CN116322855A - 用于输送气体的患者接口 - Google Patents

Abstract

一种用于向患者输送气体的患者接口包括：至少一个吸气元件，用于将气体流引导至患者气道；至少一个呼气元件，该呼气元件包括用于引导来自患者的呼出气体的呼出气体流动路径；以及在呼出气体流动路径中的至少一个透气本体。各吸气元件包括至少一个吸气管腔，所述气体流被引导通过该吸气管腔。透气本体设置成使得在呼出气体流动路径中的呼出气体在离开患者接口之前被引导通过透气本体。

Description

用于输送气体的患者接口

技术领域

本发明涉及一种用于向患者输送气体的患者接口。本发明特别地(但并不排他)涉及一种用于引导或处理来自患者的呼出气体的接口。

背景技术

在多种医疗过程中需要呼吸支持，以便在患者中实现充分的气体交换。呼吸支持涉及通过患者接口(例如鼻插管、气管内导管(ETT)、气管造口管、喉罩(LMA)、鼻罩、面罩等)而将呼吸气体输送至患者的气道。可以在呼吸暂停的患者中或自主呼吸的患者中提供呼吸支持。在很多情况下，希望以高流速向患者提供呼吸气体，以便实现有效氧合和清除CO₂，从而减少呼吸死腔。

接受呼吸支持的患者通常非常不适，且呼吸支持的输送是恢复前景和恢复速度的重要因素。因此，呼吸支持输送系统和患者接口的进步集中于用于向患者安全有效地输送呼吸气体的特征，而很少关注呼吸气体的管理。

本文包括的背景技术的讨论(包括对文献、法令、材料、装置、文章等的参考)用于解释本发明。这不应当认为是承认或暗示所提及的任何材料在任何权利要求的优先权日在澳大利亚或任何其他国家是公开、已知或者是公知常识的一部分。

发明内容

已知很多呼吸道疾病通过感染的呼吸气体飞沫进入未感染者的呼吸系统而传播。2009年的“甲型猪流感”(H1N1)开始于墨西哥，并迅速蔓延至200多个国家和地区。冠状病毒形成一个大的病毒家族，它们可以引起从普通感冒到更严重疾病的一系列疾病。SARS(严重急性呼吸综合征)、MERS(中东呼吸综合征)和最近的呼吸综合征冠状病毒2(SARS-CoV-2)(其引起疾病COVID-19)由于它们的高传播率而达到大流行状态。根据世界卫生组织(WHO)，在本申请的优先权日时，认为严重急性SARS-CoV-2的传播主要通过感染者和受感染者之间的飞沫和污染物而发生。不过，并没有排除这种和其他呼吸道疾病的空气传播，还可以设想，当在医疗保健设施中对感染患者进行某些气溶胶产生过程时，气溶胶(包括呼出气体中的气溶胶)的分散可能存在携带和传播这些呼吸道疾病的风险。

作为在空气中的悬浮微粒或飞沫的气溶胶可以通过多种机制产生，包括高速气流与相对缓慢运动的液体流的相互作用。这些微粒或飞沫会包含人类不希望接触的物质和/或污染物。气溶胶可能是感染性的和/或含有病原体，当其被吸入或者与眼部的流体接触时，可能对健康产生不利的影响。可能包含这种气溶胶的呼出气体的管理可能具有挑战性。在利用非密封患者接口来进行高流量输送治疗(例如鼻高流量(NHF)治疗)时，呼吸气体的管理可能变得特别具有挑战性，其中，呼吸气体以高达70L/min的流速喷射至患者的气道中。可能存在这样的看法：以这种方式输送气体有助于或引起气溶胶产生过程。这又可能导致医护人员采取气溶胶产生过程预防措施，这可能改变患者的护理。

感染传播的风险取决于到达受感染者的感染部位的活病原体的数量，而这又取决于通过呼气排出的病原体的数量和病原体在传播过程中的存活率。类似地，暴露于患者呼出气体中的物质或污染物(例如雾化药物)的风险取决于到达非预期接受者的药物的量，这又取决于通过呼吸气体排出的药物量以及药物在非预期接受者中的存活力。

希望减轻与来自接收呼吸支持的患者的呼出气体相关联的一个或多个风险和/或感知风险。

从一个方面来看，本发明提供了一种用于向患者输送气体的患者接口，该患者接口包括：至少一个吸气元件，用于将气体流引导至患者气道，各吸气元件包括至少一个吸气管腔，所述气体流被引导通过该吸气管腔；至少一个呼气元件，该呼气元件包括呼出气体流动路径，用于引导来自患者的呼出气体；以及在呼出气体流动路径中的至少一个透气本体；其中，透气本体设置成使得在呼出气体流动路径中的呼出气体在离开患者接口之前被引导通过透气本体。

典型地，引导呼出气体通过透气本体将在呼出气体离开患者接口之前至少部分地处理呼出气体。处理呼出气体可以包括：减轻来自患者接口的呼出气体中的气溶胶或病原体或其他污染物的释放和/或降低它们的速度，而理想地是并不显著增加流动阻力。透气本体可以是适合于或可设置成限制液体行进通过本体和/或限制气溶胶行进通过本体的任何材料。透气本体可以包括水分子和气流可透过并且可以基本不可透过大量液态水流的材料。在一些实施例中，透气本体可以包括吸收材料，和/或可以包括聚酯、聚氨酯、尼龙、聚乙烯或它们的复合物中的一种或多种，和/或织物和/或聚合物基质织物。

在一些实施例中，患者接口还包括固定装置，用于将患者接口定位或固定至患者上，从而在气体被引导至患者气道中时将接口保持在可操作位置。固定装置可以包括例如头帽、头带、系带、弹性件、粘性皮肤垫等中的一个或多个。在一些实施例中，固定装置可以包括帽/头颅帽型头帽。患者接口可以包括一个或多个连接特征，用于联接列出的任何固定装置。该一个或多个连接特征可以允许固定装置的永久联接，或者它可以是可移除或可拆卸的。

在一些实施例中，患者接口还包括歧管本体，该歧管本体提供从呼吸气体源至吸气管腔的气体流入路径。歧管本体可以在可操作位置中定位在患者面部上，并可以通过固定装置来固定。替代地，歧管本体可以定位在患者面部外，以使得它并不接触患者面部，但仍然相对于患者面部可操作地定位，以便实现呼吸气体从呼吸气体源至患者接口的吸气管腔的输送。通常，歧管本体可与气体输送导管联接或包括气体输送导管，以便将呼吸气体从呼吸气体源输送至所述至少一个吸气元件，且歧管本体通过吸气管腔而与患者的气道流体连通，例如通过鼻元件，如患者接口的鼻叉。

在一些实施例中，患者接口包括用于将气体引导至患者气管中的一个或多个管，或者与该一个或多个管可操作地联接。该患者接口可以包括面罩、管或鼻插管，其包括设置成将气体引导至患者鼻孔中的至少一个鼻元件(例如鼻叉)。应当理解，尽管本发明的一些实施例可以涉及在呼气元件处存在密封闭塞的密封患者接口，但是很多实施例涉及在呼气元件处不存在密封闭塞的非密封接口。

在一些实施例中，患者接口的鼻元件用于将气体流引导至患者的鼻孔中，且呼出气体从患者口腔释放或者在鼻元件周围(但不通过鼻元件)释放。在这种布置中，鼻呼出流动路径中的呼吸气体的处理通过将至少一个透气本体设置为覆盖鼻元件的至少一部分的盖来实现。盖可以是在鼻元件上可移除的和/或可更换的，且理想地是成形为非密封地闭塞鼻孔，在这种意义上，没有直接视线进入鼻孔，但是存在通过透气本体的呼出气体流。在一些实施例中，鼻元件和盖中的一个或两个占据鼻孔，从而使得来自所述鼻孔的呼出气体至少主要地(如果不是完全地)被引导通过透气本体。

在一些实施例中，患者接口的鼻元件还包括一个或多个呼气流管腔，且患者接口包括歧管本体，该歧管本体提供气体流出路径，用于呼出气体从鼻元件中的呼气流管腔到至少一个透气本体。在这种布置中，透气本体可以设置在歧管本体中或形成歧管本体的一部分或全部。包含呼气流管腔的鼻元件不需要密封鼻孔，因为呼出气体的至少一部分将由歧管本体中的透气本体处理。不过，这种布置还可以包括盖，该盖包括环绕鼻元件的透气本体，以便提供对环绕鼻元件释放以及通过鼻元件中的呼气流管腔释放的呼出气体的处理。

