CN108472466B - 气管涂药器和相关的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气管涂药器，所述气管涂药器用于在经受气管切开术的患者中实现高流量治疗的使用，如从借助于TNI设备的经鼻吹气中所已知和提及的那样。这通过对如下关系的理想化的物理模拟来实现，所述关系如在鼻孔处利用所引入的尖头叉执行经鼻高流量治疗时存在。在此，流经气管涂药器的吸气流和呼气流通过其它结构上的措施近似无涡流和无漩涡地引导，同时维持开放的呼吸系统。

Description

气管涂药器和相关的应用
技术领域
本发明涉及呼吸辅助装置的领域，所述呼吸辅助装置如经鼻吹气和气管造口系统，在此具体涉及在经受气管切开术的患者和高流量治疗仪之间的连接，如所述高流量治疗仪用于经鼻吹气以及在现有技术(WO 2008/060 295 A2，DE 10 2006 019 402 A1)中多次公开的那样。在下文中，这些设备简称为TNI设备(经鼻吹气设备)。
背景技术
借助于TNI设备，也称为鼻用高流量治疗(NHF)的鼻用高流量呼吸辅助目前在重病监护中使用越来越广泛，但其经验证地是对已知的氧疗和正压通气的良好的替选方案，所述氧疗和正压通气在有呼吸功能障碍的患者中使用。此外，相较于具有绑紧的呼吸面罩的闭合的压力系统，患者感受鼻用高流量治疗作为开放的系统更舒适，并且从而更大程度地接受。
治疗基于流量为2l/min至60l/min的被加热和润湿的空气/氧气混合物(含氧气流oxygen-bearing flow)的鼻式涂药，其从TNI设备(5)起经由连接软管(4)和鼻管(1)的尖头叉(2)涂药到鼻孔(3)中(参见图1)。在此，尖头叉(2)伸入鼻孔(3)中大致3mm，其中围绕尖头叉(3)留有足够的空间，以便在呼吸间隔中并且在呼气期间将不需要的空气/氧气混合物(含氧气流oxygen-bearing flow)和呼出的已使用过的空气吹出到环境中(开放的系统)。由于在TNI设备(5)上所设定的流量，在鼻子中引起稳定的空气/氧气混合物(含氧气流oxygen-bearing flow)并且对于患者而言形成恒定的供给状态，所述流量通常大于患者的吸气峰流速。
在涂药足够的流量时产生PEEP，所述PEEP经由气管起作用，直至进入到肺泡水平中并且辅助换气。这种正面的物理效应尤其用于治疗。鼻腔分泌物和湿气不会妨碍开放的系统，因为鼻腔分泌物和湿气同样经鼻管(1)的尖头叉(2)被冲洗出来。热的并且被润湿的空气/氧气混合物(含氧气流)在此辅助黏膜纤毛清洁。
总的来说，鼻用高流量治疗(NHF)是新型的、已经成功使用的治疗形式，借助于所述鼻用高流量治疗能够提供高氧气浓度，避免呼吸道的干燥，降低无效腔通气的份额并且清洗鼻无效腔。此外，在执行治疗时形成呼气末正压通气，所述呼气末正压通气抵抗呼吸道的萎陷。产生呼吸效率的提高和所需要的呼吸运作的减少，这有助于减轻呼吸肌泵的负担。所有这些有利的特性使得可预期也在呼吸衰竭的领域中按标准使用NHF，所述呼吸衰竭例如是慢性呼吸功能不全，其中目前进行了一系列试验并且存在第一正面结果。NHF是无创的呼吸辅助，所述呼吸辅助大多数仅用于间歇性换气。
这与在已知的经由气管造口的呼吸中不同，其中患者经由气管插管呼吸，所述气管插管以穿刺颈部软组织的方式位于气管(Luftroehre)中。这种通过外科手术所实现的有创呼吸大多数用作为连续的长时间呼吸以在事故和手术之后或者在撤机过程中保护呼吸道，但是也能够中断直至数小时，只要经受气管切开术的患者忍受得住这。气管造口的优点尤其在于，通过切断上部的呼吸道使得产生声带受损的危险更小并且减小呼吸无效腔，呼吸无效腔的减小使患者容易呼吸。
为了在经受气管切开术的患者中也能够利用NHF的上述优点，已经开发出气管联接件(气管连接器、气管接口或者气管涂药器)，所述气管联接件在考虑维持开放的系统的条件下将市售的呼吸气体供给设备，例如TNI设备(5)或其被加热的软管系统耦联到气管造口的气管插管上。
