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CN116457045A - 呼吸辅助设备和方法 - Google Patents

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CN116457045A
CN116457045A CN202180071601.XA CN202180071601A CN116457045A CN 116457045 A CN116457045 A CN 116457045A CN 202180071601 A CN202180071601 A CN 202180071601A CN 116457045 A CN116457045 A CN 116457045A
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CN
China
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air
oxygen
pressure
solenoid valve
patient
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CN202180071601.XA
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English (en)
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J·A·罗萨诺·加西亚
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Ikuntum Patent Factory Co
Original Assignee
Ikuntum Patent Factory Co
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种呼吸辅助设备，当患者不能自己进行呼吸或呼吸有困难时，该呼吸辅助设备向患者提供呼吸支持，其中该呼吸辅助设备由一系列执行这些动作的电子、机械和控制装置组成，以向患者提供恒定的空气/氧气流。

Description

呼吸辅助设备和方法
技术领域
本发明属于人类需求的技术领域，具体地说，属于健康领域，和医学领域，更具体地说，涉及用于将气体引入或施入人体的装置，更具体地说，涉及通过机械装置、气动装置、电动装置刺激呼吸运动进行气体治疗来影响患者呼吸系统的装置，并且更具体地说，本发明涉及一种呼吸辅助设备和方法。
背景技术
在现有技术中，目前公开了一系列装置、器具和设备，其目的在于为呼吸困难的患者提供一种辅助呼吸的手段，因此，这些装置，也称为呼吸机，通常是指机械风扇，该机器风扇包含通常为低惯性、变速的气流推力装置，特别定制该气流推力装置以提供所述风扇的全部功能；现有技术包括多种机械呼吸机，用于需要呼吸支持的患者。
不幸的是，这种机械呼吸机传统上配置为相对较大的设备，占据了手术室和患者恢复室中可用的有限空间的相对较大的体积。此外，这种现有技术的机械风扇通常效率较低，使得需要相对较大的功率来操作该装置。此外，现有技术的机械呼吸机不是真正的便携式设备，因为这种设备具有相对较大的重量和体积，限制了它们的便携性。
此外，总的来说，通过使用在低压下操作以向患者输送呼吸的旋转驱动压缩机，机械呼吸机在向患者输送多种呼吸模式的能力方面已经实现了改进的功能。这种阻力压缩机可以变速或恒速模式运行。
通过在呼吸循环的呼气(即呼出)阶段从静止状态快速加速压缩机，然后快速减速该压缩机，从而在变速模式下运行的机械呼吸机为患者提供吸气支持(即吸气辅助)。不幸的是，这种快速加速和减速需要复杂的压缩机驱动电路和高电流消耗。对于这种变速驱动压缩机，电流消耗相对较高，这增加了机械风扇的总成本。此外，高电流的要求需要增加大而重的电池，以在呼吸机没有连接到固定电源时为紧急备用提供备用电池电力。
另外，旋转阻力压缩机可以恒速模式运行，以消除变速压缩机的高电流要求所带来的限制。不幸的是，这种恒速驱动压缩机有其自身的一系列固有缺点，这些缺点降低了机械呼吸机的整体实用性。例如，因为压缩机以恒定速度运行，所以即使在没有空气或气体供应给患者的呼气阶段(ii，呼出)期间，也会持续消耗功率。虽然可以通过在呼气期间将气流再循环到压缩机入口来降低功耗，但是当机械呼吸机没有连接到固定电源时，仍然需要大量的电池备用电源来操作机械呼吸机。
可以看出，在本领域中需要一种尺寸小、重量轻的机械呼吸机，以提高其便携性。此外，在本领域中需要一种便携式机械呼吸机，其能够长时间地为患者提供呼吸支持，而不受固定电源的限制。此外，在本领域中需要一种便携式机械呼吸机，其在容量和压力控制模式下提供呼吸支持，并且可以在手术室、重症监护室、特别护理和病人恢复室的噪声敏感环境中安全和安静地运行。
目前还没有这种性质的设备，可以在其操作期间记录编程和收集的所有信息。
