一种应用于分侧肺通气中的可调节型限流器

摘要

本发明公开了一种应用于分侧肺通气中的可调节型限流器，其包括前壳、可调距离的后壳和控制膜片，在所述前壳上设有用于与呼吸机连通的气流入口，以及，在所述可调距离的后壳上设有与气管连通的气流出口，以及，在所述控制膜片的中心设有圆孔；所述控制膜片设置在前壳内的后端，所述可调距离的后壳装在前壳后端并可沿着所述前壳向前、后水平活动而使该可调距离的后壳与控制膜片之间的距离可调节。本发明简单易行、实施费用便宜、只用一台呼吸机、双侧肺同步通气、可独立调节每一侧肺的吸气流量且不影响患者呼气，本发明能够显著地减小不同顺应性的双侧肺之间吸气流量的差异，同时有效降低限流侧的气道开口压和肺内压。

说明书

技术领域

本发明涉及机械通气技术领域，更具体地说，它涉及一种通过可调节性单向性限制气流 量，不影响返回气流的阻力，可独立调节每一侧肺吸气流量的可调节型限流器。

背景技术

单侧性肺疾病(unilateral lung disease，ULD)的病理特点是，仅一侧肺存在病变或以一侧 肺病变为主。常规通气方法对双肺施加以相同的压力，其流量分布取决于双侧的顺应性和气 道阻力的综合影响，有可能不能达到足够的气体交换，甚至可使气体交换情况恶化，并损伤 相对正常的一侧肺。分侧肺通气(differential lung ventilation，DLV)是一种对每一侧肺进行独 立通气或选择性地对一侧肺进行通气的技术。通常对于经放射诊断证实存在单侧或非对称性 肺疾病的患者，具备下列条件之一即可行DLV：①吸入高浓度氧和应用PEEP不能改善低氧 血症；②PEEP导致氧合情况恶化或分流加重；③健侧肺过度膨胀且/或患侧肺萎陷；④PEEP 导致循环状况明显恶化；⑤存在一侧难治性气胸或支气管胸膜漏。也有作者推荐，对于 PAO2/FiO2低于150的ULD患者，可行DLV。

目前常见的DLV技术有以下几种：①持续气道正压(CPAP)法：插入双腔气管插管(DLT)， 保留自主呼吸，对双侧肺分别施加不同水平的CPAP。但此法需要有足够的自主呼吸，对于 危重患者，因需应用镇静剂和肌松剂以利于插管和管理，使其应用受限。②分流装置法：用 一部呼吸机和一个分流装置施行分侧肺通气和分侧PEEP。此种分侧肺通气方案的缺点是：由 于回路构成复杂，因此容易漏气和脱落，且难以监测通气力学；回路中的阻力限流装置可形 成对呼气的阻力，可能导致PEEP增高，使健侧肺过度膨胀，造成压力损伤。③双呼吸机同 步分侧通气法：用两部呼吸机对双侧肺施行同步分侧通气。此种方法需用定制的定时电路使 两部呼吸机同步，目前只有部分昂贵的呼吸机具有这种功能，因而难以推广普及。④双呼吸 机非同步分侧通气法：用两部呼吸机对双侧肺施行非同步分侧通气。但由于双侧通气的不同 步，影响通气效果；也可能因为纵隔摆动影响循环，限制其应用。⑤其他方法：例如，常规 通气联合单侧高频通气法。该法将一条导管通过标准气管导管插入患侧支气管，在进行常规 通气支持的同时，对患侧肺施加高频喷射通气(high-frequency jet ventilation，HFJV)。此种方 法也需要应用两台呼吸机，HFJV难以调控通气量等通气的参数，且对通气管理的要求较高。

可见，现有的DLV技术尚存在许多难以克服的缺陷，导致此种通气技术在临床应用受 限，因此发展一种新的DLV解决方案对于ULD的通气支持意义重大。

参阅图1和图2，1912年Starling等施行了经典的starling resistor实验以研究流量限制现象 ^[47]。一段具有弹性的管道两端连接于两段硬质管道之间，密封于一个室中，室内压力p_e(见 图1)与上游压力(p_u)连通。通过外加的压力降p_u-p_d驱动流量为Q的流体通过此设备，流体 的雷诺数(Reynold number)为10²-10⁴。在硬质管道部分用瓣膜提供附加的上游和下游阻力， 以控制可塌陷管道上游和下游的压力(分别为p₁和p₂)。在无任何流量时(p_u＝p_d)，p_e增高 可产生对管壁的压缩应力，使其截面从圆形变为椭圆形(连接于硬质管道的两端形状不变)。 变形后的管道顺应性增高，因此p_e的轻微改变可导致管道截面积α的极大变化。进一步的压缩 导致相对的管壁相贴，初始时一点相贴，然后沿管道纵轴呈线状相贴(见图2)。一旦管壁相 贴，则管道顺应性降低，产生阻碍管道截面积减少的阻力。，若有流体被驱动通过starling resistor (p_u＞p_d，见图1)，则当p_e增高时，可塌陷管道的下游端(此处内压最低)首先收缩(见图2)。 之后，若增加沿管道的压力降p₁-p₂，上游跨壁压p₁-p_e不变，可导致“流量限制”，即流量Q的 最大值受限；若增加流量Q，p₂-p_e不变，则导致“压力降受限”，即p₁-p₂的最大值受限。然而， 现有技术中尚未见到上述原理的相关结构。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种简单易行、实施费用便宜、只用一台呼吸机、双侧 肺同步通气、可独立调节每一侧肺的吸气流量且不影响患者呼气的应用于分侧肺通气中的可 调节型限流器，该可调节型限流器能够显著地减小不同顺应性的双侧肺之间吸气流量的差异， 同时有效降低限流侧的气道开口压和肺内压。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种应用于分侧肺通气中的可调节型限流器，其包括前壳、可调距离的后壳和控制膜片， 在所述前壳上设有用于与呼吸机连通的气流入口，以及，在所述可调距离的后壳上设有与气 管连通的气流出口，以及，在所述控制膜片的中心设有圆孔；所述控制膜片设置在前壳内的 后端，所述可调距离的后壳装在前壳后端并可沿着所述前壳向前、后水平活动而使该可调距 离的后壳与控制膜片之间的距离可调节。

