CN1761498A

CN1761498A - 呼吸辅助设备及其调节方法

Info

Publication number: CN1761498A
Application number: CNA2004800076147A
Authority: CN
Inventors: 菲利普·沙尔维尼亚克
Original assignee: Societe dApplications Industrielles Medicales et Electroniques SAIME SA
Current assignee: Resmed Paris SAS
Priority date: 2003-01-27
Filing date: 2004-01-27
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2024-01-27
Also published as: EP1590028B1; TWI332850B; ATE554815T1; WO2004067070A1; CA2518308C; FR2850284A1; US20130019869A1; US9616189B2; US8251062B2; CA2518308A1; EP1590028A1; TW200510017A; AU2004208575A1; US20060196508A1; CN100518847C; AU2004208575B2; FR2850284B1

Abstract

本发明的第一方面，涉及一种辅助呼吸的设备，其包括：一个涡轮机，用于产生加压呼吸气体流；一个管道，用于把加压气体送至患者；用于控制气体压力的装置，其可对涡轮机进行一压力设置，所述设备的特征在于：所述的涡轮机与一个速度传感器相连，所述的速度传感器可以获得一个与涡轮机旋转元件的转速相应的信号，且所述的控制装置包括与所述速度传感器相连的计算装置，以根据所述的信号得到一个压力设置，且把所述压力设置送至涡轮机。依据第二方面，本发明涉及一种调节呼吸气体压力的方法，所述的呼吸气体由一个涡轮机送至患者，所述方法包括为涡轮机进行一压力设置，其特征在于：所述的压力设置通过使用一个代表涡轮机旋转元件转速的信号而进行。

Description

呼吸辅助设备及其调节方法

技术领域

本发明总体上涉及辅助呼吸的方法以及设备。

更具体地说，本发明涉及一种呼吸辅助设备，其包括：

一个涡轮机，用于产生加压呼吸气体流，

一个把加压气体运送至患者的管道，

用于控制气体压力的装置，其可以对涡轮机进行一压力设置。

本发明还涉及一种方法，其用于调节由涡轮机输送至患者的呼吸气体的压力，该方法包括对涡轮机进行一压力设置。

背景技术

已然存在有上述的设备。

在图1a中通过一种非常简略的方式示出了这种设备的基本构造，其示出一个设备10a，所述设备10a包括有一个可产生一个加压呼吸气体流的涡轮机100a、一个允许患者接收所述加压气体的装置120a以及一个将气体从涡轮机100a运送至装置120a的管道110a。

