CN101330944A - 颗粒阻隔氧气输送面罩 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种颗粒阻隔氧气输送面罩，包括：至少部分地由过滤材料构成的面件，连接至面件的诸如带的紧固件，和设置在面件上的气体输入口。气体输入口可包括可选的单向阀。面罩可连接至连续的氧气流，或可用作为部分地或不可再呼吸的面罩。面罩允许高浓度的氧气进入病人，同时将病人与其环境中任何潜在易传染的空气传播颗粒隔离。该面罩还防止病人呼出的任何潜在易传染的液滴或雾化颗粒物质进入环境中并潜在地传染给其他人。

Description

颗粒阻隔氧气输送面罩

相关申请的交叉引用

本申请要求于2006年7月31日提交的美国专利申请No.11/461,291和于2005年10月19日提交的美国临时专利申请No.60/728,086的优先权。上述专利申请通过引用被并入本文，如同在此全部陈述一样。

技术领域

本发明领域总的来说涉及用于向病人提供氧气的面罩。更具体地，本发明领域涉及如下氧气面罩，其减轻或完全消除包含诸如病毒或细菌等传染物的呼吸液滴或其他颗粒物质的散布。

背景技术

许多传染病通过由感染对象呼出的呼吸液滴或其他雾化颗粒传播。例如，水痘、肺结核和严重的急性呼吸道综合症(SARS)已知为通过医院传播而造成感染。其他传染病，例如高致病性禽流感(禽流感)以类似的方式传播。

由于病原体以呼吸道为目标或者将易传染颗粒发散进入呼吸道分泌物而受感染的病人，频繁患有例如咳嗽和呼吸不足的呼吸症状，并且还具有通过肺部进行的减小的血液氧和。因此，必须经常补充氧气而将其输入给这些受感染的和潜在会传染的病人。市场上通行的并在当前使用中的多数氧气面罩由不透气的材料(例如塑料或橡胶)制成，因此具有敞开口，微观和宏观液滴在咳嗽、谈话或甚至呼气期间通过该敞开口漏逸，因而存在家庭成员和医护人员受传染的风险。

使用常用的氧气面罩，空气随着每一次呼吸从环境中吸入，而且如果在病人附近存在易传染的液滴，就可能将病人暴露于这些液滴。这对于免疫系统受危害的病人尤为危险，因而这类病人如果暴露于并不导致其他健康人出现疾病或者病情轻微的生物体，病情就可能变得严重。这类病人的实例为年迈的病人，患有诸如糖尿病、脓毒症、自身免疫性疾病、酒精中毒、癌症等严重类型疾病的病人，和接受免疫抑制治疗或癌症化疗的病人，例如，患有白血病、淋巴瘤、实体肿瘤和移植患者的病人。大多数病人在病情严重时很可能要输氧，而此时这种病人极其脆弱，由于由探访者及其医护人员所携带的可能致病细菌和病毒而患上严重疾病。因此，采用目前最常用的氧气面罩，病人不会被隔离而免受其所处环境中的传染呼吸道液滴感染，而且也不能保护环境不受来自于病人的易传染液滴污染。

由VIASYS健康护理公司(VIASYS HEALTHCARE)配发的一种氧气面罩--Hi-Ox 80面罩，在供氧时使病人与环境隔离并保护环境免受污染。分离的过滤器元件可放置在Hi-Ox 80面罩的呼气口上以防止呼出易感染的呼吸道颗粒。在吸气时，病人呼吸的或者是来自于洁净氧气源的洁净氧气，或者是已经经过该过滤器的外部空气。

然而，Hi-Ox 80面罩主要用于所需氧气浓度相对较高的病人。Hi-Ox 80面罩使用类似于标准氧气面罩的塑料面罩，但该面罩并不具有在病人通过阀管呼气时使颗粒物质漏逸所经过的孔。另外，Hi-Ox 80面罩具有坚固的设计结构，其中尤其包括多个阀，这势必增加设备成本。三阀设计提供复杂的连续气体流，正确使用需要相当的专业技能，因此不能被未经训练的人员安全地使用。

现在日益关注的是，世界范围内的流感大流行(例如，禽流感)可能会爆发，这将在发达国家和不发达国家中感染数以百万的人。这些人中即使不是大多数忍受折磨，也会有许多人将染上某种形式的呼吸窘迫。尽管补充氧气可帮助保持肺功能，然而不具有过滤性能的传统面罩也会加剧液滴携带的呼吸感染的传播。例如，见R.Somogyi等人所著：“在面罩开启或关闭时呼吸液滴的散布”：“针对SARS传播的推论”，栏目2004；125；1155-1157(Dispersal of Respiratory Droplets With Open vs.Closed DeliveryMasks：Implications for the Transmission of SARS，Chest2004；125；1155-1157)。虽然Hi-Ox 80面罩可在一定程度上进行使用，但是仍需要一种可由辅助医务及非医疗人员安全使用的成本相对较低且有效的面罩，其在提供补充氧气的同时，通过隔离病人并防止呼出(和/或吸入)悬浮在空气中的潜在感染或实际感染的呼吸道液滴或其他颗粒，从而保护照顾者或者其他受感染的病人。

