用于连续CO2监测的氧气-二氧化碳分析面罩的制作方法

本申请是非临时申请，要求2016年8月10日提交的标题为“oxygen-capnographymaskforcontinuousco2monitoring(用于连续co2监测的氧气-二氧化碳分析面罩)”的申请号为62/373,170的美国临时专利申请的优先权，其全部内容并入本文用于所有目的。

本公开涉及用于将氧气输送到患者并且监测从患者呼出的气体(例如二氧化碳)的面罩，更具体地，涉及阻止由输送的气体稀释呼出气体的面罩，反之亦然。

背景技术：

本部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本发明技术的各个方面有关的领域的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以有助于更好地理解本公开的各个方面。因此应理解的是，这些陈述应该从这个角度来阅读，而不是作为对现有技术的承认。

人体呼吸循环包括一系列事件，在此期间人通过呼吸系统吸入和呼出给定体积的空气。呼吸系统包括肺部，肺部在呼吸期间吸入氧气并排出废气二氧化碳。可以例如通过测量血液中的氧气饱和度和呼出的二氧化碳的浓度来评估肺中氧气和二氧化碳的交换。在呼出二氧化碳后，另一个呼吸循环从下一次呼吸开始。

血氧饱和度和呼出的二氧化碳浓度的正常水平可以证明呼吸系统的健康。然而，即使一个人的血氧饱和度水平是正常的，也仍可能存在呼吸功能障碍，这可能是由于身体细胞无法使用血液中吸收的氧气引起的。通常地，体细胞不能利用的能力越高，这些细胞产生的二氧化碳水平越低，因此，受试者呼出的二氧化碳浓度越低。

用于患有、易患或易感呼吸问题的受试者的面罩通常包括用于以指定速率向受试者输送氧气的氧气端口(port)和用于对呼出的二氧化碳进行取样的二氧化碳端口。包括两个端口的传统面罩有一些缺点。一个缺点是取样的二氧化碳气体被需要连续输送给受试者的氧气流稀释。被氧气(或被就此而言的任何其它气体)稀释，二氧化碳气体的量减少。传统面罩的另一缺点是二氧化碳取样端口远离受试者的鼻子和嘴部，由于例如呼出的co2的流动分散模式，这也可能对二氧化碳浓度测量产生不利影响。传统面罩的另一缺点是二氧化碳取样端口必须相对于受试者的鼻子和嘴部保持在相同的位置，以便具有可靠的co2浓度测量。然而，传统面罩中的二氧化碳取样端口由于受试者头部的移动而易于移动。此外，将co2取样端口定位在氧气面罩内的停滞空间内会引起再呼吸效应，在再呼吸效应中，在一些呼吸方案中，取样端口附近或取样端口处的co2浓度水平可能会偏离实际的呼气末值。(在二氧化碳曲线图中，由二氧化碳分析仪显示co2波形，呼气末co2(etco2)是呼气结束时co2的分压。)。这些缺点(仅举几例)可能导致呼出的二氧化碳浓度的不准确测量。图1示出了用于在给予氧气的同时监测呼出的co2的面罩100的示例。面罩100通常包括无乳胶的软医用级树脂110，无乳胶的软医用级树脂110使得面罩对于佩戴的受试者来说是舒适的。面罩100包括面侧120和“管”侧130。管侧130包括氧气输送端口140和co2取样端口150，可以将氧气通过氧气输送端口140给予面罩佩戴者，面罩佩戴者通过co2取样端口150呼出的co2可以受到监测。

二氧化碳取样端口150具有纵向轴线152。患者的鼻子160具有纵向鼻孔轴线162。co2取样端口150(以及相邻的氧气端口140)相对于纵向鼻孔轴线162成锐角170，使得co2取样端口150和氧气端口140置于患者的鼻子(160)和嘴部170之间。在这种面罩结构中，co2取样端口150和氧气端口140都没有与鼻子160或嘴部170中的任何一个明显地对准。以图1中所示的方式不加区别地设置co2取样端口150和氧气端口140导致上述缺点。

图2中示出了略胜一筹的解决方案，其示出了一种面罩，其类似于由制造气道管理装置的美国公司mercurymedical制造的面罩。参考图2，面罩200包括“座”或“膝”210，其相对于鼻子240的鼻孔取向230大致成直角定向(220)。在面罩200的座/膝210上安装氧气输送端口250和co2取样端口260，更好地将它们与鼻孔取向230对准。(co2取样端口260具有与鼻孔取向230形成锐角280的对准270，其中锐角280小于图1中的锐角170。)但是，面罩200并未真正解决上述问题，因为面罩200具有与面罩100类似的问题，因为co2取样端口260远离患者的嘴部和鼻子。因此，至少就呼出二氧化碳而言，面罩100和面罩200都不优于另一个。

具有将两个功能-向受试者输送氧气和对受试者呼出的co2进行取样之间的相互干扰最小化的面罩是有益的。具有能够以相同的效率和准确度测量co2浓度的面罩也是有益的，与受试者是通过他的鼻子、嘴部还是两者呼吸无关。

