CN103140254B - 具有气流导向器的无创呼吸帮助装置 - Google Patents

Abstract

一种用于帮助患者呼吸的nCPAP装置，该装置包括发生器主体，发生器主体形成有入口、腔体、第一流路和第二流路。腔体将压力气体从入口导入流路中。流路均包括：第一喷管、第二喷管、导流器、以及排气通道。喷管将射流向患者侧的方向喷射到导流器中。在一些实施例中，导流器形成有：第一渐缩壁部，其将吸入气体导向患者；以及第二渐缩壁部，其将呼出气体导向排气通道。与常规设计相比，该发生器主体减小了获得目标CPAP水平所需的驱动压力并且减少了总体上强加的WOB。

Description

具有气流导向器的无创呼吸帮助装置

技术领域

本发明总体上涉及用于产生和输送连续正向气道压力治疗或对例如婴儿等患者进行其它无创呼吸帮助的装置和方法。更具体地说，本发明涉及驱动压力要求得到降低且呼吸做功得到改善的可变气流的经鼻连续正向气道压力系统、装置和方法。

背景技术

连续正向气道压力（CPAP）疗法已被采用许多年，用以治疗遭遇呼吸困难和/或机能不全的患者。另外，通过防止肺在呼气期间萎陷并帮助肺在吸气期间膨胀，CPAP疗法可以有利地帮助肺部发育不全的患者（特别是婴儿，尤其是早产儿或新生儿）。

概括地说，CPAP疗法在整个呼吸周期中向自主呼吸的患者的肺中连续地输送正向压力。可以使用多种患者接口装置（例如，气管内管或鼻插管）向患者输送CPAP。然而，对婴儿，更期望采用无创式患者接口装置，特别是经由患者鼻孔与鼻腔气道直接或间接地连接的装置。这种系统通常被称为经鼻连续正向气道压力（nCPAP）系统。

理论上，CPAP系统应向患者的气道输送恒定的、稳定的压力（高于大气压）。对于常规CPAP系统的情况，相对恒定且连续的气流（例如，空气、氧气等）被输送到患者的气道中，该气流通过对患者的呼出气流施加限制而在患者的肺中产生压力。不幸的是，这种连续气流有可能对患者的呼吸同步性起到有害作用。更具体地说，需要患者抵抗流入的气体进行呼气，因此增加了患者的呼吸做功。可以采用控制阀来更好地调节患者呼吸周期的吸气阶段和呼气阶段（例如，控制流入系统中的气流和/或改变对来自系统的输出气流的限制程度）。然而，对于许多患者特别是婴儿而言，由于患者所需的呼吸做功相当高，所以这种方法不令人满意。也就是说，控制阀系统基本不可能精确地复制患者所经历的实际呼吸周期，因而一直需要患者克服高动量的流入气体并克服控制阀的阻力来呼气。对于肺部发育不全的婴儿而言，即使所需的呼吸做功的轻微增加也有可能导致该CPAP系统不实用。

最近，开发出了nCPAP系统，该系统采用了与用于患者吸入气体和患者呼出气体的独立通道结合的可变气流的概念。当患者吸气时，流入的气体采取阻力最小的路径并被导入患者的气道中。当患者呼气时，气体再次采取阻力最小的路径并从排气口排出，从而降低了呼吸的呼气阶段的阻力。例如，可以从SanDiego,CA的CareFusionInc.（康尔福盛公司）获得的InfantFlowTM系统包括可变气流CPAP发生装置（或“CPAP发生器”），该CPAP发生器在整个呼吸周期中保持恒定压力的同时使得气体的供应方向随着婴儿的呼吸型式而改变。InfantFlowCPAP发生器根据已知的喷射泵原理，将所供应的气体转换成射流（为每个鼻孔供应一路射流），使得气体射流的动量在患者的肺中产生正压。InfantFlowCPAP发生器依靠被制造商的产品手册列为“射流翻转（fluidicflip）”效应的现象来适应来自患者的呼出气流。来自患者的呼出气流向流入的射流施加压力。已经得出的理论是，由于康达（coanda）效应，呼出气流使得射流偏转，由此引起流入的射流发生射流翻转。结果，射流和呼出气流容易流至排气口，由此使患者所需的呼吸做功减少。尽管相当有前景，但这些装置中的射流保持相对较高的动量而不容易被患者，特别是婴儿的呼气呼吸所克服。此外，经常期望的是，减小需要向CPAP发生器供应的压力量，从而简化相关的喷射泵的结构，这进而可以有益于减小尺寸、能耗、声音、复杂性和成本。

