发明内容
本发明的目的在于克服这些缺陷。
对此,根据本发明,用于进行呼吸辅助的设备为管状并形成主通道,所述主通道通过其远侧部分连接到患者的气路,使得所述主通道将所述患者的呼吸系统连接到外部,所述设备包括:
至少一个副通道,其连接到可呼吸气体源,以便能够将这种可呼吸气体的流通过至少一个远侧孔口吹入,所述远侧孔口布置在所述主通道的远端之前;和
流体连通装置,其布置在所述副通道的所述远侧孔口与所述主通道的所述远端之间;
其特征在于
所述用于进行呼吸辅助的设备包括:
转移装置,用于在所述可呼吸气体进入所述副通道之前转移(即改变路线)一体积比例(volume fraction)的来自所述源并将进入所述副通道的可呼吸气体(即转移所有来自所述源的且将进入所述副通道的可呼吸气体中按体积计算的一定比例的可呼吸气体);和
吸气装置,其吸入周围空气并由所转移的那部分可呼吸气体驱动;
所述吸气装置以如下方式连接到所述连通装置,即,使得所述连通装置能够将与所转移的那部分可呼吸气体混合的被吸入周围空气传送到所述主通道中。
这样,通过本发明,所转移的那部分可呼吸气体驱动用于实现周围空气吸入的吸气装置,所转移的那部分可呼吸气体越多,则这种吸入总体上越显著。此外,由于所转移的那部分可呼吸气体不会经历突然的或不可预料的变化(这是因为来自气体源的可呼吸气体流是连续和恒定的),因而不存在外部空气吸入不稳定和不规律的风险。而且,所转移的那部分可呼吸气体与被吸入的周围空气混合,使得可呼吸气体在到达主通道中之前被稀释。
因此应注意,在本发明中,周围空气的吸入并不依赖于在副通道远侧孔口下游的主通道内存在的内部低压;它是通过吸气装置专门进行的。
优选地,所述用于进行呼吸辅助的设备包括调整装置,用于调整由所述转移装置转移的所述比例的可呼吸气体,所述调整装置有利地布置在所述转移装置与所述吸气装置之间。这些调整装置可包括至少一个阀。
这样,可以调整可呼吸气体的转移比例,以适应于由吸气装置(其由所转移的那部分气体驱动)产生的吸入强度以及被吸入的周围空气的量。以这种方式,可调节被转移的可呼吸气体的稀释程度。
应注意,本发明提供有用于调整装置的阀,其被校准成能够精确控制被吸入的周围空气的量以及被转移的可呼吸气体的稀释程度。
优选地,所述用于进行呼吸辅助的设备包括调节流速装置,用于调节从所述吸气装置流出并将进入所述主通道的稀释的可呼吸气体的流速。这些调节流速装置有利地布置在所述吸气装置与所述流体连通装置之间。此外,所述调节流速装置可包括至少一个阀。
这样,可利用所述连通装置调节进入所述主通道的稀释的可呼吸气体的流速(以及可呼吸气体的量)。
以与调整装置的阀相同的方式,还可校准调节装置的阀,以精确获知被引入主通道中的稀释的可呼吸气体的量。
有利地,所述流体连通装置包括至少一个连通孔口,所述连通孔口形成在所述设备的壁中。
此外,在本发明的用于进行呼吸辅助的设备的示例性实施例中,特别是通过嘴部将用于进行呼吸辅助的设备引入患者呼吸系统的气管杈隆凸(carina)中时,所述主通道由柔性管形成,所述流体连通装置有利地包括柔性气密套,所述柔性气密套至少在所述柔性管的一部分上围绕所述柔性管,并形成围绕所述柔性管的周边通道,其中,所述连通孔口通入所述柔性套的近端,并且由此使与所转移的那部分可呼吸气体混合的被吸入的周围空气能够从所述柔性套的近端流出。
以这种方式,清除壁谷(lumbs)中的呼吸浊气可通过以下方式实现:通过由周围空气稀释的新鲜呼吸气体而将浊气经由主通道从气管杈隆凸驱出壁谷外。
