用于呼吸装置的阀门的制作方法

专利名称：用于呼吸装置的阀门的制作方法
用于呼吸装置的阀门 本发明涉及用于呼吸装置的阀门，更具体地讲，涉及特別适合于
用作麻醉呼吸装置的一部分的瓣阀(flap-valve),麻醉呼吸装置用于为 以下目的而给患者供气人工呼吸、支持呼吸、麻醉目的或这些目的 的组合。
阀门通常在麻醉呼吸装置中用于执行控制通气或支持通气。典型 地，通过将一定量的新鲜的呼吸气引到患者的肺部，并将一定量呼出 的"用过的"气体引到出口，阀门设计成确保将呼吸气提供给患者， 以维持正常的通气。当采用麻醉气时，为了患者的安全以及不应当暴 露于麻醉气的人员的安全，阀门在任何情况下都安全地运行是至关重 要的。在自主呼吸与控制通气之间有过渡阶段。用袋状物来辅助呼吸。 在典型的麻醉呼吸装置中，阀门完全地或部分地将患者呼出的气体与 患者待吸入的气体隔开。从美国专利No. 4 453 543中可了解到一种麻 醉呼吸装置，该装置结合了具有多个孔的相对较大的控制阀，以及用 于使部分呼出的气体或多余气体能够回流到袋状物中的辅助阀。控制 阀包括往复移动的柱塞，该柱塞可在两个对置定位的阀座之间移动， 用于将待吸入的气体与患者呼出的气体隔开。
另 一种阀门称作Laerdal阀，该阀门采用了在阀门壳体内可移动 的单独的带槽膜片，用于将患者呼出的气体与待提供由患者吸入的气 体隔开。通过对给患者的气体要求相对较高的压力以穿过阀门， Laerdal阀适合于复苏。
吸供气。AMBU阀门采用一个或两个由橡胶或类似材料制成的阀瓣， 并需要频繁地检查及更换阀瓣，以保证安全运行。
从以下专利中可了解到用于呼吸装置的其它阀门US 4,453,543, WO 01/76673 Al， EP 1,382,364 Al， US 4,192,301, EP 0,710,488 Al, WO 98/23318和GB 2,406,285 A。
另一种阀门称作Berner阀。Berner阀设计成用于容量控制通气以 及压力控制通气，并具有允许将患者排出的气体从手术室环境中导离 的出口。 Berner阀采用了允许在两个阀座之间移动的弹簧加载盘 (spring loaded disc),并设置有第二加载弹簧，用于在患者的容量控制 通气与压力控制通气之间选择一种运行模式。Berner阀需要相当复杂 的程序来对其进行校准，并且包括若干机械构件，为了该阀门的正确 运行，这些机械构件需要恰当的维护以及细致的组装。
当用于压力控制通气时，阀门设置成使输送给患者的气体中的压 力只能达到预设的压力等级，而通常不考虑经由系统输送的气体体 积。处于超出预设压力等级的压力下的气体被允许从呼吸装置中逸 出。通过将预设的压力等级设定在等于或低于被视为安全的压力等 级，在辅助通气的过程中以压力控制通气模式运行的优点是，显然患 者的呼吸器官可免于承受可能造成伤害或损伤的压力。而以压力控制 通气模式运行的不利之处在于，操作员必须时刻仔细地观察患者胸部 的运动，以保证呼吸气确实流入患者体内，而不是由于达到了预设的 压力等级(例如由于呼吸通道堵塞而造成)而逸出。
在容量控制通气中，阀门设置成允许将操作员的操作所提供的任 意的容量输送给患者，而通常不考虑压力。在辅助通气的过程中以容 量控制通气模式运行的优点是，操作员能够完全控制输送给患者的呼 吸气的容量。而以容量控制通气模式运行的不利之处在于，操作员必 须时刻仔细地观察输送给患者的呼吸气的压力，使得患者的呼吸器官 不会遭受可能造成伤害或损伤的压力。过高的压力可通过釆用附加的 泄压阀(有时称作"出气口(popoff)"阀)而避免。然而，采用附加的泄 压阀会抵消容量控制通气的优势。
Berner阀设置有用于手动选择阀门运行模式的机构。因此，在采
用Bemer阀的系统中，当操作员遇到被供应呼吸气的患者的状况发生 变化时，诸如患者从辅助呼吸返回到正常呼吸(后一种状况常称为自主 呼吸)的过渡，操作员必须手动地操作阀门控制机构，以将运行模式乂人 辅助呼吸模式改变到自主呼吸模式。举例来说，在辅助通气期间处于 "容量控制通气，，的模式，也就是当患者不能维持正常呼吸时，操作 员必须持续地了解袋状物的充入程度，因为如果袋状物完全充满，则 阀门可进入危险的"死锁"状态。典型地，脱离这种危险的"死锁，， 状态的唯一方式是切断患者系统的气体导管，或者操纵控制机构使阀 门进入自主呼吸模式。需要手动地改变阀门的操作模式，以及进入潜 在紧急状态的永远存在的危险性都要求技艺精湛、专注周到并且警觉 的操作员在场。因此，由于依赖于人的因素，所以可将其视为需要减 少的危险因素，优选地需要从手术室的环境中消除。
