用于呼吸系統的過濾熱濕交換裝置的制造方法
【專利摘要】用于呼吸系統的過濾熱濕交換裝置，包括外殼(40)，所述外殼(40)具有可連接至呼吸管線(20、22)的第一和第二端口(42、46)以及位于所述端口之間并與所述端口氣流相通的腔室(50)。在腔室(50)中布置有空氣過濾器(52)和熱濕交換裝置(54)。管狀氣體取樣件(64)從位于第一端口(42)附近的氣體取樣端口(56)穿過腔室(50)以及空氣過濾器(52)和熱濕交換裝置(54)的中央孔口延伸至第二端口(46)中的取樣位置(B)。
【專利說明】
用于呼吸系統的過濾熱濕交換裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種用在患者呼吸回路中(特別是用于二氧化碳濃度監測)的過濾熱濕交換裝置。
【背景技術】
[0002]用于向難以自主呼吸的患者(例如當患者在醫療手術等狀況中處于麻醉狀態時)提供呼吸氣體或空氣的呼吸系統和呼吸回路是眾所周知的。雖然呼吸系統向患者的肺部供氣，但是在典型情況下，輸送的氣體或空氣不處于可在患者的肺中有效使用的適當溫度和/或濕度，并且，在某些情況中，可能含有雜質或微生物。為此，需要向呼吸系統與患者之間的氣流連接中引入過濾熱濕交換(FHME)裝置，以克服上述缺點。更確切地說，FHME裝置過濾向患者輸送/由患者吸入的氣體，并且還保留來自于患者呼出的空氣的至少一部分熱量和水分，并把該熱量和水分轉移到由患者吸入的氣體中。
[0003]典型情況下，常規的FHME裝置包括一個外殼，所述外殼具有位于該外殼的遠離患者的第一端部的第一端口、位于該外殼的靠近患者的第二端部的第二端口、以及容納過濾器和適當的熱濕交換裝置的腔室，所述過濾器和熱濕交換裝置位于所述第一和第二端口之間，并與所述第一和第二端口通過流體相通。所述第一端口通常經由管道連接至呼吸回路中的呼吸器設備，所述第二端口通常連接至患者，例如利用氣管內導管、喉罩、面罩等裝置直接連接至患者的氣道。
[0004]由于FHME裝置通常布置在盡可能靠近患者的氣道的位置，因此它們往往具有氣體取樣端口，可利用常規方法經由所述氣體取樣端口至少測量患者的二氧化碳濃度，以進行二氧化碳濃度監測。
[0005]—些已知的常規FHME裝置的一個缺點是，當使用大流量的麻醉氣體時(往往針對小兒患者)，氣體取樣端口位于不能提供良好的二氧化碳測量值/ 二氧化碳監測數據的外殼區域。例如，位于與第一端部相鄰位置的氣體取樣端口容易從過濾器和熱濕交換裝置的下游(經由連接至氣體取樣端口的適當氣體取樣設備)對患者呼出的氣體進行取樣，這會導致獲得的測量值較差或不精確，因為過濾器和/或該裝置干擾取樣空氣中的二氧化碳含量。在二氧化碳濃度監測很重要的情況中，例如在患者處于醫療手術中的麻醉狀態時，或者在針對小兒患者使用較高麻醉氣體流量時，不正確或較差的二氧化碳測量值是不應有的。應理解，對于成年患者，氣體流量較低，使得二氧化碳分析儀的描跡曲線較銳利，但是對于使用較高麻醉劑氣體流量的小兒患者，會存在較大問題。
[0006]為了克服上述缺點，一些常規FHME裝置在過濾熱濕交換裝置的上游提供氣體取樣端口，以從患者接收呼出氣體。例如，位于與如上所述的裝置的第二端部相鄰位置的氣體取樣端口能產生更精確的二氧化碳測量值，因為這是在過濾器和熱濕交換裝置上游的靠近患者的位置對呼出氣體進行取樣的。但是，這些裝置的一個缺點是，在使用時，很難和/或實際不太容易夠到位于與第二端部相鄰的位置的氣體取樣端口以向其連接適當的感測設備，因為第二端部通常非常接近患者的口腔，尤其是在從第二端口接出的導管位于患者的喉部的情況中。因此，在這些應用中，位于與靠近患者口腔的第二端部相鄰位置的氣體取樣端口可能產生阻礙作用、導致不適、不現實和/或不方便，尤其是在向其連接外部氣體取樣設備時。這種端口還會與氣道固定裝置相互干涉，并且使得氣道固定裝置的連接變得很困難。