可以处理这些信息并在全球互联网上提供，以改进医疗协议和程序。
还已知在欧洲专利EP 0324275 B1中广泛描述了一种通气同步器，其中检测阻抗信号的上升沿以指示自发吸气的开始，并且通过呼吸机可获得气体供应，该呼吸机由通气同步器同步到自发吸气时间段期间的选定点。此外，检测呼吸暂停状况以激活备用系统，从而即使缺乏自主呼吸也能周期性地向患者输送气体，并且如果需要，呼吸机的触发和脱离不需要与吸气和呼气的启动同时进行；相反，其可以在吸气或呼气开始后的选定时间完成。呼吸机的启动和停用也可以以最小化漂移基线的影响的方式来实现。不使用人胸部上两点之间的电阻抗来指示自主呼吸，也可以使用其他信号，例如肌电图、指示胸肌收缩的信号、来自指示患者腹部运动的气动装置的信号以及指示患者横膈膜运动的超声波信号。
属于本发明的现有技术的另一个文献是在美国专利申请US20030230307A1中详细描述的具有阻力压缩机的便携式机械呼吸机，其描述了包括旋转压缩机、优选旋转阻力压缩机的通气装置和系统。该旋转阻力压缩机在吸气换气的每个阶段开始时加速到足以输送期望的吸气气流的速率，并且随后停止或减速到基础流量水平，以允许呼气换气阶段的发生。该通气设备足够小和轻以用于便携式应用。该通气设备足够高效，能够依靠内部或外部电池长时间运行。还提供了一种氧气混合设备，该氧气混合设备使用具有特定孔口尺寸的电磁阀来将期望量的氧气混合到吸入气流中。还提供了一种具有呼气流量传感器的呼气阀，该呼气流量传感器包括射频数据库，以向辅助控制器提供呼气流量传感器的特定校准信息。
在同样的意义上，已知美国专利US9925346B2，其提到了具有未知呼气流量的通气系统和方法，其中提供了允许患者激活或启动呼吸输送的通气系统和方法。此外，提供了当呼气流量未知或呼吸机不可靠时启动通气的系统和方法，以同样的方式，在文献US8051852B2中公开了一系列改变呼吸机备用速率的方法和装置，其中当没有检测到患者的呼吸时，通气装置以定时备用模式向患者提供通气支持，或当检测到患者的呼吸时，通气装置以自发模式向患者提供通气支持。控制备用模式的时间阈值选择为偏离患者的预期正常呼吸时间，以促进自发模式下的患者-启动通气，但允许在呼吸暂停的情况下进行备用通气。在定时模式期间，在患者预期正常呼吸时或接近该时间时，对时间阈值进行自动调整，从警惕性较低的时间阈值调整到警惕性较高的阈值。这些调整可以从最小的看门狗时间设置到最大的看门狗时间设置，或者作为定时模式中的时间函数在它们之间递增，该调整优选地是输送的机器呼吸的次数。
最后，认为美国专利申请US20190143059A1是最接近本发明的文献，其揭示了患者通气的系统和方法，其中提供了包括仪表板屏幕的机械呼吸机，该仪表板屏幕在全局或通用呼吸机地图内识别患者的当前通气状态。该仪表板屏幕根据患者的状况动态更新，并显示患者的通气量随时间变化的趋势。该地图识别安全区域，并且向患者提醒不安全的指令，并且呼吸机可以显示信息文本、激活音频和/或视觉警报，并且响应于确定患者正在接近或已经进入不安全区域而发送警报通信。
在现有技术中发现的缺点主要在于，当前的呼吸器具有过多数量的组成其组件的元件，这除了增加它们的停机时间之外，对操作和维护它们的人员来说，还增加了复杂的维护措施。除了增加部件失效的风险，更不用说部件的布置增加了重量和体积。此外，没有呼吸器能够在携带方便的情况下可靠地提高患者参数的读数。对用户来说，上述情况带来了非常严重的缺点，因为这使得用户无法拥有一个可靠的呼吸器，该可靠的呼吸器能够在要求苛刻的条件下使用，并且具有足够坚固的机械和结构支撑，可以去复杂化地运行；由于这些原因，需要一种装置，该装置能够提供一种呼吸方式，用于那些因呼吸疾病而需要这种呼吸方式的患者，并且该装置能够在患者和设备中去复杂化的运行。
同样，现有技术的传感器和电磁阀的数量越多，微处理器必须用来与其外围设备进行通信的时间和资源就越多，这就是微处理器处理每次呼吸循环行为只能每秒钟几次的原因，这导致对编程值的必要校正是渐进地而不是立即地给出，这就延迟了所述校正在一个或多个呼吸循环中达到预期值或预置值。
因此，本发明的任务是提出一种设备和方法，其解决了先前描述的缺点，并在其实用性方面提供了显著的优点，因为它是一种具有与前述文献中描述的特性相似的特性的呼吸辅助设备，该呼吸辅助设备在其结构中具有一系列部件，这些部件允许容易和简单的操作，该设备具有用于数据处理的集成电路和功能，在任何给定时刻都不会忽略可操作性和设备的安全性。
由于该呼吸辅助设备包括最少数量的部件和传感器，允许立即响应对发送到微处理器的感测参数的处理，因为以每千分之一秒一次评估的平均速率，响应发送到电磁阀以校正参数，这将仅花费所述部件的机械时间来执行校正，并且该运动仅一秒不到。
发明内容
