用於通氣機系統中的呼氣路徑的熱冷卻器與除溼器的製造方法
2023-06-05 15:55:51 2
用於通氣機系統中的呼氣路徑的熱冷卻器與除溼器的製造方法
【專利摘要】一種通氣機系統(110)包含：吸入過濾器(120)，所述吸入過濾器被配置成接收且過濾氣體；加溼器(130)，所述加溼器連接到所述吸入過濾器且被配置成調整所述被過濾氣體的溼度；雙支路患者迴路，所述雙支路患者迴路連接到患者且被配置成給所述患者供應通氣，所述雙支路患者迴路包含連接到所述加溼器且被配置成給所述患者供應所述被過濾氣體的吸氣支路和被配置成接收來自所述患者的呼出氣體的呼氣支路；冷凝器(140)，所述冷凝器連接到所述呼氣支路，所述冷凝器被配置成冷卻來自患者的所述呼出氣體且從來自所述患者的所述氣體移除水分；和呼氣過濾器(150)，所述呼氣過濾器連接到所述冷凝器且被配置成過濾來自所述冷凝器的所述被冷卻後的氣體。
【專利說明】用於通氣機系統中的呼氣路徑的熱冷卻器與除溼器
發明領域
[0001]本發明涉及患者通氣機系統和設備，且特定來說，涉及一種用於通氣機系統的呼氣路徑的熱冷卻器與除溼器和包含這種熱冷卻器與除溼器的通氣系統。
【背景技術】
[0002]通氣機以各種設置使用。舉例來說，在醫院中，患者可被通氣作為其醫療護理的一部分。特定來說，通氣機通常提供於醫院重症監護病房(ICU)中。
[0003]呼氣過濾器是用於過濾處於與通氣機一起使用的雙支路患者迴路的呼氣支路中的從患者呼出的氣體的過濾器。所述過濾器的目的是減少通氣機在患者之間的交叉感染。舉例來說，根據NIOSH來規定這類呼氣過濾器的細菌和病毒過濾效率(例如，NlOO過濾器移除呼出氣體中99.97%的微粒)。
[0004]一般來說，與通氣機一起使 用的呼氣過濾器可被分成加熱呼氣過濾器與非加熱呼氣過濾器。
[0005]當採用非加熱呼氣過濾器時，來自呼出氣體和/或來自主動增溼的溼度致使過濾介質吸收水分。隨著過濾介質使水分積累，其對氣流的阻力增加，此可導致增加了進行呼吸的患者的工作。隨著非加熱呼氣過濾器使水分積累，其變得潮溼且受汙染並且需要更換一通常在每使用24小時之後。這致使患者迴路在呼氣過濾器的替換期間中斷。此外，當通過一些通氣機中用於測量呼出氣流的流量傳感器的呼出氣體具有高溼度水平時，所述傳感器可易受損害，此可為當採用非加熱呼氣過濾器時的情形。
[0006]另一方面，加熱呼氣過濾器保持過濾介質乾燥且無需更換，並且因此其可避免患者迴路的中斷。除保持過濾介質乾燥之外，加熱過濾器還在通過傳感器的呼出氣體具有高溼度水平時幫助測量呼出氣流。然而，一般來說，加熱呼氣過濾器需要來自通氣機的控制輸入，且通常與通氣機整合在一起。所以，一般來說，可僅當通氣機包含加熱通氣過濾器控制裝置時才採用加熱呼氣過濾器。此外，通常加熱呼氣過濾器可大體上增加通氣機系統的功率消耗。
[0007]因此，將可期望提供一種可解決上文所描述問題中的一個或多個的裝置。
【發明內容】
[0008]在本發明的一個方面中，一種系統包括:吸入過濾器，所述吸入過濾器被配置成接收並且過濾氣體；加溼器，所述加溼器連接到所述吸入過濾器且被配置成調整所述被過濾氣體的溼度；雙支路患者迴路，所述雙支路患者迴路連接到患者且被配置成給患者供應通氣，所述雙支路患者迴路包含連接到所述加溼器且被配置成將所述被過濾氣體供應到所述患者的吸氣支路，且進一步包含被配置成接收來自所述患者的呼出氣體的呼氣支路；冷凝器，所述冷凝器連接到所述呼氣支路，所述冷凝器被配置成冷卻來自患者的所述呼出氣體並從來自患者的所述呼出氣體移除水分；和呼氣過濾器，所述呼氣過濾器連接到所述冷凝器且被配置成過濾來自所述冷凝器的所述被冷卻後的呼出氣體。[0009]在一些實施例中，所述冷凝器包括:入口，所述入口被配置成從患者接收呼出氣體；出口，所述出口被配置成從所述冷凝器輸出所述被冷卻後的呼出氣體；蓄液器，所述蓄液器連接到所述入口和所述出口 ；和除熱器，所述除熱器被配置成冷卻所述蓄液器內的所述呼出氣體。
