一种部分液体通气智能辅助装置的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种部分液体通气智能辅助装置。


背景技术：

2.急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ards)是各种直接和间接致伤因素导致的非肺泡上皮细胞及毛细血管内皮细胞损伤，造成弥漫性肺间质及肺泡水肿，导致的急性低氧性呼吸功能不全。以肺容积减少、肺顺应性降低、通气/血流比例失调为病理生理特征，临床上表现为进行性低氧血症和呼吸窘迫，肺部影像学上表现为非均一性的渗出性病变。ards是多种病因引起的，以难治性低氧血症、持续性肺部炎症和血管通透性增加为特征的临床综合征。ards的病因可分为原发性肺损伤(细菌性、病毒性或吸入性肺炎、血管炎或其他原发性肺病)或继发性肺损伤(休克、创伤、脓毒症、胰腺炎等)。2012年柏林定义依据氧合情况，将ards分为轻度[200mmhg＜氧合指数(pao2/fio2)≤300mm hg]、中度(100mmhg＜pao2/fio2≤200mmhg)和重度(pao2/fio2≤100mmhg)。尽管最近的临床研究显示ards预后有所改善，但重度ards的住院死亡率仍达46.1％。因此，在积极治疗原发病的同时，不断积极完善和制定ards标准辅助的呼吸支持方案，对改善ards患者的预后尤为重要。
[0003]
目前ards呼吸支持治疗的主要方式为机械通气治疗，但呼吸机相关性肺损伤和继发的纤维化易导致病情恶化，产生灾难性后果。从上世纪90年代左右，开展液体通气治疗ards至今，为临床ards的治疗提供了新的思路，有望成为提高ards救治率的突破点。
[0004]
液体通气治疗主要有两种方式：完全液体通气(tlv)和部分液体通气(plv)。其中，完全液体通气(tlv)，即用液体呼吸介质(目前主要为全氟化碳类化合物，pfc)替代气态呼吸介质，向肺内注入相当于肺总量的pfc，通过液体通气机驱动液体在肺内外循环的方式。其中pfc在ards治疗中有独特的药理学特性，目前已知pfc具有以下生理作用：
①
具有较高的携氧及co2能力，在肺内起着气体转运的作用；
②“
液态peep”效应，使萎陷的肺泡重新开放，降低肺泡表面张力，减少死腔；
③
受pfc的重力作用，肺内上、下区域的血流得以重新分布，尤其是使肺下垂部位的血流相对减少，改善肺内通气/血流比；
④
促进肺内源性肺泡表面活性物质产生；
⑤
有利于肺泡及小气道分泌物的排出；
⑥
抑制肺组织的炎性反应，防止或减轻肺损；
⑦
有稳定细胞膜及抑制肺内炎性介质及细胞因子释放的作用；
⑧
有一定的抑制呼吸道细菌生长繁殖的作用。因此，将pfc作为完全液体通气的呼吸介质，可使ards患者肺顺应性增加，同时po2及pco2均有不同程度的改善。
[0005]
但是，完全液体通气同样存在一些缺陷，例如：tlv是在一个闭合回路中进行的，因此还需要另一个体外回路对pfc供02及排出co2，导致整体装置十分复杂；由于pfc的黏滞度相对较高，在气道中流动时的阻力较大，因而显著增加了呼吸功；同时，pfc相对较高的黏滞度，也使呼气及吸气的时间延长，因而使单位时间内在机体允许气道压下进出肺的液体量受到了限制；另外，还具有不利于气体交换、不良反应多等缺陷，导致目前tlv的临床应用受到了极大的限制。
[0006]
部分液体通气(plv)已被证明可以改善氧合并减少肺损伤，但部分液体通气的临床试验研究存在差异，这与适应症选择、给药方式的稳定性、呼吸机参数设置等问题有关，亟需标准的部分液体通气装置。


技术实现要素：

[0007]
本实用新型的目的在于提供一种部分液体通气智能辅助装置，其解决了完全液体通气治疗ards时存在的装置复杂、增加呼吸功、不利于气体交换、肺顺应性低、不良反应多等缺陷。
[0008]
本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：
[0009]
一种部分液体通气智能辅助装置，包括呼吸机、pfc液池、氧合器、节流阀、第一驱动泵、第二驱动泵和气液分离罐，所述呼吸机设有用于与肺部通气的吸气管道和呼气管道，所述pfc液池出液口通过第一驱动泵与氧合器输入端连接，所述氧合器输出端与节流阀输入端连接，所述节流阀的输出端接入吸气管道，所述气液分离罐的气液混合入口和气体出口接入呼气管道，气液分离罐的液体出口通过第二驱动泵与pfc液池进液口连接；