这种面罩将会质量较轻且可以长时间佩戴。此外，这种面罩将易于存储和运输而使得其适用于大规模爆发疫情的情况。类似地，需要一种面罩，其可以使生产成本相当低从而能够大量配发。最后，这种面罩应该适合辅助医务人员(例如，第一出动人员)和非医务人员在例如流行病的大规模灾难情况下使用。上述预期类型的面罩可能不仅用于自然发生的流行病的情况，而且还用于生化恐怖活动的情况。

发明内容

在本发明的一方面中，一种颗粒阻隔氧气输送面罩包括：面件，其至少部分地(或其大多数)由过滤材料构成；固定至所述面件的诸如带的紧固件；和设置在所述面件上的气体输入口。所述气体输入口可具有能够连接至氧气源的氧气入口。

另外，所述阻隔颗粒氧气输送面罩另外可包括可选的单向阀，其位于所述气体输入口中或所述面罩的其他地方，从而在吸气期间允许空气从外部进入其中，并防止呼出气体和颗粒物质离开所述面罩，除非经过所述面罩的颗粒阻隔材料流动。该面罩意在用于感染病人，在空气中不存在病毒或细菌危及病人的情况下，接收这种环境中的氧气。

在一实施例中，所述颗粒阻隔氧气输送面罩可包括可选的单向阀，其设置在所述气体漏逸出口中或所述面件中，所述单向阀迫使病人只通过过滤材料吸入外部空气，并直接向环境呼气，从而适用于需要氧气而又不能受感染的病人，这类病人需要与环境中潜在的易传染颗粒隔离。

在另一实施例中，所述颗粒阻隔氧气输送面罩可包括带有可选储蓄器的气体输入口，该储蓄器在呼气期间收集经由所述氧气入口进入所述气体输入口的氧气。带有储蓄器的气体输入口可具有气体输入口中的可选单向阀，其处于所述氧气入口和蓄氧器的近端(靠近病人)。所述单向阀在吸气期间打开，以允许来自于所述氧气源的氧气以及所述储蓄器中所存储的氧气进入所述面罩，并在呼气期间关闭，以允许来自于所述氧气入口的氧气流入所述储蓄器并限制呼出气体进入所述空气入口。

在一实施例中，颗粒阻隔氧气输送面罩包括：面件，所述面件至少一部分由过滤材料形成；和连接至所述面件的诸如带的紧固件。两件式气体输入口设置在所述面件中，其中，所述面件介于外件与内件之间。单向阀设置在所述两件式气体输入口中。例如，所述单向阀基本上防止呼出气体经由所述气体输入口排出所述面罩。

在某些实施例中，所述面罩可符合美国国家职业安全健康研究所(NIOSH)N-95标准。

在另一实施例中，一种形成颗粒阻隔氧气面罩的方法包括步骤：提供大部分由过滤材料构成的面件，所述过滤材料可渗透气体，例如，氧气、氮气和二氧化碳，但基本上不能渗透微观液滴、细菌和病毒，所述面件进一步包括与其附接的例如头带的紧固件。还提供一种两件式气体输入口，其中，第一件设置在所述面件的内侧上，第二件设置在所述面件的外侧上。所述气体输入口的第一和第二件配合，以将气体输入口设置在所述面件的内空间中。所述气体输入口然后可连接至氧气源。所述气体输入口可包含可选的单向阀和可选的蓄氧器。

在本发明的又一实施例中，一种颗粒阻隔氧气输送面罩包括至少部分地由过滤材料形成的面件。诸如带的紧固件紧固至所述面件。两件式气体输入口紧固在所述面件中，所述面件介于所述两件式气体输入口的外件与内件之间。所述气体输入口包括设置于其中的单向阀。

在本发明的另一实施例中，一种形成颗粒阻隔面罩的方法，包括：提供至少部分地由过滤材料构成的面件，所述面件进一步包括与其附接的诸如带的紧固件。提供一种由配合的内件与外件形成的两件式气体输入口。单向阀设置在所述内件与外件其中之一上。所述气体输入口通过将所述面件夹置在所述配合的内件与外件之间而安装在所述面件中。

