CN109069779B - 呼吸装置 - Google Patents

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Abstract

一种呼吸装置,其包括吹嘴和至少部分柔性的再呼吸气室,吹嘴形成呼吸通道,以在吹嘴的第一端和第二端形成连接;第一端用于使用户通过呼吸开口向吹嘴内呼吸;至少部分柔性的再呼吸气室附接于吹嘴的第二端,从而与呼吸通道流体连接;再呼吸气室由至少部分柔性的壁部形成,至少部分柔性的再呼吸气室具有第一壁部,第一壁部通过设置在所述壁部中的多个孔可渗透气体和/或吹嘴包括一个或多个贯穿开口。

Description

呼吸装置
发明领域
本发明涉及一种用于增加吸入的空气中的CO2水平的呼吸装置。已知几种用于增加吸入的空气中的CO2水平的呼吸装置。这种装置可以是覆盖用户的口鼻的简易面罩或与可在呼吸期间张开和收缩的袋相连的面罩。面罩可配备允许新鲜空气进入面罩的阀门或类似物。
发明背景
已经被证实的是,在一系列不同的常见医学疾病(其中包括偏头痛、癫痫、后脊髓性头痛、热性惊厥、特发性呼吸困难、过度换气综合征、恐慌焦虑、哮喘和某些心脏病)中,提高患者吸入的空气中的二氧化碳浓度可以获得积极的治疗效果。在体内,除其它影响外,提高CO2浓度将会降低体液的pH值,增加脑血流量并降低神经系统的兴奋性。
发明目的
本发明的一个目的是提供一种改进呼吸装置以提高吸入的空气中CO2水平的方法。
本发明的另一个目的是提供一种装置,其可以缓解偏头痛、后脊髓性头痛或其它类型头痛的症状,或选择性抑制和/或预防患有偏头痛的用户偏头痛发作。
另一个目的是提供一种装置,其可以用于缓解或预防癫痫发作和/或热性惊厥。
另一个目的是提供一种装置,其可以用于哮喘的预防性治疗。
另一个目的是提供一种装置,其可以用于改善心脏骤停后的康复。
另一个目的是提供一种装置,其可以用于通过CO2的血管舒张作用增加脑血流量和至脑的氧气输送。
另一个目的是提供一种装置,其可以用于在使用期间通过提高吸入的空气中CO2分压介导用户的酸中毒来降低神经系统的兴奋性。
发明总结
本发明涉及一种呼吸装置,其包括:
-吹嘴,其形成呼吸通道,以在吹嘴的第一端和第二端之间形成连接,第一端用于使用户通过呼吸开口向吹嘴内呼吸,
-至少部分柔性的再呼吸气室,其附接于吹嘴的第二端,从而与呼吸通道流体连接,再呼吸气室由至少部分柔性的壁部形成,至少部分柔性的再呼吸气室具有第一壁部,第一壁部通过设置在所述壁部中的多个孔可渗透气体。
优选地,至少部分柔性的再呼吸气室具有第一壁部,第一壁部通过设置在所述壁部中的一个或多个(例如多个)孔和/或贯穿开口可渗透气体,和/或优选地,吹嘴可以包括一个或多个允许呼吸通道与周围大气进行流体连通的贯穿开口。
本发明还涉及一种用于增加吸入的空气中的CO2水平的呼吸装置。
再呼吸气室的壁可以进一步包括具有多个贯穿开口和/或孔的壁部,贯穿开口和/或孔提供透气性并在组合后具有总流导(flow conductance)G。壁部材料自身可以是不可渗透气体的且可在横穿其的压力差下可变形,赋予壁部大体时间归一化顺应性C,其中C被确定为横穿壁部的单位压力差下每秒再呼吸室的体积膨胀。
呼吸装置还可以包括再呼吸气室,再呼吸气室由至少部分柔性的壁部形成,至少部分柔性的壁部通过设置在壁部上的多个孔而可渗透气体。
呼吸装置还可以由柔性壁部形成,柔性壁部通过成行或成列布置的、分布于该柔性壁部中的多个孔可渗透气体。
再呼吸气室的形状优选选自包含以下的组:立方体(例如长方体)、球体(例如椭球体)、袋状、四面体(例如基本四面体)、方椎体(例如基本椎体)、八面体(例如基本八面体)、六棱柱(例如基本棱柱体)、十二面体(例如基本十二面体)、圆柱体、或椭圆柱体。
应注意的是,由于再呼吸气室的柔性,其形状由于内部和外部之间的压力差而略有变化,例如在由于面板的倒圆(rounding)而造成立方体边缘某种程度的消失时,从而立方体可变形为长方体。
在本发明的另一个实施方案中,再呼吸气室可以是长方体、例如立方体的形状,其包括六个壁部,每个壁部限定立方体的一面。六个壁部中的五个优选由第一柔性壁部类型形成,而六个壁部中的一个由第二柔性壁部类型形成。第二柔性壁部类型可以是非透气性的,而第一壁部类型可以包括渗透部或通过多个孔可渗透气体,多个孔分布于柔性的第一壁部类型中,优选成行或成列布置。
第一壁部和第二壁部均可以是非透气性的。
柔性的第一壁部类型的渗透部可以具有小于10-2m、例如小于10-3m、优选具有等于或小于20*10-6m的厚度。
柔性的第一壁部类型还可包括非渗透部,非渗透部具有小于10-2m、例如小于10- 3m、优选具有等于或小于40*10-6m的厚度。
非渗透性第二柔性壁部类型可以具有小于10-2m、例如小于10-3m、优选具有等于或小于40*10-6m的厚度。
在本发明的另一个实施方案中,再呼吸气室还可以包括布置于柔性壁部上/内的呼吸通道,允许在使用期间进和/或出再呼吸气室与用户口之间的流体连通。
呼吸通道可以具有至少一个贯穿开口,允许进和/或出呼吸装置与周围大气之间的流体连通。
优选地,一个或多个贯穿开口是可重复闭合的和/或可调节的。
贯穿开口可以是开口的形式,由布置在两个平行的纵向壁部之间的滑块提供。当滑块移动到两个平行的纵向壁部之间的一侧时,滑块提供进入呼吸通道的开口。滑块优选用于调节进入所述再呼吸气室的空气流量。
呼吸通道还可以包括两个平行的纵向壁部,两个平行的纵向壁部在垂直于呼吸通道中呼吸方向的方向上突出,两个平行的纵向壁部之间的距离小于3cm,例如小于2cm,优选小于1cm。两个平行的纵向壁部可用于防止用户用手指握住呼吸装置时,用手指阻塞贯穿开口。贯穿开口优选布置在两个平行的纵向壁部之间。
在本发明的另一个实施方案中,呼吸气室还可以包括一个或多个可重复闭合的和/或可调节的开口,优选布置在两个平行的纵向壁部之间的滑块。滑块优选布置于柔性壁部上,当滑块移动到两个平行的纵向壁部之间的一侧时,提供进入呼吸气室的开口。滑块可用于调节从周围大气进入再呼吸气室的空气流量。
柔性壁部优选是可折叠的,例如通过是起褶的。
再呼吸气室可以由多个焊接在一起的壁元件组装形成立方体。
再呼吸气室也可以由四个焊接在一起的壁元件组装形成立方体,四个壁元件中的每一个由两个三角形壁元件形成,所述两个三角形壁元件布置在一个正方形壁元件的彼此相对的侧面上。
多个孔可以等距分布于柔性壁部中。
优选地,所述孔的水力直径小于10-2m,例如小于10-3m,优选等于或小于180*10-6m。在其它实施方案中,水力直径选择为每个贯穿开口在100*10-6m至2cm之间,例如在100*10- 6m至3cm之间。
呼吸开口可以包括适用于将呼吸装置连接到面罩的连接件,例如管道、导管或其它连接件。
第一壁部和/或第二壁部优选为完全或部分疏水的。
再呼吸气室可以具有在1升至16升之间、例如在2升至8升之间、优选在4升至6升之间的体积。
第一壁部和/或第二壁部可以是可折叠的,例如是起褶的。
通过改变第一壁部的几何形状,再呼吸气室尺寸可调。
呼吸通道优选具有至少1.0cm2、例如至少1.5cm2、优选至少2.0cm2的截面。呼吸通道可以由多个通道形成。
优选地,第一壁部具有在约2纳米至2毫米之间的平均孔径。
孔优选通过激光穿孔制成。
渗透性材料和/或多孔材料可以具有在20℃和标准大气压(101.325kPa)下测定的标准空气的气体渗透通量,而在如本文所公开的压力差下,气体渗透通量优选为至少约0.0005m3/(sec*m2*kPa)。
渗透性材料包括聚合物膜,聚合物膜优选包含聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、纸、植物纤维和/或包括任何上述聚合物的组合。
优选地,再呼吸气室的至少一部分是不可塌陷的,优选地,再呼吸气室的至少一部分是不可塌陷的,而再呼吸气室的一部分是可塌陷的。更优选地,再呼吸气室是部分可塌陷的,而再呼吸气室中的至少靠近呼吸开口的子隔室是不可塌陷的,或者至少比远离呼吸开口的子隔室更不易塌陷。
呼吸装置可以包括至少一个贯穿开口,允许进和/或出呼吸装置与周围大气之间的流体连通,贯穿开口优选设置在吹嘴中。
优选地,至少一个贯穿开口中的一个或多个设置有阀门、优选可调节阀门,用于调节通过孔的气流。可调节阀门可以手动和/或自动调节。
再呼吸气室可以包括用于排出冷凝水的阀门。
呼吸装置可以包括CO2或O2传感装置,用于测量吸入和/或呼出的空气的CO2和/或O2水平。
呼吸装置可以包括至少一个吸湿元件,用于吸收来自再呼吸气室的湿气。吸湿元件优选至少部分地放置在再呼吸气室中。吸湿元件可以是可移除和可更换的元件。
呼吸装置可以包括调味装置,用于改变再呼吸气体的气味,例如调味使具有薄荷醇的气味。
第一壁部和/或第二壁部可以包括输水元件,用于从再呼吸气室排水。输水元件优选由以下材料制成或包括以下材料,该材料提供用于将水从再呼吸气室输送至周围大气或至集水单元的路径。
呼吸装置还可以包括箱体(cabinet),在不使用时,吹嘴和再呼吸气室储存在该箱体中。
吹嘴和再呼吸气室优选地和/或可重新定位地可更换和/或可重新定位地布置在箱体中/上。
箱体优选地包括两个可拆卸的箱体元件(例如盖子),每个均可拆卸地附接于箱体的端部。当不使用装置时,两个可拆卸的箱体元件可以阻止至再呼吸气室或呼吸通道的通路。可拆卸的箱体元件被拆卸后可以用于提供至再呼吸气室和/或至呼吸通道的通路。
箱体元件优选用于在不使用时附接于与端部相邻的两侧,以便对使用中的呼吸装置提供更好的抓握,端部具有至再呼吸气室或至呼吸通道的通路。
优选地,再呼吸气室可从吹嘴上拆卸并可重新附接至吹嘴。
呼吸装置还可以包括附接(但优选无直接流体连接)至再呼吸气室的稳定室/结构,用于防止再呼吸的吸入阶段期间再呼吸气室或吹嘴的塌陷。
呼吸装置还可以包括一个或多个放气阀,用于排空再呼吸气室中的空气。
呼吸装置可以用于偏头痛的治疗。
呼吸装置可以用于癫痫的治疗
呼吸装置可以用于热性惊厥的治疗。
呼吸装置可以用于哮喘的预防性治疗。
呼吸装置可以用于心脏骤停后的治疗/康复。
呼吸装置可以用于后脊髓性头痛的治疗。
再呼吸气室优选是可折叠的以减小其尺寸。
在其它方面,本发明涉及一种呼吸装置,其包括如本文所述的再呼吸气室连接器,用于将再呼吸气室连接至吹嘴本身的再呼吸气室连接器,或用于再呼吸气室(其中再呼吸气室形成吹嘴)的再呼吸气室连接器。在这方面,再呼吸气室连接器是可折叠的,优选通过包括布置在所述连接器上的多个优选平行延伸的折叠线而是可折叠的,以允许吸气式连接器折叠成限定空隙(优选为长方体)的构造。优选选择呼吸气室连接器的尺寸,以便至少部分、优选是大部分、例如全部的再呼吸气室在折叠构造时容纳在空隙内。值得注意的是,再呼吸气室容纳在空隙内时是折叠的。
优选地,这种再呼吸气室连接器可以优选包括滑块,当所述滑块移动到一侧时提供进入所述呼吸气室的开口,所述滑块优选用于通过覆盖或露出一个或多个贯穿开口调节进入所述再呼吸气室的空气流量。
优选地,这种再呼吸气室连接器可以优选包括或可以优选还包括一个或多个贯穿开口,贯穿开口优选尺寸不可调,允许进和/或出再呼吸气室与周围大气之间的流体连通。
优选地,这种再呼吸气室连接器可以优选包括细长展开元件34,该细长展开元件34优选地在与折叠线垂直的方向上沿着所述连接器的表面可滑动地延伸,并且一端固定到所述连接器以便用于通过用户在与被固定的端部相对的一端拉动细长展开元件而使再呼吸气室连接器从其折叠构造展开。
优选地,这种再呼吸气室连接器可以优选包括引导元件,引导元件将细长展开元件保持在所述连接器上的引导位置。
优选地,这种细长展开元件和/或这种再呼吸气室连接器可以优选包括闩锁,用于在所述再呼吸气室连接器处于其展开构造时锁定细长展开元件的位置。
优选地,再呼吸气室可以包括附接于再呼吸气室的壁部的条带(例如拉片),允许用户张开再呼吸气室,优选从折叠构造展开再呼吸气室,以使用户更容易将空气呼出至再呼吸气室中。
本发明的各个方面可以各自与任何其它方面组合。基于参考所述实施方案的以下描述,本发明的这些和其它方面将变得明显。
在本文中,许多术语的使用方式对技术人员是普通的;然而,下面阐释了其中一些术语:
再呼吸气室优选用于指/表示呼吸装置的袋。
RBR优选用于指/表示再呼吸比率,其是比率A/B,其中A是由先前已被呼出的气体组成的吸入的空气流量的子集,而B是总吸入的空气流量。
第一壁部优选用于指/表示再呼吸气室的一部分,是透气性的并具有流导(conductance)G。
第二壁部优选用于指/表示再呼吸气室的一部分,是非透气性的并具有顺应性C。
