CN113474031A - 用于呼吸辅助装置的鼻接口装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于输送呼吸气体的流动式辅助通气(AAV)装置和系统，以辅助呼吸障碍患者的自主呼吸作用。所述AAV系统包括压缩呼吸气源、用于控制流向患者的呼吸气体的呼吸辅助装置、患者回路管以及用于将呼吸气体输送给患者的低外形的鼻接口装置，该低外形的鼻接口装置不具有可收集CO₂的死区或中空区域，其中所述鼻接口装置经由管流体地连接至呼吸辅助装置，以从呼吸辅助装置接收呼吸气体。在一些情况下，所述鼻接口装置可以与其他气源如氧气浓缩机结合使用，以提供适合于一些应用的双重治疗能力。

Description

用于呼吸辅助装置的鼻接口装置和系统

相关申请的交叉引用

本申请还要求于2019年1月24日提交的标题为“DESIGNS FOR MECHANICALVENTILATION”的美国临时专利申请No.62/796563的优先权，该申请通过引用整体结合于此。

技术领域

本发明涉及呼吸气体的输送，以协助呼吸障碍患者的自主呼吸作用，更具体地，本发明涉及用于向患者输送呼吸气体的流动式鼻接口装置和系统。

背景技术

需要提供突出程度最低的鼻接口、患者回路管以及通气系统，以输送机械通气支持或气道正压，同时最小化呼气阻力并允许患者在运动和/或走动中所受阻碍较少，以便于患者运动并且/或者允许日常生活中的活动。存在一系列需要进行通气治疗的临床综合征，例如呼吸功能不全、慢性阻塞性肺病或肺部疾病(最常见的称为COPD)、间质性肺病、纤维化、急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、气道或睡眠呼吸障碍、充血性心力衰竭和神经肌肉损伤，该通气治疗将受益于这种接口和系统。

机械通气(MV)模式有两种常规类型。第一种类型基于临床医生所选择的独立于患者活动的频率向患者输送气体。这种类型的通气被称为受控机械通气，用于当需要呼吸机为患者进行呼吸时，例如当患者不清醒、镇静、无反应或瘫痪时。第二种类型的通气，称为辅助机械通气，或辅助通气，其响应于患者所产生的吸气力而向患者输送气体。这种类型的通气协助患者呼吸，例如当患者患有呼吸功能不全和/或与慢性阻塞性肺病相关的呼吸困难时。还存在将上述两种通气模式结合起来的呼吸机及通气模式。

某些有创性的机械通气治疗通过使用气管内导管对患者进行插管以连接至患者，气管内导管是插入患者口中并延伸至患者喉部的导管，或者使用通过患者喉部区域的人造口插入的翻边的(cuffed)或未翻边的(uncuffed)气管导管对患者进行插管以连接至患者。虽然有助于支持呼吸做功，但是用于有创性机械通气的患者接口对使用者来说是突出的和/或有创性的，并且显然不利于患者的运动或日常生活中的活动。还已知无创机械通气(NIV)治疗，其通过面罩或鼻罩给患者通气，而不需要插管或气管导管。然而，已知的无创式面罩或鼻罩体积庞大且笨重，并且需要具有大直径管的患者回路，该大直径管限制运动并且同样体积庞大且笨重。这些形式的机械通气中所使用的无创式鼻罩使用封闭的气体回路进行操作。封闭回路系统要求面罩对鼻子和/或嘴产生气体/空气密封，这可能会使患者不舒服。已知的面罩及患者回路所具有的庞大性质在面罩和患者回路的中空区域产生“死区(dead space)”。这种死区，加上封闭系统的要求，导致二氧化碳(CO₂)积聚在面罩和患者回路的“死区”或中空区域。需要将积聚的CO₂从患者回路或面罩中冲出，以避免患者再次呼吸CO₂的问题。通过在呼吸机、面罩和患者回路系统中保持恒定的低流量，以在患者连接端口处产生正压，从而将CO₂冲出死区。这种压力会产生呼气阻力，有时会让患者感觉不舒服。此外，封闭回路通气系统增加了呼吸机对患者肺部过度加压的风险，这会导致气道组织损伤，进而导致患者长期依赖呼吸机。因此，已知的有创式和无创式机械通气系统由于其庞大的性质而不便于患者日常生活中的活动或运动，并且由于封闭回路呼吸管而存在对患者肺部造成创伤的风险。

对于睡眠障碍例如睡眠呼吸障碍(SDB)的治疗，首选的通气治疗是连续正压气道通气(CPAP)和双水平正压气道通气(BiPAP)。CPAP和BiPAP是无创式机械通气的变型。呼吸机以CPAP或BiPAP的形式施加的正压通过紧贴鼻子或面部的鼻罩或面罩与患者相连接。这种密封使得CPAP和BiPAP能够作为封闭回路通气系统运行，并通过对上气道加压以防止上气道阻塞从而治疗睡眠呼吸障碍。虽然有效，但是这种治疗具有较差的患者依从性，因为患者接口和相应的患者回路管对患者来说是突出的。与有创性和无创性机械通气一样，CPAP和BiPAP面罩以及患者回路的庞大性质在面罩和患者回路的中空区域产生“死区”。这个死区，加上封闭系统的要求，导致CO₂在面罩和患者回路的“死区”或中空区域中积聚。需要将积聚的CO₂从患者回路或面罩中冲出，以避免患者再次呼吸CO₂的问题。通过在呼吸机、面罩和患者回路系统中保持恒定的低流量，以在患者连接端口处产生正压，从而将CO₂冲出死区。这种恒定的压力会产生呼气阻力，有时会让患者感觉不舒服。此外，封闭回路通气系统，如CPAP和BiPAP，在大多数情况下，要求患者通过面罩和气体输送回路不自然地进行呼吸，这可能会不舒服。

氧气治疗与机械通气治疗截然不同。氧气治疗提升患者肺部的氧浓度、血氧饱和度水平，并增加其他器官的氧利用率，这可以延长患有上述综合征的患者的寿命。虽然已经证明氧气治疗可以延长寿命，但是缺乏证据表明氧气治疗可以减轻患者因上述综合征而产生的严重呼吸困难的感觉、呼吸做功以及不适感。因此，与机械通气治疗相比，氧气治疗，例如连续流和脉冲流，被用于上述综合征中严重程度低得多的情形。氧气治疗的工作原理是利用鼻插管或面罩以向患者输送浓缩氧气。使用所设定的连续的每分钟升数(LPM)氧气流量，在患者吸气和呼气的呼吸循环期间，以“连续”流速向患者输送浓缩氧气。此外，还使用被称为氧气储存器的氧气治疗装置，以“间歇”流速向患者输送浓缩氧气。氧气储存器仅在患者吸气呼吸循环期间输送间歇的氧气流。另一方面，机械通气治疗具有几十年的公认证据，该证据表明患有上述综合征的患者的呼吸困难、呼吸做功和不适感明显减少。机械通气治疗不仅可以利用浓缩氧气来延长寿命，也可以提供机械呼吸支持来增强呼吸功能，即减少呼吸困难、呼吸做功和患者的不适。相应地，机械通气治疗不同于氧气治疗，因此被用来治疗具有上述综合征中更严重形式的患者群体。

已知的治疗中所存在的一个或多个上述缺点已试图通过最近由加利福尼亚州尔湾的呼吸技术公司所开发的无创开放式通气(NIOV)系统来解决，该系统与瓶装氧气一起使用，以在患者自主呼吸期间输送增加的氧气潮气量以及所携入(entrained)的空气，以便在每次呼吸时都提供通气并输送补充的氧气。这种体积增加是通过具有向周围空气开放的引气孔的鼻枕接口来提供的。通常，该系统通过鼻接口中的传感端口感测患者的自主呼吸，然后输送选定的加压氧气量。随着氧气的输送，环境空气通过引气孔被携入，并且在接口内形成正压，以补充患者的自主呼吸。虽然NIOV系统方便运动以及日常生活中的活动，但鼻枕接口体积庞大。它从患者鼻子下方沿圆周延伸，以在任一侧部分地包围患者面部，以便具有能够容纳接口的喉部区域的长度，这对于在将空气-氧气混合气体输送给患者之前在接口内形成正压是必要的。这个包围患者面部的喉部区域同样在鼻枕接口的中空区域产生了“死区”。此外，鼻接口管包括用于感测患者呼吸作用的第一管腔和用于向患者输送加压氧气量的第二管腔。因此，与鼻接口和患者回路一起使用的管直径必须具有更大的外径，以适应不同的传感及输送管腔的要求。因此，当由患者佩戴时，鼻接口和与其相关联的患者回路管的整体尺寸和重量不是虚构的，甚至可能被一些患者认为是笨重和/或累赘的。

因此，在本领域中仍然需要用于提供机械通气支持或气道正压的最小程度突出的鼻接口以及患者回路，同时允许其对运动的阻碍较小，以便于促进患者的运动并允许日常生活中的活动。本发明的实施例涉及一种低外形(low profile)且轻质的鼻接口，该鼻接口被构造为提供对环境空气的改善的携入，从而节省患者使用的压缩呼吸气体的量，同时提供增加的通气支持和/或气道正压。

发明内容

本发明公开了一种流动式辅助通气(AAV)装置及系统，该装置及系统用于输送呼吸气体以辅助患有呼吸障碍的患者的自主呼吸作用。该AAV系统包括压缩呼吸气源、用于控制呼吸气体流量的呼吸辅助装置、不具有可积聚CO₂的死区或中空区域的低外形的开放式鼻接口装置、以及用于向患者输送呼吸气体的患者回路管，其中该鼻接口装置经由管流体地连接至呼吸辅助装置，以从呼吸辅助装置处接收呼吸气体。鼻接口装置是根据文丘里管原理而运作的，其利用所输送的呼吸气体的能量携入环境空气并提升气道压力，从而增加输送给患者的净体积。本发明所公开的鼻接口装置的实施例以开放、紧凑、低外形的方式构造，其不具有CO₂可积聚的死区或中空区域，并且与已知的呼吸面罩相比显著地更小、重量更轻且性能更好。

在一个实施例中，提供了一种便携式无创空气携入氧气浓缩机系统。该系统包括小型轻质的鼻枕以及轻质的便携式氧气浓缩机，该氧气浓缩机与鼻枕一起工作，以增加患者的潮气量。鼻枕被构造成在来自氧气浓缩机的富氧气体中携入环境空气，以增加潮气量，而不需要进行任何有创的机械通气。氧气浓缩机是轻质的，在一些实施例中其重量小于9磅，并且仍可调节以向鼻枕提供足够的流速，从而将吸气流速提升至患者所需的水平。在一些实施方式中，升高的吸气流速可以是100LPM或更高。在一些实施方式中，该系统是自适应的，因为升高的吸气流速可以基于患者的需求进行调节。

