CN117323533A - 用于医疗系统的导管 - Google Patents

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CN117323533A CN202311267860.7A CN202311267860A CN117323533A CN 117323533 A CN117323533 A CN 117323533A CN 202311267860 A CN202311267860 A CN 202311267860A CN 117323533 A CN117323533 A CN 117323533A
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medical
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埃尔莫·本森·斯托克思
加亚南达·马林森
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Fisher and Paykel Healthcare Ltd
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Abstract

本发明涉及用于医疗系统的导管。一种医疗导管，用于将气体输送至患者和/或输送来自患者的气体。该医疗导管具有螺旋地包绕长形加强构件的长形薄膜，这两者粘合以形成内腔。该长形薄膜具有的轮廓使得当该医疗导管弯折时该长形薄膜不伸入该医疗导管的内腔之中。该长形加强构件可以具有可以对该医疗导管的有利特征作贡献的D形截面。该长形加强构件也可以具有圆形截面。

Description

用于医疗系统的导管
本申请是2020年6月16日提交的、名称为“用于医疗系统的导管”的发明专利申请202010548197.8的分案申请。
优先权
本申请要求于2015年7月28日提交的美国专利申请号62/198,038和于2014年9月24日提交的美国专利申请号62/054,588的优先权，这些专利申请各自的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本披露总体上涉及被配置成在医疗系统中使用的导管。更确切地，本披露涉及被配置成附接至呼吸辅助系统中的患者接口上的导管。
背景技术
呼吸系统中使用医疗导管以用于在呼吸部件(例如呼吸机或加湿器)与患者之间传送呼吸气体。呼吸气体在被递送给患者之前可以被加热和/或加湿来模拟空气在进入呼吸系统时发生的转变。加热医疗导管可以将经加热的和/或经加湿的呼吸气体直接递送至患者接口，或者在一些情况下可以在该医疗导管与该患者接口之间定位额外的医疗导管。该医疗导管可以是隔热的和/或被加热的以减小该导管内的冷凝物形成。可透气导管也可以去除在该导管内形成的冷凝物。如在此所使用的，术语“可透气的”一般是指高度可透过水蒸气并且实质上无法透过液态水和大量气体流。
发明内容
虽然在现有技术中存在医疗导管，但是应认识到，目前的延伸在呼吸部件与患者接口之间的医疗导管存在问题。通常使用大直径导管，因为减小医疗导管的直径可能导致流动阻力增大。然而，这些较大直径导管中的一些也具有很高的流动阻力。大的医疗导管还可能是沉重、体积庞大、并且使用不灵活。它们可能不会在美学上取悦于患者，这可导致治疗不被患者容易地接受。由于医疗导管在呼吸部件与患者接口之间伸展，所以它们可以在患者接口上拖动，从而造成患者不适和/或中断治疗。当导管抵靠表面移动或推动时可能会有噪音，这导致治疗对患者和/或床上伴侣的干扰。
一些医疗导管不能提供良好的抗压碎性。因此，在使导管的形状和/或内腔被破坏的压碎事件之后流动阻力可能受到影响。类似地，医疗导管不能从该事件恢复、但是可以继续提供受损治疗直至用户干预或可能被认为无法使用。
可透气导管可以包括用更刚性的加强构件加强的可透气薄膜。目前的可透气导管可能是不够鲁棒的、并且因此在使用中可能容易被损坏。当弯折时，该薄膜可以叠缩并且伸入该导管的内腔之中使得流动阻力增大。该可透气薄膜也可能是有噪音的，使得它对患者和/或床上伴侣造成损害。
已经研发出一种至少部分地改善或克服现有技术导管的至少一个缺点的医疗导管。
该医疗导管可以是与现有导管相比提供了更好的灵活性和抗压碎性以及减小的流动阻力的较小直径导管。该医疗导管可以在呼吸部件与患者接口之间延伸。该医疗导管可以包括卷绕有挤出薄膜螺旋的挤出加强构件。
该薄膜的轮廓可以被控制成使得当医疗导管弯折时，该薄膜不叠缩至该导管的内腔之中。该轮廓可以包括在该加强构件的相邻匝之间的向内偏置的轮廓。如在此所描述的术语“向内偏置的”总体上指当医疗导管没有经受变形应变(即，该医疗导管处于中性位置中)时，在加强构件的多个相邻匝之间延伸的薄膜朝向内腔的中心滴状凸伸的构型。该轮廓的尺寸可以允许该薄膜在该加强构件的相邻匝之间滴状凸伸到最大水平而不伸入该医疗导管的内腔之中，由此将弯折该医疗导管可能对流动阻力造成的影响最小化。
