体积V0(14)下存在的第二压力(16)的变化的量度的绝对值，即dfZV/d(V)(V0)的比率具有至少0.5且最多2.0的值。


2.根据权利要求1所述的换气装置(1)，其中，所述控制装置构造成用于根据V＝fCP(P)或P＝fCV(V)中的一者针对患者的柔量(25)确定呼吸道(5)中的压力P(7)的分布以及供应到所述呼吸道(5)和从所述呼吸道(5)排出的流体(5)的体积V(8)的分布，其中所述换气过程能以这样的方式设定：
a)在所述压力区间(9)的至少60％上，
-dfAP/d(P)(P0)、dfZP/d(P)(P0)各者与
-柔量(25)的在压力P0(11)下存在的第一体积(12)的变化的量度的绝对值，即dfCP/d(P)(P0)的比率，或
b)在所述体积区间(10)的至少60％上，
-dfAV/d(V)(V0)、dfZV/d(V)(V0)各者与
-柔量(25)的在体积V0(14)下存在的第一压力(15)的变化的量度的绝对值，即dfCV/d(V)(V0)的比率具有至少为0.5且最多为2.0的值。


3.根据前述权利要求中任一项所述的换气装置(1)，其中，换气过程能以这样的方式设定，即在所述压力区间(9)的至少60％上或在所述体积区间(10)的至少60％上，所述比率的值为至少0.67且最多1.5。


4.根据前述权利要求中任一项所述的换气装置(1)，其中，换气过程能以这样的方式设定，即在所述压力区间(9)的至少60％上或在所述体积区间(10)的至少60％上，所述比率大于或小于1.0。


5.根据前述权利要求中任一项所述的换气装置(1)，其中，所述换气过程能以这样的方式设定：
a)在供应流体(4)期间在压力P0(11)下存在的第一体积(12)以及在排出流体(4)期间在相同的压力P0(11)下存在的第二体积(13)最多相差在所述压力区间(9)中存在的体积区间(10)的30％，或者
b)在供应流体(4)期间在体积V0(14)下存在的第一压力(15)以及在排出流体(4)期间在相同的体积V0(14)下存在的第二压力(16)最多相差在所述体积区间(10)中存在的压力区间(9)的30％。


6.根据前述权利要求中任一项所述的换气装置(1)，其中
a)所述换气过程能在所述压力区间(9)的至少60％上以这样的方式设定，即在供应流体(4)期间在压力P0(11)下存在的第一体积(12)以及在排出流体(4)期间在相同的压力P0(11)下存在的第二体积(13)至少相差在所述压力区间(9)中存在的体积区间(10)的1％或
b)所述换气过程能在所述体积区间(10)的至少60％上以这样的方式设定，即在供应流体(4)期间在体积V0(14)下存在的第一压力(15)以及在排出流体(4)期间在相同的体积V0(14)下存在的第二压力(16)至少相差在所述体积区间(10)中存在的压力区间(9)的1％。


7.根据前述权利要求中任一项所述的换气装置(1)，其中，所述控制装置(6)适于：
a)确定所述压力区间(9)中的fZP(P)和fAP(P)的积分并确定所述压力区间(9)中的∫fZP(P)dP和∫fAP(P)dP之间的差值，或
b)确定所述体积区间(10)中的fZV(V)和fAV(V)的积分并用于确定所述体积区间(10)中的∫fZV(V)dV和∫fAV(V)dV之间的差值。


8.根据权利要求7所述的换气装置(1)，其中，所述控制装置(6)适于执行多个换气过程，在所述多个换气过程中，
a)在所述压力区间(9)中的∫fZP(P)dP和∫fAP(P)dP之间的差值，或
b)在所述体积区间(10)中的∫fZV(V)dV和∫fAV(V)dV之间的差值
是可控制的，其中所述差值与为给定患者确立的临界差值的比率是能设定的。