技术实现要素：

以下阐述本文公开的某些实施方案的概述。应理解的是，提供这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施方案的简要概述，并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以包含可能未在下面阐述的各种方面。

一种面罩，用于将氧气输送到受试者并对受试者呼出的二氧化碳进行取样，所述面罩包括内部分隔壁(“ipw”)，内部分隔壁将面罩分成主要含有受试者呼出的二氧化碳的受试者呼吸空间(“srs”)，和主要含有氧气的受试者氧气储囊(“sor”)空间。分隔壁包括一个或两个孔，鼻孔导管分别连接到这一个或两个孔。鼻孔导管位于受试者的鼻孔附近，以接近地获得二氧化碳试样。鼻孔导管构造为使得它们能够在吸气期间使氧气从sor空间流到srs，同时快速排出co2痕迹，并且使得呼出的co2在呼气期间快速填充鼻孔导管，同时将氧气痕迹排回到sor。因此，在面罩中形成srs防止在呼气期间稀释co2，因此导致更精确的co2浓度测量。

附图说明

在附图中以示例的方式示出了各种实施方案，意图是这些示例不是限制性的。应理解的是，为了说明的简单和清楚，下面引用的附图中所示的元件不一定按比例绘制。而且，在认为适当的情况下，附图标记可以在附图中重复以指示相同、相应或类似的元件。在附图中：

图1(现有技术)示出了具有co2取样端口的氧气面罩；

图2(现有技术)示出了氧气/二氧化碳分析面罩，其是图1的氧气面罩的变体；

图3a示出了根据示例实施方案的具有内部分隔壁的氧气/二氧化碳分析面罩；

图3b示出了图3a的内部分隔壁；

图3c示出了根据示例实施方案的鼻孔导管；

图4a示出了根据另一示例实施方案的具有小的内部分隔壁的氧气/二氧化碳分析面罩；

图4b示出了图4a的内部分隔壁；

图4c示出了图4a的面罩的侧视图；

图5a示出了根据另一示例实施方案的具有内部分隔壁的氧气/二氧化碳分析面罩，其放置在患者面部上；

图5b示出了图5a的内部分隔壁；

图6a示出了根据又一示例实施方案的具有内部分隔壁的氧气/二氧化碳分析面罩；

图6b示出了图6a的内部分隔壁；

图7a示出了根据再一示例实施方案的具有内部分隔壁的氧气/二氧化碳分析面罩；

图7b示出了图7a的内部分隔壁；

图8示出了根据示例实施方案的具有鼻孔导管的穿孔的内部分隔；

图9示出了根据另一示例实施方案的没有鼻孔导管的穿孔的内部分隔；

图10a示出了根据示例实施方案的具有氧气分配器的氧气/二氧化碳分析面罩；

图10b示出了图10a的氧气分配器；

图11a示出了根据另一示例实施方案的具有氧气分配器的氧气/二氧化碳分析面罩；

图11b示出了图11a的氧气分配器；

图12a示出了根据又一示例实施方案的具有氧气分配器的氧气/二氧化碳分析面罩；

图12b示出了图12a的氧气分配器；和

图13a-13b示出了根据示例实施方案的具有co2取样端口的鼻孔导管。

具体实施方式

下面将描述本公开的一个或多个具体实施方案。这些描述的实施方案仅是本公开技术的示例。另外，为了提供这些实施方案的简明描述，可能未在说明书中描述实际实现的所有特征。应理解的是，在任何这种实际实现的开发中，如在任何工程或设计项目中，需要做出许多特定于实现的决策以实现开发者的特定目标，例如遵守与系统相关的和与业务相关的约束，这可能因实施而异。此外，应理解的是，这种开发工作可能是复杂且耗时的，但仍然可以是受益于本公开的普通技术人员的设计、制作和制造的例行工作。

本公开的氧气面罩主题包括分隔壁，用于在一方面的氧气输送功能和另一方面的二氧化碳取样功能之间可操作地分开。如下面详细描述的，面罩具有面罩内部空间，并构造为放置在受试者的面部上。面罩具有内部分隔壁，该内部分隔壁位于面罩中并在面罩内部空间中限定受试者呼吸空间(srs)和受试者氧气储囊(sor)。在一些实施方案中，内部分隔壁通常可以包括第一鼻孔导管，第一鼻孔导管从内部分隔壁延伸进入srs并延伸进入sor，并穿过内部分隔壁提供srs和sor之间的双向流体流动通道。(当面罩放置在受试者的面部上时，第一鼻孔导管构造成紧邻受试者鼻孔定位。)内部分隔壁还可以包括第一二氧化碳导管，第一二氧化碳导管的远端连接到第一鼻孔导管并与第一鼻孔导管的内部空间流体流动连通。在其它实施方案中，内部分隔壁还可以包括第二鼻孔导管，第二鼻孔导管从内部分隔壁延伸进入srs并延伸进入sor，并穿过内部分隔壁提供srs和sor之间的双向流体流动通道。(当面罩放置在受试者的面部上时，第一鼻孔导管构造成紧邻受试者鼻孔定位。)内部分隔壁还可以包括第二二氧化碳导管，第二二氧化碳导管的远端连接到第二鼻孔导管并与第二鼻孔导管的内部空间流体流动连通。

