CN103096961A - 用于呼吸加湿的加热导管 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于运载加湿气体的导管(50)，其包括在第一端(50A)和第二端(50B)之间延伸的管路以及定位在管路中的螺旋导丝。螺旋导丝(54)由导电芯形成，其限定了螺旋导丝的形状。电插座定位在管路的第一端并电耦接至螺旋导丝的传播端。

Description

用于呼吸加湿的加热导管
背景技术
呼吸加湿系统用于向患者提供呼吸治疗。一般来说，该系统包括通风器、加湿器和患者回路。通风器供应气体至加湿腔，加湿腔与加湿器耦接。加湿腔内的水被加湿器加热，这产生了将腔内气体加湿的水蒸汽。然后，加湿气体从该腔通过患者回路被运载至患者。可以加热患者回路的一个或多个导管以最小化导管内的冷凝。
一种目前的加热导管利用由热塑性材料形成的螺旋加热导丝(wire)来保持导管内导丝的形状。由于在包装、运输、装配和使用过程中导管温度的变化，热塑性导丝的刚性会剧烈变化，导致与导管的使用相关的问题。例如，在装配时，热塑性材料通常相当刚性，导致难于调节和操纵该导管至期望位置。
在针对导管的另一种导丝设计中，细的低电阻导丝(例如，铜)缠绕尼龙芯，并且通过该导丝供给能量。然而，该导丝的可制造性和可靠性会导致导丝和向导丝提供电流的电源之间缺乏连接。具体地，该细导丝的尺寸会难以工作。因此，缺乏连接会在制造过程中、在运输过程中或在使用过程中发生。如果出现了缺乏连接，则患者接收到冷的、干燥的空气，而不是所期望的加热的、加湿的空气。
发明内容
本文所展示的概念的各方面涉及用于运载加湿气体的导管。该导管包括在第一端和第二端之间延伸的管路以及定位在该管路中的螺旋导丝。螺旋导丝由导电芯形成，其在一个实施例中限定了螺旋导丝的形状。电插座定位在管路的第一端并电耦接至螺旋导丝的传播端。在其他实施例中，热固材料可绝缘螺旋导丝的导电芯。另外，螺旋导丝与第二端耦接。
附图说明
所包括的附图提供了实施例的进一步理解并且并入本说明书中构成本说明书的一部分。附图示出了多个实施例并且与描述一起用于解释实施例的原理。将会易于意识到其他实施例以及实施例的许多预期优点，因为它们通过参照以下详细描述会变得被更好地理解。附图的元件不必相对于彼此按比例绘制。相同的附图标记指示对应的相似部件。
图1是呼吸加湿系统的示意图。
图2是加热导管的示意侧视图。
图3是加热导管的装置端的侧视图。
图4是加热导管的患者端的侧视图。
图5是加热导管内的导丝的替代螺旋形状的侧视图。
图6是一段具有绞合芯的导丝。
图7是一段具有实心芯的导丝。
图8-10是可定位在加热导管内的替代连接器。
具体实施方式
在以下的详细描述中，对附图进行参考，附图形成本文的一部分，在附图中通过说明的方式示出了具体实施例，可在所述具体实施例中实施本发明。就这点而言，方向性术语，比如“顶”、“底”、“前”、“后”、“头”、“尾”等，均用于参照所描述的(一幅或多幅)附图的方向。由于实施例中的部件可以按照多个不同的方向定位，因此上述方向性术语仅用于说明的目的，并不解释为以任何方式形成限制。应该理解的是，在不超出本发明范围的情况下，可采用其他实施例并且可以作出结构上或者逻辑上的变化。因此，以下详细描述不解释为具有限制性，并且本发明的范围由所附权利要求书限定。
应该理解的是，本文描述的各种示例性实施例的特征可以彼此结合，除非有其他明确指示。