在本发明另一方面中，一种形成颗粒阻隔氧气面罩的方法，包括步骤：提供至少部分地由过滤材料构成的面件，所述面件进一步包括与其附接的紧固件(例如，带)。提供一种两件式气体输入口，所述两件式气体输入口包括配合的内件与外件以及设置在所述内件与外件其中之一中的单向阀。所述气体输入口然后通过将所述面件夹置在所述配合的内件与外件之间而安装在所述面件中。

在本发明的又一方面中，一种用于改造颗粒阻隔面罩的成套附件包括：提供两件式气体输入口，所述两件式气体输入口包括配合的内件和外件及设置在所述内件与外件其中之一中的单向阀。提供一种压接工具，用于将所述两件式气体输入口安装至所述面罩。所述压接工具通过将面件夹置在所述内件与外件之间，而形成所述气体输入口。所述成套附件还可包括柔性管和/或蓄气袋。

在本发明的又一方面中，一种形成面罩的方法，包括步骤：提供至少部分地由过滤材料构成的面件，所述面件进一步包括与其附接的紧固件。提供一种包括法兰部的气体输入口。通过将所述法兰部粘接至所述面罩的表面而使所述气体输入口安装在所述面罩上。

在本发明的另一方面中，一种颗粒阻隔面罩包括：至少部分地由过滤材料构成的面件。例如带的紧固件附接至所述面件。气体输入口紧固至所述面件。单向阀可设置在所述面罩中。例如，所述气体输入口可包括设置于其中的单向阀。

附图说明

图1A图示了颗粒阻隔氧气输送面罩的一个实施例。

图1B图示了颗粒阻隔氧气输送面罩的另一实施例。

图1C图示了颗粒阻隔氧气输送面罩的另一实施例。

图1D图示了颗粒阻隔氧气输送面罩的另一实施例。

图1E图示了颗粒阻隔氧气输送面罩的另一实施例。

图2图示了颗粒阻隔氧气输送面罩的另一实施例。

图3图示了颗粒阻隔氧气输送面罩的另一实施例。

图4图示了两件式气体输入口的一件的后视图。

图5图示了图4所图示的一件的正视图。

图6图示了经组装的两件式气体输入口的立体图。

图7A图示了经装配的两件式气体输入口的另一立体图。

图7B图示了图7A所图示的两件式气体输入口的剖视图。

图8是图3中所图示类型的不可再呼吸的面罩2的氧气流速和FIO₂作为时间之函数的图表。

图9A是两件式气体输入口的内部的一侧的立体图。

图9B是图9A所示的两件式气体输入口的内部的另一侧的立体图。

图9C是图9A所示的两件式气体输入口的内部的俯视图。

图9D是图9B所示的两件式气体输入口的内部的俯视图。

图9E是沿图9D中的线A-A截取的两件式气体输入口的内部的剖视图。

图9F是沿图9C中的线B-B截取的两件式气体输入口的内部的剖视图。

图9G是沿图9C中的线C-C截取的两件式气体输入口的内部的剖视图。

图9H是两件式气体输入口的内部的侧视图。

图9I是图9D所示的两件式气体输入口的内部的俯视图，柔性阀位于其上。

图10A是两件式气体输入口的外部的立体图。

图10B是两件式气体输入口的外部的另一立体图。

图10C是两件式气体输入口的外部的侧视图。

图10D是沿图10C的线A-A截取的两件式气体输入口的外部的剖视图。

图10E是沿图10C的线B-B截取的两件式气体输入口的外部的剖视图。

图10F是两件式气体输入口的外部的另一侧视图。

图10G是两件式气体输入口的外部的另一侧视图。

图11是根据本发明一实施例的压接工具的立体图。

图12A图示了用于将两件式气体输入口固定在面罩中的压接工具。

图12B图示了用于将两件式气体输入口固定在面罩中的压接工具的另一视图。

具体实施方式

图1A图示了颗粒阻隔氧气输送面罩2的一个实施例。面罩2总体上包括面件4，其至少部分地由具有颗粒阻隔能力的过滤材料形成。在特定实施例中，面件4基本上全部由过滤材料形成。然而，在可替代实施例中，面件4仅有一小部分或较少部分由过滤材料形成。例如，面件4可部分地由塑料或其它刚性材料形成。面件4在由过滤材料形成的较大面罩2的结构内可具有一个或更多区域。

过滤材料可包括织物、布料、或半柔性材料，这些材料可透过气体(例如，空气和二氧化碳)并且基本上能够阻止诸如液滴、细菌或病毒之类的颗粒物质通过，这些颗粒物质存在于空气中或在病人呼吸、谈话或咳嗽期间产生。在受到呼吸所带病毒(如SARS)、水痘、或细菌(例如所呼出的结核杆菌)感染的病人中，呼出的呼吸分泌物液滴包含大量的易传染剂。这些液滴和颗粒在空气中保持悬浮达相当长时间，并存在如下风险，即，被其他病人、探访者或医护人员吸入，从而将易传染颗粒传播给这些人。面件4的过滤材料在病人呼气和/或吸气期间有效阻隔液滴或传染颗粒穿过面罩2。