可以由于该薄膜在该加强构件的相邻匝之间滴状凸伸的程度改善灵活性。这可以改善该医疗导管的延展性和弯折半径。还可以控制该加强构件的螺距来改善灵活性。该加强构件的螺距、高度、以及截面宽度之间的关系可以提供改善的导管特征。
该加强构件的截面形状可以被选择成用于减小流动阻力并且减小存在于该加强构件的相邻匝之间的这些空腔的大小。该形状对在该薄膜与该加强构件之间提供足够的粘合表面也是重要的。
该加强构件可以帮助减小医疗导管被压碎的易损性，并且该医疗导管可以在压碎时间或其他的力施加之后良好地恢复。在一些实施例中，该加强构件可以侧向地滚动或倾斜并且防止该医疗导管被压碎，这可以改善该医疗导管在所施加的力之后恢复。
该医疗导管可以被制成比其他医疗导管小得多的直径。总体上，该医疗导管的直径可以在1与20mm(或左右)的范围内、例如在7与16mm(或左右)的范围内。例如，可以给阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)患者提供直径在14与16mm(或左右)的范围内的小的医疗导管，并且可以给高流量治疗(HFT)患者提供直径在10与12mm(或左右)的范围内的或者直径在7与9mm(或左右)的范围内的甚至更小的医疗导管。较小的医疗导管可以改善患者的治疗感受、并且可以通过提供更轻型导管来连接该呼吸部件与患者接口之间从而增大患者的舒适度。更轻型且更灵活的导管也可以减少患者接口上的导管拖拽。
在医疗导管中使用的材料还可以允许给患者提供更安静且更小干扰的治疗。由此，患者可能更多地接受治疗。改善患者感受还可以改善患者顺应性。
在某些实施例中，环绕该医疗导管的内腔的这些壁中的一些或全部可以包括由可透气材料制成的可透气薄膜。如在此所使用的“可透气薄膜”指高度可透过水蒸气并且实质上无法透过液体水和大量气体流的薄膜。类似地，“可透气材料”总体上指高度可透过水蒸气并且实质上无法透过液体水和大量气体流的材料。在某些实施例中，可透气材料具有根据ASTM E96的程序B(在23℃的温度以及50％的相对湿度下使用直立杯法)测量时的大于或等于650g/m2/天(或左右)的水分(水)蒸气透过率。该可透气薄膜的厚度可以给该医疗导管提供足够的可透气性和灵活性以及强度和鲁棒性。
可透气薄膜可以有利地帮助排出在该医疗导管内形成的冷凝物。在此所披露的医疗导管的至少一个额外特征可应用于包括由可透气材料制成的薄膜的医疗导管。然而，应了解的是，在此所披露的医疗导管的至少一个特征可应用于包括由不可透气材料制成的薄膜的医疗导管。
根据本披露的至少一个方面，一种用于输送气体的第一医疗导管包括螺旋地包绕长形加强构件以形成内腔的长形薄膜。该长形薄膜与长形加强构件粘合。该长形薄膜包括的轮廓使得当该第一医疗导管弯折时保持不让该长形薄膜伸入该第一医疗导管的该内腔之中。
该长形薄膜可以由可透气材料制成。该长形薄膜可以包绕该长形加强构件的、背离该内腔的径向向外表面，使得该长形加强构件与该第一医疗导管的内腔相互作用，并且该长形薄膜形成该第一医疗导管的该外表面。当该第一医疗导管未经受变形应变时测量到的、在该长形加强构件的多个相邻匝上的对应点之间的纵向距离可以被选择成使得，当该第一医疗导管弯折时，该长形薄膜在该长形加强构件的相继匝之间滴状凸伸最大量、而并不向内延伸超过该长形加强构件的基部进入该内腔之中。当该第一医疗导管未经受变形应变时测量到的、从该内腔中的该长形薄膜的最低点到该长形加强构件的底部的平均径向距离可以小于0.2mm。
该第一医疗导管的轮廓可以是向内偏置的轮廓。该长形加强构件可以包括D形截面。该D形截面的平坦部分可以是与该内腔纵向对齐的。该D形截面的半圆形部分可以背向该内腔。该长形薄膜可以粘合至该D形截面的该半圆形部分上。替代地，该长形加强构件可以包括圆形截面。该长形加强构件的多个匝可以响应于所施加的力而侧向地滚动或倾斜并且防止该第一医疗导管被压碎。该第一医疗导管可以在被施加这样的力时维持气体流动。最大量的该长形薄膜可以在该长形加强构件的相邻匝之间延伸而不伸入该内腔之中。该长形加强构件可以是中空的。该长形加强构件可以包括被配置成用于容纳或输送流体的空腔。
根据本披露的至少一个方面，一种用于输送气体的第二医疗导管包括螺旋地包绕长形加强构件以形成内腔的长形薄膜。该长形加强构件包括D形截面。该长形薄膜粘合至该长形加强构件的D形截面的该半圆形部分上。最大量的该长形薄膜在该长形加强构件的相邻匝之间延伸而不伸入该内腔之中。
该长形薄膜可以由可透气材料制成。该长形薄膜可以包绕该长形加强构件的、背离该内腔的径向向外表面，使得该长形加强构件与该第二医疗导管的内腔相互作用，并且该长形薄膜形成该第二医疗导管的该外表面。当该第二医疗导管未经受变形应变时测量到的、从该内腔中的该长形薄膜的最低点到该长形加强构件的底部的平均径向距离可以小于0.2mm。该轮廓可以是向内偏置的轮廓。该D形截面的平坦部分可以是与该内腔纵向对齐的。该D形截面的半圆形部分可以背向该内腔。该长形加强构件的匝可以响应于所施加的力而侧向地滚动或倾斜。该第二医疗导管可以在被施加这样的力时维持气体流动。该长形加强构件可以是中空的。该长形加强构件可以包括被配置成用于容纳或输送流体的空腔。
