连续正向气道压力装置和方法

文档序号:1201733阅读:231来源:国知局
专利名称:连续正向气道压力装置和方法
技术领域
本发明涉及在呼吸治疗领域中使用的用于供应加压空气的压力气道装置和方法, 更具体地说,涉及向人或者特别是向婴儿的鼻塞头提供正向气道压力的装置和方法。
背景技术
在呼吸治疗领域中,已知经由鼻塞头向人特别是向婴儿提供连续正向气道压力 (CPAP)的系统和输送连续正向气道压力的方法。尤其在早产婴儿的情况下,早产婴儿经常由于发育不成熟的肺所导致的呼吸做功的增加而遭受痛苦,发育不成熟的肺在呼气时倾向于收缩而在吸气时抵抗膨胀。一个具体的处理方法包括使用鼻塞头,该鼻塞头密封地配合在鼻孔内,并且与产生大于大气压的连续气流的呼吸系统连接,这种处理方法通常被称为连续正向气道压力 (CPAP)疗法。在正压力穿过婴儿的气道并进入婴儿的肺中,以便防止呼气时的收缩和吸气时的扩张膨胀。存在用于CPAP的多种不同装置。CPAP装置通常包括被称为产生器主体的装置,产生器主体基本上是形成有从管道接收空气压力的腔室的外壳。产生器主体典型地具有用于使空气在呼气阶段离开的呼气口。此外,产生器主体具有一对鼻插头,该鼻插头配合在患者的鼻孔内以便向鼻孔内供应压力。期望的是,提供具有减小的尺寸、改进的性能和/或对于患者来说具有其他优点的CPAP装置。此外,通常期望的是,能够减小需要被供应至CPAP装置内的压力的大小,以便简化与之关联的气泵的结构,这对于减小尺寸、能量消耗、声音、复杂性和成本是有益的。 此外,通常期望减小配合在与脸部上的CPAP接口组件的尺寸和重量。期望的是,使与CPAP 装置连接的头帽更小、更简单和/或不怎么笨重。更加优选的是,使这种装置便于由患者的看护者操作。

发明内容
一些实施例提供了具有减小的尺寸、改进的性能和/或对于患者来说具有其他优点的CPAP装置和方法。在一些实施例中,本技术的一个方面包括一种连续正向气道压力系统,该系统包括外壳,其形成气道腔室并且具有气压入口和气压出口,并且所述外壳还在其内部限定一对渐缩的喷气嘴;一对渐缩的空气接收器,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及一对鼻插头,其位于所述空气接收器的下游。每个空气接收器包括取向为成角度地偏离供气中心线的半球形部分。在一些实施例中,所述连续正向气道压力系统的另一个方面包括用于限定气道腔室的装置,所述装置具有气压入口和气压出口,并且在所述装置的内部还限定有一对渐缩的喷气嘴;一对渐缩的空气接收器,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及一对鼻配合装置,其位于所述空气接收器的下游。每个空气接收器包括取向为成角度地偏离供气中心线的半球形部分。本技术在一些实施例中的另一个方面提供一种连续正向气道压力方法,所述方法包括对形成气道腔室的外壳提供空气压力,并且在内部限定一对渐缩的喷气嘴;从所述喷气嘴向一对渐缩的空气接收器引导空气,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及从所述空气接收器向位于所述空气接收器的下游的一对鼻插头引导空气。每个接收器包括取向为成角度地偏离供气中心线的半球形部分。已经相当宽泛地概述了本技术的特定实施例,以使本发明的详细说明得到更好的理解并且使本发明对本领域的贡献更为清楚。当然,以下还要说明本技术的附加的实施例, 它们将形成所附权利要求书的主题。在这方面,在详细解释本技术的至少一个实施例之前,应该理解,本技术的应用并不限于以下说明或附图所示的结构细节以及部件的布置。除所描述的实施例以外,本技术还可具有多种实施方式,并且能够以不同的方式实施或实现。另外,应该理解,本发明的说明书以及摘要所采用的表达方式和术语用于说明的目的,而不应当被视作限制。如上所述,本领域技术人员应该理解,本公开内容所依据的概念容易用作设计其他结构、方法和系统以实现本技术的若干目的的基础。因此,重要的是认为权利要求书包括了这种等同的结构,只要这些结构不背离本技术的范围。另外,应理解,说明书中所列举的各个元件和步骤是优选包括的。对于本领域技术人员来说显而易见的是可以省略或替换任何元件或步骤。