在本发明的一个方面中，选择过滤材料使得面罩2符合美国国家职业安全健康研究所(NIOSH)N-95标准。作为一个实例，面件4可利用市场上买到的源自St.Paul，MN的3M(例如，型号No.1870和No.9210)的颗粒外科手术面罩形成。然而，应理解的是，上述商用3M面件4的使用仅提供作为实例。根据在此描述的面罩2也可使用其他的颗粒物质阻隔面件4。

仍参见图1A，面罩2包括一个或更多诸如带的紧固件6，其可由弹性材料之类形成，用以将面件4固定于使用者的头部。面罩2还可包括嵌入带或柔性带8，其允许面件4围绕使用者鼻梁进行定做配载。

面罩2还包括可与面件4的过滤材料形成整体的气体输入口10。气体输入口10提供了使氧气通过面罩2进入(在某些实施例中为放出)的装置。气体输入口10可形成为紧固至面件4的预形成过滤材料的多元件(例如两个元件)子单元(下文中将进行更详细的描述)

可替代地，气体输入口10可形成为紧固至面罩2的面件4的单一件。例如，如图1D所示，气体输入口10附接或固定至面件4的外表面。例如，气体输入口10可包括法兰部11，法兰部11包括附接表面11a，附接表面11a通过粘合剂或类似物固定至面件4的外表面。可替代地，如图1E所示，法兰部11可位于面件4的内侧。于是通过使用粘合剂或类似物，法兰的附接表面11a可固定至面件4的内表面。

在图1A所图示的实施例中，面罩2作为单一或连续流面罩2进行操作。气体输入口10通过柔性管或类似物(未示出)经由氧气入口12连接至氧气源(未示出)。氧气源可例如包括，含受压氧气的气体汽缸、或壁置式氧气套管或接头(例如，医院中常见类型)、或氧气浓缩器。在此实施例中，连续氧气流或与呼吸同步的脉冲氧气流经由气体输入口10供给至面件4的内部。

在一实施例中，如图1B所示，供空气排出面罩2的单向阀19可添加至面罩2或气体输入口10，从而保护病人免受环境中的易传染颗粒所扰，但面罩2将不会保护环境免受来自病人的液滴所扰。上述方案有益于如下病人，该病人正在接收氧气但没被传染，却又需要受保护而免潜在易传染环境所扰。该阀19的优点在于，其在呼气期间绕开过滤材料，从而降低对来自面罩2的呼出气体流的阻力。这种单向阀19可添加至在此论述的多个实施例。

在一实施例中，如图1C所示，供空气进入面罩2的单向阀21可添加至面罩2或气体输入口10。在此实施例中，病人并不会受保护而免受环境中的液滴所扰，但面罩2将保护环境免受从病人呼出的液滴所扰。在此实施例中，吸入氧气的浓度会降低，但是，如果病人吸入速率超过进入气体输入口10的氧气的流速，则气体进入面罩所受的阻力极小。这种单向阀21可添加至在此论述的多个实施例。

图2图示了面罩2的可替代实施例。图2中的面罩2作为部分再呼吸的面罩2进行操作。在此实施例中，蓄氧袋14附接至气体输入口10，并与氧气入口12相连通。气体输入口10通向面罩2的内部。来自病人的一些呼出气体可经过气体输入口10，并进入蓄氧袋14，从而与氧气混合。在此实施例中，然而，病人得到氧气补充并受保护而免于吸入任何外部颗粒或液滴。如果病人受感染，由病人产生的潜在感染液滴和颗粒物质容纳于面罩2和/或蓄氧袋14及相关管道或连接件的内部。

图3图示了面罩2的又一实施例。在此实施例中，单向阀16设置在气体输入口10的近端(定向病人)方位，并且蓄气袋14与气体输入口10的氧气入口12相连通。单向阀16允许氧气在吸气期间进入面件4的内部(并由此吸入)，却又防止呼出的气体(及任何液滴或雾化颗粒)通过而进入气体输入口10。

因此，所有呼出气体被迫使通过面件4的颗粒阻隔材料。病人通过气体输入口10仅吸入来自蓄氧袋14的洁净氧气，如果蓄氧袋14内氧气耗尽，吸气差量(balance)由经面件4过滤的空气构成。因此，病人与环境隔离，并且环境与病人隔离。在这点上，图3所示的面罩2作为不可再呼吸的面罩2。

