[发明专利]机械呼吸机的防窒息设计

说明书

一种呼吸机系统(200/300)，包括：吸气通路，包括环境空气入口(208/308)、双向紧急阀(214/314)和动态鼓风机(210/310)；以及呼气通路(220/320)，包括双向呼气阀(222/322)和呼气端口(224/324)；其中，当在所述吸气通路中发生阻塞时，环境空气能够从所述呼气端口并且通过所述双向呼气阀被抽吸，并且在呼气期间，呼出物通过所述双向呼气阀和所述呼气端口离开所述呼吸机；其中，当在呼气通路中发生阻塞时，吸入物由动态鼓风机输送，并且在呼气期间，动态鼓风机降低其速度或停止，并且呼出物通过双向紧急阀、动态鼓风机和环境空气入口而离开呼吸机。

相关申请的交叉引用

本专利申请要求35U.S.C.119(e)条下的2020年7月2日提交的美国临时申请No.63/047,435的优先权，其内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及用于在患者的机械通气期间防止由阻塞引起的窒息的方法和系统。

背景技术

尽管呼吸机设计已经变得越来越复杂和有效，但是它仍然受到可能威胁通气受试者的健康的若干显著限制。例如，呼吸机的气流通路中的非常简单的事件，即阻塞(也称为堵塞或闭塞)，可以限制或阻止空气流到通气受试者。尽管呼吸机将检测到阻塞并发出警报，但患者可能不会及时得到必要的注意，这可能导致窒息造成的伤害或死亡。当发出警报时，临床医生必须接收警报，到达呼吸机，识别阻塞，并修复阻塞以使受试者再次正确通气。如果经过太多的时间，缺氧会对受试者造成严重的健康后果。

阻塞可以在呼吸机中以几种不同的方式发生。例如，如果在用于将气体引导到受试者的管道系统部分中发生阻塞，则受试者将能够通过呼出分支、止回阀和呼吸机的呼气端口呼出在他/她的肺中的气体。然而，当受试者试图吸气时，由于气体输送通路阻塞，很少或没有气体被输送到患者。由于止回阀阻止气体从环境流向他/她的肺，这进一步加剧。受试者将不能从环境中抽吸空气，因为呼气系统中的止回阀将阻止气体从环境流向受试者。

阻塞可选择地发生在受试者端口和呼出气体出口之间的管道系统中。这种阻塞可能位于管道回路部分中，但也可能由于呼气阀的故障而发生，使得呼气阀保持关闭。在这种情况下，受试者肺中的气体不能离开系统，因为位于气体输送端口中的止回阀阻断了进入呼吸机的所有气体流。只有朝向受试者的气流被允许流动，并且肺保持膨胀，因为呼气端口中的止回阀阻止气体离开管道系统，因为它阻塞气体到大气的通路。这使得受试者膨胀并且不可能进行气体交换。在这些情况中的任一种情况下，受试者将窒息并且如果不注意就死亡。如果临床医生没有足够快地解决该情况，则受试者可能遭受缺氧损伤。

发明内容

因此，需要一种即使在气体输送通路或气体返回通路中发生阻塞时也允许患者呼吸的呼吸机，从而防止缺氧损伤或窒息。

本公开涉及用于在气体输送通路或气体返回通路中发生阻塞的情况下使空气能够流入和流出通气患者的创造性方法和系统。本文的各种实施例和实现方式涉及一种呼吸机系统，该呼吸机系统包括具有环境空气入口的吸气通路，诸如安全阀或吸气保持阀的双向紧急阀，以及动态鼓风机，并且包括具有双向呼气阀和呼气端口的呼气通路。呼气通路被配置为使得当在吸气通路中发生阻塞时，在吸气期间，患者可以从呼气端口并通过双向呼气阀抽吸环境空气，并且在呼气期间，呼出物通过双向呼气阀和呼气端口离开呼吸机。吸气通路被配置为使得当在呼气通路中发生阻塞时，在吸气期间，吸入物通过动态鼓风机被递送到患者，并且在呼气期间，动态鼓风机降低其速度或停止，并且呼出物通过双向紧急阀、动态鼓风机和环境空气入口离开呼吸机。