УЗЕЛ УВЛАЖНИТЕЛЯ И СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ВЛАГОЙ ПОДАВАЕМОГО ГАЗА В СИСТЕМЕ ПОДДЕРЖАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
HUMIDIFIER ASSEMBLY AND METHOD OF PROVIDING MOISTURE TO SUPPLIED GAS IN A PRESSURE SUPPORT SYSTEM

1. Область изобретения
[0001] Настоящее изобретение относится к системам поддержания давления в дыхательных путях, и более конкретно к увлажнителям, установленным в системах поддержания давления в дыхательных путях.
2. Уровень техники
[0002] Много людей страдает от нарушения дыхания во время сна. Апноэ во сне является типичным примером такого нарушения дыхания во сне, от которого страдают миллионы людей во всем мире. Одним из видов апноэ во сне является синдром обструктивного апноэ сна (СОАС), который является состоянием, при котором сон неоднократно прерывается из-за неспособности дышать вследствие нарушения проходимости дыхательных путей, как правило, верхних дыхательных путей или фарингеальной области. В целом считается, что нарушение проходимости дыхательных путей происходит, по меньшей мере частично, вследствие общего расслабления мышц, которые стабилизируют верхний отдел дыхательных путей, что позволяет тканям перекрывать дыхательные пути. Другим видом синдрома апноэ сна является центральное апноэ, которое является остановкой дыхания вследствие отсутствия дыхательных сигналов из дыхательного центра мозга. Состояние апноэ, будь то СОАС, центральное апноэ или смешанное апноэ, которое является сочетанием СОАС и центрального апноэ, определяется как полная или почти полная остановка дыхания, например, снижение максимального дыхательного потока воздуха на 90% или больше.
[0003] Люди, страдающие апноэ во сне, периодически испытывают фрагментацию сна и полную или почти полную остановку дыхания во время сна с потенциально опасными уровнями снижения насыщения гемоглобина кислородом. Эти симптомы могут клинически перейти в чрезмерную дневную сонливость, нарушения сердечного ритма, легочную артериальную гипертензию и застойную сердечную недостаточность и/или когнитивную дисфункцию. К другим последствиям апноэ во сне относятся дисфункция правого желудочка сердца, гиперкапния как во время бодрствования, так и во время сна, а также постоянное сниженное напряжение кислорода в артериальной крови. Страдающие апноэ во сне подвергаются риску повышенной смертности вследствие указанных факторов и повышенному риску аварий и несчастных случаев во время вождения транспортного средства и/или работы с потенциально опасным оборудованием.
[0004] Также известно, что даже если пациент и не страдает от полного или почти полного нарушения проходимости дыхательных путей, в случае только частичного нарушения проходимости дыхательных путей могут проявляться нежелательные явления, такие как микропробуждения во время сна. Частичное нарушение проходимости дыхательных путей обычно приводит к поверхностному дыханию, которое называется гипопноэ. Гипопноэ обычно определяется как 50% или большее снижение максимального дыхательного потока воздуха. К другим видам нарушения дыхания во сне относятся, помимо прочего, синдром повышенной резистентности верхних дыхательных путей (UARS) и вибрация дыхательных путей, такая как вибрация стенки глотки, обычно называемая храпом. Таким образом, при диагностировании пациента с нарушением дыхания, таким как СОАС, центральное апноэ или синдром повышенной резистентности верхних дыхательных путей (UARS), важно точно определять появление у пациента апноэ или гипопноэ.
[0005] Хорошо известно, что для лечения нарушения дыхания во сне в дыхательных путях пациента создается положительное давление воздуха (РАР). Такое положительное давление эффективно «фиксирует» дыхательные пути наподобие шины, поддерживая, таким образом, открытый проход к легким. В одном из видов РАР-терапии, известном как положительное непрерывное давление в дыхательных путях (СРАР), давление газа, подводимого к пациенту, является постоянным на протяжении всего дыхательного цикла пациента. Также известно, что возможно обеспечивать терапию положительного давления, в которой давление газа, подводимого к пациенту, изменяется в зависимости от дыхательного цикла или усилия пациента для повышения комфорта пациента. Такая методика поддержания давления называется двухуровневым поддержанием давления, в которой положительное давление, создаваемое в дыхательных путях на вдохе (IPAP), больше, чем положительное давление, создаваемое в дыхательных путях на выдохе (ЕРАР).
[0006] Часто между РАР-устройством и интерфейсом пользователя устанавливаются (или являются составной частью РАР-устройства) увлажнители для увлажнения относительно сухого сжатого воздуха, вырабатываемого РАР-устройством. Как правило, увлажнители можно разделить на увлажнители проходного и непроходного типов. В увлажнителе проходного типа вода содержится в емкости, которая может нагреваться или может не нагреваться. Когда вода испаряется для создания пара внутри емкости, дыхательный газ проходит по поверхности воды.
[0007] При неправильном использовании существующих в настоящее время РАР-устройств, например, когда их роняют или переворачивают, вода из емкости может попадать в главный корпус РАР-устройства и потенциально стать причиной его выхода из строя. Кроме того, чтобы учесть потенциальную возможность попадания воды внутрь главного корпуса РАР-устройства, объем емкости должен быть больше, чем требуется для обеспечения терапии, так чтобы всегда было достаточно воды для увлажнения. При таком условии увеличивается вес и усложняется транспортировка РАР-устройства.
