CN105579088B - 用于通气系统的射流泵转接器 - Google Patents

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Abstract

根据本发明，提供一种适合于结合到诸如非侵入式开放通气系统等通气系统的患者回路中的转接器或附接件，转接器或附接件被构造为附接到任何标准的通气面罩，并且配备有射流泵，射流泵通过帮助夹带环境空气而产生压力和流动。转接器包括基体元件和喷嘴元件，基体元件和喷嘴元件彼此可操作地联接。

Description

用于通气系统的射流泵转接器
相关申请的交叉引用
不适用
声明：联邦政府资助的研究/开发
不适用
技术领域
本发明涉及用于控制向患者输送可呼吸气体增压流的系统和方法，更具体地，涉及一种转接器或附接件，该转接器或附接件适合于结合到诸如非侵入式开放通气系统等通气系统的患者回路中，构造为附接到任何标准的通气面罩并且配备有用于帮助夹带环境空气的射流泵。
背景技术
如医疗领域公知的，机械通气机包括对患者执行或增补呼吸的医疗设备。现有的大部分通气机利用正压经由通气机与患者之间的患者回路向患者肺部输送气体。患者回路典型地由在一端与通气机联接且在另一端与患者面罩联接的一个或两个大孔径管(例如，从用于成人的22mm ID到用于新生儿的8mm ID)构成。更常见的是，患者面罩不设为通气系统的一部分，各式各样的患者面罩能够与任何通气机一起使用。
现有的通气机设计成支持“通气”或“泄漏”回路，或者“非通气”或“非泄漏”回路。在通气回路中，面罩或患者接口部设置有有意的泄漏，通常为多个通气开口的形式。使用这种构造的通气机最常用于较不紧急的临床需求，诸如治疗障碍性睡眠窒息或呼吸功能不全。在非通气回路中，患者接口部通常没有设置通气开口。非通气回路可以具有单翼或双翼患者回路以及呼出阀。使用非通气回路的通气机最常用于危急护理应用。
通气患者回路仅用于将气流从通气机运载到患者和患者面罩并且需要带有通气开口的患者面罩。当使用通气回路时，患者从患者回路吸入新鲜的气体，并且呼出富含CO2的气体，富含CO2的气体通常通过面罩中的通气开口从系统中清除。当使用非通气式双翼回路时，患者从患者回路的一个翼(“吸气翼”)吸入新鲜气体，并且从患者回路的第二翼(“呼出翼”)呼出富含CO2的气体。双翼患者回路的两个翼在患者近侧以“Y”连接在一起而允许与患者面罩的单一连接。当使用非通气单翼回路时，通常在患者近侧，沿着回路放置呼出阀。在吸气阶段，呼出阀对环境关闭并且患者从患者回路的单个翼吸入新鲜气体。在呼气阶段，患者从对环境开放的呼出阀呼出富含CO2的气体。
在上述的患者回路中，通气机将通气机内将被输送到患者的气体增压到预期患者压力，然后通过患者回路将该压力输送给患者。尽管由管道产生少量阻力，由于气流，通过患者回路产生极小的压降，通常为大约1cmH2O。一些通气机通过数学算法或者通过感测在患者更近侧的管道压力来补偿该小的压降。
在现有技术中，已知的通气系统结合有文氏管或射流泵。一般而言，文氏管起到利用限制器产生负压而加速管中的流体的作用。相反，射流泵使用环境空气中的高速射流来帮助夹带环境空气。沿着这些线路，现有技术包括通气系统，通气系统与夹带面罩结合且用于与另一治疗气体(例如，氧气)相结合将空气输送到患者的目的。例如，存在高流量氧气输送系统，该系统包括空气夹带面罩，该空气夹带面罩除了被设计成装配在患者鼻部和嘴部上且连接到氧气供给管道之外还包括射流口和空气夹带端口。处于压力下的氧气被迫通过小的射流口而进入面罩。速率增加使得在射流口远侧产生剪切效应，这又导致房间空气经由形成于面罩中的端口而被夹带到面罩中。这些氧气治疗夹带系统用于输送空气和氧气的合适混合物以及其它目的。
然而，现有技术通常不设置有这样的非侵入式开放通气系统：其中与文氏管不同，射流泵结合到患者回路的管道中，而不是结合到患者接口部或患者回路的面罩中。如下文更详细说明的，本发明解决了现有技术的该缺陷。
发明内容
根据本发明，提供一种转接器或附接件：其适合于结合到诸如非侵入式开放通气系统等通气系统的患者回路，构造为附接到任何标准通气面罩，并且配备有通过帮助夹带环境空气而产生压力和流量的射流泵。与本发明的转接器相结合使用的优选的患者接口部是非通气(或非泄漏)鼻式面罩或全面式面罩(FFM)。然而，转接器还可以与传统的通气鼻式面罩或全面式面罩相结合使用，诸如那些用于连续气道正压(CPAP)、双级PAP或双级治疗的面罩。
根据本发明的第一实施例，转接器包括彼此可操作联接的基体元件和喷嘴元件。更具体地，喷嘴元件可以可旋转地连接到基体元件，以允许喷嘴元件相对于基体元件旋转。基体元件限定有允许转接器可解除地附接到任何标准通气面罩的标准的22mm ISO锥形连接器。基体元件进一步限定有喉管和帮助喉管与环境空气之间的流体连通路径的至少一个夹带端口。