附图说明
图1是呼吸系统的示意图。
图2是根据所披露的设备和系统实施例的医疗导管的透视图。
图3A示出了图2的医疗导管的第一截面。
图3B示出了图2的医疗导管处于弯折构型时的第一截面。
图3C示出了图2的医疗导管处于弯折构型时的透视图。
图3D示出了图2的医疗导管的透视截面视图。
图3E示出了图3D的医疗导管的一端的平面视图。
图3F示出了图3D的医疗导管的侧视平面截面视图。
图3G示出了图3F的侧视平面视图的细节。
图3H示出了图3D的医疗导管处于弯折构型时的透视截面视图。
图3I示出了图3H的透视图的细节。
图4A示出了图2的医疗导管处于弯折构型时的透视截面视图。
图4B示出了图4A的透视图的细节。
图5A示出了图2的医疗导管处于弯折构型时的透视截面视图。
图5B示出了图5A的医疗导管的侧视平面截面视图。
图5C示出了图5B的侧视平面视图的第一细节。
图5D示出了图5B的侧视平面视图的第二细节。
图6A示出了图2的医疗导管的长形加强构件的截面。
图6B示出了图2的医疗导管的长形加强构件的替代性截面。
图6C示出了图2的医疗导管的长形加强构件的替代性截面。
图7A示出了图2的医疗导管对所施加的力作出响应。
图7B示出了图2的医疗导管的侧视图。
图7C示出了图7B的医疗导管的一端的平面视图。
图8A-8C示出了用于执行灵活性测试的设备。
具体实施方式
如在此所描述的呼吸系统可以是指给患者递送呼吸气体、例如氧气、二氧化碳和/或空气的系统。呼吸气体的任意组合也可以是可能的。患者可能接受针对阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)、侵入性通气(INV)或非侵入性通气(NIV)的高流量疗法(HFT)治疗。
如在此所描述的呼吸部件可以指但不限于：气体源、加湿设备、加湿腔室、或医疗导管。
如在此所描述的医疗导管可以指连接在呼吸部件与患者接口之间的导管，例如吸气导管、呼气导管、或接口导管。
如本文所述的患者接口可以指，但不限于，面罩、口罩、鼻罩、鼻插管、鼻枕、气管内导管、或气管罩。
如在此所描述的气体源可以指向呼吸系统供应气体从而可以将所述气体输送给患者的装置。该气体源可以例如采取呼吸机、鼓风机、壁式来源、或气体罐的形式。在一些情况下，该气体源可以是与加湿设备一体的。
如在此所使用的“可透气薄膜”指高度可透过水分蒸气、例如水蒸气、但实质上无法透过液体水分、例如液体水并且实质上无法透过大量气体流的薄膜。类似地，“可透气材料”总体上指高度可透过水蒸气并且实质上无法透过液体水和大量气体流的材料。在某些实施例中，可透气材料具有根据ASTM E96的程序B(在23℃的温度以及50％的相对湿度下使用直立杯法)测量时的大于或等于650g/m2/天(或左右)的水分(水)蒸气透过率。
图1示出了具有气体源110的典型呼吸系统100的实例，该气体源是与加湿设备150一体的或者是与之分开的部件。气体源110经由呼吸回路给患者190供应经加热和经加湿的气体，该呼吸回路包括例如呼吸导管170和患者接口180。在一些实施例中，另一个医疗导管(例如供应导管130)可以用于将气体从气体源110输送到加湿设备150。在一些实施例中，在该呼吸导管170与该患者接口180之间可以连接额外的导管，例如接口导管185。在一些实施例中，在该呼吸导管170与该接口导管185之间可以连接连接器175。在一些实施例中，呼出的气体可以经由医疗导管、例如呼气导管(未示出)来输送。在包括呼气导管的一些实施例中，连接器175可以包括将该吸气导管170和该呼气导管两者连接至该接口导管185上的y形件(未示出)。应理解的是，可以存在来自所示系统的其他变体。
图2示出了被配置成用于在呼吸系统100的两个部件之间延伸的医疗导管200。例如，该医疗导管200可以是在连接器175与患者接口180之间延伸的接口导管185的实施例。该医疗导管200可以包括长形薄膜210以及长形加强构件220，这两者是挤出的并且螺旋包绕以形成医疗导管200。在一些实施例中，该长形薄膜210可以被配置成是可透气的，使得例在例如患者接口180、连接器175、或医疗导管200处形成的冷凝物可以被蒸发(例如通过加热电线)并且如果该冷凝物排回至该医疗导管200则穿过该长形薄膜210传递至周围大气。该长形加强构件220可以给该长形薄膜210提供刚度和/或结构支撑。在一些实施例中，该长形加强构件220可以包括至少一根电线，该至少一根电线可以给医疗导管200提供加热和/或感测部件。
