人工換氣系統以及控制二氧化碳再呼吸的方法

2023-10-06 08:17:39

專利名稱：人工換氣系統以及控制二氧化碳再呼吸的方法
技術領域：
本發明的一個方面有關哺乳類供給氣體及排除氣體用的人工換氣方法及系統，包含麻醉及對病人供給氧氣時使用的方法及系統，特別關於可控制二氧化碳再呼吸的人工呼吸系統。本發明的另一方面有關用於呼吸迴路的單分支吸氣與呼氣呼吸裝置，其具有一或多根管形導管可卸地聯結在一個共通接口，該接口選擇性提供控制氣體流量且可操作地聯結到不同功能裝置。
呼吸迴路可用於導引來自例如麻醉機的吸入氣體到病人，及導引呼出氣體遠離病人。氣體通過兩根或多根導管導通，通常在去除二氧化碳後至少部分呼出氣體循環到病人。為便於說明現有技術及本發明，導引向病人的導管末端稱為遠端，而導管面對或聯接到吸入氣體源的末端稱為近端。同理，在呼吸迴路遠端的嵌合件及端件，例如聯結或導引到病人呼吸道裝置(亦即氣管內管，喉罩或面罩)的嵌合件及端件將稱為遠端嵌合件或端件，以及位於呼吸迴路近端的嵌合件或端件將稱為近端嵌合件及端件。有關呼吸系統及麻醉及換氣技術的其它資料參見美國專利3,556,097，美國專利3,856,051，美國專利4,007,737，美國專利4,188,946，美國專利4,232,667，美國專利5,284,160,奧地利專利93,941,Dorsch,J.A．及Dorsch,S.E.，了解麻醉設備構造，照護及並發病，Williams Wilkins Co.，巴爾地摩(1974)(特別5-7章)及Andrews,J.J.「吸入麻醉輸藥系統」，Anesthesia第四版，Miller,Ronald,M.D.編輯，Churchill Livingstone公司，紐約(1986)(特別203-207頁)。此處所述參考文獻內文包含該引述參考文獻內部引述的參考文獻一併述於此以供參考。
Fukunaga的美國專利4,265,235敘述用於不同型呼吸系統的萬用單分支裝置，其提供多種優於現有系統的優點。Fukunaga系統使用可節省空間的同軸，或管套管設計提供吸入氣體及移出呼出氣體。通常內管近端聯結到吸入新鮮氣體源，而外管近端聯結到通氣口及/或二氧化碳吸收器(後者當用於循環式系統時至少部分通氣到吸入氣體源)。除了通過減少病人的管數而縮小聯結到病人的呼吸裝置尺寸外，Fukunaga系統有額外效果，例如可作人工鼻(因兩股反向流在單分支裝置內同軸，故呼出空氣可溫熱並溼化吸入空氣)。Fukunaga迴路也比現有同軸系統安全，原因為內管遠端未在遠端嵌合件處聯結到外管，故外管可相對於內管沿軸向方向延伸而不使內管近端由吸入氣體源脫開聯結；這種安全特點也可用來加大內管與外管遠端間的無效空間，因此可調整病人呼吸已呼出的空氣量。無效空間在此處定義為病人體外的呼吸迴路部分，其在呼氣結束時充滿可在下一次呼吸時被吸入的呼出氣體(通常在無效空間的呼出空氣結合有由來源提供的氧氣及/或其它氣體)。
Fukunaga單分支裝置的實施例在商業上由美國印第安那州諾伯維爾King Systems公司製造，商品名UNIVERSAL FTM。該裝置包含一個近側端件，其包括一中空T字形殼體，具有3個口吸入氣體口，呼出氣體口，其與吸入氣體口呈垂直夾角，及第三(「病人」)口。近側端件聯結到外管及同軸內管，其由近側端件攜運氣體。外管為軟性且為波紋形，由透明(或半透明)材料製成。外管近端密封地聯結並粘合到近側端件的病人口。暗色軟性內管近端密封地聯結並粘合到吸氣口，延伸通過T字形殼體送出病人口外，及通過外管的大部分軸向長度。內管的暗色可使使用人看穿外管而決定內管聯結是否適當。
外管內部直徑比內管外部直徑足夠大，因此足夠病人呼吸。外管遠端密封地聯結及粘合到形成遠側端件的環形殼體外部。遠側端件的環形殼體設計用來防止內管遠端延伸超出外管遠端之外。整個單元設計成單次使用後拋棄。
UNIVERSAL FTM裝置提供優於現有雙重管路及單分支麻醉迴路及呼吸輔助裝置的極大優點。但整個單元的製造需要若干複雜步驟且必須小心進行使內管與外管適當密封並在其近端粘合到近側端件口；特別重要地，當內管攜運吸入氣體時，內管近端牢固聯結到近側端件，因為使用中聯結脫離無法使足量氧氣及/或麻醉氣體到達病人，這是極不願發生的。
Fukunaga的美國專利4,265,235教示這種單分支裝置的管路及端件可彼此拆卸，實際上內管近端牢固粘合到吸氣口，因為若單使用加壓嵌合(或摩擦嵌合)，在使用中存在內管近端可能與吸氣口聯結脫離的危險。即使測知內管脫離，現有技術單分支裝置的設計也不便於將內管再聯結到近側端件吸氣口，因為內管近端需要經由病人口通過近側端件全長才可到達並聯結到吸氣口。如此，目前使用的單分支裝置通常包括具有一體聯結的內管及外管的近側端件。
由於供單次使用的設計，整個單分支裝置包含遠側端件、近側端件、內管及外管在單次使用後連同多個通常聯結到病人鼻的裝置一起拋棄，例如二氧化碳監視器(二氧化碳計)，溫度及溼度監控裝置及氧氣監控裝置，及感染控制裝置(例如過濾器)。如此，除了需在病人鼻或遠側端件嵌合這些額外裝置(或容納裝置的殼體)的不便外，單次使用後更換這些嵌合件、管件及裝置費用昂貴，促成醫療廢物不斷增加，難以找到適當的廢棄地點。前述專利所述系統均有類似的缺點。因此，需要改進的單分支裝置及換氣系統，其可降低成本及通過減少廢物而有助於環保。也需要簡化這種裝置的構造及提高安全度、效果及可靠性。
呼吸系統通常對病人提供氧氣，同時去除病人產生的二氧化碳。例如麻醉或監護時，對病人提供人工呼吸環境，醫生將氣體混合物提供給病人。除了提供氧氣及多種氣化麻醉劑給病人外，醫生容許病人再呼吸若干呼出的氣體。再呼吸單純包含吸入已經被呼出的氣體，包含二氧化碳。但病人輔助呼吸/換氣需安全也需避免低血氧(亦即病人氧氣不足)。因此，吸入氣體通常系以足夠高壓力、朝汐容積、及呼吸速率提供(高度換氣)來確保低血氧及肺膨脹不全(肺泡萎縮)。如此，對病人提供極高濃度氧來防止低血氧，但不幸的是經常出現異常二氧化碳濃度過低(亦即低血碳酸或低血二氧化碳)，二氧化碳不足可能對重要器官(亦即腦、心、內臟器官等)造成負面影響。但許多醫生相信通過增加病人呼吸二氧化碳(例如增加再呼吸量)而增加病人動脈二氧化碳分壓(PaCO2，亦稱為動脈二氧化碳壓力，常以毫米汞柱報告)可能引起低血氧。這樣，認為輔助換氣時，高血二氧化碳有害，因為其將伴隨低血氧。再者，低血二氧化碳雖然有害，但認為比低血氧有害程度低。因此，仍需要一種改進的人工換氣方法，其可控制或防止低血二氧化碳而不遭到活命器官組織灌流或氧合(亦即防止低血氧)的危害。