装置120a通常由一个面罩构成，其包括有通气口，从而使得呼吸气体可以漏出。

注意：这种装置可由一呼气阀代替。而且本发明适用于具有漏泄面罩的设备，也同样适用于呼气阀设备。

注意：在此术语“患者”的用途很广，它不一定指代一个被严重的病症所折磨的人。

从而可在许多情况下使用本发明的设备，例如在患者睡眠时提供呼吸辅助以治疗睡眠窒息。

然而，本发明的设备并不限于治疗睡眠窒息，治疗睡眠窒息只是以非限制性的示例方式在此所述的本发明的一个应用。

实际上，如我们将会发现的那样，本发明涉及一种新的设备以及相关调节，而且其应用是非常广泛的。

回到图1a所示的现有技术设备，已知这样的设备实现为：控制由涡轮机100a所产生的压力，从而使得此压力的值是固定的。

这样的设备被称为属于气道压力连续的类型(通常在英文中简称为CPAP——商标)。

然而，这种设备可能不能为一部分的患者所接受，或者不适于治疗某些疾病。

也存在更为复杂的设备，其中控制气体压力的装置可为涡轮机设置几个不同的压力。

在图1b中示出了这样的设备(在此再次通过一种非常简略的方式示出)。

此附图示出了一个设备10b。在此图中，与图1a中的100a、110a以及120a相同的构件标号为100b、110b以及120b。

设备10b还包括一个流量计130b，此流量计可为计算装置132b提供一个在管道110b中的流量的测量。

计算装置132b可基于所测得的流量得出一压力设置，此压力设置将通过接线131b而被送至涡轮机(或者更准确地说，送至一个涡轮机操作调节电路)。

此配置使得可根据在管道110b中所测得的流量来调整压力，此流量与患者的呼吸活动相关。

从而，特别地可以探测患者的开始吸气及呼气，以及可根据正在进行的或刚开始的(吸气及呼气)循环而调整送至涡轮机的压力设置。

专利EP 425092示出了这种设备的一个例子。

与图1a所示类型的设备相比，这些设备有了改进。

但是它们需要结合有一个流量计。

这种流量计是一个昂贵的构件。它进一步会使得设备更为复杂，且会增加设备损坏的可能以及提高设备的成本。

发明内容

本发明的目的在于通过避免以及限制上述的不便之处，进一步地改善在本文开头所提及的设备类型。

为了达到此目的，依据第一方面，本发明提供了一种辅助呼吸的设备，其包括：

-一个涡轮机，用于产生加压的呼吸气体流，

-一个管道，用于把加压气体运送至患者，

-用于控制气体压力的装置，其可以对涡轮机进行一个压力设置，

特征在于：所述的涡轮机与一个速度传感器相连，所述的速度传感器可以获得一个与涡轮机旋转元件的转速相对应的信号，且所述的控制装置包括与所述速度传感器相连的计算装置，以根据所述的信号得出一个压力设置，且把所述压力设置送至涡轮机。

这种设备优选的但非限制性的方面如下：

-所述的速度传感器采用一个霍尔效应传感器，

-所述的速度传感器为这样的一个传感器：其可以从涡轮机获取一个速度信号，此信号与涡轮机旋转元件的转速直接地相关，

-所述的计算装置依据速度变动而进行该压力设置，

-所述的计算装置可探测新的吸气或呼气循环，以及随之调整压力设置的等级，

-所述的计算装置与一个使用以下两者之间的比较值来探测吸气循环的程序相关联：

一个通过最近的实测速度值而推出的、存储的速度值，以及

一个实测的瞬时速度，

一个代表了最近速度走势的、存储的速度值，以及

一个实测的瞬时速度，

一个代表了在呼气循环结束时的速度的、存储的速度值，及

一个实测的瞬时速度，

-所述的计算装置同时地与几个探测吸气循环操作的程序相关联，且一旦所述探测吸气循环程序中的一个发出了吸气开始的信号，该计算装置就可以相应于吸气的开始而进行一个压力设置，

-在一个新的呼气循环开始之后的一个设定的时间段内，用于探测吸气循环的程序与无效装置相关联，

-所述的计算装置与一个探测呼气循环的程序相关联，

-所述的探测呼气循环的程序利用以下两者之间的比较值：

一个与吸气循环相对应的、存储的涡轮机最大速度，以及

一个实测的瞬时速度，

-所述的计算装置包括一个连接至速度传感器及涡轮机压力设置输入的微处理器，

-设备还包括有一个压力调节回路，所述回路包括：

一个位于管道上的压力传感器，以及

一个电路，所述电路接收计算装置所产生的压力设置以及由压力传感器所测得的压力，所述电路可即刻地对涡轮机的转速进行瞬时设置，所述电路与一个涡轮机速度设置的输入端相连。

依据第二方面，本发明提供了一种调节呼吸气体压力的方法，所述的呼吸气体由一个涡轮机送至患者，所述方法包括对涡轮机进行一个压力设置，其特征在于：所述的压力设置通过一个代表涡轮机旋转元件的转速的信号而进行。

