專利名稱：用于呼吸裝置的閥門的制作方法
用于呼吸裝置的閥門 本發(fā)明涉及用于呼吸裝置的閥門，更具體地講，涉及特別適合于
用作麻醉呼吸裝置的一部分的瓣閥(flap-valve),麻醉呼吸裝置用于為 以下目的而給患者供氣人工呼吸、支持呼吸、麻醉目的或這些目的 的組合。
閥門通常在麻醉呼吸裝置中用于執(zhí)行控制通氣或支持通氣。典型 地，通過將一定量的新鮮的呼吸氣引到患者的肺部，并將一定量呼出 的"用過的"氣體引到出口，閥門設計成確保將呼吸氣提供給患者， 以維持正常的通氣。當采用麻醉氣時，為了患者的安全以及不應當暴 露于麻醉氣的人員的安全，閥門在任何情況下都安全地運行是至關重 要的。在自主呼吸與控制通氣之間有過渡階段。用袋狀物來輔助呼吸。 在典型的麻醉呼吸裝置中，閥門完全地或部分地將患者呼出的氣體與 患者待吸入的氣體隔開。從美國專利No. 4 453 543中可了解到一種麻 醉呼吸裝置，該裝置結合了具有多個孔的相對較大的控制閥，以及用 于使部分呼出的氣體或多余氣體能夠回流到袋狀物中的輔助閥?？刂?閥包括往復移動的柱塞，該柱塞可在兩個對置定位的閥座之間移動， 用于將待吸入的氣體與患者呼出的氣體隔開。
另 一種閥門稱作Laerdal閥，該閥門采用了在閥門殼體內可移動 的單獨的帶槽膜片，用于將患者呼出的氣體與待提供由患者吸入的氣 體隔開。通過對給患者的氣體要求相對較高的壓力以穿過閥門， Laerdal閥適合于復蘇。
吸供氣。AMBU閥門采用一個或兩個由橡膠或類似材料制成的閥瓣， 并需要頻繁地檢查及更換閥瓣，以保證安全運行。
從以下專利中可了解到用于呼吸裝置的其它閥門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。
另一種閥門稱作Berner閥。Berner閥設計成用于容量控制通氣以 及壓力控制通氣，并具有允許將患者排出的氣體從手術室環(huán)境中導離 的出口。 Berner閥采用了允許在兩個閥座之間移動的彈簧加載盤 (spring loaded disc),并設置有第二加載彈簧，用于在患者的容量控制 通氣與壓力控制通氣之間選擇一種運行模式。Berner閥需要相當復雜 的程序來對其進行校準，并且包括若干機械構件，為了該閥門的正確 運行，這些機械構件需要恰當的維護以及細致的組裝。
當用于壓力控制通氣時，閥門設置成使輸送給患者的氣體中的壓 力只能達到預設的壓力等級，而通常不考慮經由系統(tǒng)輸送的氣體體 積。處于超出預設壓力等級的壓力下的氣體被允許從呼吸裝置中逸 出。通過將預設的壓力等級設定在等于或低于被視為安全的壓力等 級，在輔助通氣的過程中以壓力控制通氣模式運行的優(yōu)點是，顯然患 者的呼吸器官可免于承受可能造成傷害或損傷的壓力。而以壓力控制 通氣模式運行的不利之處在于，操作員必須時刻仔細地觀察患者胸部 的運動，以保證呼吸氣確實流入患者體內，而不是由于達到了預設的 壓力等級(例如由于呼吸通道堵塞而造成)而逸出。
在容量控制通氣中，閥門設置成允許將操作員的操作所提供的任 意的容量輸送給患者，而通常不考慮壓力。在輔助通氣的過程中以容 量控制通氣模式運行的優(yōu)點是，操作員能夠完全控制輸送給患者的呼 吸氣的容量。而以容量控制通氣模式運行的不利之處在于，操作員必 須時刻仔細地觀察輸送給患者的呼吸氣的壓力，使得患者的呼吸器官 不會遭受可能造成傷害或損傷的壓力。過高的壓力可通過釆用附加的 泄壓閥(有時稱作"出氣口(popoff)"閥)而避免。然而，采用附加的泄 壓閥會抵消容量控制通氣的優(yōu)勢。
Berner閥設置有用于手動選擇閥門運行模式的機構。因此，在采
用Bemer閥的系統(tǒng)中，當操作員遇到被供應呼吸氣的患者的狀況發(fā)生 變化時，諸如患者從輔助呼吸返回到正常呼吸(后一種狀況常稱為自主 呼吸)的過渡，操作員必須手動地操作閥門控制機構，以將運行模式乂人 輔助呼吸模式改變到自主呼吸模式。舉例來說，在輔助通氣期間處于 "容量控制通氣，，的模式，也就是當患者不能維持正常呼吸時，操作 員必須持續(xù)地了解袋狀物的充入程度，因為如果袋狀物完全充滿，則 閥門可進入危險的"死鎖"狀態(tài)。典型地，脫離這種危險的"死鎖，， 狀態(tài)的唯一方式是切斷患者系統(tǒng)的氣體導管，或者操縱控制機構使閥 門進入自主呼吸模式。需要手動地改變閥門的操作模式，以及進入潛 在緊急狀態(tài)的永遠存在的危險性都要求技藝精湛、專注周到并且警覺 的操作員在場。因此，由于依賴于人的因素，所以可將其視為需要減 少的危險因素，優(yōu)選地需要從手術室的環(huán)境中消除。