G优选用于指/表示RC的壁部的流导,即横穿壁部的单位压力差下每秒穿过壁部的体积流量。
C优选用于指/表示RC壁部的时间归一化顺应性,即横穿壁部的单位压力差下每秒再呼吸室的体积膨胀。
VDA优选用于指/表示体内解剖无效腔。
VDD优选用于指/表示呼吸装置吹嘴的刚性无效腔。
PACO2 优选用于指/表示CO2的平均肺泡分压。
PaCO2 优选用于指/表示CO2的动脉分压。
FICO2 优选用于指/表示吸入肺部的CO2分数。
Figure BDA0001813911270000071
优选用于指/表示每分钟肺内肺泡腔新鲜空气输送量。
滑块优选用于指/表示用于提供进入呼吸装置中的开口的壁元件。滑块可以有其它形状,例如旋转阀门。
部分柔性优选指形成再呼吸气室的壁的至少一部分是柔性的而另一部分是非柔性的。
附图说明
附图示出了实现本发明的一种方式,并且不应被解释为限制落入所附权利要求集的范围内的其它可能的实施方案。
图1示出了由再呼吸气室和吹嘴组成的呼吸装置。
图2示出了呼吸装置中的气流的概念图。
图3示出了
Figure BDA0001813911270000072
(肺内肺泡腔的新鲜空气输送量)作为
Figure BDA0001813911270000073
(每分钟总换气量)的函数。
图4示出了PaCO2(CO2的动脉分压)作为RBR(再呼吸比率)的函数。
图5示出了箱体,其中可以储存再呼吸气室和吹嘴。
图6示出了箱体,其中再呼吸气室和吹嘴处于展开状态。
图7示出了呼吸装置的实施方案,其中再呼吸气室的整个壁由均匀分布的同种穿孔材料组成。
图8示出了呼吸装置的实施方案,其中再呼吸气室的壁由布置成两行的孔穿透。
图9示出了呼吸装置的实施方案,其包括结构稳定室和单向放气阀。
图10示出了呼吸装置的实施方案,其中再呼吸气室是立方体的形状。
图11示出了呼吸装置的实施方案,其中再呼吸气室是立方体的形状,并在柔性壁部上包括套管(socket)和滑块。
图11.a示出了呼吸装置的实施方案,其中再呼吸气室是立方体的形状,并在柔性壁部上包括套管和可重复闭合的开口。
图12示意性地示出了吹嘴,其包括滑块和贯穿开口。
图13示意性地示出了箱体,在不使用期间其中储存再呼吸气室和吹嘴。在图13中,吹嘴处于展开状态。
图14示意性地示出了箱体,在不使用期间其中储存再呼吸气室和吹嘴。在图13中,吹嘴处于展开状态,且具有箱体元件附接至其上的铰链。
图15示出了呼吸装置的一个实施方案,其中再呼吸气室是立方体的形状,包括吹嘴和以吹嘴中的阀门形式的可重复闭合的开口,以及吹嘴中的静态贯穿开口。
图16a-c示出了本发明的一个方面,据此,再呼吸气室连接器是可折叠的,优选用于容纳处于折叠状态的再呼吸气室。
图17示出了一套可用于测量RBR(再呼吸空气比率)的实验装置。
具体实施方式
参考图1,示出了呼吸装置1。呼吸装置包括吹嘴2,吹嘴2形成呼吸通道以在吹嘴2的第一端和第二端之间形成连接。第一端用于使用户通过呼吸开口5向吹嘴内呼吸。呼吸开口5包括适用于将呼吸装置连接到面罩的连接件,例如管道、导管或其它连接件。吹嘴2优选地适合于与用户的口接合,因此用户向吹嘴2内呼吸。然而,吹嘴还可用作用户的口和连接到吹嘴2的另外的连接件(例如面罩)之间的中间件。
呼吸装置的一个实施方案包括至少部分柔性的再呼吸气室15。再呼吸气室15附接于吹嘴的第二端,与呼吸通道流体连接。再呼吸气室由至少部分柔性的壁部形成,至少部分柔性的壁部具有至少第一壁部3、10、11、16、28,第一壁部3、10、11、16、28通过设置在壁部中的一个或多个(例如多个)孔和/或贯穿开口27可渗透气体,和/或吹嘴2包括一个或多个允许呼吸通道与周围大气实现流体交换的贯穿开口19、35。多个孔等距分布于至少部分柔性的壁部中。孔的水力直径小于2厘米,例如小于10-2m,例如小于10-3m,优选等于或小于180*10-6m。
呼吸装置的另一个实施方案包括再呼吸气室15。再呼吸气室附接于吹嘴的第二端,与呼吸通道流体连接。再呼吸气室15在壁部3中包括多个孔,这些孔可渗透气体且具有组合流导G(即横穿壁部的单位压力差下每秒通过壁部的体积流量的量度)。壁部3的材料是非透气性的(即气体只能流过壁部3中的孔且不能扩散穿过材料),壁部具有时间归一化顺应性C(时间归一化顺应性是横穿壁部的单位压力差下每秒再呼吸室的体积膨胀的量度)。
期望设计具有C值和一系列可调节的G值的装置,使给定用户(在使用装置时,具有潮气体积、呼吸节奏和VRC,EI的各个值)获得在0.5和0.9之间(例如在0.5和0.95之间)的RBR。
在呼吸装置的另一个实施方案中,再呼吸气室包括可渗透空气的第一壁部3和不可渗透空气的第二壁部4。
再呼吸气室15可以由柔性壁部3和/或柔性的第二壁部形成,其通过设置在壁部3中的多个孔和/或贯穿开口可渗透气体。图7中示出了这种呼吸装置的实施方案。孔和/或贯穿开口提供了从再呼吸气室到周围大气的流体连通。
在本发明的另一个实施方案中,再呼吸室15可以由柔性壁部11形成,柔性壁部11通过成行或成列布置的、分布于柔性壁部11中的多个孔和/或贯穿开口而可渗透气体。该实施方案在图8中示出,其示出了呼吸装置的实施方案,其中孔和/或贯穿开口在柔性壁部11中呈两行布置。然而,柔性壁部可以包括一行孔和/或贯穿开口,或两行或更多行孔和/或贯穿开口。如图8所示,这些行可以在柔性壁部11上呈纵向布置,或横向布置(图中未示出)。
在本发明的另一个实施方案中,呼吸装置还包括再呼吸气室连接器26。连接器26用于
-将面罩或所述吹嘴2连接至再呼吸气室15,或
-使所述连接器26形成吹嘴2。
连接器的至少一部分28形成至少一部分的第一壁部和/或第二壁部。再呼吸气室连接器26允许进和/或出再呼吸气室15与用户的呼吸的流体连通。
再呼吸气室15可以由以下形状之一形成:立方体(例如长方体)、球体(例如椭球体)、袋状、四面体(例如基本四面体)、方椎体(例如基本椎体)、八面体(例如基本八面体)、六棱柱(例如基本棱柱体)、十二面体(例如基本十二面体)、圆柱体、或椭圆柱体。基本思想是使呼吸通道至再呼吸气室的壁上的任意点的距离最短。如果不能建立至再呼吸气室的壁上的所有点的最短距离,则必须将支撑结构放置在适当位置,以避免吸入期间袋在吹嘴2的第二端上塌陷。
在本发明的另一个实施方案中,根据任何上述形状选择再呼吸气室15的形状。再呼吸气室包括各自限定再呼吸气室的一面的面板。一个或多个面板和/或一个面板的至少一部分形成第一柔性壁部,而至少一个面板形成第二柔性壁部18的至少一部分。第一壁部优选包括渗透部或通过多个孔和/或贯穿开口可渗透气体,孔和/或贯穿开口分布于柔性的第一壁部中,优选成行或成列布置。
在图10中,再呼吸气室15以立方体(例如长方体)的形状示意性地示出。当用户使再呼吸气室充气时,形成立方体、例如长方体的形状。
在另一个实施方案中,再呼吸气室是立方体(例如长方体)的形状,一个或多个面板包括第一柔性壁部和第二柔性壁部。面板和/或壁部可以具有小于4mm、例如小于2mm、例如小于1mm的厚度。
在另一个实施方案中(图中未示出),第一壁部16和第二壁部18可以是非透气性的。该呼吸装置的实施方案需要布置在吹嘴2中的贯穿开口19。
在本发明的实施方案中,如图10和11所示,其中再呼吸气室是立方体的形状,柔性的第一壁部类型16的渗透部优选具有小于10-2m、例如小于10-3m、优选等于或小于20*10-6m的厚度。柔性的第一壁部类型16还可以包括非渗透部,非渗透部具有小于10-2m、例如小于10-3m、优选等于或小于40*10-6m的厚度。非渗透性的第二柔性壁部类型18可以具有小于10- 2m、例如小于10-3m、优选等于或小于40*10-6m的厚度。
再呼吸气室可以是渗透性或非渗透性的。
其上布置呼吸通道的第二壁部18可以比第一壁部16厚,以确保壁部18在使用中不会塌陷,从而防止从再呼吸气室到呼吸通道的流体的流动。
图10和11中示出的呼吸装置的实施方案还可以包括布置在再呼吸气室连接器26中的呼吸通道,允许使用期间进和/或出再呼吸气室15与用户口之间的流体连通。呼吸通道可以用于连接适用于将呼吸装置连接到面罩的连接件,例如管道、导管或其它连接件。这种配置使再呼吸气室15完全无渗透性。然而,在本发明的另一个实施方案中,在再呼吸气室15具有部分渗透性时,也可以使用相同的设置。
如图10和11所示,呼吸通道还可以包括至少一个贯穿开口19,允许进和/或出呼吸装置与周围大气之间的流体连通。这些贯穿开口是可重复闭合的和/或者尺寸可调的,例如通过阀机构,使得用户可以通过手动关闭或打开一些贯穿开口来调节进和/或出呼吸装置的空气流量。
如图10或11所示,设置在呼吸通道中的贯穿开口30可以被滑块24覆盖,滑块24布置在两个平行的纵向壁部25之间。当滑块24是两个平行的纵向壁部25之间的移动变换器(moved translator)时,滑块提供了进入呼吸通道2的开口30。用户可以通过将滑块向一侧移动一段距离以调节进入再呼吸气室15的空气流量。
如图12所示,呼吸通道还可以包括两个平行的纵向壁部20,两个平行的纵向壁部20在垂直于呼吸通道中呼吸方向的方向上突出。两个平行的纵向壁部之间的距离优选小于3cm,例如小于2cm,优选小于1cm。两个平行壁部20的这种布置防止用户用手指握住呼吸装置时,用手指阻塞贯穿开口。贯通开口19布置在两个平行的纵向壁部20之间。两个平行的纵向壁部是防止用户阻塞进和/或出呼吸装置的气流的安全措施。
在本发明的另一个实施方案中,再呼吸气室包括布置在再呼吸气室连接器26上的不可调节的贯穿开口27,贯穿开口27允许进和/或出再呼吸气室与周围大气之间的流体连通。
图11示出了本发明的一个实施方案,其中呼吸气室15包括套管29和一个或多个可重复闭合的和/或可调节的开口,还优选地包括布置在两个平行的纵向壁部25之间的滑块24,其中套管29用于将再呼吸气室连接至吹嘴,同时允许进和/或出再呼吸气室的流体连通。滑块布置在柔性壁部18上,并且当所述滑块24移动到两个平行的纵向壁部25之间的一侧时,滑块提供进入呼吸气室15的开口。滑块24用于调节进入所述再呼吸气室15的空气流量。套管29是再呼吸气室连接器26的一部分,用于连接至面罩或吹嘴。再呼吸气室连接器26是再呼吸气室15和吹嘴之间的中间件。
使用胶水或通过焊接永久或暂时与再呼吸袋连接。再呼吸气室连接器26通过卡扣锁与再呼吸气室间连接。再呼吸气室连接器26可以由PP、PE或生物可降解材料制成。连接器可以折叠或操作,使它可以保持再呼吸气室的紧凑。这意味着连接器26可以用作再呼吸气室的自身的包装。
如图11所示,在本发明的这个实施方案中,呼吸通道/吹嘴和滑块彼此独立地布置在柔性壁部18上。
在本发明的另一个实施方案中,套管29形成吹嘴2,因此用户可以通过吹嘴向再呼吸气室内呼吸。
如图11.a所示,再呼吸气室连接器26包括不可调节的贯穿开口27,允许进和/或出再呼吸气室与周围大气之间的流体连通。贯穿开口19、27用于将从再呼吸气室流出的流体引导远离用户的面部。
在图中,贯穿开口19、27示出为具有圆形形状或圆化形状,然而贯穿开口19、27也可是矩形和/或椭圆形形状。
贯穿开口19、27的水力直径为每个贯穿开口19、27 100*10-6m至2cm。
根据图10和11中所示的本发明的实施方案,柔性壁部16、18可以是可折叠的,例如是起褶的。
图10和11中所示的再呼吸气室15可以由多个焊接在一起的面板组装形成立方体。
组装立方体的另一种方式是通过将四个面板进行组装,所述面板由布置在一个正方形壁元件的彼此相对的侧面上的两个三角形壁元件形成。两个三角形壁元件是正方形元件的延伸,且未焊接到正方形元件上。这四个面板焊接在一起形成立方体。由于这种构造,非渗透性壁部16将包括渗透部,由于渗透性壁部18,渗透性壁部18具有两个三角形壁元件,两个三角形壁元件是壁部16的一部分。
在图11中,从壁部16和18的焊接点延伸出的部分是壁部18的多余部分。在与壁部18相对的一侧,从两个壁部16的焊接点延伸出的部分是壁部16的多余部分。
在本发明的另一个实施方案中,多个孔和/或贯穿开口在第一柔性壁部10中等距分布。孔和/或贯穿开口的水力直径小于2cm,例如小于10-3m,优选等于或小于180*10-6m。
呼吸开口5也可以用于与用户的口接合,因此用户向呼吸开口5内呼吸。
再呼吸气室15可以可拆卸地附接于呼吸通道2。
在本发明的另一个实施方案中,呼吸开口5包括连接件,例如管道、导管或其它连接件,优选地适用于将呼吸装置连接到面罩。
第一壁部3和/或第二壁部是完全或部分疏水的。