因此，本发明主要保护的是一种呼吸辅助设备，所述呼吸辅助设备具有由正常空气通道和氧气通道构成的入口部分，所述正常空气通道由空气压缩机供给，其中氧气罐供应氧气，并且其中这两个连接平行地并且优选水平地布置，并且其中在第一方面，这些流体入口通道具有一种由普通空气入口通道构成的空气连接器，而第二通道具有氧气入口，所述氧气入口以相同的方式通过氧气导管集成，所述氧气导管与氧气入口喷嘴连接，其特征在于，所述空气入口具有由圆柱形导体限定的主通道，所述圆柱形导体具有优选为六边形的连接器，所述连接器连续地连接到压力调节器，所述压力调节器又连接到第一初始空气管，所述第一初始空气管水平布置并且具有比所述正常空气入口大至少两个数量级的优先长度，以引导空气直到其沉积在空气开/关电磁阀中；而对于所述氧气入口来说，具有连续的氧气入口喷嘴，所述氧气入口喷嘴在其每一端与初始氧气管连接，所述初始氧气管具有螺纹肋，所述螺纹肋最终连接到氧气连接器上。所述氧气入口喷嘴和在该连接的相对端固定有氧气开/关电磁阀，随后氧气和空气在此混合，所述混合物转移到与加湿器连接的压力控制电磁阀，使得所述混合物相对其进入时是潮湿的和具有较高的温度，随后流量传感器感测所述混合物且所述混合物通过空气和氧气出口沉积在患者的肺中，而对于来自患者的气体，存在由CO2出口电磁阀构成的CO2出口，所述CO2出口电磁阀最终通过气体出口管将该气体引导至PEEP阀，所述PEEP阀还集成了具有压差传感器的装置。
根据本发明的目的，一种呼吸辅助方法包括以下步骤：通过氧气入口喷嘴接收来自氧气源的氧气流；通过空气入口接收来自压缩空气源的空气流；使用氧气压力调节器调节氧气流量；使用空气压力调节器调节空气流量；根据患者要求的需要，通过由一个用户界面所显示的多个图形用户界面预设与潮气量、呼气末正压、触发压力、吸入的氧气分数、呼吸速率和吸气/呼气比率相关的值；控制通过氧气开/关电磁阀调节的所述氧气流的通过；通过空气开/关电磁阀控制调节气流的通过；混合所述氧气和空气开/关电磁阀提供的所述氧气和空气；通过加湿器加湿潮湿的空气/氧气混合物并提高其温度；通过流量传感器感测与所述湿混合物每分钟的空气公升数(体积)相关的值；通过输入/输出压差传感器感测与吸气和呼气气体的压力相关的值；在吸气过程中，以预先确定的压力和体积将所述润湿的混合物引向通向患者的空气/氧气出口通道；使用呼出空气质量传感器监测呼出气体中包含的CO2值。
附图说明
图1示出了呼吸辅助设备(1)的等距视图，所述呼吸辅助设备(1)与空气压缩机(6)和氧气罐(7)以及带有面罩(17)的出口相连。
图2示出了连接到空气/氧气供应装置和面罩(17)的呼吸支持设备的等距视图。
图3示出了呼吸支持设备(1)的等距视图。
图4示出了呼吸辅助设备(1)的等距视图。
图5示出了呼吸支持设备(1)的等距视图。
图6示出了呼吸支持设备(1)的等距视图。
图7示出了呼吸支持设备(1)的等距视图。
图8示出了呼吸支持设备(1)的等距视图。
图9示出了与本发明的呼吸支持方法相关的框图。
图9示出了开始菜单模式下的呼吸支持设备屏幕的例子。
图10示出了潮气量编程期间呼吸机屏幕的示例。
图11示出了呼气末正压编程期间的呼吸支持屏幕示例。
图12示出了呼吸辅助设备的屏幕在通过压力或触发器对注射进行编程时的示例。
图13示出了呼吸支持设备的屏幕在吸入氧气分数的编程中的例子。
图14示出了呼吸机屏幕在呼吸频率编程中的示例。
图15示出了在吸气/呼气比率的编程中呼吸辅助设备的屏幕的例子。
图16示出了呼吸支持设备屏幕的例子。
图17示出了编程值的呼吸支持设备屏幕的例子。
具体实施方式
为了提供对本发明原理的理解，现在将参考附图中示出的优选实施例，并且将使用特定的语言来描述该实施例。然而，应该理解的是，这并不旨在限制本发明的范围，对于本发明所涉及的领域的技术人员来说，认为对所示设备的这种进一步的改变和修改以及其中所示的本发明原理的这种进一步的应用是现在或将来通常会发生的。
本发明涉及一种呼吸辅助设备(1)，当患者不能自己进行呼吸或呼吸有困难时，该呼吸辅助设备向患者提供呼吸支持，通常，必须为患者配置和编程呼吸气体的流量，仅需要以千克表示的患者体重、以厘米表示的患者身高和患者性别(男性或女性)作为输入数据。本发明的设备目的是提供空气/氧气混合物，以便它可以引入到患者的肺中，该设备通常由气体入口部分、设备内部的气体传导部分、用于通过气体排出装置允许气体进入患者体内的部分以及用于包含在设备内部的流体的控制和管理装置组成，其中该设备具有包括微控制器的控制卡，该微控制器允许选择设备的操作模式，由显示多个图形选择界面的用户界面控制，其中负责设备操作的人员输入对应于所需数据的值，使得从设备到患者的空气/氧气流是最佳的。
首先，存在呼吸器入口部分(5)，该呼吸器入口部分(5)具有正常空气通道(8a)和氧气通道(9)，其中正常空气通道(8a)由空气压缩机(6)供给，氧气罐(7)供应氧气。所述空气和氧气通道(8a，9)又通过空气(8)和氧气(12)连接件连接到入口部分(5)，所述空气和氧气连接件平行且优选水平地布置。
位于呼吸器入口部分(5)的一端，本发明还具有空气/氧气出口通道(16)，空气/氧气出口通道(16)通过出口连接(16a)连接到呼吸器入口部分(5)，其中一旦混合物已经通过装置(1)的内部，则排出混合物以通过面罩(17)或气管内导管(未示出)进入患者体内。
