CN1237915A - 人工换气系统以及控制二氧化碳再呼吸的方法 - Google Patents

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Abstract

一种提供辅助换气而可避免低血氧及低血二氧化碳的方法，其中由外部对病人提供辅助换气系统的预定无效空间。该方法也可在辅助换气期间用以产生正常血二氧化碳或中度高血二氧化碳而不引起低血氧。改进的装置具有一种改进的近侧端件及同轴过滤装置。

Description

人工换气系统以及 控制二氧化碳再 呼吸的方法
本发明的一个方面有关哺乳类供给气体及排除气体用的人工换气方法及系统，包含麻醉及对病人供给氧气时使用的方法及系统，特别关于可控制二氧化碳再呼吸的人工呼吸系统。本发明的另一方面有关用于呼吸回路的单分支吸气与呼气呼吸装置，其具有一或多根管形导管可卸地联结在一个共通接口，该接口选择性提供控制气体流量且可操作地联结到不同功能装置。
呼吸回路可用于导引来自例如麻醉机的吸入气体到病人，及导引呼出气体远离病人。气体通过两根或多根导管导通，通常在去除二氧化碳后至少部分呼出气体循环到病人。为便于说明现有技术及本发明，导引向病人的导管末端称为远端，而导管面对或联接到吸入气体源的末端称为近端。同理，在呼吸回路远端的嵌合件及端件，例如联结或导引到病人呼吸道装置(亦即气管内管，喉罩或面罩)的嵌合件及端件将称为远端嵌合件或端件，以及位于呼吸回路近端的嵌合件或端件将称为近端嵌合件及端件。有关呼吸系统及麻醉及换气技术的其它资料参见美国专利3,556,097，美国专利3,856,051，美国专利4,007,737，美国专利4,188,946，美国专利4,232,667，美国专利5,284,160,奥地利专利93,941,Dorsch,J.A．及Dorsch,S.E.，了解麻醉设备：构造，照护及并发病，Williams & Wilkins Co.，巴尔地摩(1974)(特别5-7章)及Andrews,J.J.“吸入麻醉输药系统”，Anesthesia第四版，Miller,Ronald,M.D.编辑，Churchill Livingstone公司，纽约(1986)(特别203-207页)。此处所述参考文献内文包含该引述参考文献内部引述的参考文献一并述于此以供参考。
Fukunaga的美国专利4,265,235叙述用于不同型呼吸系统的万用单分支装置，其提供多种优于现有系统的优点。Fukunaga系统使用可节省空间的同轴，或管套管设计提供吸入气体及移出呼出气体。通常内管近端联结到吸入新鲜气体源，而外管近端联结到通气口及/或二氧化碳吸收器(后者当用于循环式系统时至少部分通气到吸入气体源)。除了通过减少病人的管数而缩小联结到病人的呼吸装置尺寸外，Fukunaga系统有额外效果，例如可作人工鼻(因两股反向流在单分支装置内同轴，故呼出空气可温热并湿化吸入空气)。Fukunaga回路也比现有同轴系统安全，原因为内管远端未在远端嵌合件处联结到外管，故外管可相对于内管沿轴向方向延伸而不使内管近端由吸入气体源脱开联结；这种安全特点也可用来加大内管与外管远端间的无效空间，因此可调整病人呼吸已呼出的空气量。无效空间在此处定义为病人体外的呼吸回路部分，其在呼气结束时充满可在下一次呼吸时被吸入的呼出气体(通常在无效空间的呼出空气结合有由来源提供的氧气及/或其它气体)。
Fukunaga单分支装置的实施例在商业上由美国印第安那州诺伯维尔King Systems公司制造，商品名UNIVERSAL FTM。该装置包含一个近侧端件，其包括一中空T字形壳体，具有3个口：吸入气体口，呼出气体口，其与吸入气体口呈垂直夹角，及第三(“病人”)口。近侧端件联结到外管及同轴内管，其由近侧端件携运气体。外管为软性且为波纹形，由透明(或半透明)材料制成。外管近端密封地联结并粘合到近侧端件的病人口。暗色软性内管近端密封地联结并粘合到吸气口，延伸通过T字形壳体送出病人口外，及通过外管的大部分轴向长度。内管的暗色可使使用人看穿外管而决定内管联结是否适当。
外管内部直径比内管外部直径足够大，因此足够病人呼吸。外管远端密封地联结及粘合到形成远侧端件的环形壳体外部。远侧端件的环形壳体设计用来防止内管远端延伸超出外管远端之外。整个单元设计成单次使用后抛弃。
UNIVERSAL FTM装置提供优于现有双重管路及单分支麻醉回路及呼吸辅助装置的极大优点。但整个单元的制造需要若干复杂步骤且必须小心进行使内管与外管适当密封并在其近端粘合到近侧端件口；特别重要地，当内管携运吸入气体时，内管近端牢固联结到近侧端件，因为使用中联结脱离无法使足量氧气及/或麻醉气体到达病人，这是极不愿发生的。
Fukunaga的美国专利4,265,235教示这种单分支装置的管路及端件可彼此拆卸，实际上内管近端牢固粘合到吸气口，因为若单使用加压嵌合(或摩擦嵌合)，在使用中存在内管近端可能与吸气口联结脱离的危险。即使测知内管脱离，现有技术单分支装置的设计也不便于将内管再联结到近侧端件吸气口，因为内管近端需要经由病人口通过近侧端件全长才可到达并联结到吸气口。如此，目前使用的单分支装置通常包括具有一体联结的内管及外管的近侧端件。
由于供单次使用的设计，整个单分支装置包含远侧端件、近侧端件、内管及外管在单次使用后连同多个通常联结到病人鼻的装置一起抛弃，例如二氧化碳监视器(二氧化碳计)，温度及湿度监控装置及氧气监控装置，及感染控制装置(例如过滤器)。如此，除了需在病人鼻或远侧端件嵌合这些额外装置(或容纳装置的壳体)的不便外，单次使用后更换这些嵌合件、管件及装置费用昂贵，促成医疗废物不断增加，难以找到适当的废弃地点。前述专利所述系统均有类似的缺点。因此，需要改进的单分支装置及换气系统，其可降低成本及通过减少废物而有助于环保。也需要简化这种装置的构造及提高安全度、效果及可靠性。