有利地,所述吸气装置可直接安装在所述柔性管上并接近于所述柔性管的近端,从而有利于操控呼吸辅助设备。
而且,在本发明的一个实施例中,在所述副通道的与所述远侧孔口相反处设置有偏转装置,用于使所述通气可呼吸气体流朝向所述主通道的轴线偏转,且所述连通装置布置在所述偏转装置与所述主通道的所述远端之间。
具体实施方式
图1以放大的比例示意性地示出了根据本发明的用于进行呼吸辅助的设备的第一示例性实施例1的仅仅近侧部分2和远侧部分3。该第一示例性实施例可例如构成:具有或不具有气囊的口鼻气管内探头、儿科气管内探头、用于气体监测的探头、支气管内探头、用于儿童的解剖插管探头、Cole新生儿探头、Gedel插管探头、用于氧治疗的鼻探头、鼻或口咽鼻面罩、或用于治疗睡眠呼吸暂停的鼻气囊。
设备1包括管4,管4为柔性或被预成形(以适应患者的形态),并限定了主通道5,主通道5在所述管4的端部处分别具有近侧孔口6和远侧孔口7。
这样,主通道5能够确保在近侧孔口6与远侧孔口7之间通畅,其中一个孔口(远侧孔口7)将被设置在患者气路内,而另一孔口(近侧孔口6)将被设置在所述患者体外。这一近侧孔口6可通向周围空气,在这种情况下,患者可通过主通道5吸入新鲜空气和呼出浊气。如下文中所述,也可将孔口6连接到处于压力下的可呼吸气体源,并提供单向阀组,使得患者通过所述主通道5从所述源吸入可呼吸气体并且同样是通过这一主通道5将浊气呼出到周围空气中。
主通道5的直径在几毫米的量级。已经以3mm、7mm、8mm和12mm进行了令人满意的实验。
而且,副通道8形成在管4的壁厚内,所述副通道8在主通道5的几乎整个长度上延伸并将连接到处于压力下的可呼吸气体源,如下文中所述。
与可呼吸气体源的连接可利用环9实现,环9朝向近端2以防漏方式围绕管4,并且限定出围绕所述管4的密封环形腔10。副通道8利用在管4的壁中形成的局部切除部11与环形腔10连通,所述腔10通过导管12连接到可呼吸气体源。当然,通道8的近端封闭,例如通过从管4的近侧端面14引入的阻塞件13封闭。
副通道8具有的直径小于主通道5的直径。副通道8的直径优选小于1mm,且有利地在5至800微米的量级。在远端,副通道8通入管4的内壁16中的凹部15中。凹部15为环形,并在所述管4的轴线17上对中。凹部15包括:面15a,面15a大致为横向或稍稍倾斜,以使得主通道5变宽,所述副通道8通过它们的孔口18通入主通道5;和面15b,其在面15a之后并向轴线17的方向会聚。
优选地,在会聚的倾斜面15b与远侧孔口7之间,管4的内壁16具有朝向外部稍稍变宽的部分,如在图1中由角度A所示。
这样,当副通道8利用元件9至12被供应以处于压力下的可呼吸气体时,对应气体流冲击倾斜面15b,面15b使气体沿朝向轴线17的方向偏转(图1中的箭头F),从而在其近处产生压力区,压力区促使主通道5内的气体从近侧孔口6朝向远侧孔口7循环。这促使患者吸气。
至少一个附加通道19设置在管4的厚度内,并在接近于管4的远端面20的19A处通出,且用作测压孔。
出于安全原因,校准排放阀21可被设置为接近于管4的近侧部分2。这样,在主通道5中发生意外过压的情况下,通过管4的壁使气体逸放在患者体外发生,以同时消除这种过压。
如图2和3中所示,副通道8围绕管4的轴线规则地布置。副通道8的数量可根据应用(成人或儿童)而变化,不过通常在3至9之间。而且,至少一个副通道8可专门用于传输医用流体。
根据本发明的设备1的管4可由已用于呼吸探头的任意材料制成,例如聚氯乙烯,其中管4可具有可选的硅酮或钢涂层以允许高压注射。
