[0003] 本公开关于用于输送医用气体的导管。更特别地，尽管不是唯一地，本公开关于一种用于呼吸辅助系统的呼吸回路或外科吹入系统的吹入回路中的导管，该导管包含水分子可渗透的透气材料。

[0004] 已表明，对于接收呼吸辅助的患者而言，当由呼吸辅助系统供应给患者的呼吸气体的温度和湿度模仿在健康肺部中自然发生的水平(通常为约37℃和100％的相对湿度)时，存在临床益处。因此，呼吸气体可以被加热和加湿以改善患者舒适度和康复。

[0005] 类似地，加热和加湿由外科吹入系统供应给患者的腹腔或腹膜腔的吹入气体(例如，在腹腔镜手术中)存在临床益处。吹入气体可以从储存在室温(例如，在约19摄氏度与21摄氏度之间)下且相对湿度接近0％的气体瓶供应。加热和加湿吹入气体可以减少细胞损伤或干燥，限制黏连的形成，或减少其他有害的影响。

[0006] 在医用气体系统(例如，呼吸辅助系统或外科吹入系统)中，医用气体(分别为呼吸气体或吹入气体)可以通过导管输送到患者和从患者输送出去。导管具有管壁，该管壁限定用于使医用气体通过的管腔。管壁的外表面通常暴露于在导管外表面周围的环境空气中。环境空气通常所处的温度和湿度相对地低于管腔内加热和加湿的医用气体流。在医院环境中，例如，环境空气的温度和湿度中的一个或多个通常由医院暖通空调(HVAC)系统调节以实现舒适度和空气质量。在其他环境(比如，患者的家)中，环境空气的温度和湿度中的一个或多个可以进行调节或者不进行调节。环境空气的温度和湿度可以在一天和四季中大幅度波动，特别是如果它们未进行调节。

[0007] 医用气体与环境空气之间的温差使得加热和加湿的医用气体在它们沿着导管的长度通过时被冷却。如果医用气体的温度下降到露点以下，则医用气体流中的水蒸汽将凝结成液态小水滴。

[0008] 冷凝物也可能在导管的上游和下游形成。例如，在呼吸辅助系统中，由呼气导管输送到通气机或麻醉机的呼吸气体的高湿度可能引起冷凝物形成在通气机或麻醉机内。冷凝物可能积聚在通气机或麻醉机内的过滤器中或流量感测器上。

[0009] 冷凝物和其他液体可以从其他源(例如，雾化器、Y型件、导管安装件、患者接合部、患者等中的一个或多个)引流到导管中的一个或多个中。

[0010] 在医用气体系统的导管或其他部件中积聚的冷凝物或其他液体可能引起各种问题，比如以下各者中的一者或多者：

[0011] ·错误的感测器读数；

[0012] ·过滤器的饱和；

[0013] ·警报(例如，听觉的和视觉的)；

[0014] ·对流量源或其部件(例如，流量感测器)的损坏；

[0015] ·对定期排水的需要，这可能中断手术或治疗；以及

[0016] ·流动路径的堵塞。

[0198] 系统概述

[0199] 本技术关于在各种不同的医用气体系统(例如，呼吸辅助系统和外科吹入系统)中具有特定应用的医用气体导管，其一些示例在下文进行了描述。

[0200] 呼吸辅助系统

[0201] 参考图1，示出了用于提供无创通气(NIV)治疗的第一示例呼吸辅助系统100的局部剖切图。呼吸辅助系统100具有气体源102、加湿器供应导管104、加湿器106、吸气导管108、Y型件110、患者接合部112和呼气导管114。

[0202] 在所展示的示例中，气体源102可以是具有压力发生器116(比如，鼓风机)的房间引气通气机。压力发生器116通过气体入口118将环境空气吸取到气体源102中并将其加压到高于环境压力，以产生呼吸气体供给。环境空气可以用其他气体进行补充，比如补充氧气(未示出)。

[0203] 气体源102可以具有控制压力发生器116的操作的气体源控制器120。控制可以基于从用户界面122和一个或多个感测器(未示出)中的一个或多个接收到的输入。

[0204] 在其他示例中，气体源102可以具有正排量泵(比如，波纹管泵)，或者可以从远端源(即，非房间引气通气机)接收呼吸气体。例如，气体源控制器120可以通过控制比例电磁阀来控制递送到患者的呼吸气体的压力。

[0205] 机械通气可以从提供补充压力和流量以协助自主呼吸患者(“呼吸支持”)变化到完全控制每次呼吸(“生命维持”)。

[0206] 对于成人患者而言，呼吸气体可以以高达120升/分钟(l/min)的流速(例如，在约30l/min至80l/min的范围内)递送到患者和返回到气体源(例如，通气机)。呼吸气体可以在最高约6千帕(kPa)(约60cmH2O)的压力下递送到患者和返回到气体源(例如，通气机)。

[0207] 对于新生儿或儿科患者而言，呼吸气体可以以在约0.5l/min与60l/min之间的流速递送到患者和返回到气体源。精确的流速可以取决于治疗和患者的体重。呼吸气体可以在最高约6kPa(约60cmH2O)的压力下递送到患者和返回到气体源。

[0208] 呼吸辅助系统的部件(例如，导管)可以进行测试并标明用于更高压力，例如8kPa(约80cmH2O)。

[0209] 接收机械通气的患者可以连接至呼吸辅助系统超过24小时，并且取决于患者的状况这种连接甚至持续数月或永久地连接。

[0210] 在另一个示例中，气体源102可以是麻醉机。对于麻醉应用，呼吸辅助系统可以将呼吸气体和麻醉剂的混合物递送到患者，例如以使患者镇静并使其失去意识以进行手术。麻醉气体混合物可以以最高约20l/min或者对于某些“低流量”应用最高约10l/min的流速递送到患者。麻醉气体混合物可以在高达大约6kPa的压力下递送。但压力典型地低于机械通气的压力。麻醉机可以包括再呼吸系统，该再呼吸系统经由吸气导管将气体递送到患者并经由呼气导管将呼出的气体返回到麻醉机。麻醉机和呼吸回路通常形成闭环以防止麻醉剂泄漏到周围环境中。患者将通常不需要连接至麻醉机超过24小时。大多数接收麻醉剂的患者将连接至呼吸回路远少于24小时。接收麻醉剂的患者可以在麻醉的持续时间内由麻醉师持续监视。

[0211] 气体源102经由气体源出口124和加湿器供应导管104将呼吸气体供应给加湿器106。在所展示的示例中，加湿器106可以是主动型(加热)掠过式加湿器。加湿室126可以位于室加热器128的顶部，或以其他方式与室加热器128进行热接触。加湿室126可以与室加热器128可移除地接合。加湿室126内一体积的水被加热以使水汽化到加湿室126的顶端空间中。在加湿室126的入口处从加湿器供应导管104接收呼吸气体。呼吸气体可以穿过加湿室
126的顶端空间，吸收水蒸汽，到达加湿室126的出口。

[0212] 室加热器128可以由加湿器控制器130基于来自用户界面132和一个或多个感测器中的一个或多个的输入进行控制，以实现呼吸气体的加热和加湿中的一者或多者的期望水平。

[0213] 在一些示例中，加湿室126可以具有浮阀(未示出)以从无菌水袋(未示出)自动地重新装满水储器。例如，加湿器106可以是可从纽西兰奥克兰市的Fisher&Paykel TM TM TM TMHealthcare Limited获得的F&P 810 、820 、850 或950 加热型加湿器。加湿室126可以包括用于与无菌水袋流体联接的给水管和水钉(未示出)。

[0214] 加湿器106的加湿器控制器130可以控制室加热器128的温度。可以控制室加热器128，使得加湿的呼吸气体在或接近预定的温度和湿度下由患者接收。在患者接收有创通气的情况下，患者上气道被绕过，并且呼吸气体可以在约37℃的温度和约100％的相对湿度下递送到患者。在患者接收无创通气的情况下，呼吸气体可以在约31℃的温度和70％的相对湿度下递送到患者的上气道。呼吸气体可以由患者上气道进一步加热和加湿，以在约37℃的温度和约100％的相对湿度下到达患者肺部。

[0215] 呼吸气体的期望的温度和湿度中的一个或多个可以是可使用用户界面132调整的。替代性地或附加地，加湿器106和气体源102可以彼此电子通信，借此可以从气体源102观察和/或调整加湿器106的设定，或反之亦然。加湿器控制器130可以从一个或多个感测器接收信号，以便提供对呼吸气体的温度和湿度中的一个或多个的开环或闭环控制。

[0216] 在其他示例中，加湿器106可以是被动型(非加热)掠过式加湿器(Passover type humidifier)、热湿交换器(HME)、雾化加湿器、或者将连续或定期控制的加湿液体流供应给加热元件以进行瞬时或近乎瞬时汽化的加湿器。

[0217] 图1的呼吸辅助系统100将气体源102和加湿器106展示为单独的装置。在其他示例中，气体源102和加湿器106可以彼此整体形成。在此类示例中，加湿器供应导管104可以是或包括整体形成式装置的壳体内的内部管道。气体源控制器120和加湿器控制器130的功能可以由单个控制器或分散式控制系统执行。类似地，用户界面122和用户界面132可以替换为单个用户界面，该单个用户界面可以接收用于控制压力发生器116和室加热器128两者的输入。

[0218] 仍然参考图1的示例呼吸辅助系统100，呼吸气体通过柔性吸气导管108从加湿器106朝向患者输送。在一些示例中，吸气导管108可以具有约1.0米(m)至约2.5m的长度。在一些示例中，吸气导管108可以具有约1.5m至1.8m的长度，例如约1.6m或1.8m。在一些示例中，例如对于麻醉应用，吸气导管108可以具有约2.2m至2.6m的长度，例如约2.4m。

[0219] 吸气导管108可以是波纹状的。在一些示例中，例如对于成人患者而言，波纹状的吸气导管108的最大外直径(即，吸气导管108的当在波纹的峰处测量外表面时的直径)可以为约20毫米(mm)至30mm、或约23mm至25mm，例如约24mm。在其他示例中，例如，对于新生儿或儿科患者而言，最大外直径可以为约10mm至20mm、或约14mm至16mm，例如约15mm。吸气导管108还可以具有波纹状的内表面。在其他示例中，吸气导管108可以具有基本上光滑(例如，非波纹状)的内表面。

[0220] 吸气导管108可以具有加热丝134(为清晰起见，仅部分地展示)。例如，加热丝134可以围绕管壁的外部包裹、嵌入于管壁内或位于吸气导管108的管腔中。加热丝134可以由加湿器106供电。加热丝134可以由加湿器控制器130控制，以缓解呼吸气体在它们沿着吸气导管108的长度通过时的热损失。在一些示例中，加热丝134可以在呼吸气体沿着吸气导管108的长度通过时维持或在一些情况下增加呼吸气体的温度。

[0221] 在一些示例中，吸气导管108可以具有由以螺旋方式缠绕在管腔周围的两个或更多个部件构成的复合结构。第一螺旋缠绕的部件可以是长形中空体，并且第二螺旋缠绕的部件可以是长形结构部件。第一和第二螺旋缠绕的部件可以以双螺旋配置缠绕。加热和/或感测导线可以嵌入于长形结构部件中。吸气导管108可以具有与印刷电路板(PCB)的连接器。加热和/或感测导线可以连接至PCB。在美国专利公开号2015/0306333、2017/0100556、2019/0076620和2022/0355059中公开了此类导管的进一步设计和制造细节，这些专利公开全部都转让给Fisher&Paykel Healthcare Ltd，其每个的全部内容都通过引证并入本文。