已知的閥門解決方案所遇到的另 一個問題是在不同的情況下容 易發(fā)生阻塞、粘結或鎖定。阻塞、粘結或鎖定部分地是由于已知閥門 的復雜布置，這些閥門通常包括多個運動零件，采用嚴格的機械公差 和/或模式控制布置。迄今為止，現有技術的閥門避免阻塞、粘結或鎖 定要求頻繁的檢查和預防性的維護搡作，這又增加了磨損，并進一步 增加了在關鍵時刻發(fā)生故障的危險性。
本發(fā)明解決的另 一個問題是現有技術的閥門易于限制或者甚至 阻塞氣體的正常流動，原因是在患者的呼氣發(fā)生猝然變化的情況下過 渡到了不希望有的鎖止狀態(tài)。發(fā)生這種猝然變化的情況的典型示例是 當經由閥門將呼吸氣供給患者時，由經常發(fā)生的患者咳嗽的情形所引 起的流量或壓力的快速增加。某些類型的閥門不能正確地處理壓力或 流量的快速變化可完全或部分地歸因于其基本設計。然而，某些設計 只有經過細致的調節(jié)之后才能夠處理這種情況，而這通常需要4吏用正 確校準的測試裝置。
因此，需要一種在各種運行條件下安全運行的閥門。還需要一種 閥門，這種閥門不需要為了保證在各種運行條件下的安全運行而要求
例行的調節(jié)以及后續(xù)的例行運行驗證。
本發(fā)明提供了 一種閥門，它解決了現有技術閥門的以上問題及已 知的其它問題。
本發(fā)明提供了用于呼吸裝置的閥門，該閥門包括在所附的專利權 項1中所列舉的特征。
本發(fā)明的閥門的其它有利特征在所附的從屬專利權項2-10中陳述。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的第 一方面，呼吸閥包括帶有腔室的閥 門殼體，該腔室具有布置在所述腔室的相應的進口側和呼吸側上的進 口開口和呼吸開口，其中該腔室由弧形的或傾斜的內壁段限制，該內
壁段從所述腔室的下部延伸到所述腔室的上部，并終止于所述腔室的 所述上部且位于呼吸開口的下方，而且呼吸閥還包括出口開口，所述 出口開口具有出口開口寬度并布置在所述內壁段中，以及延長的并且
處于所述殼體深度方向上的柔軟的或可移動的閥瓣，閥瓣為板形元件 的形式，該板形元件具有連接到所述腔室的所述下部的下部，位于出 口開口的下方，在出口開口處的該板形元件足夠寬以蓋住該出口開
口，并終止于該內腔室的上部中，該板形元件適于定位成在閑置位置 離所述內壁段有 一定距離，而在工作位置則靠近所述內壁段的 一部 分，以在工作位置大體上蓋住并封閉出口開口，并在呼吸開口與進口 開口之間形成通3各。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的另 一方面，相對于對置定位的閥瓣而 言，所述進口開口和所述呼吸開口布置在所述殼體的相應的進口側和 呼P及側上。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的又一方面，板形元件適于具有彈性， 或者設置有復位彈簧裝置，用于使板形元件定位于閑置位置上。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的又一方面，閥門殼體包括頂壁或側 壁，頂壁或側壁具有構成突出物的部分，該突出物伸入所述內部空間
的上部，而對板形元件的運動并不形成阻礙，并且該突出物沿著所述 殼體的深度方向從靠近進口側壁的位置延伸到離開進口側壁 一 段距
離的位置，所述延伸大致對應于所述進口側壁與所述內壁^:在所述月空
室的上部中的所述終止點之間的距離。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的又一方面，該呼吸閥包括布置在進口 開口處的至少一個進口導管，布置在呼吸開口處的呼吸導管，以及布 置在出口開口處的出口導管。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的又一方面，該呼吸閥包括布置成與出
口開口連通的PEEP閥。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的又一方面，所述出口開口布置在所述 內壁段的中部或下部。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的又一方面，閥門殼體的至少一部分是 由透明材料制成，以允許目視觀察閥瓣。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的又一方面，閥瓣設置有標記裝置，以 允許對閥瓣進行良好的目視觀察，或設置有用于檢測閥瓣位置的裝置。
