專利名稱：經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體涉及為病人(例如嬰兒)產(chǎn)生和提供持續(xù)正壓通氣治 療的裝置和方法。更具體地，本發(fā)明涉及一種具有改善了呼吸功特性 的可變流量的經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣裝置、系統(tǒng)和方法。
背景技術：
多年來，持續(xù)正壓通氣(CPAP)療法已經(jīng)用于治療經(jīng)受呼吸困難 和/或呼吸衰竭的病人。更近以來，已經(jīng)改進了 CPAP療法以有益于通 過在呼氣期間防止肺萎陷以及在吸氣期間輔助肺膨脹來輔助肺部發(fā)育 不全的病人(特別是嬰兒，尤其是早產(chǎn)兒或新生兒)。
一般地，CPAP療法需要在呼吸周期內(nèi)將連續(xù)的正壓傳送到自發(fā)呼 吸的病人的肺中?？梢允褂酶鞣N接口裝置(例如，氣管導管)為病人 提供CPAP。然而，對于嬰兒，更為理想的是使用不太侵入性的病人接 口裝置，特別是經(jīng)由病人的鼻孔直接或間接地與鼻腔導氣管對接的裝 置(例如，面具或鼻塞)。這樣的系統(tǒng)通常稱作經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣 (nCPAP)系統(tǒng)。
理論上，CPAP系統(tǒng)應當向病人的氣道輸送連續(xù)穩(wěn)定的壓力。關于 傳統(tǒng)的、基于呼吸器的CPAP裝置，相對恒定且連續(xù)的氣體流(例如空 氣、氧氣等)被輸送到病人的氣道中，通過對來自病人的流出量進行 限制，該氣流在病人的肺內(nèi)產(chǎn)生壓力。遺憾地，該連續(xù)流動可對病人 的呼吸同步造成不良影響。更具體地，病人需要再次呼出引入的氣體， 從而增加了病人的呼吸功?？刂崎y可用來更好地調(diào)節(jié)病人呼吸的吸氣 和呼氣階段(例如，控制氣流進入系統(tǒng)和/或改變對來自系統(tǒng)的流出量 的限制程度)。然而，對于很多病人，尤其是嬰兒，使用呼吸器的手 段是不太令人滿意的，因為病人所需的呼吸功仍然很高。也就是說， 控制閥系統(tǒng)在本質(zhì)上不可能精確地復制病人經(jīng)歷的實際的呼吸循環(huán)， 使得病人始終需要克服高動量的引入氣體以及克服控制閥的阻力來呼 氣。對于肺部發(fā)育不全的嬰兒，即使呼吸功的微小增加也可能致使所 述的CPAP系統(tǒng)不實用。更近以來，nCPAP系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成引入了與用于病人的吸入氣體和 呼出氣體的分立通道相結(jié)合的可變流量的概念。在病人吸氣時，引入 的氣體采用具有最小阻力的通路并被引導到病人的氣道。在呼氣時， 氣體再次采用具有最小阻力的通路并從呼氣管或排氣管流出，從而在 呼氣階段期間減少阻力。例如，可從Conshohocken， Pennsylvania的 Viasys Healthcare有限/>司獲得的Infant FlowTM系統(tǒng)包括可變流量 的CPAP發(fā)生裝置(或"CPAP發(fā)生器")，其目的在于使供給氣體的方 向隨嬰兒的呼吸方式而變，同時在整個呼吸循環(huán)中維持恒定的壓力。 所述Infant Flow CPAP發(fā)生器形成兩個導管(每個病人鼻孔用一個導 管)，以及排氣管。氣體經(jīng)由注射器噴嘴引導到每個相應的導管中。 根據(jù)已知的噴射泵原理，作用在導管區(qū)域上的氣體射流的動量在病人 的肺的內(nèi)部產(chǎn)生正壓。為了適應來自病人的呼氣流，所述發(fā)生器借助 于廠商文獻描述為"流體切換，，的效應。更具體地，來自病人的呼氣 氣流對來自注射器噴嘴的引入流(在導管內(nèi))施加壓力。已經(jīng)理論化 的是，由于附壁效應，呼氣氣流使噴嘴流偏轉(zhuǎn)，從而觸發(fā)來自噴嘴的 氣流的流體切換。因此，來自噴嘴的流體流、以及呼氣氣流容易前進 到排氣管，從而減少病人所需的呼吸功。雖然很有前景，但是現(xiàn)有的 結(jié)合"流體切換"方法的nCPAP產(chǎn)品可能還不是最佳的。例如，注射 器噴嘴的空氣流具有相對高的動量，其不容易被病人、特別是嬰兒的 呼氣所克服。
鑒于上文所述，需要有改進的nCPAP裝置、系統(tǒng)和方法。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明原理的一些方面涉及一種供nCPAP系統(tǒng)使用的經(jīng)鼻持 續(xù)正壓通氣(nCPAP)裝置。所述裝置包括限定病人側(cè)和排氣側(cè)的發(fā)生 器主體。發(fā)生器主體形成至少第一和第二流體流動回路。流體流動回 路的每一個包括管道和至少第一和第二噴嘴。所述管道限定形成軸向 中心線的通路。所述通路從另外通向病人側(cè)的管道的近端延伸到另外 通向排氣側(cè)的管道的遠端。所述笫一和第二噴嘴與管道相關聯(lián)，并且 每個噴嘴限定進口端和出口端。噴嘴中每一個的進口端通向流體源， 而出口端分別通向所述通路。在這方面，每個噴嘴適于沿著相應的流 向軸線從出口端射出流體射流。于是，第一和第二噴嘴設置成使相應的流向軸線相對于彼此以及相對于相應的通路軸向中心線是不平行 的。利用該構造，發(fā)生器主體包括兩條各自向病人輸送連續(xù)正壓的主 通路，經(jīng)由至少兩個引導射流的噴嘴為每條通路供給流體。在一個實 施例中，相對于相應的管道/通路設置噴嘴，使得相應的流向軸線、從 而射出的流體射流在相應通路的軸向中心線處彼此相交或撞擊。
在一個非限制性的實施例中，發(fā)生器主體包括排氣口、噴射體、 歧管蓋罩和接口板。排氣口形成排氣導管。噴射體形成或提供流體流 動回路的部分，包括噴嘴中的每一個、管道中每一個的遠端部分、以 及流體連接到管道的遠端部分的腔室。在排氣口和噴射體之間裝配歧 管蓋罩。在這方面，歧管蓋罩形成供給口。接口板形成第一和第二管 道的近端部分并且被裝配到噴射體，使得管道的近端部分被流體連接 到管道的遠端部分的相應部分，從而使第一和第二管道完整。在最后 裝配時，供給口被流體連接到噴嘴的每一個，并且腔室被流體連接到 排氣導管。
本發(fā)明的其它方面涉及一種經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣(nCPAP)系統(tǒng)，其 包括發(fā)生器主體、流體供給源和排氣管。發(fā)生器主體限定病人側(cè)和排 氣側(cè)，并且還形成第一和第二流體流動回路。流體流動回路的每一條 包括管道，所述管道與連接到相應通路的第一和第二噴嘴一起限定所 述通路。在這方面，關于每條流體流動回路，第一和第二噴嘴限定的 流向軸線相對于相應通路限定的軸向中心線以及相對于彼此是不平行 的。流體供給源分別流體連接到噴嘴中每一個的進口端。最后，排氣 管分別流體連接到通路中每一個的遠端。利用該構造，在將發(fā)生器主 體固定到病人鼻孔時，系統(tǒng)被設置成通過從流體供給源向噴嘴輸送流 體以在病人體內(nèi)建立持續(xù)的氣道正壓。噴嘴繼而在相應通路內(nèi)產(chǎn)生主 流體射流。于是，系統(tǒng)的特征在于操作的吸氣階段和操作的呼氣階段， 在所述吸氣階段中，主流體射流連續(xù)地流向病人鼻孔(能夠夾帶滿足 病人吸氣需求的氣流)，在所述呼氣階段中，從病人鼻孔呼出的空氣 容易擾亂流體射流，從而減少對呼出流的阻力，使得呼出的空氣容易 流向排氣管。
根據(jù)本發(fā)明原理的其它方面涉及一種為病人建立并輸送持續(xù)氣道 正壓的方法。所述方法包括將發(fā)生器主體流體連接到病人的鼻孔。在 這方面，發(fā)生器主體限定病人側(cè)和排氣側(cè)，并且形成第一和第二氣流回路。氣流回路的每一個包括限定通路的管道，所述通路具有通向病 人側(cè)的近端和通向排氣側(cè)的遠端。此外，每條通路限定軸向中心線。 每條流體回路還包括第 一和第二噴嘴，每個噴嘴限定進口端和出口端， 出口端通向相應的通路。此外，每個噴嘴限定流向軸線，設置噴嘴使 得相對于相應的氣流回路，流向軸線相對于彼此以及相對于相應通路 的軸向中心線是不平行的。于是，流體從供給源驅(qū)使到噴嘴中每一個