在本发明的第二优选实施例中，呼吸辅助设备(1)与医疗设备中已经存在的空气/氧气源(15)连接，因此只需要空气(8a)和氧气(9)通道，该空气(8a)和氧气(9)通道连接到它们各自的空气(8)连接件和氧气(12)连接件。在这种模式下，空气/氧气出口通道(16)通过连接件(16a)保持与呼吸器入口部分(5)连接，并且通道(16)的自由端能够连接面罩(17)或气管内导管(未示出)。
对于正常空气的进入，存在由优选为圆柱形导体限定的主通道(10)，主通道(10)内部是空的，并且具有优选为六角形的连接器(11)，其中连接器(11)与压力调节器(20)连续连接，其中压力调节器(20)管理由负责对装置编程的医生或医务人员确定的压力值，压力调节器(20)具有压力计(21)，以显示调节后的压力读数，其中该压力调节器连接到第一初始空气管(30)，该第一初始空气管水平布置并且具有比正常空气入口(10)大至少两个数量级的优选长度，以引导空气正常进入内部直到空气沉积在空气开/关电磁阀(40)中，该空气开/关电磁阀通过空气开/关电磁阀连接件(41)来辅助其连接，该空气开/关电磁阀连接件(41)通过m机械装置提供密封，该m机械装置通过位于第一初始空气管(30)和电磁阀(40)中的螺纹来调节。
而对于氧气入口，存在来自氧气入口喷嘴(13)的氧气连接器(12)的连续氧气入口管(50)，在其每一端具有最终连接到氧气入口喷嘴(13)的螺纹肋，并且在该连接的相对端，通过与氧气开/关电磁阀(61)的连接，连续氧气入口管(50)与氧气开/关电磁阀(60)固定。在本发明的一个实施例中，在氧气入口(13)处还有压力调节器和压力计(图中未示出)，以便在氧气供应源缺少氧气的情况下能够像空气一样调节氧气。
假定空气开/关电磁阀(40)和氧气开/关电磁阀(60)连接在一起，在内部形成空气/氧气混合物，其中通过连接到空气/氧气出口(65)的压力控制电磁阀(70)，所述混合物送到加湿器(90)，其中所述压力控制电磁阀(70)又由伺服电机(80)控制，在本发明的一个实施例中，伺服电机使用步进电机来调节每个呼吸循环。如前所述，所述压力控制电磁阀(70)是通过连接装置(91)连接到加湿器(90)的电磁阀，其中加湿器(90)由圆柱形状的容器集成，且不限于这种形状，加湿器(90)设置在容器板(92)的上部中央，容器板(92)的位置在空气开/关电磁阀装置(40)和氧气开/关电磁阀(60)的上方，使得后者产生的热量传递到加湿器(90)及其内容物，以产生水温的升高，这允许升高加湿器(90)内部的水温，并且以这种方式为空气/氧气混合物提供湿度以及温度的升高，因为每当连接器插入到加湿器内部(95)时，空气/氧气混合物具有穿过加湿器(90)的向上路径，该路径贯穿加湿器(90)的所有高度，并且其中加湿器(90)具有混合出口(93)，混合出口(93)布置在靠近所述加湿器(90)上部的区域中，该混合出口通过连接器(94)连接，在靠近加湿器(90)顶部的高度处，该连接器(94)引导混合物被流量传感器(100)感测，该流量传感器负责控制和监测患者状况要求的每分钟空气的编程升数，并且还将信号传送到微控制器以改变通过压力控制电磁阀(70)的气体流量。因此，流量传感器(100)连接到驱动空气/氧气混合物(105)的装置，该装置具有向下的取向，以最终将混合物引向空气/氧气出口(110)，该空气/氧气出口(110)布置在流体入口导管和流量传感器之间的中间区域中，并且相对于出口(111)竖直布置，该出口(111)布置成垂直于空气/氧气出口(110)的轴向轴线，该轴向轴线在吸气过程期间指向患者。
当空气/氧气混合物结束其在患者体内的停留并让位于从患者体内出来的流体时，表明了CO2的存在，来自在呼气过程中工作的肺的所述流体引导至CO2出口(115)，CO2出口(115)位于空气/氧气出口(110)的下部，并与CO2出口电磁阀(120)互连，CO2出口电磁阀(120)最终导致了该气体，通过从气体出口管(125)到PEEP阀(140)，其中PEEP阀通过将CO2释放到大气中来保持呼吸器装置中的正压，并因此在呼气结束时保持剩余容积，目的是保持肺泡中的开口，以便降低由于肺泡塌陷而产生一些肺损伤的风险。该PEEP阀(140)由伺服电机(141)控制，伺服电机又由微控制器控制。在本发明的一个实施例中，伺服电机(141)可以由步进电机代替。
此外，存在压差传感器(130)，其一端与初级压差导管(131)互连，初级压差导管(131)又与位于空气/氧气(110)出口处的通孔(111)连接，并且在其相对端连接到次级差压导管(132)，次级差压导管(132)设置在气体出口管(125)中，在PEEP阀(140)的入口处，该差压传感器(130)以每秒几次的频率检查吸气和呼气以及入口/出口气体压力，使得在需要时通过电磁阀压力控制器(70)，增加或降低压力以保持程序水平和患者的状况所需。
在优选实施例中，气体出口管(125)内部具有空气质量传感器，以监测呼气时的CO2。
