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CN111479606A - 模块化呼吸气体分离器单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于呼吸气体的模块化呼吸气体分离器单元(5；105；205；305)，该单元能够连接至呼吸系统(1)。该单元包括：第一模块，该第一模块包括气体分离装置(25、125；224、225；350)，该气体分离装置适于使呼吸机驱动气体与患者的吸入和/或呼出气体分离；以及第二模块，该第二模块包括承载装置(27；127；227；327)，该承载装置适于支承该气体分离器单元并将该气体分离器单元连接至该呼吸系统中的接口(101)。本公开还涉及包括该单元的呼吸系统(1)。

Description

模块化呼吸气体分离器单元
技术领域
本发明涉及模块化呼吸气体分离器单元和包括该模块化呼吸气体分离器单元的呼吸系统。
背景技术
在机械通气和呼吸辅助装置领域，存在用于向患者输送所需的气体混合物的不同类型的患者呼吸系统。呼吸系统可以是非重复呼吸或重复呼吸类型的。当除了必要的维持生命的气体混合物之外还给病人施用昂贵的附加气体时，经常使用重复呼吸系统。在重复呼吸系统中，呼出气体被重新供应给患者，其中，在之前的吸入过程中未被患者吸收的附加气体可以在接下来的吸入过程中被吸收。附加气体的示例是可以用于严重的哮喘的氦气、可以用作诊断性计算机断层摄影术(CT)处理中的对比剂的氙气、以及可以用作吸入麻醉添加剂的各种麻醉气体。例如在WO2014041104、US8186347以及EP2168623中大致讨论了呼吸系统。
呼吸系统总体上包括呼吸机，该呼吸机连接至驱动气体源。驱动气体用于产生患者吸入，并且驱动气体可以是例如氧气或空气/氧气混合物。呼吸系统还包括连接至患者的吸气管线和呼气管线。吸气管线和呼气管线可以布置在也被称为患者回路的闭合的呼吸回路或循环中。新鲜气体供应装置通常连接至吸气管线。此外，呼吸回路可以包括二氧化碳吸收器。呼吸回路可以包括止回阀、压缩机或喷射器，以将气体流调节至期望方向。此外，呼吸系统适当地包括将呼吸机的驱动气体与患者回路中的患者呼吸气体分离的装置。该装置可以例如由瓶中布置的囊或在呼吸机与患者回路之间延伸的延伸路径形成。
呼吸系统中的呼吸气体分离器对患者的安全性有很高的要求。因此，分离器应具有易于处理的稳固结构。分离器的材料也应是无毒的、可消毒的，并且应能承受机械冲击。由于这些高的要求，分离器通常由多个组装在一起的子部件制成，并且制造过程通常很复杂。此外，昂贵的原料材料已被包括在部件中。另外，如果需要不同尺寸的分离器例如以便使呼吸设备适于成人或婴儿，则整个分离器已被更换为另一分离器。
即使已知的呼吸气体分离器满足了有关患者安全的要求，但仍希望在确保患者安全的同时简化分离器的结构。此外，期望能够容易地使分离器的尺寸适于成年人或婴儿患者，同时使得能够以简单的方式使用现有的呼吸设备或系统。而且，期望简化制造过程，并且期望以更经济的方式实现制造分离器。
发明内容
本发明的目的是提供下述呼吸气体分离器单元：该呼吸气体分离器单元克服了现有的分离器的缺点并满足了上述需求。特别地，本发明的目的是提供在具有简化结构的同时满足患者的安全性需求的呼吸气体分离器单元。
另一目的是提供下述呼吸气体分离器单元：其可以以简单的方式用于现有的呼吸系统和设备中。本发明的目的还在于提供下述呼吸气体分离器单元：其中，能够使用具有不同尺寸、例如适于成人的尺寸或适合婴儿的尺寸的分离器装置。
本发明的目的还在于提供具有简化并且经济型的结构的呼吸气体分离器单元，其能够简化制造过程。
另一目的是提供下述呼吸气体分离器单元：其可以包含一次性的一次性使用部件，同时该单元具有操作上的鲁棒性。
通过如所附权利要求中限定的模块化呼吸气体分离器单元来实现上述目的。而且，本发明涉及包括模块化呼吸气体分离器单元的呼吸系统。
特别地，本公开涉及用于呼吸气体的模块化呼吸气体分离器单元，该单元能够连接至呼吸系统。该单元包括：第一模块，该第一模块包括适于使呼吸机驱动气体与患者吸入气体和/或患者呼出气体分离的气体分离装置；以及第二模块，该第二模块包括适于支承气体分离器单元并将气体分离器单元连接至呼吸系统中的接口的承载装置。通过将气体分离器单元布置在不同的模块中，可以获得可构造的结构。以这种方式，例如在出现操作干扰的情况下可以只更换一个模块。
承载装置适当地具有与呼吸系统中的接口的形状相对应的外形。这样，承载装置可以在独立于分离装置的尺寸和形状的情况下装配至呼吸系统接口。
承载装置可以包括基部和侧壁并且可选地包括可拆卸的盖，侧壁布置成围绕气体分离装置。以这种方式，可以保护气体分离装置免受外力和/或污染物的影响。