[0007]可以理解的是，加長從所述裝置至患者的導管的長度能夠克服上述缺點，因為這時比較容易夠到所述取樣端口。但是，這種做法天生就不符合要求，因為使所述裝置較靠近患者很重要，這能減小患者呼吸回路中的總無效區。
[0008]而且，在所述裝置與嬰兒/兒童結合使用的兒科應用中，與把氣體取樣端口布置在靠近患者的位置相關的缺點會被加劇。在兒科應用中，希望所述裝置盡可能靠近患者的口腔，以避免不必要地增加患者呼吸回路中的無效區的長度。因此，對于兒科應用來說，把氣體取樣端口布置在與所述裝置的第二端部相鄰的位置是不理想的。
[0009]在本發明的目的中，其中一個目的是至少克服上述的一部分缺點，并提供至少一種可替代使用的過濾熱濕交換裝置。
【附圖說明】
[0010]圖1是包括本發明的一種示例性實施方式的過濾熱濕交換(FHME)裝置的通氣或呼吸回路的至少一大部分的示意圖，并示出了二氧化碳描跡曲線圖；
[0011]圖2是本發明的一個示例性實施方式的FHME裝置的三維視圖；
[0012]圖3是本發明的一個示例性實施方式的FHME裝置的三維部件分解圖；
[0013]圖4是本發明的一個具體示例性實施方式的FHME裝置的截面圖；和
[0014]圖5是本發明的另一個具體示例性實施方式的FHME裝置的另一個截面圖。
【具體實施方式】
[0015]在下文的說明中，為了透徹說明本發明，闡述了許多細節，以便讀者充分理解本公開的實施方式。但是，對于本領域技術人員來說顯而易見的是，本公開的實施可不依賴于這些細節。
[0016]請參考附圖1至5，本發明的一個示例性實施方式的過濾熱濕交換(FHME)裝置一般以標號1標示。
[0017]雖然在此總體上是參照圖1至5進行說明，但是應理解，根據具體情況，可能要重點參考其中的一個或多個附圖，以便更透徹地理解在此所述的本發明。
[0018]典型情況下，裝置10在常規的呼吸系統或呼吸回路中使用，在患者12無法或不能自主呼吸的情況下(例如當患者12處于昏迷狀態或在醫療手術等過程中處于麻醉狀態時)，用于使用氣體(例如空氣或充氧空氣)為患者12通氣。因此，所述系統也可向患者12提供吸入用麻醉氣體，從而像常規方式一樣對患者進行麻醉。在圖1中示出了一種示例性呼吸回路的一部分。從圖中能夠看出，裝置10可位于靠近接受通氣的患者12的呼吸回路內。在使用時，裝置10至少用于以常規方式過濾向患者輸送/由患者吸入的空氣，并且至少部分地保留來自于由患者呼出的氣體的熱量和水分，并把該熱量和水分轉移至由患者12吸入的空氣中，從而輔助患者12呼吸。
[0019]雖然在此未示出并且未詳細說明，但是應注意，所示的呼吸回路部分包括從適當的通氣設備以恒定流量供送待由患者吸入的新鮮或增氧空氣的供氣管線14，以及把由患者12呼出的氣體輸送至呼吸囊18的回流管線16。所述呼吸回路還包括可連接至裝置10并與新鮮氣體管線14和呼吸囊管線16氣流相通的回路導管部20、以及可連接在裝置10和患者12之間的氣道固定裝置22，所述裝置22不一定必須是所述呼吸回路的一部分。
[0020]應理解，在此所述的裝置10可與未示出的各種常規呼吸系統結合使用。但是，所示的呼吸系統部分僅用于示出本發明的裝置10的一種示例性使用方式。
[0021 ]裝置22可置入患者12的口腔中，并可接收患者12的氣道，以向患者的肺部通氣。對于嬰兒和/或兒童，需要裝置10相當靠近患者12的口腔或氣道固定裝置22，以避免增加呼吸回路中的無效區。
[0022]氣道固定裝置22可為氣管內導管或喉罩。在本發明的實施方式的一些非侵入式實例中(未示出)，裝置10可經由罩在患者12的口和鼻上的面罩連接至患者。