图3a示出了根据本发明示例实施方案的在她/他的面部302上佩戴圆顶形氧气/二氧化碳分析面罩310的人300。面罩310包括具有尖顶(apex)320的圆顶(凸起)形侧面和与尖顶320相对的敞开侧基部322。(面罩的敞开侧或面罩的基部322设计成舒适地配合至患者的面部，例如使用相对柔软的密封件。)。面罩310包括大致扁平的“口鼻”内部分隔壁(ipw)330。(图3b更清楚地示出了ipw330。)位于圆顶形面罩310内并完全覆盖患者的鼻孔和嘴部的ipw330将面罩310内部分成两个空间。面罩310的一个主要空间在本文中称为受试者呼吸空间(srs)。当面罩310放置在受试者的面部上时，srs是由ipw330和面罩的基部322(和/或受试者的面部302)限定的面罩空间或腔，或者是在ipw330和面罩的基部322(和/或受试者的面部302)之间限定的面罩空间或腔。面罩310的另一个主要空间在本文中称为受试者氧气储囊(sor)。sor是由ipw330和面罩尖顶320限定的面罩空间或腔，或在ipw330和面罩尖顶320之间限定的面罩空间或腔。

面罩310可以包括氧气端口340和co2端口350，氧气端口340将氧气输送到患者，co2端口350提取患者呼出的co2的试样。氧气端口340可以是相对较短的管(例如两厘米长)，其可以安装在面罩310上的任何位置，只要它可以用氧气填充受试者氧气储囊(sor)，也就是术语“氧气储囊”。二氧化碳端口350经由co2管352和相应的管道歧管联接到受试者呼吸空间(srs)。相对于与氧气端口340的位置相关的结构约束，与面罩310上的co2端口350的位置相关的结构约束可能更宽松，因为co2端口350经由管道系统(例如，经由co2导管381和383)连接到鼻孔导管。因此，与氧气端口340相比，co2端口350的定位是灵活的，氧气端口340的定位影响两种气体的混合动力学。

面罩310还可以包括ipw调节机构，以调节(并且在调节之后保持调节后的)面罩310中的ipw330的空间位置和取向，使得在使用时，在呼吸和co2监测功效方面，ipw330在操作上保持与患者面部的最佳距离，并且相对于患者的面部处于最佳取向。调节机构可以连接到ipw330并且可以由用户(例如医师)通过面罩310中的孔操作。举例来说，间隙调节机构可以包括三个细长的调节杆或轴360、362和364。(可以使用其它数量的调节杆或轴。)面罩310可以包括三个外部通孔361、363和365，通过外部通孔361、363和365，调节杆或轴360、362和364可以分别单独地和独立地更深地推入面罩中(即，向前推动或更靠近患者的面部)，或向后拉(即远离患者的面部)。可以设置调节杆或轴360、362和364，使得ipw330保持在距患者面部一定距离处，使得它不接触面部。

通孔361、363和365以及调节杆/轴360、362和364可以构造成使得每个调节杆或轴在面罩310的相应通孔中的纵向位置由存在于杆或轴与孔之间的静摩擦力保持。然而，摩擦力可以使得使用者(例如医师)能够通过施加足够大的力来克服静摩擦而将杆或轴推入面罩或将其拉回以调节每个杆或轴的纵向位置。面罩310还可以包括两个压力释放开口370和372，使得具有高co2浓度流的呼出空气能够由于持续的氧气流入产生的轻微过压而流出面罩，从而防止面罩内部产生过大的压力以及防止患者重新呼吸部分先前呼出的具有高co2浓度的空气时的再呼吸现象。当然，可以使用任何其它合适的调节机构。

一个鼻孔导管380、或两个鼻孔导管380和382可以安装到ipw330上或安装穿过ipw330，并且当面罩放置在受试者的面部上时紧邻受试者的鼻孔定位。鼻孔导管(例如鼻孔导管380)可以从ipw330延伸进入srs并延伸进入sor，以穿过ipw330提供srs和sor之间的双向流体流动通道。

参考图3b，ipw330可以包括(例如通过在其中形成)三个呼吸开口：两个“鼻孔”呼吸开口(“nbo”)和一个嘴部呼吸开口(“mbo”)390，当面罩310放置在受试者的面部上时，“鼻孔”呼吸开口(“nbo”)紧邻患者鼻孔384定位，嘴部呼吸开口(“mbo”)390紧邻患者嘴部定位。将两个鼻孔导管(例如管)380和382分别安装到两个nbo上。每个鼻孔导管380和382穿过ipw330中的相应开口并从ipw330向外延伸到受试者呼吸空间(srs)中并还延伸到受试者氧气储囊(sor)中，从而如本文所述在srs和sor之间提供双向流体流动通道。鼻孔导管380和382是“呼吸导管”，因为它们既用于向患者输送氧气又用于释放(用于提取以下试样)患者呼出的co2。鼻孔导管380和382起作用的方式在下面更详细地描述，例如结合图3c。mbo390在sor和srs之间提供通道，使得氧气可以自由地从sor传递到srs。在通过嘴部呼气期间，co2导管392可用于提取co2试样。可以定位在嘴部附近区域中的二氧化碳导管392与srs流体流动连通。

