一种离心湿化件及气道湿化装置

1.本发明涉及医疗器械设备技术领域，具体涉及一种离心湿化件及气道湿化装置。


背景技术：

2.医学中建立人工气道是抢救及治疗危重症病人的重要举措。其中，人工气道是将导管经上呼吸道置入气管或直接置入气管所建立的气体通道，包括气管插管和气管切开两种方式。人工气道的建立为呼吸道的有效引流和机械通气创造了条件，一定程度上提高了危重症患者的救治成功率。但与此同时，人工气道会造成呼吸道丧失了对吸入气体的湿化、过滤和加温功能，导致呼吸道分泌物水分丢失的增加，使分泌物黏稠不易排出，甚至堵塞气道，从而引起肺部感染、呼吸机相关性肺炎等各种并发症的发生，影响患者的预后。故此气道湿化的效果会直接影响人工气道管理的质量和患者的结局，故加强人工气道的湿化显得尤为重要。
3.目前用于人工气道湿化的湿化液包括有氯化钠溶液、灭菌注射水、碳酸氢钠溶液及联合用药等。另外，目前用于人工气道湿化的湿化方法主要包括气道滴注湿化法、雾化吸入湿化法以及蒸发雾化法。其中，气道滴注湿化法由于湿化液滴注时呈现水滴状，此形状湿化分布不均，对呼吸道黏膜有一定刺激性。雾化吸入湿化法分为文丘里雾化和超声雾化，其中，文丘里雾化在使用湿化液的量上不易把握，并且会出现雾化不均匀的现象，所以容易存在患者吸入不良的问题，而超声雾化存在湿化液在气道分布不均匀，导致湿化不充分、湿化液残留体积较多以及雾化量不易掌握的问题。蒸发雾化法只能用灭菌注射水作为湿化液，导致适用的湿化液范围小。
4.综上，现有的湿化方法配合湿化液在对人工气道进行湿化的过程中，存在有湿化不均匀、雾化不充分、不易把握湿化液的使用量以及适用湿化液种类的范围小的问题，具有局限性。


技术实现要素：

5.本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种离心湿化件及气道湿化装置。
6.本发明提供了一种离心湿化件，具有这样的特征，包括：第一通道，包括沿轴向依次连接的混合段、收敛段、过渡段以及雾化段，混合段的开口端为供气体进入的进气口，雾化段的开口端为供气体出去的出气口；以及第二通道，包括环形腔和多个离心流道，环形腔设置在混合段的周侧且具有供湿化液进入的进液口，多个离心流道沿周向分布在环形腔和混合段之间，每个离心流道的两端分别与环形腔和混合段连通；其中，混合段用于供气体与湿化液混合，收敛段通过横截面的面积变小对混合的气体与湿化液进行汇合，过渡段用于供汇合的气体与湿化液过渡到雾化段中，雾化段用于供受到气体剪切作用的湿化液发生雾化。
7.在本发明提供的离心湿化件中，还能够具有这样的特征：混合段呈圆柱状，混合段
与环形腔同轴设置。
8.在本发明提供的离心湿化件中，还能够具有这样的特征：多个离心流道沿周向均匀分布在环形腔和混合段之间。
9.在本发明提供的离心湿化件中，还能够具有这样的特征：每个离心流道沿混合段的横截面的切线方向设置。
10.在本发明提供的离心湿化件中，还能够具有这样的特征：收敛段呈圆锥台状，收敛段的大径端与混合段连接，过渡段呈圆柱状，过渡段的一端与收敛段的小径端连接，另一端与雾化段连接。
11.本发明提供了一种气道湿化装置，具有这样的特征：包括上述中任一项的离心湿化件。
12.在本发明提供气道湿化装置中，还能够具有这样的特征：出气口用于与人工气道连接。
13.在本发明提供的离心湿化件中，还能够具有这样的特征：出气口的尺寸小于人工气道的尺寸。
14.在本发明提供的气道湿化装置中，还能够具有这样的特征：还包括输气单元和输液单元，输气单元，用于向离心湿化件内输入气体，输气单元包括供气装置和通气软管，通气软管的一端与供气装置连接，另一端与进气口连通，输液单元，用于向离心湿化件内输入湿化液，输液单元包括供液装置和湿化液软管，湿化液软管的一端与供液装置连接，另一端与进液口连通。
15.在本发明提供的气道湿化装置中，还能够具有这样的特征：通气软管与湿化液软管上均设有加热机构。
16.发明的作用与效果
17.根据本发明所涉及的离心湿化件，因为湿化液能够通过第二通道中的环形腔和离心流道进入到第一通道中的混合段内，然后受到由混合段开口端进入气体的带动下经过收敛段和过渡段进入雾化段，此时湿化液受到气体剪切的作用下发生雾化，使得本发明离心湿化件能够针对不同的湿化液进行雾化，并使湿化液雾化的更为充分，从而扩大了本发明对湿化液的适用范围。