侧壁可以包括连接装置，该连接装置布置成将气体输送管线连接至分离装置。因此，可以提供可构造的呼吸气体分离器单元。
基部可以包括能够供液体通过的开口。以这种方式，液体不会积聚在基部中，例如，在清洗和清洁基部期间，会提供更卫生的结构。
根据实施方式，承载装置的基部可以包括轨道，该轨道限定了气体管道的形状。轨道适于接纳布置成输送呼吸气体的挠性气体管。承载装置还可以包括可拆卸的盖。以此方式，可以将挠性管牢固地保持在适当的位置，而在使用后很容易用新的管替换。因此，提供了用于一次性使用的气体分离装置的简单结构。
分离装置适当地是容积反射器本体，其包括具有弯曲部分的单个气体管道。通过使气体管道中具有弯曲部分，可以增加气体管道的长度，同时仍将该气体管道装配至承载装置。
根据实施方式，容积反射器本体可以具有一体式单件模制结构。替代性地，容积反射器本体可以包括熔接在一起以形成一件式结构的两个模制部分。通过提供不需要组装和使用连接装置的模制结构，可以提供容积反射器本体的简单且轻便的结构。
气体管道可以布置成使得至少两个气体管道部段彼此相邻定位并且借助于至少一个实心部分彼此连接。通过使气体管道部分彼此相邻放置，可以增加气体管道的长度。气体管道可以在其相应的自由端部处包括第一端口和第二端口，该第一端口和第二端口包括将部件连接至呼吸系统的装置。因此，该部件可以是能够连接至呼吸系统的多个其他部件的。
根据实施方式，气体管道类似于折叠管的形状，使得所述管的自由端部彼此相邻放置，并且其中，至少两个相邻的气体管道部分并排延伸，并且其中，所述管朝向模块化呼吸气体分离器单元的中心点向内螺旋地卷绕。以此方式，可以提供增加的气体管道长度，同时将部件的吸收区域最小化。管的折叠端部可以布置成使得在部件的中央部分中形成两个中央环。以这种方式，可以防止尖锐的折叠边缘，并且可以在气体管道中平稳地输送气体。
承载装置可以包括机械锁定装置，该机械锁定装置布置成将容积反射器本体锁定至承载装置。锁定装置可以包括快速联接装置、比如卡口联接件或钩挂装置，使得每个承载装置和分离装置都包括锁定装置的配合部分。配合部分可以以预定位置定位在承载件和分离装置中。锁定装置适当地是与尺寸无关的。因此，防止容积反射器本体从承载装置意外移除。
气体管道的长度可以是0.5m至4m。气体管道的总容积可以为0.1升至2升。因此，可以以简单并且有效的方式提供满足不同患者需求的不同尺寸的容积反射器本体。
根据本公开的其他实施方式，分离装置可以是瓶中囊式装置，其中，承载装置包括基部、侧壁以及盖，该盖布置成以气密的方式围绕呈囊形式的气体分离装置。以这种方式，带有盖的承载装置形成了该装置的一部分，该装置对应于常规的瓶中囊式装置的瓶。此外，以这种方式，呼吸气体分离器单元可以以比常规的瓶中囊式布置更节省空间的方式构造。
根据另一实施方式，气体分离装置可以包括第一气囊和第二气囊。囊中的每个囊可以包括阀装置或通向阀装置的连接器，该阀装置布置成释放或接收呼吸气体或驱动气体。当第二囊布置成释放驱动气体时，第一囊布置成适当地接收呼吸气体，并且当第二囊布置成接收驱动气体时，第一囊布置成适当地释放呼吸气体。以这种方式，可以提供用于气体分离装置的简单结构。适当地，第一囊和第二囊未流体连接。
根据变型，模块化的呼吸气体分离器单元可以借助于插入到呼吸系统中的接口中而能够连接至呼吸系统。因此，该单元可以以节省空间的方式连接至呼吸系统。
承载装置可以包括锁定装置，以将模块化呼吸气体分离器单元锁定至呼吸系统中的接口。锁定装置可以是机械对接接口，该对接接口布置成将模块化呼吸气体单元锁定至呼吸系统中的接口。因此，该单元可以以安全的方式紧固到呼吸系统中。
气体分离装置和承载装置中的至少一者可以由塑料材料制成。以这种方式，可以提供轻质的单元。由塑料制成的气体分离装置和/或承载装置可以借助于吹塑模制制造。以此方式，可以以简单有效的方式获得在整个部件中具有均匀材料特性的一体式单件模制结构。
气体分离装置和承载装置中的至少一者可以是一次性的。这意味着该模块可以在使用后被排出并且因此该模块是一次性模块。
本发明还涉及下述呼吸系统：该呼吸系统包括提供驱动气流的呼吸机、包括有能够连接至患者的吸气管线和呼气管线的患者回路、可连接至该吸气管线的新鲜气体供应入口、适于接纳如上文所定义的模块化呼吸气体分离器单元的接口。
附图说明
将参照附图更加详尽地描述本发明，在附图中：
图1示意性地示出了包括本公开的模块化呼吸气体分离器单元的呼吸系统；
图2以从上方观察的立体图形式示意性地示出了本公开的模块化呼吸气体分离器单元的示例实施方式；
图3从下方示意性地示出了本公开的呼吸气体分离装置的示例性实施方式；
图4以立体图示意性地示出了将呼吸气体分离装置安装至承载装置的示例实施方式；
图5以从上方观察的立体图示意性地示出了具有可拆卸的盖的图2的示例性实施方式；
图6从上方示意性地示出了呼吸气体分离装置和承载装置的示例性实施方式；