将二氧化碳提取管道系统(“ets”)附接到ipw330，以监测从患者的鼻孔和嘴部呼出的二氧化碳。取决于ipw包括的鼻孔导管的数量(一个鼻孔导管；例如鼻孔导管380，或两个鼻孔导管；例如鼻孔导管380和382)，co2ets可以分别包括第一co2导管(例如co2导管381)和第二co2导管(例如co2导管383)。将每个co2导管的远端连接到相应的鼻孔导管，使得其与该鼻孔导管的内部空间流体流动连通。第一co2导管(例如co2导管381)的远端可以紧邻第一鼻孔(患者的鼻孔384之一，图3b)定位，第二co2导管的远端(例如，co2导管383)可以紧邻第二鼻孔(鼻孔384的另一个鼻孔)定位。在一些其它的实施方案中，co2ets还可以包括co2导管392，co2导管392具有位于患者的嘴部附近(并与srs流体流动连通)的远端。每个co2导管381、382和392具有可以经由管道歧管连接到共同的co2导管352的近端。(二氧化碳导管381、co2导管383和co2导管392可以经由共同的导管352连接到co2端口350)。

在使用面罩310期间，经由氧气端口340不断地向面罩310提供氧气，氧气不断地填充面罩310内的sor空间，准备被患者吸入。在吸气期间，氧气通过鼻孔导管380和382以及通过嘴部呼吸开口(mbo)390输送给患者。包含在面罩310中的大部分氧气包含在面罩的氧气储囊部分中(在sor空间中)，在吸气期间患者可容易地使用。当患者呼出co2(富含co2的空气)时，呼出的co2迅速取代/替代面罩310的srs部分中的氧气，特别是鼻孔导管380和382中的氧气，以及co2导管392附近的氧气。由于鼻孔导管380和382中以及患者嘴部周围的空间体积相对较小(例如相对于一个呼吸循环期间的氧气和co2交换量)，呼出的co2快速取代了这些空间中的大部分(如果不是全部的话)氧气，从而防止二氧化碳的稀释，并使得呼出的二氧化碳的取样更加可靠，从而更加可靠地测量二氧化碳的浓度水平。

参考图3c，附图标记330’是分隔srs空间和sor空间的内部分隔壁(ipw)330的符号表示。鼻孔导管380的描述也适用于鼻孔导管382(其中co2导管381由co2管道383替代)，因为鼻孔导管380和鼻孔导管382中的每个主要预期用于患者的不同鼻孔。“鼻孔导管主要预期用于特定的鼻孔”，是指特定的鼻孔导管(例如鼻孔导管380)可以向“预期的”鼻孔输送更多氧气，该预期的鼻孔是与鼻孔导管相邻的鼻孔，尽管通过特定鼻孔导管的一些氧气可以到达另一个鼻孔，类似地，大多数从特定的鼻孔呼出的二氧化碳到达“预期的”鼻孔导管，预期的鼻孔导管是相邻的鼻孔导管，尽管一些二氧化碳可能到达另一鼻孔导管。)

鼻孔导管380基本上垂直于ipw330’并且从ipw330’的两侧向外延伸(即，从ipw330’的“srs”侧延伸进入srs空间，从ipw330’的“sor”侧延伸进入sor空间)，从而鼻孔导管380在srs和sor空间之间提供双向流体流动通道。鼻孔导管380包括co2提取孔384，co2导管381固定地安装在co2提取孔384上。导管381的远端可以与鼻孔导管380的表面对准或者突出到鼻孔导管380的内部空间385中，并与鼻孔导管380的内部空间385流体流动连通。

鼻孔导管380具有长度l和内径d。如图3c所示，固定地连接到鼻孔导管380的二氧化碳导管381具有直径d(d<d)。l和d的值以及比率r＝d/d可以根据患者的预期呼吸特征(例如呼吸循环、呼吸功效等)在流体动力学方面进行优化，还可以在再呼吸效应方面进行优化(例如将这种效应最小化)。例如，可以设定l、d和r的值，使得在呼吸循环的吸气阶段期间，来自先前呼气阶段的co2痕迹通过导管381从鼻孔导管380内的空间385快速排出(排空)，空间385快速充满氧气，以便患者在吸气期间容易地获得氧气(或富氧空气)。另外，可以设定l、d和r的值，使得在呼吸循环的呼气阶段期间，co2呼气动力学(例如co2压力和流速)可以快速地清除空间385中的氧气(例如通过将氧气从鼻孔导管380排回到sor中)并用co2填充空间385。(“快速”是指在相关呼吸阶段结束之前。)l、d和r值优化的效果是，在吸气期间，患者仅吸入或大部分吸入氧气或富氧空气，在呼气期间，co2取样系统接收具有真实浓度水平的co2。换句话说，l、d和r值的优化越好，在呼气期间稀释co2试样的氧气量越少，吸入的氧气中的co2量越少。(当l、d和r的值是最佳化的时，稀释co2试样的氧气量可以忽略不计。)

