專利名稱：具有氣流導向器的無創(chuàng)呼吸幫助裝置的制作方法
具有氣流導向器的無創(chuàng)呼吸幫助裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體上涉及用于產(chǎn)生和輸送連續(xù)正向氣道壓力治療或?qū)鐙雰旱然颊哌M行其它無創(chuàng)呼吸幫助的裝置和方法。更具體地說，本發(fā)明涉及驅(qū)動壓力要求得到降低且呼吸做功得到改善的可變氣流的經(jīng)鼻連續(xù)正向氣道壓力系統(tǒng)、裝置和方法。
背景技術(shù)：
連續(xù)正向氣道壓力(CPAP)療法已被采用許多年，用以治療遭遇呼吸困難和/或機能不全的患者。另外，通過防止肺在呼氣期間萎陷并幫助肺在吸氣期間膨脹，CPAP療法可以有利地幫助肺部發(fā)育不全的患者(特別是嬰兒，尤其是早產(chǎn)兒或新生兒)。
概括地說，CPAP療法在整個呼吸周期中向自主呼吸的患者的肺中連續(xù)地輸送正向壓力?？梢允褂枚喾N患者接口裝置(例如，氣管內(nèi)管或鼻插管)向患者輸送CPAP。然而，對嬰兒，更期望采用無創(chuàng)式患者接口裝置，特別是經(jīng)由患者鼻孔與鼻腔氣道直接或間接地連接的裝置。這種系統(tǒng)通常被稱為經(jīng)鼻連續(xù)正向氣道壓力(nCPAP)系統(tǒng)。
理論上,CPAP系統(tǒng)應(yīng)向患者的氣道輸送恒定的、穩(wěn)定的壓力(高于大氣壓)。對于常規(guī)CPAP系統(tǒng)的情況，相對恒定且連續(xù)的氣流(例如，空氣、氧氣等)被輸送到患者的氣道中， 該氣流通過對患者的呼出氣流施加限制而在患者的肺中產(chǎn)生壓力。不幸的是，這種連續(xù)氣流有可能對患者的呼吸同步性起到有害作用。更具體地說，需要患者抵抗流入的氣體進行呼氣，因此增加了患者的呼吸做功。可以采用控制閥來更好地調(diào)節(jié)患者呼吸周期的吸氣階段和呼氣階段(例如，控制流入系統(tǒng)中的氣流和/或改變對來自系統(tǒng)的輸出氣流的限制程度)。然而，對于許多患者特別是嬰兒而言，由于患者所需的呼吸做功相當高，所以這種方法不令人滿意。也就是說，控制閥系統(tǒng)基本不可能精確地復制患者所經(jīng)歷的實際呼吸周期，因而一直需要患者克服高動量的流入氣體并克服控制閥的阻力來呼氣。對于肺部發(fā)育不全的嬰兒而言，即使所需的呼吸做功的輕微增加也有可能導致該CPAP系統(tǒng)不實用。
最近，開發(fā)出了 nCPAP系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用了與用于患者吸入氣體和患者呼出氣體的獨立通道結(jié)合的可變氣流的概念。當患者吸氣時，流入的氣體采取阻力最小的路徑并被導入患者的氣道中。當患者呼氣時，氣體再次采取阻力最小的路徑并從排氣口排出，從而降低了呼吸的呼氣階段的阻力。例如，可以從San Diego, CA的CareFusion Inc.(康爾福盛公司)獲得的Infant Flow 系統(tǒng)包括可變氣流CPAP發(fā)生裝置(或“CPAP發(fā)生器”)，該CPAP 發(fā)生器在整個呼吸周期中保持恒定壓力的同時使得氣體的供應(yīng)方向隨著嬰兒的呼吸型式而改變。Infant Flow CPAP發(fā)生器根據(jù)已知的噴射泵原理，將所供應(yīng)的氣體轉(zhuǎn)換成射流(為每個鼻孔供應(yīng)一路射流)，使得氣體射流的動量在患者的肺中產(chǎn)生正壓。Infant Flow CPAP 發(fā)生器依靠被制造商的產(chǎn)品手冊列為“射流翻 轉(zhuǎn)(fluidic flip)”效應(yīng)的現(xiàn)象來適應(yīng)來自患者的呼出氣流。來自患者的呼出氣流向流入的射流施加壓力。已經(jīng)得出的理論是，由于康達(coanda)效應(yīng)，呼出氣流使得射流偏轉(zhuǎn)，由此引起流入的射流發(fā)生射流翻轉(zhuǎn)。結(jié)果，射流和呼出氣流容易流至排氣口，由此使患者所需的呼吸做功減少。盡管相當有前景，但這些裝置中的射流保持相對較高的動量而不容易被患者，特別是嬰兒的呼氣呼吸所克服。此外，經(jīng)常期望的是，減小需要向CPAP發(fā)生器供應(yīng)的壓力量，從而簡化相關(guān)的噴射泵的結(jié)構(gòu)，這進而可以有益于減小尺寸、能耗、聲音、復雜性和成本。
