專(zhuān)利名稱(chēng)：對(duì)呼吸系統(tǒng)病狀快速反應(yīng)的呼吸機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及呼吸機(jī)領(lǐng)域，且更具體地涉及處理由于傳染病或流行 病狀態(tài)的發(fā)作而引起的呼吸窘迫的呼吸機(jī)系統(tǒng)。更具體地說(shuō)，本發(fā)明是一 種呼吸機(jī)系統(tǒng)，它具有控制和操作范圍，使得它滿足在損害狀態(tài)的不同階
段下直到恢復(fù)的急性呼吸窘迫綜合癥(ARDS)患者的需求。尤其是，本 發(fā)明是能夠用最低技術(shù)要求快速制造并且對(duì)傳染性呼吸系統(tǒng)病狀快速反 應(yīng)而Y吏用的呼吸機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
呼吸窘迫可能由在不同的情況下健康群體中傳染性病原體的傳染病 的發(fā)作而引起。呼吸窘迫可能由幾種疾病狀態(tài)引起，包括但不限于嚴(yán)重急 性呼吸綜合癥(或者"SARS")和禽流行性感冒("禽流感")。嚴(yán)重急性呼 吸綜合癥(或者"SARS")是導(dǎo)致呼吸窘迫和有時(shí)死亡的一種嚴(yán)重的肺炎形 式，其已經(jīng)成為一種新出現(xiàn)的傳染病威脅。所報(bào)道的SARS和/或禽流行性 感冒的每個(gè)新病例仍然有可能引起另一場(chǎng)爆發(fā)，甚至更糟，引起全球性大
流行病。SARS的最具特征性的癥狀包括發(fā)熱、咳嗽、呼吸困難和/或其它 呼吸道癥狀。在大多數(shù)病例中，需要支持性治療，例如使用吸氧、胸部理 療和/或機(jī)械通氣。禽流行性感冒是以病狀的甚至更快的猛攻導(dǎo)致嚴(yán)重呼吸 窘迫的另 一新出現(xiàn)的傳染病威脅。
除了其它癥狀以外，呼吸窘迫還包括患者保持有效氧合的被削弱的能 力。然而，不論是流行性病原體還是傳染性病原體，與這些病狀相關(guān)的危 重病人的呼吸不適感可以通過(guò)將患者通上呼吸機(jī)來(lái)得到緩解，且在許多情 況下恢復(fù)加快。通常，為了緩解受損的呼吸，使用壓力或容積通氣，患者 ,皮鎮(zhèn)靜并一皮機(jī)械通氣。典型的呼吸機(jī)通過(guò)在氣體成分、壓力和流型的預(yù)定和操作員輸入進(jìn)度 表下迫使加壓氣體(例如正壓呼吸機(jī))進(jìn)入肺或者通過(guò)擴(kuò)張患者的胸腔而 將氣體吸引到肺中(例如負(fù)壓呼吸機(jī))來(lái)操作。
目前，傳統(tǒng)的呼吸機(jī)使用微處理器來(lái)控制通氣參數(shù)，并且含有壓力和 流量測(cè)量傳感器，該測(cè)量傳感器將電子數(shù)據(jù)(經(jīng)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器)提供給微 處理器，用于被監(jiān)測(cè)參數(shù)的顯示和報(bào)警啟動(dòng)或警戒條件。
另外，傳統(tǒng)的呼吸機(jī)需要使用具有復(fù)雜配置的大型制造機(jī)器來(lái)生產(chǎn)各 種金屬零件，或使用生產(chǎn)高度耐久性塑料零件所必需的先進(jìn)的工具加工和 模制工藝。在增加新的特征和通氣模式時(shí)，操作的復(fù)雜性增加，因?yàn)楝F(xiàn)有 的控制和顯示區(qū)由于便于輸入和顯示新特征的要求而麻煩。因此，傳統(tǒng)的 呼吸機(jī)是復(fù)雜的設(shè)備，且制造和運(yùn)行成本很高。
另外，傳統(tǒng)的呼吸機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)成處理各種各樣的患者病情。例如，在 醫(yī)院重癥監(jiān)護(hù)室中的患者通常被身體系統(tǒng)處于衰退的危險(xiǎn)中的許多失調(diào) 或疾病狀態(tài)壓倒。重癥監(jiān)護(hù)室必須也能夠處理有各種病癥，包括手術(shù)、外 傷、心臟病、感染等的各種患者。因此，傳統(tǒng)的呼吸機(jī)具有由復(fù)雜部件組 產(chǎn)生的很多運(yùn)作模式，需要熟練的技術(shù)人員來(lái)裝配該系統(tǒng)。
因此，所需要的是具有物理和操作簡(jiǎn)單性的呼吸機(jī)。還要求呼吸機(jī)能 夠用容易獲得的材料來(lái)制造。另外要求呼吸機(jī)能夠用更簡(jiǎn)單、低成本的工 具和方法來(lái)制造。
另外，要求呼吸機(jī)能夠?qū)υ诓煌那闆r下健康群體中由傳染性病原體 引起的呼吸窘迫作出反應(yīng)。還要求呼吸機(jī)能夠?qū)Σ煌幕颊咝枨笞鞒龇?br> 應(yīng)。另外要求呼吸機(jī)能夠滿足在危重狀態(tài)范圍內(nèi)變化的ARDS患者的需要 直到患者可以安全從呼吸機(jī)脫離。
還要求呼吸機(jī)能夠在檢測(cè)到呼吸系統(tǒng)流行病的發(fā)作的任何時(shí)間以可 擴(kuò)展的量容易且成本有效地制造。
另外，要求呼吸機(jī)能夠在任何地方在流行病的高峰期之前快速地制 造。還要求呼吸機(jī)能夠減輕某些社區(qū)中對(duì)呼吸機(jī)資源的負(fù)擔(dān)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于可控制的機(jī)械呼吸機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該可控 制的機(jī)械呼吸機(jī)包括與氣體儲(chǔ)器連接的氣體輸入端、用于接收氣體并將它
引導(dǎo)至患者接口 (patient interface )的與所述氣體儲(chǔ)器連接的吸入導(dǎo)管、可 操作來(lái)控制氣體從吸入導(dǎo)管至空氣巻吸區(qū)(air entrainment area)的流量的 流量控制閥，其中所述空氣巻吸區(qū)經(jīng)由第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管連接于用于接 收大氣的孔口 (port),患者接口通過(guò)導(dǎo)管連接于所述空氣巻吸區(qū)；以及感 測(cè)所述吸入導(dǎo)管內(nèi)的壓力狀態(tài)的氣體切斷機(jī)構(gòu)。任選地，在第一導(dǎo)管內(nèi)設(shè) 置有一閥，以防止空氣從該孔口通過(guò)并進(jìn)入大氣。任選地，第二導(dǎo)管具有 與所迷第一導(dǎo)管連接的第一端部和與所述空氣巻吸區(qū)連接的第二端部，且 其中第二導(dǎo)管具有從所述第一端部到所述第二端部變窄的直徑，從而所述
第一端部的直徑大于所述第二端部的直徑。任選地，通過(guò)所述患者接口輸 送的大氣的量可以通過(guò)阻斷所述孔口來(lái)改變。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明包括與氣體儲(chǔ)器連接的氣體輸入端、經(jīng) 由吸入導(dǎo)管從所述氣體儲(chǔ)器可操作地連接于控制氣體輸入端的患者流量 控制閥、通過(guò)所述流量控制閥與所述吸入導(dǎo)管分離的患者接口、感測(cè)所迷 吸入導(dǎo)管內(nèi)的壓力狀態(tài)的氣體切斷機(jī)構(gòu)，其中所述呼吸機(jī)能夠通過(guò)至少一 個(gè)控制對(duì)變化的患者需求作出反應(yīng)。
在另 一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的可控制的機(jī)械呼吸機(jī)包括與氣體儲(chǔ)器 連接的氣體輸入端、經(jīng)由吸入導(dǎo)管從所述氣體儲(chǔ)器可操作地連接于控制氣 體輸入端的患者流量控制閥、通過(guò)所述流量控制閥與所述吸入導(dǎo)管分離的 患者接口、感測(cè)所述吸入導(dǎo)管內(nèi)的壓力狀態(tài)的氣體切斷機(jī)構(gòu)，其中所述呼 吸機(jī)進(jìn)一步包括用于控制下列中的至少一個(gè)參數(shù)的裝置Pip、 PEEP、氧 合水平和呼吸速率。
任選地，該呼吸機(jī)進(jìn)一步包括用于捕集水分和熱的加濕過(guò)濾器以及可 滅菌的材料(sterilizable material )。任選地，該患者流量控制閥是可調(diào)節(jié)的， 以提供特定的氣體流速，且該氣體流速可以設(shè)定為成年人、兒童和嬰兒模 式中的至少一個(gè)。任選地，PIP是在20 cm H20到35 cm H20的范圍內(nèi)。 任選地，氣體輸入端進(jìn)一步包括用于連接到加壓氣體源的氣體接口。任選地，該患者接口進(jìn)一步包括用于接收患者的呼出氣體的患者接口和用于將 氣體輸送給患者的患者接口，并且是呼吸面罩組合件、氣管內(nèi)管或喉罩氣 道設(shè)備之一。
任選地，該流量控制閥在結(jié)構(gòu)上與旋鈕連通，能夠被物理操縱來(lái)控制 呼吸速率。任選地，該呼吸機(jī)進(jìn)一步包括可操作地連接于患者接口或壓力 檢測(cè)器的呼氣導(dǎo)管和呼氣閥，以及可操作地連接于壓力檢測(cè)器的報(bào)警電 路，其中所述報(bào)警電路基于由所述壓力檢測(cè)器檢測(cè)到的壓力改變而產(chǎn)生警 凈艮信號(hào)。任選地，呼吸速率通過(guò)保持吸氣時(shí)間固定和改變呼氣時(shí)間來(lái)改變，
且PEEP是在5cm H20到20 cm H20范圍內(nèi)的變量控制。任選地，該呼吸 機(jī)進(jìn)一步包括位于患者接口附近的集成壓力計(jì)，用于測(cè)定和顯示回路中的 瞬時(shí)氣道壓力。


本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將被認(rèn)識(shí)到，因?yàn)樗鼈冊(cè)诮Y(jié)合附圖被 考慮時(shí)通過(guò)參考以下詳細(xì)說(shuō)明被更好地理解，其中
圖1是本發(fā)明呼吸機(jī)的第一實(shí)施方案的圖示；
圖2是本發(fā)明呼吸機(jī)的第 一實(shí)施方案的系統(tǒng)部件的示意圖3是本發(fā)明呼吸機(jī)的第一實(shí)施方案的示意圖4是在本發(fā)明的呼吸機(jī)中使用的報(bào)警電路的一個(gè)實(shí)施方案的電路原 理圖；以及
圖5是本發(fā)明呼吸機(jī)的另一個(gè)實(shí)施方案的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明目的在于能夠用最小技術(shù)要求快速制造并且響應(yīng)于流行性呼 吸系統(tǒng)病狀而被快速配置的呼吸機(jī)系統(tǒng)。