[0222] 感测器探针136可以可移除地插入吸气导管108的患者端部和加湿器端部处的孔口中。例如，感测器探针136可以包括温度感测器、湿度感测器和流量感测器中的一个或多个。感测器引线138可以将感测器探针136连接至加湿器106，使得来自感测器探针136的信号可以用作用于压力发生器116、室加热器128和加热丝134中的一个或多个的控制算法中的输入。在其他示例中，感测器可以整体形成在加湿器106和吸气导管108中的一个或多个中。在一些示例中，感测器引线138中的一条或多条可以嵌入于管壁中或位于管腔中。在一些示例中，一个或多个感测器可以整体形成在吸气导管108中。

[0223] 吸气导管108可以在相对端部处设置有连接器，以建立和维持与加湿室126的出口和Y型件110的入口的相应气动连接。在一些示例中，例如对于成人患者而言，连接器可以各自是具有22mm锥形连接器的适配器。连接器可以具有遵从国际标准组织(ISO)5356‑1:2015(麻醉和呼吸设备—锥形连接器—第1部分：锥体和锥套)标准的1:40锥度。在其他示例中，例如对于新生儿或儿科患者而言，连接器可以是以下各者中的任一者：15mm锥化的公锥形连接器、15mm锥化的母锥形连接器、12mm锥化的公锥形连接器、12mm锥化的母锥形连接器、以及其任何两者的组合。

[0224] 在一些示例中，在吸气导管108的加湿器端部处的连接器可以具有用于接收感测器探针136的插口。在一些示例中，在吸气导管108的加湿器端部处的连接器可以具有用于在加湿器106与加热丝134之间建立电连接的插口。在其他示例中，加湿器106和连接器可以具有对应的整体形成式电触点，借此在将吸气导管108物理地连接到加湿器106时，可以在单个动作中建立气动连接和电连接两者。

[0225] 呼吸气体由吸气导管108递送到与患者相邻或在患者附近的Y型件110。Y型件110流体地联接吸气导管108(经由Y型件的入口)、患者接合部112(经由Y型件的患者入口/出口)和呼气导管114(经由Y型件的出口)。将了解，虽然在此示例中Y型件110的三个分支(入口、出口和患者入口/出口)形成Y形状，但该术语并不旨在限于这种特定配置。

[0226] 在一些示例中，可以在Y型件110的患者入口/出口与患者接合部112之间设置接合导管(未示出)。

[0227] 在其他示例中，患者接合部112可以具有整体形成式Y型件或单独的入口和出口以用于分别连接吸气导管108和呼气导管114。在此类示例中，可以从系统中省略单独的Y型件110。

[0228] 在所展示的示例中，患者接合部11是适合于通过将加湿的呼吸气体供应给患者的鼻部通道来进行无创通气的鼻罩。在其他示例中，患者接合部112可以是任何有创或无创的患者接合部。

[0229] 无创的患者接合部的示例包括：

[0230] ·全面罩，密封在患者的眼睛、鼻子和嘴巴周围；

[0231] ·满面罩，密封在患者的鼻子和嘴巴周围；

[0232] ·鼻罩，密封在患者的鼻子周围；

[0233] ·紧凑型鼻罩，在鼻孔周围与患者鼻子的下侧密封；

[0234] ·鼻枕接合件，与患者的每个鼻孔密封；

[0235] ·密封式鼻插管，密封在患者的每个鼻孔内部；

[0236] ·非密封式鼻插管，延伸到患者的鼻孔中而不堵塞鼻部通道；

[0237] ·口罩，密封在患者的嘴巴周围；

[0238] ·混合面罩，将紧凑型鼻罩、鼻枕介面或鼻插管与口罩组合；以及

[0239] ·以上各者的组合(比如，鼻插管与满面罩)。

[0240] 有创的患者接合部的示例包括：

[0241] ·气管内管，以及

[0242] ·气管造口术管。

[0243] 患者呼出的气体以及患者未吸入的来自气体源102的任何多余的呼吸气体由呼气导管114从Y型件110接收。呼气导管114将呼吸气体输送到气体源102的气体返回入口140。

[0244] 呼气导管114可以在相对端部处具有连接器，以建立和维持与Y型件110的出口和气体源102(或在呼气导管114和气体返回入口140的中间的可选的过滤器)的相应气动连接。在一些示例中，例如对于成人患者而言，连接器可以各自是具有22mm锥形连接器(例如，22mm锥化的母连接器)的适配器。连接器可以具有遵从ISO 5356‑1:2015标准的1:40锥度。
在其他示例中，例如对于新生儿或儿科患者而言，连接器可以是以下各者中的任一者：15mm锥化的公连接器、15mm锥化的母锥形连接器、12mm锥化的公连接器、12mm锥化的母锥形连接器以及其任何两者的组合。

[0245] 由于患者吸入和呼出的气体由加湿器106以及对于无创通气而言患者上气道加湿，因此由呼气导管114接收的气体可以具有高达100％(即，饱和)的相对湿度。

[0246] 呼气导管114不一定具有加热丝。可以通过从呼气导管114中省略加热丝来获得优点，如下文进一步详细描述的。但是在一些示例中，呼气导管114可以设置有加热丝。在此类示例中，加热丝可以围绕管壁的外部包裹、嵌入于管壁中或位于呼气导管114的管腔中。

[0247] 在此示例中，呼气导管114也不具有或不设置聚水器。

[0248] 在一些示例中，呼气导管114可以具有约1.0m至2.5m、或约1.4m至1.6m、例如约1.5m的长度。在一些示例中，呼气导管114可以具有约1.5m至1.7m、例如约1.6m的长度。在其他示例中，例如对于麻醉应用，呼气导管114可以具有约2.3m至2.5m、例如约2.4m的长度。在其他示例中，呼气导管114可以具有约1.1m至1.4m、或约1.2m至1.3m、例如约1.25m的长度。

[0249] 呼气导管114可以是波纹状的。在一些示例中，例如对于成人患者而言，波纹状的呼气导管114的最大外直径(即，呼气导管114的当在波纹的峰处测量外表面时的直径)可以为约20mm至30mm、或约23mm至25mm，例如约24mm。在其他示例中，例如，对于新生儿或儿科患者而言，波纹状的呼气导管114的最大外直径可以为约10mm至20mm、或约14mm至16mm，例如约15mm。呼气导管114可以具有波纹状的内表面。在其他示例中，呼气导管114可以具有基本上光滑(例如，非波纹状)的内表面。

[0250] 在其他示例中，呼气导管114可以是螺旋缠绕的。

[0251] 在一些示例中，吸气导管108和呼气导管114中的一个或多个可以具有识别元件。例如，识别元件可以是电阻器、电容器或积体电路(IC)。识别元件可以使得加湿器106和气体源102中的一个或多个能够识别导管。在一些示例中，加湿器106和气体源102中的一个或多个可以基于对导管的识别来自动地调整一个或多个治疗参数。在一些示例中，识别元件可以使得能够识别导管的类型(例如，型号)。在一些示例中，识别元件可以经由有线连接与加湿器106或气体源102通信。在其他示例中，识别元件可以配置为无线地通信，例如使用射频识别(RFID)。

[0252] 可以在呼气导管114与气体返回入口140之间设置过滤器(未示出)。在一些示例中，附加地或替代性地，可以在气体源102内设置过滤器。

[0253] 加湿器供应导管104、加湿室126、吸气导管108、Y型件110和呼气导管114一起形成了呼吸回路。更具体地，这种特定配置形成了双分支呼吸回路142。

[0254] 加湿器供应导管104、加湿室126和吸气导管108形成呼吸回路142的吸气支管144。吸气支管144从气体源102的出口延伸到Y型件110。

[0255] 在此示例中，呼气导管114形成呼吸回路142的呼气支管146。呼气支管146从Y型件110(或在一些情况下，直接从患者接合部112)延伸到气体源102的气体返回入口140(或在一些情况下，气体返回入口140处的过滤器)。

[0256] Y型件110可以被视为吸气支管144和呼气支管146中的任一者或两者的一部分。

[0257] 在一些示例中，如图1中所示，呼气导管114可以形成整个呼气支管146(排除Y型件110)。在其他示例中，呼气支管还可以包括过滤器和第二呼气导管中的一个或多个，该第二呼气导管与呼气导管114端部对端部地连接。在一些示例中，呼气导管114可以形成呼气支管146的基本上大部分长度，例如约80％以上、约90％以上、或约95％以上。

[0258] 呼气导管114可以限定从Y型件110(或在一些情况下，患者接合部112)到气体源102的气体返回入口140(或在一些情况下，可选的的过滤器)的整个流动路径。即，在呼吸回路的呼气支管中可能不需要任何另外的导管。

[0259] 可能除了呼气导管114的在使用中无意中或暂时被患者的肢体、衣服、被褥等覆盖的部分之外，整个呼气导管114都将通常暴露于周围环境(例如，医院房间)的环境空气中。

[0260] 本公开的技术特别适合用作呼吸辅助系统100的呼气导管114。

[0261] 在一些示例中，替代性地或附加地，本公开的技术可以适合用作吸气导管108。在麻醉程序中，例如，缓解吸气导管108内的冷凝物可以是比维持递送到患者的呼吸气体的100％相对湿度更高的优先事项。

[0262] 图2展示了提供NIV治疗的另外的示例呼吸辅助系统200。像呼吸辅助系统100一样，呼吸辅助系统200具有气体源102、加湿器供应导管104、加湿器106、吸气导管108、Y型件110、患者接合部112和呼气导管114。除了如下文所描述的内容或以其他方式从附图显而易见的内容之外，呼吸辅助系统200类似于图1的呼吸辅助系统100，并且对呼吸辅助系统100的描述旨在同等地适用于呼吸辅助系统200。

[0263] 在一些示例中，加热丝134、202可以设置在吸气导管108和呼气导管114两者中。但是在一些示例中，可以省略呼气导管114中的至少加热丝202。

[0264] 例如，呼气导管114中的加热丝202可以围绕管壁的外部包裹、嵌入于管壁内或位于呼气导管114的管腔中。

[0265] 呼气加热丝202可以由加湿器106供电。加热丝202可以由加湿器控制器130控制，以缓解呼吸气体在它们沿着呼气导管114的长度通过时的热损失。在一些示例中，加热丝202可以被控制为在呼吸气体沿着呼气导管114的长度通过时增加、维持或在一些情况下降低呼吸气体的温度。

[0266] 感测器204(例如，温度感测器、湿度感测器和流量感测器中的一个或多个)可以整体形成在吸气导管108内、在吸气导管108的连接器中。感测器204中的一个或多个可以通过嵌入于管壁内或设置在吸气导管108的管腔内的感测器导线与加湿器106电连接。

[0267] 吸气导管108可以具有电动气动连接器206，该电动气动连接器具有整体形成式电触点。电动气动连接器206可以配置为在将连接器物理地连接至加湿器106时在单个动作中建立与加湿器106的气动连接和电连接两者。这可以避免对图1中所示的呼吸辅助系统100的可移除式感测器探针136和感测器引线138的需要。

[0268] 加湿器106可以具有在加湿室126的出口处或与该出口相邻的感测器探针136(在图2中被隐藏)，如关于图3进一步详细描述的。

[0269] 在此示例中，气体源102具有补充气体入口208以用于将补充气体(比如，补充氧气)提供给患者。

[0270] 本公开的技术特别适合用作呼吸辅助系统200的呼气导管114。在一些示例中，例如对于麻醉程序，替代性地或附加地，它可以适合用作吸气导管108。

[0271] 图3详细展示了可以用于呼吸辅助系统200中的示例加湿器106。还(部分地)示出了加湿器供应导管104和吸气导管108。

[0272] 图3中所描绘的加湿器106是可从Fisher&Paykel Healthcare获得的F&P 950TM呼吸用加湿器。所展示的加湿器106具有加热器底座302以及可移除和可替换的加湿室126。加热器底座302可以具有室加热器128(在图3中被隐藏)、用户界面132和控制器(未示出)。加湿器106还可以具有可移除和可替换的盒304。