已知的阀门解决方案所遇到的另 一个问题是在不同的情况下容 易发生阻塞、粘结或锁定。阻塞、粘结或锁定部分地是由于已知阀门 的复杂布置，这些阀门通常包括多个运动零件，采用严格的机械公差 和/或模式控制布置。迄今为止，现有技术的阀门避免阻塞、粘结或锁 定要求频繁的检查和预防性的维护搡作，这又增加了磨损，并进一步 增加了在关键时刻发生故障的危险性。
本发明解决的另 一个问题是现有技术的阀门易于限制或者甚至 阻塞气体的正常流动，原因是在患者的呼气发生猝然变化的情况下过 渡到了不希望有的锁止状态。发生这种猝然变化的情况的典型示例是 当经由阀门将呼吸气供给患者时，由经常发生的患者咳嗽的情形所引 起的流量或压力的快速增加。某些类型的阀门不能正确地处理压力或 流量的快速变化可完全或部分地归因于其基本设计。然而，某些设计 只有经过细致的调节之后才能够处理这种情况，而这通常需要4吏用正 确校准的测试装置。
因此，需要一种在各种运行条件下安全运行的阀门。还需要一种 阀门，这种阀门不需要为了保证在各种运行条件下的安全运行而要求
例行的调节以及后续的例行运行验证。
本发明提供了 一种阀门，它解决了现有技术阀门的以上问题及已 知的其它问题。
本发明提供了用于呼吸装置的阀门，该阀门包括在所附的专利权 项1中所列举的特征。
本发明的阀门的其它有利特征在所附的从属专利权项2-10中陈述。
根据基于本发明的呼吸阀的第 一方面，呼吸阀包括带有腔室的阀 门壳体，该腔室具有布置在所述腔室的相应的进口侧和呼吸侧上的进 口开口和呼吸开口，其中该腔室由弧形的或倾斜的内壁段限制，该内
壁段从所述腔室的下部延伸到所述腔室的上部，并终止于所述腔室的 所述上部且位于呼吸开口的下方，而且呼吸阀还包括出口开口，所述 出口开口具有出口开口宽度并布置在所述内壁段中，以及延长的并且
处于所述壳体深度方向上的柔软的或可移动的阀瓣，阀瓣为板形元件 的形式，该板形元件具有连接到所述腔室的所述下部的下部，位于出 口开口的下方，在出口开口处的该板形元件足够宽以盖住该出口开
口，并终止于该内腔室的上部中，该板形元件适于定位成在闲置位置 离所述内壁段有 一定距离，而在工作位置则靠近所述内壁段的 一部 分，以在工作位置大体上盖住并封闭出口开口，并在呼吸开口与进口 开口之间形成通3各。
根据基于本发明的呼吸阀的另 一方面，相对于对置定位的阀瓣而 言，所述进口开口和所述呼吸开口布置在所述壳体的相应的进口侧和 呼P及侧上。
根据基于本发明的呼吸阀的又一方面，板形元件适于具有弹性， 或者设置有复位弹簧装置，用于使板形元件定位于闲置位置上。
根据基于本发明的呼吸阀的又一方面，阀门壳体包括顶壁或侧 壁，顶壁或侧壁具有构成突出物的部分，该突出物伸入所述内部空间
的上部，而对板形元件的运动并不形成阻碍，并且该突出物沿着所述 壳体的深度方向从靠近进口侧壁的位置延伸到离开进口侧壁 一 段距
离的位置，所述延伸大致对应于所述进口侧壁与所述内壁^:在所述月空
室的上部中的所述终止点之间的距离。
根据基于本发明的呼吸阀的又一方面，该呼吸阀包括布置在进口 开口处的至少一个进口导管，布置在呼吸开口处的呼吸导管，以及布 置在出口开口处的出口导管。
根据基于本发明的呼吸阀的又一方面，该呼吸阀包括布置成与出
口开口连通的PEEP阀。
根据基于本发明的呼吸阀的又一方面，所述出口开口布置在所述 内壁段的中部或下部。
根据基于本发明的呼吸阀的又一方面，阀门壳体的至少一部分是 由透明材料制成，以允许目视观察阀瓣。
根据基于本发明的呼吸阀的又一方面，阀瓣设置有标记装置，以 允许对阀瓣进行良好的目视观察，或设置有用于检测阀瓣位置的装置。
根据基于本发明的呼吸阀的又一方面，用于允许进行良好的目视 观察效果的装置是提供与阀门壳体的颜色形成对比的着色 (coloration),并且阀门壳体的一部分是由透明材料制成。
基于本发明的阀门提供了许多优于现有技术阀门的优点。
具体地讲，由于本发明的阀门通常由辅助通气模式中袋状物的操 作所产生的气流来操作，和/或由自主呼吸模式中患者的肺功能来操 作，所以可提供几方面有利的特点。