[0010]在一些實施例中，所述除熱器是熱電冷卻裝置。
[0011]在一些實施例中，所述系統進一步包括導熱冷板，所述導熱冷板熱聯接到所述熱電冷卻裝置且大體上圍繞所述蓄液器。
[0012]在一些實施例中，所述蓄液器包括:罐，所述罐安置於由所述導熱冷板形成的腔內；一次性襯墊，所述一次性襯墊以可移除方式安置於所述罐內；和0型環，所述O型環將所述一次性襯墊聯接到所述罐。
[0013]在一些實施例中，所述系統進一步包括安置於所述一次性襯墊內的螺旋翅片，以使得來自患者的所述呼出氣體的至少一部分在從所述入口到所述出口的所述路徑中沿著螺旋翅片通過。
[0014]在一些實施例中，所述系統進一步包括氣流單元,所述氣流單元包括所述入口、所述出口、所述螺旋翅片和連接到所述入口且安置於所述一次性襯墊內的排氣管，來自患者的呼出氣體通過所述排氣管到達一次性襯墊中，且其中所述螺旋翅片設置於所述排氣管的外表面上。
[0015]在一些實施例中，所述冷凝器包含控制輸入部，所述控制輸入部被配置成接收來自通氣機的控制信號以用於控制所述熱電冷卻裝置的冷卻操作。
[0016]在一些實施例中，所述冷凝器包含用於控制所述熱電冷卻裝置的冷卻操作的手動控制部，且其中所述手動控制 部被配置成由用戶手動調整。
[0017]在一些實施例中，所述系統進一步包括通氣機，所述通氣機連接到所述吸入過濾器和所述呼氣過濾器，且被配置成將氣體提供到所述吸入過濾器並接收來自所述呼氣過濾器的所述被過濾後的呼出氣體。
[0018]在本發明的另一方面中，一種設備包括:入口，所述入口被配置成連接到雙支路患者迴路的呼氣支路；出口，所述出口被配置成連接到通氣機系統的呼氣過濾器；熱電冷卻器；導熱冷板，所述導熱冷板熱聯接到所述熱電冷卻裝置且具有形成於其中的腔；蓄液器，所述蓄液器安置於所述腔內且聯接到所述入口和所述出口 ；和螺旋翅片，所述螺旋翅片安置於在從所述入口到所述出口的氣體流路中的所述蓄液器內。
[0019]在一些實施例中，所述罐包含監視窗口，當所述罐安置於所述腔內時，可通過所述監視窗口從所述罐的外部觀察所述罐的內部。
[0020]在本發明的又一方面中，一種設備包括:入口，所述入口被配置成連接到雙支路患者迴路的呼氣支路且被配置成從其接收氣體；出口，所述出口被配置成連接到通氣機系統的呼氣過濾器且被配置成將氣體提供到呼氣過濾器；蓄液器，所述蓄液器聯接到所述入口並聯接到所述出口 ；和除熱器，所述除熱器被配置成冷卻所述蓄液器內的氣體且致使氣體內的水分冷凝於所述蓄液器內。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是包含處於其呼氣路徑中的冷凝器的通氣設備的一個實施例的功能框圖。[0022]圖2示出用於給患者提供通氣的通氣機系統。
[0023]圖3是包含處於其呼氣路徑中的冷凝器的通氣設備的另一實施例的功能框圖。
[0024]圖4A到C圖示通氣機系統的呼氣路徑中可採用的冷凝器的一個實施例的各種視圖。
[0025]圖5圖示用於冷凝器的盒組件。
【具體實施方式】
[0026]現在將參考附圖更全面地描述本發明，其中展示本發明的優選實施例。然而，本發明可以不同形式體現且不應將其理解為限於本文中所陳述的實施例。此外，這些實施例提供為本發明的教示實例。
[0027]圖1是包含處於呼氣路徑中的冷凝器的通氣設備100的一個實施例的功能框圖。通氣設備100包含通氣機110、吸入過濾器120、加溼器130、冷凝器140和呼氣過濾器150。設備100可包括雙支路患者迴路，所述雙支路患者迴路包含吸入患者迴路或吸氣支路、和呼出患者迴路或呼氣支路，兩者都連接到患者。
[0028]圖2展示用於使用通氣設備100的元件給患者10提供通氣的通氣機系統200。特定來說，圖2更好地圖示了雙支路患者迴路210，其包含吸氣支路212、呼氣支路214、Y形連接器217和經由Y形連接器217連接到吸氣支路212和呼氣支路214的呼吸管。在一些實施例中，呼吸管可以是氣管內導管。壓力傳感器215可連接到Y形連接器217以用於測量提供到患者10的患者氣道壓力。圖2也示出連接於通氣機系統200中的各種元件之間的管道205。管道205可以 是通氣機系統中所採用的常規管道，舉例來說，具有大約15_的內徑的管道。
[0029]作為實際問題，在一些安裝中，通氣機110提供為設施基礎的一部分(亦即，其可以安裝於醫院病房中)，且可單獨地提供通氣機系統200的其餘部分以用於連接到通氣機110。
[0030]吸入過濾器120過濾待從通氣機110提供給患者10的氣體。加溼器130增加待提供給患者10的氣體的溼度，這可增加患者舒適度。在一些實施例中，可省略加溼器130。呼氣過濾器150過濾出從患者10傳遞到通氣機110的呼出氣體中的汙染物，以減小或消除通氣機110在供不同患者使用時的任何交叉感染。有利地，呼氣過濾器150是非加熱呼氣過濾器。
[0031]有利地，冷凝器140冷卻來自患者10的呼出氣體且冷凝呼出氣體中所存在的水分中的一些或大體上所有，以便將其從呼出氣體移除，且將乾燥後的呼出氣體傳遞到呼氣過濾器150。在通氣設備100中，冷凝器140具有一個或多個電力和/或控制輸入部以用於接收來自通氣機110的電力和/或電控制信號105，所述電力和/或電控制信號可用於調整或控制冷凝器140的一個或多個操作參數(例如，以設定由用於從呼出氣體移除水分的冷凝器所施加的冷卻溫度)。
[0032]包含冷凝器140可提供通氣設備100的以下有利特徵中的一個或多個:其可將乾燥氣體提供到呼氣過濾器150以便呼氣過濾器150不會吸收水分和需要頻繁更換；其可防止跨越呼氣支路214中的呼氣過濾器150的大的壓降；其可準許使用簡單且便宜的抗菌元件用於呼氣過濾器150 ;其可消耗比加熱的呼氣過濾器少的電力。此外，在下文所描述的一些實施例中，可將冷凝液體從患者迴路移除而不中斷患者迴路，如採用非加熱呼氣過濾器的現有通氣機系統中所需要的。此外，在下文所描述的一些實施例中，冷凝器140可用在不包含用於加熱的呼氣過濾器的任何控制的通氣機系統中。
[0033]圖3是包含處於其呼氣路徑中的冷凝器340的通氣設備300的另一實施例的功能框圖。
[0034]除以下差異之外,通氣設備300與通氣設備100相同。通氣設備300包含不給冷凝器340提供電力和/或電控制信號的通氣機310。冷凝器340可直接連接到用於接收電力的電出口。冷凝器340也可包含手動控制部342，手動控制部342用於接收來自用戶的手動控制輸入以供調整冷凝器340的一個或多個操作參數(例如，用於允許用戶設定由冷凝器340施加至呼出氣體的冷卻溫度的旋鈕)。