[0273] 在此示例中，用户界面132可以包括触控式屏幕显示器306(即，用于从用户接收输入以及将输入提供给用户)。用户界面132还可以包括开关308和指示灯310中的一个或多个。开关308可以是机械(例如，按钮或拨动开关)或触摸控制的电气(例如，电容性)开关。开关308可以是电源/待机按钮。指示灯310可以用于指示何时发生故障状况。指示灯310可以是发光二极体(LED)。指示灯310可以是任何合适的形状或形式(例如，条形、圆形、矩形、方形、触控式屏幕显示器306的周界等)。指示灯310可以选择性地以单种颜色(例如，红色、黄色或绿色)点亮，或以两种或更多种不同的颜色(例如，黄色和红色)点亮，以指示不同优先顺序的故障状况。

[0274] 加湿室126可以由加热器底座302可移除地接收、与室加热器128(在图3中被隐藏在加湿室126下面)热接触。

[0275] 盒304可以容纳电子器件。电子器件可以包括一个或多个感测器。盒304中的感测器可以感测在使用中流过加湿室126的呼吸气体的一种或多种性质。感测器可以设置在从盒中突出的一个或多个感测器探针136(被隐藏)上。在使用中，感测器探针136可以突出穿过在加湿室的入口和出口中的一个或多个中的孔口。该孔口可以由弹性体密封件闭合。当加湿室126由加热器底座302接收时，弹性体密封件可以因感测器探针136而弹性地变形。

[0276] 盒304可以具有电连接器，该电连接器与加热器底座302进行电连接以便与控制器通信(例如，串列通信)。盒304可以具有与控制器和(多个)感测器通信地联接的微控制器。

[0277] 在使用中，加湿器供应导管104的出口端部与加湿室126的入口气动地联接。吸气导管108的电动气动连接器206与盒304电联接并与加湿室126的出口气动地联接，以将加湿的气体流朝向患者运输。电动气动连接器206可以与加湿室126和盒304中的一个或多个进行可释放且可锁定的连接。电动气动连接器206可以具有释放按钮312。释放按钮312可以被致动以促进电动气动连接器206与加湿器106的断连。

[0278] 电动气动连接器206可以配置为使得它可以在加湿室126安装在加热器底座302上之前与加湿室126物理地和气动地联接。电动气动连接器206可以配置为使得它可以在加湿室126以滑动运动(例如，在水平方向上)安装在加热器底座302上时与加湿器106进行电连接。

[0279] 替代性地或附加地，电动气动连接器206可以配置为它可以在加湿室126已经安装在加热器底座302上时与该加湿室物理地和气动地联接、以及基本上同时与加湿器106物理地和电连接(例如，在单个动作中)。

[0280] 在一个示例中，吸气导管108可以具有基本上光滑的内表面。吸气导管108可以具有比同等的波纹管更低的抗流动性，且相应地可以具有相对较小的内直径(当与波纹管的最小内直径相比时)。例如，在此示例中，吸气导管108可以具有对于成人患者而言约15mm至19mm、例如约17mm或者对于新生儿或儿科患者而言约10mm至14mm、例如约12mm的基本上均匀的内直径。在一些示例中，吸气导管108可以是螺旋缠绕的。

[0281] 电动气动连接器206可以具有分别与一对感测器导线和一对加热丝134(在图3中被隐藏)中的至少一个联接的电端子。感测器导线和加热丝134中的一条或多条可以嵌入于吸气导管108的管壁内。感测器导线和加热丝134可以形成相应的感测和加热回路。

[0282] 电动气动连接器206可以具有与嵌入于电动气动连接器206内的识别元件(例如，电阻器)电联接的电端子。加湿器106的控制器可以配置为识别与加湿器106联接的吸气导管108的类型，例如通过在相应的电端子两端施加电压并测量通过电阻器的电流。例如约100欧姆(Ω)的电阻可以向控制器指示第一类型的吸气导管108(例如，成人导管)连接至加湿器106，并且例如约200Ω的电阻可以向控制器指示第二类型的吸气导管108(例如，新生儿导管)连接至加湿器106。

[0283] 在其他示例中，电动气动连接器206可以具有识别元件，该识别元件包括具有配置为存储识别资料的非暂时性记忆体的IC，如上文所描述的。

[0284] 电动气动连接器206的电端子可以配置为与盒304上的对应端子进行电连接。因此，现有的加热器底座302可以用替换盒304进行改装，该替换盒可以包括附加的电子器件和电端子中的一个或多个以将新的功能提供给加湿器106。类似地，如有必要，加湿器106可以用替换盒304进行改装以便与替代性吸气导管相容。替代性地，电动气动连接器206和盒304的电端子可以布置成使得选定的“核心”端子与两个或更多个不同盒的对应端子进行电连接，而“可选的”端子或垫片仅与选定盒的特定端子或垫片进行电连接，这些特定端子或垫片配置为利用那些连接。

[0285] 在吸气导管108的远端部(即，患者端部，图3中未示出)处，感测器(例如，温度感测器)可以电联接至该对感测导线，从而形成感测电路。加热导线可以彼此电联接，从而形成加热回路。如果需要的话，(多条)附加的导线或(多个)导体可以类似地电联接到管的远端部处。

[0286] 加湿器106(例如，盒304)可以具有插口或整体形成电缆，该插口或整体形成电缆配置用于连接至呼气导管114，例如以将电力供应给可选的的呼气加热丝202(在图3中未示出)。

[0287] 参考图4，示出了另外的示例呼吸辅助系统400，该呼吸辅助系统这次呈提供气泡式CPAP(持续气道正压)治疗的气泡式CPAP系统的形式。

[0288] 除了如下文所描述和附图中所示的内容之外，图4的呼吸辅助系统400可以相应地类似于图1的呼吸辅助系统100和图2的呼吸辅助系统200。

[0289] 供应给患者的气体可以是环境空气、氧气、两者的混合物、或者环境空气和(多种)其他辅助气体的混合物。这些气体可以包括药剂。这些药剂可以通过雾化来添加。在此示例中，气体源102可以是或包括壁装源，例如在医院中。在呼吸辅助系统400中递送到患者的气体流可以以基本上恒定的流速递送。

[0290] 对于新生儿或儿科患者而言，气泡式CPAP系统中的呼吸气体可以以约2升/千克/分钟(L/kg/min)的流速递送到患者。在一些示例中，流速可以在约1l/min至15l/min之间、在约4l/min至15l/min之间、或在约6l/min至8l/min之间。呼吸气体可以在约3cmH2O至10cmH2O之间的压力下递送到患者。

[0291] 呼吸辅助系统400可以具有压力调节器402。在所展示的示例中，压力调节器402呈起泡器的形式。

[0292] 起泡器可以配置为容纳一体积的液体404(例如，水)。起泡器可以具有可调整的入口探针406，该入口探针配置为延伸到起泡器中以浸没在液体404中。入口探针406可以配置为与呼气导管114气动地联接。起泡器可以通过在压力超过期望水平时从呼吸辅助系统400中排出气体来充当压力调节器。这可以将平均压力或均压维持在目标水平。目标压力水平可以通过将入口探针406浸没到液体404内的期望深度来调整。

[0293] 在气泡式CPAP系统的呼吸回路中的冷凝物的潜在问题是，冷凝物中的至少一些可能流到起泡器中。这可能增加起泡器中液体404的体积，从而增加入口探针406的深度。这进而可能在使用中使呼气末正压(PEEP)增加到高于目标水平。

[0294] 在使用期间，气体从入口探针406的终端部逃出并起泡到液体404的表面。这种起泡可能引起气体压力的小波动。这些波动可能对患者有疗效。

[0295] 呼吸辅助系统400可以具有压力释放阀408以用于在压力超过选定水平时排出多余的气体。

[0296] 示例呼吸辅助系统400提供了双分支呼吸回路142的另一个示例。术语“回路”并不旨在要求呼吸回路必须一定形成闭环，不过它在至少一些示例中可以这样做。吸气支管144还可以包括可选的的压力释放阀408。呼气支管146还可以包括压力调节器402。

[0297] 参考图5，示出了呼吸辅助系统500的另一示例，该呼吸辅助系统再次呈气泡式CPAP系统的形式。除了如下文所描述的内容之外，图5的呼吸辅助系统500可以类似于图4的呼吸辅助系统400。

[0298] 在此示例中，气体源102包括流量发生器(例如，鼓风机502)。鼓风机502可以包括电动马达，该电动马达驱动叶轮对环境空气进行加压以产生呼吸气体的供给。使用流量发生器来产生气体流可以允许呼吸辅助系统500提供气泡式CPAP治疗，而不需要壁装源。气体源102可以包括用于鼓风机502的电池电源。电池电源可以允许呼吸辅助系统500在不用电力电缆将气体源102连接至电源插座的情况下至少暂时提供治疗(例如，当患者在医院病房之间移动时)。

[0299] 流量发生器可以吸取环境空气以便供应给患者。呼吸辅助系统500可以使用起来更简单和更便宜，因为不需要气体储存器或气体源(例如，壁装源)。使用流量发生器对充足的环境空气进行加压可以消除排出气体供给的风险。排出气体供给可能中断对患者的治疗。

[0300] 气体源102和加湿器106可以整体形成为单个呼吸治疗装置504。在一些示例中，气体源102和加湿器106可以共用单个壳体506。加湿室126可以是可从壳体506移除的，以便进行替换或重新填充。在其他示例中，壳体506可以由单独的流量发生器壳体和加湿器壳体形成，该流量发生器壳体和该加湿器壳体可以附接在一起以形成整体形成式呼吸治疗装置504。

[0301] 加湿器供应导管104可以是或包括壳体506内的管道。

[0302] 呼吸治疗装置504可以包括气体入口118。气体入口118可以从在呼吸治疗装置504周围的环境中接收环境空气。气体入口118可以包括过滤器以对环境空气进行过滤。

[0303] 呼吸治疗装置504可以具有用于接收补充气体(例如，氧气)或要供应给患者的气体的补充气体入口(未示出)。呼吸治疗装置504可以具有气体混合器以将环境空气和补充气体混合在一起。控制器可以配置为控制供应给患者的补充气体的浓度，例如使用比例阀(未示出)。

[0304] 气体源102和加湿器106可以共用单个控制器(未示出)，该控制器控制室加热器128、加热丝134、鼓风机502和比例阀中的任何一个或多个的操作。

[0305] 在一些示例中，呼气导管114不具有加热丝。在其他示例中，呼气导管114可以具有加热丝。在一些示例中，呼气导管114不具有聚水器。在一些示例中，呼气导管114不具有加热丝和聚水器中的任一者。

[0306] 本公开的技术特别适合用于呼吸辅助系统400的呼气导管114中。

[0307] 示例呼吸辅助系统100、200、400、500(及其他者)中的每个的吸气导管108和呼气导管114中的一个或多个可以单独地出售，或者作为呼吸回路套件的一部分包装和出售。呼吸回路套件可以包括以下各者中的任何两者或更多者的组合：

[0308] ·加湿器供应导管104；

[0309] ·加湿室126；

[0310] ·吸气导管108；

[0311] ·Y型件110；

[0312] ·患者接合部112；

[0313] ·导管安装件；

[0314] ·呼气导管114；

[0315] ·过滤器；

[0316] ·压力释放阀408；

[0317] ·压力调节器402；以及

[0318] ·其他附件，比如压力线路和一个或多个连接器适配器。

[0319] 在一些示例中，呼吸回路套件可以包括吸气导管108、Y型件110和呼气导管114。呼吸回路套件可以可选地包括上文列出的其他部件中的一个或多个，例如加湿室126。

[0320] 在一些示例中，呼吸回路套件可以包括加湿器供应导管104、吸气导管108、Y型件110、呼气导管114和过滤器。呼吸回路套件还可以包括加湿室126。呼吸回路套件可以可选地包括上文列出的其他部件中的一个或多个。

[0321] 在其他示例中，呼吸回路套件可以包括加湿器供应导管104、吸气导管108、呼气导管114和压力调节器402。压力调节器402可以是起泡器。呼吸回路套件还可以可选地包括加湿室126和压力释放阀408中的一个或多个。呼吸回路套件可以可选地包括上文列出的其他部件中的一个或多个。

[0322] 在一些示例中，呼吸回路套件可以部分地或全部进行预先组装。呼吸回路的预先组装可以促进呼吸回路的更快设置。预先组装可以降低错误连接的风险，例如吸气导管108和呼气导管114的错位。

[0323] 在一些示例中，呼吸回路套件可以一起包装在例如密封的塑胶袋中。多个呼吸回路套件(例如，10个呼吸回路套件)可以一起包装在例如纸板箱中。

[0324] 外科吹入系统

[0325] 参考图6，示出了外科吹入系统600。外科吹入系统600可以配置为将吹入气体供应给患者的体腔，例如以便进行腹腔镜手术。

[0326] 在一些示例中，吹入气体可以是二氧化碳。在一些示例中，可以将药剂添加到吹入气体。

[0327] 吹入气体被加压到高于大气压力的压力。吹入气体可以在患者的身体内(例如，腹腔或腹膜腔)产生工作空间，以便外科医生或外科团队实施外科手术。外科手术可能涉及烧灼，从而在工作空间中产生外科烟雾。

[0328] 外科吹入系统600可以包括气体源102、吹入器供应导管602、吹入器604、吹入气体过滤器(未示出)、加湿器供应导管104、加湿器106、递送导管606、外科插管608和排烟系统610中的一个或多个。在其他示例中，外科吹入系统可以包括再循环系统(未示出)，例如以代替排烟系统610。

[0329] 例如，气体源102可以是壁装源612或压缩气体的气体瓶614。在其他示例中，吹入器可以配置为对环境空气进行加压。

[0330] 可以在吹入器604与外科插管608之间设置一个或多个吹入气体过滤器。可以在吹入器604与加湿器106之间(例如，在吹入器604的出口与加湿器供应导管的入口端部之间)设置吹入气体过滤器。替代性地或附加地，可以在加湿器106与外科插管608之间(例如，在加湿器106的出口与递送导管606的入口端部之间)设置吹入气体过滤器。

[0331] 可以在吹入器604的出口处(例如，在吹入器604与吹入气体过滤器或加湿器供应导管104之间)设置适配器(未示出)。

[0332] 在其他示例(例如，配置用于开放手术的外科吹入系统)中，吹入气体过滤器或加湿器供应导管104可以直接连接至CO2气体供应站的气体出口端口。

[0333] 加湿器106可以包括如上文关于示例呼吸辅助系统100、200、400、500所描述的加湿室、室加热器、加湿器控制器和用户界面中的一个或多个。在此示例中，加湿器106可以是TM也可从Fisher&Paykel Healthcare获得的F&P HumiGard SH870外科加湿器。在其他示例外科吹入系统中，可以省略加湿器106，或者可以针对整个手术或手术的一部分而禁用。

[0334] 可以设置漏斗，以协助通过加湿室126的入口或出口用液体(例如，无菌水)填充加湿室126。

[0335] 在递送导管606的一个端部处的连接器可以是鲁尔锁连接器。鲁尔锁连接器可以配置为直接连接至外科插管608。在其他示例(例如，配置用于开放手术的外科吹入系统)中，递送导管606可以代替地配置为连接至扩散器。

[0336] 递送导管606可以在其他方面类似于呼吸辅助系统100、200、400、500的吸气导管108。例如，递送导管606可以具有加热器，例如加热丝134。在一些示例中，递送导管606可以是波纹状的。在其他示例中，递送导管可以是螺旋缠绕的。

[0337] 排烟系统610可以包括排放导管616和排放过滤器618。

[0338] 在一些示例中，排放导管616的长度可以在约0.8m与1.2m之间，例如约1.0m。

[0339] 排烟系统610可以配置为与真空源620(例如，壁装源)联接。在一些示例中，排烟系统610可以包括另外的排放导管622。另外的排放导管622可以配置为联接在排放过滤器618与真空源620之间。在一些示例中，另外的排放导管622可以具有与排放导管616大致相同的构造。在一些示例中，另外的排放导管622可以具有与排放导管616相同的长度。在其他示例中，另外的排放导管622可以具有与排放导管616不同的构造。在一些示例中，另外的排放导管622可以在长度、直径和材料中的一个或多个方面不同于排放导管616。

[0340] 再循环系统(未示出)可以包括排放导管616、排放过滤器618和联接至另外的外科插管的另外的排放导管。这可以使得排出的吹入气体能够被过滤且然后再循环回到患者的体腔中。

[0341] 在所展示的示例中，外科吹入系统600、加湿器供应导管104、加湿室126、递送导管606、排放导管616、排放过滤器618和另外的排放导管622形成吹入回路。更具体地，这种特定配置形成了双分支吹入回路624。可以说加湿器供应导管104、加湿室126和递送导管606形成了双分支吹入回路624的入口支管。可以说排烟系统610(例如，排放导管616、排放过滤器618和另外的排放导管622)形成了双分支吹入回路624的出口支管。

[0342] 图6中还示出了窥镜(scope)626和腹腔镜监视器628。

[0343] 在使用中，吹入气体由气体源102通过吹入器供应导管602供应给吹入器604。吹入器604可以控制吹入气体的压力。吹入器604将吹入气体通过加湿器供应导管104供应给加湿器106的入口。吹入气体由加湿器106加热和加湿。然后，加热和加湿的吹入气体通过递送导管606供应给外科插管608且然后进入患者体腔中。

[0344] 在一些示例中，吹入器604的压力可以设定在约5mm/Hg至20mm/Hg之间，这取决于患者的体型和所需的充气量。吹入器604的流速可以设定为在约1L/min与12L/min之间，这取决于具体操作的要求。

[0345] 吹入气体和外科烟雾(如果有的话)可以从患者体腔流入外科插管608中并通过排放导管616流到排放过滤器618。在一些示例中，吹入气体和外科烟雾(如果有的话)可以从患者体腔流入专用的通气插管(未示出)中并通过排放导管616流到排放过滤器618。即，外科插管608不一定连接至排放导管616。

[0346] 排放过滤器618可以包括过滤介质。过滤介质可以捕获吹入气体或外科烟雾中的污染物材料。污染物材料可以包括颗粒物质、气味和气态碳氢化合物中的一种或多种。在一些示例中，排放过滤器618下游的过滤后的气体可以是几乎100％的二氧化碳。在一些示例中，排放过滤器去除99.999％的所有微粒、细胞和病毒。在一些示例中，排放过滤器可以具有高达0.02微米的保留量。过滤后的气体可以被排放到环境空气。它可以远离患者和外科团队排放。

[0347] 在一些示例中，加湿器106可以配置为将吹入气体加湿到饱和或接近饱和，即100％的相对湿度。由于患者体腔已经是湿润和潮湿的，因此吹入气体在身体中可能不会失去很多(如果有的话)水分，并且可以在还没有到饱和点就变得完全饱和。

[0348] 在其他示例中，外科吹入系统可以省略加湿器106，并且可以将相对干燥的吹入气体供应给患者，例如相对湿度低于约90％、低于约80％、或低于约70％。相对干燥的吹入气体可以在通过患者体腔时被加湿，从体腔中在内脏器官上方的相对温暖和潮湿的环境中吸收水分。

[0349] 当吹入气体离开患者体腔时，它沿着排放导管616的管壁通过。暴露于环境空气中的管壁可能比吹入气体更冷。吹入气体中的水蒸汽可以从气体中凝结到排放导管616的管壁上。水蒸汽也可以凝结在吹入回路的一个或多个其他部件(例如，排放过滤器618和另外的排放导管622)上或中。

[0350] 凝结在排放过滤器618中的水蒸汽和从排放导管616流走的水蒸汽中的一种或多种可以使排放过滤器618饱和。排放过滤器618可能变得至少部分地堵塞。排放过滤器618的堵塞可能引起背压的增加。排放过滤器618的堵塞可能阻碍患者体腔内的外科烟雾的消散。继续存留在患者体腔或排放导管616中的外科烟雾可能对患者有害。由于继续存留的外科烟雾所致，外科医生的视线可能被挡住或受阻碍。受阻过滤可能导致潜在有害的污染物材料逃出到手术室中。

[0351] 本公开的技术特别适合用于外科吹入系统600的排烟系统610中，例如作为排放导管616和另外的排放导管622中的一个或多个。在一些示例中，排烟系统610不具有加热丝和聚水器中的一个或多个。但是在一些示例中，排放导管616和另外的排放导管622中的一个或多个可以具有加热丝。

[0352] 示例外科吹入系统600的排烟系统610可以单独地出售，或者作为吹入回路套件的一部分出售。吹入回路套件可以包括排放导管616和以下各者中的一者或多者：

[0353] ·吹入器供应导管602；

[0354] ·适配器；

[0355] ·吹入气体过滤器；

[0356] ·加湿器供应导管104；

[0357] ·加湿室126；

[0358] ·漏斗；

[0359] ·递送导管606；

[0360] ·外科插管608；

[0361] ·扩散器；

[0362] ·排放过滤器618；

[0363] ·另外的排放导管622。

[0364] 在一个示例中，吹入回路套件可以包括排放导管616和排放过滤器618。

[0365] 在另一个示例中，吹入回路套件可以包括适配器、吹入气体过滤器、加湿器供应导管104、加湿室126、漏斗、递送导管606、排放导管616和排放过滤器618。

[0366] 在另一个示例中，吹入回路套件可以包括吹入气体过滤器、加湿器供应导管104、加湿室126、递送导管606以及排放导管616和排放过滤器618。

[0367] 在一些示例中，吹入回路套件或该套件的一个或多个部件可以包装在例如密封的塑胶袋中。多个吹入回路套件(例如，10个吹入回路套件)可以一起包装在例如纸板箱中。

[0368] 在一些示例中，吹入回路套件可以部分地或全部进行预先组装。预先组装可以促进吹入回路的更快设置。预先组装可以降低错误连接的风险。

[0369] 在一个示例中，吹入气体过滤器、加湿器供应导管104和加湿室126可以彼此预先组装。在此示例中，递送导管606不与吹入回路的任何其他部件预先组装。吹入气体过滤器、加湿器供应导管104和加湿室126可以是未灭菌的。递送导管606可以是无菌的。递送导管606可以单独地包装在例如密封的塑胶袋内。单独包装的递送导管606可以与吹入气体过滤器、加湿器供应导管104和加湿室126一起包装在例如另一个塑胶袋中。

[0370] 导管结构

[0371] 下文将参考适合于用作示例呼吸辅助系统100、200、400、500中的呼气导管114的导管700来描述根据本公开的示例导管。但在替代性呼吸辅助系统中或在其他医疗系统中，本技术可以适合于应用作为呼吸辅助系统100、200、400、500中的其他导管中的任何一个。例如，根据本公开的导管可以用作配置为呼吸回路中的与麻醉机一起使用的吸气导管108，或者例如用作外科吹入系统600中的排放导管616。