一种此类特点是消除了现有技术阀门已知的通气模式选择器装 置的优点，为了现有技术的阀门正确地运行和/或在所需的通气^f莫式下 运行，在一些设计中需要手动操作。消除该通气模式选择器构件可有 利于降低操作员的压力，并且可以减轻由于才莫式选择器的不当操作可 能对患者或者对操作员造成的危险。
另一种此类特点是减少了麻醉气泄漏的危险，这种麻醉气泄漏会 影响位于阀门使用环境中的人员。如前文所指出，如果阀门在本应视 为正常操作条件的情况下进入阻塞、粘结或锁定的状态，此时旁通阀 或释放阀启动，或者在最坏的情况下，为了使阀门返回正常操作状态 而必须将气体导管与阀门切断，某些现有技术的阀门的确呈现出可能 造成这种危险的工作特性。通过将本发明的阀门的原理实施为正确设 计的阀门，实现了基于本发明的阀门，该阀门在正常的操作条件下不 会进入锁定状态。应当理解，正常操作条件包括流量或压力的快速变 化，以及流量与压力同时发生的快速变化，诸如患者吹气或咳，軟时， 或者是突然操作袋状物时的变化。
还有又一种特点涉及基于本发明的阀门结构上的简洁性。较少数 目的单独零件便于以高竟争性的价格进行简单的制造。通过^f吏零件的 数目保持到最低程度，保证了长期的安全操作，而不需要大量的维护、 调节及校准。
根据又一种特点，本发明的阀门使其可由所选择的材料制造，这 些材料使阀门仍然以较低的成本具有很长的保存期。这与许多现有技 术的阀门形成对比，这些现有技术的阀门需要由例如类似于橡胶的材 料制成的柔性元件，而类似于橡胶的材料典型地会具有有限的保存期 和使用寿命，或者成本昂贵，或者这些阀门采用与阀杆或导杆一起的 可移动的元件，而这需要对阀门的运动零件与静止零件之间适当润滑 的界面进行维护。
在优选实施例中，涉及简洁构造、使用低成本的材料并具有较长 保存期的上述特点应用于具有高度吸引力的 一次性阀门的制造中。呈 现本发明的阀门的有利特性的一次性阀门可免除反复清洗和消毒的 需要，而不造成预算负担。通过消除拆卸及重新组装操作的需要，该 一次性阀门可保证患者的安全。通过消除这些操作，可消除在关键时 刻增加的设备发生故障的危险性(已知与维护操作有关)，或者可至少 显著地降低这些危险。
无论其作为一次性的阀门还是作为可重复使用的阀门，基于本发 明的阀门均可作为无菌单元提供。
本发明的阀门的设计使其适于由透明材料制造，这使其具有允许 操作员能够时刻观察阀门的可移动部分的运行的优点。因此，无论阀 门处于制造阶段、储存阶段、清洗及消毒过程中，还是在其预期的^f吏 用过程中，可完全不必借助于任何拆卸操作即可确认其状态和状况。
以下本发明将通过示例并通过参照附图进行说明，在附图中

图1A和1B是基于本发明的阀门的透一见图， 图2A, 2B, 2C和2D是基于本发明的阀门的示范性实施例的
截面图，其显示了工作原理，
图3A,3B,3C和3D是本发明示范性实施例的截面图，进一
步说明其工作原理，
图3E是提供本发明的实施例细节的截面图，
图4A和4B分别是基于本发明的阀门的另一个实施例的透
视图和截面图，
图5是基于本发明的示范性阀门的另 一个实施例的截面图， 图6A, 6B和6C是基于本发明的示范性阀门的另 一个实施例 的截面图，用于说明其结构和工作原理，以及
图7是包括基于本发明的阀门的麻醉装置的示范性实施例的
截面图。
应当注意，在用于通过示例而说明本发明的阀门的附图中，附图 并非意图按具体的比例显示阀门。因此，在保持提供本发明性的阀门 的有利特性的特征的同时，本发明的阀门的各种特征可有所变化。可 提及的这种变化的非限制性的实例是阀瓣30的长度，壳体10的高度、 深度和宽度，内表面17朝向进口开口 21的延伸，进口开口 21相对 于壳体IO的上部或下部的位置，出口开口 23在倾斜的或弧形内壁,殳 18,19中的位置，阀瓣30的下部31与壳体10的连接位置等等。
首先参照图1A。基于本发明的示范性的阀门100典型地包括阀
门壳体IO,该壳体10具有下段13，可移动的阀瓣30在该下段13中 连接到壳体10上。图1A的透视图显示壳体10的内部形状，其中远 离下部13的阀瓣30的上部可允许在基本上平坦的前壁11与弯曲的 或倾斜的后壁14之间移动。壳体的上部15凹进壳体IO的内部区域， -使得当阀瓣30背离前壁11而朝向弯曲的后壁14移动时，在阀瓣30 上部的自由行程的相当大的一部分范围内壳体的所述凹进的上部15 紧靠阀瓣30的上边缘定位。这样，当阀瓣30处于闲置位置(靠近前壁 11定位)时，可部分地允许经由阀门进行流体连通，当阀瓣30定位成 其上边缘靠近壳体的凹进的上部15时，阀门基本上阻塞，而当阀瓣 30靠近后壁14定位时，阀门从进口开口 21到供应开口 22完全打开。 下面将提供关于运行方面更详细的描述。
