專利名稱：連續正向氣道壓力裝置和方法
技術領域：
本發明涉及在呼吸治療領域中使用的用于供應加壓空氣的壓力氣道裝置和方法， 更具體地說，涉及向人或者特別是向嬰兒的鼻塞頭提供正向氣道壓力的裝置和方法。
背景技術：
在呼吸治療領域中，已知經由鼻塞頭向人特別是向嬰兒提供連續正向氣道壓力 (CPAP)的系統和輸送連續正向氣道壓力的方法。尤其在早產嬰兒的情況下，早產嬰兒經常由于發育不成熟的肺所導致的呼吸做功的增加而遭受痛苦，發育不成熟的肺在呼氣時傾向于收縮而在吸氣時抵抗膨脹。一個具體的處理方法包括使用鼻塞頭，該鼻塞頭密封地配合在鼻孔內，并且與產生大于大氣壓的連續氣流的呼吸系統連接，這種處理方法通常被稱為連續正向氣道壓力 (CPAP)療法。在正壓力穿過嬰兒的氣道并進入嬰兒的肺中，以便防止呼氣時的收縮和吸氣時的擴張膨脹。存在用于CPAP的多種不同裝置。CPAP裝置通常包括被稱為產生器主體的裝置，產生器主體基本上是形成有從管道接收空氣壓力的腔室的外殼。產生器主體典型地具有用于使空氣在呼氣階段離開的呼氣口。此外，產生器主體具有一對鼻插頭，該鼻插頭配合在患者的鼻孔內以便向鼻孔內供應壓力。期望的是，提供具有減小的尺寸、改進的性能和/或對于患者來說具有其他優點的CPAP裝置。此外，通常期望的是，能夠減小需要被供應至CPAP裝置內的壓力的大小，以便簡化與之關聯的氣泵的結構，這對于減小尺寸、能量消耗、聲音、復雜性和成本是有益的。 此外，通常期望減小配合在與臉部上的CPAP接口組件的尺寸和重量。期望的是，使與CPAP 裝置連接的頭帽更小、更簡單和/或不怎么笨重。更加優選的是，使這種裝置便于由患者的看護者操作。
發明內容
一些實施例提供了具有減小的尺寸、改進的性能和/或對于患者來說具有其他優點的CPAP裝置和方法。在一些實施例中，本技術的一個方面包括一種連續正向氣道壓力系統，該系統包括外殼，其形成氣道腔室并且具有氣壓入口和氣壓出口，并且所述外殼還在其內部限定一對漸縮的噴氣嘴；一對漸縮的空氣接收器，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及一對鼻插頭，其位于所述空氣接收器的下游。每個空氣接收器包括取向為成角度地偏離供氣中心線的半球形部分。在一些實施例中，所述連續正向氣道壓力系統的另一個方面包括用于限定氣道腔室的裝置，所述裝置具有氣壓入口和氣壓出口，并且在所述裝置的內部還限定有一對漸縮的噴氣嘴；一對漸縮的空氣接收器，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及一對鼻配合裝置，其位于所述空氣接收器的下游。每個空氣接收器包括取向為成角度地偏離供氣中心線的半球形部分。本技術在一些實施例中的另一個方面提供一種連續正向氣道壓力方法，所述方法包括對形成氣道腔室的外殼提供空氣壓力，并且在內部限定一對漸縮的噴氣嘴；從所述噴氣嘴向一對漸縮的空氣接收器引導空氣，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及從所述空氣接收器向位于所述空氣接收器的下游的一對鼻插頭引導空氣。每個接收器包括取向為成角度地偏離供氣中心線的半球形部分。已經相當寬泛地概述了本技術的特定實施例，以使本發明的詳細說明得到更好的理解并且使本發明對本領域的貢獻更為清楚。當然，以下還要說明本技術的附加的實施例， 它們將形成所附權利要求書的主題。在這方面，在詳細解釋本技術的至少一個實施例之前，應該理解，本技術的應用并不限于以下說明或附圖所示的結構細節以及部件的布置。除所描述的實施例以外，本技術還可具有多種實施方式，并且能夠以不同的方式實施或實現。另外，應該理解，本發明的說明書以及摘要所采用的表達方式和術語用于說明的目的，而不應當被視作限制。如上所述，本領域技術人員應該理解，本公開內容所依據的概念容易用作設計其他結構、方法和系統以實現本技術的若干目的的基礎。因此，重要的是認為權利要求書包括了這種等同的結構，只要這些結構不背離本技術的范圍。另外，應理解，說明書中所列舉的各個元件和步驟是優選包括的。對于本領域技術人員來說顯而易見的是可以省略或替換任何元件或步驟。