根據基于本發(fā)明的呼吸閥的又一方面，用于允許進行良好的目視 觀察效果的裝置是提供與閥門殼體的顏色形成對比的著色 (coloration),并且閥門殼體的一部分是由透明材料制成。
基于本發(fā)明的閥門提供了許多優(yōu)于現有技術閥門的優(yōu)點。
具體地講，由于本發(fā)明的閥門通常由輔助通氣模式中袋狀物的操 作所產生的氣流來操作，和/或由自主呼吸模式中患者的肺功能來操 作，所以可提供幾方面有利的特點。
一種此類特點是消除了現有技術閥門已知的通氣模式選擇器裝 置的優(yōu)點，為了現有技術的閥門正確地運行和/或在所需的通氣^f莫式下 運行，在一些設計中需要手動操作。消除該通氣模式選擇器構件可有 利于降低操作員的壓力，并且可以減輕由于才莫式選擇器的不當操作可 能對患者或者對操作員造成的危險。
另一種此類特點是減少了麻醉氣泄漏的危險，這種麻醉氣泄漏會 影響位于閥門使用環(huán)境中的人員。如前文所指出，如果閥門在本應視 為正常操作條件的情況下進入阻塞、粘結或鎖定的狀態(tài)，此時旁通閥 或釋放閥啟動，或者在最壞的情況下，為了使閥門返回正常操作狀態(tài) 而必須將氣體導管與閥門切斷，某些現有技術的閥門的確呈現出可能 造成這種危險的工作特性。通過將本發(fā)明的閥門的原理實施為正確設 計的閥門，實現了基于本發(fā)明的閥門，該閥門在正常的操作條件下不 會進入鎖定狀態(tài)。應當理解，正常操作條件包括流量或壓力的快速變 化，以及流量與壓力同時發(fā)生的快速變化，諸如患者吹氣或咳，軟時， 或者是突然操作袋狀物時的變化。
還有又一種特點涉及基于本發(fā)明的閥門結構上的簡潔性。較少數 目的單獨零件便于以高竟爭性的價格進行簡單的制造。通過^f吏零件的 數目保持到最低程度，保證了長期的安全操作，而不需要大量的維護、 調節(jié)及校準。
根據又一種特點，本發(fā)明的閥門使其可由所選擇的材料制造，這 些材料使閥門仍然以較低的成本具有很長的保存期。這與許多現有技 術的閥門形成對比，這些現有技術的閥門需要由例如類似于橡膠的材 料制成的柔性元件，而類似于橡膠的材料典型地會具有有限的保存期 和使用壽命，或者成本昂貴，或者這些閥門采用與閥桿或導桿一起的 可移動的元件，而這需要對閥門的運動零件與靜止零件之間適當潤滑 的界面進行維護。
在優(yōu)選實施例中，涉及簡潔構造、使用低成本的材料并具有較長 保存期的上述特點應用于具有高度吸引力的 一次性閥門的制造中。呈 現本發(fā)明的閥門的有利特性的一次性閥門可免除反復清洗和消毒的 需要，而不造成預算負擔。通過消除拆卸及重新組裝操作的需要，該 一次性閥門可保證患者的安全。通過消除這些操作，可消除在關鍵時 刻增加的設備發(fā)生故障的危險性(已知與維護操作有關)，或者可至少 顯著地降低這些危險。
無論其作為一次性的閥門還是作為可重復使用的閥門，基于本發(fā) 明的閥門均可作為無菌單元提供。
本發(fā)明的閥門的設計使其適于由透明材料制造，這使其具有允許 操作員能夠時刻觀察閥門的可移動部分的運行的優(yōu)點。因此，無論閥 門處于制造階段、儲存階段、清洗及消毒過程中，還是在其預期的^f吏 用過程中，可完全不必借助于任何拆卸操作即可確認其狀態(tài)和狀況。
以下本發(fā)明將通過示例并通過參照附圖進行說明，在附圖中

圖1A和1B是基于本發(fā)明的閥門的透一見圖， 圖2A, 2B, 2C和2D是基于本發(fā)明的閥門的示范性實施例的
截面圖，其顯示了工作原理，
圖3A,3B,3C和3D是本發(fā)明示范性實施例的截面圖，進一
步說明其工作原理，
圖3E是提供本發(fā)明的實施例細節(jié)的截面圖，
圖4A和4B分別是基于本發(fā)明的閥門的另一個實施例的透
視圖和截面圖，
圖5是基于本發(fā)明的示范性閥門的另 一個實施例的截面圖， 圖6A, 6B和6C是基于本發(fā)明的示范性閥門的另 一個實施例 的截面圖，用于說明其結構和工作原理，以及
圖7是包括基于本發(fā)明的閥門的麻醉裝置的示范性實施例的
截面圖。
應當注意，在用于通過示例而說明本發(fā)明的閥門的附圖中，附圖 并非意圖按具體的比例顯示閥門。因此，在保持提供本發(fā)明性的閥門 的有利特性的特征的同時，本發(fā)明的閥門的各種特征可有所變化?？?提及的這種變化的非限制性的實例是閥瓣30的長度，殼體10的高度、 深度和寬度，內表面17朝向進口開口 21的延伸，進口開口 21相對 于殼體IO的上部或下部的位置，出口開口 23在傾斜的或弧形內壁,殳 18,19中的位置，閥瓣30的下部31與殼體10的連接位置等等。