[0372] 通过降低主动加湿的水平，进而降低递送到患者的气体的相对湿度，可以减少呼吸辅助系统的吸气导管中冷凝物的积聚。但这对患者舒适度或康复而言并不是最佳的。它也不一定将解决在NIV治疗期间由于患者上气道中气体的进一步加湿所致的呼气导管中的冷凝物。它也不一定将解决冷凝物从间隙患者接合部件(比如，导管安装件)引流到吸气支管和呼气支管中的一个或多个中。

[0373] 缓解吸气导管和呼气导管中的冷凝物的其他选项包括使用热绝缘件、聚水器和加热器中的一个或多个。

[0374] 使导管绝缘降低了呼吸气体在它们沿着导管的长度通过时的热损失率。例如，导管可以设置有热绝缘材料的外夹套或管壁中的空气间隙。然而，此类绝缘可能增加导管的直径、重量和成本中的一者或多者；损害导管的柔性；或者效果有限。绝缘也不能解决可能从另一个源(例如，气体源、过滤器、Y型件、导管安装件和患者接合部中的任何一个或多个)流到导管中的冷凝物。

[0375] 聚水器旨在收集积聚的冷凝物以便进行处置。吸气导管和呼气导管各自通常在患者与通气机之间成褶皱状垂下，并且冷凝物可能积聚在导管的最低点处。聚水器通常设置在呼气支管的中间处或附近，使得它在使用中靠近呼气支管的预期最低点。但是聚水器的位置是固定的，并且可能不一定与最低点重合。医疗专业人员可能需要通过将其多个部分升高来定期操纵导管，使得积聚的冷凝物朝向聚水器流动并进入其中。例如，如果不仔细完成，则这可能引起一些冷凝物同时朝向患者或通气机流动。并且，冷凝物可能被困在导管的波纹内。此外，聚水器和收集的冷凝物的附加重量可能增加管拖曳力。并且，聚水器需要定期清空。这可能中断对患者的治疗。清空聚水器也带来感染风险。聚水器在某种程度上解决了冷凝物(一旦它存在)的问题。并且，它也可以在某种程度上解决来自其他源的冷凝物。但是它并未解决问题的原因，并且有其自身的缺点。

[0376] 在一些示例中，根据本公开的导管可以省略聚水器。

[0377] 加热器旨在将呼吸气体的温度维持或增加到高于其露点。这可以缓解导管内冷凝物的形成。加热器可以包括设置在导管的管腔内或嵌入于导管的管壁内的电阻性加热丝。加热丝的潜在缺点可以包括以下各者中的一者或多者：

[0378] ·需要在导管与电源(比如，呼吸辅助系统的加湿器)之间建立电连接；

[0379] ·增加了加热和加湿算法的复杂性；

[0380] ·由通气机接收到的气体的温度和绝对/相对湿度系相对高的；

[0381] ·需要遵从特定于加热导线型呼吸管的附加标准(例如，国际电子电机委员会(IEC)60601‑1(IEC:2005+A1:2012(E))，第11.2节)；

[0382] ·缩短了货架期；以及

[0383] ·在使用加热型导管期间的功耗有助于总体碳足迹，例如为加热型导管在其寿命内的碳足迹的约50％。

[0384] 加热器的替代性形式是“水夹套”加热器，借此加热的水(或其他液体)在管腔的外部周围循环以加热管腔内的呼吸气体流。这具有进一步的缺点，即：导管的体积、重量和成本增加，附加需要加热和泵送水，并且存在水泄漏到导管的管腔中的风险。

[0385] 在一些示例中，根据本公开的导管可以省略加热器，例如加热丝和水夹套两者。在其他示例中，导管可以包括加热丝。但是省略加热丝可以具有以下优点中的一个或多个：

[0386] ·简化制造；

[0387] ·降低制造和材料成本；

[0388] ·通过避免需要在导管与电源(比如，加湿器106或气体源102)之间建立电连接来改善可用性；

[0389] ·避免需要加热丝控制算法；

[0390] ·改善安全性；

[0391] ·降低表面温度；

[0392] ·改善气动性能；

[0393] ·减轻监管负担(例如，国际电子电机委员会(IEC)60601‑1(IEC:2005+A1:2012(E))，第11.2节)；

[0394] ·降低在气体返回入口140处接收到的气体的温度；

[0395] ·改善可靠性；

[0396] ·货架期更长(例如，在电绝缘是限制因素的情况下)；

[0397] ·使用的持续时间更长(例如，在电绝缘是限制因素的情况下)；以及

[0398] ·降低导管的功耗及因此碳足迹。

[0399] 缓解导管(特别是呼气导管)内的凝结的另一种方法是由透气材料(在以下术语表中定义)形成管壁。透气材料可渗透水分子的，但相对地对于液态水和呼吸气体是不能渗透的。此类导管的管腔内的水分子可以被管壁的透气材料吸收，经由透气材料扩散，并根据从更高湿度侧移动到更低湿度侧的梯度解吸到环境空气。这被称为溶解‑扩散机制。相比之下，多孔膜(比如，膨体PTFE(ePTFE)织物(例如，可从W.L.Gore&Associates获得的织物))根据孔隙流机制是对于水分子(以及潜在地，病原体)可渗透的，借此水穿过从膜的一侧延伸到另一侧的孔隙(即，孔)。

[0400] 在放大倍率为150x或2500x的扫描电子显微镜(SEM)下，未发泡的透气材料可能没有任何通道或孔隙。发泡的透气材料可以具有多个闭孔空隙，但没有从一个主表面延伸到另一主表面的开放通道或孔隙。多孔膜将具有从一个主表面延伸到另一主表面的开放通道或孔隙。

[0401] 使用透气材料可以在管腔内的呼吸气体沿着导管的长度通过时降低这些呼吸气体流的绝对湿度，且因此降低这些呼吸气体的露点。此类导管的示例是可从Fisher&Paykel TM TMHealthcare获得的利用EVAQUA 技术的各种呼吸回路的呼气导管，比如利用EVAQUA 技术TM TM
的RT280 和RT340 成人呼吸回路。这些呼气导管省略了聚水器，但确实包括加热丝。它们已证明在减少导管内冷凝物的形成方面是有效的。但是已发现，至少在某些条件下，冷凝物(例如，来自其他源(比如，导管安装件、患者贡献、雾化器等))在长期使用期间仍可能积聚在导管中。

[0402] 在美国专利号6,769,431和10,532,177中公开了此类透气导管的细节，这两个专利都转让给Fisher&Paykel Healthcare Limited。

[0403] 已发现，对水分子具有相对较高渗透性的透气材料可能在缓解冷凝物方面更加有效。但是此类透气材料可能在使用中吸收相对大质量的水分子，这已被发现显著地更改了导管的机械性质。

[0404] 这给满足某些标准或其他设计要求带来了挑战。呼吸回路导管可能被要求遵从由正式标准(比如，ISO 5367:2014(E)(麻醉和呼吸设备—呼吸组和连接器)标准)规定的某些最低要求。此标准规定了基本要求，比如：

[0405] i.材料，

[0406] ii.长度，

[0407] iii.连接，

[0408] iv.泄漏，

[0409] v.抗流动性，以及

[0410] vi.顺应性。

[0411] 图7示出了根据本公开的示例导管700的等距示意图。

[0412] 导管700可以用于呼吸辅助系统中，比如图1、图2、图4和图5中分别通过示例的方式展示的呼吸辅助系统100、200、400、500。特别地，导管700可以用作呼吸辅助系统100中的呼气导管114并且将在下文在此背景下进行描述。

[0413] 如图所示，导管700具有长形管702、围绕长形管702设置的护套704、以及在长形管702的相应端部处的一对连接器706。

[0414] 在图7至图16中的每个中，为清晰起见，导管700的构造且特别是护套704的构造呈示意性的形式。下文关于图18和图19进一步详细描述护套704的示例构造。此外，将了解，在其他示例中，可以省略护套704。

[0415] 在其他示例中，导管可以具有两个(或更多个)长形管。该两个长形管可以具有不同的性质。例如，不同的性质可以包括不同的材料、波纹、构造、透气性、直径、绝缘和加热中的一种或多种。两个长形管可以端部对端部地布置。它们可以通过中间连接器固定在一起并流体地联接。例如，中间连接器可以设置在导管的约中点处或沿着导管长度的路径的约三分之一处。

[0416] 长形管702和护套704两者及因此导管700可以是柔性的。这可以减小管拖曳力。如下文进一步详细描述的，长形管702的柔性可能在使用中变化。但是护套704可以缓解这种情况。

[0417] 导管700可以是相对轻量的。这可以减小管拖曳力。省略聚水器可以有助于使导管700相对轻量。在使用中，聚水器内冷凝物的积聚可能使导管相对沉重。在一些示例中，在平衡状态下，导管700可以具有在约130gm与170gm之间、在约140gm至160gm之间、或在约145gm与155gm之间、例如约150克(gm)的质量。在一些示例中，在有条件的状态下，导管700可以具有在约260gm与300gm之间、在约270gm与290gm之间、或在约275gm至285gm之间、例如约
280gm的质量。

[0418] 长形管702由管壁限定，该管壁限定用于使呼吸气体从导管700的一个端部通过到达另一端部的内部管腔。在所展示的示例中，导管700具有单个长形管702和单个管腔，而不是限定两个或更多个平行管腔的两个或更多个平行管。多个较小直径的管可能更容易发生扭结和堵塞中的一种或多种，并且柔性可能小于等效的单个管/管腔。

[0419] 管壁可以具有包括多个平行的环形波纹的波纹状轮廓，如下文进一步详细描述的。波纹可以具有以下优点中的一个或多个：改善长形管702的柔性、促进受控变形、以及缓解扭结。

[0420] 波纹可以在连接器706之间沿着长形管702的长度延伸。长形管702的长度的80％或90％以上可以是波纹状的。长形管702的由连接器706(如下文进一步详细描述的)接合的端部部分可以是非波纹状的。端部部分中没有波纹可以改善长形管702与连接器706之间的密封。在其他示例中，管壁可以具有螺旋形的轮廓(例如，单螺旋或双螺旋)。在一些示例中，连接器之间的长形管702的一个或多个部分可以没有波纹状/螺旋形的轮廓。

[0421] 长形管702的管壁可以由可渗透水分子的透气材料(下文进一步详细描述)形成。透气材料可以高度可渗透水分子。透气材料准许水分子穿过管壁到达环境空气。在使用中，管壁的透气材料可以降低管腔内的呼吸气体在它们沿着导管700的长度通过时的绝对湿度。管壁的透气材料可以消散管腔内可能存在的冷凝物或其他液体(例如，来自患者)。透气材料可以基本上阻碍呼吸气体(例如，氮气、氧气、二氧化碳和氦气)穿过管壁。透气材料可以阻碍液态小水滴穿过管壁。透气材料可以阻碍病原体穿过管壁。

[0422] 在此示例中，透气材料至少在连接器706之间形成长形管702的完整长度和周缘两者。在其他示例中，透气材料可以仅限定具有长形管702的长度和周缘中的一个或多个的一个或多个部分。例如，透气材料可以与另一种不同的(例如，不透气的)材料共同挤出。该不同材料可以向长形管702提供结构支撑。

[0423] 由透气材料形成整个长形管702有利地提供了透气材料的相对较大的表面积，这增加了长形管702的总体渗透性和在缓解冷凝物方面的有效性。它还可以简化长形管702的制造。可以将连续长度的管材(tubing)挤出并切割到一定长度以形成长形管702，如下文进一步详细描述的。

[0424] 其他条件相同，透气材料对水分子的渗透性越大，长形管702可能就越有效地消散来自长形管702的管腔内的水蒸汽和冷凝物(如果有的话)中的一种或多种。但是已发现，相对于透气材料的干质量，透气材料吸收的水分子质量越来越大，例如，在浸没试验中吸进其自身干质量的约100％以上的水分子。在使用期间，长形管702的机械性质可能显著地变化。例如，配置为吸进其自身干质量的约100％的水分子的长形管在使用期间可能由多达50％的水构成，并且可能变得比使用前显著地更具柔性。