[0023]連接至氣體取樣設備26的氣體取樣管線24通常可連接至裝置10，以便所述設備26測量由患者12呼出的氣體或空氣中的二氧化碳(CO2)濃度和其它成分。換言之，對呼氣的氣體進行取樣以進行二氧化碳濃度監測，以確定接受通風的患者12的狀況。在二氧化碳濃度監測中，需要牢記的重要一點是，二氧化碳測量值會隨著呼出氣體的取樣位置的不同而發生變化，尤其是在小兒麻醉等情況中常見的流過導管14的氣流量較高時。在此方面，可參考示例性的二氧化碳示蹤圖/ 二氧化碳描跡圖30、32和34，這些圖與在呼吸回路中的不同位置測量的二氧化碳濃度對應。例如，在圖30中，示出了在導管20處進行氣體取樣時的二氧化碳描跡曲線;在圖32中，示出了在裝置22處進行氣體取樣的二氧化碳描跡曲線;在圖34中，示出了在導管16處進行氣體取樣的二氧化碳描跡曲線。
[0024]從圖30、32和34能夠明顯看出，圖32最符合要求，因為能從其中提取與患者的呼吸相關的更多數據，其中，點32.1代表在呼氣過程中從患者12的肺部呼出的氣體的第一部分，因為該部分氣體包含攜帶有二氧化碳的肺泡氣，點32.2表示平穩段，而點32.3指示開始吸入新鮮氣體的始點，此時測得的二氧化碳濃度降低。雖然圖30稍好于圖34，但是它提供的數據與圖32提供的一樣多。因此，在呼吸系統中對氣體進行取樣以進行二氧化碳濃度監測的最理想位置是盡可能靠近患者12的肺部的位置。
[0025]裝置10即按此目的配置，在此請參考圖2至5，其中更詳細地示出了一種示例性實施方式的裝置10。
[0026]裝置10具有外殼40，所述外殼40具有在使用時位于所述外殼40的遠離患者12的第一端部44的第一端口 42和在使用時位于所述外殼40的靠近患者12的第二端部48的第二端口 46、以及位于第一端口 42和第二端口 46之間并與之氣流相通的腔室50。第一和第二端口42、46可為基本上呈圓筒狀的突出端口，在呼吸系統中使用的常規柔性導管可附接至這些端口，例如可利用錐形接頭通過錐度配合來附接。更確切地說，第一端口 42是朝向呼吸系統的端口，它可經由管線20連接至呼吸系統，所述管線20可通過承插連接的方式密封地插置在第一端口42中或套在第一端口42周圍。第二端口46可經由裝置22(如中圖1所示)以類似方式連接至患者12的呼吸系統。如前文所述，氣道固定裝置22可插置在患者12的氣道中。
[0027]第二端口 46也可經由適當的罩連接至患者12。因此，在使用時，第一端口 42位于遠離患者12的位置，而第二端口 46位于靠近患者12的位置。
[0028]腔室50由第一端部44和第二端部48簡便地形成，所述第一端部44和第二端部48可為塑料殼體的形式，所述殼體在其周緣處密封并相互配合地附接，從而限定腔室50，如圖3所示。就此來說，第一端部44可稱為第一腔室部分，第二端部48可稱為第二腔室部分。第一腔室部分44可為基本上呈圓筒狀的殼體的形式，具有環狀平臺以及從所述平臺的周緣橫向延伸從而與第二腔室部分48接合的裙部。第二腔室部分48可為基本上呈半球狀的殼體的形式。在所有情況中，腔室50都圍繞中心軸線A對稱地延伸。第二端口46可居中布置在中心軸線A上，而第一端口 42可按至少基本上橫貫軸線A的形式延伸。
[0029]第一腔室部分44可限定從其裙部周向延伸的唇緣，所述唇緣以配合方式收置在位于第二腔室部分48的周緣處的周向延伸凹槽中，如圖4和圖5所示。所述唇緣可通過粘接、超聲波焊接等方式附接至所述凹槽。
[0030]基本上為圓形的過濾器52配裝到腔室50上，并處于同樣位于腔室50中的熱濕交換裝置54的上方，并與熱濕交換裝置54鄰接。所述裝置54位于第二腔室部分48中的底座或底槽中。過濾器52可為常規空氣過濾器，它過濾雜質和細菌，以免這些雜質和細菌被患者24吸入。裝置54的形狀使得其基本上緊貼地配裝在第二腔室部分48中，并且裝置54可為常規熱濕交換裝置54，例如包括多個腹板和/或空氣流道，以至少部分地保留來自于患者12呼出的空氣的熱量和水分，并把該熱量和水分轉移至由患者12吸入的空氣中。
[0031 ]外殼40還包括居中布置在軸線A上的氣體取樣端口 56。氣體取樣端口 56可為沿軸線A從第二端口 46軸向間隔的圓筒狀突出端口。