在一些实施例中，患者接口还包括用于向患者输送呼吸气体的气体输送导管。透气本体包括环绕气体输送导管的至少一部分的鞘，并设置成与来自呼气元件的呼出气体流体连通。这可以通过穿过歧管本体的呼气流管腔来实现，该歧管本体提供从鼻元件到透气鞘的呼出气体流动路径。

透气本体可以包括过滤材料，该过滤材料从以下组中选择，该组包括但并不局限于纤维、针织、机织、泡沫、织物、非织物或其它过滤材料。在一些实施例中，透气本体设置成拦截呼出气体中的、尺寸小于大约140μm并优选小于大约120μm的气溶胶，但是可以使用拦截气溶胶和/或其他污染物或颗粒(例如病毒或细菌颗粒)的任何过滤材料，只要它们不会不利地干扰治疗输送即可。作为非限定实例，一些潜在的空气传播颗粒包括尺寸大约0.5μm的生物颗粒和一些尺寸大约0.1μm的冠状病毒颗粒。因此，对于一些应用，理想的是，透气本体的过滤材料具有能够拦截这些颗粒或至少减慢这些颗粒的速度的孔径，而并不会太小以至于对气流产生负面影响。在一些应用中，可以通过使用满足例如N95、N99或高效率颗粒空气(HEPA)分类的已知过滤材料来提供透气本体。

在一些实施例中，透气本体设置成在使用前被润湿。预先润湿可以提高透气本体吸引、保留和/或捕获气溶胶的能力。另外或者替代地，可以提供加热源，以便将热量传递至透气本体，以防止或减少透气本体的饱和，从而减轻湿部件堵塞和/或污染的可能性。在一些实施例中，可以提供加热，以避免透气本体的饱和或润湿(饱和或润湿可能增加流动阻力)。

在包括至少一个鼻元件(该鼻元件设置成将气体引导至患者的鼻孔中)的一些实施例中，患者接口还包括在所述至少一个鼻元件的外表面上的多个物理结构，该物理结构设置成例如通过提供曲折的呼出气体流动路径来拦截和/或减缓在来自至少一个鼻孔的呼出气体中的气溶胶。

在一些实施例中，物理结构从一个或多个鼻元件的表面基本沿径向延伸。物理结构可以是或包括沿插入鼻孔的方向相对于鼻元件的外表面成锐角的部分，以方便插入。该锐角可以在大约10度至大约80度的范围内，但是可以采用更正交的布置，特别是当多个所述物理结构至少具有一些在基部处弯曲和/或枢转的能力时。还可以设想，物理结构可以包括沿插入鼻孔的方向相对于鼻元件的外表面成钝角的部分或由所述部分构成，并在基部处弯曲或枢转，以便插入(和移除)。

至少多个所述物理结构可以有至少局部限定曲折路径的形状或构造，以便拦截和/或减缓在呼出气体中的气溶胶。在一些实施例中，该形状从以下组中选择，该组包括但并不局限于之字形、锯齿形、卷曲形和蛇形。替代地/另外，至少多个所述物理结构可以具有从以下组中选择的横截面形状，该组包括但并不局限于人字形、拱形、V形、W形、粗糙化、基本上听筒形、矩形、三角形和其他规则或不规则的闭合多边形形状。替代地或者另外，物理结构自身可以有凸起，例如它们可以是“多毛状的”，该毛有助于捕获或减慢气溶胶。凸起/毛增加了物理结构的表面积，从而增加了拦截气溶胶和/或减慢它们的离开速度的可能性。物理结构可以是实心的，或者它们可以是空心的或包括空心部分，根据它们的组成，该空心部分可以增加结构的过滤性能和/或提供用于将水分吸入结构自身内的毛细作用。

在一些实施例中，一些或所有物理结构有涂层和/或表面改性，以便提高性能。使物理结构具有粘性或静电性的涂层可以增加拦截飞沫可能冷凝于其上的表面的数量。物理结构的结构或微结构的化学和/或物理变化或者利用吸收材料可以提高性能。这些变化可以包括例如将亲水涂层施加至物理结构。表面改性可以增加物理结构的粘附能力，从而增加飞沫聚集的可能性。

在一些实施例中，一个或多个物理结构的至少一端附接在鼻元件上，且可以两端都附接在鼻元件上，从而形成环结构。在一些实施例中，中间部分也可以附接在鼻元件上，从而形成另外的环。

在一些实施例中，一个或多个物理结构是柔性的，并可以包括在附接端处或朝向附接端的可枢转部分或柔性部分，以便通过在就位时挠曲或弯曲而适应不同的鼻孔尺寸，且便于插入患者鼻孔和从患者鼻孔移除。所述一个或多个物理结构可以是弹性的，这样，它们可以在鼻元件插入患者的鼻孔中时弹性变形。

在一些实施例中，物理结构在鼻元件的表面上设置成基本交错或偏移的布置，以便最大限度地拦截在来自患者的呼出气体中的气溶胶。不过，应当理解，可以采用随机或基本随机的布置，也可以采用当就位时减少经过物理结构并进入鼻孔的视线的任何布置。

物理结构可以采用多种不同的构造和构造组合。在一些实施例中，所述物理结构中的一个或多个包括细丝或须。在某些构造中，细丝或须布置成类似于针叶树或“圣诞树”形状的成角度和交错的布置。多排可以同心，或者它们可以由环绕鼻元件的螺旋形布置来限定。在一些布置中，细丝或须(或者更通常地，物理结构)设置成从更靠近鼻元件尖端(最深地插入鼻孔中)的更短结构到朝向鼻元件基部的更长结构而逐渐增加长度的级联布置，或者相反。在其他布置中，物理结构都有相同长度，在其他布置中，物理结构可以有多种长度，该长度可以是基本随机的，或者布置得适合鼻孔的内部轮廓。

在一些实施例中，一个或多个物理结构包括翅片或褶皱。可以通过将布置在鼻元件周围的一段或多段材料夹紧或折叠成褶皱而形成褶皱，从而增加环绕鼻元件的材料的表面积。在其他实施例中，物理结构可以设置为环绕鼻元件的皱边或相对刚性的褶边。在一些实施例中，翅片或褶皱成角度，以便拦截和重新定向呼出气体的流动。翅片或褶皱可以定向在鼻元件的表面上，以使得它们沿径向延伸，但不需要与表面正交。它们可以相对于彼此和鼻元件的表面均匀地、等距地、以均匀角度或以不同间隔和角度方位来布置。可以环绕鼻元件设置单层翅片或褶皱。替代地，可以环绕鼻元件设置多层翅片或褶皱，它们可以偏移，以便减少在就位时通过翅片/褶皱进入鼻孔的直接视线。

在一些实施例中，至少多个物理结构是亲水的以便吸引在呼出气体中的飞沫，或者涂覆有亲水材料。

物理结构可以直接施加在鼻元件的表面上，或者它们可以设置在基板上，该基板设置成例如通过使用粘接剂而施加在鼻元件的外表面上。替代地/另外，基板可以包括可固定在鼻元件上的管形套筒。

在一些实施例中，患者接口还包括至少一个鼻元件(例如鼻叉)，该鼻元件设置成将气体引导至患者的鼻孔中，该至少一个鼻元件至少局部由包括透气本体的材料来形成。在这种布置中，鼻元件还可以包括限定鼻元件内的吸气管腔的内部膜。

在一些实施例中，患者接口还包括至少一个鼻元件(例如鼻叉)，该鼻元件设置成将气体引导至患者的鼻孔中，其中，透气本体包括环绕鼻元件定位的基本柱形本体。透气本体可以包括开孔泡沫或网、多孔或纤维过滤材料，例如由塑料、织物、纤维、玻璃纤维、合成聚合物纤维、织物(例如聚丙烯织物)形成的过滤材料；泡沫(膨胀聚乙烯、聚氨酯、硅树脂、橡胶等)等。

在一些实施例中，患者接口还包括用于收集从呼出气体中除去的飞沫的槽道。该槽道可以设置成在处理时引导被收集的飞沫返回至患者。理想地，通过重力流引导所收集的飞沫，但是这并不是必须的，飞沫可以被吹回，例如利用来自呼吸支持的流，或利用毛细作用。

