用于呼吸系统的过滤热湿交换装置的制造方法
【专利摘要】用于呼吸系统的过滤热湿交换装置，包括外壳(40)，所述外壳(40)具有可连接至呼吸管线(20、22)的第一和第二端口(42、46)以及位于所述端口之间并与所述端口气流相通的腔室(50)。在腔室(50)中布置有空气过滤器(52)和热湿交换装置(54)。管状气体取样件(64)从位于第一端口(42)附近的气体取样端口(56)穿过腔室(50)以及空气过滤器(52)和热湿交换装置(54)的中央孔口延伸至第二端口(46)中的取样位置(B)。
【专利说明】
用于呼吸系统的过滤热湿交换装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种用在患者呼吸回路中(特别是用于二氧化碳浓度监测)的过滤热湿交换装置。
【背景技术】
[0002]用于向难以自主呼吸的患者(例如当患者在医疗手术等状况中处于麻醉状态时)提供呼吸气体或空气的呼吸系统和呼吸回路是众所周知的。虽然呼吸系统向患者的肺部供气，但是在典型情况下，输送的气体或空气不处于可在患者的肺中有效使用的适当温度和/或湿度，并且，在某些情况中，可能含有杂质或微生物。为此，需要向呼吸系统与患者之间的气流连接中引入过滤热湿交换(FHME)装置，以克服上述缺点。更确切地说，FHME装置过滤向患者输送/由患者吸入的气体，并且还保留来自于患者呼出的空气的至少一部分热量和水分，并把该热量和水分转移到由患者吸入的气体中。
[0003]典型情况下，常规的FHME装置包括一个外壳，所述外壳具有位于该外壳的远离患者的第一端部的第一端口、位于该外壳的靠近患者的第二端部的第二端口、以及容纳过滤器和适当的热湿交换装置的腔室，所述过滤器和热湿交换装置位于所述第一和第二端口之间，并与所述第一和第二端口通过流体相通。所述第一端口通常经由管道连接至呼吸回路中的呼吸器设备，所述第二端口通常连接至患者，例如利用气管内导管、喉罩、面罩等装置直接连接至患者的气道。
[0004]由于FHME装置通常布置在尽可能靠近患者的气道的位置，因此它们往往具有气体取样端口，可利用常规方法经由所述气体取样端口至少测量患者的二氧化碳浓度，以进行二氧化碳浓度监测。
[0005]—些已知的常规FHME装置的一个缺点是，当使用大流量的麻醉气体时(往往针对小儿患者)，气体取样端口位于不能提供良好的二氧化碳测量值/ 二氧化碳监测数据的外壳区域。例如，位于与第一端部相邻位置的气体取样端口容易从过滤器和热湿交换装置的下游(经由连接至气体取样端口的适当气体取样设备)对患者呼出的气体进行取样，这会导致获得的测量值较差或不精确，因为过滤器和/或该装置干扰取样空气中的二氧化碳含量。在二氧化碳浓度监测很重要的情况中，例如在患者处于医疗手术中的麻醉状态时，或者在针对小儿患者使用较高麻醉气体流量时，不正确或较差的二氧化碳测量值是不应有的。应理解，对于成年患者，气体流量较低，使得二氧化碳分析仪的描迹曲线较锐利，但是对于使用较高麻醉剂气体流量的小儿患者，会存在较大问题。
[0006]为了克服上述缺点，一些常规FHME装置在过滤热湿交换装置的上游提供气体取样端口，以从患者接收呼出气体。例如，位于与如上所述的装置的第二端部相邻位置的气体取样端口能产生更精确的二氧化碳测量值，因为这是在过滤器和热湿交换装置上游的靠近患者的位置对呼出气体进行取样的。但是，这些装置的一个缺点是，在使用时，很难和/或实际不太容易够到位于与第二端部相邻的位置的气体取样端口以向其连接适当的感测设备，因为第二端部通常非常接近患者的口腔，尤其是在从第二端口接出的导管位于患者的喉部的情况中。因此，在这些应用中，位于与靠近患者口腔的第二端部相邻位置的气体取样端口可能产生阻碍作用、导致不适、不现实和/或不方便，尤其是在向其连接外部气体取样设备时。这种端口还会与气道固定装置相互干涉，并且使得气道固定装置的连接变得很困难。