[0008] Таким образом, существует простор для усовершенствования систем поддержания давления в дыхательных путях, включая увлажнители.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] В одном варианте реализации изобретения предложен узел увлажнителя, который включает в себя емкость, впускную конструкцию, ведущую в емкость, выпускную конструкцию, ведущую из емкости, и трубочный элемент, имеющий первый конец, корпусную часть и второй конец. Первый конец соединен по текучей среде с впускной конструкцией и/или выпускной конструкцией. Узел увлажнителя дополнительно включает в себя поплавковый узел, соединенный с вторым концом трубочного элемента. Поплавковый узел выполнен с возможностью держаться на поверхности воды, содержащейся в емкости. Поплавковый узел имеет множество отверстий, выполненных с возможностью сообщения по текучей среде с внутренней частью емкости и выпускной конструкцией.
[0010] В другом варианте реализации изобретения способ обеспечения влагой подаваемого газа в системе поддержания давления включает в себя этап создания потока дыхательного газа с помощью генератора потока газа. Генератор потока газа выполнен с возможностью соединения с узлом увлажнителя, который включает в себя емкость, выполненную с возможностью содержать воду, трубочный элемент и поплавковый узел, соединенный с трубочным элементом и имеющий множество отверстий, при этом поплавковый узел выполнен с возможностью удерживания на поверхности воды. Данный способ дополнительно включает в себя этап пропускания дыхательного газа по трубочному элементу и через указанное множество отверстий поплавкового узла, пропускания дыхательного газа над поверхностью воды и подачу дыхательного газа от узла увлажнителя к пациенту через контур пациента, соединенный с емкостью.
[0011] Эти и другие объекты, признаки и характеристики настоящего изобретения, так же, как и способы работы и функции связанных с ними элементов конструкции, комбинации частей и экономический эффект производства, станут более очевидными после рассмотрения следующего далее описания и формулы изобретения с приложенными чертежами, все из которых являются частью этого технического описания, и на которых одинаковые номера позиций обозначают соответствующие части на разных фигурах. Однако, необходимо ясно понимать, что данные чертежи представлены только для иллюстрации и описания и не предназначены для установления пределов, ограничивающих данное изобретение. Используемая в данном техническом описании и пунктах формулы изобретения форма единственного числа английских артиклей "a", "an" и "the" включает форму множественного числа, если только контекст ясно не предписывает иное.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0012] ФИГ. 1 является блок-схемой системы поддержания давления в соответствии с одним частным неограничивающим вариантом реализации изобретения, в которой настоящее изобретение может быть реализовано в своих различных вариантах реализации;
[0013] ФИГ. 2 является видом спереди в вертикальном разрезе узла увлажнителя в соответствии с типовым вариантом реализации раскрытой концепции;
[0014] ФИГ. 3 является покомпонентным видом узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0015] ФИГ. 4 является изометрическим видом снизу переходника узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0016] ФИГ. 5 является изометрическим видом емкости узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0017] ФИГ. 6 является изометрическим видом впускной трубки узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0018] ФИГ. 7 является видом спереди в вертикальном разрезе впускной трубки узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0019] ФИГ. 8 является частично покомпонентным изометрическим видом поплавкового узла узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0020] ФИГ. 9 является другим частично покомпонентным изометрическим видом поплавкового узла узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0021] ФИГ. 10 является покомпонентным изометрическим видом поплавкового узла узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0022] ФИГ. 11 является другим покомпонентным изометрическим видом поплавкового узла узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0023] ФИГ. 12 является видом спереди в вертикальном разрезе поплавкового узла и части впускной трубки узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0024] ФИГ. 13А, 13В и 14 являются схематическими изображениями, иллюстрирующими работу узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 2;
[0025] ФИГ. 15 является видом спереди в вертикальном разрезе другого узла увлажнителя в соответствии с альтернативным типовым вариантом реализации раскрываемой идеи;
[0026] ФИГ. 16 является покомпонентным видом узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15;
[0027] ФИГ. 17 является изометрическим видом снизу переходника узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15;
[0028] ФИГ. 18 является изометрическим видом трубки узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15;
[0029] ФИГ. 19 является частично покомпонентным изометрическим видом поплавкового узла узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15;
[0030] ФИГ. 20 является другим частично покомпонентным изометрическим видом поплавкового узла узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15;
[0031] ФИГ. 21 является покомпонентным изометрическим видом поплавкового узла узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15;
[0032] ФИГ. 22 является другим покомпонентным изометрическим видом поплавкового узла узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15;
[0033] ФИГ. 23 является видом спереди в вертикальном разрезе поплавкового узла и части трубки узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15; и
[0034] ФИГ. 24А и 24В являются схематическими изображениями, иллюстрирующими работу узла увлажнителя, показанного на ФИГ. 15.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ
[0035] Используемые в данном документе слова, указывающие направление, в том числе такие, как верх, низ, левый, правый, верхний, нижний, передний, задний и их производные, относятся к ориентации элементов, показанных на чертежах, и не ограничивают формулу изобретения, если это явно не указано в данном документе.