物理结构可以采用多种不同的构造和构造组合。在一些实施例中，一个或多个物理结构包括细丝或须。在某些构造中，细丝或须布置成类似于针叶树或“圣诞树”形状的成角度和交错的布置。多排可以同心，或者它们可以由环绕鼻元件的螺旋形布置来限定。在一些布置中，细丝或须(或者更通常地，物理结构)设置成从更靠近鼻元件尖端(最深地插入鼻孔中)的更短结构到朝向鼻元件基部的更长结构而逐渐增加长度的级联布置，或者相反。在其他布置中，物理结构都有相同长度，在其他布置中，物理结构可以有多种长度，该长度可以是基本随机的，或者布置得适合鼻孔的内部轮廓。

在一些实施例中，一个或多个物理结构包括翅片或褶皱。可以通过将布置在鼻元件周围的一段或多段材料夹紧或折叠成褶皱而形成褶皱，从而增加环绕鼻元件的材料的表面积。在其他实施例中，物理结构可以设置为环绕鼻元件的皱边或相对刚性的褶边。翅片或褶皱可以成角度，以便拦截和重新定向呼出气体流。翅片或褶皱可以定向在鼻元件的表面上，以使得它们沿径向延伸，但不需要与表面正交。它们可以相对于彼此和鼻元件的表面均匀地、等距地、以均匀角度或以不同间隔和角度方位来布置。可以环绕鼻元件设置单层翅片或褶皱。替代地，可以环绕鼻元件设置多排翅片或褶皱，它们可以偏移，以便减少在就位时通过翅片/褶皱进入鼻孔的直接视线。

在一些实施例中，至少多个物理结构是亲水的，或者涂覆有亲水材料。

物理结构可以直接施加在鼻元件的表面上，或者它们可以设置在基板上，该基板设置成施加在鼻元件的外表面上。基板可以有用于将基板附接在鼻元件上的粘接剂背衬。替代地/另外，基板可以包括管形套筒，该管形套筒可固定在鼻元件上，优选是可移除地固定或可更换。

在一些实施例中，患者接口还包括用于收集从呼出气体中除去的飞沫的槽道。该槽道可以设置成在处理时引导被收集的飞沫返回至患者。理想地，通过重力流引导所收集的飞沫，但这并不是必须的，飞沫可以被吹回，例如利用来自呼吸支持的流，或利用毛细作用。

在一些实施例中，患者接口的至少一部分是导热的。一个或多个物理结构可以是导热的。替代地/另外，吸气管腔可以包含导热材料，并设置成方便输送至患者的气体的升温，这样，热传递到至少多个物理结构，以便加强在呼出气体中的气溶胶或颗粒的拦截和/或减慢和/或减少该气溶胶或颗粒的动量。

从另一方面来看，本发明提供了一种用于患者接口的附件，该患者接口有用于向患者输送气体的鼻元件(例如鼻叉)，该附件包括基板，该基板支承多个物理结构，基板可施加在鼻元件的外表面上。基板可以例如通过使用粘接剂而施加在鼻元件的外表面上。替代地或者附加地，基板可以包括管形套筒，该管形套筒可固定在鼻元件上。

在一些实施例中，物理结构设置成拦截和/或减慢来自至少一个鼻孔的呼出气体中的气溶胶。因此，物理结构可以设置成提供曲折的呼出气体流动路径，并理想地布置成拦截和/或减慢尺寸小于大约140μm且优选地小于大约120μm的气溶胶。

从另一方面来看，本发明提供了一种用于患者接口的附件，该患者接口有用于向患者输送气体的鼻元件(例如鼻叉)，该附件包括可环绕鼻元件的至少一部分定位的透气本体，该透气本体设置成在呼出气体离开附件之前处理通过其中的呼出气体。在一些实施例中，透气本体是基本柱形的，以便在使用时接收鼻元件的鼻叉。替代地/另外，透气本体可以设置成基本环绕鼻元件的叉的至少基部部分，并可选地在使用时占据在患者接口的歧管部分的上表面和患者鼻孔之间的全部或一部分空间。

在一些实施例中，透气本体包括开孔泡沫或网、多孔或纤维过滤材料，例如由塑料、织物、纤维、玻璃纤维、合成聚合物纤维、织物(例如聚丙烯织物)；泡沫(膨胀聚乙烯、聚氨酯、硅树脂、橡胶等)等形成的过滤材料。

应当注意，上述任何一个方面可以包括任何其他方面的任何特征，并可以包括在以下部分中的任何实施例的任何特征。

应当理解，本文所述的各个方面可以结合在一个或多个其他方面中介绍的特征、变化和替代，例如但并不局限于附件的方面的多个特征，例如透气本体和物理结构，它们可以结合如在患者接口的各个方面中介绍的透气本体和物理结构的任何一个或多个特征。为了提高效率，没有对每个方面重复公开这些特征、变化和替代，但是本领域技术人员应当理解，对于一些方面公开的特征、变化和替代的这些组合将类似地应用于其他方面，并在本发明主题的范围内和形成本发明主题的一部分。

附图说明

下面将参考附图更详细地介绍本发明。应当理解，所示实施例只是实例，并不应当认为是限制本发明的范围。

图1是整个呼吸辅助或支持系统的示意图。

图2是具有鼻元件的患者接口的示意图，该鼻元件包括鼻叉，由覆盖鼻叉的透气盖提供过滤。

图3是具有鼻元件的患者接口的示意图，由设置于歧管本体中的透气本体提供过滤。

图4是具有鼻元件的患者接口的示意图，由远离鼻元件的透气本体提供过滤。

图5是包括鼻罩的患者接口的示意图，该鼻罩有透气本体。

图6是包括全面罩的患者接口的示意图，该全面罩有两个透气本体。

图7是患者接口的一部分的示意图，该患者接口包括具有远处定位的透气本体(未示出)的鼻罩。

图8是包括鼻元件的患者接口的示意图，表示了以细丝或须的形式设置在它们的外表面上的多个物理结构。

图9是根据本发明另一实施例的鼻元件的示意图，表示了设置在外表面上的多个物理结构。

图10a-c是表示根据本发明一些实施例的可以包含在物理结构中的横截面形状的实例的示意图。

图11是包括鼻元件的患者接口的示意图，表示了在它们的外表面上呈翅片形式的多个物理结构。

图12是包括鼻元件的患者接口的示意图，表示了环绕各鼻元件定位的呈基本柱形本体形式的透气本体。

图13是患者接口的示意图，该患者接口包括一对鼻叉和基本环绕至少所述叉的基部的多孔本体。

具体实施方式

本发明的实施例涉及一种用于呼吸支持的患者接口，该患者接口提供了用于引导和/或处理来自患者的呼出气体的特征。呼出气体的处理可以在这些气体可能含有感染性或致病性颗粒的情况下降低传播风险，以及降低与呼出气体中存在其他物质(例如雾化药物)相关联的风险。本发明的一些实施例特别涉及降低由在来自患者的呼出气体(包括来自接受例如NHF治疗的患者的呼出气体)中的气溶胶引起的传播风险，但是应当理解，本发明的范围并不局限于这种应用。本发明提供了用于拦截/捕获在呼出气体中的气溶胶和其他颗粒和/或减慢它们的速度的实施例，以便降低这些颗粒行进足够距离而进入另一人的气道或落在触摸时可能存在转移风险的表面上的可能性。

确定呼吸飞沫是否具有空气传播的风险的关键因素是飞沫的尺寸。呼吸飞沫具有一定的尺寸范围，其特征在于直径的上限为几百μm。飞沫根据它们的尺寸、速度、化学成分以及它们如何在呼气“射流”中聚集在一起而蒸发。这些依赖性的产生是因为蒸发由蒸发物质的表面及其环境的局部压力和温度的差异来驱动。对蒸发的外部影响包括室温、湿度和通风模式。大飞沫在它们完全蒸发之前落到地面或另一表面上。这些形成感染飞沫途径。较小的飞沫蒸发而变得非常小(小于～5μm)从而使得它们在空气中停留几分钟。这些称为飞沫核，并代表感染的空气传播途径。

典型地，大于～120μm的飞沫快速落到地面上，从而造成飞沫传播的风险，而小于～120μm的飞沫蒸发，从而在空气中留下悬浮颗粒，因此造成空气传播的风险。当然，相对湿度有影响，其中，较高湿度环境将减慢蒸发，而较低湿度环境将加速蒸发，并因此有空气传播风险。

