CN101918062B - 用在cpap系统中的雾化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种改型的雾化装置，所述雾化装置用于产生鼻部的连续气道正压通气(CPAP)并且添加雾化药物，该添加能够同时且增效地执行而不会散失大量的雾化药物。而且，本发明还公开了一种雾化装置以及一种雾化附连装置，其能够用在用于产生连续气道正压通气(CPAP)并且同时且增效地添加雾化药物而不会散失大量的雾化药物的系统中。

Description

用在CPAP系统中的雾化装置
技术领域
本发明涉及一种改型的雾化装置，所述雾化装置用于产生鼻部的连续气道正压通气(CPAP)并且添加雾化药物，该添加能够同时且增效地执行而不会散失大量的雾化药物。而且，本发明还公开了一种雾化装置以及一种改型的雾化CPAP装置，其能够用在用于产生连续气道正压通气(CPAP)并且同时且增效地添加雾化药物而不会散失大量的雾化药物的系统中。
背景技术
存在有用于产生连续气道正压通气的装置。EP-B1-0447 443中公开了这种装置。
已知的是，在新生儿的呼吸治疗中，经常需要利用药物的添加治疗。现在，具有上游药物喷雾器的辅助面罩的使用是已知的，但是必须中断新生儿的呼吸治疗。US-B2-7 047 986公开了一种鼻部CPAP装置，其中，药物流经由导引至中空体中的第二开口而被导入，而呼吸气体流则经由第一开口而被导入。但是，通过这种方式导入药物时的问题在于：产生压力的空气流吹向小的中空体中的孔，并且一部分这种空气流吹洗中空体，并且通过压力产生孔而将部分雾化药物带出，并且还导致被导入到中空体中的药物稀释。US-B2-7 047 968介绍了一种鼻部CPAP装置，该装置使得不必中断新生儿的呼吸治疗而提供利用药物的添加治疗。
已使用EP-B1-0447 443中公开的装置来进行实验，其中药物流经由新鲜气体的入口通道导入。这导致如上所述的类似问题。另一问题是如上所公开地导入的药物微粒在管道中的传输过程中变为液体而不保持雾状，因此不能到达病人的气道或肺。
如果雾化药物经由呼气通道导入，则几乎会立刻损失大多数雾化药物。而且，如果用更宽的管道替换压力计测量管，则导入足够量的雾化药物，但是大部分所述雾化药物将会经过呼气通道损失。造成这种情况的原因是，雾化药物导入在产生压力并且存在严重湍流的部分中。在大多数病人的呼吸循环中，在该点也具有比病人的呼吸量更大的流入量，并且气流因此而大部分地被导离儿童，从而将使雾化药物被吹走。
因此，需要在CPAP和施加雾化药物的技术领域内解决导入的雾化药物大多数无法到达病人的气道、肺或肺泡的问题。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种讨论中类型的装置，在保持其简单性的同时，该装置使得可以以最小压力变化维持气道正压通气，并且能够同时且增效地执行雾化药物的添加，而不会散失大量的雾化药物，即，导入的雾化药物不会到达病人的气道、肺或肺泡。
通过根据本发明的装置解决了前述问题。尽管存在现有技术的教示，发明人已出人意外地构造出解决上述问题的装置。所述装置具有若干优点。一个优点当然是利用结合有是施药的CPAP的呼吸治疗的效果，即能够同时实现雾化药物。本发明的另一优点是所述装置改进了对添加的药物的量的控制。再一个优点是不会发生大的药物的损失/稀释。同时还改进了CPAP系统中压力的稳定性。当施加昂贵药物时，控制药物量以及减少药物损失/稀释的能力尤为重要。
因此，本发明的目的是提供一种装置，由于导入雾化药物的新方式，该装置实现了增效效果，例如解决有关雾化药物的大量损失和稀释的问题，并且同时改进了导入雾化药物期间CPAP系统中的压力稳定性。而且，经由所述装置中的新雾化通道导入的药物微粒在通道/管道中的传输过程中不会散落为液体并且保持悬浮，从而到达病人的气道或肺。雾化药物微粒的大小通常应当保持在大约3μ-5μ，即在药物微粒到达肺部---药物微粒在该处散落---之前是悬浮的。所使用的雾化器也能够影响雾化药物微粒，以及所使用的供给通道的形状。
发明人通过引入定位于特定位置中并且涉及具体几何结构即具体角度的雾化通道而解决了所述问题。