在一个实施例中，提供了一种用于提供氧气和机械通气治疗的系统，该系统包括与呼吸装置一起使用的鼻接口装置，该呼吸装置提供来自气源的气体。该系统包括：一对用于接收压缩气体的毂部件，每个毂部件具有在其远侧面的多个输送开口；和一对鼻枕，每个鼻枕从其近端延伸至远端，其中每个鼻枕具有设置在鼻枕近端的相应的毂部件，从而毂部件的多个输送开口被定位成将压缩气体输送至鼻枕中；其特征在于：气源为便携式氧气浓缩机，其重量小于11磅；鼻接口装置连接至便携式氧气浓缩机的输出端；浓缩机的包括浓缩氧气在内的总气体流量输出，与鼻接口所携入的空气相结合，为佩戴鼻接口的患者同时提供流动式氧气及机械通气治疗。在一些实施方式中，因携入而产生的流量放大率为5倍。在一些实施方式中，当与患者吸气的启动同步进行输送时，便携式氧气浓缩机的峰值氧气流量输出在10至20升每分钟(LPM)之间。在一些实施方式中，当与患者的吸气的启动同步输送时，便携式氧气浓缩机的峰值氧气流量输出大于20LPM。在一些实施方式中，便携式氧气浓缩机的总气体流量输出为每升氧气产生量对应16LPM或更少的总气体流量输出，并且便携式氧气浓缩机的重量为每升氧气产生量对应5.4磅或更小的重量。在一些实施方式中，便携式氧气浓缩机的气体流速输出为每升氧气产生量对应20LPM或更小的气体流速输出，并且便携式氧气浓缩机的重量为每升氧气产生量对应6.75磅或更小的重量。

在其他实施例中，鼻接口装置形式的无创式空气携入装置可以与其他气源(例如氧气浓缩机)结合使用，以提供适用于某些应用的双重治疗能力。

附图说明

本发明的前述的及其他的特征和优点将从如附图所示的本发明实施例的以下描述中变得显而易见。并入本发明并形成说明书一部分的附图进一步用于解释本发明的原理，并使得相关领域的技术人员能够制造和使用本发明。这些附图不是按照比例绘制的。

图1是根据本发明实施例的鼻接口装置的侧视图。

图2是图1所示鼻接口装置的端视图。

图3是图1所示鼻接口装置的俯视图。

图4和图5是图1所示鼻接口装置的分解透视图，其示出了该鼻接口装置的各子部件。

图6是图1所示鼻接口装置的透视仰视图。

图7是沿图3中的线A-A截取的图3所示鼻接口装置的剖视图。

图8是鼻接口装置的透视图，该图示出了图1所示的鼻接口装置，该装置连接至管从而流体耦合至呼吸辅助装置(未示出)以及加压呼吸气源(未示出)。

图9是由患者佩戴的如图8所示的鼻接口装置的正视图。

图10是由患者佩戴的如图8所示的鼻接口装置的侧视图。

图10A是沿图10中的线A-A截取的图10所示位于患者鼻孔内的鼻接口装置的一部分的剖视图。

图10B是图10A所示的鼻接口装置的一部分的剖视图，该图示出了在患者吸气作用期间的呼吸气体的输送。

图10C是图10A所示的鼻接口装置的一部分的剖视图，该图示出了患者的呼气作用。

图11是根据本发明另一实施例的鼻接口装置的透视仰视图。

图11A是位于患者鼻孔内的图11所示鼻接口装置的一部分的剖视图。

图12是图11所示鼻接口装置的分解透视图，该图示出了该鼻接口装置的各子部件。

图13是图11所示鼻接口装置的一部分的俯视图。

图14是沿图13中的线A-A截取的图13所示鼻接口的一部分的局部剖视图。

图15是图13所示鼻接口的一部分的透视仰视图。

图16是根据本发明的另一实施例的鼻接口装置的剖视图。

图16A是位于患者鼻孔内的图16所示鼻接口装置的一部分的剖视图。

图17和图18是图16所示鼻接口装置的分解透视图，其示出了该鼻接口装置的各子部件。

图19和图20是根据本发明的实施例的流动式辅助通气(AAV)系统的示意图。

图21是根据本发明的实施例的多个气动通用传感端口的示意图。

图22是根据本发明的另一实施例的鼻接口装置的分解透视图，该图示出了该鼻接口装置的各子部件。

图23是图22所示鼻接口装置的俯视图。

图24和图25是根据本发明的另一实施例的鼻接口装置的分解透视图，其示出了该鼻接口装置的各子部件。

图26是图24和图25所示鼻接口装置的俯视图。

图27是图24和图25所示鼻接口装置的透视仰视图。

图28和图29是根据本发明的另一实施例的鼻接口装置的分解透视图，其示出了该鼻接口装置的各子部件。

图30是图28和图29所示鼻接口装置的俯视图。

图31是图28和如29所示鼻接口装置的透视仰视图。

图32-39示出了通气和氧气治疗场景的各个方面。

具体实施方式

现在参照附图来描述本发明的具体实施例，其中相同的附图标记表示相同或功能相近的要素。术语“近侧”和“远侧”在以下描述中用于表示相对于呼吸辅助装置的位置或方向。“近侧”和“近侧地”是指靠近呼吸辅助装置或在朝向呼吸辅助装置的方向上的位置。“远侧”或“远侧地”是指远离呼吸辅助装置或在远离呼吸辅助装置的方向上的位置。

以下详细描述本质上仅仅是示例性的，其并不旨在限制本发明或本发明的应用及用途。尽管针对本发明的实施例的描述是在治疗需要呼吸辅助的一系列临床综合征的背景下进行的，但是本发明也可用于任何其他被认为有用的治疗和/或情况。此外，本发明无意于受前述的技术领域、背景技术、发明内容或以下详细描述中所呈现的任何明示或暗示的理论的约束。

图1-7示出了根据本发明实施例的鼻接口装置100的各种视图。图1、2和3分别是鼻接口100的侧视图、端视图和俯视图，图4和5是鼻接口100的分解透视图，其示出了鼻接口100的各部件。图6是鼻接口100的透视仰视图，而图7是沿图3中的线A-A截取的鼻接口100的剖视图。

鼻接口100与呼吸辅助装置一起使用，该呼吸辅助装置从压缩呼吸气源中定量供给压缩呼吸气体，这将在下文中进行更详细的描述。通常地，鼻接口100被构造为由使用者佩戴，以在患者的吸气作用期间输送呼吸气体与携入的环境空气的混合气体，并在患者的呼气作用期间允许通过该鼻接口呼气，这也将在下文中进行更详细的描述。

鼻接口100包括鼻枕部件102和一对毂部件104a、104b。鼻枕部件102包括鼻枕102a、102b，鼻枕102a、102b是具有近端或第一端103a、103b和远端或第二端105a、105b的管状结构。中央通道126a、126b由鼻枕102a、102b中每一个基本上从第一端103a、103b到相应的第二端105a、105b的管状主体部分125a、125b来限定。在本发明的实施例中，鼻枕102a、102b的管状主体部分125a、125b中的至少每一个被构造成具有沿着其整个长度的符合人体工程学的椭圆形横截面，并且旨在被整体地插入鼻腔中以帮助将鼻接口100锚固于使用者的鼻孔内。连接条106是鼻枕部件102中的薄的柔性部分，其分别在鼻枕102a、102b的第一端103a、103b之间延伸，以在鼻枕102a、102b之间提供灵活性及铰接，以便于允许针对使用者的特定解剖结构而进行调节。在本发明的实施例中，连接条106可以是正弦条、两个或更多个平行条、或者分别在鼻枕102a、102b之间延伸的椭圆形或圆形的链或串。在一个实施例中，具有鼻枕102a、102b和连接条106的鼻枕部件102是由弹性材料(例如肖氏硬度为30的硅胶)模制而成的部件。枕部不需要或不包括在本领域中发现的用于允许枕部铰接和压缩以贴合并密封使用者的解剖结构的“凸起部”或减震器部分，这是因为连接条106允许鼻枕部件独立地铰接，以使鼻枕部件完全适配在使用者的鼻孔中，从而形成气密密封。

毂部件104a、104b分别与鼻枕102a、102b的第一端103a、103b同心设置。参考图4和图5中所示的鼻接口100的分解图，毂部件104a、104b中的每一个包括远侧支撑结构108a、108b，具有多个输送开口112a、112b的中心毂110a、110b以及近侧气室结构114a、114b。毂部件104a、104b中每一个的多个输送开口112a、112b围绕相应的中心毂110a、110b的远侧面121a、121b的周边周期性地间隔开。在一个实施例中，输送开口112a、112b中的每一个具有大致圆形的横截面。近侧气室结构114a、114b与中心毂110a、110b一起形成封闭空间或集气室，其中气压升高至环境压力以上。远侧支撑结构108a、108b包括环形边缘109a、109b和辐条或支柱111a、111b，辐条或支柱111a、111b在环形边缘109a、109b与相应的中心毂110a、110b之间径向地延伸。尽管示出了三个辐条111a、111b，但是根据本发明的各种实施例，更多或更少的辐条可被用于支撑结构108a、108b中。在一个实施例中，支撑结构108a、108b中的每一个及其相应的中心毂110a、110b是由聚碳酸酯模制而成的单个部件。一系列环境空气孔116a、116b形成于相应的环形边缘109a、109b，相邻的辐条111a、111b以及中心毂110a、110b之间，从而如图6和图7所示，鼻接口100的一系列环境空气孔116a、116b分别靠近鼻枕102a、102b中每一个的第一端103a、103b设置，以大致地围绕设置于其中的相应的中心毂110a、110b。

毂部件104a、104b的中心毂110a、110b被定位成与鼻枕102a、102b上相应的远侧端口101a、101b同轴，使得每个毂上的多个输送开口112a、112b被定位成在其相应的鼻枕内输送呼吸气体。毂部件104a、104b上的近侧气室结构114a、114b限定用于从呼吸辅助装置(未示出)接收呼吸气体的入口115a、115b，以及用于将呼吸气体分配至相应的中心毂110a、110b上的多个输送开口112a、112b的集气室或腔室117a、117b。近侧气室结构114a、114b包括向远侧延伸的环形凸缘118a、118b，环形凸缘118a、118b卡扣在或者通过超声波焊接或胶粘固定在中心毂110a、110b内相应的近侧凹槽120a、120b内。在一个实施例中，气室结构114a、114b是由聚碳酸酯或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)模制而成的部件。

毂部件104a、104b进一步包括具有多个出口或孔119a、119b的出口盘122a、122b以及密封件124a、124b。在一个实施例中，出口盘122a、122b由金属薄片制成，例如不锈钢或黄铜，其中出口119a、119b通过电化学蚀刻形成。在一个实施例中，出口盘122a、122b的厚度或深度小于0.040英寸，其中出口119a、119b中每一个的直径小于0.010英寸。在另一个实施例中，该出口盘的厚度或深度小于出口119a、119b中每一个的直径，例如出口盘的厚度或深度为0.005英寸，出口的直径为0.010英寸。出口盘122a、122b上的多个出口119a、119b在数量及方向上对应于相应的中心毂110a、110b上的多个输送开口112a、112b。在一个实施例中，输送开口112a、112b中每一个的直径略大于相应的盘出口的直径，输送开口112a、112b中每一个的尺寸足够大，从而不阻碍从相应的盘出口119a、119b处流出的流体。出口盘122a、122b和密封件124a、124b设置在中心毂110a、110b的近侧凹槽120a、120b内，从而使得盘出口119a、119b基本上与相应的中心毂上的输送开口112a、112b对齐。盘出口119a、119b中每一个的配置，即直径和深度，以及相应的较大的毂输送开口112a、112b为患者提供了更柔和、更具扩散性的气流，使得患者不太可能因气流冲击而感到不适，特别是如果盘出口的厚度或深度小于盘出口的直径时。在图1-7所示的实施例中，出口盘122a、122b和中心毂110a、110b是椭圆形的。为了确保盘出口119a、119b与输送开口112a、112b对准，出口盘122a、122b通过近侧气室结构114a、114b上相应的环形凸缘118a、118b保持或压靠在中心毂110a、110b上相应的近侧面132a、132b上，在近侧气室结构114a、114b上相应的环形凸缘118a、118b与中心毂110a、110b上相应的近侧面132a、132b之间具有密封件124a、124b。

如上所述，毂部件104a、104b通过相应的环形边缘109a、109b附接至鼻枕部件102，在图4和图5所示的实施例中，每个环形边缘包括一系列后成型孔107a、107b，这些孔在用于在将结构连接在一起的包覆成型工艺中接收穿过其中的鼻枕部件102的材料，如在图7所示鼻接口100的剖视图中最佳可见的那样。在另一个实施例中，该鼻枕部件可以胶合或以其他方式附接至毂部件104a、104b的环形边缘109a、109b。

如图3所示，中心毂110a、110b的多个盘出口119a、119b和输送开口112a、112b的模式分别被成形并定位成对应于鼻枕102a、102b的相应的远侧端口101a、101b，使得来自多个盘出口119a、119b和输送开口112a、112b的呼吸气流与由来自环境空气孔116a、116b的呼吸气流所携入的环境空气一起，在进入患者的相应鼻孔之前基本上填充相应的近侧端口101a、101b，这将在下文中参考图10A至10C进行更详细的解释。在图3所示的实施例中，多个盘出口119a、119b和输送开口112a、112b的形态对应于鼻枕102a、102b中相应的近侧端口101a、101b的形状。在各种其他实施例中，多个盘出口119a、119b和输送开口112a、112b可被设置成形成例如圆形、多边形或十字形图案或者一系列穿过相应中心毂110a、110b的平行线，其被构造成使得相应鼻枕近侧端口101a、101b充满由此产生的呼吸气体/环境空气的流出流。在本发明的各种实施例中，可以省略出口盘，其中中心毂的多个输送开口的尺寸和配置被设置成产生/输送加压呼吸气体/携入的空气的流出流至相应的鼻枕近侧端口。

图8是鼻接口装置130的透视图，该鼻接口装置包括鼻接口100，鼻接口100连接至用于将鼻接口流体连接到呼吸辅助装置(未示出)和加压呼吸气源(未示出)的一根或多根管128a、128b，图9和图10分别是示出由患者佩戴的鼻接口装置130的正视图和侧视图。图9和图10中清楚地示出了无障碍且低外形的鼻接口100，并且管128a、128b进入毂部件104a、104b的入口115a、115b的最小直径和大致90度的接近角度增加鼻接口装置130的整体的无阻碍性质，这可有助于减少佩戴者的自我感知意识，减少进食和饮水时的障碍，并且/或者减少对眼镜和面部毛发如胡须的干扰。管128a、128b包括从第一端或远端127a、127b(其中在该第一端或远端处，管128a、128b中的每一个与相应的毂部件的入口115a、115b相连接)到管128a、128b上的扩口或阶梯段129a、129b(该扩口或阶梯段沿着相应管的长度方向设置，其旨在置于患者耳朵后面或下面)的第一内径。管128a、128b包括从扩口或阶梯段129a、129到第二端或近端131a、131b的第二内径，该第二内径大于第一内径。

在本发明的实施例中，管128a、128b的第一内径可以在0.020英寸至0.070英寸的范围内，管128a、128b的第二内径可以在0.080英寸至0.125英寸的范围内。有利的是，与使得较小的第一内径管延伸至呼吸辅助装置或Y形或T形连接器相比，较小的第一内径管在患者耳后的扩口或阶梯段129a、129b处直径增加，从而使得压降最小化。管128a、128b的第二端131a、131b可以如图19中系统所示地各自直接连接至呼吸辅助装置，或者可以如图20中系统所示地通过T形或Y形连接器连接至与呼吸辅助装置相连接的另一段管或软管。在一个实施例中，管128a、128b中的每一个可以由一段以上的管形成，其中至少第一段管或近侧段管具有第一内径，第二段管或远侧段管具有第二内径，其中扩口或阶梯段129a、129b是扩口连接器、配件或附加管段，其将第一段管和第二段管流体连接在一起，同时在管128a、128b的第一内径和第二内径之间提供逐渐过渡。在另一个实施例中，该管可以在其第一端和第二端之间具有一个以上的扩口或阶梯段。

图10A是沿着图10中的线A-A截取的患者鼻孔PN的简化剖视图，其中鼻接口100的一部分设置在患者鼻孔PN中。如图10A所示，鼻枕102a的管状主体部分125a的长度L₁大于毂部件104a的长度L₂，其中鼻枕主体部分的长度L₁的尺寸适合使用者的鼻孔，长度L₃是在鼻孔开口附近稍微延伸的毂部件104a上的一段长度。在本发明的实施例中，管状主体部分125a的长度L₁可以在0.10英寸到0.60英寸的范围内，毂部件104a的长度L₂可以在0.05英寸到0.40英寸的范围内，而长度L₃是在鼻孔开口附近稍微延伸的毂部件104a上的一段长度，其可以在0.050英寸到0.30英寸的范围内。在一个实施例中，鼻枕102a在中线处的宽度L₁'/2等于鼻孔开口的宽度，并且/或者毂部件104a的宽度被选择为不宽于鼻孔开口的边缘。在一个实施例中，如图9、10和10A所示，鼻枕102a的管状主体部分125a的长度L₁的尺寸被设置成位于使用者的鼻孔内，使得当使用者佩戴鼻接口100时，连接条106抵靠在患者鼻孔之间的小柱C上，而包括毂部件104a中长度L₃在内的鼻接口100的其余部分设置在使用者的鼻孔内或设置为稍微靠近使用者的鼻孔。短语“设置…稍微靠近使用者的鼻孔”的使用意味着鼻枕或毂部件的任何部分都没有延伸到距鼻孔开口边缘附近的足以与鼻孔开口边缘附近或近端的任何组织接触或相互作用的距离。在另一个实施例中，该鼻枕的总长度L_T的尺寸设置为使得当使用者佩戴鼻接口100时，鼻枕第一端103a基本上不会延伸超过使用者的鼻孔开口。在本发明的实施例中，鼻枕102a、102b的总长度L_T可以在0.10英寸到0.60英寸的范围内。短语“基本上不会延伸超过使用者的鼻孔开口”的使用意味着鼻枕长度的不到四分之一延伸至鼻孔开口边缘的下方或附近。

图10B和10C是沿着图10中的线A-A截取的鼻接口100的一部分的剖视图，其中图10B示出了在患者的吸气作用期间呼吸气体和携入的环境空气的输送，而图10C示出了患者的呼气作用。毂部件104a的中心毂110a定位在鼻枕102a的第一端或近端103a，从而与鼻枕的远侧端口101a基本同轴。在佩戴鼻接口装置130的患者的吸气阶段期间，来自中心毂110a的多个输送开口112a的加压呼吸气流(如图10B中的点划线箭头所示)与从环境空气孔116a中吸入的携入环境空气(如图10B中的实线箭头所示)一起产生流出流，该流出流在离开鼻枕102a并进入患者的相应鼻孔之前基本充满近侧端口101a。在佩戴鼻接口装置130的患者的呼气阶段期间，加压呼吸气体的流动以及由此产生的环境空气的携入停止，并且允许患者通过鼻接口100自由呼气，患者呼出的气体通过环境空气孔116a排出，如图10C中的虚线箭头所示。在本发明的一个实施例中，环境空气孔116a、116b的尺寸以及它们在鼻接口100内的位置基本上与患者鼻孔的边缘对齐，这为患者的吸气和呼气提供较小的阻力，特别是最小化呼气阻力，使得鼻接口不会干扰患者的呼气，从而防止了不期望的“呼吸堆积”。

在本发明的实施例中，盘出口119a、119b或中心毂110a的输送开口112a的设置和数量以及它们靠近或邻近于环境空气孔116a的位置提供300％至400％的环境空气携入，这节省了呼吸气体的供应，同时向患者提供了治疗体积的携入环境空气与呼吸气体的混合气体。在其他实施例中，盘出口119a、119b或中心毂110a的输送开口112a的设置和数量以及它们在鼻接口内靠近或邻近于环境空气孔116a的位置为患者提供治疗体积的携入环境空气与呼吸气体混合气体，该混合气体具有比呼吸气体多3至5倍的携入环境空气，这也有助于节省呼吸气体的供应。由于盘出口或输送开口的设置、加压呼吸气体盘出口或输送开口的数量、每个盘出口或输送开口的最小直径以及盘出口或输送开口与环境空气孔的间距、接近度和/或靠近度，上述携入的改善得以实现。输送开口的设置优选地被构造成一种模式，该模式将最大化来自暴露在携入环境空气中的每个输送开口的呼吸气体流量，同时也最大化环境空气孔的尺寸以允许最大量的携入环境空气流过并进入鼻接口的鼻枕。此外，优选地使得输送开口的数量最大化，同时保持开口的横截面积的净总和恒定，即直径最小，这进一步增加来自暴露在携入环境空气中的每个输送开口的呼吸气流的周长量，同时最小化未暴露在携入环境空气中的呼吸气流的内部面积。此外，优选地，将输送开口紧密地定位在环境空气孔附近，以使得来自每个输送开口的呼吸气流最大化地暴露在携入环境空气中。