的進口端。在通路的每一個內(nèi)產(chǎn)生主流體射流。具體來說，相應的第 一和第二噴嘴各自射出次級流體射流到相應的通路中并引導向病人鼻 孔。次級流體射流在相應的通路內(nèi)彼此撞擊，并且結(jié)合形成主流體射 流。射流的動量被轉(zhuǎn)換成壓力。在病人吸氣期間，主流體射流連續(xù)地 流向病人鼻孔，夾帶有滿足吸氣需求的補充流。相反地，在病人呼氣 期間，來自病人的呼出空氣擾亂次級流體射流以消除主射流，從而使 呼出氣流的阻力最小。因此，呼出的空氣經(jīng)過通路流向發(fā)生器主體的 排氣側(cè)。在一個實施例中，次級流體射流的特征在于其為低動量射流。
在另一實施例中，所述方法的特征在于在呼氣期間，來自病人的呼 出空氣擾亂次級射流以產(chǎn)生順流方向的渦流，其阻止呼出流中的流動 分離。
附圖用以提供對本發(fā)明的進一步理解，而且引入作為本說明的一 部分?？扇菀紫氲奖景l(fā)明的其它實施例和本發(fā)明的許多預期優(yōu)點，因 為通過參照以下詳細描述可更充分地理解所述實施例和優(yōu)點。附圖中 的元件不必相對于彼此成比例。相同的附圖標記指示對應的同樣的部 件。
圖1是示出經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣系統(tǒng)的一個實施例的方框圖，所述 系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明原理的nCPAP裝置；
圖2A是根據(jù)本發(fā)明原理的nCPAP裝置的發(fā)生器主體部分的實施例 的透視圖2B是圖2A的發(fā)生器主體的縱截面圖3是用作圖2A的發(fā)生器主體的根據(jù)本發(fā)明原理的發(fā)生器主體的 一個實施例的分解圖4A是圖3的發(fā)生器主體的噴射體部件的正視圖；圖4B是圖4A的噴射體的側(cè)視截面圖； 圖4C是圖4A的噴射體的頂視截面圖； 圖4D是圖4A的噴射體的后視圖； 圖5A是圖3的發(fā)生器主體的接口板部件的正視圖； 圖5B是圖5A的接口板的頂視截面圖； 圖5C是圖5A的接口板的側(cè)視截面圖； 圖6A是圖3的發(fā)生器主體的歧管蓋罩部件的正面透視圖； 圖6B是圖6A的歧管蓋罩的側(cè)視截面圖； 圖7A是圖3的發(fā)生器主體的排氣口部件的正視圖； 圖7B是圖7A的排氣口的側(cè)視截面圖； 圖7C是圖7A的排氣口的后部透視圖； 圖8A和8B是圖示出圖3的發(fā)生器主體的裝配的截面圖； 圖8C是根據(jù)本發(fā)明原理的nCPAP裝置的透視圖，所述裝置包括圖 3的發(fā)生器主體；
圖9A是與病人接口件的一個實施例組合的圖3的發(fā)生器主體的透 視分解圖9B是圖9A的病人接口件的底視截面圖9C是在最后裝配時的圖9A的發(fā)生器主體和病人接口件的組合 的底視截面圖IOA是圖8的nCPAP裝置的截面圖，圖示出在操作的吸氣階段 期間的流體流動；
圖IOB和圖IOC是圖10A的nCPAP裝置的截面圖，圖示出在操作 的呼氣階段期間的流體流動；
圖IIA和IIB是在操作的吸氣階段中的根據(jù)本發(fā)明的nCPAP裝置 的一部分的照片；以及
圖12A和圖12B是在操作的呼氣階段中的圖11A和11B的nCPAP 裝置的照片。
具體實施例方式
在圖1的方框表中示出經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣(nCPAP)系統(tǒng)20的一 個實施例，所述系統(tǒng)20包括根據(jù)本發(fā)明原理的nCPAP裝置22。一般地， 系統(tǒng)20適于為病人24提供CPAP治療，并且包括nCPAP裝置22、流體源26和壓力檢測器28。以下更詳細地描述nCPAP裝置22，所述nCPAP 裝置22—般包括發(fā)生器主體30、病人接口件32和排氣管34。發(fā)生器 主體30流體連接到病人接口件32和排氣管34,病人接口件32適于建 立與病人24的鼻孔氣道的流體連通。流體供給源26為發(fā)生器主體30 提供連續(xù)的流體流(例如空氣和/或氧氣這樣的氣體)。壓力檢測器28 也流體連接到發(fā)生器主體30，并且采樣或測量發(fā)生器主體中的壓力。 在使用期間，發(fā)生器主體30產(chǎn)生持續(xù)的氣道正壓并經(jīng)由病人接口件32 將所述正壓傳遞給病人24。當病人24呼氣時，呼出的空氣容易流過病 人接口件32/發(fā)生器主體30，并且經(jīng)由如下所述的排氣管34從nCPAP 裝置22排出。按照說明書中所使用的，參照所論述的部件相對于病人 24的取向使用諸如"近"和"遠"的方向性術語。因此，"近"相比 于"遠"更接近病人24。
在圖2A中示出根據(jù)本發(fā)明原理的發(fā)生器主體30的一個實施例。 在一個實施例中，發(fā)生器主體30包括多個相關部件，這些部件組合形 成各種特征。在下文更詳細地描述這些部件。顯然，可以通過其它的 不包括獨立形成并隨后裝配的部件的構造來實現(xiàn)發(fā)生器主體30的特 征。因此，對發(fā)生器主體30的更概括性的方面的最初解釋有助于更好 地了解部件相對于作為整體的發(fā)生器主體30的相互關系。
一般地，發(fā)生器主體30構造為經(jīng)由分立通道建立可變流量的 CPAP，以用于病人(未示出)的吸入和呼出的流體流(例如氣體)。 因此，發(fā)生器主體30可總體上描述為限定病人側(cè)36和排氣側(cè)38。于 是，并且另外參照圖2B,發(fā)生器主體30—般限定或形成第一和第二流 體流動回路40a、 40b (在圖2A和2B中總體標示；只有第一流體流動 回路40a示于圖2B)。流體流動回路40a、 40b各自包含限定通路44a、 44b的管道42a、 42b。在圖2B中更清晰地示出第一管道42a/通路44a。 管道42a、 42b以并列的方式布置，從敞開的近端46a、 46b(即，鄰近 于病人側(cè)36)延伸到敞開的遠端(在圖2B中示出第一管道42a的遠端 48a)，并限定軸向中心線C (在圖2B中針對第一流體流動回路40a 示出)。多個噴嘴(在圖2A中隱藏，在圖2B中總體上以50標出)與 通路44a、 44b的相應通路流體相連。例如，如圖2B中最佳所示，發(fā) 生器主體30形成第一和第二噴嘴50a、 50b，所述噴嘴流體連接到第一 管道42a限定的通路44a。盡管沒有具體示出，關于第二管道42b限定的通路44b提供有相似的噴嘴裝置。無論怎樣，噴嘴50a、 50b相對于 軸向中心線C以預定的方式取向，如下文所述。
雖然笫一和第二流體回路40a、 40b被示出和描述為完全相同，但
是在替代實施例中，在尺寸、形狀、取向等的一個或多個方面，流體 回路40a、 40b不同。類似地，雖然流體回路40a、 40b各自被描述為 包含兩個噴嘴50，但是流體回路40a、 40b中的一個或兩個可包含三個 或更多噴嘴50。甚至，在其它實施例中，可以形成流體回路40a、 40b 的多于兩條的流體回路。無論怎樣，具體參照圖2B,噴嘴50a、 50b 的每一個從進口端52延伸到出口端54,出口端54相比于進口端52具 有減小的直徑。噴嘴50a、 50b的每一個的進口端52流體連接到歧管 56。最后，發(fā)生器主體30形成腔室58，所述腔室58將通路44a、 44b (圖2A)的每一個的敞開的遠端(例如遠端48a)流體連接到排氣導 管60。
由于上述總體結(jié)構特征，進入歧管56中的流體流被引導通過噴嘴 50，噴嘴50繼而將流體流轉(zhuǎn)換為引導進入相應管道44a、 44b中的低 動量射流。在下文更詳細地描述這樣產(chǎn)生的射流。然而， 一般地，主 射流或噴射泵由此在通路44a、 44b內(nèi)產(chǎn)生，大致引導向病人側(cè)36(從 而引導向病人)并在通路44a、 44b內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)的氣道正壓(例如，主 射流動量被轉(zhuǎn)換成壓力)。因此，在操作的吸氣階段期間，持續(xù)的氣 道正壓被傳遞給病人。為此，產(chǎn)生主射流以在必要時(例如，在病人