本發(fā)明目的在于多個(gè)實(shí)施方案。本說(shuō)明書(shū)中使用的語(yǔ)言不應(yīng)被解釋為 一般否認(rèn)任何一個(gè)特定的實(shí)施方案，或者用于超出這里所使用的術(shù)語(yǔ)的含義來(lái)限制權(quán)利要求。現(xiàn)在詳細(xì)參考本發(fā)明的特定實(shí)施方案。雖然結(jié)合具體 的實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但意圖不是將本發(fā)明局限于某一個(gè)實(shí)施方案。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明目的在于具有最小數(shù)量的控制的呼吸機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明目的在于用于為遭受ARDS的患者提供通氣或機(jī)械呼吸的呼吸機(jī)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的機(jī)械通氣以壓力控制為 基礎(chǔ)，并且具有可變的壓力、呼吸速率和氧合。優(yōu)選地，該呼吸機(jī)是可快速配置的。更優(yōu)選地，該呼吸機(jī)盡可能容易和直觀地操作。更優(yōu)選地，該呼吸機(jī)能夠承受住至少75%的需要輔助通氣 直至恢復(fù)正常呼吸的流行性呼吸窘迫患者。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明目的在于一種用于將富氧空氣輸送到在 急診情況下使用的呼吸機(jī)以及標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)院環(huán)境外部的溢流設(shè)施(overflow facility)的簡(jiǎn)單、安全和有效的裝置。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明目的在于一種在擴(kuò)展使用時(shí)為患者進(jìn)一 步提供用于捕集水分和熱的加濕過(guò)濾器的使用的快速反應(yīng)呼吸機(jī)系統(tǒng) (rapid response ventilator system )。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明目的在于一種能夠以足夠的量和非常低 的成本在世界的相當(dāng)多的地區(qū)中被制造和分銷(xiāo)的快速反應(yīng)呼吸機(jī)系統(tǒng)。在又一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明目的在于一種能夠在使用后被安全和可 靠地處置的快速反應(yīng)呼吸機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明目的還在于一種具有物理和操作簡(jiǎn)單性的呼吸機(jī)。另外，本發(fā) 明目的在于在一個(gè)實(shí)施方案中用容易獲得的材料制造的呼吸機(jī)。在其它實(shí) 施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠用簡(jiǎn)單的低成本的工具和方法制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)是一種需要少量調(diào)節(jié)或不需要調(diào) 節(jié)的簡(jiǎn)單的模制設(shè)備。該簡(jiǎn)單的、無(wú)調(diào)節(jié)的模制設(shè)備是有利的，因?yàn)樗鼘?duì) 患者沒(méi)有額外的風(fēng)險(xiǎn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)具有有限的控制。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)使用在戰(zhàn)略性制造地點(diǎn)儲(chǔ)藏的預(yù) 制工具(prefabricated tooling )制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)在流行病發(fā)作時(shí)使用由不耐久的 材料制成的工具制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，該制造材料包括但不限于鋁。 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在本發(fā)明中可以使用任何數(shù)量的加工材料和加工工具箱制造工藝，包括但不限于青銅燒結(jié)(bronze sintering)和鋼制 造。在一個(gè)實(shí)施方案中，加工材料的選擇和所選擇的工具箱制造取決于人 群的需要和流行病和/或大流行病的狀況。例如但不限于這種實(shí)例所需要 的設(shè)備的數(shù)量可以是應(yīng)該使用哪種材料來(lái)用于加工和加工工具箱工藝的指標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)使用在自動(dòng)化系統(tǒng)中制造的零件 來(lái)制造。因此，在該實(shí)施方案中，實(shí)際上不制作工具。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)使用預(yù)制工具制造。優(yōu)選地，該 工具在預(yù)定的戰(zhàn)略性制造地點(diǎn)預(yù)制和儲(chǔ)藏。在用于全球性大流行病狀況 時(shí)，該實(shí)施方案是特別有用的，其中需要快速而有效地制造大量的設(shè)備。 因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠由成套工具大量地制造， 該成套工具可以用于對(duì)全球性大流行病狀況作出反應(yīng)。在 一 個(gè)實(shí)施方案 中，該成套工具用優(yōu)質(zhì)鋼制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)在流行病發(fā)作時(shí)使用由耐久性低 于鋼的材料制成的工具制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，較低耐久性的材料是鋁。 優(yōu)選地，該材料是容易得到的，以對(duì)疾病的更局部化的爆發(fā)生產(chǎn)更有限數(shù) 量的設(shè)備，并且該工具被設(shè)計(jì)成使得它能夠被相當(dāng)快速地制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)使用直接由設(shè)計(jì)文件(design documentation )在自動(dòng)化系統(tǒng)中制造的零件來(lái)制造。因此，實(shí)際上不制作 工具。該實(shí)施方案對(duì)支持邊遠(yuǎn)地區(qū)特別有用，其中最終目標(biāo)是將患者轉(zhuǎn)運(yùn) 至更大的中心，同時(shí)仍然提供暫時(shí)的呼吸支持。有利地，在該實(shí)施方案中， 制造方法允許在需要時(shí)生產(chǎn)本發(fā)明的呼吸機(jī)，而不用花時(shí)間來(lái)制造工具。在上述每一種制造實(shí)施方案中，組裝是簡(jiǎn)單的，且不需要高度專(zhuān)業(yè)化 的技能或訓(xùn)練。該呼吸機(jī)因此能夠有效而安全地由受過(guò)最低限度訓(xùn)練的護(hù) 理人員在各種護(hù)理環(huán)境中使用，以便為患者提供呼吸緩解。另外，本發(fā)明的呼吸機(jī)可有效地保持沒(méi)有其它嚴(yán)重并發(fā)癥的有嚴(yán)重呼吸道感染的大部分患者或者通常纟皮^:置在傳統(tǒng)呼吸機(jī)上的那些患者存活。在一個(gè)實(shí)施方案中，測(cè)試本發(fā)明的呼吸機(jī)，以確保工作性能是在適當(dāng) 的預(yù)定范圍內(nèi)或界限內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在設(shè)備的預(yù)期壽命或工作 性能范圍或界限被超過(guò)或者破壞時(shí)，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠?yàn)椴僮鲉T提供至 少一個(gè)警報(bào)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)可以用包括成年人、兒童和嬰兒 的多個(gè)才莫式操作。在一個(gè)實(shí)施方案中，操作員通過(guò)調(diào)節(jié)吸入的氣體流速， 因此影響吸氣時(shí)間，或者調(diào)節(jié)達(dá)到預(yù)置最高壓力的時(shí)間來(lái)選擇模式。在一個(gè)實(shí)施方案中，最大壓力由操作員預(yù)置。在一個(gè)實(shí)施方案中，該 呼吸機(jī)在適于大多數(shù)患者而不引起任何患者損傷的最高壓力下操作。在一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)在10 cm H20到70 cm H20的壓力范圍內(nèi)操作。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)可以提供高達(dá)20cmH20的預(yù)置壓力的壓 力控制的通氣。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)可以提供高達(dá)25cm H20 的預(yù)置壓力的壓力控制的通氣。在又一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)可以任選 地提供文丘里管，以提供至少60%的氧。在這里應(yīng)當(dāng)注意的是，可以根據(jù) 個(gè)體患者的評(píng)價(jià)和/或需要由操作員設(shè)定任何數(shù)量的不同的壓力。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠?qū)颊咝枨笞鞒龇磻?yīng)。更 具體地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施方案中，如果患者開(kāi)始自發(fā)地恢復(fù)呼吸，則本發(fā)明 的呼吸機(jī)能夠進(jìn)入被動(dòng)模式。在另一個(gè)實(shí)施方案中，如果患者不能維持自 主的無(wú)輔助呼吸，則該呼吸機(jī)開(kāi)始運(yùn)行并幫助將氧輸送給該患者。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明目的在于一種一次性呼吸機(jī)。在另一個(gè)實(shí) 施方案中，本發(fā)明是一種限制使用的系統(tǒng)，其中使用的限制可以包括多個(gè) 限制之一，包括單個(gè)患者使用、運(yùn)行時(shí)間或日歷時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施方案中， 本發(fā)明是單個(gè)患者使用的一次性呼吸機(jī)，沒(méi)有特定的使用壽命。圖1是本發(fā)明呼吸機(jī)的第一實(shí)施方案的圖示。在一個(gè)實(shí)施方案中，呼 吸機(jī)100包括用于容納呼吸機(jī)部件的主殼體101。在一個(gè)實(shí)施方案中，呼 吸機(jī)100是一次性的。