鼻套管的製作方法
2023-07-08 13:09:26
專利名稱：鼻套管的製作方法
技術領域：
本發明主要涉及一種鼻罩或套管，特別是涉及一種鼻套管，這種鼻套管通過一種正壓通氣機來輔助通氣而用以治療病人。
背景技術：
正氣壓(PAP)輔助通氣系統已用於治療各種疾病。PAP系統廣泛用於睡眠呼吸暫停。正氣壓系統的變體已經用於藥物管理及相似領域。
在手術中，由外部的泵來輔助病人呼吸，這種泵通過輕微的正壓給病人輸送空氣。在傳統的系統中，要為每個病人選擇適合當時情況的空氣輸送方式。在一般的手術中，病人的吸氣階段由泵輔助，這種泵以輕微的氣壓給放置在病人臉部的面罩或者套管輸送大量的空氣。能覆蓋病人口和鼻部的全面式面罩系統也有所應用。分別覆蓋口或鼻部的系統也很常見。
在應用中，當病人呼吸時，面罩或套管中較高的壓力用於打開排氣閥。因此，病人的呼吸在吸氣階段由正壓輔助，而呼氣階段則在大氣壓下進行。
在一些實例中，患者的依從性要受面罩舒適度的影響，目前，以「只有鼻部」的套管設備作為首選已經被普遍接受。目前使用的設備的實例可以參見蘭迪斯的美國專利US 5,477,852、伍德的美國專利US 5,533,506、蘭迪斯的美國專利US 5,269,296、蘭迪斯的的美國專利US 5,687,715、及漢德克的美國專利US 5,724,965。
發明內容
與以前的空氣鼻罩相比較，本系統包括一對鼻插管，其能從一對輸送導管得到雙側供給，輸送導管包括左、右支管。如果患者堵塞了面罩的一支管，另一側的支管足以供應病人所需要的空氣。
空氣通過一個Y字形的適配器或連接器導入系統。這種形狀的連接器和其他部件一起合作將噪音減到最小。
在套管體中靠近患者鼻部的位置設置有一對排氣埠。這些排氣埠減少了留存在系統內的二氧化碳的量。這兩個聯合的埠置於套管中以減小噪音和降低系統中不斷增加的二氧化碳。實例中的計算示出了這些埠的大小、形狀和位置是如何相互協作來降低吸入氣體中二氧化碳濃度。
另一個特徵直接涉及鼻插管的形狀。鼻插管足夠長並具有良好的順應性，以便可以插入鼻腔直至某一位置，在該位置鼻孔的橫斷面和插管的橫斷面基本相等。生產該設備的原料的順應性使鼻腔內有充分的舒適感。
附圖簡要說明在所有附圖中，同一附圖標記表示同一結構，其中
圖1為戴在使用者頭部上的鼻套管的示意圖。
圖2為處於獨立狀態的鼻套管的投影圖。
圖3為一部分鼻套管的截面圖，示意出了排氣埠；圖4為一部分鼻套管的截面圖，示意出了排氣埠；圖5為一部分鼻套管的截面圖，示意出了排氣埠；圖6為一部分鼻套管的截面圖，示意出了排氣埠；及圖7為計算排氣埠大小和位置所涉及到的容量和尺寸的圖表。
詳細描述圖1示出了鼻套管10，該鼻套管示出了置於病人鼻腔14內的鼻插管12。如在附圖標記16處所見，每個鼻插管的正下方是一個排氣埠。整個鼻套管用一個便利且為常規結構的帶系統18固定於患者的面部。由輸送導管20代表的左、右兩條輸送導管終止於連接器22中。這種Y字形連接器22連接至傳統的正壓通氣機24上。
在手術中，正壓通氣機24在壓力下把空氣傳送至鼻套管10並且向大氣中釋放呼出的氣體。傳統的機器有一個閥門，在呼氣以排氣時這個閥門是超壓力的。在一些情況下，這些系統還可以加熱或加溼所輸送的空氣。有些情況下，這些機器還可用於輸送藥物。
左邊的輸送導管和右邊的輸送導管20應該放置在靠近患者面部的地方，而連接器22應該位於頸部的附近(如圖所示)。
圖2示出了鼻套管10的立體圖。整個套管10可以由聚合材料如矽橡膠或聚氨酯橡膠模鑄而成。鼻套管某些部分可被局部加強以增加硬度。例如，這可能有利於加強某些部位的結構，如帶系統18和套管設備10的連接處。
