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1、(10)申请公布号 CN 102695539 A (43)申请公布日 2012.09.26 CN 102695539 A *CN102695539A* (21)申请号 201080050998.6 (22)申请日 2010.10.06 1037372 2009.10.07 NL A61M 16/01(2006.01) (71)申请人 奥克梅尔合作私人有限公司 地址 荷兰阿尔克马尔 (72)发明人 皮尔特鲍姆 巴特韦斯特坎普 (74)专利代理机构 北京英赛嘉华知识产权代理 有限责任公司 11204 代理人 余朦 王艳春 (54) 发明名称 一种用于患者呼吸的方法和设备 (57) 摘要 一种用于患。
2、者呼吸的方法和设备， 具设置有 用于使气体在管路系统中循环的装置， 用于使所 述管路系统中的压力变化的装置， 用于测量气体 的流量的装置， 用于患者的连接装置， 以及用于各 种气体成分的供给器， 用于移除二氧化碳的装置， 针对排出管路中的呼吸气体的第一闭合装置， 在 所述管路系统中在通向所述排出管路的所述连 接装置后面设置有第二闭合装置， 以及在所述第 二闭合装置后面距其一距离处设置有第三闭合装 置， 同时设置有控制所述第二闭合装置和第三闭 合装置的装置， 使得所述管路系统的位于所述第 二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部分能被 隔离， 同时所述管路系统进一步设置有用于产生 气体流量的装置。 。
3、(30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.05.10 (86)PCT申请的申请数据 PCT/NL2010/000142 2010.10.06 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/043650 EN 2011.04.14 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 1 页 1/2 页 2 1. 一种用于患者呼吸的方法， 该方法使用的设备设置有用于使气体在闭合管路系统或 导管系统中沿一个方向循环的装置、 用于使所述管路系统中的压力根据呼吸。
4、模式进行变化 的装置、 用于测量所述气体的流量和所述气体的成分的装置 ； 同时所述管路系统设置有用于患者的连接装置以及用于呼吸气体的各种成分的一个 或多个供给管路， 还设置有通向排出管路的连接装置， 所述排出管路设置有用于将呼吸气 体排出所述管路系统的第一闭合装置， 同时在所述管路系统中， 从所述气体的循环方向看， 在通向所述排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置， 所述方法的特征在于， 从所述呼吸气体的循环方向看， 在所述第二闭合装置后面与其 分离地设置有第三闭合装置， 其中所述方法包括以下步骤 ： 打开所述第一闭合装置， 打开所述第二闭合装置和第三闭合装置， 将第一气体送入所 述管路。
5、系统， 闭合所述第二闭合装置和第三闭合装置， 将所述第一气体送入所述管路系统， 使所述管路系统中的压力根据呼吸模式变化以给予患者所述第一气体， 将第二气体送入所 述管路系统， 确定所述第二气体到达患者的嘴处， 闭合所述第一闭合装置并打开所述第二 闭合装置和第三闭合装置， 或打开所述第二闭合装置和第三闭合装置并闭合所述第一闭合 装置， 以及使所述第一气体和所述第二气体在所述系统中循环。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述第一气体由氧气， 或一种气体和氧气 的混合气组成。 3.根据权利要求1或2所述的方法， 其特征在于， 所述第二气体由单质气体， 诸如氙气、 氦气、 氩气 ；。
6、 或复合气体， 诸如笑气 ； 多种气体的混合气 ； 或一种或多种气体和麻醉蒸汽的 混合气组成。 4.根据权利要求1、 2或3所述的方法， 其特征在于， 所述气体在所述管路系统中以如下 方式循环 ： 使得所述气体的一次循环的持续时间最多为10秒， 具体最多为5秒， 具体最多为 3 秒。 5. 根据权利要求 4 所述的方法， 其特征在于， 一次循环的持续时间最多为 2.5 秒。 6. 一种用于患者呼吸、 通过吸入麻醉和通过吸入给予治疗性气体的设备， 所述设备具 有 ： 用于使呼吸气体、 麻醉性气体或治疗性气体在闭合管路系统或导管系统中沿一个方向 循环的装置 ； 用于使所述管路系统中的压力根据某一呼。
