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CN111542362A - 向患者接口施用加湿的气雾剂的方法和装置 - Google Patents

向患者接口施用加湿的气雾剂的方法和装置 Download PDF

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CN111542362A
CN111542362A CN201880060367.9A CN201880060367A CN111542362A CN 111542362 A CN111542362 A CN 111542362A CN 201880060367 A CN201880060367 A CN 201880060367A CN 111542362 A CN111542362 A CN 111542362A
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aerosol
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G·波曼
P·艾瓦申科
J·潘卡拉
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Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
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Abstract

本发明涉及向患者接口(114)施用加湿的气雾剂(112)的方法、装置(110)及其用途。本文中，所述方法包括以下步骤：a)提供并引导包含加湿的气雾剂(112)的第一气流(118)；b)提供并引导包含加湿的呼吸气体(128)的第二气流(126)；c)提供并引导热平衡液体(136)的液体流(134)；d)通过平行引导所述第一气流(118)和所述第二气流(126)来热平衡所述第一气流(118)和所述第二气流(126)，其中所述第一气流(118)和所述第二气流(126)以至少部分地被所述热平衡液体(136)的所述液体流(134)包围的方式被引导；e)混合所述第一气流(118)和所述第二气流(126)，从而获得包含所述加湿的气雾剂(112)的富集的呼吸气体(142)；以及f)将包含所述加湿的气雾剂(112)的所述富集的呼吸气体(142)施用于患者接口(114)。因此，本发明的方法和装置能够避免将干燥或重新干燥的粉状气雾剂施用于患者接口(114)。结果，不会发生粉状材料的不希望的堆积，这最终会导致可能发生阻塞。特别地，装置(110)在早产儿的呼吸支持中特别有用。

Description

向患者接口施用加湿的气雾剂的方法和装置
发明领域
本发明涉及向患者接口施用加湿的气雾剂的方法、装置和用途。更具体地，该方法和装置可以被设计为用于向患者接口提供包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体。
相关技术
如在WO2015/132172A1中所描述的一种干燥材料，也称为“可气雾化材料”，其包含粉状物质的颗粒，优选地是药物制剂，所述干燥材料在雾化装置中通过压缩的载气进行处理以将颗粒夹带到气流中，从而将其转化为所需的气雾剂，也称为“粉状气雾剂”。在这种状态下，所述干燥材料的颗粒分布在整个载气中，优选地以均匀且细分散的形式分布在整个载气中。
这种类型的装置通常用于向正常呼吸的患者、机械通气的患者或在通气支持下的患者吸入施用药物制剂。对于正常呼吸的患者，典型的实例包括手持干粉吸入器或定量吸入器。对于需要进行机械通气或通气支持的患者，使用通气回路。为此，将患者接口集成到或连接到通气回路，其中该通气回路通常包括呼吸机和适于将气体从呼吸机引导至患者接口并返回的管。具体地，合适的接口管、呼吸面罩、鼻插管或气管插管是患者接口的一部分或可附接到其上。如今，连续吸入施用液体气雾剂可被视为重症监护病房中通气患者的标准疗法。
药物制剂可以通过使用干粉吸入器以可吸入的干粉形式施用，如在US2010/006095A1中所公开的。但是，吸入粉状气雾剂，尤其是吸湿性粉状气雾剂，可能导致不耐受、不相容或其他不良反应，尤其是在口腔粘膜中。如G.Pohlmann等人，A Novel ContinuousPowder Aerosolizer(CPA)for Inhalative Administration of Highly concentratedRecombinant Surfactant Protein-C(rSP-C)Surfactant to Preterm Neonates,JAMP,Vol.26,No.6,2013中所述，将干粉状气雾剂施用到均为潮湿的通气回路和呼吸道可能会导致大量不希望的粉状物质沉积，最终可能导致管或呼吸道中气道的阻塞。因此，这些阻塞可能导致患者呼吸相当大的障碍，直至窒息。特别是小横截面，例如通常用于早产儿呼吸支持的小横截面，具有高的窒息风险。另外，这种不希望的沉积可能使得难以或甚至不可能确定可能实际到达靶器官的待施用物质的确切剂量。