鉴于以上情况，存在对改进的nCPAP系统、装置和方法的需求。

本文披露了至少以下概念。

概念1.一种在用于帮助患者呼吸的CPAP系统中使用的经鼻连续正向气道压力装置，所述装置包括：

发生器主体，其形成有：

入口，其与压力气体源流体地连通，

腔体，其与所述入口流体地连通，

第一流路和第二流路，其与所述腔体流体地连通，

每条所述流路均包括：

第一喷管和第二喷管，每个喷管均限定有入口端和出口端，所述入口端与所述腔体流体地连通，

导流器，其限定有：

喷管侧，其与所述喷管的出口端流体地连通，

患者侧，其与所述喷管侧相反，用于引导来自患者鼻孔的气体，

第一壁部，其位于所述喷管侧与患者侧之间，所述第一壁部的直径向所述患者侧渐缩，

第二壁部，其位于所述第一壁部与所述患者侧之间，所述第二壁部的直径向所述喷管侧渐缩。

概念2.根据概念1所述的装置，其中，

所述第一壁部沿从所述喷管侧到所述患者侧的方向弯曲。

概念3.根据概念1所述的装置，其中，

所述第二壁部沿从所述患者侧到所述喷管侧的方向弯曲。

概念4.根据概念1所述的装置，其中，

所述第一壁部是漏斗形的环状件。

概念5.根据概念1所述的装置，其中，

所述第二壁部是漏斗形的环状件。

概念6.根据概念1所述的装置，其中，

所述第一壁部包括限定第一直径的入口端以及限定第二直径的出口端，并且所述第二壁部包括限定第三直径的入口端以及限定第四直径的出口端，所述第二直径大于所述第四直径。

概念7.根据概念1所述的装置，其中，

每条所述流路还限定有排气通道。

概念8.根据概念7所述的装置，其中，

所述排气通道位于相应流路的第一喷管与第二喷管之间。

概念9.根据概念1所述的装置，其中，

所述腔体是环形的。

概念10.根据概念1所述的装置，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此不平行。

概念11.根据概念1所述的装置，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此平行。

概念12.一种用于帮助患者呼吸的经鼻连续正向气道压力系统，所述系统包括：

发生器主体，其形成有：

入口，其用于与压力气体源流体地连通，

腔体，其与所述入口流体地连通，

第一流路和第二流路，其与所述腔体流体地连通，每条所述流路均包括：

第一喷管和第二喷管，每个喷管均限定有入口端和出口端，所述入口端与所述腔体流体地连通，

导流器，其限定有：

喷管侧，其与所述喷管的出口端流体地连通，以

及

患者侧，其与所述喷管侧相反，

第一壁部，其位于所述喷管侧与所述患者侧之间，所述第一壁部的直径向所述患者侧渐缩，

第二壁部，其位于所述第一壁部与所述患者侧之间，所述第二壁部的直径向所述喷管侧渐缩；以及

患者接口件，其分别与所述导流器的患者侧流体地连通；以及

压力气体源，其与所述入口流体地连通；

其中，当所述患者接口件固定至患者鼻孔时，所述系统构造成：将气体从所述压力气体源输送到所述喷管，所述喷管进而将气体射流向所述患者接口件的方向喷射到相对应的导流器中，由此为患者产生连续正向气道压力。