参照图1B，其显示阀门设置有进口开口 21、患者侧的开口 22及 出口开口 23。阀瓣30的横向尺寸设置成使得侧边缘33，34分别保持 紧靠侧壁12a, 12b的内表面，使得气体不能够从侧边缘33,34与相应 的侧壁12a, 12b的内部之间穿过。由于侧边缘33,34、部分地由于上边 缘32的一部分及阀瓣30下部31位于壳体10的内部，所以这些细节 在图1B中用虚线绘出。如上所述，阀瓣30下部位于下边缘31的区 域内，该下边缘31在壳体IO下部13的范围内附连到壳体IO上。患 者侧的开口 22和出口 23也用虚线绘出，以显示它们分别^L置在上部 的后壁部分16与下部的后壁部分14中，而这两部分在图1A和1B中 显示阀门IOO的透视图的角度不可见。
由于图1A和1B提供的图示描绘成反映壳体10的内部空间的形 状，所以可以设想关于阀门壳体10的轮廓的几种变型。同样还可以 想出壳体IO的内部的其它形状，并且一些变型将在下面进行描述。
现在参照图2A, 2B， 2C和2D来说明基于本发明的阀门的运^f亍。
首先参照图2A,岡门显示在截面图中，且处于闲置位置。在本
发明的优选实施例中，采取措施使阀瓣30(在图2A的图示中利用虚线 方便地绘出，使其能够与壳体IO的部分区分开)保持靠近前壁11的内 表面20定位，并且全部或部分地盖住设置在前壁11中的进口开口 21。 在该图中，标识出了凹进部分或向内凸出的部分15的内表面17，以 及后壁前部14的弯曲的内表面18,19。进口开口 21被阀瓣30的上部 所遮盖的程度由进口开口 21的尺寸和形状，以及其在前壁11中的位 置和阀瓣30的长度确定。当气体供给进口开口 21时(气体所具有的压 力或供给的流率分别不同于在患者侧的开口 22处的压力或流率)，气 体压力或气流给柔性阀瓣30施加力，使阀瓣30产生背离进口开口 21 的运动。取决于壳体10内部的上部的前内侧段24的形状，可容纳一 定程度的旁通流，用于控制输入气流或气体压力，该输入气流或气体 压力是使阀瓣背离进口开口 、并朝向壳体上部的凹进部分或向内凸出 的部分15的内表面17的前边缘弯曲所需的。只要有足够的流量和压 力使阀瓣30的上部如图2B中所示朝向壳体上部的凹进部分或向内凸 出的部分15的内表面17的前边缘移动，则阀瓣30的上边》彖32将紧 靠内表面17定位，以封闭由上边缘32与内表面24之间的空间所提 供的旁路。优选地，当阀瓣30的上边缘32从其闲置位置开始背离前 壁11的内表面20，并朝向靠近后壁14的内表面18，19的工作位置移 动时，内表面17大体上描述了阀瓣30的上边缘32所遵循的路径。 因此，内表面17应当适当地弯曲，以在阀瓣经过内表面17时(即当上 边缘32靠近内表面17定位时)阻止气体经过上边缘32以及在壳体的 进口侧与呼吸侧之间产生泄漏。在备选实施例中，如果希望得到不同 的阀门操作特性，内表面17可设置成不同的形状，诸如举例来说， 当阀瓣定位成其上边缘32靠近内表面17时，允许气体在壳体的进口 侧与呼吸侧之间连通。诸如通过连续地操作连接到进口开口上的袋状 物，随着连续地给进口开口 21'施加气流或气体压力，将迫^f吏阀瓣30 如图2C所示进一步背离前壁11的内表面20,并因此移动得更靠近后 壁14的内表面19，18。在上边缘32到达内表面17的后边缘之前，阀
瓣30的下部将定位成使其大体上盖住出口开口 23,由此阻止供给进
口开口的气体经由出口开口 23流出。
参照图2D,其显示通过经由进口开口 21的足够的气体供应，阀 瓣30移动成使得上边缘32定位在壳体10上部的内表面17的后边缘 之外，使得经由进口开口 21供应的气体被允许穿过阀门以经由患者 侧的开口 22流出。典型地，在麻醉呼吸装置中，袋状物连接到进口 开口上，用于辅助不能自主呼吸的患者。
使阀瓣从图2A中所示的闲置位置移动经过显示在图2B和2C的 中间位置，并到达显示在图2D中的工作位置所需的经由进口开口的 气流或气体压力可通过调整阀瓣32的制造材料、长度、厚度、宽度 及在壳体IO上的固定位置或上述属性的任意组合来控制。