的吸氣需求超過主射流的設定流量時)增強對補充氣體的夾帶。相反 地，在操作的呼氣階段期間，分別在近端46a、 46b進入通路44a、 44b 的呼出空氣(來自病人)容易擾亂射流，有效地消除主射流。然后使 得來自噴嘴50的流體流向后折回。因此，對呼出的空氣流的阻力3皮最 小化，有效地增加了流動路徑的液力直徑。從而，呼出的空氣和來自 噴嘴50的流體流通過通路44a、 44b引導至腔室58/導管60。
根據(jù)上述原理，在圖3的分解圖中更詳細地示出根據(jù)一個實施例 的發(fā)生器主體30的部件。發(fā)生器主體30包括噴射體70、接口板72、 歧管蓋罩74和排氣口 76。 一般地，歧管蓋罩74設置在噴射體70和排 氣口 76之間，并且與噴射體70組合形成歧管56 (圖2A和2B)。接 口板72裝配到噴射體70,噴射體70/接口板72組合以限定管道42a、 42b/通路44a、 44b (圖2B)。接口板72還構造為提供與病人接口件32(圖1)的流體連接。相反地，排氣口 76將噴射體70/接口板72形 成的通路連接到排氣管34 (圖1 )。
噴射體70更詳細地示于圖4A-4D。在一個實施例中，噴射體70 包括殼體90，殼體90形成或圍繞第一和第二遠側(cè)管狀構件92a、 92b 以及腔室58。如下文更詳細地描述，在與接口板72 (圖3)的最后裝 配后，遠側(cè)管狀構件92a、 92b限定管道42a、 42b (圖2A )的遠側(cè)節(jié) 段。此外，殼體90限定或圍繞噴嘴50(總體上在圖4A和4B中標出)。 最后，在一個優(yōu)選實施例中，噴射體70還包括中間壁94、壓力監(jiān)測口 96和安裝特征98 (在圖4A中最佳示出)。如下所述，中間壁94在流 體上隔離腔室58與腔室58的近側(cè)的噴射體70的部分。設置壓力監(jiān)測 口 96以測取或采樣發(fā)生器主體30 (圖2A)內(nèi)的空氣壓力。最后，安 裝特征98提供將噴射體70、繼而將裝配好的發(fā)生器主體30固定于病 人的手段。
與以上描述相稱并具體參照圖4B和4C,殼體90可描述為限定近 側(cè)節(jié)段IOO、中間節(jié)段102和遠側(cè)節(jié)段104。節(jié)段100-104是連續(xù)的， 并且各自限定噴射體70的某些特征，包括促進與其它部件的裝配的特 征。
例如，近側(cè)節(jié)段100形成大小適于接收且保持接口板72 (圖3) 的開口 106,以及形成病人接口件的一部分(未示出)。在一個實施例 中，近側(cè)節(jié)段100、從而開口 106在正視平面圖(圖4A)中是大致橢 圓狀的，但是其它形狀也是可以接受的。此外，開口 106的形狀也可 具有某些非對稱的屬性，其相對于噴射體70以期望的取向改進對病人 接口件的裝配，如下所述。
中間節(jié)段102形成或保持遠側(cè)管狀構件92a、 92b和噴嘴50 (如圖 4B最佳所示)。在一個實施例中，噴嘴50被模制到中間節(jié)段102 (從 而噴射體70)中(或由中間節(jié)段102形成)。同CPAP發(fā)生器的構造(其 中，與主導管殼體分離地形成產(chǎn)生射流的噴嘴，隨后所述噴嘴裝配到 所述殼體)相比， 一體化模制的噴嘴50在使用期間不太可能泄漏(所 述泄漏繼而可能另外使病人遭受高于或低于期望壓力的狀況)。然而， 替代性地，可以獨立地形成噴嘴50。另外，中間節(jié)段102限定內(nèi)表面 107。
遠側(cè)節(jié)段104限定腔室58，中間節(jié)段和遠側(cè)節(jié)段102、 104被中間壁94隔開。另外，中間節(jié)段和遠側(cè)節(jié)段102、 104的外部構造為被如 下所述的歧管蓋罩74 (圖3)接收并連接到所述歧管蓋軍74。
關于對殼體90的以上闡述，遠側(cè)管狀構件92a、 92b在一個實施 例中是相同的，使得以下對第一遠側(cè)管狀構件92a連同其與相應噴嘴 50的關系的描述等同地適用于第二遠側(cè)管狀構件92b及相應的噴嘴 50。于是，遠側(cè)管狀構件92a從形成在中間壁94中的遠側(cè)108延伸到 近側(cè)110，所述近側(cè)110另外側(cè)向地與殼體中間節(jié)段102的內(nèi)表面107 隔開。遠側(cè)管狀構件92a的大部分的直徑是基本上均勻的，在遠側(cè)108 處略微擴大(即，流體地通向腔室58)。直徑上的這一擴大促成從遠 側(cè)管狀構件92a流到腔室58中的層狀流體流。例如，但絕非限制性的， 遠側(cè)管狀構件92a具有大約0. 194英寸的內(nèi)徑，噴嘴50a、 50b的每一 個(圖4C)突出到如此定義的內(nèi)徑中。
此外，遠側(cè)管狀構件92a限定軸向中心線C (應當理解，在最后與 接口板72 (圖3)裝配后，圖4所示的軸向中心線C也是通路42a (圖 2B)的軸向中心線C (圖2B))。如所示，噴嘴50a、 50b在近側(cè)110 處流體通向遠側(cè)管狀構件92a，并且相對于軸向中心線C以及相對于彼 此呈非平行的方式設置。更具體地，在管狀部分92a的周向相對側(cè)形 成噴嘴50a、 50b,使得相應的出口端54各自突出到遠側(cè)管狀構件92a 中。噴嘴50a、 50b各限定流向軸線D。 D2。流向軸線D。 02對應于相 應噴嘴50a、 50b限定的中心軸線，并且限定流體從其相應出口端54 離開的方向。于是，在一個實施例中，設置噴嘴50a、 50b使得流向軸 線D,、 02近似在軸向中心線C處彼此相交或接觸。也就是說，噴嘴50a、 50b關于軸向中心線C對稱地設置。為此，在一個實施例中，噴嘴50a、 50b相對于軸向中心線C成角度地取向，使得流向軸線Di、 02組合限定 40° -80°范圍內(nèi)的夾角0，優(yōu)選為50。 -70° ，更優(yōu)選約為60° (± 1° )。另外，噴嘴50a、 50b的每一個被構造為產(chǎn)生經(jīng)由收縮的流體 流動路徑從進口端52流向出口端54的射流流體流。例如，在一個實 施例中，進口端52具有約0.069英寸的直徑，而出口端54具有約 0. 0245英寸的直徑(應當理解，很多種其它的尺寸同樣是可接受的)。 無論怎樣，噴嘴50a、 50b產(chǎn)生的流體射流彼此撞擊并且近似在軸向中 心線C處結(jié)合。在替代實施例中，三個或更多個噴嘴50可與遠側(cè)管狀 構件92a關聯(lián)，圍繞遠側(cè)管狀構件92a設置在各個周向位置處；然而，對于這些替代實施例中的多數(shù)來說，由多個噴嘴50的每一個建立的相 應的流向軸線都近似在軸向中心線C處彼此撞擊。在其它替代實施例 中，噴嘴50以偏置關系定位和/或取向，使得相應的流向軸線D" D2 在遠離軸向中心線C處的位置相交。這種構造會在操作的呼氣模式期 間引起渦流，如下所述。
除了限定或環(huán)繞噴嘴50的出口端54以外，殼體中間節(jié)段102也 形成噴嘴50的進口端52，使得進口端52通向殼體90的外部。例如， 在一個實施例中，中間節(jié)段102的外部包括后表面114和突出部分116。 后表面114以成角度的方式(橫截面面積逐漸縮減)從突出部分116 延伸到遠側(cè)節(jié)段104。如圖4D所示，噴嘴50的每個的進口端52延伸 通過后表面114并且與后表面114流體連通，突出部分116提供用于 裝配歧管蓋罩74 (圖3)的表面。因此，在將歧管蓋罩74最后裝配到 噴射體70時，后表面114使歧管56 (圖2B)完整，如下所述。
根據(jù)以上對殼體90的描述，在如圖4C最佳所示的一個實施例中， 壓力監(jiān)測口 96從殼體90伸出并且形成延伸通過中間節(jié)段102的孔118 (以虛線示出)。孑L 118通向靠近中間壁94 (圖4B)的殼體90的內(nèi) 部，且特別是通向遠側(cè)管狀構件92a、 92b和殼體中間節(jié)段102的內(nèi)表 面107之間的體積間隔119 (總體標示)。如以下更詳細地描述，該位 置結(jié)合接口板72 (圖3 )的特征便于測取或測量噴射體70/發(fā)生器主體 30 (圖2A)內(nèi)的壓力。