[0425] 由于导管700的状态可能在使用中变化，因此贯穿详细描述和申请专利范围，术语“干燥”、“平衡”、“有条件的”和“饱和”指代长形管702、护套704和导管700中的一个或多个的各种不同状态或状态范围。这些状态各自在以下术语表中进行了定义。

[0426] 在一个示例中，发现由透气材料制成使得长形管702配置为在浸没试验中吸进其自身质量的约120％以上(例如，约133％)的水分子的长形管702就其本身而言(即，没有护套704或其他类似结构)在处于平衡状态时或在有条件的时足够硬以满足该标准的顺应性要求，如ISO 5367:2014(E)标准中陈述的。但是当该相同的长形管702被用来长时间输送加湿的呼吸气体时，发现透气材料软化到如此的程度，以至于长形管702在如本文定义的有条件的状态下可能不再满足相同的顺应性要求。

[0427] 还已发现，长形管702吸收如此相对大质量的水分子(例如，在浸没试验中为其自身干质量的100％以上)引起长形管702明显地膨胀。即，随着长形管702吸收水分子，存在其透气材料的体积增加。在至少一些示例中，这种膨胀在使用中对于肉眼而言可以是容易显而易见的。在使用中，长形管和护套中的一个或多个的尺寸可以随时间变化(即，随时间的推移，它吸收和解吸水分子)。

[0428] 在一些示例中，当处于有条件的状态时，长形管702的外直径、内直径、壁厚和波纹间距(每单位长度的波纹数量)中的一个或多个可以沿着长形管702的长度而变化。而在干燥状态、平衡状态和饱和状态中的一种或多种状态的情况下，长形管702的外直径、内直径、壁厚和波纹间距中的一个或多个且可能全部可以沿着长形管702的至少中心部分为基本上均匀的。中心部分可以排除长形管702的端部部分。端部部分可以由长形管702的朝向连接器706锥化的相应的套管部分和相应的锥状部分(如果有的话)构成(参考图21(h)中所展示的中心部分2102、端部部分2104、套管部分1002和锥状部分2106)。端部部分的膨胀可能受相应的连接器706的约束。

[0429] 尽管长形管702的膨胀在使用中(例如，在有条件的状态下)可能是不均匀的，但为了便于表示和解释，图7至图26的以下描述假设长形管702和护套704的尺寸变化大致均匀地发生。关于图27来进一步详细描述导管700的不均匀吸收和膨胀。

[0430] 可以使用非接触式方法利用电脑断层(CT)扫描或光学测量系统来测量测试试样的直径、长度、壁厚和其他尺寸。在一些示例中，可以使用基于接触的测量方法，例如用座标测量机(CMM)。

[0431] 在浸没试验(在以下术语表中描述)中，在与护套分离的情况下(即，没有护套704或其他此类约束件)，长形管702的样品试样可以从干燥状态到饱和状态在径向方向(例如，对于波纹状长形管702而言，最大外直径、最小内直径、或平均外直径或内直径)、纵向方向(即，长度)和管壁的壁厚中的一个或多个上膨胀约20％至70％之间。在一些示例中，长形管702的样品试样可以在径向方向、纵向方向和壁厚中的一个或多个上膨胀约20％至70％之间、约25％至50％之间、或约30％至50％之间。在一个示例中，发现示例导管700的长形管
702的样品试样在径向方向上膨胀约42％、在纵向方向上膨胀约37％、以及在壁厚上膨胀约
34％。在另一个示例中，发现长形管702的样品试样在径向方向、纵向方向和壁厚中的每个上各自膨胀约32％。

[0432] 在一些示例中，在干燥状态下，长形管的壁厚可以在约0.5mm与0.9mm之间、在约0.6mm至0.8mm之间、在约0.65mm至0.75mm之间、在约0.68mm与0.72mm之间、或在约0.69mm至
0.71mm之间，例如约0.70mm。在与护套分离的情况下的饱和状态下，同一管壁的壁厚可以在约0.7mm与1.1mm之间、在约0.8mm与1.0mm之间、在约0.85mm与0.95mm之间、在约0.90mm与
0.94mm之间、或在约0.91mm与0.93mm之间，例如约0.92mm。

[0433] 在一些示例中，在干燥状态下，长形管的最大外直径可以在约20mm至26mm之间、在约21mm与25mm之间、或在约22mm至24mm之间，例如约23mm。在与护套分离的情况下的饱和状态下，同一长形管的最大外直径可以在约25mm与35mm之间、在约28mm与32mm之间、或在约29mm至31mm之间，例如约30mm。

[0434] 仍然参考图7，围绕长形管702设置了护套704。护套704出于展示性目的在剖切图中示出，但在此示例中在导管700的相对端部处的连接器706之间连续地延伸。护套704展示为大致管状的形状(即，在截面中为圆形)，但可能不一定具有完全圆形的截面。特别地，将了解，护套704可以通过从连续长度的柔性护套物材料上切割到一长度而形成，该柔性护套物材料可以以一卷压平护套物的形式储存。例如，当围绕长形管702设置时，护套704可能倾向于更大程度上采用椭圆形或带尖的卵形截面。此外，护套704可能在截面中不一定具有如附图中所展示的沿着其长度的均匀形状。

[0435] 在所展示的示例中，护套704的端部通过连接器706相对于长形管702的端部固定，如下文进一步详细描述的。在此示例中，长形管702和护套704并未在连接器706的中间彼此固定。在其他示例中，例如，长形管702和护套704可以在连接器706的中间沿着导管长度的一个或多个离散点处相对于彼此进一步固定，比如沿着长形管702长度的路径的约中点处或约三分之一处。在又其他示例中，护套704可以沿着长形管702的长度仅延伸到中途。在一个示例中，护套704的相对端部可以通过连接器706和附加的中间连接器中的一个固定到长形管702。

[0436] 在又其他示例中，导管可以沿着导管的长度具有两个或更多个护套。两个或更多个护套可以是彼此离散的。两个或更多个护套可以具有不同性质。这些不同性质可以包括不同的材料、编织模式、编织元件的数量和长度/直径梯度中的一种或多种。两个或更多个护套可以彼此基本上端部对端部地布置。两个或更多个护套可以通过中间连接器固定到长形管702。中间连接器可以设置在导管的约中点处或其他地方(比如，更靠近患者端部)。中间连接器还可以将两个离散地形成的长形管固定在一起并将它们流体地联接。离散地形成的长形管中的一个或两个可以至少部分地由透气材料形成。护套704可以在端部连接器706之间沿着导管700的整个长度延伸。或者，护套704可以只围绕透气长形管702设置。

[0437] 护套704具有多个编织元件，该多个编织元件被编织成限定多个开口的开放式网眼状管状配置，如下文参考图18和图19进一步详细描述的。护套704可以是高度多孔和透汽(vapor‑permeable)的，且因此不抑制水分子从长形管702的管腔内穿过透气材料到达环境空气。即，水蒸汽和其他气体可以自由地穿过护套704。护套704对与管壁的外部相邻的环境气体的温度和湿度的影响可忽略不计或者没有影响，以便不影响横跨管壁的蒸汽压力梯度。护套704的开放式网眼状结构还可以准许对长形管702进行视觉检查。

[0438] 当示例导管700处于干燥状态和平衡状态中的一种或多种状态时，护套704可以松散地围绕长形管702。即，护套704的内直径可以超过长形管702的对应外直径，使得护套704至少部分地与长形管702间隔开。长形管702可以是能够相对于护套704移动(或反之亦然)的。

[0439] “至少部分地间隔开”旨在允许护套704与长形管702之间围绕或沿着导管700的周缘和导管700的长度中的一个或多个进行一些接触。即，护套704不需要(但可以)与长形管702完全间隔开。在波纹管的情况下，“至少部分地间隔开”指代与波纹的峰的间隔，而不仅仅是与两个峰之间的谷的间隔。

[0440] 护套704可以描述或展示为相对于长形管702同心或同轴，例如如图15中所示，但是将了解，在实践中，在干燥状态和有条件的状态中的一种或多种状态下，长形管702与护套704之间可能发生相对运动。长形管702和护套704将不一定在截面中共用同一个中心。例如，长形管702可以朝向护套704的底部成褶皱状垂下，或者相反地，护套704可以朝向长形管702的顶部成褶皱状垂下。将了解，长形管702与护套704之间的间隔将因此不一定在导管700的周向方向或纵向方向中的任一方向上是均匀的。并且，护套704可以在某些地方接触长形管702，而仍然被认为是大致部分地间隔开。

[0441] 长形管702和护套704示为沿着其长度具有相对均匀的直径。但是在使用中，且特别是在有条件的状态(如上文所讨论的)下，长形管702和护套704中的一个或多个的直径或形状可以沿着其长度而变化，如下文关于图27进一步详细描述的。在一个示例中，在有条件的状态下，护套704可以在导管700的第一部分中接合长形管702的完整周缘，但在导管700的第二部分处与长形管702的整个或至少一部分周缘间隔开。在那个示例中，可以说护套704在第二部分中至少部分地与长形管702间隔开。或者，可以说护套704至少部分地与作为一个整体的长形管702间隔开。但特别是在导管700的第一部分中，护套704并未被视为至少部分地与长形管702间隔开。

[0442] 由于在使用中长形管702吸收了水分子而在径向方向、纵向方向和壁厚中的一个或多个上膨胀，使得护套704可以与长形管702相互作用，如下文进一步详细描述的。特别地，当导管700处于受约束的有条件的状态时，护套704可以约束长形管702的至少一部分在导管700的纵向方向和径向方向中的至少一个方向上的膨胀。即，护套704通过至少在某些条件下施加反作用力来限制长形管702的膨胀。

[0443] 护套704还可以向长形管702提供一定程度的物理保护，例如应变消除、耐磨性和点或局部负荷的分布(例如，横跨长形管702的多个波纹)中的一种或多种。

[0444] 导管700的连接器706可以提供长形管702到呼吸辅助系统的其他部件的方便和可靠的气动联接，以在那些其他部件之间输送呼吸气体。特别地，在导管700旨在用作呼吸辅助系统100中的呼气导管114的情况下，连接器706配置用于分别直接与Y型件110的出口和气体源102的气体返回入口140气动连接。在一些示例中，可以在导管700与气体返回入口140之间设置过滤器。

[0445] 在所展示的示例中，连接器具有标准的医疗锥度，以便实现与广泛各种呼吸辅助系统及其部件的互通性。

[0446] 在一些示例中，特别是在导管具有加热丝的情况下，连接器中的至少一个可以包括用于与加湿器106、气体源102或另一个电源建立电连接的插口。

[0447] 连接器706各自限定与长形管702的管腔流体地联接的孔。

[0448] 图8提供了根据本公开的导管700的一个端部的详细等距视图，该端部包括连接器706、护套704的端部部分和长形管702的端部部分(被护套704和连接器706部分地遮挡)。还示出了连接器706的孔802，该孔与长形管702的管腔流体地联接。

[0449] 图9提供了根据本公开的导管700的端部的详细侧视图。还展示了所谓的导管700的纵向方向(由箭头902表示)。将了解，在使用中，导管700可能不一定采用如图中所示的严格线性配置，并且对“纵向”、“轴向”等的提及将不被解释为限于此类线性配置。

[0450] 护套704可以是编织的管状护套，如下文关于图18和图19进一步详细描述的。

[0451] 图10提供了根据本公开的导管700的端部的分解详细视图，该端部包括连接器706中的一个以及长形管702和护套704的部分。如图所示，在此示例中，连接器706具有第一连接器部件1004和第二连接器部件1006。

[0452] 第一连接器部件1004可以具有倒角边缘1008。倒角边缘1008可以帮助将第一连接器部件1004插入到长形管702的管腔1202中。

[0453] 第一连接器部件1004可以具有至少一个凸缘1010。在一些示例中，第一连接器部件1004可以具有三个凸缘1010。凸缘1010可以围绕第一连接器部件1004周向地延伸。凸缘1010可以抵制第一连接器部件1004无意中从长形管702、护套704和第二连接器部件1006中的一个或多个拆卸(或反之亦然)。凸缘1010可以从第一连接器部件1004的至少一部分径向向外延伸，并且可以部分地限定环形通道1012。第二连接器部件1006可以部分地被接收在环形通道1012内。凸缘1010可以抑制长形管702、护套704和第二连接器部件1006中的一个或多个在纵向方向上从第一连接器部件上滑落。

[0454] 第二连接器部件1006可以具有一个或多个孔口1014。孔口1014可以成对地布置在第二连接器部件1006的相对侧上。孔口1014可以是通孔。即，孔口可以各自一路延伸穿过限定第二连接器部件1006的一部分的柱形壁。

[0455] 孔口1014可以说明制造导管700，如下文进一步详细描述的。孔口1014可以提供增加的抓握力，以便用户将导管700连接至呼吸辅助系统的其他部件/与呼吸辅助系统的其他部件断连。

[0456] 尽管示例导管700的孔口1014布置为成对的平行的长形槽，但可以替代性地存在呈任何合适的形状或布置的任何数量的孔口。例如，这些孔口可以替代性地形成V形图案或标志。在一些示例中，V形图案或其他标记(比如，文字或符号)可以指示优选的流动方向、或呼吸辅助系统的特定部件(相应的连接器706旨在联接至该特定部件)。这可以降低错误连接的风险。示例导管700可以是对称的，并且可以配置为在任一方向上联接在气体源102(或过滤器)与Y型件110之间。在其他示例中，导管可以是定向的。

[0457] 第一连接器部件1004和第二连接器部件1006中的至少一个可以由聚合物材料形成。该聚合物材料可以包括聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)中的任何一种或多种。在一些示例中，第一连接器部件1004和第二连接器部件1006可以由相同材料形成。在其他示例中，第一连接器部件1004和第二连接器部件1006可以由不同材料形成。

[0458] 第一连接器部件1004可以是注射模制的。第二连接器部件1006可以包覆模制到长形管702、护套704和第一连接器部件1004中的一个或多个。在一些示例中，第二连接器部件1006可以包覆模制到长形管702、护套704和第一连接器部件1004中的所有三者。

[0459] 在其他示例中，替代性地或附加地，护套704可以通过超音波焊接、射频(RF)焊接、黏合剂、软管夹、夹子(例如，卡簧或扣合夹)等固定到连接器706和长形管702中的一个或多个。

[0460] 图10中还示出了长形管702的套管部分1002和波纹状部分1016。在此示例中，旨在被接收在连接器706的第一连接器部件1004与第二连接器部件1006之间的套管部分1002不是波纹状的。套管部分1002没有波纹可以具有以下优点中的一个或多个：帮助将倒角边缘1008插入于套管部分1002内、促进长形管702与连接器706之间更牢固的接合、以及减少长形管702与连接器706之间发生气动泄漏的潜在性。

[0461] 图11是根据本公开的导管700的端部的截面图。为清晰起见，示意性地表示了护套704。应了解，例如，如图21(e)中所示，护套704可以锥化到等于连接器706的直径(例如，内直径)。由于编织的管状网状护套的本质所致，这可以通过使护套的需要较小直径的部分的长度延伸来实现。

[0462] 第一连接器部件1004限定连接器706的孔802。第一连接器部件1004可以包括配置为连接至呼吸辅助系统的其他部件(例如，气体返回入口140)的锥化的公或母锥形端部1102。第一连接部件1004的相对端部可以部分地被接收在长形管702的管腔1202内(例如，在套管部分1002处)。长形管702和护套704中的一个或多个可以通过连接器706的第二连接器部件1006的孔口1014暴露(例如，可见)。

[0463] 如图所示，长形管702的一个或多个部分(例如，套管部分1002)的端部和护套704的对应端部可以通过第一连接器部件1004和第二连接器部件1006中的一个或多个而相对于彼此固定。长形管702和护套704的端部可以在连接器706内重合。在一些示例中，长形管702和护套704中的一个或多个可以固定在第一连接器部件1004与第二连接器部件1006之间(例如，“被夹在中间”)。在一些示例中，护套704可以在连接器706内直接定位成与长形管
702相邻。在其他示例中，如图所示，护套704可以在连接器706内与长形管702间隔开。

[0464] 图12提供了根据本公开的导管700的端部的等距分解详细视图，该端部包括长形管702、护套704以及连接器706的第一连接器部件1004和第二连接器部件1006。还示出了长形管702的套管部分1002和波纹状部分1016、以及管腔1202的用于使呼吸气体从导管700的一个端部通过到达另一端部的一部分。

[0465] 图13是根据本公开的导管700的长形管702和护套704的部分的详细局部分解等距视图。还(部分地)示出了由长形管702限定的管腔1202。

[0466] 图14是根据本公开的导管700的长形管702和护套704的部分的局部分解侧视图。

[0467] 为清晰起见，护套704呈示意性的形式。它示出了护套704的该多个顺时针编织元件904和逆时针编织元件906。顺时针编织元件904和逆时针编织元件906可以进行交错，如下文进一步详细描述并在图18和图19中展示的。

[0468] 图15示出了根据本公开的穿过导管700的长形管702和护套704的截面。为清晰起见，省略了连接器706。

[0469] 可以观测到，如所展示的，当示例导管700处于平衡状态时，长形管702的外表面与护套704的内表面之间可能存在间隔1502。这允许长形管702的至少一部分在径向方向1504和纵向方向902中的至少一个方向上进行一些膨胀。但是，在某些条件下，长形管702在径向方向1504上的进一步膨胀可能变得受护套704的约束，如下文进一步详细描述的。即，在此示例中，护套704可以选择性地约束长形管702的膨胀。

[0470] 如上文所解释的，间隔1502不一定需要在导管700的整个周缘周围或沿着导管700的长度(在纵向方向902上)是均匀的或甚至是连续的。特别是护套704也不一定具有完全圆形的截面或与长形管702同心。

[0471] 图15还展示了由管壁限定的管腔1202、以及导管700的所谓的径向方向(由箭头1504表示)的示例。

[0472] 图16是根据本公开的导管700的部分的详细截面侧视图。示出了护套704和长形管702的波纹状部分1016。该图仅描绘了处于水平定向的一长度的导管700的上部分，其中管腔1202朝向图的下部分并且环境空气位于图的上部分处。

[0473] 可以在长形管702的外表面(在波纹的峰1602处)与护套704的内表面之间观测到间隔1502。还可以观测到，在此示例中，波纹状部分1016的谷1604被压平。即，谷是基本上柱形的。相比之下，峰1602可以连续地弯曲，如图所示。

[0474] 透气材料

[0475] 透气材料可以是或包括嵌段共聚物，比如具有“硬段”和“软段”两者的热塑性弹性体(TPE)。在一些示例中，硬段可以是硬的、刚性的、半结晶的聚合物，其可以是疏水性的(例如，比如聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)等的聚酯)。在一些示例中，软段可以是软的、柔性的、无定形的和亲水的聚合物(例如，醚型巨乙二醇)。透气材料可以将软段的亲水性质与硬段的机械性质相组合。

[0476] 在一些示例中，嵌段共聚物按质量、重量和体积中的一者或多者可以是长形管透气材料的至少约90％、至少约92％、至少约95％、或至少约97％、例如约97％或约98.5％。

[0477] 图17是示出根据本公开的对由透气材料形成的示例长形管702的样品试样进行差示扫描量热法(DSC)测试(在以下术语表中定义)的结果的图表。

[0478] 图17中的线1702示出了示例透气材料在DSC测试期间被第二次加热时的差热率(以毫瓦/毫克(mW/mg)为单位测量)。

[0479] 线1702中的峰表示透气材料的熔点1704。如本文所使用的术语“熔点”指代对应于DSC图表中的峰的温度。将了解，熔化可以在峰之前开始。

[0480] 在一些示例中，透气材料可以具有两个、三个或更多个熔点1704。透气材料的最低熔点1704所处的温度可以大于约37℃、大于约42℃、大于约44℃、大于约45℃、或大于约46℃，例如处于约47℃的温度。透气材料的最低熔点1704温度可以小于约108℃、小于约100℃、小于约80℃、小于约60℃、或小于约50℃。在一些示例中，最低熔点1704所处的温度可以在约37℃至100℃之间、在约40℃与60℃之间、或在约40℃与50℃之间。

[0481] 在一些示例中，透气材料可以具有熔点1704，该熔点所处的温度在约42℃至52℃之间、在约44℃至50℃之间、在约45℃至49℃之间、或在约46℃至47℃之间，例如处于约47℃的温度。

[0482] 在一些示例中，透气材料可以具有熔点1704，该熔点所处的温度在约202℃与212℃之间、在约204℃至210℃之间、在约205℃至209℃之间、或在约206℃至208℃之间，例如处于约207℃的温度。

[0483] 在一些示例中，透气材料可以具有熔点1704，该熔点所处的温度在约215℃与225℃之间、在约217℃与223℃之间、在约218℃与222℃之间、或在约219℃与221℃之间，例如处于约220℃的温度。

[0484] 在一些示例中，透气材料可以具有两个熔点1704，这两个熔点高于约197℃、高于约202℃、高于约204℃、高于约205℃、或高于约206℃的温度，例如处于和高于约207℃的温度。

[0485] 在一些示例中，透气材料可以具有两个熔点1704，这两个熔点所处的温度在约202℃至225℃之间、在约204℃与223℃之间、在约205℃与222℃之间、或在约206℃与221℃之间，例如处于约207℃至220℃的温度。

[0486] 在一些示例中，透气材料可以具有两个熔点1704，它们温差小于约23℃、小于约18℃、小于约16℃、小于约15℃、或小于约14℃，例如其温差为约13℃。

[0487] 在一些示例中，透气材料可以具有两个熔点1704，其温差在约150℃至170℃之间、在约155℃至165℃之间、在约158℃至162℃之间、或在约159℃与161℃之间，例如其温差为约160℃。

[0488] 透气材料可以具有三个熔点1704。这三个熔点所处的温度可以在约42℃与225℃之间、在约44℃与223℃之间、在约45℃与222℃之间、或在约46℃至221℃之间。

[0489] 在一个特定的示例中，三个熔点1704所处的温度可以为约47℃、207℃和220℃(全部都±5℃、±3℃、±2℃或±1℃)。

[0490] 在一些示例中，透气材料可以具有最低熔点，该最低熔点所处的温度大于37℃(或42℃、44℃、45℃、46℃)。如上文所描述的，37℃可以对应于由呼吸辅助系统递送到患者的呼吸气体的温度和由患者呼出的呼吸气体的温度中的一个或多个。

[0491] 透气材料的最低熔点可以对应于透气材料的软段的熔点。已发现，选择所有熔点都高于此温度的透气材料可以缓解当导管在使用中输送加热和加湿的呼吸气体时透气材料的软段的熔化。在高于软段熔点的温度下，软段可能仍然结合到硬段。对用户而言，长形管存在任何“熔化”并非是显而易见的。但是已发现，在低于最低熔点的情况下，大部分的软段可以在使用期间保持为固体并有助于长形管的结构完整性。这可以使得能够在透气材料中使用更高的软段与硬段比，这进而可以增加透气材料对水分子的渗透性。

