CN101160148B - 分泌物清除换气导管和气道管理系统 - Google Patents

分泌物清除换气导管和气道管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种肺分泌物的清除换气导管和相关的气道管理系统。该换气导管具有双腔管部分，其中该双腔管部分的每根腔管都以可操作的方式固定到气道管理系统，以便通过两根腔管中的一根将吸入的流体(空气/氧气混合物，且有或者没有额外的水蒸气)向换气导管的远端输送，并且通过另一根腔管将呼出的吸入流体、肺的分泌物和肺的流体从患者处去除。呼出流体路径优选地包括用于从该路径去除肺的分泌物等的分泌物收集系统，从而改善了系统的操作和安全性。还公开了一种改进的可膨胀管套，其允许气动密封中在患者的肺和环境之间轻微的空气泄漏，从而有助于从患者的肺处去除肺的分泌物。

Description

分泌物清除换气导管和气道管理系统
相关申请的引用
本申请要求2004年11月19日提交的美国临时申请No.60/629,074的优先权。
技术领域
本发明涉及通常所说的气管内管的换气导管，该换气导管被用于内气管换气等。
背景技术
气道管理的传统领域包括通常使用机械式换气机的受控换气过程，将预定量的通常为空气/氧气混合物的吸入流体，且有或者没有额外水蒸汽，以预定的周期输送到患者的肺中。通常，换气机在如下两者之间循环：经由输送系统，将相对高压的吸入流体临时输送到患者的肺中，和然后临时降低输送系统中的压力，以便将患者的肺内用过的吸入流体排出。换气机重复将新的吸入流体输送到患者的肺中、然后将用过的吸入流体从患者的肺排出的该循环，从而在患者不能自主呼吸期间确保他们的正常氧合作用。
近年来，气道管理系统已发展到允许患者利用充氧液体和/或利用非循环过程的氧合作用，其中该非循环过程在同步保持从患者肺的用过的流体连续流动的同时，包括了充氧流体到患者肺的连续流动。这些类型的系统的实例可以在授予Parker的美国专利No.5,706,830中找到。
常常称为气管内管的换气导管通常被用于传统气道管理系统和这些较新近的气道管理系统，以将吸入流体输送到患者的肺。历史上，气管内管已经为具有开口远端的单根管道，该单根管道的内部空腔常常称为腔管。该远端通过患者的口腔插入患者的气管，以便使该远端远远地超过患者的声带。气管内管的相对端以可操作的方式连接到换气机。因此，通过气管内管将吸入流体直接提供到肺并通过相同的管道将用过的流体从患者的肺移除。
气管内管必需具有相当小的横截面，以允许该管道容易插入患者气管并且在患者气管内定位。但是，该横截面必需足够大，以允许充氧流体的足够流动通过。
迄今为止，改进气管内管的使用和操作的工作集中于解决两个问题。第一，工作已集中于改进气管内管在气管内的安全性和气动密封。第二，工作已集中于改进气管内管的性能，以在肺内气动地隔离单独的肺和/或支气管腔室。
关于第一个问题，针对该问题的一个解决方案是曾经将可膨胀管套围绕气管内管朝着该管道的远端设置。在管道的插入期间，将管套放气，并且当管道在气管内被正确地定位时，将管套充气，从而将管道保持在适当的位置并形成气动密封。这些类型的管套结构的实例能够在授予Niklason等的美国专利No.6,443,156的图1A和1B中找到。
在由这种管套提供的密封减小了患者的气道被胃流体和咽流体污染的可能性的同时，但它们还在患者的肺内密封肺的分泌物和流体。通常患者一天能够产生大约200立方厘米至400立方厘米的肺的分泌物和流体。如果患者还有肺部感染和/或某种类型的心脏病，则这些流体和分泌物的量趋向于急剧增加。
有常用的方法用于针对在患者的机械换气期间出现的肺的分泌物和流体的积累，该方法包括定期抽吸患者的肺和/或增强的抗生素治疗，以针对出现的辅助感染。这种定期抽吸在每个过程期间都增大了损坏患者的肺系统的危险并且增加污染患者气道的危险。
关于第二个问题，一些发明者已试图通过在气管内管内设置多个单独的腔管来将肺和/或支气管腔室隔离开来。每个管道都具有其自己的气动套管，以允许特定的肺和/或支气管管道的隔离。但是，通过将吸入流体提供到肺并从肺移除用过的吸入流体，每个管道非常像单根腔管管道一样地操作。这些类型的结构仍然允许肺的分泌物和流体在肺中积累，并且仍然必需采用传统的分泌物去除和治疗方法。此外，气管内管的横截面可能相当大，从而限制该管道在较小的气道中(例如在小孩和婴儿上)的有用性。