新雾化装置将使用在CPAP系统中有效的气动原理的一部分。几何形状以及CPAP系统中不同通道之间的关系能够影响所述装置的效果。
通过下文的说明以及示例，本发明的其它目的和优点将变得显而易见。
定义
对于本发明，术语“病人”旨在包括需要鼻部连续气道正压通气并且同时需要施加雾化药物的病人，通常，病人是儿童、新生儿或者类似的病人。
角度α将被如下定义。雾化通道(34)定位于至少一个分支通道(11)，使得所述雾化通道(34)与分支通道(35)限定的角度α≥120°。该角度不能大于180°。而且，角度α将被定向为与病人相对。
即使没有在各处明确如是说明，本申请指的是至少一个通道或管道，即，分支通道11应当理解为至少一个分支通道11，或者管道24应当理解为至少一个管道24。
附图说明
图1是雾化装置30的立体示意图。
图2是病人为新生儿时特别使用的CPAP装置的立体示意图。
图3是具有至少一个鼻部附连管道的附连装置23的立体示意图。
图4是适于装配附连装置23和CPAP装置19A的雾化装置30的立体示意图。
图5是公开了改型的雾化CPAP装置39的示例的立体示意图。
图6是公开了改型的雾化附连装置42的示例的立体示意图。
图7是穿过塑料材料主体的放大示意截面图，其中，所需的用于导入雾化药物的雾化通道34以角度α设置。
图8是具有气流箭头的截面图，所述流向箭头指示在装置30结合于CPAP装置19A的示例中的雾化药物分配。
具体实施方式
作为本发明的典型示例，由雾化装置30展示了本发明。所述雾化装置30可用在产生连续气道正压通气(CPAP)并且同时添加雾化药物的系统中，其包括至少一个分支通道35，所述分支通道35在其一个端部33处适于装配于CPAP装置19A的至少一个分支通道11，而在另一端部36处适于装配于附连装置23的至少一个管道24，其中，所述雾化装置30包括至少一个设置成用于导入雾化药物的雾化通道34，其特征在于所述至少一个雾化通道34定位于至少一个分支通道11，使得所述至少一个雾化通道(34)与所述至少一个分支通道35限定的角度α≥120°。
在另一典型示例中，由改型的雾化装置39展示了本发明。所述改型的雾化装置39用于产生连续气道正压通气(CPAP)并且用于同时添加雾化药物，其包括至少一个分支通道11，所述至少一个分支通道11适于装配于附连装置23的至少一个管道24，其中，所述改型雾化装置39包括至少一个设置成用于导入雾化药物的雾化通道34，其特征在于所述至少一个雾化通道34定位于所述至少一个分支通道11，使得所述至少一个雾化通道34与所述至少一个分支通道35限定的角度α≥120°。
在再一个典型示例中，由改型的雾化附连装置42展示了本发明。所述改型的雾化附连装置42可用在产生连续气道正压通气(CPAP)并且同时添加雾化药物的系统中，其中，所述雾化附连装置42包括彼此连接的至少一个管道24以及至少一个分支通道35，其中，所述雾化附连装置42包括定位于至少一个分支通道35的至少一个雾化通道34，使得所述至少一个雾化通道34与所述至少一个分支通道35限定的角度α≥120°。
在本申请的装置中，雾化通道34被尺寸设计为使得雾化通道34中的流速基本低于进口通道13处的流速。进一步解释，在两个通道中流量可以是5升/分，但是取决于进口通道的尺寸，流速可以非常不同，其中相比在较大通道中的流速，在较小通道中的流速更高。
在本申请的装置中，雾化通道(34)中的雾化流量处于5升/分-12升/分之间。
本申请的装置能够作为特发性呼吸窘迫综合征IRDS、呼吸窘迫综合征RDS、肺炎、阻塞性气道疾病或类似疾病的治疗方法而使用。
因此，根据本发明的装置以若干示例形成紧凑单元，其中，分支通道中的空气柱相对较短，以便在进气阶段中当压力倾向于在第一分支通道中下降时避免气体供给的积压。
根据本发明而可以制成的紧凑装置能够以若干示例按简单且经济的方式以塑料制造。由于其重量轻，当其固定于病人的鼻部或嘴部时其将不会对他造成干扰。所述单元不需要任何移动部件。根据示例或其它要求，所述装置能够以塑料、硅树脂或其它适合的材料制造。
可能会需要的唯一管道件是用于向新鲜气体进口通道供给新鲜气体的相对较为细长的软管以及将(外部)雾化器直接连接至雾化通道34或者将(外部)雾化器连接于通道31的管道件，所述通道31连接一个或多个雾化通道34。