喷嘴元件包括射流喷嘴以及连接器，该连接器适于实现喷嘴元件与患者回路的双腔管的流体联接，该双腔管限定气体输送管腔和与气体输送管腔流体隔离的感测管腔。该连接器包括输送端口和感测端口。射流喷嘴和输送端口共同地限定与基体元件的喉管流体连通的气体输送线路或管腔，并且能够布置成与双腔管的输送管腔流体连通。另外，喷嘴元件和基体元件在彼此附接时共同地限定与输送管腔和喉管二者流体隔离的压力感测线路或管腔，并且能够布置成与所述双腔管的感测管腔流体连通。在这方面，感测管腔的一部分由基体元件(包括其感测端口)来限定，感测管腔的另一部分由喷嘴元件限定。当喷嘴元件连接到基体元件时，使感测管腔的这些独立的部分彼此流体连通。射流喷嘴与喉管和夹带端口相结合而在转接器内形成射流泵。可设想的是，喷嘴元件能够成型有不同的射流喷嘴尺寸，从而改变射流泵的性能(例如，较大或较小的压力或流量)并且能够进一步进行颜色编码，使得用户能够容易理解由喷嘴元件提供的射流泵性能。
在配备有转接器的患者回路中，患者回路中的射流泵能够产生约30cmH2O(以及优选地约20cmH2O)的最大压力以及约100l/min(以及优选地60l/min)的峰值流量。压力和流量以如下方式产生：其中可呼吸气体(O2、空气或可呼吸气体的其他混合物)输送到射流泵的射流喷嘴，并且通过夹带端口夹带环境空气。增压空气流通过与非通气面罩的标准ISO锥形连接器输送到患者。转接器的压力感测线路用于感测面罩中的压力或者当通气系统提供每次呼吸通气时触发呼吸。在第一实施例中，患者呼出的气体可通过夹带端口排出。进一步可设想，HME和/或抗菌过滤器能够连接在射流泵与面罩的连接器之间。
根据本发明的第二实施例，转接器的射流泵可装备有防窒息阀(AAV)，从而减小呼气期间的背压。更具体地，呼出阀或AAV可用于在射流泵的喉管过小的情况下或者在通气机或气体源故障的情况下降低呼气压力。阀可以结合有锥形隔膜阀，当在射流泵中存在正压和流量时，锥形隔膜阀伸展以密封转接器的一个或多个呼气端口(其与夹带端口分离)，而当射流泵未被致动时(即，在呼气期间，锥形隔膜阀以解锁呼气端口的方式打开。通过使用瓣阀作为前述隔膜的替代物，能够实现相同的功能。
根据本发明的第三实施例，转接器的射流泵可装备有呼出/呼气末正压通气(PEEP)阀(或用于第三方PEEP阀的连接器)。更具体地，射流泵可以结合有先导呼出阀。该阀能够在开/闭状态之间被转换或者可以以成比例方式转换以通过利用经由转换线路馈送给射流喷嘴的输送线路中的压力来实现呼气末正压通气(PEEP)控制。通过这种方式，阀与患者的呼吸模式同步地打开和关闭。在吸气期间，当射流输送到射流泵时，阀因喷嘴输送管腔中的高压而关闭。在呼气期间，不存在由射流喷嘴输送的流量(并且因此在输送管腔中没有压力)且阀打开，或者在输送管腔中能维持小的流量和压力，使得射流泵能够在喉管中产生抵制呼气的背压并且阀以正压进行伺服以改变阻力。该后者系统实现了可控PEEP阀并且需要低流量下的射流泵性能以及PEEP阀特征的细心尺寸设计和匹配。这通过使用如下闭环控制而更容易进行，该闭环控制是对由患者回路的感测管腔所感测到的压力进行的。通过在吸气期间使用弹簧来保持PEEP和转换线路关闭，阀也能够用作PEEP阀。在该实施例中，PEEP阀能够通过改变弹簧的预载荷(例如，通过旋转壳体的一部分)来调节。任选地，对于更好的PEEP控制，非回流阀(例如，伞阀)能够用于在呼气期间关闭射流泵的喉管。
根据本发明的第四实施例，转接器的射流泵可以在喉管的端部处采用形状呈例如瓣阀的固定PEEP阀。该阀通常关闭(即，抵靠在射流泵的喉管上)，并且在吸气期间在来自射流喷嘴的射流建立了正压和流量时打开。在呼气期间，射流暂停且阀返回其关闭位置。在阀的表面上，多个孔通过构建足以将PEEP保持在患者气道中的背压而确保呼出的气体能够排到环境。能够实现一系列不同的阀，使得能够实现不同的PEEP阀。颜色编码能够用于识别PEEP阀。具有贯穿孔的瓣阀仅是可用于实现相同功能的若干实例中的一种。沿着这些线路，瓣阀上的贯穿孔可以由阀或喉管的底座的密封表面上的槽来替代。伞阀能够以类似方式使用，在伞阀内带有或不带有口/孔。
当结合附图理解时，参考下面的详细说明能够最好地理解本发明。
附图说明
参考附图，本发明的这些特征以及其他特征将变得更加明显，其中：
图1是适合与根据本发明构造的任意射流泵转接器相结合使用的示例性的现有技术面罩的前视透视图；
图2是根据本发明的第一实施例构造的射流泵转接器的前视透视图；
图3是图2所示的射流泵转接器的仰视图；
图4是沿着图3的线4-4截取的剖视图；
图5是图2-4所示的射流泵转接器的基体元件的仰视图；
图6是沿着图5的线6-6截取的剖视图；