[0036] Употребляемое в данном документе утверждение, что две или более частей или компонентов «соединены» вместе означает, что эти части соединены или работают вместе прямо или через одну или несколько промежуточных частей или компонентов.
[0037] Употребляемое в данном документе утверждение, что две или более частей или компонентов «взаимодействуют» друг с другом означает, что эти части оказывают воздействие друг на друга непосредственно или через одну или несколько промежуточных частей или компонентов.
[0038] Употребляемый в данном документе термин «множество» означает единицу или целое число больше единицы (т.е. множество).
2
[0039] ФИГ. 1 является блок-схемой системы 50 поддержания давления в соответствии с одним конкретным неограничивающим вариантом осуществления, в котором настоящее изобретение может быть реализовано в различных вариантах. Со ссылкой на ФИГ. 1, система 50 поддержания давления включает в себя генератор 52 потока газа, такой как нагнетатель, используемый в обычном устройстве СРАР или устройстве двухуровневого поддержания давления, которое получает дыхательный газ, в целом указанный стрелкой С, из любого подходящего источника, например, из бака со сжатым кислородом или воздухом, из окружающей атмосферы или из комбинации этих двух источников. Генератор 52 потока газа генерирует поток дыхательного газа, такого как воздух, кислород или их смесь, для доставки в дыхательные пути пациента 54 при относительно высоком и низком давлениях, т.е., в целом, при давлении, равном или большем окружающего атмосферного давления. В типовом варианте реализации изобретения генератор 52 потока газа способен обеспечить поток дыхательного газа с диапазоном давлений 3-30 см НО. Поток сжатого дыхательного газа, в целом указанный стрелкой D, подается от генератора 52 потока газа через подающую трубку 56 в дыхательную маску или в интерфейс 58 пациента любой известной конструкции, который обычно надевается или каким-либо другим способом прикрепляется к пациенту 54 для передачи потока дыхательного газа в дыхательные пути пациента 54. Подающую трубку 56 и устройство 58 интерфейса пациента вместе, как правило, называют контуром пациента.
[0040] Система 50 поддержания давления, показанная на ФИГ. 1, представляет собой так называемую однорукавную систему, означая, что контур пациента включает в себя только подающую трубку 56, соединяющую пациента 54 с системой 50 поддержания давления. Также в подающей трубке 56 установлен выпускной клапан 57 для удаления из системы выдыхаемых газов, что показано стрелкой Е. Следует отметить, что выпускной клапан 57, в дополнение к установке на подающей трубке 56 или вместо установки на ней, может также быть установлен в других местах, таких как устройство 58 интерфейса пациента. Также следует понимать, что выпускной клапан 57 может иметь большое количество различных конфигураций, которые зависят от требуемого способа удаления газа из системы 50 поддержания давления.
[0041] Настоящее изобретение также предполагает, что система 50 поддержания давления может быть двухрукавной системой, которая включает подающую трубку и трубку выпуска, которые подсоединены к пациенту 54. В двухрукавной системе (также называется системой с двойной трубкой/рукавом) трубка выпуска служит для отвода выдыхаемого газа от пациента 54 и включает в себя выпускной вентиль на конце, удаленном от пациента 54. В таком варианте осуществления выпускной вентиль, как правило, имеет активно управление для поддержания требуемого уровня давления в системе, которое общеизвестно как положительное давление конца выдоха (positive end expiratory pressure, PEEP).
[0042] Кроме того, в проиллюстрированном типовом варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ. 1, интерфейс 58 пациента является носовой/ротовой маской. Однако следует понимать, что интерфейс 58 пациента может включать в себя носовую маску, носовые подушечки, трахеальную трубку, эндотрахеальную трубку и другие устройства, которые обеспечивают надлежащее пропускание потока газа. Также в контексте настоящего изобретения понятие «интерфейс пациента» может включать в себя подающую трубку 56 и любые другие конструкции, которые соединяют источник сжатого дыхательного газа с пациентом 54.
[0043] В проиллюстрированном варианте реализации изобретения система 50 поддержания давления включает в себя регулятор давления в виде клапана 60, установленного в подающей трубке 56. Клапан 60 регулирует давление потока дыхательного газа от генератора 52, который подается пациенту 54. В данном случае генератор 52 потока и клапан 60 вместе называются системой создания давления, поскольку они согласованно работают для управления давлением и/или потоком газа, который подводится к пациенту 54. Однако должно быть очевидным, что настоящее изобретение предусматривает и другие методики управления давлением газа, подводимого к пациенту 54, такие как варьирование скорости нагнетателя генератора 52 потока - как одного, так и в сочетании с клапаном регулировки давления. Таким образом, клапан 60 может быть дополнительным в зависимости от методики, используемой для регулировки давления потока дыхательного газа, подводимого к пациенту 54. Если клапан 60 отсутствует, система создания давления соответствует только одному генератору 52 потока, и давление газа в контуре пациента регулируется, например, путем управления скоростью двигателя генератора 52 потока.