本發明的一個方面提供一種利用單分支裝置對哺乳類提供氣體及排出氣體的改進的輔助或人工換氣系統，另一方面中，提供一種防止低血二氧化碳及低血氧的人工換氣方法。本發明的其它方面包含用於本發明的換氣方法及系統的新穎及改進裝置。
本發明的各種方面系關於發明人出乎意外地發現當連接到利用單分支裝置例如UNIVERSAL FTM或「Bain」迴路的呼吸迴路中近側端件吸氣口的內呼吸管斷開聯結的擔憂可藉由本發明的新穎近側端件構造消除，而便於使用由近側端件口裝卸的管件，而不是象現有系統那樣作密封聯結，仍然提供改進的功能、安全性、及效果。呼吸迴路製法可通過去除密封地粘合內及外軟性呼吸管近端到單分支近側端件的吸氣口及病人口的步驟而大為簡化。本發明的新穎單分支近側端件便於呼吸管裝卸於近側端件，結果獲得更廉價、更安全的呼吸迴路。新穎單分支近側端件也可更有效設置及使用其它呼吸迴路組件與結合單分支近端件的多功能接口。本發明的另一方面提供改進式同軸管裝置，其亦容易裝卸於新穎近側端件。改進式同軸管裝置具有內管與位於其近端的外管呈固定隔開同軸平行關係，因此需要單一步驟來聯結兩管到近側端件。這可通過同軸內管及外管內部且位於近端的嵌合件達成，該嵌合件可使內管遠端相對於外管遠端作軸向運動。用在此處，同軸表示一管容納在另一管內部，但兩管中軸無需排齊。
本發明的各方面包括發明人出乎意外地發現可防止低血氧同時在呼吸迴路產生期望的無效空間，因而增加呼出二氧化碳的再呼吸，如此可在人工換氣期間維持動脈血二氧化碳濃度正常(亦即正常血二氧化碳)。更出人意外的是，發明人發現中度高血二氧化碳不會引起低血氧，可提供足量氧到病人；實際上，中度高血二氧化碳有利於病人(例如改善心血管氧利用率及組織氧合作用)。在本發明的再一方面中，通過於單分支裝置呼吸管產生預定的無效空間(亦即在外管內，由介於外管遠端與內管遠端間的空間界定的容積)動脈血二氧化碳壓力(PaCO2)可以按預期控制。無效空間容積可使用軸向方向可延長及壓縮的波紋形管件調整(該波紋形管件不會反彈到原先長度但儘管彎折及/或軸向長度改變仍保持約略內部直徑)；管件在其近端聯結到近側端件的病人口，其上方可有無效空間校準標記以測定及調整其中所含無效空間容積。
另一方面中，本發明包含可防止低血二氧化碳及低血氧的人工換氣方法。該方法包括對哺乳類提供足夠的人工換氣(其中哺乳類自行吸氣及呼氣或以機器輔助吸氣或呼氣)以防止低血氧，同時許可哺乳類呼出氣體的足量部分被再呼吸而使哺乳類的動脈二氧化碳壓力介於約35毫米汞柱到約45毫米汞柱(亦即人類正常血二氧化碳)。另一方面中，哺乳類呼出氣體被充份再呼吸而使動脈二氧化碳壓力介於45毫米汞柱到約95毫米汞柱(亦即中等高血二氧化碳)。
本發明的另一方面包含一種改進單分支裝置可用於提供前述人工換氣方法。在優選實施例中，用於呼吸迴路的單分支裝置包含一外管及一內管，各自具有一個近端及一個遠端。內管的外部直徑小於外管的內部直徑，其中外管在其遠端工作地聯結到可對哺乳類提供人工換氣的嵌合件(例如氣管內管或面罩)。內管至少部分設置在外管內部，及內管遠端設置在外管內部且與外管直接流體連通。二管之一的近端聯結到吸入氣體輸入(最好是內管)，及外管近端聯結到廢氣出口。內管遠端沿軸向方向設置距離外管遠端一段預定距離而在外管的介於兩管遠端間形成無效空間。無效空間許可吸入(新鮮)氣體與工作地聯結到裝置的病人呼出氣體混合，因此病人再呼吸氣體量與無效空間容積有關。這種無效空間可具預定容積並調整而提供正常血二氧化碳或中度高血二氧化碳，同時避免低血氧。優選實施例中，設置內管及外管其當工作地聯結到哺乳類而提供呼吸時，病人體外的無效空間至少為10立方釐米，另一優選實施例中至少30立方釐米。為獲得正常血二氧化碳，無效空間對小型哺乳類(嬰兒)可低至10立方釐米而對較大型哺乳類(例如成人)可超過150立方釐米。
另一實施例中，內管長度固定且最好是暗色(或在遠端具有暗色帶)；外管長度經調整且由澄清(透明或半透明)材料製成。無效空間可通過軸向延長或收縮以改變外管遠端與內管近端的軸向間距調整。外管可由波紋形管件段形成，例如FLEXITUBE，其可由壓縮軸向構形沿軸向方向延長(反之亦然)可保有軸向長度(例如不會反彈，亦即手風琴狀的打褶管件)。再者，FLEXITUBE彎折時可保有彎折曲率而管內部直徑大體未縮小。(用於美國印第安納州諾伯維爾King Systems公司出品的Ultra-Flex迴路的適當波紋形管件可用於本發明)。通過外管可見內管，一個實施例中，無效空間容積可參照校準標記決定，該標記在外管上，沿內管近端排列。通過將生物汙染過濾器置於內管及外管遠端與單分支近側端件的病人口之間，本發明可安全地延長近側端件使用壽命超過一次。可用於本發明的若干實施例的適當現有技術生物汙染過濾裝置範例為King Systems出品的VIROBAC II Mini-Filter。同理，其它原先聯結在遠端嵌合件或病人嵌合件的其它接頭及多種單次使用裝置也可通過聯結在生物汙染過濾器近側接口而可再度使用。因近側端件的製造較為複雜，本發明通過再使用近側端件及其它與其聯結的裝置，而可大大節省成本，同時減少環境(醫療)廢物。
再另一方面中，本發明包含一種用於哺乳類提供呼吸及其它氣體的系統。該系統包括第一呼吸導管，其具有一個近端及一個遠端用於提供及排放來自哺乳類的呼吸氣體，及一個接口，其包括一個工作地連接到第一呼吸導管近端的呼吸迴路。生物汙染過濾器在第一呼吸導管阻擋生物汙染物與接口組件連通，同時充份輸送吸氣流及呼氣流。