图7是图2-4所示的射流泵转接器的喷嘴元件的后视透视图；
图8是图2-4所示的射流泵转接器的喷嘴元件的前视透视图；
图9是与第一实施例的射流泵转接器的功能对应的典型特征曲线的图形表示，所述曲线以射流量为参数；
图10是根据本发明的第二实施例构造的射流泵转接器的剖视图；
图11是根据本发明的第三实施例构造的射流泵转接器的剖视图；以及
图12是根据本发明的第四实施例构造的射流泵转接器的剖视图。
共同的附图标记在附图和详细描述中用于指代相似的元件。
具体实施方式
现在参考附图，附图的图示仅为了说明本发明的优选实施例，而不是为了限制本发明，图1示出了适合与本发明的射流泵转接器12一起使用的示例性的现有技术患者接口部或面罩10，下文将更详细地说明。如上所述，与本发明的转接器12相结合使用的优选的患者接口部是非通气(或非泄漏)鼻式面罩或全面式面罩，面罩10是非通气全面式面罩。在这方面，面罩10包括主体部14，主体部14被设定尺寸且构造为覆盖患者的鼻部和嘴部。除了包括主体部14之外，面罩10还包括与主体部14流体联接的管状连接部16。也如上文所述，虽然转接器12优选地与非通气面罩10相结合使用，但是转接器12还可以与常规的通气型鼻式面罩或全面式面罩相结合使用。
特别在图2-8中示出了根据本发明的第一实施例构造的转接器12。转接器12包括彼此可操作地联接的基体元件18(如图5和图6所示)以及喷嘴元件20(如图7和图8所示)。更具体地，喷嘴元件20可以下文更详细说明的方式与基体元件18刚性地、可旋转地或可螺纹接合地连接，可旋转和可螺纹接合的连接允许喷嘴元件20相对于基体元件18选择性旋转。
如图2-6中最佳看到的，基体元件18包括连接器22，该连接器优选地为标准的22mmISO锥形(taper)连接器。在这方面，由于其优选的结构特性，连接器22允许基体元件18以及因此允许转接器12可解除地附接到任何标准的通气面罩，包括图1所示的示例性的面罩10。在这方面，举例来说，连接器22适于接收且可解除地容纳面罩10的连接部16。除了限定有连接器22之外，基体元件18还限定有喉管24。更具体地，喉管24由管状壁19限定，管状壁具有大体圆形横截面构造且突出到连接器22的内部，如图4和图6所示。图4和图6所示的构造仅为示例性的，其中管状壁19突出到连接器22的内部，并且该构造用于减小转接器12的总长度。用于小于22mm的ISO锥形连接器的转接器可以具有不同的构型，更具体地，可以比转接器12长。壁21限定有远端或边缘21。喉管24的由边缘21围绕的端部可与连接器22的内部流体连通。基体元件18还限定有至少一个空气夹带端口26，该夹带端口26与喉管24流体连通。更具体地，从图6显而易见的是，夹带端口26帮助喉管24与环境空气流体连通。此外，基体元件18限定有与喉管24成并排关系延伸但是与喉管24流体隔离的细长压力感测线路或管腔25。类似于喉管24，压力感测管腔25的一端终止于壁19的边缘21且与连接器22的内部流体连通。在这方面，压力感测管腔25的一部分延伸贯通壁19。压力感测管腔25的相反端终止于形成在基体元件18的与限定有连接器22的端部相反的端部内的凹部27。将在下文更详细描述凹部27的使用。在基体元件18中，孔口或开口23在喉管24与凹部27的底部的最内表面之间延伸。
如图2-4以及图7-8最佳显示，喷嘴元件20包括射流喷嘴28和连接器30，连接器30适于帮助喷嘴元件20以及因此帮助转接器12与包括转接器12和面罩10在内的患者回路的双腔管流体联接。虽然没有显示出，但双腔管限定有气体输送管腔和与气体输送管腔流体隔离的感测管腔。射流喷嘴28具有大致截锥形的外部构造或外形，并且从喷嘴元件20的圆形构造的心轴部29突出。喷嘴元件20的连接器30包括管状气体输送端口32和管状压力感测端口34，如图7中最佳所示，管状气体输送端口32和管状压力感测端口34均位于共同的凹部31内。凹部31形成在喷嘴元件20的与从心轴部29突出的射流喷嘴28的远端所限定的端部相反的端部。
在转接器12中，形成在基体元件18内的凹部27具有与喷嘴元件20的心轴部29的构造互补的构造。根据本发明，可以在基体元件18与喷嘴元件20之间实现三(3)种不同的附接模式。在第一附接模式中，基体元件18与喷嘴元件20彼此刚性地固定。更具体地，圆形构造的心轴部29前进到互补的、圆形构造的凹部27中并且通过例如胶合、焊接或压力配合法等固定到其中。在第二附接模式中，基体元件18与喷嘴元件20可旋转地彼此连接。在这方面，喷嘴元件20与基体元件18的可旋转连接是通过将圆形构造的心轴部29可滑动地接纳到互补的、圆形构造的凹部27中来实现的。在第三附接模式中，基体元件18和喷嘴元件20彼此可螺纹接合地连接。虽然没示出，但喷嘴元件20与基体元件18的可螺纹接合的连接可通过使形成在圆形构造的心轴部29上的外螺纹接合到形成在圆形构造的凹部27内的互补的内螺纹来实现。如图4中所看到的，在上述任意附接模式中，心轴部29前进到凹部27中的过程受到台肩40抵靠在端面42上所限，台肩40由喷嘴元件20限定且围绕喷嘴元件20的心轴部29，端面42由基体元件18限定且围绕形成于基体元件18中的凹部27。在心轴部29前进到凹部27的过程中发生上述抵靠之前以及发生该抵靠之时，在心轴部29的远侧外表面以及由凹部27限定的底部最内表面之间限定具有预定宽度的环状间隙或沟道44。