当然,根据本发明的设备1的尺度可显著不同,这主要取决于管装配方式和患者尺寸,患者可为成人、儿童、婴儿或早产儿。
设备1还包括供应和控制设备22,其通过连接部23连接到管4的近侧孔口6并通过连接部24连接到附加通道19。
供应和控制设备22通过源25被供应以处于压力下的可呼吸气体,例如纯氧,供应和控制设备22通过导管26连接到源25,在导管26上安装有可调的减压器/流量计27。
减压器/流量计27的输出端通过分支导管28连接到导管12,在分支导管28上串联安装有可控阀29、限制流速和压力的可调的降压设备30(例如,具有校准导管的管)、加湿器31、和校准排放阀32(其校准可进行调整)。可控阀29由供应和控制设备22利用连接部33控制。
在非限制性示例中,减压器/流量计27可将来自源25的可呼吸气体传输到导管28中,可呼吸气体处于压力P(例如等于3.5巴)下并具有例如32升/分钟的最大可调流速;而从导管28接收这种可呼吸气体的流速和压力限制器30可将其压力降低至值p(例如对于成人等于0.5巴且对于儿童等于0.07巴),并可将流速降低至值d(例如等于0.5升/分钟)。对于排放阀32,其可被校准至压力p。
而且(见图1和4),在环形凹部15与远侧孔口7之间,管4的壁设置有连通孔口34,连通孔口34通过气体入口桩35而沿径向延续到管4之外,孔口34和入口桩35形成流体连通至设备1的装置。
如图1中所示,在排放阀32与管4的环9之间,用于转移一体积比例的可呼吸气体(来自源25)的装置36安装在导管12上。转移装置36(在图1中由方盒示意性显示)可例如包括T形或Y形的转移元件。当然,也可想到,转移装置可通过不同方式构造,例如通过将其布置在分支导管28实现构造。
导管12的转移装置36的输出端通过分支导管37被连接到气体入口桩35,在分支导管37上,周边空气吸气装置38被安装在转移装置36与入口桩35之间。
这些吸气装置38在功能上基本类似于例如推进泵,并且被源自源25且从导管12转移的所述比例的可呼吸气体驱动。这样,吸气装置38能够将周围空气(以箭头P表示)泵送通过空气入口孔口38A。在吸气装置38的出口处,通过被吸入的周围空气稀释被转移的可呼吸气体。
如图1所示,调整阀39能够调整可呼吸气体的转移比例,并被安装在转移装置36与吸气装置38之间的分支导管37上。这样,通过调节可呼吸气体的转移比例,调整阀39可调节由吸气装置38(其由被转移的那部分气体驱动)产生的吸入强度以及被吸入的周围空气的量。
有利地,调整阀39可被校准,从而能够精确控制被吸入的周围空气的量以及被转移的可呼吸气体的稀释。
如图1中所示,还可将调节阀40安装在吸气装置38与管4的气体入口桩35之间的分支导管37上。对此,该调节阀40能够调节通过孔口34进入主通道5的被稀释的可呼吸气体(见箭头f)的流速。
根据第一示例性实施例的设备1(图1至4)的操作的模式如下:
·在人工呼吸模式中,调整阀39和调节阀40关闭;供应和控制设备22一方面利用连接部33控制可控阀29关闭而使得导管12不被供应以可呼吸气体,且另一方面利用连接部23将可呼吸气体传送到管4中。此设备22包括可用于调整从导管26接收并传送到管4的可呼吸气体的压力和流速的装置(未示出)。如果在患者的呼吸道中出现过度压力,则压力被检测到并通过附加通道19和连接部24传送到设备22以停止操作。而且,如果这种过度压力超过校准阀21的校准阈值,例如由于附加通道19被粘液阻塞并且已经不能将过度压力信息传送到设备22,则此阀21开启,主通道5连接到大气;