生物汙染過濾器可位於第一呼吸導管近端內部，或作為分離可卸式組件。本發明的一個實施例中，提供一個套在一個內的同軸過濾器。過濾器裝置包括一個內殼體在其兩相對端具有開口；至少一個開口具有的內部直徑等於呼吸導管內管的內部直徑，故過濾裝置可以同軸方式搭接呼吸導管內管。過濾裝置內殼體內部直徑擴大而形成一個腔室，腔室容納具有預定直徑的過濾器而允許足夠的流量流過其中(亦即流動阻力與過濾器表面積呈反比)。內殼體容納在外殼體內部且與外殼體呈隔開平行關係，外殼體形狀與內殼體相同或類似但內部直徑足夠大而可使流體流過內殼體外壁與外殼體內壁間。單一圓盤形過濾器可容納在內殼體內部且由內殼體腔室沿徑向方向延伸到外殼體腔室，或呈環形過濾器可設置套在內殼體過濾器腔室的外部直徑並延伸到外殼體腔室內壁。內及外過濾器殼體各自可由兩個漏鬥形組件組成，兩個組件分別為前過濾殼體及後過濾殼體(彼此呈鏡像)；兩個組件可在其間放置一個過濾器到將形成的過濾器腔室中心而組裝到一起。
優選實施例的接口包括T形殼體，具有吸入氣體入口(吸氣口)，呼出氣體出口(呼氣口)及第一呼吸口(病人口)。第一呼吸口可通過生物汙染過濾器與引導到病人的第一呼吸導管作流體連通。近側端件的吸氣口聯結到內部導管且與內部導管一體成形，該內部導管通過近側端件殼體，故內部導管遠端形成第二呼吸口，終止於第一呼吸口內部。第二呼吸口的直徑比第一呼吸口小，故氣體可流經第一呼吸口通過內管外壁與近側端件殼體內壁間的空間。本發明的新穎近側端件使同軸呼吸導管的內管易於與呼入氣體源聯結及脫開，因為通過新穎近側端件殼體的內部導管可大為便於與吸氣口作直接密封地流體連通。故可免除現有技術聯結單分支裝置內管到吸氣口的困難，因而可避免製造過程中將軟性呼吸內管密封地粘合到近側端件吸氣口。
注意在單分支換氣裝置的優選實施例中，內管由吸入氣體源攜運吸入氣體，及外管攜運呼出氣體。一般而言，希望吸入氣體流為層流，同時呼出氣流需為渦流。渦流呼出氣體流可由外管內壁與內管外壁間的環形形狀所輔助，以及由內管遠端送入無效空間的氣體與呼出空氣融合所輔助。再者，過濾呼出氣體可增加外管渦流，產生正終端呼氣壓力(PEEP)效果，其可輔助維持病人呼吸道的正壓(防止肺膨脹不全)。如此，本發明的實施例的一個套在一個內的過濾器裝置在使用外管作為呼出氣體導管時，可幫助在呼出氣體中產生渦流。
在一個實施例中，第一呼吸導管包含一管，此處簡稱為外管，其具有第一(近)端及第二(遠)端。外管的第一端通過過濾裝置聯結到第一呼吸口，而第二端或遠端導向病人。第一及第二呼吸口通過一或多個生物過濾器終止在外管近端且與外管近端作流體連通。如此，介於病人與近側端件間的第一呼吸導管包括一單管，其全長提供無效空間，或吸入與呼出氣體的混合腔室。第一呼吸導管可由近側端件拆卸供拋棄或消毒。使用這種系統可降低成本及減少浪費，因為只有呼吸導管設計供單次使用。另一優點為現有技術單分支裝置如UNIVERSAL FTM的近側端件在單次使用後不再拋棄而可成為接口的永久部件。
在發明的一個實施例中，呼吸導管包括外軟管，其長度由多種長度預先選定而改變無效空間到預選定容積。另一實施例中，外管可沿軸向脹縮(亦即具有手風琴狀摺子)，故可調整無效空間；無效空間可參照外管上的校準標記決定。摺狀管上的校準標記當摺子摺疊時隱藏，而當摺子打開時顯露出。校準標記可為顏色帶標記。
本發明的另一方面中，第一呼吸導管又包括一內軟管沿軸向方向設置在外軟管內部。內管近端通過生物汙染過濾器聯結到第二呼吸口，及內管遠端終止在外管內側。無效空間可通過調整外管遠端與內管遠端的軸向間距來調整。一個實施例中，軟性內管近端及軟性外管近端借剛性嵌合件固定成平行同軸關係，剛性嵌合件系由同軸剛性環形成，較小環置於較大環內部，而藉由內環外部延伸到外環內部的剛性徑向支柱而維持成固定間隔關係；一個實施例中，支柱未延伸到內環末端而可在末端套接軟性導管。優選實施例中，嵌合件聯結到過濾裝置遠端，在近端具有螺接或凸緣連接器而可牢固搭接第一及第二呼吸口並可簡單地拆卸。優選實施例中，接口近端的內導管攜運呼吸氣體到第二呼吸口，接口的外導管攜運由第一呼吸口進入的呼出氣體。內管及外管具有預定長度而可提供預定無效空間，或外管可具有可變長度而可調整無效空間；透明外管的校準標記可與內管末端對齊以決定無效空間容積。
在近側端件遠端設置易接近的第一及第二呼吸口，可生物隔離第一呼吸導管，第一呼吸導管可僅包括聯結到第一呼吸口的外管、或同軸外管及內管，其分別聯結到第一及第二呼吸口。如此，單次使用後僅需拋棄(或再消毒)過濾器及第一呼吸導管。本發明的新穎接口可使多種監控裝置包含在位於生物過濾器近端的接口中。多種容納在可拆卸模塊的裝置可與接口重複利用，包含現有搭接在病人鼻且在單次使用後拋棄的裝置。如此，本發明的新穎輔助換氣系統可提供拋棄式單分支單次使用組件的簡化構造，其可降低生產成本，同時減少單次使用後需更換的材料量。再者，包圍在病人身旁的裝置減少，使手術安全度增高(病人身旁較不擁擠故更方便手術介入且安全)。過濾後將監控裝置插入呼吸系統近端允許以更簡單的裝置改進或監控病人呼吸。
因此，本發明提供一種較簡單的人工換氣系統，其比較現有技術系統更容易構造且廉價，使用上更容易、更安全、較廉價且又提供改進的特點。再者，本發明通過提供同時防止低血氧及低血二氧化碳的裝置及方法而可進行更安全的人工換氣。本發明的其它細節及優點通過參照附圖及此處陳述的範例實施例的說明將更顯而易見。


圖1為利用單分支吸入及呼出氣體導管的現有技術輔助換氣系統的平面及部分剖面圖；圖2為美國專利4,265,235詳細敘述的Fukunaga單分支吸入及呼出氣體導管及近側端件的剖面圖；圖3為本發明的新穎近側端件的剖面透視圖，其包含內部導管聯結到第二呼吸口；圖4為根據本發明的具有選擇性構造的輔助換氣系統的分解平面圖，該系統包含接口及病人呼吸導管；圖5為用於根據本發明的輔助換氣系統如圖4系統的可拆卸式病人同軸呼吸導管剖面圖，該系統包含選擇性近端伸長部；圖6示例說明用於根據本發明的輔助換氣系統的同軸過濾裝置實施例的透視部分剖面圖；圖7為線圖，示例說明無效空間容積，VD，與所導致病人動脈二氧化碳壓力-PaCO2-變化間的關係，該圖包含線性回歸分析曲線，獲得相關係數r為0.671，及PaCO2變化預測值等於2.621×VD的積加1.766；本圖示例說明PaCO2變化可作為VD的函數可靠地預測(當VD為0到8毫升/千克病人體重，或立方釐米/千克)。