измеренный
пациент
[0044] Система 50 поддержания давления дополнительно включает в себя датчик 62 потока, который измеряет поток дыхательного газа внутри подающей трубки 56. В отдельном варианте реализации изобретения, показанном на ФИГ. 1, датчик 62 потока установлен последовательно с подающей трубкой 56, наиболее предпочтительно после клапана 60. Датчик 62 потока генерирует сигнал потока, Q, который поступает в контроллер 64 и используется контроллером 64 для определения потока газа в пациенте 54 (Q).
пациент
измеренный
утечка
пациент
измеренный
[0045] Методики подсчета Q на основе Q хорошо известны и учитывают падение давления в контуре пациента, известные утечки в системе, т.е., предусмотренное удаление газа из контура, показанное стрелкой Е на ФИГ. 1, и неустановленные утечки в системе, такие как утечки через маску/интерфейс пациента. Настоящее изобретение предполагает использование любой методики или методик, которая или которые известны или будут разработаны в будущем, для расчета расхода утечек Q и использовать это значение для расчета Q с учетом Q. Примеры таких методик приведены в патентах США №№5,148,802; 5,313,937; 5,433,193; 5,632,269; 5,803,065; 6,029,664; 6,539,940; 6,626,175 и 7,011,091, содержание каждого из которых включено в настоящее изобретение посредством ссылки.
[0046] Конечно, настоящее изобретение предполагает использование и других методик измерения дыхательного потока пациента 54, в том числе, но не в качестве ограничения, измерение потока непосредственно на пациенте 54 или в других местах вдоль подающей трубки 56, измерение потока пациента, исходя из работы генератора 52 потока, и измерение потока пациента с помощью датчика потока, установленного перед клапаном 60.
[0047] В проиллюстрированном варианте реализации изобретения система 50 поддержания давления также включает в себя датчик 65 температуры, который функционально соединен с подающей трубкой 56 для определения температуры потока газа, производимого системой 50 поддержания давления, и датчик 67 влажности, который функционально соединен с подающей трубкой 56 для определения влажности потока газа, производимого системой 50 поддержания давления. И датчик 65 температуры, и датчик 67 влажности функционально соединены с контроллером 64. В показанном варианте реализации изобретения датчик 65 температуры и датчик 67 влажности установлены внутри главного корпуса системы 50 поддержания давления. В альтернативном варианте или один из двух, или оба датчик 65 температуры и датчик 67 влажности могут быть установлены в контуре пациента или соединены с ним.
[0048] Контроллер 64 включает в себя часть обработки, которая может быть, например, микропроцессором, микроконтроллером или другим соответствующим устройством обработки, и часть памяти, которая может быть внутренней по отношению к части обработки или функционально соединенной с частью обработки и которая обеспечивает среду для хранения данных и программного обеспечения, выполняемого частью обработки для управления работой системы 50 поддержания давления, включая в себя автоматическую регулировку влажности, что подробно описано в данном документе.
[0049] Устройство 66 ввода/вывода предусмотрено для задания различных параметров, используемых системой 50 поддержания давления, а также для отображения и вывода информации и данных для пользователя, такого как клинический врач или сиделка.
[0050] В проиллюстрированном неограничивающем варианте реализации настоящего изобретения система 50 поддержания давления по существу функционирует как СРАР-система поддержания давления и поэтому включает в себя все функциональные возможности, необходимые таким системам для обеспечения пациента 54 соответствующими уровнями давления СРАР. Это включает в себя получение необходимых параметров через входные команды, сигналы, указания и другую информацию с целью обеспечения надлежащего давления СРАР, такого как настройки максимального и минимального давления СРАР. Следует понимать, что указанное является только типовым примером, и что в пределах объема настоящего изобретения находятся и другие методики поддержания давления, в том числе BiPAPAutoSV, AVAPS, Auto СРАР и BiPAP Auto.
[0051] Наконец, в проиллюстрированном варианте реализации изобретения система 50 поддержания давления включает в себя увлажнитель 68, установленный в главном корпусе системы 50 поддержания давления. В альтернативном варианте увлажнитель 68 может быть отделен от главного корпуса и установлен за его пределами. Увлажнитель 68 соединен с контроллером 64 и управляется им и дополнительно повышает комфорт пациента путем обеспечения влаги в подводимый газ. В типовом варианте реализации изобретения, подробно описанном в данном документе, увлажнитель 68 является увлажнителем проходного типа.
[0052] ФИГ. 2 является видом спереди в вертикальном разрезе, а ФИГ. 3 является покомпонентным видом узла 100 увлажнителя в соответствии с типовым вариантом реализации настоящего изобретения, который может использоваться для воплощения увлажнителя 68 системы 50 поддержания давления. Как видно из ФИГ. 2 и 3, узел 100 увлажнителя включает в себя переходник 110, емкость 120 для воды, впускную трубку 130 и поплавковый узел 140, каждый из которых подробно описан ниже.