本发明的实施例提供了一种患者接口，它可以通过物理过滤穿过透气本体的飞沫和/或通过改变呼出气体的流动(例如通过产生曲折路径来用于飞沫穿过)而降低呼出气体中的病原体和污染物能够空气传播的可能性。这些特征的目的是通过减慢在呼出气体中的未过滤的病原体的流出速度而降低这些颗粒雾化的可能性和/或降低扩散的可能性。

首先参考图1，图1表示了可以与本发明的患者接口一起使用的呼吸支持或辅助系统500。在这种系统中，患者600通过患者接口100而被供给气体流。可以加湿气体流。患者接口100使用相关固定装置112、头帽等而在患者面部上保持在可操作位置。固定装置112提供保持机构，该保持机构设置成在使用中将患者接口100保持在患者面部上。

患者接口100与加湿气体输送路径或吸气导管170连接。吸气导管170在一端处与患者接口100连接，并在相对端处与加湿器510的出口连接。吸气导管170可以通过延伸管175而与患者接口100连接。延伸管175和/或吸气导管170形成患者导管，该患者导管用于与气体源连接，用于将气体流输送至患者600。

延伸管175和/或导管170可以是患者接口100的一部分。因此，本文中使用的“患者接口”不仅可以是与患者接触和/或交接的接口部分，还可以是将气体流输送至接口的导管。

加湿器510接收和润湿从气流发生器或呼吸气体源520供给的气体，该气流发生器或呼吸气体源520可以包括鼓风机530。替代地或者另外，可以使用其他气体源，例如具有流量计的壁源。加湿器510和气体源520可以集成，或者可以在单独的模块中。加湿器510可以包括：加湿室570，该加湿室570填充有水或其他液体540；以及加热装置550，用于加热水540以便润湿通过加湿器510的气体路径。控制器560可以用于控制且可能改变所供给的气体的一个或多个特性，包括但并不局限于气体的压力分布、在患者接口100处的气体的流率分布、气体的温度和/或湿度。应当理解，控制能力取决于呼吸支持系统500的目的和应用。

呼吸系统500可以是高流量治疗装置或系统。本文所述的高流量治疗具有如本领域技术人员所理解的典型普通含义，它通常是指通过故意非密封的患者接口来输送目标流量的加湿呼吸气体的呼吸支持系统，其中，流速通常将满足或超过患者的吸气流量。典型的患者接口包括但并不局限于鼻或口部患者接口。用于成年人的典型流速通常在大约15升/分钟(LPM)至大约70LPM或更大的范围内，但并不局限于此。用于儿科患者(例如新生儿、婴儿和儿童)的典型流速通常在每千克患者体重大约1升/分钟至每千克患者体重大约3升/分钟或更大的范围内，但并不局限于此。高流量治疗还可以选择地包括气体混合物组分，该气体混合物组分包括补充氧气和/或治疗药物的施用。高流量治疗通常称为鼻高流量(NHF)、加湿高流量鼻插管(HHFNC)、高流量鼻氧(HFNO)和高流量治疗(HFT)以及其他常见名称。用于实现“高流量”的流速可以是下面列出的任何流速。

例如，在一些构造中，对于成年患者，“高流量治疗”可以是指以大于或等于大约10LPM的流速向患者输送气体，例如在大约10LPM和大约120LPM之间，或在大约10LPM和大约100LPM之间，或在大约15LPM和大约95LPM之间，或在大约20LPM和大约90LPM之间，或在25LPM和75LPM之间，或在大约25LPM和大约85LPM之间，或在大约30LPM和大约80LPM之间，或在大约35LPM和大约75LPM之间，或在大约40LPM和大约70LPM之间，或在大约45LPM和大约65LPM之间，或在大约50LPM和大约60LPM之间。在一些构造中，对于新生儿、婴儿或儿童患者，“高流量治疗”可以是指以大于1LPM的流速向患者输送气体，例如在大约1LPM和大约25LPM之间，或在大约2LPM和大约25LPM之间，或在大约2LPM和大约5LPM之间，或在大约5LPM和大约25LPM之间，或在大约5LPM和大约10LPM之间，或在大约10LPM和大约25LPM之间，或在大约10LPM和大约20LPM之间，或在大约10LPM和大约15LPM之间，或在大约20LPM和大约25LPM之间。具有成人患者、新生儿、婴儿或儿童患者的高流量治疗装置可以以在大约1LPM和大约100LPM之间的流速或以上述任何子范围内的流速向患者输送气体。流量治疗装置500可以以在大约1LPM和大约100LPM之间的任何流速输送直到100％的任何浓度的氧气(例如输送的氧气的分数，FdO₂)。在一些构造中，任何流速可以与大约20％-30％、21％-30％、21％-40％、30％-40％、40％-50％、50％-60％、60％-70％、70％-80％、80％-90％和90％-100％的氧气浓度(FdO₂)组合。在一些组合中，流速可以在大约25LPM和75LPM之间，与大约20％-30％、21％-30％、21％-40％、30％-40％、40％-50％、50％-60％、60％-70％、70％-80％、80％-90％和90％-100％的氧气浓度(FdO₂)组合。在一些构造中，流量治疗装置500可以包括当以手动模式操作时的安全阈值，该安全阈值防止用户向患者输送过多氧气。

高流量治疗可以施用于用户的鼻孔和/或口部。高流量治疗可以以处于或超过预期用户的峰值吸气流量要求的流速向用户输送气体。高流量治疗可以在鼻咽中产生冲洗效果，以使得上气道的解剖死腔由高流量的进入气体流来冲洗。这可以产生可用于每次呼吸的新鲜气体的储存器，同时最小化氮气和二氧化碳的再呼吸。另外，当试图控制患者的吸入氧气分数F_iO₂时，满足吸气需求和冲洗气道很重要。高流量治疗可以利用非密封患者接口(例如鼻插管)来输送。鼻插管可以设置成以超过预期用户的峰值吸气流量要求的流速将呼吸气体输送至用户的鼻孔。

本文使用的术语“非密封患者接口”可以是指在患者的气道和气体流源之间提供气动链接的接口，它并不完全闭塞患者的气道。非密封气动链接可以包括患者气道的小于大约95％的闭塞。非密封气动链接可以包括患者气道的小于大约90％的闭塞。非密封气动链接可以包括患者气道的在大约40％和大约80％之间的闭塞。气道可以包括患者的一个或两个鼻孔。对于鼻插管，气道穿过一个或两个鼻孔。

参考图2至7，图中表示了用于向患者600输送气体的患者接口100。患者接口100有吸气元件，该吸气元件包括用于通过鼻孔将气体流引导至患者气道的吸气管腔120。包括呼出气体流动路径130的呼气元件引导来自患者的呼出气体。在呼出气体流动路径中设置有透气本体160。该透气本体160可以设置在患者接口100的任何合适位置或部件中(只要透气本体160设置成使得在呼气流动路径130中的呼出气体在离开患者接口之前被引导通过透气本体)，该透气本体的多个实例在下面更详细介绍。理想地，该构造使得透气本体160在呼出气体离开患者接口100之前至少部分处理该呼出气体。在一些实施例中，处理呼出气体可以涉及减轻气溶胶或其他污染物到环境空气中的释放和/或降低气溶胶或其他污染物到环境空气中的速度。

理想地，患者接口100包括用于将装置安装或以其它方式附接在患者上的装置。在一些实施例中，固定装置112(图1)用于将患者接口100固定在患者上，并可以包括弹性或弹力条带、系带或粘接真皮垫，用于将患者接口的至少一部分暂时附接在患者的皮肤上，从而将患者接口保持在可操作位置。替代地，固定装置可以包括帽/头颅帽型头帽。这种头帽可以包括形成帽的多个条带或连续或网状织物或非纺织片材。替代地/另外，这种头帽可以包括刚性或基本刚性的部件和条带的组合。患者接口100可以包括用于联接列出的任何固定装置的一个或多个连接特征。该一个或多个连接特征可以允许固定装置的永久连接，或者它可以是可移除或可拆卸的。