图7a至图7c示意性地示出了从侧面观察的呼吸气体分离装置和承载装置的示例性实施方式的操作阶段；
图8从上方示意性地示出了呼吸气体分离装置和承载装置的另一示例性实施方式；
图9示意性地示出了包括连接接口的模块化呼吸气体分离器单元和呼吸系统单元；以及
图10示出了根据本公开的示例制造过程的步骤。
具体实施方式
根据本公开，呼吸气体分离器单元能够连接至呼吸系统。呼吸系统是指系统中所包括的用以向患者输送所需的气体混合物的所有部件和装置。呼吸系统可以例如包括：外壳，该外壳包括呼吸气体分离器单元；电子喷射式气化器；CO2吸收器；用于对系统进行监视和控制的屏幕和控制装置、以及所讨论的呼吸系统所需的附加装置。能够连接是指该单元可以直接或间接地连接至呼吸系统、例如连接至外壳。
根据本公开，模块化呼吸气体分离器单元可以在适于向患者提供呼吸气体的不同类型的呼吸系统中使用。呼吸系统可以是重复呼吸系统，其中，呼出气体返回给患者。在图1中示意性地示出了呼吸系统的示例。模块化呼吸气体分离器单元的示例如图2至图9所示。
在图1中总体上使用附图标记1来表示呼吸系统。呼吸系统1包括呼吸机3，该呼吸机在呼吸系统1中产生气体流。呼吸机3流体连接至患者回路10，该患者回路10包括吸气管线11和呼气管线13，吸气管线11和呼气管线13连接至由附图标记7所表示的患者。患者回路10适于向患者7输送吸入气体并从患者7输送呼出气体，并且患者回路10包括若干部件，这些部件包括诸如刚性管和挠性管的中空气体管道、止回阀以及用以控制呼吸系统中的气体流动所必需的其他部件。
Y形件12和患者接口(未示出)通常用来将患者回路10的吸气管线11和呼气管线13流体连接至患者7。接口可以包括不同的部件、比如但不限于喉管、气管导管、面罩等。吸气管线11连接至新鲜气体供应管线15，新鲜的患者气体混合物通过该新鲜气体供应管线15而供应给患者。患者气体混合物可以包括经由不同的气体模块18a、18b和18c供应的多种气体，该气体模块适于将期望的气体输送至呼吸系统。气体模块中的每个气体模块可以包括气体调节阀、压力和流量测量装置以及用以控制流量的电子装置。例如，第一气体模块18a可以适于供应一氧化二氮(N2O)，第二气体模块18b可以适于供应空气，而第三气体模块18c可以适于向患者回路10供应氧气(O2)。另外，可以通过气化器17将麻醉剂、比如氟烷、庚烷、异氟烷、七氟醚和/或地氟烷供应至患者气体混合物。
在所示的示例中，气体被收集在歧管18中，在歧管18中气体被混合，并且气体经由新鲜气体供应管线15而输送至患者回路10中的吸气管线11。可选地，可以是电子喷射式类型气化器的气化器17在歧管18的下游并且在新鲜气体入口19的上游连接至新鲜气体供应管线15，该新鲜气体入口将新鲜气体供应管线15连接至吸气管线11。
当呼气气体被重复呼吸时，在气体返回给患者之前，呼气气体经由二氧化碳吸收器21而返回至吸气管线。可以例如借助于止回阀、压缩机、风扇喷射器或任何其他可以调节流动的装置来调节呼气气体和吸气气体的流动方向。
呼吸系统1还包括模块化呼吸气体分离器单元5，通过该模块化呼吸气体分离器单元，呼吸机3的驱动气体与在患者回路10中流动的患者呼吸气体分离。呼吸机3借助于呼吸机入口23连接至患者回路10，并且分离器单元5布置在呼吸机3与呼吸机入口23之间。根据本公开的分离器单元5是模块化呼吸气体分离器单元，并且下面将更详细地描述不同的实施方式。例如，模块化呼吸气体分离器单元可以包括对应于气体分离装置的容积反射器本体25并且因此包括了模块化呼吸气体分离单元5的第一模块，该气体分离装置适于使呼吸机驱动气体与患者吸入和/或呼出气体分离。该单元还包括第二模块，该第二模块包括呈托盘或承载件形式的承载装置27，该承载装置适于支承和承载容积反射器本体25(参见图2至图4)，并且还将气体分离器单元连接至呼吸系统中的接口，如图9中所示。
参照图2至图4，其中，示出了包括第一模块的实施方式，该第一模块包括气体分离装置，该气体分离装置适于以容积反射器本体25的形式使呼吸机驱动气体与患者吸入和/或呼出气体分离。容积反射器本体25使患者回路10与呼吸机3流体地分离。这种分离是开放式分离、即不存在诸如膜的任何分离装置，在这种开放式分离中包括有两个相邻的气体锋面，并且其中，驱动气体和呼气/患者气体被分离。容积反射器本体25包括适于分离所述气体的气体管道50。可以通过将气体管道50的长度布置得足够长以使得其能够分离驱动气体和呼气气体并使该气体管道可以包括如下文进一步描述的弯曲部段来实现分离。气体管道50在呼吸机驱动气体供应源与患者回路10之间提供了连续的气体管道。利用以已知方式在气体流动通道50中往复运动的气体梯度来分离呼吸机气体和呼吸气体，由此可能发生驱动气体和患者气体的扩散。在吸入期间，来自呼吸机3的驱动气体供应将吸气气体推向患者7并推向患者回路10的吸气管线11。在呼气期间，呼气气体被带向容积反射器，从而可以从反射器单元5释放压力。因此，容积反射器单元5适于实施与瓶装囊式系统相同的功能，因此提供临时的气体储存器，该气体储存器在呼气阶段期间接收呼出的呼吸气体并且在下一个吸气阶段期间将呼吸气体推回。
