用于PPV治疗和CPAP治疗的装置和系统的制作方法

本发明涉及用于正压通气(ppv)治疗和持续气道正压(cpap)治疗的装置和系统的领域，并且涉及一种在这种治疗中调整呼气时间常数和强加呼吸功的方法。

背景技术：

1、在新生儿复苏和初始呼吸支持领域中已知用于正压通气(ppv)治疗和持续气道正压(cpap)治疗的装置和系统。已有一些已知的装置和系统被设计和测试用于早产新生儿和足月新生儿。

2、传统上，使用两种不同的正压通气系统，即简单的t型管(t-piece)或囊。两种系统都将面罩用作对儿童的接口，但也可以使用气管内(et)导管。这两种系统易于操作、不复杂、价格低廉，并且已经使用了几十年。

3、t型管系统能够为呼吸婴儿提供正压通气和cpap，但囊系统无法为呼吸婴儿提供cpap。

4、在新生儿复苏中，需要对无呼吸的儿童进行通气(ppv)，并对自主呼吸的儿童提供cpap的支持。在复苏期间，对这两种类型的支持的需要很常见，并且随着时间的推移而变化。

5、t型管系统和囊系统都允许容易地为无呼吸的儿童提供正压通气，但只有t型管系统还可以提供cpap。然而，与大多数专用cpap系统相比，这些系统使新生儿承受更高的强加呼吸功，这可能导致ppv时间延长。这种情况可以通过在两个系统(ppv系统和cpap专用系统)之间切换来克服。然而，在复苏期间在这两个系统之间切换是不切实际的。

6、需要在不改变装备的情况下实现ppv呼吸支持与cpap呼吸支持之间的轻松切换，并为接受cpap治疗的呼吸儿童提供低强加呼吸功。这些问题通过wo 2012108826中描述的装置和系统得到解决，其兼有容易提供与鼻接口和面罩以及气管内导管兼容的ppv和cpap两者。

7、wo 2012108826中披露的装置和系统是压力稳定的并且为所治疗的患者提供低呼吸阻力。这种低呼吸阻力已被认为是有益的。然而，目前不存在允许研究呼吸阻力水平的影响并因此允许优化由这种装置和系统提供的呼吸阻力的系统。呼吸阻力与ppv期间的呼气时间常数以及cpap期间的强加呼吸功直接相关。利用当今可用的技术和系统，不可能对个体患者、研究对象或动物的呼气时间常数和呼吸功进行调整。

技术实现思路

1、目的是单独地或任意组合地减轻、缓解或消除本领域的上述缺陷和缺点中的一个或多个，并提供上述问题的解决方案。

2、为了更好地解决这个问题，在本发明的第一方面中，提出了一种用于正压通气(ppv)治疗和持续气道正压(cpap)治疗的装置，该装置包括新鲜气体流入口，该新鲜气体流入口被布置为从可与其连接的新鲜气体流管接收新鲜气体流；患者接口端，该患者接口端可与患者接口连接；出口，该出口包括开口端；cpap发生器，该cpap发生器包括第一连接部分、第二连接部分和第三连接部分，其中，该第一连接部分与该新鲜气体流入口连接，该第二连接部分与该患者接口端连接，并且该第三连接部分与该出口连接，其中，该cpap发生器被布置为当从该新鲜气体流入口接收该新鲜气体流时提供初级新鲜气体流，并且所生成的cpap水平可通过改变该新鲜气体流来调整；次级流动通道，该次级流动通道包括第一端和第二端，该第一端与该第二连接部分、该第三连接部分和该患者接口端中的至少一个连接，其中，该次级流动通道被配置为提供至少在ppv模式下要添加到该初级新鲜气体流中的次级新鲜气体流；以及流阻器，该流阻器布置在该出口与该次级流动通道的第一端之间，以提供对沿朝向该出口的方向的流动的阻力。

3、该装置的优点在于，在出口与次级流动通道的第一端之间设置流阻器允许操纵ppv治疗期间的系统吸气和呼气时间常数，并且允许调整cpap治疗期间的强加呼吸功。此前尚未描述过在动物或人类中使用调整呼气时间常数和强加呼吸功来优化新生婴儿的呼吸支持。因此，本发明提供了用于该领域的研究的工具，并且能够优化复苏和呼吸支持，从而改善婴儿的呼吸护理。

4、该装置不仅可以用于出生时从液体肺过渡到充气肺(建立功能残气量(frc))的婴儿，还可以用于患有肺部疾病、肺部发育不成熟或其他病症的婴儿。哪些患者或肺部最能从时间常数和呼吸功的优化中受益尚未确定。这种情况也有可能随着时间的推移而发生变化，并且有些影响可能是有益的，而另一些则是有害的。增加或减少呼吸阻力可能带来的好处或坏处可能会随着时间的推移而改变，并取决于比如胎龄、既往机械通气、表面活性剂的使用、肺部疾病的异质性、自主呼吸努力、呼噜声和肺顺应性等因素。

5、健康婴儿中frc的建立是通过声门关闭引起呼气时间常数增加来完成的。在小动物中，高呼吸频率与呼气时间常数相结合都有助于通气。这些正常行为表明呼气时间常数是正常呼吸力学和生理学的重要组成部分。