本申请中公开的本发明的不同示例可以以任意适合的方式组合，从而解决前述问题。
图1是装置30的立体示意图。图1示出了分支通道35略微的延伸，其适于装配CPAP装置通道和鼻部附连管道。用于导入雾化药物的通道31分支或转接至雾化通道34，其在分支通道35与雾化通道34之间成角度α。
分支通道35与雾化通道34之间的角度α应当大于或等于120°。在另一示例中，通道35与34之间的角度α应当处于120°与180°之间。
分支通道11的长度相对较短，即，图7中面对病人的雾化通道34之前的距离41，优选地最多五倍于其直径。根据示例或其它要求，雾化通道34能够以塑料、硅树脂或其它适合的材料制造。
在未在图中示出的本发明的另一示例中，将可以经由在分支通道35与雾化通道34之间成角度α的雾化通道34直接导入雾化药物，即不需要使用通道31。
示出了CPAP装置19A的塑料主体的图2具有两个分支通道11的并列系统。通道20具有连接管道21用于附连供给新鲜气体的软管。
图3示出了附连装置23，其具有两个塑料材质的小的叉子状的管道24。典型的材料是硅树脂。这些管道能够放置于病人的鼻部中。进而，这些管道能够附连于管道22以便将附连装置23紧固于雾化装置30。该附连装置具有两个孔25，用于条带、带或丝带，其用来将附连装置保持在位。
图4将雾化装置30示出为适于装配附连装置23和CPAP装置19A。至少一个分支通道35、端部36适于装配至少一个管道22，并且至少一个分支通道35、端部33适于装配至少一个分支通道11。即，雾化装置30能够连接于附连装置23并且/或者连接于CPAP装置19A。
该CPAP装置只是这种CPAP装置的示例，并且根据本发明的雾化装置30能够紧固于任意类似的CPAP装置。雾化装置30适于装配任意类似的CPAP装置并且形成CPAP系统。
图5中公开的示例是改型的雾化CPAP装置39。所述改型的雾化CPAP装置39具有至少一个分支通道11，至少一个雾化通道34以在所述至少一个分支通道11与所述至少一个雾化通道34之间成角度α的方式连接至所述至少一个分支通道11，以及还具有通道31，其连接于所述至少一个雾化通道34以便导入雾化药物。
原则上，所述改型的雾化CPAP装置39包括雾化装置30，所述雾化装置30与CPAP装置19A结合从而形成所述改型的雾化CPAP系统。这种组合本身可以看作是本发明的附加示例，见图5。
在本发明的另一示例中，所述改型的雾化装置39用于借助喷射作用来产生连续气道正压通气(CPAP)并且用于同时添加雾化药物，所述雾化装置39包括至少一个分支通道11，所述至少一个分支通道11适于装配于附连装置23的至少一个管道24，其中，所述改型的雾化装置39包括至少一个设置为用于导入雾化药物的雾化通道34，其特征在于，所述至少一个雾化通道34定位于所述至少一个分支通道11，使得所述至少一个雾化通道34与所述分支通道35限定的角度α≥120°。
图6示出了改型的雾化附连装置42的另一示例。至少一个管道24的端部能够放置于病人的鼻部中。另一个至少一个端部能够适于CPAP装置。所述改型的雾化附连装置42具有两个孔25，用于条带、带或丝带，其用来将改型附连装置42保持在位。
而且，在一个示例中，雾化附连装置42能够用在这样的系统中，该系统用于添加雾化药物，不会散失大量雾化药物，不需要配接于任何CPAP装置，即，其仅附连于雾化装置或系统。
原则上，所述改型的雾化附连装置42包括与附连装置23结合的雾化装置30。这种组合本身可以看作是本发明的附加示例，见图6。
图7是塑料材料主体19的截面图，其中设置有讨论中的通道11和13。而且，用于提供雾化药物的至少一个雾化通道34定位于至少一个分支通道11，使得所述至少一个雾化通道34与所述至少一个分支通道11限定的角度α≥120°。而且，公开了用于供给新鲜气体的供给通道20。通常，通道11和13的两个系统在塑料主体中布置成彼此相邻，并且通道11能够分别附连于鼻孔，特别是在新生儿的情况中。