该长形薄膜210的厚度可以在50与200μm(或左右)的范围内。在一些实施例中，该长形薄膜210的厚度可以在50与75μm(或左右)的范围内。该长形薄膜210的厚度对减小或消除医疗导管200被所施加的合理力损坏的可能性很重要。合理力是指该医疗导管200在正常使用过程中预料会遭遇的力。施加到该医疗导管200上的力可以被引导至长形薄膜210，并且因此该长形薄膜210可以确定该医疗导管200的拉伸强度。
在某些实施例中，该长形薄膜210可以在100％伸长率下具有大于或等于650lb/in2(psi)(4.5MPa)(或左右)的拉伸强度和/或在300％伸长率下具有大于或等于1200lb/in2(8.3MPa)(或左右)的拉伸强度。例如，该长形薄膜210可以具有等于900lb/in2(6.2MPa)的100％伸长率下的拉伸强度以及等于1700lb/in2(11.7MPa)的300％伸长率下的拉伸强度。如果长形薄膜210太薄，则可能较易于被损坏、例如被刺孔或撕裂，而如果该长形薄膜210太厚，则可能影响透气性并且可能减小该长形薄膜210的灵活性。因此，可以如针对不同应用所希望的长形薄膜210的透气性、灵活性以及鲁棒性来考虑选择该长形薄膜210的厚度。例如，长形薄膜210可以具有当根据ASTM E96的程序B(使在23℃的温度以及50％的相对湿度下使用直立杯法)测量时的大于或等于650g/m2/天(或左右)的水分(水)蒸气透过率、以及大于或等于650lb/in2(4.5MPa)(或左右)的100％伸长率下的拉伸强度和/或大于或等于1200lb/in2(8.3MPa)(或左右)的300％伸长率下的拉伸强度。医疗导管200的隔热特性对减小该医疗导管200内的冷凝物的量可能也很重要。
图3A示出了医疗导管200的截面。长形薄膜210以及长形加强构件220中各自螺旋地包绕以形成医疗导管200，该医疗导管具有纵向轴线LA-LA以及沿着该纵向轴线LA-LA延伸的内腔(管孔)。可以看到，在一些实施例中，该长形薄膜210可以具有轮廓230。轮廓230可以被成形成使得它朝向该医疗导管200的内腔向内偏置，这尤其在与其他医疗导管比较时可以改善该医疗导管200的性能。
在一些实施例中，长形薄膜210可以由可透气热塑性材料、例如热塑性弹性体(或如ISO 18064:2003(E)定义的TPE)、热塑性聚氨酯(或如ISO 18064:2003(E)定义的TPU)、热塑性聚酯、或具有热塑性特性的其他材料制成。该长形加强构件220可以由例如TPU制成。所披露的材料不意味着对可以使用的可能材料进行限制、而是示例性的。这些材料可以被选择成使得在长形薄膜210与长形加强构件220之间形成粘合。这些材料可以被选择成使得，当医疗导管200移动和/或接触其他表面时，它保持安静且无干扰。不同的材料和/或材料组合可以落入本披露的范围内。
该长形薄膜210可以包绕在该长形加强构件220的外侧上，使得该长形加强构件220与医疗导管200的内腔相互作用，并且该长形薄膜210形成该医疗导管200的该外表面。在一些实施例中，其中该长形薄膜210包括可透气材料，这可以允许更多的长形薄膜210可透气表面暴露在周围环境下，使得可以从长形薄膜210失去较大量的水分。因此，在与其他医疗导管相比时医疗导管200的向内偏置的轮廓230可以显著地减少更多的所形成的冷凝物的量。当医疗导管200具有可能导致该医疗导管200的内腔中的流动阻力减小的向内偏置的轮廓230时，长形薄膜210与长形加强构件220之间的空腔可以是小的。
图3B和3C展示了医疗导管200的弯折构型。长形薄膜210的弯折外侧230b可以略微平坦，而该长形薄膜210的弯折内侧230a可以朝向医疗导管200的内腔向内叠缩。在相邻匝的长形加强构件220之间的最大量长形薄膜210可以允许获得医疗导管200的更大灵活性、延伸性、和/或改善的弯折半径。因此，该医疗导管200可能能够围绕小的弯折半径进行弯折而不使该长形薄膜210伸入该医疗导管200的内腔之中。因此，该医疗导管200可以急剧弯折而不会显著地影响流动阻力。
减小该医疗导管200的内腔的流动阻力可以允许该医疗导管200的直径小于其他医疗导管的直径、同时维持类似的或改善的性能水平。在一些实施例中，该医疗导管200的直径可以在10与12mm(或左右)的范围内、或者对HFT患者而言在7与9mm(或左右)的范围内、并且对OSA患者而言在14与16mm(或左右)的范围内。在一些实施例中，医疗导管200的直径可以小到在1与2mm(或左右)的范围内、或者可以是大到考虑到所利用的制造方法的任何限制所可以实现的大小。
图3D示出了图2的医疗导管200的透视截面视图。图3E示出了图3D的医疗导管200的一端的平面视图。图3F示出了医疗导管200的、沿着图3D的截面线A—A截取的侧视平面截面视图。图3G示出了图3F的侧视平面视图的细节。