如圖，部分帶系統18與輸送導管20相連接。如圖所示在截面中的各種變化增加了設備的堅硬度。最佳形狀和橫截面還不為人所知，因而還需要一些試驗來優化設備。然而人造橡膠的柔軟度和順應性對於患者的舒適感而言是一個重要的因素。Y字形連接器22適合用於連接到正氣壓系統24。
鼻插管12和鼻插管13分別連接到輸送導管20、21並從輸送導管20、21延伸。插管12最末端的部分是一個凸緣26。每個凸緣26最好非常柔軟。這種凸緣26的設計，使其易於與患者的鼻腔相符合。在使用中患者直接將插管放入鼻中，插管12和13在鼻腔中移動直到鼻孔的橫截面和凸緣的橫截面相匹配。鼻部的解剖結構將使插管及其凸緣的形狀變形以令人舒適的密合性。所期望的是，僅需要一種或兩種尺寸就可以適應大眾的需要，因為大多數的患者鼻腔的大小是相似的。
由埠16代表的排氣埠是一個輸送導管20延伸到插管12的管。每一管都有特定的高度或長度。這些排氣埠提供幾種功能。如果排氣埠16和17位置、大小適宜，它們可以減少二氧化碳的積累。如果它們的結構、大小和位置都適宜，還可以用於減少「口哨聲」及其他聲音的影響。排氣埠的一個目標是在吸氣期間，把套管中的二氧化碳數量減小到0.2％到0.7％之間的目標值。而理想的值在大約0.5％以下。申請人相信系統中低的二氧化碳濃度將阻止患者體內二氧化碳的積累。
圖3為表示正常吸氣時鼻套管10中的空氣流的合成示意圖。如箭頭30和32所示，吸入氣體在空氣源24的壓力下流動。如旋渦34所示的一小股氣流進入插管12和13之間的空間。在正常的手術中，系統的每一側都承載著一半所需的氣體流量。
圖4為表示輸送導管20中的一個阻塞23或夾斷的合成示意圖。應用中，當由於患者的移動或類似活動將輸送導管(如輸送導管20)關閉時，這時仍然可以通過另一輸送導管21提供足夠的空氣，如圖中氣流31所示。在這種情況下，所有空氣均通過系統的插管12和13供給患者。在圖中，排氣埠的長度或高度表示為「h2」，其表示排氣埠16的最小高度。理想地，排氣埠的最小高度是其所在位置輸送導管壁厚度的兩倍。
圖5為表示鼻套管10中的理想氣流的合成示意圖。有三種不同的出氣通路。通路50和51表示回到通氣機24的排氣閥。這股氣流壓倒排氣閥而且其中的大多數逸出系統。通路52和53表示分別直接通過排氣埠16和17的廢氣。如通路箭頭54和55所示的通路反應出在兩插管之間的區域的複雜換氣。這股氣流稀釋了該空間中的空氣以便減少二氧化碳。
圖6為表示呼吸中止期間的氣流的合成示意圖。在這期間患者既不呼氣也不吸氣。在手術中的這一時期，如通路箭頭60和61所示，來自PAP通氣系統的空氣直接從排氣埠16和17排出。在該圖中，排氣埠被示為「高的」排氣埠。高度值h1小於排氣埠所在位置的管壁厚度的10倍。排氣埠直徑(BPD)的設置是為了減少二氧化碳的積累。排氣埠高度「h1和h2」的設立是為了減少寄生聲音影響的發生率。排氣埠直徑(BPD)和高度h1之間的最佳比值是在0.1和0.5之間。即，0.1≤(BPD/h1)≤0.5。最好在插管的附近使用兩個排氣埠，不過，排氣埠的其他數量和位置也在本發明的範圍之內。
例子目前，已經廣泛認識到，簡單的通風系統會在空氣入口通道上殘餘大量的呼出氣體，這樣就導致了患者血液中二氧化碳濃度的增加。可溶解二氧化碳的增加導致了血液的酸化並增加呼吸動力，通常也會增加呼吸頻率。在系統中，設備中的死區使用排氣埠結構的大小和位置來平衡，以阻止吸入的空氣中的二氧化碳濃度的升高。當埠的大小和位置被優化以後，可顯著降低二氧化碳氣體的濃度。
