帶旁通管的氣流換向元件和控制患者呼氣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氣流換向元件以及用于操作其的方法，以便產(chǎn)生選擇性地來(lái)自或到用于患者氣道的密閉或局部密閉(局部)區(qū)域中的氣體交換的管接頭的氣流。本發(fā)明進(jìn)一步涉及用于經(jīng)由氣流換向元件的患者通氣的方法。本發(fā)明還涉及控制患者呼氣的方法。一種用途涉及將這樣的氣流換向元件連接到可以插入患者氣道的一個(gè)管腔(諸如導(dǎo)管或針管)或順序連接和/或并行的多個(gè)管腔(支氣管鏡、支氣管阻斷管、喉鏡等)。
【背景技術(shù)】
[0002]為了使患者通氣，通常使用面罩或管子，借助這種面罩或管子，氣體或氣體混合物(具體來(lái)說(shuō)，是氧氣和空氣)以低壓力從外部輸送到解封氣道。然而，替代地，這種類型的氣體或氣體混合物也可以通過(guò)薄暢通導(dǎo)管以高壓和高流量脈沖地注入到向外部打開(kāi)的氣道(噴射通氣)。此方法現(xiàn)在特別用于上氣道或肺部區(qū)域的診斷和治療性干預(yù)。然而，借助于這種方法，也可以經(jīng)由通過(guò)皮膚直接引入氣管的導(dǎo)管或經(jīng)由以這種方式定位的針管，向患者供給氧氣(經(jīng)氣管噴射通氣)。這種特殊方法是用于困難氣道管理，尤其是患者不能常規(guī)地通氣或插管的情形(“不能通氣，不能插管”情形)的管理的流行可用選項(xiàng)之一。
[0003]然而，在不利條件下，噴射通氣也可以潛在地威脅生命。例如，如果患者氣道由于溶脹或出血而基本上或甚至完全阻塞，則患者的肺部由于氧氣注入而變得越來(lái)越鼓出。那時(shí)就會(huì)有耳氣壓傷的危險(xiǎn)。由于血液不能以足夠量流回心臟，所以胸部壓力的增加也可能導(dǎo)致循環(huán)障礙(這對(duì)于患者來(lái)說(shuō)也不無(wú)危險(xiǎn))或循環(huán)虛脫。
[0004]US 2010-0236551 A1描述了患者可以用以正常通氣(S卩，可以向患者供給足夠的吸氣氣體，并且在同時(shí)，可以經(jīng)由氣流換向元件從患者身上移除呼氣氣體，從而沒(méi)有必要施加進(jìn)一步的通氣動(dòng)作)的氣流換向元件。因此，患者可以僅經(jīng)由氣流換向元件通氣幾乎無(wú)限時(shí)間段。然而，在患者通氣一延續(xù)時(shí)間段的情況下，需要對(duì)吸氣氣體保濕。此外，液體或其他氣體混合到吸氣氣體，用于提供藥品或麻醉劑給患者。由于提供在氣流換向元件中的噴嘴的緣故，壓降被引入到氣流中。噴嘴上的這種壓降會(huì)導(dǎo)致吸氣氣流的氣體或液體的冷凝。由此，有可能使氣流換向元件被由吸氣氣流的冷凝封堵的液體堵塞。另外，它不能保證向患者提供預(yù)定量和濃度的藥品和/或麻醉劑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是提供簡(jiǎn)單裝置和方法，通過(guò)其可以將吸氣氣體輸送到肺部，但通過(guò)其也可以足夠量地從肺部主動(dòng)抽出二氧化碳或使用過(guò)的空氣，其中在同時(shí)，確?；颊叩倪@種通氣進(jìn)行幾乎無(wú)限時(shí)間段是可能的。此外，提出了控制患者呼氣的方法，其減輕了在呼氣期間由剪切應(yīng)力引起的對(duì)肺部的傷害的問(wèn)題。此外，通過(guò)抽吸控制呼氣允許負(fù)壓通氣，負(fù)壓通氣對(duì)于刺激靜脈回流可以說(shuō)是特別重要，并且通過(guò)負(fù)壓通氣促進(jìn)恢復(fù)知覺(jué)。