图8是如图4所示的类似示例的示意截面图。用于提供雾化药物的雾化通道34定位于分支通道11，使得雾化通道34与分支通道11限定的角度α≥120°。通道28是用于测量由进口通道13中的流动而产生的CPAP压力的独立通道。供给通道28中没有气体流动，并且未公开在任何其它图中。如果使用这种通道28，雾化通道应当定位于最靠近病人的一侧。圆圈部分示出了雾化药物如何在至少一个分支通道11的远端按照箭头和烟云分配，从而不会散失大量雾化药物。
图7中分支通道11中所示的距离40不能太短，其取决于进口通道13中的流动。距离41应当尽可能短，即，雾化通道应当定位成与病人的气道尽可能靠近。
在用于新生儿的附连装置23的一个试验中，CPAP系统19A中的通道具有下列内径：通道11具有3.5mm的直径而通道13具有1.3mm的直径。因此主体19相对较小并且轻，使得其能够舒适地安放在病人的面部上。通道11的长度相对较短，优选地最多五倍于直径。
新的雾化通道34应当定位成与病人尽可能靠近而不会使系统具有特定延长。在用于治疗具有呼吸问题的病人的系统中，具有低的呼吸流动阻力是重要的，因此不可以使系统延长。
但是，如果这样组合，即，将新的雾化通道34定位成尽可能靠近病人并且同时保证几何结构组合有适当调节的来自承载有药物的雾化器的载体气体流，就可以将含有药物的气体容积定位成尽可能靠近病人并且定位于病人的鼻部中的气道的最近部分中，而不会使系统延长进而降低CPAP特性特征的能力。有助于上述情况的重要特征是：
尺寸，即与分支通道11或35的直径成比例的雾化通道34的直径；
雾化通道34中的载体气体流；
分支通道11或35中的雾化通道34的角度α；
雾化通道34的形状能够是圆形、环形、椭圆形、菱形或其它适合于本申请的几何形状；
雾化通道34进入分支通道11或35中的形状取决于雾化通道34的形状。
所述装置可以典型地具有下列尺寸：其中，所述至少一个分支通道(11)或(35)具有2-5mm的直径，优选2-5mm；用于新鲜气体的进口通道(13)具有0.5-2.0mm的直径，优选1-1.3mm；流量处于4升/分-20升/分之间，优选为4-12升/分之间。这些特征典型地适用于本文所公开的所有装置。
在一个试验中，所述装置包括具有3.5mm直径的分支通道11或35。用于新鲜气体的进口通道13具有1.0mm的直径。此处，流量高，典型地处于4升/分-12升/分之间。
雾化通道34的尺寸应当设计为使得流速基本低于进口通道13处的流速。这是为了使雾化通道34的进入分支通道11或35处产生的压力应当尽可能低，并且总是处于由进口通道13产生的压力之下。通过这种方式，系统中的压力产生/调节不会被雾化流动打断。雾化通道34中的雾化流量典型地处于5升/分-12升/分之间。主要两个影响雾化流量的因素是：现在使用的大多数空气驱动式雾化器产生这种大小的流量。但是还由于结果显示出婴儿在进气/吸气过程中的最大呼吸速度能够大到6升/分。尽管呼吸量在15-30毫升，而呼吸频率为40次呼吸/分钟-80次呼吸/分钟。
由于雾化通道34的流入量与进气/吸气过程中的最大流量的大小相同，因此所呼吸的气体的主要部分将是从雾化器提供的，并且有进口通道13提供的新鲜气体主要用作雾化过程中的压力调节物且不会在雾化通道中稀释药物。
在雾化器关闭期间中，雾化通道34中的流量为零，CPAP系统将照常工作，并且由进口通道13提供的新鲜气体将同时作为压力调节物和向病人供给呼吸用的气体混合物。
为了在进行雾化时不改变病人的氧气/空气混合物，雾化器应当用与进口通道13中提供的混合物相同的混合物来运行。简易的方式是从通过进口通道13而向CPAP系统提供新鲜气体的混合器来向雾化器供给新鲜气体。
角度为平角即大于120°的原因是流动应当转向并且跟随分支通道11或35中的一侧，见图8。这是由柯安达效应(Coanda-effect)引起的，并且结果是来自雾化通道34的气流还将朝向病人达到更远的部分，并且当气道中的压力改变为由进口通道13决定的压力水平时，来自雾化通道34的气流将经由分支通道11或35以及呼吸通道10逸出。通过这种方式，实现了在靠近CPAP系统的病人部分的整个部分中以及在鼻部中的病人气道的部分中具有药物含量的气体混合物。接着，当病人吸气时，呼吸的第一部分将(如总是向下到达肺泡)完全是来自雾化通道34的气体混合物，这意味着能够实现所施加的药物的量/浓度的良好控制。在其余的呼吸过程中，由于雾化通道34中的流量大于或等于最大吸入流量，所吸入的药物量/浓度将非常接近于从雾化通道34传递的量/浓度。根据分支通道11中的点40的位置(压力产生湍流部分)，将在一定的流动条件下从进口通道13发生一些稀释，这取决于呼吸量/流速，见图8。