应当注意到，尽管本文通过优选的实施例来对本发明的阀门进4亍 了说明，当阀瓣处于工作位置时，阀瓣本身用作封闭出口开口的;t几构， 但是，封闭部件可由封闭阀门的机构(图中未示出)来提供，该封闭阀 门的机构与出口开口一起定位，并制作成与阀瓣可操作地协同，或由 阀瓣对其作用，以便当阀瓣变成定位于工作位置时，封闭阀门壳体的 内部与出口开口之间的连通。
应当注意到，关于弧形或倾斜内壁段18,19的设计细节，以及阀 瓣的形状和尺寸与壳体10上部的内部形状和尺寸，被选择成使得在 进入呼吸开口的气流摔然增加的情况下(诸如由于与呼吸开口相连的 患者咳嗽的原因)，阀瓣不会保持受迫或"锁定"在内壁段出口开口所 在的部分上。尤其是已经发现通过将内壁段18,19的弧形部分(即在壳 体底部与出口开口上方的位置之间延伸的部分)制作成带有大半径的 曲率，而上方的其余部分制作成带有较小半径的曲率，可消除锁定。 作为如图中所显示的从大半径的曲率到内壁段18,19上部其余部分4交 小半径的曲率的平滑过渡的备选，可在上段18中，在带有大半径的 曲率的下部与可沿着背离相对的内壁20的方向成弧形或倾斜的上部 之间引入弯曲部分。因此，如果从呼吸开口处发生流量或压力猝然增 加，则阀瓣可在其遇到弯曲"过渡，，位置上产生力矩。在阀瓣及其周 围的部件正确设计的情况下，由此产生的力矩会将阀瓣的下部/人出口 开口上提起，以允许气体流到出口开口，以便经由出口开口为突然的 压力增加提供释放。
相应地，通过正确地设计阀瓣进入壳体上部的延伸部分，以及上
部内壁段17的尺寸和位置，将恰当地驱动阀瓣背离内壁段18,19,以 在呼吸开口和出口开口之间产生通道，在剧烈并幹然增加的气体压力 或气流进入呼吸开口的情况下也同样如此。
进口开口可位于壳体的进口侧，而不同于在附图中所提供的说明 性的实例中所显示的情形。举例来说，进口开口可位于进口侧壁11 中更靠下的位置，并仍然提供基于本发明的阀门。不同于图中所示的 位置可能是有利的，诸如有利于沿着两个方向中的任一方向控制阀瓣 的运动，或者有利于控制从壳体进入进口开口的气体的"回流"，这 有利于袋状物的充注。
设置成允许气体从壳体"回流"到进口开口的通道可通过不同于 附图中所示的通道(通过使阀瓣的上部终止于进口开口上边缘的下方 而获得间隙)的其它的方式布置。设想了几种备选的实施例，诸如在阀 瓣的侧边而不是在顶部提供类似的间隙或开口 ，或者通过在进口侧的 开口上在壳体内部与进口开口之间提供单独的通路，或者在患者侧的 开口区域与进口开口之间提供单独的通路。
现在，参照图3A， 3B, 3C和3D，其用于说明当使阀门的运行才莫 式从气体供给患者的模式变化到允许患者呼出的气体从患者侧的开 口 22流到出口开口 23的模式时阀门的操作，优选地还提供受控的气 体旁路，以提供一定量的气体来经由进口开口 21流出，以达到充注 与进口开口 21相连的袋状物的目的。
假设阀门处于图2D中所示的运行位置，给患者侧的开口 22提供 气体供应。取决于阀瓣30的特性，要操作阀门可能仅要求提供给患 者侧的开口轻微的气体压力或气流，或者，只要阀瓣30具有弹性或
设置有使阀瓣返回闲置位置的一些机构，则阀门可不需要经由患者侧 的开口 22提供任何的气体供应，以使阀瓣返回闲置位置。然而，出 于说明本发明的目的，现假定阀瓣的弹性特性设置成不会使阀瓣立即
返回闲置位置，但是提供有足够的弹性使阀瓣稍微背离后壁14的内 表面18上部移动，使得其可受到经由患者侧的开口输入的气流的冲 击，以驱使阀瓣背离内表面18的上部并朝向壳体10的上部15的内 表面n的前边缘移动。通过经由患者侧的开口 22^T入而提供的气流 或气体压力，迫使阀瓣30背离后壁14，并且在某一位置上阀瓣30的 下部充分地移开，以允许气体从患者侧的开口流动到出口开口 23。通 过连续地经由进口开口 22提供气体，诸如通过与患者侧的开口 22相 连的患者的肺部所提供的呼气，如图3C中所示将连续地迫使阀瓣30 背离后壁14的内表面18,19，并朝向前壁11的内表面20移动。阀瓣 30背离内表面18,19的移动可在患者侧的开口 22与出口开口 23之间 形成通道，并且最终如图3D中所示，通道所具有的尺寸可使气体基 本上自由地从患者侧的开口流到出口开口。最终，如图3D中所示， 阀瓣30将移回到闲置位置，由此患者全部的呼气被允许通过出口开 口 23,并且取决于壳体10的上部的内部24的形状、在前壁11中的 进口开口 21的尺寸、形状和位置以及其与阀瓣的上边缘32之间的关 系，可提供特定的旁通流，用于重新充 主与进口开口 21相连的袋状 物。