[0006]該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的氣流換向元件和分別如權(quán)利要求6、權(quán)利要求7和權(quán)利要求13所要求的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。氣流換向元件和方法的有利的發(fā)展和配置是相應(yīng)從屬權(quán)利要求的主題。在權(quán)利要求書(shū)和說(shuō)明書(shū)中單獨(dú)說(shuō)明(并且僅僅涉及裝置或方法)的特征可以以任何所需的技術(shù)上有意義的方式彼此組合，并且可以由來(lái)自說(shuō)明書(shū)的解釋性事實(shí)，連同正在說(shuō)明的本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式來(lái)補(bǔ)充。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的氣流換向元件在過(guò)壓下代替氣源(gas supply)特別是吸氣氣體的使用，用于選擇性地產(chǎn)生來(lái)自或到一管接頭的氣流，該管接頭特別可以連接到或插入到患者氣道。氣流換向元件被設(shè)計(jì)成主件(該主件至少包括流入?yún)^(qū)、流動(dòng)區(qū)、噴嘴區(qū)和混合區(qū))以及另外的分支件。流入?yún)^(qū)將用于對(duì)氣源的連接的壓力接頭連接到布置在混合區(qū)中的至少一個(gè)可以閉合出口孔。分支件將主件的噴嘴區(qū)連接到管接頭，其中噴嘴(具體來(lái)說(shuō)，是噴射嘴)以這樣一種方式配置并且布置在噴嘴區(qū)中:在出口孔打開(kāi)時(shí)，沿著通過(guò)主件的第一流動(dòng)路徑流動(dòng)到出口孔的氣流，可以在分支件產(chǎn)生沿著第二流動(dòng)路徑流動(dòng)到出口孔的氣流，其中該第一流動(dòng)路徑起始于壓力接頭，順序通過(guò)流入?yún)^(qū)、流動(dòng)區(qū)、噴嘴區(qū)，并通過(guò)噴嘴進(jìn)入混合區(qū)，而該第二流動(dòng)路徑起始于管接頭，并且順序通過(guò)分支件、通過(guò)噴嘴區(qū)、并且通過(guò)混合區(qū)。氣流換向元件還包括旁通管，該旁通管連接壓力接頭和管接頭，以便氣流可以沿著經(jīng)由流入?yún)^(qū)、旁通管和分支件的第三流動(dòng)路徑流動(dòng)。至少旁通管和流動(dòng)區(qū)是通過(guò)至少一個(gè)閉合元件可閉合的，以便氣流可以沿著第三流動(dòng)路徑經(jīng)由旁通管繞過(guò)噴嘴區(qū)中的噴嘴。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的氣流換向元件具體對(duì)應(yīng)于US 2010-0236551 A1中所公開(kāi)的氣流換向元件，其中根據(jù)本發(fā)明提出了旁通管和閉合元件。正是出于這個(gè)原因，US2010-0236551A1和其完整公開(kāi)被引用在此。
[0009]根據(jù)具有旁通管的氣流換向元件的優(yōu)選實(shí)施方式，該至少一個(gè)閉合元件是3/2通閥(3/2-way valve) ο 3/2通閥是可以在兩個(gè)位置之間切換以彼此不同地連接三個(gè)管道的一個(gè)閥。在這種情況下，壓力接頭可以要么連接到流動(dòng)區(qū)，要么連接到旁通管。同時(shí)，在非連接管道(旁通管或流動(dòng)區(qū))被閥閉合。
[0010]根據(jù)氣流換向元件的另一優(yōu)選實(shí)施方式，兩個(gè)剪刀閥被提供作為該至少一個(gè)閉合元件。優(yōu)選地，一個(gè)(第一)剪刀閥被定位在第三流動(dòng)路徑中，例如，在旁通管的區(qū)域中。另一個(gè)(第二)剪刀閥被定位在第一流動(dòng)路徑中，例如，在流入?yún)^(qū)與流動(dòng)區(qū)之間。因?yàn)楸欢ㄎ辉诹魅雲(yún)^(qū)與流動(dòng)區(qū)之間，所以(第二)剪刀閥可以控制吸氣氣體沿著第一或第四流動(dòng)路徑的流動(dòng)。此外，它可以控制沿著第二流動(dòng)路徑的呼氣氣流。另一(第一)剪刀閥可以定位在旁通管，并且因此而控制沿著第三流動(dòng)路徑的吸氣氣流。