[0010]
所述氧合器采用膜式氧合器，所述气液分离罐内设有冷凝器。
[0011]
进一步改进在于，所述装置还包括控制器和监测器，所述控制器的信号输入端与监测器的信号输出端连接，控制器的信号输出端与第一驱动泵、第二驱动泵的控制端连接，监测器被配置为实时监测确定肺部的功能残气量，控制器被配置为在每次肺部吸气时根据功能残气量控制向肺部注入相当于功能残气量的pfc。
[0012]
进一步改进在于，所述第一驱动泵和第二驱动泵周期性切换启动，所述控制器进一步被配置为控制第一驱动泵与呼吸机的吸气相同步工作，控制第二驱动泵与呼吸机的呼气相同步工作。
[0013]
进一步改进在于，所述装置还包括流速传感器，所述流速传感器设置于吸气管道和呼气管道的交汇管段，且流速传感器的信号输出端与控制器的信号输入端连接；
[0014]
当呼吸机进行吸气相和呼气相的周期性转换时，流速传感器被配置为实时监测管道内的流速值，控制器进一步被配置为在流速值不为零且低于预设值时触发控制第一驱动泵和第二驱动泵的切换启动命令。
[0015]
进一步改进在于，所述氧合器采用膜式氧合器。
[0016]
进一步改进在于，所述呼吸机采用容控模式。
[0017]
本实用新型中，部分液体通气通过以下两个方面来改善肺力学：pfc作为外源性表面活性物质，通过附着于肺泡内壁来降低肺泡内的表面张力，从而起到稳定肺泡及维持肺泡开放的作用；另外，当pfc灌注入肺泡内时，可阻断肺泡一气体界面并扩张闭塞的肺泡腔。
[0018]
本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用部分液体通气的方式，且通过连接呼吸机进行完全同步的肺部通气，向肺内注入相当于功能残气量的pfc以消除肺泡内的气液界面，能有效改善ards的气体交换、提高肺顺应性、减轻呼吸机所致肺损伤以及炎症反应，使整体疗效明显优于常规机械通气以及完全液体通气。
附图说明
[0019]
图1为本实用新型的结构示意图；
[0020]
图中：1、呼吸机；2、pfc液池；3、氧合器；4、节流阀；5、第一驱动泵；6、第二驱动泵；7、气液分离罐；8、吸气管道；9、呼气管道；10、控制器；11、监测器；12、流速传感器；13、液位计；14、冷凝器。
具体实施方式
[0021]
下面结合附图对本技术作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本技术进行进一步的说明，不能理解为对本技术保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本技术作出一些非本质的改进和调整。
[0022]
如图1所示，一种部分液体通气智能辅助装置，包括呼吸机1、pfc液池2、氧合器3、节流阀4、第一驱动泵5、第二驱动泵6和气液分离罐7，呼吸机1设有用于与肺部通气的吸气管道8和呼气管道9，pfc液池2出液口通过第一驱动泵5与氧合器3输入端连接，氧合器3输出端与节流阀4输入端连接，节流阀4的输出端接入吸气管道8，气液分离罐7的气液混合入口和气体出口接入呼气管道9，气液分离罐7的液体出口通过第二驱动泵6与pfc液池2进液口连接。其中，节流阀4用于控制pfc液体的流量，同时可精准控制pfc液体流速，避免pfc液体注入不稳定而对呼吸机呼气压力造成影响。
[0023]
在吸气相，呼吸机1将固定容积的气体通过吸气管道8泵入肺部；与此同时，pfc液池2内的pfc液体经第一驱动泵5的驱动，先进入氧合器3进行氧合，再进入节流阀4内进行节流控制，固定流速的pfc微粒进入吸气管道8，随着呼吸机1的气体一起注入人体肺部，需要注意的是，通过对第一驱动泵5调节控制，实现pfc微粒的注入量相当于功能残气量。
[0024]
在呼气相，呼吸机1通过呼气管道9将肺部内废气以及pfc呼出，呼出的混合物经气液分离罐7的气液混合入口进入气液分离罐7，气液分离罐7内温度较低，pfc在极短时间内冷凝成液态，液态pfc在气液分离罐7内沉积，而呼出的废气由气液分离罐7的气体出口排走；与此同时，气液分离罐7内沉积的液态pfc经第二驱动泵6的驱动，进入pfc液池2内暂存，需要注意的是，每次第二驱动泵6从气液分离罐7抽出pfc的量等于肺部呼出pfc的量，以维持pfc循环的动态平衡。