6、进一步地，该装置易于用于ppv治疗和cpap治疗两者。该装置包括被布置为提供对沿朝向出口的方向的流动的阻力的流阻器允许快速且容易地调整呼气时间常数和强加呼吸功，这是有利的。当与压力稳定系统(比如wo 2012108826中披露的系统)结合使用时，该装置进一步允许在非常宽范围的新鲜气体流上进行调整和优化，从而允许调整吸气时间和峰值吸气流量。

7、出于本发明的目的，词语“婴儿”和“儿童”旨在涵盖需要新生儿复苏和初始呼吸支持的患者，比如新生儿和新生儿童。这些词语还旨在涵盖体重最高达约10kg的儿童和幼儿。新鲜气体流适于儿童的体重和体型，从而获得期望的上升时间。

8、出于本发明的目的，措辞“新鲜气体流”是流经系统及其部分的空气、氧气或这些气体的混合物，并且措辞“新鲜气体流管”是新鲜气体在其中流动之处。新鲜气体流可以是温暖且湿润的。

9、出于本发明的目的，措辞“可变流量cpap发生器”是旨在涵盖通过改变新鲜气体流来调整cpap水平的任何持续气道正压装置的装置。

10、出于本发明的目的，措辞“强加呼吸功”是通过装置呼吸所需的额外功并且是测量系统的压力稳定性的既定方式。强加呼吸功通过计算一次呼吸的压力-体积环内的面积来获得。

11、出于本发明的目的，措辞“呼气时间常数”是呼吸力学的动态测量结果并且提供关于完全呼气所需的实际时间的信息。呼气时间常数可以通过分析呼出的潮气量和流速值来确定。

12、出于本发明的目的，词语“患者接口”旨在涵盖适于连接到患者(例如，婴儿或儿童)的任何接口，比如一对鼻叉、面罩、气管内导管或任何其他合适的装置。

13、有不同的方式来布置次级流动通道和流阻器，以便实现上文阐述的优点。

14、根据该装置的实施例，流阻器是固定流阻器。因此，根据该实施例，流阻器被布置为至少提供对沿朝向出口的方向的流动的阻力，该阻力固定至预定水平。这是有利的，因为流阻器提供对沿朝向出口的方向穿过装置的流动的恒定阻力。

15、根据该装置的实施例，流阻器是可调流阻器。也就是说，流阻器提供的流动阻力是可调整的。这是有利的，因为由流阻器提供的流动阻力可以被调整并且适于接受治疗的患者。该调整可以例如逐步地、逐渐地或伺服控制地进行。

16、根据该装置的实施例，可调流阻器为手动可控流阻器、电可控流阻器、气动可控流阻器之一。

17、根据该装置的实施例，流阻器是机械流阻器。

18、根据该装置的实施例，流阻器包括限定与该cpap发生器流体连接的流阻器通道的内径，并且其中，流阻器的内径小于该装置的与该流阻器通道流体连接的相邻部分的内径。根据该装置的实施例，流阻器通道的内径小于该装置的相对于沿朝向该出口的方向的流动位于该流阻器的上游的相邻部分的内径。由此，提供了对沿朝向出口的方向穿过装置的流动的阻力。流阻器可以例如是包括流阻器通道的连接器。然而，在本发明的构思内，也可以设置以下流阻器：该流阻器是包括流阻器通道的管，或者例如过滤器。

19、根据该装置的实施例，流阻器是机械、电或气动控制的流阻器。根据示例，流阻器包括阀。阀是麻醉机和呼吸机中常用的部件，但以前从未在用于ppv治疗和cpap治疗的可变流量cpap装置中用于提供对沿朝向出口的方向的流动的阻力，从而调整和优化呼气时间常数和强加呼吸功。

20、根据该装置的实施例，流阻器布置在出口处。这允许容易接近流阻器并且便于手动控制和更换流阻器。在一些实施例中，流阻器可移除地布置在出口处。在这样的实施例中，可以根据治疗的需要来提供和交换提供不同水平的流动阻力的流阻器。根据一些实施例，这种流阻器可以包括连接器，该连接器包括流阻器通道。通过设置若干连接器(每个连接器具有不同直径的流阻器通道，这些连接器可移除地布置在装置的出口处，并且其中，流阻器通道的直径小于cpap发生器的第三连接部分的内径)，可以根据需要通过交换布置在出口处的连接器来调整流阻器提供的流动阻力。这种连接器可以例如通过压配合或螺纹联接而布置在装置的出口处。然而，在本发明的构思内，还可想到用于将连接器布置在出口处的其他方式。

21、根据该装置的实施例，次级流动通道的第一端与患者接口端连接，并且流阻器布置在患者接口端与出口之间。在该实施例中，流阻器可以布置在cpap发生器的第二连接部分或第三连接部分处，或者布置在出口处。

22、根据该装置的实施例，次级流动通道的第一端与第三连接部分连接并且次级流动通道的第二端与患者接口端连接，并且流阻器布置在第三连接部分与出口之间。在该实施例中，将流阻器布置在第三连接部分与患者接口端之间是不期望的，因为流阻器因此会干扰次级流动通道，导致吸气时间常数增大，这在复苏和呼吸治疗中是不利的。