WO2015/132172A1公开了一种加湿器，其被配置为加湿气雾剂。具体地，通过调节温度在预先干燥的颗粒的表面上产生薄液膜。结果，通过使用该薄液膜，可以简单地将原本会沉积在装置壁上或口腔粘膜上的干燥颗粒排出。该文中的加湿器可以与雾化装置结合使用，并且可以将加湿的气雾剂提供给主动呼吸患者或机械通气患者。
US2014/216446A1公开了一种提供呼吸气流的装置用于患者的机械呼吸和/或机械呼吸辅助，该呼吸气流包含治疗活性物质。该文中的装置具有至少一个第一管线和至少一个第二管线，在该装置的操作过程中第一气流流过所述第一管线，其中第一管线和第二管线具有共同的部分，并且在该共同流动部分的区域通过水蒸气可渗透膜彼此连接。此外，提供了在该装置操作期间流过所述第二管线的第二气流。
WO2012/025496A1涉及包含治疗活性物质的雾化和加湿的颗粒，其可以通过将干燥的可吸入颗粒悬浮在载气中，添加水蒸气并使颗粒上发生水冷凝而获得。此外，其中公开了产生这些颗粒的方法和用于实施这些方法的设备。
另外，WO2008/030592A2、WO2014/095858A1、US5031612A和GB2465358A公开了有助于本发明技术背景的方法和装置。
待解决的问题
然而，即使尽力地加湿气雾剂颗粒也可能不足以避免这样的效果：加湿的气雾剂颗粒可能遭受随后的部分再干燥，例如由于热量的发生，特别是太阳辐射。
因此，本发明的目的是提供至少部分地避免该问题的用于向患者接口施用加湿的气雾剂的方法和装置。因此，希望提供在整个施用期间能够将气雾剂颗粒保持在加湿状态的方法和装置。
发明概述
通过向具有所述独立权利要求的特征的患者接口施用加湿的气雾剂的方法、装置及其用途解决了该问题。可以以单独方式或以任意组合来实现的优选实施方案是从属权利要求的主题。
如以下所用，以非排他性方式使用术语“具有”，“包含”或“包括”或其任意语法变体。因此，这些术语既可以指除了由这些术语引入的特征之外，本文上下文中描述的实体中不存在其他特征的情况，也可以指还具有一个或多个其他特征的情况。例如，表述“A具有B”，“A包含B”和“A包括B”，都可以指这样的情况：除B之外，A中不存在其他任何元素(即，A仅由B组成的情况)，以及除B之外，实体A中还存在一个或多个其他元素的情况，例如元素C、元素C和D或甚至还有其他元素。
此外，如以下所用，术语“优选地”，“更优选地”，“特别地”，“更特别地”，“具体地”，“更具体地”或类似的术语，与可选特征结合使用，而不限制可替代的可能性。因此，由这些术语引入的特征是可选特征，并且无意以任何方式限制所附权利要求的范围。如本领域技术人员将认识到的，本发明可以通过使用替代性特征来实现。类似地，由“在本发明的实施方案中”或类似表述引入的特征是指可选特征，而对本发明的替代性实施方案没有任何限制，对本发明的范围没有任何限制，并且对本发明将以这种方式引入的特征与本发明其他可选或非可选特征相组合的可能性没有任何限制。
在第一方面，本发明涉及向患者接口施用加湿的气雾剂的方法。
如本文所用，术语“粉状气雾剂”是指可气雾化材料，其包含悬浮在气相中的粉状物质颗粒，其中具体地，所述颗粒可以是或包含药物制剂颗粒，例如，肺表面活性剂。为了将颗粒转变成该状态，已经在雾化装置中通过压缩的载气处理了可雾化材料，以便将颗粒夹带到气流中。在这种状态下，干燥材料的颗粒优选地分布在整个载气中，具体地，是以均匀且细分散的形式分布在整个载气中。
如本文中进一步使用的，术语“加湿的气雾剂”是指预先干燥的粉状气雾剂，其包含已经以产生加湿颗粒的方式处理的预先干燥颗粒。本文中，加湿的气雾剂在可以应用本发明方法的温度下，表现出较高的相对湿度，优选至少50％相对湿度，更优选至少130％相对湿度，特别是100％相对湿度。优选地，该温度可以接近体温，例如30℃至42℃之间。如上所述，存在已知的装置和方法，例如WO2015/132172A1的方法和加湿器，其可用于产生加湿的气雾剂。
如通常所用，术语“相对湿度”是指在水蒸气和载气的混合物中，如在呼吸气体中，存在的水蒸气的相对量。因此，所述混合物的相对湿度最好表示为百分比值，通常表示在给定温度下水蒸气相对于饱和湿度的比率。本文中，在相对湿度高于100％时，水蒸气可以凝结在气雾剂颗粒的表面，而结合在气雾剂颗粒表面的水可以在相对湿度低于100％时蒸发。因此，在100％相对湿度下，蒸汽形式的水和结合在气雾剂颗粒表面的水之间存在动态的平衡，实际上，如本领域技术人员所知，其中该动态平衡存在于约100％的相对湿度范围内。此外，通过将冷的加湿的气雾剂加入到所述混合物中，可能会增加水蒸气从气雾剂颗粒表面的蒸发，从而导致颗粒的再干燥。