概念13.根据概念12所述的系统，其中，

所述第一壁部沿从所述喷管侧到所述患者侧的方向弯曲。

概念14.根据概念12所述的系统，其中，

所述第二壁部沿从所述患者侧到所述喷管侧的方向弯曲。

概念15.根据概念12所述的系统，其中，

所述第一壁部是漏斗形的环状件。

概念16.根据概念12所述的系统，其中，

所述第二壁部是漏斗形的环状件。

概念17.根据概念12所述的系统，其中，

所述第一壁部包括限定第一直径的入口端以及限定第二直径的出口端，并且所述第二壁部包括限定第三直径的入口端以及限定第四直径的出口端，所述第二直径大于所述第四直径。

概念18.根据概念12所述的系统，其中，

每条所述流路还限定有排气通道。

概念19.根据概念18所述的系统，其中，

所述排气通道位于相应流路的第一喷管与第二喷管之间。

概念20.根据概念12所述的系统，其中，

所述腔体是环形的。

概念21.根据概念12所述的系统，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此不平行。

概念22.根据概念12所述的系统，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此平行。

概念23.一种为患者建立并输送连续正向气道压力的方法，所述方法包括：

使发生器主体与患者鼻孔流体地连通，所述发生器主体形成有第一流路和第二流路，每条所述流路均包括第一喷管、第二喷管、形成有第一壁部和第二壁部的导流器、以及排气通道；

迫使来自压力气体源的气体进入每个所述喷管的入口端；

将来自每个所述喷管的射流经由相应导流器导向患者鼻孔，从而在患者的气道中建立连续正向气道压力；

在患者吸气阶段，射流将气流输送至患者，并沿着第一壁部建立再循环流；以及

在患者呼气阶段，第二壁部引导来自患者的呼出气体，从而将射流转向至相对应的排气通道。

概念24.根据概念23所述的方法，其中，

所述导流器包括喷管侧和患者侧，并且

所述第一壁部限定有朝从所述喷管侧到所述患者侧的方向渐缩的直径。

概念25.根据概念24所述的方法，其中，

所述导流器包括喷管侧和患者侧，并且

所述第二壁部限定有朝从所述患者侧到所述喷管侧的方向渐缩的直径。

概念26.根据概念23所述的方法，其中，

所述排气通道位于相应流路的第一喷管与第二喷管之间。

概念27.根据概念23所述的方法，其中，

所述腔体是环形的。

概念28.根据概念23所述的方法，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此不平行。

概念29.根据概念23所述的方法，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此平行。

发明内容

根据本发明的原理的一些方面涉及用于帮助患者呼吸的经鼻连续正向气道压力（nCPAP）装置。所述装置包括发生器主体，所述发生器主体形成有入口、腔体、第一流路和第二流路。所述入口构造成用于与压力气体源流体地连通。所述腔体与所述入口流体地连通。所述第一流路及所述第二流路与所述腔体流体地连通，并且每条所述流路均包括：第一喷管、第二喷管、以及导流器。所述喷管限定有入口端和出口端，所述入口端与所述腔体流体地连通。所述出口端适于向所述导流器中喷射气体射流。所述导流器具有或限定有：喷管侧，其与所述喷管的出口端流体地连通；以及鼻孔或患者侧，其与所述喷管侧相反。所述患者侧形成有或连接至用于与患者鼻孔连接的鼻塞或面罩。每个导流器均形成有：第一渐缩壁部，其具有向所述患者侧的方向渐缩的直径；以及第二渐缩壁部，其具有从所述患者侧向所述喷管侧渐缩的直径。在呼气操作阶段，所述第二渐缩壁部帮助呼出气流使射流转弯。在使用期间，经由所述入口输送至所述腔体的压力气体被喷管转换成流动固定的射流，从而在每个通道中产生CPAP。此外，发生器主体在呼吸的吸气阶段建立吸气流动型式，并在呼吸的呼气阶段建立呼气流动型式。对于呼气流动型式，来自每个所述导流器的患者侧的呼出气体被第二渐缩壁部引导，从而使得射流的至少一部分转向到排气通道并从排气通道排出。在具体实施例中，每个渐缩壁部形成漏斗形的环状件，其直径从入口端向出口端渐缩。本发明的发生器主体所需要的入口或驱动压力减小以便获得期望的CPAP水平，和/或使总体上强加的患者呼吸做功减少。

根据本发明的原理的另一个方面涉及一种经鼻连续正向气道压力（nCPAP）系统，所述系统包括：发生器主体、患者接口件以及气体源。所述发生器主体限定有入口、腔体、第一流路和第二流路。所述腔体与所述入口流体地连通，所述流路与所述腔体流体地连通。每条所述流路均包括：第一喷管、第二喷管、以及导流器。在一个实施例中，所述喷管彼此相交（impinge）并在所述腔体中形成加压气体的组合射流，并且将所述射流从所述导流器的喷管侧导入与喷管侧相反的患者侧。患者接口件包括分别与所述导流器的患者侧流体地连通的第一鼻塞和第二鼻塞并构造成用于与患者鼻孔流体地连通。最后，气体源与所述发生器主体的入口流体地连通，并提供加压气体的连续气流。当将所述患者接口件连接至患者鼻孔上并将所述气体源连接至所述入口时，相对应的喷管在各导流器中建立定量的射流。射流的动量将CPAP输送至患者。在吸气操作阶段，相对应的导流器将射流输送至患者鼻孔。在呼气阶段，来自患者鼻孔的呼出气体使来自喷管的射流转向并经由相对应的排气通道排出。

根据本发明的原理的另一个方面涉及一种为患者建立并输送连续正向气道压力的方法。所述方法包括使发生器主体与患者鼻孔流体地连通。所述发生器主体形成有第一流路和第二流路，每条所述流路均包括：第一喷管、第二喷管、导流器、以及排气通道。所述导流器包括第一渐缩壁部和第二渐缩壁部。迫使来自加压气体源的气体进入每个所述喷管的入口端。利用导流器将来自每个所述喷管的射流导向患者鼻孔，从而在患者的气道中建立连续正向气道压力。在患者呼气阶段，第二渐缩壁部引导呼出气体，从而将射流转向至从所述发生器主体中排出射流的排气通道。