首先參照圖1A?；诒景l(fā)明的示范性的閥門100典型地包括閥
門殼體IO,該殼體10具有下段13，可移動的閥瓣30在該下段13中 連接到殼體10上。圖1A的透視圖顯示殼體10的內部形狀，其中遠 離下部13的閥瓣30的上部可允許在基本上平坦的前壁11與彎曲的 或傾斜的后壁14之間移動。殼體的上部15凹進殼體IO的內部區(qū)域， -使得當閥瓣30背離前壁11而朝向彎曲的后壁14移動時，在閥瓣30 上部的自由行程的相當大的一部分范圍內殼體的所述凹進的上部15 緊靠閥瓣30的上邊緣定位。這樣，當閥瓣30處于閑置位置(靠近前壁 11定位)時，可部分地允許經由閥門進行流體連通，當閥瓣30定位成 其上邊緣靠近殼體的凹進的上部15時，閥門基本上阻塞，而當閥瓣 30靠近后壁14定位時，閥門從進口開口 21到供應開口 22完全打開。 下面將提供關于運行方面更詳細的描述。
參照圖1B，其顯示閥門設置有進口開口 21、患者側的開口 22及 出口開口 23。閥瓣30的橫向尺寸設置成使得側邊緣33，34分別保持 緊靠側壁12a, 12b的內表面，使得氣體不能夠從側邊緣33,34與相應 的側壁12a, 12b的內部之間穿過。由于側邊緣33,34、部分地由于上邊 緣32的一部分及閥瓣30下部31位于殼體10的內部，所以這些細節(jié) 在圖1B中用虛線繪出。如上所述，閥瓣30下部位于下邊緣31的區(qū) 域內，該下邊緣31在殼體IO下部13的范圍內附連到殼體IO上?；?者側的開口 22和出口 23也用虛線繪出，以顯示它們分別^L置在上部 的后壁部分16與下部的后壁部分14中，而這兩部分在圖1A和1B中 顯示閥門IOO的透視圖的角度不可見。
由于圖1A和1B提供的圖示描繪成反映殼體10的內部空間的形 狀，所以可以設想關于閥門殼體10的輪廓的幾種變型。同樣還可以 想出殼體IO的內部的其它形狀，并且一些變型將在下面進行描述。
現在參照圖2A, 2B， 2C和2D來說明基于本發(fā)明的閥門的運^f亍。
首先參照圖2A,岡門顯示在截面圖中，且處于閑置位置。在本
發(fā)明的優(yōu)選實施例中，采取措施使閥瓣30(在圖2A的圖示中利用虛線 方便地繪出，使其能夠與殼體IO的部分區(qū)分開)保持靠近前壁11的內 表面20定位，并且全部或部分地蓋住設置在前壁11中的進口開口 21。 在該圖中，標識出了凹進部分或向內凸出的部分15的內表面17，以 及后壁前部14的彎曲的內表面18,19。進口開口 21被閥瓣30的上部 所遮蓋的程度由進口開口 21的尺寸和形狀，以及其在前壁11中的位 置和閥瓣30的長度確定。當氣體供給進口開口 21時(氣體所具有的壓 力或供給的流率分別不同于在患者側的開口 22處的壓力或流率)，氣 體壓力或氣流給柔性閥瓣30施加力，使閥瓣30產生背離進口開口 21 的運動。取決于殼體10內部的上部的前內側段24的形狀，可容納一 定程度的旁通流，用于控制輸入氣流或氣體壓力，該輸入氣流或氣體 壓力是使閥瓣背離進口開口 、并朝向殼體上部的凹進部分或向內凸出 的部分15的內表面17的前邊緣彎曲所需的。只要有足夠的流量和壓 力使閥瓣30的上部如圖2B中所示朝向殼體上部的凹進部分或向內凸 出的部分15的內表面17的前邊緣移動，則閥瓣30的上邊》彖32將緊 靠內表面17定位，以封閉由上邊緣32與內表面24之間的空間所提 供的旁路。優(yōu)選地，當閥瓣30的上邊緣32從其閑置位置開始背離前 壁11的內表面20，并朝向靠近后壁14的內表面18，19的工作位置移 動時，內表面17大體上描述了閥瓣30的上邊緣32所遵循的路徑。 因此，內表面17應當適當地彎曲，以在閥瓣經過內表面17時(即當上 邊緣32靠近內表面17定位時)阻止氣體經過上邊緣32以及在殼體的 進口側與呼吸側之間產生泄漏。在備選實施例中，如果希望得到不同 的閥門操作特性，內表面17可設置成不同的形狀，諸如舉例來說， 當閥瓣定位成其上邊緣32靠近內表面17時，允許氣體在殼體的進口 側與呼吸側之間連通。諸如通過連續(xù)地操作連接到進口開口上的袋狀 物，隨著連續(xù)地給進口開口 21'施加氣流或氣體壓力，將迫^f吏閥瓣30 如圖2C所示進一步背離前壁11的內表面20,并因此移動得更靠近后 壁14的內表面19，18。在上邊緣32到達內表面17的后邊緣之前，閥
瓣30的下部將定位成使其大體上蓋住出口開口 23,由此阻止供給進
口開口的氣體經由出口開口 23流出。
