CN101628134B - 呼吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于去除患者的支气管肺分泌物的装置，该装置设置有管道、扩张室和用于加速呼出空气的机构。

Description

呼吸装置

技术领域

本发明涉及一种呼吸装置。

本发明源自用于患有肺实质病症例如慢性阻塞性支气管肺病(COBP)的患者的呼吸辅助装置的领域。具体地，本发明涉及一种用于无创去除咳痰能力减小的患者中的支气管肺分泌物的装置。

背景技术

呼吸装置在本领域中是众所周知的，例如在US2006/0011198中公开的用于CPAP治疗的无创类型的呼吸装置，或者在US5544648中公开的用于患者的隆凸附近的二氧化碳的移除的有创类型的呼吸装置。在医学中，认识到不能清洁肺去除分泌物显著提高患者中严重病症发展例如肺炎和肺扩张不全的风险已有一段时间。在由于神经肌肉病症(例如肌肉萎缩性脊侧索硬化)或腹部或胸部的外科手术而呼吸衰竭或咳痰能力减小的患者中不能咳痰也被认为是并发症的主要原因之一。

在咳痰能力减小的情况下，在咳嗽时患者通常不能产生足以实现分泌物的咳出的胸膜压力。

根据本领域的状态，不同方法和装置是已知的并且被应用于去除患有呼吸衰竭的患者中的肺分泌物。已知方法和装置基本实现了通过肺中空气的注气循环和随后在抽吸下执行的吐气吸入肺分泌物。以这样的方式，分泌物从呼吸部分的下部朝着上气道被抽吸。

根据当前已知的技术通过吸入去除分泌物具有各种缺点。首先，用于这样的目的的装置是有创的并且涉及气管内导管的插入，因此导致气管和喉刺激。其次，为了抽吸分泌物产生的减小压力引起气道壁萎陷的高风险，因此导致呼吸功能即使不真正阻塞也显著减弱。萎陷也可以发生在构成腭的组织处，因此导致患者中不舒服的感觉，患者不得不经常停止抽吸装置的运行。最后，分泌物的吸入涉及肺的强制换气，这干扰了每个受治疗患者特有的自然呼吸节律。

在US2006/0011198或者US5544648中的呼吸装置不能移除来自患者的肺部的支气管肺分泌物。

在US2006/0011198中，为了保持患者气路敞开，产生朝向肺的增大的压力，这带来了将支气管肺分泌物更深地推入支气管中的风险。

US5544648的呼吸装置不仅必须用于无意识的或服用镇静剂的患者(由于导管被深深地插入支气管中)，而且是具有上述缺陷的有创类型的，并且不能允许分泌物从支气管吐出，因为导管封闭了气路通道。

发明内容

本发明的目标是提供一种用于去除咳痰能力减小的患者中的支气管肺分泌物的装置，其允许克服本领域的状态的所述缺陷。

本发明的主题是一种用于去除患者的支气管肺分泌物的装置，其特征在于它提供管道、扩张室和用于加速呼出空气的机构。

特别地，根据本发明的装置包括：

a)能够与患者的呼吸道连接的管道；

b)扩张室，该扩张室设置有

b1)用于流入气流的第一开口，

b2)至少一个第二开口，气流通过所述第二开口从所述扩张室离开并且被引入所述管道中；

c)用于将气流供应到所述扩张室内部的机构，

其中所述用于加速呼出空气的机构包括引入所述管道中的气流。

而且，优选地，呼出空气加速机构还包括具有文丘里(Venturi)阀结构的所述管道。

根据本发明的装置的运行基于肺分泌物的无创吸入。通过借助于气流在与患者的呼吸道连接的管道内部建立适度的减小压力(reducedpressure)进行吸入。气流被引入由患者呼出的空气流入的管道中，从而朝着管道出口加速由患者呼出的空气。

加速仅仅在呼气相期间获得，并且它的大小优选地在每个瞬时与由患者自然呼出的空气流成比例。在另一方面，在吸气相期间，该装置对吸入空气流不产生任何影响。因此，该装置的运行适合于患者的呼吸功能的自然节律。

在与患者的呼吸道连接的管道中建立的减小压力影响整个肺器官(肺泡、支气管等)并且具有足够的力用于朝着上气道驱动存在于其中的分泌物。在覆盖呼吸道的内壁的水层上滑动的分泌物首先朝着中央支气管移动，并且然后爬上气管，直到它们通过食管滑动到胃中。

所述管道可借助于输送从患者的口离开的空气的衔口或鼻罩连接到患者的呼吸道，避免了扩散。

传感器系统设在这样的衔口处，所述传感器系统检测呼出空气流的存在和强度并且因此启动用于将气流供应到扩张室内部和随后供应到管道内部的机构，即，启动由引入管道中的气流构成的用于加速呼出空气的机构。