在吸入氧气期间，受试者通过吸入产生低于大气压的压力，该压力从氧气储囊(sor)仅吸入呼吸所需的氧气量进入患者的呼吸空间(srs)，并最终进入受试者的肺部，而包含在sor中的氧气的剩余部分保留在储囊中(部分地通过压力释放开口370和372流出面罩310)，准备在随后的吸气期间使用。

通过由分隔壁330创建两个单独的空间-一个空间是受试者呼吸空间，另一空间主要含有氧气-并操纵在鼻孔导管380和382中以及嘴部开口390附近的氧气和二氧化碳的交换，至少在那些co2导管381、383和392从中提取co2的(无干扰的)空间中，患者吸入的氧气不会被呼出的二氧化碳稀释，或者仅被可忽略地稀释，并且患者呼出的co2不会被氧气稀释，或者仅被可忽略地稀释。因为分隔壁330足够大以覆盖受试者的气道(鼻子和嘴部)并且co2是直接从受试者的气道取样，所以即使当面罩在受试者的面部稍微移动时，从受试者的气道呼出(并且穿过co2导管381、383和392，最后通过co2取样端口350)的co2的浓度水平也保持基本相同。另外，由于co2导管381、383和392覆盖受试者的两个鼻孔和嘴部，且分隔壁330较大，所以分隔壁330将由患者的各个气道呼出的co2平均分配。因此，关于患者是否仅通过鼻子(通过一个鼻孔或通过两个鼻孔)或仅通过嘴部呼吸，可能存在于其它类型的氧气面罩中的问题在面罩310或其变体中是不存在的。

图4a示出了根据本发明另一示例实施方案的具有内部分隔壁(ipw)430的氧气/二氧化碳分析面罩410，其佩戴在受试者400上。位于圆顶形面罩内的ipw430比图3a-3b的ipw330小，并位于患者的鼻孔附近。(虽然ipw330完全覆盖患者的鼻孔和嘴部，因此，ipw330包括用于患者嘴部的额外呼吸开口390，ipw430不包括嘴部呼吸开口。)ipw430通过使用调节机构与患者的面部保持距离，在该示例中，调节机构包括调节杆或轴460、462和466。在该实施方案中，ipw430比ipw330小并部分地覆盖患者的鼻孔和嘴部。

ipw430包括两个鼻孔呼吸开口，两个鼻孔导管480和482分别以如图3a-3b所示的类似方式连接到两个鼻孔呼吸开口。co2导管481和co2导管483分别连接至鼻孔导管480和482，co2导管481和co2导管483以与图3a-3c的co2导管381和co2导管383类似的方式起作用和进行优化。

二氧化碳导管492位于患者嘴部附近或紧邻患者嘴部定位，并以与图3a-3b的co2导管392类似的方式起作用。co2导管481和482位于患者的鼻孔附近或紧邻患者的鼻孔定位，并以与图3a-3b的co2导管381和382类似的方式起作用。二氧化碳导管481、482和492具有近端，三个导管的近端可以经由管道歧管连接到共同的co2导管452。面罩410还可以包括：(1)氧气端口440，以将氧气输送到氧气/二氧化碳分析面罩410内的受试者氧气储囊(sor)空间，和(2)连接到co2导管452的co2取样端口450，呼出的二氧化碳可以由co2取样系统通过co2导管452提取。(图4b更清楚地示出了ipw430及其管道系统。)

图4c示出了图4a的面罩410的示意图。面罩410’包括大致或近似“l”形的扁平的ipw430’。l形ipw430’的一个“腿”(腿420)位于患者鼻孔附近，因此它包括两个鼻孔导管(鼻孔导管480’和482’)，co2导管481和483分别连接到这两个鼻孔导管，以从患者的鼻子呼出的二氧化碳中获得co2试样。l形ipw430’的另一个腿(腿422)位于患者嘴部附近，因此它包括通孔，co2导管492连接到该通孔，以获得从患者嘴部呼出的co2试样。ipw430(和ipw430’)具有与ipw330类似的优点，并在尺寸方面进行类似的优化。ipw430’的腿420和422之间的角度α可以在呼吸期间在氧气和co2之间的分离方面进行优化。细长导管固定构件460一方面可以连接到ipw430’(例如连接到腿422)，另一方面连接到导管452’，并且将co2管道整体保持在面罩内的适当位置。图4c中还示出了氧气端口440’、co2端口450’和从co2导管481’、483’和492’收集co2试样的co2导管。