參照圖2D,其顯示通過經由進口開口 21的足夠的氣體供應，閥 瓣30移動成使得上邊緣32定位在殼體10上部的內表面17的后邊緣 之外，使得經由進口開口 21供應的氣體被允許穿過閥門以經由患者 側的開口 22流出。典型地，在麻醉呼吸裝置中，袋狀物連接到進口 開口上，用于輔助不能自主呼吸的患者。
使閥瓣從圖2A中所示的閑置位置移動經過顯示在圖2B和2C的 中間位置，并到達顯示在圖2D中的工作位置所需的經由進口開口的 氣流或氣體壓力可通過調整閥瓣32的制造材料、長度、厚度、寬度 及在殼體IO上的固定位置或上述屬性的任意組合來控制。
應當注意到，盡管本文通過優(yōu)選的實施例來對本發(fā)明的閥門進4亍 了說明，當閥瓣處于工作位置時，閥瓣本身用作封閉出口開口的;t幾構， 但是，封閉部件可由封閉閥門的機構(圖中未示出)來提供，該封閉閥 門的機構與出口開口一起定位，并制作成與閥瓣可操作地協(xié)同，或由 閥瓣對其作用，以便當閥瓣變成定位于工作位置時，封閉閥門殼體的 內部與出口開口之間的連通。
應當注意到，關于弧形或傾斜內壁段18,19的設計細節(jié)，以及閥 瓣的形狀和尺寸與殼體10上部的內部形狀和尺寸，被選擇成使得在 進入呼吸開口的氣流摔然增加的情況下(諸如由于與呼吸開口相連的 患者咳嗽的原因)，閥瓣不會保持受迫或"鎖定"在內壁段出口開口所 在的部分上。尤其是已經發(fā)現通過將內壁段18,19的弧形部分(即在殼 體底部與出口開口上方的位置之間延伸的部分)制作成帶有大半徑的 曲率，而上方的其余部分制作成帶有較小半徑的曲率，可消除鎖定。 作為如圖中所顯示的從大半徑的曲率到內壁段18,19上部其余部分4交 小半徑的曲率的平滑過渡的備選，可在上段18中，在帶有大半徑的 曲率的下部與可沿著背離相對的內壁20的方向成弧形或傾斜的上部 之間引入彎曲部分。因此，如果從呼吸開口處發(fā)生流量或壓力猝然增 加，則閥瓣可在其遇到彎曲"過渡，，位置上產生力矩。在閥瓣及其周 圍的部件正確設計的情況下，由此產生的力矩會將閥瓣的下部/人出口 開口上提起，以允許氣體流到出口開口，以便經由出口開口為突然的 壓力增加提供釋放。
相應地，通過正確地設計閥瓣進入殼體上部的延伸部分，以及上
部內壁段17的尺寸和位置，將恰當地驅動閥瓣背離內壁段18,19,以 在呼吸開口和出口開口之間產生通道，在劇烈并幹然增加的氣體壓力 或氣流進入呼吸開口的情況下也同樣如此。
進口開口可位于殼體的進口側，而不同于在附圖中所提供的說明 性的實例中所顯示的情形。舉例來說，進口開口可位于進口側壁11 中更靠下的位置，并仍然提供基于本發(fā)明的閥門。不同于圖中所示的 位置可能是有利的，諸如有利于沿著兩個方向中的任一方向控制閥瓣 的運動，或者有利于控制從殼體進入進口開口的氣體的"回流"，這 有利于袋狀物的充注。
設置成允許氣體從殼體"回流"到進口開口的通道可通過不同于 附圖中所示的通道(通過使閥瓣的上部終止于進口開口上邊緣的下方 而獲得間隙)的其它的方式布置。設想了幾種備選的實施例，諸如在閥 瓣的側邊而不是在頂部提供類似的間隙或開口 ，或者通過在進口側的 開口上在殼體內部與進口開口之間提供單獨的通路，或者在患者側的 開口區(qū)域與進口開口之間提供單獨的通路。
現在，參照圖3A， 3B, 3C和3D，其用于說明當使閥門的運行才莫 式從氣體供給患者的模式變化到允許患者呼出的氣體從患者側的開 口 22流到出口開口 23的模式時閥門的操作，優(yōu)選地還提供受控的氣 體旁路，以提供一定量的氣體來經由進口開口 21流出，以達到充注 與進口開口 21相連的袋狀物的目的。
假設閥門處于圖2D中所示的運行位置，給患者側的開口 22提供 氣體供應。取決于閥瓣30的特性，要操作閥門可能僅要求提供給患 者側的開口輕微的氣體壓力或氣流，或者，只要閥瓣30具有彈性或
設置有使閥瓣返回閑置位置的一些機構，則閥門可不需要經由患者側 的開口 22提供任何的氣體供應，以使閥瓣返回閑置位置。然而，出 于說明本發(fā)明的目的，現假定閥瓣的彈性特性設置成不會使閥瓣立即
返回閑置位置，但是提供有足夠的彈性使閥瓣稍微背離后壁14的內 表面18上部移動，使得其可受到經由患者側的開口輸入的氣流的沖 擊，以驅使閥瓣背離內表面18的上部并朝向殼體10的上部15的內 表面n的前邊緣移動。通過經由患者側的開口 22^T入而提供的氣流 或氣體壓力，迫使閥瓣30背離后壁14，并且在某一位置上閥瓣30的 下部充分地移開，以允許氣體從患者側的開口流動到出口開口 23。通 過連續(xù)地經由進口開口 22提供氣體，諸如通過與患者側的開口 22相 連的患者的肺部所提供的呼氣，如圖3C中所示將連續(xù)地迫使閥瓣30 背離后壁14的內表面18,19，并朝向前壁11的內表面20移動。閥瓣 30背離內表面18,19的移動可在患者側的開口 22與出口開口 23之間 形成通道，并且最終如圖3D中所示，通道所具有的尺寸可使氣體基 本上自由地從患者側的開口流到出口開口。最終，如圖3D中所示， 閥瓣30將移回到閑置位置，由此患者全部的呼氣被允許通過出口開 口 23,并且取決于殼體10的上部的內部24的形狀、在前壁11中的 進口開口 21的尺寸、形狀和位置以及其與閥瓣的上邊緣32之間的關 系，可提供特定的旁通流，用于重新充 主與進口開口 21相連的袋狀 物。