图3D和3F中示出了该长形薄膜210的向内偏置的轮廓230。如以上参见图3B和3C所讨论的，该长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间的量提供了医疗导管200的足够灵活性、而不显著影响流动阻力。换言之，该医疗导管200具有灵活性，但是长形薄膜210不伸入该医疗导管200的内腔之中。在图3E的平面视图中示出了该内腔的直径
医疗导管200的尺寸相互关联并且影响令人满意的设计。例如，该长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间的量与长形加强构件220的螺距250之间可以存在一种关系，以便确定该长形薄膜210朝向相邻匝的长形加强构件220之间的内腔滴状凸伸到什么程度。在此所描述的螺距是指当医疗导管200未经受变形应变时测量到的在长形加强构件220的多个相邻匝上的对应点之间的纵向距离。例如，可以作为如图3A和3G所示的在长形加强构件220的两个相邻匝的中心之间的纵向距离来测量螺距250。
针对给定量值的螺距250，可以通过用长形加强构件220的螺距250减去该长形加强构件220的宽度来估计要求在相邻匝的长形加强构件220之间延伸的长形薄膜210最小量。此外，如图3G所示，螺距250和该长形薄膜210的在相邻匝的长形加强构件220之间延伸的量可以被选择成用于给出使长形薄膜210不伸入医疗导管200的内腔之中的弧长AL。
螺距250是重要的特征。如果螺距250太小，则医疗导管200的灵活性增大，但是该医疗导管200的弯折半径由于相邻匝的长形加强构件220的聚集而受到负面影响。希望的是，螺距250被选择成维持大于或等于10mm(或左右)的弯折半径。如果螺距250太大，则该长形薄膜210可能伸入医疗导管200的内腔之中太远，并且该医疗导管200可以由于该长形薄膜210的成本增大而更昂贵。
为了改善医疗导管200的所希望特征，该长形薄膜210的在相邻匝的长形加强构件220之间延伸的量和/或螺距250可以被选择成使得，当该医疗导管200弯折时，轮廓230允许该长形薄膜210尽可能多地在相邻匝的长形加强构件220之间滴状凸伸、同时不超过该长形加强构件220向内延伸进入该医疗导管200的内腔之中。由此，当该医疗导管200如图3B和3C弯折时，长形薄膜210的内侧230a不太可能伸入该医疗导管200的内腔之中。这在与其他医疗导管相比时可以有利地影响医疗导管200的流动阻力。
如以上所讨论的，可以在长形薄膜210与长形加强构件220之间形成粘合。为了进一步改善医疗导管200的希望特征，可以选择性地控制该长形薄膜210与该长形加强构件220之间的死空间。在此所描述的死空间是指，当医疗导管200未经受变形应变时测量到的在长形加强构件220的多个相邻匝上的对应点之间的、并且在内腔内在长形薄膜210下方并且在长形加强构件220的最低点上方的截面区域。参见图3G，例如，死空间表示在内腔内、在的较低线上方、在长形薄膜210的下方、并且在指示了螺距250的线之间的截面区域。反映出死空间的示例性量度是向内偏置尺寸，在此定义为长形加强构件200的多个相邻匝上的对应点之间的，在内腔中的长形薄膜210的最低点与长形加强构件200的底部之间的平均径向距离255。再次参见图3G，向内偏置尺寸表示在螺距250的线之间长形薄膜210的最低点与/>的较低线之间的平均径向距离255。
在希望的构型中，在具有螺距250平均值为2mm(或左右)、内直径平均值为7.5mm(或左右)、长形加强构件220直径/>平均值为0.8mm(或左右)、以及长形薄膜210厚度平均值为0.08mm(或左右)的医疗导管200中，平均向内偏置尺寸可以小于0.2mm(或左右)。例如，在具有螺距250平均值为1.71mm、内直径/>平均值为7.6mm、长形加强构件220直径/>平均值为0.78mm、以及长形薄膜210厚度平均值为0.08mm的医疗导管200中，可接受构型可以具有0.06mm的平均向内偏置尺寸。在具有螺距250平均值为1.71mm、内直径/>平均值为9.52mm、长形加强构件200直径/>平均值为0.86mm、以及长形薄膜210厚度平均值为0.08mm的医疗导管200中，另一个可接受构型可以具有0.15mm的平均向内偏置尺寸。在具有螺距250平均值为2.05mm、内直径/>平均值为7.5mm、长形加强构件220直径/>平均值为0.82mm、以及长形薄膜210厚度平均值为0.08mm的医疗导管200中，具有过度向内偏置尺寸的示例性构型可以具有0.2mm的平均向内偏置尺寸。在具有螺距250平均值为1.95mm、内直径/>平均值为8.43mm、长形加强构件220直径/>平均值为0.9mm、以及长形薄膜210厚度平均值为0.15mm的医疗导管200中，具有过度的向内偏置尺寸的另一示例性构型可以具有0.58mm的平均向内偏置尺寸。应理解的是，本披露的范围不排除最后两个示例性构型，即使这些构型包括在某些情况下可能被认为不太有利的特征。