在另一個(gè)實(shí)施方案中，呼吸機(jī)設(shè)備100是打算給單個(gè)患者使用的。在又一個(gè)實(shí)施方案中，呼吸機(jī)100是打算給多位患者使用 的，因此可以被再使用。優(yōu)選地，打算被再使用的呼吸機(jī)設(shè)備被設(shè)計(jì)和制 造成4吏得它們可以容易地-故拆除和清洗。在另一個(gè)實(shí)施方案中，呼吸機(jī)100使用可以在138。C的優(yōu)選滅菌溫度 或高壓滅菌器的標(biāo)準(zhǔn)溫度下滅菌的材料制造。這些材料包括高溫塑料，它 需要更先進(jìn)的工具。在一個(gè)多次使用實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)用具有低熔點(diǎn) 的塑性材料制造，因此允許它用有成本效率的工具制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的快速反應(yīng)呼吸機(jī)用可連接的零件制造。 呼吸機(jī)的可連接的零件可以通過(guò)各種方法被固定或可拆卸地連接，例如但 不限于粘結(jié)、螺釘連接或焊接，或者本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的連接工具 零件的任何其它合適的方式。呼吸機(jī)100進(jìn)一步包括流量控制閥或呼吸速率控制旋鈕125、警才H/電 池啟動(dòng)附件(activation tag) 103、至少 一個(gè)患者接口或連接孔口 120,以 及通過(guò)軟管106連接于氣體源[未示出]的氣體供應(yīng)連接孔口 105。在本發(fā)明的呼吸機(jī)的一個(gè)實(shí)施方案中，呼吸速率控制旋鈕125是需要 由操作員調(diào)節(jié)的唯一控制?？梢哉{(diào)節(jié)該呼吸速率控制旋鈕125,以考慮各 種工作模式，包括但不限于成年人模式、兒童模式和嬰兒模式。如上所述， 操作員通過(guò)調(diào)節(jié)吸入的氣體流速，因此影響吸氣時(shí)間，或者調(diào)節(jié)達(dá)到預(yù)置 最高壓力的時(shí)間來(lái)選擇模式?；貋?lái)參考圖1,為了開(kāi)始使用本發(fā)明的該快速反應(yīng)呼吸機(jī)100,操作 員必須首先從其包裝中移除該呼吸機(jī)，該包裝優(yōu)選是無(wú)菌的。在一個(gè)實(shí)施 方案中，該呼吸機(jī)100然后安放在位于患者之上，但接近患者的安全而穩(wěn) 定的位置。操作員然后通過(guò)如指示的那樣拉而從呼吸機(jī)的電池除去警報(bào)啟 動(dòng)附件103。在一個(gè)實(shí)施方案中， 一旦該呼吸機(jī)被拆開(kāi)和定位，操作員或者任何其 它合格和受過(guò)訓(xùn)練的人員就使患者鎮(zhèn)靜和給患者插管。然后在患者連接點(diǎn) 120處使用標(biāo)準(zhǔn)呼吸回路(breathing circuit)和任選的加濕過(guò)濾器(未示出) 將該呼吸機(jī)100連接到患者的氣管內(nèi)管。在另 一個(gè)實(shí)施方案中，呼吸機(jī)100在患者連接點(diǎn)120處經(jīng)由呼吸面罩組合件連接于患者。在又一個(gè)實(shí)施方案中，呼吸機(jī)100經(jīng)由喉罩氣道(LMA)設(shè)備連接到患者。以下參考圖3和 5更詳細(xì)地描述用于將氧輸送給患者的各種患者連接設(shè)備。操作員然后通 過(guò)該呼吸速率控制旋鈕125設(shè)定通氣控制。優(yōu)選地，使用患者的物理尺寸 例如但不限于身高和體重來(lái)測(cè)定呼吸速率。在氣體供應(yīng)孔口 105處連接的 供氧軟管106然后連接于氧源(未示出)，以實(shí)現(xiàn)呼吸機(jī)操作。呼吸機(jī)IOO也包括排氣孔口 135，下面參照?qǐng)D3來(lái)更詳細(xì)地描述它的 操作。在一個(gè)實(shí)施方案中，氧源在范圍從40PSI到70PSI的壓力下工作。 然后，如由患者的氧合指標(biāo)所指示的，設(shè)定呼氣末正壓(下文"PEEP")控 制。PEEP是指在呼氣循環(huán)結(jié)束時(shí)在氣道中保持的殘留正壓力。它用于防 止在每次呼吸之后肺完全塌陷，因此改進(jìn)了肺中的氣體交換。通氣以頻繁觀察警報(bào)狀態(tài)(如下所述)和患者氧合來(lái)繼續(xù)。在一個(gè)實(shí) 施方案中，當(dāng)通氣結(jié)束或中斷時(shí)，該呼吸機(jī)和呼吸回路部件被密封在一次 性袋中，并被送至最近的廢品處理收集點(diǎn)，用于適當(dāng)?shù)奶幚?。在另一個(gè)實(shí) 施方案中，在通氣結(jié)束或中斷時(shí)，該呼吸才幾和呼吸回路部件-故適當(dāng)?shù)販缇?并再包裝，用于隨后的使用，如上所述。圖2是本發(fā)明呼吸機(jī)的第一實(shí)施方案的系統(tǒng)部件的詳細(xì)圖示。在一個(gè) 實(shí)施方案中，呼吸機(jī)200包括患者接口或連接孔口 220、氣體過(guò)壓泄壓閥 202a和閥套202b、泄漏噴射孔(leak jet)265、第一隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)(diaphragm actuator) 250、致動(dòng)機(jī)構(gòu)路徑或吸入導(dǎo)管215、噴射圓盤(pán)206、波紋管密封 件(bellows seal )207、第一密封件208、壓縮氣體接口 205、分支導(dǎo)管245、 "0"形國(guó)211、第一噴射蓋板212、頂蓋密封件213、電致動(dòng)機(jī)構(gòu)214、印 刷電3各+反(PCB ) 240、呼吸速率控制旋4丑225和排氣孔口 235。在一個(gè)任 選的實(shí)施方案中，呼吸機(jī)200進(jìn)一步包括文丘里管(未示出)。在一個(gè)實(shí)施方案中，患者接口 220進(jìn)一步包括用于接收來(lái)自患者的空 氣的患者接口 220a和用于將氧輸送給患者的患者接口 220b。關(guān)于圖3來(lái)詳細(xì)描述圖2的系統(tǒng)部件的工作特性。另外，在下面關(guān)于 圖4詳細(xì)論述報(bào)警電路PCB 240，它在一個(gè)實(shí)施方案中通過(guò)電致動(dòng)機(jī)構(gòu)214 可操作地連接到本發(fā)明的呼吸機(jī)。圖3是本發(fā)明呼吸機(jī)的第一實(shí)施方案的示意圖。關(guān)于圖3的示意圖來(lái) 描述本發(fā)明的快速反應(yīng)呼吸機(jī)的第一實(shí)施方案的工作特性。應(yīng)該再次注意 的是，以下操作說(shuō)明是示例性的，且在本說(shuō)明書(shū)中使用的語(yǔ)言不應(yīng)被解釋 為一般否認(rèn)任何一個(gè)特定的實(shí)施方案?，F(xiàn)在參照?qǐng)D3，呼吸機(jī)300包括壓縮氣體接口 305，壓縮氣體4妄口 305 進(jìn)一步包括壓縮氣體儲(chǔ)器399，在使用時(shí)，壓縮氣體儲(chǔ)器399連接到加壓 氣體源(未示出)。在一個(gè)實(shí)施方案中，加壓氣體是氧。在另一個(gè)實(shí)施方案 中，加壓氣體是醫(yī)用壓縮空氣。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮氣體接口 305是 進(jìn)口 。呼吸機(jī)300進(jìn)一步包括氣體控制岡310。氣體控制閥310在一端連接 于壓縮氣體儲(chǔ)器399。氣體控制閥310在另一端連接到吸入導(dǎo)管315。吸 入導(dǎo)管315通過(guò)流量控制閥325操作性地連接于患者接口 320。在一個(gè)實(shí) 施方案中，流量控制閥325是能夠操縱以控制呼吸速率的旋鈕。在另一個(gè) 實(shí)施方案中，流量控制閥325是與患者大小成比例地提供呼吸速率的固定 噴嘴(fixed jet)。在一個(gè)實(shí)施方案中，患者接口進(jìn)一步包括用于接收來(lái)自患者的空氣的 患者接口 320a和用于將氧輸送給患者的患者接口 320b。在一個(gè)實(shí)施方案中，患者接口 320a和320b連接于呼吸面罩。在另一 個(gè)實(shí)施方案中，患者接口 320a和320b連接于氣管內(nèi)管。在又一個(gè)實(shí)施方 案中，患者接口 320a和320b連接于喉罩氣道(LMA)設(shè)備。喉罩氣道設(shè) 備是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的，并且在麻醉和急診醫(yī)學(xué)中用于氣道管 理。更具體地說(shuō)，它是插入到咽中的具有可充氣套嚢的管子。它所引起的 疼痛和咳嗽比氣管內(nèi)管要輕，并且更容易插入。然而，應(yīng)當(dāng)注意，喉氣道 罩不被推薦給處于肺穿刺(lung aspiration)危險(xiǎn)下的任何人。接近于320b的吸入導(dǎo)管315從患者接口 320b延伸到包括排氣孔口 335 的呼氣4妻口中。排氣孔口 335受呼氣閥340控制，與分支導(dǎo)管345連通并 連接到吸入導(dǎo)管315，該吸入導(dǎo)管315靠近氣體控制閥310。在一個(gè)實(shí)施 方案中，PEEP控制機(jī)構(gòu)連接到呼氣閥340。然后使用外部PEEP閥385設(shè) 定PEEP控制，如由患者的氧合指標(biāo)所指示的。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)還包括壓力檢測(cè)器314。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓力檢測(cè)器314用作圖4中所述的警報(bào)系統(tǒng)的接口。在一個(gè) 實(shí)施方案中，壓力檢測(cè)器314是電子隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其將呼吸機(jī)內(nèi)的活動(dòng) 轉(zhuǎn)化為信號(hào)，該信號(hào)能夠用于在預(yù)定事件時(shí)向操作員報(bào)警，如在下文所進(jìn) 一步詳細(xì)i兌明的。隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350經(jīng)由導(dǎo)管355和止回閥395連接到患者接口 320b。 隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350用推桿360被密封到氣體控制閥310。隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350 可以通過(guò)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的任何密封裝置被密封到氣體控制 閥，包括但不限于唇形密封。推桿360響應(yīng)于隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350的移動(dòng)而 啟動(dòng)氣體控制閥310。隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350也裝配有伺服閥365，其在下文 被非常詳細(xì)地描述。在操作中，壓縮氣體從源如罐優(yōu)選地在大于5 PSI的壓力下供應(yīng)給呼 吸機(jī)300。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮氣體是氧。氣體調(diào)節(jié)器(未示出)在適用 于呼吸機(jī)單元300內(nèi)的壓力下調(diào)節(jié)壓縮氣體的輸送。在一個(gè)實(shí)施方案中， 壓縮氣體供應(yīng)的適合的壓力在5PS1到60PS1的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案 中，壓縮氣體供應(yīng)的適合的壓力為50PSI。在另一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮氣 體供應(yīng)的適合的壓力為30 PSI。吸入是通過(guò)輸送被調(diào)節(jié)的氧來(lái)通過(guò)氣體控制閥310和通過(guò)吸入導(dǎo)管 315并到達(dá)流量控制閥325來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此提高了吸入導(dǎo)管315中的壓力。 由流量控制閥325引起的在吸入導(dǎo)管315內(nèi)所形成的背壓經(jīng)由止回閥390 被傳遞至分支導(dǎo)管345，這隨后啟動(dòng)呼氣閥340。 一旦啟動(dòng)，呼氣閥340 就密封排氣孔口 335，使氧能夠輸送到患者并導(dǎo)致壓力增加。隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350通過(guò)止回閥395和導(dǎo)管355感測(cè)所形成的壓力增加， 并且使推桿360上升，直到氣體控制閥31(M皮啟動(dòng)，因此被密閉，且氣流 隨后^皮停止。隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350內(nèi)部的壓力通過(guò)伺服閥365維持。伺服閥365通過(guò) 伺服隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)380纟皮控制。尤其是，泄漏噴射孔382減少伺服隔膜致 動(dòng)機(jī)構(gòu)380內(nèi)部的壓力，直到氣體控制閥310打開(kāi)。當(dāng)氣體控制閥310打 開(kāi)時(shí)，伺服閥365打開(kāi)，并隨后排放保持隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350在適當(dāng)位置的氣體壓力，因此通過(guò)流量控制閥325使氣流停止。當(dāng)伺服閥365關(guān)閉時(shí)， 氧氣流恢復(fù)供給患者，因此重復(fù)循環(huán)。負(fù)責(zé)關(guān)閉呼氣岡340的初始背壓在流量控制閥325兩端平tf。該背壓 通過(guò)泄漏噴射孔375衰減，泄漏噴射孔375控制吸氣時(shí)間，因此允許呼氣 閥340向大氣開(kāi)放。當(dāng)在吸入過(guò)程中肺內(nèi)儲(chǔ)存的過(guò)壓被釋放時(shí)，呼氣是自 主的?；颊叻蝺?nèi)的過(guò)壓通過(guò)排氣孔口 335以氣流的形式排放。另外，泄漏 噴射孔382設(shè)定呼氣時(shí)間。因此，泄漏噴射孔375和382的動(dòng)作設(shè)定呼吸 速率，因此設(shè)定吸氣與呼氣比?；貋?lái)參考圖3，在本發(fā)明呼吸機(jī)的一個(gè)實(shí)施方案中，呼氣時(shí)間通過(guò)調(diào) 節(jié)泄漏噴射孔382的尺寸和通過(guò)調(diào)節(jié)伺服隔膜380的內(nèi)部體積而被預(yù)置為 至少1.5秒。在一個(gè)實(shí)施方案中，該呼氣時(shí)間被預(yù)置為2秒。在本發(fā)明呼 吸機(jī)的一個(gè)實(shí)施方案中，呼吸速率設(shè)定在每分鐘10-45次呼吸(BPM) 的范圍內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，流量控制岡或呼吸速率控制旋鈕325是 需要由操作員調(diào)節(jié)的唯一控制?？梢哉{(diào)節(jié)該呼吸速率控制旋鈕325，以考 慮各種工作模式，包括但不限于成年人纟莫式、兒童模式和嬰兒模式。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)以壓力控制模式操作。在本發(fā)明 的一個(gè)實(shí)施方案中，位于患者接口 320b附近的氣道壓力控制381用于設(shè) 定控制系統(tǒng)中的目標(biāo)患者壓力。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過(guò)隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)350 的尺寸和調(diào)節(jié)器的可用設(shè)置來(lái)固定和設(shè)置通氣壓力。在一個(gè)實(shí)施方案中， 該壓力適合于大多數(shù)患者，而不會(huì)引起任何患者損傷。在一個(gè)實(shí)施方案中， 通氣壓力是可變的，并由操作員設(shè)定。在一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)300 在10cmH2O到70cmH2O的范圍內(nèi)操作。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸 機(jī)300在20 cm H20到35 cm H20的范圍內(nèi)操作。在一個(gè)實(shí)施方案中，該 呼吸機(jī)300最大在20 cm H20下操作。在另 一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)300 可以提供在25cm H20的預(yù)置壓力下的壓力控制的通氣。泄壓閥302位于 到患者的回路中，該回路被設(shè)定為確保不將過(guò)壓輸送給患者。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)使用預(yù)制工具制造。優(yōu)選地，該 工具在預(yù)定的戰(zhàn)略性制造地點(diǎn)被預(yù)制和儲(chǔ)藏。在其中需要快速而有效地制造大量設(shè)備的全球性大流行病狀況中使用時(shí)，該實(shí)施方案是特別有用的。 因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠由成套工具大量地制造， 該成套工具可以用于對(duì)全球性大流行病狀況作出反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該成套工具用優(yōu)質(zhì)鋼制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)在流行病發(fā)作時(shí)使用由耐久性低 于鋼的材料制成的工具制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，該較低耐久性的材料是 鋁。優(yōu)選地，所述材料是容易得到的，以對(duì)疾病的更局部化的爆發(fā)生產(chǎn)更 有限數(shù)量的設(shè)備。該工具可以被相當(dāng)快速地制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)使用直接由設(shè)計(jì)文件在自動(dòng)化系 統(tǒng)中制造的零件來(lái)制造。因此，在該實(shí)施方案中，實(shí)際上不制作工具。該 實(shí)施方案對(duì)支持邊遠(yuǎn)地區(qū)特別有用，其中最終目標(biāo)是將患者轉(zhuǎn)運(yùn)至更大的 中心，但仍然需要暫時(shí)的呼吸支持。有利地，本發(fā)明的制造方法允許在需 要時(shí)制造本發(fā)明的呼吸機(jī)，而不用花時(shí)間來(lái)制造工具。在上述每一個(gè)制造實(shí)施方案中，組裝是筒單的，且不需要高度專(zhuān)業(yè)化 的技能或訓(xùn)練。該呼吸機(jī)能夠有效而安全地由受過(guò)最低限度訓(xùn)練的護(hù)理人員在各種 護(hù)理環(huán)境中使用，以便為患者提供呼吸緩解。另外，本發(fā)明的呼吸機(jī)可有效地保持沒(méi)有其它嚴(yán)重并發(fā)癥的有嚴(yán)重呼 吸道感染的大部分患者或者通常^皮放置在傳統(tǒng)呼吸機(jī)上的那些患者存活。在一個(gè)實(shí)施方案中，測(cè)試本發(fā)明的呼吸機(jī)，以確保工作性能是在適當(dāng) 的預(yù)定范圍內(nèi)或界限內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在設(shè)備的預(yù)期壽命或工作 性能范圍或界限被超過(guò)時(shí)，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠?yàn)椴僮鲉T提供至少 一個(gè)警報(bào)。在本發(fā)明的快速反應(yīng)呼吸機(jī)的一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)能夠不依賴 于供電來(lái)操作。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該快速反應(yīng)呼吸機(jī)由在調(diào)節(jié)壓力下的氧提供動(dòng)力。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的該快速反應(yīng)呼吸機(jī)是電池操作的。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的快速反應(yīng)呼吸機(jī)進(jìn)一步包括警報(bào)系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的該快速反應(yīng)呼吸機(jī)具有在電池故障時(shí)或 者在電池電壓降到可接受的預(yù)定電平之下時(shí)發(fā)出警報(bào)的音頻和/或視覺(jué)警 報(bào)。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)系統(tǒng)的電子設(shè)備通過(guò)電池如錳-堿性電 池、汞類(lèi)電池或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何其它適合的電池來(lái)供電。 