[0007]可以理解的是，加长从所述装置至患者的导管的长度能够克服上述缺点，因为这时比较容易够到所述取样端口。但是，这种做法天生就不符合要求，因为使所述装置较靠近患者很重要，这能减小患者呼吸回路中的总无效区。
[0008]而且，在所述装置与婴儿/儿童结合使用的儿科应用中，与把气体取样端口布置在靠近患者的位置相关的缺点会被加剧。在儿科应用中，希望所述装置尽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无效区的长度。因此，对于儿科应用来说，把气体取样端口布置在与所述装置的第二端部相邻的位置是不理想的。
[0009]在本发明的目的中，其中一个目的是至少克服上述的一部分缺点，并提供至少一种可替代使用的过滤热湿交换装置。
【附图说明】
[0010]图1是包括本发明的一种示例性实施方式的过滤热湿交换(FHME)装置的通气或呼吸回路的至少一大部分的示意图，并示出了二氧化碳描迹曲线图；
[0011]图2是本发明的一个示例性实施方式的FHME装置的三维视图；
[0012]图3是本发明的一个示例性实施方式的FHME装置的三维部件分解图；
[0013]图4是本发明的一个具体示例性实施方式的FHME装置的截面图；和
[0014]图5是本发明的另一个具体示例性实施方式的FHME装置的另一个截面图。
【具体实施方式】
[0015]在下文的说明中，为了透彻说明本发明，阐述了许多细节，以便读者充分理解本公开的实施方式。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本公开的实施可不依赖于这些细节。
[0016]请参考附图1至5，本发明的一个示例性实施方式的过滤热湿交换(FHME)装置一般以标号1标示。
[0017]虽然在此总体上是参照图1至5进行说明，但是应理解，根据具体情况，可能要重点参考其中的一个或多个附图，以便更透彻地理解在此所述的本发明。
[0018]典型情况下，装置10在常规的呼吸系统或呼吸回路中使用，在患者12无法或不能自主呼吸的情况下(例如当患者12处于昏迷状态或在医疗手术等过程中处于麻醉状态时)，用于使用气体(例如空气或充氧空气)为患者12通气。因此，所述系统也可向患者12提供吸入用麻醉气体，从而像常规方式一样对患者进行麻醉。在图1中示出了一种示例性呼吸回路的一部分。从图中能够看出，装置10可位于靠近接受通气的患者12的呼吸回路内。在使用时，装置10至少用于以常规方式过滤向患者输送/由患者吸入的空气，并且至少部分地保留来自于由患者呼出的气体的热量和水分，并把该热量和水分转移至由患者12吸入的空气中，从而辅助患者12呼吸。
[0019]虽然在此未示出并且未详细说明，但是应注意，所示的呼吸回路部分包括从适当的通气设备以恒定流量供送待由患者吸入的新鲜或增氧空气的供气管线14，以及把由患者12呼出的气体输送至呼吸囊18的回流管线16。所述呼吸回路还包括可连接至装置10并与新鲜气体管线14和呼吸囊管线16气流相通的回路导管部20、以及可连接在装置10和患者12之间的气道固定装置22，所述装置22不一定必须是所述呼吸回路的一部分。
[0020]应理解，在此所述的装置10可与未示出的各种常规呼吸系统结合使用。但是，所示的呼吸系统部分仅用于示出本发明的装置10的一种示例性使用方式。
[0021 ]装置22可置入患者12的口腔中，并可接收患者12的气道，以向患者的肺部通气。对于婴儿和/或儿童，需要装置10相当靠近患者12的口腔或气道固定装置22，以避免增加呼吸回路中的无效区。
[0022]气道固定装置22可为气管内导管或喉罩。在本发明的实施方式的一些非侵入式实例中(未示出)，装置10可经由罩在患者12的口和鼻上的面罩连接至患者。