圖8為線圖，示例說明當VD在約0到8毫升/千克之間改變時PaCO2的獨立情況，該圖包含線性回歸分析曲線，其在試驗範圍的兩個變數間未顯示顯著的相關關係；圖9為線圖，示例說明當PaCO2在0到25毫米汞柱之間變化時，PaCO2及PaO2的獨立變化，該圖包含線性回歸分析曲線，具有關係係數r為0.153，如此顯示PaCO2由0增到25毫米汞柱對並PaO2無顯著影響；圖10為用於估計動脈血二氧化碳壓力增加與再呼吸迴路裝置無效空間的關係的表；及圖11為使用現有技術雙軟管嵌合件通過過濾器聯結到單一病人導管的輔助換氣系統的平面圖。
基本現有技術人工換氣系統及單分支裝置的簡短說明有助於描述本發明。參照圖1，示例說明利用單分支呼吸(吸入及呼出氣體)導管的圓形迴路人工換氣系統的示意圖。單分支呼吸導管1在出口2(在他處稱為噴嘴或遠側端件)連接到病人氣管內管或面罩。呼吸導管1系由外管4及內管5形成。方向箭頭7顯示流經系統的氣流的優選方向；例如呼出空氣通過介於內管5與外管4間的環形空間攜運遠離病人。吸入氣體由氣體源8通過單向閥9提供給內管5。內管5穿過近側端件11殼體的壁；殼體11主要包括外管4的彎折，管5外壁可整體密封在該處。
二氧化碳吸收器13可用來由通過其中的呼出氣體中去除二氧化碳，如此過濾後的氣體與來自來源8的吸入新鮮氣體結合。呼出氣體由病人出口2通過外管4然後通過單向閥15循環或在通風口17排放。
參照圖2示例說明諸如美國專利4,265,235詳細敘述的Fukunaga單分支裝置。該裝置包括一個T形近側端件20，遠側端件30，軟性內管40及軟性外管50。因內管40直徑小於外管50直徑，故介於其間形成環形空間41。外管50遠端51聯結到遠側端件30，具有裝置31可防止內管40的遠端42延伸超出遠側端件30。遠端42不含端件30及外管50。
近側端件20的T字形殼體包含吸氣口22，呼氣口24及病人口26。內管40在近端聯結到吸氣口22並通過近側端件20流出病人口26之外。實際上，吸氣口22距病人口26遠方位置使其可滿意地密封粘合內管40遠端28的吸氣口22，或選擇地內管40的連續長度在吸氣口22近端以及病人口26遠端延伸到或接近外管50的遠端51(內管50的作用系在交叉點密封或密封地粘合吸氣口22)。同理，在製造期間粘合到吸氣口後，欲降低內管20由吸氣口22鬆脫的風險，外管50在近端52粘合到病人口26外壁29，及在近端51粘合到遠側端件30。
參照圖3，示例說明新穎改進式近側端件60，其具有多種出乎意外優於現有技術用在單分支裝置的近側端件的優點。近側端件60並非類似圖2的近側端件20有三個口，近側端件60具有四個口，可提供現有技術人工換氣系統所不可能達成的優點及特點。近側端件60包括剛性整體的T字形殼體，具有吸氣口62，呼氣口64，第一呼吸口66及第二呼吸口68。吸氣口62具有由較寬直徑近端63逐階錐縮到較窄直徑遠端65，但錐縮可為平順且連續或具有其它形狀。具有近端71及遠端72的內導管70密封地聯結及粘結到位於嵌合件74處的呼吸口62。優選實施例中，內導管70的外部直徑密封地粘結到吸氣口62的遠端65，因而合成一體。一體成形的環形壁75形成吸氣口62遠端65。第一呼吸口66及第二呼吸口68形成以軸線78為軸的同心口，優選其同心口位於垂直內部導管70軸線78的相同平面內。注意第二呼吸口68雖然在第一呼吸口66內部顯示為軸向對中或同心，但相對於軸線78可偏心(但需要至少部分內部導管70也同樣相對於軸線78偏心)。在一替代實施例中，內部導管70可由第一呼吸口66沿軸向方向略向外延伸而進一步便於管件聯結到第二呼吸口68。選擇性凸緣76可設置在第二呼吸口68及/或第一呼吸口66以嚙合匹配搭接在呼吸口的可卸式管形嵌合件的螺紋或凸緣。若軟管有待借加壓嵌合或摩擦嵌合聯結到第一及第二呼吸口，則殼體壁60必須充分剛性以許可薄膜密封聯結。新穎近側端件可由剛性塑料，例如典型用於人工換氣系統的剛性附件的塑料製成。因新穎近側端件設計用於多次使用，故也可由金屬，如不鏽鋼製成。若端件為塑料(例如用在UNIVERSAL FTM近側端件的)組成，則可透明、半透明或不透明。重要地，接近及位於口的近側端件殼體壁需充分剛性而許可聯結到導管如病人呼吸導管及聯結到吸氣及呼氣口導管。
新穎單分支人工換氣系統，包含新穎接口參照圖4，示例說明利用圖3新穎近側端件60輔助換氣系統的分解平面圖。圖4實施例顯示接口80的方塊圖。近側端件60預期製造成與導引到病人的軟性呼吸導管獨立的組件並呈獨立組件運送，而非如現有技術的單分支裝置在製造過程中一體粘合到軟性呼吸導管。因此，在單次使用後無需棄置或消毒，可連同其它功能裝置81,82,83及84(在此處為簡單起見以方塊圖示例說明)結合成單一單元如接口80，或可設置在接口80前方或後方。新穎近側端件60的靈活性以方塊圖示例說明於接口80，且說明於選擇性位置60A。雖然四個功能裝置81-84結合於接口80，但可使用更多或更少個功能裝置。功能裝置可呈易裝卸模塊，故換氣系統容易修改以滿足使用人的要求。再者，不等數目的選擇性功能裝置如裝置85,86,87,88及89可結合於系統內，位於近側端件60或60A近端及遠端。
圖4實施例中，同軸呼吸導管100(容後詳述)在其近端聯結到功能裝置85及86，其又聯結到生物過濾器90(其另一實施例容後詳述)。吸入及呼出氣體需通過過濾器90，如此隔離接口80，並且其它聯結在過濾器90近端的系統組件不受導管100導引的病人呼出氣體汙染(感染)。