當(dāng)該電池電壓達(dá)到預(yù)定的工廠設(shè)定電壓電平時(shí)，視覺(jué)警報(bào)被啟動(dòng)，例如LED將開(kāi)始閃紅光。任選地，該警報(bào)也發(fā)出音響警報(bào)，比如喀噠音。這指示該電池需要更換。在一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)定低電池電壓條件來(lái)感測(cè)電池電壓何時(shí)低于2.5伏特。該警報(bào)系統(tǒng)也能夠感測(cè)呼吸機(jī)的內(nèi)在活動(dòng)，并在感測(cè)到警報(bào)條件時(shí)將 提供視覺(jué)和/或音響輸出。在一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)條件是低的供氣壓力。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)條件是與患者斷開(kāi)。在又一個(gè)實(shí)施方案中，警 報(bào)條件是不能通氣。因此，該警報(bào)系統(tǒng)用來(lái)提供音響和/或視覺(jué)呼吸暫停警報(bào)。在一個(gè)實(shí)施 方案中，該警報(bào)系統(tǒng)使LED發(fā)射優(yōu)選地為綠色的短暫閃光，其中每次呼吸 確認(rèn)本發(fā)明的呼吸機(jī)系統(tǒng)正確地裝配和工作。如果在預(yù)定時(shí)期內(nèi)檢測(cè)到無(wú) 呼吸，則結(jié)合優(yōu)選地為紅色的閃爍LED發(fā)出可聽(tīng)得到和脈動(dòng)的蜂鳴聲，以 識(shí)別本發(fā)明的呼吸機(jī)警報(bào)系統(tǒng)處于警報(bào)狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施方案中，在呼吸 檢測(cè)之間的預(yù)定時(shí)期是工廠預(yù)置的并且在15 - 20秒范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，如以上關(guān)于圖3所述的并回來(lái)參照?qǐng)D3，該警報(bào) 系統(tǒng)通過(guò)電子隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)314可操作地連接到本發(fā)明的呼吸機(jī)。具體地 說(shuō)，該隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)314通過(guò)電子隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)上的柱塞可操作地連接到 PCB (未示出)，該柱塞在呼吸機(jī)的氣動(dòng)作用下在每次呼吸時(shí)移動(dòng)一次，因 此啟動(dòng)警報(bào)系統(tǒng)的感測(cè)活動(dòng)。該P(yáng)CB還通過(guò)與電池端子連接而為電力/電 池部件提供支持，如圖4所示。另外，該音響警報(bào)和LED與本發(fā)明的呼吸 機(jī)系統(tǒng)對(duì)齊，以允許聲音和光通過(guò)，使得它們能夠作為對(duì)操作員的可見(jiàn)和 可聽(tīng)得到的警報(bào)工作。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓力的改變通過(guò)隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu) 來(lái)檢測(cè)，隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)將呼吸機(jī)內(nèi)部的活動(dòng)轉(zhuǎn)換為信號(hào)，該信號(hào)能夠由 PCB使用來(lái)警報(bào)預(yù)定事件，例如由于壓力增加，隔膜在壓力下移位。在一個(gè)實(shí)施方案中，在患者的第一次呼吸吸入時(shí)，電池供電給警報(bào)系 統(tǒng)，使得它被配置，因此該警報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)備在第一次呼吸發(fā)生時(shí)自動(dòng)檢測(cè)警 報(bào)條件，將操作員忘記配置警報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)減至最小。后續(xù)的呼吸在吸氣和呼 氣之間交替，在吸氣期間，空氣由呼吸機(jī)供給患者的肺，而在呼氣期間， 空氣從呼氣閥出來(lái)。圖4是在本發(fā)明的呼吸機(jī)中使用的報(bào)警電路(PCB)的一個(gè)實(shí)施方案 的電路原理圖?；貋?lái)參照?qǐng)D2 ， PCB 240用于為本發(fā)明的呼吸機(jī)系統(tǒng)提供 報(bào)警電路?，F(xiàn)在參照?qǐng)D4,報(bào)警電路400優(yōu)選地在裝有電子部件的印刷電 路板上形成。在一個(gè)實(shí)施方案中，報(bào)警電路400進(jìn)一步包括第一級(jí)呼吸檢 測(cè)電路部分405,檢測(cè)電路部分405進(jìn)一步包括TAC按鈕開(kāi)關(guān)或膜片406, 所述TAC按鈕開(kāi)關(guān)或膜片406通過(guò)關(guān)于圖3所述的電子致動(dòng)機(jī)構(gòu)的柱塞 (未示出)來(lái)啟動(dòng)。電子致動(dòng)機(jī)構(gòu)的柱塞在每次呼吸時(shí)移動(dòng)一次，因此當(dāng)每 次呼吸時(shí)"打開(kāi)"或"關(guān)閉"TAC開(kāi)關(guān)405 —次，取決于柱塞的取向。在該報(bào)警電路的第一級(jí)中，當(dāng)TAC開(kāi)關(guān)406閉合和因此被啟動(dòng)時(shí)，電 流脈沖經(jīng)由電容器407通過(guò)該電路，并到達(dá)LED 408，以產(chǎn)生如上所述的 短暫的確認(rèn)閃光。閃光隨著電容器407充電而衰減，以使電池消耗減到最 小。i殳定峰值電流，以為開(kāi)關(guān)406的接觸4是供潤(rùn)濕效應(yīng)(wetting effect )。 瞬態(tài)電流通過(guò)柵極409檢測(cè)，柵極409然后開(kāi)啟，以使電容器410放電。 如果開(kāi)關(guān)406沒(méi)有閉合或啟動(dòng)，并且因此保持打開(kāi)，那么電容器410就會(huì) 充電，直到比較器411的負(fù)輸入端子上的電壓超過(guò)比較器411的正輸入端 子上的電壓。隨后，比較器411的開(kāi)路漏極輸出引腳1切換到指示和警報(bào) 條件。在一個(gè)實(shí)施方案中，比較器411是專(zhuān)用電壓比較器芯片。報(bào)警電路400的第二級(jí)是不對(duì)稱(chēng)振蕩器。振蕩信號(hào)提供了對(duì)音響警報(bào) 的打開(kāi)-關(guān)閉調(diào)制，因此消除了對(duì)操作員區(qū)別噪聲源的需要，尤其在挑戰(zhàn)性 和高背景噪聲工作環(huán)境中。當(dāng)比較器411的引腳1為低時(shí)，電路因此振蕩， 以大致產(chǎn)生脈沖。占空因數(shù)和周期由電阻器414、 415和電容器416的值 來(lái)設(shè)定。工作循環(huán)和周期是工廠設(shè)定的，且在需要不同的周期和占空因數(shù) 的情況下可以被調(diào)節(jié)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該電路振蕩，以每250毫秒產(chǎn) 生100毫秒脈沖。報(bào)警電路400的第三級(jí)是振蕩器，在一個(gè)實(shí)施方案中，振蕩器固定在400Hz和1kHz的范圍內(nèi)，并且在警^t良條件時(shí)提供LED輸出。當(dāng)比較器412 的引腳2為低時(shí)，電阻器417 、 418的接合點(diǎn)達(dá)到中間軌道(mid-rail)，且 振蕩器被啟動(dòng)。標(biāo)稱(chēng)頻率由電阻器419和電容器420的時(shí)間常數(shù)來(lái)確定。 當(dāng)比較器421的輸出為低時(shí)，LED 422閃紅光，且音響警報(bào)在標(biāo)稱(chēng)警報(bào)頻 率處回響。在一個(gè)實(shí)施方案中，來(lái)自比較器421的輸出可以被緩沖，如果 所使用的特定音響警報(bào)需要更高的驅(qū)動(dòng)電流。如上所述的，報(bào)警電路400還可以用于監(jiān)控電池450的電池電壓。在 一個(gè)實(shí)施方案中，比較器430用來(lái)監(jiān)控相對(duì)于參考二極管431的電池電壓。 如果分開(kāi)的電壓降到參考二極管431的值之下，那么比較器430的引腳12 變低，并啟動(dòng)如上所述的輸出振蕩器。該輸出振蕩器使得短脈沖持續(xù)，這 使警報(bào)發(fā)出周期性喀嗒噪聲，以警告電池電源需要替換。本發(fā)明的快速反應(yīng)呼吸機(jī)的警報(bào)系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施方案中是制造簡(jiǎn)單 的，并且不需要校準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)可以在流行病高峰期的預(yù)期持續(xù) 時(shí)間內(nèi)操作。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)是單個(gè)患者使用的，優(yōu)選地直 到患者脫離呼吸機(jī)和自主呼吸為止。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)由"綠色"材料制成，并且在它被用在 單個(gè)患者上時(shí)或者在流行病過(guò)去時(shí)可以被容易處置。在第二個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明是呼吸機(jī)系統(tǒng)，其具有控制和操作范圍， 使得它滿足在受損狀態(tài)的不同階段下直到恢復(fù)的ARDS患者的需要。另外，在第二個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明目的在于一種能夠?qū)ψ兓幕颊?需要快速而有效地作出反應(yīng)的呼吸機(jī)。另外，本發(fā)明目的在于一種能夠滿足在危重狀態(tài)范圍內(nèi)變化的ARDS 患者的需要直到患者可以從呼吸機(jī)安全脫離的呼吸機(jī)。在大流行病環(huán)境下遭受呼吸衰竭的大多數(shù)患者滿足急性肺損傷(ALI) 或急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的標(biāo)準(zhǔn)。目前患者指導(dǎo)原則支持低潮氣量(大約6 cc/kg理想體重)的使用和吸氣平穩(wěn)壓力(典型地低于30 cm H20 ) 的限制，同時(shí)維持充足的氧合，其被定義為等于或大于93。