再呼吸气室具有在1升至16升之间、例如在2升至8升之间、优选在4升至6升之间的体积,且通过改变其几何形状,再呼吸气室体积上是可变的,和/或第一壁部的渗透性是可变的。通过改变再呼吸气室的几何形状,用户可以调节与周围大气之间流体连通的孔和/或贯穿开口的数量。
第一壁部3和/或第二壁部是可折叠的,例如是起褶的。
呼吸通道2具有至少1.0cm2、例如至少1.5cm2、优选至少2.0cm2的截面。在本发明的另一个实施方案中,呼吸通道2可以在呼吸通道2中包括多于一个的内部通道。
第一壁部3、10、16具有在约2纳米至2毫米之间、或优选大于2毫米的平均孔径和/或平均贯穿开口尺寸。
孔和/或贯穿开口通过激光穿孔制成。
渗透性材料具有在20℃和标准大气压(101.325kPa)下测定的标准空气的气体渗透通量,其中气体渗透通量至少约为0.0005m3/(sec*m2*kPa),再呼吸气室内部与周围大气之间的压力差在5至35帕斯卡之间。
渗透性材料包括聚合物膜,聚合物膜包含聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、纸、植物纤维、生物可降解材料和/或包含任意上述聚合物的组合。生物可降解材料是指能够通过微生物的作用快速分解(broken down)(分解(decomposed))的材料。
再呼吸气室15的至少一部分是不可塌陷的,优选地,再呼吸气室15的至少一部分是不可塌陷的,而再呼吸气室15的一部分是可塌陷的。更优选地,再呼吸气室15是部分可塌陷的,再呼吸气室15中的至少靠近呼吸开口5的子隔室是不可塌陷的,或者至少比远离呼吸开口5的子隔室更不易塌陷。该特征可确保当用户从再呼吸气室吸出流体时,再呼吸气室的塌陷。
再呼吸气室将始终处于“静止”状态,以便在被“操作”后不会改变形状。即用户可以拉动再呼吸气室,而在用户放开后保持拉出的形状。
再呼吸气室可以包括加入再呼吸气室并将再呼吸气室推离开口的刚性部件。这可能是一个小罩(shade)状的物体,可确保再呼吸气室在吸气时难以被吸入箱体/吹嘴中。
在呼吸装置中设置至少一个贯穿开口(图中未示出),允许进和/或出呼吸装置与周围大气之间的流体连通。贯穿开口可以优选地设置在吹嘴2中,使用时面向下或向上。贯穿开口布置在离呼吸开口的一定距离处,以避免被例如衣服、手指等阻塞。
至少一个贯穿开口中的一个或多个设置有阀门,优选为可调节阀门,用于调节通过孔的气流量。可调节阀门是自动调节的。调节阀门以提供所需的RBR。
再呼吸气室15可以包括用于排出冷凝水的阀门。
在优选的实施方案(未示出)中,呼吸装置包括装入呼吸装置中的CO2或O2传感装置,用于测量吸入和/或呼出的空气的CO2和/或O2水平。这种传感器可用于监测CO2是否超过或低于某一限度和/或O2水平是否低于某一限度,如果发生上述任一情况,可以向用户发出警告信号。如果发出这种警告信号,则可以设置吹嘴中的贯穿开口的阀门以增加/降低流过的流量,从而改变通过贯穿开口的排气/吸气量。
在另一个实施方案(未示出)中,呼吸装置包括装入呼吸装置中的O2传感装置,用于透过用户皮肤的表面测量用户血液的O2水平。
呼吸装置的优选实施方案包括至少一个吸湿元件,用于吸收来自再呼吸气室15的湿气。吸湿元件至少部分地放置在再呼吸气室15中。这种吸湿元件可以是可移除和可更换的元件。
呼吸装置可以包括调味装置,用于改变再呼吸气体的气味,例如调味使具有薄荷醇的气味。
第一壁部和/或第二壁部4可以包括输水元件,用于从再呼吸气室15排水。输水元件由以下材料制成或包括以下材料,该材料提供用于将水从再呼吸气室3、4输送至周围大气或至集水单元的路径。
呼吸装置还可以包括箱体9、21、22,在不使用时,吹嘴2的一部分(例如贯穿开口和/或滑块)和再呼吸气室15储存在箱体内部。吹嘴可以形成箱体,反之亦然。
吹嘴2和再呼吸气室15是可更换的,例如可重新定位地布置在箱体中。
图5示出了箱体9,再呼吸气室和吹嘴的一部分可以储存在箱体中。可以将再呼吸气室折叠并放置在箱体中。可以将吹嘴盖上盖子。
在图6中,示出了箱体9的一种状态,其中再呼吸气室处于展开状态。当处于折叠状态时,再呼吸气室沿着图6中虚线所示的折叠线折叠。因此,折叠的再呼吸气室的宽度和幅度略小于箱体下侧的宽度和幅度,以允许折叠的再呼吸气室容纳在箱体内并盖上盖子。此外,通过移除盖子(参见图5),可以暴露吹嘴。
在图13中,示出了箱体21的另一个实施方案。箱体包括两个可拆卸的箱体元件22(例如盖子),每个可更换、例如可重新定位到箱体21的一端。两个可拆卸的箱体元件用于在不使用装置时阻止至所述再呼吸气室15或呼吸通道2的通路。在拆卸或更换(例如重新定位)时,可拆卸的箱体元件22可以用于提供至所述再呼吸气室15和/或至所述呼吸通道2的通路。
箱体元件22用于在不使用期间进行更换、例如重新定位在与端部相邻的两个侧面23上以便对使用中的呼吸装置提供更好的抓握,其中端部有至再呼吸气室15或呼吸通道2的通路。这在图13中通过指示当更换到侧面23时箱体元件22的方向的箭头示出。当不使用呼吸装置时,盖子22布置在箱体21上,以覆盖吹嘴2和再呼吸气室。当使用呼吸装置时,可以将盖子手动转移至两个侧面23,因此可以在呼吸装置上为用户提供更好的抓握。
当更换时,箱体元件覆盖吹嘴的一部分和再呼吸气室,并确保吹嘴保持清洁且再呼吸气室连接器和再呼吸室保持完好。它还确保输送过程中一切装置内部所需的东西都在呼吸装置内。
图14示意性地示出了箱体21的另一个实施方案,其中示意性地示出了铰链31。铰链确保箱体元件只能在两侧更换(例如重新定位)。贯穿开口19(未示出)可以设置在箱体21中,通往箱体21内形成的呼吸通道。
图7示出了呼吸装置的另一个实施方案,其中再呼吸气室的整个壁由相同的穿孔材料10组成,即渗透性壁部和非渗透性壁部3、4之间没有区别。
图8示出了呼吸装置的另一个实施方案,其中再呼吸气室的柔性壁部11由两行孔/洞穿孔。
在图7和8所示的实施方案中,壁中的穿孔/孔/洞提供与大气具有流导G的流体连接,而非穿孔的壁材料提供由流导G膨胀或顺应性C表征的可膨胀体积。
在本发明的另一个实施方案中,再呼吸气室15可从吹嘴2拆卸并可重新附接至吹嘴2。
在图9所示的本发明的另一个实施方案中,该装置包括附接(但无直接流体连接)至再呼吸气室15的第二气室,结构稳定室(13)。
第二室是加压室,从而确保适当且足够的结构稳定性和刚性,以防止在再呼吸的吸入阶段期间再呼吸气室完全塌陷,从而防止这种塌陷导致堵塞吹嘴(2)的远端和/或阻塞再呼吸气室壁的渗透部或孔。处于加压状态时,结构稳定室确保A)吹嘴和B)再呼吸气室和其壁中的任何孔和/或过滤材料之间的永久和无阻碍的气流。这是通过创建一个大约相当于再呼吸袋最大体积的0至10%的固定无效腔实现的。
通过由用户向吹嘴(2)和/或附接至结构稳定室和/或吹嘴的波纹管或止回阀(12)呼气以提供空气,可以在再呼吸装置的使用前启动结构稳定室的激活。通过将空气呼入阀门,或通过激活波纹管,对结构稳定室进行加压,使其膨胀。
任选地,可以将使结构稳定室充气的止回阀(12)放置在吹嘴(2)内。
止回阀优选地由与再呼吸气室的非渗透性壁相同的材料制成,或者可以是成型设计。止回阀的功能和效率取决于结构稳定室外部的大气压力与结构稳定室内的压力之间的压力差。大气气压的变化可能导致结构稳定室的体积变化,在这种情况下,用户可能需要借助于止回阀使结构稳定室放气或进一步充气。
结构稳定室可以使用锥形设计,尺寸由近端向远端逐渐减小(近/远被定义为与呼吸开口(5)有关)。
图9中所示的呼吸装置的实施方案还包括一个或多个连接到再呼吸气室15的另外的止回阀(14)(“放气阀”)。
在使用再呼吸装置结束时或其最终阶段,放气阀可便于用户排空装置气室内的空气,实际上就是通过手指触摸压缩气室并由此增大室内压力,将空气通过放气阀排出。这样的放气阀因此有助于确保结构稳定室和/或再呼吸气室可被排空以重新获得完全的柔性并且进一步扁平化以确保重新包装于箱体(9)中的储存位置。
除了两个放气阀之外,可以在再呼吸室远端放置第三阀门(图9中未示出),以便能够移除或敲打(tapping)再呼吸气室的内壁上冷凝期间产生的积液。
在另一个实施方案中,结构稳定性室壁由弹性材料制成并且包括截止阀(图9中未示出),用于提供与外部大气的流体和可调连接,一旦打开截止阀,壁材料的弹性将使结构稳定室自动迅速塌陷。
功能
以下部分不是用于限制本发明的范围,而是用于提供关于使用根据本发明的呼吸装置的优选实施方案时所涉及的物理性陈述/表示。
用户向吸嘴2内/通过吹嘴2呼吸。再呼吸气室的壁部分地由半渗透性材料制成,部分地由非渗透性材料制成,可选地由被洞穿孔的材料制成。使用过程中,一部分来自用户的呼出气流进入再呼吸气室,其余部分通过第一壁部3进入大气。当用户吸气时,再呼吸气室中收集的空气与一些从大气通过第一壁部进入的新鲜空气一起被重新吸入,与用户不使用装置时相比,减少了每分钟吸入的新鲜空气量(肺泡换气量)。比率A/B表示为再呼吸比率(RBR),A是由先前已被呼出的气体组成的吸入空气流量的子集,而B是总吸入的空气流量。
可选地,可以将吸入的“袋空气”(来自再呼吸气室15的空气)的量除以总换气的量(总换气量=吸入的袋空气+吸入的新鲜空气)定义为再呼吸比率(RBR)。
不受理论的束缚,据信通过使用呼吸装置,可以获得稳定的状态,该状态下吸入的和体内的CO2水平升高到所需的范围(吸入的CO2分数(FICO2)1至6%)而氧气饱和度仅略有下降(小于5个百分点)。
根据生理学近似,通过降低肺泡换气量
Figure BDA0001813911270000161
来实现PaCO2的增加:
Figure BDA0001813911270000162
(PACO2=CO2的肺泡分压,
Figure BDA0001813911270000163
)。
根据等式(1),通过将肺泡换气量降低23%可以实现PaCO2增加30%,尽管PaCO2的确切变化可能因人而异。
存在几种降低患者肺泡换气量的方法。首先,呼吸速率和/或深度的改变可以通过患者的有意识的努力(如果他/她确实有意识)或-对于机械换气的患者-通过调节呼吸机设置来实现。
另一种方法是将患者的无效腔VD(即不参与与血液的气体交换的呼吸道的空气体积)增加固定体积,如在通气管的情况下,可以从计算
Figure BDA0001813911270000164
的式中推导出来:
Figure BDA0001813911270000165
(fR=呼吸频率(min-1),VT=潮气体积(即一次呼气的体积))。
第三种选择是将无效腔增加可变体积,例如通过袋或其它可变体积的气室/储气囊,袋或其它可变体积的气室/储气囊的体积可根据其内部的压力和/或气体质量而变化。在这种可变体积的再呼吸装置中,如果使用该装置时,PaCO2的增加是为了达到稳定的不增加的水平且用户血液中的氧气饱和度不持续下降,则必须连接富氧气体源(例如大气或富氧气体混合物)。
呼吸装置的总体目的是将用户的CO2动脉分压(PaCO2)增加至多30%,以增加脑供氧量和/或降低神经系统的兴奋性。
如果PaCO2开始时具有正常值(40mmHg),PaCO2增加25%至50mmHg将使脑血流量(CBF)增加约70%,增加脑供氧量并抵消任何局部或全脑缺氧。
另外,通过提高PaCO2,诱导呼吸性酸中毒,不受理论的束缚,这导致了神经系统兴奋性的严重降低。
呼吸装置可以用于偏头痛的治疗。
呼吸装置可以用于癫痫的治疗。
呼吸装置可以用于热性惊厥的治疗。
呼吸装置可以用于后脊髓性头痛的治疗。
呼吸装置通常可以用于提高体内二氧化碳水平和降低体液的pH值。
呼吸装置可以用于哮喘的预防性治疗。
呼吸装置可以用于心脏骤停的治疗和康复。
物理学描述
在图2中示意性地示出了呼吸装置中的气流的概念图。
在图2中,将装置用户的肺部表示为L,与体内的解剖无效腔(VDA)流体连接,该解剖无效腔通过嘴连接到装置的吹嘴的刚性无效腔(VDD),该刚性无效腔通过气流开口6与再呼吸气室流体连接。体积L和V2具有灵活的尺寸并且随着换气节奏而振荡(即在呼气结束时L较小而V2较大,在吸气结束时,则刚好相反)。为了对气流进行概念分析,可以将再呼吸气室分为两个组成的子体积:内部压力等于大气压力的柔性体积V2,以及分流子体积的固定的小体积V1。虽然V1和V2之间的界限实际上是流动且渐变的,但是V2可以被认为是靠近壁的再呼吸气室的体积,V1是刚好距吹嘴的远端开口的远端体积。V1通过气流开口8连接到大气AT,气流开口8可以是单个孔、多个孔、膜、过滤器或其它类型的气流连接。气流开口7可以是实际的气流限制,但在此被认为是再呼吸气室的膨胀阻力的概念表示。