鑒于以上情況，存在對改進的nCPAP系統(tǒng)、裝置和方法的需求。發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的原理的一些方面涉及用于幫助患者呼吸的經(jīng)鼻連續(xù)正向氣道壓力 (nCPAP)裝置。所述裝置包括發(fā)生器主體，所述發(fā)生器主體形成有入口、腔體、第一流路和第二流路。所述入口構(gòu)造成用于與壓力氣體源流體地連通。所述腔體與所述入口流體地連通。所述第一流路及所述第二流路與所述腔體流體地連通，并且每條所述流路均包括:第一噴管、第二噴管、以及導流器。所述噴管限定有入口端和出口端，所述入口端與所述腔體流體地連通。所述出口端適于向所述導流器中噴射氣體射流。所述導流器具有或限定有: 噴管側(cè)，其與所述噴管的出口端流體地連通；以及鼻孔或患者側(cè)，其與所述噴管側(cè)相反。所述患者側(cè)形成有或連接至用于與患者鼻孔連接的鼻塞或面罩。每個導流器均形成有:第一漸縮壁部，其具有向所述患者側(cè)的方向漸縮的直徑；以及第二漸縮壁部，其具有從所述患者側(cè)向所述噴管側(cè)漸縮的直徑。在呼氣操作階段，所述第二漸縮壁部幫助呼出氣流使射流轉(zhuǎn)彎。在使用期間，經(jīng)由所述入口輸送至所述腔體的壓力氣體被噴管轉(zhuǎn)換成流動固定的射流， 從而在每個通道中產(chǎn)生CPAP。此外，發(fā)生器主體在呼吸的吸氣階段建立吸氣流動型式，并在呼吸的呼氣階段建立呼氣流動型式。對于呼氣流動型式，來自每個所述導流器的患者側(cè)的呼出氣體被第二漸縮壁部引導，從而使得射流的至少一部分轉(zhuǎn)向到排氣通道并從排氣通道排出。在具體實施例中，每個漸縮壁部形成漏斗形的環(huán)狀件，其直徑從入口端向出口端漸縮。本發(fā)明的發(fā)生器主體所需要的入口或驅(qū)動壓力減小以便獲得期望的CPAP水平，和/或使總體上強加的患者呼吸做功減少。
根據(jù)本發(fā)明的原理的另一個方面涉及一種經(jīng)鼻連續(xù)正向氣道壓力(nCPAP)系統(tǒng)， 所述系統(tǒng)包括:發(fā)生器主體、患者接口件以及氣體源。所述發(fā)生器主體限定有入口、腔體、第一流路和第二流路。所述腔體與所述入口流體地連通，所述流路與所述腔體流體地連通。每條所述流路均包括:第一噴管、第二噴管、以及導流器。在一個實施例中，所述噴管彼此相交 (impinge)并在所述腔體中形成加壓氣體的組合射流，并且將所述射流從所述導流器的噴管側(cè)導入與噴管側(cè)相反的患者側(cè)。患者接口件包括分別與所述導流器的患者側(cè)流體地連通的第一鼻塞和第二鼻塞并構(gòu)造成用于與患者鼻孔流體地連通。最后，氣體源與所述發(fā)生器主體的入口流體地連通，并提供加壓氣體的連續(xù)氣流。當將所述患者接口件連接至患者鼻孔上并將所述氣體源連接至所述入口時，相對應(yīng)的噴管在各導流器中建立定量的射流。射流的動量將CPAP輸送至患者。在吸氣操作階段，相對應(yīng)的導流器將射流輸送至患者鼻孔。 在呼氣階段，來自患者鼻孔的呼出氣體使來自噴管的射流轉(zhuǎn)向并經(jīng)由相對應(yīng)的排氣通道排出。
根據(jù)本發(fā)明的原理的另一個方面涉及一種為患者建立并輸送連續(xù)正向氣道壓力的方法。所述方法包括使發(fā)生器主體與患者鼻孔流體地連 通。所述發(fā)生器主體形成有第一流路和第二流路，每條所述流路均包括:第一噴管、第二噴管、導流器、以及排氣通道。所述導流器包括第一漸縮壁部和第二漸縮壁部。迫使來自加壓氣體源的氣體進入每個所述噴管的入口端。利用導流器將來自每個所述噴管的射流導向患者鼻孔，從而在患者的氣道中建立連續(xù)正向氣道壓力。在患者呼氣階段，第二漸縮壁部引導呼出氣體，從而將射流轉(zhuǎn)向至從所述發(fā)生器主體中排出射流的排氣通道。


圖1是示出經(jīng)鼻連續(xù)正向氣道壓力系統(tǒng)的一個實施例的框圖，該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的原理的nCPAP裝置；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理的發(fā)生器主體的側(cè)視剖視圖，該發(fā)生器主體用于圖1中的nCPAP裝置；
圖3是圖2發(fā)生器主體的透視剖視圖4是圖2發(fā)生器主體的氣流導向器的側(cè)視圖5是示出吸氣和呼氣階段的圖2發(fā)生器主體的側(cè)視剖視圖6是用于圖1系統(tǒng)的患者接口件的透視圖7是根據(jù)本發(fā)明的原理的發(fā)生器主體的側(cè)視剖視圖，該發(fā)生器主體用于圖1的 nCPAP裝置；
圖8是圖7發(fā)生器主體的正視剖視圖；以及
圖9是示出吸氣和呼氣階段的圖7發(fā)生器主體的側(cè)視剖視圖。
具體實施方式