鼻插管

在图2的实施例中，呼气元件的呼出气体流动路径130通过盖160而设置在鼻元件的限定了吸气管腔120的部分上面。在一些实施例中，鼻元件的该部分可以介绍为鼻叉，且盖160呈帽或枕的形式，该帽或枕至少局部由包括透气本体的材料来形成。尽管所示实施例将盖160提供为单独元件，但是应当理解，盖可以与鼻元件成一体或者是鼻元件的一部分。理想地，整个盖160由包括透气本体的材料来形成，且它的尺寸和/或形状设置成占据鼻孔，以使得来自鼻孔的呼出气体E至少主要被引导通过透气本体，该透气本体的外表面抵靠鼻孔的内壁，以使得呼出气体被引导通过它。当鼻孔未由盖160完全占据时，一些呼出气体E可以环绕鼻元件流动，而并不被引导通过透气本体140。不过，相当大比例的呼出气体E将被引导通过透气本体，并作为处理或过滤的呼出气体F而释放，从而与根本不处理呼出气体的常规患者接口相比降低了呼出气体的速度以及释放可能或可以空气传播的尺寸的气溶胶的可能性。

在一些实施例中，盖160可以从鼻叉上移除和更换，例如当盖的透气材料由于来自加湿的呼吸气体的拦截的飞沫或水分而饱和时。有利地是，该盖可以应用于现有的鼻插管，以便降低由空气传播飞沫引起的传播风险。这种盖可以以一系列尺寸和材料提供，这些尺寸和材料可以根据它们使用的临床环境来选择。例如，对于接受由鼻孔输送治疗(用于COVID-19治疗)的患者，可能希望使用由透气本体形成或包含透气本体的鼻叉盖160，该透气本体包含N95或更高(如N99)等级或HEPA过滤材料，以便降低传播风险。其他合适材料可以包括网、多孔或纤维过滤材料，例如由塑料、织物、纤维、玻璃纤维、合成聚合物纤维、织物(例如聚丙烯织物)和开孔泡沫(例如膨胀聚乙烯、聚氨酯、硅树脂、橡胶等)形成的过滤材料。

在一些实施例中，盖160包括裙部166，该裙部166设置成搁置在通向鼻孔的开口上，以便增强闭塞，并保证来自鼻孔的基本所有呼出气体E被引导通过透气本体。

图2还表示了歧管本体150，该歧管本体150提供了从与呼吸气体源流体连通的导管170通过歧管吸气管腔125到吸气管腔120的气体流入路径。不过，应当理解，歧管本体150可以省略，且呼吸气体R的流可以通过与鼻叉的吸气管腔120直接连接或联接的导管170来提供。替代地，盖160可以提供吸气管腔120代替鼻叉，用于从歧管本体150输送呼吸气体。在这种布置中，盖160有内部膜，该内部膜限定吸气管腔120，并设置成用于与歧管本体150联接，以使得盖中的吸气管腔与歧管吸气管腔125流体连通。

在图3的实施例中，透气本体140设置在歧管本体150中，呼出气体E从鼻孔被引导通过歧管本体中的呼出气体流动路径，以使得处理或过滤的呼出气体F从患者接口100释放。在所示实施例中，呼出气体流动路径由在盖160中的呼气管腔136来限定，该盖可以设置在鼻元件(例如鼻叉)的限定吸气管腔120的部分上面。替代地，鼻叉自身可以提供吸气管腔(如关于图1所述)和呼气管腔，并且呼气管腔可以与吸气管腔平行或同轴，并与歧管本体150中的相应吸气管腔125和呼气管腔流体连通。盖160设置成用于与歧管本体150联接，以使得盖中的呼气管腔136与歧管呼气管腔135流体连通，它们一起形成呼出气体流动路径，该呼出气体流动路径在呼出气体作为处理或过滤的呼出气体F离开患者接口100之前引导呼出气体通过歧管本体150中的透气本体140。

图3表示了在歧管本体150的基部中并与歧管呼气管腔135流体连通的透气本体140。不过，应当理解，透气本体140在歧管本体150中的位置不局限于此，并且可以设置在歧管本体的、提供与歧管呼气管腔135流体连通的任何方面中。在一些实施例中，歧管本体可以整体或大部分由包括透气本体140的材料来制造。在这种布置中，来自盖160的呼气管腔136的呼出气体可以通过透气材料(它由该透气材料制造)的孔通过歧管本体自身来释放。替代地，歧管呼气管腔135可以提供为穿过歧管本体150的孔，以使得来自盖160的呼气管腔136的呼出气体通过歧管本体的、由透气本体140形成或包含透气本体140的这些部分来释放。

在患者接口100的一些实施例中，透气本体140可以位于离鼻元件更远的位置。在图4所示的实例中，透气本体140设置为环绕气体输送导管170的至少一部分或全部而形成的鞘。歧管呼气管腔135与透气本体140的孔流体连通，这样，呼出气体E从鼻孔被引导通过歧管本体150并且然后通过透气本体140，以使得处理或过滤的呼出气体F从患者接口100释放。替代地或者另外，透气本体140可以是在气体输送导管170内的部件或者与管(气体输送导管170由该管形成)成一体。例如，气体输送导管170的壁可以通过例如由透气材料挤出而形成，其中，内部呼吸气体输送通道由内部不透气膜来限定，该内部不透气膜保持吸入气体和呼出气体的分离。

应当理解，图3和图4的布置可以组合，以便增加在患者接口100中的透气本体140的表面积，这可以有利地限制由于呼出气体被引导通过透气本体而导致的流动阻力的任何增加。

盖160可以占据鼻孔，以便限制或阻止没有先通过透气本体的呼出气体的释放。因此，盖160可以局部或整个由包括透气本体的材料来形成(如图2)，或者盖160可以是硅酮、泡沫或设置成施加在鼻叉上的其他部件，以便闭塞或占据鼻孔。在一些实施例中，盖160包括裙部166，该裙部166设置成搁置在通向鼻孔的开口上，以便增强闭塞并且保证来自鼻孔的所有呼出气体被引导通过透气本体。

应当理解，尽管本发明的实施例介绍了将气体流引导至患者的两个鼻孔中的鼻插管装置，但是本发明还考虑了将气体流引导至单个鼻孔中的患者接口。

面罩本体

在其他实施例中，透气本体140设置在面罩或密封元件180中，且呼出气体E从鼻孔(可选地，嘴)被引导通过面罩180中的呼出气体流动路径，以使得处理或过滤的呼出气体F从患者接口100释放。面罩180可以与将呼吸气体引导至患者气道中的鼻元件成一体，这样，面罩和鼻元件是不需要另外装配的单个集成产品的一部分。尽管方便，但是这种布置可能更昂贵，且治疗选择不太灵活。因此，在其他实施例中，面罩180可以与鼻插管配合作为模块组来操作，该模块组可以只在需要面罩部件时才例如使用夹或其他紧固件来连接。理想地，夹或紧固件是可释放的。理想地，面罩180提供密封部分，该密封部分设置成环绕或抵靠患者的面部而密封。密封件可以包括衬垫部件，该衬垫部件设置成环绕或抵靠患者的面部进行密封。密封件可以包括包含透气本体的材料，或者由包含透气本体的材料来形成。由于密封件的存在，这种面罩形成封闭的呼吸支持系统的一部分，并用于以比在没有密封件时的高流量治疗更低的气体流速来输送呼吸气体。

在图5所示的实施例中，面罩180覆盖两个鼻孔，且鼻元件将呼吸气体引导至患者的气道中。透气本体140设置在面罩180的、在面罩吸气管腔128上方的部分中，在所示实例中，该面罩吸气管腔128是将呼吸气体从气体输送导管170引导至在患者的各鼻孔中的鼻叉。在一个实施例中，面罩180包括外壳，当施加在患者的鼻和上唇上时，该外壳限定环绕鼻叉的空间，呼出气体通过该空间而离开鼻孔并且被引导通过透气本体140。

在图6所示的实施例中，面罩180覆盖鼻和嘴，呈鼻叉形式的面罩吸气管腔128将呼吸气体从导管170引导至患者的鼻孔中。第一透气本体140a设置在面罩180的、位于面罩吸气管腔128上方的部分中，第二透气本体140b设置在面罩吸气管腔下方。当面罩180施加在鼻和嘴上时，由该面罩180限定的空间使得呼出气体可以被引导通过透气本体140a、140b，但是可以观察到，来自鼻孔的呼出气体主要被引导通过第一透气本体140a，来自嘴的呼出气体主要被引导通过第二透气本体140b。