在本發(fā)明的閥門的備選且有利的實施例中，壁截面18，19呈現出 特殊的特征，通常由圖3E的放大的截面圖中的實例表示。圖3E中的 圖示限于表示殼體的患者側的壁14的截面、側壁12a和12b的部分的 截面，并包括虛線，以顯示出口開口實際上位于截面截取位置下方的 位置。截面沿著圖3D中顯示的A-A線截取。通路70(諸如壁截面18,19 中的通道或槽70)設置成允許氣體從患者側開口區(qū)域連通到殼體內部 中在閥瓣的患者側位于患者側開口下方的部分。為了對稱，可如圖3E 中所示提供兩條通路。于是，當從吸氣變?yōu)楹魵鈺r，不僅是靠近患者
側的開口的閥瓣部分受到從患者側的開口進入到閥門中的氣體的作 用，而且由通路提供的氣體也會作用到閥瓣的其它部分(通路或通道中 的氣體在該部分與閥瓣開始接觸)上，以進一步促-使閥瓣背離壁截面
18,19移動。
已經說明了基于本發(fā)明的閥門的運行，以及閥門從吸入到呼出循 環(huán)中的運行(在袋狀物與進口開口相連，以及患者的肺部與患者側的開 口相連而使用的情況下)，下面將介紹本發(fā)明的閥門另外有利的實施 例。
現在參照圖4A和4B,它們顯示在圖4A的透^見圖和圖4B的截 面圖中，其中，與前面的附圖相同，閥瓣用虛線表示，閥門裝配有適
置，利用進口側的適配器41連接到袋狀物上，利用患者側的適配器 42連接到與患者的口承或口罩相連的導管上，并且適配器43用于連 接到用于將氣體從裝置輸送走的出口導管上。
現在參照圖5，其顯示基于本發(fā)明的閥門的另一個示范性的實施 例。在圖5中所顯示的實施例中，殼體的上部具有不同于前面的附圖 中所顯示的形狀，其中內表面17—直延伸到進口開口，并且內表面 17的形狀適于緊隨由閥瓣的上邊緣從其閑置位置移動到完全的^!乘作 位置時所遵循的軌道路徑。顯示在圖5中的實施例還設置有氣體溢流 止回閥(surplus check valve)60,使得閥門內潛在的高壓可得到釋放， 以避免與岡門的患者側的開口相連的患者的肺部超壓。本發(fā)明的閥門 可采用幾種備選的溢流止回閥。顯示在圖5中的溢流閥60的實例包 括閥座61、閥門密封盤62和偏壓彈簧63,以及張緊裝置(tensioning arrangement)64。密封盤62由偏壓彈簧63壓靠在閥座61上，其中偏 壓彈簧的力由張緊裝置64進行控制。如果由殼體10中的內壓施加給 密封盤62的力超出由殼體外的氣體壓力所施加的力與偏壓彈簧所施 加的力的總和，則密封盤將被背離閥座提起，并允許氣體從殼體10 中經由溢流閥(surplus valve)流出。啟動溢流閥的壓力可通過操作張緊
裝置進行設定，而張緊裝置同樣也控制偏壓彈簧的張緊，并由此將力 施加給密封盤以使密封盤固定在閥座上。
顯示在圖5中的實施例還包括PEEP(呼氣末正壓)閥50，以保證 能夠維持最低的呼吸氣壓。為了提供進入與進口開口相連的袋狀物中 的呼吸氣流，由此保證袋狀物充入呼吸氣，包含PEEP閥50尤其是所 希望的。顯示在圖5中的PEEP閥50包括殼體51、閥座52和閥瓣53, 其中閥瓣53用虛線表示，以顯示閥瓣53具有柔性或者可移動，以在 以下情況下使閥瓣53能夠保持在閥座52上，即當閥瓣53處于閑置 位置時，或者當試圖建立經由出口開口 23輸入的氣體的回流時，以 及允許經由出口開口 23流出的氣流基本上自由地流動或在PEEP閥i殳 定的阻力或壓力下流動時。當應用導管將氣體輸送離開出口開口 23 時，尤其希望包含有PEEP閥50，使得自主呼吸的患者不會重新吸入 先前經由閥門100呼出的氣體，并使得能夠在患者系統(tǒng)中建立并維持 適當的正壓。圖5的實施例顯示在殼體的最上部中的內表面17基本 上一直延伸到進口開口 ，或者靠近當閥瓣的上邊緣處于閑置位置時所 處的位置。內表面在進口開口附近的形狀應當恰當地成形，以便如果 需要將閥門殼體中的氣體充入袋狀物時允許氣體回流到進口開口 。