图4、5、6、7A和7B图示了根据本发明一方面的气体输入口10的两件式结构。在此实施例中，气体输入口10包括内件18(最佳地见图4和5)和外件20(见图6、7A和7B)。外件20可包括用于蓄氧袋14的连接器20a和用于连接至氧气源(例如，氧气入口12)的连接器20b。当内件18和外件20以配合方式(图6、7A、7B)靠在一起时，在面件4中形成气体输入口10。一方面，气体输入口10紧固在面件4内，从而在气体输入口10的周界与面件4之间形成大致气密性密封。气体输入口10可利用摩擦配合、粘合剂，或夹在面件4的外表面和内表面上而安装至面件4。

最佳地如图4、6和7A可见，内件18包括两个对准件22。对准件22其尖端处被削尖，以帮助在组装期间刺入面件4的过滤材料。外件20(如图6和7A及7B所示)包括用于容纳对准件22端部的对应孔(未示出)。然而，应理解的是，可存在多于两个对准件22。另外，作为替代方案，对准件22可位于外件20上(未示出)，而在内件18中设置对应孔(未示出)。

内件18进一步包括多个切削表面24或叶片，用于形成对应气体输入口10的孔或通道。在切削表面24的底部处设有多个偏压件26，用于偏压或推开面罩2的面件4的过滤材料的切削区域。内件18进一步包括在内件18周界周围的一个或更多脊部28、30，其接合外件20中的对应配合面23(例如，棘爪、蝶片、槽或谷)，以将内件18与外件20锁定在一起。

参见图5，气体输入口10的内件18包括开口32和中心安装的毂或圆形突出部34。在面罩2使用单向阀16的实施例中，单向阀16可被毂或圆形突出部24所保持。例如，阀16可由塑性材料或涂胶材料制成，并具有中心孔，该中心孔用以将所述阀安装在外件20内。图5图示了安放阀16之处的虚线A。

在操作中，阀16可沿着箭头B的方向移动，以在气体输入口10中形成开口(例如，在呼气期间)。阀16一旦沿相反方向(箭头C)运动，就在气体输入口10内侧形成密封。当面件4内的压力超过气体输入口10的相反侧上的压力时(例如，在病人呼气期间或当病人咳嗽或打喷嚏时)，在气体输入口10内侧形成密封。由此，任何液滴或其他雾化颗粒物质保持在面件4的内部。在本发明的一个方面中，阀16在气体输入口10中形成大致气密性密封。

参见图3所图示的实施例，面罩2放置在对象或病人的面部上。然后以一定角度和拉伸度调整带6，以优化面罩2相对于面部的位置，从而使面部皮肤与面罩2之间的任何漏隙最小化。这可以包括沿着鼻梁弯曲或调整柔性带8。然后，氧气源经由面罩2的附有蓄氧袋14的氧气入口12连接至气体输入口10。在本发明的一个方面中，氧气源设定为将氧气连续供给到氧气入口12中。当然，氧气源可设置为向佩戴者供给间歇氧气源。

在吸气时，单向阀16打开，氧气从蓄氧袋14进入面罩2。根据面罩2内部与外部之间的压力梯度以及过滤材料的空气流阻力，一些空气也可被带入通过面罩2的过滤材料。当蓄氧袋14收缩时，吸气差量被吸入经过面件4的过滤材料。

经由气体输入口10进入的氧气的阻力通常低于穿过面罩2的过滤材料的空气的阻力。结果，氧气优先地首先被吸入，随之而来的是环境空气。较之未提供蓄氧袋14并且没有连续进入面罩2的氧气的情况，上述方案提供了更大的吸入氧气的净浓度。吸入氧气的峰值浓度受吸气整个过程中所带入的空气的限制。通过面罩2的空气流量取决于面罩2内外的压力梯度，但是，通常有一些空气流通过面件4的过滤材料。

在呼气时，呼出的气体通过面件4的过滤材料。由于过滤材料的组分，就防止了较小的液滴、病毒、或细菌从面件4的内部漏逸。另外，单向阀16关闭，从而基本上防止呼出气体进入蓄氧袋14。

图8图示了图3中所图示类型的不可再呼吸的面罩2所对应的氧气流速和FIO₂(呼出气体中O₂的百分率)作为时间之函数的图表。该图表显示，图3所示的面罩2在氧气流速为2L/min和4L/min的情况下提供由普通氧气面罩(未提供过滤保护)在标准的8L/min的氧气流速下所预期的吸入氧气浓度。

图9A-9H和图10A-10G图示了两件式气体输入口10的另一实施例。参见图9A-9H，两件式气体输入口10包括内件50，内件50紧靠面罩2的面件4的内表面固定或设置。内件50通常由底座52形成。最佳地如图9B、9D、9G、和9H可见，底座52可包括一对略微倾斜的边缘54。倾斜边缘54帮助使内件50遵循面件4的内表面的拱形形态。底座52包括内表面56，内表面56可包括一个或更多周界脊部58(最佳地见9A、9C)。脊部58可帮助在面件4的内表面与内件50之间形成大致气密性密封。底座52包括中心孔60，在面罩2操作过程中，气体流过该中心孔。