图1是呼吸加湿系统10的示意图，其包括通风器12、具有加湿腔16的加湿器14以及患者回路18。值得注意的是，系统10是本文所展示的概念的一个示例性实施例。例如，呼吸治疗的其他形式可与本文所展示的概念一起使用，诸如CPAP(持续气道正压)系统或其他系统，其可添加或去除系统10的一个或多个部件。通风器12通过初始导管20供应气体至加湿腔16。加湿器14加热腔16内的水，其然后输出至患者回路18。患者回路18包括吸气导管(或分支)22、y形连接器24和呼气导管(或分支)26。在替代实施例中，例如在CPAP系统中，可以取消y形连接器24和/或呼气导管26。吸气导管22通过y形连接器24将加湿气体从腔16传输至患者。y形连接器24可选择性地耦接至患者接口，诸如气管内管路。其他患者接口可包括面罩、鼻管(nasal prong)等。在吸入加湿气体后，患者可呼气，通过呼气导管26将呼出的气体传输回通风器12。液体从流体源28供应至腔16，所述流体源在一个实施例中包括流体地耦接至腔16的液体(例如水)袋。在一个实施例中，腔16可以包括浮阀系统，如与本发明同日申请的、名称为“Float Valve System For A Respiratory HumidificationSystem”的共同未决美国申请系列号No.12/616,414中所描述的浮阀系统，所述申请的全部内容合并于此。
吸气导管22和呼气导管26分别包括定位在其中的螺旋导丝30和32，当被加热时，螺旋导丝30和32最小化可能在吸气导管22和呼气导管26中出现的冷凝。为了最小化冷凝，加湿器14通过电连接器34和36供应电功率至螺旋导丝30和32。螺旋导丝30和32被选择为具有期望电阻以便分别将导管22和26内的加湿空气加热至期望水平。另外，加湿器14从传感器输入连接器38接收感应输入，所述传感器输入连接器38可以提供患者回路18内的气体的温度和/或流量信息，从而调节被提供至螺旋导丝30和32的功率。在一个示例中，温度和/或流量传感器可耦接至传感器输入连接器38以提供指示系统10内的温度和/或流量的信息。在一个示例中，传感器可耦接至吸气分支22或y形连接器24。
图2示出了具有第一端(例如装置端)50A和第二端(例如，患者端)50B的导管50，其可以用在呼吸加湿系统10中。例如，导管50是定位在图1的呼吸加湿系统10内的导管22和26的示例性实施例。如果用作图1中的导管22，则装置端50A可接近腔16定位。如果用作图1中的导管26，则装置端50A可接近通风器12定位。导管50还包括管路52、定位在管路52内的螺旋导丝54、定位在第一端50A处的第一连接器56以及定位在第二端50B处的第二连接器58。连接器56包括多个支路，一个用于产生与导丝54的电连接，以及一个用于流体耦接至通风器12或加湿器14。连接器58与y形连接器24的支路耦接，靠近患者。在一个替代实施例中，连接器58可以配备有一个或多个端口，其中的一个示意性表示为端口59。端口59可整体地形成在连接器58中或直接耦接至连接器58。所配备的端口59可接收温度探头、流量传感器、计量剂量吸入器和/或其组合。当利用端口59来接收温度探头时，由于管路52的固定长度，为了建立至加湿器14的一致反馈环，这对于保持导管50内的流体的一致温度是有利的。
在所示实施例中，管路52是适于耦接在装置(例如通风器12、加湿腔16)和y形连接器24之间的柔性波纹管。在其他实施例中，管路52不需要是波纹的并且可包括各种其他的纹理和构造。导丝54由导电芯形成并且如下所述包括传播端和环圈部分，所述导电芯由热固材料(例如，硅树脂)绝缘，传播端用于(例如，通过图1的电连接器34和36中的一个)将导丝54电耦接至加湿器14，环圈部分耦接至连接器58。因此，导丝54与连接器56和58为固定关系。在其他实施例中，导丝54无需固定至连接器58，使得夹子或其他机构可用于在沿着导管50的一距离处将导丝54固定至管路52。在所示实施例中，导丝54是双螺旋形状，其包括以大约180°异相的两个螺旋。虽然还有其他的方式来形成导丝54，不过一种方法是在中间部分附近保持导丝并旋转该中间部分以产生螺旋形状。