最后，返回圖4A，在一個實施例中，安裝特征98包括以對置方式 從靠近節(jié)段100的殼體伸出的一對凸緣120a、 120b,每個凸緣分別終 止于夾頭122a、 122b。每個夾頭122a、 122b與殼體90隔開以建立空 隙124a、 124b。空隙124a、 124b的大小適于滑動地接收另外用于將發(fā) 生器主體30 (圖2A)緊固到病人的條帶(未示出)。夾頭122a、 122b 提供用于摩擦接合條帶的表面?；蛘?，安裝特征98可采取多種其它形 式，并且在一些實施例中被省去。
返回圖3，并且另外參照圖5A-5C，在一個實施例中，接口板72 包括框架140、第一和第二近側(cè)管狀構件142a、 142b、第一和第二連 接體144a、 144b。 一般地，連接體144a、 144b在相應的近側(cè)管狀構件 142a、 142b和框架140之間部分地延伸，以將近側(cè)管狀構件142a、 142b 與框架140側(cè)向地隔開?？蚣?40的大小適于嵌套在噴射體70的開口 106 (圖4A)內(nèi)。因 此，在一個實施例中，框架140具有大致橢圓形的形狀(在圖5A中最 佳示出)，終止于相對扁平的后表面146 (圖5B和5C),所述后表面 146適于密封配合或裝配(例如焊接)到噴射體殼體90 (圖4A)?；?者，框架140可采取多種其它形式。
在一個實施例中，近側(cè)管狀構件142a、 142b被并列設置且相同地 成形，使得以下對第一近側(cè)管狀構件142a的描述等同地適用于第二近 側(cè)管狀構件142b。于是，具體參照圖5B和5C，近側(cè)管狀構件142a形 成通路150并且由遠側(cè)區(qū)域152、中間區(qū)域154和近側(cè)區(qū)域156限定。 近側(cè)區(qū)域156終止于近端46a (另外在最后裝配時對應或限定管道42a (圖2A)的近端46a)。相反地，遠側(cè)區(qū)域152的大小和形狀適于裝 配在噴射體70的遠側(cè)管狀構件92a、 92b (圖4B )的相應一個上。因 此，遠側(cè)區(qū)域152的內(nèi)徑大于相應的遠側(cè)管狀構件92a或92b的外徑。 特別地，在一個實施例中，遠側(cè)區(qū)域152向遠側(cè)延伸超過框架140的 后表面146以在最后裝配到噴射體70后建立壓力室(未示出)，如下 所述。
中間區(qū)域154從遠側(cè)部分152伸出，與所述遠側(cè)部分152的內(nèi)徑 相比具有減小的內(nèi)徑，并且在一個實施例中包括第一部分158和第二 部分160。第二部分160的直徑從第一部分158到近側(cè)區(qū)域156逐漸縮 小。更具體地，第一部分158的內(nèi)徑對應于相應的遠側(cè)管狀構件92a
(圖4C)的直徑，并且大于近側(cè)區(qū)域156的內(nèi)徑。如以下更詳細的描 述，該擴大的區(qū)域在使用期間適合并促進對射流的擾亂。例如，但絕 非限制性的，第一部分158的內(nèi)徑約為0.194英寸，而近側(cè)區(qū)域156 的內(nèi)徑約為0.142英寸?；蛘撸芏喾N其它尺寸是同樣可接受的，只 要中間區(qū)域154的至少一部分(即第一部分158)的內(nèi)徑大于近側(cè)區(qū)域 156的內(nèi)徑。類似地，第一部分158的縱向長度對應于噴嘴50a、 50b
(圖4C)之間的角取向和橫向偏移距離，所述噴嘴另外與遠側(cè)管狀構 件92a關聯(lián)，近側(cè)管狀構件142a裝配到所述遠側(cè)管狀構件92a。更具 體地，第一部分158的大小適于使得在最后裝配時，由噴嘴50產(chǎn)生的 射流在第二部分160和/或近側(cè)區(qū)域156 (即減小直徑的區(qū)域)的附近 或內(nèi)部互相撞擊，以確保主射流或噴射泵的形成。在一個實施例中， 但絕非限制性的，第一部分158具有約為0. 134英寸的縱向長度。最后，近側(cè)區(qū)域156相對于框架140朝近側(cè)向外延伸，并且限定 接收病人接口件32 (圖1)的相應部分的表面。在一個實施例中，如 圖3和5B最佳所示，徑向槽162沿著近側(cè)管狀構件142a的內(nèi)側(cè)164 (即，面向相對的近側(cè)管狀構件142b的一側(cè))成形，從近端46a伸出。 徑向槽162根據(jù)病人接口件32 (圖l)按大小成形，并且，如下所述， 提供某一區(qū)域，從所述區(qū)域可以測取或采樣近側(cè)管狀構件142a內(nèi)存在 的壓力。在一個實施例中，徑向槽162具有約為0. 05-0. 5英寸的縱向 長度，但是其它尺寸是同樣可接受的。在其它實施例中，槽162的尺 寸與管狀構件142a在其近端64處的內(nèi)徑相關。已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，通 過形成徑向槽162能夠以高精度采樣傳遞給病人的壓力，但是產(chǎn)生最 小的背壓或不出現(xiàn)背壓，所述徑向槽162在近端64處具有不大于管狀 構件142a的內(nèi)徑的85%的長度和/或在近端64處具有不小于管狀構件 142a的內(nèi)徑的25%的寬度。無論怎樣，第二近側(cè)管狀構件142b類似地 形成徑向槽162 (沿著面對第一近側(cè)管狀構件142a的一側(cè))。
最后，連接體144a、 144b從相應的近側(cè)管狀構件142a、 142b的 圓周的一部分伸出。在這方面，如圖5A最佳所示，第一和第二壓力計 接口或切口 166、 168被限定在連接體144a、 144b之間。切口 166、 168 建立徑向槽162和接口板72的后表面170 (總體標示于圖5B)之間的 流體連接。如下所述，在最后裝配后，切口 166、 168便于測取或采樣 發(fā)生器主體30內(nèi)的壓力。
參照圖6A和6B,在一個實施例中，歧管蓋罩74包括側(cè)壁180、 隔壁182和供給口 184。側(cè)壁180形成從前側(cè)186延伸到后側(cè)188的連 續(xù)管狀體。在這方面，側(cè)壁180的大小適于圍繞噴射體殼體90(圖4A) 的一部分的裝配，并從而在一個實施例中具有橢圓形的橫截面形狀。
隔壁182從側(cè)壁180的后側(cè)188徑向地向內(nèi)延伸，終止于限定開 口 192的邊緣190。開口 192流體地通向管狀側(cè)壁180的內(nèi)部，且大小 適于接收噴射體殼體的遠側(cè)節(jié)段104 (圖4C)。因此，在一個實施例 中，邊緣190/開口 192限定橢圃形形狀。
最后，具體參照圖6B，供給口 184從側(cè)壁180向外伸出，形成穿 過側(cè)壁一定厚度的孔194。供給口 184構造用于裝配到管道(未示出) 且與所述管道流體連接，所述管道例如是從流體供給源伸出的管道。 然后，利用該構造，供給口 184提供流體供給源和管狀側(cè)壁180的內(nèi)部之間的流體連接。如下所述，供給口 184因此便于將流體流輸送到 發(fā)生器主體30 (圖2A)。
排氣口 76更詳細地示于圖7A-7C。排氣口 76包括形成先前所述導 管60的導管體200。在一個實施例中，導管體200包括第一節(jié)段202 和笫二節(jié)段204。第一節(jié)段202以大致縱向的方式從前表面206伸出， 所述前表面206在一個實施例中另外包括局部棱緣208。局部棱緣208 最佳示于圖7A，并且提供便于裝配到歧管蓋罩隔壁182 (圖6A)的擴 大表面，例如通過焊接。無論怎樣，前表面206的大小和形狀適于接 收噴射體殼體的遠側(cè)節(jié)段104 (圖4A )以在腔室58 (圖4A )和導管60 之間建立流體連接。
第二節(jié)段204從相對于前表面206的第一節(jié)段202伸出，限定70 ° -110°范圍內(nèi)的彎曲，例如在一個實施例中約為90° 。利用這樣一 種構造，排氣口 76促使相關的排氣管(未示出)以希望的方向延伸離 開排氣口 76，并從而相對于發(fā)生器主體30 (圖2A)延伸。為此，在一
個實施例中，第二節(jié)段204形成鄰近于其尾部表面2i2的圓周倒鉤no。