23、根据该装置的实施例，次级流动通道包括被布置为接收第二新鲜气体流的第二可变流量cpap发生器。在本发明的构思内，也可以设置若干(例如，第三和第四)可变流量cpap发生器，例如提供另外的次级流动通道。这里，总新鲜气体流和当新鲜气体流被提供给装置时产生的cpap水平可以通过接合或脱离可变流量cpap发生器或者通过将气体流引导至效率较低的cpap发生器来控制。根据实施例，每个可变流量cpap发生器与装置的新鲜气体流入口、患者接口端和出口连接，从而提供紧凑的装置。

24、根据该装置的实施例，次级流动通道为内部泄漏通道，其第一端与患者接口端和第三连接部分中的至少一个连接并且其第二端与新鲜气体流入口连接，并且其中，内部泄漏通道绕过cpap发生器的第一连接部分。这提供了紧凑的装置。

25、根据该装置的实施例，次级流动通道包括次级新鲜气体流管，该次级新鲜气体流管被布置为接收来自设置在装置外部的新鲜气体源的第二新鲜气体流。

26、根据本发明的第二方面，提出了一种用于ppv治疗和cpap治疗的系统，该系统包括根据前述权利要求中任一项所述的装置、新鲜气体流管、通过该新鲜气体流管与该新鲜气体流入口连接的新鲜气体源、以及被布置为在ppv模式下防止正压过大的压力释放阀。因此，该系统包括新鲜气体源和压力释放阀，该压力释放阀被设置为适于适合要治疗的患者的具体打开压力。根据该系统的实施例，该系统被布置为使得当装置的出口的开口端被堵塞时，来自可变流量cpap发生器的压力将增大，直到达到压力释放阀的打开压力，该压力增大引起吸气流，由此该系统中的压力将保持在所设置的ppv压力，直到堵塞从出口移除。当堵塞的出口打开时，压力将返回到所设置的cpap水平，由此压力降低引起呼气流。复苏系统呼气时间常数与呼气阻力相关。增大阻力将增大时间常数。患者的总呼气时间常数还取决于复苏系统以外的因素，比如患者气管内导管大小和肺顺应性。

27、根据该系统的实施例，该系统被布置为使得在自主呼吸期间，通过改变生成cpap的流，患者流和新鲜气体流通过将患者的气道内的正压保持稳定的可变流量cpap发生器离开系统，由此可以根据需要调整气道中的cpap。复苏系统强加呼吸功与呼气阻力相关。阻力增大会增大强加呼吸功。患者的总呼吸功是生理功(弹性功和阻力功)加上强加功(呼吸设备或复苏装置的阻力)。

28、根据该系统的实施例，压力释放阀与该装置的患者接口端和出口之一连接。这些是在系统中布置压力释放阀的两种替代方式，其中主要目的是将压力释放阀布置在关注压力能够以可靠的方式测量的位置。将压力释放阀布置为与装置的出口连接提供了紧凑的装置和系统。

29、根据该系统的实施例，该系统进一步包括压力测量装置。由此，可以容易监测系统的操作并对新鲜气体流进行期望调整。优选地，压力测量装置连接到装置的患者接口端附近。当然，主要目的是将压力测量装置布置在关注压力能够以可靠且准确的方式测量的位置。

30、如本文所披露的装置可以用于新生儿复苏和呼吸支持的ppv治疗和cpap治疗。

31、如本文所披露的系统可以用于新生儿复苏和呼吸支持的ppv治疗和cpap治疗。

32、根据本发明的第三方面，提出了一种针对ppv治疗和cpap治疗调整呼气时间常数和强加呼吸功的方法，该方法包括以下步骤：提供如本文所披露的系统；以及在该系统的使用期间，操作该系统的流阻器以提供对沿朝向出口的方向的流动的不同水平阻力，从而调整呼气时间常数和强加呼吸功。

33、第二方面和第三方面的效果和特征在很大程度上类似于以上结合第一方面描述的那些。关于第一方面提到的实施例在很大程度上与第二方面和第三方面相容。还应注意，除非另有明确说明，否则发明构思涉及所有可能的特征的组合。

34、根据以下给出的详细描述，本披露的进一步的适用范围将变得显而易见。然而，应理解，详细描述和具体示例虽然指示了本披露的优选实施例，但仅以说明性的方式给出，因为本领域普通技术人员根据该详细描述将清楚本披露的范围内的各种变化和修改。

35、因此，应当理解，本披露不限于所描述的装置的具体零部件或所描述方法的步骤，因为这种装置和方法可以改变。还应理解，本文所使用的术语仅是为了描述特定实施例的目的，并不旨在是限制性的。必须注意，除非上下文另有明确规定，否则如在本说明书和所附权利要求中所使用的那样，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在意指存在一个或多个要素。因此，例如，提及“单元”或“该单元”可以包括若干装置等。此外，词语“包括”、“包含”、“含有”以及类似措辞不排除其他要素或步骤。