/。的動(dòng)脈血氧飽 和度。充足的氧合通過(guò)補(bǔ)充吸入氧的滴定和PEEP來(lái)^是供。另外重要的是，通過(guò)控制動(dòng)脈PC02來(lái)提供充足的每分鐘通氣量，如 由7.3-7.4的動(dòng)脈血pH所估計(jì)的。每分鐘通氣量是潮氣量和速率的乘積。在使用本發(fā)明的第二實(shí)施方案的一個(gè)實(shí)例中，如圖5所示，病得很重 的患者可能呈現(xiàn)非常嚴(yán)重的低血氧癥，因此需要使用高的吸入氧水平。高 吸入氧水平用F,O尸1.0來(lái)表示，意味著吸入空氣中的氧百分率為100%。 &02表示吸入氧的分?jǐn)?shù)，且在0-l.O的范圍內(nèi)。為了將氧的毒性減到最小，PEEP以5cm H20的速率增加，以5cm增 量增加到15cm H20的最大值。這導(dǎo)致在維持動(dòng)脈血氧飽和度高于92%的 同時(shí)減少F,02。如上所述的，PEEP是指在呼氣周期結(jié)束時(shí)在氣道中保留 的殘留正壓力。它用于防止在每次呼吸之后肺完全塌陷，因此改進(jìn)了肺內(nèi) 的氣體交換。因?yàn)榛颊呤遣〉煤苤氐?，他有可能有非順?yīng)性的(或僵硬的)肺。因此， 患者最初需要高吸氣壓力，以獲得高潮氣量，在一個(gè)實(shí)施方案中，潮氣量 為30-35cm H20。如果潮氣量是足夠小的，相應(yīng)的呼吸速率可能相當(dāng)高 (25-30次/min)，以確保充足的每分鐘通氣量和二氧化^^排出。然而，當(dāng)患 者得到好轉(zhuǎn)時(shí)，他們的肺順應(yīng)性將提高，并且需要減小吸氣壓力(例如在 10-15cm H20范圍內(nèi))，以避免肺的過(guò)度擴(kuò)張。本發(fā)明的呼吸機(jī)的目標(biāo)患者 順應(yīng)性范圍為20-50 cc/cmH20。另外，當(dāng)患者好轉(zhuǎn)并且氣體交換改善時(shí)， 需要較小的每分鐘通氣量來(lái)排出二氧化碳，使得還可以減少呼吸速率(例如 在12-15BPM的范圍內(nèi))。此外，當(dāng)患者好轉(zhuǎn)時(shí)，患者的氧需求也將降低， 實(shí)現(xiàn)PEEP的減小(例如低至5cm 1120)和Fi02的減小(例如達(dá)到其初始水 平的40%)。測(cè)定和滴定這些變量的能力改善了本發(fā)明的機(jī)械快速反應(yīng)呼 吸才幾的效力和安全性。因此，在本發(fā)明的呼吸機(jī)的第二實(shí)施方案中，操作員能夠控制目標(biāo)氣 道壓力(PIP)、 PEEP、氧合水平和呼吸速率。本發(fā)明的呼吸機(jī)因此能夠更 有效地用于更寬范圍的患者，因?yàn)樗ǜ郊拥目刂啤，F(xiàn)在參考具有可變控制的本發(fā)明的快速反應(yīng)呼吸機(jī)的具體實(shí)施方案。 在這里應(yīng)注意，雖然提供了最佳范圍和值，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該理 解，每一位患者都是不同的，且本發(fā)明的機(jī)械呼吸機(jī)可以在適于各種患者 的水平下操作。圖5是本發(fā)明呼吸機(jī)的第二實(shí)施方案的示意圖。現(xiàn)在參照?qǐng)D5，呼吸機(jī)500包括壓縮氣體接口 505,壓縮氣體接口 505進(jìn)一步包括壓縮氣 體儲(chǔ)器599，在使用時(shí)，壓縮氣體儲(chǔ)器599經(jīng)由接口 505連接到加壓氣 體源(未示出)。在一個(gè)實(shí)施方案中，加壓氣體是氧。在另一個(gè)實(shí)施方案 中，該加壓氣體是醫(yī)用壓縮空氣。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮氣體接口 505 是進(jìn)口。在操作中，壓縮氣體從源如罐優(yōu)選地在大于5 PSI的壓力下供應(yīng)給呼 吸機(jī)500。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮氣體是氧。氣體調(diào)節(jié)器(未示出)在適用 于呼吸機(jī)單元500內(nèi)的壓力下調(diào)節(jié)壓縮氣體的輸送。在一個(gè)實(shí)施方案中， 壓縮氣體供應(yīng)的適合的壓力為5 PSI到60 PSI。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮 氣體供應(yīng)的適合的壓力為50 PSI。在另一個(gè)實(shí)施方案中，壓縮氣體供應(yīng)的 適合的壓力為30 PSI。吸入是通過(guò)輸送被調(diào)節(jié)的氧來(lái)通過(guò)氣體控制閥510和通過(guò)吸入導(dǎo)管 515并到達(dá)流量控制閥525來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此增加了吸入導(dǎo)管515中的壓力。 由流量控制閥525引起的在吸入導(dǎo)管515內(nèi)所形成的壓力經(jīng)由止回閥590 -坡傳遞至分支導(dǎo)管545,這隨后啟動(dòng)呼氣閥540。 一旦纟皮啟動(dòng)，呼氣閥540 就密封排氣孔口 535，使氧能夠輸送到患者，并導(dǎo)致壓力增加。在一個(gè)實(shí)施方案中，可以改變氧合水平，以提供氧和空氣的混合。在 一個(gè)實(shí)施方案中，控制是可變的，有三種02/空氣比設(shè)置100%、 75%和 50%。在另一個(gè)實(shí)施方案中，控制是可變的，以提供兩種02/空氣比設(shè)置 100%和60%。這通過(guò)外部或大氣空氣巻吸區(qū)591來(lái)實(shí)現(xiàn)，該區(qū)通過(guò)經(jīng)由導(dǎo) 管593c物理接收空氣而使用文丘里效應(yīng)來(lái)輸送60。/。的氧。導(dǎo)管593c具有 連接于輸入導(dǎo)管593b的一端和等于輸入導(dǎo)管593c的直徑。當(dāng)它達(dá)到空氣 巻吸區(qū)591時(shí)，導(dǎo)管593c的直徑相對(duì)于輸入導(dǎo)管593b變窄。大氣經(jīng)由孔 口 593a和調(diào)節(jié)通 孔口 593a的空氣的閥592進(jìn)入機(jī)構(gòu)，并且通過(guò)導(dǎo)管593b行進(jìn)至空氣巻吸區(qū)591。閥592可以是止回閥或能夠;波調(diào)節(jié)的閥，可以通過(guò)蓋593關(guān)閉，允許100%的氧輸送。呼吸機(jī)500進(jìn)一步包括氣體控制閥510。氣體控制閥510在一端連接 于壓縮氣體儲(chǔ)器599。氣體控制閥510在另一端連接到吸入導(dǎo)管515。吸 入導(dǎo)管515通過(guò)流量控制閥525操作性地連接于患者接口 520。在一個(gè)實(shí)施方案中，流量控制閥525由能夠被操縱以控制呼吸速率的 旋鈕啟動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，流量控制閥525是與患者大小成比例地 傳遞呼吸頻率的固定噴嘴。在一個(gè)實(shí)施方案中，最佳呼吸速率是在15-35 BPM的范圍內(nèi)。為了 實(shí)現(xiàn)可變的呼吸速率，應(yīng)注意，在一個(gè)實(shí)施方案中，吸氣時(shí)間是固定的， 而呼氣時(shí)間是可變的。例如，為了獲得20-35BPM，吸氣時(shí)間固定為1秒， 而呼氣時(shí)間范圍為0.8-2秒。在另一個(gè)例子中，為了獲得15-35BPM， 吸氣時(shí)間設(shè)定為1秒，并且有0.8-3秒士O.l秒的可變呼氣時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施方案中，呼吸速率控制是未校準(zhǔn)的變量控制。在另一個(gè)實(shí) 施方案中，呼吸速率控制是未校準(zhǔn)的阻延控制(detented control )。在一個(gè) 實(shí)施方案中，控制被標(biāo)記在其可設(shè)置的界限，如低和高，或如低、中和高。在一個(gè)實(shí)施方案中，患者接口 520進(jìn)一步包括用于接收來(lái)自患者的空 氣的患者接口 520a和用于將氧輸送給患者的患者接口 520b。在一個(gè)實(shí)施方案中，患者接口 520a和520b連接于呼吸面罩。在另一 個(gè)實(shí)施方案中，患者接口 520a和520b連接于氣管內(nèi)管。在又一個(gè)實(shí)施方 案中，患者接口 520a和520b連接于喉罩氣道(LMA)設(shè)備。喉罩氣道設(shè) 備是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所公知的，并且在麻醉和急診醫(yī)學(xué)中用于氣道管 理。更具體地說(shuō)，它是插入到咽中的具有可充氣套嚢的管子。它所引起的 疼痛和咳嗽比氣管內(nèi)管要輕，并且更容易插入。然而，應(yīng)注意，喉氣道罩 不被推薦給處于肺穿刺危險(xiǎn)下的任何人。接近于接口 520b的吸入導(dǎo)管515從患者接口 520b延伸到包括排氣孔 口 535的呼氣接口中。排氣孔口 535受呼氣閥540控制，與分支導(dǎo)管545 連通，并連接到吸入導(dǎo)管515,該吸入導(dǎo)管515靠近氣體控制閥510。在一個(gè)實(shí)施方案中，PEEP控制機(jī)構(gòu)連接到呼氣閥540。然后使用PEEP 岡585設(shè)定PEEP控制，如由患者的氧合指標(biāo)所指示的。在一個(gè)實(shí)施方案中，PEEP是可變控制。在一個(gè)實(shí)施方案中，PEEP從 5cm H20到20cm H20是可變的。在另 一個(gè)實(shí)施方案中，PEEP從10cm H20 到20cmH2O是可變的。在一個(gè)實(shí)施方案中，PEEP是連續(xù)可變控制。在另 一個(gè)實(shí)施方案中，PEEP以5cm H20的增量控制。在一個(gè)實(shí)施方案中，在 拔管時(shí)，PEEP應(yīng)該低于10cm H20,且更具體地說(shuō)，為5-8cmH20。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)還包括壓力檢測(cè)器514。在一個(gè) 實(shí)施方案中，壓力檢測(cè)器514用作圖4中所述的警報(bào)系統(tǒng)的接口。壓力檢 測(cè)器514是電子隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)，其將呼吸機(jī)內(nèi)的活動(dòng)轉(zhuǎn)換為信號(hào)，該信號(hào) 能夠用于在預(yù)定事件時(shí)向操作員^t艮警，如在下文進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的?；貋?lái)參照?qǐng)D5,在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)以壓力控制模式 操作，因此吸氣時(shí)間受壓力控制。