18.根据本发明所涉及的气道湿化装置，因为离心流道呈周向均匀的设置在环形腔与混合段之间以及离心流道沿混合段的切线方向设置，使得湿化液通过离心流道能够更加均匀地进入到混合段内，并且湿化液在气体的带动下旋转着从过渡段出来之后会以大角度锥形面进行扩散雾化，使得雾化后的湿化液能够覆盖整个人工气道的截面，从而达到了湿化均匀的目的。另外，输液单元能够根据需要向离心湿化件内输入所需湿化液的量，所以能够容易控制湿化液的使用量以及减少湿化液雾化后的残留体积。
附图说明
19.图1是本发明的实施例中气道湿化装置的结构示意图；
20.图2是本发明的实施例中气道湿化装置的局部剖视图；
21.图3是本发明的实施例中离心湿化件第一视角下的剖视图；
22.图4是本发明的实施例中离心湿化件第二视角下的剖视图。
23.10、离心湿化件；11、第一通道；111、混合段；1111、进气口；112、收敛段；113、过渡段；114、雾化段；1141、出气口；12、第二通道；121、环形腔；1211、进液口；122、离心流道；20、输气单元；21、通气软管；30、输液单元；31、供液装置；32、湿化液软管；40、加热机构；41、加热管；a、人工气管。
具体实施方式
24.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明作具体阐述。
25.实施例
26.图1本发明的实施例中气道湿化装置的结构示意图，图2是本发明的实施例中气道湿化装置的局部剖视图。
27.如图1和图2所示，本实施例提供了一种气道湿化装置，能够将输入气体湿化后输送到人工气道中，包括：离心湿化件10、输气单元20、输液单元30以及加热机构40。
28.图3是本发明的实施例中离心湿化件第一视角下的剖视图，图4是本发明的实施例中离心湿化件第二视角下的剖视图。
29.如图3和图4所示，离心湿化件10包括开设的第一通道11和第二通道12。
30.第一通道11包括沿轴向依次连接的混合段111、收敛段112、过渡段113以及雾化段114。第二通道12包括环形腔121和多个离心流道122。混合段111的开口端为供气体进入的进气口1111。雾化段114的开口端为供气体出去的出气口1141。环形腔121设置在混合段111的周侧且具有供湿化液进入的进液口1211。每个离心流道122的两端分别与环形腔121和混合段111连通。工作时，输气单元20能够通过进气口1111向第一通道11中的混合段111内输入气体。输液单元30能够通过进液口1211向第二通道12中的环形腔121内输入湿化液，然后环形腔121内的湿化液会在通过多个离心流道122进入到混合段111中，从而使湿化液与气体在混合段111内相互接触，接着气体带动湿化液依次经过收敛段112和过渡段113进入雾化段114中时湿化液雾化，最后气体带动雾化后的湿化液通过出气口1141进入人工气道中。
31.在本实施例中，混合段111呈圆柱状，混合段111与环形腔121同轴设置，多个离心流道122沿周向均匀分布在环形腔121和混合段111之间，使得环形腔121内的湿化液在由多个离心流道122流向混合段111内时，能够更为均匀的进入到混合段111中，从而能够使湿化液更为均匀的接触到气体，进而使气体对湿化液的带动效果更为均衡。
32.在本实施例中，每个离心流道122沿混合段111的横截面的切线方向设置。其中，离心流道122的轴线与环形腔121的轴线的倾斜角度优选为65
°
～80
°
，离心流道122的轴线与混合段111的横截面的切向角度优选为75
°
～90
°
，使得通过离心流道122进入混合段111中的湿化液能够具备一个角速度，然后具备角速度的湿化液均匀的进入混合段111后会在混合段111内气体的带动下沿着混合段111的内壁旋转着进行移动，从而使混合段111内的湿化液包围在气体的周侧，从而完成气体与湿化液的混合。
33.在本实施例中，收敛段112呈圆锥台状，收敛段112的大径端与混合段111连接。工作时，因为收敛段112的大径端与混合段111连接，使得沿着混合段111的内壁旋转着进行移动的湿化液会继续沿着收敛段112的内壁旋转着进行移动。又因为收敛段112呈圆锥台状，所以进入收敛段112内的湿化液与气体会随着收敛段112截面积的变小而逐渐汇合，从而使
湿化液能够更好的包围在气体的周侧。
