CN104812431A - 用于产生脉动的气柱的装置 - Google Patents

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Abstract

在一种用于产生用于叠加的高频射流呼吸的脉动的气柱(4)的装置，设置有用于由呼吸设备(1)提供的低频的呼吸气流的第一接头(14)，与第一接头(14)连接的第一射流喷嘴(15)，在第一射流喷嘴(15)下游布置的第一文丘里体(18)，用于由呼吸设备(1)提供的高频的呼吸气流的第二接头(20)，与第二接头(20)连接的第二射流喷嘴(21)和在第二射流喷嘴(21)下游布置的第二文丘里体(24)，其中，第一文丘里体(18)和第二文丘里体(24)与一个用于呼吸软管的共同的接头(32)连接。

Description

用于产生脉动的气柱的装置
本发明涉及一种用于产生用于叠加的高频射流呼吸的脉动的气柱的装置。
本发明此外涉及按照本发明的装置在开式或半开式的呼吸系统中的使用，尤其是在使用支气管镜或喉镜下，其中，由呼吸设备经由至少一个射流喷嘴提供的呼吸气流与附加地吸入的环境空气一起作为逆行流可以经由呼气软管导入患者中。
在高频呼吸时借助于呼吸系统中高的气流量建立高的连续的肺泡扩张压力。呼吸气体通常通过射流技术输入。用语"射流"理解为一压缩的气体量以高的速度通过喷嘴定向地输送。如果呼吸系统是打开的，此时在喷嘴的端部处产生所谓的文丘里效应，其按照水射流泵的原理导致呼吸气体量的增大。在此情况下围绕射流的空气被一起拉入，因此达到肺部的气体量能够显著多于呼吸设备输出的气体量。在此从环境吸入的附加的气体量被称为"夹带量"。集成在系统中的振荡器使该气流在通常1-15赫兹下脉动地振动。
由DE3329485A1已知一种在射流喷嘴下游布置有文丘里管的、用于产生脉动的气柱的呼吸设备。
在叠加的射流通气的情况下，两种具有不同的频率的射流通气形式被组合起来。低频的呼吸气流上被叠加一个高频的呼吸气流。低频的部分以直至40次/分钟的频率，被叠加的高频的部分以在1和15Hz之间的频率被输入。纯的高频通气的特征在于，该通气不是基于通过空气道的气体体积的运动，而是基于在呼吸道系统中的每个平面上呼吸气体的连续的均匀混合。在叠加的射流通气的情况下，高频通气的这种效果具有常规低频的呼吸的优点。因此，使用两个相互不同的呼吸频率一方面保证在呼气期间(正最终呼气压力)相应的基础充气和由此防止肺的完全萎缩(高的呼吸频率)，并且另一方面实现在吸气期间(低的呼吸频率)相应的膨胀(吸气平台压)。
在叠加的射流通气情况下，呼吸气体例如借助于T-连接器输出，在它的T-梁上连接呼吸气体横流。在这一点上，由EP823849A1已知一种装置，其中在T-连接器的梁横向上布置数个管子，其具有比在T-连接器的T-梁横向上连接的管形部件的净横截面积更小的净横截面积，这些管子在T-连接器的在T-梁横向上走向的管形部件的方向上延伸，其中，至少两个管子被加载不同频率的脉动的压力气体。
但是这种射流通气的缺陷是，由于射流喷嘴产生相当高的剪切力，因此存在使肺受损伤的危险。
本发明基于的任务是，在ARDS(急性呼吸窘迫综合征)中的急性阶段或者其它的呼吸事件期间也使用叠加的射流通气，其中应该承担起完全的呼吸并且肺在此期间应该受到保护地处置。目标是，实现比低于常规呼吸的更小的剪切力以及具有低的吸气的02-浓度(FIO2)的相同的血气值，并且在低的呼吸压力下。此外本发明的目的在于，在吸气结束时保证快速的呼气，没有受系统限定的延迟。
