便携式医疗系统改进CO中毒的治疗方法

近50年来，公认的一氧化碳中毒最原始的治疗方法就是在将病人送入高压舱之前，给病人输入含氧100%的气体。

但是这项技术在20世纪20年代就得到改进，人们采用氧气和二氧化碳的混合气体取代了纯氧气输入治疗方法。遗憾的是，这项技术没有得到商业化的许可。

最近，多伦多总医院的研究人员发现了这种古老的治疗方法，并着手改进现有的医疗技术。对于远离高压治疗中心的一氧化碳中毒病人来说，有种办法在运输的途中，能够提高他们身体对氧气的吸收，真正有效地降低了长时间运输的副作用，可以决定病人生死。

致命现实

在工业社会，一氧化碳毒气是第一致命气体（http://designnews.com.cn/0802-403.aspx）。 仅在北美地区，每年70000名患者中超过10%的人都因为一氧化碳中毒死亡。在幸存者当中，有大约30%一氧化碳中毒患者肢体残疾或者在数年内神经受损。这些人有些是在火灾中吸入一氧化碳，有些是由于家中烧炉子吸入的毒气，还有的是在工业生产事故中吸入的，例如煤矿爆炸，火灾或者自杀等过程。减少这一统计数字的关键是在最终进入高压舱治疗前治疗方法的改进。

Viasys 公司出品的Clearmate 9000 治疗仪可以给一氧化碳中毒的病人

提供100%氧气或者94% 的氧气以及6% 二氧化碳的混合气体。

Clearmate9000 治疗仪的混合阀门以及自定义供气和调节单元，装配了自定义多接口，能够适应公文箱大小空间内的整体气动控制回路的流通。

项目目标

研究测试采用标准的水中呼吸气罐调节器以及标准的自充气恢复袋，这些能够保证研究过程中部分二氧化碳压力（PCO2）不变。为了制作一个可用的产品，研究者从Viasy公司的传感器医学部门获得帮（http://designnews.com.cn/0802-404.aspx）。他们制定了一些设计标准，包括根据病人的呼吸频率来调整二氧化碳与氧气的比例。另外，当病人的呼吸水平维持在期望的PCO2标准，二氧化碳气流便停止了。为达到这些目标，PCO2控制必须能够自动控制，一旦氧气或者二氧化碳罐内压力下降，失误安全操作必须安装音频警报器。

自定义阀门技术

为达到这个项目目标，设计要求有氧气及二氧化碳混合阀门和供应/调节器单元。串连的两个阀门可以控制流入混合阀门以及调节器部分的最佳气流量。当标准的充气阀不能提供所需的精度时，设计小组从Humphrey工程解决公司请来了专家。

阀门工程师决定安装的阀门必须在变窄开合压力的带宽下，具备开/关功能。阀门的设计需要考虑在提升阀底座安装压力弹簧。但是这种类型的阀门，也被称作TAC阀门，它自身无法平衡，同时需要更多的动力来推进以获得精确设置点。现有的310螺线管阀（http://designnews.com.cn/0802-405.aspx）符合较低的机械动力要求，但是直接起作用的螺线管设计并不是完全气动的。作为引导操作器，在310阀上用改进的TAC阀取代螺线管，提供了一种满足两个标准的解决办法。

根据Humphrey公司产品销售及市场总监Dave Maurer所说，“产品应用最大的技术难题在于让引导操作器达到较高水平同时上面作用的永久关闭压力减到最小。”产品应用最难的地方是采用带滴漏减缓压力的瓶装氧气以及二氧化碳。在这些条件下让操作器关闭很困难。但是，自定义设计就解决了这个问题。

自定义设计采用顶部带活塞的延长推进杆。除了采用双弹簧获得持续运动力外，在生产过程中，利用调节器的帮助每个组件都能够获得最大关闭压力。结果是，自定义阀门组件能够在极低的渗漏压力率下维持特定的40±1 psi开/关氧气设定点。

自充气恢复袋或是呼吸阀可以为纯氧气或者氧气和二氧化碳混合气体提供中间缓存。

最终设计

通过成功的调节组件，Viasys公司将修改并简化整个设计外观的挑战任务交给Humphrey公司。自定义多头阀简化了阀门、止回阀、调节器、压力计以及二氧化碳开/关阀门之间的管道以及连接件的连通。除了将整个产品减小到一个公文箱尺寸外，新的多头阀消除了各种气体渗漏问题。

二氧化碳开/关阀门的再设计里面包含了失误安全设计。其他型号产品还包括加强可靠性和持续操作性的新阀门，一个独立气动警报器以及在使用过程中为防止污染物的锥形铜过滤嘴。Humphrey公司在正压下进行整体设备组装，清洁了环境消除灰尘以及其他外部试图进入系统的材料。最终，每个单元的100%测试保证了按照精确标准进行操作。

气流回路在不使用电子或者电子部件的基础上可以获得精确量的氧气/ 二氧化碳混合气体或者纯氧。

结果是被称为Clearmate的小型便携式氧气疗法系统，被证明是最有效的高压舱治疗法。在火灾中吸入烟雾，在煤矿爆炸火灾以及其他事故爆炸中吸入碳氢化合物，Clearmate都能够为受伤者提供快速氧气治疗。其他应用领域还包括由于错误使用家庭加热系统，误用煤油等加热器，其他火源以及自杀中导致的一氧化碳爆炸事故的最初治疗。除了给世界范围内那些高压舱以及运输环境良好的工业区域的一氧化碳事故提供治疗之外，第三世界国家获得的收益更大。在这些地区，缺少设置了高压舱的医院，同时缺乏严格的工业生产安全条例，在室内做饭取火用的木材，木炭或者其他一氧化碳来源材料也加重了一氧化碳中毒的可能性，同时还会造成更加恶劣的结果。对于这些患者来说，Clearmate系统是唯一的选择。