[0023]连接至气体取样设备26的气体取样管线24通常可连接至装置10，以便所述设备26测量由患者12呼出的气体或空气中的二氧化碳(CO2)浓度和其它成分。换言之，对呼气的气体进行取样以进行二氧化碳浓度监测，以确定接受通风的患者12的状况。在二氧化碳浓度监测中，需要牢记的重要一点是，二氧化碳测量值会随着呼出气体的取样位置的不同而发生变化，尤其是在小儿麻醉等情况中常见的流过导管14的气流量较高时。在此方面，可参考示例性的二氧化碳示踪图/ 二氧化碳描迹图30、32和34，这些图与在呼吸回路中的不同位置测量的二氧化碳浓度对应。例如，在图30中，示出了在导管20处进行气体取样时的二氧化碳描迹曲线;在图32中，示出了在装置22处进行气体取样的二氧化碳描迹曲线;在图34中，示出了在导管16处进行气体取样的二氧化碳描迹曲线。
[0024]从图30、32和34能够明显看出，图32最符合要求，因为能从其中提取与患者的呼吸相关的更多数据，其中，点32.1代表在呼气过程中从患者12的肺部呼出的气体的第一部分，因为该部分气体包含携带有二氧化碳的肺泡气，点32.2表示平稳段，而点32.3指示开始吸入新鲜气体的始点，此时测得的二氧化碳浓度降低。虽然图30稍好于图34，但是它提供的数据与图32提供的一样多。因此，在呼吸系统中对气体进行取样以进行二氧化碳浓度监测的最理想位置是尽可能靠近患者12的肺部的位置。
[0025]装置10即按此目的配置，在此请参考图2至5，其中更详细地示出了一种示例性实施方式的装置10。
[0026]装置10具有外壳40，所述外壳40具有在使用时位于所述外壳40的远离患者12的第一端部44的第一端口 42和在使用时位于所述外壳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之间并与之气流相通的腔室50。第一和第二端口42、46可为基本上呈圆筒状的突出端口，在呼吸系统中使用的常规柔性导管可附接至这些端口，例如可利用锥形接头通过锥度配合来附接。更确切地说，第一端口 42是朝向呼吸系统的端口，它可经由管线20连接至呼吸系统，所述管线20可通过承插连接的方式密封地插置在第一端口42中或套在第一端口42周围。第二端口46可经由装置22(如中图1所示)以类似方式连接至患者12的呼吸系统。如前文所述，气道固定装置22可插置在患者12的气道中。
[0027]第二端口 46也可经由适当的罩连接至患者12。因此，在使用时，第一端口 42位于远离患者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简便地形成，所述第一端部44和第二端部48可为塑料壳体的形式，所述壳体在其周缘处密封并相互配合地附接，从而限定腔室50，如图3所示。就此来说，第一端部44可称为第一腔室部分，第二端部48可称为第二腔室部分。第一腔室部分44可为基本上呈圆筒状的壳体的形式，具有环状平台以及从所述平台的周缘横向延伸从而与第二腔室部分48接合的裙部。第二腔室部分48可为基本上呈半球状的壳体的形式。在所有情况中，腔室50都围绕中心轴线A对称地延伸。第二端口46可居中布置在中心轴线A上，而第一端口 42可按至少基本上横贯轴线A的形式延伸。
[0029]第一腔室部分44可限定从其裙部周向延伸的唇缘，所述唇缘以配合方式收置在位于第二腔室部分48的周缘处的周向延伸凹槽中，如图4和图5所示。所述唇缘可通过粘接、超声波焊接等方式附接至所述凹槽。
[0030]基本上为圆形的过滤器52配装到腔室50上，并处于同样位于腔室50中的热湿交换装置54的上方，并与热湿交换装置54邻接。所述装置54位于第二腔室部分48中的底座或底槽中。过滤器52可为常规空气过滤器，它过滤杂质和细菌，以免这些杂质和细菌被患者24吸入。装置54的形状使得其基本上紧贴地配装在第二腔室部分48中，并且装置54可为常规热湿交换装置54，例如包括多个腹板和/或空气流道，以至少部分地保留来自于患者12呼出的空气的热量和水分，并把该热量和水分转移至由患者12吸入的空气中。
[0031 ]外壳40还包括居中布置在轴线A上的气体取样端口 56。气体取样端口 56可为沿轴线A从第二端口 46轴向间隔的圆筒状突出端口。