呼吸系统通常对病人提供氧气，同时去除病人产生的二氧化碳。例如麻醉或监护时，对病人提供人工呼吸环境，医生将气体混合物提供给病人。除了提供氧气及多种气化麻醉剂给病人外，医生容许病人再呼吸若干呼出的气体。再呼吸单纯包含吸入已经被呼出的气体，包含二氧化碳。但病人辅助呼吸/换气需安全也需避免低血氧(亦即病人氧气不足)。因此，吸入气体通常系以足够高压力、朝汐容积、及呼吸速率提供(高度换气)来确保低血氧及肺膨胀不全(肺泡萎缩)。如此，对病人提供极高浓度氧来防止低血氧，但不幸的是经常出现异常二氧化碳浓度过低(亦即低血碳酸或低血二氧化碳)，二氧化碳不足可能对重要器官(亦即脑、心、内脏器官等)造成负面影响。但许多医生相信通过增加病人呼吸二氧化碳(例如增加再呼吸量)而增加病人动脉二氧化碳分压(PaCO2，亦称为动脉二氧化碳压力，常以毫米汞柱报告)可能引起低血氧。这样，认为辅助换气时，高血二氧化碳有害，因为其将伴随低血氧。再者，低血二氧化碳虽然有害，但认为比低血氧有害程度低。因此，仍需要一种改进的人工换气方法，其可控制或防止低血二氧化碳而不遭到活命器官组织灌流或氧合(亦即防止低血氧)的危害。
本发明的一个方面提供一种利用单分支装置对哺乳类提供气体及排出气体的改进的辅助或人工换气系统，另一方面中，提供一种防止低血二氧化碳及低血氧的人工换气方法。本发明的其它方面包含用于本发明的换气方法及系统的新颖及改进装置。
本发明的各种方面系关于发明人出乎意外地发现当连接到利用单分支装置例如UNIVERSAL FTM或“Bain”回路的呼吸回路中近侧端件吸气口的内呼吸管断开联结的担忧可借由本发明的新颖近侧端件构造消除，而便于使用由近侧端件口装卸的管件，而不是象现有系统那样作密封联结，仍然提供改进的功能、安全性、及效果。呼吸回路制法可通过去除密封地粘合内及外软性呼吸管近端到单分支近侧端件的吸气口及病人口的步骤而大为简化。本发明的新颖单分支近侧端件便于呼吸管装卸于近侧端件，结果获得更廉价、更安全的呼吸回路。新颖单分支近侧端件也可更有效设置及使用其它呼吸回路组件与结合单分支近端件的多功能接口。本发明的另一方面提供改进式同轴管装置，其亦容易装卸于新颖近侧端件。改进式同轴管装置具有内管与位于其近端的外管呈固定隔开同轴平行关系，因此需要单一步骤来联结两管到近侧端件。这可通过同轴内管及外管内部且位于近端的嵌合件达成，该嵌合件可使内管远端相对于外管远端作轴向运动。用在此处，同轴表示一管容纳在另一管内部，但两管中轴无需排齐。
本发明的各方面包括发明人出乎意外地发现可防止低血氧同时在呼吸回路产生期望的无效空间，因而增加呼出二氧化碳的再呼吸，如此可在人工换气期间维持动脉血二氧化碳浓度正常(亦即正常血二氧化碳)。更出人意外的是，发明人发现中度高血二氧化碳不会引起低血氧，可提供足量氧到病人；实际上，中度高血二氧化碳有利于病人(例如改善心血管氧利用率及组织氧合作用)。在本发明的再一方面中，通过于单分支装置呼吸管产生预定的无效空间(亦即在外管内，由介于外管远端与内管远端间的空间界定的容积)动脉血二氧化碳压力(PaCO2)可以按预期控制。无效空间容积可使用轴向方向可延长及压缩的波纹形管件调整(该波纹形管件不会反弹到原先长度但尽管弯折及/或轴向长度改变仍保持约略内部直径)；管件在其近端联结到近侧端件的病人口，其上方可有无效空间校准标记以测定及调整其中所含无效空间容积。
另一方面中，本发明包含可防止低血二氧化碳及低血氧的人工换气方法。该方法包括对哺乳类提供足够的人工换气(其中哺乳类自行吸气及呼气或以机器辅助吸气或呼气)以防止低血氧，同时许可哺乳类呼出气体的足量部分被再呼吸而使哺乳类的动脉二氧化碳压力介于约35毫米汞柱到约45毫米汞柱(亦即人类正常血二氧化碳)。另一方面中，哺乳类呼出气体被充份再呼吸而使动脉二氧化碳压力介于45毫米汞柱到约95毫米汞柱(亦即中等高血二氧化碳)。
本发明的另一方面包含一种改进单分支装置可用于提供前述人工换气方法。在优选实施例中，用于呼吸回路的单分支装置包含一外管及一内管，各自具有一个近端及一个远端。内管的外部直径小于外管的内部直径，其中外管在其远端工作地联结到可对哺乳类提供人工换气的嵌合件(例如气管内管或面罩)。内管至少部分设置在外管内部，及内管远端设置在外管内部且与外管直接流体连通。二管之一的近端联结到吸入气体输入(最好是内管)，及外管近端联结到废气出口。内管远端沿轴向方向设置距离外管远端一段预定距离而在外管的介于两管远端间形成无效空间。无效空间许可吸入(新鲜)气体与工作地联结到装置的病人呼出气体混合，因此病人再呼吸气体量与无效空间容积有关。这种无效空间可具预定容积并调整而提供正常血二氧化碳或中度高血二氧化碳，同时避免低血氧。优选实施例中，设置内管及外管其当工作地联结到哺乳类而提供呼吸时，病人体外的无效空间至少为10立方厘米，另一优选实施例中至少30立方厘米。为获得正常血二氧化碳，无效空间对小型哺乳类(婴儿)可低至10立方厘米而对较大型哺乳类(例如成人)可超过150立方厘米。
另一实施例中，内管长度固定且最好是暗色(或在远端具有暗色带)；外管长度经调整且由澄清(透明或半透明)材料制成。无效空间可通过轴向延长或收缩以改变外管远端与内管近端的轴向间距调整。外管可由波纹形管件段形成，例如FLEXITUBE，其可由压缩轴向构形沿轴向方向延长(反之亦然)可保有轴向长度(例如不会反弹，亦即手风琴状的打褶管件)。再者，FLEXITUBE弯折时可保有弯折曲率而管内部直径大体未缩小。(用于美国印第安纳州诺伯维尔King Systems公司出品的Ultra-Flex回路的适当波纹形管件可用于本发明)。通过外管可见内管，一个实施例中，无效空间容积可参照校准标记决定，该标记在外管上，沿内管近端排列。通过将生物污染过滤器置于内管及外管远端与单分支近侧端件的病人口之间，本发明可安全地延长近侧端件使用寿命超过一次。可用于本发明的若干实施例的适当现有技术生物污染过滤装置范例为King Systems出品的VIROBAC II Mini-Filter。同理，其它原先联结在远端嵌合件或病人嵌合件的其它接头及多种单次使用装置也可通过联结在生物污染过滤器近侧接口而可再度使用。因近侧端件的制造较为复杂，本发明通过再使用近侧端件及其它与其联结的装置，而可大大节省成本，同时减少环境(医疗)废物。
再另一方面中，本发明包含一种用于哺乳类提供呼吸及其它气体的系统。该系统包括第一呼吸导管，其具有一个近端及一个远端用于提供及排放来自哺乳类的呼吸气体，及一个接口，其包括一个工作地连接到第一呼吸导管近端的呼吸回路。生物污染过滤器在第一呼吸导管阻挡生物污染物与接口组件连通，同时充份输送吸气流及呼气流。