在圖1中以框圖的形式示出nCPAP系統(tǒng)20的一個實施例，該nCPAP系統(tǒng)20包含有根據(jù)本發(fā)明的原理的經(jīng)鼻連續(xù)正向氣道壓力(nCPAP)裝置22。概括地說，nCPAP系統(tǒng)20 適于向患者24提供CPAP療法，并包括nCPAP裝置22以及壓力(pressurized)氣體源26。 可選地，nCPAP系統(tǒng)20還可以包括壓力監(jiān)測器28。下面更詳細地描述nCPAP裝置22，nCPAP 裝置22通常包括發(fā)生器主體30和 患者接口件32。可選地，還可以設(shè)置有環(huán)境空氣管34。 發(fā)生器主體30與患者接口件32及可選的環(huán)境空氣管34流體地連通，患者接口件32適于與患者24的鼻腔氣道建立流體連通。壓力氣體源26為發(fā)生器主體30提供連續(xù)氣流(例如，空氣和/或氧氣等)。如果設(shè)置有壓力監(jiān)測器28，則壓力監(jiān)測器28也與發(fā)生器主體30 流體地連通并對發(fā)生器主體30中的壓力進行取樣或測量。在使用期間，發(fā)生器主體30對來自壓力氣體源26的氣體進行作用，以產(chǎn)生連續(xù)正壓氣道壓力并經(jīng)由患者接口件32向患者輸送連續(xù)正壓氣道壓力。如下文所述，當患者24呼氣時，呼出空氣容易地流過患者接口件32/發(fā)生器主體30，并從nCPAP裝置22排出。
圖2和圖3示出根據(jù)本發(fā)明的原理的發(fā)生器主體30的一個實施例。概括地說，發(fā)生器主體30構(gòu)造成:利用用于患者24(圖1)吸入氣流和呼出氣流的獨立通道來建立CPAP。 以這樣的方式，發(fā)生器主體30形成或限定有供應(yīng)氣體入口 40、腔體42、第一流路44a和第二流路44b (整體參考圖3，圖2完整地示出第一流路44a)。概括地說，入口 40構(gòu)造成:與壓力氣體源26 (圖1)流體連通，并將流入的氣體導入腔體42中。流路44a、44b與腔體42 流體地連通。因此，在入口 40處供應(yīng)的氣流流過腔體42，然后經(jīng)由流路44a、44b流向患者。 就這一點而言，如下文更詳細地描述的，流路44a、44b包括如下的一個或多個特征:在呼氣操作階段促進所供應(yīng)的氣體和呼出氣體的排出，同時使患者呼吸做功的努力最小。發(fā)生器主體30可以包括額外的、可選的部件，例如壓力監(jiān)測口 48、外部凸緣50、排氣口 52等。
在一些實施例中，發(fā)生器主體30可以具有兩件式(或更多件式)結(jié)構(gòu)，包括供應(yīng)部 60和流路部62。供應(yīng)部60和流路部62可以獨立地形成(例如，成型塑料)并彼此組裝起來，使供應(yīng)部60形成有入口 40和腔體42。流路部62形成有流路44a、44b。可選地，也可以構(gòu)想到其它結(jié)構(gòu)，例如將發(fā)生器主體30 —體地構(gòu)造成單個的、同質(zhì)的主體。
入口 40可以設(shè)計成多種形式(例如，尺寸和形狀)，以便適于與從氣體源26 (圖1) 延伸出來的供應(yīng)管(未示出)流體連通。腔體42與供應(yīng)入口 40流體地連通，并向第一流路 44a和第二流路44b流體地敞開，圖3示出腔體42與第一流路44a之間及腔體42與第二流路44b之間的流體連通。然后，內(nèi)部壁64 (整體參考圖3)設(shè)置或形成有歧管，歧管向腔體 42和流路44a、44b流體地敞開。在壁64的內(nèi)側(cè)，形成有排氣管道66，排氣管道66使來自患者的空氣輸送至排氣口 52。流路44a、44b各自包括與排氣管道66流體地連通的排氣通道 68a 和 68b ο
在一些實施例中，第一流路44a和第二流路44b是相同的，從而對第一流路44a的以下描述同樣適用于第二流路44b。第一流路44a包括或限定有第一噴管70、第二噴管72、 以及雙向?qū)Я髌?4。在圖3所示的實施例中，內(nèi)部壁64呈環(huán)狀并包括偏離部分64a至64d， 偏離部分64a至64d容納第一流路和第二流路的噴管。噴管70包括開口，該開口限定有與腔體42流體地連通的入口端76a以及與導流器74流體地連通的出口端76b。類似地，噴管72包括開口，該開口限定有與腔體42流體地連通的入口端78以及與導流器74流體地連通的出口端78b。噴管70、72朝向彼此成一定角度，并將氣流從腔體42導向?qū)Я髌?4。 在一個實施例中，噴管之間的角度大約為60°，但也可以采用其它角度。在任何情況下，噴管70和72都朝向彼此成一定角度，從而使來自每個噴管的氣流集中在射流碰撞點P。