倒鉤210構造為便于以允許排氣管圍繞倒鉤210旋轉(zhuǎn)的方式將排氣管 固定到排氣口 76?；蛘?，排氣口 76可包括各種其它促進固定排氣管的 結(jié)構，使得可以去除圓周倒鉤210。類似地具體參照圖7C，在一個實 施例中，第二節(jié)段204沿其后側(cè)216形成凹槽214。凹槽214在使用期 間便于釋放排氣口 76/排氣管內(nèi)的多余壓力。或者，凹槽214可被省去。 雖然第一和第二節(jié)段202、 204已經(jīng)圖示為剛性地連在一起，但在替代 實施例中，排氣口 76構造為使得第二節(jié)段2(M旋轉(zhuǎn)地連接到笫一節(jié)段 202。利用該構造，使用者可將第二節(jié)段204 (從而附接到該第二節(jié)段 的排氣管)相對于第一節(jié)段202 (從而發(fā)生器主體30的其余部分)旋 轉(zhuǎn)到希望的空間位置。
可以參照圖8A和8B描述根據(jù)本發(fā)明原理對發(fā)生器主體30的裝配。 在這方面，雖然部件70-76被描述為以特定的順序裝配，但這絕不是 限制性的。具體參照圖8A，歧管蓋罩74裝配到噴射體70。更具體地， 噴射體70的殼體90的遠側(cè)節(jié)段1(M被容納在歧管蓋罩74內(nèi)，并且穿 過由歧管蓋罩74的隔壁182限定的開口 192。歧管蓋罩側(cè)壁180的前 側(cè)186鄰接噴射體殼體90的突出部分116，使得噴射體殼體90的后表 面114、從而噴嘴50的進口端52位于歧管蓋罩側(cè)壁180限定的內(nèi)部區(qū)域內(nèi)。然后歧管蓋罩74固定于噴射體70，例如通過將歧管蓋罩側(cè)壁 180的前側(cè)186超聲焊接到噴射體殼體190的突出部分116。在最后裝 配后，噴射體殼體90和歧管蓋罩側(cè)壁180組合限定出歧管56。更具體 地，將歧管蓋罩76裝配到噴射體70建立了圍繞歧管56的流體密封， 從而建立了噴嘴50的每一個的供給口 184和進口端52之間的流體連 接。也就是，歧管蓋罩74圍繞整個噴射體殼體90的遠側(cè)節(jié)段104延 伸，使得噴嘴50的每一個都流體連接到單個歧管56，所述歧管56繼 而流體連接到供給口 184。
然后，排氣口 76裝配在噴射體殼體90的遠側(cè)節(jié)段104上，使得 導管60流體連接到腔室58。在一個實施例中，排氣口導管體200的前 表面206鄰接并固定(例如焊接)到歧管蓋罩隔壁182和/或噴射體遠 側(cè)節(jié)段104的外部，從而建立密閉流體的密封。
參照圖8B，接口板72裝配到噴射體70。更具體地，接口板框架 140嵌套在殼體近側(cè)節(jié)段100的開口 106內(nèi)，接口板72的近側(cè)管狀構 件142a、142b裝配到且流體連接到噴射體70的遠側(cè)管狀構件92a、92b 的相應的一個。從而，在最后將接口板72裝配到噴射體70后，第一 近側(cè)和遠側(cè)管狀構件142a、 92a組合限定第一管道42a，且第二近側(cè)和 遠側(cè)管狀構件142b、 92b組合限定第二管道42b,在這方面，在相應的 管狀構件142a/92a和142b/92b之間建立密閉流體的密封(例如，在 3psi下沒有流體泄漏)，例如通過將接口板72焊接到噴射體70.無 論怎樣，這樣構成的管道42a、 42b的每一個形成相應的通路44a、 44b， 所述通路均流體連接到腔室58，所述腔室58繼而流體連接到導管60。 此外，至少兩個噴嘴50 (總體標示)在通路44a、 44b的相應通路內(nèi)突 出，并流體連接到所述相應通路，在一個實施例中，相應噴嘴50限定 的流向軸線D (圖4C)近似在通路44a或"b的軸向中心線C (圖4C ) 處彼此相交或接觸。而且，近側(cè)管狀部分142a和142b的中間區(qū)域和 近側(cè)區(qū)域154、 156形成組合的管道42a或42b，以在靠近相應的噴嘴 出口端54處(即，沿著第一部分158 (圖4C))具有比出口端54的 更下游處(即，沿著第二部分160和近側(cè)區(qū)域156)的內(nèi)徑更大的內(nèi)徑。 通過對照，該增大的直徑(從而增大的體積)反映在圖8B中，作為管 道42a、 42b的每一個內(nèi)的緩沖區(qū)220。
此外，在噴射體殼體90、接口板框架140和近側(cè)及遠側(cè)管狀構件142/92的每一個的外部之間建立間隔或壓力室222 (總體標示).壓 力室222在切口 166、 168 (在圖8B中隱去，但示于圖5A )處流體地 敞開，并且流體連接到壓力監(jiān)測口 96 (圖4C)。如下所述，發(fā)生器主 體30在靠近其病人側(cè)36處的壓力傳送到壓力室222。壓力室222提供 從壓力計接口或切口 166、 168 (圖5A)將壓力放出到壓力監(jiān)測口 96 以測量發(fā)生器主體30內(nèi)的壓力的裝置。如下文所闡述的，徑向槽162 限定所要采樣管道42a、 42b中的壓力的位置。特別地，因為徑向槽 162位于相應管道42a、 42b的近端處(從而盡可能地接近病人接口件 (未示出))，并且還因為切口 166、 168極接近于徑向槽162 (例如， 在一個實施例中約為0. 2英寸)，所以與傳統(tǒng)的nCPAP發(fā)生器的構造 相比能夠進行對病人實際輸送的壓力的更精確的估計。
在一個實施例中，由適于隨后通過焊接裝配的類似的塑性材料模 制發(fā)生器主體部件70-76的每一個。例如，在一個實施例中，發(fā)生器 主體部件70-76的每一個由聚碳酸酯模制，但是其它塑性材料(例如 丙烯酸(酯)類樹脂或丙烯酸系共聚物樹脂)、其它熱塑性材料等也 是可接受的。類似地，將部件70-76彼此固定的特征在于密閉流體的 密封，其中，在3psi的壓力下不會出現(xiàn)泄漏。例如，可以使用焊接(例 如超聲焊接)、粘合劑等。或者，部件70-76的兩個或多個可被一體 成形例如，在一個替代實施例中，發(fā)生器主體30可被模制或成形為 單個整體件。然而，已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，通過彼此獨立地形成部件70-76， 可以獲得作為組合整體的發(fā)生器主體30的主要特征的緊密度公差，同 時最小化發(fā)生器主體的總尺寸。此外，在如上所述的一個實施例中， 以層疊方式裝配部件70-76。在使用期間，相鄰部件之間的所有分界平 面都基本上垂直于朝向病人的流體流動的方向。因此，相鄰部件70-76 之間可能出現(xiàn)的任何泄漏都不會通向病人流體流，而是流向發(fā)生器主 體30的外部。這又繼而防止了對病人的高壓泄漏的發(fā)生。
然后，裝配好的發(fā)生器主體30可設有附加部件以形成如圖8C所 示的nCPAP裝置22。例如，流體供給管230在一端流體連接到供給口 184,并且在相對端(未示出)流體連接到流體源(未示出)，例如加 壓的氣體源(例如，空氣、氧氣等)。類似地，導氣管232在一端流 體連接到壓力監(jiān)測口 96,并且在相對端(未示出)流體連接到壓力檢 測裝置(未示出)。如前述提到的，壓力監(jiān)測口 96連通發(fā)生器主體30內(nèi)流體壓力，使得壓力監(jiān)測裝置可確定經(jīng)由導氣管232輸送給病人的 壓力水平。最后，排氣管34裝配到且流體連接到排氣口導管體200上。 在一個實施例中，圓周倒鉤210 (圖7A)提供縱向鎖定的緊固以將排 氣管34固定到排氣口 76。在一個實施例中，排氣管34具有波紋狀或 褶狀的構造(例如，波紋狀的可膨脹/皺縮的管道)，使得排氣管34 可容易地以希望的方式取向(例如彎曲)而不會在排氣管34中導致"掐 擠，，。在另一實施例中，排氣管34限定如圖8C所示的主波紋節(jié)段234、 緩沖節(jié)段236和前端238。前端238構造成設置在排氣口 76上并固定 到所述排氣口 76，從而免于褶皺。主波紋節(jié)段234沿著管34的大部分 延伸，并且按使用者的希望和要求在結(jié)構上成形以膨脹或收縮，維持 膨脹或收縮的長度。相反地，雖然緩沖節(jié)段236包括向內(nèi)和向外延伸 的壁部分以易于膨脹和收縮，但其具有減小的壁厚并且是高度柔性的 (與波紋節(jié)段234相比)。這提升了使用者使排氣管34相對于排氣口 76旋轉(zhuǎn)的能力，但排氣管34仍然縱向地鎖定于排氣口 76。或者排氣 管34 (以及流體供給管230和導氣管232 )可采取多種其它形式。例 如，僅排氣管34或所有的管34、 230和/或232可由剛性但有延展性 的材料形成，所述材料能夠反復地彎曲成使用者希望的形狀，并且獨 立地保持彎曲形狀。為了參照的目的，管34、 230和232的每一個的 長度在圖8C的視圖中被削減，以易于圖示。