通过双动继电器(未示出)，以及控制CO2输出电磁阀(120)，管理气体混合物和向用户传导的过程是由微控制器给出，微控制器控制空气开/关电磁阀(40)和氧气开/关电磁阀(60)的打开和关闭，该CO2输出电磁阀(120)控制呼气输出，呼气输出也由相同的继电器控制，如下：
当微控制器确定CO2出口电磁阀(120)关闭时，微控制器打开空气开/关电磁阀(40)和氧气开/关电磁阀(60)，以允许在先编程的氧气量传递给患者。空气/氧气，以这种方式，关闭CO2出口电磁阀(120)防止了通过出口的压力损失，从而确保导向患者的空气/氧气混合物只能通过空气/氧气出口(110)进入肺部。
在到达呼气点时，微控制器关闭空气开/关电磁阀(40)和氧气开/关电磁阀(60)的装置，并打开CO2输出电磁阀(120)，允许呼出的空气通过CO2出口(115)离开，并且不能通过空气/氧气混合物传导装置(105)转移或返回。
根据图9，呼吸支持方法(300)包括以下步骤：通过氧气入口喷嘴接收来自氧气源的氧气流(301a)；通过空气入口从压缩空气源接收空气流(301b)；通过氧气压力调节器调节氧气流(302a)；借助空气压力调节器调节空气流(302b)；通过氧气开/关电磁阀控制调节的氧气流(303a)的通过；通过空气开/关电磁阀控制调节的空气流(303b)的通过；根据患者的需要，通过由用户界面显示的多个图形用户界面预设(304)与潮气量、呼气末正压、触发压力、吸入的氧气分数、呼吸速率和吸气/呼气比相关的值；混合(305)由氧气和空气开/关电磁阀提供的氧气和空气；通过加湿器加湿潮湿的空气/氧气混合物并提高其温度(306)；通过流量传感器感测(307)与湿混合物每分钟的空气公升数(体积)相关的值；通过入口/出口压差传感器感测(308)与吸入和呼出气体的压力相关的值；在吸气过程期间，以预先确定的压力和体积将润湿的混合物引向通向患者的空气/氧气出口通道(309)；通过呼出空气质量传感器监测(310)呼出气体中包含的CO2值；自动并实时调节(311)供应给患者的氧气压力以及湿混合物每分钟的空气公升数(体积)；
应该注意的是，在正常情况下，编程值应该是绝对的和恒定的，以保持患者的呼吸处于最佳状态。然而，实际情况并非如此，因为患者的状况绝非稳定，并且由于这些变化，编程值也变得相对和可变。
为此，微处理器用控制算法编程，本领域技术人员可以理解这些算法不是运行任何常规计算机的典型计算机程序。所述算法特别设计，以用于本发明设备的操作，以实时修改所述值，该算法没有复杂的方程，仅基于编程的和预期的之间的差异决定增加或减少压力、流量和时间。以这种方式，微处理器将向电磁阀发送校正值，以补偿编程值和实际值之间可能出现的差异。
因此，微处理器通过压差和流量传感器感测的参数(大约每秒1000次)，在每个呼吸循环中执行以下步骤：通过空气和氧气电磁阀，在每个呼吸循环中，从与吸气、平稳状态和呼气相关的预设值以及呼气结束时的正压开始，控制供应给患者的空气和氧气的流量和压力；处理与吸入和呼出气体的压力相关的感测值，以从所述结果实时确定供应给患者的湿混合物的实际压力值；处理与湿混合物的体积相关的感测值，以实时确定输送给患者的湿混合物的体积量；处理与吸气和呼气气体压力相关的感测值，并根据所述结果实时确定湿混合物实际压力值；处理和确定与呼出气体中包含的CO2相关的值，以限定CO2出口电磁阀的打开和关闭，该CO2出口电磁阀释放由患者呼气产生的气体；实时确定预设值对应于感测值，该预设值必须是绝对的和恒定的，以将患者的呼吸保持在最佳状态；向氧气和/或空气开/关电磁阀实时发送至少一个控制信号，以补偿在每个呼吸循环中编程的压力和感测的压力之间的至少一个压力差；实时向压力控制电磁阀发送至少一个控制信号，以便至少补偿根据患者状况的要求而编程的每分钟空气公升数与在每个呼吸循环中所感测的值之间的差异；如果在呼气结束时感测到的剩余体积值小于预设值，则实时发送至少一个控制信号到CO2出口电磁阀。
以这种方式，当患者到达吸气点时，微处理器关闭CO2出口电磁阀，打开空气开/关电磁阀和氧气开/关电磁阀，允许在先编程的量传递给患者。空气/氧气，避免通过出口的压力损失，从而保证导向患者的空气/氧气混合物只能通过空气/氧气出口流向肺部。
同样，当患者到达呼气点时，微处理器关闭空气开/关电磁阀和氧气开/关电磁阀的装置，并打开CO2出口电磁阀，呼出的空气通过CO2出口离开，并且不能被空气/氧气混合物传导介质转移或返回。
此外，在本发明的第二实施例中，存在血氧计，该血氧计测量氧饱和度和心率，因此监测的生命体征是：
·呼吸频率
·心率
·血液中的氧饱和度。
其中这些也优先显示在图18中屏幕的图形用户界面中。
微控制器中的程序设置成提供恒定的空气/氧气混合物流量，并且能够控制该布置的电磁阀，为此只需要患者的性别和以千克表示的体重，因此由微控制器执行的步骤如下：
测量患者
计算预测重量＝(cm-152.4)0.9+G
G＝50男
G＝45.5女
程序员
潮气量--------------6ml X(预测重量)
PEEP SaO2/FiO2