心轴部29前进到凹部27中的步骤帮助射流喷嘴28与此同时地前进穿过开口23。在这方面，如图4中进一步所示，开口23优选地形成为具有仅比延伸到心轴部29的远侧外表面处的射流喷嘴28的基部的直径略小的直径。这样做以使得当射流喷嘴28前进穿过开口23时，通过射流喷嘴28与限定有开口23的基体元件18的周向表面之间的过盈形成气密(虽然是可滑动的或可旋转的)联接。优选地，当心轴部29前进到凹部27中时，在由心轴部29限定的周向外表面与由凹部27限定的周向内表面之间也实现类似的气密联接或配合。当台肩40抵靠在端面42上时，射流喷嘴28通过前进穿过互补的开口23，而突出到基体元件18的喉管24中且在夹带端口26内可见。前述沟道44围绕射流喷嘴28的基部。可构思的是，开口23可配备有密封件，密封件构造提供射流喷嘴28与基体元件18的前述气密联接，而在转接器12中实现基体元件18与喷嘴元件20之间的可旋转或可螺纹接合附接模式的情况下仍允许射流喷嘴28在开口23内旋转。
在喷嘴元件20中，射流喷嘴28和连接器30的气体输送端口32共同地限定了气体输送线路或管腔36，当喷嘴元件20与基体元件18联接时，该气体输送线路或管腔36与基体元件18的喉管24流体连通。同样如图4中最容易看到的，当喷嘴元件20连接到基体元件18时，气体输送管腔36和喉管24沿着共同轴线A延伸，基体元件18的压力感测管腔25的轴线与该轴线A成间隔的、大体平行的关系而延伸。气体输送管腔36和喉管24共同地限定转接器12的气体输送导管。气体输送管腔36(进而气体输送导管)能够以如下更详细说明的方式放置成与双腔管的气体输送管腔流体连通。
如图4、图7和图8中最佳看到的，连接器30的压力感测端口34部分地限定了喷嘴元件20的压力感测线路或管腔38。压力感测管腔38的与由压力感测端口34限定的端部相反的端部终止于心轴部29的远侧外表面，如图8所示。当喷嘴元件20连接到基体元件18时，压力感测管腔36也以与轴线A成间隔的、大体平行的关系而延伸，压力感测管腔25、38和中间沟道44共同限定了转接器12的压力感测导管。由于如上所述基体元件18的压力感测管腔25形成为与基体元件18的凹部27流体连通，所以当喷嘴元件20连接到基体元件18时该压力感测管腔25因此与沟道44流体连通。类似地，由于沟道44是环状的且如上所述围绕射流喷嘴28，所以无论在喷嘴元件20可旋转地或者可螺纹接合地连接至基体元件18的情况下喷嘴元件20相对于基体元件18的取向如何，压力感测管腔38总是维持在与沟道44流体连通的恒定状态。因此，假设喷嘴元件20不是刚性地附接到基体元件18，则转接器12的由压力感测管腔25、38和中间沟道44共同地限定的压力感测导管的整体性不会由于在转接器12使用过程中喷嘴元件20相对于基体元件18的任何旋转而受损。此外，无论喷嘴元件20是刚性地、可旋转地还是可螺纹接合地连接到基体元件18，压力感测导管中包含沟道44而允许压力感测管腔25布置成在通过沟道44维持与压力感测管腔38流体连通的恒定状态的同时，与压力感测管腔38相比更靠近相对于轴线A而言的径向外侧。压力感测管腔38(进而压力感测导管)能够以如下更详细描述的方式放置成与双腔管的压力感测管腔流体连通。
可构思的是，如上所述的转接器12将结合到患者回路中，其中主输送管，更具体地前述优选的双腔管用于帮助实现流体发生器或通气机与转接器12(以及因此与转接器联接的面罩10)之间的流体连通。更具体地，双腔管前进到凹部31中，使得连接器30的气体输送端口32与双腔管的气体输送管腔同轴地对准且前进到该气体输送管腔中。类似地，连接器30的压力感测端口34与双腔管的压力感测管腔同轴地对准且前进到该压力感测管腔中。如将理解的，可构思的是双腔管的气体输送管腔的截面构造将与连接器30的气体输送端口32的构造互补，使得气体输送端口32在前进到双腔管的气体输送管腔中时能够摩擦地维持在气体输送管腔内。类似地，双腔管的压力感测管腔的截面构造将优选地与连接器30的压力感测端口34的构造互补，使得压力感测端口34在前进到双腔管的压力感测管腔中时能够摩擦地维持在压力感测管腔内。诸如胶等粘合剂或其它技术也能够用于将双腔管保持在喷嘴元件20内。如图7中进一步看到的，压力感测端口34的远端部优选地具有锥形构造以辅助压力感测端口34前进到双腔管的压力感测管腔内。如本领域普通技术人员将理解的，双腔管前进到凹部31中的过程受该双腔管的对应端部抵靠在由凹部31限定的底部的、最内表面上所限。