这种方法的优选但非限制性的方面如下：

-所述的信号与涡轮机转子的转速相对应，

-所述的方法可以探测到新的吸气或呼气循环，以及随之调整压力设置的等级，

-所述的方法执行一个通过比较以下两者而探测吸气循环的程序：

一个通过最近的实测速度值而推测出的、存储的速度值，及

一个实测的瞬时速度，

一个代表了最近速度走势的、存储的速度值，以及

一个实测的瞬时速度，

一个代表了在呼气循环结束时的速度的、存储的速度值，以及

一个实测的瞬时速度，

-所述方法同时地执行几个探测吸气循环操作的程序，且一旦所述探测吸气循环程序中的一个发出了吸气开始的信号，就可以相应于吸气的开始而进行一个压力设置，

-在一个新的呼气循环开始之后的一个设定的时间段内，所述的探测吸气循环的程序与无效装置相关联，

-所述的计算装置与一个探测呼气循环的程序相关联，

-所述方法执行一个探测呼气循环的程序，

-所述的探测呼气循环的程序利用以下两者之间的比较值：

一个与吸气循环相对应的、存储的涡轮机最大速度，以及

一个实测的瞬时速度。

附图说明

参照附图，本发明的其它方面、目的以及优点将在本发明的以下描述中更好地显示，除了已经参照现有技术而进行论述的图1a和1b之外，附图还包括：

图2为依据本发明的设备的示意图；

图3为一个应用于本发明设备中的涡轮机的特征曲线，示出了在给定的涡轮机转速下涡轮机的压力输出与此涡轮机所产生的流量之间的关系。

图4包括三个图表，示出了在一个交替的吸气和呼气循环的过程中，与本发明设备的涡轮机相关压力、流量以及一个参数的典型演化。

图5至8示出了探测新吸气循环开始的四种模式。

图9示出了探测新呼气循环开始的一种模式。

具体实施方式

现在参照图2，其以示意的方式示出了一个依据本发明的设备20。

此设备包括(如现有技术中的设备)一个涡轮机200、一个允许患者接收来自于该涡轮机的加压气体的装置220、以及一个将所述气体从涡轮机200运送至装置220的管道210。

在此，再一次地，装置220可以是一个面罩，所述面罩包括有泄漏装置，或包括有一个呼气阀。

依据本发明的设备包括有(如同图1b所示的设备)用于调节压力的装置。

然而，注意在本发明中，没有流量计与管道210相联。

用于调节压力的装置实际上包括计算装置230，此计算装置通过一个接线231而可以从涡轮机接收一个信号的值，此信号指示了所述涡轮机的操作特征。

计算装置230包括一个微处理器且连接至一个内存，在该内存中存储有不同的参数。

涡轮机的操作特征值是与涡轮机一个旋转元件(例如其转子)的转速相对应的一个信号。

在本文的其余部分，从涡轮机所接收到的信号被称为“实测速度”。

为了向计算装置230提供这个实测速度，在涡轮机中结合有一个速度传感器。此速度传感器例如可以是一个霍尔效应传感器。

以下将对不同的模式进行详细的描述，根据这些模式，计算装置可依据从涡轮机接收到的信号以及不同的已存储的参数，自动地探测到吸气和/或呼气循环的开始。

计算装置230还与一个电路240相连，用于调节涡轮机的转速。

此电路240接收两个输入：

●通过第一接线241，其接收一个由计算装置230设置的压力；

●通过第二接线242，其接收一个由位于管道210上的压力传感器250

所测得的压力。

根据这两个输入，电路240可以得出一个转速设置，其通过接线243而把被送至涡轮机200。

此转速设置由电路240得出，从而使得传感器250所测得的压力可达到从计算装置230接收到的压力设置的值。

注意：电路240可实施为涡轮机的一个或多个组件。

上述的设备使得可以控制由管道210运送至患者的呼吸气体的压力。

更确切地说，此控制的一个优点在于可以设置期望的压力值，此期望压力值与从计算装置230所接收到的压力的设置值相对应。

由此，当压力需要保持恒定时，电路240一直都处于激活状态，因为其实时地接收由传感器250所测得的压力，且不断地调整传送至涡轮机的转速设置以调节压力。

而且，除了对涡轮机转速进行调节以把压力保持于给定值之外，本发明还可以实时地测量患者呼吸行为的改变，以通过计算装置230把一个修改过的压力设置传送至调节电路240而起动新的吸气或呼气循环。