現在參照圖6A，6B和6C，包括這些圖在內通過另外的實施例來 說明閥門可以不同于先前的附圖中所顯示的外形給出，但仍然提供閥 瓣的內部形狀和構造(provisioning)、傾斜或弧形的內壁段、殼體上部 內表面和相應的開口及其它內部特征，以提供呈現本發(fā)明特征的閥 門。在圖6A中，本發(fā)明的閥門的該實施例處于閑置位置，在圖6B中 處于完全的操作位置，允許氣體從進口開口流動到患者側的開口，而 在圖6C中則處于呼氣狀態(tài)，允許與患者側的開口相連的患者所呼出 的氣體經由閥門流動到出口開口。為了充注與進口開口相連的袋狀 物，應采取措施使部分氣流經由進口開口回流。
以下將說明涉及本發(fā)明的閥門的特定方面。
首先參照圖2A, 2B, 2C和2D。
在圖2A至2D中顯示了本發(fā)明的實施例，其中閥瓣30為一片柔 性材料，能夠保持總的矩形形狀(適于示范性的殼體IO的特定的內部 矩形形狀及尺寸)，并在其下邊緣31處連接到殼體10的下部13(底部) 中。通過為閥瓣選擇適當的材料(例如一種柔性的塑料材料)，可獲得 閥瓣30的彈性，使得當閥瓣已經背離前壁11移動之后，會自動地返 回其閑置位置(如圖2A中所示)。然而，取決于閥瓣的操作特性和操作 用途，閥瓣還可以附連并定位在殼體中，使得處于閑置位置時，閥瓣 的上邊緣32緊靠殼體10上部的內表面17定位(基本上如圖2B中所 示)，并使得需要一定的氣流或氣體壓力來使閥瓣30移動到任意一側。 此外，閥瓣不必具有如附圖的示范性實施例中所示的矩形形狀。殼體 可設置成不同的內部尺寸，并且閥瓣的尺寸進行相應地設置，以在需 要必需的密封性時可沿著岡瓣的側邊緣提供這種密封性，以避免氣體 經過閥瓣流動或泄漏。
本文所說明的閥門的實施例顯示后壁14的內表面18,19是彎曲 的，并且表面的曲率半徑在殼體的上部逐漸減小。然而，內表面18，19 可用直線表面表示，并且取決于所需的工作模式和閥門特性而適合于 由不同材料制成的閥瓣的特性并具有不同的尺寸。此外，閥瓣不必在 其整個長度上具有柔性或彈性。舉例來說，閥瓣的下部可以是鉸^^到 殼體上的剛性的板形元件，當該板形元件移動到靠近后壁14的內表 面18,19時配合到出口開口 23上。通過對殼體IO上部內表面17進4亍 相應地變更，當閥瓣30的上邊緣在不同于附圖中所顯示的實施例中 的位置上經過內表面17的后邊緣時，將允許氣體在進口開口 21與患 者側的開口22之間流動。還可以設想，通過在沿著閥瓣30的某些位 置上提供偏壓構件，本發(fā)明的閥門的操作特性可以是可受控的，諸如 舉例來說，通過應用帶有張緊裝置的彈簧，或者通過采用某種類型的 可移動的鎖定裝置(使其沿著顯示在圖2A-2D中的閥瓣30的縱向可移 動)來變更閥瓣與殼體相連的位置。
在基于本發(fā)明的閥門的有利的實施例中，殼體10由透明材料制 成，這完全或部分地允許觀察閥瓣的位置，使得可以觀察閥門的動態(tài) 運作，例如用于確認閥門的正確運行。為了目視觀察，閥瓣應當優(yōu)選 地設置便于觀察閥瓣及其在殼體內定位或運動的顏色。有可能只有側
壁12a或12b可由透明材料制成，或者作為備選，殼體10的任何部分 均可制成透明的，以致使透明部分可允許觀察殼體10內部的網瓣30。
為了無人值守地觀察閥門，閥門可有利地設置有檢測裝置，以沖企 測殼體內閥瓣30的運動，或者檢測處于不同位置的閥瓣30，以達到 確認閥門正確運行的目的，或/和確認閥門的設置，該閥門如前所述i殳 置有用于控制其操作模式的部件。
在閥門的又一個實施例中，殼體內部凹進的部分(在所顯示的本 發(fā)明的實施例中由數字15，17和24進行標記)可設置在側壁中(諸如側 壁12a或12b)，而不是設置在頂壁15中，以提供本文所述的各種工 作模式和工作位置。
在本發(fā)明的閥門的優(yōu)選實施例中，閥門上布置有標記，其清晰地 顯示不同的導管與各種進口和出口的連接位置和連接方式。作為上述 標記的備選或補充，并取決于連接件是用于與袋狀物相連，還是與通 向患者的氣體導管相連，還是用于將使用過的氣體或多余的氣體AM吏 用閥門的環(huán)境中引出的導管，基于本發(fā)明的閥門可設置有不同類型的 接頭或具有楔緊特征(keying feature),用于與裝配有對應類型的接頭的 導管一起使用。
應當注意到，與現有技術的閥門形成對照，基于本發(fā)明的閥門通 常可在任何位置上操作。這說明，與在附圖中用于說明本發(fā)明的位置 相比，當定位成與說明本發(fā)明的附圖中所顯示的位置相顛倒時，閥門 可同樣運行。
參照圖7，對麻醉裝置的示范性的實施例進行說明，該麻醉裝置 包括基于本發(fā)明的閥門100。新鮮氣體輸入導管200設置成用于通過 口罩300給患者輸送新鮮氣體。口罩300可設計成恰當地與口和鼻配 合，以保證氣體不會從口罩與患者的接合部位逸出?；颊吆舫龅臍怏w