图1是婴儿患者的透视图,并且还示出了正在使用的根据本发明的实施例的CPAP
直ο图2是CPAP装置的部件的分解图。图3是处于装配状态的图2的装置的透视图。图4是沿着图3中的线4-4截取的图3的CPAP装置的剖视图。图5是沿着图4中的线5-5截取的剖视图,示出图3的CPAP装置的截面。图6是根据本发明的实施例的CPAP装置的接收部分的剖视图。图7是图6的接收部分的侧视图。
具体实施例方式一些实施例提供了具有减小的尺寸、改进的性能和/或对于患者来说具有其他优点的CPAP装置和方法。下面,参考附图对本发明的优选实施例进行说明,其中,所有相似的附图标记代表相似的部分。图1是使用根据本发明的实施例的CPAP装置的患者的透视图。装置10包括产生器主体12,其从供应管14接收正气流压力。管14被空气加压装置(未示出)加压。产生器主体12还与出口管15连接。如图2至图4所示,在优选的实施例中,用于管14和15的管道不具有圆形截面而是具有椭圆形或卵形截面。当在一些情况下使用时,管14和15的椭圆形截面有时会提供显著的优点。首先,椭圆形管道在沿一个方向减小管道直径的同时提供更大的容积面积,并且还使得产生器外壳16更加紧凑,如将下文中参考图2至图4更详细地描述。第二,如果患者转动他或她的头并且躺在管道上,椭圆形管道容易放平。与圆形的管道相比,这种与患者头部的相对平的接触能够使患者更加舒适,并且能够更均勻地将患者头部的重量分配在管道上。然而,使用圆形管道也能够实现将在下文说明的优选实施例的一些其他方面。如将在后面的附图中更详尽地看到,图1还示出产生器主体12包括外壳16 (其具有与管道14连接的入口配件22和与管道15连接的出口配件2 ,并且产生器主体12还具有允许呼气的排出的呼气口 18。外壳16安装在接收器组件20上,接收器组件20包括将在下文中进行说明的配合在患者的鼻孔内的塞头。下面参考图2,图2示出了外壳16及其呼气口 18。外壳16基本上是具有呼气口 18以及位于外壳侧端的一对侧部结构的矩形盒状外壳。每个侧部结构形成产生器主体的侧壁,并且具有接纳管道14和15的配件22和23,如上文所述,管道14和15优选为椭圆形管道。矩形盒状的外壳16的一侧敞开,并且该侧适于接收将在下文中进行详细说明的接收器组件20。在安装接收器20以闭合外壳18的敞开端时,接收器盖M被卡合在内部。 接收器20包括从接收器20延伸的一对鼻塞头沈以及从接收器20突出的一对头帽连接凸缘观。接收器鼻塞头26可以具有任何适当的尺寸和形状,只要其适于与患者的鼻孔相互作用即可。另外,头帽连接凸缘观也可以具有任何适当的尺寸和形状,以便与带型头帽或粘接紧固装置或者任何其他类型的患者连接系统相互作用。椭圆形管道14和15的另一个优点是,外壳18可以具有相对紧凑的矩形盒形状, 并且可从配件22和23的取向上所看出,管道14和15可以设置为其大直径位于角线上,以使得管道14和15具有与外壳18的轮廓的对角线的长度几乎相等的大直径。这有助于外壳18具有理想的紧凑形状。上述组件可以由任何适合的材料制造。然而,在一个实例中,外壳18及其配件22 和23以及接收器盖M是由诸如聚碳酸酯等塑料制造的。可以包括头帽连接凸缘的接收器 20以及鼻塞头可以由可生物相容的硅成型。下面参考图4和图5,其示出了 CPAP装置内部的气流。供气从加压源经过管道14 经由配件22进入外壳16。供气进入对两个供气喷嘴32进行供给的供气通道30。每个供气喷嘴32通常具有第一筒形部分34,然后过渡到稍微向外渐缩的区域35。渐缩的部分35 是侧壁之间以大约4度夹角向外延伸的锥形渐缩件。已发现这样的向外渐缩形状可以提供有利于气流的文丘里效应。除了在渐缩部分35中具有4度的夹角之外,渐缩部分35的轴向长度大约为初始直径(即喷嘴32的筒形部分34的内径)的两倍。这样的渐缩件改进了喷嘴的效率并且降低了驱动产生器所需的压力。