总体上，反射器本体包括用于向患者输送吸气气体的中空气体管道。允许患者回路使用反射器本体容积、即反射器本体的气体管道以用于驱动气体柱，该驱动气体柱实际上在反射器容积中来回移动。反射器容积周期性地填充有先前呼出的气体、例如包含麻醉气体的气体，在随后的吸气期间使该先前呼出气体返回至患者回路以用于重复使用、即重复呼吸。通常为氧气或空气的容积反射器的驱动气体被用作驱动气体柱，其在吸气期间将患者气体柱朝向患者推回至患者回路中。在随后呼气时，反射器容积将被重新填充呼气气体，并且驱动气体柱被从反射器容积中推出而朝向气体抽空系统EVAC。EVAC通常存在于手术室中，并且连接至麻醉机的排气装置以用于处理废气，从而避免麻醉气体逸出至周围的环境中。以这种方式，相邻的患者气体柱在呼气期间实际上交替地从患者回路中移出至反射器容积中，并在吸气期间经由二氧化碳吸收器从反射器容积中返回至患者回路中。
返回图2至图4，容积反射器本体25及其气体管道50具有固定的预定容积。反射器本体可以具有一体式的单件模制的结构件，并且适当地由无毒的塑料材料制成。替代性地，反射器本体可以被模制成被熔接在一起的两个部分。反射体本体具有适当的尺寸和形状，这使得该反射器本体能够被装配在例如现有的呼吸设备中。而且，在不混合气体或者使气体的混合最小化的情况下，气体管道50可以循环地填充有驱动气体和呼气气体。气体管道的容积可以布置成适于所讨论的患者，例如适用于成人或婴儿患者。承载装置的尺寸对于所有反射器本体尺寸而言可以是相同的，由此能够将反射器本体装配至现有设备，而不管反射器本体的尺寸或容积如何。
反射器本体25的气体管道50包括位于其相应的自由端部处的第一端口51和第二端口52。相应的端口51、52可以包括将部件连接至呼吸系统1的装置、即连接至输送来自呼吸机的驱动气体的管线和连接至输送来自患者的呼气气体的管线上。承载装置27可以包括用于端口51和端口52的开口或凹部。在所示的示例中，患者回路10流体地连接至第二端口52，使得在呼气期间可以经由第二端口52接收呼气气体，同时通过第一端口51将容积反射器5中的气体作为废气流推动至呼吸系统的排气口。来自呼吸机3的驱动气体连接至第一端口51，并且在吸气期间，驱动气体柱将患者气体柱推回至患者回路10中。因此，在随后从模块化呼吸气体分离器单元5吸气的吸气过程中，患者可以重新呼吸之前呼出的气体。
可以以各种方式设计容积反射器本体25，以便提供明确限定的气体锋面，并且优选将容积反射器的气体管道50或管选择成较窄。然而，可以权衡该尺寸与增大的流动阻力。此外，可压缩的容积选择成尽可能小。气体管道可以具有大致圆形的横截面、或者可以是带有倒圆拐角的矩形、或可以是椭圆形或接近椭圆形的。垂直于流动方向的横截面的面积可以为200mm2至500mm2、适当地为300mm2至400mm2。气体管道的长度可以例如是0.1m至4m，并且能够适于所讨论的患者、例如婴儿或成人。同样，气体管道的总容积可以适于所讨论的患者、例如婴儿或成人，并且例如可以为0.1升至2升或0.2升至1.5升、优选为约1.0至1.5升。在一些实施方式中，例如，在新生儿婴儿(neo)的潮气量低至15ml至20ml的情况下，则容积反射器的体积可以适于这些小的潮气量。另外，代替提供具有稍大于患者潮气量的容积的气体管道，可以使用容积小于患者潮气量的碳反射器代替模块化气体管道部件。在US5471979A和US 8640703A中可以找到碳反射器技术的示例。
中空气体管道50可以是包括直的和弯曲的部分的单个连续的气体管道。中空气体管道50可以被布置为使得至少两个气体管道部段定位成彼此相邻。所述部段可以借助于所述部段之间的至少一个实心部分彼此连接。
容积反射器本体25具有由反射器本体的外边缘限定的外延伸部。外边缘可以在X-Y平面中限定类似于具有倒圆拐角的近似四边形形状的形状。大致四边形的形状是指部件在X-Y平面中的主要形状。该限定中还包括其中至少一个、两个、三个或四个边缘具有倒圆形状的四边形形状。而且，四边形形状的边的长度可以是相同或不同的。所述形状不限于此，并且可以是大致圆形、椭圆形或矩形、优选地包括至少一个倒圆拐角。通过具有倒圆拐角设计的近似四边形的形状，其可以被容易地装配至现有设备中。反射器本体25可以装配至也具有与反射器本体25的形状相似的内部形状的承载装置27。因此，它可以是具有至少一个倒圆边缘的四边形形状。承载件或承载装置因此可以包括用于承载或容置反射器本体的腔，并且承载件可以包括至少部分地围绕反射器本体的侧壁。因此，承载件保护反射器本体并且适用于将反射器本体保持在其位置。