[0035]通氣設備300的優點是，其可被配置成與不具有用於控制或調整冷凝器的任何參數的任何能力的現有已安裝通氣機310 —起操作。
[0036]冷凝器的其它實施例可包含以下兩者:(I)用於接收來自通氣機的電力和/或電控制信號105的電力和/或控制輸入部；和(2)用於從電出口直接接收電力的輸入部和用於接收來自用戶的手動控制輸入以用於調整冷凝器的一個或多個操作參數的手動控制部。以這種方式，一個冷凝器單元可安裝於其中通氣機可提供電控制的通氣設備或其中通氣機不能提供電控制而且任何操作參數必須由用戶調整或設定的通氣設備中。
[0037]圖4A到C圖示了通氣機系統(例如，通氣系統200)的呼氣路徑中可採用的冷凝器400的一個實施例的各種視圖。
[0038]冷凝器400包含氣流單元410、蓄液器420、除熱器430和導熱冷板440。
[0039]氣流單元410具有入口 412、出口 414、排氣管416和安置於排氣管416的外表面上的螺旋翅片418。
[0040]蓄液器420包含罐422、以可移除方式安置於罐422內的一次性襯墊(例如，塑膠袋)424、和將一次性襯墊424聯接到罐422的O型環426。排氣管416和螺旋翅片418安置於一次性襯墊424、罐422和蓄液器420內。
[0041]在有利實施例中，除熱器430包括熱電冷卻裝置，但是可構想可採用不同形式的熱移除裝置。
[0042]導熱冷板440可包括具有良好導熱性質的材料，例如，鋁。導熱冷板440熱聯接到除熱器430和罐422。在有利布置中，除了在氣流單元410安置到其中的蓄液器420的頂部開口處之外，導熱冷板440大體上圍繞蓄液器420。在有利布置中，導熱冷板440具有形成於其中以用於接納和大體上圍繞罐422的腔。
[0043]在一些實施例中，罐422以可移除方式安置於導熱冷板440的腔內。
[0044]在一些實施例中，氣流單元410、罐422、一次性襯墊424和O型環426可一起包括可於來自導熱冷板440的一個件中移除的盒組件，導熱冷板440充當盒組件的殼體。圖5圖示此類盒組件500的一個實施例。
[0045]在操作中，入口 412經由患者迴路的呼氣支路來接收來自患者10的呼出氣體，且將呼出氣體提供到蓄液器420的內部，且特別提供到一次性襯墊424的內部。除熱器430結合導熱冷板440被配置成冷卻蓄液器420 (亦即，一次性襯墊424)內的呼出氣體。在一些實施例中，可響應於提供到冷凝器400的一個或多個控制信號或手動輸入而調整或控制除熱器430的一個或多個操作(例如，操作溫度)，如上文關於圖1到3所描述。當呼出氣體由除熱器430和導熱冷板440冷卻時，呼出氣體內的水分冷凝成液體且保留於蓄液器420內(亦即，於一次性襯墊424內)。有利地，呼出氣體內的大體上所有水分收集於蓄液器420內(亦即，於一次性襯墊424內)。然後，被冷卻且乾燥的呼出氣體經由出口 414從冷凝器430輸出，出口 414可連接到患者迴路的呼氣支路中的呼出過濾器。
[0046]在有利特徵中，一個或多個螺旋翅片428安置於入口 412與出口 414之間的氣體流路中，以使得來自患者10的呼出氣體的至少一部分在從入口 412到出口 414的路徑中沿著螺旋翅片通過。螺旋翅片428在呼出氣體沿著螺旋翅片428通過時將其冷卻，藉此冷凝來自氣體的水分。舉例來說，來自呼出氣體的一些或所有水分可在螺旋翅片418上形成冷凝物，所述冷凝物又落到一次性襯墊424中。