如果PEEP大于190，PEEP＝5至8毫米H2O
如果PEEP小于190，PEEP＝10毫米H2O
FiO2-----SaO2从88％上升到94％
触发-------2厘米H2OL/min
20X分钟时RF 16A------PaCO2正常(35-45)(<60mmHg)
I：E调节流量：Ti-----1：2。
因此，如图10所示，存在用户界面(200)，根据本发明的优选实施例，该用户界面(200)包括触摸屏(不限于此)，该触摸屏显示第一图形界面，在该第一图形界面中显示设备内待监测的参数、潮气量、呼气末正压(PEEP)、触发压力(disp)、吸入的氧气分数(Fio2)、呼吸速率(f)和吸气/呼气(I：E)比，以及启动按钮。
随后，根据图11，存在显示用户界面(200)的第二图形界面，其中数据涉及：性别(201)(男性或女性)、以厘米表示的身高(202)和以千克表示的体重(203)，其中信息的输入可以通过两个按钮(204)来调节，以增加或减少流量生成参数；输入这些参数后，按下输入按钮(205)。
同样，图12至图16示出了由用户界面(200)显示的其他图形界面，其最终显示潮气量、呼气末正压(PEEP)(206)、压力触发(disp)(207)、吸入氧气分数(Fio2)(208)、呼吸速率(f)(209)和吸气/呼气比(I：E)(210)的数据。
最后，如图17所示，在屏幕上编辑数据，用于最终检查(211)并生成显示患者呼吸率的图形(212)，如图17所示。
为了在每个界面中选择参数，在每个界面的底部有一些选择按钮(214)，允许对所选参数进行不同的选择。当不需要使用这些按钮时，将禁用它们。
在本发明的第三附加实施例中，包括附加电路以提供存储，其中该附加电路以有线或无线方式连接到网络，通过该网络，它提供要存储在云端的信息，在云端处附加电路由数据存储和分配单元集成以传送该数据，以便将其存放在集成存储器中，集成存储器包括本地存储器和云存储；附加电路还具有存储管理单元，该存储管理单元与集成存储器连接，以便安排数据并提供关于呼吸支持设备中监测的参数的信息，其中存储水平与存储的数据量相关；附加电路还具有数据处理单元和存储连接单元，数据处理单元用于提供集成存储作为虚拟数据存储，而不管数据存储在哪里，存储连接单元用于提供作为单个虚拟存储单元的虚拟数据存储的用户界面；此外，该数据处理单元为数据提供写缓冲功能或读高速缓存功能，并使用高速存储减少数据写操作或读操作的响应时间。
考虑到上述方案是通过一种用于提供存储以提供云服务的方法开发的，该方法由用于提供存储以提供云服务的装置执行，该装置由数据分配器集成以将数据存储在集成存储器中，集成存储器包括本地存储器和云存储；并且通过提供嵌入式存储作为虚拟数据存储来管理数据，而不管这些数据的云端位置如何。
在本发明的第四实施例中，包括警报检测设备，该警报检测设备配置为比较通过患者监护单元接收的生理数据，其中当生理数据是高血压或低血压、心律超出参数、缺氧、换气过度时，警报检测设备响应生理数据的预定义测量，进而警报检测设备配置为启动警报，该警报包括至少一个具有第一频率的扬声器，波形或占空比配置为输出第一报警信号和第二报警信号，该第二报警信号具有不同于第一频率的第二频率、波形或占空比的，对于波形或占空比，还存在报警装置，如果在指定事件之前发射第一信号并且报警确认机构未激活，则该报警装置发射第二信号，其中报警装置配置为逐渐增加第二报警信号的第二频率，直到第二频率达到峰值频率或者确认通知机构激活。
还存在电气故障情况下的通知设备，其中除了激活备用电池之外，该通知设备还包括声学传感器和信号处理单元，该声学传感器配置成响应于指示电气故障的声学警报而产生传感器信号，该信号处理单元与声学传感器通信并配置成当声学传感器的传感器信号满足识别标准时产生识别信号。
报警系统连接到接口单元，接口单元与信号处理单元通信并配置为响应于处理识别信号产生消息信号并将其发送到医疗中心呼叫系统。
尽管在上述附图和说明书中详细示出和指定了优选的示例性实施例，但是这些仅被视为示例性的，而不是对本发明的限制。在这方面，应当注意的是，仅示出和指定了优选的示例性实施例，并且所有的变化和修改都将在权利要求中限定的本发明的保护范围内受到保护。
附图标记列表：
呼吸支持装置(1)
呼吸器入口部分(5)
空气压缩机(6)
氧气罐(7)
空气连接器(8)
第二氧气入口通道(9)
空气/氧气供应源(15)的连接件
空气/氧气出口(16)
面罩(17)
主通道(10)
连接器(11)
压力调节器(20)
压力计(21)
第一初始空气管(30)
空气开/关电磁阀(40)
空气开/关电磁阀连接件(41)
氧气连接器(12)
氧气入口喷嘴(13)
初始氧气管(50)
氧气开/关电磁阀(60)
氧气开/关电磁阀连接件(61)
空气/氧气出口(65)
压力控制电磁阀(70)
步进电机或伺服电机(80)
加湿器(90)
连接装置(91)
容器板(92)
混合出口(93)
连接器(95)
流量传感器(100)
空气/氧气混合物的传导介质(105)
空气/氧气出口(110)
