提供呼吸支持的設備的制造方法
【專利說明】提供呼吸支持的設備
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求以下共同未決的專利申請的較早申請日的權益，S卩:2013年9月5日提交的美國臨時專利申請N0.61/874，323、2014年I月21日提交的美國臨時專利申請N0.61/929,947以及2014年8月25日提交的美國實用專利申請N0.14/468,320，并且這些專利申請通過引用被并入本文。
技術領域
[0003]本文所述的實施例涉及輔助換氣并且穩(wěn)定具有呼吸問題的各個年齡段的患者的肺容量的裝置和方法。
【背景技術】
[0004]照慣例，使用機械呼吸器(ventilator)為具有呼吸困難的患者提供呼吸輔助。這些裝置通常是昂貴的并且大部分人群是不可得到的，尤其是在經(jīng)濟不景氣的國家。這些裝置還需要大量培訓和專業(yè)知識來操作和維持。進一步地，這些裝置不向用戶提供設置安全正壓的上限以及改變該安全正壓的上限的能力，該安全正壓的上限為患者專用的并且與在通氣期間使用流體柱以簡單和便宜的方式設置的峰值吸氣壓力水平相當。
[0005]近年來，人們對比較便宜的呼吸輔助裝置的研制的關注日益增加。美國專利N0.8，499，759公開了雙向閥在壓力調整呼吸輔助設備中的使用，其中所述閥放置在兩個壓力控制管道中間，所述兩個壓力控制管道以不同長度浸入包含流體的單個容器中。在此類設備中，根據(jù)閥的尺寸，產(chǎn)生背壓，由此在患者接口處的氣體壓力可以高于使用控制管道中的一個而不是另一個設置的壓力。如果所述裝置用在患者上，該背壓如果未正確地得以解決則具有重大的治療和安全隱患。進一步地，當兩個壓力控制管道位于相同容器中時，在操作中兩個管道之間的相互作用可影響患者接口處的壓力。
[0006]非常需要提供一種呼吸輔助設備，該呼吸輔助設備容易且比較便宜制作、操作和維持，并且相對于期望的患者專用吸氣壓力水平具有簡單、可靠和可易于調節(jié)的高正壓安全特征。

【發(fā)明內容】

[0007]在醫(yī)療職業(yè)中通常已知的是，肺容量的穩(wěn)定和接收通氣輔助的患者體內換氣的改善可以通過對所產(chǎn)生的正壓、呼吸器中的振蕩正壓的振幅和頻率的適當設置和控制實現(xiàn)。本文所述的實施例向用戶提供一種設置壓力、振蕩、振幅和頻率并且進一步允許用戶設置專用于患者的正壓上限以降低對肺的損傷的可能性的裝置和方法。另外，本文所述的實施例將患者的平均氣道壓力維持處于受控水平。裝置參數(shù)(諸如容器中的流體水平、浸入容器中的流體中的導管的長度)能夠變化以控制高壓以及低壓。這些實施例也具有允許用戶選擇和調整每分鐘的呼吸次數(shù)、吸氣時間以及吸氣時間與呼氣時間的比的特征。本文所述的實施例對于成人、兒童和新生兒是有用的。進一步地，該實施例能夠在運送患者期間使用并且可以用在不能使用機械呼吸器的設施中。本文所述的若干實施例也能夠轉換成氣泡式持續(xù)正壓通氣(CPAP)系統(tǒng)。
[0008]在一個實施例中，提供一種呼吸器系統(tǒng)，其具有加壓氣體供應源、填充有流體的兩個容器，以及帶有兩個端部(近側端部和遠側端部)的主導管。近側端部連接到加壓氣體供應源。主導管適于連接到近側端部和遠側端部之間的患者接口。在遠側端部處，峰值吸氣壓力控制導管連接并且浸入第一容器中的流體主體中。呼氣末正壓控制導管也連接到導管的遠側端部并且浸入第二容器中的流體主體中。雙通閥(也被稱為雙向閥)連接在吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管之間，其中閥的打開和關閉速率能夠被控制。此外，至少一個安全導管在近側端部附近連接到主導管并且以大于峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度的深度浸入第一容器中的流體柱中。浸沒長度是從流體表面的頂部到壓力控制導管的末梢所測量的豎直距離。至少一個安全導管被浸沒的深度由用戶控制。在一些實施例中，導管具有簡單的標記，例如以厘米(cm)水為單位，以幫助用戶設置高壓(峰值吸氣壓力)、低壓(呼氣末正壓)和高壓極限(爆脫)。在另一些實施例中，浸沒長度通過改變水柱高度或通過改變導管的位置或同時采用這兩種方式來調節(jié)以遞送高壓和低壓。在某些實施例中，作為安全特征，當呼吸器系統(tǒng)連接到患者時，呼吸器系統(tǒng)的默認位置將一直遞送較低壓力作為CPAP。
[0009]雙容器的使用在不使患者與呼吸支持分離的情況下允許用戶隔離一個容器或導管并且利用一個容器或導管修復任何問題。另外，雙容器的使用防止在一個容器中產(chǎn)生的氣泡影響放置在另一個容器中的導管中的液柱水平和壓力。在一些實施例中，雙向閥或三向閥允許用戶設置每分鐘從4次到60次的呼吸速率，其被稱為常規(guī)機械呼吸，以及每分鐘60次到900次范圍內的頻率，其被稱為高頻范圍。在另一些實施例中，當調節(jié)循環(huán)頻率時，控制器允許用戶控制吸氣與呼氣比或使其固定為循環(huán)時間的百分比以維持期望的吸氣時間與呼氣時間的比。用在實施例中的閥包括但不限于螺線管閥、氣動閥和太陽能閥。
[0010]在另一個實施例中，提供一種呼吸器系統(tǒng)，其具有加壓氣體供應源、填充有流體的兩個容器以及帶有兩個端部(近側端部和遠側端部)的主導管。近側端部連接到加壓氣體供應源。主導管適于連接到在近側端部和遠側端部之間的患者接口。另外提供具有一個入口端口和兩個出口端口的三通閥(也被稱為三向閥)。主導管的遠側端部連接到閥的入口端口。閥的第一出口端口連接到浸入第一容器中的流體主體中的峰值吸氣壓力控制導管。閥的第二出口端口連接到浸入第二容器中的流體主體中的呼氣末正壓控制導管。在操作中，閥可替代地將入口端口連接到第一出口端口和第二出口端口，S卩進入入口端口的氣體在一段時間內穿過第一出口端口，并且然后進入入口端口的氣體在另一時間段內穿過第二出口端口，從而完成氣體穿過第一出口端口和第二出口端口的通道循環(huán)。該循環(huán)然后重復。通信地連接到閥的控制器控制每單位時間的循環(huán)次數(shù)，例如，每分鐘的循環(huán)次數(shù)。此外，至少一個安全導管在近側端部附近連接到主導管并且以大于峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度的深度浸入第一容器中的流體主體中。
