多区段管道组件的制作方法

专利名称：多区段管道组件的制作方法
多区段管道组件优先权声明根据美国法典第119 (e)规定，本申请要求于2006年3月9日申请的第60/ 7S0,587号美国临时申请的优先权。本发明涉及一种用于气流输送系统的管道组件，具体地说，本发明涉及一 种这样的管道组件，其中该管道组件包括可彼此旋转联接的多个柔性段，以阻 止转矩沿着管道组件传送。
背景技术：
气流输送系统用来把气体流输送到受治疗者气道。这种系统通常用在医学 领域，来把气体输送到患者。在医学领域的气流输送系统实例包括代替或者辅 助患者呼吸的换气机或者呼吸器，以及还包括压力支持系统，其中这种压力支 持系统以升高的压力把气体流供应到患者气道，以治疗医学病症，例如阻碍性 睡眠窒息(OSA)。压力支持系统包括然而不限制有连续正气道压力(CPAP) 器械和变压器械，其中该连续正气道压力器械把恒定正压力输送到患者气道多 个呼吸周期；而变压器械中输送给患者的气体流压力是变化的。变压支持装置包括自动滴定设备，其中该设备能够根据患者监控状态来改 变输送给患者的基础压力或者压力分布。其他的变压器械在呼吸周期期间改变 气体流的压力。这些器械包括如下由美国宾夕法尼亚州匹兹堡的Respironics 公司制造和经销的成比例辅助换气(？八￥@)装置、成比例正气道压力(PPAP勺 装置、C-FlexTM装置、双-FlexTM装置以及BiPAP⑧装置。BiPAP⑧装置是双水 平压力支持系统，其中供应到患者的压力随着患者的呼吸周期变化，以便在除典型的气流输送系统包括产生输送给患者的气体流的压力/流动生成系统 以及把该气体流连通到患者的系统。后者系统一般地包括柔性管，其中该柔性 管具有联接到压力/流动发生装置的一端和借助于由患者佩戴的患者接口组件 联接到患者气道的第二端部。在系统搡作期间，也称为空气软管或者患者回路 的管道从气体流发生装置中承载气体流。患者接口组件一般地为鼻、口腔或者 鼻/口腔面罩，经由头套附着于使用者身上，其中该患者接口组件联接到管道的 第二端部，以使气体流从患者回路连通到患者气道。传统的患者回路一般地为六英尺长，并具有光滑的内表面，以使贯穿管道 气体流的阻力最小化。连续的螺旋线一般地设置在管道外部，以避免管道塌陷。 尽管螺旋线用来提供软管的结构支撑，但也对于软管的操纵带来问题。具体地 说，增强的结构支撑使在软管一段的一些荷载和扭转沿着软管整个长度被承载 或者传送。如上所述，由于患者回路一端联接到使用者佩戴的患者接口装置上， 此时问题尤其严重。因此，在传统患者回路一个位置上的转矩或者扭转容易传传统的患者接口 一般地不能容许通过患者回路作用在其中的转矩。此转矩 可导致患者接口装置从使用者身上脱离或者破坏在患者接口装置和使用者表面 之间的密封，即在使用者表面上在气流系统中形成渗漏。通过在使用者面部给 定段上施加所需要的更大的力，在患者接口装置上的转矩还可导致使用者对面 罩感到不舒适。发明内容因此，本发明的目的是提供一种克服传统患者回路缺陷的患者回路。根据 本发明的一个实施例，本发明的目的通过提供以下回路来实现，其中包括第一 柔性段，该第一柔性段具有第一端部、第二端部和从第一端部到第二端部限定 在其中的第一内腔。此外，患者回路包括第二柔性段，其中该第二柔性段具有 第三端部、第四端部和从第三端部到第四端部在其中限定的第二内腔。最后， 第一旋转连接器把第一段的第二端部和第二段的第三端部联接，从而该第一段可相对于第二段旋转。此可旋转连接器阻止在患者回路一个位置上产生的转矩 传送到另一个位置。本发明的又一个目的是提供一种包括这种患者回路的用于把呼吸气体输 送到使用者的系统。在本发明的典型实施例中，这种系统包括适合于产生气体 流的气流发生装置、患者接口组件和管道组件。气流发生装置具有壳体，同时 气流出口设置在壳体外部。管道组件的第一端部可操作地联接到壳体出口，而 管道组件的第二端部可搡作地联接到患者接口组件。在气流生成系统操作期间， 管道组件从气体流发生装置中承载气体流。管道组件包括多个柔性段和布置在 多个柔性段中相邻段之间并使其结合从而相邻柔性段可相对于彼此旋转的旋转 连接器。如上面指出的那样，此旋转连接器阻止转矩沿着管道组件传送，尤其 是传送到患者接口组件上。在参考附图对以下描述和附加权利要求书的研究后，本发明的这些及其他 特征以及结构相关元件的操作方法与功能、部件组合和制造的经济性将变得更 明显，所有附图和权利要求书均构成本说明书的一部分，其中在各个附图中， 相似的参考数字表示对应部件。然而，应该清楚地理解的是，附图只用于示出 和描述，而不想作为对发明的限制。如在说明书和权利要求书中使用的那样， 除非上下文明确规定外，单数形式的"一个"和"该"也包括多个指示物。