7、吸模式变化的装置 ； 以及 用于测量所述气体的流量和所述气体的成分的装置 ； 同时所述管路系统设置有用于患者的连接装置， 用于呼吸气体的各种成分的一个或多 个供给器， 以及用于在所述管路系统中移除患者呼出的二氧化碳的装置 ； 其中所述管路系统进一步设置有通向排出管路的连接装置， 用于将呼吸气体排出所述 管路系统的第一闭合装置， 同时在所述管路系统中， 从所述气体的循环方向看， 在通向所述 排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置 ； 所述设备的特征在于， 从所述呼吸气体的循环方向看， 在所述第二闭合装置后面距其 一距离处设置有第三闭合装置 ； 同时设置有控制所述第二闭合装置和第三闭合装置的。
8、装置， 使得所述管路系统的位于 所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部分能被隔离， 同时所述管路系统进一步设 权 利 要 求 书 CN 102695539 A 2 2/2 页 3 置有用于产生气体流量的装置。 7. 根据权利要求 6 所述的设备， 其特征在于， 所述用于产生气体流量的装置的容量以 如下方式适应所述管路系统的容积 ： 使得所述气体的一次循环的持续时间最多为 10 秒， 具 体最多为 5 秒， 具体最多为 3 秒。 8. 根据权利要求 7 所述的设备， 其特征在于， 一次循环的持续时间最多为 2.5 秒。 9.根据权利要求6、 7或8所述的设备， 其特征在于， 在所述管路系统中。
9、所述用于产生气 体流量的装置由循环鼓风机组成。 10. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 在所述管路系统中所述用于产生 气体流量的装置设置在所述管路系统的、 从所述呼吸气体的流动方向看位于所述第二闭合 装置后面的部分中。 11. 根据权利要求 10 所述的设备， 其特征在于， 在所述管路系统中所述用于产生气体 流量的装置设置在所述管路系统的、 位于所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部 分中。 12. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 闭合装置由阀形成。 13. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 所述管路系统中的所述用于呼吸 气体的各种成分的一个或。
10、多个供给管路设置在所述管路系统的、 位于所述第二闭合装置后 面的部分中。 14. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 所述用于移除患者呼入所述管路 系统中的二氧化碳的装置设置在所述管路系统的、 位于所述第二闭合装置和所述第三闭合 装置之间的部分中。 15. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 所述用于测量所述气体的流量 和所述气体的成分的装置设置在所述管路系统的、 位于所述用于患者的连接装置处的部分 中。 16. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 所述用于测量所述气体的流量的 装置设置在所述管路系统的、 从所述呼吸气体的流动方向看位于所述用于使所述管路系统。
11、 中的压力变化的装置后面的部分中。 17. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 所述排出管路设置有用于测量所 述气体的流量的装置。 18. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 用于将呼吸气体排出所述管路系 统的所述排出管路设置有调节阀。 19. 根据前述一项权利要求所述的设备， 其特征在于， 所述用于将呼吸气体排出所述管 路系统的排出管路设置有传感器， 通过所述传感器能测量流过所述排出管路的呼吸气体的 流量和容积。 权 利 要 求 书 CN 102695539 A 3 1/4 页 4 一种用于患者呼吸的方法和设备 0001 本发明涉及一种用于患者人工呼吸的方法， 其中使。