[0032]裝置10還包括氣體取樣裝置60，所述氣體取樣裝置60具有取樣件64，在使用時，所述取樣件64從氣體取樣端口 56延伸至第二端口 46中的取樣位置B。在使用時，取樣件64限定氣體取樣端口 56和外殼40的第二端口 46之間的取樣流路。為此，典型情況下，取樣件64為在外殼40內從取樣端口 56軸向延伸至第二端口 46的空心針或導管的形式，從而其一端位于取樣位置B處。
[0033]取樣位置B靠近患者12。從此位置B獲取的氣體提供符合要求的二氧化碳測量值，例如在上述的二氧化碳描跡圖32中的值。應注意，在一種優選的示例性實施方式中，取樣位置B位于與第二端口46的出口周緣相鄰的位置，不從第二端口46的周緣突出或與第二端口46的周緣齊平。通過這種方式，取樣件的末端或尖端不會造成導致患者12受傷或設備損壞的危險。
[0034]取樣件64的另一端可限定魯爾鎖66，所述魯爾鎖66可通過密封配合方式附接至氣體取樣端口 56。魯爾鎖66使得向設備26附接管線24更容易，并且可通過粘接方式附接至端□ 56。
[0035]雖然在圖中未示出，但是取樣件64可與取樣端口56—體形成，其魯爾鎖66附接至端口 56，并且取樣件64構成外殼40的一部分。
[0036]正如在圖3、4和5中更清晰地示出的，所述取樣件可按可移除的方式與外殼40配合，所述外殼40可包括徑向延伸腹板68和套環70形式的導引或定位裝置，以便使取樣件64在外殼40內牢固地軸向定位。因此，過濾器52和裝置54可限定中央孔口，所述中央孔口用于接收從其穿過的構件64，從而所述過濾器和所述裝置54看起來似乎是從構件64徑向延伸的。過濾器52(可選地還有裝置54)可與構件64在中央孔口處密封地接合，從而在它們之間產生基本上不透氣的密封。通過這種方式，雖然構件64穿過過濾器，但是能保持過濾的整體性，因為過濾器密封在構件64周圍。
[0037]在組裝時，裝置54布置在第二腔室部分48中，過濾器52布置在裝置54上，并且第一腔室部分44基本上以上述方式緊固至第二腔室部分48 ο取樣件64通過氣體取樣端口 56軸向引入，并且被定位裝置導引并定位至取樣位置B。然后，構件64通過適當的方法固定至端口56 ο
[0038]在使用時，請參考附圖，FHME裝置10連接至呼吸回路，所述呼吸回路配合至處于麻醉狀態的患者12，以進行醫療手術。這是通過以常規方式把導管20連接至第一端口42、把氣道固定裝置22連接至第二端口 46、并把裝置22(通過口腔)置于患者12的喉部來完成的。
[0039]連接至常規取樣設備26的取樣管線24很容易連接至魯爾鎖66，而不會使患者12和呼吸系統受到傷害，尤其是在裝置10較靠近患者12的口腔的情況中(例如在某些兒科應用中)。
[0040]在患者12呼吸時，吸入的氣體沿方向D (圖4)流過裝置1，由患者呼出的氣體沿方向C流過裝置10。當患者12呼吸時，過濾器52和裝置54以常規方式工作，過濾器52的功能不會因過濾器52和位于過濾器52的中心或中央孔口處的構件64之間的氣密配合而降低。
[0041]當患者12處于麻醉狀態時，使用從靠近患者12(尤其是靠近患者12的肺部)的位置B獲得的符合要求的二氧化碳測量值進行二氧化碳濃度監測，以支持醫生在醫療手術過程中做出更明智的醫療決策。
[0042]能夠通過在遠離患者12的位置操作取樣端口54(及取樣管線24)來從靠近患者12的位置B獲取測量數據很方便，并且是非侵入性的。通過這種方式，如上所述的本發明的優點是，在裝置10靠近患者12的口腔的狀態下，能夠從靠近患者12的位置獲得測量數據，同時不存在必須把取樣管線物理地連接至所述靠近患者12的位置的缺點和不便。
[0043]如上所述的本發明支持對正在接受人工呼吸的患者進行更精確的二氧化碳濃度監測。本發明還提供了一種從靠近患者的位置獲得患者的更精確二氧化碳測量數據的更加方便、妨礙更少的裝置。本發明尤其適合于在兒科應用中使用，因為這種應用需要把在此所述的裝置布置在盡可能靠近嬰兒或兒童的口腔的位置(以減少呼吸回路中的無效區)同時在向其連接氣體取樣設備時不會導致嬰兒或兒童的不適。
【主權項】