[0011]在一些實施例中，兩個容器具有相同尺寸，并且峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管的末梢被定位在兩個容器中的每個內的相同位置處。該位置由控制導管的末梢距容器的底部內表面的豎直距離來確定。在該實施例中，峰值吸氣壓力和呼氣末正壓由用戶通過改變兩個容器中的流體水平來設置。
[0012]在另一個實施例中，第一容器中的流體水平大于第二容器中的流體水平，使得峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度大于呼氣末正壓控制導管的浸沒長度。
[0013]在某些實施例中，所使用的流體是水。在另一些實施例中，峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管基本上為圓形，其具有在大約0.5cm至2cm之間的內徑，并且它們在容器內部的浸沒長度在大約2cm至50cm的范圍內。
【附圖說明】
[0014]圖1描繪呼吸器系統(tǒng)，其利用浸入第一容器中的流體中的峰值吸氣壓力控制導管；浸入第二容器中的流體中的呼氣末正壓控制導管;位于峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管之間的一個雙通閥；以及第一容器中的流體柱的高度大于第二容器中的流體柱的高度?；陂y打開和關閉的持續(xù)時間，能夠以固定或可變的吸氣時間與呼氣時間的比遞送低頻率以及高頻率呼吸支持。
[0015]圖2描繪呼吸器系統(tǒng)，其利用浸入第一容器中的流體中的峰值吸氣壓力控制導管；浸入第二容器中的流體中的呼氣末正壓控制導管;位于峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管之間的一個雙通閥；以大于峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度的深度浸入第一容器中的流體中的一個高壓安全導管;并且第一容器中的流體柱的高度大于第二容器中的流體柱的高度。
[0016]圖3描繪如圖1所示的呼吸器系統(tǒng)，其中成角度的部分被添加至峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管。
[0017]圖4描繪圖2所示的呼吸器系統(tǒng)，其中成角度的部分被添加至峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管，并且一個高壓安全導管以大于峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度的深度浸入第一容器中的流體中。
[0018]圖5描繪呼吸器系統(tǒng)，其利用浸入第一容器中的流體中的峰值吸氣壓力控制導管；浸入第二容器中的流體中的呼氣末正壓控制導管;連接到峰值吸氣壓力控制導管、呼氣末正壓控制導管和主導管的一個三通閥；并且第一容器中的流體柱的高度大于第二容器中的流體柱的高度。
[0019]圖6描繪呼吸器系統(tǒng)，其利用浸入第一容器中的流體中的峰值吸氣壓力控制導管；浸入第二容器中的流體中的呼氣末正壓控制導管;連接到峰值吸氣壓力控制導管、呼氣末正壓控制導管和主導管的一個三通閥；以大于峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度的深度浸入第一容器中的流體中的一個高壓安全導管;并且第一容器中的流體柱的高度大于第二容器中的流體柱的高度。
[0020]圖7描繪如圖5所示的呼吸器系統(tǒng)，其中成角度的部分被添加至峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管。
[0021]圖8描繪如圖6所示的呼吸器系統(tǒng)，其中成角度的部分被添加至峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管，并且一個高壓安全導管以大于峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度的深度浸入第一容器中的流體中。
[0022]圖9描繪呼吸器系統(tǒng)，其利用浸入第一容器中的流體中的峰值吸氣壓力控制導管；浸入第二容器中的流體中的呼氣末正壓控制導管;位于峰值吸氣壓力控制導管和呼氣末正壓控制導管之間的為雙通閥的第一閥;位于峰值吸氣壓力控制導管和雙通閥之間的為開閉式截止閥的第二閥；以大于峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度的深度浸入第一容器中的流體中的一個高壓安全導管;并且第一容器中的流體柱的高度大于第二容器中的流體柱的高度。
[0023]圖10描繪利用使峰值吸氣壓力控制導管與高壓安全導管互連的連接器的呼吸器系統(tǒng)。
[0024]圖11描繪呼吸器系統(tǒng)，其利用浸入容器中的流體中的峰值吸氣壓力控制導管;浸入相同容器中的流體中的呼氣末正壓控制導管;連接到峰值吸氣壓力控制導管、呼氣末正壓控制導管和主導管的一個三通閥；通信地連接到閥的控制器;并且峰值吸氣壓力控制導管的浸沒長度大于呼氣末正壓控制導管的浸沒長度。