在转接器12中，当与转接器12联接的双腔管将增压气体引入到气体输送导管中时，气体输送导管(如喉管24和穿过射流喷嘴28的气体输送管腔36所限定的)与夹带端口26相结合来形成射流泵。在配备有转接器12的患者回路中，可构思的是该射流泵将能够产生压力为约30cm H2O(以及优选地大约20cm H2O)的最大压力，以及大约100l/min(以及优选地60l/min)的峰值流量。压力和流量以如下方式产生：其中可呼吸气体(O2、空气或可呼吸气体的其它混合物)输送到射流泵的射流喷嘴28且通过夹带端口26来夹带环境空气。增压气体混合物(包含夹带空气)流经由连接器22和与连接器22联接的面罩10被输送给患者。患者呼出的气体可通过夹带端口26排出。虽然图2-8中没有显示，可构思的是热量与湿气交换装置(HME)和/或抗菌过滤器能够连接在射流泵与面罩10的连接部16之间。
可构思的是，在转接器12中，喷嘴元件20能够成型有多种不同尺寸的射流喷嘴28中的任一种，从而选择性地改变射流泵的性能(例如，较大或较小的压力或流量)。此外，可构思的是喷嘴元件20可经过颜色编码，以使用户能够容易地理解喷嘴元件20所提供的射流泵性能。沿着这些线路，进一步可构思的是转接器12可构造为使得转接器12的喷嘴元件20可以换成具有可选构造的一个喷嘴元件，从而选择性地修改转接器12的性能。
在转接器12中，射流泵的性能主要由射流喷嘴28的尺寸(喷嘴尺寸)、喉管24的尺寸(喉管尺寸)以及从射流喷嘴28的远端到喉管24的由壁19的布置成距边缘21最远的基部所围绕的端部为止的距离(喷嘴至喉管距离)的几何因素来达成。在转接器12中，可构思的是喉管尺寸将是固定的，并且如果基体元件18和喷嘴元件20彼此刚性地或者可旋转地固定，则喷嘴至喉管距离也将是固定的。另一方面，如果基体元件18和喷嘴元件20彼此可螺纹接合地固定，则可以改变喷嘴至喉管距离以选择性地修改射流泵的性能特征，如下文更详细描述的。然而，即使在基体元件18与喷嘴元件20之间进行刚性或可旋转连接的情况下，也可以如上所述改变喷嘴尺寸，从而选择性地调节或修改射流泵的性能。沿着这些线路，进一步可构思的是，如果基体元件18和喷嘴元件20彼此刚性地或者可旋转地固定，则通过将每一个喷嘴元件12配对给喉管尺寸和喷嘴至喉管距离已经被设计成最优化性能的基体元件18，使得射流泵范围能够实现甚至更宽范围的变化。然而，仅通过改变喷嘴尺寸且获得可变的射流量，也能够实现类似范围的性能提高。当在非侵入式开放通气系统中使用转接器12而不是将转接器12连接到固定流源时，这是可行的。沿着这些线路，转接器12配备有压力感测导管而允许转接器12与非侵入式开放通气系共同实现了例如闭环压力控制。在图9中以曲线图方式描绘了射流泵性能随射流量而变化的范围。曲线图是射流泵的典型特征曲线，其中曲线以射流量为参数，并且显示出增加射流量会提高射流泵性能。上文所示和所述的转接器12的实施例以及下文描述的那些实施例还能够与流量调节器一起使用，而非用在非侵入式开放通气系统内。这实际上意味着，用户将选择射流喷嘴28的固定流量值，射流泵的性能由与图9中的曲线图中的设定射流量对应的单根线来表征。
虽然利用基体元件18和喷嘴元件20彼此刚性地固定的附接模式组装的转接器12的结构特征和功能结构可以以整体式构造而不是两件式构造来实现，但是两件式构造的使用提供了一些制造优点和经济性。更具体地，通过采用两件式构造，可以提供通用的基体元件18，多个喷嘴元件20中的任一个都具有按上述方式与基体元件18刚性固定的不同构造的射流喷嘴28。如上所示，喷嘴元件20可以通过颜色编码，从而甚至在基体元件18和喷嘴元件20刚性附接在一起之后也能提供转接器12的性能特征的可视指示。
如上所述，基体元件18和喷嘴元件20可以通过可螺纹接合方式彼此固定而允许选择性改变或调节喷嘴至喉管距离，以便修改射流泵的性能特征。在这方面，在上述的可螺纹连接附接模式中，喷嘴元件20沿顺时针方向相对于基体元件18的旋转将有效地缩短喷嘴至喉管距离。相反，喷嘴元件20沿逆时针方向相对于基体元件18的旋转将有效地延长喷嘴至喉管距离。
现在参考图10，示出了根据本发明的第二实施例构造的转接器112。转接器112包括图2-8所示且如上所述的转接器12，但是以如下方式增强：其中射流泵装备有呼出阀或防窒息阀(AAV)146，从而降低呼气期间的背压。更具体地，阀146可用于在射流泵的喉管24过小的情况下或者在通气机或气体源故障的情况下降低呼气压力。