一個實施例中，裝置85及86包括氧氣控制器(供空氣稀釋)及二氧化碳控制器(例如再呼吸分流孔)。貯藏袋(在病人轉運及/或復甦期間有用)可聯結在過濾器90遠端或近端。裝置81-84,87-89同樣可進行控制及/或監測功能。例如可增加模塊形式裝置以便由氧氣傳感器監測氧及由空氣稀釋閥控制；二氧化碳可由二氧化碳計監測病由在呼吸分流孔控制；麻醉氣體可由傳感器監測及由麻醉機控制；及溫度及溼度可由適當裝置監測及由人工鼻控制。
新穎病人呼吸導管參照圖5，示例說明用於圖3近側端件的病人呼吸導管的替代實施例。呼吸導管100包含軟性內管110及軟性外管120，二管聯結到近端嵌合件130。內管110及外管120在其近端聯結到嵌合件130時保持隔開同軸關係。嵌合件130具有徑向凸緣132，該凸緣可保持剛性內管134聯結到剛性內管136但與外管隔開。螺紋或凸緣可選擇性設置在內管134及/或外管136而可與第二呼吸口68及/或第一呼吸口66的凸緣或螺紋嚙合，或可聯結到過濾裝置，過濾裝置又聯結到第二呼吸口68及/或第一呼吸口66。
軟性外管120的遠端122聯結到剛性環形遠端件124。軟性內管110的遠端112未沿軸向延伸超出遠側端件124或外管120的遠端122。軟性內管110的遠端112可選擇性地聯結到遠側端件124或外管120的遠端122，或可在外管120內部沿軸向方向自由運動。軟性內管110遠端112與軟性外管120遠端122間的間距介定一個無效空間138。呼吸導管100的一個實施例中，不等長度的軟性內管110及/或軟性外管120用以改變無效空間大小到預定容積。另一實施例中，外管120系由可調整長度的管件形成，故可借伸縮外管件軸向長度調整無效空間。外管件系由透明或半透明材料製成，校準標記包含在其上，而通過將內管110遠端112與標記對準決定無效空間容積。
優選實施例中，軟管110及120便於由嵌合件130裝卸，軟管120便於由遠側端件124裝卸。一個實施例中，未使用軟管110，故軟管120全長構成無效空間。另一實施例中，管110及/或管120直接聯結到接口，接口結合近側端件60；生物過濾器位於近側端件與管110及120之間。
新穎同軸過濾器參照圖6，說明新穎同軸過濾裝置140的優選實施例，該過濾裝置可用於單分支換氣裝置。過濾器140包含內殼體150及外殼體160。內殼體150系由聯結到過濾器腔室156的兩相對開口的管形導管152及154組成，腔室內含有第一過濾器或內過濾器158。外殼體160系由聯結到過濾器腔室166兩相對開口的管形導管162及164組成，過濾器腔室含有第二過濾器或外過濾器168。凸緣或螺紋可設置在管形導管末端153,155,163及165的一個或多個上，故過濾器可以軸向關係固定於其它管形嵌合件。優選實施例中，過濾裝置140聯結到近側端件，如圖3的近側端件60，使內管形導管152密封地聯結到第二呼吸口及外管形導管162密封地聯結到第一呼吸口。優選實施例中，吸入氣體通入管形導管152，通過過濾器158，並流出管形導管154進入呼吸導管，如圖5示例說明的呼吸導管100而導引到病人。呼出氣體由呼吸導管流出進入到介於外管形導管164與內管形導管154間的環形空間；然後呼出氣體通過過濾器168，進入管形導管162，及進入近側端件，及由近側端件的呼氣口流出，如圖3近側端件60的呼氣口64。若有所需，前述氣體流動模式可顛倒。
在替代實施例(未顯示)中，過濾器158及168可共面，甚至由從外過濾器腔室內壁通過內過濾器腔室壁的單一過濾圓盤形成。在另一實施例中，內管性導管152可由管形導管162末端163沿軸向延伸；管形導管152延伸的足夠長而到達且密封地聯結於現有技術近側端件的吸氣口，其不含本發明的新穎近側端件的內導管。同軸過濾器的優點為可使用單一過濾裝置而非兩個裝置，運輸使用及廢棄時佔據的空間較少。
參照圖5，在分解圖中示例說明選擇性管形伸長部135，可聯結到內管134的末端137。伸長部135，當聯結到末端137時足夠長可到達且密封地聯結到現有技術近側端件的吸氣口，該吸氣口缺乏本發明的新穎近側端件的內導管。
優選實施例中，病人導管或呼吸導管包括直徑為22毫米到28毫米，長度為100釐米到1.5米的軟管。若內管與前述管並用，則直徑(或D)優選介於11毫米到15毫米。使用單管呼吸導管時，22毫米直徑適合成人使用，而15毫米直徑適合小兒使用。當使用同軸導管時，以28毫米直徑外管及15毫米內管為佳。管內無效空間容積，VD，系由如下關係式決定VD=II(D/2)2×L此處L為無效空間長度，及D為外導管直徑。優選實施例中，近側端件的第一(外)及第二(內)呼吸口具有內部直分別徑約略等於外管及內管的內部直徑。同理，在同軸過濾器兩相對端的內導管及外導管具有的內部直徑優選地分別約略等於外管及內管的內部直徑；及近端嵌合件的內環及外環具有的內部直徑允許地分別約略等於外管及內管的內部直徑。
如此，發明人敘述一種新穎單分支人工換氣系統，包含新穎病人導管，新穎同軸過濾器及新穎近側端件，近側端件可結合入新穎多功能接口。本發明的多種優點及特點對業界人士是顯而易見的；以非限制性實例舉例說明，新穎裝置的製造上較為價廉；使用更容易；比較現有技術系統具有更寬廣的使用及構造範圍；這些新穎裝置可減少醫療廢物，因為再使用的組件較多；而又因病人端件需要的設備減少故使用更安全，可做更大監控。
可避免低血氧及低血二氧化碳的人工換氣本發明的單分支人工換氣裝置可理想地用於對病人提供人工換氣，可避免低血氧同時安全地防止低血二氧化碳或甚至提供中度高血二氧化碳。出乎意外地發現，可於病人安全地誘生及/或維持正常二氧化碳濃度(正常血二氧化碳)或甚至中度高血二氧化碳而未引起低血氧，如由人類徹底研究資料驗證，這些資料示例說明本驚人發現及說明單分支無效容積如何調整達成正常血二氧化碳或中度高血二氧化碳而未引起低血氧。
實驗傳統使用大潮汐容積(VT＞10毫升/千克)及換氣頻率(f＞10-12呼吸/分鐘)的人工換氣過度方法無可避免地導致動脈血二氧化碳壓力(PaCO2)顯著降低，低血二氧化碳且經常伴隨嚴重副作用。