[0032]装置10还包括气体取样装置60，所述气体取样装置60具有取样件64，在使用时，所述取样件64从气体取样端口 56延伸至第二端口 46中的取样位置B。在使用时，取样件64限定气体取样端口 56和外壳40的第二端口 46之间的取样流路。为此，典型情况下，取样件64为在外壳40内从取样端口 56轴向延伸至第二端口 46的空心针或导管的形式，从而其一端位于取样位置B处。
[0033]取样位置B靠近患者12。从此位置B获取的气体提供符合要求的二氧化碳测量值，例如在上述的二氧化碳描迹图32中的值。应注意，在一种优选的示例性实施方式中，取样位置B位于与第二端口46的出口周缘相邻的位置，不从第二端口46的周缘突出或与第二端口46的周缘齐平。通过这种方式，取样件的末端或尖端不会造成导致患者12受伤或设备损坏的危险。
[0034]取样件64的另一端可限定鲁尔锁66，所述鲁尔锁66可通过密封配合方式附接至气体取样端口 56。鲁尔锁66使得向设备26附接管线24更容易，并且可通过粘接方式附接至端□ 56。
[0035]虽然在图中未示出，但是取样件64可与取样端口56—体形成，其鲁尔锁66附接至端口 56，并且取样件64构成外壳40的一部分。
[0036]正如在图3、4和5中更清晰地示出的，所述取样件可按可移除的方式与外壳40配合，所述外壳40可包括径向延伸腹板68和套环70形式的导引或定位装置，以便使取样件64在外壳40内牢固地轴向定位。因此，过滤器52和装置54可限定中央孔口，所述中央孔口用于接收从其穿过的构件64，从而所述过滤器和所述装置54看起来似乎是从构件64径向延伸的。过滤器52(可选地还有装置54)可与构件64在中央孔口处密封地接合，从而在它们之间产生基本上不透气的密封。通过这种方式，虽然构件64穿过过滤器，但是能保持过滤的整体性，因为过滤器密封在构件64周围。
[0037]在组装时，装置54布置在第二腔室部分48中，过滤器52布置在装置54上，并且第一腔室部分44基本上以上述方式紧固至第二腔室部分48 ο取样件64通过气体取样端口 56轴向引入，并且被定位装置导引并定位至取样位置B。然后，构件64通过适当的方法固定至端口56 ο
[0038]在使用时，请参考附图，FHME装置10连接至呼吸回路，所述呼吸回路配合至处于麻醉状态的患者12，以进行医疗手术。这是通过以常规方式把导管20连接至第一端口42、把气道固定装置22连接至第二端口 46、并把装置22(通过口腔)置于患者12的喉部来完成的。
[0039]连接至常规取样设备26的取样管线24很容易连接至鲁尔锁66，而不会使患者12和呼吸系统受到伤害，尤其是在装置10较靠近患者12的口腔的情况中(例如在某些儿科应用中)。
[0040]在患者12呼吸时，吸入的气体沿方向D (图4)流过装置1，由患者呼出的气体沿方向C流过装置10。当患者12呼吸时，过滤器52和装置54以常规方式工作，过滤器52的功能不会因过滤器52和位于过滤器52的中心或中央孔口处的构件64之间的气密配合而降低。
[0041]当患者12处于麻醉状态时，使用从靠近患者12(尤其是靠近患者12的肺部)的位置B获得的符合要求的二氧化碳测量值进行二氧化碳浓度监测，以支持医生在医疗手术过程中做出更明智的医疗决策。
[0042]能够通过在远离患者12的位置操作取样端口54(及取样管线24)来从靠近患者12的位置B获取测量数据很方便，并且是非侵入性的。通过这种方式，如上所述的本发明的优点是，在装置10靠近患者12的口腔的状态下，能够从靠近患者12的位置获得测量数据，同时不存在必须把取样管线物理地连接至所述靠近患者12的位置的缺点和不便。
[0043]如上所述的本发明支持对正在接受人工呼吸的患者进行更精确的二氧化碳浓度监测。本发明还提供了一种从靠近患者的位置获得患者的更精确二氧化碳测量数据的更加方便、妨碍更少的装置。本发明尤其适合于在儿科应用中使用，因为这种应用需要把在此所述的装置布置在尽可能靠近婴儿或儿童的口腔的位置(以减少呼吸回路中的无效区)同时在向其连接气体取样设备时不会导致婴儿或儿童的不适。
【主权项】