典型地，所述管道是塑料材料的圆筒形导管，但是它可以由其他材料制造，原因是它并不与患者接触。优选地，所述管道具有文丘里阀式结构，即，它是至少在它的长度的一点具有缩窄部(“窄部”)的管道。从患者呼出的空气流从带有较大截面的一端朝着带有较小截面的一端流动到文丘里阀内部。在该类型的管道中，空气流遇到窄部并且穿过它，从而由于文丘里效应经历第一次加速。

而且根据本发明的装置提供了扩张室，所述扩张室具有第一开口，通过该第一开口能够引入气流。根据希望引入的气流量，并因此根据泵的容量，所述扩张室的容积是可变的。

所述扩张室具有允许气流离开和被引入所述管道内部的至少一个第二开口。被引入所述管道中的气流平行于它的轴线并且沿着与呼出空气流相同的方向流动，因此获得了朝着管道出口驱动呼出空气的效应。

为了保证呼出空气的均匀加速，气流通过其离开的所述扩张室的开口优选地为两个以上，更优选地为至少四个。

优选地，所述扩张室具有环形形状并且围绕所述管道形成。

多个开口(至少等于四个)和扩张室的环形形状有助于管道内部由患者呼出的空气流的均匀加速。

附图说明

在作为本发明的主题的装置的优选实施例中，所述扩张室在由患者呼出和吸入的空气流入的所述管道内部被制造，如下面参考下图所示：

-图1：装置的示意性横截面；

-图2：沿着图1的轨迹II-II′的装置的示意性垂直截面；

-图3：沿着图1的轨迹III-III′的装置的示意性垂直截面；

-图4：装置的示意性横截面(呼气相)；

-图5：装置的示意性横截面(吸气相)；

-图6：肺活量曲线之间的比较。

具体实施方式

在管道内部设置扩张室的装置由主管道1组成，在该主管道内部，第一闭合板2定位在入口和出口之间的中间点，并具有开口3，以便允许由患者呼出和吸入的空气流动。开口3具有一个截面，该截面的表面小于主管道1的表面。第二闭合板4设置在第一板2和外部管道的出口之间的中间点，具有借助于第二管道6(副管道)连接到板2的开口3的至少一个第一开口5。由主管道1界定、由副管道6界定和由板2和4界定的空间的容积构成环形的扩张室7。

在闭合板2和4之间的中间点存在开口8，通过该开口能够将气流引入扩张室中。

板4至少设置有成圆环布置的多个开口9，引入扩张室中的气流可以通过所述开口被引入主管道中，在所述主管道内部它实现呼出空气流的驱动作用。

为了获得呼出空气流的加速，引入管道中的气流的流量大于所述呼出空气流的流量。在呼气相期间引入气流的流量可以保持恒定或者它可以变化。优选地，气流的流量根据由患者呼出的空气量变化：患者呼出的空气越多，引入气流的流量将越大，并且因此施加到呼出空气的加速越大。

存在于衔口(mouthpiece)中的传感器系统使这成为可能，所述传感器系统检测呼出空气流的存在和强度并且因此启动用于将气流供应到扩张室内部的机构，该机构优选地由泵组成。

引入气流的流量可以在0.1-100l/s，优选地在0.1-5l/s，更优选地在0.1-1l/s的范围内。

引入气流的流量可以根据每个患者的特定呼吸容量随时被调节到最合适的值。在装置的运行期间这样的调节保持恒定。

由于呼出空气的加速，在有来自呼气室的气流流入的点的上游的管道部分中，产生引起肺分泌物的去除的减小压力。

当呼气相结束并且吸气相开始时，管道中气流的流入被阻止以便允许外部空气流入管道中并且到达患者的肺。

为了在吸气相中帮助患者，适度空气流(大约18升每分钟)或另一可呼吸气流(正吸气压-PIP)可以通过合适的开口被引入管道中。根据本发明的装置优选地包括作为用于将气流供应到室内部的机构的气态流体泵。气流优选地由空气组成。然而，有可能使用可能偶然由患者吸入的任何其他气体或气体混合物。

在作为本发明的主题的装置的特别优选的实施例中，有可能使装置自动运行，特别是气流流入扩张室中的启动和停止。为此，装置如上所述包括流动传感器10和用于启动气流供应机构的控制机构11。流动传感器10被定位在管道上，或被定位在与管道连接的衔口(图4)或鼻罩(优选地靠近患者的口)上，使得它可以快速地检测呼气相的开始。

传感器10在存在呼出空气流的情况下生成正信号，或者在存在吸入空气流的情况下生成负信号。生成的信号被发送到控制机构11，所述控制机构在功能上与传感器10和与气流供应机构例如泵12(图4)连接。