在本发明的阀门的备选且有利的实施例中，壁截面18，19呈现出 特殊的特征，通常由图3E的放大的截面图中的实例表示。图3E中的 图示限于表示壳体的患者侧的壁14的截面、侧壁12a和12b的部分的 截面，并包括虛线，以显示出口开口实际上位于截面截取位置下方的 位置。截面沿着图3D中显示的A-A线截取。通路70(诸如壁截面18,19 中的通道或槽70)设置成允许气体从患者侧开口区域连通到壳体内部 中在阀瓣的患者侧位于患者侧开口下方的部分。为了对称，可如图3E 中所示提供两条通路。于是，当从吸气变为呼气时，不仅是靠近患者
侧的开口的阀瓣部分受到从患者侧的开口进入到阀门中的气体的作 用，而且由通路提供的气体也会作用到阀瓣的其它部分(通路或通道中 的气体在该部分与阀瓣开始接触)上，以进一步促-使阀瓣背离壁截面
18,19移动。
已经说明了基于本发明的阀门的运行，以及阀门从吸入到呼出循 环中的运行(在袋状物与进口开口相连，以及患者的肺部与患者侧的开 口相连而使用的情况下)，下面将介绍本发明的阀门另外有利的实施 例。
现在参照图4A和4B,它们显示在图4A的透^见图和图4B的截 面图中，其中，与前面的附图相同，阀瓣用虚线表示，阀门装配有适
置，利用进口侧的适配器41连接到袋状物上，利用患者侧的适配器 42连接到与患者的口承或口罩相连的导管上，并且适配器43用于连 接到用于将气体从装置输送走的出口导管上。
现在参照图5，其显示基于本发明的阀门的另一个示范性的实施 例。在图5中所显示的实施例中，壳体的上部具有不同于前面的附图 中所显示的形状，其中内表面17—直延伸到进口开口，并且内表面 17的形状适于紧随由阀瓣的上边缘从其闲置位置移动到完全的^!乘作 位置时所遵循的轨道路径。显示在图5中的实施例还设置有气体溢流 止回阀(surplus check valve)60,使得阀门内潜在的高压可得到释放， 以避免与岡门的患者侧的开口相连的患者的肺部超压。本发明的阀门 可采用几种备选的溢流止回阀。显示在图5中的溢流阀60的实例包 括阀座61、阀门密封盘62和偏压弹簧63,以及张紧装置(tensioning arrangement)64。密封盘62由偏压弹簧63压靠在阀座61上，其中偏 压弹簧的力由张紧装置64进行控制。如果由壳体10中的内压施加给 密封盘62的力超出由壳体外的气体压力所施加的力与偏压弹簧所施 加的力的总和，则密封盘将被背离阀座提起，并允许气体从壳体10 中经由溢流阀(surplus valve)流出。启动溢流阀的压力可通过操作张紧
装置进行设定，而张紧装置同样也控制偏压弹簧的张紧，并由此将力 施加给密封盘以使密封盘固定在阀座上。
显示在图5中的实施例还包括PEEP(呼气末正压)阀50，以保证 能够维持最低的呼吸气压。为了提供进入与进口开口相连的袋状物中 的呼吸气流，由此保证袋状物充入呼吸气，包含PEEP阀50尤其是所 希望的。显示在图5中的PEEP阀50包括壳体51、阀座52和阀瓣53, 其中阀瓣53用虛线表示，以显示阀瓣53具有柔性或者可移动，以在 以下情况下使阀瓣53能够保持在阀座52上，即当阀瓣53处于闲置 位置时，或者当试图建立经由出口开口 23输入的气体的回流时，以 及允许经由出口开口 23流出的气流基本上自由地流动或在PEEP阀i殳 定的阻力或压力下流动时。当应用导管将气体输送离开出口开口 23 时，尤其希望包含有PEEP阀50，使得自主呼吸的患者不会重新吸入 先前经由阀门100呼出的气体，并使得能够在患者系统中建立并维持 适当的正压。图5的实施例显示在壳体的最上部中的内表面17基本 上一直延伸到进口开口 ，或者靠近当阀瓣的上边缘处于闲置位置时所 处的位置。内表面在进口开口附近的形状应当恰当地成形，以便如果 需要将阀门壳体中的气体充入袋状物时允许气体回流到进口开口 。
现在参照图6A，6B和6C，包括这些图在内通过另外的实施例来 说明阀门可以不同于先前的附图中所显示的外形给出，但仍然提供阀 瓣的内部形状和构造(provisioning)、倾斜或弧形的内壁段、壳体上部 内表面和相应的开口及其它内部特征，以提供呈现本发明特征的阀 门。在图6A中，本发明的阀门的该实施例处于闲置位置，在图6B中 处于完全的操作位置，允许气体从进口开口流动到患者侧的开口，而 在图6C中则处于呼气状态，允许与患者侧的开口相连的患者所呼出 的气体经由阀门流动到出口开口。为了充注与进口开口相连的袋状 物，应采取措施使部分气流经由进口开口回流。