導流器74包括第一側(cè)(噴管側(cè))80、第二側(cè)(患者側(cè))82、以及過渡點83。噴管側(cè)80 限定有第一漸縮壁部84，第一漸縮壁部84將來自噴管70和72的氣流導向患者側(cè)。具體地說，噴管側(cè)的漸縮壁部84使流路從噴管70和72向患者(例如，患者鼻孔)集中，以獲得流向患者的期望氣流。噴管側(cè)的漸縮壁部84提供來自噴管70和72的氣流的平滑過渡。具體地說，漸縮壁部84的直徑朝過渡點83漸縮。而患者側(cè)82限定有第二漸縮壁部86，第二漸縮壁部86將來自患者的呼出氣體穿過相應(yīng)的排氣通道68a引導至排氣管道66?；颊邆?cè)的壁部86的這種集中作用將使來自噴管70和72的氣流翻轉(zhuǎn)而流回排氣管道66。
過渡點83限定有小孔，該小孔的尺寸在使來自噴管70和72的各路射流在吸氣階段不受擾亂且有序的同時，允許各路射流通過。在呼氣階段，患者的呼吸作用在各路射流上，導致各路射流分叉，各路射流由此受到過渡點83重新引導而沿著壁部84流向排氣管道66ο
具體參考圖4，漸縮壁部84包括具有第一直徑(或橫截面寬度)Wl的入口端84a以及具有第二直徑(或橫截面寬度)W2的出口端84b。漸縮壁部84這里被具體實現(xiàn)為連續(xù)的、 漏斗形的環(huán)狀件，但也可以構(gòu)想出用于壁部84的其它構(gòu)造。例如，壁部84根據(jù)需要可以是不連續(xù)的和/或 包括直線部。在任何情況下，漸縮壁部84的直徑均沿著漸縮壁部84的長度LI從入口端84a (與患者側(cè)82相反)向出口端84b (位于過渡點83處接近患者側(cè)82)減小。如這里所示，壁部84沿著長度LI彎曲，而形成壁部84的漏斗形狀。在一個實施例中， Wl大約是0.20英寸，W2大約是0.16英寸，LI大約是0.075英寸。這樣，Wl與LI之比大約是2.7，W2與LI之比大約是2.1。此外，Wl與W2之比大約是1.25?？梢栽?.15英寸至0.25英寸的范圍內(nèi)為Wl、W2和LI設(shè)定其它尺寸，W2可以處于0.12英寸至0.2英寸的范圍內(nèi)，LI可以處于0.05英寸至0.10英寸的范圍內(nèi)。SI與LI之比可以處于2.0至3.5的范圍內(nèi)，W2與LI之比可以處于1.5至2.75的范圍內(nèi)，Wl與W2之比可以處于1.10至1.60 的范圍內(nèi)。
類似地，漸縮壁部86包括具有第一直徑(或橫截面寬度)W3的入口端86a以及位于過渡點83的具有第二直徑(或橫截面寬度)W4的出口端86b。漸縮壁部84這里同樣被實現(xiàn)為連續(xù)的、漏斗形的環(huán)狀件，但也可以構(gòu)想出其它構(gòu)造。例如，壁部86根據(jù)需要可以是不連續(xù)的和/或包括直線部。漸縮壁部86的直徑沿著漸縮壁部86的長度L2從入口端86a(與噴管側(cè)80相反)向出口端86b (位于過渡點83處接近噴管側(cè)80)減小。如這里所示，壁部 86沿著長度L2彎曲，而形成壁部86的漏斗形狀。在一個實施例中，W3大約是0.15英寸， W4大約是0.11英寸，L2大約是0.14英寸。這樣，W3與L2之比大約是1.1，W4與L2之比大約是0.79。此外，W3與W4之比大約是1.36?？梢詾閃3、W4和L2設(shè)定其它尺寸。例如， W3可以處于0.10英寸至0.20英寸的范圍內(nèi)，W4可以處于0.08英寸至0.15英寸的范圍內(nèi)，L2可以處于0.10英寸至0.20英寸的范圍內(nèi)。W3與L2之比可以處于0.825至1.375 的范圍內(nèi)，W4與L2之比可以處于0.60至1.0的范圍內(nèi)，W3與W4之比可以處于1.1至1.5 的范圍內(nèi)。另外，W2的尺寸比W4的尺寸大。在其它實施例中,W2的尺寸可以小于W4，或者 W2和W4可以大致相等。
再次參考圖2，導流器74以管子90結(jié)束，管子90將氣流導向患者接口件。管子90 限定軸向中心線C。如圖所示，噴管70和72在噴管側(cè)80向管子90流體地敞開，并相對于軸向中心線C且相對于彼此以不平行的方式設(shè)置。噴管70和72分別限定流向軸線DpD215 流向軸線Dp D2對應(yīng)于相應(yīng)的噴管70和72所限定的中心軸線，并定義了流體從噴管70和 72的相應(yīng)的出口端76b、78b流出的方向。就這點而言，在一個實施例中，噴管70和72設(shè)置成使流向軸線DpD2大致在軸向中心線C上彼此交叉或相交。也就是說，噴管70和72在過渡點83后方關(guān)于軸向中心線C對稱地設(shè)置。為此，在一個實施例中，噴管70和72相對于軸向中心線C取向成一定角度，從而流向軸線DpD2組合限定夾角Θ，夾角Θ處于40°至 80°的范圍內(nèi)，優(yōu)選的是處于50°至70°的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是大約為60° (±1° )。另夕卜，各噴管70和72構(gòu)造成利用從入口端76a、78a到出口端78b、78b的受限流體流路來形成噴射流體流。無論如何，噴管70和72所形成的流體射流彼此沖擊并合并到大致軸向中心線C上。