为了解决该任务，本发明提供一种开头所述类型的装置，它包括用于由呼吸设备提供的低频的呼吸气流的第一接头，与第一接头连接的第一射流喷嘴，在第一射流喷嘴下游布置的第一文丘里体，用于由呼吸设备提供的高频的呼吸气流的第二接头，与第二接头连接的第二射流喷嘴和在第二射流喷嘴下游布置的第二文丘里体，其中，第一文丘里体和第二文丘里体与一个用于呼吸软管的共同的接头连接。通过使低频的和高频的呼吸气流相互分开地通流对应的文丘里体或者说文丘里管，实现了相互分开地产生低频和高频震荡的气柱。同时，由于分开地处理两个由呼吸设备输出的呼吸气体流，保证了能够使用呼吸设备的要求的两个流的分开的压力测量的安全功能。因此，例如在一些呼吸设备中，实施在呼气阶段中的残余压力的测量，其中，测量值被输入给风险分析并且必要时产生报警信号。如果低频的和高频的呼吸气流相互连接并且通过一个共同的射流喷嘴射出，那么不能够实现这种报警功能。
通过使第一文丘里体和第二文丘里体与一个用于呼吸软管的共同的接头连接，分开产生的震荡的气柱可以连接起来，因此只需要将一个惟一的出口与标准的软管系统的呼气肘管连接起来。
一个优选的扩展方案规定，第一和第二射流喷嘴分别通入一个与环境空气连接的吸入室里面，用以将环境空气与射流一起卷入。在射流出来时从喷嘴口中夹带的环境空气显著地促进呼吸。由膨胀的气体和吸入的呼吸气体构成的总呼吸气体量一起负责用于气体交换所需要的气体量。
为了保证完全分开地产生低频的和高频的气柱，优选规定，与第一射流喷嘴相关的吸入室经由第一吸气口和与第二射流喷嘴相关的吸入室经由第二吸气口与环境空气连接。
呼吸气流从对应的文丘里体出来时，气体膨胀并且依据条件情况可以产生很大的噪声水平。该噪声水平由物理上的条件决定并且不能在不降低呼吸效率下被降低。因此，在有利的方式下，在第一和第二吸气口处分别连接一个消声器。为了能够符合相关的卫生规定，一个优选的设计方案规定，在第一和第二吸气口处分别连接一个过滤器。
原则上，呼气可以经由上面谈及的吸气口实现。呼气空气此时经由用于呼吸软管的接头流入装置中并且在那里经由第一和第二文丘里体引导到吸气口。
但是在优选的方式下，呼气经由装置的一个分开的出口实现。在这一点上，按照本发明的装置优选这样地改进，即设置一个呼气口，它与用于呼吸软管的接头连接。在呼气期间呼吸空气此时不经由第一或第二文丘里体引导，而是从用于呼吸软管的接头经由至少一个分开的，即至少分段地与为吸气设置的气道不同的管道段引导到呼气口。有利地，在呼气口上连接过滤器和必要时消声器。在此情况下证明特别有利的是，使用不同的过滤器用于吸气和呼气，这明显改善卫生条件。
为了能够在按照本发明的装置累在简单的方式下实现至少一个呼气阀，优选规定，在连接用于呼吸软管的接头和呼气口的气道中布置至少一个确定通流横截面、可调节的阀门。该至少一个可调节的阀门可以如此设计，即它在打开方向上被弹簧加载。阀门因此按照止回阀的方式设计，其中，呼气流在打开方向上和吸气流在关闭方向上作用于阀门上。优选的是，至少一个阀门如此设计，即它即不在关闭状态下也不在打开状态下完全关闭为吸气和/或呼气设置的气道。相反，值得希望的是，对应的气道例如仅仅关闭直到90%。为此目的，一个优选的扩展方案规定，至少一个阀门与一个可调节的止挡共同作用，该止挡确定呼气空气的最小通流横截面。
为了在结构简单的方式下保证，能够使用一个用于呼吸软管的共同的接头来进行呼气和吸气，一个优选的扩展方案规定，具有呼气口的呼气管道通入在下游连接在第二文丘里体上的第二吸气管道里面和第二吸气管道通入在下游连接在第一文丘里体上的第一吸气管道里面。在此可以在每个通入点处布置可调节的阀门。
在有利的方式下，可调节的阀门这样地布置，即来自第一射流喷嘴的射流和来自第二射流喷嘴的射流在关闭方向上加载对应的可调节的阀门。
以下借助于在附图中示意示出的实施例详细解释本发明。其中图1显示了一个在其中使用按照本发明的装置的呼吸系统，图2显示了通过在第一设计结构中的按照本发明的装置的横剖视图和图3显示了通过在第二设计结构中的按照本发明的装置的横剖视图。
在图1中用1示出一种呼吸设备，例如Carl Reiner GmbH公司的TwinStream?多模式呼吸机类型的设备。呼吸设备1包括低频射流通气单元和高频射流通气单元，其中，由呼吸设备1提供的低频的呼吸气流经由管道2和高频的呼吸气流经由管道3输出。由低频的与高频的呼吸气流的组合得到一种特殊的呼吸模式，其中，该呼吸被称为叠加的高频射流通气。