34.在本实施例中，过渡段113呈圆柱状，过渡段113的一端与收敛段112的小径端连接，另一端与雾化段114连接。其中，过渡段113的尺寸为设计标准的尺寸。工作时，因为过渡段113的一端与收敛段112的小径端连接，所以过渡段113横截面的尺寸小于混合段111和收敛段112横截面的尺寸，从而过渡段113能够使气体与湿化液之间形成空气芯状态。又因为过渡段113的另一端与雾化段114连接，所以湿化液在气体的带动下会接着沿过渡段113的内壁向雾化段114移动。
35.在本实施例中，出气口1141能够与人工气道连接，出气口1141的尺寸小于人工气道的尺寸，雾化段114两端的端面尺寸均大于过渡段113另一端的端面尺寸。工作时，因为雾化段114两端的端面尺寸均大于过渡段113另一端的端面尺寸，所以湿化液与气体经过过渡段113进入雾化段114时，气体与湿化液会不再受到过渡段113内壁的影响，并由于过渡段113能够使气体与湿化液之间形成空气芯状态的原因，所以导致气体会由过渡段113喷射进入雾化段114内，然后气体会对包围在其周侧的湿化液进行剪切作用，从而使湿化液破碎雾化，形成小雾粒，实现了第一次雾化。其中，因为气体带动湿化液从过渡段113进入到雾化段114时，湿化液保持着旋转状态，所以湿化液在从过渡段113喷出时，能够以大角度锥形面进行扩散雾化，使得雾化后的湿化液能够覆盖整个人工气道的截面，从而达到湿化均匀的目的。又因为出气口1141能够与人工气道连接，出气口1141的尺寸小于人工气道的尺寸，所以气体会再次对一次雾化后的湿化液进行破碎，从而形成粒度更小的雾粒，实现第二次雾化。同时，因为雾化段114与人工气道之间的气压差和湿化液的流速梯度的原因，使湿化液在第二次雾化的过程中有闪蒸现象参与其中，从而增强了气体与湿化液二次雾化后混合的作用，进而通过两次雾化使湿化液的雾化更为充分。
36.如图1和图2所示，输气单元20包括供气装置和通气软管21。其中，供气装置能够为气泵或气瓶等能够向通气软管21内输入气体的装置。在本实施例中，供气装置优选为气泵，通气软管21的一端与供气装置的出气接口连接，另一端与进气口1111连接。工作时，供气装置能够通过通气软管21将气体输入到混合段111中，然后进入混合段111内的气体会再依次进入到收敛段112、过渡段113以及雾化段114中，最后气体得到湿化后进入到人工气道内。
37.输液单元30包括供液装置31和湿化液软管32。其中，供液装置31能够为注射泵以及能够进行定量或不定量供液的输液泵等能够向湿化液软管32内输入湿化液的装置。在本实施例中，供液装置31优选为注射泵，从而能够容易控制湿化液的使用量以及减少湿化液雾化后的残留体积，湿化液软管32的一端与供液装置31的出液口连接，另一端与进液口1211连接。工作时，供液装置31向湿化液软管32内输入湿化液，然后，湿化液软管32内的湿化液通过进液口1211进入到环形腔121中。接着，湿化液进入到环形腔121中后会通过离心流道122进入到混合段111中，从而与混合段111内的气体混合。紧接着，进入混合段111后的湿化液会在气体的带动下依次经过收敛段112和过渡段113。最后，气体带动湿化液在雾化段114实现湿化液第一次雾化，气体带动湿化液在雾化段114进入人工气道的过程中实现湿化液的二次雾化。
38.如图1和图2所示，通气软管21与湿化液软管32上设有加热机构40。在本实施例中，加热机构40包括加热器和加热管41，加热管41与加热器连接并缠绕在通气软管21和湿化液软管32上。工作时，因为加热器通过加热管41能够对通气软管21和湿化液软管32内的气体
和湿化液进行加热，从而使产出的湿化气体在适宜温度下达到适宜湿度，进而防止患者因吸入不合适的湿化空气而感到不适，使得提升了本发明的实用效果。