附图说明

图1是示出经鼻连续正向气道压力系统的一个实施例的框图，该系统包括根据本发明的原理的nCPAP装置；

图2是根据本发明的原理的发生器主体的侧视剖视图，该发生器主体用于图1中的nCPAP装置；

图3是图2发生器主体的透视剖视图；

图4是图2发生器主体的气流导向器的侧视图；

图5是示出吸气和呼气阶段的图2发生器主体的侧视剖视图；

图6是用于图1系统的患者接口件的透视图；

图7是根据本发明的原理的发生器主体的侧视剖视图，该发生器主体用于图1的nCPAP装置；

图8是图7发生器主体的正视剖视图；以及

图9是示出吸气和呼气阶段的图7发生器主体的侧视剖视图。

具体实施方式

在图1中以框图的形式示出nCPAP系统20的一个实施例，该nCPAP系统20包含有根据本发明的原理的经鼻连续正向气道压力（nCPAP）装置22。概括地说，nCPAP系统20适于向患者24提供CPAP疗法，并包括nCPAP装置22以及压力（pressurized）气体源26。可选地，nCPAP系统20还可以包括压力监测器28。下面更详细地描述nCPAP装置22，nCPAP装置22通常包括发生器主体30和患者接口件32。可选地，还可以设置有环境空气管34。发生器主体30与患者接口件32及可选的环境空气管34流体地连通，患者接口件32适于与患者24的鼻腔气道建立流体连通。压力气体源26为发生器主体30提供连续气流（例如，空气和/或氧气等）。如果设置有压力监测器28，则压力监测器28也与发生器主体30流体地连通并对发生器主体30中的压力进行取样或测量。在使用期间，发生器主体30对来自压力气体源26的气体进行作用，以产生连续正压气道压力并经由患者接口件32向患者输送连续正压气道压力。如下文所述，当患者24呼气时，呼出空气容易地流过患者接口件32/发生器主体30，并从nCPAP装置22排出。

图2和图3示出根据本发明的原理的发生器主体30的一个实施例。概括地说，发生器主体30构造成：利用用于患者24（图1）吸入气流和呼出气流的独立通道来建立CPAP。以这样的方式，发生器主体30形成或限定有供应气体入口40、腔体42、第一流路44a和第二流路44b（整体参考图3，图2完整地示出第一流路44a）。概括地说，入口40构造成：与压力气体源26（图1）流体连通，并将流入的气体导入腔体42中。流路44a、44b与腔体42流体地连通。因此，在入口40处供应的气流流过腔体42，然后经由流路44a、44b流向患者。就这一点而言，如下文更详细地描述的，流路44a、44b包括如下的一个或多个特征：在呼气操作阶段促进所供应的气体和呼出气体的排出，同时使患者呼吸做功的努力最小。发生器主体30可以包括额外的、可选的部件，例如压力监测口48、外部凸缘50、排气口52等。

在一些实施例中，发生器主体30可以具有两件式（或更多件式）结构，包括供应部60和流路部62。供应部60和流路部62可以独立地形成（例如，成型塑料）并彼此组装起来，使供应部60形成有入口40和腔体42。流路部62形成有流路44a、44b。可选地，也可以构想到其它结构，例如将发生器主体30一体地构造成单个的、同质的主体。

入口40可以设计成多种形式（例如，尺寸和形状），以便适于与从气体源26（图1）延伸出来的供应管（未示出）流体连通。腔体42与供应入口40流体地连通，并向第一流路44a和第二流路44b流体地敞开，图3示出腔体42与第一流路44a之间及腔体42与第二流路44b之间的流体连通。然后，内部壁64（整体参考图3）设置或形成有歧管，歧管向腔体42和流路44a、44b流体地敞开。在壁64的内侧，形成有排气管道66，排气管道66使来自患者的空气输送至排气口52。流路44a、44b各自包括与排气管道66流体地连通的排气通道68a和68b。