此外，术语“通气回路”是指被配置用于呼吸气体通气的装置，其由呼吸机提供给患者并且从患者返回呼吸机，从而排除患者的呼吸道。如本文所用，术语“患者”具体地可以指任何年龄的人，尤其包括早产儿。此外，术语“通气”涉及实现呼吸气体运动的过程，具体地通过吸气和呼气的交替步骤。与能够在没有任何额外辅助的情况下进行循环的正常呼吸患者相比，接受机械通气的患者需要至少部分地通过通气回路从呼吸机提供呼吸气体。如本文所用，术语“患者接口”是指被配置用于在通气回路和患者的呼吸道之间提供连接的单元，因此通常位于患者附近。为此目的，患者接口可以集成到通气回路中或附接到通气回路，其中通气回路通常可以包括呼吸机和适于将气体从呼吸机引导至患者接口并返回的管。具体地，合适的接口管、呼吸面罩、鼻插管或气管插管可以是患者接口的一部分或可附接到患者接口。然而，患者接口的其他布置也是可行的。
众所周知，呼吸气体另外可以充当载气，其可以优选地通过加湿的气雾剂富集，因此产生可以通过短语“施用加湿的气雾剂”描述的过程。本文中，术语“施用”是指允许受控地施用呼吸气体和由其包含的加湿的气雾剂的过程，具体地通过在每个时间段内提供预定量由加湿的气雾剂包含的药物制剂。如本文所用，术语“呼吸气体”是指包含适合于患者通气的组合物的气体混合物，特别是空气或富氧空气。
对加湿的气雾剂的研究表明，加湿的预先干燥的气雾剂颗粒可能会遭受部分再干燥，例如由于热量的发生，特别是太阳辐射。但是，引起气雾剂干燥的其他原因也可能发生。具体地，热量可能会导致通气回路中的温度升高，使得以100％相对湿度提供的完全加湿的气雾剂的温度可能会升高。如上所述，加湿的气雾剂可能在升高的温度下逐渐失水，因此导致气雾剂的连续干燥。因此，与施用干燥的气雾剂的情况类似，连续施用越来越多的干燥粉状气雾剂可能导致大量沉积的粉状材料，这最终可导致管或呼吸道中气路的阻塞。具体地，该结果可能是由于沉积的干粉不能冲洗掉的事实。如上所述，这些阻塞因此可能导致患者呼吸的严重障碍，直至窒息。
可选地或另外地，即使分别引导100％加湿的气雾剂的第一气流和100％加湿的载气的第二气流，直到它们在混合室中混合成混合物为止，该混合室可以位于邻近患者接口的位置，当单独引导的气流可能显示不同的温度时，可以观察到类似的效果。在这种情况下，混合室中混合物的共同温度很可能会升高到混合物的露点以上，因此导致颗粒表面的水分损失。在通常用于早产婴儿呼吸支持的鼻叉中，这种效果可能尤其危险，因为鼻叉包括特别小的横截面而导致婴儿窒息的高风险。
结果，当显示100％相对湿度的气流沿路径冷却时，只要由于温度降低而变得多余的蒸气可以沉积在有效表面上，则该气流的相对湿度可以总是假设沿路径为100％。此外，当两个这样的气流可以混合时，当两个气流在到达混合室时的温度相同是特别有利的，因为在这种情况下会保持100％的相对湿度，其中第一气流可以包含富集的载气和加湿的气雾剂，而第二气流包含呼吸气体。结果，不会发生气雾剂颗粒的再干燥。因此，建议在混合之前对两个气流进行热平衡。另外，施加包括热屏蔽以防止环境加热或冷却并沿着气体路径施加恒定温度梯度的液体流，以便能够在第一气流和第二气流之间实现所需的热平衡。
因此，向患者接口施用加湿的气雾剂的方法，包括以下步骤a)至f)：
a)提供并引导包含加湿的气雾剂的第一气流；
b)提供并引导包含加湿的呼吸气体的第二气流；
c)提供并引导热平衡液体的液体流；
d)通过平行引导所述第一气流和所述第二气流来热平衡所述第一气流和所述第二气流，其中所述第一气流和所述第二气流以至少部分地被所述热平衡液体的所述液体流包围的方式被引导；
e)混合所述第一气流和所述第二气流，从而获得包含所述加湿的气雾剂的富集的呼吸气体；以及
f)将包含所述加湿的气雾剂的所述富集的呼吸气体施用于患者接口。
本文中，尽管可以以给定的顺序执行指示的步骤，优选地，其中可以至少部分地同时执行所有指示的步骤。此外，也可以执行附加的方法步骤，无论是否在本文档中进行了描述。
根据步骤a)和b)，提供和引导包含加湿的气雾剂的第一气流和包含加湿的呼吸气体的第二气流，优选地分别提供和分别引导，其中根据步骤d)，特别是在步骤e)之前，通过平行引导第一气流和第二气流来热平衡第一气流和第二气流。在一个特别优选的实施方案中，其中与包含加湿的呼吸气体的第二气流相比，包含加湿的气雾剂的第一气流可以表现出较小的流量，第二气流以在气流的横向方向上可以至少部分地，优选完全地围绕第一气流的方式被引导。然而，其他布置也是可行的。