生物污染过滤器可位于第一呼吸导管近端内部，或作为分离可卸式组件。本发明的一个实施例中，提供一个套在一个内的同轴过滤器。过滤器装置包括一个内壳体在其两相对端具有开口；至少一个开口具有的内部直径等于呼吸导管内管的内部直径，故过滤装置可以同轴方式搭接呼吸导管内管。过滤装置内壳体内部直径扩大而形成一个腔室，腔室容纳具有预定直径的过滤器而允许足够的流量流过其中(亦即流动阻力与过滤器表面积呈反比)。内壳体容纳在外壳体内部且与外壳体呈隔开平行关系，外壳体形状与内壳体相同或类似但内部直径足够大而可使流体流过内壳体外壁与外壳体内壁间。单一圆盘形过滤器可容纳在内壳体内部且由内壳体腔室沿径向方向延伸到外壳体腔室，或呈环形过滤器可设置套在内壳体过滤器腔室的外部直径并延伸到外壳体腔室内壁。内及外过滤器壳体各自可由两个漏斗形组件组成，两个组件分别为前过滤壳体及后过滤壳体(彼此呈镜像)；两个组件可在其间放置一个过滤器到将形成的过滤器腔室中心而组装到一起。
优选实施例的接口包括T形壳体，具有吸入气体入口(吸气口)，呼出气体出口(呼气口)及第一呼吸口(病人口)。第一呼吸口可通过生物污染过滤器与引导到病人的第一呼吸导管作流体连通。近侧端件的吸气口联结到内部导管且与内部导管一体成形，该内部导管通过近侧端件壳体，故内部导管远端形成第二呼吸口，终止于第一呼吸口内部。第二呼吸口的直径比第一呼吸口小，故气体可流经第一呼吸口通过内管外壁与近侧端件壳体内壁间的空间。本发明的新颖近侧端件使同轴呼吸导管的内管易于与呼入气体源联结及脱开，因为通过新颖近侧端件壳体的内部导管可大为便于与吸气口作直接密封地流体连通。故可免除现有技术联结单分支装置内管到吸气口的困难，因而可避免制造过程中将软性呼吸内管密封地粘合到近侧端件吸气口。
注意在单分支换气装置的优选实施例中，内管由吸入气体源携运吸入气体，及外管携运呼出气体。一般而言，希望吸入气体流为层流，同时呼出气流需为涡流。涡流呼出气体流可由外管内壁与内管外壁间的环形形状所辅助，以及由内管远端送入无效空间的气体与呼出空气融合所辅助。再者，过滤呼出气体可增加外管涡流，产生正终端呼气压力(PEEP)效果，其可辅助维持病人呼吸道的正压(防止肺膨胀不全)。如此，本发明的实施例的一个套在一个内的过滤器装置在使用外管作为呼出气体导管时，可帮助在呼出气体中产生涡流。
在一个实施例中，第一呼吸导管包含一管，此处简称为外管，其具有第一(近)端及第二(远)端。外管的第一端通过过滤装置联结到第一呼吸口，而第二端或远端导向病人。第一及第二呼吸口通过一或多个生物过滤器终止在外管近端且与外管近端作流体连通。如此，介于病人与近侧端件间的第一呼吸导管包括一单管，其全长提供无效空间，或吸入与呼出气体的混合腔室。第一呼吸导管可由近侧端件拆卸供抛弃或消毒。使用这种系统可降低成本及减少浪费，因为只有呼吸导管设计供单次使用。另一优点为现有技术单分支装置如UNIVERSAL FTM的近侧端件在单次使用后不再抛弃而可成为接口的永久部件。
在发明的一个实施例中，呼吸导管包括外软管，其长度由多种长度预先选定而改变无效空间到预选定容积。另一实施例中，外管可沿轴向胀缩(亦即具有手风琴状摺子)，故可调整无效空间；无效空间可参照外管上的校准标记决定。摺状管上的校准标记当摺子折叠时隐藏，而当摺子打开时显露出。校准标记可为颜色带标记。
本发明的另一方面中，第一呼吸导管又包括一内软管沿轴向方向设置在外软管内部。内管近端通过生物污染过滤器联结到第二呼吸口，及内管远端终止在外管内侧。无效空间可通过调整外管远端与内管远端的轴向间距来调整。一个实施例中，软性内管近端及软性外管近端借刚性嵌合件固定成平行同轴关系，刚性嵌合件系由同轴刚性环形成，较小环置于较大环内部，而借由内环外部延伸到外环内部的刚性径向支柱而维持成固定间隔关系；一个实施例中，支柱未延伸到内环末端而可在末端套接软性导管。优选实施例中，嵌合件联结到过滤装置远端，在近端具有螺接或凸缘连接器而可牢固搭接第一及第二呼吸口并可简单地拆卸。优选实施例中，接口近端的内导管携运呼吸气体到第二呼吸口，接口的外导管携运由第一呼吸口进入的呼出气体。内管及外管具有预定长度而可提供预定无效空间，或外管可具有可变长度而可调整无效空间；透明外管的校准标记可与内管末端对齐以决定无效空间容积。
在近侧端件远端设置易接近的第一及第二呼吸口，可生物隔离第一呼吸导管，第一呼吸导管可仅包括联结到第一呼吸口的外管、或同轴外管及内管，其分别联结到第一及第二呼吸口。如此，单次使用后仅需抛弃(或再消毒)过滤器及第一呼吸导管。本发明的新颖接口可使多种监控装置包含在位于生物过滤器近端的接口中。多种容纳在可拆卸模块的装置可与接口重复利用，包含现有搭接在病人鼻且在单次使用后抛弃的装置。如此，本发明的新颖辅助换气系统可提供抛弃式单分支单次使用组件的简化构造，其可降低生产成本，同时减少单次使用后需更换的材料量。再者，包围在病人身旁的装置减少，使手术安全度增高(病人身旁较不拥挤故更方便手术介入且安全)。过滤后将监控装置插入呼吸系统近端允许以更简单的装置改进或监控病人呼吸。
因此，本发明提供一种较简单的人工换气系统，其比较现有技术系统更容易构造且廉价，使用上更容易、更安全、较廉价且又提供改进的特点。再者，本发明通过提供同时防止低血氧及低血二氧化碳的装置及方法而可进行更安全的人工换气。本发明的其它细节及优点通过参照附图及此处陈述的范例实施例的说明将更显而易见。
图1为利用单分支吸入及呼出气体导管的现有技术辅助换气系统的平面及部分剖面图；
图2为美国专利4,265,235详细叙述的Fukunaga单分支吸入及呼出气体导管及近侧端件的剖面图；
图3为本发明的新颖近侧端件的剖面透视图，其包含内部导管联结到第二呼吸口；
图4为根据本发明的具有选择性构造的辅助换气系统的分解平面图，该系统包含接口及病人呼吸导管；
图5为用于根据本发明的辅助换气系统如图4系统的可拆卸式病人同轴呼吸导管剖面图，该系统包含选择性近端伸长部；
图6示例说明用于根据本发明的辅助换气系统的同轴过滤装置实施例的透视部分剖面图；
图7为线图，示例说明无效空间容积，VD，与所导致病人动脉二氧化碳压力-PaCO2-变化间的关系，该图包含线性回归分析曲线，获得相关系数r为0.671，及PaCO2变化预测值等于2.621×VD的积加1.766；本图示例说明PaCO2变化可作为VD的函数可靠地预测(当VD为0到8毫升/千克病人体重，或立方厘米/千克)。
图8为线图，示例说明当VD在约0到8毫升/千克之间改变时PaCO2的独立情况，该图包含线性回归分析曲线，其在试验范围的两个变数间未显示显著的相关关系；
图9为线图，示例说明当PaCO2在0到25毫米汞柱之间变化时，PaCO2及PaO2的独立变化，该图包含线性回归分析曲线，具有关系系数r为0.153，如此显示PaCO2由0增到25毫米汞柱对并PaO2无显著影响；
图10为用于估计动脉血二氧化碳压力增加与再呼吸回路装置无效空间的关系的表；及
图11为使用现有技术双软管嵌合件通过过滤器联结到单一病人导管的辅助换气系统的平面图。
基本现有技术人工换气系统及单分支装置的简短说明有助于描述本发明。参照图1，示例说明利用单分支呼吸(吸入及呼出气体)导管的圆形回路人工换气系统的示意图。单分支呼吸导管1在出口2(在他处称为喷嘴或远侧端件)连接到病人气管内管或面罩。呼吸导管1系由外管4及内管5形成。方向箭头7显示流经系统的气流的优选方向；例如呼出空气通过介于内管5与外管4间的环形空间携运远离病人。吸入气体由气体源8通过单向阀9提供给内管5。内管5穿过近侧端件11壳体的壁；壳体11主要包括外管4的弯折，管5外壁可整体密封在该处。
二氧化碳吸收器13可用来由通过其中的呼出气体中去除二氧化碳，如此过滤后的气体与来自来源8的吸入新鲜气体结合。呼出气体由病人出口2通过外管4然后通过单向阀15循环或在通风口17排放。
参照图2示例说明诸如美国专利4,265,235详细叙述的Fukunaga单分支装置。该装置包括一个T形近侧端件20，远侧端件30，软性内管40及软性外管50。因内管40直径小于外管50直径，故介于其间形成环形空间41。外管50远端51联结到远侧端件30，具有装置31可防止内管40的远端42延伸超出远侧端件30。远端42不含端件30及外管50。
近侧端件20的T字形壳体包含吸气口22，呼气口24及病人口26。内管40在近端联结到吸气口22并通过近侧端件20流出病人口26之外。实际上，吸气口22距病人口26远方位置使其可满意地密封粘合内管40远端28的吸气口22，或选择地内管40的连续长度在吸气口22近端以及病人口26远端延伸到或接近外管50的远端51(内管50的作用系在交叉点密封或密封地粘合吸气口22)。同理，在制造期间粘合到吸气口后，欲降低内管20由吸气口22松脱的风险，外管50在近端52粘合到病人口26外壁29，及在近端51粘合到远侧端件30。
参照图3，示例说明新颖改进式近侧端件60，其具有多种出乎意外优于现有技术用在单分支装置的近侧端件的优点。近侧端件60并非类似图2的近侧端件20有三个口，近侧端件60具有四个口，可提供现有技术人工换气系统所不可能达成的优点及特点。近侧端件60包括刚性整体的T字形壳体，具有吸气口62，呼气口64，第一呼吸口66及第二呼吸口68。吸气口62具有由较宽直径近端63逐阶锥缩到较窄直径远端65，但锥缩可为平顺且连续或具有其它形状。具有近端71及远端72的内导管70密封地联结及粘结到位于嵌合件74处的呼吸口62。优选实施例中，内导管70的外部直径密封地粘结到吸气口62的远端65，因而合成一体。一体成形的环形壁75形成吸气口62远端65。第一呼吸口66及第二呼吸口68形成以轴线78为轴的同心口，优选其同心口位于垂直内部导管70轴线78的相同平面内。注意第二呼吸口68虽然在第一呼吸口66内部显示为轴向对中或同心，但相对于轴线78可偏心(但需要至少部分内部导管70也同样相对于轴线78偏心)。在一替代实施例中，内部导管70可由第一呼吸口66沿轴向方向略向外延伸而进一步便于管件联结到第二呼吸口68。选择性凸缘76可设置在第二呼吸口68及/或第一呼吸口66以啮合匹配搭接在呼吸口的可卸式管形嵌合件的螺纹或凸缘。若软管有待借加压嵌合或摩擦嵌合联结到第一及第二呼吸口，则壳体壁60必须充分刚性以许可薄膜密封联结。新颖近侧端件可由刚性塑料，例如典型用于人工换气系统的刚性附件的塑料制成。因新颖近侧端件设计用于多次使用，故也可由金属，如不锈钢制成。若端件为塑料(例如用在UNIVERSAL FTM近侧端件的)组成，则可透明、半透明或不透明。重要地，接近及位于口的近侧端件壳体壁需充分刚性而许可联结到导管如病人呼吸导管及联结到吸气及呼气口导管。
新颖单分支人工换气系统，包含新颖接口
参照图4，示例说明利用图3新颖近侧端件60辅助换气系统的分解平面图。图4实施例显示接口80的方块图。近侧端件60预期制造成与导引到病人的软性呼吸导管独立的组件并呈独立组件运送，而非如现有技术的单分支装置在制造过程中一体粘合到软性呼吸导管。因此，在单次使用后无需弃置或消毒，可连同其它功能装置81,82,83及84(在此处为简单起见以方块图示例说明)结合成单一单元如接口80，或可设置在接口80前方或后方。新颖近侧端件60的灵活性以方块图示例说明于接口80，且说明于选择性位置60A。虽然四个功能装置81-84结合于接口80，但可使用更多或更少个功能装置。功能装置可呈易装卸模块，故换气系统容易修改以满足使用人的要求。再者，不等数目的选择性功能装置如装置85,86,87,88及89可结合于系统内，位于近侧端件60或60A近端及远端。
图4实施例中，同轴呼吸导管100(容后详述)在其近端联结到功能装置85及86，其又联结到生物过滤器90(其另一实施例容后详述)。吸入及呼出气体需通过过滤器90，如此隔离接口80，并且其它联结在过滤器90近端的系统组件不受导管100导引的病人呼出气体污染(感染)。
一个实施例中，装置85及86包括氧气控制器(供空气稀释)及二氧化碳控制器(例如再呼吸分流孔)。贮藏袋(在病人转运及/或复苏期间有用)可联结在过滤器90远端或近端。装置81-84,87-89同样可进行控制及/或监测功能。例如可增加模块形式装置以便由氧气传感器监测氧及由空气稀释阀控制；二氧化碳可由二氧化碳计监测病由在呼吸分流孔控制；麻醉气体可由传感器监测及由麻醉机控制；及温度及湿度可由适当装置监测及由人工鼻控制。
新颖病人呼吸导管
参照图5，示例说明用于图3近侧端件的病人呼吸导管的替代实施例。呼吸导管100包含软性内管110及软性外管120，二管联结到近端嵌合件130。内管110及外管120在其近端联结到嵌合件130时保持隔开同轴关系。嵌合件130具有径向凸缘132，该凸缘可保持刚性内管134联结到刚性内管136但与外管隔开。螺纹或凸缘可选择性设置在内管134及/或外管136而可与第二呼吸口68及/或第一呼吸口66的凸缘或螺纹啮合，或可联结到过滤装置，过滤装置又联结到第二呼吸口68及/或第一呼吸口66。
软性外管120的远端122联结到刚性环形远端件124。软性内管110的远端112未沿轴向延伸超出远侧端件124或外管120的远端122。软性内管110的远端112可选择性地联结到远侧端件124或外管120的远端122，或可在外管120内部沿轴向方向自由运动。软性内管110远端112与软性外管120远端122间的间距介定一个无效空间138。呼吸导管100的一个实施例中，不等长度的软性内管110及/或软性外管120用以改变无效空间大小到预定容积。另一实施例中，外管120系由可调整长度的管件形成，故可借伸缩外管件轴向长度调整无效空间。外管件系由透明或半透明材料制成，校准标记包含在其上，而通过将内管110远端112与标记对准决定无效空间容积。
优选实施例中，软管110及120便于由嵌合件130装卸，软管120便于由远侧端件124装卸。一个实施例中，未使用软管110，故软管120全长构成无效空间。另一实施例中，管110及/或管120直接联结到接口，接口结合近侧端件60；生物过滤器位于近侧端件与管110及120之间。
新颖同轴过滤器
参照图6，说明新颖同轴过滤装置140的优选实施例，该过滤装置可用于单分支换气装置。过滤器140包含内壳体150及外壳体160。内壳体150系由联结到过滤器腔室156的两相对开口的管形导管152及154组成，腔室内含有第一过滤器或内过滤器158。外壳体160系由联结到过滤器腔室166两相对开口的管形导管162及164组成，过滤器腔室含有第二过滤器或外过滤器168。凸缘或螺纹可设置在管形导管末端153,155,163及165的一个或多个上，故过滤器可以轴向关系固定于其它管形嵌合件。优选实施例中，过滤装置140联结到近侧端件，如图3的近侧端件60，使内管形导管152密封地联结到第二呼吸口及外管形导管162密封地联结到第一呼吸口。优选实施例中，吸入气体通入管形导管152，通过过滤器158，并流出管形导管154进入呼吸导管，如图5示例说明的呼吸导管100而导引到病人。呼出气体由呼吸导管流出进入到介于外管形导管164与内管形导管154间的环形空间；然后呼出气体通过过滤器168，进入管形导管162，及进入近侧端件，及由近侧端件的呼气口流出，如图3近侧端件60的呼气口64。若有所需，前述气体流动模式可颠倒。
在替代实施例(未显示)中，过滤器158及168可共面，甚至由从外过滤器腔室内壁通过内过滤器腔室壁的单一过滤圆盘形成。在另一实施例中，内管性导管152可由管形导管162末端163沿轴向延伸；管形导管152延伸的足够长而到达且密封地联结于现有技术近侧端件的吸气口，其不含本发明的新颖近侧端件的内导管。同轴过滤器的优点为可使用单一过滤装置而非两个装置，运输使用及废弃时占据的空间较少。
参照图5，在分解图中示例说明选择性管形伸长部135，可联结到内管134的末端137。伸长部135，当联结到末端137时足够长可到达且密封地联结到现有技术近侧端件的吸气口，该吸气口缺乏本发明的新颖近侧端件的内导管。
优选实施例中，病人导管或呼吸导管包括直径为22毫米到28毫米，长度为100厘米到1.5米的软管。若内管与前述管并用，则直径(或D)优选介于11毫米到15毫米。使用单管呼吸导管时，22毫米直径适合成人使用，而15毫米直径适合小儿使用。当使用同轴导管时，以28毫米直径外管及15毫米内管为佳。管内无效空间容积，VD，系由如下关系式决定：
VD=II(D/2)2×L此处L为无效空间长度，及D为外导管直径。优选实施例中，近侧端件的第一(外)及第二(内)呼吸口具有内部直分别径约略等于外管及内管的内部直径。同理，在同轴过滤器两相对端的内导管及外导管具有的内部直径优选地分别约略等于外管及内管的内部直径；及近端嵌合件的内环及外环具有的内部直径允许地分别约略等于外管及内管的内部直径。
如此，发明人叙述一种新颖单分支人工换气系统，包含新颖病人导管，新颖同轴过滤器及新颖近侧端件，近侧端件可结合入新颖多功能接口。本发明的多种优点及特点对业界人士是显而易见的；以非限制性实例举例说明，新颖装置的制造上较为价廉；使用更容易；比较现有技术系统具有更宽广的使用及构造范围；这些新颖装置可减少医疗废物，因为再使用的组件较多；而又因病人端件需要的设备减少故使用更安全，可做更大监控。
可避免低血氧及低血二氧化碳的人工换气
本发明的单分支人工换气装置可理想地用于对病人提供人工换气，可避免低血氧同时安全地防止低血二氧化碳或甚至提供中度高血二氧化碳。出乎意外地发现，可于病人安全地诱生及/或维持正常二氧化碳浓度(正常血二氧化碳)或甚至中度高血二氧化碳而未引起低血氧，如由人类彻底研究资料验证，这些资料示例说明本惊人发现及说明单分支无效容积如何调整达成正常血二氧化碳或中度高血二氧化碳而未引起低血氧。
实验
传统使用大潮汐容积(VT＞10毫升/千克)及换气频率(f＞10-12呼吸/分钟)的人工换气过度方法无可避免地导致动脉血二氧化碳压力(PaCO2)显著降低，低血二氧化碳且经常伴随严重副作用。
低血二氧化碳的副作用包含：a)活命器官组织缺血/低血氧，原因为低血二氧化碳可减少脑、心肌及内脏血流，将氧解离曲线移向左，使氧气释放入组织变得困难；b)低血二氧化碳造成心输出量减少，因而减少氧气输送(亦即组织的氧供应量及利用率)；c)低血二氧化碳造成若干组织例如皮肤的严重血管收缩；d)低血二氧化碳引起血液及组织生物化学障碍；无氧代谢使血中乳酸浓度增高及血浆电解质(钠、钾、钙等)改变引起心律不整，代谢性酸中毒，抽搐等。
因此，研究麻醉期间换气装置无效空间(VD)对动脉血二氧化碳压力(PaCO2,“Pa”可与“Pa”互换使用)及氧压力(PaO2)的影响。经过核准及病人同意，共研究301位健康(ASA类别I)接受选择手术的成年病人(分成研究I共241位病人及研究II共60位病人)。以thiopental的睡眠剂量诱生麻醉；以1毫克/千克丁二酰基胆碱辅助气管内(ET)插管。使用传统的具有二氧化碳吸收的麻醉循环呼吸系统以60-70％氧化亚氮于氧中及0.5-1.0％halothane，或0.8-1.5％enflurane维持麻醉。视需要间歇给予pancuronium bromide达成手术中肌肉松驰。病人肺脏使用传统间歇正压换气模式(IPPV)以机械换气，IPPV的换气设定值如下。潮汐容积(VT=10毫升/千克)，换气频率(f=10-12呼吸/分钟)，及吸气/呼气比(I∶E比=1∶2)在研究中维持恒定。以Wright呼吸仪放置在ET管测定VT。使用电流式氧分析仪(Riken OX-160，日本)监测吸入的氧浓度分量(FiO2=0.3-0.4)。使用红外线二氧化碳分析仪(AIKA,RAS-41，日本)监测最终潮汐二氧化碳浓度。
使用传统换气模式(亦即不含无效空间，亦即病人体外无效空间小于10毫升)达成心肺稳定后，由挠动脉采集动脉血样并使用ABL2血液气体分析仪(Radiometer，哥本哈根)做即时血样分析进行对照测量。获得对照值后，随机由160,200,350,510及550(毫升)选取一或二个预定无效空间VD，并结合在呼吸回路同时维持相同人工换气设定值30分钟。随后，重复测量血中气体供比较及进行统计分析。研究I的241位病人结果摘述于表1(分成A组，60千克±17；B组，65千克±9；及C组，90千克±8)及研究II的60位病人结果摘述于图7-10。
表1显示使用不含装置无效空间的IPPV的传统人工换气模式无可避免地导致动脉二氧化碳压力(PaCO2)显著降低，亦即低血二氧化碳。A,B及C组的任一组病人增加无效空间，VD=160-200毫升，VD=350毫升，及VD=550毫升，显著增高PaCO2到正常血二氧化碳及中度高血二氧化碳浓度而PaO2大体未减低，亦即低血氧。研究II显示使用不等无效空间容积进行人工换气期间由60位病人(120个样品)所得血中气体资料的数学回归分析。如此，显示出呼吸回路的预定无效空间容积可显著控制PaCO2值，而人工换气期间未出现低血氧，如图7-10及表1示例说明。病人在麻醉期间及/或病人接受人工换气，例如在监护病房(ICU)期间维持正常血二氧化碳浓度极合所需且对病人有益。表1．含或不含装置无效空间(研究1)在人工换气期间得自241位麻醉病人(318个样品)的动脉血中气体资料
              无效空间容积(VD，毫升)
组别    病人数  体重(千克)A       172     60±17B       61      65±9C       8       90±13 0低血二氧化碳 160-200正常血二氧化碳 350中度高血二氧化碳 550中度高血二氧化碳
            组别  FiO2PaCO2    A     (0.3)(毫米汞柱)  B     (0.3)C     (0.3) 对照32±633±434±7 42±9* 46±11* 51±8*
PaCO2    A     (0.3)(毫米汞柱)  B     (0.3)C     (0.3) 169±40163±28178±125 164±22 212±116* 217±137*
平均值±标准差，*p＜0.05相对于对照(VD=0)；换气设定值：VT=10毫升/千克，f=10-12呼吸/分钟，I∶E比=1∶2
图7为线图，示例说明无效空间容积VD(以毫升/千克病人体重或立方厘米/千克体重测量)与所造成的病人动脉二氧化碳压力PaCO2变化(以毫米汞柱测量)间的关系，包含线性回归分析曲线，获得相关系数，r=0.671，及PaCO2变化预测值=2.621×VD的积加1.766，或以等式表示：
ΔPaCO2(毫米汞柱)=(2.621×VD(毫升/千克))+1.766这说明PaCO2的变化(Δ)可作为VD的函数可靠地预测(VD为0-8毫升/千克病人体重，或立方厘米/千克)。
图8为线图，示例说明当VD在约0到8毫升/千克间改变时PaCO2的独立性，包含线性回归分析曲线，其显示在测试范围内两种变数并无显著相关(r仅0.074)。这样，即使无效空间容积够大而增加PaCO2达15毫米汞柱(参见图7)，PaO2仍未显著下降。
图9为线图，示例说明当PaCO2在0到25毫米汞柱间改变时PaCO2及PaO2的变化的独立性，包含线性回归分析曲线，其具有相关系数，r=0.153，如此显示PaO2在0到25毫米汞柱间增加对PaO2并无显著影响。
图10的表系由图7研究II的线图所示资料获得。
如此，本发明的人工换气方法提供加大的病人体外无效空间容积，以诱使及/或维持正常血二氧化碳或中度高血二氧化碳同时避免低血氧。本发明绝非限于任何特定工作理论，相信病人呼吸系统存在的解剖无效空间包含例如由上呼吸道(例如鼻，口，喉腔)、气管及支气管树形成的无效空间至少被气管内管装置部分去除。如此，由解剖无效空间所得再呼吸量减少。再者，为防止现有技术的低血氧及肺膨胀不全，以高压、大潮汐容积及快速呼吸速率提供吸入氧气；如此导致换气过度及动脉二氧化碳浓度显著下降。
在优选实施例中，单分支病人呼吸导管的无效空间容积调整到至少10毫升(立方厘米)，或在替代实施例中调整到至少30毫升，并可调整到或超过150毫升。使用的单分支病人呼吸导管可为此处所述的任一种或其修改例。虽然使用此处所述装置对前述人工换气方法为优选，但预期增加二氧化碳不一定造成低血氧，只要供应足够的氧这一发现导致可使用其它装置提供人工换气而不造成低血二氧化碳或低血氧。例如，来自外侧来源的二氧化碳可与吸入气体合并，或使用双分支系统，其中供应额外的二氧化碳给病人。例如参照图11，示例说明Y字形嵌合件180，具有输入口182，通风口184及呼吸口186。嵌合件180的远端联结到过滤装置190。单向阀(未显示)位于口182及184近端以确保间歇正压换气。软管200的近端202连接到过滤装置190远端。如此，软管200的整体内部容积作为无效空间。软管200的长度及直径可经选择而获得预定无效空间。
如此，本发明的避免低血氧及低血二氧化碳的辅助换气方法，在某些例中可设置在旧型辅助换气系统中，同时仍具有单管供吸入气体及呼出气体的优点。管200及过滤装置190可密封地粘合，或为分开的容易装卸的组件。管200对预先选定的无效空间容积具有均匀直径的可变预定长度；管200具有轴向可调整长度，在两相对端具有校准标记，预先算出远端标记与近端标记间距而提供预定无效空间(一个实施例中，远端校准标记仅出现在包围的打褶软管件沿轴向延长时，当包围的打褶管件呈沿轴向压缩状态的折叠形时不可见)。
在优选实施例中，对哺乳类(例如人类)提供人工换气其足够防止低血氧，同时有足量部分哺乳类呼出气体被再呼吸，而使哺乳类的动脉二氧化碳压力维持在约35毫米汞柱到约95毫米汞柱；在另一实施例中，哺乳类的动脉二氧化碳浓度维持在约35毫米汞柱到约45毫米汞柱(亦即正常血二氧化碳)。
虽然已经在附图及前文说明中详细描述了本发明的实施例，但其应视为仅供举例说明，而绝非限制性。例如，虽然此处使用图形剖面的管，但预期可使用具有不同剖面形状的管形导管，同轴管的内管可或可未在外管内部沿轴向方向对中，或仅部分内管在外管内部沿轴向对中而其它部分则为偏心。也预期近侧端件可有多于两根导管通入其中，可联结到具有多于两个管腔的软呼吸导管。如此，需了解虽仅显示及叙述优选实施例，但意在本发明的精髓范围内的全部变化及修改均受到保护。

Claims (20)

1．一种可避免低血二氧化碳及低血氧的人工换气方法，包括下列步骤；
对哺乳类提供足以防止低血氧的人工换气，其中该哺乳类吸气及呼气，以及
使哺乳类呼出气体的足量部分被再呼吸，而使哺乳类的动脉二氧化碳压力维持在约35毫米汞柱到约95毫米汞柱。
2．如权利要求1的方法，其中该哺乳类的呼出气体被充分再呼吸，以使哺乳类的动脉二氧化碳压力为约35毫米汞柱到约45毫米汞柱。
3．一种用于呼吸回路的单分支装置，包括：
一外管，以及
一内管，所述外管及内管各自具有近端及远端，所述内管至少部分设置在所述外管内部，
所述内管远端设置在外管内部且与外管作直接流体连通，
二管之一的近端工作地联结到吸入气体入口，以及二管之一的近端工作地联结到废气出口，内管外部直径小于外管内部直径，其中所述外管在远端工作地联结到哺乳类气管内插管装置而对哺乳类提供人工换气，
所述内管远端沿轴向方向设置距外管远端一段预定距离，而在二管远端之间在外管内部形成无效空间，所述无效空间可使吸入气体与工作地联结到所述装置的哺乳类呼出的气体混合，
其中所述无效空间至少为10立方厘米。
4．如权利要求3的装置，其中所述内管具有固定长度，及所述外管长度可调整，其中所述无效空间可通过相对于内管远端，沿轴向延长或收缩外管调整。
5．如权利要求3的装置，其中当所述装置工作地联结到哺乳类而提供呼吸时，病人体外的无效空间至少为30立方厘米，包括在病人体外的插管装置部分所容纳的无效空间。
6．一种用于哺乳类的系统，对哺乳类提供呼吸气体及排放来自哺乳类的呼吸气体，包括：
一第一呼吸导管具有一个近端及一个远端可提供呼吸气体及排放来自哺乳类的呼吸气体，所述第一呼吸导管为软性，
接口装置包括工作地联结到第一呼吸导管近端的近侧端件，
防止所述第一呼吸导管内部的生物污染与接口装置连通的装置，防止生物污染的装置系工作地联结于第一呼吸导管近端或设置于第一呼吸导管近端内部，
所述近侧端件包括一个刚性壳体，所述壳体包括吸入气体入口，呼出气体出口及第一呼吸口，当呼吸导管工作地与接口联结时，所述第一呼吸口通过防止生物污染装置与第一呼吸导管作流体连通，
所述近侧端件还包括一个刚性外管及一个刚性内管，所述外管及内管各自具有第一端及第二端，内管至少部分设置在外管内部，
内管的第二端设置在外管内部，外管在第二端联结到第一呼吸口，以及
二管之一的第二端联结到呼吸气体入口，及二管之一的第一端联结到废气出口，内管的外部直径小于外管的内部直径，
其中，所述第一呼吸导管可由接口拆卸供废弃或消毒。
7．如权利要求6的装置，其中所述近侧端件又包括一个第二呼吸口，所述第二呼吸口的直径小于第一呼吸口的直径，及所述内管的第一端形成第二呼吸口，
所述系统又包括一个第二呼吸导管，其可由接口卸下供废弃或消毒，所述第二呼吸导管具有一个远端及一个近端，第二呼吸导管的直径比第一呼吸导管小，其中第二呼吸导管近端可通过防止生物污染装置设置成与第二呼吸口作工作地联结，
其中，当第二呼吸导管工作地联结到第二呼吸口及第一呼吸导管联结到第一呼吸口时，第二呼吸导管远端位于第一呼吸导管内部且与第一呼吸导管作流体连通。
8．如权利要求7的装置，其中当二导管工作地联结到接口时，在第一呼吸导管远端与第二呼吸导管远端之间形成无效空间，其中所述无效空间大小可使用不等长度的第二呼吸导管改变。
9．如权利要求7的装置，其中当二导管工作地联结到接口时，在第一呼吸导管远端与第二呼吸导管远端间形成无效空间，以及其中第一呼吸导管长度可延长，因此无效空间大小可通过延长第一呼吸导管改变。
10．如权利要求7的装置，其中所述接口还包括至少一个功能装置与第一呼吸口及第二呼吸口中的至少一个工作地联结，所述至少一个功能装置系选自呼吸监测模块及呼吸控制模块。
11．如权利要求7的装置，其中所述接口还包括至少一个功能装置与第一呼吸口及第二呼吸口中的至少一者工作连接，所述至少一个功能装置选自氧分析仪，二氧化碳计，压力计，二氧化碳浓度控制器，及氧浓度控制器及过滤装置。
12．一种用于单分支人工呼吸装置的端件，包括：
一个整体的壳体系由刚性材料构成，所述壳体包括第一口，第二口，第三口及第四口，
所述壳体又包括一外管及一内管，所述外管及内管各自具有第一端及第二端，内管设置在外管内部，内管的外部直径小于外管的内部直径，
外管的第二端联结到第一口，内管的第二端联结到第二口，第一口的直径大于第二口，第一口的开口界定第一平面，其中第二口的开口界定第二平面，第一平面及第二平面大体共面，其中第二口系由第一口包围，