喷嘴32将空气朝向接收器盖组件M进行引导,并且更具体而言,朝向两个漏斗形接收器38进行引导。然后,鼻塞头沈直接从接收器38接收的空气。每个接收器38具有带向内延伸圆锥的锥形渐缩部分39,该向内延伸圆锥的侧壁之间具有60度夹角。直筒部分 41从锥形部分39的端部延伸。在一个优选的实施例中,已发现从表示喷嘴32的出口端面36的参考线A到表示接收器38的锥形部分的端面的参考线B的距离D是喷嘴32的筒形部分34的内径的1. 8倍。出口配件23通向出口管道,通过该出口管道可以在装置,即压力监视系统(未示出)的出口侧监视患者的压力。图5是以不同的角度示出使用相同附图标记的上述各种部件的一部分的剖视图。图6示出改进了患者的呼气的阻力的接收器20的实施例。所示的接收器600具有半球形部分605,该半球形部分605取向为偏离供气中心线15度角。15度角朝向出口,例如呼吸口 610延伸,为呼气提供低阻力路径,以便当患者呼吸时,减小他或她的呼气做功。接收器盖615、喷嘴620和供气通道625包含在接收器600中,它们的功能与图2至图5中的接收器盖对、喷嘴32和供气通道30类似。显然,图6中的构造与图4中的构造的不同,图4中,每个接收器38设置有带向内延伸圆锥的锥形渐缩部分39,该向内延伸圆锥的侧壁之间具有60度夹角。仍如图4所示, 直筒形部分41设置为从锥形部分39的端部延伸。下面参考图7,图7示出具有演示在模拟呼气期间的设计的线的计算流体动力学模型。应理解,在患者的呼吸周期中的呼气阶段期间,进入部分705容易地通向呼气口 610, 同时喷嘴部分710穿过喷嘴620、通过供气通道625通向排出部分715。通过附图能够容易地理解,本发明的所有表面的棱角边缘可以被去除,以利用“康达(Coanda)”效应。康达效应是运动的流体(液体或气体)将其身吸附在一个表面上并且沿着所述表面流动的趋势。随着流体跨过或沿着表面移动或流动,在流体与表面之间产生一定量的摩擦力 (称为“表面摩擦力,,),该摩擦力导致了流体与表面之间的阻力,造成流体的流动变慢。这种对流体流动的阻力将流体推向表面,使流体粘附在表面上。从而,来自喷嘴的流体容易跟随附近的曲面——即使达到弯曲的圆角的程度——如果形成表面的曲率或表面的角度,那么流动不是特别急剧。康达效应是罗马尼亚飞机工程师Henri Coanda于1930年发现的。该设计应当对装置的效率不造成影响以产生稳定的患者压力,但应该对减小呼吸的呼气做功具有实质性效果。呼吸的呼气做功是患者为了呼气而必须花费的做功量。应理解,六十度角已被长期使用并被认为是最理想的角度,这一新的角度与以前使用的六十 (60)度的角度相比产生了预料不到的效果。相应地,对能减小呼吸的呼气做功的这一长久以来需求的构造已被本发明的实施例所实现。从详细说明中可以明了本发明的许多特征和优点,从而,目的在于通过所附的权利要求来覆盖落入本发明的范围内的本发明的所有这些特征和优点。此外,由于本领域的技术人员容易进行各种修改和变型,不希望将本发明限定为所示和所描述的精确的构造和操作,而是,相应地,所有适当的修改及其等同内容应被认为落入本发明的范围内。大致地,本发明至少披露了以下方面。一种连续正向气道压力系统,其特征在于形成气道腔室的外壳,以及空气压力入口和空气压力出口。外壳还在其内部限定一对渐缩的喷气嘴,以及一对渐缩的空气接收器。空气接收器位于供气喷嘴的下游,并且分别与对应的供气喷嘴以共轴方式设置。每个接收器具有与供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件。一对鼻插头位于空气接收器的下游。每个接收器包括取向为成角度地偏离供气中心线的半球形部分。构思作为简短的总结,本发明至少披露了以下的广义构思。构思 1.一种连续正向气道压力系统,包括外壳,其形成气道腔室并且具有气压入口和气压出口,并且所述外壳还在其内部限定一对渐缩的喷气嘴;一对渐缩的空气接收器,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及一对鼻插头,其位于所述空气接收器的下游,其中,每个接收器包括半球形部分,所述半球形部分取向为成角度地偏离供气中心线。