根据步骤c)，第一气流和第二气流的热平衡由热平衡液体的液体流支持，该热平衡液体以在气流的横向方向上可以至少部分地，优选完全地围绕第一气流和第二气流的方式被引导。具体地，可以以逆流布置的形式施加液体流，因此，增加了热平衡的有效性。本文中，术语“逆流”是指这样的布置，其中与第一气流和第二气流的方向相比，液体流动可以采取相反的方向。然而，第一气流、第二气流和液体流的平行流动也是可行的。如本文所用，术语“热平衡液体”是指通常适于用作载体以实现所述第一气流和第二气流之间热平衡的液体物质。在这方面，液体流可以被配置用于屏蔽气雾剂和呼吸气体以防止热量从周围进入。因此，所述液体流可以包括，优选地，表现出高热容量的液体。为此，热平衡液体可以，优选地，选自水或水溶液中的一种。但是，也可以使用其他种类的液体，如非水溶性液体或非水溶性溶液。
在一个特别优选的实施方案中，可以通过在流动方向上施加较低的压力来引导热平衡液体的液体流，如通过使用可以适合于在液体流上施加较低压力的泵送单元，从而能够抽吸热平衡液体，而不用按压液体。这种布置可以帮助避免热平衡液体(即水或水溶液)可能侵入根据步骤f)有待于施用到患者接口的第一气流和/或第二气流。作为该实施方案的结果，可以在所述液体流中产生较低的压力，从而抑制热平衡液体侵入通气回路，否则可能导致患者窒息。
具体地，液体流可以被配置用于尽可能屏蔽第一气流和第二气流以免受任何环境影响，从而允许相当精确地设定由第一气流和第二气流产生的混合物的共同温度。为此，可以在步骤a)中在第一温度下提供第一气流，其中可以在步骤b)中在第二温度下提供第二气流，而根据步骤d)引导第一气流和第二气流，使得它们可以在步骤e)中在共同温度下混合。本文中，用于混合第一气流和第二气流的共同温度可以，优选地，均低于所述第一温度和第二温度。在特别优选的实施方案中，可以例如通过使用温度计或热电偶将共同温度另外调节为由患者的呼吸所确定的温度，特别是在±1℃的范围内，优选在±0.5℃的范围内，更优选在±0.3℃的范围内。但是，用于确定温度的其他方法也是可行的。由于该精确调节的温度，实际上可以避免加湿的气雾剂在其混合过程中的再干燥，从而另外抑制了患者接口的阻塞。另外，特别优选的是，当第一气流和第二气流可以在步骤e)中混合以使所得混合物也包含100％相对湿度时。
根据步骤f)，因此可以向患者接口施用包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体，优选地所述加湿的气雾剂表现出100％相对湿度，从而允许受控地施用包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体，具体地通过在每个时间段内将呼吸气体与由加湿的气雾剂包含的预定量药物制剂一起提供，实际上在本发明的装置中没有任何再干燥气雾剂的持久沉积。
如上面进一步提到的，在步骤a)或步骤b)中，第一气流和第二气流均可以100％的相对湿度分别提供。为此，可以在步骤a)之前对预先干燥的气雾剂进行加湿，而在步骤b)之前可以对预先干燥的呼吸气体进行加湿，具体地通过对干燥的气雾剂施用第一加湿器和对干燥的呼吸气体施用第二加湿器。如本文所用，关于干燥的气雾剂和干燥的呼吸气体的术语“干燥”，可以指气雾剂和包含小于100％相对湿度的呼吸气体的状况，从而允许它们包含更多的水蒸气以至少进一步加湿。
在另一方面，本发明涉及用于向患者接口施用加湿的气雾剂的装置。因此，该装置包括：
-至少一个第一管，用于接收和引导包含加湿的气雾剂的第一气流；
-至少一个第二管，用于接收和引导包含加湿的呼吸气体的第二气流；
-至少一个第三管，用于接收和引导包含热平衡液体的液体流；
其中所述第一管、所述第二管和所述第三管彼此同轴设置，其中所述第三管覆盖所述第一管和所述第二管；以及
-至少一个混合室，用于接收和混合所述第一气流和所述第二气流，并获得包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体，所述混合室具有至少一个出口，用于施用包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体。
如本文所用，术语“管”是指配置成用于接收和引导气体和/或液体流动的中空、细长物体。在本文中，本文提及的任何一个或每个管可以是刚性管如管道，或者优选地是半刚性的，或者更优选地是柔性管如软管或套管。以这种方式，通过使用柔性管，可以有利地更容易地调节本发明的装置以适应患者的需求。为了允许基本上恒定的液体或气体流过该管，从而降低可能沉积的风险，因此任何一个或每个管都可以包括沿其长度上基本恒定的横截面。
此外，每个管可以具有轴线，其中两个或优选地所有三个不同管的轴线可以彼此重合，从而提供了第一管、第二管和第三管的三轴布置。本文中，第三管可以优选地覆盖第一管和第二管，具体地以覆盖第一管和第二管的护套或鞘的形式。为了实现对第一气流和第二气流在其各自管内的有效冷却，这种布置特别有利。在一个特别优选的实施方案中，其中与用于接收和引导加湿的呼吸气体的第二管相比，用于接收和引导加湿的气雾剂的第一管可以表现出较小的流量，第一管可以位于第二管内部，从而允许第二气流至少部分地，优选完全地围绕第一气流。在这个特别优选的实施方案中，第三管直接覆盖仅第二管就足够了，因为第二管已经覆盖了位于第二管内部的第一管。然而，其他布置也是可行的，尤其是当可以使用多于一个的第一管和/或多于一个的第二管和/或多于一个的第三管时。
