CN115803075A - 辅助通气接口的改进 - Google Patents

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A·华莱士
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Abstract

本文中描述了改进的辅助通气接口及其方法和使用。该接口包括具有改变的设计方面的罩的实施例，以减少或甚至避免泄漏和潜在的病毒传播的风险，同时提供其他益处。在一个方面，患者接口包括具有自由呼吸阀和集成的病毒过滤器的罩。自由呼吸阀和病毒过滤器可以与排气端口分离或集成到排气端口。在另一个实施例中，可以与多个病毒过滤器一起从排气端口使用多个分支。在另一个实施例中，可以使用内部压力计。在另一个实施例中，可以使用双空气源。

Description

辅助通气接口的改进
相关申请
本申请要求2020年5月7日新西兰专利申请第764290号和2020年7月13日新西兰专利申请第766142号的优先权，其内容通过引用并入本文。
技术领域
本文描述的是辅助通气接口的改进。更具体地，描述了具有集成的自由呼吸阀和病毒过滤器的罩、具有内部压力计的罩、以及具有双空气源的罩。还描述了相关联的方法及使用。
背景技术
辅助通气接口广泛用于向有需要的患者(人类或非人类的动物)输送空气/氧气/气体/流体。
通气接口(以下称为“患者接口”)将空气、氧气或其他呼吸气体/流体从源(例如呼吸机、CPAP装置或NIV装置)引导至患者。
现有技术的患者接口可以分为侵入式或非侵入式。
侵入式接口使用管道向患者肺部输送空气，通常在患者昏迷或服用镇静剂时使用。它们本质上是更复杂的接口，需要训练有素的医务人员来应用、使用和移除。
非侵入式接口通常在患者清醒时使用。现有的接口通常是患者戴在他们的鼻子和嘴上的面罩、从颈部向上包围患者头部的罩、或者仅将空气输送到患者鼻子的鼻腔插管。
面罩的问题在于，如果长时间佩戴，它们可能是令人不舒服的，例如，它们可能是令人不舒服的甚至会给患者造成压痛。面罩还需要小心安装以确保良好的密封，并且很容易破坏面罩和患者面部之间的密封，这可能导致压力损失和从患者到外部环境的病毒传播。
图1示出了典型的现有技术的呼吸罩1。呼吸罩包括罩2，罩2附接到柔性颈部密封件3，柔性颈部密封件3围绕患者颈部形成密封。罩2可以是透明的，或者可以具有至少一个透明部分。入口端口4通常连接到呼吸机或其他呼吸空气源，诸如CPAP机器。出口端口5允许用过的空气通过压力调节器(未示出)从罩1排出到环境中。
一些呼吸罩还包含自由呼吸阀6。该阀是重要的特征，在罩1内的空气压力下降到设定点以下的情况下，该阀将打开通向罩1的外部的呼吸路径，以允许患者继续正常呼吸。例如，如果呼吸机被关闭或出现故障，这可能会发生。空气压力设定点可以在1cm至3cm H2O的范围内。通常自由呼吸阀由靠近罩2的外部中的开口的特征组成，诸如盘、膜或锥体，其可以浮动在销上，或者从开口的侧面铰接，并且在呼吸机的正常运行中，其通过罩1内的气体压力抵靠该开口保持关闭。阀6还可以包括已知强度的弹簧，该弹簧用作抵抗阀的闭合，但是在正常的呼吸机压力下太弱而不能打开阀。当罩内的压力下降到设定点以下时，阀能够在弹簧的力的作用下打开，使患者能够正常呼吸。
罩为患者提供了更多的舒适感，因为在他们的脸上或其他敏感区域没有直接的压力，并且通常提供为围绕患者颈部的项圈的密封件可以由顺应皮肤的材料制成。这种密封可以为患者提供一定程度的移动，允许他们至少在一定程度上移动而不会破坏罩密封，并且与使用面罩相比，更好的密封可以保持更高的接口内部压力。然而，在罩具有自由呼吸阀时的压力损失的情况下或更换病毒过滤器时，现有技术的罩具有与罩的病毒传播相关联的固有设计风险。现有技术的罩还包括由现有的压力测量/压力感测引起的压力损失或病毒传播的固有风险。此外，因为罩具有大的自由空气体积(死空间或死体积)，所以罩中的大部分空气将从罩中排出，而不会被患者吸入。这意味着，相对于例如具有小得多的自由空气体积的面罩，罩需要明显更大的空气体积。例如在患者需要充氧供应的情况下，罩中的高空气使用率可能不是理想的，因为充氧供应的大部分没有被患者吸入，实际上被浪费了。通过罩的空气流不像经由面部面罩或插管那样被引导或定向。
现有技术的罩也只能向患者提供一种空气压力(罩的压力)。它们无法为患者提供单独的空气供应或单独的空气压力速率。
鼻腔插管结合两个鼻腔探针，以将空气/氧气直接输送至患者的鼻子/鼻孔。通过插管的空气流并不旨在完全供给患者，而是补充患者的自然呼吸，并且如果鼻腔插管向患者供给充氧空气，则该空气流是增加患者接收的氧气水平的有用手段。需要较小的空气流和空气压力，因为空气流被导向移动到患者的鼻子/鼻孔，这使得需要的空气最少。然而，鼻腔插管完全对环境开放，并且没有能力抑制来自患者的病毒传播。此外，鼻腔插管没有能力对患者进行有效地密封(例如，张开的嘴)，因此不能获得正压来帮助给肺部充气。
利用现有的辅助通气接口来解决至少一些上述问题或者至少为公众提供一种选择可能是有利的。
从仅以示例方式给出的随后的描述中，辅助通气接口及其方法和使用的其他方面和优点将变得明显。