在图3H和3I中进一步示出了希望的构型。在图3H的医疗导管200的顶部轮廓301中，长形加强构件220的螺距(与长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间延伸的量相组合)允许该长形薄膜210伸展并且增大该医疗导管200的弯折半径。在图3H的底部轮廓303中，并且如在图3I中更具体地示出，长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间延伸的量足够小，使得当医疗导管200弯折时，长形薄膜210最小地伸入该医疗导管200的内腔之中。这是可以考虑增大弯折半径、同时降低流动阻力的成功导管设计的实例。
图4A示出了图2的医疗导管200处于弯折构型时的透视截面视图。图4B示出了图4A的透视图的细节。医疗导管200的这个实施例没有成功地考虑增大弯折半径、同时降低流动阻力。在医疗导管200的这个实施例中，长形加强构件220的螺距(与长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间延伸的量相组合)确实希望地改善了弯折半径。但是在图4A的医疗导管200的顶部轮廓401中，长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间过量延伸致使当该医疗导管200弯折时，该长形薄膜210在该医疗导管200的内腔中滴状凸伸并且伸入其中，这通过减小有效孔大小增大了流动阻力。在图4A的底部轮廓403中并且如在图4B中更具体地示出，长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间过量延伸致使当该医疗导管200弯折时，该长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间显著地伸入医疗导管200的内腔之中。应理解的是，本披露的范围不排除图4一般化的实施例，即使该实施例包括在某些情况下可能被认为不太有利的特征也是如此。
图5A示出了图2的医疗导管200处于弯折构型时的透视截面视图。图5B示出了图5A的医疗导管200的侧视平面截面视图。图5C示出了图5B的侧视平面视图的第一细节。图5D示出了图5B的侧视平面视图的第二细节。医疗导管200的这个实施例也没有成功地考虑增大弯折半径、同时降低流动阻力。在医疗导管200的这个实施例中，长形加强构件220的螺距(与长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间的量相组合)未能改善弯折半径。在图5A和5B的医疗导管200的顶部轮廓501中，并且如在图5D中更具体地示出，长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间延伸较小的量致使该长形薄膜210在医疗导管200完全弯折之前绷紧。虽然轮廓501没有负面地影响流动阻力，但是它负面地影响了弯折半径和灵活性。在图5A和5B的底部轮廓503中，并且如在图5C中更具体地示出，长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间延伸较小的量降低了灵活性并且可能负面地影响其他特征。应理解的是，本披露的范围不排除图5一般化的实施例，即使该实施例包括在某些情况下可能被认为不太有利的方面也是如此。
在一些实施例中，长形加强构件220的形状可以被选择成进一步改善医疗导管200的性能。图6A示出了例如可以具有D形形状240的长形加强构件220的截面。在一些实施例中，D形形状240可以包括基本上平行的两侧(其高度用BS指示)以及连接了这基本平行的两侧的基部(其宽度由BW指示)。D形形状240的顶部可以包括半圆形部分，并且长形加强构件220的总高度用BH指示。在一些实施例中，可以将不同的形状用于长形加强构件220的截面，例如方形、半圆形或圆形形状，这些形状可以包括基本上平行的和/或不平行的区域。在一些实施例中，长形加强构件220的基部可以是基本上平坦的，使得与医疗导管200的内腔的任何相互作用在每匝长形加强构件220与相邻匝的长形薄膜210之间形成最小化空腔。将这些空腔的大小最小化在与其他医疗导管相比时可以有利地影响医疗导管200的流动阻力。
针对一定直径的医疗导管200，通过长形加强构件的宽度(BW)、长形加强构件的高度(BH)、以及长形加强构件220的每侧高度(BS)之间存在的关系可以确定长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间延伸的量，其中长形加强构件220的每侧高度可以被定义为这侧的笔直部分的高度。在如图6A所示的非限制性实例中，长形加强构件220的每侧高度(BS)可以是长形加强构件的高度(BH)的一半；然而，在一些实施例中，长形加强构件220的每侧高度(BS)可以根据长形加强构件220的形状改变。