最佳地见图9A、9E、9F、9G、9H，多个偏压件62围绕孔60设置。偏压件62大致垂直于内件50的内表面56定向。偏压件62用于保持开口孔60，以便于气体流动。例如，在面件4由过滤材料形成的情况下，偏压件62施加力使或偏压过滤材料离开形成于面件4中的孔60。在特定实施例中，偏压件可设置在外件上而不是内件上。当一个或更多切削件(在下文中更详细地描述)用于在面罩2中形成开口或孔60时，过滤材料尽管如此也保持处于切削状态。面件4的过滤材料的切削部分被偏压件62向外推挤。

最佳地见图9A、9B、9C、9E-9H，内件50包括大致垂直于内表面56伸出的多个对准件64。对准件64可包括尖端66，用以在组装期间刺入面罩2的面件4。现在参见图9B、9D和9E-9H，内件50包括外表面68。阀支撑件70设置在孔60内部中心，以用于支撑柔性阀构件72(如图9I所示)。阀支撑件70由多个径向定向的肋70a形成，所述径向定向的肋在孔60的中心附近终止于支柱70b。支柱70b大致垂直于底座52定向。支柱70b包括用于牢固紧固柔性阀构件72的保持件70c。保持件70c可形成为蝶片或突出部。最佳地见图9B、9D和9H，阀座74围绕孔60。例如，阀座74可由一个或更多隆起的突出部形成。最佳地如图9B所示，阀座74可由四个这种隆起的突出部形成。阀座74典型地具有扁平或平坦外形，使得柔性阀构件72能够与阀座74形成良好密封。

图9I图示了紧固至内件50的柔性阀构件72。柔性阀构件72包括设置在其内部中央的孔72a。孔72a的尺寸为，其被伸展或扩展而套在支柱70b的保持件70c上。尽管孔72a可允许一些呼出气体经过，然而面罩2和具有单向阀16的两件式气体输入口10基本上防止呼出气体从其中经过。此外，在某些实施例中，面罩2可连接至气体源，该气体源通过面罩2提供正压，以防止或减轻呼出气体的漏逸。

参见图10A-10G，两件式气体输入口10包括外件80，其紧靠面罩2的面件4的外表面固定或设置。外件80包括底座82。最佳地见10A、10B、10D、10F、和10G，底座82可包括一对略微倾斜的边缘84。倾斜边缘84帮助使外件80遵循面件4的外表面的拱形形态。底座82包括内表面86，内表面86可包括一个或更多周界脊部88(最佳地见图10A、10C)。脊部88可帮助在面件4的外表面与外件80之间形成大致气密性密封。底座82包括中心孔90，在面罩2操作期间，气体流经该中心孔。

最佳地见10A、10B和10C，底座82可包括用于容纳内件50中的对准件64的一个或更多孔91。孔91的尺寸可使得在组装后在内件50与外件80之间形成摩擦配合。可替代地，对准件64上的一个或更多蝶片或棘爪可用于将内件50锁定至外件80。

外件80的底座82连接至歧管92。歧管92可形成为管状肘形件。最佳地见图10A、10B、10C、10E、10F、10G，歧管92连接至入口94。入口94为细长的管状结构，在其中具有与歧管92的内部连通的腔。入口94可向下倾角，使得入口94的端部94a例如可连接至柔性管(未示出)。由此，入口94可连接到气体源，例如氧气源(未示出)。气体源可向病人提供连续或间歇的气体(例如，氧气)供给。

最佳地见图10A、10B、10D、10G，一个或更多对准蝶片96位于歧管92的相反侧上。在下文中更详细描述的组装过程期间，对准蝶片96用于将外件对准在压接工具110中(在下文中更详细地描述)。对准蝶片96还作为安全装置，以防止使用者被对准件64的尖端66刺伤。

最佳地见图10A、10B、10C、10E-G，歧管92终止于开口98。歧管92的开口98可包括帮助紧固蓄气袋14的圆周凸缘100或唇部。蓄气袋14可利用摩擦配合(例如通过将蓄气袋14上的开口伸展而套在圆周凸缘100上)紧固至歧管92的开口98。也可以使用诸如胶带的粘合材料(未示出)将蓄气袋14固定至歧管92。

在此描述的面罩2允许将高浓度的氧气提供给病人，而同时，将病人与环境中的任何潜在的易传染的空气传播颗粒隔离。面罩2还防止任何潜在的易传染的液滴或雾化颗粒物质进入环境中并潜在地传染给其他人。由此，面罩2过滤潜在的易传染的颗粒物质的吸入气体和呼出气体。面罩2对现有的标准N-95面罩做出改进，这是由于面罩2允许提供不同浓度的氧气，而同时保留N-95面罩的所有隔离性能。