9.一种具有可视化设备(17)的换气装置(1)，其中所述换气装置(1)适于对患者进行换气，并且至少包括流体供应单元(2)和流体排出单元(3)，其分别适于将流体(4)供应到患者的至少一个呼吸道(5)中、即肺部件或肺中、和从该呼吸道(5)排出流体(4)；并且换气装置还包括控制装置(6)，该控制装置至少在所述至少一个呼吸道(5)的换气过程期间、即通过操作所述换气装置(1)而至少一次地供应流体(4)到所述至少一个呼吸道(5)中期间和至少一次从所述至少一个呼吸道(5)排出流体期间、适于确定在体积-压力图中的至少一条体积-压力曲线的分布；其中所述曲线具有第一曲线区段(18)：V＝fZP(P)或P＝fZV(V)以及第二曲线区段(19)：V＝fAP(P)或P＝fAV(V)，其中所述第一曲线区段(18)表示在将流体(4)供应到所述至少一个呼吸道中时所供应的体积V(8)和压力P(7)的分布，并且所述第二曲线区段(19)表示在从至少一个呼吸道(5)排出流体(4)时所排出的体积V(8)和压力P(7)的分布；其中所述换气过程在压力区间(9)内和体积区间(10)内发生；其中所述控制装置(6)适于确定一面积(20)，该面积(20)在体积-压力图中由一个换气过程的第一曲线区段(18)和第二曲线区段(19)包围；其中能够经由所述可视化设备(17)以能视觉辨别的方式显示以下参数中的至少一个：
a)所述面积(20)的大小的量度；或
b)在多个换气过程中所述面积(20)的变化的量度；或
c)所述面积(20)与为给定患者确立的临界面积(21)的比率的量度；或
d)所述面积(20)与为给定患者建立的临界面积的比率在多个换气过程中的变化的量度。


10.根据权利要求9所述的具有可视化设备(17)的换气装置(1)，其中，参数a至d中的至少一个能与至少一个干预极限(22)相关联地显示。


11.一种用于运行被设置成用于对患者进行换气的换气装置(1)的方法，其中，所述换气装置(1)至少包括流体供应单元(2)和流体排出单元(3)，其分别适于将流体(4)供应到患者的至少一个呼吸道(5)中、即肺部件或肺中、和从该呼吸道(5)排出流体(4)；并且换气装置还包括控制装置(6)，其中所述方法至少包括以下步骤：
a)执行换气过程，该换气过程包括通过操作换气装置(1)而至少一次地供应流体(4)到患者的至少一个呼吸道(5)中、即肺部件或肺中、以及至少一次地从该呼吸道(5)排出流体(4)；其中所述换气过程在压力区间(9)内和体积区间(10)内发生；
b)在所述换气过程期间由所述控制装置(6)确定或设定在体积-压力图中的至少一条体积-压力曲线的分布；其中所述曲线具有第一曲线区段(18)：V＝fZP(P)或P＝fZV(V)和第二曲线区段(19)：V＝fAP(P)或P＝fAV(V)，其中所述第一曲线区段(18)表示在将流体(4)供应到至少一个呼吸道(5)中期间所供应的体积V(8)和压力P(7)的分布，并且所述第二曲线区段(19)表示在从所述至少一个呼吸道(5)排出流体(4)期间所排出的体积V(8)和压力P(7)的分布；其中，通过使用所述控制装置(6)，以这样的方式设定所述换气过程：
(1)在压力区间(9)的至少60％上，在压力P0(11)下所述第一曲线区段(18)的第一斜率(23)的绝对值即dfAP/d(P)(P0)与在相同的压力P0(11)下所述第二曲线区段(19)的第二斜率(24)的绝对值即dfAP/d(P)(P0)的比率具有至少0.5且最多2.0的值，或
(2)在所述体积区间(10)的至少60％上，在体积V0(14)下所述第一曲线区段(18)的第一斜率(23)的绝对值即dfAV/d(V)(V0)与在相同的体积P0(14)下所述第二曲线区段(19)的第二斜率(24)的绝对值即dfAV/d(V)(V0)的比率具有至少0.5且最多2.0的值。


12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述控制装置(6)根据V＝fC(P)或P＝fC(V)之一确定针对所述呼吸道的柔量(25)在换气过程期间的体积-压力图中的体积-压力曲线的分布；其中步骤a)和b)中的换气过程以这样的方式设定，即在所述压力区间(9)的至少60％上或在所述体积区间(10)的至少60％上，
-dfAP/d(P)(P0)、dfZP/d(P)(P0)中每一个与
-柔量(25)的在压力P0(11)下存在的第一体积(12)的变化的量度的绝对值，即dfC/d(P)(P0)的比率，或
-dfAV/d(V)(V0)、dfZV/d(V)(V0)中每一个与
-在体积V0(14)下存在的柔量(25)的第一压力(15)的变化的量度的绝对值，即dfC/d(V)(V0)的比率具有至少0.5且最多2.0的值。


13.根据前述权利要求11和12中任一项所述的方法，其中，所述换气过程能以这样的方式设定，即在所述压力区间(9)的至少60％上或所述体积区间(10)的至少60％上，所述比率的值为至少0.67且最多1.5。


14.根据前述权利要求11至13中任一项所述的方法，其中，在步骤b...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·恩克，T·H·巴尔内斯，D·T·A·范阿塞尔多克，
申请(专利权)人：文特诺瓦技术公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL