医用呼吸面罩制造技术

本发明专利技术涉及一种医用呼吸面罩，其包括具有环绕使用者鼻部和口部适配的开口的主气室，这个主气室的表面安装有若干半渗透膜，且该主气室表面连接有柔性气囊。使用时，本发明专利技术能够提升吸入气体的二氧化碳张力和/或影响使用者的呼吸深度和呼吸频率。本发明专利技术的一个目的是通过消除常见于慢性换气过度患者的代偿性代谢酸血症使使用者体内的血气参数（包括pH值、二氧化碳张力和碳酸氢盐浓度等）正常化和/或恢复正常的呼吸方式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】医用呼吸面罩
技术介绍
在各种常见医学病症中(包括焦虑恐慌、哮喘、呼吸困难以及某些心脏问题)，经常发现患者体内ニ氧化碳张カ较低。将这种状况称作低碳酸血症，而且在几乎所有病例中其都是由过度换气引起的，过度换气是指平均呼吸超过代谢需要量，这可能起初是由精神或躯体紧张引发的反应。过度换气呼吸方式可以具有这样的特征，轻度慢性过度呼吸，在过度呼吸和换气不足之间来回变换，或者基本正常的呼吸频率间杂有频繁叹气和/或深呼吸。在换气量突然増加的情况下，最严重的后果之ー是动脉血ニ氧化碳张カ几乎瞬间下降，随后迅速引发血液PH值上升(碱毒症)，这又反过来影响流向大脑的血液流量、传送至 细胞的氧、神经系统的应激性、平滑肌张カ以及其它生理參数。另外，体内ニ氧化碳张カ变化本身会改变人体化学缓冲能力。如果低碳酸血症持续数日或数周，肾脏会逐渐代偿pH值上升。这个过程被称作代偿性代谢酸毒症，井部分地(很少完全地)恢复正常的血液PH值。然而，许多其它的參数包括动脉血ニ氧化碳张力、碳酸氢盐浓度和其它离子浓度将保持在非正常水平。长期的过度换气还可能产生自我維持作用。正常情形下，由过度换气引起的碱毒症将会減少化学感受器输出信号，借此减弱换气，也即，限制过度换气。然而，这种生理“阻碍”被在长期(数日或数周)过度换气中形成的代偿性代谢酸血症所削弱。这有可能导致过度换气发展为自我維持。此外，已经提出了这样的理论，即过度换气和低碳酸血症可能起因于化学感受器和大脑呼吸中枢增强的ニ氧化碳敏感性，这可能是由于长期过度换气引起体内平衡变化的結果。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过提升吸入气体中的ニ氧化碳张カ及/或通过影响呼吸深度和频率来帮助恢复患者体内健康的生理參数(尤其包括PH值、ニ氧化碳张力、碳酸氢盐和其它尚子浓度等)。这种手段的效果为会逐渐抵消代偿性代谢酸血症(借此对过度换气恢复正常的CO2阻碍”)，并且可能降低人体ニ氧化碳敏感性。无论出于何种原因，若需要，本专利技术可以用来提升体内ニ氧化碳张カ至正常水平以上。同样地，若需要，本专利技术可以用来降低血液pH值至正常水平以下。另外，若需要，本专利技术可以用来使呼吸深度和/或频率往正常水平变化。在一个实施例中，本专利技术是呼吸面罩的形式，其被配置为围绕使用者的鼻部和ロ部紧密适配，且该呼吸面罩允许佩戴者通过位于面罩鼻部/ ロ部围合部分(主气室)表面的许多半滲透膜呼吸。半滲透膜是指对穿过它的气流施加阻力的材料或膜，和/或使ー种气体组分(例如，氧气、ニ氧化碳、水、氮气等)比其它气体组分更快通过的材料。在这个实施例中，主气室进一歩与可膨胀袋体(柔性气囊)连接，这表示该袋体能够根据内部压力水平膨胀和收缩。这个袋体可以由弾性材料或非弾性材料制成。在本专利技术的一个实施例中，主气室的表面配有附加开ロ(新鮮空气阀)，该附加开ロ提供在主气室和周围大气之间额外的气体输送模式。在本专利技术的一个实施例中，面罩的ー个或多个开ロ配有可以是任何类型的可调节阀(例如球阀或蝶阀)，借此例如允许面罩使用者或其他人改变主气室和大气之间的空气流量，以及主气室和柔性气囊之间的空气流量。通过调整在主气室和周边大气之间的阀门(新鮮空气阀)的流通直径，可以调整进入面罩(“面罩”是指装置的总体，包括柔性气囊和主气室)的新鲜空气的流量，以及自面罩至大气的呼出气体的流量。在这个开ロ处的流通直径的减小将意味着呼入气体的成分更富含之前的呼出气体而较缺乏新鲜空气，从而使呼入气体的ニ氧化碳含量更多而氧含量较少。通过调整在主气室和柔性气囊之间的阀门(即袋阀)的流通直径，可以影响主气室 内部压カ波动的幅度，这样，袋阀处的小流通直径将会在主气室内产生大于由在该袋阀处的较大流通直径引起的压カ波动。换句话说，在该袋阀处的流通直径越大，在主气室内就会有更好的压カ缓冲(和更稳定的气压)。这个面罩实施例的实验已经表明通过降低袋阀的流通直径，会提升每次呼吸的潮流气量(即更深的呼吸)，而延长两次呼吸之间的时长(即较低的呼吸频率)。另外，通过调整袋阀的流通直径能够调整再呼吸呼出的ニ氧化碳的量。在本专利技术这个实施例的实验中，发现以这样的方式调整所述阀是可能的，即呼入气体中的平均ニ氧化碳浓度大概为2%，而呼入气体中的平均氧浓度大概为17%。处于这样的ニ氧化碳浓度和氧浓度值时，使用者未经历副作用或不舒服(进ー步实验数据，请參见以下“例子”部分。)在本专利技术的一个实施例中，所述阀是自调节的，其根据(例如)穿过它们的流量和/或在阀任ー侧的压力水平自动地调节流通直径，ー种这类阀的可能类型是单向片阀或止回阀。在本专利技术的一个实施例中，将柔性气囊直接安装到主气室上，在这两个气囊之间没有管子或其它收缩。在本专利技术的一个实施例中，半滲透膜本质上可以是有气孔的，而在其它实施例中它们本质上可以是无气孔的。在为气孔膜及气孔材料的情况下，通过这些膜的ニ氧化碳扩散率将低于穿过同样的膜的氧气扩散率(符合格雷厄姆扩散定律)，这实际上使得ニ氧化碳扩散出面罩比氧气扩散进面罩内更难，由此使得当面罩容积内ニ氧化碳浓度给定时的相对较大的氧气浓度是可能的。在本专利技术的一个实施例中，一种或多种半渗透膜是疏水性的，这表示液态水不会被吸收或输送进入这些材料内。这样，这些膜的滲透性将保持相对不受面罩容积内气态水或凝结水存在的影响。在本专利技术的一个实施例中，可以通过改变位于面罩表面的开ロ膜面积调整面罩容积和周围大气之间的空气流量。这可以例如使用安装到这些膜上的小的可调节节流门完成，以便可以封闭可变面积的膜从而没有气流能够通过这个区域。在本专利技术的一个实施例中，面罩和周围大气之间的连通件(膜和/或阀)受限于它们能够被使用者关闭多少，以使氧含量不会降到规定的最小值以下。可以将这个最小值设定为氧浓度介于0%到21%之间。在本专利技术的一个实施例中，面罩包括可调带(可以是弹性材料的)，该可调带可环绕脖颈后面和/或头部后面固定，以使面罩围绕使用者鼻部和ロ部紧密适配。在本专利技术的一个实施例中，面罩安装有围绕鼻部/ ロ部包围孔(主开ロ)边缘的柔软的和/或柔韧的环圈或环状物，这样ー来面罩就更加紧密地环绕使用者的鼻部和ロ部适配，由此引导整个气流通过位于面罩前侧(距离使用者面部最远的那侧)的表面上的多个开□。在本专利技术的一个实施例中，可以移除面罩的柔性气囊，这有助于主气室和/或柔性气囊的清洁，并允许将不同尺寸的柔性气囊安装到主气室上。 在本专利技术的一个实施例中，通过在不同尺寸和/或在不同材料的柔性气囊之间转换，可以调整压カ缓冲水平以及再呼吸的空气量。在本专利技术的一个实施例中，主气室和/或柔性气囊安装有额外的可调节阀或不可调节阀，这样做的主要目的是允许将凝结水从面罩排走。在本专利技术的一个实施例中，吸水材料可以被固定在主气室或柔性气囊或其两者内侦牝以及从主气室或柔性气囊或其两者内侧移除，借此允许液态水或气态水自面罩容积被去除。在这个实施例中，例如当该吸水材料完全吸满水时，更换该吸水材料是可能的。扩展本专利技术，可以在主气室或柔性气囊内安装气体传感器或气体采样管，允许例如在显示器或屏幕上监测面罩内的气体浓度和压力水平。还可以将这个气体传感器作为独立的部分或者作为面罩的整体组成部分与警报器连接。当面罩内的气体浓度达到某个最小值或最大值时，警报器能够向使用者发出警告。这种气体传感器还能够与计算机连接，用以收集记录数据井/或向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.10.14 DK 2009011221.ー种主要用于调节吸入气体的ニ氧化碳浓度及呼吸深度和呼吸频率的呼吸面罩，该呼吸面罩包括下述的结合 -由任何材料制成的主气室，以及在该主气室上的主开ロ，使用者可通过所述主开ロ呼吸； -在该主气室表面上的、将该主气室和周围大气隔开的至少ー个半渗透膜； -由任何材料制成的、与该主气室流体连通的至少ー个柔性气囊，该柔性气囊具有能够根据所述柔性气囊内部的气体质量膨胀和收缩的容积。2.根据权利要求I所述的呼吸面罩，其特征在于，其包括在所述主气室和所述周围大气之间的至少ー个附加开ロ，该开ロ包含任何类型的ー个或多个可调节阀，该阀能够改变通过该开ロ的气流流量。3.根据权利要求I或2所述的呼吸面罩，其特征在于，所述主气室和所述柔性气囊之间流体连通的大小是可调节的，优选通过使用可调节阀实现。4.根据前述权利要求之一所述的呼吸面罩，其特征在于，ー个或多个所述阀以这样的方式制造，该阀不可调节以便完全封堵通过该阀的气流。5.根据前述权利要求之一所述的呼吸面罩，其特征在于，一个或多个所述半滲透膜由疏水性材料制成。6.根据前述权利要求之一所述的呼吸面罩，其特征在于，通过使用非滲透性屏蔽物遮挡所述半滲透膜的可变部分能够改变该半渗透膜表面区域上的透气部分，该屏蔽物是该呼吸面罩的ー...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·乔汉森，
申请(专利权)人：拜伦凯尔有限责任公司，
类型：发明
国别省市：