圖1是嬰兒患者的透視圖，并且還示出了正在使用的根據本發明的實施例的CPAP
直ο圖2是CPAP裝置的部件的分解圖。圖3是處于裝配狀態的圖2的裝置的透視圖。圖4是沿著圖3中的線4-4截取的圖3的CPAP裝置的剖視圖。圖5是沿著圖4中的線5-5截取的剖視圖，示出圖3的CPAP裝置的截面。圖6是根據本發明的實施例的CPAP裝置的接收部分的剖視圖。圖7是圖6的接收部分的側視圖。
具體實施例方式一些實施例提供了具有減小的尺寸、改進的性能和/或對于患者來說具有其他優點的CPAP裝置和方法。下面，參考附圖對本發明的優選實施例進行說明，其中，所有相似的附圖標記代表相似的部分。圖1是使用根據本發明的實施例的CPAP裝置的患者的透視圖。裝置10包括產生器主體12，其從供應管14接收正氣流壓力。管14被空氣加壓裝置(未示出)加壓。產生器主體12還與出口管15連接。如圖2至圖4所示，在優選的實施例中，用于管14和15的管道不具有圓形截面而是具有橢圓形或卵形截面。當在一些情況下使用時，管14和15的橢圓形截面有時會提供顯著的優點。首先，橢圓形管道在沿一個方向減小管道直徑的同時提供更大的容積面積，并且還使得產生器外殼16更加緊湊，如將下文中參考圖2至圖4更詳細地描述。第二，如果患者轉動他或她的頭并且躺在管道上，橢圓形管道容易放平。與圓形的管道相比，這種與患者頭部的相對平的接觸能夠使患者更加舒適，并且能夠更均勻地將患者頭部的重量分配在管道上。然而，使用圓形管道也能夠實現將在下文說明的優選實施例的一些其他方面。如將在后面的附圖中更詳盡地看到，圖1還示出產生器主體12包括外殼16 (其具有與管道14連接的入口配件22和與管道15連接的出口配件2 ，并且產生器主體12還具有允許呼氣的排出的呼氣口 18。外殼16安裝在接收器組件20上，接收器組件20包括將在下文中進行說明的配合在患者的鼻孔內的塞頭。下面參考圖2，圖2示出了外殼16及其呼氣口 18。外殼16基本上是具有呼氣口 18以及位于外殼側端的一對側部結構的矩形盒狀外殼。每個側部結構形成產生器主體的側壁，并且具有接納管道14和15的配件22和23，如上文所述，管道14和15優選為橢圓形管道。矩形盒狀的外殼16的一側敞開，并且該側適于接收將在下文中進行詳細說明的接收器組件20。在安裝接收器20以閉合外殼18的敞開端時，接收器蓋M被卡合在內部。 接收器20包括從接收器20延伸的一對鼻塞頭沈以及從接收器20突出的一對頭帽連接凸緣觀。接收器鼻塞頭26可以具有任何適當的尺寸和形狀，只要其適于與患者的鼻孔相互作用即可。另外，頭帽連接凸緣觀也可以具有任何適當的尺寸和形狀，以便與帶型頭帽或粘接緊固裝置或者任何其他類型的患者連接系統相互作用。橢圓形管道14和15的另一個優點是，外殼18可以具有相對緊湊的矩形盒形狀， 并且可從配件22和23的取向上所看出，管道14和15可以設置為其大直徑位于角線上，以使得管道14和15具有與外殼18的輪廓的對角線的長度幾乎相等的大直徑。這有助于外殼18具有理想的緊湊形狀。上述組件可以由任何適合的材料制造。然而，在一個實例中，外殼18及其配件22 和23以及接收器蓋M是由諸如聚碳酸酯等塑料制造的。可以包括頭帽連接凸緣的接收器 20以及鼻塞頭可以由可生物相容的硅成型。下面參考圖4和圖5，其示出了 CPAP裝置內部的氣流。供氣從加壓源經過管道14 經由配件22進入外殼16。供氣進入對兩個供氣噴嘴32進行供給的供氣通道30。每個供氣噴嘴32通常具有第一筒形部分34，然后過渡到稍微向外漸縮的區域35。漸縮的部分35 是側壁之間以大約4度夾角向外延伸的錐形漸縮件。已發現這樣的向外漸縮形狀可以提供有利于氣流的文丘里效應。除了在漸縮部分35中具有4度的夾角之外，漸縮部分35的軸向長度大約為初始直徑(即噴嘴32的筒形部分34的內徑)的兩倍。這樣的漸縮件改進了噴嘴的效率并且降低了驅動產生器所需的壓力。噴嘴32將空氣朝向接收器蓋組件M進行引導，并且更具體而言，朝向兩個漏斗形接收器38進行引導。