[0011]術(shù)語(yǔ)“剪刀閥”指的是通過(guò)從外部擠壓它(這些是本領(lǐng)域公知的)來(lái)閉合柔性管的閥。因此，這些閥不與吸氣或呼氣氣體直接接觸，因而不會(huì)被污染。剪刀閥不必在“打開(kāi)”和“閉合”狀態(tài)之間切換。優(yōu)選地，漸進(jìn)打開(kāi)和閉合是可能的。此外，這些剪刀閥可以同步操作。例如，一個(gè)可以被打開(kāi)而另一個(gè)正被閉合，反之亦然。優(yōu)選地，剪刀閥是獨(dú)立控制的，以便每個(gè)剪刀閥的個(gè)別控制是可能的。
[0012]根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式，出口孔也設(shè)置有剪刀閥作為閉合元件。
[0013]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，出口孔或混合區(qū)可以由剪刀閥打開(kāi)/閉合/操控。優(yōu)選地，通過(guò)出口孔的氣流由沿著混合區(qū)定位的剪刀閥操控(打開(kāi)/閉合)。
[0014]特別地，閉合元件是夾管閥而不是剪刀閥。夾管閥是全通徑(full bore)或全口式(fully ported type)控制閥，其采用擠夾效應(yīng)阻塞流體流動(dòng)。
[0015]優(yōu)選地，所有閉合元件可以要么被單獨(dú)操作，要么如果需要的話，被同步操作。優(yōu)選地，所有閉合元件允許漸進(jìn)打開(kāi)和閉合(以便體積流量沿著各流動(dòng)路徑是可控的)，并且由閉合元件來(lái)調(diào)節(jié)。
[0016]特別地，對(duì)于在壓力接頭處超過(guò)大氣壓1至8巴(bar)的過(guò)壓，在出口孔閉合的情況下，經(jīng)由旁通管連接壓力接頭和管接頭的第三流動(dòng)路徑，具有第一壓力損失API。此外，經(jīng)由流入?yún)^(qū)、流動(dòng)區(qū)、噴嘴區(qū)和分支件連接壓力接頭和管接頭的第四流動(dòng)路徑，具有第二壓力損失AP2。對(duì)于氣流換向元件，ΛΡ1和ΔΡ2之間的以下關(guān)系滿足(相應(yīng)閉合元件完全打開(kāi)或完全閉合):
[0017]ΔΡ2>2*ΔΡ1。
[0018]特別地，第三流動(dòng)路徑的壓力損失ΔΡ1比沿著第四流動(dòng)路徑的壓力損失ΔΡ2小得多。因此，特別在12升/分鐘[升每分鐘]或以上的預(yù)期流量(對(duì)于其，沿著第四流動(dòng)路徑的壓力損失ΔΡ2為高(約大于1.8巴))時(shí)，而其，可以代之以經(jīng)由第三流動(dòng)路徑提供吸氣氣體。
[0019]已經(jīng)確定，對(duì)于大約15升/分鐘的流量，壓力損失ΔΡ2是大約2巴。對(duì)于25升/分鐘的流量，壓力損失ΑΡ2可以是高達(dá)3.5巴。這一點(diǎn)在壓縮氣體源僅僅能夠輸送大約3巴的環(huán)境中是特別成問(wèn)題的(對(duì)于美國(guó)醫(yī)院中的例子，其中通常提供大約50psi [鎊每平方英寸];50psi對(duì)應(yīng)于3.45巴)。另外，壓力損失由可能定位在氣流換向元件的上游側(cè)的流量控制部件進(jìn)一步增加。當(dāng)醫(yī)院中的所有手術(shù)室同時(shí)啟用時(shí)，在一天的某個(gè)時(shí)間點(diǎn)(例如，在早晨)，這個(gè)問(wèn)題被進(jìn)一步加劇。在這種情況下，來(lái)自壓縮氣體源的可用壓力可以比平常小很多。
[0020]根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方式，混合通道和噴嘴以這樣一種方式配置和布置在主件中:通過(guò)在出口孔打開(kāi)的情況下沿著第一流動(dòng)路徑流動(dòng)的氣流，也可以以一特別體積流量產(chǎn)生沿著第二流動(dòng)路徑流動(dòng)的氣流，其中在壓力接頭處超過(guò)大氣壓0.5至8巴的過(guò)壓的情況下，該體積流量是至少1升/分鐘[升每分鐘]，優(yōu)選為至少2升/分鐘或甚至至少3升/分鐘。
[0021]優(yōu)選地，關(guān)于在壓力接頭處超過(guò)大氣壓0.5至1.5巴的過(guò)壓的情況，沿著第二流動(dòng)路徑的至少3升/分鐘的體積流量已經(jīng)是可能的。特