另外，面罩2增大了缘自于连续氧气输送的氧气输送效率。与通过其他面罩的类似氧气流相比，连续的氧气输送(即，连续地输送氧气然后输送空气)基本上增大了吸入氧气的浓度。这在氧气供给不足(例如，现场应用、病人运送期间、集体事故/感染)的情况下尤其重要，而氧气经常是首先用完的“药剂”。

在本发明的又一方面中，可提供成套附件，其将氧气呼吸功能添加至传统的颗粒阻隔面罩2。例如，成套附件可包括用于面罩2的接口。该接口可包括气体输入口10、相关管件、和可选的蓄气袋14。气体输入口10然后直接安装在预先存在的面罩2的面件4中。在一实施例中，气体输入口10可包括在此所公开之类型的单向阀16。如上所述，气体输入口10可为单一单元或多元件单元。

由此，成套附件可被运送至自身具有颗粒阻隔面罩2存货的医院或其他机构。成套附件将包括使用说明书，使得本地的医院人员可相对容易地将气体输入口10和相关元件安装至面罩2。颗粒阻隔面罩2可包括符合NIOSHN-95标准的面罩。在成套附件进一步的方面中，单向阀16、19、21可被包含作为成套附件的一部分并安装至面罩2。

图11图示了根据本方面一方面的用于形成气体输入口10的压接工具110。压接工具110在此结合来自两件式结构的气体输入口10的组装进行描述，所述两件式结构例如为与通过例如图9A-9I所图示的内件50和图10A-10G所图示的外件80。压接工具110包括壳体112，壳体112具有用于容纳可移动压接件116的凹部114。壳体112的近端包括端把(butt)118，其形状适于容纳使用者的拇指。可移动的压接件116包括与其固定的把手120。把手120可包括一个或更多容纳使用者手指的凹陷区域122。

仍参见图11，壳体包括尺寸适于容纳气体输入口10之外件80的支架124。例如，支架124可包括一个或更多凹部以容纳歧管92的对准蝶片96。在两件式气体输入口10组装期间，支架124牢固地固定住外件80。可移动的压接件116包括位于其一端的支架126。在两件式气体输入口10组装期间，可移动的压接件116牢固地紧固内件50。在图11的压接工具110中，一个或更多叶片128紧固至支架126。所述一个或更多叶片通常垂直于支架126定向并穿过内件50中的孔60。

参见图11和12A及12B，在压接工具110操作期间，面罩2放置在两个支架124、126之间。操作者通常利用端把118上的拇指和把手120上的手指将压接工具110握在他或她的手中。通过合拢手(以类似枪的方式)，可移动的压接件116定向支架124拉近。一个或更多叶片128随后刺入面罩2的面件4的材料。在图11所示的实施例中，四个分立的叶片128用于刺入面件4的材料。由于把手120进一步挤压，内件50的对准件64进入外件80中的对应孔91。把手120进一步挤压，从而将面件4夹在内件50与外件80之间。两件式气体输入口10于是形成在面罩2的面件4中。

在此所公开类型的压接工具110可分配为成套附件的一部分。例如，压接工具110可连同为形成两件式气体输入口10所必要的构件一起提供。成套附件还可包括管件和/或蓄气袋14。压接工具110可用于将气体输入口10设置在任何数目的面罩2中。例如，成套附件可用于将气体输入口放置在不同模型的面罩2中。

在可替代实施例中，内件50和外件80可通过使用粘合剂互相连接。粘合剂可用于将内件50和外件80的各部分彼此直接粘合。可替代地，粘合剂可用于将各自的内件50和外件80直接粘合至面件4。在又一可替代方面中，内件50和外件80可通过焊接或类似方式互相紧固(或紧固至面件4)。

在本发明的又一可替代方面中，图9A-9I和10A-10G所公开类型的气体输入口10可整体形成为单件式结构。由此，柔性阀构件72或类似物可与外件80形成为整体。外件80(可包括用于安装的法兰)然后可直接固定至面件4的外表面。外件80可利用粘合剂、焊接之类固定或粘合至面件4。

尽管已显示并描述了本发明的实施例，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可进行各种修改，尤其是在气体输入口的制造和附加装置上，涵盖了在此论述的气体输入口、氧气入口、单向阀、蓄氧囊以及例如用于湿润吸入气体、雾化药物的添加设备，及对本领域技术人员为已知的其他附加装置的其中任一种或所有，或任一组合。因此，除了以下权利要求及其等同设置限定意外，本发明不应受到限制。

Claims (35)