这样，从DE 21 2011 100 071 U1和CA 2 843 533 A1分别公开了这种连接器，所述连接器将高流量呼吸气体供给系统耦联到气管插入件上。这两个从这些文献中已知的连接器分别具有流入接口和流出接口以及所谓的患者接口，所述流入接口用于接收流入的、来自气体源(例如TNI设备)的气体流(例如空气/氧气混合物(含氧气流))，所述流出接口作为呼气端口以形成开放的系统，所述患者接口设置用于与气管插入件(例如气管插管)连接。在这两个从这些文献中已知的气管联接件中，流入接口设置在患者接口和流出接口之间。不仅DE 21 2011 100 071 U1的图1、3A至12和17至28而且在所述文献中在图2A、2B中说明的现有技术以及CA 2843 533 A1的图15和图16分别示出侧向的流入接口。从后者中受结构所决定在连接器的内部中产生涡流(漩涡)，所述涡流虽然能够在呼气时用于节流，但是其在呼气阶段期间或者在咳出粘液时不利地妨碍分泌物和湿气的流出。
发明内容
因此，本发明的目的是，实现一种简单构造的气管涂药器，所述气管涂药器克服上述缺点。该目的的解决方案通过理想化的物理模仿如在鼻孔处借助于引入的尖头叉执行高流量治疗时所存在的情况来实现并且根据本发明通过在实施例中所列举的特征来说明。通过本发明的气管涂药器的其它适宜的或者有利的设计方案在如下说明中获得。具有根据本发明的气管涂药器的辅助呼吸系统是应用实施例的主题。
通过本发明的气管涂药器(6)的特征在于，所述气管涂药器由于其特定的构造在保持开放的系统的情况下近似无涡流和漩涡地引导吸气流和呼气流，在呼吸间隔中并且在呼气期间所不需要的空气/氧气混合物(含氧气流)在任何时间都能够吹出到环境中并且在任何时间都能够冲洗出所形成的粘液和分泌物。所述气管涂药器除此之外由于在两侧存在的锥形渐缩的耦联可行性是可简单且快速地更换的。
在本发明中所说明的特征性特征有利地用于改进的粘液或者分泌物咳出，因为位于椭圆形的成型部的顶点处的排气口(25)是较大的并且离收窄部(11)最近的排气口(25)由于其喷口状的形状而输送咳出物。
实施例的特征性特征避免排出口(22)被分泌物或者粘液排泄堵塞，因为流出可能性受重力所决定在所提到的部位处是最大的。
实施例的相应的特征性特征分别展现气管涂药器(6)的有利的构成方案，所述构成方案由于其引导体特性和形状有助于避免气体流中的漩涡和涡流。
实施例的结构上的特征性特征提供如下有利的前提：能够在实施例中所提到的制造类型之间进行选择。在需要时，柱形的接触面(16)此外实现以简单的方式设置附加的止挡件，以确定连接件(9)进入适配器(8)中的不同的侵入深度。
实施例的特征性部分公开了适配器(8)和连接件(9)之间的不同的连接可行性，使得不同的制造工艺是可行的。
实施例展现了所要求保护的气管涂药器(6)在辅助呼吸系统中的带来优点的应用，由此即使在经受气管切开术的患者中也实现执行在经鼻吹气中已经提及的高流量治疗。
附图说明
从在图1中示出的根据现有技术的辅助呼吸系统出发，在图2至图7中示出本发明的实施例并且在下文中将详细描述，所述实施例公开了其它优点和特点。
附图示出：
图1示出具有TNI设备和根据现有技术的鼻管的鼻用高流量辅助呼吸系统；
图2示出具有TNI设备和根据本发明的用于经受气管切开术的患者的气管涂药器的高流量辅助呼吸系统；
图3以分解视图(3a)和在插接在一起的状态(3b)中示出根据本发明的气管涂药器，所述气管涂药器具有到气管插管的接口和至TNI设备的连接软管；
图4示出根据本发明的气管涂药器的全剖面连带放大的细节视图；
图5示出贯穿根据图4的适配器的剖视图B-B连带放大的细节视图；
图6示出贯穿根据图4的气管涂药器的全剖面连带绘制的吸气流；
图7示出贯穿根据图4的气管涂药器的全剖面连带所绘制的呼气流。
具体实施方式
图1示出用于执行无创的呼吸方法的鼻用高流量辅助呼吸系统，其具有TNI设备(5)和根据现有技术的鼻管(1)。TNI设备(5)和鼻管(1)经由可加热的连接软管(4)彼此连接。在应用高流量治疗(NHF)时，患者佩戴具有尖头叉(2)的鼻管(1)，所述尖头叉伸入到鼻孔(3)中大约3mm。围绕尖头叉(2)留有足够的空间，以便在呼吸间隔中在呼出(呼气)期间将所不需要的空气/氧气混合物(含氧气流)和呼出的、已使用过的空气吹出到环境中。因此讨论具有如下优点的“开放的系统”：鼻分泌物和湿气同样能够经过尖头叉(2)冲洗出来。TNI设备(5)提供在设备上所设定的用于吸入(吸气)的流量。受治疗所决定，在通过TNI设备(5)进行这种高流量涂药时，以直至大约60l/min的流量输送被加热并且润湿的空气/氧气混合物(含氧气流)。NHF呼吸辅助装置可证实地引起通气的改善，尤其减少无效腔通气的份额。