发明内容
因此，尽管已知的换气导管提供了各种好处，但仍然存在对紧凑的气管内管的需求，该气管内管能容易地插入患者的气管内，以允许容易地去除气动的分泌物和流体，而没有定期的辅助抽吸等的需求。除了在此描述的其它好处之外，本发明还满足这些需求。
在一个公开的实施例中，清除肺的分泌物的换气导管具有双腔管部分，该双腔管部分的每根腔管都以可操作的方式固定到气道管理系统，以便通过两根腔管中的一根而将吸入流体(空气/氧混合物，且有或者没有额外的水蒸汽)输送到换气导管的远端，并通过另一腔管将呼出的吸入流体、肺的分泌物和肺的流体从患者移除。
用过的吸入流体路径优选地包括用于从该路径去除肺的分泌物等的分泌物收集系统，从而改进系统的操作和安全性。此外，通过将用过的吸入流体容纳在该收集系统内，而不是将它释放到环境中，能够使来自传染性患者的潜在空气传播传染物质、例如SARS等的释放降到最小。
还能够使用改进的管套。该管套环绕换气导管的远端以在气管内形成大致气动密封。沿着换气口的一侧形成有较小的管道，以便在换气导管使用期间允许空气从患者的肺的较小的泄漏。该空气泄漏有助于从患者的肺去除肺的分泌物而不会妨碍换气导管。
通过研究本说明书的以下部分和附图，本发明的其它优点和特征将变得清楚。
附图说明
图1是第一优选换气导管的等轴视图，并且示出在患者气管剖视图内可能的安装，其中该第一优选换气导管具有根据本发明实施例的充气构造下的第一可膨胀管套。
图2是沿图1的线2-2截取的图1中换气导管的横断面视图。
图3是图1的换气导管，示出已放气的第一可膨胀管套。
图4是的第二优选换气导管的等轴视图，该第二优选换气导管具有根据本发明实施例的充气构造下的第一可膨胀管套。
图5是沿图4的线5-5截取的图4中换气导管的横断面视图。
图6是具有根据本发明实施例的图1的换气导管的气道管理系统的示意图。
图7是根据本发明实施例的替代性的优选气道管理系统的示意图，示出充氧流体到患者的肺的可能流动线路。
图8是示出从患者的肺通过气道管理系统的可能的排放线路(discharge circuit)的图7的示意图。
图9是根据本发明实施例的第三优选换气导管的示意图。
图10是示出处于可能放气位置下的管套的图8中的第三优选换气导管。
图11是第四优选换气导管的等轴视图，示出以可操作的方式连接到该换气导管的第二优选管套。
图12是沿图11的线12-12截取的图11中第四优选换气导管的横断面视图。
图13是根据本发明实施例的第五优选换气导管的等轴视图。
具体实施方式
在图1至13中公开了一种清除肺的分泌物的换气导管20和相关的气道管理系统22。通常，也称作气管内管的换气导管20延伸到患者26的气管24中，以提供换气。该换气导管20具有双腔管部分30。该双腔管部分30的每根腔管32a、32b都以可操作的方式固定到气道管理系统40(图6至8)，以便通过两根腔管32a、32b中的一根(在此示出32a)而将吸入流体(空气/氧混合物，且有或者没有额外的水蒸汽)输送到换气导管20的远端42，并且通过另一腔管32a、32b(在此示出32b)而将呼出的吸入流体、肺的分泌物和肺的流体从患者移除。
通过分开的腔管32a、32b将输入和输出的吸入流体流分开，防止了新鲜输入的吸入流体被与用过的吸入流体混合的无意的肺的分泌物和流体阻塞或被其污染。用过的吸入流体路径50(图6至8)优选地包括用于从该路径50移除肺的分泌物等的分泌物收集系统52，从而改进该系统的操作和安全性。此外，通过将用过的吸入流体容纳在该收集系统内，而不是将它释放到环境中，能够使来自传染性患者的潜在空气传播传染物质、例如SARS等的释放降到最小。
在该申请中公开了具有这些基本特征的若干换气导管实施例。为了减少过度的重复，在这些实施例之间相同的元件具有相同的元件编号。
优选地并参考图1，公开了第一优选换气导管20a。在该实施例中，双腔管部分30定位于患者的他们声带61上游的咽喉/咽前区域。双腔管部分30的每个腔管32a、32b以气动方式连接在一起，以形成朝着换气导管20a的远端42延伸的单根腔管部分62。该单根腔管部分62伸入到患者的气管内区域70中。这允许小直径的单根腔管部分62超过声带而延伸到患者的气管中，同时仍然允许双腔管部分30清除分泌物的好处。定位于咽前高度的双腔管部分30增加了换气的效率，减少不必要的死空间，消除了分泌物，以及允许使用较小直径的气管内导管。