出口(111)
二氧化碳出口(115)
二氧化碳出口电磁阀(120)
排气管(125)
PEEP阀(140)
步进电机(141)
初级差压驱动器(131)
次级差压导管(132)
差压传感器(130)
性别(201)
身高(202)
重量(203)
按钮(204)
输入(205)
呼气末正压(PEEP)(206)
压力释放(跳闸)(207)
吸入氧气的分数(Fio2)(208)
呼吸率(f)(209)
吸气/呼气比(I：E)(210)
最终检查(211)
图形(212)
单选按钮(214)

Claims (22)

1.一种呼吸辅助设备(1)，包括：
正常空气入口(10)，所述正常空气入口(10)包括圆柱形导体，所述圆柱形导体与由连接器(11)、压力调节器(20)、压力计(21)、初始空气管(30)和空气开/关电磁阀(40)组成的布置互连；
氧气入口喷嘴(13)，所述氧气入口喷嘴(13)包括由初始氧气管(50)和氧气开/关电磁阀(60)构成的布置，所述初始氧气管(50)在其每一端具有肋；
压力控制电磁阀(70)，所述压力控制电磁阀(70)通过连接通道(91)连接到加湿器(90)；
空气/氧气出口(110)，所述空气/氧气出口(110)与混合传导装置(105)互连，所述混合传导装置(105)与流量传感器(100)互连，并通过连接器(94)与所述加湿器(90)的混合出口(93)互连；和
CO2出口装置(115)，所述CO2出口装置(115)与CO2出口电磁阀(120)互连，所述CO2出口电磁阀(120)与气体出口管(125)和PEEP阀(140)互连；
微控制器，所述微控制器通过由所述流量传感器(100)和压差传感器(130)感测的参数，在每个呼吸循环中执行以下步骤：
通过所述空气和氧气电磁阀，根据与吸气、平稳状态和呼气相关的预定值以及呼气结束时的正压，控制在每个呼吸循环中供应给患者的空气和氧气的流量和压力；处理与吸入和呼出气体的压力相关的感测值，以根据所述结果实时确定供应给患者的湿混合物的实际压力值；
处理与所述湿混合物的体积相关的感测值，以实时确定输送给患者的所述湿混合物的体积；处理与吸入和呼出气体的压力相关的感测值，
根据所述结果实时确定所述湿混合物的实际压力值；处理和确定与呼出气体中包含的CO2相关的值，以限定CO2出口电磁阀的打开和关闭，所述CO2出口电磁阀排出由患者呼气产生的气体，
实时确定所述预设值对应于所述感测值，所述预设值必须是绝对的和恒定的，以将患者的呼吸保持在最佳状态；向所述氧气和/或空气开/关电磁阀实时发送至少一个控制信号，以补偿在每个呼吸循环中编程的压力和感测的压力之间的至少一个压力差；
实时向所述压力控制电磁阀发送至少一个控制信号，以使至少补偿根据患者状况的要求而编程的每分钟空气公升数与在每个呼吸循环中所感测的值之间的差值；如果在呼气结束时感测到的剩余体积值小于所述预设值，则实时发送至少一个控制信号到所述CO2出口电磁阀。
2.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，所述空气开/关电磁阀(40)和所述氧气开/关电磁阀(60)连接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括：空气/氧气出口(65)，所述空气/氧气出口(65)与所述压力控制电磁阀(70)互连。
4.根据权利要求3所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，伺服电机(80)控制所述压力控制电磁阀(70)。
5.根据权利要求4所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，所述压力控制电磁阀(70)的控制器是步进电机。
6.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，所述加湿器(90)由圆柱形容器构成。
7.根据权利要求6所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，所述加湿器(90)设置在容器板(92)的上部中央，所述容器板(92)的位置依次位于所述空气开/关电磁阀(40)和所述氧气开/关电磁阀(60)的布置的上方，以加热加湿的空气。
8.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括所述压差传感器(130)通过压差导管(131)连接到所述空气/氧气出口(110)中的孔(111)，并通过次级导管(132)连接到所述气体出口管(125)。
9.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括伺服电机和/或步进电机(141)，以控制所述PEEP阀(140)。
10.根据权利要求9所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，所述伺服电机和/或步进电机(141)由所述微控制器控制。