当用户呼气时,他或她的呼出气体将从L和VDA流向VDD并进入V1。随后体积V1的质量增加将使V1中的压力增加到大气压力以上。如果流过气流开口8的阻力(例如通过第一壁部流入大气)远大于V2的膨胀阻力(后者的流动阻力在图2中由气流开口7表示),V1内的压力增加将引发来自V1的气流并主要流入V2。那种情况下,外部大气与包含患者身体和装置的系统之间的气体交换非常少,导致
Figure BDA0001813911270000171
大幅降低。另一方面,如果进入V2的流动阻力远大于气流开口8的流动阻力,患者大部分的总换气量将流出到大气中,导致
Figure BDA0001813911270000181
的非常小的降低。
如果V1和V2是例如薄壁聚乙烯再呼吸气室的形式,薄壁聚乙烯再呼吸气室具有大于用户的肺活量的体积(即最大限度吸气后的最大呼气体积),则进入V2的空气流将主要导致A)再呼吸气室的膨胀和B)通过气流开口8进入大气的呼出气流,并且仅仅其次导致V2中的压力增加(即,再呼吸气室起到几乎完美的储气囊和压力缓冲作用)。因此,利用这种配置,当使用装置时,可以预期在V1中仅产生可忽略的反向压力,这是令人满意的。
与等式(2)相比,导出下式用于计算这种无效腔可膨胀装置的
Figure BDA0001813911270000182
Figure BDA0001813911270000183
,其中fR是呼吸速率,VT是潮气体积(一次呼吸的体积),VD,A是解剖无效腔,VD,D是装置吹嘴的无效腔,RBR是再呼吸比率。
在可选的式中,RBR可以定义为进入再呼吸气室的体积(
Figure BDA0001813911270000184
即流过开口7的体积)除以呼出气体的总体积(
Figure BDA0001813911270000185
即流过开口6的体积):
Figure BDA0001813911270000186
图3示出了通过1.5升通气管型刚性无效腔(红色,点线)呼吸时,
Figure BDA0001813911270000187
作为
Figure BDA0001813911270000188
Figure BDA0001813911270000189
在基线(绿色,虚线)的函数,而通过呼吸装置呼吸时,可膨胀的无效腔具有0.8的RBR(蓝色实线),呼吸频率在所有情况和换气速率下均假定为恒定。
不管通气管体积和RBR值,等式(3)示出了,呼吸装置的
Figure BDA00018139112700001810
斜率相对于通气管型再呼吸始终更不陡峭,这是由于,在使用呼吸装置时,再呼吸的体积扩大到潮气体积,因此即使患者对升高的FICO2具有非常强烈的换气反应,他或她也不会比使用通气管型装置时更能减少PaCO2的升高。
图3还示出了与通气管型装置相比,呼吸装置对于给定的
Figure BDA00018139112700001811
通常具有较低的
Figure BDA00018139112700001812
RBR不是恒定的,而是随着每次吸气而变化。除了与时间有关外,RBR的大小除其它因素还取决于以下因素:
-再呼吸室的顺应性C(这在很大程度上是室壁材料和厚度以及室体积的函数)
-再呼吸室的壁上的孔和/或吹嘴的组合流导G(在装置的优选实施方案中,G可以调节,
例如通过使用阀门或滑块控制再呼吸室壁上的孔的尺寸和/或数量或吹嘴)
-在呼吸循环期间达到的再呼吸室的最小体积(在吸气终点达到,因此表示为VRC,EI)
-潮气体积
-吸气和呼气的时机和持续时间
(参见以下,由决定因素推导RBR)
期望设计具有C值和一系列可调节的G值的装置,使得给定用户(在使用装置时,具有潮气体积、呼吸节奏和VRC,EI的各个值)获得在0.5和0.9之间、例如在0.5和0.95之间的RBR。
RBR,推导自G、C和其它决定因素
本部分词汇表:(按提及顺序)
Figure BDA0001813911270000191
Figure BDA0001813911270000201
RBR与其决定因素之间的相互依赖关系可以推导如下,假设:
-在RC中完美混合(由于相当大的湍流在具有在用户的潮气体积的一个数量级内的体积的RC中可以假设)
-整个系统的气体密度差异可忽略不计(即密度变化小于2%,该假设同样适用于正常呼吸条件下与大气压相比的压力差很少超过0.5kPa=大气压的0.5%的情况)
-稳态,循环呼吸,即呼吸之间的潮气体积等没有显著变化
在吸气期间,RC的体积从呼气结束时的体积开始,随着用户从RC中吸入空气以及新鲜大气空气从外部流入而变化,可得以下:
Figure BDA0001813911270000202
从大气进入RC的流量取决于流导和横穿RC壁的压力差:
Figure BDA0001813911270000203
RC体积的变化取决于RC的顺应性和横穿RC壁的压力差:
Figure BDA0001813911270000204
RC中的肺部空气变化率是:
Figure BDA0001813911270000211
即,RC中肺部空气的分数越高,随着用户通过从RC中吸入的空气流从RC移除的肺部空气体积越大。RC中的肺部空气分数随着吸气过程发生变化,因为它是RC中肺部空气体积和RC体积的函数。
将等式5和等式6代入等式4,然后再代入等式7,结果如下:
Figure BDA0001813911270000212
这是一个具有如下解的常微分方程:
VLA,RC,I(t)=KI·(ΔP·C·t+VRC,EE)(1-G/C)
,利用(VRC,EE=VRC,EI+VT)可以改写为:
VLA,RC,I(t)=KI·(ΔP·C·t+VRC,EI+VT)(1-G/C) (9)
根据定义,RBR等于在任意给定时间总吸入的空气中吸入的肺部空气的分数(FLA,RC,I)。结合等式4至9,得到:
Figure BDA0001813911270000213
对于呼气阶段,肺部空气同时进入和离开RC(由于呼气阶段RC内部的超压,从用户处进入,并排向大气)。因为流动方向与等式7相反,以下适用于呼气期间RC的体积:
Figure BDA0001813911270000214
使用与吸气阶段类似的自变量,它遵循:
Figure BDA0001813911270000215
这是一个具有如下解的常微分方程:
VLA,RC,E(t)=KE·(ΔP·C·t+VRC,EI)(G/C)+VRC,EI+ΔP·C·t (14)
等式9和14中的积分常数KI和KE影响呼吸阶段开始和结束时VLA,RC值。它们由合理的循环稳态假设确定,即从一个呼吸循环开始到下一个呼吸循环开始,呼吸循环将所有值重置为初始值。外加假设RC内部与大气之间的扩散可忽略不计(与吸气和呼气期间发生的总体流动相反),因此要求:
VLA,RC,I(t=EI)=VLA,RC,E(t=0) (15)
VLA,RC,E(t=EE)=VLA,RC,I(t=0) (16)
利用等式9和14扩写等式15和16,得到:
KI·(ΔP·C·ΔtI+VRC,EI+VT)(1-G/C)=KE·VRC,EI -G/C+VRC,EI (17)
以及
KE·(ΔP·C·ΔtE+VRC,EI)(G/C)+VRC,EI+ΔP·C·ΔtE=KI·(VRC,EI+VT)(1-G/C) (18)
通过将等式17除以等式18,可消去KI并可分离KE
Figure BDA0001813911270000221
在等式19中出现三次的表达式
Figure BDA0001813911270000222
是在吸气结束时的VLA,RC与吸气开始时的VLA,RC之间的比率,简单起见可表示为RI,得到KE的更简单的表达式,可以将KE的更简单的表达式代入等式17得到KI的表达式,将KI的表达式再次代入等式10得到作为决定因素的函数的RBR的最终等式:
Figure BDA0001813911270000223
Figure BDA0001813911270000224
等式20和21构成任意部分的再呼吸装置的数学/物理基础,并且可以在确定G和C的大小时用于指导设计和实验过程,以得到期望的装置RBR比率。
测量G和C。
RC壁部的流导G可以通过过滤材料的标准空气渗透性测试来测定(例如通过在横穿材料的预定的压力差下测量通过材料的诱导流)。
可以通过再呼吸气室的实验来测定RC的顺应性C。通过改变第二壁部的几何形状和/或材料,获得各种C值。
第一类实验可以是生理学的,即测量吸入的CO2的百分比、每分钟换气量和总CO2产量(可以使用尔格呼吸测量(ergospirometrical)设备完成)和患者的动脉CO2
另一类的实验包括当RC室中的所有孔都关闭时测量在再呼吸气室各种体积变化率(dV/dt)下的压力。进行实验的一种方法是取一个大的空气注射器并例如分别在1、2、3和4秒内将其向吹嘴中排空,并测量吹嘴远端的超压(ΔP=P1-Patm),这是使再呼吸气室膨胀的压力。由于该实验中流速是预先确定的(因此已知)并且还由于流速大致与再呼吸气室的体积膨胀速率(dV/dt)相关(因为RC壁中的所有孔都是关闭的),所以现在可将C计算为体积膨胀速率除以扩张压=(dVRC/dt)/ΔP。
RBR对PaCO2的影响
结合等式1到3可给出下列作为RBR和装置特定值VD,D函数的PaCO2的近似表达式:
Figure BDA0001813911270000231
从等式22可以看出,RBR对PaCO2具有很大影响。此外,有必要考虑由于动脉PaCO2水平提高而导致的每分钟换气量的增加。当升高PaCO2到正常值以上时,VE线性增加(尽管斜率因人而异),即表达形式如下:
Figure BDA0001813911270000232
结合等式22和23,可得最终表达式:
Figure BDA0001813911270000233
对于对吸入的CO2有正常换气响应(a=2.4)的患者以及具有弱响应(a=1.2)和强响应(a=3.6)的患者,通过这个表达式,可以计算PaCO2作为装置的RBR的函数的曲线。不受理论束缚,已经表明对CO2有强换气响应的个体也具有低基线PaCO2,而对CO2有弱换气响应的个体具有高基线PaCO2,这就提供了更多关于输入用于等式(9)的参数的知识并且能够绘制之前提到曲线。
图4所示的计算结果如下:
为了将PaCO2从基线提高20%(从临床角度来看,20%是平均期望值),需要以下RBR值:
强响应者患者(a=3.6),低基线PaCO2(=31mmHg):RBR=0.82。在稳态下,具有此RBR的吸入的CO2分数(FICO2)=4.0%
平均响应者(a=2.4),正常基线PaCO2(=38mmHg):RBR=0.83。在稳态下,FICO2=5.0%。
弱响应者(a=1.2),高基线PaCO2(=45mmHg):RBR=0.77。在稳态下,FICO2=5.5%。
如果仅期望提高10%的PaCO2,则强、平均和弱响应者的RBR值分别为0.68、0.69和0.60,对应稳态下的FICO2值为3.0%、3.8%和3.9%。
如上述FICO2值所示,可以导出一个等式,将吸入的CO2分数与RBR联系起来,从而描述装置的功能(其吸入的CO2分数)如何依赖装置的RBR:
Figure BDA0001813911270000241
如上所示,由于对CO2换气响应的可变性,给定RBR下PaCO2增量将存在个体差异性。为了将PaCO2增量调节到所需水平,这类呼吸装置的一些实施方案可以配备可调节旁通阀门,以便在呼吸装置的内部与大气之间提供可调节的气流连接(例如,位于吹嘴的壁中)。通过打开阀门或者另外增加呼吸装置内的空气体积和新鲜气源(外部大气或另一气体源)之间的气流连接的流导,从而可以调节呼吸装置的RBR。
或者,通过更换具有不同相对面积的渗透性和非渗透性壁部和/或不同孔尺寸和/或孔间隔的再呼吸气室,可以提供不同的RBR值。这种几何差异将导致不同的G、C和RBR值,从而允许由装置引起的PaCO2增量有所不同。
在图2所示的简化数学模型替代公式中,流量
Figure BDA0001813911270000242
Figure BDA0001813911270000243
可以计算为:
Figure BDA0001813911270000244
Figure BDA0001813911270000245
(P(V1)=V1中的总压力,PAT=总大气压力,R7=R膨胀=第二壁部的流动阻力(再呼吸气室的膨胀阻力,必须通过压差克服),G7=G膨胀=第二壁部的流导(反向流动阻力),R8=R=第一壁部的流动阻力,G8=G=第一壁部的流导。)