长形加强构件220的高度(BH)、长形加强构件的宽度(BW)、以及长形加强构件220的螺距250之间也可以存在关系。由此，可以针对长形加强构件220的高度、宽度、和螺距250来选择轮廓230。例如，长形加强构件220的大于阈值的高度在制造过程中可能是较不稳定的并且可能降低医疗导管200的外表面的平滑度。长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间滴状凸伸的程度可能需要小于长形加强构件220的高度，或者可能需要将长形薄膜210粘合至该长形加强构件220上，以使得它在医疗导管200弯折时不会伸入其的内腔之中。在一些实施例中，可以提供考虑了长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间的量并且长形薄膜210与长形加强构件220之间加以粘合的解决方案。
该长形加强构件220可以具有基本上平坦基部，以用于尤其在医疗导管200弯折时维持该医疗导管200的较平滑内表面。这可以帮助降低流量穿过该医疗导管200的内腔的阻力。该半圆形部分可以给医疗导管200的外侧造成较柔软和/或较平滑的总体感觉。位于长形加强构件220的外表面上并且因此环绕该长形加强构件220的长形薄膜210也可以给用户提供医疗导管200较柔软和/或较平滑的总体感觉。
D形形状240可以给长形薄膜210提供粘合区域。例如，长形薄膜210可以沿着由D形形状240的半圆形部分所限定的弯曲区域粘合。这可以通过允许长形薄膜210在相邻匝的长形加强构件220之间延伸至最大长度来改善医疗导管200的灵活性和拉伸强度。该粘合还降低了医疗导管200对制造变化的敏感性，这使医疗导管200更具弹性。在一些实施例中，长形薄膜210可以粘合在D形形状240的较小区域上，或者可以粘合在D形形状240的较大区域上。
D形形状240可以改善医疗导管200的抗压碎性和/或恢复能力。长形加强构件220可以包括半圆形部分，该半圆形部分可以提供可以更好地吸收或转移压碎力的不稳定表面。因此，在合理力的施加过程中，相邻匝的长形加强构件220可以侧向地滚动或倾斜而不是以可以允许医疗导管200压碎的方式向下叠缩，这可以减少医疗导管200的内腔的限制、并且确保通过该医疗导管200可以维持一些流动。一旦力停止和/或被移除，医疗导管200可以良好且快速地恢复。因此，医疗导管200可以在对该医疗导管200造成极少或没有影响的情况下恢复其原始形状。长形加强构件220的滚动或倾斜特征可以取决于螺距250。
图7A示出了对施加合理力作出响应的医疗导管200并且展示了相邻匝的长形加强构件220如何侧向地滚动或倾斜而不是以可以允许医疗导管200压碎的方式向下叠缩。从图7A中可以看到，长形加强构件220的匝响应于合理力的施加还部分地压缩、但是没有显著地限制流量穿过该医疗导管200。图7B示出了具有响应于合理力的施加而会出现的侧向滚动或倾斜的长形加强构件220的医疗导管200的侧视图。图7C示出了医疗导管200的具有响应于合理力的施加而会出现部分压缩的长形加强构件220的一端的平面视图。
在某些实施例中，长形加强构件220具有如图3G和6B所示的基本上圆形的截面形状290。在这样的实施例中，圆形形状290类似于参见图6A所描述的D形形状240，但是在圆形形状290中，D形形状240的尖锐边缘是基本上圆化的。换言之，圆形形状290的一般大小(例如直径)是与D形形状240的一般大小(例如，宽度BW)大致相同的。发现将长形加强构件220的D形形状240替换成圆形形状290基本上不影响导管性能。当长形加强构件包括该圆形形状290时，如与D形形状240相比，对该医疗导管200仅略微增大流动阻力。并且，在一些情形下，圆形形状290可以比D形形状240更简单地制造。应理解的是，长形加强构件220除了D形形状240和圆形形状290之外还可以包括其他截面形状，并且图6A和6B不是限制性的。
在一些实施例中，医疗导管200可以包括中空长形加强构件280，如图6C所示。该中空长形加强构件280与长形加强构件220相比可以是更加轻量的并且可以使用更少的材料，这样使得可以用降低的成本制成具有中空长形加强构件280的医疗导管200。在一些实施例中，该中空长形加强构件280包括可以被配置成用于容纳或输送额外流体的空腔285。例如，该中空长形加强构件280可以被配置成用于输送气体和/或液体。在一个实例中，该中空长形加强构件280可以被配置成用于将压力反馈从医疗导管200的患者端传送至加湿设备150的压力采样线。在一些实施例中，该中空长形加强构件280可以被配置成用于输送或递送药物。在一些实施例中，通过测量该中空长形加强构件280内所容纳的流体的特性可以确定医疗导管200的内腔中输送的气体温度。在图6C的实例中，该中空长形加强构件280的外部形状基本上与D形形状240相同。然而，应理解的是，该中空长形加强构件280可以被实施成具有其他外部形状，例如(但不限于)图6B的基本上圆形形状290。