[0053] Как видно из ФИГ. 4, которая является изометрическим видом снизу переходника 110, переходник 110 включает в себя входной конец 111, через который воздух от генератора 52 потока газа входит в узел 100 увлажнителя. Переходник 110 дополнительно включает в себя входное отверстие 112, сообщающееся по текучей среде с входным концом 11, выходное отверстие 113, выходной конец 114 и некоторое количество отверстий 115. Во время работы воздух проходит из входного конца 111 к входному отверстию 112, которое выполнено с возможностью соединения с впускной трубкой 130. Входное отверстие 112 может быть соединено с впускной трубкой 130 с помощью любого подходящего механизма, известного в данной области техники (например, помимо прочего, с помощью прессовой посадки). Воздух проходит по поверхности воды в емкость 120 и, становясь увлажненным, покидает узел 100 увлажнителя через выходное отверстие 113 и подходит к выходному концу 114, выполненному с возможностью соединения с подающей трубкой 56. Хотя переходник 110 включает в себя выходное отверстие 113, через которое проходит воздух, в рамках раскрытой идеи переходник (не показан) может включать в себя другое отверстие или множество отверстий, подобных входному отверстию 112 для выхода воздуха.
[0054] На ФИГ. 4 и 5 переходник 110 выполнен с возможностью соединения с емкостью 120, в которой, как было указано в другом месте этого документа, может содержаться вода таким образом, что когда дыхательный газ проходит по поверхности воды, влажность дыхательного газа повышается. Как видно из ФИГ. 5, емкость 120 включает в себя множество отверстий 125, которые выполнены с возможностью выравнивания относительно отверстий 115 при соединении переходника 110 с емкостью 120. Таким образом, для соединения переходника 110 и емкости 120 может быть использовано множество штифтов (не показаны) в отверстиях 115,125. Хотя переходник 110 имеет три отверстия 115, и емкость 120 также имеет три отверстия 125, раскрываемая конструкция не ограничена тремя отверстиями и вышеупомянутым механизмом соединения. Например, переходник (не показан) может быть соединен с емкостью (не показана), помимо прочего, с помощью резьбового соединения или шпунтового соединения.
[0055] ФИГ. 6 является изометрическим видом, а ФИГ. 7 является видом спереди в вертикальном разрезе впускной трубки 130. Как видно из ФИГ. 6 и 7, впускная трубка 130 включает в себя первый конец 131, который выполнен с возможностью соединения с входным отверстием 112 переходника 110. Впускная трубка 130 также включает в себя гибкую корпусную часть 132 и второй конец 133, выполненный с возможностью соединения с поплавковым узлом 140. В типовом неограничивающем варианте реализации изобретения корпусная часть 132 имеет форму сильфона, которая позволяет корпусу легко расширяться и сокращаться вдоль продольной оси впускной трубки 130. Корпусная часть 132 также может легко изгибаться перпендикулярно продольной оси впускной трубки 130. Преимущество такой конструкции описано в другом месте этого документа.
[0056] Кроме того, хотя в типовом варианте реализации изобретения корпусная часть 132 имеет конструкцию сильфона, что позволяет корпусу легко расширяться и сокращаться, следует понимать, что в пределах раскрытой идеи впускная трубка 130 может иметь другие конструкции. Например, помимо прочего, впускная трубка 130 может быть гибкой трубкой, не имеющей форму сильфона, но обладающей способностью изгибаться в зависимости от положения поплавкового узла 140, которое, как описано в данном документе, зависит от уровня воды в емкости 120. Впускная трубка 130 может быть изготовлена из любого материала, позволяющего корпусной части 132 расширяться и сокращаться и/или изгибаться, например, но не в качестве ограничения, из мягкого эластомерного материала, такого как силиконовый каучук, мономер, полимер или их смеси.
[0057] ФИГ. 8-11 являются покомпонентными изометрическими видами поплавкового узла 140 в соответствии с типовым вариантом реализации изобретения. ФИГ. 12 является видом спереди в вертикальном разрезе, на котором показана впускная трубка 130, соединенная с поплавковым узлом 140. Поплавковый узел 140 включает в себя первый дискообразный компонент 141, имеющий короб 143 и основание 144 с центральным отверстием 154, соединенное с коробом 143. Короб 143 включает в себя входное отверстие 142, выполненное с возможностью соединения с концом 133 впускной трубки 130. Входное отверстие 142 может быть соединено с концом 133 впускной трубки 130 с помощью любого подходящего механизма, известного в данной области техники (например, помимо прочего, с помощью прессовой посадки). Поплавковый узел 140 также включает в себя второй дискообразный компонент 149, выполненный с возможностью соединения с первым компонентом 141. Второй компонент 149 включает в себя короб 152 и основание 150 (оба цельные, без центрального отверстия), соединенное с коробом 152. Когда основания 144, 150 соединены с коробами 143, 152, между ними образуются закрытые полости с воздухом. Благодаря этому обеспечивается способность поплавкового узла 140 держаться на поверхности воды, содержащейся в емкости 120. Кроме того, основания 144, 150 могут быть соединены с коробами 143, 152 с помощью любого подходящего механизма, известного в данной области техники (например, помимо прочего, с помощью соединения на защелках).