图2示出用于经受气管切开术的患者的具有TNI设备(5)和根据本发明的气管涂药器(6)的高流量辅助呼吸系统。所述高流量辅助呼吸系统实现了经由气管造口的气管插管(7)有创地执行可靠的高流量呼吸。相对于经鼻吹气，在这种情况下在口咽部后方导入，使得无效腔本身有利地减小。TNI设备(5)在此经由可加热的连接软管(4)与气管涂药器(6)连接，所述气管涂药器就其而言插接在气管插管(7)上。根据本发明的气管涂药器(6)通过其在图3至图5中详细示出的特定构造实现了具有其可靠的治疗特性的TNI设备(5)在经受气管切开术的患者中的应用。
图3以分解视图(3a)和在插接在一起的状态(3b)中示出根据本发明的气管涂药器(6)，所述气管涂药器具有到气管插管(7)的接口和至TNI设备的连接软管(4)。
图3a图解说明：气管涂药器(6)原则上由弯曲的或者弯折的管状的适配器(8)和连接件(9)构成。适配器(8)在其朝向气管造口的端部(10)处具有圆形的直径，其在内部具有锥形的收窄部(11)，以可插接地与气管插管(7)连接。在适配器(8)的另一端部(12)处存在连接件(9)，所述连接件如在此所示出的那样能够推入到适配器(8)中并且与其牢固连接。为此，连接件(9)具有旋转对称的管(13)的形状，所述管具有柱形的接触面(16)。适配器(8)的端部(12)构成为喇叭形的开口(14)，在所述开口中三个径向的接片(15)(也参见图4)向内伸入和成形为，使得其形成三点式容纳部(29)(参见图4)，在推入时所述三点式容纳部居中地容纳连接件(9)并且在推入或挤压之后保持夹紧。适配器(8)和连接件(9)替选地也能够粘接、焊接或者已经一件式地(例如以3D打印方法)制造。连接件(9)的旋转对称的管(13)在其朝向连接软管(4)的端部处同样锥形地设计，使得所述管可耦联到在连接软管(4)的引导至TNI设备的端部上的软管连接部(17)上。软管连接部(17)处的附图标记(26)涉及用于温度感测器的通道，而附图标记(19)涉及用于可加热的连接软管(4)的保持装置，如在这种系统中所常用的那样。
在图3a和图3b中，所列出的部件的中心线以虚线绘制。适配器(8)的中心线(18)弯折地或者扭转地示出，以便说明适配器(8)的弯曲。弯曲是必需的，以便在根据图3b的插接在一起或接合在一起的状态中使气管插管(7)尽可能不承受来自与连接软管(4)连接的气管涂药器(6)的力。中心线(18)的优选的扭转角为60°，其中视个体而定，其它扭转角是更好地适合的并从而能够是可以考虑的。作用于气管插管(7)的力的保持附加地通过设置在连接软管(4)上的保持装置(19)来辅助。
图4以剖视图E-E示出根据本发明的气管涂药器(6)的全剖面，如在左上图中所绘制的那样，左上图示出气管涂药器(6)的侧视图。可以看到的是，气管涂药器(6)原则上由适配器(8)和与其牢固连接的连接件(9)构成。弯曲的管状适配器(8)如已经提及的那样在一个端部上具有锥形的、伸入内部的收窄部(11)以便可插接地与气管插管(7)连接而在其相反的端部上设有喇叭状的开口(14)，在所述开口中三个径向伸展的接片(15)向内伸入并且在其端部上成形为，使得所述接片形成三点式容纳部(29)以与连接件(9)的柱形的接触面(16)牢固连接。因为接片(15)分别以错开120°的方式设置，所以在其之间形成足够大的排气口(25)以用于呼出不需要的空气/氧气混合物(含氧气流)和被呼出的空气以及用于冲洗出分泌物和粘液以避免狭窄。连接件(9)具有对于与适配器(8)连接所需的柱形的接触面(16)和伸入适配器(8)中的、用于在含氧气流恒定情况下提高流动速度的瓶颈状的渐缩部(23)，所述连接件构成为喷嘴状地缩窄的旋转对称的管(13)，用于疏导来自TNI设备的含氧气流。位于三点式容纳部(16)的区域中的瓶颈状的渐缩部(23)在管(13)的内部中具有无平台的过渡部，不带梯级或者棱边，用于在该部位处维持层状流动。