图l是根据本发明原理的包括管道组件第一实施例的压力支持系统的透视图；图2是示出了根据本发明原理的在管道组件中两个区段的侧视图； 图3为图2管道组件的剖视图；图4为在图1管道组件中使用的旋转连接器的剖视图； 图5为用于图l管道组件中旋转连接器的剖面透视图； 图6A和6B为示出了用在图1管道组件上的旋转连接的透视图，其中分别示 出了分开和结合的位置；图7为用在图1管道组件上患者接口连接器的剖面透视图； 图8为包括根据本发明原理的管道组件第二实施例的压力支持系统的透视 图；以及图9为图8中管道组件的剖视图。下面参见图l,该图示出了用于把气体流输送到患者气道的气流输送系统 10。气流输送系统10包括产生气体流的压力和/或流动发生装置12和联接到压力 /流动发生装置12出口 16的可选择的加湿器14。根据本发明原理的管道组件18联 接到加湿器出口20。当然，如果没有加湿器，则管道组件18将联接到压力/流动 发生装置12的出口16。压力/流动发生装置12是任何常规的呼吸器，压力支持系统，或者其他能够 用于提供气流或者压力高于使用者呼吸道周边压力的提高压力的气体的装置。 这些系统的实例包括但不限于呼吸器、连续正气道压力(CPAP)装置或者可 变压力装置和其他压力支持装置，可变压力装置例如由美国宾夕法尼亚州匹兹 堡的Respironics公司制造和经销的自动滴定装置、成比例辅助换气(PAV )装 置、成比例正气道压力(PPAP 虔置、C - FlexTM装置、双-Flex頂装置以及BiPAP吸 装置，其中供应到患者的压力随着患者的呼吸周期变化，以便在吸气期间输送 比在呼气期间较高的压力。把气体流与患者气道连通的适合于与本发明 一起使 用的其他设备包括把高、低压或者正、负压施加到气道以便使分泌物清除或 者分散的设备。管道组件18具有可操作地联接到加湿器14出口24的第一端部22(或者如果 没有加湿器的话联接到压力支持系统12的出口16)和第二端部26。贯穿患者回 路从第 一端部到第二端部限定管腔，以便在气流生成系统操作期间气体流从加 湿器或者压力发生设备运输到患者。患者接口装置患者接口组件28—般地包括面罩30、头套32和管道联接元件 33,并联接到管道组件18的第二端部26。更具体地说，在患者接口组件中的管道联接元件33联接到第二端部26。在本发明示出的典型实施例中，患者接口组 件28是围绕患者鼻孔密封的鼻面罩。然而，将理解的是，患者接口组件28可包 括鼻面罩、鼻枕、鼻/口部的面罩、全面部或者总面罩、帽罩、气管套管、气管 内导管或者把气体流从患者回路连通到患者气道的任何其他设备。管道联接元 件33 —般为可转动联接到面罩外壳上的弯头。然而，本发明设想管道联接元件 可具有任何其他结构或者也可完全省略。还将理解的是，各种部件可设置在或者联接到管道组件18上。例如，滤菌 器、压力控制阀、流量控制阀、压力/流量/温度/湿度传感器、计数器、压力过 滤器、加湿器，和/或加热器可设置在或者附着于管道组件上。图1所示的气流输送系统10为单管系统，这意味着管道组件18只包括把患 者连接到压力发生设备上的一个气体输送管道。在单管系统中，排气组件(未 示出)设置在患者管道上，用于从系统中排出气体，例如患者的呼出气体。排 气组件可设置在患者接口组件和/或患者回路上，并可根据期望方式具有各式各 样的结构，在这些结构中，气体从压力支持系统排放。本发明还设想气流生成系统可以是两管系统，其中该系统包括可搡作连接 到患者气道上的输送管道和排气管道。在单管和两管系统之间的主要差别是， 在两管系统中，存在着从患者运送排出气体的排气管道。