·在呼吸辅助模式中,供应和控制设备22断开连接部23以使得近侧孔口6与大气连通,并通过连接部33控制可控阀29,使得利用限制器30、加湿器31、校准排放阀32、转移装置36、和副通道8为患者传送连续的或脉冲的可呼吸气体流。而且,调整阀39和调节阀40开启。因此,周围空气被吸气装置38吸入(见箭头P),并与可呼吸气体(利用转移装置36从导管12中转移的可呼吸气体)混合,可呼吸气体由此被稀释。当然,被转移的可呼吸气体的稀释率取决于由吸气装置38对周围空气的吸入并由此取决于调整阀39的开启。应注意,为了实现将可呼吸气体注入导管12中的恒定条件,对应于调整阀39开启的稀释率能够仅仅校准一次即可,结果,通过选择此调整阀39的给定开启程度,患者可被供应以最适合的空气和可呼吸气体混合物。此外,通过孔口34进入主通道的稀释的可呼吸气体的流速可利用调节阀40精确控制。如果在患者的呼吸道中出现过度压力,如前所述,则此过度压力被检测到并通过附加通道19和连接部24被传送,使得设备22关闭可控阀29并使得导管28停止向患者传送气体。如果附加通道19阻塞,则设备22不会获得患者呼吸道中出现过度压力的警报并且不能停止,但这种过度压力导致副通道8和导管12中的压力增大。当这种压力增大达到安全阀32的开启阈值时,安全阀32开启,可呼吸气体流不再被传送给患者,而是通过所述安全阀32转移到外部。这样,虽然安全装置19A、19、24、22、29在这种情况下不能起作用,不过可呼吸气体流无法到达患者的呼吸系统。
在第一示例性实施例的变例中(该变例在图5中显示,且其功能与前述相同),下游环41布置在管4的远侧部分3中并处于环形凹部15与流体连通装置的孔口34之间。此环41围绕主通道5的中心压力区(在图5中以D表示),并至少部分地占据在所述中心压力区D与主通道5的远侧部分3的内壁16之间的环形周边空间42。
利用这样的环41,获得长形压力区D所必要的可呼吸气体源25的压力可降低,而同时获得相同压力的压力区D。
作为大致的准则,在环41与倾斜偏转面15b之间的距离1接近于主通道5的远侧部分的直径。
不过,为了使得源25的所需压力的减小最优,有利地可使此距离1可调。出于相同的原因,还有利的是,环41的中心开口43的直径可调。
图6显示出通过嘴部将设备1引入患者呼吸系统气管杈隆凸的第一示例性实施例的另一变例。
如图6所示,柔性管4在其长度的最大部分上被围绕以气密性柔性套63。柔性套63的远端63A可通过气密方式联接到管4的远端7的附近,管4包括布置在所述柔性套63内并处于环形凹部15与远侧孔口7之间的连通孔口34。柔性套63的近端63B可通过气密方式联接到环形连接器64,环形连接器64布置在柔性管4的近侧2的附近并且联接到吸气装置38。以这种方式,柔性套63形成周边通道65,周边通道65围绕柔性管4并通过孔口34通入主通道5中。
环形开口66形成在环形连接器64内,允许由周围空气稀释的新鲜可呼吸气体与柔性套63连通。这样,来自装置38的稀释的新鲜可呼吸气体可流入周边通道65中并可通过孔口34进入主通道5中(箭头f)。
在此变例中,吸气装置38具有文氏管形式,并安装在柔性管4的环形连接器64上,以使设备1更易于操控。
此外,如图6和7中所示,由柔性套63围绕的管4的外壁包括纵向突出肋,用于防止周边通道65气密堵塞。作为变例,在管4的外壁内可形成缝,而不是所述肋67。