[0058] Основания 144, 150 и короба 143, 152 могут быть изготовлены из любых материалов, способных держаться на воде, таких как материалы, содержащие мономер, полимер или их смесь, предпочтительно из термопластического материала. В типовом варианте реализации изобретения основание 150 включает в себя множество язычков 151, выполненных с возможностью вхождения во множество отверстий 145, содержащихся в коробе 143. Однако основание 150 и короб 143 могут иметь конструкции, которые отличаются от указанных выше и которые обеспечивают соединение между первым компонентом 141 и вторым компонентом 149 поплавкового узла 140. Кроме того, как видно из ФИГ. 12, когда первый компонент 141 узла 140 поплавка соединен со вторым компонентом 149, между ними образуется множество отверстий 153, которые позволяют дыхательному газу покидать поплавковый узел 140 и попадать в емкость 120. В типовом варианте реализации изобретения образовано множество отверстий 153 (например, три).
[0059] Во время работы воздух из генератора 52 потока газа попадает в узел 100 увлажнителя через входной конец 111 переходника 110. Затем воздух проходит по впускной трубке 130 и попадает в поплавковый узел 140 через входное отверстие 142 первого компонента 141. Воздух проходит через центральное отверстие 154 основания 144 и затем радиально расходится по коробу 152. Воздух попадает в емкость 120 через отверстия 153 в поплавковом узле 140. После пропускания над поверхностью воды воздух покидает емкость 120 через выходное отверстие 113 в переходнике 110. Наконец, воздух проходит через выходной конец 114 переходника 110 и поступает к пациенту 54.
[0060] Во время использования поплавковый узел 140 все время будет оставаться в одном положении относительно уровня воды в емкости 120. Это происходит благодаря тому, что по мере изменения уровня воды в емкости 120 (например, вследствие поглощения дыхательным газом влаги или добавления воды пользователем), корпусная часть 132 впускной трубки 130 будет расширяться или сокращаться и/или изгибаться в степени, необходимой для нахождения поплавкового узла 140 на поверхности воды. Таким образом, воздух будет заходить в емкость 120 через отверстия 153 на одном и том же уровне относительно поверхности воды. Это схематически показано на ФИГ. 13А и 13В. Преимущество состоит в более насыщенном увлажнении воздуха, подаваемого пациенту 54.
[0061] Кроме того, поплавковый узел 140 успешно работает в качестве рассеивающего устройства (т.е. перегородки) для дыхательного газа, проходящего через узел 100 увлажнителя. В частности, после выхода газа из первого компонента 141 через отверстие 154 он будет достигать верхней поверхности короба 152 и радиально расходиться перед выходом через отверстия 153.
[0062] Кроме того, поскольку поплавковый узел 140 выполнен с возможностью держаться на поверхности воды внутри емкости 120, отверстия 153 всегда будут находиться над поверхностью воды даже в случае неправильного использования, например, когда узел 100 увлажнителя наклонен или перевернут пользователем. Соответственно, будет успешно исключено попадание воды в отверстия 153 и ее пропускание к главному корпусу системы 50 поддержания давления, поскольку она не сможет достигнуть отверстий 153. Также будет исключено попадание воды во входной конец 111 переходника 110 через входное отверстие 112 из-за герметичного соединения между входным отверстием 112 и впускной трубкой 130. Это схематически показано на ФИГ. 14.
[0063] Кроме того, поскольку для узла 100 увлажнителя больше нет необходимости учитывать возможность попадания воды внутрь главного корпуса системы 50 поддержания давления, как было только что описано, размер узла 100 увлажнителя может быть предпочтительно уменьшен.
[0064] Данное изобретение было подробно описано с целью иллюстрации, исходя из типового варианта реализации, который в настоящее время является наиболее осуществимым. Однако следует понимать, что такое подробное описание представлено только с указанной целью, и что данное изобретение не ограничено раскрытыми вариантами реализации, а наоборот, оно должно охватывать модификации и эквивалентные схемы, которые находятся в пределах сущности и объема приложенных пунктов формулы. Например, помимо прочего, хотя раскрытая идея была описана применительно к поплавковому узлу 140, который включает в себя дискообразные компоненты 141,149, в пределах раскрытой изобретательской концепции компоненты поплавкового узла могут иметь другую форму, например, прямоугольную, или поплавковый узел может быть цельным (не показан) с множеством отверстий для пропускания воздуха. Также в пределах раскрытой концепции положения входной конструкции, входящей в емкость 120, и выпускной конструкции, выходящей из емкости 120, могут отличаться от положения переходника, описанного в данном документе. Например, помимо прочего, одна или обе из входной и выпускной конструкции может быть расположена или могут быть расположены на/в боковых стенках емкости 120 и/или на какой-либо конструкции, такой как крышка или верхняя стенка, которая закрывает верх емкости 120.
[0065] ФИГ. 15 является видом спереди в вертикальном разрезе, ФИГ. 16 является покомпонентным видом узла 100-1 увлажнителя в соответствии с альтернативным типовым вариантом реализации настоящего изобретения, который может использоваться для внедрения увлажнителя 68 системы 50 поддержания давления. Узел 100-1 увлажнителя подобен узлу 100 увлажнителя и включает много таких же компонентов, что и узел 100 увлажнителя, и одинаковые компоненты имеют одинаковые номера позиций. Как видно из ФИГ. 15 и 16, узел 100-1 увлажнителя включает в себя переходник 110-1, емкость 120, трубку 130-1 и поплавковый узел 140-1.