排气阀还通常设置在 远离患者的排气管道末端。该排气阀一般情况下被有源地控制以在系统中维持 期望水平的压力，其中该压力通常被称为正向终未呼吸压(PEEP)。这通过控 制来自另外闭环系统排气流而实现。管道组件18包括多个柔性段34a、 34b和34c。在图l中示出的实施例中，管 道组件18包括三个这样的段。每个段经由旋转连接器36a和36b联接到相邻段。 出口连接器38设置在管道组件18的第一端部22，而患者接口连接器40设置在第 二端部26 。以下论述这些特征中每 一个的细节。在本发明的典型实施例中，患者接口连接器40为旋转连接器，以便靠近患 者接口的柔性段可相对于管道联接元件33旋转。此外，出口连接器38为以固定 位置安装在压力支持系统出口的橡胶封套。应该理解的是，连接器40可由连接器38替代，反之亦然。本发明还设想的是，把例如面罩外壳的患者接口装置直 接地固定到柔性段上，除去管道联接元件33和患者接口连接器40。通过利用旋转连接器使每个柔性段相对于相邻柔性段旋转，作用在管道组 件一段上的转矩被阻止，或者被阻止传送到另一个位置，即作为管道组件末端 设置的患者接口组件上。也就是说，在管道组件一个位置产生的转矩将导致柔 性段旋转，同时不会传递给患者接口，在这里该患者接口可动作以使在使用者 身上的接口移动或者脱位。即使没有完全被阻止，旋转连接器也将使沿着管道 组件长度传送的转矩最小化。还应该理解的是，患者接口组件28经受两种转矩作用。首先，通过管道重 量穿过一系列连接器施加在接口上的转矩，这作为动量臂。无论悬挂或者悬吊 在任何非支撑区域上的管道哪个段都将促进产生此转矩。第二，是通过当最终 用户移动时围绕管道轴线扭转或者螺旋运动而施加于患者接口上的转矩。多个 段管道组件努力使其最小化的正是此第二转矩。本发明设想的是，管道组件可包括少到两个的柔性段，并且可包括三个以 上的这样的段。也就是说，任何数量的柔性段可用于构成管道组件。在医学工 业典型的是，患者回路具有是工业标准的预定长度。此长度以及管道组件的结 构确定了沿着管道组件长度的压降。对于许多压力支持装置，此压降必须在某 --范围内，以使压力支持系统输送适当的压力级。由此，已经采用工业标准长 度和孔尺寸。为此，本发明设想当组装时，这些段形成符合工业标准的管道组 件，即具有某一长度。尽管已经示出了用于管道组件18的大致管状的结构以及其段，本发明还设 想管道组件或者其段可具有任何其他形状，即非圆简形，只要它能够实现从一 个位置到另外位置传送流体流的功能。此外，每个段可具有与形成管道组件的 其他段不同的长度、直径或者结构。还应该理解的是，用于设置在管道组件末 端的联接元件的其他结构可由本发明设想。在图2-5中示出了只包括两个柔性段的管道组件50的细节。管道组件50与图 1中管道组件18类似，不同的是，它包括更少的柔性段和旋转连接器。设置在管道第一端部22的柔性段、旋转连接器、出口连接器38和设置在第二端部26的患 者接口连接器40与用在图l管道组件中的相同。管道组件50包括经由旋转连接器54彼此联接的第一柔性段52a和第二柔性 段52b。出口连接器38设置在管道组件50的第一端部22,其中该端部固定在压力 /流动生成系统。患者接口连接器40设置在与安装在患者接口组件末端对应的管 道组件的第二端部26。每个柔性段包括由例如EVA、聚丙烯、聚乙烯或者聚酯弹性体的材料形成 的相对柔性的元件56。此柔性元件形成了具有限定在其中的内腔58a、 58b的管 道或者管路，作为贯穿管道组件的气体流动通道。根据选择的材料和/或它的尺 寸，柔性元件单独形成柔性段。然而，本发明设想围绕柔性元件设置螺旋状支 撑件60,以便该柔性元件可相对较轻，同时仍然提供结构坚固的管道组件。在典型的实施例中，螺旋状支撑件60由比柔性元件56更坚硬的柔性材料制 成。这种材料的实例包括EVA、聚丙烯、聚乙烯、高密度聚乙烯或者聚酯弹性 体。应该理解的是，螺旋状支撑件可由任何适当材料或者材料组合制成。例如， 本发明设想利用包括嵌入形成螺旋状支撑件材料中的一根导线或者多根导线的 螺旋状材料。这种导线可用于加热管道组件或者承载信号。