在转接器112中，阀146包括大体筒形的、管状壳体148，壳体148包括形成于其中的至少一个(优选地为一对)呼气端口150。壳体148附接到基体元件18的连接器22，并且能够可解除地与面罩10的连接部16接合。阀146还包括布置在内部的弹性的锥形隔膜152，并且该隔膜152能够相对于壳体148选择性地在打开位置和关闭位置之间移动。如图10所示，隔膜152的最大直径的端部由捕获在壳体148与基体元件18的连接器22的远端或边缘之间的沿径向延伸的凸缘部限定。
当在转接器112的射流泵中存在正压和流动时，隔膜152伸展到其关闭位置以密封(以及因此关闭和阻塞)呼出端口150(其与夹带端口26分离)。相反地，当射流泵未被致动时(即在呼气期间)，隔膜152移动到图10所示的打开位置，从而解锁呼出端口150。通过使用瓣阀作为上述隔膜152的替代物，能够实现相同的功能。
现在参考图11，示出了根据本发明的第三实施例构造的转接器212。转接器212包括图2-8所示的以及如上所述的转接器12，但是以如下方式增强：其中射流泵装备有呼出/呼气末正压通气(PEEP)阀。更具体地，转接器212的射流泵包括先导呼出阀246。
阀246包括壳体248，该壳体248附接到基体元件18的连接器20。如图11所示，壳体248限定有与连接器20的内部流体连通的中空内腔室249。壳体248具有大体圆形的截面构造，壳体248的内腔室249(当从图11所示的视角观看时)限定有从连接器20突出且具有第一直径的下部以及具有超过第一直径的第二直径的远侧上部。内腔室249的下部和上部通过由壳体248限定的连续的、环状台肩250彼此隔开。
阀246的弹性隔膜252布置在内腔室249的上部内且在内腔室中沿直径方向(diametrically)延伸。当从图11所示的视角观看时，隔膜252有效地将内腔室249的上部隔离成上区域和下区域，下区域延伸到台肩250。壳体248包括至少一个排出端口251，该排出端口251形成在壳体248中且与内腔室249上部的下区域流体连通。内腔室249上部的上区域优选地设置成经由压力线路254与气体输送管腔36或者包括转接器212在内的示例性患者回路的双腔管的气体输送管腔流体连通，压力线路254在上区域与上述气体输送管腔之间延伸。
在阀246中，隔膜252能够选择性地在打开位置(图11所示)与关闭位置之间移动。当隔膜252处于其打开位置时，连接器20的内部与环境空气之间的开放的流体流路连续地由内腔室249的下部、内腔室249的上部的下区域和形成在壳体248中的排出端口251限定。当隔膜252被致动到其关闭位置时，隔膜252以如下方式有效地安置在台肩250上且密封台肩250：有效地阻挡排出端口251与内腔室249的下部的流体连通，以及因此阻挡与连接器20的内部的流体连通。阀246还可以可选地包括弹簧256，弹簧256布置在内腔室249的上部的上区域内，并且在隔膜252的中心附近与壳体248的内表面的对应部分之间延伸。
由于包含隔膜252，转接器212的阀246能够在开/闭状态之间被转换(piloted)，或者可以以成比例方式转换，以利用气体输送管腔36中的压力或患者回路的前述双腔管的气体输送管腔中的经由气体输送管腔36馈送给射流喷嘴28的压力实现呼气末正压通气(PEEP)控制。如上所述，通过压力线路254，该压力被输送到阀246，尤其是被输送到其隔膜252。通过这种方式，阀246同步于患者的呼吸模式而打开和关闭。在吸气期间，当射流被输送到转接器212的射流泵时，阀246的隔膜252因气体输送管腔36中的高压或者前述双腔管的气体输送管腔中的高压而关闭。在呼气期间，不存在由射流喷嘴28输送的流体(并且因此在气体输送管腔36中没有压力)并且阀246的隔膜252打开，或者在气体输送管腔36中维持小的流量和压力，使得射流泵能够克服呼气而在喉管24中产生背压并且阀246能够因正压进行伺服而改变阻力。该后者系统实现了可控PEEP阀且要求在低流量下的射流泵性能和阀246的PEEP特性的细心尺寸设计和匹配。这利用如下闭环控制而变得容易：该闭环控制是对由包括转接器212的压力感测导管在内的患者回路的压力感测管腔和双腔管的压力感测管腔感测到的压力进行的。通过使用保持PEEP的弹簧256(如果包含)和转换线路254来帮助在吸气期间隔膜252关闭，阀246也能够用作PEEP阀。在该实施例中，通过改变弹簧254的预载荷(例如，通过使壳体248的一部分旋转)，能够调节PEEP阀。可选地，为进行更好的PEEP控制，非回流阀258(例如，伞阀)能够用于在呼气期间关闭射流泵喉部的喉管24。如图11所所示，阀258优选地位于连接器22的内部，能够以有效地关闭喉管24的对应端部的方式选择性地接合到壁19的边缘21。