以下将说明涉及本发明的阀门的特定方面。
首先参照图2A, 2B, 2C和2D。
在图2A至2D中显示了本发明的实施例，其中阀瓣30为一片柔 性材料，能够保持总的矩形形状(适于示范性的壳体IO的特定的内部 矩形形状及尺寸)，并在其下边缘31处连接到壳体10的下部13(底部) 中。通过为阀瓣选择适当的材料(例如一种柔性的塑料材料)，可获得 阀瓣30的弹性，使得当阀瓣已经背离前壁11移动之后，会自动地返 回其闲置位置(如图2A中所示)。然而，取决于阀瓣的操作特性和操作 用途，阀瓣还可以附连并定位在壳体中，使得处于闲置位置时，阀瓣 的上边缘32紧靠壳体10上部的内表面17定位(基本上如图2B中所 示)，并使得需要一定的气流或气体压力来使阀瓣30移动到任意一侧。 此外，阀瓣不必具有如附图的示范性实施例中所示的矩形形状。壳体 可设置成不同的内部尺寸，并且阀瓣的尺寸进行相应地设置，以在需 要必需的密封性时可沿着岡瓣的侧边缘提供这种密封性，以避免气体 经过阀瓣流动或泄漏。
本文所说明的阀门的实施例显示后壁14的内表面18,19是弯曲 的，并且表面的曲率半径在壳体的上部逐渐减小。然而，内表面18，19 可用直线表面表示，并且取决于所需的工作模式和阀门特性而适合于 由不同材料制成的阀瓣的特性并具有不同的尺寸。此外，阀瓣不必在 其整个长度上具有柔性或弹性。举例来说，阀瓣的下部可以是铰^^到 壳体上的刚性的板形元件，当该板形元件移动到靠近后壁14的内表 面18,19时配合到出口开口 23上。通过对壳体IO上部内表面17进4亍 相应地变更，当阀瓣30的上边缘在不同于附图中所显示的实施例中 的位置上经过内表面17的后边缘时，将允许气体在进口开口 21与患 者侧的开口22之间流动。还可以设想，通过在沿着阀瓣30的某些位 置上提供偏压构件，本发明的阀门的操作特性可以是可受控的，诸如 举例来说，通过应用带有张紧装置的弹簧，或者通过采用某种类型的 可移动的锁定装置(使其沿着显示在图2A-2D中的阀瓣30的纵向可移 动)来变更阀瓣与壳体相连的位置。
在基于本发明的阀门的有利的实施例中，壳体10由透明材料制 成，这完全或部分地允许观察阀瓣的位置，使得可以观察阀门的动态 运作，例如用于确认阀门的正确运行。为了目视观察，阀瓣应当优选 地设置便于观察阀瓣及其在壳体内定位或运动的颜色。有可能只有侧
壁12a或12b可由透明材料制成，或者作为备选，壳体10的任何部分 均可制成透明的，以致使透明部分可允许观察壳体10内部的网瓣30。
为了无人值守地观察阀门，阀门可有利地设置有检测装置，以冲企 测壳体内阀瓣30的运动，或者检测处于不同位置的阀瓣30，以达到 确认阀门正确运行的目的，或/和确认阀门的设置，该阀门如前所述i殳 置有用于控制其操作模式的部件。
在阀门的又一个实施例中，壳体内部凹进的部分(在所显示的本 发明的实施例中由数字15，17和24进行标记)可设置在侧壁中(诸如侧 壁12a或12b)，而不是设置在顶壁15中，以提供本文所述的各种工 作模式和工作位置。
在本发明的阀门的优选实施例中，阀门上布置有标记，其清晰地 显示不同的导管与各种进口和出口的连接位置和连接方式。作为上述 标记的备选或补充，并取决于连接件是用于与袋状物相连，还是与通 向患者的气体导管相连，还是用于将使用过的气体或多余的气体AM吏 用阀门的环境中引出的导管，基于本发明的阀门可设置有不同类型的 接头或具有楔紧特征(keying feature),用于与装配有对应类型的接头的 导管一起使用。
应当注意到，与现有技术的阀门形成对照，基于本发明的阀门通 常可在任何位置上操作。这说明，与在附图中用于说明本发明的位置 相比，当定位成与说明本发明的附图中所显示的位置相颠倒时，阀门 可同样运行。
参照图7，对麻醉装置的示范性的实施例进行说明，该麻醉装置 包括基于本发明的阀门100。新鲜气体输入导管200设置成用于通过 口罩300给患者输送新鲜气体。口罩300可设计成恰当地与口和鼻配 合，以保证气体不会从口罩与患者的接合部位逸出。患者呼出的气体