形状、材料、每单 位长度匝数、在螺旋状支撑件中嵌入材料的位置、该螺旋状支撑件的尺寸或者 任何其他特征可改变，但仍然在本发明原理范围内。在本发明的典型实施例中，出口连接器38或者由例如橡胶或者硅树脂的柔 性材料制成，以便能够摩擦嵌合到压力/流动生成系统的凸形出口部上，或者由 例如PP、 HDPE或者聚碳酸酯的相对坚硬材料制成，具有标准配件尺寸，常常 是适配于压力/流动生成系统凸形出口部上的圆锥形。出口连接器粘结到相关柔 性段的柔性元件的端部上。在典型实施例中，出口连接器通过粘合剂或者例如 热焊的焊接或者过模制结合到柔性元件上。出口连接器还包括接纳螺旋状支撑 件的槽。应该理解的是，出口连接器可由任何适当的材料或者材料组合制成， 这些材料包括刚性、非刚性或者半刚性材料。此外，只要适合于它的预定目的， 出口连接器可具有任何形状、尺寸或者结构。患者接口连接器4 0包括粘结到相关柔性段中柔性元件端部上的第 一 部62 和可旋转联接到第一部上的第二部64。即第一部62与第二部64同轴，从而一个 部分可以围绕着轴相对另外 一个部分旋转。患者接口连接器40的第 一部62利用 任何常规方法结合到柔性元件上，例如粘合剂或者例如热焊的焊接或者过模制。 此外，本发明设想在第一部设置接纳螺旋状支撑件的槽65。第一部62以任何传 统的方式联接到第二部64。例如，舌61和槽63结构可用于联接这些部件。只要适合于它的预定目的，患者接口连接器40或者其部件可具有任何形 状、尺寸或者结构。患者接口连接器和/或其部件可由任何适当的材料或者材料 组合制成，这些材料包括刚性、非刚性或者半刚性材料。本发明还设想的是， 患者接口连接器可由单个部件或者由需要彼此相对旋转的多个部件组成。患者 接口连接器40还可以如上所述相对于出口连接器38设置。相反，出口连接器38 还可以如上所述相对于患者接口连接器40设置。如上所述，旋转连接器54连接到第一柔性段52a的一端并且连接到柔性段 52b的相邻端。图4和5为示出了旋转连接器细节的剖面图。在示出的典型实施例 中，旋转连接器54包括结合到柔性段52a端部的第一部66和结合到柔性段52b端 部的第二部68。此外，第一部66旋转联接到第二部68上。更具体地说，第一部 66与第二部68同轴对中，并与之联接，从而一个部可相对于另一部围绕中心轴 69旋转。第一部66以任何传统方式联接到第二部68上，以便允许在这两个元件 之间存在旋转运动。例如，舌70和槽72结构可用于联接这两个构件。舌和槽可 借助于咬合而啮合。在图5示出的实施例中，旋转连接器54的第一部66包括设置在连接器外围 的多个结构73。结构73与第二部68的端面75啮合，以通过在圆周上形成点接触 而不是完全面对面或者线接触而在这两个部件之间的摩擦减小或者最小。在示 出的实施例中，四个结构73设置在第一部66上。应该理解的是，可设置或多或 少结构，而这些结构也可以具有其他形状。旋转连接器54的第一和第二部66和68可利用任何常规方法结合到相应柔性元件上，例如粘合剂或者例如热焊的焊接或者过模制。此外，本发明设想在 第一部和/或第二部上设置接纳螺旋状支撑件的槽71。只要适合于它的预定目的，旋转连接器54或者其部件可具有任何形状、尺寸或者结构。旋转连接器和/图8和9示出了根据本发明原理的管道组件80第二实施例。管道组件80设置 在包括气流/压力发生设备12的气流输送系统82。如在前面实施例那样，管道组 件80包括多个柔性段84a、 84b和84c。管道组件80还包括可旋转地把相邻段彼此 联接的旋转连接器88a和88b。患者接口装置90联接到第二端部26。在图8和9示出的实施例中，患者接口装置90包括把管道组件80第二端部26 联接到患者接口装置上的一对连接管92a和92b。分流连接器或者Y连接器94设 置在具有第一腿96a和第二腿96b的第二端部26上，以联接到每个连接管92a和 92b上。在示出的典型实施例中，Y连接器94包括结合到相关柔性段中柔性元件端 部上的第一部98和可旋转联接到第一部98上的第二部100。具体地说，第一部98 第二部100同轴，而一个部可相对于另一个部围绕此中心轴旋转。Y连接器94的 第一部98利用任何常规方法结合到柔性元件上，例如粘合剂或者例如热焊的焊 接或者过模制。此外，本发明设想在第一部设置接纳螺旋状支撑件的槽65。第 一部98以任何传统的方式联接到第二部100。例如，舌和槽的结构可用于联接这 两个构件。只要适合于它的预定目的，Y连接器94或者其部件可具有任何形状、尺寸 或者结构。Y连接器和/或其部件可由任何适当的材料或者材料组合制成，这些 材料包括刚性、非刚性或者半刚性材料。本发明还设想的是，Y连接器可由单 个部件或者由需要彼此相对旋转的多个部件组成。尽管为了说明的目的根据目前认为是最实用和优选的实施例已经详细描 述了发明，然而应该理解的是，这种详细只是为了该目的和发明不局限于公开 的实施例，而相反，是用来覆盖在附加权利要求书精神和范围内的各种改型和 等同方案。例如，应该理解的是，本发明设想，在可能的程度上，任何实施例 的一个或多个特征可与任何其他实施例的一个或多个特征结合。
权利要求
1.一种适合于把呼吸气体流输送到使用者气道的管道组件(18、50)，包括第一柔性段(34a、52a、84a)，该第一柔性段(34a、52a、84a)具有第一端部、第二端部和限定在从第一端部到第二端部之间的第一内腔；第二柔性段(34b、52b、84b)，该第二柔性段具有第三端部、第四端部和限定在从第三端部到第四端部之间的第二内腔；以及第一旋转连接器(36a、54、86a)，该第一旋转连接器适合于把第一段的第二端部和第二段的第三端部联接，从而该第一段可相对于第二段旋转。
2. 如权利要求1的管道组件，其中第一段的第一端部适合于联接到压力支撑 装置(12)的出口。
3. 如权利要求1的管道组件，其中第二段的第四端部适合于联接到患者接口 装置组件(28)。
4. 如权利要求3的管道组件，其中第二段的第四端部适合于联接到与患者接 口组件相关的联接元件(33)上。
5. 如权利要求3的管道组件，其中第二段的第四端部可旋转地联接到患者接
6. 如权利要求1的管道组件，其中第一段和第二段包括柔性元件(56)和围 绕柔性元件布置的螺旋状支撑件(60)。
7. 如权利要求1的管道组件，其中旋转连接器包括 刚性地联接到第一段第二端部的第一部(66)，以及 刚性地联接到第二段第三端部的第二部(968),其中第一部可旋转地联接到第二部。
8. 如权利要求1的管道组件，还包括与第一段、第二段或者两者相关的加热 元件。
9. 如权利要求8的管道组件，其中加热元件包括布置在第一内腔、第二内腔或者两者内的电热丝。
10. 如权利要求3的管道组件，其中患者接口装置组件包括 具有第一侧和第二侧的外壳；联接到外壳第一侧的联接元件；以及其中联接到外壳第二侧的衬垫，其中 管道组件的第二端部联接到联接元件上。
11. 如权利要求io的管道组件，其中联接元件可旋转地联接到外壳上，第二 段组件的第四端部可旋转地联接到联接元件上，或者联接到两者上。
12. 如权利要求10的管道组件，其中旋转连接器包括 刚性地联接到第一管道第二端部的第一部(66)，以及 刚性地联接到第二管道第三端部的第二部(68),其中第一部可旋转地联接到第二部。
13. 如权利要求10的管道组件，还包括具有加湿器入口和加湿器出口的加湿 器(14)腔室，其中加湿器入口可操作地联接到用于压力支撑装置(12)的壳 体出口，而其中加湿器出口可操作地联接到管道组件第一端部。
全文摘要
把呼吸气体流输送到使用者气道的管道组件(18)。该管道组件包括第一柔性段(34a、52a、84a)，该第一柔性段(34a、52a、84a)具有第一端部、第二端部和从第一端部到第二端部限定在其中的第一内腔。该管道组件包括还第二柔性段(34b、52b、84b)，该第二柔性段(34b、52b、84b)具有第三端部、第四端部和从第三端部到第四端部限定在其中的第二内腔。第一旋转连接器(36a、54、86a)把第一段的第二端部和第二段的第三端部联接，从而该第一段可相对于第二段旋转。
文档编号A62B7/00GK101405058SQ200780008716
公开日2009年4月8日 申请日期2007年3月9日 优先权日2006年3月9日
发明者何志辉 申请人:Ric投资有限公司