可以按照以下来描述医疗导管200的实例。这些实施例仅仅是说明性的而不是限制性的，给出的实施例的修改或变化也可以落入本发明的范围内。总体上，该医疗导管200的直径可以在1与20mm(或左右)的范围内、例如在7与16mm(或左右)的范围内。
在一些实施例中，例如与用于OSA患者的导管有关的实施例中，医疗导管200的直径可以是15mm±10％并且医疗导管200的长形加强构件220的螺距250可以是2.0mm±10％或者2.5mm±10％，如在相邻的珠缘匝之间测量的(如图2所示)。该珠缘高度(BH)可以是1.3mm±10％，并且该珠缘宽度可以(BW)是1.3mm±10％。长形薄膜210的厚度可以是75μm±10％。
在一些实施例中，包括与用于HFT患者的导管有关的一些实施例在内，医疗导管200的直径可以在10与12mm±10％的范围内、例如11.8mm，并且医疗导管200的长形加强构件220的螺距250可以在1.8与3.0mm±10％的范围内或者在1.8与3.5mm±10％的范围内。珠缘高度(BH)可以在0.8与1.5mm±10％的范围内，并且该珠缘宽度可以(BW)可以在0.8与1.5mm±10％的范围内。在这个实施例中，长形薄膜210的厚度可以是100μm±10％。在一些实施例中，包括与用于HFT患者的导管有关的更多实施例在内，医疗导管200的直径可以在7与9mm±10％的范围内、例如8.5mm，并且医疗导管200的长形加强构件220的螺距250可以在2.1与2.2mm±10％的范围内或者在2.2与2.3mm±10％的范围内。该珠缘高度(BH)可以是1mm±10％，并且该珠缘宽度可以(BW)是1mm±10％。在这个实施例中，长形薄膜210的厚度可以是100μm±10％。
医疗管200的灵活性可以通过如图8A-8C所示的三点弯折测试的结果来表征，其中使顶部滚轮260降低到医疗导管200的300mm区段上直至它已经降低了50mm的力可以是在0.008与0.02N/mm之间。出于这个测试的目的，第一底部滚轮270和第二底部滚轮275可以相隔100毫米。
医疗导管200可以被配置成用于婴幼儿、成年人、或使用不同疗法的患者、例如NIV、INV、HFT、或OSA患者。因此，在一些实施例中，该呼吸系统100可以包括医疗导管200以及呼气回路。在这种情况下，医疗导管200可以连接至y形件或其他呼吸部件上。该导管可以被配置成在呼吸部件与患者接口180之间、并且在一些实施例中，在吸气导管170与患者接口180之间延伸。医疗导管200可以被配置成用于直接连接在呼吸部件与患者接口180之间。
具有比其他医疗导管更小直径的医疗导管200的另一个优点是，该医疗导管200可以是小的、轻量的、并且不干扰患者190。更加轻量的医疗导管200的改进的灵活性和延展性使得该医疗导管200不太可能在患者接口180上拖动并且因此对患者190而言更舒适。因此，患者190可以更多地接受治疗，并且患者可以具有改善的患者顺应性。
对在此所描述的目前优选实施例的多种不同变化和修改将是本领域技术人员所了解的。例如，可以针对不同的应用和/或用途而改变医疗导管200的直径和/或医疗导管200的长形加强构件220的螺距250。类似地，可以在适当的情况下针对不同的应用来选择长形加强构件220的形状，并且不以任何方式局限于D形形状240或圆形形状290。在一些实施例中，长形薄膜210可以包括不是可透气材料的材料。可以做出这样的改变和修改，而不脱离本披露的装置和系统的精神和范围，且不减弱它的相伴随的优点。例如，可以根据需要重新定位多种不同部件。因此预期这样的改变和修改包含在本披露的设备以及系统的范围之内。
此外，实践本披露的装置和系统并不一定需要所有的特征、方面和优点。因此，本披露的设备以及系统范围旨在仅由以下权利要求书限定。
对本说明书中任何现有技术的提及不是并且不应当认为是承认该现有技术形成世界上任何国家致力于其的领域中公共常识的部分或任何形式的建议。
其中上述描述已经参考整体或具有已知的其等效物的部件，这些整体如同单独提出一样结合在此。
除非上下文另外清楚地要求，否则贯穿本说明书和权利要求书的这些词语“包括”、“包括有”等等应当被解释为开放的意义(与封闭的或详尽的意义相反)，也就是说，其意义是“包括但不限于”。
本披露的装置和系统在广义上说还可以认为存在于本申请的说明书中单独地或共同地提及或指示的部件、元件和特征，所述部件、元件或特征中的两者或更多者的任何或所有组合中。

Claims (1)

1.一种用于输送气体的医疗导管，该医疗导管包括：
长形薄膜，该长形薄膜螺旋地包绕长形加强构件以形成内腔，该长形加强构件包括D形截面，该长形薄膜粘合至该长形加强构件的该D形截面的半圆形部分上，
其中，该长形薄膜的最大量在该长形加强构件的相邻匝之间延伸而不伸入该内腔之中。
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