为此，计算装置230使用来自于涡轮机的实测速度。

不断地间隔相等的时间——例如每隔100毫秒——测量和获取此速度。也可以提供连续的采集。

注意：为了这样地依据涡轮机的实测速度而对压力设置进行调节，设备的总惯性必须保持足够地小，以与此压力设置的实时控制相协调。

实际上，如果新的压力设置在呼吸动作已经发生了很久之后才抵达电路240是不能接受的，所述的呼吸动作导致了此新的设置。

在实践中，在呼吸动作以及相应的新压力设置之间的可接受的最长延迟大约为50至100毫秒。

可能会导致此压力设置延迟的设备惯性主要来自于：

●涡轮机200；

●管道210；

●压力传感器250。

与管道210以及传感器250相关的惯性是常规的气动惯性，其大致上与上述的最长反应时限相符合。

在所考虑的范围内，涡轮机的惯性值必须降低。

为此，在本发明中必须采用惯性很小的涡轮机。

这样的一个涡轮机可以包括例如：

●一个承载叶片的部分，其直径大约为44mm，而重量大约为56g，

这对应于一个大约为90g·cm²的惯性，

●一个转子，其具有相同数量级的惯性(大约为90g·cm²)。

因此，涡轮机的总惯性保持低于大约200g·cm²。

以下为基本原理，基于这些基本原理，通过一个从涡轮机所测量到的速度来指导该设备的压力设置。

假设一个想要呼吸的患者提供一个能量E，此能量的大小为D×P，其中：

D：患者的瞬时呼吸气流；

P：患者的瞬时呼吸压力。

患者在一个时间间隔dt内所提供的作用力(effort)如下：

dE/dt＝(dD/dt)·(dP/dt)。

由于设备必须补偿患者提供的作用力，所以设备的涡轮机必须在相等的时间间隔内提供一个与患者的作用力相对应的作功。

设备涡轮机的气动功率取决于此涡轮机的转速：

P_turb＝f(n)

其中，P_turb：涡轮机的气动功率，以及

f(n)：涡轮机速度的函数。

因此，涡轮机的气动能量的表达形式为：

E＝dP_turb/dt＝f’(n)

其中

E：气动能量，

dP_turb/dt：在间隔dt内压力的变动，

f’(n)：涡轮机速度函数与时间之间的关系。

因此，必须实现以下的平衡：

dE/dt＝df’(n)/dt＝d²f(n)dt²＝dD/dt·dP/dt。

从而，得到：

dE/dt＝f”(n)＝dD·dP/dt²

其中dE：气动力，

f”(n)：从f(n)获得的涡轮机速度的函数，

dD：患者呼吸气流的变动，

dP：患者呼吸压力的变动。

图3示出了一个应用于本发明设备中的一个涡轮机的特征曲线。

此曲线显示了在一给定转速下涡轮机的流量和压力之间的关系。

从而，可以为每一转速都画出这样的一个特征曲线。

也可以对涡轮机的转速变化进行测量，以通过一个例如示于图3中、且对一给定转速进行计算的参考曲线而确定涡轮机在另一转速下的特征参数。

本申请人从而确定了一个对于参考转速n0(对应于所使用的涡轮机为46000rpm的情况)的定律。

对于此转速，在流量和压力之间可获得如下类型的关系：

Q＝A2·Dp²+A1·Dp+A0，其中：

Dp＝通过传感器250所测到的压力

A2＝-6.47·10^-4

A1＝-3.45·10^-3

A2＝-5.92

此参考方程与图3中的曲线相对应。

对于与n0不同的另一转速n1，本申请人确定了一个转换定律：

T＝Dp·n0/n1²

以及

Q＝(A2T2+A1t+A0)·n1/n0，其中

Dp＝通过传感器所测到的压力

T＝转速匹配系数

Q＝流量

这个转换定律给出了涡轮机转速与由此涡轮机所产生的呼吸气体的流动参数之间的对应关系。

其可以通过测量涡轮机的转速而确定形成呼吸气体流的条件，且可以控制设备的操作。

注意：在本发明的情况下，不对流量进行测量，而是对涡轮机的转速进行测量。

这特别地具有以下的优点：

-不需要流量计，

-相对于操作而言实时地工作(实际上，在通过一个流量测量而进行控制的公知设备中，把涡轮机操作状态的改变转换到可被流量计测量到的流动改变需要一定的时间——而这个“一定的时间”远大于上述的时限，使得不可能进行“实时”控制)。