在一些实施例中，第一流路44a和第二流路44b是相同的，从而对第一流路44a的以下描述同样适用于第二流路44b。第一流路44a包括或限定有第一喷管70、第二喷管72、以及双向导流器74。在图3所示的实施例中，内部壁64呈环状并包括偏离部分64a至64d，偏离部分64a至64d容纳第一流路和第二流路的喷管。喷管70包括开口，该开口限定有与腔体42流体地连通的入口端76a以及与导流器74流体地连通的出口端76b。类似地，喷管72包括开口，该开口限定有与腔体42流体地连通的入口端78以及与导流器74流体地连通的出口端78b。喷管70、72朝向彼此成一定角度，并将气流从腔体42导向导流器74。在一个实施例中，喷管之间的角度大约为60°，但也可以采用其它角度。在任何情况下，喷管70和72都朝向彼此成一定角度，从而使来自每个喷管的气流集中在射流碰撞点P。

导流器74包括第一侧（喷管侧）80、第二侧（患者侧）82、以及过渡点83。喷管侧80限定有第一渐缩壁部84，第一渐缩壁部84将来自喷管70和72的气流导向患者侧。具体地说，喷管侧的渐缩壁部84使流路从喷管70和72向患者（例如，患者鼻孔）集中，以获得流向患者的期望气流。喷管侧的渐缩壁部84提供来自喷管70和72的气流的平滑过渡。具体地说，渐缩壁部84的直径朝过渡点83渐缩。而患者侧82限定有第二渐缩壁部86，第二渐缩壁部86将来自患者的呼出气体穿过相应的排气通道68a引导至排气管道66。患者侧的壁部86的这种集中作用将使来自喷管70和72的气流翻转而流回排气管道66。

过渡点83限定有小孔，该小孔的尺寸在使来自喷管70和72的各路射流在吸气阶段不受扰乱且有序的同时，允许各路射流通过。在呼气阶段，患者的呼吸作用在各路射流上，导致各路射流分叉，各路射流由此受到过渡点83重新引导而沿着壁部84流向排气管道66。

具体参考图4，渐缩壁部84包括具有第一直径（或横截面宽度）W1的入口端84a以及具有第二直径（或横截面宽度）W2的出口端84b。渐缩壁部84这里被具体实现为连续的、漏斗形的环状件，但也可以构想出用于壁部84的其它构造。例如，壁部84根据需要可以是不连续的和/或包括直线部。在任何情况下，渐缩壁部84的直径均沿着渐缩壁部84的长度L1从入口端84a（与患者侧82相反）向出口端84b（位于过渡点83处接近患者侧82）减小。如这里所示，壁部84沿着长度L1弯曲，而形成壁部84的漏斗形状。在一个实施例中，W1大约是0.20英寸，W2大约是0.16英寸，L1大约是0.075英寸。这样，W1与L1之比大约是2.7，W2与L1之比大约是2.1。此外，W1与W2之比大约是1.25。可以在0.15英寸至0.25英寸的范围内为W1、W2和L1设定其它尺寸，W2可以处于0.12英寸至0.2英寸的范围内，L1可以处于0.05英寸至0.10英寸的范围内。S1与L1之比可以处于2.0至3.5的范围内，W2与L1之比可以处于1.5至2.75的范围内，W1与W2之比可以处于1.10至1.60的范围内。

类似地，渐缩壁部86包括具有第一直径（或横截面宽度）W3的入口端86a以及位于过渡点83的具有第二直径（或横截面宽度）W4的出口端86b。渐缩壁部84这里同样被实现为连续的、漏斗形的环状件，但也可以构想出其它构造。例如，壁部86根据需要可以是不连续的和/或包括直线部。渐缩壁部86的直径沿着渐缩壁部86的长度L2从入口端86a（与喷管侧80相反）向出口端86b（位于过渡点83处接近喷管侧80）减小。如这里所示，壁部86沿着长度L2弯曲，而形成壁部86的漏斗形状。在一个实施例中，W3大约是0.15英寸，W4大约是0.11英寸，L2大约是0.14英寸。这样，W3与L2之比大约是1.1，W4与L2之比大约是0.79。此外，W3与W4之比大约是1.36。可以为W3、W4和L2设定其它尺寸。例如，W3可以处于0.10英寸至0.20英寸的范围内，W4可以处于0.08英寸至0.15英寸的范围内，L2可以处于0.10英寸至0.20英寸的范围内。W3与L2之比可以处于0.825至1.375的范围内，W4与L2之比可以处于0.60至1.0的范围内，W3与W4之比可以处于1.1至1.5的范围内。另外，W2的尺寸比W4的尺寸大。在其它实施例中，W2的尺寸可以小于W4，或者W2和W4可以大致相等。

