[发明专利]呼吸支持的方法及相关装置

说明书

本发明公开了一种呼吸支持装置的方法及相关的呼吸支持装置。所述方法可能包括第一步，在用户吸入期间，仅将来自气源的呼吸气体传输到调节器的调节器腔，以及第二步，在所述用户所述吸入期间，将来自周围环境的环境空气传输到所述调节器腔。所述第一步和所述第二步按顺序进行，从而在所述第一步中将所述的呼吸气体传输到所述用户的肺部，并在所述第二步中将所述环境空气传输到所述用户的不进行氧气交换的区域。

交叉引用相关申请

本申请要求2020年4月17日提交的美国申请号16/851405以及2021年1月4日提交的(部分延续)美国申请号17/141138的优先权，上述所列专利的全部内容并入本申请中作为参考。

技术领域

本公开涉及为用户提供可呼吸气体的装置和相关方法，更具体地说，本专利涉及为患有呼吸系统疾病的用户提供呼吸支持的装置和相关方法。

背景技术

举个需要呼吸支持的例子，导致COVID-19(新型冠状病毒肺炎)的SARS-CoV-2冠状病毒，是一种高传染性、致命性的冠状病毒，其死亡率可能高于流感。每个人都很容易遭受病毒的攻击，其中有潜在疾病的老年患者风险更大。婴儿和健康的成年人都曾死于这种好发于呼吸道的病原体。新型冠状病毒肺炎致命的特征是可能很快发生严重的呼吸衰竭。即使看似无症状的患者，血氧饱和度也可能低得惊人。例如，血氧饱和度从近99％下降到85％的患者，可能视为有心肺骤停的紧急危险。也有些看似年轻健康的、没有呼吸短促的新型冠状病毒肺炎患者，血氧饱和度在70％的范围内。因此，这些新型冠状病毒肺炎患者的安全可能根本无法得到保证，应尽早接受积极的氧气支持。

该病毒不仅攻击患者的肺组织，也攻击心脏、肝脏和血管内壁的内皮，并导致并发症。在患者的肺部，血浆从血管树渗出，进入了肺泡腔，进一步阻碍了氧气交换。这部分患者相继陷入呼吸衰竭，对呼吸支持有抵抗力，死亡率约52％至85％。

呼吸衰竭的新型冠状病毒肺炎患者可能需要长时间的呼吸机支持。呼吸机是一种复杂的机器，需要深厚的医学知识进行操作，通常用在医院的重症监护室。呼吸机可能需要每分钟约200升到每分钟约250升的氧气供应。虽然有时呼吸机可能挽救生命，但也可能导致严重的并发症，例如肺穿孔和血流动力学的崩溃。在紧急情况下，可能需要使用镇定剂和麻痹药物，来防止患者因需要插管而抗拒使用呼吸机。由于患者脆弱、受损的肺很难应对强制呼吸带来的创伤，所以绝大多数使用呼吸机的新型冠状病毒肺炎患者，死于难治性缺氧。除了新型冠状病毒肺炎患者外，患有严重末梢器官疾病的患者，例如充血性心力衰竭，或慢性阻塞性肺疾病等，同样需要有效的供氧，来保护和维持有意义的生活质量。

高频鼻导管(HFNC)可能作为呼吸机的替代品。高频鼻导管依靠自主呼吸，但氧气的供应约为60-80升/分。高频鼻导管通常用于医院的重症监护室。

肺泡如果要实现接近100％的氧合作用水平，通常认为，要么使用呼吸机，要么使用高频鼻导管(HFNC)。然而，医院里有时甚至连一个床位都很难得到，更不用说要接受这样的治疗，需要重症监护室的病床，这可能会导致额外的痛苦以及生命的损失。

另一种极端情况，例如职业运动员、登山运动员和需要部署在高海拔地区的军事人员等，为了诱导红细胞生成素的产生，可能需要在相对低氧的环境中进行训练。促红细胞生成素刺激骨髓产生更多的红细胞。红细胞数量的升高增加了血液的携氧能力，但这个过程需要1-2个月。例如，在特殊的军事训练条件中，通过每天多次将士兵暴露在10％-17％的氧气浓度范围内长达1.5小时，来模拟这种相对缺氧的情况(周期性/间歇性低氧治疗(IHT))。这种适应训练通常需要结队行动，需要特殊的装备设施和部署，而装备设施和部署可能不总是与训练时间相匹配。仓促的部署可能意味着士兵并没有获得最佳的训练环境。