喇叭状的开口(14)通过内拱部(28)形成，使得在吸气时在TNI设备(5)处所设定的、恒定的流量能够近似无漩涡地从连接件(9)通过适配器(8)流到气管插管(7)中。
此外如从图4中所看到的那样，连接件(9)的伸入适配器(8)中的端部具有顶盖状的封闭部(20)，所述封闭部朝向适配器(8)是锥形的和朝向软管连接部(17)具有渐渐变尖的轮廓(21)，以便用作为流动引导体。如在关于图4的细节图A中更清楚地示出的那样，该轮廓(21)可以具有椭圆或者双曲线部段的形状。在管(13)中以直接接触封闭部(20)的方式存在多个径向分布并且径向伸展的排出口(22)，以便在吸气阶段中将空气/氧气混合物(含氧气流)从连接件(9)导入适配器(8)。优选地，存在三个以90°分布的排出口(22)，如尤其从所给出的实例的在针对图4的细节视图A中的剖面走向中所看到的那样。作为流动引导体的轮廓(21)的横截面能够是圆形的、方形的或者多边形的，所述横截面分别视排出口(22)的数量和设置而定。在所说明的具有三个排出口(22)的实例中，所述横截面是圆形的。在该细节视图A中也可以看到在管(13)的排出口(22)中的一个排出口的边缘部中的倒圆部(24)，这些倒圆部在所有排出口(22)中存在，以便改进空气/氧气混合物(含氧气流)的流动。
喇叭状的开口(14)的边缘椭圆形地成形，如从在图4中的左侧上的气管涂药器(6)的侧视图中所看到的那样。椭圆的长轴伸展穿过三个以120°错开地设置的接片(15)中的一个并从而同时穿过三个换气口(25)中的一个换气口的中心——在下文中称为“下部的”换气口——，由此其由此所引起的形状有利于分泌物和粘液排泄。如此外可从图4中看到的那样，在下部的换气口(25)的区域中不存在排出口(22)，因为在该部位处粘液排泄可能会容易地封闭排出口(22)。
图5示出贯穿根据图4的适配器(8)的剖视图B-B连带放大的细节视图A，从所述细节视图中最清楚地看到三个接片(15)的横截面形状。三个径向伸展的接片(15)不仅用于将适配器(8)与连接件(9)连接而且也同时形成三个换气口(25)之间的分隔壁，如已经说明的那样。由此，所述分隔壁作为流动阻力完全地位于呼气流中并且会通过形成漩涡妨碍呼吸空气排出到周围环境中。为了将流动阻力保持得小并且避免在这些部位处在适配器(8)的内部中形成漩涡，接片(15)的外面朝向适配器(8)的内部以逐渐变尖的形式成形，这意味着，所述外面形成锐角。在所示出的实施例中，接片(15)的横截面具有等边三角形的形状。但是其它横截面也是适合的，例如呈锐角三角形、等腰三角形的形状或者呈具有锐角的液滴形的形状。
图6示出贯穿根据图4的气管涂药器(6)的全剖图连带所绘制的呼气流，通过所绘制的流动箭头(27)来表示。由TNI设备产生的并且经由连接软管(4)和软管连接部(17)进入到气管涂药器(6)的连接件(9)(参见图3)中的含氧气流穿流连接件(9)，随后穿过排出口(22)进入到适配器(8)中并且从该处经由与其连接的气管插管(7)(参见图3)进入肺。这具有如下压力，所述压力比外部的空气压力高2mbar至3mbar，以便给肺的肺泡充分地供给呼吸空气。因为适配器(8)中的压力略高于环境空气的空气压力，所以经由换气口(25)一起呼入的环境空气的份额是非常小的。由于连接件(9)与适配器(8)、引起文丘里效应的瓶颈状的无平台的渐缩部(23)、通过轮廓(21)所提供的从连接件(9)到适配器(8)中的流动管路以及适配器(8)的喇叭状的开口(14)中的内拱部(28)的根据本发明的设置，对于呼气流而言产生尽可能无漩涡的过程。
图7示出贯穿根据图4的气管涂药器(6)的全剖图连带所绘制的呼气流。如果患者经由肺呼气，那么压力比吸气期间的压力高4mbar至6mbar。已使用过的并且被呼出的呼吸空气流动穿过气管插管(7)进入到适配器(8)中(参见图3)并且穿过喇叭状的开口(14)的换气口(25)离开该适配器。因为含氧气流的由TNI设备产生的压力在呼气阶段中比呼出的空气的压力低，所以虽然含氧气流继续流动穿过排出口(22)进入适配器(8)中，但是被所呼出的呼吸空气一起带走并且流动穿过换气口(25)，以便因此输出到周围环境中。由于接片(15)的锐角的轮廓(参见图5)在此呼气流能够无漩涡地逸出。