在操作期間，經(jīng)由供應(yīng)入口 40向腔體42供應(yīng)壓力氣體(例如，來自氣體源26 (圖1))。迫使所供應(yīng)的氣體進入流路44a和44b。如 圖5中的第一流路44a所示，噴管70、72 將氣流轉(zhuǎn)換成射流J，射流J被導入導流器74中。壓力氣體經(jīng)由供應(yīng)入口 40輸送到腔體 42并被導向流路44。射流J合并而形成射流N，射流N在導流器74中產(chǎn)生向患者側(cè)82施加的連續(xù)正向氣道壓力(例如，將射流N動量轉(zhuǎn)換成壓力)，由此向患者施加連續(xù)正向氣道壓力。射流N的至少一部分被引導穿過導流器74并輸送至位于患者側(cè)82的患者或被患者吸入。相對于射流N，第一漸縮壁部84限定向過渡點83漸縮的直徑。由于漸縮，射流N的一部分沿著第一漸縮壁部84經(jīng)歷再循環(huán)流R。再循環(huán)流R進而將射流N的多余部分(圖5中的箭頭E所示)作為排出流轉(zhuǎn)向到排氣通道68a和排氣管道66。
在圖5所示的呼氣操作階段，噴管70和72繼續(xù)產(chǎn)生射流N并將其噴射到導流器74中，從而由于射流N的動量可以保持向患者輸送的連續(xù)正向氣道壓力。呼出氣體(圖5中的箭頭X所示)進入導流器74的患者側(cè)82，并作用在射流N上。就這一點而言，相對于呼出氣體X的流動方向，第二漸縮壁部86限定有漸縮的直徑，使呼出氣體X的速度值在過渡點83處增大。此外，第二漸縮壁部86使一部分呼出氣體X向射流N有效地“匯聚”。匯聚后的氣流使射流N向排氣通道68a和排氣管道66轉(zhuǎn)向或“轉(zhuǎn)彎”。射流N和大部分呼出氣體X經(jīng)由排氣管道66從發(fā)生器主體30排出，如箭頭E所示。這樣，排氣管道66、漸縮壁部 84和86、以及射流N的幾何構(gòu)造相組合而建立了使呼出氣體X的阻力以及相對應(yīng)的患者呼吸做功最小的流動型式(flow pattern)。
已驚奇地發(fā)現(xiàn)，與一個或多個幾何特征結(jié)合的上述壁部使得發(fā)生器主體30能夠在低驅(qū)動壓力的情況下以最小的患者呼吸做功來建立期望的CPAP水平。例如，在一些實施例中，噴管70和72具有大約0.0445英寸的直徑(因而也為所得射流N的直徑)，可選的是處于0.04英寸至0.05英寸的范圍內(nèi)。在其它實施例中，可以基于例如噴管70和72的角度、噴管70和72的長度、從噴管70和72到導流器74的距離等其它因素來采用可選的尺寸。
返回圖2和圖3，可選的壓力監(jiān)測口 48設(shè)置成對發(fā)生器主體30中的空氣壓力進行抽樣或取樣。壓力監(jiān)測口 48可以與流路44a、44b中的一者或兩者流體地連通，并設(shè)置有適于與監(jiān)測管(未示出)相連的表面，監(jiān)測管延伸至壓力監(jiān)測器28 (圖1)。在其它實施例中， 壓力監(jiān)測口 48可以省略。
可選的外部凸緣50設(shè)置有用于安裝各種其它部件(例如下文描述的患者接口件 32)的表面。在其它實施例中，凸緣50可以省略。
發(fā)生器主體30可以包含有便于與nCPAP系統(tǒng)20 (圖1)的其它部件相連和/或起到期望功能的附加特征。例如，與流路44a、44b相關(guān)聯(lián)的管子主體90可以形成或限定適于促進與患者接口件32 (圖1)穩(wěn)定、密封地附接的外環(huán)件。
返回參考圖1，用于本發(fā)明的發(fā)生器主體的患者接口件32可以采用多種形式。例如，圖6概括地示出患者接口件32的一個示例性實施例，該患者接口件32包括從基座152 突出的一對鼻塞150a、150b。基座152可以包含有附加特征，例如密封凸緣154。對比參考圖2和圖6，基座152的尺寸和形狀通常定為便于借助例如包括凸緣50形狀在內(nèi)的周邊形狀組裝到發(fā)生器主體30上?；?52形成一對孔156，這對孔156的尺寸定為便于與流路管狀主體90中的相應(yīng)一者流體地連通。鼻塞150a、150b可以呈適于與患者的鼻孔相配合并流體地敞開至孔156的任意尺寸和形狀。將患者接口件32組裝到發(fā)生器主體30上通常伴隨著在鼻塞150a、150b與流路44a、44b中的相應(yīng)一者的患者側(cè)82之間建立流體連通。在其它實施例中，患者接口件32可以是鼻罩。