或經由輸入導管200進入的多余氣體被允許通過患者側的導管400流 動到閥門100。在呼氣過程中，或者在吸氣與呼氣之間，閥瓣處于閑 置位置，并在閥瓣的上側提供了通道，該通道允許氣體流經袋狀物導 管500流動并流入袋狀物600中。布置在輸出端的PEEP閥可保i正在 裝置中維持正壓，輸出導管700在輸出端連接到閥門IOO上。在利用 從患者側進入到閥門中的氣體充入袋狀物之后，操作員可擠壓袋狀 物，以迫使氣體經由閥門回流，由此使閥瓣進入工作位置，閥瓣在工 作位置上堵塞輸出端，并允許氣體回流到患者體內以用由袋狀物的才喿 作進行控制的壓力進行輔助吸氣。在用適當的力通過擠壓袋狀物持續(xù) 適當的一段時間來供氣后，操作員松開擠壓力，這使閥瓣返回到閑置 位置，同時允許患者經由閥門呼氣，并且呼出的氣體經由出口導管流 動，且允許部分流入閥門中的氣體充入袋狀物。
權利要求
1. 一種呼吸閥，其包括帶有腔室的閥門殼體，所述腔室具有布置在所述腔室的相應的進口側和呼吸側上的進口開口和呼吸開口，其特征在于，所述腔室由弧形的或傾斜的內壁段限制，所述內壁段從所述腔室的下部延伸并進入所述腔室的上部，所述內壁段終止于所述腔室的所述上部中且位于所述呼吸開口的下方，而且所述呼吸閥還包括出口開口，所述出口開口具有出口開口寬度，所述出口開口布置在所述內壁段中，以及延長的并且處于所述殼體深度方向上的柔軟的或可移動的閥瓣，所述閥瓣為板形元件的形式，所述板形元件具有連接到所述腔室的所述下部的下部，位于所述出口開口的下方，在所述出口開口處的所述板形元件足夠寬以蓋住所述出口開口，并終止于所述內腔室的上部中，所述板形元件適于定位成在閑置位置離所述內壁段有一定距離，而在工作位置則靠近所述內壁段的一部分，以在所述工作位置大體上蓋住并封閉所述出口開口，并且在所述呼吸開口與進口開口之間形成通路。
2. 根據權利要求1所述的呼吸閥，其特征在于，相對于對置定 位的所述閥瓣而言，所述進口開口和所述呼吸開口布置在所述殼體的 相應的進口側和呼吸側上。
3. 根據權利要求1或2所述的呼吸閥，其特征在于，所述板形 元件適合于是彈性的，或者設置有復位彈簧裝置，用于將所述板形元 件定位于所述閑置位置上。
4. 根據權利要求1,2或3所述的呼吸閥，其特征在于，所述閥門 殼體包括頂壁或側壁，所述頂壁或側壁具有構成突出物的部分，所述 突出物伸入所述內部空間的所述上部，所述突出物對所述板形元件的 運動并不形成阻礙，并且所述突出物沿著所迷殼體的深度方向從靠近 所述進口側壁的位置延伸到離開所述進口側壁一段距離的位置，所述 延伸大致對應于所述進口側壁與所述內壁段在所述腔室的所述上部中的所述終止點之間的距離。
5. 根據上述權利要求中任一項所述的呼吸閥，其特征在于，所 述呼吸閥包括以下導管中的至少一個導管布置在所述進口開口處的 進口導管，布置在所述呼吸開口處的呼吸導管，以及布置在所述出口 開口處的出口導管。
6. 根據上述權利要求中任一項所述的呼吸閥，其特征在于，所 述呼吸閥包括布置成與所述出口開口連通的呼氣末正壓(PEEP)閥。
7. 根據上述權利要求中任一項所述的呼吸閥，其特征在于，所 述出口開口布置在所述內壁段的中部或下部。
8. 根據上述權利要求中任一項所述的呼吸閥，其特征在于，所 述閥門殼體的至少一部分是由透明材料制成的，以允許目視觀察所述 閥瓣。
9. 根據上述權利要求中任一項所述的呼吸閥，其特征在于，所 述閥瓣設置有標記裝置，以允許對所述閥瓣的良好的目視觀察，或設 置有用于檢測閥瓣位置的裝置。
10. 根據權利要求9所述的呼吸閥，其特征在于，用于允許良好 的目視觀察的所述裝置是提供與閥門殼體的顏色形成對比的著色，并 且所述閥門殼體的一部分是由透明材料制成。
全文摘要
一種呼吸閥，其包括帶有腔室的閥門殼體、進口開口(21)和呼吸開口(22)。腔室由弧形或傾斜的內壁段(18)限制，該內壁段從腔室的下部延伸到腔室的上部，并在呼吸開口的下方終止于腔室上部中。出口開口(23)設置在內壁段中。延長的閥瓣(32)終止于腔室的上部，該閥瓣(32)為固定到腔室的下部的彈性的板形元件的形式。閥瓣足夠寬度以蓋住出口開口，并適于定位成在閑置位置離所述內壁段有一定距離，而在工作位置則與內壁段的一部分接觸。在工作位置上，閥瓣大體上蓋住并封閉出口開口，并在進口開口與呼吸開口之間形成通路。
文檔編號A61M16/20GK101394888SQ200680053384
公開日2009年3月25日 申請日期2006年12月28日 優(yōu)先權日2005年12月29日
發(fā)明者奧拉夫·赫斯特維特 申請人:奧拉夫·赫斯特維特