将RBR定义为进入再呼吸气室的气体体积除以呼出气体的总体积,或以流导的方式表示:RBR=G膨胀/(G膨胀+G),RBR具有在0.5和0.9之间的值。
第一壁部(具有流导G)的流动阻力R在数学上可以通过第一壁部的几何形状和材料测定。优选地,第一壁部的R可以通过过滤材料的标准空气渗透性测试来测定(例如通过在横穿材料的预定的压力差下测量通过材料的诱导流)。
G膨胀的测定可以通过再呼吸气室的实验来完成。通过改变第二壁部的几何形状和/或材料,获得各种G膨胀值。
第一类实验可以是生理学的,即测量吸入的CO2的百分比、每分钟换气量和总CO2产量(可以使用尔格呼吸测量设备完成)和患者的动脉CO2。当已测量上述参数且G已知时,可以根据等式(7)推导出G膨胀
另一类的实验包括测量再呼吸气室的各种体积变化率(dV/dt)下的压力。进行实验的一种方法可以是取一个大的空气注射器并例如分别在1、2、3和4秒内将其向吹嘴中排空,并测量吹嘴远端的超压(ΔP=P1-Patm),这是使再呼吸气室膨胀的压力。因为该实验中的流速是预先确定的(因此已知)并且还由于流速大致与再呼吸气室的体积膨胀速率(dV/dt)对应,G膨胀现在可以由等式(5)进行计算,该等式表明G膨胀=(体积膨胀速率)/(扩张压)=(dV/dt)/(P1-Patm)。
结合等式1、3、4、5和6给出了以下PaCO2作为VD,D、G膨胀和G的装置特定值的函数的近似表达式:
Figure BDA0001813911270000251
从等式(7)可以看出,VD,D、G膨胀和G大小对PaCO2影响很大。此外,有必要考虑由于动脉PaCO2水平提高而导致的每分钟换气量的增加。当升高PaCO2到正常值以上时,VE线性增加(尽管斜率因人而异),即表达形式如下:
Figure BDA0001813911270000252
结合等式(7)和(8),可得最终表达式:
Figure BDA0001813911270000253
Figure BDA0001813911270000261
对于对吸入的CO2有正常换气响应(a=2.4)的患者以及具有弱响应(a=1.2)和强响应(a=3.6)的患者,通过这个表达式,可以计算PaCO2作为装置的RBR的函数的曲线。不受理论束缚,已经表明对CO2有强换气响应的个体也具有低基线PaCO2,而对CO2有弱换气响应的个体具有高基线PaCO2,这就提供了更多关于输入用于等式(9)的参数的知识并且能够绘制之前提到曲线。
图4所示的计算结果如下:
为了将PaCO2从基线提高20%(从临床角度来看,20%是平均期望值),需要以下RBR值:
强响应者患者(a=3.6),低基线PaCO2(=31mmHg):RBR=0.82。在稳态下,具有此RBR的吸入的CO2分数(FICO2)=4.0%
平均响应者(a=2.4),正常基线PaCO2(=38mmHg):RBR=0.83。在稳态下,FICO2=5.0%。
弱响应者(a=1.2),高基线PaCO2(=45mmHg):RBR=0.77。在稳态下,FICO2=5.5%。
如果仅期望提高10%的PaCO2,则强、平均和弱响应者的RBR值分别为0.68、0.69和0.60,对应稳态下的FICO2值为3.0%、3.8%和3.9%。
如上述FICO2值所示,可以导出一个等式,将吸入的CO2分数与RBR联系起来,从而描述装置的功能(其吸入的CO2分数)如何依赖其设计(得出某个RBR的流导G膨胀和G的值):
Figure BDA0001813911270000262
如上所示,由于对CO2换气响应的可变性,给定RBR下PaCO2增量将存在个体差异性。为了将PaCO2增量调节到所需水平,这类呼吸装置的一些实施方案可以配备可调节旁通阀门,以便在呼吸装置的内部与大气之间提供可调节的气流连接(例如,位于吹嘴的壁中)。通过打开阀门或者另外增加呼吸装置内的空气体积和新鲜气源(外部大气或另一气体源)之间的气流连接的流导,从而可以调节呼吸装置的RBR。
或者,通过更换具有不同相对面积的渗透性和非渗透性壁部和/或不同孔尺寸和/或孔间隔的再呼吸气室,可以提供不同的RBR值。这种几何差异将导致不同的G膨胀、G和RBR值,从而允许由装置引起的PaCO2增量有所不同。
其它测量呼吸装置功能的方法
测量呼吸装置功能的另一种方法是利用图17中的实验装置-u测量RBR。
通过吹嘴将受控量的纯二氧化碳泵入再呼吸气室(上图中的“立方体”)并再次通过吹嘴返回,CO2水平和流量由传感器测量。CO2和流量的传感器测量应该是同步的,并且具有与从开始吸入到结束吸入的时间对应的采样率,其被分成至少100个测量点。CO2充当示踪剂,因为已知吸入的空气中测得的所有二氧化碳都来自呼出的空气。
然后可以使用以下等式计算RBR:
Figure BDA0001813911270000271
其中
V从立方体吸入的是由先前呼出的空气构成的吸入的空气(吸入的空气=通过泵L泵送的空气)的体积。
V总吸入是吸入的空气的总体积
VCO2_吸入的是吸入的CO2的总体积
t是时间
t_开始_吸入是通过泵I吸入开始的时间
t_结束_吸入是通过泵I吸入结束的时间
V_dot(t)是时间t时的体积流速
FCO2(t)是时间t时的CO2分数(0=0%CO2,1=100%CO2)。
不受理论束缚,通过该实验,可以测量具有不同G和C值的呼吸装置的RBR,并且还检测RBR如何受到由上述RBR的推导中指出的其它因素的影响(其中包括呼吸循环各阶段的时间和长度(吸气、I-E暂停、呼气、E-I暂停)、在呼吸循环期间再呼吸气室达到的最小体积和潮气体积)。
在呼出的空气中使用纯二氧化碳不是强制性的,但它可以简化RBR的计算,因为可以使用等式27。
参考图16a-c,示意性地示出了根据本发明的一方面展开再呼吸气室连接器26的步骤。在图16a中,连接器16示为折叠构造,在图16b和c中,连接器16示为展开构造。图16c示出了通过拉入标记为X(#37)的条带展开再呼吸气室15的过程。
如图16a-c所示,再呼吸气室连接器26可以通过包括布置在所述连接器26中的多个平行延伸的折叠线32而折叠,以允许吸气式连接器26折叠成限定空隙33的构造,空隙33优选为如图16a所示的长方体。优选地选择呼吸气室连接器26的尺寸,使得当处于折叠构造时,再呼吸气室15的至少一部分容纳在空隙33内,如图16a所示。应注意的是,当容纳在空隙内时,再呼吸气室是折叠的。折叠线32优选可以是局部材料厚度较薄的形式,以界定一个比连接器26的其余部分更容易弯曲的部分,使得这些折叠线32各自形成铰链机构。
如图16b所示,再呼吸气室连接器具有滑块24,当所述滑块24移动到一侧时(且再呼吸气室如图16b和c所示展开时),滑块24提供至所述呼吸气室15的开口。如图16b和16c所示,滑块露出开口,并且由于用户可以改变滑块的位置,用户可以调节开口的尺寸,因此滑块(24)可以被视作通过露出或覆盖一个或多个贯穿开口30来调节进入所述再呼吸气室15的空气流量。如图16b和16c所示,滑块可以制成卷门(roll front)的形式。
如图16a-c所示,再呼吸气室连接器26还包括一个或多个贯穿开口27-优选如与本发明的其它相关实施方案中所公开的-在尺寸上是不可调节的,并允许进和/或出再呼吸气室与周围大气之间的流体连通。应注意的是,在一些实施方案中,可以省略一个滑块机构24或贯穿开口27。在更进一步的实施方案中,在连接器26中没有设置滑块机构和贯穿开口27。
再如图16a-c所示,再呼吸气室连接器26包括细长展开元件34(通常为条带形式),其在与折叠线垂直的方向上沿着所述连接器26的表面可滑动地延伸。展开元件34在一端34a固定至连接器26-在一端固定的范围内也考虑展开元件34与连接器26制成一体的情况。因此,通过拉动(通常由用户)展开元件34和与固定端34a相对的一端,将再呼吸气室连接器26从其折叠构造展开。这在图16a和b中通过图16的粗箭头示出,沿粗箭头的方向拉动,连接器26从图16a中的折叠构造展开为图16b中示出的展开构造。
为了将细长展开元件34保持在其相对于连接器26所需的位置,再呼吸气室连接器26包括引导元件35,以将细长展开元件34保持在所述连接器26上的引导位置。这些引导元件35被设计成允许细长展开元件34中的拉动动作,同时防止细长展开元件34向侧面移动。
细长展开元件34和/或再呼吸气室连接器26通常包括闩锁,用于在所述再呼吸气室连接器26处于其展开构造时锁定细长展开元件的位置。该闩锁未在图16a-c中示出(但在这些图中用“咔哒(click)”示出)。众所周知,闩锁通常由紧固带制成且包括设置在细长展开元件上或连接器上的突起,该突起与其它部件上的突起或凹口接合。
再如图16a-c所示,再呼吸气室15包括附接于再呼吸气室的壁部的条带37(例如拉片),允许用户展开再呼吸气室15,优选从折叠构造展开再呼吸气室,以使用户更容易将空气呼出至再呼吸气室中。
以下,本发明的优选实施方案和方面作为项列表呈现:
项1、一种呼吸装置(1),其包括:
-吹嘴(2),其形成呼吸通道,以在吹嘴(2)的第一端和第二端之间形成连接,第一端用于使用户通过呼吸开口(5)向吹嘴内呼吸,
-至少部分柔性的再呼吸气室(15),其附接于吹嘴的第二端,从而与呼吸通道流体连接,再呼吸气室由至少部分柔性的壁部形成,
其中,
-至少部分柔性的再呼吸气室(15)具有第一壁部(3、10、11、16、28),第一壁部通过设置在所述壁部中的一个或多个(例如多个)孔(36)和/或贯穿开口(27)可渗透气体,和/或
-吹嘴(2)包括一个或多个允许呼吸通道与周围大气进行流体连通的贯穿开口(19、35)。
项2、根据项1所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括
·在所述至少部分柔性的第一壁部(3、10、11、16、28)中的多个贯穿开口和/或孔,所述贯穿开口和/或孔提供透气性并具有总流导G,以及
·其中,除了所述孔和/或贯穿开口,第一壁部不可渗透气体且在横穿所述第一壁部的压力差下是可变形的,其中所述压力差具有由用户向再呼吸气室中呼吸提供的大小,赋予由所述第一壁部封闭的再呼吸室大体时间归一化顺应性C,其中C被定义为横穿所述壁部的单位压力差下每秒再呼吸气室的体积膨胀,
其中所述再呼吸气室具有优选如本文所定义的在0.5和0.9之间、例如在0.5和0.95之间的再呼吸比率。
项3、根据项1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(3、4)包括
·所述第一壁部(3),其可渗透气体并具有第一流导G,和
·第二壁部(4),其不可渗透气体并具有第二流导G膨胀
其中第一壁部和第二壁部用于提供定义为RBR=G膨胀/(G+G膨胀)的RBR,RBR在0.5和0.9之间。
项4、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室包括可渗透空气的第一壁部(3)和不可渗透空气的第二壁部(4)。
项5、根据项1至4所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)由柔性的第一壁部(3)和/或柔性的第二壁部形成,柔性的第一壁部(3)和/或柔性的第二壁部通过设置在所述壁部中的多个孔和/或贯穿开口可渗透气体。
项6、根据项1至5所述的呼吸装置,其中所述再呼吸室(15)由柔性壁部(11)形成,所述再呼吸室(15)通过成行或成列布置的、分布于柔性壁部(11)中的多个孔和/或贯穿开口而可渗透气体。
项7、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中呼吸装置(1)还包括再呼吸气室连接器(26),所述连接器(26)用于
-将面罩或所述吹嘴(2)连接至所述再呼吸气室(15),或
-使所述连接器(26)形成吹嘴(2);
连接器的至少一部分(28)形成至少一部分的第一壁部和/或第二壁部,所述再呼吸气室连接器(26)允许进和/或出再呼吸气室(15)与用户的呼吸之间的流体连通。
项8、根据项1至7所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)的形状选自包括以下的组:立方体(例如长方体)、球体(例如椭球体)、袋状、四面体(例如基本四面体)、方椎体(例如基本椎体)、八面体(例如基本八面体)、六棱柱(例如基本棱柱体)、十二面体(例如基本十二面体)、圆柱体、或椭圆柱体。
