[发明专利]热量和湿气交换单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于患者呼吸回路的热量和湿气交换（“HME”）单元。更特别的是，本发明的HME单元可连接到呼吸回路，并提供在与所包含的热量和湿气保持介质最小相互作用的情况下选择性地使得空气流流过HME单元的旁通构造。

背景技术

用来帮助患者呼吸的通气机和呼吸回路的使用在本领域是公知的。通气机和呼吸回路为本人具有呼吸困难的患者提供机械帮助。在手术和其它医疗过程中，患者通常被连接到通气机，以便为患者提供呼吸气体。这种呼吸回路的一个缺陷在于被输送的空气不具有对于患者的肺部适当的湿度和/或温度。

为了给患者提供具有所希望的湿度和/或温度的空气，HME单元可被流体连接到呼吸回路上。作为参考点，“HME”是通用术语，并且可包括简单的冷凝器加湿器、吸湿的冷凝器加湿器、疏水的冷凝器加湿器等。总的来说，HME单元包括容纳热量和湿气保持介质层或材料（“HM介质”）的壳体。这种材料具有保持来自从患者肺部呼出的空气的湿气和热量并且接着将被截获的湿气和热量输送到通气机提供吸入空气内的能力。HM接着可以由泡沫体或纸或经过例如吸湿材料处理或未经处理的其它适当材料形成。

虽然HME单元克服了与呼吸回路中通气机提供的空气相关的热量和湿气问题，但是还存在其它缺陷。例如，相当常见的是将雾化药物颗粒引入呼吸回路（例如经由喷雾器）以便输送到患者肺部。但是在呼吸回路中具有HME单元的情况下，药物颗粒将不容易经过HM介质，并因此不能输送到患者。另外，HM介质可变得被液体药物的液滴堵塞，在某些情况下造成HME单元的阻力增加。用于解决这些问题的一种方法在于在引入雾化药物时从呼吸回路移除HME单元。这是费时的，并且容易出错，并且在回路减压时会造成恢复的肺部容积损失。替代地，已经提出多种HME单元，这些单元结合有选择性且完全地将HM介质与空气流路隔离的复杂旁通结构/阀。例如，现有的旁通式HME单元采用内部或经过HM介质的旁通结构。虽然可行，这些和其它旁通式HME单元难以操作（例如需要护理人员相对彼此地转动两个摩擦配合的壳体单元）和/或相对复杂，并因此昂贵。

考虑到以上情况，需要一种经过改进的HME单元，该HME单元具有HM介质旁通结构特征，克服了与传统旁通式HME单元相关的一种或多种问题。

发明内容

根据本发明的某些方面涉及一种热量和湿气交换（HME）单元，该热量和湿气交换（HME）单元包括壳体、热量和湿气保持介质（HM介质）以及阀机构。壳体形成第一端口、第二端口以及中间区段。中间区段在第一和第二端口之间延伸，并且限定流体连接第一和第二端口的第一和第二流路。HM介质沿着第一流路保持在中间区段。阀机构包括可动保持在壳体内并能够在相对的第一和第二最大行程点之间转换的堵塞构件。在此方面，HME单元被构造成在第一最大行程点，堵塞构件闭合第二流量，使得空气流只流过第一流路。在第二最大行程点处，堵塞构件使得空气流过第一和第二流路。采用这种构造，HME单元是紧凑的，并且使用简单，还能提供有效的旁通状态，其中空气流围绕HM介质自由行进。在某些实施例中，第一流路的截面呈U形，HM介质配置在第一流路内，使得空气流流过HM介质的相对主要表面。在又一实施例中，HME单元还包括配置成使得空气流在第一流动方向上流过第二流路并防止空气流在第二相反流动方向上流过第二流路的止回阀板。

根据本发明原理的其它方面涉及一种HME单元，该HME单元包括壳体、HM介质和阀机构。壳体包括在第一和第二端口之间延伸的中间区段。HM介质限定相对的第一和第二侧面，并且布置在壳体内，使得第一侧面流体地面对第一端口，并使得第二侧面流体面对第二端口。阀机构包括在HM介质的第一侧面和第一端口之间流体地可动组装在壳体的中间区段内的堵塞构件。在此方面，堵塞构件能够从HME位置进行转换，在HME位置上，堵塞构件使得从第一端口经过HM介质到第二端口的流路完整，并且闭合围绕HM介质的旁通流路。另外，HME单元被构造成使得在堵塞构件相对于壳体的任何位置上，保持的热量和湿气介质的第一侧面的至少一部分流体通向第一端口。采用这种构造，HME单元可具有紧凑的构造，但还能提供其中空气流围绕HM介质自由运行的有效旁通状态。