而且,已知的是,柔性管4可包括布置在柔性套63下游的可膨胀固定气囊68。可膨胀气囊68(单个或两个)可通过可膨胀气体(箭头F1)充气,可膨胀气体来自源69并通过形成在管4的厚度内的附加通道70传输。此通道70在71处通入固定气囊68中。此外,气囊68的膜可被至少部分地增强,以避免在通过患者嘴部引入柔性管的过程中由于患者咬啮所致的任何撕裂。
这样,在第一示例性实施例中,柔性管4可易于插入患者的呼吸系统中,只要其远端7接近于气管杈隆凸(未示出)定位即可。然后,在柔性管4的远端7与患者壁谷之间的死区被减小至最小。
以这种方式,清除壁谷中的呼吸浊气可通过以下方式实现:通过由周围空气稀释的新鲜呼吸气体而将浊气经由主通道5从气管杈隆凸驱出壁谷外。
如图8至11中所示,根据本发明第二示例性实施例的用于进行呼吸辅助的设备是管状连接器部件,其包括内通路44和突出到所述内通路44中的锥形壁45。
内通路44由分别在所述管状连接器1.1的近端48和远端49处的近侧孔口46和远侧孔口47限定。
锥形壁45的目的在于沿朝向内通路44的纵轴线50的方向偏转可呼吸气体流,可呼吸气体流利用周边环形腔54而被注射通过副通道51并从通过侧吸取桩53延续的孔口52被供应。源自可呼吸气体源25的可呼吸气体流经由副通道51的孔口51A通出副通道51。
吸取桩53通过导管12连接到转移装置36(类似于在上文中结合图1所述)。
而且,在其远侧部分49的附近,管状连接器1.1的壁设置有连通孔口34,连通孔口34通过侧向气体入口桩35沿径向向外延续,而且孔口34和桩35形成与设备1.1流体连通的装置。
这些流体连通装置可通过转移导管37并利用转移装置36、调整阀39、吸气装置38和调节阀40(在上文中结合图1所述)被供应以稀释的可呼吸气体。
而且,管状连接器1.1包括介于近侧部分48与远侧部分49之间的管状中心部分55,且管状中心部分55的纵向远端55A稍稍突出至内通路44中而形成下游环,其中,下游环的功能类似于前述下游环41的功能。
排放孔口56形成在中间部分55的侧壁中,其形成方式使其将内通路44连接到周围空气。优选地,这些排放孔口56在中间部分55的相同区域上围绕轴线50均匀分布。这通过允许浊气从所述患者的呼吸系统中逸放而使得患者更易于呼气。
排放孔口56也可由环56A覆盖,环56A能够绕中间部分55轻微转动并自身设置有孔56B,孔56B的直径至少等于孔口56的直径,并可通过旋转所述环56A而使其与孔口56相对设置。
而且,在远侧部分49处,管状连接器1.1包括:相对于所述连接器1.1而共轴布置的环形周边腔60。环形周边腔60在连接器1.1的远端47处通出,并在其近端设置有出口桩61,桩61可连接到气体分析器和连接到测量设备(二者均未示出)。
纤维或多孔过滤器62布置在环形周边腔60中,以减缓气体紊流以及过度压力变化。
虽然在图8至10中未被显示,但不言而喻的是,管状连接器1.1可包括通道或导管,用于注射药剂和/或水。
图11显示呼吸辅助面罩57,其包括大致截锥形的刚性壳58,并可装配到患者59的面部上。在相反端,所述面罩57包括根据本发明第二示例性实施例的管状设备1.1。这种管状设备1.1用于连接器,气体通过所述连接器进出面罩57。
当然,应易于认识到,根据本发明的设备1、1.1可具有多种其它用途,例如,作为鼻探头、口探头、气管探头、喉罩、King系统、Combitube(注册商标),等等。显然,所述设备的尺度因而适于每种具体用途。