總而言之，如果排氣埠小，則它們要被設置在靠近鼻插管的位置。如果套管中死區很大，這種影響會很顯著。因此，應該認識到，死區、排氣埠的大小和位置之間存在著一種關係，這種關係相互協作以使鼻套管有良好的性能。雖然，看上去優化的埠由於其長度和大小是有限制的，但是，已確定的是，它們還可被成形以減小寄生聲音的影響，比如發生在當前使用的鼻套管中的「哨聲」。
圖7，直接死區為如圖所示的圓柱體40、42、44、46、48的總和。該死區用於計算以確定適合的排氣埠大小(BPD)。直接死區的體積被確定為鼻插管體積和鼻插管之間的輸送導管的體積。簡單的幾何學可以用於通過圖7所示的圓柱體估計死區的體積。由於排氣埠16和17沿著輸送導管側向移動，圓柱體40的體積隨插管間的距離而增加。因此，排氣埠要在一秒鐘內向大氣傳遞直接死區容量的氣體，需要一個計算區域(BPD)，這個區域與排氣埠之間距離總和的平方根相關。因此，對於給定的一秒鐘的排氣時間和一個所想要的0.5％的二氧化碳濃度，可以計算出排氣埠的大小或任何給定距離，或任何給定排氣埠間的理想距離。基於這些規則排氣埠直徑和橫截面積區域(X)的平方根、直接死區(IDS)和最大系統流率(F)相關，表示如下 一個初級的近似值確定了對於給定的排氣埠區域(BPD)，排氣埠的間距和套管橫截面積區域(X)(見圖7)的平方反相關，和最大系統流率(F)正相關，如下
應該注意的是，如果埠之間分開過遠，它們要足夠大以達到降低二氧化碳的目的，但是這樣大的埠會降低系統中的壓力，使其不可能給系統提供有效正壓力輔助作用。
典型的原形設備的直徑被製作為3/8至5/8英寸之間，其他的尺寸可以依據圖2大致換算出來。
在不脫離本發明的範圍的情況下，可對本發明進行各種改動和添加。
權利要求
1.一種鼻套管，包括第一和第二可以插入患者鼻腔的鼻插管；與兩個所述鼻插管相連接的左、右輸送導管，每一鼻插管均與左、右輸送導管相通；一位於所述鼻插管的遠端的連接器，用於連接所述套管到一呼吸氣體源。
2.如權利要求1所述的鼻套管，還包括一具有內腔的管狀排氣埠；所述管狀排氣埠和所述鼻插管位於同一直線上，以在呼氣時優先截取所呼出的氣體。
3.如權利要求2所述的鼻套管，其中所述管狀排氣埠的位置和大小可使吸入氣體中的二氧化碳含量值減少到大約在0.5％二氧化碳以下。
4.如權利要求2所述的鼻套管，其中所述管狀排氣埠具有一在0.1到0.5之間的BDP/L比率。
5.如權利要求1所述的鼻套管，其中所述鼻套管在其遠端有一個適應性的凸緣以與患者的鼻腔相符。
6.如權利要求5所述的鼻套管，其中鼻插管有足夠的長度，以使其可在鼻腔中移動，直到鼻腔的橫截面積和鼻插管的橫截面積相匹配。
7.如權利要求2所述的鼻套管，其中所述管狀排氣埠的直徑大小(BPD)由以下公式確定
8.如權利要求2所述的鼻套管，其中權利要求2所述的排氣埠數目為2，其間距(L)近似為(L)排氣埠間距近似為A*FX2.]]>
全文摘要
一種鼻套管(10)，用於給患者的鼻腔(14)輸送空氣。提供兩條輸送導管(20)和(21)以給一對鼻插管(12)和(13)提供空氣，每一鼻插管和鼻腔(14)的形狀相適應。位於適當位置的排氣埠(16)和(17)可以減少噪音和系統中殘留的二氧化碳。在帶系統(18)的輔助下，套管(10)被置於患者的臉部。
文檔編號A62B18/00GK1533288SQ02814478
公開日2004年9月29日 申請日期2002年10月24日 優先權日2001年10月25日
發明者喬納森·李, 羅傑·斯特裡克蘭, 喬納森 李, 斯特裡克蘭 申請人:環球醫藥技術有限公司