在使用nCPAP系統(tǒng)20 (圖1)之前，病人接口件32裝配到nCPAP 裝置22,且特別是裝配到發(fā)生器主體30，如圖9A和9B所示。病人接 口件32可采用多種適于建立與病人鼻孔氣道(未示出)流體連接的形 式。因此，病人接口件32可包括一對如圖所示的對置鼻塞?；蛘?，病 人接口件32可以是另外建立發(fā)生器主體30與兩個病人鼻孔氣道的單 一流體連接的面具。無論怎樣，在一個實施例中，病人接口件32包括 由彈性的順應性材料形成的基板240,并且構造成與發(fā)生器主體30的 某些特征相互配合，如下所述。
例如，在一個實施例中，基板240形成一對延伸穿過基板240的 一定厚度的腔管242a、 242b，以及在所述腔管242a、 242b之間延伸的 通道244。通道244和腔管242a、 242b相對于基板240的遠側(cè)表面246 敞開，通道244的縱向長度對應于徑向槽162的縱向長度，所述徑向 槽162與發(fā)生器主體30的管道42a、 42b的每一個相關聯(lián)。于是，將病人接口件32裝配到發(fā)生器主體30包括在腔管242a、 242b的相應腔 管內(nèi)安裝管道42a、 42b中的相應管道。基板240進一步設置在噴射 體殼體90的近側(cè)節(jié)段100內(nèi)，使得基板240摩擦地固定在噴射體殼體 90和管道42a、 42b之間。
在這方面，在一個實施例中，基板240的形狀對應于噴射體殼體 90的近側(cè)節(jié)段100的形狀。在一個優(yōu)選實施例中，對應的形狀是非對 稱的以確保病人接口件32相對于發(fā)生器主體30的期望取向。利用該 構造，病人接口件32不會被無意地以與圖9A所示取向相反的取向裝 配到發(fā)生器主體30?；蛘?，病人接口件32可采用多種其它的可以包括 或不包括非對稱形狀的基板240的形式。
無論怎樣，在一個實施例中，病人接口件32構造成保持噴射體殼 體90的近側(cè)節(jié)段100和壓力監(jiān)測口 96之間的希望的流體連接。具體 參照圖9C，將基板240裝配到發(fā)生器主體30的管道42a、 42b使得通 道244相對于由管道42a、 42b的每一個限定的徑向槽162敞開。因此， 通路44a、 44b內(nèi)的流體流可經(jīng)由徑向槽162和通道244從所述通路向 外流出。此外，允許來自通道244的流體流流動經(jīng)過接口板72限定的 壓力計接口或切口 166、 168 (應當理解，只有切口 168存在于圖9C 的截面圖中；切口 166圖示于圖5A)。切口 166、 168繼而流體通向在 接口板72和噴射體殼體90的近側(cè)節(jié)段IOO之間限定的壓力室222。因 此，壓力監(jiān)測口 96 (圖9A)和通路44a、 44b通過徑向槽162、通道 244、切口 166、 168和壓力室222的流體連接建立了壓力監(jiān)測流體回 路。為此，在一個實施例中，通過沿著相應管道42a、 42b的內(nèi)側(cè)且高 度靠近另外與病人鼻孔直接流體連通的腔管242a、 242b定位徑向槽 162，壓力監(jiān)測回路能夠檢測幾乎與病人實際看到的壓力相同的壓力 (在輸送給病人的實際壓力的0. 2-0. 3cm之內(nèi))。
顯著地，根據(jù)本發(fā)明原理的nCPAP裝置22,特別是發(fā)生器主體30， 適合于4艮多種其它的病人接口件構造，這些構造可以包括或不包括以 上關于病人接口件32所述的特征的一些或全部。因此，病人接口件32 絕不是限制性的。
首先參照圖IOA描述作為nCPAP系統(tǒng)20 (圖1 )的一部分的nCPAP 裝置22、特別是發(fā)生器主體30的操作。為了易于圖示，示出不帶有病 人接口件32 (圖9A)的nCPAP裝置22。于是，nCPAP裝置22固定于病人(未示出)。雖然本發(fā)明的nCPAP裝置22適合于很多種病人，但 是nCPAP裝置22高度適用于為嬰兒或新生兒提供CPAP治療。無論怎 樣，通過圍繞病人頭部固定條帶(未示出)以將nCPAP裝置22安裝到 病人，然后將條帶固定到由發(fā)生器主體30提供的安裝特征98。例如， 通過將條帶嵌套在空隙124a、 124b(其中之一示于圖10A)內(nèi)以將條 帶固定到發(fā)生器主體30，通過夾頭122a、 122b (其中之一示于圖10A) 保持發(fā)生器主體30相對于條帶的定位。
一旦固定到病人后，流體(例如空氣、氧氣等)就經(jīng)由供給管230 供給到發(fā)生器主體30。更具體地，流體被驅(qū)使到供給口 184中，所述 供給口 184繼而將流體流引導到歧管56中。歧管56提供通向噴嘴50 (總體標示；在圖IOA示作噴嘴50a、 50b )的每一個的進口端52的流 體連接，使得供給的流體被驅(qū)使到噴嘴50中。噴嘴50繼而各自在相 應的通路44a、 44b(圖2A)內(nèi)產(chǎn)生低動量的次級射流流體流。例如， 圖10A示出由管道42a與噴嘴50a、 50b—起限定的通路44a。第一噴 嘴50a在通路44a內(nèi)產(chǎn)生第一低動量的次級射流SlD類似的，第二噴 嘴50b在通路44a內(nèi)產(chǎn)生第二低動量的次級射流S2。如整個說明書中 所使用的，短語"低動量"是與用包含單個噴嘴的傳統(tǒng)nCPAP發(fā)生器 建立的由噴嘴產(chǎn)生的射流動量相比較。例如，為了輸送5cm水壓的 CPAP，單個噴嘴需要在0. 2英寸直徑的導管內(nèi)產(chǎn)生10毫牛頓的射流動 量。相比之下，利用所示實施例的發(fā)生器主體30，用噴嘴50a、 50b 的每一個產(chǎn)生5毫牛頓的射流動量來產(chǎn)生5cm水壓的CPAP。
另外參照圖4C，第一次級射流S「沿流向軸線Di從第一噴嘴50a射 出，而第二次級射流Sr沿流向軸線A射出。由于向前描述的噴嘴50a、 50b相對于通路44a的軸向中心線C的取向，次級射流S,、 32近似在軸 向中心線C處彼此相交或相撞，產(chǎn)生主射流或噴射泵P。然后，有效地， 低動量次級射流S" S2彼此結(jié)合以在朝向病人的方向上(即，發(fā)生器 主體30的病人側(cè)36 )建立或產(chǎn)生穩(wěn)定的更高動量的噴射泵流量。噴射 泵從而用作用于病人的低動量氣道正壓源(即噴射泵的動量轉(zhuǎn)換為壓 力)。
在病人吸氣的期間內(nèi)("吸氣階段")，主射流P經(jīng)由通路44a (和44b)迅速地流向病人的鼻孔氣道。因為次級射流Sh S2之間的交 界點處在通路44a的減小了直徑的近側(cè)區(qū)域156處或在所述近側(cè)區(qū)域156的附近，通過碰撞的射流S。 S2產(chǎn)生的任何渦流(即旋渦流體流) 是微不足道的且容易限制在通路44a內(nèi)。因此，在吸氣階段期間，在 通路44a、 44b內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)的氣道正壓并通過所述通路將所述正壓輸送 給病人。此外，通過使相應通路44a、 44b內(nèi)的主射流P近似地居中， 并且提供減小直徑的近側(cè)區(qū)域156,于是產(chǎn)生文丘里效應，其增強了使 補充氣體進入朝向病人的氣流的夾帶，從而滿足病人的吸氣需求。在 其它實施例中，構造發(fā)生器主體30使得噴嘴50a、 50b的至少一個的 直徑可以改變。例如，心軸或銷釘可滑動地設置在噴嘴50a或50b內(nèi)， 并且裝配到所述噴嘴，使得使用者可以將銷釘移向或移開出口端54， 從而改變出口端54的有效直徑。這又繼而允許使用者改變流率對CPAP 的關系以更好地滿足病人的呼吸功的需求。