加压呼吸气体盘出口或输送开口的数量、每个盘出口或输送开口的最小直径以及盘出口或输送开口与环境空气孔的间距、接近度和/或靠近度还允许相对接近或邻近鼻孔开口的入口输送加压呼吸气体，而不会由于气流冲击而给患者造成不适，正是考虑到这些因素，才产生了本发明实施例的小型、轻质且独立的鼻接口的研发。离开每个独立的盘出口或输送开口的流体动力的量与质量流量以及速度的平方成正比。通过增加携入量并升高患者压力的设计，流体以声速从每个出口或开口处流出。声速流是流体从出口或开口处流出的速度的物理限制。在假设开口的横截面积的净总和恒定的情况下，通过最小化每个盘出口/输送开口的直径并增加盘出口/输送开口的数量，则离开每个盘出口/输送开口的质量流量减少了出口/开口的总量。因此，例如，当使用十个出口而不是一个出口时，从每个开口处流出的流体动力将是仅使用单个出口时的1/10。这将减少由于气流冲击而传递给患者的不适。参考图7、10B和10C，如上所述，毂部件104a、104b的中心毂110a、110b的远侧面121a、121b包括形成在其中的多个输送开口112a、112b，出口盘122a、122b固定在其中。根据本发明的各种鼻接口实施例，为了影响携入并确保舒适地流向患者，每个中心毂110a、110b的远侧面121a、121b可以与鼻枕部件102的近侧面123对齐、靠近或者远离。

图11是根据本发明另一实施例的鼻接口装置200的透视仰视图，图12是鼻接口装置200的分解透视图，其示出了鼻接口装置200的各子部件。图11-15所示的实施例可以与参照本发明的其他实施例所描述的所有特征一起使用，并且在此将仅对与已描述的特征及功能不同的特征及功能进行详细描述。鼻接口200包括鼻枕部件202和一对毂部件204a、204b。鼻枕部件202包括具有管状主体部分225a、225b的鼻枕202a、202b，管状主体部分225a、225b具有网格状壁，该网格状壁包括一系列穿过其中的周向延伸的孔233a、233b。鼻枕202a、202b的网格状结构有助于将鼻枕锚固在鼻接口佩戴者相应的鼻孔内，同时提升佩戴舒适性。鼻枕202a、202b具有近端或第一端203a、203b和远端或第二端205a、205b。中央通道226a、226b由鼻枕202a、202b中每一个的管状主体部分225a、225b从其大致的第一端203a、203b到相应的第二端205a、205b限定。如下所述，鼻枕部件202还包括用于将鼻枕部件202附接至毂部件204a、204b的远侧支撑结构208a、208b。连接条206是鼻枕部件202的薄的柔性部分，其分别在靠近鼻枕202a、202b的第一端203a、203b的支柱211a、211b之间延伸，以在鼻枕202a、202b之间提供灵活性以及铰接，从而允许针对使用者的特定解剖结构进行调节。

参考图13至图15，具有鼻枕202a、202b、连接条206和远侧支撑结构208a、208b的鼻枕部件202是整体的、连续的模制部件。在一个实施例中，鼻枕部件202由弹性材料制成，例如30肖氏硬度的硅胶。鼻枕202a、202b形成为在第一端203a、203b的远侧具有凹入外表面，该凹入外表面形成凹槽235a、235b，以用于适应和/或塑造鼻孔开口的相应边缘或唇缘。如图15所示，远侧支撑结构208a、208b包括密封环224a、224b和支柱或构件211a、211b，支柱211a、211b中的每一个在相应的密封环224a、224b与相应的鼻枕202a、202b上相应的第一端203a、203b之间横向或径向地延伸。尽管示出了两个支柱211a、211b，但是根据本发明的各种实施例，更多的或更少的支柱可以用于支撑结构208a、208b。支柱211a、211b被构造成允许相应的支柱211a、211b从其上延伸的鼻枕202a、202b的横截面纵横比发生变化，这允许相应的鼻枕被径向向内挤压或者以其他方式弹性变形以插入鼻孔内，并且当被释放时，相应的鼻枕基本上返回至它们的原始形状，从而锚固在相应的鼻孔内以将鼻接口200固定至患者。以这种方式，鼻接口200为使用者提供了更舒适和安全的贴合。在鼻枕202a、202b具有椭圆形横截面的实施例中，横截面的纵横比是椭圆长轴的较大直径与椭圆短轴的较小直径之间的比率。在本发明的一个实施例中，支柱211a、211b的柔性允许相应鼻枕202a、202b的横截面的纵横比发生变化。在另一个实施例中，该支柱的形状允许相应的鼻枕202a、202b的横截面纵横比发生变化，例如弯曲、薄且窄的条状或板状形状的支柱211a、211b。在另一个实施例中，支柱211a、211b可以具有弯曲梁的形状，该弯曲梁的形状具有圆形或方形的横截面，其允许相应的鼻枕202a、202b的横截面的长宽比的变化。

毂部件204a、204b包括中心毂210a、210b和近侧气室结构214a、214b，中心毂210a、210b具有远侧面221a、221b，通过远侧面221a、221b形成有多个输送开口212a、212b，近侧气室结构214a、214b限定用于接收压缩或加压呼吸气体的入口215a、215b以及用于通过多个输送开口212a、212b分配呼吸气体的集气室217a、217b。毂部件204a、204b附接至鼻枕部件202，以便与鼻枕202a、202b的相应的远侧端口201a、201b同心或轴向地设置，使得中心毂210a、210b中每一个的多个输送开口212a、212b的尺寸和位置被设置成在其相应的鼻枕内输送呼吸气体。在一个实施例中，中心毂210a、210b的远侧面221a、221b的厚度或深度小于0.040英寸，输送开口212a、212b中每一个的直径小于0.010英寸。

在一个实施例中，多个输送开口212a、212b中的每一个在其相应的中心毂的远侧面中形成对应于相应的远侧端口201a、201b的形状的图案。在一个实施例中，通过将相应的密封环224a、224b定位在其相应的中心毂210a、210b和近侧气室结构214a、214b之间，并将相应的中心毂210a、210b和近侧气室结构214a、214b以及夹在其间的相应的密封环224a、224b固定在一起，从而将毂部件204a、204b附接至鼻枕部件202。在本发明的实施例中，近侧气室结构214a、214b中的每一个通过本领域技术人员已知的任何合适的方式附接至其相应的中心毂210a、210b，例如通过卡扣配合、胶粘或焊接。

在本发明的一个实施例中，类似于出口盘122a、122b的出口盘可以与中心毂210a、210b一起使用，其中盘出口的尺寸和配置被设置成产生加压呼吸气体/携入空气的流出流并将该流出流输送至相应的鼻枕近侧端口201a、201b。在这样的实施例中，多个输送开口212a、212b中的每一个适于具有略大于相应的盘出口直径的直径，使得输送开口212a、212b中的每一个足够大，从而不会阻碍从相应的盘出口中流出的流体。

一系列环境空气孔216a、216b形成于鼻枕202a、202b的环形的第一端203a、203b上的相应部分、相邻支柱211a、211b以及中心毂210a、210b之间，使得如图11和13-15所示，鼻接口200的一系列环境空气孔216a、216b分别靠近或邻近鼻枕202a、202b中每一个的第一端203a、203b设置，以基本上围绕设置于其中的相应的毂部件204a、204b。

如上文中参考示出鼻接口装置130的图8所描述的，鼻接口装置200可以通过管流体地连接至呼吸辅助装置以从呼吸辅助装置接收呼吸气体。鼻接口装置200同样以类似于以上参考前述实施例所描述的方式作用。更特别地，参考图11A，该图是位于患者鼻孔内的鼻接口装置200的一部分的剖视图，在佩戴作为装置130一部分的鼻接口装置200的患者的吸气阶段，来自中心毂210b的多个输送开口212b的加压呼吸气流与从环境空气孔216b中吸入的携入环境空气一起产生流出流，该流出流在离开鼻枕202b并进入患者的相应鼻孔之前基本上充满近侧端口201b。在佩戴作为装置130一部分的鼻接口装置200的患者的呼气阶段，加压呼吸气体的流动以及由此产生的环境空气的携入停止，并且患者被允许通过鼻接口200自由呼气，患者呼出的气体通过环境空气孔216b排出。

在一个实施例中，鼻枕202a、202b中每一个的总长度L₁'与其管状主体部分225a、225b的长度L₁相同，并且其尺寸被设计为使得当使用者佩戴鼻接口200时，鼻枕的第一端203a、203b不会延伸超过使用者的鼻孔开口，同时鼻孔开口的边缘或唇缘适配或邻接鼻枕202a、202b上相应的凹槽235a、235b。参照图11A，管状主体部分225b/鼻枕202b的长度L₁、L₁'大于毂部件204b的长度L₂，管状主体部分225b/鼻枕202b的长度L₁、L₁'的尺寸被设置为适合置于使用者的鼻孔内。在本发明的实施例中，管状主体部分225a、225b的长度L₁可以在0.10英寸到0.60英寸的范围内，毂部件204a、204b的长度L₂可以在0.05英寸到0.40英寸的范围内。

图16是根据本发明另一实施例的鼻接口装置300的剖视图，图17和图18是示出鼻接口装置300的各子部件的分解透视图。图16-18所示实施例可以与参照本发明的其他实施例所描述的所有特征一起使用，并且在此将仅针对与已描述的特征及功能不同的特征及功能进行详细描述。鼻接口300包括鼻枕部件302和一对环形毂部件304a、304b。用于描述本发明实施例的各种特征的“环形”指的是大致成形为环形、中空圆柱体或环面，并且不旨在局限于具有圆形周边的这种形状，而是旨在包括各种其他周边形状，例如椭圆的、椭圆形等。鼻枕部件302包括鼻枕302a、302b，鼻枕302a、302b具有管状主体部分325a、325b，管状主体部分325a、325b限定从其大致的第一端或近端303a、303b到其相应的第二端305a、305b的中心通道326a、326b。鼻枕部件302还包括在鼻枕的第一端303a、303b之间延伸的连接条306，以在鼻枕302a、302b之间提供柔性和铰接，从而允许针对使用者的特定解剖结构而进行调节。在一个实施例中，具有鼻枕302a、302b和连接条306的鼻枕部件302是由弹性材料例如30肖氏硬度的硅胶模制而成的部件。

环形毂部件304a、304b分别与鼻枕302a、302b的第一端303a、303b同心设置或位于第一端303a、303b处。参考图17和图18中所示出的鼻接口300的分解图，环形毂部件304a、304b中的每一个包括环形毂310a、310b，环形毂310a、310b具有穿过其远侧面321a、321b形成的多个输送开口312a、312b，以及近侧环形帽336a、336b。多个输送开口312a、312b围绕远侧面321a、321b周期性地间隔开，以便于周向围绕位于中心的环境空气孔316a、316b。结合多个输送开口312a、312b的靠近环境空气孔316a、316b的定位，多个输送开口312a、312b的尺寸被设置为产生加压呼吸气体/携入空气的流出流并将该流出流输送至相应的鼻枕远侧端口301a、301b。在一个实施例中，多个输送开口312a、312b中的每一个都具有圆形横截面。环形毂310a、310b限定用于从呼吸辅助装置(未示出)接收呼吸气体的相应的入口315a、315b，并且与相应的环形帽336a、336b一起形成封闭空间或集气室317a、317b，以用于将呼吸气体分配到环形毂部件的多个输送开口312a、312b。环形帽336a、336b包括向远侧延伸的环形凸缘318a、318b，环形凸缘318a、318b卡扣在或通过胶粘或焊接固定在环形毂310a、310b中的相应凹槽内。

环形毂部件304a、304b的环形毂310a、310b定位成与鼻枕302a、302b上相应的远侧端口301a、301b同轴，使得每个环形毂部件的多个输送开口312a、312b被定位成在其相应的鼻枕内输送呼吸气体。如图16所示，中心环境空气孔316a、316b由环形毂部件304a、304b的相应内圆周表面形成，以便分别被设置在鼻枕302a、302b的第一端303a、303b处靠近或邻近相应的环形毂310a、310b的多个输送开口312a、312b的位置。

在本发明的一个实施例中，类似于出口盘122a、122b的出口盘可以与中心毂310a、310b一起使用，其中盘出口的尺寸和构造被设置成产生加压呼吸气体/携入空气的流出流并将其传输至相应的鼻枕远侧端口301a、301b。在这样的实施例中，多个输送开口312a、312b中的每一个将适于具有略大于相应的盘出口直径的直径，使得每个输送开口312a、312b足够大，从而不会阻碍从相应的盘出口流出的流体。

如上文中参考示出鼻接口装置130的图8所述的，鼻接口装置300可经由管流体地连接至呼吸辅助装置以用于从其中接收呼吸气体。鼻接口装置300同样以类似于上文中参考鼻接口装置100所描述的方式来作用。更特别地，在佩戴作为装置130一部分的鼻接口装置300的患者的吸气阶段，来自环形毂310a、310b上多个输送开口312a、312b的加压呼吸气流与从位于中心的环境空气孔316a、316b吸入的携入环境空气一起产生流出流，该流出流在离开鼻枕302a、302b并进入患者相应的鼻孔之前基本上充满近侧端口301a、301b。在佩戴作为装置130一部分的鼻接口装置300的患者的呼气阶段，加压呼吸气体的流动以及由此产生的环境空气的携入停止，患者被允许通过鼻接口300自由呼气，患者呼出的气体通过位于中心的环境空气孔316a、316b排出。

图16A是位于患者鼻孔内的图16所示鼻接口装置300的一部分的剖视图。鼻枕302a、302b中每一个的总长度L₁'与其管状主体部分325a、325b的长度L₁相同，并且其尺寸设置成使得当使用者佩戴鼻接口300时，鼻枕的第一端303a、303b不会延伸超过使用者的鼻孔，同时鼻孔开口的边缘或唇缘抵靠鼻枕302a、302b的相应的第一端303a、303b。如图16A所示，管状主体部分325a/鼻枕302a的长度L₁、L₁'大于环形毂部件304a的长度L₂，管状主体部分325a/鼻枕302a的长度L₁、L₁'的尺寸适合使用者的鼻孔。在本发明的实施例中，管状主体部分325a、325b的长度L₁可以在0.10英寸到0.60英寸的范围内，毂部件304a、304b的长度L₂可以在0.05英寸到0.40英寸的范围内。在一个实施例中，鼻枕302a的管状主体部分325a的长度L₁的尺寸被设置成能够位于使用者的鼻孔内，使得当使用者佩戴鼻接口300时，连接条306抵靠在患者鼻孔之间的小柱C上，而包括环形毂部件304a的鼻接口300的其余部分设置在使用者的鼻孔内或稍微靠近使用者的鼻孔，如图16A所示。短语“设置…稍微靠近使用者的鼻孔”的使用意味着鼻枕或毂部件的任何部分都没有延伸到距鼻孔开口边缘附近的足以与鼻孔开口边缘附近或近端的任何组织接触或相互作用的距离。

图19和图20是根据本发明实施例的流动式辅助通气(AAV)系统1950、2050的示意图，该系统可以包括如上所述的鼻接口装置100、200、300、400、500、600中的任一个以及呼吸辅助装置1952、2052。在本发明的实施例中，呼吸辅助装置1952、2052被设计成与现有的允许装置移动的呼吸机相比更小且更轻。呼吸辅助装置1952、2052可以由使用者使用带夹、肩带来佩戴，或者当其位于背包或腰包中时佩戴。呼吸辅助装置1952、2052也可以连接至使用者的氧气源，以消除使用者携带该装置的负担。在此AAV系统1950、2050的通用功能将被放在一起描述。AAV系统1950、2050向患者提供机械通气支持或气道正压，同时允许较少阻碍的运动，以便于促进患者的运动并允许日常生活中的活动。当患者通过鼻接口100、200、300、400、500、600中的一个吸气时，鼻接口的鼻枕内产生负压，该负压通过鼻接口的一个或多个传感端口与呼吸辅助装置1952、2052连通，更具体地，与包含在其中的触发器或压力传感器1954、2054连通。参考图19所示的实施例，连续的流体流动通道经由触发传感器1954与仅一个鼻枕的中心通道之间的管1928延伸，管1928具有连接至呼吸辅助装置1952的第一端或近端以及连接至鼻枕上相应的毂部件的入口的第二端或远端。参考图20所示的实施例，连续的流体流动通道经由触发传感器2054与所述一对鼻枕中每一个的中心通道之间的管2028延伸，管2028具有连接至呼吸辅助装置2052的第一端或近端以及连接至连接器或配件的第二端或远端，该连接器或配件联接至两个管或一段管，例如图8所示的管128a、128b，管128a、128b附接至该对鼻枕的毂部件的相应入口。

触发传感器1954、2054被构造为感测与呼吸的吸气阶段相关联的负压，即使是轻微的负压，并且当负压被感测为达到触发值时，逻辑控制器1956、2056响应于此进而打开控制器或电磁阀1958、2058，以允许压缩呼吸气体从压缩呼吸气源(例如气瓶或贮存器1960、2060)流至压力调节器1964、2064(压力调节器1964、2064降低呼吸气体压力)，然后通过呼吸辅助装置上相应的流孔到达鼻接口。在图19所示的实施例中，压缩呼吸气体通过管1928、1928'流向鼻接口100、200、300，在根据本发明的实施例中，管1928、1928’可以是或包括如上所述的管128a、128b的长度。在图20所示的实施例中，压缩呼吸气体通过管2028和128a、128b流向鼻接口100、200、300。逻辑控制器1956、2056被编程为在一定百分比的吸气周期内打开控制阀1958、2058，而后切断或关闭控制阀1956、2056/流孔1962、2062，直至呼气结束。以这种方式，如上所述，患者或鼻接口100、200、300的佩戴者能够通过鼻接口自由呼气。

在本发明的实施例中，管128a、128b、1928、2028中的一个或多个限定单个腔，该单个腔用于在鼻接口上相应的毂部件的一个或多个传感端口或开口与呼吸辅助装置的触发传感器或压力传感器之间提供流体连通，并且用于将压缩呼吸气体从呼吸辅助装置的流孔输送至鼻接口上相应的毂部件。在本发明的实施例中，单腔管可以有效地用于组合传感和呼吸气体输送功能，这是因为根据本发明的实施例制造的鼻接口可以有效地输送压缩呼吸气体。压缩呼吸气体的有效输送允许使用压力经调节的呼吸气体，例如低于20PSI的压缩呼吸气体，其在将低压呼吸气体输送至鼻枕期间不会对触发器/压力传感器产生不利影响，从而使得触发器/压力传感器保持其功能以感测与触发下一次呼吸气体的输送相关联的非常低的压力。这与需要以50PSI提供压缩呼吸气体的NIOV系统形成对比，该压力超出了现有氧气浓缩机系统的工作范围。与双腔管或多腔管相比，单腔管的使用允许减小管的总直径。直径的减小允许接口尺寸和横跨使用者面部的“体积”进一步减小。此外，与多腔管相比，单腔管通过简化分叉点以及与接口及呼吸辅助装置之间的连接，从而降低电路组件的复杂性。

在根据图19所示的AAV系统的各种实施例中，鼻接口100、200、300、400、500、600的一个或多个传感开口可以是鼻接口的毂部件中一个的一个或多个输送开口。例如，与AAV装置1950一起使用的鼻接口100的传感开口可以是毂部件104a的多个输送开口112a，或者可选地可以是毂部件104b的多个输送开口112b，这取决于毂部件102a、102b中的哪一个经由管道1928连接至呼吸辅助装置1952的触发器/压力传感器1954。

在根据图20的AAV系统的各种实施例中，鼻接口100、200、300、400、500、600的一个或多个传感开口可以是鼻接口的毂部件中每一个的一个或多个输送开口。例如，与AAV装置2050一起使用的鼻接口100的传感开口可以是毂部件104a的多个输送开口112a和毂部件104b的多个输送开口112b，它们通过管道128a、128b和管道2028连接至呼吸辅助装置2052的触发/压力传感器2054。

图21是根据本发明实施例的多个气动通用传感端口的示意图。根据本发明实施例的AAV系统包含多个传感端口或开口，这些传感端口或开口在与压力感测装置(例如触发器/压力传感器1954、2054)通信之前，通过集气室(例如本发明的毂部件104、204、304上的一个或两个集气室117、217、317)而具有气动通用性，该系统具有至少两个基本优点。通过将诸如由图21中示出的传感端口1，2，3…n示意性表示的以及由上述实施例中的输送开口112、212、312所表示的传感端口/开口的位置在区域中分布开，传送至AAV系统1952、2052的触发器/压力传感器的压力大致等于该区域中的各个离散的传感端口所测量出压力的平均值或者等于P_{sensor.apprxeq}(P₁+P₂+P₃+…+P_n)/n，其中n是传感端口的总数。

随着传感端口适当地分布在集气室的表面上，例如当传感端口是根据本发明的实施例所公开的输送开口时，可以在感测区域中建立的优选的平均压力，这将会减少或消除可能在单个传感端口位置出现的局部速度压力的影响。更具体地，在已知的系统中，取决于流动方向，单个传感端口位置处的速度压力可能在静压力测量值的基础上不利地增加或减少，从而可能产生错误的压力测量值，最终影响AAV系统匹配使用者自主呼吸模式的能力，因而导致系统的不期望的触发不同步。根据本发明的实施例避免了这种情况，这些实施例包括多个传感端口或开口的，这些传感端口或开口通过如本文所述的压力通气系统具有气动通用性。

此外，由于每个传感端口或开口的尺寸或直径相对于集气室较小，根据本发明实施例的多个气动通用传感端口将用作呼吸气体的源压力、近侧患者压力以及触发器/压力传感器之间的低通滤波器。低通滤波器效应是由孔的限制和集气室的顺性所产生的，并且是该二者的函数。如果限制增加，例如通过减小传感开口的尺寸，和/或集气室的顺性增加，例如通过使用更大的集气室，则过滤量将增加。低通滤波效应是有利的，因为它可以通过减少错误或遗漏的触发来提升AAV系统与患者之间的同步性，这些错误或遗漏的触发可能是由不具有低通滤波器效应时发生的较高频率噪声信号所引起的。

图22是根据本发明的另一实施例的鼻接口装置400的分解透视图，鼻接口装置400与图1-7所示的鼻接口装置100具有相同的特征，图23示出了鼻接口装置400的俯视图。图22和23所示的实施例可用于或适于与参照本发明的其他实施例描述的所有特征一起使用，并且在此将仅针对与已描述的特征及功能不同的特征及功能进行详细描述。鼻接口400包括鼻枕部件102和一对毂部件404a、404b。每个毂部件404a、404b包括远测支撑结构408a、408b、具有多个输送开口412a、412b的中心毂410a、410b、具有多个出口119a、119b的出口盘122a、122b、密封件124a、124b以及近侧气室结构114a、114b。

如上所述，毂部件404a、404b通过相应的环形边缘409a、409b附接至鼻枕部件102，在图22和23所示的实施例中，每个环形边缘包括一系列后成型孔407a、407b，这些孔在用于在将结构连接在一起的包覆成型工艺中接收穿过其中的鼻枕部件102的材料。在另一个实施例中，鼻枕部件102可以胶合或以其他方式附接至毂部件404a、404b的环形边缘409a、409b。一系列环境空气孔416a、416b形成在相应的环形轮缘409a、409b、相邻的辐条411a、411b以及中心毂410a、410b之间。

毂部件404a、404b中每一个的多个输送开口412a、412b围绕相应的中心毂410a、410b的远侧面421a、421b的周边间隔开，并且尺寸足够大，从而不会阻碍从两个或更多个盘出口119a、119b流出的流体。因此，在图22和23所示的实施例中，出口盘122a、122b的多个出口119a、119b在数量上和设置上并不直接对应于相应中心毂410a、410b的多个输送开口412a、412b。出口盘122a、122b和密封件124a、124b设置在中心毂410a、410b的近侧凹槽(未示出)内，使得两个或多个盘出口119a、119b基本上与相应中心毂的输送开口412a、412b对准。为了确保盘出口119a、119b与输送开口412a、412b对准，出口盘122a、122b通过近侧气室结构114a、114b的相应环形凸缘118a、118b保持或压靠在中心毂410a、410b的相应近侧面(未示出)上，密封件124a、124b位于其间。

图24和25是根据本发明另一实施例的鼻接口装置500的分解透视图，其示出了鼻接口装置500的各子部件，其中图26示出了鼻接口装置500的俯视图，图27示出了鼻接口装置500的透视仰视图。图24-27所示的实施例可用于或适于与参照本发明的其他实施例描述的所有特征一起使用，并且在此将仅针对与已描述的特征及功能不同的特征及功能进行详细描述。鼻接口500包括鼻枕部件102和一对毂部件504a、504b。毂部件504a、504b中的每一个包括远侧支撑结构508a、508b、具有多个输送开口512a、512b的X形或十字形中心毂510a、510b、具有多个出口519a、519b的X形或十字形出口盘522a、522b、X形或十字形密封件524a、524b以及X形或十字形近侧气室结构514a、514b。

如上所述，毂部件504a、504b上相应的环形边缘509a、509b通过胶粘、焊接等方式附接至鼻枕部件502，并且在另一个实施例中，该环形边缘可以包括一系列后成型孔，以用于在包覆成型工艺中接收穿过其中的鼻枕部件102的材料。一系列环境空气孔516a、516b形成在相应的环形边缘509a、509b和X形或十字形中心毂510a、510b之间。

毂部件504a、504b的中心毂510a、510b被定位成与鼻枕102a、102b上相应的远侧端口101a、101b纵向地对准，使得每个毂的多个盘出口519a、519b和输送开口512a、512b被定位成在其相应的鼻枕内输送呼吸气体。毂部件504a、504b的近侧气室结构514a、514b限定用于从呼吸辅助装置(未示出)接收呼吸气体的入口515a、515b，以及用于将呼吸气体分配至相应中心毂510a、510b的多个盘出口519a、519b及输送开口512a、512b的集气室或腔室517a、517b。更具体地，当近侧气室结构514a、514b被固定或以其他方式附接至由其间的近侧凹槽520a、520b限定的相应的中心毂510a、510b时，相应的集气室517a、517b形成。近侧气室结构514a、514b的形状和尺寸适于卡扣或配合在中心毂510a、510b内相应的近侧凹槽520a、520b内，以通过超声波焊接、胶粘等方式固定在其中。

如图26中最佳示出的，毂部件504a、504b中每一个的多个输送开口512a、512b沿着相应的中心毂510a、510b的X形或十字形远侧面521a、521b周期性地间隔开，并且多个输送开口512a、512b的尺寸足够大，从而不会阻碍从相应的盘出口519a、519b中流出的流体。因此，在图24-27所示的实施例中，出口盘522a、522b的多个出口519a、519b在数量及设置上直接对应于相应中心毂510a、510b的多个输送开口512a、512b。出口盘522a、522b和密封件524a、524b设置在中心毂510a、510b的近侧凹槽520a、520b内，使得盘出口519a、519b基本上与相应的中心毂的输送开口512a、512b对准。为了确保盘出口519a、519b与输送开口512a、512b对准，出口盘522a、522b通过容纳在近侧凹槽520a、520b内的近侧气室结构514a、514b保持或压靠在中心毂510a、510b上相应的近侧面(未示出)上，从而将密封件224a、224b压靠在相应的出口盘522a、522b的边缘或周边上。

图28和29是根据本发明的另一实施例的鼻接口装置600的分解透视图，其示出了鼻接口装置600的各子部件，图30示出了鼻接口装置600的俯视图，图31示出了鼻接口装置600的透视仰视图。图28-31所示的实施例可以用于或适于与参考本发明的其他实施例描述的所有特征一起使用，并且在此将仅针对与已描述的特征及功能不同的特征及功能进行详细描述。鼻接口600包括鼻枕部件102和一对毂部件604a、604b。每个毂部件604a、604b包括远侧支撑结构608a、608b、具有多个输送开口612a、612b的Y形中心毂610a、610b、具有多个出口619a、619b的Y形出口盘622a、622b、Y形密封件624a、624b以及Y形近侧气室结构614a、614b。

如上所述，毂部件604a、604b上相应的环形边缘609a、609b通过胶粘、焊接等方式附接至鼻枕部件602，并且在另一个实施例中，该环形边缘可以包括一系列后成型孔，以用于在包覆成型工艺中接收穿过其中的鼻枕部件102的材料。一系列环境空气孔616a、616b形成在相应的环形边缘609a、609b和Y形中心毂610a、610b之间。

毂部件604a、604b的中心毂610a、610b被定位成与鼻枕102a、102b上相应的远侧端口101a、101b纵向地对准，使得每个毂的多个盘出口619a、619b和输送开口612a、612b被定位成在其相应的鼻枕内输送呼吸气体。毂部件604a、604b的近侧气室结构614a、614b限定用于从呼吸辅助装置(未示出)接收呼吸气体的入口615a、615b，以及用于将呼吸气体分配至相应的中心毂610a、610b的多个盘出口619a、619b及输送开口612a、612b的集气室或腔室617a、617b。更具体地，当近侧气室结构614a、614b被固定至或以其他方式附接至由其间的近侧凹槽620a、620b限定的相应的中心毂610a、610b时，相应的集气室617a、617b形成。近侧气室结构614a、614b的形状和尺寸适于卡扣或配合在中心毂610a、610b内相应的近侧凹槽620a、620b内，以通过超声波焊接、胶粘等固定在其中。

如图30中最佳示出的，每个毂部件604a、604b的多个输送开口612a、612b沿着相应的中心毂610a、610b的Y形远侧面621a、621b周期性地间隔开，并且多个输送开口612a、612b的尺寸足够大，从而不会阻碍从相应的盘出口619a、619b流出的流体。因此，在图28-31所示的实施例中，出口盘622a、622b的多个出口619a、619b在数量及设置上直接对应于相应中心毂610a、610b的多个输送开口612a、612b。出口盘622a、622b和密封件624a、624b设置在中心毂610a、610b的近侧凹槽620a、620b内，使得盘出口619a、619b基本上与相应的中心毂的输送开口612a、612b对准。为了确保盘出口619a、619b与输送开口612a、612b对准，出口盘622a、622b通过容纳在近侧凹槽620a、620b内的近侧气室结构614a、614b保持或压靠在中心毂610a、610b上相应的近侧面(未示出)上，以将密封件624a、624b压靠在相应的出口盘622a、622b的边缘或周边上。

如上所述的鼻接口可以为流动式患者场景提供新型的治疗可能性。特别地，可以实现流动式的双重治疗操作，即可以同时提供氧气治疗以及通气治疗。

在其他实施例中，鼻接口装置可以与其他气源例如氧气浓缩机结合使用，以提供适用于某些应用的双重治疗能力。在一些实施方式中，由本发明所公开的鼻接口装置提供的更高效率的携入以及更短的输送距离(低死体积(dead volume))从而允许更低的操作压力以及从通常在氧气源中的较低的总源气体流速向通气治疗气道压力的发展。

机械通气通常用于患有晚期肺部疾病或患有影响膈肌正常功能的肌肉疾病(肌萎缩性侧索硬化(ALS)、肌营养不良和/或遗传异常引起的疾病)的患者或被这类患者所需要。

当气体通过直接连接至患者的机械呼吸机进出肺部时，机械通气提供辅助或控制呼吸的机械方式。患者通过呼吸回路直接连接至呼吸机，其中输送给患者的所有吸气气体由呼吸机通过吸气分支提供，并且患者的呼气气体由呼吸机控制并通过呼吸回路的呼气分支排出。

测量患者通气量的常用量度是分钟通气量。分钟通气量是患者的平均呼吸通气量(潮气量)与呼吸频率(呼吸/分钟)的乘积。分钟通气量可以用吸入分钟通气量

或呼出分钟通气量

来衡量。呼气通气量通常是更容易被临床医生所获得的测量值，因此常用的潮气量测量值是呼气潮气量(V_te)和呼气分钟通气量

健康患者的呼气分钟通气量的标准范围是休息时约5至8LPM，轻度活动时可达12LPM，中度运动时约20至60LPM。慢性肺病患者(如慢阻肺)的静息分钟通气量通常是健康人的两倍，即

至16LPM。图32示意性地示出了未经治疗的成年患者的自主呼吸。

已经出现几种用于对肺进行通气的技术(例如，利用铁肺、负压、正压、高频等)，然而，最常用的方法是提供正压通气，其形式可以是连续气道正压通气(CPAP)、双水平气道正压通气(BiPAP)、通气量/压力辅助、通气量/压力控制、辅助/控制、自发间歇性强制通气(SIMV)等。正压机械通气在过去的几十年里随着复杂的装置、输送模式以及算法而发展，然而所有的例子都做了一件基本的事情，给患者的肺通气。

正压呼吸机产生约20至100+LPM的流量，以确保满足患者的吸气需求。图33示出了支持或控制机械通气的患者的示例性参数。目前市场上便携式正压呼吸机的一些例子包括Vyaire^TMLTV^TM系列呼吸机(14磅，10英寸×12英寸×3英寸)、

呼吸机(9.5磅，11.3英寸×7.1英寸×3.3英寸)。

氧气治疗通常用于肺部疾病导致肺部无法充分吸收氧气的患者，包括慢性阻塞性肺病(COPD)、间质性肺病(ILD)、肺炎、哮喘等。氧气治疗通常用于患者的血氧水平低于或等于55mgHg，或者血氧饱和度为88％或更低的情况。氧气治疗通常通过双管式鼻插管或面罩进行。氧气源主要包括医院/设施壁、液氧杜瓦瓶、压缩氧气瓶和氧气浓缩机。液氧杜瓦瓶、压缩氧气瓶以及氧气浓缩机是唯一能够为非卧床患者提供一定程度便携性的选择。液氧杜瓦瓶在美国仍然存在，但是由于与制造、分销及储存相关的高成本，液氧杜瓦瓶正在慢慢被淘汰。在美国，压缩氧气仍然很容易获得，尽管其配送成本(频繁交货)更加强调为患者提供氧气浓缩机，该氧气浓缩机可以在家中使用数年，不需要经常维修及交货。氧气浓缩机利用一种被称为变压吸附PSA或者真空变压吸附VPSA的过程，将氮气从环境空气中分离出来，并将氧气输送给患者。在此不对这些过程的操作原理进行讨论。

氧气治疗的最佳实践要求氧气浓缩机输出标称90％的氧气浓度。此外，FDA和ISO的监管指导标准也要求浓缩机的浓度输出高于某个限值，通常>85％，以满足医生开出氧气处方的需求。因此，氧气浓缩机有意设计成在所有设置下均输出标称90％的氧气浓度，以满足监管许可和政府报销要求。

氧气浓缩机分为三类：固定式、可移动式和便携式。每一类浓缩机之间的输出流量区别很大，相应地，它们各自的尺寸及重量也有很大的差别。

图34示意性地示出了氧气浓缩机和使用鼻插管的患者的典型配置。氧气浓缩机连接至使用者所佩戴的双管式鼻插管或面罩上。浓缩氧气通过氧气管输送，并以恒定流量或脉冲剂量的方式输送给患者。患者通过辅助路径呼气，无论是通过嘴向外呼出还是当通过鼻子呼气时围绕鼻尖呼出。无论是恒定流量的氧气还是吸气触发式定时脉冲剂量的氧气(通常称为脉冲剂量)均通过鼻插管或面罩提供给患者。

恒定流量和脉冲剂量的治疗只能为患者提供升高的氧浓度，但无法为患者提供正压或负压通气。

固定式浓缩机既重又大(通常约为40磅)，并且被设计为用于放置在患者家中地板的中央位置。当利用约50英尺长的氧气管在家中使用固定式浓缩机时允许走动。固定式装置通常被设计为输送高达5LPM至15LPM的可调节恒定流速。

可移动式浓缩机比固定式浓缩机小，但是它们仍然太大而无法在走动时携带。可移动式浓缩机通常被集成至滚动推车设计中，以便使用者在走动时可以将装置一起拉动。可移动式装置通常被设计为输送高达2LPM至3LPM的可调节恒定流速，其中3LPM更符合标准。可移动式装置也提供脉冲剂量治疗。推注大小在一定范围内变化，从而使得推注大小与呼吸速率的乘积不超过装置的氧气生成速率。

便携式装置比固定式或可移动式装置更小且重量更轻，因此通常由使用者通过肩带或背包佩戴。便携式装置的重量约为5至7磅(见下表1)。然而，随着便携式氧气浓缩机的尺寸及重量的减小，其制氧能力也随之降低。通常便携式浓缩机在连续流动中仅能输出0.5至1.25LPM的氧气。然而，取决于流量的管理方式，它们的自主流速(呼吸周期的一小部分)可能要高得多。脉冲剂量推注是吸气触发式的且时间控制的，并且根据设置，所输送的氧气量通常在10ml至50ml的范围内。推注期间的输送流速通常为10LPM。

表1

表1

鉴于工业上已经对输送给患者的标称90％氧气浓度进行了标准化，便携式氧气浓缩机将根据其制氧能力来限制输送给患者的净输送输出。用于限制氧气输送输出的方法是限制给定推注剂量下的最大呼吸速率和/或减少与呼吸速率成比例的推注剂量。例如，1LPM的便携式氧气浓缩机在50ml(20BPM*0.05L＝1LPM)的剂量下每分钟仅能输送20次呼吸。推注量与呼吸速率的乘积被定义为输送的分钟氧气量。

大多数成年人的吸气潮气量在300到1000ml+的范围内，其流速为20到100+LPM。由于患者所需要的流量和体积明显大于浓缩机输送的流量和体积，因此体积的平衡由患者从鼻插管周围吸入鼻孔的或通过患者的口腔吸入的环境空气来保持。来自浓缩机的推注会提高输送给患者的吸入氧气分数(FIO₂)水平，这是为了提高患者的血氧饱和度，但是不会提高鼻孔中的压力。没有压力产生，机械通气就不会发生。

除了如上所述直接向患者输送浓缩氧气或机械通气之外，一些患者可以受益于升高的吸入氧气分数与通气的结合，这对于支持非卧床患者或者提升治疗有效性以帮助患者维持或实现非卧床生活方式来说可能是特别重要的，这些无法以其他方式实现。

为了提供这种治疗，恒定流量固定式氧浓缩机(>2LPM)的输出端可以连接至为患者提供正压通气的系统(见图35)。这可以通过将氧气浓缩机的输出端连接至患者呼吸回路并将规定量的分钟浓缩氧气量“加入”呼吸回路来实现，从而升高提供给患者的吸入氧气分数。一些呼吸机配备有用于连接至氧气浓缩机的低压氧气进气口，在这种情况下，呼吸机将进入空气与氧气混合，并通过呼吸回路将混合气体输送给患者。图35示出了氧气浓缩机的输出端连接至正压呼吸机的配置。

通气与高氧气输送治疗的结合为医生提供了针对患有各种肺部疾病的患者的额外的治疗选择。然而，将足够的吸入氧气分数输送给患者所需的氧气流速通常大于2LPM恒定流量。鉴于目前的技术水平，只有可移动式和固定式浓缩机才能提供这种类型及水平的氧气输出。便携式氧气浓缩机仅在检测到患者的吸气作用时才会提供脉冲剂量氧气治疗，并且当如图35示意性示出的那样连接至传统机械呼吸机的呼吸回路时可能无法正确地同步。因此，最便携的配置选择是将可移动式氧气浓缩机与便携式机械呼吸机相联接，这在便携式环境中管理起来很麻烦，并且最终很可能采用固定配置。这会阻止患者有效地走动、参与肺部康复以及进行日常生活中的活动。

如在DeVries等人的公开号为No.2016/0279362美国专利中所公开的那样，已经做出了一些将氧气浓缩机结合到机械呼吸机中的努力。Devries的专利中所公开的装置是包含在同一外壳内的浓缩机和机械呼吸机，重量超过18磅。图36中示意性地示出了DeVries所公开的设置。

尽管浓缩机和呼吸机都包含在相同外壳中，但是浓缩机相对独立于该装置的机械呼吸机部分运行，并且硬件的共享和/或集成有限，这导致装置昂贵且复杂。这种情况部分由于氧气浓缩机需要比机械呼吸机高得多的运行压力以进行变压吸附(PSA)过程，并且该机械呼吸机需要比氧气浓缩机的压缩机所输出的流速高得多的流速以给患者通气。氧气浓缩机在20PSIG范围内的压力下运行，而典型的机械呼吸机仅需要输送远小于2PSIG的压力。此外，氧气浓缩机的压缩机每产生1LPM氧气产生大约16LPM的空气(1LPM氧气/空气中21％的氧气/30％的回收率)，而机械呼吸机取决于其所提供的通气模式的类型，需要高达100至300LPM的流量。DeVries所公开的装置仅产生1至1.5LPM的氧气(标称1.25LPM)，需要大约20LPM(16LPM/LPM O₂*1.25LPM O₂)的压缩机流速，这大约比机械通气所需的流速低一个数量级。因此，该装置需要用于浓缩机的压缩机以及用于呼吸机部分的离心鼓风机。

氧气浓缩机与机械呼吸机在流量及压力的要求上的巨大差异导致难以选择单一的便携式空气源来供应两个系统。便携式机械呼吸机通常采用离心式风扇，离心式风扇提供所需的高流量，但仅提供有限的压力(<2PSIG)，不足以支持变压吸附(PSA)过程(～20PSIG)。相反地，氧气浓缩机通常利用往复活塞式压缩机，该压缩机以具有成本效益且高效的方式在支持变压吸附(PSA)过程所需的压力水平下提供压缩空气。尽管活塞式压缩机技术可以扩大至提供最高300LPM，但这种压缩机的尺寸、重量以及功率要求不利于便携式装置(>>10磅)。

DeVries所公开的装置的重量超过18磅，虽然便携，但使用者无法长时间携带其走动。通常的便携式使用者携带装置的重量不到9磅。此外，在现有技术中，输送1LPM氧气的便携式氧气浓缩机的重量≤6磅。这个例子表明，现有技术中将制氧与机械通气相结合的系统的设计还远远达不到足够便携以让使用者能够自己携带并走动的程度。