为了说明广泛的应用领域，上文讨论了若干不同的示例。
EP-B1-0447 443中公开的CPAP装置(19A)已用在不同示例中。在EP-B1-0447 443中CPAP装置(19A)被如下公开在一个示例中：
一种用于借助喷射器作用产生连续气道正压通气(CPAP)的装置，包括：呼吸通道(10)，该呼吸通道在其一个端部处向大气开口而在其另一端部处适于设置有附连至患者鼻部以及/或者嘴部的附连装置(23)；以及进口通道(13)，该进口通道在其用于新鲜气体的端部之间的一点处与呼吸通道(10)连接，它的流量可以调节为在所述呼吸通道中获得可调节的正压，其特征在于，呼吸通道(10)包括：第一分支通道(11)，其可连接于所述附连装置；以及第二分支通道(12)，其向大气开口，所述两个分支通道彼此共同形成角度(A)，进口通道(13)大体布置于第一分支通道(11)的延伸部并且以使新鲜气体流主要共轴地导入到第一分支通道中的方式连接于第二分支通道(12)，从而产生喷射作用，相应的分支通道的横截面积比进口通道的最小横截面积大几倍，各个分支通道的长度相对较短，优选地最多五倍于其内径，并且呼吸通道与进口通道一起制成从而形成紧凑单元(19、19A)，其能够借助条带或对应的装置安装于患者的鼻部和/或嘴部。而且，进口通道13自供给通道20分支出。通常，通道11、12和13的两个系统布置为在塑料主体中彼此相邻，并且通道11能够分别附连于鼻孔，特别是在新生儿的情况下。对于使用用于新生儿的附连装置的试验，通道具有下述内径。通道11具有3.5mm的直径，通道12具有4.0mm的直径而通道13具有1.3mm的直径。因此主体19相对较小和轻，使得其能够舒适地安放在患者的面部上。通道11和12的长并相对较短，优选地最多五倍于其直径。
如图2所示，一个示例是，其中，塑料主体10A具有两个平行的通道11、12和13的系统。通道20具有用于附连供给新鲜气体的软管的连接管道21。通道11具有两个连接管道22，图3中的附连装置23能够附连于所述连接管道22。
所述示例仅旨在说明本发明，而不旨在限制由权利要求限定的本发明的范围。本发明的一些示例示出于附图中。

Claims (6)

1.一种雾化装置(30)，所述雾化装置用在用于为新生儿产生连续气道正压通气(CPAP)并且用于同时添加雾化药物的系统中，所述雾化装置包括至少一个第三分支通道(35)，所述第三分支通道各自在其一个端部(33)处适于与CPAP装置(19A)的相应的第一分支通道(11)装配、而在其另一端部(36)处适于与附连装置(23)的至少一个管道(24)装配，所述CPAP装置包括呼吸通道(10)和进口通道，所述呼吸通道(10)具有所述第一分支通道(11)、向大气开口的第二分支通道(12)，所述进口通道连接至所述呼吸通道，所述附连装置能够应用于新生儿，其中，所述雾化装置(30)包括设置成用于导入雾化药物的至少一个雾化通道(34)，其中，所述至少一个雾化通道(34)定位于所述至少一个第三分支通道(35)，使得所述至少一个雾化通道(34)与所述至少一个第三分支通道(35)限定出大于或等于120°的角度α，并且其中，所述雾化通道(34)的尺寸设计为使得所述雾化通道(34)中的流速基本低于所述CPAP装置的所述进口通道(13)处的流速。
2.如权利要求1所述的雾化装置(30)，其特征在于，其连接于雾化附连装置(42)。
3.如权利要求1所述的雾化装置，其中，所述雾化通道(34)中的雾化流量在5至12升/分之间。
4.如权利要求1所述的雾化装置，其中，所述第一分支通道(11)和所述第三分支通道(35)各自具有2至5mm的内径。
5.如权利要求1所述的雾化装置，其中，所述进口通道(13)具有0.5至2.0mm的内径。
6.如权利要求1所述的雾化装置，其中，所述进口通道(13)具有1至1.3mm的内径。
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