图5a示出了根据另一示例实施方案的具有内部分隔壁(ipw)530的氧气/二氧化碳分析面罩510，其佩戴在受试者500上。位于圆顶形面罩内的ipw530在某种意义上类似于ipw330，它还包括两个鼻孔导管580和582以及嘴部呼吸开口。ipw530与ipw330的不同之处在于ipw530比ipw330略大并包括适于紧密地配合并接触患者面部的周边520。ipw530可以被视为面罩510内的小面罩。图5b更清楚地示出了ipw530和co2管道。ipw530比ipw330大并且覆盖患者的鼻尖和嘴部。

图6a示出了根据另一示例实施方案的氧气/二氧化碳分析面罩610，其具有内部分隔壁(ipw)630。ipw630相对于ipw330、430和530非常小，并位于患者的鼻孔附近。位于圆顶形面罩内的ipw630的尺寸符合鼻孔的宽度；也就是说，ipw630的尺寸可以类似于(例如，稍微小于或稍微大于)受试者鼻子的宽度。(ipw的尺寸可以减小到仍然赋予其本文所述功能和优点的任何尺寸。)ipw630可以成形为勺状，以便更有效地从患者鼻孔中co2不能被氧气冲走的区域内捕获co2。(患者可以经由嘴部正常呼吸，而不会影响经由ipw630的呼吸和co2监测，或受到经由ipw630的呼吸和co2监测的影响。)举例来说，ipw630包括至少一个鼻孔导管，其在680处示出。(鼻孔导管680类似于鼻孔导管380、480和580，并以与鼻孔导管380、480和580类似的方式起作用。鼻孔导管680也可以进行类似的优化计算。)ipw630可以位于患者的上唇和鼻子之间的区域中，鼻孔导管680可以在两个鼻孔之间居中，以便捕获从两个鼻孔呼出的co2。co2导管620连接在鼻孔导管680中的通孔和co2端口650之间，使得可以从鼻孔导管680中提取co2并将co2经由co2端口650输送到co2监测系统。ipw630通过使用调节机构与患者的面部保持距离，在该示例中，调节机构包括调节杆或轴660、662和666。(图6b更清楚地示出了ipw630)。

ipw630可以由扁平的薄塑料材料制成，ipw630的表面具有小但足够大的面积，以在呼气期间产生足够高的动态co2压力以从患者的鼻子和嘴部之间的区域排出氧气，仅留下co2或大部分是co2，可以通过co2导管620从中提取co2试样。

图7a示出了根据另一示例实施方案的氧气/二氧化碳分析面罩710，具有内部分隔壁(ipw)730。位于圆顶形面罩内的ipw730在尺寸方面类似于ipw630。(ipw730相对于ipw330、430和530也非常小，并位于患者的鼻孔附近。)ipw730与ipw630的不同之处在于ipw730不包括鼻孔导管。代替地，两个co2导管781和783连接到ipw730中的co2提取开口，并且以与图3a-3c的co2导管381和383类似的方式起作用。

ipw730可以成形为勺状，以便更有效地从患者鼻孔中co2不能被氧气冲走的区域内捕获co2。(患者可以经由嘴部正常呼吸，而不会影响经由ipw730的呼吸和co2监测，或受到经由ipw730的呼吸和co2监测的影响。)ipw730可以位于患者的上唇和鼻子之间的区域中，co2导管781和783的远端连接到其上的ipw730中的开口，可以分别位于两个鼻孔的前面，以捕获从它们呼出的co2。co2导管781和783的近端可以连接到co2导管752，co2导管752的另一端连接到co2端口750，使得可以从ipw730提取co2并将co2经由co2端口750输送到co2监测系统。ipw730通过使用调节机构与患者的面部保持距离，在该示例中，调节机构包括调节杆或轴760、762和766。(图7b更清楚地示出了ipw730)。

ipw730可以由扁平的薄塑料材料制成，ipw730的表面具有小但足够大的面积，以在呼气期间产生足够高的动态co2压力以从患者的鼻子和嘴部之间的区域排出氧气，仅留下co2或大部分是co2，可以通过co2导管752从中提取co2试样。

图8示出了根据另一示例实施方案的内部分隔壁(ipw)830。ipw830类似于ipw330，不同之处在于ipw830是穿孔的，穿孔狭缝或孔在884处示出。ipw330包括两个鼻孔导管(880和882)、嘴部呼吸开口890以及co2管道，co2管道包括连接到共同的co2导管852的三个co2导管(881、883和892)。