低血二氧化碳的副作用包含a)活命器官組織缺血/低血氧，原因為低血二氧化碳可減少腦、心肌及內臟血流，將氧解離曲線移向左，使氧氣釋放入組織變得困難；b)低血二氧化碳造成心輸出量減少，因而減少氧氣輸送(亦即組織的氧供應量及利用率)；c)低血二氧化碳造成若干組織例如皮膚的嚴重血管收縮；d)低血二氧化碳引起血液及組織生物化學障礙；無氧代謝使血中乳酸濃度增高及血漿電解質(鈉、鉀、鈣等)改變引起心律不整，代謝性酸中毒，抽搐等。
因此，研究麻醉期間換氣裝置無效空間(VD)對動脈血二氧化碳壓力(PaCO2,「Pa」可與「Pa」互換使用)及氧壓力(PaO2)的影響。經過核准及病人同意，共研究301位健康(ASA類別I)接受選擇手術的成年病人(分成研究I共241位病人及研究II共60位病人)。以thiopental的睡眠劑量誘生麻醉；以1毫克/千克丁二醯基膽鹼輔助氣管內(ET)插管。使用傳統的具有二氧化碳吸收的麻醉循環呼吸系統以60-70％氧化亞氮於氧中及0.5-1.0％halothane，或0.8-1.5％enflurane維持麻醉。視需要間歇給予pancuronium bromide達成手術中肌肉鬆馳。病人肺臟使用傳統間歇正壓換氣模式(IPPV)以機械換氣，IPPV的換氣設定值如下。潮汐容積(VT=10毫升/千克)，換氣頻率(f=10-12呼吸/分鐘)，及吸氣/呼氣比(I∶E比=1∶2)在研究中維持恆定。以Wright呼吸儀放置在ET管測定VT。使用電流式氧分析儀(Riken OX-160，日本)監測吸入的氧濃度分量(FiO2=0.3-0.4)。使用紅外線二氧化碳分析儀(AIKA,RAS-41，日本)監測最終潮汐二氧化碳濃度。
使用傳統換氣模式(亦即不含無效空間，亦即病人體外無效空間小於10毫升)達成心肺穩定後，由撓動脈採集動脈血樣並使用ABL2血液氣體分析儀(Radiometer，哥本哈根)做即時血樣分析進行對照測量。獲得對照值後，隨機由160,200,350,510及550(毫升)選取一或二個預定無效空間VD，並結合在呼吸迴路同時維持相同人工換氣設定值30分鐘。隨後，重複測量血中氣體供比較及進行統計分析。研究I的241位病人結果摘述於表1(分成A組，60千克±17；B組，65千克±9；及C組，90千克±8)及研究II的60位病人結果摘述於圖7-10。
表1顯示使用不含裝置無效空間的IPPV的傳統人工換氣模式無可避免地導致動脈二氧化碳壓力(PaCO2)顯著降低，亦即低血二氧化碳。A,B及C組的任一組病人增加無效空間，VD=160-200毫升，VD=350毫升，及VD=550毫升，顯著增高PaCO2到正常血二氧化碳及中度高血二氧化碳濃度而PaO2大體未減低，亦即低血氧。研究II顯示使用不等無效空間容積進行人工換氣期間由60位病人(120個樣品)所得血中氣體資料的數學回歸分析。如此，顯示出呼吸迴路的預定無效空間容積可顯著控制PaCO2值，而人工換氣期間未出現低血氧，如圖7-10及表1示例說明。病人在麻醉期間及/或病人接受人工換氣，例如在監護病房(ICU)期間維持正常血二氧化碳濃度極合所需且對病人有益。表1．含或不含裝置無效空間(研究1)在人工換氣期間得自241位麻醉病人(318個樣品)的動脈血中氣體資料
平均值±標準差，*p＜0.05相對於對照(VD=0)；換氣設定值VT=10毫升/千克，f=10-12呼吸/分鐘，I∶E比=1∶2圖7為線圖，示例說明無效空間容積VD(以毫升/千克病人體重或立方釐米/千克體重測量)與所造成的病人動脈二氧化碳壓力PaCO2變化(以毫米汞柱測量)間的關係，包含線性回歸分析曲線，獲得相關係數，r=0.671，及PaCO2變化預測值=2.621×VD的積加1.766，或以等式表示ΔPaCO2(毫米汞柱)=(2.621×VD(毫升/千克))+1.766這說明PaCO2的變化(Δ)可作為VD的函數可靠地預測(VD為0-8毫升/千克病人體重，或立方釐米/千克)。
圖8為線圖，示例說明當VD在約0到8毫升/千克間改變時PaCO2的獨立性，包含線性回歸分析曲線，其顯示在測試範圍內兩種變數並無顯著相關(r僅0.074)。這樣，即使無效空間容積夠大而增加PaCO2達15毫米汞柱(參見圖7)，PaO2仍未顯著下降。
圖9為線圖，示例說明當PaCO2在0到25毫米汞柱間改變時PaCO2及PaO2的變化的獨立性，包含線性回歸分析曲線，其具有相關係數，r=0.153，如此顯示PaO2在0到25毫米汞柱間增加對PaO2並無顯著影響。
圖10的表系由圖7研究II的線圖所示資料獲得。
如此，本發明的人工換氣方法提供加大的病人體外無效空間容積，以誘使及/或維持正常血二氧化碳或中度高血二氧化碳同時避免低血氧。本發明絕非限於任何特定工作理論，相信病人呼吸系統存在的解剖無效空間包含例如由上呼吸道(例如鼻，口，喉腔)、氣管及支氣管樹形成的無效空間至少被氣管內管裝置部分去除。如此，由解剖無效空間所得再呼吸量減少。再者，為防止現有技術的低血氧及肺膨脹不全，以高壓、大潮汐容積及快速呼吸速率提供吸入氧氣；如此導致換氣過度及動脈二氧化碳濃度顯著下降。
在優選實施例中，單分支病人呼吸導管的無效空間容積調整到至少10毫升(立方釐米)，或在替代實施例中調整到至少30毫升，並可調整到或超過150毫升。使用的單分支病人呼吸導管可為此處所述的任一種或其修改例。雖然使用此處所述裝置對前述人工換氣方法為優選，但預期增加二氧化碳不一定造成低血氧，只要供應足夠的氧這一發現導致可使用其它裝置提供人工換氣而不造成低血二氧化碳或低血氧。例如，來自外側來源的二氧化碳可與吸入氣體合併，或使用雙分支系統，其中供應額外的二氧化碳給病人。例如參照圖11，示例說明Y字形嵌合件180，具有輸入口182，通風口184及呼吸口186。嵌合件180的遠端聯結到過濾裝置190。單向閥(未顯示)位於口182及184近端以確保間歇正壓換氣。軟管200的近端202連接到過濾裝置190遠端。如此，軟管200的整體內部容積作為無效空間。軟管200的長度及直徑可經選擇而獲得預定無效空間。