优选地，至少正信号(即在呼气相期间生成的信号)的强度与由患者呼出的空气流成比例。

响应传感器10的正信号，控制机构11启动将气流供应到扩张室中的泵12。因此，随着呼气相的建立，装置开始加速由患者呼出的空气，有助于肺分泌物的去除。如果由传感器10生成的信号的强度与呼出空气流成比例，引入扩张室中的气流的流量可以根据呼出空气由控制机构11适宜地调节。以这样的方式，由装置产生的加速水平将在每个瞬时与呼出空气流成比例。所以，由患者呼出的空气量越大，由泵12引入的气流量越大，并且因此肺分泌物去除效率越高。

在呼气相结束时，呼出空气流逐渐减小直到它在过渡到随后的吸气相被消除。随着吸气相的开始，传感器10检测管道中空气流方向的反向，生成被发送到控制机构11的负信号。

响应传感器10的负信号(该信号的强度可以与由患者吸入的空气流成比例(或不成比例))，控制机构11停止气流供应，允许由患者通过管道自然吸气。可选地，为在吸气相中帮助患者，控制机构11还响应传感器10的负信号启动适度PIP的空气或另一可呼吸气体通过开口14的流入(例如以大约18升/分钟)。

为了更精确地控制装置动作，特别是为了防止在患者的呼吸道内部引起的减小压力达到过度水平，例如导致肺壁的萎陷，装置也可以包括压力传感器13，该压力传感器能够检测在管道中由于呼出空气的加速由引入气流生成的减小压力。压力传感器13被定位在气流流入点的上游并且在功能上连接到启动/停止气流供应给扩张室的控制机构11。

当在管道内部达到大于特定阈值的减小压力值时，压力传感器13生成被发送到控制机构11的信号，该信号的强度可以与减小压力水平成比例。控制机构11阻止气流的供应或减小它的流量，直到减小压力回到阈值以下。

阈值可以根据患者的自然呼吸容量适宜地设置。

根据本发明的装置相对于已知状态的本领域装置提供了各种优点。首先，它允许获得咳痰能力减小的患者中的肺分泌物的有效去除。其次，作为无创类型的装置，它允许避免与气管内导管的使用相关的问题。而且，作为本发明的主题的装置能够与患者的呼吸功能的自然节律同步地操作，即，支持呼气和吸气相的自然交替。所以进行肺分泌物的去除时不会干扰肺的正常扩张/收缩动作。另外，由于它的动作可以根据由患者呼出的空气流进行调节，该装置良好地适合用于呼吸功能性具有很大容量差异的患者。该装置允许防止呼吸道的壁由于它们的过度排空而萎陷的现象，以及其他副作用(不舒服的感觉、咳嗽发作等)。

从以下描述将更显而易见根据本发明的方法的特征和优点，以下描述举例说明并且不限制由附带权利要求限定的保护范围。

例子1

患有COBP的患者用根据图4中所示的实施例的作为本发明的主题的装置进行治疗。

装置用由空气组成的气流操作。在它的运行期间，气流的流量在0-0.6l/s的范围内变化。治疗持续15分钟。

在图6中，比较用根据本发明的装置治疗之前(图1)、用根据本发明的装置治疗之后(曲线2)患者的肺活量曲线和健康对象的曲线。从曲线1-3的比较显而易见患有COBP的患者的呼吸功能性在治疗之后显著提高，达到非常接近在健康对象中观察到的值。

在治疗期间，观察到小气道分泌物的有效去除，以及它们被驱动到胃。

治疗并不产生副作用，例如患者感觉不舒服或咳嗽发作。

Claims (7)

1.一种能够与衔口或鼻罩连接的无创呼吸装置，所述呼吸装置包括：

能够与患者的呼吸道连接的管道；

扩张室，该扩张室设置有：

用于流入气流的第一开口，和

至少一个第二开口，所述气流通过所述第二开口从所述扩张室离开并且被引入所述管道中；

用于将气流供应到所述扩张室内部的机构，

其特征在于，

所述呼吸装置是用于去除支气管肺分泌物的装置，所述呼吸装置还包括：

用于使由引入所述管道中的气流构成的呼出空气加速的机构，

流动传感器，用于在所述管道中存在呼出空气流的情况下生成正信号或在存在吸入空气流的情况下生成负信号；

控制机构，用于响应来自所述流动传感器的正信号启动所述气流供应机构和用于响应负信号停止所述气流供应机构。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于用于使呼出空气加速的机构还包括具有文丘里阀结构的所述管道。

3.根据前述权利要求中任一项所述的装置，还包括压力传感器，用于在所述管道中存在高于特定阈值的减小压力的情况下生成信号。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述用于将气流供应到所述扩张室内部的机构由泵组成。

5.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述扩张室是环形室，具有用于排出被引入所述管道中的气流的两个或更多个开口。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，用于排出被引入所述管道中的气流的开口为至少四个。

7.根据权利要求1或2所述的装置，其中能够与患者的呼吸道连接的所述管道还包括开口，通过所述管道的开口能够引入空气流或其他可呼吸气体流。

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