ipw830与ipw330的不同之处在于它包括穿孔狭缝或孔。(一些穿孔狭缝或孔在884处示出，尽管ipw830中的所有穿孔狭缝或孔都由附图标记884表示。)使用例如或类似于穿孔狭缝或孔884的穿孔狭缝或孔是有益的，因为这种穿孔可以防止吸气期间受试者呼吸空间(srs)中的负压情况和呼气期间srs中的过压情况，因此当患者具有呼吸困难时便于呼吸(例如吸入氧气)。穿孔狭缝或孔884还减少了再呼吸效应，再呼吸效应是患者在吸入氧气之前吸入了不能及时(从面罩的srs部分)冲走的co2的呼吸情况。可以操纵穿孔狭缝或孔884的尺寸和布置(例如位置、密度)，以便在例如呼吸顺畅、再呼吸效应和co2取样功效方面优化ipw830。例如，穿孔狭缝或孔越靠近ipw中的co2“取样点”(例如鼻孔导管880或882)，穿孔狭缝/孔越密集。在另一示例中，穿孔狭缝或孔越靠近ipw中的co2取样点，狭缝/孔越小(例如它们的直径越小)。举例来说，穿孔狭缝或孔884均匀地分布在ipw830中，所有狭缝/孔具有相似的尺寸。

图9示出了根据另一示例实施方案的内部分隔壁(ipw)930。ipw930在某种意义上类似于ipw830，因为它也包括三个co2导管(导管981、983和992)和穿孔狭缝或孔(其中一些在982处显示，但附图标记982指的是ipw930中的所有穿孔狭缝或孔)。然而，ipw930与ipw830的不同之处在于ipw930不包括嘴部呼吸开口和鼻孔导管。代替地，使用多个穿孔狭缝或孔(例如穿孔狭缝或孔920)来代替一个大的嘴部呼吸开口，此外，co2导管981、983和992分别经由ipw930中的co2取样点或进入点直接连接到ipw930，其中ipw中的co2取样点或进入点可以是穿孔狭缝或孔；例如穿孔狭缝或孔981’、983’和992’。

可以操纵穿孔狭缝或孔982的尺寸和布置(例如位置、密度)，以便在呼吸顺畅、再呼吸效应和co2取样功效方面优化ipw930的功能。例如，穿孔狭缝或孔越靠近co2取样点或进入点(例如co2取样点981’)，狭缝/孔越密集。在另一示例中，狭缝或孔越靠近co2取样点(例如co2取样点983’)，狭缝/孔越小(例如它们的直径越小)。举例来说，穿孔狭缝或孔982均匀地分布在ipw930中，所有狭缝/孔具有相似的尺寸。co2取样点可以是例如如图8所示的鼻孔导管(例如鼻孔导管880或882)，或者，在没有鼻孔导管的情况下，co2取样点可以是如图9所示的穿孔狭缝或孔(例如穿孔狭缝或孔981’、983’、992’)。

图10a示出了根据另一示例实施方案的氧气/二氧化碳分析面罩1010。面罩1010可以包括ipw1030，ipw1030可以类似于ipw630。面罩1010包括氧气端口1040。氧气端口1040的远端1042(其存在于面罩1010中)可以包括气体分散器1020(例如喷洒器、扩散器、喷雾器等)，用于将氧气分散(例如通过喷雾)到面罩1010的氧气储囊部分中，氧气储囊部分是面罩1010内的大部分空间。将氧气喷施到面罩中1010比将其以气体射流的形式(例如，如图3a中用氧气端口340的情况)转移更有好处，因为氧气射流在面罩(例如面罩310，图3a)内引起湍流，面罩内的湍流不利地影响(例如破坏)氧气吸入和co2取样(因为湍流混合了两种气体)。图10b中更清楚地示出了如下描述的气体分散器1020。参考图10b，气体分散器1020可以在其远端1042处包括中空的基部1070，在该中空的基部1070的顶上安装有具有角度β(例如，β＝30度)的中空的尖头或锥形构件1050。尖头或锥形构件1050可以具有多个气体出口或通气孔1060，用于将氧气(即氧气可以通过气体出口或通气孔1060分散；例如喷出)分散到面罩1010的氧气储囊空间。在氧气端口的远端处的气体分配器可以是尖头帽或包括尖头帽，该尖头帽固定地与中空基部保持距离。这种结构导致氧气通过由帽和中空基部之间的距离形成的开口的“外围”分散。下面描述的图11a-11b和12a-12b示出了类似气体分散器的示例性尖头帽。(气体分配器可以包括另一帽或与图11a-11b和12a-12b中所示的帽类似的帽。)

图11a示出了根据另一示例实施方案的氧气/二氧化碳分析面罩1110。面罩1110可以包括ipw1130，ipw1130可以类似于ipw630。面罩1110包括氧气端口1140。氧气端口1140的远端1142(其存在于面罩1110中)可以包括分散器1120，用于将氧气分散到面罩1110的氧气储囊部分中，在该实施方案中，氧气储囊部分可占据面罩1110内的大部分空间。以下述的方式将氧气分配到面罩1010中比以气体射流的形式(例如，如图3a中用氧气端口340的情况)转移氧气更有好处，因为氧气射流在面罩(例如面罩310，图3a)内引起湍流，其具有如上结合图10a-10b所述的缺点。