项9、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室(15)的所述形状根据项5进行选择,且再呼吸气室包括各自限定再呼吸气室的一面的面板,一个或多个所述面板和/或一个所述面板的至少一部分形成所述第一柔性壁部,且当引用项3时,至少一个所述面板形成第二柔性壁部(18)的至少一部分,所述第一壁部优选包括渗透部或通过多个孔和/或贯穿开口可渗透气体,孔和/或贯穿开口分布于柔性的第一壁部中,优选成行或成列布置。
项10、根据项9所述的呼吸装置,其中一个或多个所述面板包括第一柔性壁部和/或第二柔性壁部。
项11、根据项9至10所述的呼吸装置,其中所述面板和/或壁部具有小于4mm、例如小于2mm、例如小于1mm的厚度。
项12、根据项7至11所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室还包括布置在所述再呼吸气室连接器(26)中的所述呼吸通道,允许使用期间进和/或出再呼吸气室(15)与用户口之间的流体连通。
项13、根据项7至12所述的呼吸装置,其中所述呼吸通道具有至少一个贯穿开口(19、35),允许进和/或出呼吸装置与周围大气之间的流体连通。
项14、根据项13所述的呼吸装置,其中一个或多个所述贯穿开口是可重复闭合的和/或尺寸可调的(34),例如,通过阀机构(38)。
项15、根据项13至14所述的呼吸装置,其中设置在呼吸通道中的所述贯穿开口(30)为一个或多个开口的形式,优选地由布置在两个平行的纵向壁部(25)之间的滑块(24)覆盖,当所述滑块(24)在两个平行的纵向壁部(25)之间平移时,所述滑块提供进入所述呼吸通道(2)的开口,所述滑块(24)用于调节进入所述再呼吸气室(15)的空气流量。
项16、根据项13至15所述的呼吸装置,其中所述呼吸通道还包括两个平行的纵向壁部(20),在垂直于呼吸通道中呼吸方向的方向上突出,两个平行的纵向壁部(20)之间的距离小于3厘米,例如小于2厘米,优选小于1厘米,用于防止用户用手指握住所述呼吸装置时,用手指阻塞贯穿开口,所述贯穿开口(19)布置在两个平行的纵向壁部(20)之间。
项17、根据项7至16所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室包括布置在再呼吸气室连接器(26)上的不可调节的贯穿开口(27),不可调节的贯穿开口(27)允许进和/或出再呼吸气室与周围大气之间的流体连通。
项18、根据项7至12所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)还包括套管(29),用于连接所述再呼吸气室和吹嘴,同时允许进和/或出再呼吸气室的流体连通。
项19、根据项18所述的呼吸装置,其中一个或多个可重复闭合的和/或可调节的开口,优选地包括布置在两个平行的纵向壁部(25)之间的滑块(24),所述滑块布置在所述柔性壁部(18)上,当所述滑块(24)移动到两个平行的纵向壁部(25)之间的一侧时,所述滑块(24)提供进入所述再呼吸气室(15)的开口,所述滑块(24)用于调节进入所述再呼吸气室(15)的空气流量。
项20、根据项18或19所述的呼吸装置,其中套管(29)形成吹嘴(2)。
项21、根据项7至20所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)包括不可调节的贯穿开口(27),允许进和/或出再呼吸气室与周围大气之间的流体连通。
项22、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中贯穿开口(19、27)和/或滑块/阀门的可变开口(30)用于引导/偏转(angulate)从再呼吸气室流出的流体远离用户的面部。
项23、根据前述项中任一项中所述的呼吸装置,其中贯穿开口(19、27)呈圆形、矩形和/或椭圆形形状。
项24、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中贯穿开口(19、27)的水力直径为每个贯穿开口(19、27)100*10-6m至2cm,例如为100*10-6m至3cm。
项25、根据项9至24所述的呼吸装置,其中柔性壁部(16、18)是可折叠的,例如通过是起褶的。
项26、根据项9至25所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)由多个焊接在一起的面板组装形成立方体。
项27、根据项9至26所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)由焊接在一起的四个面板组装形成立方体(17),四个面板中的每一个均由布置在一个正方形壁元件的彼此相对的侧面上的两个三角形壁元件形成。
项28、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中所述多个孔和/或贯穿开口在第一柔性壁部(10)中等距分布。
项29、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中所述孔和/或贯穿开口的水力直径小于2cm,例如小于10-3m,优选等于或小于180*10-6m。
项30、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中所述呼吸开口(5)包括连接件,例如管道、导管或其它连接件,优选地适用于将呼吸装置连接到面罩。
项31、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中当存在时,所述第一壁部(3)和/或第二壁部(4)是完全或部分疏水的。
项32、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中再呼吸气室(15)具有在1至16升之间、例如在2升至8升之间、优选在4升至6升之间的体积。
项33、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中第一壁部(3)和/或第二壁部是可折叠的,例如是起褶的。
项34、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中再呼吸气室(15)通过改变再呼吸气室的几何形状而是体积可变的和/或第一壁部的透气性是可变的,例如通过露出孔和/或贯穿开口,例如通过至少部分移除被附接以覆盖孔和/或贯穿开口的条带。
项35、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中呼吸通道具有至少1.0cm2、例如至少1.5cm2、优选地至少2.0cm2的最小截面。
项36、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中第一壁部(3、10、16)或吹嘴(2)具有在约2纳米至2毫米之间或优选大于2毫米的平均孔径和/或平均贯穿开口尺寸。
项37、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中孔和/或贯穿开口通过激光穿孔制成。
项38、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中第一壁部具有在20℃和标准大气压(101.325kPa)下测定的标准空气的气体渗透通量,其中气体渗透通量至少约为0.0005m3/(sec*m2*kPa),再呼吸气室的内部与周围大气之间的压力差在5至35帕斯卡之间。
项39、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中第一壁部(3、10、16)包括聚合物膜,该聚合物膜优选包含聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、纸、植物纤维、生物可降解材料和/或包含任意上述聚合物的组合。
项40、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中再呼吸气室(15)的至少一部分是不可塌陷的,优选地,再呼吸气室(15)的至少一部分是不可塌陷的,而再呼吸气室(15)的一部分是可塌陷的,更优选地,再呼吸气室(15)是部分可塌陷的,再呼吸气室(15)中的至少靠近呼吸开口(5)的子隔室是不可塌陷的,或者至少比远离呼吸开口(5)的子隔室更不易塌陷。
项41、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中至少一个贯穿开口中的一个或多个设置有阀门(38),优选为可调节阀门,用于调节通过孔的气流量,可调节阀门优选是自动调节的。
项42、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中再呼吸室(15)包括用于排出冷凝水的阀门。
项43、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中呼吸装置包括装入呼吸装置中的CO2或O2传感装置,用于测量吸入和/或呼出的空气中的CO2和/或O2水平。
项44、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中呼吸装置包括O2传感装置,用于测量用户血液的O2水平。
项45、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中呼吸装置包括至少一个吸湿元件,用于吸收来自再呼吸气室(15)的湿气,吸湿元件优选至少部分地放置在再呼吸气室(15)中,更优选地,吸湿元件是可移除和可更换的元件。
项46、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中呼吸装置包括调味装置,用于改变再呼吸气体的气味,例如调味使具有薄荷醇的气味。
项47、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),其中第二壁部(4)和/或第一壁部(3)包括输水元件,用于从再呼吸气室(15)排水,输水元件由以下材料制成或包括以下材料,该材料提供用于将水从再呼吸气室(15)输送至周围大气或至集水单元的路径。
项48、根据前述项中任一项所述的呼吸装置(1),还包括箱体(9、21、22),当不使用时,吹嘴(2)的一部分和再呼吸气室(15)储存在箱体内部。
项49、根据项48所述的呼吸装置(1),其中所述吹嘴(2)的一部分和再呼吸气室(15)是可更换的,例如重新定位地布置在箱体中。
项50、根据项48或49所述的呼吸装置(1),其中箱体(21)包括两个可拆卸的箱体元件(22),例如盖子,每个可更换,例如重新定位地布置到所述箱体(21)的一端,所述两个可拆卸的箱体元件在不使用装置时阻止至所述再呼吸气室(15)或呼吸通道的通路,在拆卸或更换、例如重新定位时,所述可拆卸的箱体元件(22)用于提供至所述再呼吸气室(15)和/或至所述呼吸通道(2)的通路。
项51、根据项47至49所述的呼吸装置(1),其中所述箱体元件(22)用于在不使用期间进行更换、例如重新定位在与端部相邻的两个侧面(23)上以便对使用中的呼吸装置提供更好的抓握,其中端部有至所述再呼吸气室(15)或呼吸通道的通路。
项52、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室(15)可从吹嘴(2)拆卸并可重新附接至吹嘴(2)。
项53、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,还包括附接,优选无直接流体连接至再呼吸气室(15)的稳定室/结构(13),用于防止在再呼吸的吸入阶段再呼吸气室完全塌陷。
项54、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室(15)包括一个或多个放气阀(14),用于排空再呼吸气室中的空气。
项55、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,用于偏头痛的治疗。
项56、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,用于癫痫的治疗。
项57、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,用于热性惊厥的治疗。