然后，鼻塞頭沈直接從接收器38接收的空氣。每個接收器38具有帶向內延伸圓錐的錐形漸縮部分39，該向內延伸圓錐的側壁之間具有60度夾角。直筒部分 41從錐形部分39的端部延伸。在一個優選的實施例中，已發現從表示噴嘴32的出口端面36的參考線A到表示接收器38的錐形部分的端面的參考線B的距離D是噴嘴32的筒形部分34的內徑的1. 8倍。出口配件23通向出口管道，通過該出口管道可以在裝置，即壓力監視系統(未示出)的出口側監視患者的壓力。圖5是以不同的角度示出使用相同附圖標記的上述各種部件的一部分的剖視圖。圖6示出改進了患者的呼氣的阻力的接收器20的實施例。所示的接收器600具有半球形部分605，該半球形部分605取向為偏離供氣中心線15度角。15度角朝向出口，例如呼吸口 610延伸，為呼氣提供低阻力路徑，以便當患者呼吸時，減小他或她的呼氣做功。接收器蓋615、噴嘴620和供氣通道625包含在接收器600中，它們的功能與圖2至圖5中的接收器蓋對、噴嘴32和供氣通道30類似。顯然，圖6中的構造與圖4中的構造的不同，圖4中，每個接收器38設置有帶向內延伸圓錐的錐形漸縮部分39，該向內延伸圓錐的側壁之間具有60度夾角。仍如圖4所示， 直筒形部分41設置為從錐形部分39的端部延伸。下面參考圖7，圖7示出具有演示在模擬呼氣期間的設計的線的計算流體動力學模型。應理解，在患者的呼吸周期中的呼氣階段期間，進入部分705容易地通向呼氣口 610， 同時噴嘴部分710穿過噴嘴620、通過供氣通道625通向排出部分715。通過附圖能夠容易地理解，本發明的所有表面的棱角邊緣可以被去除，以利用“康達(Coanda)”效應。康達效應是運動的流體(液體或氣體)將其身吸附在一個表面上并且沿著所述表面流動的趨勢。隨著流體跨過或沿著表面移動或流動，在流體與表面之間產生一定量的摩擦力 (稱為“表面摩擦力，，)，該摩擦力導致了流體與表面之間的阻力，造成流體的流動變慢。這種對流體流動的阻力將流體推向表面，使流體粘附在表面上。從而，來自噴嘴的流體容易跟隨附近的曲面——即使達到彎曲的圓角的程度——如果形成表面的曲率或表面的角度，那么流動不是特別急劇。康達效應是羅馬尼亞飛機工程師Henri Coanda于1930年發現的。該設計應當對裝置的效率不造成影響以產生穩定的患者壓力，但應該對減小呼吸的呼氣做功具有實質性效果。呼吸的呼氣做功是患者為了呼氣而必須花費的做功量。應理解，六十度角已被長期使用并被認為是最理想的角度，這一新的角度與以前使用的六十 (60)度的角度相比產生了預料不到的效果。相應地，對能減小呼吸的呼氣做功的這一長久以來需求的構造已被本發明的實施例所實現。從詳細說明中可以明了本發明的許多特征和優點，從而，目的在于通過所附的權利要求來覆蓋落入本發明的范圍內的本發明的所有這些特征和優點。此外，由于本領域的技術人員容易進行各種修改和變型，不希望將本發明限定為所示和所描述的精確的構造和操作，而是，相應地，所有適當的修改及其等同內容應被認為落入本發明的范圍內。大致地，本發明至少披露了以下方面。一種連續正向氣道壓力系統，其特征在于形成氣道腔室的外殼，以及空氣壓力入口和空氣壓力出口。外殼還在其內部限定一對漸縮的噴氣嘴，以及一對漸縮的空氣接收器。空氣接收器位于供氣噴嘴的下游，并且分別與對應的供氣噴嘴以共軸方式設置。每個接收器具有與供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件。一對鼻插頭位于空氣接收器的下游。每個接收器包括取向為成角度地偏離供氣中心線的半球形部分。構思作為簡短的總結，本發明至少披露了以下的廣義構思。構思 1.一種連續正向氣道壓力系統，包括外殼，其形成氣道腔室并且具有氣壓入口和氣壓出口，并且所述外殼還在其內部限定一對漸縮的噴氣嘴；一對漸縮的空氣接收器，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及一對鼻插頭，其位于所述空氣接收器的下游，其中，每個接收器包括半球形部分，所述半球形部分取向為成角度地偏離供氣中心線。