在圖10B中示出在病人(未示出)呼氣期間內(nèi)("呼氣階段") 對nCPAP裝置22的操作。為了參照的目的，輸送到發(fā)生器主體30的 流體的速率是恒定的并從而在吸氣階段或呼氣階段的任一個內(nèi)會不改 變。因此，依據(jù)前述討論，第一和第二次級射流S。 S2繼續(xù)分別由噴 嘴50a、 50b產(chǎn)生，并且近似在軸向中心線C處引導到相應的通路44a 中。然而，在呼氣階段期間，病人呼出的空氣進入通路44a，沿著圖 10B中的箭頭Ep所示的方向流動。呼出的氣流EP基本上同時地與主射 流P (圖10A)以及次級射流Si、 S2相互作用或擾亂所述主射流和次級 射流。對次級射流Sh S2的擾亂導致次級射流S" S2不再結(jié)合形成主射 流P。因為次級射流Si、 S2是低動量的并且共同提供較大的表面積(與 單一的高動量射流相比)，所以呼出的空氣Ep容易獲得希望的射流干 擾。如圖IOB所示，促使擾亂的次級射流S,、 S2分離并且對呼出的空 氣流Ep施加最小的阻力。隨后，次級射流S2隨呼出的氣流Er折"回"。 結(jié)果，如圖IOC所示，呼出的空氣Ep，以及"轉(zhuǎn)向的"噴嘴氣流A、 &迅速地流過通路44a，經(jīng)過腔室58和導管60，并且經(jīng)由排氣管34 從發(fā)生器主體30排出。在呼氣階段期間的流體流由圖IOC中的箭頭示 出。
氣流中的擾亂的特征可在于，次級射流Sm S2變換為或形成相當 大的順流方向的渦流(在圖10B中對于次級射流St、 S2以標記"V"示 出)。在涉及上述內(nèi)容的替代實施例中，通過定位/定向噴嘴50a、 50b 可進一步促使順流方向的渦流的形成，使得次級射流S" S2在偏離軸向中心線c的位置處彼此碰撞。在任何情況下，產(chǎn)生的渦流v從軸向
中心線C散開并且進入到緩沖區(qū)220中。因此，順流方向的渦流V阻 止(或不引起)呼出氣流中的流動分離的發(fā)生。由于緩沖區(qū)220的壁 產(chǎn)生的附壁效應，可以增強以上所述的自噴嘴50a、 50b的流動方向的 彎轉(zhuǎn)(或"切換")。無論怎樣，主射流P和次級射流Sm S2對呼出 空氣Ef的阻力沿著緩沖區(qū)220被最小化，從而有效地增加了呼出空氣 Ep的流動路徑的液力直徑。
發(fā)生器主體30的碰撞射流和射流的擾亂特征反映在圖1U-12B的 照片中。特別地，圖11A和12A是由根據(jù)本發(fā)明原理的發(fā)生器主體建 立的流體回路的一部分內(nèi)的流體流的縱向截面圖。通過對照，圖11A 和12A的照片示出管道300的一部射類似于圖2A的管道42a或42b )， 所述管道300形成從近側(cè)304延伸到遠側(cè)306的通路(類似于圖2A的 通路44a或44b)。此外， 一對噴嘴308a、 308b (類似于圖2A的噴嘴 50a、 50b)流體連接到所述通路，并且每個噴嘴在管道300內(nèi)產(chǎn)生次 級低動量射流Si、 S2 (總體標示)。
于是，圖11A示出操作的吸氣階段，由此，次級射流S。 S2在管 道300內(nèi)彼此碰撞，結(jié)合產(chǎn)生主射流P。如前所述，主射流P被引向近 側(cè)304 (并從而引向病人(未示出))，并且其動量轉(zhuǎn)換為正壓。如圖 IIB所示，其另外提供了在吸氣階段期間、鄰近于噴嘴308a、 308b的 管道300內(nèi)的氣流的橫向截面照片，次級射流Sh S2可產(chǎn)生氣流渦流V; 然而，這些渦流V是相對微不足道或微弱的，并且不會另外擴展到管 道300的內(nèi)表面或與所述內(nèi)表面交界。
相反地，在呼氣階段期間，如圖12A所示，來自病人的呼出空氣 (總體以Ep標出)容易擾亂低動量的次級射流S2。明顯地，主射 流P (圖11A)不會出現(xiàn)在圖12A中，因為對次級射流S!、 S2的干擾阻 止了次級射流Si、 S2結(jié)合成單個連貫的主射流P。圖12B圖示了由次級 射流Si、 S2的擾亂所產(chǎn)生的順流方向的渦流V (旋渦流)。所述順流方 向的渦流V在管道300內(nèi)膨脹或擴散。
明顯地，由噴嘴308產(chǎn)生的低動量的射流流體流容易被病人呼出 的低動量/壓力的空氣所擾亂。因此，顯著地相比于現(xiàn)有的在病人呼氣 期間結(jié)合流體切換技術而包括單一射流的nCPAP裝置，根據(jù)本發(fā)明原 理的nCPAP裝置、特別是發(fā)生器主體，其特征在于需要減少的病人所需的呼吸功。這對于肺活量降低的病人(例如嬰兒或新生兒)來說極 其重要。此外，通過在通路內(nèi)合并多個噴嘴/射流，噴嘴的出口直徑可 被減小，設備的總尺寸也可減小。因為在正常操作期間，多個噴嘴各 自產(chǎn)生低動量的射流，所以相比于傳統(tǒng)的另外借助單個噴嘴、較高動
量射流的可變流量nCPAP發(fā)生器，本發(fā)明的nCPAP裝置產(chǎn)生的可聽噪 聲被減小。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明，但是，在不偏離本發(fā)明 的精神和范圍的情況下，本領域技術人員會想到可以在形式和細節(jié)方 面進行改變。
權利要求
1.一種經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣(nCPAP)裝置，用于nCPAP系統(tǒng)，所述裝置包括發(fā)生器主體，所述發(fā)生器主體限定病人側(cè)和排氣側(cè)，并且形成第和第二流體流動回路，第一和第二流體流動回路各自包括管道，所述管道限定形成軸向中心線的通路，近端，所述通路在所述近端處通向所述病人側(cè)，遠端，所述通路在所述遠端處通向所述排氣側(cè)；與所述管道關聯(lián)的第一和第二噴嘴，并且各自限定通向流體源的進口端，通向所述通路的出口端，其中，每個噴嘴適于沿流向軸線從所述出口端射出流體射流；其中，相應的第一和第二噴嘴的流向軸線相對于彼此且相對于相應通路的軸向中心線是不平行的。
2. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一和第二噴 嘴的所述出口端具有相同的直徑。
3. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一和第二噴嘴相對于相應通路的軸向中心線橫向地對齊。
4. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一和第二噴 嘴相對于相應通路設置，使得所述流向軸線在所述通路內(nèi)相交。
5. 根據(jù)權利要求4所述的裝置，其特征在于所述第一和第二噴 嘴設置成使所述流向軸線在所述軸向中心線處相交。
6. 根據(jù)權利要求l所述的裝置，其特征在于所述第一和第二噴 嘴設置成使相應的流向軸線限定40-80°范圍內(nèi)的夾角。
7. 根據(jù)權利要求6所述的裝置，其特征在于所述夾角約為60° 。
8. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述管道限定從所 述噴嘴的出口端延伸到所述遠端的遠側(cè)區(qū)域、從所述出口端向所述近 端延伸的中間區(qū)域、以及從所述中間區(qū)域延伸到所述近端的近側(cè)區(qū)域， 而且，與在所述近側(cè)區(qū)域處的通路的直徑相比，沿著緊靠所述出口端的所述中間區(qū)域的通路限定增大的直徑。
9. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一和第二流 體回路是相同的。
10. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一流體回 路的管道和所述第二流體回路的管道相對于彼此并列設置。
11. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一和第二 流體回路的第一和第二噴嘴的進口端均流體連接到公共歧管。
12. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述管道的每一 個還形成徑向槽，所述徑向槽通向靠近所述管道的近端的相應通路， 而且，所述發(fā)生器主體形成流體連接到所述徑向槽的壓力監(jiān)測口 。
13. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述發(fā)生器主體 包括殼體，所述管道分別至少部分地設置在所述殼體內(nèi)并且形成靠近 所述近端的開口，所述裝置還包括病人接口件，包括基板，所述基板形成一對腔管，每個腔管的大小適合圍繞地安裝所述管道的相應一個的近端；以及 接口部分，所述接口部分流體連接到所述腔管并適于流體連接到病人鼻孔；其中，所述殼體和所述基板構造成，在最后裝配時，所述基板嵌 套在所述開口內(nèi)。
14. 根據(jù)權利要求13所述的裝置，其特征在于所述殼體和所述 基板構造成，在最后裝配時，從所述腔管到所述殼體中形成的壓力監(jiān) 測口限定出壓力監(jiān)測流體回路。
15. 根據(jù)權利要求13所述的裝置，其特征在于所述接口部分是 鼻罩和一對鼻塞的中的一種。
16. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述發(fā)生器主體 還包括殼體，所述管道至少部分地設置在所述殼體內(nèi)，所述殼體包括終 止于敞開面的側(cè)壁；以及分別從所述側(cè)壁的相對側(cè)伸出的第一和第二凸緣，其中，開口空 隙限定在所述凸緣的每一個和所述側(cè)壁之間，所述空隙適于接收用于 將所述發(fā)生器主體固定到病人的條帶。
17. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述裝置還包括 供給管，所述供給管流體連接到所述噴嘴的每一個的進口端以將加壓流體從供給源供給到所述噴嘴；壓力監(jiān)測管，所述壓力監(jiān)測管流體連接到所述通路，分別靠近所 述噴嘴的出口端，用于采樣所述發(fā)生器主體內(nèi)的流體壓力；排氣口 ，所述排氣口限定分別流體連接到所述管道的每一個的遠 端的導管；排氣管，所述排氣管附接到所述排氣口并流體連接到所述導管；以及病人接口件，所述病人接口件包括接口部分，所述接口部分流體 連接到所述通路并且適于流體連接到病人鼻孔。
18. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述發(fā)生器主體 包括形成排氣導管的排氣口；噴射體，所述噴射體形成所述噴嘴的每一個、第一和第二管道的 每一個的遠側(cè)部分、和流體連接到所述遠側(cè)部分的腔室；裝配在所述排氣口和所述噴射體之間的歧管蓋軍，所述歧管蓋罩 形成供給口；以及接口板，所述接口板形成所述第一和笫二管道的每一個的近側(cè)部 分，所述接口板裝配到所述噴射體，使得相應的遠側(cè)和近側(cè)的管道部 分彼此流體連接以形成所述第一和第二管道；其中，在最后裝配時，所述供給口流體連接到所述噴嘴，并且所 述腔室流體連接到所述排氣導管。
19. 根據(jù)權利要求18所述的裝置，其特征在于所述噴射體、所 述接口板、所述歧管蓋罩和所述排氣口以層疊的關系裝配。
20. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述第一流體流 動回路還包括用于將流體射流輸送到所述管道中的第三噴嘴。
21. 根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于對于所述流體回 路的至少一個，所述噴嘴的至少一個構造成在所述出口端處提供可變 的內(nèi)徑。
22. —種經(jīng)鼻持續(xù)正壓通氣(nCPAP)系統(tǒng)，包括 發(fā)生器主體，所迷發(fā)生器主體限定病人側(cè)和排氣側(cè)，并且形成第一和第二流體流動回路，所述第一和第二流體流動回路各自包括管道，所述管道形成通路，所述通路由通向病人側(cè)的近端、 通向排氣側(cè)的遠端和軸向中心線限定，與所述管道關聯(lián)的第一和第二噴嘴，各自形成流動路徑，所 述流動路徑由通向流體供給源的進口端、通向相應通 路的出口端限定，其中，每個噴嘴適于沿流向軸線從所述出口端射出流 體射流，其中，相應的第一和第二噴嘴的流向軸線相對于彼此且相對 于相應的軸向中心線是不平行的；分別流體連接到所述噴嘴的每一個的進口端的流體供給源；以及分別流體連接到所述通路的遠端的排氣管；其中，在將所述發(fā)生器主體固定到病人鼻孔時，所述系統(tǒng)構造為 通過從所述流體供給源向所述噴嘴輸送流體，所述噴嘴繼而 射出次級流體射流，所述次級流體射流在所述通路的每一個 內(nèi)結(jié)合以產(chǎn)生主流體射流，從而在病人體內(nèi)產(chǎn)生持續(xù)的氣道 正壓，所述系統(tǒng)的特征在于操作的吸氣階段和操作的呼氣 階段，在所述吸氣階段中，所述主流體射流各自連續(xù)地流向 病人鼻孔，在所述呼氣階段中，從病人鼻孔呼出的空氣擾亂 所述流體射流，使得所述呼出的空氣容易流經(jīng)所述管道并流 向所述排氣管。
23. 根據(jù)權利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于所述管道的每一的近側(cè)區(qū)域，與所述近側(cè)區(qū)域的內(nèi)徑相比，所述中間區(qū)域限定增大的 內(nèi)徑。
24. —種為病人建立并輸送持續(xù)氣道正壓的方法，所述方法包括 將發(fā)生器主體流體連接到病人的鼻孔，所述發(fā)生器主體形成第一和第二流體流動回路，每條流體流動回路包括限定通路的管道，所述通路具有軸向中心線并且從近端延伸到遠端；以及與所述管道關聯(lián) 的第一和第二噴嘴，每個噴嘴限定進口端和出口端，所述出口端流體 通向相應的通路，其中，相對于相應的管道設置所述噴嘴，使得所述噴嘴的每一個限定的流向軸線相對于彼此以及相對于相應的軸向中心線是不平行的；將流體從供給源驅(qū)使到所述噴嘴的進口端；在所述通路的每一個內(nèi)產(chǎn)生主流體射流經(jīng)由相應的第一和第二 噴嘴射出次級流體射流到相應的通路中并射向病人，所述次級流體射 流彼此撞擊并結(jié)合形成所述主流體射流；在病人吸氣期間，所述主流體射流不受阻礙地流到病人鼻孔中；以及在病人呼氣期間，來自病人的呼出空氣起到擾亂所述流體射流的 作用，使得對呼出的空氣流的阻力減小。
25. 根據(jù)權利要求24所述的方法，其特征在于所述次級流體射 流是低動量射流。
26. 根據(jù)權利要求24所述的方法，其特征在于與流體回路的相 應一個回路關聯(lián)的所述次級流體射流近似在相應通路的軸向中心線處彼此撞擊。
27. 根據(jù)權利要求24所述的方法，其特征在于來自所述流體源 的流體的速率是恒定的。
28. 根據(jù)權利要求24所述的方法，其特征在于還包括通過從靠近所述噴嘴的端口抽取氣流來監(jiān)測所述發(fā)生器主體內(nèi)的壓力。
29. 根據(jù)權利要求24所述的方法，其特征在于為所有噴嘴提供流體的單個流體源。
30. 根據(jù)權利要求24所述的方法，其特征在于與病人吸氣期間 相比，所述通路的有效流動路徑直徑在病人呼吸器期間更大。
31. 根據(jù)權利要求24所述的方法，其特征在于所述主流體射流 的動量大于所述次級流體射流的動量。
32. 根據(jù)權利要求24所述的方法，其特征在于在病人呼氣期間， 呼出的空氣促使次級射流產(chǎn)生流線型的渦流。
全文摘要
一種nCPAP裝置，包括發(fā)生器主體，所述發(fā)生器主體限定第一和第二流體流動回路，每條流體流動回路包括管道與第一和第二噴嘴。所述管道限定形成軸向中心線的通路。所述第一和第二噴嘴與所述管道相關聯(lián)，并且每個噴嘴限定進口端和出口端。所述進口端通向流體源，而出口端分別通向所述通路。每個噴嘴適于沿著流向軸線從所述出口端射出流體射流。設置所述噴嘴使得所述流向軸線相對于彼此以及相對于所述軸向中心線是不平行的。該構造在呼氣階段期間容易引起渦流流泄，從而促進噴射流體流的擾亂并減小病人的呼吸功。
文檔編號A61M16/06GK101588833SQ200680051652
公開日2009年11月25日 申請日期2006年11月29日 優(yōu)先權日2005年12月2日
發(fā)明者B·K·布里奇斯, B·皮羅, D·蓋洛德, S·M·哈林頓 申請人:阿利吉安斯公司