尽管表示了面罩180的特定构造，但是应当理解，透气本体140在面罩180中的位置并不局限于这些实例，且一个或多个透气本体可以设置在面罩的提供与呼气流动路径的流体连通的任何方面中，呼出气体E在该呼气流动路径中被引导。在一些实施例中，面罩180可以局部或整个由包括透气本体的材料来形成。

在图7所示的实施例中，透气本体远离面罩180。为此，面罩呼气流管腔138将呼出气体从鼻孔(或者鼻孔和嘴(当面罩覆盖鼻孔和嘴时))朝向远离患者定位的透气本体引导。在一个实施例中，面罩呼气管腔138与透气本体140的孔流体连通，该透气本体140设置为鞘(未示出)，该鞘以类似于图4所示的方式环绕气体输送导管170的至少一部分或全部而形成。

应当理解，尽管图5和7中所示的面罩构造已经介绍为覆盖两个鼻孔，但是可以设想，面罩可以替代地覆盖单个鼻孔。

图6所示实施例的优点在于，来自鼻孔和嘴的呼出气体被引导通过透气本体140，从而显著降低了在呼出气体中的病原体或其它污染物的可能性。

在一些实施例中，例如在图2至7中示例说明的实施例中，设想透气本体140包括多孔的过滤材料，即对于呼出气体透气的过滤材料。因此，在所示实施例的整个说明中使用的“孔”是指在过滤材料(呼出气体行进通过该过滤材料)中的空间或间隙。在一些情况下，允许正常呼吸的孔隙率或过滤材料粗糙度就足够。不过，在患者通过患者接口100来接收NHF的情况下，过滤材料理想地提供更高的呼出气体流速，以避免损害处理或引起患者伤害。因此，过滤材料优选地足够粗糙，以便限制由于呼出气体被引导通过透气本体而导致的流动阻力的增加，同时还有效地过滤或拦截或至少降低呼出气体中的颗粒的速度。过滤材料可以包括选自以下组的一种或多种材料，该组包括但并不局限于纤维、多孔针织物、网、纺织泡沫、织物、非织物、泡沫或另一过滤材料。

在一些实施例中，具有过滤介质的更大表面积的过滤材料可以减小由于呼吸气体被引导通过透气本体而引起的流动阻力。

物理结构

下面参考图8，图中表示了用于通过呈鼻叉形式的鼻元件220而向患者输送气体的患者接口200的示意图。多个物理结构230设置在鼻叉的外表面上，并设置成拦截和/或减慢来自患者鼻孔的呼出气体中的气溶胶。物理结构可以用于物理地中断呼出气体以直线从鼻孔流出(例如通过产生呼出气体和它们中的任何飞沫或颗粒必须行进的曲折路径)。物理结构设置成用于增加在呼出气体中的颗粒和飞沫彼此碰撞以及与物理结构自身碰撞的可能性，从而增加飞沫尺寸和降低可能包含在呼出气体中的污染物(例如病原体)的空气传播的风险。理想地，物理结构230设置成拦截和/或减慢尺寸小于140μm并且优选地小于120μm的气溶胶(例如，通过增加在呼气路径中的流动阻力)。

通常，物理结构230从一个或多个鼻元件220的表面基本沿径向延伸。理想地，物理结构足够长，从而使得它们接触或几乎接触患者鼻孔的内壁，但是设想更短的物理结构也将通过中断来自鼻孔的呼出气体流和拦截在呼出气体中的一部分飞沫或颗粒或至少降低它们的速度而一定程度地降低传播风险。

在物理结构的长度足以至少接触患者鼻孔内壁的实施例中，优选的是物理结构或它们的端部部分在插入鼻孔的方向上相对于鼻元件220的外表面定向成锐角α(图9)，从而使得插入对于鼻孔内的敏感组织无创伤。锐角可以在10至80度的范围内。

为了适应不同的鼻孔尺寸和方便从鼻孔移除患者接口200，一个或多个物理结构可以有柔性部分。对于较大鼻孔，物理结构静止在较大角度α，而在较小鼻孔中静止于较小角度α。理想地，物理结构是相对刚性的，以便基本保持它们的位置(和曲折的呼出气体流动路径)，但是当鼻叉从鼻孔撤回时可以挠曲或折叠(局部)，以避免创伤鼻壁。因此，一些或全部物理结构可以有柔性部分，或者可朝向附接在鼻元件220上的附接端部枢转。

在一些实施例中(例如图8和9中所示的实施例)，物理结构230包括细丝或须。它们可以是基本直的，如图9所示，或者它们可以有成角度的端部，如图8所示，或者采用各种其他形式。在其他实施例中，物理结构230成形或设置成至少局部限定曲折路径，以便拦截和/或减慢在呼出气体中的颗粒。因此，物理结构的形状或构造可以包括例如之字形、锯齿形、盘绕/螺旋形和蛇形中的一种或多种。替代地或者另外，物理结构230可以包括形成有横截面形状的部件，该横截面形状设置成增强用于来自患者鼻孔的呼出气体的呼气流动路径的曲折性质。因此，物理结构230的横截面形状可以包括例如人字形(图10a)、基本上听筒形(图10b)、矩形(图10c)或三角形、拱形、V形、W形、粗糙化和任何其他闭合的规则或不规则形状中的一种或多种。

为了进一步提高呼气流路的曲折性质，物理结构230理想地以基本交错的布置而设置在鼻元件的表面上。不过，可以设想，当布置成直线/对齐、交错、偏移、级联、布置成环绕鼻元件螺旋缠绕的单线或例如沿着鼻元件的长度布置成行时，某些物理结构仍然可以实现呼气流的中断(以及颗粒的拦截和/或减慢)，其中，各物理结构在行中等距地布置，并与相邻行中的物理结构偏移。替代地，物理结构可以基本随机地布置在鼻元件的表面上。

在一些实施例中，物理结构自身可以有凸起，例如它们可以是“多毛状的”，这些毛帮助捕获或减慢气溶胶。凸起/毛增加了物理结构的表面积，从而增加了拦截气溶胶的可能性和/或减慢了它们的离开速度。物理结构可以是实心的，或者它们可以是空心的或包括空心部分，根据它们的组分，该空心部分可以增加结构的过滤性能和/或提供毛细作用，以便将水分吸入结构自身中。

在一些实施例中，一些或所有物理结构有涂层和/或表面改性，以便提高性能。使物理结构具有粘性或静电性的涂层可以增加使得拦截飞沫可能冷凝于其上的表面数量。物理结构的结构或微结构的化学和/或物理变化或者利用吸收材料可以提高性能。这些变化可以包括例如将亲水性涂层施加至物理结构。增加粘接能力的表面改性可以包括例如电晕/空气等离子体处理，该电晕/空气等离子体处理改变物理结构的表面性质(例如接触角)，从而增加飞沫聚集的可能性。电晕处理可以使物理结构的表面能高于液体的表面能，从而增加处理表面的粘附性。

图11表示了这样的实施例，其中，患者接口200通过鼻元件220来提供气体穿过患者鼻孔的输送，其中物理结构230是褶皱。可以通过夹紧或折叠环绕鼻元件布置的一段或多段材料而形成褶皱，从而增加环绕鼻元件的材料的表面积。在其他实施例中，物理结构可以设置为环绕鼻元件的皱边或相对刚性的褶边。在另一实施例中，物理结构230是翅片。

褶皱/翅片可以由具有吸收性能的材料来制造，该材料除了减慢呼出气体的流动之外，还吸收湿气飞沫。理想地，褶皱/翅片成角度，以便拦截和/或重新定向呼吸气体的流动。褶皱/翅片可以在鼻元件的表面上定向成使得它们径向地延伸，但并不需要与表面正交。它们可以相对于彼此和鼻元件的表面均匀地、等距地、以均匀角度或者以不同的间隔和角度方位来布置。可以存在环绕鼻元件设置的单层褶皱和/或翅片。替代地，可以存在环绕鼻元件设置的多排褶皱和/或翅片，这些褶皱和/或翅片可以偏移，以便在就位时减少通过褶皱/翅片进入鼻孔的直接视线。