当直接从上方或下方观察反射器本体/承载装置时，X-Y平面被定义为二维平面，并且在图3中示出了该平面，其中，反射器本体25是从下方示出的。Z平面被定义为与XY平面相交的平面，并且当从侧面观察反射器本体/承载装置时示出了反射器本体/承载装置的高度尺寸，并且Z平面由图4中的箭头示出。
参照图3，图3从下方示出了容积反射器本体25的示例性实施方式，反射器本体的中空气体管道50可以被布置成使得其具有类似于折叠管形状的气体管道50形状。气体管道50具有大致矩形的横截面，其具有如附图标记53所示的倒圆拐角。气体管道50可以被折叠成使得管道的包括有第一端口51和第二端口52的自由端部彼此相邻放置，并且至少两个相邻的气体管道部分55、56在相应的自由端部附近并排延伸。管的自由端部在X-Y平面中平行放置。反射器本体25的形状类似于管道50朝向反射器本体的中心点CP向内螺旋卷绕的形状。气体管道的折叠端59布置成使得在四边形形状的中央部分中形成两个中央环61和62。平行延伸的管道部段、即部段55和56可以借助于布置在各部段之间的实心部分57彼此连接。气体管道的折叠端部分可以形成为限定环部分61和62，并且形成开口63和65，当在X-Y平面中观察时，该开口63和65是通孔。当在X-Y平面中观察时，反射器本体可以可选地包括至少一个另外的通孔66。图3中所示的实施方式包括另一通孔67。以此方式，可以获得用于反射器本体的更轻的构造。
在替代实施方式中，管道的包括第一端口和第二端口的自由端部可以以彼此不相邻的方式放置。例如，在替代实施方式中，气体管道能够以与图6中所示实施方式类似的方式布置成呈波形形式，使得管道的自由端部没有布置成彼此相邻，而是位于波形气管的相反两端处。因此，容积反射器本体的形状可以对应于在下文中被更详细地定义的、图6中所示的实施方式的形状。
如图4中所示，反射器单元5包括反射器本体25和承载装置27，承载装置27的形状和尺寸适于在呼吸设备的操作期间将反射器本体保持在适当的位置。载体可以具有标准尺寸，而反射器本体25的尺寸和形状可以变化。承载件可以包括机械锁定装置38，该机械锁定装置布置成将容积反射器本体锁定至承载装置。锁定装置可以包括快速联接装置、比如卡口联接件或钩挂装置，使得每个承载装置和分离装置都包括锁定装置的配合部分。在所示的示例中，锁定装置38包括沿Z方向延伸的两个销。每个销的上部与每个销的下部相比具有更长的延伸。销是挠性的，并且可以被推入至图3中所示的容积反射器本体的配合部分38a中。锁定装置38和配合部分38a位于预定位置，并且锁定装置适当地是与尺寸无关的。因此，无论容积反射器本体的尺寸如何，都防止了容积反射器本体被从承载装置意外移除。
如图4中进一步所示的，承载装置27包括基部36和侧壁37。基部36包括至少一个开口39，当对承载装置进行清洁时，液体可以通过该开口39。
承载装置27还包括用于气体管道50的相应端部51和52的开口31和32。承载装置27可以包括布置成接纳不同的连接器、传感器或装置的附加开口33。开口可以形成为腔或凹部，并且适于接纳来自呼吸系统的不同的连接器、传感器或装置。通常，承载装置可以由尺寸稳定的材料制成、比如塑料或金属，例如铝，但优选地是塑料。另外，如图5中所示，呼吸气体分离器单元5可以包括盖28。盖28可以是可拆卸的。还可以布置成使得该盖以气密的方式封闭单元5。
在图6中，示出了以附图标记105表示的模块化呼吸气体分离器单元的另一实施方式。在该实施方式中，承载装置127的基部136包括轨道126，轨道126限定了气体管道125的形状。轨道126适于接纳布置成输送呼吸气体的挠性气体管150。图6中的实施方式的承载装置127可以具有多个轨道或夹持件，以用于接纳挠性管的各种长度，以便适于不同患者类别——例如、成人、儿童、还有如结合先前实施方式描述的新生儿的潮气量。
在单元105中适当地包括有图5中所示类型的可拆卸盖。类似于图2至图4中所示的实施方式，承载装置127还包括用于挠性气体管150的相应的端部151和152的开口131和132。承载装置127可以包括布置成接纳不同的连接器、传感器或装置的附加开口，并且可以具有与结合图2至图4中的实施方式所定义的相同的特征。因此，例如承载装置127可以由尺寸稳定的材料制成、比如塑料或金属，例如铝，但优选地是塑料，并且可以是一次性或可重复使用的。
在图7a、图7b和图7c中示出了根据本公开的另一实施方式。在图7a中，示出了根据该实施方式的模块化呼吸气体分离器单元205的主要结构。第一模块包括气体分离装置，该气体分离装置包括第一气囊224和第二气囊225。每个囊224和225可以包括通向相应的一个或多个阀装置的相应的连接器222、223，所述连接器被构造成将呼吸气体释放至相应的囊或从相应的囊接收呼吸气体。
