[發明專利]外殼和外殼組件及用于使對象的肺換氣的布置

有效

• 申請號: 201210214807.6
• 申請日: 2012-06-27
• 公開（公告）號: CN102847214A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: E.海諾寧;J.蘭塔;M.阿拉寧
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: A61M16/00
• 分類號: A61M16/00;A61M16/01
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

技術領域

本公開大體而言涉及用于去除呼吸氣體流的不想要的呼吸氣體組分的物質的外殼和外殼系統。該外殼包括：用于接收物質的第一空間；第一壁，其包圍第一空間的部分；第一端，其操作地連接到第一壁且包圍第一空間的部分，第一端包括用于與第一空間氣體連通的第一開口；以及，第二端，其與第一端相對，操作地連接到第一壁且包圍第一空間的部分，第二端包括用于與第一空間氣體連通的第二開口。該外殼還包括：第一通道，其在第一端與第二端之間用于引導氣體流。本公開還涉及一種使對象的肺換氣的布置。

背景技術

麻醉機被優化為使用揮發性麻醉劑液體來給予患者麻醉劑。在這樣的系統中，麻醉劑汽化且以受控制的方式混合到呼吸氣流內以提供氣體混合物用于麻醉患者以進行外科手術。最常用的揮發性麻醉劑為鹵代烴鏈，諸如氟烷、安氟醚、異氟烷、七氟烷和地氟烷。此外，氧化亞氮(N2O)能算在這組揮發性麻醉劑內，盡管氧化亞氮的高蒸氣壓力造成氧化亞氮在高壓氣體柱體中自發地汽化，但是由此，其能直接作為氣體與氧氣混合。僅氧化亞氮的麻醉效力很少足以麻醉患者且因此使用另一揮發性試劑來輔佐它。

由于揮發性麻醉劑較為昂貴，它們為有效溫室氣體且還對大氣臭氧層有害，所以麻醉機被發展為最小化這些氣體的消耗。為了保持患者麻醉，需要限定的對于麻醉劑的大腦分壓。此分壓通過使在肺中的麻醉劑分壓保持充足來維持。在穩態期間，肺和身體的分壓相等，且在血液與肺之間并未發生麻醉劑的凈交換。但是，為了提供氧氣且消除二氧化碳，需要持續肺換氣。

麻醉機被設計成向患者提供氧氣且消除二氧化碳(CO2)，同時保留麻醉氣體。為了滿足這些目的，使用再呼吸回路。在此患者中，呼出的氣體重新引入以吸入。在重新吸入之前，必須從氣體去除二氧化碳，這利用二氧化碳吸收體來進行。在吸入之前，基于患者的需求，向該氣體供應額外氧氣和麻醉劑。在此布置中，添加到再呼吸回路的額外氣體流可小于0.5?L/min，但患者換氣可為5-10?L/min。這樣的肺換氣使用換氣機以超壓推動吸入氣體到患者肺且然后允許其從加壓的肺被動地流出到呼吸回路來實現。

換氣將呼吸回路氧氣運送到肺用于攝取以在人體新陳代謝中燃燒。其產物為CO2，其由血液循環運輸到肺，從那里，其隨著呼出氣體運送出來。在再吸入之前，引導該氣體通過用于CO2去除的吸收體。有效CO2去除需要呼吸氣體與去除物質的密切接觸。為了提供較大的接觸面積，去除物質因此為填充匣盒(cartridge)的顆粒的多孔結構的表面。此顆粒結構的形式由流動阻力引導，其限制是呼吸回路的一個關鍵設計目的。在優化用于最小阻力的吸收體中，通過堆疊顆粒的氣體流路徑較短且流動分配到較寬區域。在這樣的結構中，氣體由于大的表面積而緩慢地流動，從而提供用于在氣體與吸收劑顆粒之間反應的時間。

吸收體傾向于在顆粒上方具有空的空間。如果對吸收體的氣體入口和出口將對準以允許穿過該匣盒的水平流動滲透，則流動將傾向于此空的空間且CO2將泄漏通過而不會變得被吸收。因此，氣體流必須總是在豎直方向穿過吸收劑滲透。

在與吸收體反應時發生CO2吸收。一旦夾帶CO2的氣體流遇到反應性吸收劑，則開始此反應。使用新鮮的吸收體，這在到吸收體的氣體入口上發生。圖1呈現在橫坐標1上的CO2濃度和在縱坐標2上的吸收體高度。濃度為4的夾帶CO2的氣體3在吸收劑的頂部高度5處進入吸收體。當在吸收劑內滲透一定距離時，濃度如由曲線6所示地減小至零。由于吸收劑的顆粒結構，這種吸收更精確地從靠近氣體入口的層開始。曲線6的此豎直高度稱作轉移區。在轉移區開始處的氣體CO2濃度為入口濃度且在末端處，其為零。在轉移區之間，濃度從入口濃度逐漸地下降為零。一旦發生了CO2吸收，損耗反應性吸收劑。因此，在入口處不再發生吸收，這推動轉移區沿著吸收體內的氣體流路徑向前，如所示的連續曲線8、9、10那樣。

當轉移區的前緣到達吸收體床11的另一端時，氣體流以增加的部分滲透穿過吸收體，但不使得CO2被吸收，從而增加從吸收體13流出的氣體的CO2濃度12。當傳遞的氣體的CO2濃度到達最大允許濃度14時，必須更換吸收體。通常，此限制在0.5%至1%之間變化。但在此點，吸收體具有留在轉移區中的大量剩余吸收容量。