在該實(shí)施方案中，使用氣道壓力控制581 來(lái)設(shè)定控制系統(tǒng)中的目標(biāo)患者壓力。在本發(fā)明的呼吸機(jī)500中提供有集成 的氣動(dòng)吸氣氣道壓力計(jì)或監(jiān)控器549。使用該壓力計(jì)來(lái)顯示范圍從0到 50cm H20的瞬時(shí)氣道壓力值。氣體沿著導(dǎo)管555流動(dòng)，并且使隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)550膨脹。當(dāng)致動(dòng)機(jī)構(gòu) 550被膨脹時(shí)，閥551通過(guò)推桿552打開(kāi)。這允許來(lái)自導(dǎo)管545的氣體使 薄膜553膨脹，通過(guò)推桿556和速動(dòng)內(nèi)蓋簧(snap action dome spring) 558 產(chǎn)生作用，這導(dǎo)致氣體控制岡510響應(yīng)于隔膜550的移動(dòng)而啟動(dòng)。氣體控 制閥510閉合，以切斷氣體供應(yīng)。泄漏噴射孔560用于使隔膜550在啟動(dòng) 后重置。在一些情況下，如上所述，患者可能顯示出更大的順應(yīng)性(意指患者得 到好轉(zhuǎn))，因此，吸氣時(shí)間的壓力控制的當(dāng)前設(shè)置可能導(dǎo)致肺的過(guò)膨脹。因 此，本發(fā)明的呼吸機(jī)系統(tǒng)進(jìn)一步包括限制吸氣流量的超時(shí)機(jī)構(gòu)。在一個(gè)實(shí) 施方案中，該超時(shí)機(jī)構(gòu)將吸氣流量限制到大約0.9秒。在一個(gè)實(shí)施方案中，該吸氣流量可以設(shè)定在最小值60 L/min到最大值 100L/min的范圍內(nèi)的值?；貋?lái)參照?qǐng)D5,氣體從導(dǎo)管545流過(guò)限流器562,并通過(guò)導(dǎo)管564使 隔膜553膨脹，引起氣流閥510閉合，切斷氣流。在氣流通過(guò)氣流閥510的閉合而被停止后，泄漏噴射孔575允許導(dǎo)管 545內(nèi)的壓力消散，允許呼氣閥540在預(yù)定時(shí)間間隔之后打開(kāi)。導(dǎo)管564 被閥566關(guān)閉，閥566通過(guò)導(dǎo)管568內(nèi)的壓力保持閉合。允許導(dǎo)管568內(nèi)的氣體通過(guò)閥582消散。另外，在吸氣流停止后，在 由閥582內(nèi)的壓力設(shè)定的一段時(shí)間間隔后，允許閥566打開(kāi)，這使導(dǎo)管564 通氣，并釋放保持吸氣閥510密閉的壓力，且周期重新開(kāi)始。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓力適合于大多數(shù)患者，而不會(huì)引起任何患者損 傷。在一個(gè)實(shí)施方案中，通氣壓力是可變的，并由操作員設(shè)定。在一個(gè)實(shí) 施方案中，該呼吸機(jī)500在10 cm H20到70 cm H20的范圍內(nèi)操作。在另 一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)500在15 cm H20到40 cm H20的范圍內(nèi)操作。 在一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)500在35 cmH20的最大值下操作。在另一 個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)500可以提供在25cm氏0的預(yù)置壓力下的壓力 控制的通氣。泄壓閥502位于到患者的回路上，該回路被設(shè)定為確保不將 過(guò)壓輸送給患者。在一個(gè)實(shí)施方案中，目標(biāo)氣道壓力或PIP是可變控制，并且在范圍從 最小值15cm H20到最大值40cm H20的可設(shè)置的界限處被標(biāo)記。在一個(gè)實(shí) 施方案中，該P(yáng)IP控制進(jìn)一步包括安全聯(lián)鎖裝置，其在35cmH20以上的 壓力下纟皮啟動(dòng)或聯(lián)鎖。本發(fā)明的呼吸機(jī)使用預(yù)制工具制造。優(yōu)選地，該工具在預(yù)定的戰(zhàn)略性 制造地點(diǎn)預(yù)制和儲(chǔ)藏。在其中需要快速而有效地制造大量設(shè)備的全球性大 流行病狀況中使用時(shí)，該實(shí)施方案是特別有用的。因此，在一個(gè)實(shí)施方案 中，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠由成套工具大量制造，該成套工具可以用于對(duì)全 球性大流行病狀況作出反應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，該成套工具用優(yōu)質(zhì)鋼制 造。
本發(fā)明的呼吸機(jī)在流行病發(fā)作時(shí)使用由耐久性低于鋼的材料制成的 工具制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，該較低耐久性的材料是鋁。優(yōu)選地，所述材料是容易得到的以生產(chǎn)更有限數(shù)目的設(shè)備來(lái)用于較局部的疾病爆發(fā)。該 工具可以相當(dāng)快速地制造。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)使用直接由設(shè)計(jì)文件在自動(dòng)化系 統(tǒng)中制造的零件來(lái)制造。因此，在該實(shí)施方案中，實(shí)際上不制作工具。該 實(shí)施方案對(duì)支持邊遠(yuǎn)地區(qū)特別有用，其中最終目標(biāo)是將患者轉(zhuǎn)運(yùn)至更大的 中心，但仍然需要暫時(shí)的呼吸支持。有利地，本發(fā)明的制造方法允許在需 要時(shí)制造本發(fā)明的呼吸機(jī)，而不用花時(shí)間來(lái)制造工具。在上述每一種制造實(shí)施方案中，組裝是簡(jiǎn)單的，且不需要高度專(zhuān)業(yè)化 的技能或訓(xùn)練。該呼吸機(jī)能夠有效而安全地由受過(guò)最低限度訓(xùn)練的護(hù)理人員在各種 護(hù)理環(huán)境中使用，以便為患者提供呼吸緩解。另外，本發(fā)明的呼吸機(jī)可有效地保持沒(méi)有其它嚴(yán)重并發(fā)癥的有嚴(yán)重呼 吸道感染的大部分患者或者通常放置在傳統(tǒng)呼吸機(jī)上的那些患者存活。在一個(gè)實(shí)施方案中，測(cè)試本發(fā)明的呼吸機(jī)，以確保工作性能是在適當(dāng) 的預(yù)定范圍內(nèi)或界限內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在設(shè)備的預(yù)期壽命或工作 性能范圍或界限被超過(guò)時(shí)，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠?yàn)椴僮鲉T提供至少一個(gè)警 報(bào)。在本發(fā)明的快速反應(yīng)呼吸機(jī)的一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)能夠不依賴 于供電來(lái)操作。在另一個(gè)實(shí)施方案中，該快速反應(yīng)呼吸機(jī)由調(diào)節(jié)壓力下的氧提供動(dòng)力。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的該快速反應(yīng)呼吸機(jī)是用電池操作的。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的快速反應(yīng)呼吸機(jī)進(jìn)一步包括警報(bào)系統(tǒng)。本發(fā)明的該快速反應(yīng)呼吸機(jī)還可以具有在電池故障時(shí)或者在電池電 壓降到可接受的預(yù)定電平之下時(shí)發(fā)出警報(bào)的音頻和/或視覺(jué)警報(bào)。因此，在 一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)系統(tǒng)的電子設(shè)備通過(guò)電池比如錳-堿性電池、汞類(lèi)電 池或本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的任何其它適合的電池來(lái)供電。當(dāng)電池電壓達(dá)到預(yù)定的工廠設(shè)定電壓電平時(shí)，視覺(jué)警報(bào)被啟動(dòng)，例如LED將開(kāi)始閃紅 光。任選地，警報(bào)也發(fā)出音響警報(bào)，比如喀噠音。這指示電池需要更換。在一個(gè)實(shí)施方案中，設(shè)定低電池電壓條件來(lái)感測(cè)電池電壓何時(shí)低于2.5伏特。該警報(bào)系統(tǒng)也能夠感測(cè)呼吸機(jī)的內(nèi)在活動(dòng)，并在感測(cè)到警報(bào)條件時(shí)將 提供視覺(jué)和/或音響輸出。在一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)條件是低的供氣壓力。 在另一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)條件是與患者斷開(kāi)。在又一個(gè)實(shí)施方案中，警 報(bào)條件是不能通氣。因此，該警報(bào)系統(tǒng)用來(lái)提供音響和/或視覺(jué)呼吸暫停警報(bào)。在一個(gè)實(shí)施 方案中，該警報(bào)系統(tǒng)引起LED發(fā)出優(yōu)選地為綠色的短暫閃光，其中每次呼 吸確認(rèn)本發(fā)明的呼吸機(jī)系統(tǒng)正確地裝配和工作。如果在預(yù)定時(shí)期內(nèi)檢測(cè)到 無(wú)呼吸，則結(jié)合優(yōu)選地為紅色的閃爍LED發(fā)出可聽(tīng)得到的和脈動(dòng)的蜂鳴 聲，以識(shí)別本發(fā)明的呼吸機(jī)警報(bào)系統(tǒng)處于警報(bào)狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施方案中， 在呼吸檢測(cè)之間的預(yù)定時(shí)期是工廠預(yù)置的，并且在15-20秒范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，如以上關(guān)于圖5所述的并回來(lái)參照?qǐng)D5，該警報(bào) 系統(tǒng)通過(guò)電子隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)514可操作地連接到本發(fā)明的呼吸機(jī)。