优选地，双腔管部分30的每个腔管32a、32b都具有近端80，传统的适配器72连接到该近端80，以用于可拆卸地固定到传统换气系统40上的匹配连接器(图6)。将一根腔管32a通过其连接器而连接到传统换气系统100的输送管道102(图6)。将另一根腔管32b连接到换气系统100的用过的吸入流体路径50。该系统100是可控制的，用于以预选的流量输送吸入流体。因而，吸入流体以大约200mmHg的压力被输送到腔管32a的近端，持续所选择的一段时间。在此之后，在换气循环的呼出阶段期间，将该系统开孔，以将系统中的压力降低到大约6mmHg。这使得流体连同肺的分泌物和肺的流体一起通过第二腔管32b离开患者。
更优选地，将换气系统100构造成：在换气系统40的吸入和呼出阶段期间，在吸入的时候通过双腔管部分30的一根腔管32a来输送吸入流体，同时通过双腔管部分30的另一根腔管32b而将用过的吸入流体和分泌物排出。
换气导管20a的末端110优选地为成斜角的并有效地软化，以在气管的插管期间帮助通过单根腔管部分。该末端优选地设计成抵抗可能阻碍气道的向后弯曲。
换气导管的双腔管部分和单腔管部分优选地由软的、清洁的医疗用弹性体制成。如果需要并参考图9，则能够将例如为瓣阀(flappervalve)的单向止回阀170设置在双腔管部分的一根或两根腔管内，以进一步防止通过这些腔管的回流。
优选地，将低压、可膨胀的管套140朝着换气导管的远端42设置。该可膨胀的管套140优选地由基本不能渗透的塑料等的薄膜制成。管套的边缘被结合到单腔管部分62的外表面。管套140通过已知的装置、例如在美国专利No.6,443，156的图1A和1B中公开的装置来充气，这包括在换气导管20a内将管套充气管线从管套140延伸到辅助充气机。
当管套140被如图3所示地放气时，将换气导管20a插入到患者的气管24中。然后，将管套140充气。一旦充气，则管套140如图1和2所示地展开，呈现气管的大致圆形横截面形状，从而气动地密封至换气导管20a的患者的肺。
优选地，将耐用的抗咬牙垫150如图1所示地固定到换气导管的双腔管部分。双腔管部分30的每个腔管32a、32b都贯穿牙垫150。更优选地，将牙垫150可滑动地固定到双腔管部分30，以允许通过沿着该双腔管部分滑动牙垫150，来根据需要调整该牙垫相对于患者牙齿的位置。更优选地，牙垫150包括与双腔管部分30平行的一个或多个通过其中的辅助孔或类似的。这些辅助孔能够根据需要用于支气管内止血导管、纤维光束内窥镜等。也能够根据需要设置换气孔151。
优选地，换气系统40(图6)如图7和8所示地适于在流出线路中包括分泌物收集系统52。该分泌物收集系统52优选地包括分泌物收集腔室56，该分泌物收集腔室56在转向器58处与用过的吸入流体路径50以气动方式连通。当用过的吸入流体路径50中的分泌物经过转向器58时，它们在重力作用下或通过辅助泵59的帮助而被引导朝着收集腔室56。
如果需要，可将一个或多个紫外线产生灯泡布置在期望的流动通路等中，以根据需要而提供期望的抗菌活性。类似地，在系统内能够布置适当的抗菌/抗病毒过滤器，以防止废气等被释放到环境中。
参考图4和5，示出第二优选换气导管20b。在该实施例中，双腔管部分30由向下延伸到单腔管中部、以限定出两个腔管32a、32b的壁31形成。朝着换气导管20b的远端42将该壁31去除，从而将两个腔管32a、32b梳理成单腔管部分62。如同第一优选换气导管20a(图1至3)的情况一样，在该实施例20b中的充氧流体通过一个腔管32a而被输送到单腔管部分62，而用过的吸入流体通过第二腔管32b而从患者移除。
参考图10和11，示出第三优选换气导管20c。在该实施例中，双腔管部分30由向下延伸到换气导管20c的整个长度的单腔管形成，从而限定出大致直的管道，辅助设备、例如纤维光束内窥镜等通过该管道插入。双腔管部分30的第二腔管32b如图所示地与单腔管相交成大致直角，从而限定出换气导管20c的双腔管部分30。
如图11和12尤为清楚地所示，将替代性的优选低压可膨胀管套140′朝着换气导管20c的远端42设置。该替代性的优选可膨胀管套140′优选地由基本不能渗透的塑料等的薄膜制成。该管套的边缘被结合到单腔管部分62的外表面，而且有凹进管道190设置在膨胀的管套140′的一侧。