12、用如下设备， 所述设备设置有 ： 用于使气体在闭合管路系统或导管系统中沿一个方向循环的装置 ； 用于使所述管路系统中 的压力根据某一人工呼吸模式变化的装置 ； 用于测量所述气体的流量和所述气体的成分的 装置， 同时所述管路系统设置有用于患者的连接装置以及用于呼吸气体的各种成分的一个 或多个供给管路， 其中所述管路系统还设置有通向排出管路的连接装置， 所述排出管路设 置有用于将气体排出所述管路系统的第一闭合装置， 同时在所述管路系统中， 从所述气体 的循环方向看， 在通向所述排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置。 0002 这种方法是众所周知的。 0003 通过这种公知的方法， 可以从开。
13、放系统切换到半闭合系统， 在开放系统中， 患者反 复吸入新鲜的呼吸气体， 由患者呼出的呼吸气体完全被排出管路系统 （无再呼吸） ； 在半闭 合系统中， 由患者呼出的一部分呼吸气体再次循环， 而一部分被排出 （某种形式的再呼吸） 。 0004 闭合系统中的这种公知的方法具有缺陷 ： 由患者 “冲洗 （washing in） ” ， 也就是说， 由患者摄入麻醉性气体， 需要相对较长的时间。 此外患者肺部具有氮气， 在麻醉开始之前必 须除去氮气。为此， 患者被给予 100% 氧气， 直到实际上所有氮气都被换出肺部 （用氧气 “冲 洗” 肺） 。在闭合系统中， 这需要很长时间， 因为每次氧气和已经存在。
14、的一部分气体一同被吸 入， 在用氧气冲洗过患者的肺之后， 供给麻醉性气体 （此处的运载气体） ， 诸如氙气， 患者可 吸入并再次呼出一部分。吸入的氧气和氙气的量为每次只用氙气补偿， 直到呼吸气体中达 到所需氧气浓度和所需氙气浓度， 这只是很长时间之后才能实现的情况。此处的麻醉剂或 镇定剂也可用其他装置替换。 0005 在半闭合系统中， 允许补充氙气 （连同氧气或不连同氧气） 流入管路系统中， 通过 补充氙气使得系统被过注入。这通过 “出气” 系统来补偿， 其中将系统中的一部分气体排到 外部。由于此， 会增加氙气的浓度。供给的气体越多， 患者的冲洗越快。但是这会导致很多 的气体损失。 0006 。
15、本发明的目的是克服该公知方法的缺陷。 0007 为此， 根据本发明的方法的特征在于， 从所述呼吸气体的循环方向看， 在所述第二 闭合装置后面距其一距离处设置有第三闭合装置， 其中所述方法包括以下步骤 ： 0008 打开所述第一闭合装置， 打开所述第二闭合装置和第三闭合装置， 将第一气体送 入所述管路系统， 闭合所述第二闭合装置和第三闭合装置， 将所述第一气体送入所述管路 系统， 使所述管路系统中的压力根据某一呼吸模式进行变化以向患者供给所述第一气体， 将第二气体送入所述管路系统， 确定所述第二气体到达患者的嘴处， 闭合所述第一闭合装 置并打开所述第二闭合装置和第三闭合装置或打开所述第二闭合装置。
16、和第三闭合装置并 闭合所述第一闭合装置， 以及使所述第一气体和所述第二气体在所述系统中循环。 0009 根据本发明的方法的特征， 所述第一气体由氧气或氧气和另一气体的混合气组 成。 0010 根据本发明的方法的进一步特征， 所述第二气体由单质气体， 诸如氙气、 氦气、 氩 气 ； 或复合气体， 诸如笑气 ； 或一种或多种气体和麻醉蒸汽的混合气组成。 说 明 书 CN 102695539 A 4 2/4 页 5 0011 根据本发明的方法的进一步特征， 所述气体在所述管路系统中以如下方式循环 ： 使得所述气体的一次循环的持续时间最多为 10 秒， 具体最多为 5 秒， 具体最多为 3 秒， 甚至。
17、 具体最多为 2.5 秒。 0012 本发明进一步涉及一种本方法应用的设备， 所述设备具有 ： 用于使呼吸气体、 麻醉 性气体或治疗性气体在闭合管路系统或导管系统中沿一个方向循环的装置， 用于使所述管 路系统中的压力根据某一呼吸模式变化的装置， 以及用于测量所述气体的流量和所述气体 的成分的装置， 同时所述管路系统设置有用于患者的连接装置， 用于呼吸气体的各种成分 的一个或多个供给管路， 以及用于在所述管路系统中移除患者呼出的二氧化碳的装置， 其 中所述管路系统进一步设置有通向排出管路的连接装置， 所述排出管路设置有用于将呼吸 气体排出所述管路系统的第一闭合装置， 同时在所述管路系统中， 从所。