经由管道2和3提供的呼吸气流以高的压力(0.1-3.5bar)经由射流膨胀相互分开地引入到称为"射流调节器"的装置4中。在射流调节器4中形成的气体流在脉动的气柱形式下经由呼气软管5被压向一个偏流(呼吸气体横流)并且因此该偏流被引入到患者的呼吸道6里面。偏流由呼吸设备1产生并且经由吸气软管7提供。借助于气体温湿调节单元8对该偏流添加水蒸气。
与常规的呼吸相反，射流呼吸可以通过不仅流入肺(吸气)而且流出肺(呼气)的同时体积流来表征。通过射流的粉碎形成的高的动能导致肺泡中的气体分子之间更频繁的碰撞并且因此促进02分子通过肺泡膜扩散到血液中。通过向外的连续的气体流动，同时保证消除CO2。
偏流经由气体温湿调节单元8被引导到标准软管系统的Y形件10的肘管9中。替代Y形件10，可以安装一个测量适配器。在呼气肘管11的端部上耦联射流调节器4作为主动的呼气阀。射流调节器4在此具有将来自管道2和3的硬的射流束转换成可良好兼容（容忍）的流动型态的功能。
呼吸设备1的呼气阶段期间，偏流不受阻碍地经由支承在呼气肘管10的端部上的射流调节器4流出。如果呼吸设备1转换到吸气阶段中，则通过射流调节器4施加一个反向流到呼气肘管10中并且导致体积位移和导致在管中相适应的压力建立，其中，调控呼吸气体的偏流被挤压到肺中。
呼吸压力可以借助于没有详细示出的探测器测量并且测量值经由信号管道12提供给呼吸设备1用于监控目的。
图2中仅仅详细示出射流调节器4。用于由呼吸设备1提供的低频的呼吸气流和高频的呼吸气流的连接套用13标示。低频的呼吸气流经由通到套13的内圆周面上的孔14引出并且引导到第一射流喷嘴15。第一射流喷嘴15通入吸入室16，它经由径向管道和第一吸气口17与环境连接。吸入室16上直接地连接第一文丘里体或者说文丘里管18，其上又连接第一吸气管道19。
高频的呼吸气流，经由通到套13的内圆周面上的径向孔20引出并且引导到第二射流喷嘴21。第二射流喷嘴21通入吸入室22中，它经由径向管道和第二吸气口23与环境连接。在吸入室22上直接地连接第二文丘里体或者说第二文丘里管24，在其上又连接第二吸气管道25。在第二吸气管道25中通入呼气管道26，它经由呼气口27与环境连接。在呼气管道26的通入点处布置可围绕枢转轴28枢转地支承的阀门29。第二吸气管道25通入第一吸气管道19中。在第二吸气管道25的通入点处又布置可围绕枢转轴30枢转地支承的阀门31。阀门29和31分别在打开方向上被弹簧加载，其中，阀门的打开位置表示这样的位置，即在该位置上，连接用于呼吸软管的呼气口27和接头32的气道被最大地打开。阀门29和31在关闭方向上的枢转运动通过一个没有详细示出的止挡限制，因此阀门29和31不能够完全地关闭。止挡优选是可调节的，因此可以调节呼气阻力。
在低频的和高频的呼吸气体流经由射流喷嘴15和21射入时，在喷嘴出口中经由吸气口17或23夹带进来吸入的环境空气。呼吸气流分别经由文丘里体18或22朝着阀门29或31引导并且依据即将到来的压力在吸气阶段期间使阀门在关闭方向上运动，因此用于要吸入的气体的通流横截面增大。高频的流和低频的流在第一吸气管道19中叠加并且在吸气阶段经由接头32输出到呼气软管5中。在呼气阶段中一个气体量从呼气软管5返回到射流调节器4中，在此它经由第一吸气管道19、打开的阀门31、第二吸气管道25、阀门29、呼气管道26和呼气口27输出到环境中。
在呼出输入的气体量期间，位于肺中和呼吸道中的病菌必然被一并呼出并且危害操作人员和处于治疗区域中的人员。因此，在呼气口27处连接过滤器33(图1)。此外，为了使噪声负荷最小化，连接有消声器34。过滤器33和消声器也连接在吸气口17和23处。