根據(jù)本發(fā)明的原理的發(fā)生器主體(例如，圖1中的發(fā)生器主體30)的另一個實施例如圖7和圖8中的發(fā)生器主體100所示。概括地說，發(fā)生器主體100構(gòu)造成利用用于患者 24 (圖1)吸入氣流和呼出氣流的獨立通道來建立CPAP?？紤]到這點，發(fā) 生器主體100形成或限定有供應(yīng)氣體入口 110、腔體112、以及第一流路114a和第二流路114b (總體參考上文)。概括地說，入口 110構(gòu)造成與壓力氣體源26 (圖1)流體連通，并將流入的氣體導入腔體112中。流路114a、114b與腔體112流體地連通。因此，在入口 110處供應(yīng)的氣流被引導通過腔體112，然后經(jīng)由流路114a、114b流向患者。就這一點而言，如下文更詳細地描述的，流路114a、114b包含有如下的一個或多該特征:在呼氣操作階段促進所供應(yīng)的氣體和呼出氣體的排出，同時使患者呼吸做功的努力最小。發(fā)生器主體100可以結(jié)合有附加的、可選的部件，例如上述壓力監(jiān)測口、外部凸緣等。
入口 110可以采用多種形式(例如，尺寸和形狀)，以便于與從氣體源26 (圖1)延伸出來的供應(yīng)管(未示出)流體連通。腔體112與供應(yīng)入口 110流體地連通，并流體地敞開至第一流路114a和第二流路114b，圖8示出腔體112與第一流路114a及腔體112與第二流路114b之間的流體連通。
在一些實施例中，第一流路114a和第二流路114b是相同的，從而對第一流路114a 的以下描述同樣適用于第二流路114b。第一流路114a包括或限定有第一噴管120、第二噴管122、和雙向?qū)Я髌?24。噴管120包括開口，該開口限定有與腔體112流體地連通的入口端126a以及與導流器124流體地連通的出口端126b。類似地，噴管122包括開口，該開口限定有與腔體112流體地連通的入口端128a以及與導流器124流體地連通的出口端128b。 噴管120、122彼此是平行的，并將流體從腔體112導向?qū)Я髌?24。入口端126a、128a的直徑比出口端128a、128b的直徑大，以便將氣流從腔體112集中到導流器124中。
導流器124包括第一側(cè)(噴管側(cè))130和第二側(cè)(患者側(cè))132。噴管側(cè)130限定有第一漸縮壁部134，第一漸縮壁部134將氣流從噴管120和122導向患者。具體地說，噴管側(cè)的漸縮壁部134使流路從噴管120和122向患者(例如，患者的鼻孔)集中，以獲得用于患者的期望氣流。噴管側(cè)的漸縮壁部134對來自噴管120和122的氣流提供平滑過渡。相比之下，患者側(cè)132限定有第二漸縮壁部136，第二漸縮壁部136將來自患者的呼出氣體導向上側(cè)排氣口 140和下側(cè)排氣口 142。具體地說，來自患者側(cè)的漸縮壁部136的呼出氣體在噴管出口 126b、128b處集中?；颊邆?cè)的漸縮壁部136的這種集中作用將使來自噴管120和 122的氣流翻轉(zhuǎn)而流向排氣口 140和142。
在操作期間，經(jīng)由供應(yīng)入口 110向腔體112供應(yīng)壓力氣體(例如，來自氣體源26 (圖1))。迫使所供應(yīng)的氣體進入流路114a和114b。如圖9中的第一流路114a所不,嗔管 120、122將氣流轉(zhuǎn)換成射流J，射流J被導入導流器124中。射流J合并而形成射流N，射流 N在導流器124中產(chǎn)生向患者側(cè)132施加的連續(xù)正向氣道壓力(例如，將射流N動量轉(zhuǎn)換成壓力)，由此向患者施加連續(xù)正向氣道壓力。射流N的至少一部分被引導穿過導流器124并輸送至位于患者側(cè)132的患者或被患者吸入。相對于射流N，第一漸縮壁部134限定有漸縮的直徑。射流N的一部分沿著第一漸縮壁部134經(jīng)歷再循環(huán)流R。再循環(huán)流R進而將射流 N的多余部分(圖9中的箭頭E所示)作為排出流轉(zhuǎn)向到排氣口 140和142。
在圖9所示的呼氣操作階段，噴管120和122繼續(xù)形成射流N并將其噴射到導流器124中，從而由于射流N的動量，可以保持向患者輸送的連續(xù)正向氣道壓力。呼出氣體 (圖9中的箭頭X所示)進入導流器124的患者側(cè)132，并作用在射流N上。就這一點而言， 相對于呼出氣體X的流動方向，第二漸縮壁部136限定有漸縮的直徑，使呼出氣體X的速度值增大。此外，第二漸縮壁部136使一部分呼出氣體X向射流N有效地“匯聚”。匯聚后的氣流使射流N向排氣口 140和142轉(zhuǎn)向或“轉(zhuǎn)彎”。射流N和大部分呼出氣體X經(jīng)由排氣口 140和142從發(fā)生器主體100排出。這樣，排氣口 140和142、漸縮壁部134和136、以及射流N的幾何構(gòu)造相組合而建 立了使呼出氣體X的阻力以及相對應(yīng)的患者呼吸做功最小的流動型式。