导丝54的芯提供了导丝54的预定螺旋形状，使得导丝54定位成接近管路52周围，而导丝54的节距是导管50在端50A和50B之间的长度的函数。例如，随着导管50的长度增加，导丝54的节距将减小，并且随着导管的长度减小，导丝54的节距将增加。也就是说，导丝54的导电芯所提供的形状将导丝54定位在管路52周围附近，从而在管路52中的空气趋向于冷却的地方提供了空气的期望加热，并且导丝54的节距是沿着从导管50的端50A至端50B方向的导管50的长度的函数。
转向图3，在第一端50A处的连接器56包括第一支路60、第二支路62以及第三支路64，第三支路64定向成横向于第一支路60和第二支路62。第一支路60与导管50的管路52耦接，而第二支路62包括电插座66，电插座66能够耦接至电连接器68。为了提供电流至导丝54，电连接器68电耦接至加湿器14(图1)，其选择性地输送功率至电连接器68。螺旋导丝54在传播端70和72插入插座66中，传播端70和72可以是没有绝缘涂层的部分(例如，从导丝芯剥去热固涂层)。电流从加湿器14传输至连接器68，其进而通过插座66提供电流至导丝54。横向支路64包括传感器进入端口74，其可接收流量和/或温度传感器(例如，用于通过图1的传感器输入连接器38传播测量值至加湿器14)。另外，第三支路64可与通风器12或腔16直接流体地耦接，或者通过耦接至支路64的另一导管与通风器12或腔16流体地耦接。
图4是导管50的患者端50B的视图。如果用作图1的导管22或26，装置端50B可与y形连接器24的支路耦接。患者端50B包括连接器58。连接器58包括适于耦接至y形连接器24的第一支路82和适于耦接至导管50的管路52的第二支路84。附接至支路84的是耦接机构86，耦接机构86从支路84延伸并固定至螺旋导丝54的环圈部分88。耦接机构86包括从支路84延伸的基部90以及与环圈部分88和基部90耦接的杆92。因此，导丝54固定至连接器58。
导管50可以根据需要按多个不同的方式改变。例如，图5示出了替代导管100的实施例，其具有以螺旋模式缠绕在管路104内的导丝102。类似于导丝54，导丝102包括导电芯，其由热固材料包围。然而，在所示实施例中，导丝102所缠绕成的螺旋形状由两个螺旋形成，所述两个螺旋沿螺旋的轴线平移并基本同相，这与图2的导丝54的螺旋形状相反，在图2的导丝54的螺旋形状中，两个螺旋设置成约180°的异相。另外，对比于图2的波纹管52，管路104是平滑的。
如上所述，螺旋导丝54和102由热固材料包围的实心芯形成。实心芯在方便地形成与插座66(图3)的电连接以及在提供具有期望柔性的螺旋导丝形状时是有用的。因此，可以简单地以可靠的方式进行导管的装配。热固绝缘材料被选择为在导丝的使用期间不熔化或燃烧。在图6中，导丝110包括绞合导丝芯112，其由热固绝缘层114包围。在图7中，导丝120包括实心芯122，其由热固绝缘层124包围。用于芯112和芯122的示例材料包括但不限定于合金433(304不锈钢；23规格；0.865欧姆/英尺的电阻)、合金294(55％铜、45％镍；23规格；0.6欧姆/英尺的电阻)、以及合金675(60％镍、25％铁、15％铬；25规格；2.2欧姆/英尺的电阻)。
图8-10示出了可用于替代图3的连接器80的各种连接器。每个连接器包括用于耦接至螺旋导丝54的环圈部分88的杆。图8示出了具有第一支路132的连接器130。杆136耦接至支路134，以便耦接至导丝54的环圈部分88。类似地，图9示出了具有第一支路142和第二支路144的连接器140。基部146和杆148用于将导丝54耦接至连接器140。图10示出了具有第一支路152和第二支路154的连接器150。基部156和杆158设置成将导丝54耦接至连接器150。