如此，本發明的避免低血氧及低血二氧化碳的輔助換氣方法，在某些例中可設置在舊型輔助換氣系統中，同時仍具有單管供吸入氣體及呼出氣體的優點。管200及過濾裝置190可密封地粘合，或為分開的容易裝卸的組件。管200對預先選定的無效空間容積具有均勻直徑的可變預定長度；管200具有軸向可調整長度，在兩相對端具有校準標記，預先算出遠端標記與近端標記間距而提供預定無效空間(一個實施例中，遠端校準標記僅出現在包圍的打褶軟管件沿軸向延長時，當包圍的打褶管件呈沿軸向壓縮狀態的摺疊形時不可見)。
在優選實施例中，對哺乳類(例如人類)提供人工換氣其足夠防止低血氧，同時有足量部分哺乳類呼出氣體被再呼吸，而使哺乳類的動脈二氧化碳壓力維持在約35毫米汞柱到約95毫米汞柱；在另一實施例中，哺乳類的動脈二氧化碳濃度維持在約35毫米汞柱到約45毫米汞柱(亦即正常血二氧化碳)。
雖然已經在附圖及前文說明中詳細描述了本發明的實施例，但其應視為僅供舉例說明，而絕非限制性。例如，雖然此處使用圖形剖面的管，但預期可使用具有不同剖面形狀的管形導管，同軸管的內管可或可未在外管內部沿軸向方向對中，或僅部分內管在外管內部沿軸向對中而其它部分則為偏心。也預期近側端件可有多於兩根導管通入其中，可聯結到具有多於兩個管腔的軟呼吸導管。如此，需了解雖僅顯示及敘述優選實施例，但意在本發明的精髓範圍內的全部變化及修改均受到保護。
權利要求
1．一種可避免低血二氧化碳及低血氧的人工換氣方法，包括下列步驟；對哺乳類提供足以防止低血氧的人工換氣，其中該哺乳類吸氣及呼氣，以及使哺乳類呼出氣體的足量部分被再呼吸，而使哺乳類的動脈二氧化碳壓力維持在約35毫米汞柱到約95毫米汞柱。
2．如權利要求1的方法，其中該哺乳類的呼出氣體被充分再呼吸，以使哺乳類的動脈二氧化碳壓力為約35毫米汞柱到約45毫米汞柱。
3．一種用於呼吸迴路的單分支裝置，包括一外管，以及一內管，所述外管及內管各自具有近端及遠端，所述內管至少部分設置在所述外管內部，所述內管遠端設置在外管內部且與外管作直接流體連通，二管之一的近端工作地聯結到吸入氣體入口，以及二管之一的近端工作地聯結到廢氣出口，內管外部直徑小於外管內部直徑，其中所述外管在遠端工作地聯結到哺乳類氣管內插管裝置而對哺乳類提供人工換氣，所述內管遠端沿軸向方向設置距外管遠端一段預定距離，而在二管遠端之間在外管內部形成無效空間，所述無效空間可使吸入氣體與工作地聯結到所述裝置的哺乳類呼出的氣體混合，其中所述無效空間至少為10立方釐米。
4．如權利要求3的裝置，其中所述內管具有固定長度，及所述外管長度可調整，其中所述無效空間可通過相對於內管遠端，沿軸向延長或收縮外管調整。
5．如權利要求3的裝置，其中當所述裝置工作地聯結到哺乳類而提供呼吸時，病人體外的無效空間至少為30立方釐米，包括在病人體外的插管裝置部分所容納的無效空間。
6．一種用於哺乳類的系統，對哺乳類提供呼吸氣體及排放來自哺乳類的呼吸氣體，包括一第一呼吸導管具有一個近端及一個遠端可提供呼吸氣體及排放來自哺乳類的呼吸氣體，所述第一呼吸導管為軟性，接口裝置包括工作地聯結到第一呼吸導管近端的近側端件，防止所述第一呼吸導管內部的生物汙染與接口裝置連通的裝置，防止生物汙染的裝置系工作地聯結於第一呼吸導管近端或設置於第一呼吸導管近端內部，所述近側端件包括一個剛性殼體，所述殼體包括吸入氣體入口，呼出氣體出口及第一呼吸口，當呼吸導管工作地與接口聯結時，所述第一呼吸口通過防止生物汙染裝置與第一呼吸導管作流體連通，所述近側端件還包括一個剛性外管及一個剛性內管，所述外管及內管各自具有第一端及第二端，內管至少部分設置在外管內部，內管的第二端設置在外管內部，外管在第二端聯結到第一呼吸口，以及二管之一的第二端聯結到呼吸氣體入口，及二管之一的第一端聯結到廢氣出口，內管的外部直徑小於外管的內部直徑，其中，所述第一呼吸導管可由接口拆卸供廢棄或消毒。
7．如權利要求6的裝置，其中所述近側端件又包括一個第二呼吸口，所述第二呼吸口的直徑小於第一呼吸口的直徑，及所述內管的第一端形成第二呼吸口，所述系統又包括一個第二呼吸導管，其可由接口卸下供廢棄或消毒，所述第二呼吸導管具有一個遠端及一個近端，第二呼吸導管的直徑比第一呼吸導管小，其中第二呼吸導管近端可通過防止生物汙染裝置設置成與第二呼吸口作工作地聯結，其中，當第二呼吸導管工作地聯結到第二呼吸口及第一呼吸導管聯結到第一呼吸口時，第二呼吸導管遠端位於第一呼吸導管內部且與第一呼吸導管作流體連通。
8．如權利要求7的裝置，其中當二導管工作地聯結到接口時，在第一呼吸導管遠端與第二呼吸導管遠端之間形成無效空間，其中所述無效空間大小可使用不等長度的第二呼吸導管改變。
9．如權利要求7的裝置，其中當二導管工作地聯結到接口時，在第一呼吸導管遠端與第二呼吸導管遠端間形成無效空間，以及其中第一呼吸導管長度可延長，因此無效空間大小可通過延長第一呼吸導管改變。
10．如權利要求7的裝置，其中所述接口還包括至少一個功能裝置與第一呼吸口及第二呼吸口中的至少一個工作地聯結，所述至少一個功能裝置系選自呼吸監測模塊及呼吸控制模塊。
11．如權利要求7的裝置，其中所述接口還包括至少一個功能裝置與第一呼吸口及第二呼吸口中的至少一者工作連接，所述至少一個功能裝置選自氧分析儀，二氧化碳計，壓力計，二氧化碳濃度控制器，及氧濃度控制器及過濾裝置。
12．一種用於單分支人工呼吸裝置的端件，包括一個整體的殼體系由剛性材料構成，所述殼體包括第一口，第二口，第三口及第四口，所述殼體又包括一外管及一內管，所述外管及內管各自具有第一端及第二端，內管設置在外管內部，內管的外部直徑小於外管的內部直徑，外管的第二端聯結到第一口，內管的第二端聯結到第二口，第一口的直徑大於第二口，第一口的開口界定第一平面，其中第二口的開口界定第二平面，第一平面及第二平面大體共面，其中第二口系由第一口包圍，內管第一端聯結到第三口，其中進入第三口的流體僅能通過內管而由第二口流出，所述外管的第一端聯結到第四口，第三及第四口在不同位置進入殼體內部，其中進入第四口的流體僅能通過介於外管內壁與內管外壁間的空間，並僅能通過第一口送出。