構思 2.根據構思1所述的系統，其中，所述半球形部分取向在進口與出口之間。構思 3.根據構思2所述的系統，其中，所述角度為15度。構思 4.根據構思1所述的系統，其中，每個供氣噴嘴具有沿氣流方向向外漸縮的部分。構思 5.根據構思1所述的系統，其中每個供氣噴嘴具有具有所述供氣噴嘴的最小內徑的部分；以及末端面；所述空氣接收器的漸縮部分具有下游末端；并且所述供氣噴嘴的端面與所述下游末端之間的距離大致為所述供氣噴嘴的最小內徑的1.8倍。構思 6.根據構思1所述的系統，其中，所述外殼包括入口配件，所述入口配件適于接納用于供氣的管道。構思 7.根據構思6所述的系統，其中，所述入口配件具有橢圓形的輪廓并且所述管道具有橢圓形的截面。構思 8.根據構思1所述的系統，其中，所述外殼具有出口配件，所述出口配件適于接納管道，使得經由所述出口配件測量所述主體的腔室的內部壓力。構思 9.根據構思8所述的系統，其中，所述出口配件具有橢圓形的輪廓并且所述管道具有橢圓形的截面。構思10.一種提供連續正向氣道壓力系統的方法，包括對形成氣道腔室的外殼提供空氣壓力，并且在內部限定一對漸縮的噴氣嘴；從所述噴氣嘴向一對漸縮的空氣接收器引導空氣，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及從所述空氣接收器向位于所述空氣接收器的下游的一對鼻插頭引導空氣，其中，每個接收器包括半球形部分，所述半球形部分取向為成角度地偏離供氣中心線。構思11.根據構思10所述的方法，其中，所述半球形部分取向在進口與出口之間。構思12.根據構思11所述的方法，其中，所述角度為15度。構思13.根據構思10所述的方法，還包括引導空氣流過所述供氣噴嘴的一部分，每個供氣噴嘴具有向外漸縮的部分。構思14.根據構思10所述的方法，其中每個供氣噴嘴具有具有所述供氣噴嘴的最小內徑的部分；以及末端面；所述空氣接收器的漸縮部分具有下游末端；并且所述供氣噴嘴的端面與所述下游末端之間的距離大致為所述供氣噴嘴的最小內徑的1.8倍。構思 15.根據構思10所述的方法，其中，所述外殼設置有入口配件，所述入口配件適于接納用于供氣的管道。構思 16. 根據構思15所述的方法，其中，所述入口配件具有橢圓形的輪廓并且所述管道具有橢圓形的截面。構思17.根據構思10所述的方法，其中，所述外殼設置有出口配件，所述出口配件適于接納管道，使得經由所述出口配件測量所述主體的腔室的內部壓力。構思18.一種連續正向氣道壓力系統，包括用于限定氣道腔室的裝置，所述裝置具有氣壓入口和氣壓出口，并且在所述裝置的內部還限定有一對漸縮的噴氣嘴；
—對漸縮的空氣接收器，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及一對鼻配合裝置，其位于所述空氣接收器的下游，其中，每個空氣接收器包括半球形部分，所述半球形部分取向為成角度地偏離供氣中心線。構思19.根據構思18所述的系統，其中，所述半球形部分取向在進口與出口之間。構思20.根據構思19所述的系統，其中，所述角度為15度。
10
權利要求
1.一種連續正向氣道壓力系統，包括外殼，其形成氣道腔室并且具有氣壓入口和氣壓出口，并且所述外殼還在其內部限定一對漸縮的噴氣嘴；一對漸縮的空氣接收器，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及一對鼻插頭，其位于所述空氣接收器的下游，其中，每個接收器包括半球形部分，所述半球形部分取向為成角度地偏離供氣中心線。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，所述半球形部分取向在進口與出口之間。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，所述角度為15度。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，每個供氣噴嘴具有沿氣流方向向外漸縮的部分。