在第一管被配置用于接收和引导包含加湿的气雾剂的第一气流的同时，第二管被配置用于接收和引导包含加湿的呼吸气体的第二气流。因此，在具体实施方案中，该装置因此可以进一步包括至少一个第一加湿器，其被配置用于加湿干燥的气雾剂，以及至少一个第二加湿器，其被配置用于加湿干燥的呼吸气体。本文中，可以根据WO2015/132172A1的公开内容选择加湿器中的一个或两个。然而，其他布置和其他种类的加湿器也是可行的。
在另一优选实施方案中，其中第三管可包括用于接收热平衡液体的入口和用于分配热平衡液体的出口，该装置还可包括泵送单元，该泵送单元可被配置用于在第三管的出口施加比第三管的入口压力更低的压力，从而允许抽吸热平衡液体通过第三管，而不是将其压入第三管中。如上所述，这种布置可以帮助避免热平衡液体(即水、水溶液、非水溶性液体或非水溶性溶液)可能侵入第一管和/或第二管中。作为该实施方案的结果，可以在液流中产生较低的压力，从而抑制热平衡液体侵入通气回路，否则可能导致患者窒息。
本文中，所述混合室可以采取任何可能的形式，该形式可以适合于接收和混合第一气流和第二气流，并获得包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体，并且该混合室具有至少一个用于施用包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体的出口。在一个特别优选的实施方案中，所述混合室可以与患者接口相同，其中出口可以被配置用于向患者的呼吸道，或向位于患者接口和患者呼吸道之间的附加装置，施用包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体。在可选的实施方案中，所述混合室的出口可被配置用于向患者接口，或向位于出口和患者接口之间的附加装置，施用包含加湿的气雾剂的富集的呼吸气体。
关于所述装置的更多细节，可以参考本文其他地方的所述方法和示例性实施方案的描述。
在另一方面，本发明涉及在早产儿的呼吸支持中用于向患者接口施用加湿的气雾剂的装置的用途。如上所述，小横截面如通常用于早产儿呼吸支持的小横截面，尤其可以从通过本发明的装置实现的显著降低的窒息高风险中受益。
因此，本发明的方法和装置可以尤其是避免施用干燥的或再干燥的粉状气雾剂。结果，不会发生粉状材料的不希望的沉积，该粉状材料最终会导致管或随后呼吸道中气道的阻塞。有利地，没有从呼吸直至患者窒息的障碍物可能是由于没有这种沉积。特别是，小横截面如通常用于早产儿呼吸支持的那些，可以从显著降低的窒息高风险中获益。不存在这种不希望的沉积，可使得更容易确定可能会实际到达靶器官的待施用物质的确切剂量。
另外，可以在不同温度下，在共同温度下混合第一气流和第二气流，尤其可有助于本发明的所述优点。另外，将共同温度调节到由通气回路至少部分通气的患者呼吸所确定的温度，可以导致混合室中的准确温度，其另外可以提供支持以避免加湿气雾剂的再干燥，从而另外抑制了患者接口的阻塞。
附图说明
在优选实施方案的后续描述中，优选结合从属权利要求，将更详细地公开本发明的其他可选特征和实施方案。其中，如本领域技术人员将认识到的，各个可选特征可以以单独的方式以及以任意可行的组合来实现。要强调的是，本发明的范围可以不受优选实施方案的限制。在附图中示意性地显示了实施方案。其中，这些图中相同的附图标记是指相同或功能相当的元件。
在图中：
图1A和1B分别示意性地示出了本发明用于向患者接口施用加湿的气雾剂的示例性装置的剖面(图1A)和横截面(图1B)。
图2A和2B示意性地示出了两个不同的实施方案，每个实施方案包括附接到图1A和1B的示例性装置的加湿器；和
图3A和3B显示了插入支架中的呈鼻叉形式的患者接口的横截面图像之间的比较，所述支架与通常用于向患者接口施用加湿的气雾剂的早产儿呼吸支持中使用的那些相当，未使用本发明的方法和装置(图3A；现有技术)，或分别使用图1或2的方法和示例性装置(图3B)。
具体实施方式
图1A示意性地示出了本发明用于向患者接口施用加湿的气雾剂112的示例性装置110的剖面。具体地，装置110可以用于接受机械通气或通气支持的患者，包括但不限于早产儿。
如图1A所示，示例性装置110包括根据步骤a)配置的第一管116，其用于接收和引导包含加湿的气雾剂112的第一气流118至混合室120。为此，优选地，可以将第一气流118提供为在第一管116的第一入口122处的第一温度为T1和100％相对湿度。