管套140′通过已知的装置、例如在美国专利No.6,443,156的图1A和1B中公开的装置充气，这种包括在换气导管内将管套充气管线从管套延伸到充气机。
在管套140′未充气的情况下，将换气导管20c插入患者的气管24。然后，将管套140′充气。一旦充气，则管套如图11和12所示地展开，呈现气管24的大致圆形横截面形状，从而大致气动地密封至换气导管的患者的肺。凹进管道190允许管套140′和气管壁71之间较小的气动开口182，从而允许从患者的肺到环境的有限气动泄漏。优选地，管道190的尺寸被设置成使得允许通过换气导管20c输送的吸入流体的大约10％通过该气动开口192离开。
该种连续泄漏有助于肺的分泌物的清除。肺的分泌物等沿气管通过该管套141′中的气动开口而传送到患者的咽下部，在该咽下部处，它们能够被容易地抽吸而不会破坏换气导管。
参考图13，公开了第四换气导管20d。该换气导管大致类似于图1的第一公开实施例，但是不具有以可操作的方式固定到该换气导管的可膨胀管套140(图1)。该无管套的设计在小气管的工作中、例如在婴儿和小孩中的气管中特别有用。
尽管已根据优选实施例描述了本发明，但是普通技术人员将意识到的是，本发明的精神和范围并不局限于这些实施例。例如，可将可选的优选管套140′(图10和11)和/或止回阀170(图9)安装在换气导管20a-d的任何公开的实施例上。因此，本发明的范围延伸到如所附权利要求所限定的各种变型和等同物。

Claims (16)

1.一种换气导管，配置成与气道的咽喉/咽前区域以及气管内区域接合，并以可操作方式固定到气道管理系统，所述换气导管具有：
开放远端，其用于允许新吸入流体从所述气道管理系统流入患者并允许用过的吸入流体从患者回流到所述气道管理系统；
限定出第一腔管和第二腔管的双腔管部分，所述第一腔管以气动方式连接以便为所述新吸入流体提供吸入流体路径，所述第二腔管以气动方式连接以便为所述用过的吸入流体提供呼出流体路径，所述第一腔管大致与所述第二腔管平行并配置成占据所述咽喉/咽前区域；
由第一腔管与第二腔管形成的单腔管部分，所述单腔管部分伸入所述气管内区域。
2.如权利要求1所述的换气导管，其中所述双腔管部分由具有延伸通过其中的细长壁的单个腔管形成，从而在其中限定出所述第一腔管和所述第二腔管。
3.如权利要求1所述的换气导管，其中所述第一腔管和所述第二腔管以气动方式连接在一起，以限定出单腔管部分，所述单腔管部分朝着所述换气导管的远端定位。
4.如权利要求1所述的换气导管，其中所述双腔管部分通过将所述第二腔管大致垂直于所述第一腔管固定而形成，从而限定出从所述第一腔管通过所述单腔管部分的大致直线通路。
5.如权利要求2所述的换气导管，还包括以可操作方式固定到所述单腔管部分的可膨胀管套。
6.如权利要求5所述的换气导管，其中所述可膨胀管套具有沿着外表面的细长管道，从而当所述管套在患者的气管中被充气时限定出气道泄漏通道。
7.如权利要求6所述的换气导管，其中所述气道泄漏通道的尺寸被设置成使得允许由所述气道管理系统提供的吸入流体流量的大约10％泄漏通过它。
8.如权利要求1所述的换气导管，还包括可滑动地固定到所述双腔管部分的咬合保护器。
9.如权利要求8所述的换气导管，其中所述咬合保护器包括至少一个通过其中的通道，以允许到达所述换气导管内的新吸入流体通路。
10.如权利要求1所述的换气导管，其中所述新吸入流体是气体。
11.如权利要求3所述的换气导管，其中所述双腔管部分的尺寸被设置成使得所述双腔管部分定位于所述患者的声带的上游，且所述单腔管部分越过所述患者的声带延伸进入到患者的气管中。
12.如权利要求1所述的换气导管，其中所述呼出流体通路包括分泌物收集器，用于收集通过所述呼出流体路径而从患者收集的肺部分泌物和肺部流体。
13.如权利要求12所述的换气导管，其中所述分泌物收集器包括用于在其中收集分泌物的分泌物腔室。
14.如权利要求1所述的换气导管，还包括止回阀，其以可操作的方式固定到所述第一腔管和所述第二腔管中的至少一个，以防止无意的气动回流。
15.如权利要求14所述的换气导管，还包括第二止回阀，其以可操作的方式固定到所述第一腔管和所述第二腔管中的另一个。
16.如权利要求1所述的换气导管，还包括在所述第二腔管中的止回阀，从而防止从所述呼出流体路径朝着所述换气导管远端的无意的回流。
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