[0066] Как видно из ФИГ. 17, переходник 110-1 подобен переходнику 110 (ФИГ. 4), включая в себя входной конец 111, через который дыхательный газ от генератора 52 потока газа может попадать в узел 100-1 увлажнителя, и отверстия 115 для соединения переходника 110-1 с емкостью 120. Однако переходник 110-1 включает в себя входное отверстие 112-1, смежное с выходным отверстием 113-1, и выходной конец 114-1. Входное отверстие 112-1 выполнено с возможностью сообщения по текучей среде с входным концом 111, и выходное отверстие 113-1 выполнено с возможностью сообщения по текучей среде с выходным концом 114-1. Входное отверстие 112-1 и выходное отверстие 113-1 разделены разделителем потока 116-1.
[0067] ФИГ. 18 является изометрическим видом трубки 130-1. Как видно, трубка 130-1 включает в себя первый конец 131-1, который выполнен с возможностью соединения с переходником 110-1, гибкую корпусную часть 132-1, подобную корпусной части 132 впускной трубки 130, и второй конец 133-1, выполненный с возможностью соединения с поплавковым узлом 140-1. Кроме того, трубка 130-1 имеет впускной канал 135-1 и выпускной канал 136-1, которые формируются и изменяются разделителем потока 134-1, проходящим в продольном направлении от первого конца 131-1 ко второму концу 133-1. Разделитель потока 134-1 трубки 130-1 выровнен с разделителем потока 116-1 переходника 110-1 и служит для разделения потока воздуха, входящего и в трубку 130-1 и выходящего из трубки 130-1. В неограничивающем типовом варианте реализации изобретения разделитель потока 134-1 как правило является тонкой эластомерной мембраной, менее жесткой, чем корпусная часть 132-1. В результате, когда часть корпусная 132-1 расширяется, сокращается или каким-либо иным образом перемещается во время использования, разделитель потока 134-1 успешно поддерживает разделение впускного канала 135-1 и выпускного канала 136-1 и, следовательно, разделение потока воздуха, входящего в трубку 130-1 и выходящего из нее.
[0068] ФИГ. 19-22 являются покомпонентными изометрическими видами поплавкового узла 140-1. Поплавковый узел 140-1 включает в себя первый дискообразный компонент 141-1 и, аналогично поплавковому узлу 140 узла 100 увлажнителя, включает в себя второй компонент 149. Первый компонент 141-1 имеет короб 142-1 и основание 146-1, соединенное с коробом 142-1. Короб 142-1 дополнительно включает в себя входное отверстие 143-1 и выходное отверстие 144-1, каждое из которых соединено с вторым концом 133-1 трубки 130-1. Короб 142-1 дополнительно включает в себя разделитель потока 145-1, который расположен между входным отверстием 143-1 и выходным отверстием 144-1 и разделяет их. Разделитель потока 145-1 короба 142-1 выровнен с разделителем потока 134-1 трубки 130-1 и разделяет поток воздуха, входящий в поплавковый узел 140-1 и выходящий из поплавкового узла 140-1. Первый компонент 141-1 дополнительно имеет основание 146-1, имеющее центральное отверстие 147-1 и разделитель потока 148-1, проходящий поперек центрального отверстия 147-1 и, таким образом, разделяющий отверстие 147-1 на входную и выходную части. Разделитель 148-1 потока основания 146-1 выровнен с разделителем потока 145-1 короба 142 и работает с разделителем потока 145-1 для разделения потока воздуха, входящего в поплавковый узел 140-1 и выходящего из него, по отдельным входным и выходным путям.
[0069] Кроме того, как видно на ФИГ. 20 и 21, разделитель потока 148-1 проходит вдоль конической поверхности основания 146-1 от центрального отверстия 147-1 до наружной кромки основания 146-1. Разделитель потока 148-1 также проходит от центрального отверстия 147-1 на первом конце и герметично контактирует с коробом 152 на втором конце. Следует иметь в виду, что между наружной кромкой основания 146-1 и коробом 152 существует зазор. Таким образом, поток воздуха в первый компонент 141-1 и из него предпочтительно дополнительно разделяется вдоль сторон разделителя потока 148-1.
[0070] ФИГ. 23 является видом спереди в вертикальном разрезе, показывающим трубку 130-1, соединенную с поплавковым узлом 140-1. Как видно из ФИГ. 23, когда первый компонент 141-1 поплавкового узла 140-1 соединен с вторым компонентом 149, между ними образуется множество отверстий 153-1. Как будет более подробно описано ниже, отверстия 153-1 позволяют дыхательному газу с входного пути покинуть поплавковый узел 140-1 и попасть в емкость 120 для увлажнения, а также позволяют дыхательному газу возвратиться в поплавковый узел 140-1 после увлажнения. В типовом варианте реализации изобретения образуются три отверстия 153-1.