11.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，所述气体出口管(125)内部承载空气质量传感器。
12.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括用于收集、处理数据和有线或无线传输的系统。
13.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，所述第一空气连接器(8)和所述第二氧气连接器(12)设置为平行且水平。
14.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括六边形连接器(11)，所述六边形连接器(11)设置在所述初始空气管(30)和所述空气开/关电磁阀(40)之间。
15.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括六边形连接器(61)，所述六边形连接器(61)设置在所述初始氧气管(50)和所述氧气开/关电磁阀(60)之间。
16.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括计算机装置，所述计算机装置允许所述呼吸辅助设备(1)收集数据并将所述数据传输至云端，并从所述云端传输至数据库，通过算法和数据科学技术以及人工智能来重组和组合所述数据。
17.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括报警系统，所述报警系统用于确认参数超出范围的情况。
18.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，所述正常空气通道(8a)和所述氧气通道(9)由已经存在医疗单元中的空气/氧气供应源(15)供给。
19.根据权利要求1所述的呼吸辅助设备(1)，其特征在于，还包括在所述氧气入口(13)处的压力调节器和压力计。
20.一种呼吸辅助方法，其特征在于，包括以下步骤：
控制氧气流的通过，所述氧气流通过氧气开/关电磁阀调节；
通过空气开/关电磁阀控制调节气流的通过；
根据患者的需要，通过一个用户界面所显示的多个图形用户界面，预设与潮气量、呼气末正压、触发压力、吸入氧气的分数、呼吸速率和吸气/呼气比率相关的值；
混合由所述氧气和空气开/关电磁阀提供的氧气和空气；
通过加湿器加湿空气/氧气混合物并提高所述空气/氧气混合物温度；
通过流量传感器感测与湿混合物每分钟的空气公升数(体积)相关的值；
通过输入/输出压差传感器感测与吸入和呼出气体的压力相关的值；
在吸气过程中，以预先建立的压力和体积将润湿的混合物导向空气/氧气出口通道，所述空气/氧气出口通道通向患者；
通过呼出空气质量传感器监测呼出气体中包含的CO2值；
通过微控制器自动和实时调节供应给患者的氧气压力以及所述湿混合物每分钟的空气公升数(体积)；
其中涉及所述氧气和所述每分钟空气公升数的调节的步骤包括以下步骤：
通过所述空气和氧气电磁阀，根据与吸气、平稳状态和呼气相关的预定值以及呼气结束时的正压，控制在每个呼吸循环中供应给患者的空气和氧气的流量和压力；处理与所述吸入和呼出气体的压力相关的感测值，以根据所述结果实时确定供应给患者的所述湿混合物的实际压力值；
处理与所述湿混合物的体积相关的感测值，以实时确定输送给患者的所述湿混合物的体积；处理与所述吸入和呼出气体的压力相关的感测值，
从所述结果实时确定所述湿混合物的实际压力值；处理和确定与所述呼出气体中包含的CO2相关的值，以限定CO2出口电磁阀的打开和关闭，所述CO2出口电磁阀排出由患者呼气产生的气体，
实时确定所述预设值对应于所述感测值，所述预设值必须是绝对的和恒定的，以将患者的呼吸保持在最佳状态；向所述氧气和/或空气开/关电磁阀实时发送至少一个控制信号，以补偿在每个呼吸循环中编程的压力和感测的压力之间的至少一个压力差；
实时向所述压力控制电磁阀发送至少一个控制信号，以至少补偿根据患者状况的要求而编程的每分钟空气公升数与在每个呼吸循环中所感测的值之间的差值；如果在呼气结束时感测到的剩余体积值小于所述预设值，则实时发送至少一个控制信号到所述CO2出口电磁阀。
21.根据权利要求20所述的呼吸辅助方法，其中，当患者到达吸气点时，所述微处理器关闭所述CO2出口电磁阀，打开所述空气开/关电磁阀和所述氧气开/关电磁阀，允许预先编程的空气/氧气量传送到患者，避免通过出口的压力损失，从而保证导向患者的所述空气/氧气混合物只能通过所述空气/氧气出口朝向肺部排出。
22.根据权利要求20所述的呼吸辅助方法，其中，当患者达到呼气点时，所述微处理器关闭所述空气开/关电磁阀和所述氧气开/关电磁阀的装置，并打开所述CO2出口电磁阀，呼出的空气通过CO2出口离开，并且不能通过空气/氧气混合物传导装置转移或返回。
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