18、述气体的循环方向 看， 在通向所述排出管路的所述连接装置后面设置有第二闭合装置， 所述设备的特征在于， 从所述呼吸气体的循环方向看， 在所述第二闭合装置后面设置有第三闭合装置， 同时设置 有以如下方式控制所述第二闭合装置和第三闭合装置的装置 ： 使得所述管路系统的位于所 述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的区段能被隔离， 同时所述管路系统进一步设置 有用于产生气体流量的装置。 0013 根据本发明的设备的特征， 所述用于产生气体流量的装置的容量以如下方式适应 所述管路系统的容积 ： 使得所述气体的一次循环的持续时间最多为10秒， 具体最多为5秒， 具体最多为 3 秒， 甚至具体最多为 2.5。
19、 秒。 0014 根据本发明的设备的进一步特征， 在所述管路系统中所述用于产生气体流量的装 置由循环鼓风机组成。 0015 根据本发明的设备的另一个特征， 在所述管路系统中所述用于产生气体流量的装 置设置在所述管路系统的、 从所述呼吸气体的流动方向看位于所述第二闭合装置后面的部 分中， 尤其是设置在所述管路系统的位于所述第二闭合装置和所述第三闭合装置之间的部 分中。 0016 根据本发明的方法和设备， 能以快速且安全的方式冲洗患者， 而不损失或仅损失 很少的昂贵气体。 0017 将参考示例性的实施例的附图来说明根据本发明的方法和设备的进一步特征和 特点。 0018 在附图示出的示例性的实施例中。
20、， 设备 1 设置有 ： 设备 11 在其中供给呼吸气体、 麻醉性气体或治疗性气体的各种成分的装置 ； 用于使呼吸气体、 麻醉剂气体或治疗性气体 在闭合管路系统或导管系统 4 中沿一个方向 5 循环的装置 ； 用于使管路系统 4 中的压力根 据某一人工呼吸模式变化以允许患者 7 换气的装置 6。此外在管路系统 4 中在用于患者 7 的连接装置处设置有装置， 诸如设备 8， 以用于确定由患者吸入的气体或呼出的气体 9 的成 分。附图中显示了去除的原理。期望的是， 已经被去除的气体能够被引导回该系统。在吸 入气体和呼出气体 9 中直接利用测量系统也是可行的。在该闭合的系统中， 利用传感器 10 能。
21、够测量在自发呼吸期间以及在患者的呼吸期间或者在患者的呼吸支持的给定情况下， 患 者呼吸的容积和流量。 0019 在所示实施例的示例中， 传感器 10 设置在管路系统 4 的一部分中， 从呼吸气体的 循环方向看， 所述一部分位于用于使管路系统中的压力变化的装置 6 后面。 说 明 书 CN 102695539 A 5 3/4 页 6 0020 设备 11 将气体和麻醉剂蒸汽供给至系统。 0021 管路系统 4 设置有通向排出管路 15 的连接器 13， 排出管路 15 设置有第一闭合装 置， 诸如第一阀 14， 排出管路 15 用于将呼吸气体排出管路系统 4。 0022 在管路系统 4 中， 从。
22、气体的循环方向 5 看， 通向排出管路 15 的连接装置 13 后面设 置有第二闭合装置或第二阀16。 在实施例的该示例中， 在第二阀16后面设置有循环鼓风机 18和二氧化碳吸附剂2。 从呼吸气体的循环方向5看， 这后面设置有第三闭合装置或第三阀 17。第二阀 16 和第三阀 17 能以这样的方式被控制， 即使得管路系统 4 的位于这两个阀之 间的部分 19 能够与呼吸气体的循环隔离， 以这种方式形成可以储存特殊气体的隔离区段。 0023 当第一阀 14 闭合时， 没有气体能通过排出管路 15 离开管路系统。当阀 16 和阀 17 打开时， 呼吸气体能自由流动以在管路系统中循环。本系统起到完全。
23、闭合系统的作用。 0024 当第一阀 14 打开时， 气体能通过排出管路 15 和排出管路 15 的出口 22 排出管路 系统 4。阀 16 和阀 17 被打开。本系统起到半闭合系统的作用。在管路系统 4 中， 能测量气 体的成分 （附图未示出） ， 同时， 用传感器 20 测量通过排出系统 15 的出口 22 排走的气体的 流量。 0025 当阀 14 打开而阀 16 和阀 17 闭合时， 该系统起到开放系统的作用， 不存在再呼吸。 0026 通过用设备 11 将第一气体吹入系统， 系统待用， 在该示例性实施例中， 第一气体 为纯氧。设备 11 设置在管路系统的位于第三阀 17 后面的部分中。
24、。 0027 第二阀 16 和第三阀 17 打开。进而第二阀 14 打开。通过排出管路 15 和排出管路 15 的出口 22， 将气体排出系统。这之后， 通过设备 11， 系统被注有 100% 氧。在整个管路系 统中， 现在存在 95%-100% 氧。这之后， 第二阀 16 和第三阀 17 闭合。现在系统起到开放系 统的作用。在管路系统的被隔离的部分 19 中， 存在的是多于 95% 氧。现在患者连接至管路 系统， 随后肺被 100% 氧 “冲洗干净” 。 0028 这之后， 通过设备 11 将第二气体即麻醉性气体诸如氙气， 或第二混合气体吹入管 路系统。 在冲洗干净之后， 人们想以快速且安全。