[0047]在另一有利特徵中，罐422可包含監視窗口 450 (例如，玻璃或透明塑料)，當罐422安置於導熱冷板440的腔內時可通過所述監視窗口從罐422外部觀察罐422的內部。此外，一次性襯墊424可包括準許從外部觀看其內容物的透明或半透明材料。以這種方式，用戶可能夠容易地辨別已積累於一次性襯墊424內的水分量，且藉此確證應何時更換一次性襯墊424。
[0048]有利地，盒組件500可從冷凝器400移除且用新的一次性襯墊424交換舊的一次性襯墊而不中斷患者10的患者迴路。
[0049]冷凝器400可提供用於其中採用所述冷凝器的通氣機系統的以下有利特徵中的一個或多個:其可將乾燥氣體提供到後續呼氣過濾器以便呼氣過濾器不會吸收水分和需要頻繁更換；其可防止否則可需要增加患者呼吸精力的跨越呼氣過濾器的大的壓降；其可準許簡單且便宜的抗菌呼氣過濾器；其可消耗比加熱的呼氣過濾器少的電力；其可允許從患者迴路移除冷凝液體而不中斷患者迴路；且其可採用於不包含用於加熱的呼氣過濾器的任何控制的通氣機系統中。
[0050] 雖然本文中揭示了優選實施例，但保持於本發明的概念和範圍內的許多變化形式是可能的。所屬領域的技術人員在審閱本文中的說明書、圖式和權利要求書之後這些變化形式將變得明了。因此，本發明僅受隨權利要求書的範圍的限制。
【權利要求】
1.一種系統，所述系統包括: 吸入過濾器，所述吸入過濾器被配置成接收和過濾氣體； 加溼器，所述加溼器連接到所述吸入過濾器且被配置成調整被過濾氣體的溼度； 雙支路患者迴路，所述雙支路患者迴路連接到患者且被配置成給所述患者供應通氣，所述雙支路患者迴路包含連接到所述加溼器且被配置成給所述患者供應所述被過濾氣體的吸氣支路，且進一步包含被配置成接收來自所述患者的呼出氣體的呼氣支路； 冷凝器，所述冷凝器連接到所述呼氣支路，所述冷凝器被配置成冷卻來自所述患者的所述呼出氣體且從來自所述患者的所述呼出氣體移除水分；和 呼氣過濾器，所述呼氣過濾器連接到所述冷凝器且被配置成過濾所述來自所述冷凝器的被冷卻後的呼出氣體。
2.如權利要求1所述的系統，其特徵在於所述冷凝器包括: 入口，所述入口被配置成從所述患者接收所述呼出氣體； 出口，所述出口被配置成從所述冷凝器輸出所述被冷卻後的呼出氣體； 蓄液器，所述蓄液器連接到所述入口和所述出口 ；和 除熱器，所述除熱器被配置成冷卻所述蓄液器內的所述呼出氣體。
3.如權利要求2所述的系統，其特徵在於所述除熱器包括熱電冷卻裝置。
4.如權利要求3所述的系統，其進一步包括導熱冷板，所述導熱冷板熱聯接到所述熱電冷卻裝置且大體上圍繞所述蓄液`器。
5.如權利要求4所述的系統，其特徵在於所述蓄液器包括: 罐，所述罐安置於由所述導熱冷板形成的腔內； 一次性襯墊，所述一次性襯墊以可移除方式安置於所述罐內；和 O型環，所述O型環將所述一次性襯墊聯接到所述罐。
6.如權利要求5所述的系統，其進一步包括安置於所述一次性襯墊內的螺旋翅片，以使得來自所述患者的所述呼出氣體的至少一部分在從所述入口到所述出口的路徑中沿著所述螺旋翅片通過。
7.如權利要求6所述的系統，其進一步包括氣流單元，所述氣流單元包括所述入口、所述出口、所述螺旋翅片和連接到所述入口且安置於所述一次性襯墊內的排氣管，來自所述患者的所述呼出氣體通過所述排氣管到達所述一次性襯墊中，且其中所述螺旋翅片設置於所述排氣管的外表面上。