对于这个方面，特别地指出：本发明的设备和方法仅使用了涡轮机的速度测量。

在这方面，本发明与例如在专利EP 656216中所描述的公知设备是完全不同的。

该专利把涡轮机的马达速度当作一个参数，可使用该参数通过一定的方式对设备的操作进行控制。

该专利进一步指出：由于患者的呼吸而导致的气流变化将改变例如涡轮机马达速度和/或电流的参数。

该专利进一步论述：其建议使用特殊的信号来对一些时刻进行测量，在这些时刻患者开始吸气和呼气。

如在该专利的第3栏37-39行所披露，这些特殊信号可这样地获得：

●或者从马达的速度以及功率测量而获得(第一选择)，或者

●从溢出阀位置以及功率测量而获得(第二选择)。

因此，在第一选择中，可通过一定的方式使用马达速度而探测呼吸循环的开始/结束。但是需要注意：在任何情况下，马达速度都不会单独地被用作单个控制参数。此参数实际上与功率测量结合而被系统地使用。

这是可以理解的，因为文献EP 656216的优先权日的涡轮机具有相当大的惯性——其数量级至少为1500g·cm²。

对于这样的涡轮机，在某一惰性时间(大于上述的时限)之前，气流状态的改变将不会改变涡轮机的速度。

从而，为了实时地(或者至少尽可能迅速地，当然，这也是所期望的)测得这个气流变化，在任意情况下，单纯地监测和利用涡轮机速度都不是适当的。

因此，这样的公知设备必须把马达功率而不是把涡轮机速度用作主参数，以尽可能迅速地测得气流变化。

在例如本专利的优先权日的涡轮机中，此参数“马达功率”的变化实际上要比涡轮机速度的变化迅速很多，由于涡轮机的大惯性，涡轮机速度只能在一定时间之后才发生变化。

进一步可以注意到，在EP656216的情况下，系统地利用马达速度使得必须对以基于功率的信号进行过滤。

对于本发明来说并非如此，涡轮机速度本身并不需要过滤，并且可单独地使用。

本发明与例如EP505232的在先公开也是有很多不同的，EP505232公开了使用一个信号，此信号为一个输送至涡轮机自身的控制信号。

在本文献中所采用的原理为这样的一个事实：当气流状态变化时，响应于在吸气管道中所测到的压力变化，把所述控制信号送至涡轮机的控制电路将非常迅速地改变其控制信号。

因此，这个以及其它的现有技术的专利并没有教示、甚至也没有建议直接地使用涡轮机速度来探测新的呼吸循环以及控制涡轮机的操作。

此外，再一次地，用于控制涡轮机的信号并没有直接地指示气流状况：此信号实际上包括有必须被滤掉的电噪音。

并且，在任意情形下，再一次地，在该专利的优先权日的呼吸设备中所使用的涡轮机具有相当大的惯性，这使得该设备与基于涡轮机速度测量的涡轮机的实时控制不相兼容。

最后，特别指出：在现有技术US2003/0015200中公开了一种呼吸设备，其使用一个速度信号来进行操作。

此文献实际上阐述了涡轮机速度的一个使用。

但是由此文献所公开的使用与在本发明中的使用差异很大：此现有技术文献涉及一种非常特殊的设备，所述设备具有两个气源(一个加压气源，以及一个减压源)。

因此，此文献中设备的总体构造与本发明中设备的构造完全不同，本发明的设备仅包括一个呼吸气体源。

并不意外地，设备结构的这个本质差异也导致了对涡轮机速度的不同使用：在US 2003/0015200的情况下，涡轮机速度用于激活一个三通阀211，而不用于控制涡轮机。