尽管本文已经示出和描述了具体实施例，但本领域普通技术人员可意识到在不偏离本发明范围的情况下，各种替代的和/或等同的实施方式可以用于替换所示出的和描述的具体实施例。本申请意图覆盖本文讨论的具体实施例的任何修改或变形。因此，所意图的是，本发明仅由权利要求书及其等同物限定。

Claims (23)

1.一种用于运载加湿气体的导管，包括：
管路，所述管路在第一端和第二端之间延伸；
螺旋导丝，所述螺旋导丝定位在所述管路中且包括两个传播端和环圈部分，所述螺旋导丝由用热固材料绝缘的导电芯形成；
第一连接器，所述第一连接器定位在所述管路的第一端且包括电插座，所述电插座连接至所述螺旋导丝的所述传播端；以及
第二连接器，所述第二连接器定位在所述管路的第二端且包括耦接机构，所述耦接机构整体地形成在其中并耦接至所述螺旋导丝的环圈部分。
2.权利要求1所述的导管，其中，所述导电芯限定所述螺旋导丝的形状。
3.权利要求1所述的导管，其中，所述导电芯包括绞合导丝。
4.权利要求1所述的导管，其中，所述导电芯包括单根实心导丝。
5.权利要求1所述的导管，其中，所述热固材料是硅树脂。
6.权利要求1所述的导管，其中，所述管路是波纹的。
7.权利要求1所述的导管，其中，所述第一连接器包括耦接至所述管路的第一支路、容纳所述电插座的第二支路、以及定向成横向于所述第一支路和第二支路以便运载气体的第三支路。
8.权利要求1所述的导管，其中，所述传播端包括没有热固材料并定位于所述电插座中的部分。
9.权利要求1所述的导管，其中，所述第二连接器包括构造成接收温度传感器的端口。
10.权利要求1所述的导管，其中，所述第二连接器包括构造成接收计量剂量吸入器的端口。
11.一种用于运载加湿气体的导管，包括：
管路，所述管路在第一端和第二端之间延伸；
螺旋导丝，所述螺旋导丝定位在所述管路中并包括两个传播端，所述螺旋导丝由导电芯形成，所述导电芯限定所述螺旋导丝的形状；以及
电插座，所述电插座定位在所述管路的第一端且电耦接至所述螺旋导丝的传播端。
12.权利要求11所述的导管，其中，所述导电芯包括绞合导丝。
13.权利要求11所述的导管，其中，所述导电芯包括单根实心导丝。
14.权利要求11所述的导管，其中，所述热固材料是硅树脂。
15.权利要求11所述的导管，其中，所述管路是波纹的。
16.权利要求11所述的导管，其中，所述螺旋导丝固定至所述管路的第一端和第二端。
17.权利要求11所述的导管，其中，所述螺旋导丝的预定形状接近管路的周围定位。
18.一种用于呼吸加湿系统的回路，包括：
吸气导管，所述吸气导管从腔端延伸至患者端，所述吸气导管具有定位于其中的第一螺旋导丝，所述第一螺旋导丝包括第一导电芯，所述第一导电芯限定所述第一螺旋导丝的形状；
呼气导管，所述呼气导管从所述患者端延伸至装置端，所述呼气导管具有定位于其中的第二螺旋导丝，所述第二螺旋导丝包括第二导电芯，所述第二导电芯限定所述第二螺旋导丝的形状；
第一电连接器，所述第一电连接器电耦接至所述第一螺旋导丝；以及
第二电连接器，所述第二电连接器电耦接至所述第二螺旋导丝。
19.权利要求18所述的回路，其中，所述第一导电芯和所述第二导电芯包括绞合导丝。
20.权利要求18所述的回路，其中，所述第一导电芯和所述第二导电芯包括单根实心导丝。
21.权利要求18所述的回路，其中，所述热固材料是硅树脂。
22.权利要求18所述的回路，其中，所述管路是波纹的。
23.权利要求18所述的回路，还包括y形连接器，所述y形连接器耦接至所述吸气导管和所述呼气导管。
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