再次参考图2，导流器74以管子90结束，管子90将气流导向患者接口件。管子90限定轴向中心线C。如图所示，喷管70和72在喷管侧80向管子90流体地敞开，并相对于轴向中心线C且相对于彼此以不平行的方式设置。喷管70和72分别限定流向轴线D1、D2。流向轴线D1、D2对应于相应的喷管70和72所限定的中心轴线，并定义了流体从喷管70和72的相应的出口端76b、78b流出的方向。就这点而言，在一个实施例中，喷管70和72设置成使流向轴线D1、D2大致在轴向中心线C上彼此交叉或相交。也就是说，喷管70和72在过渡点83后方关于轴向中心线C对称地设置。为此，在一个实施例中，喷管70和72相对于轴向中心线C取向成一定角度，从而流向轴线D1、D2组合限定夹角θ，夹角θ处于40°至80°的范围内，优选的是处于50°至70°的范围内，更优选的是大约为60°（±1°）。另外，各喷管70和72构造成利用从入口端76a、78a到出口端78b、78b的受限流体流路来形成喷射流体流。无论如何，喷管70和72所形成的流体射流彼此冲击并合并到大致轴向中心线C上。

在操作期间，经由供应入口40向腔体42供应压力气体（例如，来自气体源26（图1））。迫使所供应的气体进入流路44a和44b。如图5中的第一流路44a所示，喷管70、72将气流转换成射流J，射流J被导入导流器74中。压力气体经由供应入口40输送到腔体42并被导向流路44。射流J合并而形成射流N，射流N在导流器74中产生向患者侧82施加的连续正向气道压力（例如，将射流N动量转换成压力），由此向患者施加连续正向气道压力。射流N的至少一部分被引导穿过导流器74并输送至位于患者侧82的患者或被患者吸入。相对于射流N，第一渐缩壁部84限定向过渡点83渐缩的直径。由于渐缩，射流N的一部分沿着第一渐缩壁部84经历再循环流R。再循环流R进而将射流N的多余部分（图5中的箭头E所示）作为排出流转向到排气通道68a和排气管道66。

在图5所示的呼气操作阶段，喷管70和72继续产生射流N并将其喷射到导流器74中，从而由于射流N的动量可以保持向患者输送的连续正向气道压力。呼出气体（图5中的箭头X所示）进入导流器74的患者侧82，并作用在射流N上。就这一点而言，相对于呼出气体X的流动方向，第二渐缩壁部86限定有渐缩的直径，使呼出气体X的速度值在过渡点83处增大。此外，第二渐缩壁部86使一部分呼出气体X向射流N有效地“汇聚”。汇聚后的气流使射流N向排气通道68a和排气管道66转向或“转弯”。射流N和大部分呼出气体X经由排气管道66从发生器主体30排出，如箭头E所示。这样，排气管道66、渐缩壁部84和86、以及射流N的几何构造相组合而建立了使呼出气体X的阻力以及相对应的患者呼吸做功最小的流动型式（flowpattern）。

已惊奇地发现，与一个或多个几何特征结合的上述壁部使得发生器主体30能够在低驱动压力的情况下以最小的患者呼吸做功来建立期望的CPAP水平。例如，在一些实施例中，喷管70和72具有大约0.0445英寸的直径（因而也为所得射流N的直径），可选的是处于0.04英寸至0.05英寸的范围内。在其它实施例中，可以基于例如喷管70和72的角度、喷管70和72的长度、从喷管70和72到导流器74的距离等其它因素来采用可选的尺寸。

返回图2和图3，可选的压力监测口48设置成对发生器主体30中的空气压力进行抽样或取样。压力监测口48可以与流路44a、44b中的一者或两者流体地连通，并设置有适于与监测管（未示出）相连的表面，监测管延伸至压力监测器28（图1）。在其它实施例中，压力监测口48可以省略。

可选的外部凸缘50设置有用于安装各种其它部件（例如下文描述的患者接口件32）的表面。在其它实施例中，凸缘50可以省略。

发生器主体30可以包含有便于与nCPAP系统20（图1）的其它部件相连和/或起到期望功能的附加特征。例如，与流路44a、44b相关联的管子主体90可以形成或限定适于促进与患者接口件32（图1）稳定、密封地附接的外环件。

返回参考图1，用于本发明的发生器主体的患者接口件32可以采用多种形式。例如，图6概括地示出患者接口件32的一个示例性实施例，该患者接口件32包括从基座152突出的一对鼻塞150a、150b。基座152可以包含有附加特征，例如密封凸缘154。对比参考图2和图6，基座152的尺寸和形状通常定为便于借助例如包括凸缘50形状在内的周边形状组装到发生器主体30上。基座152形成一对孔156，这对孔156的尺寸定为便于与流路管状主体90中的相应一者流体地连通。鼻塞150a、150b可以呈适于与患者的鼻孔相配合并流体地敞开至孔156的任意尺寸和形状。将患者接口件32组装到发生器主体30上通常伴随着在鼻塞150a、150b与流路44a、44b中的相应一者的患者侧82之间建立流体连通。在其它实施例中，患者接口件32可以是鼻罩。