构思 2.根据构思1所述的系统,其中,所述半球形部分取向在进口与出口之间。构思 3.根据构思2所述的系统,其中,所述角度为15度。构思 4.根据构思1所述的系统,其中,每个供气喷嘴具有沿气流方向向外渐缩的部分。构思 5.根据构思1所述的系统,其中每个供气喷嘴具有具有所述供气喷嘴的最小内径的部分;以及末端面;所述空气接收器的渐缩部分具有下游末端;并且所述供气喷嘴的端面与所述下游末端之间的距离大致为所述供气喷嘴的最小内径的1.8倍。构思 6.根据构思1所述的系统,其中,所述外壳包括入口配件,所述入口配件适于接纳用于供气的管道。构思 7.根据构思6所述的系统,其中,所述入口配件具有椭圆形的轮廓并且所述管道具有椭圆形的截面。构思 8.根据构思1所述的系统,其中,所述外壳具有出口配件,所述出口配件适于接纳管道,使得经由所述出口配件测量所述主体的腔室的内部压力。构思 9.根据构思8所述的系统,其中,所述出口配件具有椭圆形的轮廓并且所述管道具有椭圆形的截面。构思10.一种提供连续正向气道压力系统的方法,包括对形成气道腔室的外壳提供空气压力,并且在内部限定一对渐缩的喷气嘴;从所述喷气嘴向一对渐缩的空气接收器引导空气,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及从所述空气接收器向位于所述空气接收器的下游的一对鼻插头引导空气,其中,每个接收器包括半球形部分,所述半球形部分取向为成角度地偏离供气中心线。构思11.根据构思10所述的方法,其中,所述半球形部分取向在进口与出口之间。构思12.根据构思11所述的方法,其中,所述角度为15度。构思13.根据构思10所述的方法,还包括引导空气流过所述供气喷嘴的一部分,每个供气喷嘴具有向外渐缩的部分。构思14.根据构思10所述的方法,其中每个供气喷嘴具有具有所述供气喷嘴的最小内径的部分;以及末端面;所述空气接收器的渐缩部分具有下游末端;并且所述供气喷嘴的端面与所述下游末端之间的距离大致为所述供气喷嘴的最小内径的1.8倍。构思 15.根据构思10所述的方法,其中,所述外壳设置有入口配件,所述入口配件适于接纳用于供气的管道。构思 16. 根据构思15所述的方法,其中,所述入口配件具有椭圆形的轮廓并且所述管道具有椭圆形的截面。构思17.根据构思10所述的方法,其中,所述外壳设置有出口配件,所述出口配件适于接纳管道,使得经由所述出口配件测量所述主体的腔室的内部压力。构思18.一种连续正向气道压力系统,包括用于限定气道腔室的装置,所述装置具有气压入口和气压出口,并且在所述装置的内部还限定有一对渐缩的喷气嘴;
—对渐缩的空气接收器,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及一对鼻配合装置,其位于所述空气接收器的下游,其中,每个空气接收器包括半球形部分,所述半球形部分取向为成角度地偏离供气中心线。构思19.根据构思18所述的系统,其中,所述半球形部分取向在进口与出口之间。构思20.根据构思19所述的系统,其中,所述角度为15度。
10
权利要求
1.一种连续正向气道压力系统,包括外壳,其形成气道腔室并且具有气压入口和气压出口,并且所述外壳还在其内部限定一对渐缩的喷气嘴;一对渐缩的空气接收器,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及一对鼻插头,其位于所述空气接收器的下游,其中,每个接收器包括半球形部分,所述半球形部分取向为成角度地偏离供气中心线。
2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述半球形部分取向在进口与出口之间。
3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述角度为15度。
4.根据权利要求1所述的系统,其中,每个供气喷嘴具有沿气流方向向外渐缩的部分。
