[发明专利]使用偏压阀的机械呼吸机系统

说明书

本申请是申请号为200780026654.X（国际申请号为PCT/US2007/014516）、申请日为2007年6月22日、发明名称为“使用偏压阀的机械呼吸机系统”的专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请是2004年8月4日提交的申请号为10/912,747的美国专利申请的部分连续申请，并且要求享有于2003年8月4日提交的申请号为60/492,421的美国临时专利申请、2004年5月18日提交的申请号为10/847,693的美国专利申请、2004年8月4日提交的申请号为10/912,747的美国专利申请、2004年11月10日提交的申请号为10/985,528的美国专利申请、2005年3月23日提交的申请号为11/088,316的美国专利申请以及2005年9月23日提交的申请号为11/234,636的美国专利申请的优先权权益，所有这些专利申请的说明书和附图通过引用专门地合并于此。

说明：不是联邦资助的研究/开发

技术领域

本发明主要涉及机械呼吸机，尤其是涉及一种结合有低惯性、高速、高效的罗茨鼓风机的便携式呼吸机，其具体地适于提供完全的呼吸机功能，并且其接近小的膝上型电脑的尺寸同时能向患者提供数小时的电池供电的、全方位呼吸辅助。

背景技术

对需要呼吸辅助的患者来说，现有技术包括各种各样的机械呼吸机。不利地是，这些机械呼吸机通常配置为相对大的设备，其占据了操作室和患者恢复室中可用的有限空间的相对大的体积。另外，这种现有技术机械呼吸机一般具有低效率，使得为了操作该设备需要相对大量的动力。另外，现有技术的机械呼吸机不是真正的便携式设备，因为这些设备在操作期间一般必须持续连接到主电源。这些设备的相对大的重量和体积进一步限制了它们的便携性。

应用于机械呼吸机上的压缩机技术的进步在某种程度上减小了机械呼吸机的尺寸和整体动力消耗。例如，授权给DeVries等人的美国专利6,152,135结合了这种压缩机技术的提高，尤其是提供了在尺寸和动力上的减小以实现真正地自备式及便携式机械呼吸机。为了便于患者有限持续时间内的移动而不会受到连接到诸如墙上电源插座的静止电源的限制，类似于DeVries设备的呼吸机可以进一步包括电池组或与电池组相连，以使机械呼吸机可以安装在活动台上。

另外，类似于DeVries设备的机械呼吸机已经实现了改良的以下功能：通过使用在低压下操作的用于传送呼吸到患者的旋转拖曳压缩机，传送多种呼吸模式到患者的能力。这种拖曳压缩机可以以变速或恒速模式操作。以变速模式操作的机械呼吸机通过在呼吸循环的呼气相位（即呼气）期间从静止急加速压缩机然后急减速来提供吸气支持（即吸气辅助）给患者。不利地是，这种急加速和急减速需要用于压缩机的复杂的驱动电路和高电流消耗。这种变速拖曳压缩机的相对高的电流牵引（current draw）增加了机械呼吸机的整体成本。此外，高电流要求需要结合有体积大和重的电池，用于当呼吸机不与静止电源连接时提供作为应急备用的备用电源。

可选地，为了消除由变速压缩机的高电流要求产生的限制，旋转拖曳压缩机可以以恒速模式操作。不利的是，这种恒速拖曳压缩机具有其自身固有的缺陷，其降低了机械呼吸机的整体效用。例如，因为压缩机以恒速运行，所以当空气或气体未供给到患者时，即使在呼气相位（即呼气）期间，也持续地消耗动力。虽然可以通过将呼气期间的气流再循环到压缩机的进气（intake）来减少动力消耗，但是为了在不与静止电源连接时操作机械呼吸机，仍然需要相当大量的备用电池动力。

可以看出，本领域中需要一种小尺寸和轻质量的机械呼吸机以增强其便携性。此外，本领域中需要一种能够不受静止电源的限制给患者提供延长的持续时间的呼吸辅助的便携式机械呼吸机。另外，本领域中需要一种以体积和压力控制模式提供呼吸辅助的便携式机械呼吸机，其能够在手术室、重病特别护理室和患者恢复室的噪音敏感环境中安全地及安静地操作。

发明内容

本发明特别适于解决与用于提供呼吸辅助给患者的机械呼吸机相关联的上述缺陷。本发明尤其提供一种结合有罗茨鼓风机的便携式机械呼吸机，与现有机械呼吸机相比，其考虑的是提高效率以及减少尺寸和质量。另外，机械呼吸机的小尺寸和动力效率为诸如在患者移动期间需要持续呼吸辅助的患者提供了移动性。