根据本发明的原理的发生器主体（例如，图1中的发生器主体30）的另一个实施例如图7和图8中的发生器主体100所示。概括地说，发生器主体100构造成利用用于患者24（图1）吸入气流和呼出气流的独立通道来建立CPAP。考虑到这点，发生器主体100形成或限定有供应气体入口110、腔体112、以及第一流路114a和第二流路114b（总体参考上文）。概括地说，入口110构造成与压力气体源26（图1）流体连通，并将流入的气体导入腔体112中。流路114a、114b与腔体112流体地连通。因此，在入口110处供应的气流被引导通过腔体112，然后经由流路114a、114b流向患者。就这一点而言，如下文更详细地描述的，流路114a、114b包含有如下的一个或多该特征：在呼气操作阶段促进所供应的气体和呼出气体的排出，同时使患者呼吸做功的努力最小。发生器主体100可以结合有附加的、可选的部件，例如上述压力监测口、外部凸缘等。

入口110可以采用多种形式（例如，尺寸和形状），以便于与从气体源26（图1）延伸出来的供应管（未示出）流体连通。腔体112与供应入口110流体地连通，并流体地敞开至第一流路114a和第二流路114b，图8示出腔体112与第一流路114a及腔体112与第二流路114b之间的流体连通。

在一些实施例中，第一流路114a和第二流路114b是相同的，从而对第一流路114a的以下描述同样适用于第二流路114b。第一流路114a包括或限定有第一喷管120、第二喷管122、和双向导流器124。喷管120包括开口，该开口限定有与腔体112流体地连通的入口端126a以及与导流器124流体地连通的出口端126b。类似地，喷管122包括开口，该开口限定有与腔体112流体地连通的入口端128a以及与导流器124流体地连通的出口端128b。喷管120、122彼此是平行的，并将流体从腔体112导向导流器124。入口端126a、128a的直径比出口端128a、128b的直径大，以便将气流从腔体112集中到导流器124中。

导流器124包括第一侧（喷管侧）130和第二侧（患者侧）132。喷管侧130限定有第一渐缩壁部134，第一渐缩壁部134将气流从喷管120和122导向患者。具体地说，喷管侧的渐缩壁部134使流路从喷管120和122向患者（例如，患者的鼻孔）集中，以获得用于患者的期望气流。喷管侧的渐缩壁部134对来自喷管120和122的气流提供平滑过渡。相比之下，患者侧132限定有第二渐缩壁部136，第二渐缩壁部136将来自患者的呼出气体导向上侧排气口140和下侧排气口142。具体地说，来自患者侧的渐缩壁部136的呼出气体在喷管出口126b、128b处集中。患者侧的渐缩壁部136的这种集中作用将使来自喷管120和122的气流翻转而流向排气口140和142。

在操作期间，经由供应入口110向腔体112供应压力气体（例如，来自气体源26（图1））。迫使所供应的气体进入流路114a和114b。如图9中的第一流路114a所示，喷管120、122将气流转换成射流J，射流J被导入导流器124中。射流J合并而形成射流N，射流N在导流器124中产生向患者侧132施加的连续正向气道压力（例如，将射流N动量转换成压力），由此向患者施加连续正向气道压力。射流N的至少一部分被引导穿过导流器124并输送至位于患者侧132的患者或被患者吸入。相对于射流N，第一渐缩壁部134限定有渐缩的直径。射流N的一部分沿着第一渐缩壁部134经历再循环流R。再循环流R进而将射流N的多余部分（图9中的箭头E所示）作为排出流转向到排气口140和142。

在图9所示的呼气操作阶段，喷管120和122继续形成射流N并将其喷射到导流器124中，从而由于射流N的动量，可以保持向患者输送的连续正向气道压力。呼出气体（图9中的箭头X所示）进入导流器124的患者侧132，并作用在射流N上。就这一点而言，相对于呼出气体X的流动方向，第二渐缩壁部136限定有渐缩的直径，使呼出气体X的速度值增大。此外，第二渐缩壁部136使一部分呼出气体X向射流N有效地“汇聚”。汇聚后的气流使射流N向排气口140和142转向或“转弯”。射流N和大部分呼出气体X经由排气口140和142从发生器主体100排出。这样，排气口140和142、渐缩壁部134和136、以及射流N的几何构造相组合而建立了使呼出气体X的阻力以及相对应的患者呼吸做功最小的流动型式。