如图1A进一步所示，示例性装置110还包括根据步骤b)配置的第二管124，其用于接收和引导包含加湿的呼吸气体128的第二气流126至混合室120。本文中，加湿的呼吸气体128可以包含适合于患者通气的成分，尤其是空气或富氧空气。为此，优选地，可以将第二气流124提供为在第二管124的第二入口130处的第二温度为T2和同样100％相对湿度。
如图1A中进一步所示，示例性装置110还包括据步骤c)配置的第三管132，其用于接收和引导包含热平衡液体136的液体流134。本文中，热平衡液体136是指通常适合于用作在第一气流118和第二气流126之间实现热平衡的支持的液体物质。为此，具体地，热平衡液体136可以选自水或水溶液之一。但是，为此目的，其他种类的液体物质如非水溶性液体或非水溶性溶液，也是可行的。
优选地，如图1A进一步示意性所示，第三管132可包括用于接收热平衡液体136的入口138和用于分配热平衡液体136的出口140。在一个特别优选的实施方案中，该装置110还可以包括泵送单元(这里未示出)，该泵送单元可以适于在第三管132的出口140施加压力p2，该压力p2可以低于在第三管132的入口138可能存在的压力p1。以这种方式，可将热平衡液体136的液流134以抽吸运动的方式引导通过第三管132，而不是将其压入第三管132中。结果，如图1A所示的布置可以帮助避免热平衡液体136可能侵入第一管116和/或第二管124，并最终侵入患者接口114，否则可能导致患者窒息。
如图1A进一步示意性所示，可以以逆流布置的形式施加液体流134，其中与第一气流118和第二气流126的方向相比，液体流134可以采取相反的方向，从而增加热平衡的有效性。然而，第一气流118、第二气流126和液体流134(此处未示出)的平行流动也是可行的。
第一管116、第二管124和第三管132中的任何一个，或优选地所有管，可以选自刚性管如管道，或者优选地选自半刚性的，或者更优选地选自柔性管如软管或套管。通过使用柔性管，装置110可以有利地更容易地调节至患者的需求。具体地，第一管116、第二管124和第三管132中的任何一个，或优选地所有管，可包括沿其长度上基本恒定的横截面，尤其是用于允许第一气流118、第二气流126和/或液体流134以基本恒定的方式移动通过第一管116，从而降低沉积的风险，特别是第一气流118所包含的气雾剂112沉积的风险。
图1B示意性地示出了图1A所示的用于向患者接口114施用加湿的气雾剂的装置110的横截面。如图所示，第一管116、第二管124和第三管134彼此同轴设置，其中第三管132覆盖第一管116和第二管124。如本文示例性实施方案所示；第一管116具有第一轴线，第二管124具有第二轴线，以及第三管132具有第三轴线，其中第一轴线、第二轴线和第三轴线彼此重合，从而导致管116、124、132的三轴布置。然而，其他布置仍然是可行的。
返回图1A，根据本发明，在那里示出了第二气流126以至少部分地围绕被引导通过第一管116的第一气流118的方式，被引导通过第二管124。优选地，该布置可以通过将第一管116定位在第二管124内来实现，具体地以如图1B所示的同轴方式来实现。当配置用于接收和引导加湿的气雾剂112的第一管116，与配置用于接收和引导加湿的呼吸气体128的第二管124相比具有较小的流量时，该实施方案可能是特别有利的。
因此，如图1A和图1B所示的布置允许通过平行引导第一气流118和第二气流126，根据步骤d)来热平衡第一气流118和第二气流126。本文中，第一气体流118和第二气体流126可以以至少部分地被热平衡液体136的液体流134包围的方式被引导。为此，在图1A和1B的示例性实施方案中，优选地，第三管132可以具有护套或鞘的形式，其可以被指定为覆盖第二管124以及因此也覆盖位于第二管124内部的第一管116。具体地，这种布置可以实现第一气流118和第二气流126沿其相应的路径的有效冷却，第一气流118和第二气流126分别由第一管116和第二管124引导。
如图1A进一步所示，示例性装置110还包括混合室120，该混合室根据步骤e)一方面被设计用于接收来自第一管116的第一出口146的第一气流118，和来自第二管124的第二出口148的第二气流126，另一方面，用于混合接收的第一气体流118和接收的第二气体流126，从而可以根据步骤f)产生并通过一个或多个出口150提供包含加湿的气雾剂112的富集的呼吸气体142，优选地，该加湿的气雾剂112以均匀且细分散的形式分布在呼吸气体128的整个体积中。
如图1A示意性所示，在该特别优选的实施方案中，混合室120可以与患者接口114相同，因此患者接口114包括用于直接或间接地施用富集的呼吸气体142的出口150。本文中，通常可以在患者接口114和患者的呼吸道之间引入附加部件(此处未示出)。在该具体实施方案中，优选地，患者接口114可以包括另一出口144，该另一出口144被配置用于输出从患者接收的呼出气体。