13．一種用於單分支人工呼吸裝置用端件的嵌合件，例如一種端件包括一個整體的殼體系由剛性材料構成，所述殼體包括第一口，第二口，第三口及第四口，所述殼體又包括一外管及一內管，所述外管及內管各自具有第一端及第二端，內管系設置在外管內部，內管的外部直徑小於外管的內部直徑，外管的第二端聯結到第一口，內管的第二端聯結到第二口，第一口的直徑大於第二口，第一口的開口界定第一平面，其中第二口的開口界定第二平面，第一平面及第二平面大體共面，其中第二口系由第一口包圍，內管第一端聯結到第三口，其中進入第三口的流體僅能通過內管而由第二口流出，所述外管的第一端聯結到第四口，第三及第四口在不同位置進入殼體內部，其中進入第四口的流體僅能通過介於外管內壁與內管外壁間的空間，因此僅能通過第一口送出，所述嵌合件包括一個整體的殼體系由剛性材料製成，所述殼體包括一剛性外管及一剛性內管，所述外管及內管各自具有第一端及第二端，內管系位於外管內部，內管外部直徑小於外管內部直徑，所述殼體包括第五口，第六口，第七口及第八口，所述外管第一端形成第五口，所述內管第一端形成第六口，第五口的開口界定第三平面，第六口的開口界定第四平面，第三平面與第四平面大體共面，所述外管第二端形成第七口，所述內管第二端形成第八口，所述內管及外管利用介於內管及外管間的整體剛性間隔裝置而保持成固定同軸隔開關係，其中所述內管及外管不交叉，其中所述第五口及第六口可工作地分別聯結到第一口及第二口，及所述第七口及第八口可工作地聯結到軟性導管。
14．一種殼體，其作為單分支輔助換氣裝置的近側端件，其可將兩根個別導管結合成一同軸導管，所述殼體具有整體的構造且系由剛性材料製成，所述殼體構成具有第一直徑的第一導管及具有第二直徑的第二導管，所述第一直徑系大於第二直徑，其中所述第一導管通過形成第一口及第二口的殼體，以及其中所述第二導管交叉第一導管並通過第一導管壁，其中所述第二導管具有由第一導管包圍的內部，第二導管構成在殼體外部的第三口，第一、第二及第三口分別由殼體不同位置流出殼體外部，其中所述第二導管內部終止在第一導管內部，改進部分包括一剛性內導管，具有第一端及第二端，所述內導管在第一端密封地聯結到第二導管內部末端，內導管第二端形成第四口，第四口被第一口包圍，第一口的開口界定第一平面，其中第四口的開口界定第二平面，其中第一平面及第二平面大體共面。
15．一種過濾裝置，包括一個外殼體及一個內殼體，所述內殼體系容納在外殼體內部，所述內殼體具有第一端及第二端及一個內過濾裝置設置在兩端間，所述外殼體具有第一端及第二端及設置在其間的外過濾裝置，其中流體可在外殼體內部由外殼體第一端通到外殼體第二端，其中由內殼體第一端通到第二端的流體必須通過內過濾裝置，外殼體充份大於內殼體而許可流體介於外殼體內部與內殼體外部間流動，由外殼體第一端流到第二端的流體必須通過外過濾器裝置。
16．如權利要求15的裝置，其中所述外殼體具有兩個具第一直徑的部分及一個具第二直徑的部分，所述第二直徑大於第一直徑，其中所述第二直徑部分設置在兩個第一直徑部分間，其中所述外過濾器裝置系設置在第二直徑部分內，及其中所述內殼體具有兩個具第三直徑部分及一個具第四直徑部分，所述第四直徑大於第三直徑，其中所述第四直徑部分設置在兩個第三直徑部分間，其中所述內過濾器裝置設置在第四直徑部分內，其中所述第一直徑大於第三直徑及第二直徑大於第四直徑，其中所述內殼體沿軸向方向設置在外殼體內，故第四直徑部分沿軸向方向排齊並設置在第二直徑部分內部。
17．一種用於輔助換氣系統的套件組，包括軟性管件，所述軟性管件的內容積大於10毫升，並具有一個近端及一個遠端，所述近端可工作地聯結到吸入氣體源，及所述遠端可工作地聯結到病人而提供吸入與呼出氣體導管；一個過濾器裝置，其可工作地聯結到軟性管件近端，其中介於軟性管件與吸入氣體源間的流體連通經過過濾器裝置；其中所述軟性管件及過濾器裝置可不粘合連接供單次使用，及隨後再拆卸開，一個近側端件包括整體的殼體系由剛性材料製成，所述殼體包括第一口，第二口，第三口及第四口；所述殼體又包括一外管及一內管，所述外管及內管各自具有第一端及第二端，所述內管設置在外管內部，內管具有比外管內部直徑更小的外部直徑，外管在第二端聯結到第一口，內管的第二端在第二端聯結到第二口，第一口的直徑大於第二口，第一口具有界定第一平面的開口，其中所述第二口具有界定第二平面的開口，第一平面及第二平面大體共面，其中所述第二口由第一口環繞，內管第一端聯結到第三口，其中進入第三口的流體僅能通過內管並由第二口送出，外管第一端聯結到第四口，第三口及第四口在不同位置進入殼體內部，其中進入第四口的流體僅能通過介於外管內壁與內管外壁間的空間並僅能通過第一口送出，其中所述軟管近端可通過過濾器裝置工作地聯結到第一口。
18．一種用於輔助換氣系統的呼吸導管，包括一外軟管，所述外管具有一個近端及一個遠端，及校準裝置；其中所述近端系設置成與吸入氣體源作流體連通，及所述遠端系設置成與病人作流體連通以提供吸入及呼出病人氣體導管，至少部份外管在病人體外形成無效空間，其中所述校準裝置可確定無效空間大小。
19．權利要求18的呼吸導管，其中所述呼吸導管又包括一內管，所述內管直徑比外管更小且至少部份沿軸向方向設置在外管內部，所述內管具有一個近端及一個遠端，遠端沿軸向設置在外管內部，以及其中所述外管系由充份透明而可檢視內管遠端的材料製成，其中導管內部無效空間可由內管遠端與校準裝置對齊來確定。
20．如權利要求19的呼吸導管，其又包括一個近端嵌合件，所述嵌合件系由剛性材料製成，及包括一內導管及一外導管借間隔裝置維持成固定同軸隔開關係，其中所述內導管系工作地聯結到內管近端，及所述外導管系工作地聯結到外管近端。
全文摘要
一種提供輔助換氣而可避免低血氧及低血二氧化碳的方法，其中由外部對病人提供輔助換氣系統的預定無效空間。該方法也可在輔助換氣期間用以產生正常血二氧化碳或中度高血二氧化碳而不引起低血氧。改進的裝置具有一種改進的近側端件及同軸過濾裝置。
文檔編號A61M16/08GK1237915SQ97199766
公開日1999年12月8日 申請日期1997年10月30日 優先權日1996年11月18日
發明者阿特斯沃·F·福庫納加, 布蘭卡·M·福庫納加 申請人:邁德利斯公司