根据本发明的气管涂药器(6)能够由任意的医用塑料制造或者设有抗菌聚合物涂层(coating)。
附图标记列表
1 鼻管
2 尖头叉
3 鼻孔
4 连接软管
5 TNI设备/高流量治疗仪
6 气管涂药器
7 气管插管
8 适配器
9 连接件
10 端部
11 锥形的收窄部
12 端部
13 旋转对称的管
14 喇叭状的开口
15 接片
16 柱形的接触面
17 软管连接部
18 中间线
19 保持装置
20 封闭部
21 轮廓
22 排出口
23 瓶状的渐缩部
24 倒圆部
25 换气口
26 用于温度感测器的通道
27 流动箭头
28 内拱部
29 三点式容纳部

Claims (10)

1.一种气管涂药器(6)，
·所述气管涂药器由弯曲的、管状的适配器(8)构成，所述适配器具有圆形的直径，所述适配器在一端处具有锥形的、伸入内部中的收窄部(11)以便能插接地与气管插管(7)连接而在另一端(12)上设有喇叭状的开口(14)；和所述气管涂药器具有连接件(9)，其中在所述喇叭状的开口(14)中三个径向伸展的接片(15)伸入所述适配器的内部中，以便用作为三点式容纳部(29)以居中地保持和固定所述气管涂药器(6)的连接件(9)并且以便同时形成三个换气口(25)，
并且其中
·所述连接件(9)由喷嘴状地收窄的、旋转对称的管(13)构成，所述管用于疏导来自高流量医疗仪(5)的含氧气流，所述连接件的伸入所述适配器(8)中的部分具有瓶颈状的渐缩部(23)，在渐缩的端部上设有封闭部(20)并且以直接接触所述封闭部(20)的方式具有多个径向分布并且径向伸展的排出口(22)，并且其中所述连接件(9)的所述另一端部以锥形渐缩的形式成形，以便能挤压地与高流量治疗仪(5)的连接软管(4)耦联。
2.根据权利要求1所述的气管涂药器(6)，
其特征在于，
·所述喇叭状的开口(14)的边缘椭圆形地形成。
3.根据权利要求2所述的气管涂药器(6)，
其特征在于，
·在所述适配器(8)之内不存在排出口(22)，所述排出口平行于所述喇叭状的开口(14)的椭圆形的成形部的较长的对称轴线伸展并且指向所述椭圆形的成形部的如下顶点，所述顶点离所述收窄部(11)最近。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气管涂药器(6)，
其特征在于，
·所述排出口(22)在其边缘部中具有倒圆部(24)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的气管涂药器(6)，
其特征在于，
·所述封闭部(20)朝向所述适配器(8)锥形地成形并且朝向软管连接部(17)具有逐渐变尖的轮廓(21)，所述轮廓伸入所述连接件(9)的内部中并且用作为流动引导体。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的气管涂药器(6)，
其特征在于，
·所述接片(15)的外面朝向所述适配器(8)的内部以逐渐变尖的形式成形。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的气管涂药器(6)，
其特征在于，
·所述喇叭状的开口(14)具有内拱部(28)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的气管涂药器(6)，
其特征在于，
·所述连接件(9)具有柱形的接触面(16)，所述接触面用于与所述适配器(8)的三点式容纳部(29)连接。
9.根据权利要求8所述的气管涂药器(6)，
其特征在于，
·适配器(8)和连接件(9)在三点式容纳部(29)和柱形的所述接触面(16)之间的接触点处夹紧、粘接或者焊接，或者所述气管涂药器一件式地制造。
10.一种气管辅助呼吸系统，所述气管辅助呼吸系统具有高流量治疗仪(5)，所述高流量治疗仪具有连接软管(4)和带有气管插管(7)的气管造口，其特征在于，使用连接所述气管插管的根据权利要求1至9中任一项所述的气管涂药器(6)。
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