图11b中更清楚地示出了如下描述的气体分散器1120。参考图11b，气体分散器1120可以在其远端1142处包括中空的基部1180，在该中空的基部1180的顶上(尽管与基部1180隔开)安装有具有角度γ(例如，γ＝120度)的尖头、锥形或圆锥形的帽1150。尖头帽1150通过细长间隔构件1170、1172和1174与基部1180固定地隔开。尖头帽1150的基部和基部构件1180之间的距离形成气体出口或通气孔1160，氧气以气体“云”的形式通过气体出口或通气孔1160流出到面罩1110的受试者氧气储囊(sor)空间中。

图12a示出了根据另一示例实施方案的氧气/二氧化碳分析面罩1210。面罩1210可以包括ipw1230，ipw1230可以类似于ipw1130。面罩1210包括氧气端口1240。氧气端口1240的远端1242(其存在于面罩1210中)可以包括气体分散器1220，用于在面罩1210的氧气储囊部分中分配氧气，氧气储囊部分是面罩1210内的大部分空间。

图12b中更清楚地示出了如下描述的气体分散器1220。参考图12b，气体分散器1220可以在其远端1242处包括中空的基部1230，在该中空的基部1230的顶上(尽管与基部1230隔开)安装有尖头帽1250，尖头帽1250类似于图11a-11b的尖头帽1150，不同之处在于尖头帽1250安装在基部1230上，其中帽顶点1252转向或面向相反方向；也就是说，朝向基部1230。尖头帽1250通过细长间隔构件固定地与基部1230保持距离，类似于使尖头帽1150与基部1130保持距离那样。尖头帽1250的基部与基部构件1230之间的距离形成气体出口或通气孔1260，氧气以气体“云”的形式通过气体出口或通气孔1260流出到面罩1210的sor空间中。图10a-10b、11a-11b和12a-12b示出了了一些示例气体分散器。可以使用替代的(例如其它或类似的)类型的气体分配器。

图13a-13c示出了根据示例实施方案的鼻孔导管的各种结构。参考图13a，鼻孔导管1310包括纵向轴线1320并且附接到或安装在ipw上(ipw在1330处象征性地示出)，使得ipw1330限定受试者呼吸空间(srs)和受试者氧气储囊(sor)，或者ipw1330将受试者呼吸空间(srs)和受试者氧气储囊(sor)隔开。鼻孔导管1310(或其纵向轴线1320)可以垂直于ipw1330，或者它可以相对于ipw1330成角度。鼻孔导管1310还包括co2导管1340。二氧化碳导管1340可以是短的直的管，其安装在鼻孔导管1310的本体1350上并且仅从鼻孔导管1310的本体1350向外突出。二氧化碳导管1340可以垂直地从鼻孔导管1310的本体1350突出。二氧化碳导管1340包括敞开通道，该敞开通道与鼻孔导管1310的内部空间1360流体流动连通。在吸气期间，氧气用氧气填充鼻孔导管1310，同时将氧气通过鼻孔导管1310从sor侧输送(1370)到srs侧。在呼气期间，由患者呼出的二氧化碳强制性地将氧气从鼻孔导管1310的内部空间1360排回到sor侧，一些呼出的co2(co2试样)通过co2导管1340(并通过连接管)被co2监测系统提取(1380)。

参考图13b，鼻孔导管1312在结构上类似于鼻孔导管1310，不同之处在于co2导管：鼻孔导管1312的co2导管(连接至鼻孔导管1312的co2导管)从鼻孔导管1312的本体1352向外(向外突出的部分在1390处示出)并向内(进入鼻孔导管1312的内部空间1362；向内突出的部分在1392处示出)突出。co2导管的远端1313可以到达鼻孔导管1312的纵向轴线1322或与鼻孔导管1312的纵向轴线1322对准(例如重合)，或者它可以更短，使得其不与纵向轴线1322对准。

参考图13c，鼻孔导管1314在结构上类似于鼻孔导管1310和1312，不同之处在于co2导管：如图13b所示，鼻孔导管1314的co2导管1315从鼻孔导管1314的本体1354向外(如在1394处示出的)并向内(进入鼻孔导管1314的内部空间1364)(如在1396处示出的)突出。然而，co2导管1315是具有两个管段或腿的“l”形管：一个管段或或腿(“出口”部分，在1394和1396处示出)安装在本体1354上并将co2试样转移到co2监测系统，另一个管段或腿(“入口”部分，在1317处示出)指向(它面向)srs侧，以收集co2试样。管段1317可以与鼻孔导管1314的纵向轴线1324平行(例如重合)，或者它可以相对于鼻孔导管1314的纵向轴线1324倾斜。

本文公开的技术的各个方面可与各种类型的双气体或多气体面罩组合。尽管这里的讨论涉及用于输送氧气和对呼出的二氧化碳气体进行取样的面罩，但是这些技术不限于这个方面。

虽然本文已经说明和描述了某些特征，但是本领域普通技术人员现在将想到许多修改、替换、变化和等同物，并且所附权利要求旨在覆盖所有这些修改和变化。