8.如權利要求3所述的系統，其特徵在於所述冷凝器包含控制輸入部，所述控制輸入部被配置成接收來自通氣機的控制信號以用於控制所述熱電冷卻裝置的冷卻操作。
9.如權利要求3所述的系統，其特徵在於所述冷凝器包含用於控制所述熱電冷卻裝置的冷卻操作的手動控制部，且其中所述手動控制部被配置成由用戶手動調整。
10.如權利要求1所述的系統，其進一步包括通氣機，所述通氣機連接到所述吸入過濾器和所述呼氣過濾器且被配置成將所述氣體提供到所述吸入過濾器且接收來自所述呼氣過濾器的所述被過濾後的呼出氣體。
11.一種設備，所述設備包括: 入口，所述入口被配置成連接到雙支路患者迴路的呼氣支路； 出口，所述出口被配置成連接到通氣機系統的呼氣過濾器；熱電冷卻裝置； 導熱冷板，所述導熱冷板熱聯接到所述熱電冷卻裝置且具有形成於其中的腔； 蓄液器，所述蓄液器安置於所述腔內且聯接到所述入口和所述出口 ；和 螺旋翅片，所述螺旋翅片安置於在從所述入口到所述出口的氣體流路中的所述蓄液器內。
12.如權利要求11所述的設備，其特徵在於所述蓄液器包括: 罐，所述罐安置於由所述導熱冷板形成的腔內； 一次性襯墊，所述一次性襯墊以可移除方式安置於所述罐內；和 O型環，所述O型環將所述一次性襯墊聯接到所述罐。
13.如權利要求12所述的設備，其特徵在於所述罐包含監視窗口，當所述罐安置於所述腔內時可通過所述監視窗口從所述罐外部觀察所述罐的內部。
14.如權利要求11所述的設備，其進一步包括氣流單元，所述氣流單元包括所述入口、所述出口、所述螺旋翅片、連接到所述入口且安置於所述蓄液器內的排氣管，來自所述患者的所述呼出氣體通過所述排氣管`到達所述蓄液器中，且其中所述螺旋翅片設置於所述排氣管的外表面上。
15.如權利要求11所述的設備，其進一步包括控制輸入部，所述控制輸入部被配置成接收控制信號以用於控制所述熱電冷卻裝置的冷卻操作。
16.如權利要求11所述的設備，其進一步包括手動控制部，所述手動控制部用於控制所述熱電冷卻裝置的冷卻操作，且其中所述手動控制部被配置成由用戶手動調整。
17.一種設備，所述設備包括: 入口，所述入口被配置成連接到雙支路患者迴路的呼氣支路且被配置成接收來自所述呼氣支路的氣體； 出口，所述出口被配置成連接到通氣機系統的呼氣過濾器且被配置成將氣體提供到所述呼氣過濾器； 蓄液器，所述蓄液器聯接到所述入口和所述出口 ；和 除熱器，所述除熱器被配置成冷卻所述蓄液器內的氣體且致使所述氣體內的水分冷凝於所述蓄液器內。
18.如權利要求17所述的設備，其進一步包括螺旋翅片，所述螺旋翅片安置於在從所述入口到所述出口的氣體流路中的所述蓄液器內。
19.如權利要求18所述的設備，其特徵在於所述蓄液器包括:
te ； 一次性襯墊，所述一次性襯墊以可移除方式安置於所述罐內；和 O型環，所述O型環將所述一次性襯墊聯接到所述罐。
20.如權利要求19所述的設備，其進一步包括氣流單元，所述氣流單元包括所述入口、所述出口、所述螺旋翅片、連接到所述入口且安置於所述一次性襯墊內的排氣管，來自所述患者的所述呼出氣體通過所述排氣管到達所述蓄液器中，其中所述螺旋翅片設置於所述蓄液器的外表面上。
【文檔編號】A61M16/16GK103889494SQ201280052975
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年10月26日 優先權日:2011年10月28日
【發明者】M·阿希利亞, S·加爾德, S·艾哈邁德 申請人:皇家飛利浦有限公司