1.一種用于呼吸系統的過濾熱濕交換裝置(10)，該裝置包括: 外殼(40)，具有在使用時位于所述外殼的遠離患者的第一端部(44)的第一端口(42)和在使用時位于所述外殼的靠近患者的第二端部(48)的第二端口(46)、位于所述第一和第二端口之間并與所述第一和第二端口氣流相通的腔室(50)、以及位于所述外殼的第一端部(44)的氣體取樣端口(56); 過濾器(52)和熱濕交換裝置(54)中的至少一個，至少當所述裝置準備好使用時，所述過濾器(52)和熱濕交換裝置(54)中的至少一個可操作地位于所述腔室(50)中；和 氣體取樣裝置(60); 其特征在于，氣體取樣裝置(60)具有取樣件(64)，所述取樣件(64)從氣體取樣端口(56)延伸至位于第二端口(46)中的取樣位置(B)，至少當所述裝置準備好使用時，所述取樣件(64)限定位于氣體取樣端口(56)和第二端口(46)之間的取樣流路(64)，氣體取樣端口(56)的位置有助于在所述裝置處于操作使用狀態時向其連接氣體取樣導管，同時使所述取樣位置(B)保持在靠近患者的位置。2.如權利要求1所述的過濾熱濕交換裝置，其中，取樣件(64)與氣體取樣端口(56)—體形成，從而與外殼(40)—體形成。3.如權利要求1或2所述的過濾熱濕交換裝置，其中，第一端口(42)可連接至通氣系統，第二端口(46)可連接至患者的呼吸系統。4.如前述權利要求中任何一項所述的過濾熱濕交換裝置，其中，所述取樣件為從取樣端口(56)延伸至第二端口(46)的空心針或導管(64)的形式，其中，所述空心針或導管(64)的一端位于取樣位置(B)。5.如前述權利要求中任何一項所述的過濾熱濕交換裝置，其中，取樣件(64)不延伸到超過第二端口(46)的自由端或周緣的位置。6.如前述權利要求中任何一項所述的過濾熱濕交換裝置，其中，腔室(50)包括第一和第二腔室部分(44、48)，所述第一和第二腔室部分彼此配合地接合，以限定基本上密封的腔室，所述第一和第二腔室部分分別限定所述外殼的第一端部和第二端部。7.如權利要求6所述的過濾熱濕交換裝置，其中，熱濕交換裝置(54)位于第二腔室部分(48)中，過濾器(52)鄰接地置于所述熱濕交換裝置上，因而更靠近第一腔室部分(44)。8.如權利要求6或7所述的過濾熱濕交換裝置，其中，腔室(50)具有基本上為球形的形狀，并且限定一中心軸線(A)。9.如權利要求8所述的過濾熱濕交換裝置，其中，氣體取樣端口(56)、第二端口(46)和取樣件(64)居中布置在中心軸線(A)上。10.如權利要求9所述的過濾熱濕交換裝置，其中，過濾器(52)和熱濕交換裝置(54)從所述中心軸線向外徑向延伸。11.如權利要求10所述的過濾熱濕交換裝置，其中，過濾器(52)和熱濕交換裝置(54)限定中央孔口，所述中央孔口用于在其中軸向地接收取樣件(64)。12.如權利要求11所述的過濾熱濕交換裝置，其中，過濾器(52)與取樣件(64)密封地接合，使得取樣件穿過所述過濾器和所述熱濕交換裝置(54)，從而至少所述過濾器以基本上緊貼或密封配合的方式位于所述取樣件周圍。13.如權利要求8至12中任何一項所述的過濾熱濕交換裝置，其中，腔室(50)限定定位裝置(68)，所述定位裝置(68)用于沿中心軸線(A)定位取樣件(64)。14.如前述權利要求中任何一項所述的過濾熱濕交換裝置，其中，第一端口(42)以基本上橫貫中心軸線(A)的方式從第一腔室部分(44)延伸。15.如前述權利要求中任何一項所述的過濾熱濕交換裝置，其中，至少在所述裝置準備好使用時，氣體取樣端口( 56)密封地連接至取樣件(64)。16.如權利要求15所述的過濾熱濕交換裝置，其中，取樣裝置(60)至少包括魯爾鎖。
【文檔編號】A61M16/08GK105848702SQ201480071595
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月5日
【發明人】帕韋爾.維希涅夫斯基
【申請人】帕韋爾.維希涅夫斯基