1.一种用于呼吸系统的过滤热湿交换装置(10)，该装置包括: 外壳(40)，具有在使用时位于所述外壳的远离患者的第一端部(44)的第一端口(42)和在使用时位于所述外壳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间并与所述第一和第二端口气流相通的腔室(50)、以及位于所述外壳的第一端部(44)的气体取样端口(56); 过滤器(52)和热湿交换装置(54)中的至少一个，至少当所述装置准备好使用时，所述过滤器(52)和热湿交换装置(54)中的至少一个可操作地位于所述腔室(50)中；和 气体取样装置(60); 其特征在于，气体取样装置(60)具有取样件(64)，所述取样件(64)从气体取样端口(56)延伸至位于第二端口(46)中的取样位置(B)，至少当所述装置准备好使用时，所述取样件(64)限定位于气体取样端口(56)和第二端口(46)之间的取样流路(64)，气体取样端口(56)的位置有助于在所述装置处于操作使用状态时向其连接气体取样导管，同时使所述取样位置(B)保持在靠近患者的位置。2.如权利要求1所述的过滤热湿交换装置，其中，取样件(64)与气体取样端口(56)—体形成，从而与外壳(40)—体形成。3.如权利要求1或2所述的过滤热湿交换装置，其中，第一端口(42)可连接至通气系统，第二端口(46)可连接至患者的呼吸系统。4.如前述权利要求中任何一项所述的过滤热湿交换装置，其中，所述取样件为从取样端口(56)延伸至第二端口(46)的空心针或导管(64)的形式，其中，所述空心针或导管(64)的一端位于取样位置(B)。5.如前述权利要求中任何一项所述的过滤热湿交换装置，其中，取样件(64)不延伸到超过第二端口(46)的自由端或周缘的位置。6.如前述权利要求中任何一项所述的过滤热湿交换装置，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别限定所述外壳的第一端部和第二端部。7.如权利要求6所述的过滤热湿交换装置，其中，热湿交换装置(54)位于第二腔室部分(48)中，过滤器(52)邻接地置于所述热湿交换装置上，因而更靠近第一腔室部分(44)。8.如权利要求6或7所述的过滤热湿交换装置，其中，腔室(50)具有基本上为球形的形状，并且限定一中心轴线(A)。9.如权利要求8所述的过滤热湿交换装置，其中，气体取样端口(56)、第二端口(46)和取样件(64)居中布置在中心轴线(A)上。10.如权利要求9所述的过滤热湿交换装置，其中，过滤器(52)和热湿交换装置(54)从所述中心轴线向外径向延伸。11.如权利要求10所述的过滤热湿交换装置，其中，过滤器(52)和热湿交换装置(54)限定中央孔口，所述中央孔口用于在其中轴向地接收取样件(64)。12.如权利要求11所述的过滤热湿交换装置，其中，过滤器(52)与取样件(64)密封地接合，使得取样件穿过所述过滤器和所述热湿交换装置(54)，从而至少所述过滤器以基本上紧贴或密封配合的方式位于所述取样件周围。13.如权利要求8至12中任何一项所述的过滤热湿交换装置，其中，腔室(50)限定定位装置(68)，所述定位装置(68)用于沿中心轴线(A)定位取样件(64)。14.如前述权利要求中任何一项所述的过滤热湿交换装置，其中，第一端口(42)以基本上横贯中心轴线(A)的方式从第一腔室部分(44)延伸。15.如前述权利要求中任何一项所述的过滤热湿交换装置，其中，至少在所述装置准备好使用时，气体取样端口( 56)密封地连接至取样件(64)。16.如权利要求15所述的过滤热湿交换装置，其中，取样装置(60)至少包括鲁尔锁。
【文档编号】A61M16/08GK105848702SQ201480071595
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2014年12月5日
【发明人】帕韦尔.维希涅夫斯基
【申请人】帕韦尔.维希涅夫斯基