或经由输入导管200进入的多余气体被允许通过患者侧的导管400流 动到阀门100。在呼气过程中，或者在吸气与呼气之间，阀瓣处于闲 置位置，并在阀瓣的上侧提供了通道，该通道允许气体流经袋状物导 管500流动并流入袋状物600中。布置在输出端的PEEP阀可保i正在 装置中维持正压，输出导管700在输出端连接到阀门IOO上。在利用 从患者侧进入到阀门中的气体充入袋状物之后，操作员可挤压袋状 物，以迫使气体经由阀门回流，由此使阀瓣进入工作位置，阀瓣在工 作位置上堵塞输出端，并允许气体回流到患者体内以用由袋状物的才喿 作进行控制的压力进行辅助吸气。在用适当的力通过挤压袋状物持续 适当的一段时间来供气后，操作员松开挤压力，这使阀瓣返回到闲置 位置，同时允许患者经由阀门呼气，并且呼出的气体经由出口导管流 动，且允许部分流入阀门中的气体充入袋状物。
权利要求
1. 一种呼吸阀，其包括带有腔室的阀门壳体，所述腔室具有布置在所述腔室的相应的进口侧和呼吸侧上的进口开口和呼吸开口，其特征在于，所述腔室由弧形的或倾斜的内壁段限制，所述内壁段从所述腔室的下部延伸并进入所述腔室的上部，所述内壁段终止于所述腔室的所述上部中且位于所述呼吸开口的下方，而且所述呼吸阀还包括出口开口，所述出口开口具有出口开口宽度，所述出口开口布置在所述内壁段中，以及延长的并且处于所述壳体深度方向上的柔软的或可移动的阀瓣，所述阀瓣为板形元件的形式，所述板形元件具有连接到所述腔室的所述下部的下部，位于所述出口开口的下方，在所述出口开口处的所述板形元件足够宽以盖住所述出口开口，并终止于所述内腔室的上部中，所述板形元件适于定位成在闲置位置离所述内壁段有一定距离，而在工作位置则靠近所述内壁段的一部分，以在所述工作位置大体上盖住并封闭所述出口开口，并且在所述呼吸开口与进口开口之间形成通路。
2. 根据权利要求1所述的呼吸阀，其特征在于，相对于对置定 位的所述阀瓣而言，所述进口开口和所述呼吸开口布置在所述壳体的 相应的进口侧和呼吸侧上。
3. 根据权利要求1或2所述的呼吸阀，其特征在于，所述板形 元件适合于是弹性的，或者设置有复位弹簧装置，用于将所述板形元 件定位于所述闲置位置上。
4. 根据权利要求1,2或3所述的呼吸阀，其特征在于，所述阀门 壳体包括顶壁或侧壁，所述顶壁或侧壁具有构成突出物的部分，所述 突出物伸入所述内部空间的所述上部，所述突出物对所述板形元件的 运动并不形成阻碍，并且所述突出物沿着所迷壳体的深度方向从靠近 所述进口侧壁的位置延伸到离开所述进口侧壁一段距离的位置，所述 延伸大致对应于所述进口侧壁与所述内壁段在所述腔室的所述上部中的所述终止点之间的距离。
5. 根据上述权利要求中任一项所述的呼吸阀，其特征在于，所 述呼吸阀包括以下导管中的至少一个导管布置在所述进口开口处的 进口导管，布置在所述呼吸开口处的呼吸导管，以及布置在所述出口 开口处的出口导管。
6. 根据上述权利要求中任一项所述的呼吸阀，其特征在于，所 述呼吸阀包括布置成与所述出口开口连通的呼气末正压(PEEP)阀。
7. 根据上述权利要求中任一项所述的呼吸阀，其特征在于，所 述出口开口布置在所述内壁段的中部或下部。
8. 根据上述权利要求中任一项所述的呼吸阀，其特征在于，所 述阀门壳体的至少一部分是由透明材料制成的，以允许目视观察所述 阀瓣。
9. 根据上述权利要求中任一项所述的呼吸阀，其特征在于，所 述阀瓣设置有标记装置，以允许对所述阀瓣的良好的目视观察，或设 置有用于检测阀瓣位置的装置。
10. 根据权利要求9所述的呼吸阀，其特征在于，用于允许良好 的目视观察的所述装置是提供与阀门壳体的颜色形成对比的着色，并 且所述阀门壳体的一部分是由透明材料制成。
全文摘要
一种呼吸阀，其包括带有腔室的阀门壳体、进口开口(21)和呼吸开口(22)。腔室由弧形或倾斜的内壁段(18)限制，该内壁段从腔室的下部延伸到腔室的上部，并在呼吸开口的下方终止于腔室上部中。出口开口(23)设置在内壁段中。延长的阀瓣(32)终止于腔室的上部，该阀瓣(32)为固定到腔室的下部的弹性的板形元件的形式。阀瓣足够宽度以盖住出口开口，并适于定位成在闲置位置离所述内壁段有一定距离，而在工作位置则与内壁段的一部分接触。在工作位置上，阀瓣大体上盖住并封闭出口开口，并在进口开口与呼吸开口之间形成通路。
文档编号A61M16/20GK101394888SQ200680053384
公开日2009年3月25日 申请日期2006年12月28日 优先权日2005年12月29日
发明者奥拉夫·赫斯特维特 申请人:奥拉夫·赫斯特维特