现在参考图12，示出了根据本发明的第四实施例构造的转接器312。转接器312还包括图2-8所示以及如上所述的转接器12，但是以如下方式增强：其中射流泵装备有固定的PEEP阀，该PEEP阀呈例如与壁19的边缘21协作地接合的瓣阀346的形状，并且因此布置在喉管24的端部处。瓣阀346通常关闭(即，抵靠在射流泵的喉管24上，并且尤其抵靠在壁19的边缘21上)，并且在吸气期间当来自气体输送管腔36且经过射流喷嘴28的射流建立了正压和流动时打开(如图12所示)。由于患者的呼吸努力而在瓣阀346的患者侧建立的负压，瓣阀346在可呼吸气体源故障的情况下也打开。在呼气期间，射流暂停且瓣阀346返回其关闭状态。瓣阀346中优选地包括多个孔或贯穿孔348以通过构建足以将PEEP维持在患者气道中的背压而确保呼出的气体能够经由夹带端口26排到环境。能够选择性地使用具有不同构造的一系列瓣阀346中的任一个，使得在转接器312中能够实现不同的PEEP值。沿着这些线路，颜色编码能够用于确定与结合到转接器312中的特定瓣阀346对应的PEEP值。具有贯穿孔的瓣阀346仅仅是可用于实现相同功能的若干形态中的一种。沿着这些线路，瓣阀346中的贯穿孔348可由其密封表面上的槽、或者形成在喉管24的底座内的槽，即围绕喉管24的远端的边缘21来替代。还可以通过使用例如伞阀或任何其它具有将其自身引向由转接器312例示的工作原理的实现的设计的非回流阀来实现相同的功能。
如上所述，在上述实施例中的每一个实施例中，射流喷嘴28与喉管24、夹带端口26和气体输送管腔36相结合，在转接器12、112、212、312内形成了射流泵。如上所说明的，本发明构思了使用各种技术来选择性地改变提供预定治疗所需的射流泵的性能属性。然而，在任意实施例中，射流泵可操作为在患者回路内使用小直径主气体输送管(例如，上述双腔管)向面罩10提供预定水平的压力和流量。
本公开提供了本发明的示例性的实施例。本发明的范围不由这些示例性实施例限定。在阅览本公开后，无论是由说明书明确提供的还是由说明书所隐含提供的，本领域技术人员均可实现若干变型例，诸如结构、尺寸、材料类型和制造工艺方面的改变。

Claims (20)

1.一种转接器，用于将流体发生器与呼吸辅助系统中的通气面罩流体联接，所述转接器包括：
基体元件，其能流体连接至所述通气面罩，所述基体元件具有连接器、管状壁和至少一个夹带端口，其中，所述连接器限定有内部；所述管状壁突出到所述连接器的内部并且至少部分地限定喉管，所述管状壁具有第一端和第二端，所述第一端与所述连接器的内部流体连通，所述第二端与所述第一端相反；所述至少一个夹带端口与环境空气开放地流体连通，所述至少一个夹带端口位于所述第一端与所述第二端之间且至少部分地由所述管状壁中的开孔限定；以及
喷嘴元件，其与所述基体元件连接且能流体连接至与所述流体发生器流体连通的主气体输送管，所述喷嘴元件包括射流喷嘴，所述射流喷嘴至少部分地限定气体输送管腔，所述喷嘴元件与所述基体元件之间的连接构造为密封所述管状壁的第二端并将所述射流喷嘴定位在所述管状壁中靠近所述至少一个夹带端口处且对准为与进入所述喉管的气体流体连通，从而当气体经由所述气体输送管腔从所述射流喷嘴中流出并流入所述喉管中时，环境空气通过所述至少一个夹带端口被夹带。
2.根据权利要求1所述的转接器，其中，所述基体元件限定有连接器，所述连接器允许所述转接器能解除地附接到所述通气面罩。
3.根据权利要求2所述的转接器，其中，所述连接器是允许所述转接器能解除地附接到所述通气面罩的标准的22mm ISO锥形连接器。
4.根据权利要求1所述的转接器，其中，
所述基体元件限定有压力感测管腔；
所述喷嘴元件限定有与所述基体元件的所述压力感测管腔流体连通的压力感测管腔；以及
所述基体元件和所述喷嘴元件共同地限定环状的间隙，所述间隙围绕所述射流喷嘴的一部分，所述基体元件的所述压力感测管腔和所述喷嘴元件的所述压力感测管腔均与所述间隙流体连通。
5.根据权利要求4所述的转接器，其中，
所述喷嘴元件能旋转地连接到所述基体元件；并且
所述转接器以如下方式构造：所述基体元件的所述压力感测管腔和所述喷嘴元件的所述压力感测管腔之间的流体连通在所述喷嘴元件相对于所述基体元件的360°旋转中得到保持。
6.根据权利要求4所述的转接器，其中，
所述喷嘴元件限定有连接器，所述喷嘴元件的所述连接器允许所述转接器能解除地附接到所述主气体输送管。
7.根据权利要求6所述的转接器，其中，
所述喷嘴元件的所述连接器包括：
气体输送端口，其至少部分地限定所述气体输送管腔；以及
压力感测端口，其至少部分地限定所述喷嘴元件的所述压力感测管腔；
所述气体输送端口和所述压力感测端口至少部分地位于所述喷嘴元件的共同凹部内且以彼此并排的关系延伸。