项58、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,用于后脊髓性头痛的治疗。
项59、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,用于哮喘的预防性治疗。
项60、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,用于心脏骤停的治疗。
项61、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室是可折叠的以减小其尺寸。
项62、根据项7至61中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室连接器(26)通过包括布置在所述连接器(26)上的多个平行延伸的折叠线(32)是可折叠的,以允许吸气式连接器(26)折叠成限定空隙(33)的构造,空隙(33)优选为长方体,优选地选择呼吸气室连接器(26)的尺寸,使得当处于折叠构造时,再呼吸气室(15)的至少一部分容纳在空隙(33)内。
项63、根据项62所述的呼吸装置,其中再呼吸气室连接器(26)包括滑块(24),当所述滑块(24)移动到一侧时,所述滑块(24)提供至所述呼吸气室(15)的开口,所述滑块(24)通过露出或覆盖一个或多个贯穿开口(30)来调节进入所述再呼吸气室(15)的空气流量。
项64、根据前述项62至63中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室连接器(26)包括或还包括一个或多个贯穿开口(27),贯穿开口(27)优选尺寸上是不可调节的,允许进和/或出再呼吸气室与周围大气之间的流体连通。
项65、根据前述项62至64中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室连接器(26)包括细长展开元件(34),该细长展开元件(34)优选地在与折叠线垂直的方向上沿着所述连接器(26)的表面可滑动地延伸,并一端(34a)固定到所述连接器(26)以便用于通过用户在与被固定的端部相对的一端拉动细长展开元件(34)而使再呼吸气室连接器从其折叠构造展开。
项66、根据项65所述的呼吸装置,其中再呼吸气室连接器(26)包括引导元件(35),引导元件(35)将细长展开元件(34)保持在所述连接器(26)上的引导位置。
项67、根据项65或66所述的呼吸装置,其中细长展开元件(34)和/或所述再呼吸气室连接器(26)包括闩锁,用于在所述再呼吸气室连接器(26)处于其展开构造时,锁定细长展开元件的位置。
项68、根据前述项中任一项所述的呼吸装置,其中再呼吸气室(15)包括附接于再呼吸气室的壁部的条带(37),允许用户展开再呼吸气室(15),优选地从折叠构造展开再呼吸气室,以使用户更容易将空气呼出至再呼吸气室中。
概述
本发明的实施方案的各个元件可以以任何合适的方式在物理上、功能上和逻辑上实现,例如在单个单元中、在多个单元中或作为单独的功能单元的一部分。本发明可以在单个单元中实现,或者在物理上和功能上分布在不同的单元和处理器之间。
尽管已经结合特定实施方案描述了本发明,但是不应将其解释为以任何方式受限于所给出的示例。本发明的范围应根据所附的权利要求来解释。在权利要求的上下文中,术语“包括(comprising)”或“包括(comprises)”不排除其它可能的元件或步骤。此外,提及例如“一个(a)”或“一个(an)”等的参考不应被解释为排除多个。权利要求中关于附图中所示元件的附图标记的使用也不应被解释为限制本发明的范围。此外,可以有利地组合在不同权利要求中提到的各个特征,并且在不同的权利要求中提及这些特征并不排除特征的组合是不可能和有利的。
使用的附图标记列表
1 呼吸装置
2 吹嘴/呼吸通道
3 第一壁部
4 第二壁部
5 呼吸开口
6 气流开口
7 气流开口
8 气流开口
9 箱体
10 穿孔的壁材料,优选为柔性的
11 成行穿孔的柔性壁部
12 用于为结构支撑室13充气的止回阀
13 结构稳定室
14 放气阀
15 再呼吸气室
16 柔性的第一壁
17 立方体
18 柔性的第二壁
19 贯穿开口
20 壁部
21 箱体
22 箱体元件
23 相邻的侧面
24 滑块
25 壁部
26 再呼吸气室连接器
27 不可调节的贯穿开口
28 带贯穿开口的连接器部分
29 套管
30 贯穿开口
31 铰链
32 折叠线
33 空隙,优选在近端和远端敞开
34 展开元件
34a 细长折叠元件34的固定位置
35 引导元件
36 孔
37 条带,例如拉片
38 机械阀

Claims (76)

1.一种呼吸装置(1),其包括:
- 吹嘴(2),其形成呼吸通道,以在所述吹嘴(2)的第一端和第二端之间形成连接,所述第一端用于使用户通过呼吸开口(5)向所述吹嘴内呼吸,
- 至少部分柔性的再呼吸气室(15),其附接于所述吹嘴的所述第二端,从而与所述呼吸通道流体连接,所述再呼吸气室(15)由至少部分柔性的壁部形成,
其中,
- 所述至少部分柔性的再呼吸气室(15)具有第一壁部,所述第一壁部通过一个或多个设置在再呼吸气室连接器(26)中的贯穿开口(27)可渗透气体,其中一个或多个所述贯穿开口(27)是可重复闭合的和/或可调节的开口,和/或
- 所述吹嘴(2)包括一个或多个允许所述呼吸通道与周围大气进行流体连通的贯穿开口(19、30),其中一个或多个所述贯穿开口(19、30)是可重复闭合的和/或者尺寸可调的。
2.根据权利要求1所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括
·在所述至少部分柔性的第一壁部中的多个贯穿开口和/或孔,所述贯穿开口和/或孔提供透气性并具有总流导G,以及
·其中,除了所述孔和/或贯穿开口,所述第一壁部不可渗透气体且在横穿所述第一壁部的压力差下是可变形的,其中所述压力差具有由用户向所述再呼吸气室(15)中呼吸提供的大小,赋予由所述第一壁部封闭的所述再呼吸气室(15)大体时间归一化顺应性C,其中所述顺应性C被确定为横穿所述第一壁部的单位压力差下每秒所述再呼吸气室(15)的体积膨胀,
其中所述再呼吸气室(15)具有在0.5和0.9之间的再呼吸比率RBR,其中所述再呼吸比率RBR是比率A/B,其中A是由先前已被呼出的气体组成的吸入的空气流量的子集,而B是总吸入的空气流量。
3.根据权利要求1所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括
·所述第一壁部(3),其可渗透气体并具有第一流导G,和
•第二壁部(4),其不可渗透气体并具有第二流导G膨胀
其中所述第一壁部(3)和所述第二壁部(4)用于提供定义为RBR=G膨胀/(G+G膨胀)的再呼吸比率RBR,所述再呼吸比率RBR在0.5和0.9之间。
4.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括可渗透空气的第一壁部(3)和不可渗透空气的第二壁部(4)。
5.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)由柔性的第一壁部(3)和/或柔性的第二壁部形成,所述柔性的第一壁部(3)和/或柔性的第二壁部通过设置在所述壁部中的多个孔和/或贯穿开口可渗透气体。
6.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)由柔性壁部(11)形成,所述再呼吸气室(15)通过成行或成列布置的、分布于所述柔性壁部(11)中的多个孔和/或贯穿开口而可渗透气体。
7.根据权利要求1所述的呼吸装置,其中所述呼吸装置(1)还包括再呼吸气室连接器(26),所述再呼吸气室连接器(26)用于
- 将面罩或所述吹嘴(2)连接至所述再呼吸气室(15),或
- 使所述再呼吸气室连接器(26)形成所述吹嘴(2);
所述再呼吸气室连接器(26)的至少一部分(28)形成所述第一壁部和/或第二壁部的至少一部分,所述再呼吸气室连接器(26)允许进和/或出所述再呼吸气室(15)与用户的呼吸之间的流体连通。
8.根据权利要求1所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)的形状选自包括以下的组:立方体,球体,袋状,四面体,方锥体,八面体,六棱柱,十二面体,圆柱体,或椭圆柱体。
9.根据权利要求8所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)的所述形状根据权利要求8进行选择,且所述再呼吸气室(15)包括各自限定所述再呼吸气室(15)的一面的面板,一个或多个所述面板和/或一个所述面板的至少一部分形成第一柔性壁部。
10.根据权利要求3所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括各自限定所述再呼吸气室(15)的一面的面板,一个或多个所述面板和/或一个所述面板的至少一部分形成第一柔性壁部,至少一个所述面板形成第二柔性壁部(18)的至少一部分,所述第一柔性壁部包括渗透部或通过多个孔和/或贯穿开口可渗透气体,所述多个孔和/或贯穿开口分布于所述第一柔性壁部中。
11.根据权利要求10所述的呼吸装置,其中一个或多个所述面板包括所述第一柔性壁部和/或所述第二柔性壁部。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的呼吸装置,其中所述面板和/或壁部具有小于4mm的厚度。
13.根据权利要求7至11中任一项所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)还包括布置在所述再呼吸气室连接器(26)中的所述呼吸通道,允许使用期间进和/或出所述再呼吸气室(15)与用户的呼吸之间的流体连通。
14.根据权利要求13所述的呼吸装置,其中所述呼吸通道具有至少一个贯穿开口(19、30),允许进和/或出所述呼吸装置与所述周围大气之间的流体连通。
15.根据权利要求14所述的呼吸装置,其中一个或多个所述贯穿开口是通过阀门(38)可重复闭合的和/或尺寸可调的。
16.根据权利要求14所述的呼吸装置,其中设置在所述呼吸通道中的所述贯穿开口(30)为一个或多个开口的形式,由布置在两个平行的纵向壁部之间的滑块(24)覆盖,当所述滑块(24)在所述两个平行的纵向壁部之间平移时,所述滑块提供进入所述呼吸通道的开口,所述滑块(24)用于调节进入所述再呼吸气室(15)的空气流量。
17.根据权利要求14所述的呼吸装置,其中所述呼吸通道还包括两个平行的纵向壁部,在垂直于所述呼吸通道中呼吸方向的方向上突出,所述两个平行的纵向壁部之间的距离小于3厘米,用于防止所述用户用手指握住所述呼吸装置时,用手指阻塞所述贯穿开口(19),所述贯穿开口(19)布置在所述两个平行的纵向壁部之间。
18.根据权利要求7至11中任一项所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括布置在所述再呼吸气室连接器(26)上的不可调节的贯穿开口,所述不可调节的贯穿开口允许进和/或出所述再呼吸气室(15)与所述周围大气之间的流体连通。
19.根据权利要求7至11中任一项所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)还包括套管(29),用于连接所述再呼吸气室(15)和所述吹嘴(2),同时允许进和/或出所述再呼吸气室(15)的流体连通。
20.根据权利要求19所述的呼吸装置,其中一个或多个可重复闭合的和/或可调节的贯穿开口包括布置在两个平行的纵向壁部之间的滑块(24),所述滑块布置在第二柔性壁部(18)上,当所述滑块(24)移动到所述两个平行的纵向壁部之间的一侧时,所述滑块(24)提供进入所述再呼吸气室(15)的开口,所述滑块(24)用于调节进入所述再呼吸气室(15)的空气流量。
21.根据权利要求19所述的呼吸装置,其中所述套管(29)形成所述吹嘴(2)。
22.根据权利要求7至11中任一项所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)包括不可调节的贯穿开口,允许进和/或出所述再呼吸气室(15)与所述周围大气之间的流体连通。