实际上，US 2003/0015200并不涉及对涡轮机的控制。

在此文献中，对气流状态的控制实际上是通过这个阀211实现的，所述的阀211选择地使患者与两个气源234、236中的一个相连。

如上所述，本发明的设备可实现一实时的(即，时限小于上述的最大时限)压力设置，其与新的吸气和/或呼气循环相对应。

更确切地说，计算装置230与几个用于探测吸气循环的程序相关联，所述的几个程序可以同时地操作。

这些探测吸气循环程序中的每一个都实时地跟踪患者呼吸活动中特定参数的变化，且在适合于程序的条件得以满足时可以起动一个新的吸气循环。

且当不同的程序同时操作时，一旦与程序之一的吸气循环相对应的条件得到满足时，计算装置230进行与新的吸气循环相对应的一个压力设置，且将此压力设置传递到涡轮机。

下文描述了与这些不同的程序相对应的、新吸气循环的不同探测模式。

注意：可仅执行这些程序中的一个，或者仅同时地执行某些程序。

也可以如上所述同时地执行所有的这些程序。

在详细描述对于一个新吸气循环的不同的探测模式之前，参照图4，再次论述在一连串的吸气和呼气循环的过程中几个参数的典型变化。

位于这个图上部的两个曲线分别地示出了承载有呼吸气体的管道中的压力变化以及相应的气流变化。

在附图的下部标示出了不同的循环(I指代吸气循环，E指代呼气循环)。

下部曲线示出了涡轮机的速度信号在同一循环过程中的变化。

注意：此曲线随着所使用的涡轮机而变化，图4中(在本文的其余部分也使用了这个曲线)示出的曲线对应于一个惯性值如上所述的涡轮机。

下部曲线显示了这样的一个事实：设备中涡轮机的转速并不恒定。

相反地，此速度在吸气阶段较高，而在呼气阶段较低。

因此，此速度随着时间的变化包含有与患者呼吸行为相关的信息。

如我们将看到的那样，本发明使用此信息来探测新的吸气或呼气循环，随后通过计算装置230实现压力设置的改变，且把压力设置送至调节电路240。

应该注意：在所有从5至8的附图中——这些附图示出了起动吸气和/或呼气循环的不同模式——实时测得的数值以白点表示，而黑点表示存储的值。

现在参考图5，描述了依据第一模式的吸气循环的起动，该第一模式被称为“迅速作用力探测(fast effort detection)”。

如我们将看到的，此探测模式使用了下述两者之间的比较值：

-一个由涡轮机速度传感器所实际测得的瞬时速度(提示：在本文中，“速度”指的是涡轮机转动元件——典型地为其转子——的转速)，

-以及存储在上述内存中的参数，所述内存与计算装置230相连。

更确切地说，在不同的模式中使用此转速变化以探测吸气循环的开始，也用于探测呼气循环的开始。

回到描述用于探测吸气循环开始的第一模式，与此第一模式相关的程序根据最近测得的速度不断地对此速度进行外推插值。

此外推插值例如可在最后两个实测速度的基础上进行。

由此所推得的值被存储在与计算装置230相联的内存中。在图5的曲线中其以黑点表示。

在每个给定的时刻都可以给出一个插值，此插值对应于在下次速度测量时的预期速度。

且在此下次速度测量的过程中，程序将所述的外推插值速度值与实测速度值进行对比。

如果这两个速度值之间的差异大于一个设定的阈值，则程序得出结论：一个新的呼吸循环开始了。

在此情况下，计算装置230随之产生一个新的适合的压力设置。

此阈值可以例如为2200点，该“点”为一个指代涡轮机旋转速度的单位。

注意：此探测方法——以及所有的其它用于探测新吸气循环开始的方法——可在新呼气循环开始后的一个给定时限内不起作用(呼气循环开始的方式将在本文中进一步地论述)。

因此，避免了例如在呼气阀回弹的情况下(其对应于在呼气开始时压力先是减小然后增大)错误地自动起动吸气循环。

中止此新吸气循环的起动的时限(即，起动不能进行的时限)可以例如为300毫秒。

图6示出了探测新吸气循环的第二模式。

当观察到涡轮机中的操作稳定了一定的时间长度时——所述的时间长度大于给定的最小值——此模式被激活，所述的给定值与所有的设备操作参数一样被存储在计算装置230的内存中。