本發(fā)明的CPAP裝置、以及相關(guān)的系統(tǒng)和方法對目前的設(shè)計做出了顯著的改進。具體地說，本發(fā)明所設(shè)計的發(fā)生器主體使輸送期望水平的CPAP所需的驅(qū)動壓力要求降低，并減少總體上強加的WOB特征。此外，通過結(jié)合不引人注目的開口以及會聚射流的特征，本發(fā)明的發(fā)生器主體可以比現(xiàn)有設(shè)計小。
盡管參考優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對本發(fā)明的形式和細節(jié)進行修 改。
權(quán)利要求
1.一種在用于幫助患者呼吸的CPAP系統(tǒng)中使用的經(jīng)鼻連續(xù)正向氣道壓力裝置，所述裝置包括: 發(fā)生器主體,其形成有: 入口，其與壓力氣體源流體地連通， 腔體，其與所述入口流體地連通， 第一流路和第二流路，其與所述腔體流體地連通， 每條所述流路均包括: 第一噴管和第二噴管，每個噴管均限定有入口端和出口端，所述入口端與所述腔體流體地連通， 導流器，其限定有: 噴管側(cè)，其與所述噴管的出口端流體地連通， 患者側(cè)，其與所述噴管側(cè)相反，用于引導來自患者鼻孔的氣體， 第一壁部，其位于所述噴管側(cè)與患者側(cè)之間，所述第一壁部的直徑向所述患者側(cè)漸縮，第二壁部，其位于所述第一壁部與所述患者側(cè)之間，所述第二壁部的直徑向所述噴管側(cè)漸縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述第一壁部沿從所述噴管側(cè)到所述患者側(cè)的方向彎曲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述第二壁部沿從所述患者側(cè)到所述噴管側(cè)的方向彎曲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述第一壁部是漏斗形的環(huán)狀件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述第二壁部是漏斗形的環(huán)狀件。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述第一壁部包括限定第一直徑的入口端以及限定第二直徑的出口端，并且所述第二壁部包括限定第三直徑的入口端以及限定第四直徑的出口端，所述第二直徑大于所述第四直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 每條所述流路還限定有排氣通道。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中， 所述排氣通道位于相應(yīng)流路的第一噴管與第二噴管之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 所述腔體是環(huán)形的。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 對于每條所述流路，所述噴管彼此不平行。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中， 對于每條所述流路，所述噴管彼此平行。
12.一種用于幫助患者呼吸的經(jīng)鼻連續(xù)正向氣道壓力系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括: 發(fā)生器主體,其形成有:Λ 口，其用于與壓力氣體源流體地連通， 腔體，其與所述入口流體地連通， 第一流路和第二流路，其與所述腔體流體地連通， 每條所述流路均包括: 第一噴管和第二噴管，每個噴管均限定有入口端和出口端，所述入口端與所述腔體流體地連通， 導流器，其限定有: 噴管側(cè)，其與所述噴管的出口端流體地連通，以及 患者側(cè)，其與所述噴管側(cè)相反， 第一壁部，其位于所述噴管側(cè)與所述患者側(cè)之間，所述第一壁部的直徑向所述患者側(cè)漸縮， 第二壁部，其位于所述第一壁部與所述患者側(cè)之間，所述第二壁部的直徑向所述噴管側(cè)漸縮；以及 患者接口件，其分別與所述導流器的患者側(cè)流體地連通；以及壓力氣體源，其與所述入口流體地連通； 其中，當所述患者接口件固定至患者鼻孔時，所述系統(tǒng)構(gòu)造成:將氣體從所述壓力氣體源輸送到所述噴管，所述噴管進而將氣體射流向所述患者接口件的方向噴射到相對應(yīng)的導流器中，由此為患者產(chǎn)生連續(xù)正向氣道壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中， 所述第一壁部沿從所述噴管側(cè)到所述患者側(cè)的方向彎曲。