39.本发明气道湿化装置的将气体湿化的过程为，首先工作人员通过供气装置和供液装置31分别向通气软管21和湿化液软管32中输入气体和湿化液，然后气体通过进气口1111进入混合段111中，同时，湿化液通过进液口1211经过环形腔121和离心流道122后进入到混合段111中。其中，因为每个离心流道122沿混合段111的横截面的切线方向设置，所以使得通过离心流道122进入混合段111中的湿化液能够具备一个角速度。接着，具有角速度的湿化液会在气体的带动下沿着混合段111的内壁旋转着进行移动，使得混合段111内的湿化液包围在气体的周侧。紧接着，气体带动湿化液进入收敛段112时，收敛段112内的湿化液与气体会随着收敛段112截面积的变小而逐渐汇合，从而使湿化液能够更好的包围在气体的周侧。然后，汇合的气体与湿化液进入到过渡段113时，过渡段113能够使气体与湿化液之间形成空气芯状态。然后，气体带动湿化液进入雾化段114时，气体会对包围在其周侧的湿化液进行剪切作用，从而使湿化液破碎雾化，形成小雾粒，实现了第一次雾化。其中，因为气体带动湿化液从过渡段113进入到雾化段114时，湿化液保持着旋转状态，所以湿化液在从过渡段113喷出时，能够以大角度锥形面进行扩散雾化，使得雾化后的湿化液能够覆盖整个人工气道的截面。最后，当气体与第一次雾化后的湿化液由雾化段114进入人工气道时，气体会再次对一次雾化后的湿化液进行破碎，从而形成粒度更小的雾粒，实现第二次雾化。另外，因为雾化段114与人工气道之间的气压差和湿化液的流速梯度，使湿化液在第二次雾化的过程中有闪蒸现象参与其中，从而增强了气体与湿化液二次雾化后混合的作用。
40.实施例的作用与效果
41.根据本实施例所涉及的离心湿化件及气道湿化装置，因为湿化液能够通过第二通道中的环形腔和离心流道进入到第一通道中的混合段内，然后受到由混合段开口端进入气体的带动下经过收敛段和过渡段进入雾化段，此时湿化液受到气体剪切的作用下发生雾化，使得本发明离心湿化件能够针对不同的湿化液进行雾化，并使湿化液雾化的更为充分，从而扩大了本发明对湿化液的适用范围。又因为离心流道呈周向均匀的设置在环形腔与混合段之间以及离心流道沿混合段的切线方向设置，使得湿化液通过离心流道能够更加均匀地进入到混合段内，并且湿化液在气体的带动下旋转着从过渡段出来之后会以大角度锥形面进行扩散雾化，使雾化后的湿化液能够覆盖整个人工气道的截面，从而达到了湿化均匀的目的。
42.根据本实施例所涉及的离心湿化件，因为混合段呈圆柱状，混合段与环形腔同轴设置，多个离心流道沿周向均匀设置在环形腔和混合段之间，使得环形腔内的湿化液在由多个离心流道流向混合段内时，能够更为均匀的进入到混合段中，从而能够使湿化液更为均匀的接触到气体，进而使气体对湿化液的带动效果更为均衡。
43.根据本实施例所涉及的离心湿化件，因为每个离心流道的轴线倾斜于环形腔的轴线，并且每个离心流道沿混合段的横截面的切线方向设置，所以使得通过离心流道进入混合段中的湿化液能够具备一个角速度，然后具备角速度的湿化液均匀的进入混合段后会在混合段内气体的带动下沿着混合段的内壁旋转着进行移动，从而使混合段内的湿化液包围在气体的周侧，从而完成气体与湿化液的混合。
44.根据本实施例所涉及的离心湿化件，因为收敛段呈圆锥台状，所以进入收敛段内
的湿化液与气体会随着收敛段截面积的变小而逐渐汇合，从而使湿化液能够更好的包围在气体的周侧。
45.根据本实施例所涉及的离心湿化件，因为过渡段横截面的尺寸小于混合段和收敛段横截面的尺寸，从而过渡段能够使气体与湿化液之间形成空气芯状态。
46.根据本实施例所涉及的离心湿化件，因为雾化段两端的端面尺寸均大于过渡段另一端的端面尺寸，所以湿化液与气体经过过渡段进入雾化段时，气体与湿化液会不再受到过渡段内壁的影响，所以导致气体会由过渡段喷射进入雾化段内，然后气体会对包围在其周侧的湿化液进行剪切作用，从而使湿化液破碎雾化，形成小雾粒，实现了第一次雾化。
47.根据本实施例所涉及的离心湿化件，因为出气口的尺寸小于人工气道的尺寸，所以气体会再次对一次雾化后的湿化液进行破碎，从而形成粒度更小的雾粒，实现第二次雾化。
48.根据本实施例所涉及的离心湿化件，因为雾化段与人工气道之间的气压差和湿化液的流速梯度的原因，使湿化液在第二次雾化的过程中有闪蒸现象参与其中，从而增强了气体与湿化液二次雾化后混合的作用，进而通过两次雾化使湿化液的雾化更为充分。
49.根据本实施例所涉及的气道湿化装置，因为供液装置为注射泵，从而能够容易控制湿化液的使用量以及减少湿化液雾化后的残留体积。
50.根据本实施例所涉及的气道湿化装置，因为加热机构能够对通气软管和湿化液软管内的气体和湿化液进行加热，从而使产出的湿化气体在适宜温度下达到适宜湿度，进而防止患者因吸入不合适的湿化空气而感到不适，使得提升了本发明的实用效果。
51.上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。