单元205的操作类似于布置在瓶中的标准囊的操作。连接至患者回路10的第一囊224经由连接器222接收呼出的呼吸气体。如果患者产生的压力等于或高于呼气阀(PEEP阀)的压力，则呼出的气体将被引入第一气囊224。同时，经由连接器223将连接至驱动气体管线的第二囊225中的驱动气体从第二囊225推出至周围空气或EVAC。患者回路10中的压力由呼气阀处的压力控制。
在吸气期间，呼气阀关闭，通过第二连接器223将来自驱动气体阀的驱动气体推入至第二气囊225中。第二囊225将对第一囊224中容纳的气体体积施加压力，从而经由第一连接器222将该气体推回至患者回路10中。
与瓶中囊式布置一样，连接至患者回路10的第一囊224中的过量气体可以布置成例如经由安全阀排出，如图8中所示。
囊可以由无毒的塑料制成。第一囊和第二囊未流体连接。囊可以是适于单次使用的。第二模块包括适于支承囊的承载装置227。承载装置227可以对应于结合图2至图4定义的承载装置，并且可以具有如在图2至图4中定义的尺寸和形状。承载装置包括基部236、侧壁237和可选地可拆卸的盖228。如果呼吸气体分离器单元放置在于操作过程中覆盖囊的外壳中，则可以省去盖。承载装置可以由尺寸稳定的材料制成、比如塑料或金属，例如铝，但优选地是塑料，并且可以是一次性或可重复使用的。
在图8中示出了本公开的另一实施方式，一种适用于模块化概念的瓶中囊式布置。该实施方式是从上方观察的。
单元305包括第一模块，该第一模块包括呈可膨胀囊350形式的气体分离装置，例如示意性示出的伸缩管。伸缩管350连接至患者回路，以用于接收来自患者回路的呼出的患者气体以及将呼出的患者气体返回至患者回路。
第二模块、承载装置327包括基部336和布置成围绕伸缩管350的侧壁(未示出)、以及适于以气密方式封闭单元从而形成气密隔室的可拆卸的盖(未示出)。隔室经由端口351连接至呼吸机驱动气体。
气体分离单元305构造成使得其可以连接至结合图9进一步描述的呼吸系统中的接口101。
在吸气阶段，呼气阀(未示出)关闭，并且驱动气体经由第一端口351从吸气阀(未示出)供给至隔室。驱动气体将压力施加至囊350和其中所包含的呼吸气体，从而将气体推回至呼吸回路中。
在呼气阶段，囊350经由第二端口352从患者回路接收呼出的呼吸气体。吸气阀关闭并且呼气阀调节呼气压力。如果患者产生的压力等于或高于呼气阀的压力，则呼出的气体将被引入囊350。加压囊350在隔室326中施加压力，并且经由第二端口352将所容纳的驱动气体从隔室推出至呼气阀。
呼吸回路中的任何多余空气都可以经由阀353、即所谓的安全阀释放。该单元可以进一步包括另一承载装置，该承载装置适于支承气体分离器单元305并且将气体分离器单元305连接至呼吸系统中的接口。
图9示出了根据本公开的模块化呼吸气体分离器单元5、105、205或305的上述实施方式中的任意一者是如何能够连接至呼吸系统1的。呼吸系统可以包括具有接口101的呼吸系统外壳100。模块化呼吸气体分离器单元5、105、205或305可以例如借助于插入到接口101中进行连接，如图9中的箭头所示。适当地，单元5、105、205或305的承载装置具有与呼吸系统中的接口的形状相对应的外部形状。单元5、105、205或305的承载装置可以包括机械对接接口102，该对接接口布置成将模块化呼吸气体单元5、105、205或305锁定至呼吸系统中的接口101。接口可以包括适于接纳单元的对接接口102的配合部分103。
呼吸系统可以包括其他部件，例如受控制的吸气阀或呼气阀、止回阀、流量传感器、压力传感器、管和连接器。这些管可以是刚性的或挠性的，并且包含适于在呼吸系统中输送气体的中空气体管道。例如，吸气管线和呼气管线可以是刚性管，而Y形件可以是挠性的，或者Y形件可以是刚性的而吸气管线和呼气管线可以是挠性的，或者在一些实施方式中，它们都可以是挠性的或刚性的。
用于呼吸气体的模块化呼吸气体分离器单元的模块、比如上文定义的反射器本体可以借助于模制来生产。可以使用任何类型的塑料模制过程、例如吹塑模制。吹塑模制是指形成塑性物体的过程，其中，将塑料材料、即热塑性聚合物原料材料熔化、放入模具中，然后通过将压缩空气吹入其中而成型。在该过程的一种变型中，塑料材料可以被熔化然后预制为初始样式，这种初始样式通常被称为预制件或型坯。型坯包括能够供气体、例如供空气通过的至少一个开口。然后使型坯夹持在模具中，并将压缩空气吹入至结构中，并且因此对聚合物材料加压。以这种方式，将热塑性聚合物材料压向类似于呼吸系统部件的最终形状的模具的轮廓、例如反射器本体的轮廓。在预定或期望的压缩空气吹入之后，使材料冷却并硬化或固化。随后，打开模具，并借助于脱模装置从模具中取出反射器本体或使反射器本体自动脱模。可以另外切割反射器本体以移除多余的材料。
参照图10，其以流程图的形式示出了制造过程的示例。