所述的给定最小值可以例如为300毫秒。

注意：“稳定”定义为下述的操作状态，其对应于速度变动位于给定变动百分比内(相对于一个起动阈值)。

例如，对于一个额定转速大致位于40000至60000rpm之间的涡轮机，这些给定的变动百分比对应于大约为100至400rpm的值，取决于管道210内的压力。

注意：此压力越低，则可以容许的速度变动越大，而状态依然被认为是“稳定”的。

因此，在一个低压力的范围内，对应于“稳定”操作状态的速度变动范围扩大了，且接近于一个大致为400rev/min的最大范围。

当以这种方式激活此模式时，与稳定范围对应的转速平均值存储在与计算装置230相联的内存中。

由于一直对涡轮机的转速进行实时测量，当实测速度与所述的存储稳定值之间的差异的绝对值大于起动阈值时，一个新的吸气循环由计算装置起动。

此起动阈值例如可以为1800点。我们已经明白此数值可进一步取决于所测得的压力。

因此，图6对应于以一个所谓的“稳定后作用力的探测”模式起动一个吸气循环。

图7对应于一个类似的模式，基于不同的值进行操作。

在此情况下，该模式被称为“长时间稳定后的作用力的探测”。

在此情况下，稳定的时间——从该稳定时间起开始存储速度——为500毫秒而不是300毫秒。在任何情况下它都比前述模式中的相应时间要长。

且起动阈值降低了(典型地为1500点而不是1800点)。

图8示出了另一个用于起动一个吸气循环的模式，其称为“循环对应(cycle to cycle)的作用力探测”。

通过在前一呼气循环结束时存储所测到的转速而实现此模式。

此与计算装置230相关联的存储值可用作一个参考，其并不用于起动紧跟在此存储值采集之后的吸气循环，而是用于起动更后面的吸气循环。

当实测速度值与此存储速度之间的差异的绝对值大于一个给定的起动阈值时，对应于此模式的程序起动一个新的吸气循环。

此起动阈值可以例如大约为2200至2500点(注意：曲线并不是严格地按照比例的——尤其是对于起动阈值而言)。

现在参照图9，示出了一个起动呼气循环的模式。

为了实现这一起动，设备存储了涡轮机转速的最大值(此最大值产生于吸气循环的过程中)。

因此，在每个吸气循环中都会存储一个新的最大值。

也可以仅当隔N次循环后才存储一次新的最大值，可以自由地设置N。

当实时测得的速度降低至一个值——所述的值与最大值之间的比率为设定值——时，计算装置230激活对新呼气循环的起动，且为此效果进行一个修改后的压力设置。

所述的比率可以例如为所存储的最大值的70％。

注意：可在吸气循环中最大转速发生后的一个给定时限内(例如200毫秒)不能进行这个新呼气循环的起动。

因此，显示了本发明可以通过对涡轮机的转速及运送至患者的气体压力进行跟踪而实时地调节此涡轮机的操作。

而且，通过监测涡轮机的转速，本发明还可以通过改变送至涡轮机的压力设置而起动新的吸气和/或呼气循环。

应该注意：本发明可以避免流量计的使用，从而避免了与这种构件相关联的限制。

如上所述，本发明还可以确实地对设备进行实时控制，这提高了患者的舒适度。

Claims

1.一种呼吸辅助设备，其包括：

-一个涡轮机，用于产生加压呼吸气体流，

-一个管道，用于把加压气体运送至患者，

-用于控制气体压力的装置，其可对涡轮机进行一压力设置，

其特征在于：所述的涡轮机与一个速度传感器相连，所述的速度传感器可以获得一个与涡轮机旋转元件的转速相应的信号，且所述的控制装置包括与所述速度传感器相连的计算装置而根据所述的信号得出一个压力设置，且把所述压力设置送至该涡轮机。