具體地 說(shuō)，該隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)514通過(guò)電子隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)上的柱塞可操作性地連接 到PCB (未示出)，該柱塞在呼吸機(jī)的氣動(dòng)作用下在每次呼吸時(shí)移動(dòng)一次， 因此啟動(dòng)警l艮系統(tǒng)的感測(cè)活動(dòng)。該P(yáng)CB還通過(guò)與電池端子連接而為電力/ 電池部件提供支持，如圖4所示。另外，該音響警報(bào)和LED與本發(fā)明的呼 吸機(jī)系統(tǒng)對(duì)齊，以允許聲音和光通過(guò)，使得它們能夠作為對(duì)操作員的可見(jiàn) 和可聽(tīng)得到的警報(bào)操作。在一個(gè)實(shí)施方案中，壓力的改變通過(guò)隔膜致動(dòng)機(jī) 構(gòu)來(lái)檢測(cè)，隔膜致動(dòng)機(jī)構(gòu)將呼吸機(jī)內(nèi)部的活動(dòng)轉(zhuǎn)換為信號(hào)，該信號(hào)能夠由 PCB用于警才良預(yù)定事件，例如由于壓力增加薄膜在壓力下移位。在一個(gè)實(shí)施方案中，在患者的第一次呼吸吸入時(shí)，電池將供電給警報(bào) 系統(tǒng)，使得它被配置，因此該警報(bào)系統(tǒng)準(zhǔn)備在第一次呼吸出現(xiàn)時(shí)自動(dòng)檢測(cè) 警報(bào)條件，將操作員忘記配置警報(bào)的風(fēng)險(xiǎn)減至最小。后續(xù)的呼吸在吸氣和 呼氣之間交替，在吸氣期間，空氣由呼吸機(jī)供給患者的肺，而在呼氣期間， 空氣從呼氣閥出來(lái)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)能夠?qū)颊咝枨笞鞒龇磻?yīng)。更 具體地說(shuō)，在一個(gè)實(shí)施方案中，如果患者開(kāi)始恢復(fù)自主呼吸，則本發(fā)明的 呼吸機(jī)能夠進(jìn)入被動(dòng)模式。在另一個(gè)實(shí)施方案中，如果患者不能維持自主 的無(wú)輔助呼吸，則該呼吸機(jī)開(kāi)始工作和幫助將氧輸送給該患者。在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的呼吸機(jī)是穩(wěn)固的，并可以甚至在患者嘗 試呼吸的情況下工作。因此，在一個(gè)實(shí)施方案中，該呼吸機(jī)以其一皮控制的 通氣模式繼續(xù)正常而可靠地工作。調(diào)節(jié)呼吸速率控制以與患者的呼吸速率 匹配的能力有利于該呼吸機(jī)的穩(wěn)固使用。以上論述目的是提供結(jié)合了本發(fā)明的新穎方面的幾個(gè)示例性實(shí)施方 案，且應(yīng)理解，上述說(shuō)明不是可以實(shí)施本發(fā)明的唯一應(yīng)用?？梢赃m當(dāng)?shù)馗?動(dòng)本發(fā)明，從而還可合并其它可能的實(shí)施方案。本發(fā)明的范圍僅僅由所附權(quán)利要求限定并且在權(quán)利要求的范圍內(nèi)；本發(fā)明能夠在各種其它場(chǎng)合下使用。
權(quán)利要求
1.一種可控制的機(jī)械呼吸機(jī)，其中所述呼吸機(jī)包括氣體輸入端，其與氣體儲(chǔ)器連接；吸入導(dǎo)管，其與所述氣體儲(chǔ)器連接，用于接收氣體并且將氣體引導(dǎo)至患者接口；流量控制閥，其可操作來(lái)控制氣體從所述吸入導(dǎo)管至空氣卷吸區(qū)的流量，其中所述空氣卷吸區(qū)經(jīng)由第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管連接于用于接收大氣的孔口；患者接口，其通過(guò)導(dǎo)管連接于所述空氣卷吸區(qū)；以及氣體切斷機(jī)構(gòu)，其感測(cè)所述吸入導(dǎo)管內(nèi)的壓力狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制的機(jī)械呼吸機(jī)，其中，在所述第一 導(dǎo)管中設(shè)置有一閥，以防止空氣從所述孔口通過(guò)并進(jìn)入大氣。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制的機(jī)械呼吸機(jī)，其中，所述第二導(dǎo) 管具有與所述第一導(dǎo)管連接的第一端部和與所述空氣巻吸區(qū)連接的第二端部，且其中所述第二導(dǎo)管的直徑從所述第一端部到所述第二端部變窄， 從而所述第 一端部的直徑大于所述第二端部的直徑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制的機(jī)械呼吸機(jī)，其中通過(guò)所述患者 接口輸送的大氣的量能夠通過(guò)阻斷所述孔口來(lái)改變。
5. —種可控制的機(jī)械呼吸機(jī)，其中所述呼吸機(jī)包括 氣體輸入端，其與氣體儲(chǔ)器連接；患者流量控制閥，其經(jīng)由吸入導(dǎo)管從所述氣體儲(chǔ)器可操作地連接于控 制氣體輸入端；患者接口 ，其通過(guò)所述流量控制閥與所述吸入導(dǎo)管分離；氣體切斷機(jī)構(gòu)，其感測(cè)所述吸入導(dǎo)管內(nèi)的壓力狀態(tài)；且其中所述呼吸機(jī)能夠通過(guò)至少 一個(gè)控制對(duì)變化的患者需求作出反應(yīng)。
6. —種可控制的機(jī)械呼吸機(jī)，其中所述呼吸機(jī)包括 氣體輸入端，其與氣體儲(chǔ)器連接；制氣體輸入端；患者接口 ，其通過(guò)所述流量控制閥與所述吸入導(dǎo)管分離；氣體切斷機(jī)構(gòu)，其感測(cè)所述吸入導(dǎo)管內(nèi)的壓力狀態(tài)；且其中所述呼吸機(jī)進(jìn)一步包括用于控制以下參數(shù)中的至少 一個(gè)的裝置 PIP、 PEEP、氧合水平和呼吸速率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述呼吸機(jī)進(jìn)一步包括用于 捕集水分和熱的加濕過(guò)濾器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述呼吸機(jī)包括可滅菌的材料。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述患者流量控制閥是可調(diào) 節(jié)的，以提供特定的氣體流速。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的呼吸機(jī)，其中所述氣體流速能夠設(shè)置為成 年人、兒童和嬰兒才莫式中的至少一種。
11. 根據(jù)權(quán)利要求6所迷的呼吸機(jī)，其中PIP是在20cm H20到35cm H20的范圍內(nèi)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述氣體輸入端進(jìn)一步包括 用于連接到加壓氣體源的氣體接口 。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述患者接口進(jìn)一步包括用 于接收患者的呼出氣體的患者接口和用于將氣體輸送給患者的患者接口 。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述患者接口是呼吸面罩組 合件。
15，根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述患者接口是氣管內(nèi)管。
16. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所迷患者接口是喉罩氣道裝置。
17. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述流量控制閥在結(jié)構(gòu)上與 旋鈕連通，能夠被物理操縱來(lái)控制呼吸速率。
18. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其進(jìn)一步包括可操作地連接于所 迷患者接口的呼氣導(dǎo)管和呼氣閥。
19. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其進(jìn)一步包括壓力檢測(cè)器和可操 作地連接于所述壓力檢測(cè)器的報(bào)警電路，其中所述報(bào)警電路根據(jù)由所述壓 力檢測(cè)器檢測(cè)到的壓力改變來(lái)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求6所迷的呼吸機(jī)，其中所迷患者流量控制閥可操作 來(lái)控制從所述吸入導(dǎo)管至空氣巻吸區(qū)的氣體流量，其中所述空氣巻吸區(qū)經(jīng) 由第一導(dǎo)管和第二導(dǎo)管與用于接收大氣的孔口連接。
21. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其進(jìn)一步包括位于所述第一導(dǎo)管 中的閥，以防止空氣從所述孔口出來(lái)并進(jìn)入大氣，其中氧合水平能夠通過(guò) 調(diào)節(jié)所述閥以提供氧和空氣的混合來(lái)改變。
22. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中呼吸速率通過(guò)保持吸氣時(shí)間 固定和改變呼氣時(shí)間來(lái)改變。
23. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中PEEP是在5cm H20到20cm H20的范圍內(nèi)的可變控制。
24. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的呼吸機(jī)，其中所述呼吸機(jī)進(jìn)一步包括位于 患者接口附近的集成壓力計(jì)，用于測(cè)定和顯示回路中的瞬時(shí)氣道壓力。
全文摘要
本發(fā)明通常涉及呼吸機(jī)領(lǐng)域，更具體地涉及處理由于傳染病或大范圍流行病狀態(tài)的發(fā)作而引起的呼吸窘迫的呼吸機(jī)系統(tǒng)。尤其，本發(fā)明是能夠用最低技術(shù)要求快速制造并且快速響應(yīng)傳染性呼吸系統(tǒng)疾病條件而使用的呼吸機(jī)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)A61M16/00GK101610807SQ200780045796
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2007年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月13日
發(fā)明者王志聰, 理查德·亨利·庫(kù)克, 羅伊·海斯 申請(qǐng)人:太空實(shí)驗(yàn)室有限責(zé)任公司