5.根據權利要求1所述的系統，其中每個供氣噴嘴具有具有所述供氣噴嘴的最小內徑的部分；以及末端面； 所述空氣接收器的漸縮部分具有下游末端；并且所述供氣噴嘴的端面與所述下游末端之間的距離大致為所述供氣噴嘴的最小內徑的 1.8 倍。
6.根據權利要求1所述的系統，其中，所述外殼包括入口配件，所述入口配件適于接納用于供氣的管道。
7.根據權利要求6所述的系統，其中，所述入口配件具有橢圓形的輪廓并且所述管道具有橢圓形的截面。
8.根據權利要求1所述的系統，其中，所述外殼具有出口配件，所述出口配件適于接納管道，使得能夠經由所述出口配件測量所述主體的腔室的內部壓力。
9.根據權利要求8所述的系統，其中，所述出口配件具有橢圓形的輪廓并且所述管道具有橢圓形的截面。
10.一種提供連續正向氣道壓力系統的方法，包括對形成氣道腔室的外殼提供空氣壓力，并且在內部限定一對漸縮的噴氣嘴； 從所述噴氣嘴向一對漸縮的空氣接收器引導空氣，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及從所述空氣接收器向位于所述空氣接收器的下游的一對鼻插頭引導空氣， 其中，每個接收器包括半球形部分，所述半球形部分取向為成角度地偏離供氣中心線。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，所述半球形部分取向在進口與出口之間。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述角度為15度。
13.根據權利要求10所述的方法，還包括引導空氣流過所述供氣噴嘴的一部分，每個供氣噴嘴具有向外漸縮的部分。
14.根據權利要求10所述的方法，其中每個供氣噴嘴具有具有所述供氣噴嘴的最小內徑的部分；以及末端面； 所述空氣接收器的漸縮部分具有下游末端；并且所述供氣噴嘴的端面與所述下游末端之間的距離大致為所述供氣噴嘴的最小內徑的·1.8 倍。
15.根據權利要求10所述的方法，其中，所述外殼設置有入口配件，所述入口配件適于接納用于供氣的管道。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，所述入口配件具有橢圓形的輪廓并且所述管道具有橢圓形的截面。
17.根據權利要求10所述的方法，其中，所述外殼設置有出口配件，所述出口配件適于接納管道，使得能夠經由所述出口配件測量所述主體的腔室的內部壓力。
18.一種連續正向氣道壓力系統，包括用于限定氣道腔室的裝置，所述裝置具有氣壓入口和氣壓出口，并且在所述裝置的內部還限定有一對漸縮的噴氣嘴；一對漸縮的空氣接收器，每個空氣接收器與所述供氣噴嘴的其中一個以共軸方式設置并且位于所述其中一個供氣噴嘴的下游，并且每個空氣接收器具有與所述供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件；以及一對鼻配合裝置，其位于所述空氣接收器的下游，其中，每個空氣接收器包括半球形部分，所述半球形部分取向為成角度地偏離供氣中心線。
19.根據權利要求18所述的系統，其中，所述半球形部分取向在進口與出口之間。
20.根據權利要求19所述的系統，其中，所述角度為15度。
全文摘要
本發明公開一種連續正向氣道壓力系統，其特征在于形成氣道腔室的外殼，以及空氣壓力入口和空氣壓力出口。外殼還在其內部限定一對漸縮的噴氣嘴，以及一對漸縮的空氣接收器。空氣接收器位于供氣噴嘴的下游，并且分別與對應的供氣噴嘴以共軸方式設置。每個接收器具有與供氣噴嘴的漸縮件的方向相反的漸縮件。一對鼻插頭位于空氣接收器的下游。每個接收器包括取向為成角度地偏離供氣中心線的半球形部分。
文檔編號A61M16/00GK102481427SQ201080038606
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月6日 優先權日2009年7月30日
發明者史蒂夫·漢, 史蒂文·杜凱特 申請人:康爾福盛公司