物理结构230可以使用任何合适的技术而附接在鼻元件220的外表面上，该技术可以包括使用粘接剂、粘结或覆盖模制。在一些实施例中，物理结构并不直接施加在鼻元件220的表面，而是设置在基板上，该基板设置成施加在鼻元件220的外表面上。基板可以有粘接剂背衬，以便容易附接在鼻元件220上。替代地/另外，基板可以设置为管形套筒，该管形套筒可固定在鼻元件上面。套筒可以是可拉伸的，以便在使用或不使用粘接剂或粘接剂背衬的情况下放置在鼻元件上和周围。

图12表示了本发明的另一实施例，其中，患者接口300包括至少一个呈鼻叉形式的鼻元件320，该鼻元件320将气体引导至患者的鼻孔中。透气本体设置成环绕各鼻元件320定位的基本柱形本体340的形式。理想地，透气本体340包括具有孔隙率和互连性的开孔泡沫，该开孔泡沫使得呼出气体可以很容易地通过，同时过滤污染物颗粒。因此，开孔泡沫提供了用于飞沫穿过的曲折路径，而不会显著增加流动阻力，这在用于输送NHF的患者接口中可能特别有益。

尽管图12的实施例表示了作为施加或固定在鼻元件320上的开孔泡沫柱体340的透气本体，但是应当理解，在另一实施例中，包括一个或多个鼻元件320的大部分或整个叉管可以由透气本体形成，例如开孔泡沫。在这种布置中，鼻元件还包括限定在鼻元件320内的吸气管腔的内部膜。内部膜只需要几μm厚，并足够使得通过鼻元件的吸气管腔与通过透气本体(该透气本体形成鼻元件)的呼气流动路径隔离。

图13表示了另一实施例，其中，患者接口300包括呈鼻叉形式的至少一个鼻元件320，该鼻元件320将气体引导至患者的鼻孔中。在该实施例中，透气本体设置成多孔本体341的形式，该多孔本体341基本环绕至少一对鼻叉的基部。多孔本体341设置成在使用中在患者鼻孔下方沿患者接口300的上表面延伸，但是在一些实施例中，多孔本体341的一部分可以形成而帮助定位在患者鼻孔下方。多孔本体341可以占据在患者鼻孔之间的全部或一部分空间以及在患者接口300的歧管部分的上表面和患者鼻孔之间的全部或一部分空间，以使得多孔本体341的上表面邻近或接触患者鼻孔的下侧。多孔本体341可以在使用中设置成基本覆盖鼻孔的开口。

多孔本体341可以是施加或固定在鼻元件320上的开孔泡沫衬垫。类似于图12的透气本体，多孔本体341可以包括开孔泡沫本体，该开孔泡沫本体具有孔隙度和互连性，该孔隙度和互连性使得呼吸气体可以通过，同时过滤在呼出气体中的颗粒。理想地，多孔本体341有足够低的流动阻力，从而基本不升高患者气道中的压力。多孔本体341可以从患者接口300移除，或者它可以与患者接口成一体。在一些实施例中，多孔本体341可以提供为单独部件，该单独部件可以可移除或可更换地固定在患者接口上。这可以通过在将患者接口施加至患者面部用于提供治疗之前将鼻元件320穿入多孔本体341中的孔或开口内而实现。

在本发明的某些实施例中提出的开孔泡沫材料的性质使得透气本体340和多孔本体341可以像海绵一样起作用，从而拦截和/或收集来自呼出气体的飞沫，因此降低传播风险。泡沫材料还可以用于扩散呼出气体流和降低在呼出气体中的颗粒的速度。在一些实施例中，开孔泡沫材料可以用于芯吸水分。

另外，开孔泡沫材料的弹性可压缩特性使它可以挤压或压缩，以便插入鼻孔中或抵靠鼻孔，它在鼻孔处膨胀并且适合可用空间(例如鼻孔的内部轮廓)，或适应在患者接口300的上表面和患者鼻孔之间的空间。开孔泡沫还可具有非常规的工程特性，例如负泊松比。这意味着当拉伸时，材料变得更厚而不是更薄。因此，当由开孔泡沫形成时，鼻叉的弯曲可导致侧面的膨胀或胀大，这可以有益于保证在鼻孔中的紧密配合，从而进一步限制来自鼻孔的呼出气体绕过开孔泡沫透气本体的可能性。

各种实施例的特征可以有提高患者接口200在拦截和/或减慢呼出气体中的颗粒速度方面的性能的一个或多个特性。例如，多个物理结构230在使用之前可以是亲水的和/或带电的和/或润湿的，以便促使飞沫附接在物理结构上，如透气本体140/340或多孔本体341。

在各种实施例中，患者接口的至少一部分可以是导热的。例如，引导气体至患者气道中(例如通过鼻元件)的吸气管腔可以包含导热材料，并设置成方便使得输送至患者的气体升温。物理结构230或透气本体140/340或多孔本体341中的一个或多个可以是导热的，这可以减小流过透气本体和/或物理结构的阻力，特别是当它们在使用时润湿或变得润湿时。

在各种实施例中，患者接口设置有槽道(未示出)，用于收集从来自鼻孔的呼出气体中除去的飞沫。槽道可以排出至腔室，收集的飞沫保留在该腔室中，以便安全处置，或者槽道可以设置成将所收集的飞沫返回至患者。理想地，收集的飞沫通过重力流而被引导，但是并不必须这样，飞沫可以例如利用来自呼吸支持的流动而被吹回，或者利用毛细作用。在一些实施例中，槽道可以在它的表面处是憎水性的，以使得飞沫可以更容易地沿槽道运动，以便收集或返回至患者。

应当理解，尽管本发明已经提供了单独介绍使用透气本体和物理结构处理呼出气体的各种实施例的实例，但是应当理解，在一些实施例中，本发明的患者接口可以利用一个或多个透气本体与多个物理结构一起来处理来自患者的呼出气体，其方式通过从气体中过滤病原体从而防止它们雾化和/或减慢它们释放的速度而降低了这些气体中的病原体传播的风险。

本发明的实施例已经提供了各种患者接口的实例，这些患者接口使用透气本体和/或物理结构在呼出气体离开呼吸回路之前处理该呼出气体。这些可以包括本发明的新颖患者接口的一部分或全部，或者它们可以提供为要装配或施加于现有患者接口的附件(例如鼻插管、面罩、ETT、气管造口管等)的一部分。

因此，在一些实施例中，用于具有向患者输送气体的鼻元件(例如鼻叉)的患者接口的附件可以包括支承多个物理结构的基板，该基板可应用于鼻叉的外表面。理想地，物理结构设置成拦截和/或减慢在来自至少一个鼻孔的呼出气体中的气溶胶(例如通过提供曲折的呼出气体流动路径)。在一些实施例中，多个物理结构布置成拦截和/或减慢尺寸小于140μm并且优选地小于120μm的气溶胶。附件的物理结构的各种特征、属性和构造可以包括上面特别关于图7至10的实施例所述的一个或多个特征、属性和构造。替代地/另外，开孔泡沫可以施加或形成在基板上，类似于图11所示的实施例，该基板将粘接或施加在鼻叉上，以便形成基本柱形形状。

在一些实施例中，基板设置成通过在基板的相对表面上使用粘接剂而施加在鼻元件/鼻叉的外表面上，该基板可以制造成具有容易移除的背衬，该背衬在移除时露出适用于将基板附接在鼻元件的外表面上的粘接剂。因此，基板可以制造成具有大片地施加至它的表面上的物理结构，并在无菌包装之前切割成一定尺寸，或者，可以制造和销售具有施加或形成于其上的物理结构的基板片材，可以在它们附接至鼻叉上之前将其切割成一定尺寸。在其他实施例中，基板包括管形套筒，该管形套筒可以利用或不利用粘接剂而可移除地固定在鼻元件上面。在一个实施例中，基板设置成在没有粘接剂的情况下拉伸和施加在鼻元件上。

在其它实施例中，用于具有向患者输送气体的鼻元件的患者接口的附件包括环绕鼻元件定位的基本柱形本体，该基本柱形本体至少局部由包括透气本体的材料来形成。理想地，透气本体包括开孔泡沫。附件的透气本体的各种特征、性质和构造包括上面特别关于图12的实施例所述的特征、性质和构造。

本发明的实施例涉及(但并不局限于)用于向患者输送呼吸治疗的患者接口的改进，该改进的目标可以是在处理呼出空气传播的病原体的感染性患者时降低工作人员和其他人感染的风险。例如，在SARS-CoV-2的情况下，已知呼吸飞沫具有传播风险。不过，由空气传播飞沫而传播的风险还并不是公知的。本发明至少提供了对可以在呼吸治疗(包括正压治疗和NHF)的输送中使用的患者接口的预防性改进，该呼吸治疗可能引起在呼出气体中的颗粒的雾化(特别对于已知患有感染性或传染性呼吸系统疾病的患者而言)。