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中， 所述第二壁部沿從所述患者側(cè)到所述噴管側(cè)的方向彎曲。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中， 所述第一壁部是漏斗形的環(huán)狀件。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中， 所述第二壁部是漏斗形的環(huán)狀件。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中， 所述第一壁部包括限定第一直徑的入口端以及限定第二直徑的出口端，并且所述第二壁部包括限定第三直徑的入口端以及限定第四直徑的出口端，所述第二直徑大于所述第四直徑。
18.根據(jù)權(quán)利要求12 所述的系統(tǒng)，其中， 每條所述流路還限定有排氣通道。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中， 所述排氣通道位于相應(yīng)流路的第一噴管與第二噴管之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中， 所述腔體是環(huán)形的。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中， 對于每條所述流路，所述噴管彼此不平行。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，對于每條所述流路，所述噴管彼此平行。
23.一種為患者建立并輸送連續(xù)正向氣道壓力的方法，所述方法包括: 使發(fā)生器主體與患者鼻孔流體地連通，所述發(fā)生器主體形成有第一流路和第二流路，每條所述流路均包括第一噴管、第二噴管、形成有第一壁部和第二壁部的導流器、以及排氣通道； 迫使來自壓力氣體源的氣體進入每個所述噴管的入口端； 將來自每個所述噴管的射流經(jīng)由相應(yīng)導流器導向患者鼻孔，從而在患者的氣道中建立連續(xù)正向氣道壓力； 在患者吸氣階段，射流將氣流輸送至患者，并沿著第一壁部建立再循環(huán)流；以及在患者呼氣階段，第二壁部引導來自患者的呼出氣體，從而將射流轉(zhuǎn)向至相對應(yīng)的排氣通道。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中， 所述導流器包括噴管側(cè)和患者側(cè)，并且 所述第一壁部限定有朝從所述噴管側(cè)到所述患者側(cè)的方向漸縮的直徑。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中， 所述導流器包括噴管側(cè)和患者側(cè)，并且 所述第二壁部限定有朝從所述患者側(cè)到所述噴管側(cè)的方向漸縮的直徑。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中， 所述排氣通道位于相應(yīng)流路的第一噴管與第二噴管之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中， 所述腔體是環(huán)形的。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中， 對于每條所述流路，所述噴管彼此不平行。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中， 對于每條所述流路，所述噴管彼此平行。
全文摘要
一種用于幫助患者呼吸的nCPAP裝置，該裝置包括發(fā)生器主體，發(fā)生器主體形成有入口、腔體、第一流路和第二流路。腔體將壓力氣體從入口導入流路中。流路均包括第一噴管、第二噴管、導流器、以及排氣通道。噴管將射流向患者側(cè)的方向噴射到導流器中。在一些實施例中，導流器形成有第一漸縮壁部，其將吸入氣體導向患者；以及第二漸縮壁部，其將呼出氣體導向排氣通道。與常規(guī)設(shè)計相比，該發(fā)生器主體減小了獲得目標CPAP水平所需的驅(qū)動壓力并且減少了總體上強加的WOB。
文檔編號A61M15/08GK103140254SQ201180047708
公開日2013年6月5日 申請日期2011年10月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月5日
發(fā)明者哈利德·曼蘇爾, 埃里克·波蒂厄斯 申請人:康爾福盛207公司