用于非卧床患者的轻型便携式氧气浓缩机传统上不被用作机械呼吸机的气源，这是因为它们通常无法提供机械呼吸机所需的流量和压力。因此，大多数使用便携式氧气浓缩机的患者无法增加潮气量，只能依靠氧气浓缩机所提供的升高的吸入氧气分数。来自便携式氧气浓缩机的没有任何显著压力辅助的氧气流对于一些呼吸功能不全的患者来说可能是不足够的。

本文所公开的某些实施例提供了一种便携式无创性空气携入氧气浓缩机系统，该系统可用于在患者的自主呼吸期间在来自氧气浓缩机的富氧气体中携入环境空气，从而增加患者的吸气潮气量。在一个实施例中，便携式无创性空气携入氧气浓缩机系统利用小型轻质的鼻枕接口(本文中描述了该接口的实施例)和重量低于9磅的轻质氧气浓缩机。氧气浓缩机被调节为向鼻枕接口提供足够的流速，以满足患者所需的吸气流速。在一些实施方式中，便携式氧气浓缩机压缩机的输出流速被调节为至少20LPM，并且无创性空气携入装置携入环境空气以将吸气气体的流速增加到至少100LPM。在一些实施方式中，便携式氧气浓缩机压缩机的输出流速可根据患者对吸气流速的要求进行调节。例如，在呼吸疾病的早期阶段，非卧床患者的吸气流速要求可能低于100LPM。在一些实施方式中，鼻枕接口可以直接连接至氧气浓缩机上的鼻插管端口。在一些实施方式中，与NIOV系统相比，本文所公开的低外形的鼻接口能够实现在目前的便携式氧气浓缩机中所使用的单腔传感及输送能力。

有利的是，便携式轻质无创性空气携入氧气浓缩机系统利用单一的压缩空气产生源，该压缩空气产生源可以向患者提供机械通气以及升高的氧气浓度水平，而不需要任何有创的机械装置、面罩、鼻罩等。小型轻质的鼻枕接口与氧气浓缩机一起工作，通过携入环境空气来增加富氧气体的潮气量，从而为患者提供动力。在一些实施方式中，该系统是自适应的，因为可以通过调节氧气浓缩机的流速来调节潮气量。

在另一个实施例中，提供了一种用于通过便携式氧气浓缩机向患者输送呼吸气体的小型轻质的鼻枕接口装置及系统。该接口提高呼吸气体在组件内部输送的速度。该配置以及高速呼吸气体相对于环境空气端口的位置有利于利用文丘里管原理来携入靠近鼻接口入口的环境空气。该接口可产生高达300％至400％的环境空气携入。该接口装置将相对较低的呼吸气体流速(低于30LPM)转换成输送给患者的100+LPM的高速流量。此外，本文所描述的接口的某些实施例可以产生高达18cmH₂O的正压，不过它可以被缩放以输送更高或更低的正压。

图37示出了使用5倍的示例性放大系数时携入作用所引起的流量放大的净效果。

除了为患者提供正压外，携入的环境空气还会放大所输送的流量。鼻接口可以联接至吸气触发式时间循环输送装置，其两者组合起来可以提供正压通气。这种触发装置可以采用具有储存功能的便携式氧气浓缩机的形式。

便携式氧气浓缩机的通气能力可以由储存器在吸入开始时所输送氧气的峰值流速来进行控制。该峰值流速出现的时间很短，不到1秒，标称可能在10LPM和20LPM之间。而后文丘里管装置将放大该峰值流速，以通过升高的气道压力以及高于来自氧气推注本身的流量来提供通气治疗。此外，便携式氧气浓缩机可以进一步调整以提供扩大的通气治疗，其方法是让更多的空气从压缩机通过系统，从而通过改变压缩机的尺寸或速度控制来提高峰值流速和相关的携入系统。在该实施例中，氧气可能会被补充空气流稀释，但是更大的通气治疗仍然可以改善患者的整体治疗。在这种情况下，相同的便携式氧气浓缩机能够在多种通气模式下运行，以在相同的制氧能力下提供不同水平的通气支持。

如果所输送的氧气推注的峰值流速在10LPM至20LPM的范围内，则输送装置所产生的5倍放大可以达到50LPM至100LPM的峰值流速。

如上所述，用于便携式氧气浓缩机的一般性压缩机的要求是每生产1LPM氧气大约需要16LPM空气。如果文丘里管装置连接至1LPM便携式氧气浓缩机，该浓缩机具有能够输送16LPM的压缩机，并且来自压缩机的额外压缩气体被供应至装置的输出端，则考虑到如上所述作为便携式氧气浓缩机的替代性操作模式的由携入引起的放大系数，输送至患者的总流速可能超过50至100+LPM。如本文所述，大多数成人的吸气流速高达100LPM。为了使文丘里管鼻接口能够如本文所述地(5倍总流速)向患者提供所需大小的流速，来自输送装置的流速约为20LPM(100LPM/5)。图38示意性地示出了连接至便携式氧气浓缩机的文丘里管装置(优选为本文所描述的公开的无创鼻接口装置，但是可选地为更传统的通气接口，例如无创面罩或有创气管导管)。

为了达到20LPM的输送流量，压缩机可以加大尺寸或以相对于期望的氧气输出更高的RPM运行，例如，否则1LPM浓缩机只需要16LPM。在第二种配置中，氧气浓缩机的尺寸可被设置为输出1.25LPM氧气，这将需要20LPM(20LPM/16LPM/LPM氧气)的压缩机流量。从过量生产的压缩机中可获得的额外流量可以被引导以升高便携式浓缩机输送的峰值气体流量，从而提升通气治疗能力。第三种选择是在浓缩机的出口增加一个体积收集器，该体积收集器在呼吸循环的呼气阶段储存加压气体，并在输送阶段(吸气阶段)用于补充来自压缩机的流量。假设现有技术中的氧气输出重量密度(5.4lb/LPM)，则与基于文丘里管的通气接口联接时提供机械通气的1LPM氧气输出浓缩机仅重5.4磅，1.25LPM的示例仅重6.75磅，使得这两个选择都是可佩戴的(<可佩戴装置的9磅)。这种设置在图39中示意性地示出。

这些示例表明，便携式和可佩戴式氧气浓缩机中压缩机的标称输出可使得文丘里管装置能够为患者提供充足的机械通气水平和升高的氧气浓度水平。尽管现有技术要求将氧气浓缩机从外部或者如在DeVries中描述的在同一个外壳内联接至呼吸机，但这两种选择都无法产生便携且可佩戴的解决方案(例如，由于装置重量超过18磅)。因此，有利的是，与便携式氧气浓缩机一起使用携入装置(例如本文所述的携入装置)可以向患者提供足够量的机械通气以及氧气，而不需要呼吸机装置。

如图所示，压缩机易于以重量/尺寸形式获得以提供充足的压力和流量，为便携式可佩戴氧气浓缩机提供动力。当与合适的携入装置(如本文所述)配合时，如果需要用便携式氧气浓缩机给患者通气，则可以获得充足的流量(高达100LPM)。可以通过将小型轻质鼻枕接口文丘里管装置连接至便携式可佩戴氧气浓缩机，以为患者提供机械通气所需的足够的流速(高达100LPM)。

应当注意的是，有利的流动可以通过将诸如本文所描述的鼻枕装置的携入装置连接至现有的超低重量便携式浓缩机来实现。如上所述，目前可达到的氧气输送脉冲峰值流速为10-20LPM，通过鼻枕携入接口可将其放大至50-100LPM，这可通过超低重量浓缩机来实现。即使是很小的设计调整和调整也可以提高这一流速。因此，对于可能处于通气需求的低端的非卧床患者，这种方法可以产生即时且高度有益的双重治疗条件。此外，需要更传统的通气接口如面罩或气管导管接口的患者仍可受益于由便携式氧气浓缩机与本发明的小管道尺寸及高效文丘里管系统相结合所提供的提升的可移动性。

虽然在上文中已经对各种实施例进行了描述，但是应当理解的是，它们仅仅是作为本发明的说明及示例，而不是作为对本发明的限制来呈现的。对于相关领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式、形状、设置以及细节上进行各种改变。因此，本发明的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制，而应当仅根据所附权利要求书及其等同物来限定。还应当理解的是，这里所讨论的每个实施例中的每个特征以及这里所引用的每个参考文献中的每个特征可以与任何其他实施例中的特征结合使用。本文所讨论的所有专利及出版物都通过引用整体合并于此。

Claims (6)

1.一种用于提供氧气及机械通气治疗的系统，所述系统包括与呼吸装置一起使用的鼻接口装置，所述呼吸装置提供来自气源的气体，所述鼻接口装置包括：

一对毂部件(104；204；304；404；504；604)，所述一对毂部件用于接收压缩气体，其中每个毂部件具有在其远侧面(121；221；321；421；521；621)的多个输送开口(112；212；312；412；512；612)；以及

一对鼻枕(例如102；202；302；402；102；102)，每个鼻枕从其近端(例如103；203；303；403；103；103)延伸至其远端(例如105；205；305；405；105；105)，

其中每个鼻枕具有设置在所述鼻枕的所述近端的相应的毂部件，从而所述毂部件的所述多个输送开口被定位成将所述压缩气体输送至所述鼻枕中；

其特征在于：

所述气源为便携式氧气浓缩机，所述便携式氧气浓缩机的重量小于11磅；

所述鼻接口装置被连接至便携式氧气浓缩机的输出端；

所述浓缩机的包括浓缩氧气在内的总气体流量输出，与所述鼻接口所携入的空气相结合，为佩戴所述鼻接口的患者提供同步的流动式氧气和机械通气治疗。

2.根据权利要求1所述的系统，其中因携入而产生的流量放大率是5倍。

3.根据权利要求1所述的系统，其中当与所述患者的吸气的启动同步进行输送时，所述便携式氧气浓缩机的峰值氧气流速输出在10至20升每分钟(LPM)之间。

4.根据权利要求1所述的系统，其中当与所述患者的吸气的启动同步进行输送时，所述便携式氧气浓缩机的峰值氧气流速输出大于20LPM。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述便携式氧气浓缩机的所述总气体流量输出为每升氧气产生量对应16LPM或更少，并且所述便携式氧气浓缩机的重量为每升氧气产生量对应5.4磅或更小。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述便携式氧气浓缩机的气体流速输出为每升氧气产生量对应20LPM或更小，并且所述便携式氧气浓缩机的重量为每升氧气产生量对应6.75磅或更小。

Images