在所述前壳内有设有双槽，所述控制膜片是嵌合设置在所述前壳的后端。

所述可调距离的后壳是采用螺纹连接的方式安装在所述前壳后端。

所述前壳、可调距离的后壳均是由不锈钢材料制成。

所述圆孔包括大圆孔和小圆孔。

所述控制膜片为硅胶材料制成，其厚度为0.1mm-0.4mm。

所述控制膜片的厚度为0.3mm。

本发明由于采用了上述结构，故其具有如下的有益效果：

(1)本发明的限流器利用starling resistor的“流量限制”特性，使呼吸机的送气流量在一 定驱动压力范围内维持于某一固定水平，同时通过改变可调距离的后壳与控制膜片之间的距 离以提供不同的流量限制范围，满足实际的限流需要，实现不影响返回气流的阻力以提供不 同的流量限制范围。

(2)本发明的限流器和呼吸机之间的通气回路简单，因而性能可靠，潜在的故障率低， 可以低廉的成本实现对一侧肺的吸气流量限制，部分地实现DLV的目的。

(3)只用一台呼吸机而借助本发明的限流器可实现双侧肺同步通气，并可独立调节每一 侧肺的流量和相应的潮气量。

在结合附图阅读本发明的实施方式的详细描述后，本发明的特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1为现有的流量限制的原理示意图；

图2为图1所示的流量限制原理中关于跨壁压p-p_e和截面积α的关系的示意图；

图3为本发明的实施方式的结构图；

图4为本发明安装使用状态下的示意图。

其中：

呼吸机100、限流器200、流量头300、模拟肺400、前壳1、气流入口11、可调距离的后壳 2、气流出口21、控制膜片3、大圆孔32、小圆孔31。

具体实施方式

下面以一个实施方式对本发明作进一步详细的说明，但应当说明，本发明的保护范围不 仅仅限于此。

如图3至图4所示，一种应用于分侧肺通气中的可调节型限流器，该限流器200包括前 壳1、可调距离的后壳2和控制膜片3，在所述前壳1上设有用于与呼吸机100连通的气流入 口11，以及，在所述可调距离的后壳2上设有与气管连通的气流出口21，以及，在所述控制 膜片3的中心设有圆孔，其中，圆孔包括大圆孔32和小圆孔31；所述控制膜片3设置在前 壳1内的后端，所述可调距离的后壳2装在前壳1后端并可沿着所述前壳1向前、后水平活 动而使该可调距离的后壳2与控制膜片3之间的距离可调节，其中，可在所述前壳1内有设 有双槽，所述控制膜片3是嵌合设置在所述前壳1的后端，以及，可调距离的后壳2可采用 螺纹连接的方式安装在所述前壳1后端。所述前壳1、可调距离的后壳2均是由不锈钢材料 制成；控制膜片3为硅胶材料制成，其厚度为0.1mm-0.4mm，如控制膜片3的厚度为0.3mm。

本发明的基本工作原理为：当气流自前壳1上的气流入口11进入并通过控制膜片3上的大 圆孔32和小圆孔31时，控制膜片3向可调距离的后壳2方向塌陷，此时，控制膜片3与可调距离 的后壳2内壁之间的距离缩短。根据starling resistor原理，当此塌陷达到一定程度时，控制膜 片3与可调距离的后壳2之间的距离即维持于某一水平，因此可调距离的后壳2上的气流出口21 处的流量也随之被限制于某一水平，不再随送气压力的增高而增高。

在本发明中，可调距离的后壳2可以旋转方式调节其与控制膜片3之间的距离；控制膜片 3中心的大圆孔32和小圆孔31供气流通过，并防止控制膜片3与可调距离的后壳2完全粘贴；前 壳1上的气流入口供气流通过；可调距离的后壳2上的气流出口供气流通过。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域的技术人员可以在所附权利要求的 范围之内作出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在 本发明的保护范围之内。