2.如上述权利要求所述的设备，其特征在于：所述的速度传感器为一个霍尔效应传感器。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于：所述的速度传感器为这样的一个传感器：其可以获取一个涡轮机速度信号，此信号与涡轮机旋转元件的转速直接地相关。

4.如上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述的计算装置依据速度的变动而得出该压力设置。

5.如上述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述的计算装置可探测新的吸气或呼气循环，以及随之调整该压力设置的等级。

6.如上述权利要求所述的设备，其特征在于：所述的计算装置与一个使用以下两者之间的比较值来探测吸气循环的程序相关联：

一个通过最近的实测速度值而外推插值得出的、存储的速度值，以及

一个实测的瞬时速度。

7.如前述两项权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述的计算装置与一个使用以下两者之间的比较值来探测吸气循环的程序相关联：

一个代表了最近速度走势的、存储的速度值，以及

一个实测的瞬时速度。

8.如前述三项权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述的计算装置与一个使用以下两者之间的比较值来探测吸气循环的程序相关联：

一个实测的瞬时速度。

9.如前述三项权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述的计算装置同时地与几个探测吸气循环操作的程序相关联，且一旦所述探测吸气循环程序中的一个发出了吸气开始的信号，该计算装置就可以相应于吸气循环的开始而得到一个压力设置。

10.如前述四项权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：在一个新的呼气循环开始之后的一个设定的时间段内，探测吸气循环的程序与无效装置相关联。

11.如前述五项权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述的计算装置与一个探测呼气循环的程序相关联。

12.如上一权利要求所述的设备，其特征在于：所述的探测呼气循环的程序利用以下两者之间的比较值：

一个与吸气循环相对应的、存储的涡轮机最大速度，以及

一个实测的瞬时速度。

13.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述的计算装置包括一个连接至该速度传感器和一涡轮机压力设置输入的一微处理器。

14.如前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于：所述的设备还包括有一个压力调节回路，所述回路包括：

一个位于管道上的压力传感器，以及

一个电路，所述电路接收计算装置所产生的压力设置以及由压力传感器所测得的压力，所述电路可对涡轮机的转速进行瞬时设置，所述电路与一个涡轮机速度设置的输入端相连。

15.调节呼吸气体压力的方法，所述的呼吸气体由一个涡轮机送至患者，所述方法包括对涡轮机进行一压力设置，其特征在于：所述的压力设置通过一个代表涡轮机旋转元件的转速的信号而进行。

16.如前一权利要求所述的方法，其特征在于：所述的信号与涡轮机转子的转速相对应。

17.如前述两项权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述的方法可以探测新的吸气或呼气循环，以及随之调整压力设置的等级。

18.如前一权利要求所述的方法，其特征在于：所述的方法执行了一个通过使用以下两者的比较值而探测吸气循环的程序：

一个实测的瞬时速度。

19.如前述两项权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述的方法执行了一个使用以下两者的比较值而探测吸气循环的程序：

一个代表了最近速度走势的、存储的速度值，以及

一个实测的瞬时速度。

20.如前述三项权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述的方法执行了一个使用以下两者的比较值而探测吸气循环的程序：

一个实测的瞬时速度。

21.如前述三项权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法同时地执行了几个探测吸气循环操作的程序，且一旦所述探测吸气循环程序中的一个发出了吸气开始的信号，就相应于吸气气流而实施一个压力设置。

22.如前述四项权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：在一个新的呼气循环开始之后的一个设定的时间段内，所述的探测吸气循环的程序与无效装置相关联。

23.如前述六项权利要求中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法执行一个探测呼气循环的程序。

24.如前一权利要求所述的方法，其特征在于：所述的探测呼气循环的程序利用以下两者之间的比较值：

一个与吸气循环相对应的、存储的涡轮机的最大速度，以及

一个实测的瞬时速度。