25、的方式获得患者肺部所需气体的准确浓度。 通过将氧气和氙气的混合气体注入管路系统 4， 管路系统将从设备 11 的位置直到患者 7 被 注满氧气和氙气。在隔离区段 9 中将只存在氧气或大体上只存在氧气。在管路系统的位于 与患者7连接的连接处的部分中设置有设备8， 通过设备8在患者7的嘴处能测量氙气的浓 度。以这种方式， 确定何时管路系统 4 直至患者 7 已经变得注满预定的氧气 / 氙气混合气。 如果是这种情况， 阀 14 闭合， 而阀 16 和阀 17 打开。现在系统变成起到闭合系统的作用。 0029 代替测量氙气到达患者嘴处以及随后闭合阀 14 并打开阀 16 和阀 17， 人们同样能 选择。
26、通过设备 11 向管路系统供给预定量的氙气， 随后闭合阀 14 并打开阀 16 和阀 17。在这 种情况下， 不根据患者嘴处的测量对阀 14、 16 和 17 进行切换。 0030 在系统已经变成起到闭合系统的作用之后， 循环鼓风机 18 使隔离区段 19 中的气 体和管路系统 4 的其他部分中的气体彼此快速混合， 由此快速获得所需混合气。为此， 循环 鼓风机 18 设置有这样的容量 ： 通过该容量能够进行气体的很快速的混合。循环鼓风机 18 必须充分循环， 使得混合过程的快速性好于在人体内该过程的快速性。 0031 在实施例的这个示例中， 管路系统的容积是 2.5L， 而在管路系统中设置的循。
27、环鼓 风机18的容积在本实施例的这个示例中为每分钟60L。 这导致气体的一次循环的持续时间 为 ： 2.5L/60L/min=0.042 分 =2.5 秒。 说 明 书 CN 102695539 A 6 4/4 页 7 0032 将 2.5 秒作为指导原则， 例如在管路系统 1 的容积为 1.25L 的情况下， 需要应用的 循环鼓风机的容量为每分钟 30L。在管路系统的容积为 5L 的情况下， 需要应用的循环鼓风 机的容量为每分钟 120L， 以及在管路系统的容积为 0.625L 的情况下， 需要应用的循环鼓风 机的容量为每分钟 15L。 0033 通过使用循环鼓风机 18， 可以实现阀 16。
28、 和阀 17 之间的氧气、 肺中高百分比的氧 气， 患者和第一阀 14 之间主要注满氧气的区段和管路系统 4 的在设备 11 和患者 7 之间的 区段的很快速的混合。 通过此， 避免了延长冲洗的必要性， 同时实现了很短时间的及时冲洗 且安全的冲洗， 延长冲洗会使很多特殊气体损失。 0034 对于根据本发明的方法和设备， 通过循环鼓风机的快速循环很重要。通过其对呼 吸气体的成分的控制能快于人体内的处理。同样因为此， 能以精确的方式测量患者摄入的 氧气。 0035 利用根据本发明的闭合系统， 快速冲洗也是可行的， 通过快速冲洗， 能使呼吸气体 的成分快速变化。设备 11 在系统中提供了氧气的供给和。
29、笑气的供给。通过使压力变化的 装置来控制管路系统 4 中的压力。在半闭合系统中， 通过排出管路 5 和出口 22 排到外部的 流量是由离开设备 11 的新鲜气体的流量以及用于改变排出管路 15 中的调节阀 20 的压力 和位置的装置的运动确定的。 0036 排出管路 15 中的调节阀 20 旨在当患者吸气的时候缩小或在给定情况下闭合， 使 得气流 5 不变成负的， 因而患者只吸入新鲜气体。通过传感器 21 能测量流过调节阀 20 的 气体的容积和流量。 0037 也可以在切换到闭合系统之后， 仅用氙气替换患者所摄入的氧气量， 从而以这种 方式减少氧气的浓度以及成比例地增加氙气的浓度， 直到达到所需浓度。 以这种方式， 节约 了被排出的 “冲洗气体” 。 0038 代替氙气， 可以使用任何混合气体， 从而能在较窄范围内选择至少两种气体的浓 度， 例如氙气 / 氦气的混合气。通过在第一阀 14 打开而阀 16 和阀 17 闭合的同时将氙气引 入管路系统、 确定氙气到达患者嘴处随后关闭阀14及打开阀16和阀17， 以这种方式从开放 系统切换到闭合系统， 不会产生氙气损失， 同时通过快速循环以及快速混合同类混合气， 可 实现很短的及时冲洗且安全的冲洗。 说 明 书 CN 102695539 A 7 1/1 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 102695539 A 8 。