在步骤a)中，提供用于部件的无毒塑料材料。该材料适用于吹塑模制。
在步骤b)中，提供模具。模具包括腔，该腔的形状对应于呼吸系统分离器单元的模块的外部轮廓的形状。
在下一步骤c)中，无毒的塑料材料被熔化并且形成熔融塑料材料的型坯。型坯是由可模制材料构成的中空管，该中空管在随后的步骤d)中被吹塑模制。型坯可以例如借助于挤制或注射模制，例如，通过在挤制机中熔化塑料材料并将材料挤压通过喷嘴以形成型坯。型坯中的材料是粘性和橡胶状的，其等级取决于材料的MFR值。
在步骤d)中，借助于使用加压气体对熔化的塑料材料或型坯充气来吹塑模制模块，从而将该模块压向模具中的腔的壁。
在最终的步骤e)中，打开模具并移除吹塑模制模块。该部件最终在模具中或在从模具中移除后固化。吹塑模制过程可以在现有的吹塑模制系统中实施。另外，该过程可以包括切割吹塑模制模块以移除部件边缘周围的多余材料。还可以包括其他步骤以获得模块的期望的最终形状或表面特征。例如，在制造包括两个自由气体管道端部的模块过程中，该过程可以包括对自由端部进行机加工以提供用于附加部件的密封表面的步骤。
该塑料材料适当地是无毒的塑料材料，从而能够以与患者流体接触的方式使用。同样，可以选择塑料材料，以使包括有例如麻醉剂的患者气体不会被吸收或被材料吸附。这在气体分离装置在呼吸系统中重复使用的情况下是重要的。由于不同医院和国家的不同要求，该部件可以是适于在呼吸系统中使用之前经受清洁和/或灭菌的。呼吸气体分离器单元的模块可以是一次性的，也可以是可重复使用的。
以上定义的实施方式的特征可以被组合。例如，结合图2至图4呈现的承载装置可以结合图6和图7a至图7c所示的实施方式使用。本公开的范围不限于以上示例，而是由所附权利要求限定的范围限制。

Claims (24)

1.一种模块化呼吸气体分离器单元(5；105；205；305)，所述模块化呼吸气体分离器单元用于呼吸气体，所述单元能够连接至呼吸系统(1)，其特征在于，所述单元包括：第一模块，所述第一模块包括气体分离装置(25、125；224、225、350)，所述气体分离装置适于使呼吸机驱动气体与患者的吸入和/或呼出气体分离；以及第二模块，所述第二模块包括承载装置(27；127；227；327)，所述承载装置适于支承所述气体分离器单元并将所述气体分离器单元连接至所述呼吸系统中的接口(101)。
2.根据权利要求1所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述承载装置(27；127；227；327)具有与所述呼吸系统中的所述接口(100)的形状相对应的外形。
3.根据权利要求1或2中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述承载装置(27；127；227；327)包括基部(36；136；236；336)和侧壁(37；237)并且可选地包括可拆卸的盖(28；228)，所述侧壁布置成围绕所述气体分离装置。
4.根据权利要求3所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述侧壁(37；237)包括连接装置，所述连接装置布置成将气体输送管线连接至所述分离装置。
5.根据权利要求3或4中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述基部(36)包括能够供液体通过的至少一个开口(39)。
6.根据权利要求1或2中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述承载装置(127)的所述基部(136)包括限定气体管道(125)的形状的轨道(126)并且可选地包括可拆卸的盖，并且其中，所述轨道(126)适于接纳布置成用以输送所述呼吸气体的挠性气体管(150)。
7.根据权利要求1至5中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述分离装置是容积反射器本体(25)，所述容积反射器本体(25)包括具有弯曲部分的单个气体管道(50)。
8.根据权利要求7所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述容积反射器本体(25)具有一体式的单个模制结构。
9.根据权利要求7或8所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体管道(50)布置成使得至少两个气体管道部段(55、56)彼此相邻地定位并且借助于至少一个实心部分(57)彼此连接。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体管道(50)在所述气体管道相应的自由端部处包括第一端口(51)和第二端口(52)，所述第一端口(51)和第二端口(52)包括将所述部件连接至所述呼吸系统(1)的装置。