1、一种颗粒阻隔气体输送面罩，包括：

面件，其至少部分地由过滤材料构成；

附接至所述面件的紧固件，用于将所述面件紧固至使用者的面部；和

设置在所述面件上的气体输入口。

2、根据权利要求1所述的装置，其中所述气体输入口紧固至所述面件的外表面。

3、根据权利要求1所述的装置，其中所述气体输入口包括安装在所述面件上的法兰部。

4、根据权利要求1所述的装置，进一步包括设置在所述面罩中的单向阀。

5、根据权利要求1所述的装置，进一步包括设置在所述气体输入口中的单向阀。

6、根据权利要求1所述的装置，进一步包括连接至所述气体输入口的蓄气袋。

7、根据权利要求1所述的装置，其中所述过滤材料符合NIOSH N-95标准。

8、根据权利要求5所述的装置，其中所述单向阀基本上防止呼出的气体穿过所述气体输入口。

9、一种颗粒阻隔氧气输送面罩，包括：

面件，其至少部分地由过滤材料构成；

附接至所述面件的紧固件；和

设置在所述面件上的气体输入口，所述面件介于所述气体输入口的外件与内件之间。

10、根据权利要求9所述的装置，进一步包括在所述气体输入口中的单向阀。

11、根据权利要求9所述的装置，其中所述过滤材料符合NIOSH N-95标准。

12、根据权利要求9所述的装置，其中所述外件包括入口。

13、根据权利要求9所述的装置，其中所述外件包括尺寸适于紧固蓄气袋的歧管。

14、根据权利要求13所述的装置，进一步包括连接至所述歧管的蓄气袋。

15、根据权利要求12所述的装置，其中所述入口连接至向所述面罩提供连续氧气流的氧气源。

16、根据权利要求12所述的装置，其中所述入口连接至向所述面罩提供间歇氧气流的氧气源。

17、根据权利要求10所述的装置，其中所述单向阀通向所述面罩的内侧。

18、根据权利要求10所述的装置，其中所述单向阀基本上防止呼出气体经过所述气体输入口。

19、根据权利要求10所述的装置，其中所述内件包括：

底座，其具有孔和设置于所述孔内中央处的阀支撑件；

围绕所述孔的阀座；和

设置在所述阀支撑件上的柔性阀构件。

20、根据权利要求19所述的装置，其中所述内件和外件其中之一包括用于保持所述面件中的开口的多个偏压件。

21、根据权利要求20所述的装置，其中所述内件和外件其中之一包括设置在所述孔周围的两个或更多个对准件。

22、根据权利要求21所述的装置，其中所述内件和外件中的另一个包括尺寸适于容纳所述对准件的对应孔。

23、一种形成颗粒阻隔氧气面罩的方法，包括步骤：

提供至少部分地由过滤材料构成的面件，所述面件进一步包括与其附接的紧固件；

提供气体输入口，所述气体输入口包括配合的内件和外件；以及

通过将所述面罩夹置在所述配合的内件与外件之间，将所述气体输入口安装在所述面件中。

24、根据权利要求23所述的方法，其中一单向阀设置在所述内件和外件的其中之一内。

25、根据权利要求23所述的方法，其中将所述气体输入口安装在所述面件中这一步骤利用压接工具进行。

26、根据权利要求25所述的方法，其中所述压接工具包括多个切削件，用以在所述面件中切削出通道。

27、根据权利要求23所述的方法，其中所述面罩符合NIOSH N-95标准。

28、根据权利要求24所述的方法，其中所述单向阀基本上防止呼出的气体穿过所述气体输入口。

29、一种用于改造颗粒阻隔面罩的成套附件，包括：

提供气体输入口，所述气体输入口包括配合的内件和外件；

提供压接工具；以及

利用所述压接工具将所述气体输入口安装至所述面罩。

30、根据权利要求29所述的成套附件，其中所述压接工具包括：

壳体，其包括用于所述外件的支架；

可移动的压接件，其可滑动地设置在所述壳体中，所述可移动的压接件包括用于所述内件的支架。

31、根据权利要求29所述的成套附件，进一步包括蓄气袋和柔性管中的至少一个。

32、根据权利要求29所述的成套附件，其中一单向阀设置在所述内件和外件其中之一内。

33、一种形成面罩的方法，包括步骤：

提供至少部分地由过滤材料构成的面件，所述面件进一步包括与其附接的紧固件；

提供气体输入口，所述气体输入口包括法兰部；以及

通过将所述法兰部粘接至所述面件的表面，将所述气体输入口安装在所述面件上。

34、根据权利要求33所述的方法，其中所述法兰部粘接至所述面罩的外表面。

35、根据权利要求33所述的方法，其中所述法兰部粘接至所述面罩的内表面。

Images