本发明的CPAP装置、以及相关的系统和方法对目前的设计做出了显著的改进。具体地说，本发明所设计的发生器主体使输送期望水平的CPAP所需的驱动压力要求降低，并减少总体上强加的WOB特征。此外，通过结合不引人注目的开口以及会聚射流的特征，本发明的发生器主体可以比现有设计小。

尽管参考优选实施例描述了本发明，但本领域的技术人员将意识到可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对本发明的形式和细节进行修改。

Claims (22)

1.一种在用于帮助患者呼吸的CPAP系统中使用的经鼻连续正向气道压力装置，所述装置包括：

发生器主体，其形成有：

入口，其与压力气体源流体地连通，

腔体，其与所述入口流体地连通，

第一流路和第二流路，其与所述腔体流体地连通，

每条所述流路均包括：

第一喷管和第二喷管，每个喷管均限定有入口端和出口端，所述入口端与所述腔体流体地连通，

导流器，其限定有：

喷管侧，其与所述喷管的出口端流体地连通，

患者侧，其与所述喷管侧相反，用于引导来自患者鼻孔的气体，

第一壁部，其位于所述喷管侧与患者侧之间，所述第一壁部具有入口端和出口端，所述第一壁部的直径向所述患者侧渐缩，

第二壁部，其位于所述第一壁部与所述患者侧之间，所述第二壁部具有入口端和出口端，所述第二壁部的直径向所述喷管侧渐缩，所述第二壁部的所述出口端邻接所述第一壁部的所述出口端。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述第一壁部沿从所述喷管侧到所述患者侧的方向弯曲。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述第二壁部沿从所述患者侧到所述喷管侧的方向弯曲。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述第一壁部是漏斗形的环状件。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述第二壁部是漏斗形的环状件。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述第一壁部限定靠近所述入口端的第一直径以及靠近所述出口端的第二直径，并且所述第二壁部限定靠近所述入口端的第三直径以及靠近所述出口端的第四直径，所述第二直径大于所述第四直径。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，

每条所述流路还限定有排气通道。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，

所述排气通道位于相应流路的第一喷管与第二喷管之间。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，

所述腔体是环形的。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此不平行。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此平行。

12.一种用于帮助患者呼吸的经鼻连续正向气道压力系统，所述系统包括：

发生器主体，其形成有：

入口，其用于与压力气体源流体地连通，

腔体，其与所述入口流体地连通，

第一流路和第二流路，其与所述腔体流体地连通，

每条所述流路均包括：

第一喷管和第二喷管，每个喷管均限定有入口端和出口端，所述入口端与所述腔体流体地连通，

导流器，其限定有：

喷管侧，其与所述喷管的出口端流体地连通，以及

患者侧，其与所述喷管侧相反，

第一壁部，其位于所述喷管侧与所述患者侧之间，所述第一壁部具有入口端和出口端，所述第一壁部的直径向所述患者侧渐缩，

第二壁部，其位于所述第一壁部与所述患者侧之间，所述第二壁部具有入口端和出口端，所述第二壁部的直径向所述喷管侧渐缩，所述第二壁部的所述出口端邻接所述第一壁部的所述出口端；以及

患者接口件，其分别与所述导流器的患者侧流体地连通；以及

压力气体源，其与所述入口流体地连通；

其中，当所述患者接口件固定至患者鼻孔时，所述系统构造成：将气体从所述压力气体源输送到所述喷管，所述喷管进而将气体射流向所述患者接口件的方向喷射到相对应的导流器中，由此为患者产生连续正向气道压力。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，

所述第一壁部沿从所述喷管侧到所述患者侧的方向弯曲。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，

所述第二壁部沿从所述患者侧到所述喷管侧的方向弯曲。

15.根据权利要求12所述的系统，其中，

所述第一壁部是漏斗形的环状件。

16.根据权利要求12所述的系统，其中，

所述第二壁部是漏斗形的环状件。

17.根据权利要求12所述的系统，其中，

所述第一壁部限定靠近所述入口端的第一直径以及靠近所述出口端的第二直径，并且所述第二壁部限定靠近所述入口端的第三直径以及靠近所述出口端的第四直径，所述第二直径大于所述第四直径。

18.根据权利要求12所述的系统，其中，

每条所述流路还限定有排气通道。

19.根据权利要求18所述的系统，其中，

所述排气通道位于相应流路的第一喷管与第二喷管之间。

20.根据权利要求12所述的系统，其中，

所述腔体是环形的。

21.根据权利要求12所述的系统，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此不平行。

22.根据权利要求12所述的系统，其中，

对于每条所述流路，所述喷管彼此平行。