8.根据权利要求1所述的转接器，进一步与呼出阀相结合，所述呼出阀包括：
壳体，其附接到所述连接器且与所述喉管流体连通，所述壳体包括形成于所述壳体中的至少一个呼气端口；以及
弹性的锥形隔膜，其布置在所述壳体内且与所述壳体协作地接合，所述隔膜能够相对于所述壳体选择性地在打开位置与关闭位置之间移动；以及
其中，所述喉管中的正压和流量帮助所述隔膜从其打开位置伸展到其关闭位置，在所述打开位置，所述呼气端口因此被解锁，在所述关闭位置，所述隔膜密封且由此阻塞所述呼气端口。
9.根据权利要求1所述的转接器，进一步与先导呼出阀相结合，所述先导呼出阀包括：
壳体，其附接到所述连接器并且限定有内腔室，所述内腔室与所述喉管流体连通，所述壳体包括形成于所述壳体中的至少一个排出端口；以及
弹性的隔膜，其布置在所述内腔室内并且将所述内腔室有效地隔离成上区域和与所述排出端口流体连通的下区域，所述隔膜选择性地在打开位置与关闭位置之间移动，在所述打开位置，所述排出端口被布置成与所述喉管流体连通，在所述关闭位置，所述排出端口被阻塞而不与所述喉管流体连通。
10.根据权利要求9所述的转接器，进一步与压力线路相结合，所述压力线路帮助所述内腔室的上区域与所述气体输送管腔之间的流体连通。
11.根据权利要求9所述的转接器，进一步与偏置弹簧相结合，所述偏置弹簧布置在所述内腔室的所述上区域内且在所述隔膜与所述壳体之间延伸。
12.根据权利要求9所述的转接器，进一步与弹性瓣阀相结合，所述弹性瓣阀与所述基体元件协作地接合，并且能够相对于所述基体元件选择性地在关闭位置和打开位置之间移动，在所述关闭位置，所述瓣阀至少部分地阻挡进入所述喉管的流动，在所述打开位置，来自所述喉管的流动基本上不受所述瓣阀阻碍。
13.根据权利要求12所述的转接器，其中，
所述瓣阀包括形成于所述瓣阀中的多个贯穿孔。
14.一种转接器，用于将流体发生器与呼吸辅助系统中的通气面罩流体联接，所述转接器包括：
基体元件，其能流体连接至所述通气面罩，所述基体元件具有连接器、管状壁和至少一个夹带端口，其中，所述连接器限定有内部；所述管状壁突出到所述连接器的内部并且至少部分地限定喉管，所述管状壁具有第一端和第二端，所述第一端与所述连接器的内部流体连通，所述第二端与所述第一端相反；所述至少一个夹带端口与环境空气开放地流体连通，所述至少一个夹带端口位于所述第一端与所述第二端之间且至少部分地由所述管状壁中的开孔限定；以及
喷嘴元件，其连接至所述基体元件并且能流体连接至与所述流体发生器流体连通的主气体输送管，所述喷嘴元件包括射流喷嘴，所述喷嘴元件与所述基体元件之间的连接构造为密封所述管状壁的第二端并将所述射流喷嘴定位在所述管状壁中，所述射流喷嘴在所述夹带端口中可见且对准为与进入所述喉管的气体流体连通，所述射流喷嘴至少部分地限定与所述喉管流体连通的气体输送管腔并沿着与所述夹带端口隔开的轴线延伸；
当气体经由所述气体输送管腔从所述射流喷嘴中流出并流入所述喉管中时，所述基体元件和所述喷嘴元件共同地限定射流泵，所述射流泵能操作为帮助预定水平的气压和流量进入所述通气面罩。
15.根据权利要求14所述的转接器，其中，
所述基体元件限定有连接器，所述连接器允许所述转接器能解除地附接到所述通气面罩。
16.根据权利要求15所述的转接器，其中，
所述连接器是允许所述转接器能解除地附接到所述通气面罩的标准的22mm ISO锥形连接器。
17.根据权利要求14所述的转接器，其中，
所述基体元件限定有压力感测管腔；
所述喷嘴元件限定有与所述基体元件的所述压力感测管腔流体连通的压力感测管腔；并且
所述基体元件和所述喷嘴元件共同地限定环状间隙，所述间隙围绕所述射流喷嘴的一部分，所述基体元件的所述压力感测管腔和所述喷嘴元件的所述压力感测管腔均与所述间隙流体连通。
18.根据权利要求17所述的转接器，其中，
所述喷嘴元件能旋转地连接到所述基体元件；并且
所述转接器以如下方式构造：所述基体元件的所述压力感测管腔和所述喷嘴元件的所述压力感测管腔之间的流体连通在所述喷嘴元件相对于所述基体元件的360°旋转中得到保持。
19.根据权利要求17所述的转接器，其中，
所述喷嘴元件限定有连接器，所述喷嘴元件的所述连接器允许所述转接器能解除地附接到所述主气体输送管。
20.根据权利要求19所述的转接器，其中，
所述喷嘴元件的所述连接器包括：
气体输送端口，其至少部分地限定所述射流泵的气体输送管腔；以及
压力感测端口，其至少部分地限定所述喷嘴元件的所述压力感测管腔；
所述气体输送端口和所述压力感测端口至少部分地位于所述喷嘴元件的共同凹部内并且以彼此并排的关系延伸。
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