发明内容
本文中描述了改进的辅助通气接口及其方法和使用。该接口包括具有改变的设计方面的罩的实施例，以减少或甚至避免泄漏和潜在的病毒传播的风险，同时提供将在下面进一步描述的其他益处。
在第一方面，提供了一种患者接口，该患者接口包括：
罩，该罩包括内部，该罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于罩的内部，并且其中该罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，该空气入口被配置为将空气从空气源输送到罩的内部；
排气端口，该排气端口被配置为将空气从罩的内部输送到罩外部的环境或封闭空间；
至少一个自由呼吸阀，该至少一个自由呼吸阀与排气端口分离，该至少一个自由呼吸阀被配置为，在罩的压力下降到预定水平以下的情况下，自动向罩外部的环境或封闭空间开放；以及
至少一个病毒过滤器，该至少一个病毒过滤器集成到该至少一个自由呼吸阀，该至少一个病毒过滤器定位成与该至少一个自由呼吸阀串联，并且在罩外部的环境或封闭空间之前。
在第二方面，提供了一种患者接口，该患者接口包括：
罩，该罩包括内部，该罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于罩的内部，并且其中该罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，该空气入口被配置为将空气从空气源输送到罩的内部；
排气端口，该排气端口被配置为将空气从罩的内部输送到罩外部的环境或封闭空间；
至少一个自由呼吸阀，该至少一个自由呼吸阀集成到排气端口，该至少一个自由呼吸阀被配置为，在罩的压力下降到预定水平以下的情况下，自动向罩外部的环境或封闭空间开放；以及
至少一个病毒过滤器，该至少一个病毒过滤器定位成与该至少一个自由呼吸阀串联，并且在罩外部的环境或封闭空间之前。
在第三方面，提供了一种患者接口，该患者接口包括：
罩，该罩包括内部，该罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于罩的内部，并且其中该罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，该空气入口被配置为将空气从空气源输送到罩的内部；
排气端口，该排气端口被配置为将空气从罩的内部输送到罩外部的环境或封闭空间；
压力传感器，其中该压力传感器完全包含在罩的内部，并且其中该压力传感器测量罩内部的绝对压力。
在第四方面，提供了一种患者接口，该患者接口包括：
罩，该罩包括内部，该罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于罩的内部，并且其中该罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，该空气入口被配置为将空气从空气源输送到罩的内部；
排气端口，该排气端口被配置为将空气从罩的内部输送到罩外部的环境或封闭空间；
第二入口端口，该第二入口端口被配置为将空气从第二空气源输送到位于罩的内部的鼻腔输送装置，该第二入口端口与该鼻腔输送装置流体连接，该鼻腔输送装置被配置为与患者的鼻孔对接并将第二空气源输送到患者的鼻子。
在第五方面，提供了一种治疗需要呼吸辅助的患者的方法，该方法包括：
提供基本上如上面所描述的患者接口；
将患者接口安装到患者身上；
经由空气入口向罩提供进入空气流。
在第六方面，提供了基本上如上面所描述的患者接口在向有需要的患者提供呼吸辅助的一种使用。
上述患者接口及其方法和使用的一个优点在于防止或避免从接口泄漏并最小化病毒传播的可能性。还存在下面将更详细描述的其他优点。
附图说明
辅助通气接口及其方法和使用的其他方面将从以下描述中变得明显，以下描述仅通过示例并参照附图给出，在附图中：
图1示出了现有技术的罩的患者接口的立体图；
图2示出了患者接口的一个实施例的侧视图，该患者接口为具有排气端口的罩的形式，该排气端口包括自由呼吸阀和病毒过滤器；
图3示出了上述患者接口的前视图，该患者接口具有改进的排气端口，该改进的排气端口包括两个分支和两个病毒过滤器；
图4示出了患者接口的前视图，示出了罩内内部压力计的使用；以及
图5示出了从包括双空气供应的罩的罩前部看去的立体图。
具体实施方式
如上所述，本文中描述了改进的辅助通气接口及其方法和使用。该接口包括具有改变的设计方面的罩实施例，以减少或甚至避免泄漏和潜在病毒传播的风险，同时提供将在下面进一步描述的其他益处。
出于本说明书的目的，术语“约”或“近似”及其语法变体是指相对于参考的量、水平、程度、值、数量(number)、频率、百分比、尺寸、大小、数量(amount)、重量或长度变化多达30％、25％、20％、15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％的量、水平、程度、值、数量、频率、百分比、尺寸、大小、数量、重量或长度。
术语“基本上”或其语法变体是指至少约50％，例如75％、85％、95％或98％。
术语“包括”及其语法变体应具有包容性含义，即，它将被理解为不仅包括其直接引用的所列组件，还包括其他未指定的组件或元件。
为便于参考，提及术语“空气”或其语法变体，然而其他气体/流体也可以经由患者接口供给到患者。
为便于参考，提及术语“废空气”或其语法变体。应当理解，至少部分地由于患者的自然呼吸气体变化，来自罩的废空气的确切成分可以不同于入口空气或其他入口气体/流体。例如，废空气可以比呈纯净或环境形式的“空气”包括更高水平的二氧化碳或水分。
具有自由呼吸阀和集成病毒过滤器的罩
在第一方面，提供了一种患者接口，该患者接口包括：
罩，该罩包括内部，该罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于罩的内部，并且其中该罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，该空气入口被配置为将空气从空气源输送到罩的内部；
排气端口，该排气端口被配置为将空气从罩的内部输送到罩外部的环境或封闭空间；
至少一个自由呼吸阀，该至少一个自由呼吸阀与排气端口分离，该至少一个自由呼吸阀被配置为，在罩的压力下降到预定水平以下的情况下，自动向罩外部的环境或封闭空间开放；以及
至少一个病毒过滤器，该至少一个病毒过滤器集成到该至少一个自由呼吸阀，该至少一个病毒过滤器定位成与该至少一个自由呼吸阀串联，并且在罩外部的环境或封闭空间之前。
在上述实施例的上下文中，术语“集成”及其语法变体指的是自由呼吸阀包括在自由呼吸空气流动路径中的至少一个病毒过滤器，通过自由呼吸阀的空气在进入罩外部的环境或封闭空间之前必须通过该至少一个病毒过滤器。
具有集成的自由呼吸阀和病毒过滤器的罩
在第二方面，提供了一种患者接口，该患者接口包括：
罩，该罩包括内部，该罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于罩的内部，并且其中该罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，该空气入口被配置为将空气从空气源输送到罩的内部；
排气端口，该排气端口被配置为将空气从罩的内部输送到罩外部的环境或封闭空间；
至少一个自由呼吸阀，该至少一个自由呼吸阀集成到排气端口，该至少一个自由呼吸阀被配置为，在罩的压力下降到预定水平以下的情况下，自动向罩外部的环境或封闭空间开放；以及
至少一个病毒过滤器，该至少一个病毒过滤器定位成与该至少一个自由呼吸阀串联，并且在罩外部的环境或封闭空间之前。
在上述实施例的上下文中，术语“集成”及其语法变体是指排气端口包括位于废空气必须通过的排气端口流动路径路上或周围的至少一个自由呼吸阀。
如上所述，描述了罩，该罩具有集成在一起的自由呼吸阀和病毒过滤器，该自由呼吸阀定位成与罩的排气端口分离或一起。
如前所述，病毒过滤器也集成到自由呼吸阀或排气装置，这意味着如果压力下降且自由呼吸阀运行，废空气将经由病毒过滤器过滤。在具有自由呼吸阀的现有技术的罩中，如果压力下降且自由呼吸阀启动，患者呼出的空气通过自由呼吸阀，直接进入外部环境，例如患者所在的房间，结果可能会发生病毒传播给房间中的其他人，诸如医务人员。
罩
罩可以包括围绕开口的柔性密封件，该柔性密封件抵靠患者身体安装并将罩的内部与外部环境密封。在正常运行期间，罩和相关联部件形成封闭的空气流系统。
罩可以是基本上透明的，至少在患者面部周围是基本上透明的。在选定的实施例中，罩的侧部可以由透明材料制成，诸如透明塑料。罩的顶部或底部可以由不透明的材料制成，尽管这不是必需的。
在一个实施例中，当罩由患者佩戴时，排气端口和集成的自由呼吸阀可以位于罩的前部附近。
空气源
输送到患者接口的空气入口的空气源可以源自通气设备，诸如呼吸机、CPAP装置或NIV装置。
输送到空气入口的空气本身可以根据患者需求并且基于可用的空气源而变化。例如，输送的空气可以是环境空气、过滤的空气、氧气、富氧空气、与其他气体混合的空气或氧气、与例如蒸汽的其他流体混合的空气或氧气。
罩的压力
当空气被输送到罩的内部时，相比于罩外部的外部环境，罩的内部可以具有正压或者更高压力。空气入口处的压力可能高于排气端口处的压力。在正常运行期间，罩内部的确切压力可以是可变的。罩内部的实际压力可能取决于例如空气从空气源输送到罩的速率。在一个实施例中，在正常运行期间，罩的压力可以是1cm或2cm或3cm或4cm或5cm或6cm或7cm或8cm或9cm或10cm或11cm或12cm或13cm或14cm或15cm或16cm或17cm或18cm或19cm或20cm H2O。罩的压力范围可以是1cm至20cm H2O、或者4cm至20cm H2O、或者至少3cm H2O。然而，应该理解，可以使用更高或更低的压力。
外部环境
上述罩的外部的环境或封闭空间可以是非加压环境。
非加压环境例如可以是患者所处的环境压力或房间压力。可替代地，废空气被引导到的、罩外部的环境或封闭空间具有的压力低于罩的内部的压力。
相对于罩外部的环境或封闭空间，罩的内部的正压的关键原因可能是给肺部充气，以允许更大数量的肺泡能够有效地将氧气转移到血流中。这样则可以经由辅助呼吸使得患者死亡率的降低，并且以更有效的方式来进行。
在运行期间罩的内部具有正压的另一个原因可能是将废空气和其中的任何颗粒从罩中迫出，并且避免罩倒塌或趋向于真空压力。
自由呼吸阀的致动
自由呼吸阀可在低于预定压力水平时自动打开，并且在高于预定压力水平时自动关闭。在一个实施例中，罩中的预定压力水平接近1cm或2cm或3cm H2O，或者在1cm至3cm H2O的范围内，在该预定压力水平下自由呼吸阀自动关闭。
自由呼吸阀的位置
如上所述，自由呼吸阀可以和集成的病毒过滤器一起与排气端口分离，或者也可以和病毒过滤器一起集成到排气端口。在任一种情况下，当致动自由呼吸阀打开时(自动或手动)，自由呼吸阀提供通向外部环境的自由流动路径。在自由呼吸阀集成到排气端口的情况下，可以包括旁路，通向PEEP阀，通向压力调节阀。该阀可以由临床医生安装。
自由呼吸阀的手动旁路
在一个实施例中，自由呼吸阀可以结合手动致动的旁路。手动致动的旁路可以用于手动致动自由呼吸阀的打开和关闭。在一个实施例中，手动致动导致自由呼吸阀的完全打开和/或完全关闭。即，手动致动不会导致自由呼吸阀部分打开的取向。当罩安装在患者身上或从患者身上移除时，以及在罩的内部形成正压之前，可以使用手动致动。在压力下降到预定范围以下的情况下，如果自由呼吸阀出现故障或不能如预期的那样运行，手动致动到打开位置也可以是有用的。一旦空气源经由空气入口输送到罩，手动关闭也可以是重要的，以允许在罩中建立压力。
多个病毒过滤器/阀门(tap)/分支
排气出口可以包括两个或更多个病毒过滤器。在一个实施例中，使用的每个病毒过滤器可以位于从排气端口延伸的单独的分支上，并且如果在废空气流中存在自由呼吸阀，则每个分支从排气端口之后和自由呼吸阀之后的点延伸，即，废空气流动通过排气端口，如果存在自由呼吸阀的话，可选地进入自由呼吸阀，并且随后通过一个或多个分支。分支可以起始于连接处，诸如Y形管或T形管，该分支可以使废空气流分开。
可以由阀门来控制流动通过特定的一个或多个病毒过滤器，该阀门被配置为将废空气引导到至少一个选定的分支。在一个实施例中，阀门选择性地向一个分支和一个病毒过滤器开放废空气流，同时或几乎同时关闭通向(或其它)备用分支和病毒过滤器的流体连通。所描述的阀门可以被配置为处于偏置位置：其中一个分支向废空气流完全开放，而可选分支可以完全关闭或阻塞以防止废空气流进入关闭的分支。
在一个实施例中，阀门可以采取按钮、开关或切换键的形式。按钮、开关或切换键可以位于分支从排气端口延伸的位置上或附近，或者阀门可以定位成紧接在分支从排气端口延伸的位置之前。
病毒过滤器的壳体
病毒过滤器可以位于壳体中，并且该壳体可以安装到自由呼吸阀、或者紧接在自由呼吸阀之后、或者在自由呼吸阀之后，如上述实施例中描述的，自由呼吸阀位于排气端口附近或者为单独的自由呼吸阀。在替代实施例中，病毒过滤器可以位于壳体中，然而壳体与自由呼吸阀一体形成，如上述实施例中描述的，自由呼吸阀位于排气端口附近或者为单独的自由呼吸阀。
病毒过滤器的位置
如上所述，病毒过滤器可以定位成与至少一个自由呼吸阀串联，并且在罩外部的环境或封闭空间之前。在一个实施例中，病毒过滤器位于至少一个自由呼吸阀之后。在替代实施例中，病毒过滤器位于自由呼吸阀之前。
在自由呼吸阀和病毒过滤器集成到排气端口和废空气流的实施例中，病毒过滤器可以位于废空气流动路径中的、在废空气流的压力显著降低到低于排气端口处测得的压力之前的点处。病毒过滤器可以位于废空气流中废空气流达到罩外部的环境或封闭空间的压力之前的点处。
具有内部压力计的罩
在第三方面，提供了一种患者接口，该患者接口包括：
罩，该罩包括内部，该罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于罩的内部，并且其中该罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，该空气入口被配置为将空气从空气源输送到罩的内部；
排气端口，该排气端口被配置为将空气从罩的内部输送到罩外部的环境或封闭空间；
压力传感器，其中该压力传感器完全包含在罩的内部，并且其中该压力传感器测量罩内部的绝对压力。
如上所述，所描述的患者接口可以包括完全包含在罩内的压力传感器，并且该压力传感器测量罩内部的绝对压力。
压力传感器
一些现有技术的呼吸罩可能包括压力感测计，以显示罩内的压力，从而验证正确的通气系统运行。这些压力感测计通常安装到罩的排气端口，这些压力感测计提供罩内的压力的合理表示。然而，在医疗应用中使用的许多压力计是以下类型，即，压力计三通进入排气管线的一侧，并且在指示单元的另一侧具有通向周围环境的开口，该指示单元给出与环境压力的比较读数(测量相对压力)。该开口可以允许废空气逸出，从而传播病毒物质。这并不理想，因此具有完全位于罩内部的压力传感器是更优选的，因为这完全避免了空气流失和病毒传播的风险。
可替代的现有技术实施例是在病毒过滤器之后安装压力计，以确保只有过滤后的空气通过压力计。这是不理想的，因为穿过病毒过滤器有显著的压降，并且该压降仅随着病毒过滤器变脏而增加。因此，测量的压力随时间变化。此外，位于病毒过滤器之后的压力计在该位置对罩内的压力变化也不太敏感，因为压力计由于病毒过滤器压降不会发生变化。因此，这种形式的压力测量在指示患者呼吸状况方面并不有效。同样，使用位于罩内的压力传感器避免了这些问题，并提供了一种非常灵敏的方法来检测患者呼吸中的微小变化。
压力传感器可能不与罩外部的环境或封闭空间流体连通。
压力传感器可以包括视觉、听觉或振动信号，指示在罩的内部所感测到的压力。
压力传感器的输出可以透过罩壁观察。
压力传感器可以向患者接口外部的装置发送信号，该信号指示在罩的内部所测量的压力。
具有双空气源的罩
在第四方面，提供了一种患者接口，该患者接口包括：
罩，该罩包括内部，该罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于罩的内部，并且其中该罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，该空气入口被配置为将空气从空气源输送到罩的内部；
排气端口，该排气端口被配置为将空气从罩的内部输送到罩外部的环境或封闭空间；
第二入口端口，该第二入口端口被配置为将空气从第二空气源输送到位于罩的内部的鼻腔输送装置，该第二入口端口与该鼻腔输送装置流体连接，该鼻腔输送装置被配置为与患者的鼻孔对接并将第二空气源输送到患者的鼻子。
鼻腔输送装置
鼻腔输送装置可以是使得能够与患者的鼻腔通道或鼻孔流体连通的装置或部件。在一个实施例中，鼻腔输送装置可以是鼻腔插管。在另一个实施例中，鼻腔输送装置可以是鼻腔罩。下文中可互换地提及鼻腔输送装置为鼻腔插管，然而这不应被视为限制，因为使用其它鼻腔输送装置也可以实现相同的功能。
如上所述，单独的呼吸罩的潜在缺点是，由于流入罩的大部分空气被再次排出而没有被吸入，因此必须施加大量的充氧空气。当氧气供应有限时，诸如在车辆运送患者和流行病情况下，这是一个特别的问题。
在这种情况下，鼻腔插管可能是指一种典型的装置，该装置包括两个鼻腔探针，用于将充氧空气直接输送到患者的鼻孔或鼻腔通道，以补充他们通过他们的鼻子和嘴自然呼吸的空气。再次注意，鼻腔罩或其他鼻腔输送装置也可以以类似的方式使用。
在上面描述的患者接口的上下文中，罩和鼻腔输送装置的组合克服了呼吸罩中高氧气使用的问题，因为充氧空气供应可以经由插管/鼻腔输送装置被引导至患者的鼻孔，并且由于罩，避免了来自感染患者的任何病毒传播。因此，这种患者接口可以具有罩和插管/鼻腔输送装置的优点，同时避免了与每个单独接口相关联的常见缺点。
在一个实施例中，鼻腔输送装置可以永久地附接到第二入口端口。在替代实施例中，鼻腔输送装置可以可移除地附接到第二入口端口。
患者接口可以被配置成，使得相比于第一入口端口和罩的内部所接收的，第二入口端口和鼻腔插管/鼻腔输送装置接收不同流动速率的空气。即，与通过罩供应相比，通过插管/鼻腔输送装置供应而输送到罩的空气流的量、体积或速率可以是更低的(或者可选地更高的)量、体积或速率。第二入口端口或鼻腔输送装置的进入端口可以例如接收相当于或小于1cm H2O的压力的较低流动速率的空气。第一入口端口或罩的入口可以例如接收相当于1cm至3cm H2O的压力的较高流动速率的空气。
在一个实施例中，第二入口端口可以接收充氧空气或不同于环境空气成分的空气供应。
第一入口端口可以接收环境空气。
治疗的方法
在第五方面，提供了一种治疗需要呼吸辅助的患者的方法，该方法包括：
提供基本上如上面所描述的患者接口；
将患者接口安装到患者身上；
经由空气入口向罩提供进入空气流。
治疗的使用
在第六方面，提供了基本上如上面所描述的患者接口在向有需要的患者提供呼吸辅助的一种使用。
上述方法和使用中的患者可以是人类。然而，不排除非人类动物，并且该患者接口也可以用于兽医应用。
优点
从以上描述中可以理解，所描述的患者接口提供了许多优点。更具体地，上述优点包括但不限于以下中的一个或多个：
-提供一种患者接口，该患者接口具有现有技术的罩的优点，诸如舒适、易于安装，并且如现有技术的罩一样在向患者的空气/氧气传递方面具有可靠性，而且还解决了与空气泄漏和病毒传播相关联的罩的问题。
-提供一种减少制造和操作接口所需部件数量的患者接口设计。举例来说，图1所示的现有技术的罩需要单独的自由呼吸阀，而本文中所描述的改进的患者接口将自由呼吸阀与排气端口集成，并因此减少了罩中所需的部件数量和穿透。
-可选地，所描述的患者接口消除了对单独的外部通气自由呼吸阀的需要，或者自由呼吸阀具有集成在其中的病毒过滤器。这降低了病毒传播的风险，因为现有技术的自由呼吸阀与外部环境通气。
-在自由呼吸阀作为排气端口的一部分的实施例中，通过移除单独的自由呼吸阀，更容易制造罩，并且将自由呼吸阀提供为排气端口的单独部件，因此在需要时更容易更换部件。
-所描述的患者接口提供了与自由呼吸阀一起的集成的病毒过滤。
这避免了经由阀与外部环境通气和潜在的病毒传播的现有技术情况。病毒过滤还确保经由排气装置的任何病毒物质转移被捕获或最小化。
-在使用集成压力阀的情况下，所测量的压力可能比现有技术的系统更精确，因为压力传感器直接测量罩内部的绝对压力，而不是通过与外部环境进行比较来间接测量。
-内部压力传感器也避免了现有技术的装置中可能的病毒传播的进一步风险。现有技术的压力传感器可以位于罩外部或与罩的外部通气，因此可能是病毒传播的来源。通过内部压力传感器，消除了这种风险。
-所描述的患者接口可以允许选择在不需要停止患者空气流的情况下更换病毒过滤器，并且在更换病毒过滤器期间防止废空气从罩传播。举例来说，在使用分支排气的情况下，一个分支可以是打开的，而其他分支是关闭的。在不干扰通过打开的分支的正常空气流的情况下，可以移除和更换关闭的分支中的病毒过滤器。
-在需要更定向的空气流或者需要双空气流的实施例中，例如向患者输送充氧空气和正常空气，本文描述的患者接口可以被修改以允许将空气/氧气插管输送到患者的鼻孔。插管输送是已知的，然而，通过使用所描述的患者接口，可以实现没有病毒传播的风险的经由插管的输送，仅通过单独的插管这是不可能的。
-除了以上所述，经由插管到患者的定向的空气流，例如充氧空气，通过将定向的空气流更直接地输送到需要它的地方，可以减少氧气(或其他气体/流体)的浪费。
上面描述的实施例也可以广义地说包括本申请说明书中单独或共同提及或指出的部件、元件和特征，以及任何两个或更多所述部件、元件或特征的任何组合或所有组合。
此外，本文提及的特定整体在实施例所涉及的领域中具有已知等同物的情况下，这些已知等同物被视为结合在本文中，如同被单独阐述一样。
工作示例
现在参照具体示例对上面描述的改进的辅助通气接口及其方法和使用进行描述。
示例1
图2示出了呼吸罩1的实施例的侧视图，其中自由呼吸阀6体现在呼吸罩1的前部。允许阀被手动打开或关闭而不考虑呼吸罩1内的压力的接口8(例如，按钮、开关或切换键)可以被结合到自由呼吸阀6中，以允许临床工作人员或患者手动控制阀的位置。例如，如果呼吸罩1内的压力高得令人不舒服，可以手动打开自由呼吸阀6。接口8也可以用于手动关闭自由呼吸阀6，以允许在呼吸机首次启动时在呼吸罩1内建立压力。
图2所示的自由呼吸阀6的实施例包括病毒过滤器7。病毒过滤器7定位在通向环境的自由呼吸阀6的出口上。自由呼吸阀6的出口和病毒过滤器7之间的配件或密封件是至少基本上气密的，使得从呼吸罩1内通过自由呼吸阀6到达环境的加压空气必须首先通过病毒过滤器7。以这种方式，如果自由呼吸阀6以上面描述的方式向治疗室打开，排出空气中的任何病毒将至少基本上被病毒过滤器7去除，并且不会逸出罩1。这降低了病毒污染的高压气体从呼吸罩1逸出到房间内的风险。
病毒过滤器7可以在与自由呼吸阀6的主体一体形成的壳体内。在其他实施例中，病毒过滤器7可以是模块化的，并且可以抵靠自由呼吸阀6的主体或出口安装或密封。这些实施例具有允许将病毒过滤器改装到现有的自由呼吸阀上的优点。病毒过滤器7是可更换的，使得可以用新的过滤器替换变脏的过滤器。
病毒过滤器7可以是用于其他医疗应用的标准病毒过滤器，诸如HEPA(高效微粒空气)过滤器。病毒过滤器7也可以满足医用的国际标准，诸如ISO 5356-1(涉及与呼吸装置一起使用的设备)。病毒过滤器7可以具有至少95％的过滤效率，尽管优选地具有更高的过滤效率，诸如至少98％的过滤效率。病毒过滤器7能够过滤一定尺寸范围的颗粒。作为非限制性示例，病毒过滤器7能够过滤掉尺寸在0.01μm至500μm之间的微粒。此外，尽管在本说明书中使用了术语“病毒”过滤器，但是病毒过滤器7能够过滤掉细菌或其他病原体。在给定应用中使用的病毒过滤器7的特征可以变化，并且可以至少部分取决于患者的需求和状况以及主治临床医生的判断。这些病毒过滤器细节是以示例的方式提供的，然而，本文中描述的患者接口可以与任何现有的病毒过滤器一起使用，并且因此这些特征可以变化以适合患者接口的期望应用。
图3示出了呼吸罩1的排气端口5的实施例。在所示的配置中，排气端口5通向接头9(即与接头9流体连通)，接头9将排出的气体引入两个单独的分支9a和9b中的一个。接头9包含阀门10，该阀门10选择性地将分支9a或9b中的一个与排气端口5阻断，同时将另一个分支9a或9b暴露于排气端口5。也就是说，阀门10被配置为选择性地允许分支9a或9b中的一个与排气端口5之间的流体连通。这允许临床工作人员在任何时候通过使用阀门10来选择两个出口中的哪一个被使用。
每个分支9a和9b包括相关联的病毒过滤器7a和7b。这些病毒过滤器7a和7b的壳体可以是模块化的，并且可以安装到每个分支9a或9b上，或者可以与分支9a和9b一体形成。
由于病毒过滤器可能会堵塞，因此必须定期更换，以确保它们的有效性。通常的更换频率是每24小时一次，这可能比患者保持通气所需的时间段更短。在传统的呼吸罩中，病毒过滤器的移除会使被病毒污染的气体逸出。管理这种情况的标准方法是在移除过滤器之前关闭呼吸机，以降低罩内的压力。然而，这可能无法完全消除压力，并且被污染的气体仍可能逸出。此外，通气的移除可能对患者有害。
在图3所示的配置中，在不需要停止呼吸机并且不需要将房间暴露于未过滤的气体的情况下，病毒过滤器7a或7b中的任一个都可以被更换。作为说明性的示例，如果病毒过滤器7a要被更换并且当前正在使用，阀门10被转动以关闭分支9a。呼吸机继续正常运行，其中气体通过分支9b和相关联的病毒过滤器7b排出。然后，病毒过滤器7a被安全地移除，其中阀门10仍然引导废气通过分支9b。以这种方式，对患者的通气是不间断的，其中没有中断对排出气体的过滤。然后，如果需要的话，也可以通过重复该过程来更换病毒过滤器7b(将阀门10切换成阻断分支9b，并通过新更换的病毒过滤器7a排出气体)。
在一些实施例中，在移除病毒过滤器之前，阀门10下游的分支内的任何残余高压气体可以通过其相关联的病毒过滤器进行放气。在其他实施例中，病毒过滤器可以基本上紧接在阀门之后定位，并且放气步骤可能不是必需的。
阀门10可以被弹簧或其他机构(未示出)偏置，使得它仅稳定在对应于任一(或任何)分支的关闭的位置。参照图3所描绘的示例实施例，阀门10可以被配置成使得它总是被推动到分支9a或9b中的一个分支完全关闭而另一个分支完全打开的位置。在这些实施例中，如果操作者意外地将阀门放置在每个分支9a和9b将部分地打开的位置，阀门将在偏置弹簧或等效元件的作用下移动到其中一个分支完全关闭的位置。这可以降低当更换病毒过滤器7a或7b时，分支9a或9b中的一个意外地部分暴露于环境的可能性。
此外，使用2个分支和2个病毒过滤器仅是申请人整个发明的一个示例，其他实施例可以包括任意多个分支和相关联的病毒过滤器。分支和病毒过滤器的数量将取决于呼吸机的应用。
示例2
图4示出了压力感测计11的实施例。可以使用压力感测计来确保呼吸机正确地运行(即，已经为特定患者设置了正确的压力)。它还可以例如通过显示压力的变化指示系统内是否有堵塞或泄漏。当足够靠近患者放置并且采用快速运行设计时，它还可以记录由于患者呼吸而产生的压力变化，并且因此可以给出关于患者健康状况的重要临床观点。
这类设备上的压力感测计的特别的问题是，它通常依赖于流经压力计并排出到环境中的空气泄漏。在传染性病人的情况下，这可能导致病毒污染。在图4所示的配置中，压力感测单元11安装在呼吸罩1内，其测量绝对压力，因此不连接到外部环境。也就是说，罩在使用时，压力传感器不与呼吸罩外部的环境流体连通。传感器11可以包含可视计量器，并且它可以位于罩1内方便的位置，以允许临床工作人员从罩1的外部观察该计量器。在所示的配置中，传感器11被粘在罩2的内部。在优选的配置中，传感器11还可以例如通过蓝牙发送其读取的无线信号，并且该信号可以在诸如移动电话或平板电脑的外部装置上读取(也就是说，外部装置能够与传感器11对接)。这使得能够记录一段时间内的压力变化，例如记录患者的呼吸特征。
示例4
图5示出了类似于图1所示的呼吸罩。在该实施例中，鼻腔插管7可以经由围绕患者头部的带9安装到患者身上。插管7上的鼻腔探针8插入患者的鼻孔中。插管7的入口端具有连接器10。连接器10通过罩1中的端口11安装，以在罩1中形成用于充氧空气到鼻腔插管7的入口点。
在运行中，插管7将经由端口11连接到低体积流量的充氧空气，而较低浓度的高体积流量的空气可通过端口4施加。这种高体积流量例如可以是过滤后的环境空气，而不是精确计量的充氧源。以这种方式，可以施加高流量的空气，以满足呼吸罩1的运行特性，同时节省氧气供应。
已经仅以示例的方式描述了辅助通气接口的方面及其方法和使用，并且应当理解，在不脱离本文中的权利要求书的范围的情况下，可以对辅助通气接口进行修改和添加。

Claims (22)

1.一种患者接口，所述患者接口包括：
罩，所述罩包括内部，所述罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于所述罩的所述内部，并且其中所述罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，所述空气入口被配置为将空气从空气源输送到所述罩的所述内部；
排气端口，所述排气端口被配置为将空气从所述罩的所述内部输送到所述罩外部的环境或封闭空间；
第二入口端口，所述第二入口端口被配置为将空气从第二空气源输送到位于所述罩的所述内部的鼻腔输送装置，所述第二入口端口与所述鼻腔输送装置流体连接，所述鼻腔输送装置被配置为与患者的鼻孔对接并将所述第二空气源输送到患者的鼻子。
2.根据权利要求1所述的患者接口，其中，所述鼻腔输送装置为鼻腔插管。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的患者接口，其中，所述患者接口被配置为，使得所述第二入口端口接收的空气的体积速率低于所述第一入口端口和所述罩的所述内部接收的空气的体积速率。
4.根据上述权利要求中的任一项所述的患者接口，其中，所述第二入口端口接收充氧空气，并且所述第一入口端口接收非充氧的环境空气。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的患者接口，其中，所述患者接口还包括至少一个自由呼吸阀，所述至少一个自由呼吸阀被配置为在所述罩的压力下降到预定水平以下的情况下，自动向所述罩外部的环境或封闭空间开放；以及至少一个病毒过滤器，所述至少一个病毒过滤器定位成与所述至少一个自由呼吸阀串联，并且在所述罩外部的环境或封闭空间之前。
6.根据上述权利要求中的任一项所述的患者接口，其中，所述自由呼吸阀与所述排气端口分离。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的患者接口，其中，所述自由呼吸阀集成到所述排气端口。
8.根据上述权利要求中的任一项所述的患者接口，其中，所述患者接口还包括压力传感器，其中，所述压力传感器完全包含在所述罩的所述内部，并且其中，所述压力传感器测量所述罩内部的绝对压力。
9.一种患者接口，所述患者接口包括：
罩，所述罩包括内部，所述罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于所述罩的所述内部，并且其中所述罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，所述空气入口被配置为将空气从空气源输送到所述罩的所述内部；
排气端口，所述排气端口被配置为将空气从所述罩的所述内部输送到所述罩外部的环境或封闭空间；
至少一个自由呼吸阀，所述至少一个自由呼吸阀与所述排气端口分离，所述至少一个自由呼吸阀被配置为在所述罩的压力下降到预定水平以下的情况下，自动向所述罩外部的环境或封闭空间开放；以及
至少一个病毒过滤器，所述至少一个病毒过滤器集成到所述至少一个自由呼吸阀，所述至少一个病毒过滤器定位成与所述至少一个自由呼吸阀串联，并且在所述罩外部的环境或封闭空间之前。
10.一种患者接口，所述患者接口包括：
罩，所述罩包括内部，所述罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于所述罩的所述内部，并且其中所述罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，所述空气入口被配置为将空气从空气源输送到所述罩的所述内部；
排气端口，所述排气端口被配置为将空气从所述罩的所述内部输送到所述罩外部的环境或封闭空间；
至少一个自由呼吸阀，所述至少一个自由呼吸阀集成到所述排气端口，所述至少一个自由呼吸阀被配置为在所述罩的压力下降到预定水平以下的情况下，自动向所述罩外部的环境或封闭空间开放；以及
至少一个病毒过滤器，所述至少一个病毒过滤器定位成与所述至少一个自由呼吸阀串联，并且在所述罩外部的环境或封闭空间之前。
11.根据权利要求9或权利要求10所述的患者接口，其中，所述空气源为：环境空气、过滤的空气、氧气、富氧空气、与其他气体混合的空气或氧气、与其他流体混合的空气或氧气。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的患者接口，其中，所述罩的压力的预定水平为1cm至3cm H2O，低于所述预定水平，所述自由呼吸阀自动打开。
13.根据权利要求9至12中的任一项所述的患者接口，其中，所述罩外部的环境或封闭空间具有的压力低于所述罩的所述内部的压力。
14.根据权利要求9所述的患者接口，其中，所述自由呼吸阀集成到两个或更多个病毒过滤器，每个病毒过滤器位于单独的分支上，并且每个分支从所述自由呼吸阀之后的点延伸，由阀门来控制流动通过任一病毒过滤器或病毒过滤器，所述阀门被配置成将空气从所述自由呼吸阀引导到至少一个选定的分支和病毒过滤器。
15.根据权利要求10所述的患者接口，其中，所述排气出口包括两个或更多个病毒过滤器，每个病毒过滤器位于单独的分支上，并且每个分支从所述自由呼吸阀之后的点延伸，由阀门来控制流动通过任一病毒过滤器或病毒过滤器，所述阀门被配置为将废空气引导到至少一个选定的分支。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的患者接口，其中，所述阀门选择性地向一个分支和一个病毒过滤器开放废空气流，同时关闭通向备用分支或病毒过滤器、或其他备用分支或病毒过滤器的流体连通。
17.根据权利要求17所述的患者接口，其中，所述阀门被偏置到分支完全打开和分支完全关闭的位置。
18.一种患者接口，所述患者接口包括：
罩，所述罩包括内部，所述罩被配置为安装在患者的头部上，使得患者的头部或至少他们的鼻子和嘴位于所述罩的所述内部，并且其中所述罩被配置为提供封闭的呼吸环境；
空气入口，所述空气入口被配置为将空气从空气源输送到所述罩的所述内部；
排气端口，所述排气端口被配置为将空气从所述罩的所述内部输送到所述罩外部的环境或封闭空间；
压力传感器，其中所述压力传感器完全包含在所述罩的所述内部，并且其中所述压力传感器测量所述罩内部的绝对压力。
19.根据权利要求18所述的患者接口，其中，所述压力传感器不与所述罩外部的环境或封闭空间流体连通。
20.根据权利要求18或权利要求19所述的患者接口，其中，所述患者接口还包括至少一个自由呼吸阀，所述至少一个自由呼吸阀被配置为在所述罩的压力下降到预定水平以下的情况下，自动向所述罩外部的环境或封闭空间开放；以及至少一个病毒过滤器，所述至少一个病毒过滤器定位成串联在所述至少一个自由呼吸阀之后和所述罩外部的环境或封闭空间之前。
21.一种治疗需要呼吸辅助的患者的方法，所述方法包括：
提供如上述权利要求中的任一项所述的患者接口；
将所述患者接口安装到所述患者身上；
经由空气入口向罩提供进入空气流。
22.根据权利要求1至20中的任一项所述的患者接口在向有需要的患者提供呼吸辅助的一种使用。
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