5.根据权利要求1所述的系统,其中每个供气喷嘴具有具有所述供气喷嘴的最小内径的部分;以及末端面; 所述空气接收器的渐缩部分具有下游末端;并且所述供气喷嘴的端面与所述下游末端之间的距离大致为所述供气喷嘴的最小内径的 1.8 倍。
6.根据权利要求1所述的系统,其中,所述外壳包括入口配件,所述入口配件适于接纳用于供气的管道。
7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述入口配件具有椭圆形的轮廓并且所述管道具有椭圆形的截面。
8.根据权利要求1所述的系统,其中,所述外壳具有出口配件,所述出口配件适于接纳管道,使得能够经由所述出口配件测量所述主体的腔室的内部压力。
9.根据权利要求8所述的系统,其中,所述出口配件具有椭圆形的轮廓并且所述管道具有椭圆形的截面。
10.一种提供连续正向气道压力系统的方法,包括对形成气道腔室的外壳提供空气压力,并且在内部限定一对渐缩的喷气嘴; 从所述喷气嘴向一对渐缩的空气接收器引导空气,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及从所述空气接收器向位于所述空气接收器的下游的一对鼻插头引导空气, 其中,每个接收器包括半球形部分,所述半球形部分取向为成角度地偏离供气中心线。
11.根据权利要求10所述的方法,其中,所述半球形部分取向在进口与出口之间。
12.根据权利要求11所述的方法,其中,所述角度为15度。
13.根据权利要求10所述的方法,还包括引导空气流过所述供气喷嘴的一部分,每个供气喷嘴具有向外渐缩的部分。
14.根据权利要求10所述的方法,其中每个供气喷嘴具有具有所述供气喷嘴的最小内径的部分;以及末端面; 所述空气接收器的渐缩部分具有下游末端;并且所述供气喷嘴的端面与所述下游末端之间的距离大致为所述供气喷嘴的最小内径的·1.8 倍。
15.根据权利要求10所述的方法,其中,所述外壳设置有入口配件,所述入口配件适于接纳用于供气的管道。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,所述入口配件具有椭圆形的轮廓并且所述管道具有椭圆形的截面。
17.根据权利要求10所述的方法,其中,所述外壳设置有出口配件,所述出口配件适于接纳管道,使得能够经由所述出口配件测量所述主体的腔室的内部压力。
18.一种连续正向气道压力系统,包括用于限定气道腔室的装置,所述装置具有气压入口和气压出口,并且在所述装置的内部还限定有一对渐缩的喷气嘴;一对渐缩的空气接收器,每个空气接收器与所述供气喷嘴的其中一个以共轴方式设置并且位于所述其中一个供气喷嘴的下游,并且每个空气接收器具有与所述供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件;以及一对鼻配合装置,其位于所述空气接收器的下游,其中,每个空气接收器包括半球形部分,所述半球形部分取向为成角度地偏离供气中心线。
19.根据权利要求18所述的系统,其中,所述半球形部分取向在进口与出口之间。
20.根据权利要求19所述的系统,其中,所述角度为15度。
全文摘要
本发明公开一种连续正向气道压力系统,其特征在于形成气道腔室的外壳,以及空气压力入口和空气压力出口。外壳还在其内部限定一对渐缩的喷气嘴,以及一对渐缩的空气接收器。空气接收器位于供气喷嘴的下游,并且分别与对应的供气喷嘴以共轴方式设置。每个接收器具有与供气喷嘴的渐缩件的方向相反的渐缩件。一对鼻插头位于空气接收器的下游。每个接收器包括取向为成角度地偏离供气中心线的半球形部分。
文档编号A61M16/00GK102481427SQ201080038606
公开日2012年5月30日 申请日期2010年7月6日 优先权日2009年7月30日
发明者史蒂夫·汉, 史蒂文·杜凯特 申请人:康尔福盛公司
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1