在按照图3的备选的设计方案中，保持在图2中使用的附图标记，只要涉及的是相同的部件，它们也在按照图2的技术方案中使用，则保持在图2中使用的附图标记。按照图3的实施例与按照图2的实施例的区别在于，取消分开的呼气口27。呼气空气因此经由接头32进入射流调节器4，在那里经由吸气管道19继续引导并且分成两个部分流，它们分别经由文丘里管15或24和吸入室16或22被引导到吸气口17或23。按照图3的射流调节器的其余的功能方式与按照图2的射流调节器相同。按照图3的设计方案允许特别紧凑的结构形式。

Claims (12)

1. 一种用于产生用于叠加的高频射流呼吸的脉动的气柱的装置，包括用于由呼吸设备(1)提供的低频的呼吸气流的第一接头(14)，与第一接头(14)连接的第一射流喷嘴(15)，在第一射流喷嘴(15)下游布置的第一文丘里体(18)，用于由呼吸设备(1)提供的高频的呼吸气流的第二接头(20)，与第二接头(20)连接的第二射流喷嘴(21)和在第二射流喷嘴(21)下游布置的第二文丘里体(24)，其中，第一文丘里体(18)和第二文丘里体(24)与一个用于呼吸软管的共同的接头(32)连接。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，第一和第二射流喷嘴(15，21)分别通入一个与环境空气连接的吸入室(16，22)中，用以通过射流夹带入环境空气。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，与第一射流喷嘴(15)相关的吸入室(16)经由第一吸气口(17)和与第二射流喷嘴(21)相关的吸入室(22)经由第二吸气口(23)与环境空气连接。
4. 根据权利要求3所述的装置，其特征在于，在第一(17)和第二吸气口(23)上分别连接一个过滤器(33)和必要时一个消声器(34)。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，设置呼气口(27)，它与用于呼吸软管的接头(32)连接。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，在呼气口(27)上连接一个过滤器(33)和必要时一个消声器(34)。
7. 根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，在将用于呼吸软管的接头(32)和呼气口(27)连接的气道中布置至少一个确定通流横截面的可调节的阀门(29)。
8. 根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述至少一个可调节的阀门(29)通过一个可调节的止挡确定一个最小通流横截面。
9. 根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述至少一个可调节的阀门(29)在打开方向上被弹簧加载。
10. 根据权利要求5至9中任一项所述的装置，其特征在于，具有所述呼气口(27)的呼气管道(26)通入到在下游连接在第二文丘里体(24)上第二吸气管道(25)中和第二吸气管道(25)通入到在下游连接在第一文丘里体(18)上的第一吸气管道(19)中。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，在每个通入点处布置一个可调节的阀门(29，31)。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述可调节的阀门(29，31)这样地布置，即从第一射流喷嘴(15)来的射流和从第二射流喷嘴(21)来的射流在关闭方向上加载对应的可调节的阀门(29，31)。
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CN110772694A (zh) * 2019-12-06 2020-02-11 常州市第一人民医院 一种具有湿化功能的呼吸装置
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