[0025]
通过上述过程，实现pfc的注入与呼吸机1的通气完全同步，且注入量相当于肺部的功能残气量，以消除肺泡内的气液界面，能有效改善ards的气体交换、提高肺顺应性、减轻呼吸机所致肺损伤以及炎症反应，使整体疗效明显优于常规机械通气以及完全液体通气。
[0026]
为了便于智能化控制，本实用新型中，装置还包括控制器10和监测器11，控制器10的信号输入端与监测器11的信号输出端连接，控制器10的信号输出端与第一驱动泵5、第二驱动泵6的控制端连接，监测器11采用常规监测设备(例如公开号为cn102245099b的专利文献中介绍的相关设备，当然也可采用其他的有效设备)，监测器11被配置为实时监测确定肺部的功能残气量，并将监测的信号发送给控制器10，控制器10被配置为在每次肺部吸气时根据功能残气量控制向肺部注入相当于功能残气量的pfc，以消除肺泡内的气液界面。
[0027]
在本实用新型实施例中，第一驱动泵5和第二驱动泵6周期性切换启动，控制器10进一步被配置为控制第一驱动泵5与呼吸机1的吸气相同步工作，控制第二驱动泵6与呼吸机1的呼气相同步工作。
[0028]
具体的，作为实现第一驱动泵5和第二驱动泵6周期性切换启动的实施方式，本实
用新型装置还包括设置于吸气管道8和呼气管道9交汇管段(气管插管)的流速传感器12，流速传感器12的信号输出端与控制器10的信号输入端连接；当呼吸机1进行吸气相和呼气相的周期性转换时，流速传感器12被配置为实时监测管道内的流速值，控制器10进一步被配置为在流速值不为零且低于预设值时触发控制第一驱动泵5和第二驱动泵6的切换启动命令。
[0029]
例如，在吸气相时，第一驱动泵5启动、第二驱动泵6关闭，呼吸机1将固定容积的气体导出，配合注入的pfc微粒，吸气管道8上的流速传感器12监测的流速值瞬间增大(超过预设值)，而呼气管道9上的流速传感器12监测的流速值为零，随着吸气过程的进行，气体和pfc逐渐被注入肺部，气体流量慢慢减小，因此吸气管道8上的流速传感器12监测的流速值逐渐减小，当流速值减至低于预设值时，说明吸气过程基本结束，只剩残留的部分气体，肺部进入缓冲阶段，此时为停止注入pfc的最佳时期，所以在流速值低于预设值时，立即触发第一驱动泵5关闭、第二驱动泵6启动的命令，停止注入pfc，以待进入呼气相。而由呼气相进入吸气相同理。
[0030]
为了便于管道的连接，在本实用新型实施例中，吸气管道8和呼气管道9的交汇合并成一条管道并通过气管插管与肺部连接，另外，在吸气管道8上还设有单向阀，用于限制流量只能由呼吸机1流向肺部，在呼气管道9上也设有单向阀，用于限制流量只能由肺部流向呼吸机1。在吸气相时，呼吸机1泵出的气体只能经吸气管道8进入肺部，而在呼气相时，肺部呼出的气体只能经呼气管道9排出。
[0031]
在本实用新型实施例中，氧合器3采用膜式氧合器，其氧合效率高。
[0032]
在本实用新型实施例中，气液分离罐7内设有液位计13，液位计13用于测量气液分离罐7内的液态pfc的量，当量过多或过少时，说明设备存在运行故障，例如驱动泵的运行速率出现偏差，亦或肺部pfc未及时排出等，需要进行故障排查，保证安全性。
[0033]
在本实用新型实施例中，在连接肺部的插管上还可以设置温化湿化器，用于对吸入肺部的气体或pfc进行温化和湿化，以提升肺部的适应性。
[0034]
在本实用新型实施例中，气液分离罐7内设有冷凝器14，其能让进入罐内的混合物中pfc在短时间内冷凝成液态，沉积下来，并限制其挥发。
[0035]
在本实用新型实施例中，呼吸机1采用容控模式，其工作时将固定容积的气体泵入病人气道及肺部，产生吸气呼气的动作。
[0036]
本实用新型中，部分液体通气通过以下两个方面来改善肺力学：pfc作为外源性表面活性物质，通过附着于肺泡内壁来降低肺泡内的表面张力，从而起到稳定肺泡及维持肺泡开放的作用；另外，当pfc灌注入肺泡内时，可阻断肺泡一气体界面并扩张闭塞的肺泡腔。
[0037]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。