内管第一端联结到第三口，其中进入第三口的流体仅能通过内管而由第二口流出，所述外管的第一端联结到第四口，第三及第四口在不同位置进入壳体内部，其中进入第四口的流体仅能通过介于外管内壁与内管外壁间的空间，并仅能通过第一口送出。
13．一种用于单分支人工呼吸装置用端件的嵌合件，例如一种端件包括一个整体的壳体系由刚性材料构成，所述壳体包括第一口，第二口，第三口及第四口，所述壳体又包括一外管及一内管，所述外管及内管各自具有第一端及第二端，内管系设置在外管内部，内管的外部直径小于外管的内部直径，外管的第二端联结到第一口，内管的第二端联结到第二口，第一口的直径大于第二口，第一口的开口界定第一平面，其中第二口的开口界定第二平面，第一平面及第二平面大体共面，其中第二口系由第一口包围，内管第一端联结到第三口，其中进入第三口的流体仅能通过内管而由第二口流出，所述外管的第一端联结到第四口，第三及第四口在不同位置进入壳体内部，其中进入第四口的流体仅能通过介于外管内壁与内管外壁间的空间，因此仅能通过第一口送出，所述嵌合件包括：
一个整体的壳体系由刚性材料制成，所述壳体包括一刚性外管及一刚性内管，所述外管及内管各自具有第一端及第二端，内管系位于外管内部，内管外部直径小于外管内部直径，所述壳体包括第五口，第六口，第七口及第八口，
所述外管第一端形成第五口，所述内管第一端形成第六口，第五口的开口界定第三平面，第六口的开口界定第四平面，第三平面与第四平面大体共面，
所述外管第二端形成第七口，所述内管第二端形成第八口，所述内管及外管利用介于内管及外管间的整体刚性间隔装置而保持成固定同轴隔开关系，其中所述内管及外管不交叉，其中所述第五口及第六口可工作地分别联结到第一口及第二口，及所述第七口及第八口可工作地联结到软性导管。
14．一种壳体，其作为单分支辅助换气装置的近侧端件，其可将两根个别导管结合成一同轴导管，所述壳体具有整体的构造且系由刚性材料制成，所述壳体构成具有第一直径的第一导管及具有第二直径的第二导管，所述第一直径系大于第二直径，其中所述第一导管通过形成第一口及第二口的壳体，以及其中所述第二导管交叉第一导管并通过第一导管壁，其中所述第二导管具有由第一导管包围的内部，第二导管构成在壳体外部的第三口，第一、第二及第三口分别由壳体不同位置流出壳体外部，其中所述第二导管内部终止在第一导管内部，改进部分包括：
一刚性内导管，具有第一端及第二端，所述内导管在第一端密封地联结到第二导管内部末端，内导管第二端形成第四口，第四口被第一口包围，第一口的开口界定第一平面，其中第四口的开口界定第二平面，其中第一平面及第二平面大体共面。
15．一种过滤装置，包括：
一个外壳体及一个内壳体，所述内壳体系容纳在外壳体内部，所述内壳体具有第一端及第二端及一个内过滤装置设置在两端间，所述外壳体具有第一端及第二端及设置在其间的外过滤装置，其中流体可在外壳体内部由外壳体第一端通到外壳体第二端，其中由内壳体第一端通到第二端的流体必须通过内过滤装置，外壳体充份大于内壳体而许可流体介于外壳体内部与内壳体外部间流动，由外壳体第一端流到第二端的流体必须通过外过滤器装置。
16．如权利要求15的装置，其中所述外壳体具有两个具第一直径的部分及一个具第二直径的部分，所述第二直径大于第一直径，其中所述第二直径部分设置在两个第一直径部分间，其中所述外过滤器装置系设置在第二直径部分内，及其中所述内壳体具有两个具第三直径部分及一个具第四直径部分，所述第四直径大于第三直径，其中所述第四直径部分设置在两个第三直径部分间，其中所述内过滤器装置设置在第四直径部分内，其中所述第一直径大于第三直径及第二直径大于第四直径，其中所述内壳体沿轴向方向设置在外壳体内，故第四直径部分沿轴向方向排齐并设置在第二直径部分内部。
17．一种用于辅助换气系统的套件组，包括：
软性管件，所述软性管件的内容积大于10毫升，并具有一个近端及一个远端，所述近端可工作地联结到吸入气体源，及所述远端可工作地联结到病人而提供吸入与呼出气体导管；
一个过滤器装置，其可工作地联结到软性管件近端，其中介于软性管件与吸入气体源间的流体连通经过过滤器装置；
其中所述软性管件及过滤器装置可不粘合连接供单次使用，及随后再拆卸开，一个近侧端件包括整体的壳体系由刚性材料制成，所述壳体包括第一口，第二口，第三口及第四口；所述壳体又包括一外管及一内管，所述外管及内管各自具有第一端及第二端，所述内管设置在外管内部，内管具有比外管内部直径更小的外部直径，外管在第二端联结到第一口，内管的第二端在第二端联结到第二口，第一口的直径大于第二口，第一口具有界定第一平面的开口，其中所述第二口具有界定第二平面的开口，第一平面及第二平面大体共面，其中所述第二口由第一口环绕，内管第一端联结到第三口，其中进入第三口的流体仅能通过内管并由第二口送出，外管第一端联结到第四口，第三口及第四口在不同位置进入壳体内部，其中进入第四口的流体仅能通过介于外管内壁与内管外壁间的空间并仅能通过第一口送出，其中：
所述软管近端可通过过滤器装置工作地联结到第一口。
18．一种用于辅助换气系统的呼吸导管，包括：
一外软管，所述外管具有一个近端及一个远端，及校准装置；其中所述近端系设置成与吸入气体源作流体连通，及所述远端系设置成与病人作流体连通以提供吸入及呼出病人气体导管，至少部份外管在病人体外形成无效空间，其中所述校准装置可确定无效空间大小。
19．权利要求18的呼吸导管，其中所述呼吸导管又包括：
一内管，所述内管直径比外管更小且至少部份沿轴向方向设置在外管内部，所述内管具有一个近端及一个远端，远端沿轴向设置在外管内部，以及其中所述外管系由充份透明而可检视内管远端的材料制成，其中导管内部无效空间可由内管远端与校准装置对齐来确定。
20．如权利要求19的呼吸导管，其又包括：
一个近端嵌合件，所述嵌合件系由刚性材料制成，及包括一内导管及一外导管借间隔装置维持成固定同轴隔开关系，其中所述内导管系工作地联结到内管近端，及所述外导管系工作地联结到外管近端。
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