如图1A所示，在这个特别优选的实施方案中，混合室120可以与患者接口114相同，患者接口114因此包括用于直接或间接施用富集呼吸气体142的出口150。本文中，通常可以在患者接口1 14和患者的呼吸道之间引入附加部件(此处未示出)。在该具体实施方案中，患者接口1 14可以优选地包括另一出口144，该另一出口144被配置用于输出从患者接收的呼出气体。
在可选的实施方案(这里未示出)中，患者接口114可以以独立单元的形式附接到混合室120的出口150。同样在这里，通常可以在混合室120与患者接口114之间和/或在患者接口114与患者的呼吸道之间引入附加部件。
考虑到第一气流118在第一管116的第一出口146处采用第三温度T3，第二气流126在第二管124的第二出口148处采用第四温度T4，优选地，在混合室120中在共同温度Tc下混合第一气流118和第二气流146。在特别优选的实施方案中，共同温度Tc可以等于第三温度T3和第四温度T4，但是由于第一气流118和第二气流126都沿着它们各自的通道116、124被冷却，所以共同温度Tc可能低于第一管116的第一入口122处的第一温度T1和第二管124的第二入口130处的第二温度T2。
除了本文所述的温度调节之外，最优选地，可以根据步骤e)在所有参与的气流118、126的100％相对湿度下，混合第一气流118和第二气流126。为了实现这个特别优选的实施方案，可以以混合室120的湿度和共同温度Tc可采用上述值的方式，施加根据步骤d)的第一气流118和第二气流126两者的热平衡。
如上所述，该特别优选的实施方案可以确保几乎没有粉状材料的积聚发生，因此避免了管或呼吸道中气道的阻塞。为了进一步改善本发明的这一优点，另外，可以以可将共同温度Tc调节为呼吸温度Tb的方式，施加根据步骤d)的第一气流118和第二气流126两者的热平衡，其中呼吸温度Tb可由患者接口114至少部分通气的患者的呼吸确定。在这方面，温度计或热电偶可用于确定呼吸温度Tb。在该进一步改进的实施方案中，实际通气的患者的呼吸温度与富集的呼吸气体142的气流温度之间的任何差异可能消失，从而进一步有助于避免在患者接口114中的沉积。
如图2A和2B所示，示例性装置110还可以包括配置用于加湿干燥的气雾剂154的第一加湿器152，以及配置用于加湿干燥的呼吸气体158的第二加湿器156。如上所述，关于干燥的气雾剂154和干燥的呼吸气体158的术语“干燥”是指气雾剂和可能包含小于100％相对湿度的呼吸气体的状况，从而允许所述气雾剂和呼吸气体至少进一步被加湿。优选地，干燥的气雾剂154可以在步骤a)之前被加湿，并且随后作为加湿的气雾剂112被引导到图1A所示的第一管116的第一入口122。类似地，优选所述呼吸气体158可以在步骤b)之前被加湿，并且随后作为加湿的呼吸气体128被引导到图1A所示的第二管124的第二入口130。
在图2A和2B中所示的具体实施方案中，第一加湿器152和第二加湿器156均选择WO2015/132172A1中提出的布置。因此，加湿器152、156可各自具有包括水的水隔室160，该水隔室160可被指定分别用于加湿干燥的气雾剂154或干燥的呼吸气体158。进一步的细节，可以参考WO2015/132172A1，其通过引用并入本文。然而，其他类型的加湿器和替代性布置也是可行的。
图3A和图3B提供了由鼻叉164包括的气道162的横截面之间的比较，该鼻叉被设计成用作早产儿呼吸支持中的患者接口114。
如图3A所示，根据现有技术，在不应用根据本发明的方法和装置110的情况下，向婴儿的患者接口114施用加湿的气雾剂112，相当大量的不希望的粉状材料沉积物166可能导致鼻叉164的气道162的阻塞。如此处所示，这种影响尤其危险，因为它可能导致婴儿窒息的高风险。
与此相反，通过应用本发明向婴儿的患者接口114施用加湿的气雾剂112的方法和装置110，在将干燥的气雾剂154加湿时，几乎没有观察到沉积。因此，即使在这种复杂的情况下，也可以有效地应用本发明的方法和装置110，以避免加湿的气雾剂112在到达患者接口114的路径上至少部分再干燥。
附图标记：
110-装置，112-加湿的气雾剂，114-患者接口，116-第一管，118-第一气流，120-混合室，122-第一入口，124-第二管，126-第二气流，128-加湿的呼吸气体，130-第二入口，132-第三管，134-液体流，136-热平衡液体，138-入口，140-出口，142-富集的呼吸气体，144-另外的出口，146-第一出口，148-第二出口，150-出口，152-第一加湿器，154-干燥的气雾剂，156-第二加湿器，158-干燥的呼吸气体，160-水隔室，162-气道，164-鼻叉，166-沉积。

Claims (16)

1.向患者接口(114)施用加湿的气雾剂(112)的方法，包括以下步骤：
a)提供并引导包含加湿的气雾剂(112)的第一气流(118)；