[0071] Во время работы дыхательный газ от генератора 52 потока газа попадает в узел 100-1 увлажнителя через входной конец 111 переходника 110-1. Затем дыхательный газ проходит через входное отверстие 112-1 и попадает во впускной канал 135-1 трубки 130-1. Разделители потока 116-1, 134-1 не позволяют потоку газа попасть в выходное отверстие 113-1 переходника 110-1 и в выпускной канал 136-1 трубки 130-1. Дыхательный газ попадает в поплавковый узел 140-1 через входное отверстие 143-1 первого компонента 141-1 перед пропусканием через входную часть центрального отверстия 147-1 основания 146-1 и затем радиально разделяется по коробу 152. Разделители потока 145-1 и 148-1 поплавкового узла 140-1 предотвращают попадание дыхательного газа, поступающего с впускного канала 135-1 трубки 130-1, в выпускной канал 136-1 до увлажнения.
[0072] Дыхательный газ попадает в емкость 120 через отверстия 153-1 и после пропускания над поверхностью воды принудительно возвращается через отверстия 153-1 и в центральное отверстие 147-1 основания 146-1 и выходное отверстие 144-1 короба 142-1. Затем дыхательный газ проходит в выпускной канал 136-1 трубки 130-1. Наконец, дыхательный газ направляется через выходное отверстие 113-1 переходника 110-1 в выходной конец 114-1 перед доставкой к пациенту. Таким образом, входное отверстие 112-1 переходника 110-1, впускной канал 135-1 трубки 130-1 и входное отверстие 143-1 первого компонента 141-1 образуют первый (входной) путь потока; и выходное отверстие 113-1 переходника 110-1, выпускной канал 136-1 трубки 130-1 и выходное отверстие 144-1 первого компонента 141-1 образуют второй (выходной) путь потока. Разделители потока 116-1, 134-1, 145-1, 148-1 предпочтительно работают таким образом, что дыхательный газ, проходящий по первому пути потока, не попадает во второй путь потока до пропускания через емкость, и дыхательный газ, проходящий по второму пути потока, не попадает в первый путь потока. Иными словами, только тот газ выйдет из узла 100-1 увлажнителя и будет доставлен в контур пациента, который прошел по поверхности воды и увлажнился.
[0073] Во время использования поплавковый узел 140-1, такой как поплавковый узел 140, все время будет оставаться в одном положении относительно уровня воды в емкости 120. Это происходит благодаря тому, что по мере изменения уровня воды в емкости 120 корпусная часть 132-1 трубки 130-1 будет расширяться или сокращаться и/или изгибаться в степени, необходимой для нахождения поплавкового узла 140-1 на поверхности воды. Таким образом, дыхательный газ будет попадать в емкость 120 через отверстия 153-1 на одном уровне относительно поверхности воды. Это схематически показано на ФИГ. 24А и 24В. Это дает преимущественно в результате более насыщенное увлажнение воздуха, подаваемого пациенту 54. Поскольку поплавковый узел 140-1 выполнен с возможностью держаться на поверхности воды внутри емкости 120, отверстия 153-1 (ФИГ. 23) всегда будут находиться над поверхностью воды даже в случае неправильного использования, например, когда узел 100-1 увлажнителя наклонен или перевернут пользователем. Соответственно, будет успешно исключено попадание воды в отверстия 153-1 и ее пропускание к главному корпусу системы 50 поддержания давления и к контуру пациента, поскольку она не сможет достигнуть отверстий 153-1.
[0074] Как и узел 100 увлажнителя, узел 100-1 увлажнителя был подробно описан с целью иллюстрации, исходя из типового варианта реализации, который в настоящее время является наиболее осуществимым. Однако следует понимать, что такое подробное описание представлено только с указанной целью, и что данное изобретение не ограничено раскрытыми вариантами реализации, а наоборот, оно должно охватывать модификации и эквивалентные схемы, которые находятся в пределах духа и объема приложенных пунктов формулы. Например, помимо прочего, узел 100-1 увлажнителя, который работает для предотвращения попадания воды в главный корпус системы 50 поддержания давления и в контур пациента, был описан совместно с переходником 110-1, трубкой 130-1 и поплавковым узлом 140-1. Подходящий альтернативный узел увлажнителя (не показан) в рамках раскрытой идеи включает впускную трубку, имеющую выпускную трубку, расположенную внутри впускной трубки (так называемая компоновка «трубка внутри трубки»). Переходник и поплавковый узел, соответствующие такому варианту реализации, включали бы в себя разделители потока, в целом выровненные с поперечным профилем выпускной трубки, расположенной внутри впускной трубки. Кроме того, в рамках раскрытой идеи узел увлажнителя (не показан) также включает в себя впускную трубку, расположенную внутри выпускной трубки, и соответствующие переходник и поплавковый узел включают в себя делители потока, в целом выровненные с поперечным профилем впускной трубки, расположенной внутри выпускной трубки.
[0075] Дополнительные варианты реализации настоящего изобретения, которые работают для предотвращения попадания воды в главный корпус системы 50 поддержания давления и контур пациента, не ограничены входными отверстиями, смежными выходным отверстиям. Например, помимо прочего, в рамках раскрытой идеи узел увлажнителя (не показан) включает в себя впускную трубку, расположенную на расстоянии от выпускной трубки. Соответствующие переходник и поплавковый узел включали бы в себя отдельные отверстия, расположенные на расстоянии друг от друга для соединения с соответствующими впускными и выпускными трубками. Кроме того, в рамках раскрытой идеи такой вариант реализации включает в себя отдельный поплавковый узел для каждой впускной и выпускной трубки.