11.根据权利要求10所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体管道类似于折叠管的形状，使得所述管(50)的自由端部(51、52)彼此相邻放置，并且其中，相邻的所述至少两个气体管道部分(55、56)并排延伸，并且其中，所述管(50)朝向所述容积反射器本体(25)的中心点(CP)向内螺旋地卷绕。
12.根据权利要求11所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述管(50)的折叠的端部布置成使得在所述容积反射器本体(25)的中心部分中形成两个中心环(61、62)。
13.根据权利要求7至12中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述承载装置(27)包括机械锁定装置(38)，所述机械锁定装置布置成将所述容积反射器本体(25)锁定至所述承载装置(27)。
14.根据权利要求6至13所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体管道(50)的长度为0.1m至4m。
15.根据权利要求14所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体管道的总气体管道容积为0.1升至2升。
16.根据权利要求1至2中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体分离装置(305)是瓶中囊式装置，其中，所述承载装置(327)包括基部(336)、侧壁以及盖，所述盖布置成以气密的方式围绕呈囊(350)形式的所述气体分离装置。
17.根据权利要求1至5中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体分离装置包括第一气囊(224)和第二气囊(225)，所述第一气囊(224)和所述第二气囊(225)各自包括阀装置或通向阀装置的连接器(222；223)，所述阀装置布置成释放或接收呼吸气体或驱动气体，其中，所述第一囊布置成释放或接收呼吸气体，并且其中，当所述第二囊布置成释放驱动气体时所述第一囊布置成接收呼吸气体，并且当所述第二囊布置成接收驱动气体时所述第一囊布置成释放呼吸气体。
18.根据权利要求17所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述第一囊(224)和所述第二囊(225)未流体连接。
19.根据前述权利要求中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述模块化呼吸气体分离器单元(5；105；205；305)借助于插入到所述呼吸系统的所述接口(101)中而能够连接至所述呼吸系统(1)。
20.根据前述权利要求中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述承载装置(27；127；227；327)包括机械对接接口(102)，所述机械对接接口(102)布置成将所述模块化呼吸气体单元锁定至所述呼吸系统中的所述接口(101)。
21.根据前述权利要求中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体分离装置(25、125；224、225；350)和所述承载装置(27；127；227；327)中的至少一者由塑料材料制成。
22.根据权利要求21所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，由所述塑料材料制成的所述气体分离装置(25、125；224、225；350)和/或所述承载装置(27、127、227、327)借助于吹塑模制制造。
23.根据前述权利要求中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元，其中，所述气体分离装置(27；127；227；327)和所述承载装置(27；127；227；327)中的至少一者是一次性的。
24.一种呼吸系统(1)，所述呼吸系统包括：提供驱动气体流的呼吸机(3)；患者回路(10)，所述患者回路包括能够连接至患者(7)的吸气管线(11)和呼气管线(13)；能够连接至所述吸气管线的新鲜气体供应入口(19)；适于接纳根据权利要求1至23中的任一项所述的模块化呼吸气体分离器单元(5；105；205；305)的接口(101)。
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