当在本说明书(包括权利要求书)中使用术语“包括”、“包含”时，它们将解释为表示所述特征、整数、步骤或部件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整数、步骤或部件或它们的组的存在。

应当理解，在不脱离在附加权利要求中确定的本发明范围的情况下，可以对前面所述的部分进行各种变化、添加和/或改变。

未来的专利申请可以在本申请的基础上提交。应当理解，下面的权利要求只是通过实例来提供，而并不用于限制在任何这样的未来申请中可能要求保护的范围。在以后的日期可以将特征添加至权利要求中或从权利要求中省略，以便进一步限定或重新限定一个或多个发明。

Claims (46)

1.一种用于向患者输送气体的患者接口，该患者接口包括：

a.至少一个吸气元件，用于将气体流引导至患者气道，每个吸气元件包括至少一个吸气管腔，所述气体流被引导通过该吸气管腔；

b.至少一个呼气元件，该呼气元件包括用于引导来自患者的呼出气体的呼出气体流动路径；以及

c.在呼出气体流动路径中的至少一个透气本体；

其中，透气本体设置成使得在呼出气体流动路径中的呼出气体在离开患者接口之前被引导穿过所述透气本体。

2.根据权利要求1所述的患者接口，其中：引导呼出气体穿过所述透气本体的操作在呼出气体离开患者接口之前至少部分地处理所述呼出气体。

3.根据权利要求2所述的患者接口，其中：处理所述呼出气体包括：减轻在来自患者接口的呼出气体中的气溶胶的释放和/或降低所述气溶胶的速度。

4.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，还包括：固定装置，用于将患者接口固定在患者上。

5.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，还包括：歧管本体，该歧管本体提供从呼吸气体源到吸气管腔的气体流入路径。

6.根据权利要求5所述的患者接口，其中：歧管本体能与气体输送导管联接或包括气体输送导管，以便输送来自呼吸气体源的呼吸气体。

7.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，还包括：至少一个鼻元件，该鼻元件设置成将气体引导至患者的鼻孔中。

8.根据权利要求7所述的患者接口，其中：鼻元件还包括一个或多个呼气流管腔，患者接口包括歧管本体，该歧管本体提供用于呼出气体从所述呼气流管腔到所述至少一个透气本体的气体流出路径。

9.根据权利要求8所述的患者接口，其中：透气本体形成歧管本体的一部分或全部。

10.根据权利要求7至9中任意一项所述的患者接口，其中：所述至少一个透气本体形成在所述鼻元件的至少一部分上的盖。

11.根据权利要求10所述的患者接口，其中：所述盖在所述鼻元件上是可移除的和/或可更换的。

12.根据权利要求10或11所述的患者接口，其中：所述鼻元件和盖中的一个或两个占据鼻孔，从而使得来自鼻孔的呼出气体至少主要被引导穿过透气本体。

13.根据权利要求7至12中任意一项所述的患者接口，其中：鼻元件包括鼻叉。

14.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，还包括：气体输送导管，用于向患者输送呼吸气体，且透气本体包括鞘，所述鞘环绕所述气体输送导管的至少一部分，并设置成与来自所述呼气元件的呼出气体流体连通。

15.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，其中：透气本体包括过滤材料，所述过滤材料从以下组中选择，该组包括但并不局限于纤维、针织的、机织的、泡沫、织物、非织物或其他过滤材料。

16.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，其中：透气本体拦截在呼出气体中的、尺寸小于140μm且优选地小于120μm的气溶胶。

17.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，还包括：至少一个鼻元件，所述鼻元件设置成将气体引导至患者的鼻孔中，且还包括在所述至少一个鼻元件的外表面上的多个物理结构，所述物理结构设置成拦截和/或减慢在来自至少一个鼻孔的呼出气体中的气溶胶。

18.根据权利要求17所述的患者接口，其中：物理结构设置成在使用时提供曲折的呼出气体流动路径和/或减少进入鼻孔的视线。

19.根据权利要求17或18所述的患者接口，其中：物理结构从所述一个或多个鼻元件的表面基本沿径向延伸。

20.根据权利要求17至19中任意一项所述的患者接口，其中：物理结构由在插入鼻孔中的方向上相对于鼻元件的外表面成锐角定向的部分组成或包括所述部分。

21.根据权利要求20所述的患者接口，其中：所述锐角在10度至80度的范围内。

22.根据权利要求17至21中任意一项所述的患者接口，其中：至少多个物理结构有在使用时至少局部限定曲折路径和/或减小进入鼻孔的视线的形状或构造，以便拦截和/或减慢在呼出气体中的气溶胶。

23.根据权利要求22所述的患者接口，其中：所述形状从以下组中选择，所述组包括但并不局限于之字形、锯齿形、盘绕形和蛇形。

24.根据权利要求22或23所述的患者接口，其中：至少多个物理结构具有从以下组中选择的横截面形状，所述组包括但并不局限于人字形、拱形、V形、W形、粗糙化的、基本尖顶帽形、矩形、三角形和其他规则或不规则的闭合多边形形状。

25.根据权利要求17至24中任意一项所述的患者接口，其中：一个或多个物理结构有附接在鼻元件上的至少一个端部。

26.根据权利要求25所述的患者接口，其中：一个或多个物理结构在附接的端部处或接近所述附接的端部处是柔性的或可枢转的。

27.根据权利要求17至26中任意一项所述的患者接口，其中：物理结构包括细丝或须。

28.根据权利要求17至27中任意一项所述的患者接口，其中：物理结构包括翅片。

29.根据权利要求17至27中任意一项所述的患者接口，其中：物理结构包括褶皱。

30.根据权利要求28或29所述的患者接口，其中：物理结构成角度，以便拦截和重新定向呼出气体的流。

31.根据权利要求17至30中任意一项所述的患者接口，其中：至少多个物理结构是亲水性的。

32.根据权利要求17至31中任意一项所述的患者接口，其中：物理结构以基本交错的布局设置在鼻元件的表面上。

33.根据权利要求17至32中任意一项所述的患者接口，其中：物理结构设置在基板上，所述基板设置成施加在所述至少一个鼻元件的外表面上。

34.根据权利要求33所述的患者接口，其中：基板包括能够固定在所述至少一个鼻元件上面的管形套筒。

35.根据权利要求1至16中任意一项所述的患者接口，还包括：至少一个鼻元件，所述鼻元件设置成将气体引导至患者的鼻孔中，所述至少一个鼻元件至少局部由包括透气本体的材料来形成。

36.根据权利要求35所述的患者接口，其中：鼻元件还包括内部膜，所述内部膜在鼻元件内限定吸气管腔。

37.根据权利要求1至16中任意一项所述的患者接口，还包括：至少一个鼻元件，所述鼻元件设置成将气体引导至患者的鼻孔中，其中，透气本体包括环绕所述鼻元件定位的基本筒形本体。

38.根据权利要求34至37中任意一项所述的患者接口，其中：透气本体包括开孔泡沫。

39.根据权利要求17至38中任意一项所述的患者接口，其中：所述鼻元件包括鼻叉。

40.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，其中：透气本体设置成在使用之前润湿。

41.根据以上权利要求中任意一项所述的患者接口，还包括：用于收集从呼出气体中去除的飞沫的槽道。

42.根据权利要求41所述的患者接口，其中：所述槽道设置成当仰卧时引导所收集的飞沫返回至患者。

43.根据前述任意一项权利要求所述的患者接口，其中：患者接口的至少一部分是导热的。

44.根据权利要求43所述的患者接口，其中：透气本体的至少一部分是导热的。

45.根据权利要求43或权利要求44所述的患者接口，其中：吸气管腔包含导热材料，并且设置成方便使得输送给患者的气体升温。

46.一种用于向患者输送气体的患者接口，该患者接口包括：

至少一个鼻元件，所述鼻元件设置成将气体引导至患者的鼻孔中；以及

在所述至少一个鼻元件的外表面上的多个物理结构；

其中，所述物理结构设置成拦截和/或减慢在来自至少一个鼻孔的呼出气体中的气溶胶。

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