b)提供并引导包含加湿的呼吸气体(128)的第二气流(126)；
c)提供并引导热平衡液体(136)的液体流(134)；
d)通过平行引导所述第一气流(118)和所述第二气流(126)来热平衡所述第一气流(118)和所述第二气流(126)，其中所述第一气流(118)和所述第二气流(126)以至少部分地被所述热平衡液体(136)的所述液体流(134)包围的方式被引导；
e)混合所述第一气流(118)和所述第二气流(126)，从而获得包含所述加湿的气雾剂(112)的富集的呼吸气体(142)；以及
f)将包含所述加湿的气雾剂(112)的所述富集的呼吸气体(142)施用于患者接口(114)。
2.根据前述权利要求所述的方法，其中所述第二气流(126)以至少部分地围绕所述第一气流(118)的方式被引导。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在第一温度下根据步骤a)提供所述第一气流(118)，其中在第二温度下根据步骤b)提供所述第二气流(126)，其中在共同温度下根据步骤e)混合所述第一气流(118)和所述第二气流(126)，其中所述共同温度低于所述第一温度和所述第二温度。
4.根据前述权利要求所述的方法，其中将所述共同温度调节为由通气回路至少部分通气的患者的呼吸所确定的温度。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中根据步骤a)以100％相对湿度提供所述第一气流(118)，其中根据步骤b)以100％相对湿度提供所述第二气流(126)，以及其中根据步骤e)在100％相对湿度下混合所述第一气流(118)和所述第二气流(126)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中通过在流动方向上施加较低的压力来引导所述热平衡液体(136)的所述液体流(134)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热平衡液体(136)选自水、水溶液、非水溶性液体或非水性溶液中的一种。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)之前将干燥的气雾剂(154)加湿，以及其中在步骤b)之前将干燥呼吸气体(158)加湿。
9.用于向患者接口(114)施用加湿的气雾剂(112)的装置(110)，包括：
-至少一个第一管(116)，用于接收和引导包含加湿的气雾剂(112)的第一气流(118)；
-至少一个第二管(124)，用于接收和引导包含加湿的呼吸气体(128)的第二气流(126)；
-至少一个第三管(132)，用于接收和引导包含热平衡液体(136)的液体流(134)；
其中所述第一管(116)、所述第二管(124)和所述第三管(132)彼此同轴设置，其中所述第三管(132)覆盖所述第一管(116)和所述第二管(124)；以及
-至少一个混合室(120)，用于接收和混合所述第一气体流(118)和所述第二气体流(126)，并获得包含加湿的气雾剂(112)的富集的呼吸气体(142)，所述混合室(120)具有至少一个出口(150)以用于施用包含加湿的气雾剂(112)的富集的呼吸气体(142)。
10.根据前述权利要求所述的装置(110)，其中所述第一管(116)位于所述第二管(124)的内部。
11.根据前述装置权利要求中任一项所述的装置(110)，其中所述第三管(132)形成直接或间接覆盖所述第一管(116)和所述第二管(124)的护套。
12.根据前述装置权利要求中任一项所述的装置(110)，其中所述第一管(116)具有第一轴线，所述第二管(124)具有第二轴线，以及所述第三管(132)具有第三轴线，其中所述第一轴线、所述第二轴线和所述第三轴线彼此重合。
13.根据前述装置权利要求中任一项所述的装置(110)，其中所述第三管(132)包括至少一个用于接收所述热平衡液体(136)的入口(138)，和至少一个用于分配所述热平衡液体(136)的出口(140)，其中所述装置(110)还包括泵送单元，所述泵送单元设计为在出口(140)施加比在入口(138)的压力更低的压力。
14.根据前述装置权利要求中任一项所述的装置(110)，其中所述第一管(116)、所述第二管(124)和所述第三管(132)中的至少一个是柔性管和/或包括沿它们长度方向的恒定横截面。
15.根据前述装置权利要求中任一项所述的装置(110)，还包括至少一个配置用于加湿干燥的气雾剂(154)的第一加湿器(152)，和至少一个配置用于加湿干燥的呼吸气体(158)的第二加湿器(156)。
16.前述装置权利要求中任一项所述的装置(110)在早产儿的呼吸支持中的用途。
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