23.根据权利要求16所述的呼吸装置,其中所述贯穿开口(19、27)和/或所述滑块/阀门的贯穿开口(30)用于引导/偏转从所述再呼吸气室(15)流出的流体远离用户的面部。
24.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述贯穿开口(19、27)呈圆形、矩形和/或椭圆形形状。
25.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述贯穿开口(19、27)的水力直径选择为每个贯穿开口(19、27)在100*10-6 m至2 cm之间。
26.根据权利要求10所述的呼吸装置,其中所述第一柔性壁部(16)和第二柔性壁部(18)是可折叠的。
27.根据权利要求26所述的呼吸装置,其中所述第一柔性壁部(16)和所述第二柔性壁部(18)通过起褶可折叠。
28.根据权利要求8至11中任一项所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)由多个焊接在一起的面板组装形成立方体。
29.根据权利要求28所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)由焊接在一起的四个面板组装形成立方体(17),所述四个面板中的每一个均由布置在一个正方形壁元件的彼此相对的侧面上的两个三角形壁元件形成。
30.根据权利要求10或11所述的呼吸装置,其中所述多个孔和/或贯穿开口在所述第一柔性壁部(16)中等距分布。
31.根据权利要求10或11所述的呼吸装置,其中所述孔和/或贯穿开口的水力直径小于2 cm。
32.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述呼吸开口(5)包括连接件,适用于将所述呼吸装置连接到面罩。
33.根据权利要求3所述的呼吸装置,其中所述第一壁部(3)和/或所述第二壁部(4)是完全或部分疏水的。
34.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)具有在1至16升之间的体积。
35.根据权利要求3所述的呼吸装置,其中所述第一壁部(3)和/或所述第二壁部(4)是可折叠的。
36.根据权利要求2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)通过改变所述再呼吸气室(15)的几何形状而是体积可变的和/或所述第一壁部的透气性是可变的。
37.根据权利要求36所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)通过露出孔和/或贯穿开口、或通过至少部分移除被附接以覆盖所述孔和/或贯穿开口的条带改变所述再呼吸气室(15)的几何形状而是体积可变的和/或所述第一壁部的透气性是可变的。
38.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述呼吸通道具有至少1.0 cm2的最小截面。
39.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述第一壁部或所述吹嘴(2)具有在2纳米至2毫米之间或大于2毫米的平均孔径和/或平均贯穿开口尺寸。
40.根据权利要求2所述的呼吸装置,其中所述孔和/或贯穿开口通过激光穿孔制成。
41.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述第一壁部具有在20℃和标准大气压(101.325 kPa)下测定的标准空气的气体渗透通量,其中所述气体渗透通量至少为0.0005m3/(sec*m2*kPa),所述再呼吸气室(15)的内部与所述周围大气之间的压力差在5至35帕斯卡之间。
42.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述第一壁部包括聚合物膜,所述聚合物膜包含聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、纸、植物纤维、生物可降解材料和/或包含任意上述聚合物的组合。
43.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)的至少一部分是不可塌陷的。
44.根据权利要求43所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)是部分可塌陷的,所述再呼吸气室(15)中的至少靠近所述呼吸开口(5)的子隔室是不可塌陷的,或者至少比远离所述呼吸开口(5)的子隔室更不易塌陷。
45.根据权利要求14所述的呼吸装置,其中所述至少一个贯穿开口中的一个或多个设置有阀门(38),所述阀门(38)为可调节阀门,用于调节通过孔的气体流量,所述可调节阀门是自动调节的。
46.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括用于排出冷凝水的阀门。
47.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述呼吸装置(1)包括装入所述呼吸装置中的CO2或O2传感装置,用于测量吸入和/或呼出的空气中的CO2和/或O2水平。
48.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述呼吸装置(1)包括O2传感装置,用于测量用户血液的O2水平。
49.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述呼吸装置(1)包括至少一个吸湿元件,用于吸收来自所述再呼吸气室(15)的湿气,所述吸湿元件至少部分地放置在所述再呼吸气室(15)中。
50.根据权利要求49所述的呼吸装置,其中所述吸湿元件是可移除和可更换的元件。
51.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述呼吸装置(1)包括调味装置,用于改变再呼吸气体的气味。
52.根据权利要求3所述的呼吸装置,其中所述第二壁部(4)和/或所述第一壁部(3)包括输水元件,用于从所述再呼吸气室(15)排水,所述输水元件由以下材料制成或包括以下材料,所述材料提供用于将水从所述再呼吸气室(15)输送至所述周围大气或至集水单元的路径。
53.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,还包括箱体,当不使用时,所述吹嘴(2)的一部分和所述再呼吸气室(15)储存在所述箱体内部。
54.根据权利要求53所述的呼吸装置,其中所述吹嘴(2)的一部分和所述再呼吸气室(15)是可更换的。
55.根据权利要求54所述的呼吸装置,其中所述吹嘴(2)的一部分和所述再呼吸气室(15)重新定位地布置在所述箱体中。
56.根据权利要求53所述的呼吸装置,其中所述箱体包括两个可拆卸的箱体元件,每个可更换,所述两个可拆卸的箱体元件在不使用装置时阻止至所述再呼吸气室(15)或呼吸通道的通路,在拆卸或更换时,所述可拆卸的箱体元件用于提供至所述再呼吸气室(15)和/或至所述呼吸通道的通路。
57.根据权利要求56所述的呼吸装置,其中所述可拆卸的箱体元件是盖子,所述可拆卸的箱体元件重新定位地布置到所述箱体的端部。
58.根据权利要求57所述的呼吸装置,其中所述箱体元件用于在不使用期间进行更换、重新定位在与所述端部相邻的两个侧面(23)上以便对使用中的所述呼吸装置提供更好的抓握,其中所述端部有至所述再呼吸气室(15)或至所述呼吸通道的通路。
59.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)可从所述吹嘴(2)拆卸并可重新附接至所述吹嘴(2)。
60.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,还包括以无直接流体连接的方式附接至所述再呼吸气室(15)的稳定室/结构(13),用于防止在所述再呼吸的吸入阶段所述再呼吸气室(15)完全塌陷。
61.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括一个或多个放气阀(14),用于排空所述再呼吸气室(15)中的空气。
62.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,用于偏头痛的治疗。
63.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,用于癫痫的治疗。
64.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,用于热性惊厥的治疗。
65.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,用于后脊髓性头痛的治疗。
66.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,用于哮喘的预防性治疗。
67.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,用于心脏骤停的治疗。
68.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)是可折叠的以减小其尺寸。
69.根据权利要求7所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)通过包括布置在所述再呼吸气室连接器(26)上的多个平行延伸的折叠线(32)是可折叠的,以允许所述再呼吸气室连接器(26)折叠成限定空隙(33)的构造,所述空隙(33)为长方体,并选择所述再呼吸气室连接器(26)的尺寸,使得当处于折叠构造时,所述再呼吸气室(15)的至少一部分容纳在所述空隙(33)内。
70.根据权利要求69所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)包括滑块(24),当所述滑块(24)移动到一侧时,所述滑块(24)提供至所述再呼吸气室(15)的开口,所述滑块(24)通过露出或覆盖一个或多个贯穿开口来调节进入所述再呼吸气室(15)的空气流量。
71.根据权利要求69或70所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)包括或还包括一个或多个贯穿开口,所述贯穿开口尺寸上是不可调节的,允许进和/或出所述再呼吸气室(15)与所述周围大气之间的流体连通。
72.根据权利要求69或70所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)包括细长展开元件(34),所述细长展开元件(34)在与所述折叠线垂直的方向上沿着所述再呼吸气室连接器(26)的表面可滑动地延伸,并在端部(34a)处固定到所述再呼吸气室连接器(26)以便用于通过用户在与被固定的所述端部(34a)相对的一端拉动所述细长展开元件(34)而使所述再呼吸气室连接器(26)从其折叠构造展开。
73.根据权利要求72所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室连接器(26)包括引导元件(35),所述引导元件(35)将所述细长展开元件(34)保持在所述再呼吸气室连接器(26)上的引导位置。
74.根据权利要求72所述的呼吸装置,其中所述细长展开元件(34)和/或所述再呼吸气室连接器(26)包括闩锁,用于在所述再呼吸气室连接器(26)处于其展开构造时,锁定所述细长展开元件的位置。
75.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述再呼吸气室(15)包括附接于所述再呼吸气室(15)的壁部的条带(37),允许用户张开所述再呼吸气室(15),或者从折叠构造展开所述再呼吸气室(15),以使用户更容易将空气呼出至所述再呼吸气室(15)中。
76.根据权利要求1或2所述的呼吸装置,其中所述至少部分柔性的再呼吸气室(15)的所述第一壁部通过一个或多个设置在所述第一壁部中的孔(36)可渗透气体。
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