[0492] 在一些示例中，吸气导管108的管腔内的呼吸气体的温度可以高于37℃，以在呼吸气体经由患者接合部递送到患者之前允许温度下降。在一些示例中，例如，吸气导管108的管腔内的呼吸气体的温度可以高达50℃或60℃。因此，在一些示例中，透气材料的最低熔点所处的温度可以大于50℃、或大于60℃。

[0493] 已发现，此类透气材料特别适合用于省略了加热器(例如，加热丝)的导管中。加热丝可以被加热到远高于管腔1202内的呼吸气体的温度。已发现，即使呼吸气体的温度不超过最低熔点，这种加热也可能在使用期间使透气材料的至少一些软段熔化。如果加热丝嵌入于管壁中或压靠管壁，则情况尤为如此。通过省略加热丝并选择熔点高于呼吸气体的预期或实际最高温度的透气材料，至少大部分的软段将在导管的使用期间保持为固体，且因此有助于导管在使用中的机械强度。在一些示例中，可能不需要护套。

[0494] 在其他示例中，导管可以包括加热丝，并且透气材料可以在使用中被选择为具有高于加热丝的预期或实际最高温度的最低熔点。在其他示例中，可以例如通过控制加热丝的工作周期来操作导管，使得加热丝的温度不超过透气材料的最低熔点。在其他示例中，长形管702可以由透气材料和不透气材料形成，并且加热丝可以嵌入该不透气材料中或压靠该不透气材料。

[0495] 长形管702的至少一部分可以配置为在浸没试验中吸进超过其自身质量的约45％、超过约65％、超过约75％、超过约100％、超过约120％、或超过约130％(在以下术语表中描述)的水。

[0496] 在一些示例中，长形管702的至少一部分的样品可以配置为在浸没试验中吸进在其自身干质量的约45％至250％之间、约65％至200％之间、约75％与175％之间、约100％至160％之间、约110％至150％之间、约120％至140％之间、约130％至140％之间、或约133％至139％之间、例如，约139％的水分子。

[0497] 在一些示例中，长形管702的至少一部分的样品可以配置为在浸没试验中吸进在自身干质量的约40％与80％之间、约40％与60％之间、约45％与55％之间、或约48％与51％之间、例如约49％的水分子。

[0498] 在一些示例中，长形管702的至少一部分的样品可以配置为在浸没试验中吸进在其自身干质量的约100％与250％之间、约100％与180％之间、约110％与150％之间、约120％与140％之间、约130％与145％之间、或约135％与145％之间、例如约138％或139％的水分子。

[0499] 在一些示例中，长形管的至少一部分的样品可以配置为在浸没试验中吸进超过其自身质量的约33％、约33％与200％之间、约100％与160％之间、约120％与140％之间、或约130％与135％之间、例如约133％的水分子。

[0500] 已发现，本文所描述的透气材料对水分子的渗透性将管腔内的冷凝物缓解到使得可以省略加热丝和聚水器中的至少一个。在一些示例中，可以省略加热丝和聚水器两者。

[0501] 在一些示例中，已发现，此类长形管702可以对水分子充分可渗透，以便在长期使用(例如，连续使用约24小时)之后被动地(即，不加热、清空聚水器或引流导管)缓解导管700的管腔内的凝结。在一些示例中，在长期使用之后，管腔内可能不存在冷凝物的净积聚，包括来自其他源(比如，导管安装件)的冷凝物。在一些示例中，根据本公开的导管可以是足够透气的，以至于在长期使用之后(至少当在调节后的环境(例如，在约20℃至24℃以及约
40％至60％的相对湿度的范围内的环境空气)中使用导管时)不需要医疗专业人员从导管中引流冷凝物。

[0502] 在一个示例中，发现具有如下的长形管702的导管适合于用作呼气导管114，而在至少一些环境条件下不需要加热丝或聚水器：该长形管配置为在浸没试验中吸进在其自身质量的约45％与55％之间、约46％与52％之间、约47％与51％之间、或约48％与50％之间、例如约49％或约50％的水分子。它也不需要护套704或其他此类措施来补偿长形管702随着其在使用中吸收水分子的软化。即，在没有护套704的情况下，在有条件的状态下，发现长形管单独就能满足ISO 5367:2014(E)的抗流动性和顺应性要求中的一个或多个。

[0503] 在另一个示例中，发现具有如下的长形管702的导管700适合于用作呼气导管114：该长形管配置为在浸没试验中吸进在其自身质量的约130％与140％之间的水分子，而同样没有加热丝或聚水器。当与先前的示例(配置为吸收约45％与55％之间的水分子)相比时，发现此示例横跨更宽的环境条件范围更好地缓解凝结。导管700设置有护套704。尽管水分子的吸收比例大得多，但发现导管700在有条件的状态下满足ISO 5367:2014(E)的抗流动性和顺应性要求中的一个或多个。

[0504] 在一个示例中，在长期使用(例如，约24小时)之后，发现没有冷凝物积聚在气体源处或导管700的管腔内(当该导管用作呼气导管114时)。在连续使用五天之后，发现冷凝物以小于约1毫升/小时(ml/hr)的速率积聚在气体源处以及以小于约2ml/hr的速率积聚在导管700的管腔内，而没有加热丝或聚水器。但是在一些示例中，导管可以可选地设置有加热丝和聚水器中的至少一个。

[0505] 在一些示例中，导管700的顺应性可以取决于长形管702与护套704之间的物理相互作用。当长时间有条件的时，导管700的顺应性可能相差10％、20％甚至30％以上(当有护套与无护套时)。

[0506] 透气材料可以进一步包括一种或多种添加剂。例如，添加剂可以包括发泡剂、着色剂、紫外线(UV)稳定剂、UV吸收剂和加工助剂中的一种或多种。在一些示例中，(多种)添加剂按质量、重量和体积中的一者或多者计可以形成最高约10％、最高约8％、最高约5％、或最高约3％、例如约3％或1.5％的长形管透气材料。将了解，添加剂本身可能不一定系透气的，但透气材料作为一个整体在具有添加剂的情况下保持为透气的。

[0507] 在一些示例中，透气材料可以是未发泡的。在其他示例中，透气材料可以是发泡的。透气材料可以包括发泡剂添加剂。可以选择和定量配给发泡剂，使得透气材料是闭孔泡沫。已发现，在发泡的透气材料内形成的空隙可以增加可以被透气材料吸收的水质量。在一个示例中，当与同等干质量和结构(例如，波纹轮廓)的未发泡样品相比时，发现发泡的透气材料的样品在浸没试验中吸收约两倍的水质量。空隙也可以改善由管壁提供的热绝缘。

[0508] 护套

[0509] 图18提供了根据本公开的导管700的护套704的详细图，其中导管700处于平衡状态。护套704被展示为类似水平地铺设的导管。

[0510] 护套704的弹性可以小于长形管702，使得如果长形管702被挤压，则长形管702的恢复不受护套704的约束。

[0511] 护套704可以是网。护套704可以具有多个编织元件，该多个编织元件进行交错以形成编织的管状网。

[0512] 在一些示例中，护套可以具有双轴配置。编织元件可以各自在顺时针或逆时针方向中的一个方向上围绕长形管702螺旋地布置。

[0513] 顺时针编织元件904中的每个可以与逆时针编织元件906中的每个进行交错，且反之亦然。在一些示例中，编织元件可以以规则的编织模式进行交错，在该规则的编织模式中，顺时针编织元件904在两个逆时针编织元件906下方通过，然后在两个逆时针编织元件906上面通过，如图所示。在其他示例中，编织元件可以以菱形的编织模式进行交错，在该菱形的编织模式中，顺时针编织元件904在单个逆时针编织元件906下方通过，然后在单个逆时针编织元件906上面通过。

[0514] 编织的管状网状护套704的编织元件可以各自相对于导管700的纵向方向(水平方向，如所展示的)以编织角α定向。在一些示例中，编织角α对于顺时针编织元件904和逆时针编织元件906可以是相同的。在一些示例中，在平衡状态下，编织角α可以在约35°与55°之间、或在约40°与50°之间。在一个示例中，编织角可以为约45°。在一些示例中，顺时针编织元件904与逆时针编织元件906之间的交叉点处的角度可以在约70°与110°之间、或在约80°与100°之间。在一个示例中，交叉点处的角度可以为约90°。

[0515] 在其他示例中，在与长形管702平行的纵向方向上延伸的编织元件可以在导管在纵向方向上膨胀是不期望的应用中是有利的。在周向方向上延伸的编织元件可以在导管在径向方向上膨胀是不期望的应用中是有利的。

[0516] 在一些示例中，护套可以具有三轴或其他配置。

[0517] 在一些示例中，相应的编织元件904、906没有在它们交叉的地方(除了护套704相对于长形管702固定的地方(例如，在连接器706处)之外)彼此结合或以其他方式永久地联结。即，编织元件904、906可以在某种程度上相对于彼此移动(经受摩擦力)。

[0518] 护套704可以具有稀松织法。顺时针编织元件904可以围绕护套704的周缘彼此间隔开。顺时针编织元件904可以基本上等距地间隔开，例如与连接器706相邻。逆时针编织元件906可以类似地彼此间隔开。

[0519] 编织护套中的编织元件的间隔在编织元件之间形成多个开口908。这些开口中的每个的形状可以是基本上四边形的，例如具有平行四边形形状或长斜方形形状。开口的几何形状可能在使用中变化，从而随着护套704的尺寸在使用中变化而经历仿射变换，如下文进一步详细描述的。

[0520] 在这种平衡状态下，如与切向方向(竖直方向，如所展示的)相比，开口908在纵向方向(水平方向，如所展示的)上可以相对地被拉长。

[0521] 如果编织元件904、906没有在它们交叉的地方结合或以其他方式永久地联结在一起，则它们可能随着长形管702在使用中膨胀和/或收缩而在其间进行一些相对运动。将了解，相邻编织元件之间的间隔可能不一定沿着导管的长度是均匀的。所有的开口908也将不一定形成完美的平行四边形。

[0522] 在一些示例中，护套704的有用的性质是护套704的总长度(在纵向方向上)和直径(在径向方向上)可以以反比关系变化。即，随着护套704在纵向方向上被拉长，它将倾向于在径向方向上收缩。相反地，当护套704在径向方向上膨胀时，它将倾向于在纵向方向上收缩。已发现，可以在使用中利用这一性质来至少部分地抵消长形管702的机械性质随着该长形管由于吸收水分子所致膨胀而发生的变化，如下文进一步详细描述的。

[0523] 在实践中，护套物可能在其可以变形达到的最小直径和最大直径中的一个或多个方面具有限制。在一些示例中，例如，对于成人导管而言，护套704可以具有可以在至少约23mm与43mm(±2mm)之间变化的内直径。即，护套704可以配置为符合外直径的范围在约
23mm与43mm之间的棒。将了解，护套704的长度也将横跨此范围而变化。在一些示例中，护套
704可以具有可以变化至少约20mm的内直径。

[0524] 在其他示例中，例如，对于新生儿或儿科导管而言，护套可以具有可以在至少约12mm与22mm(±2mm)之间变化的内直径。在一些示例中，护套可以具有可以变化至少约10mm的内直径。

[0525] 在一些示例中，顺时针编织元件904的数量可以等于逆时针编织元件906的数量。在一些示例中，护套704可以具有约75个与125个之间的编织元件、或约90个与100个之间的编织元件。示例导管700的护套704具有由48个顺时针编织元件904和48个逆时针编织元件
906构成的总共约96个编织元件。例如，护套704可以适合于旨在供成人患者使用的导管
700。

[0526] 在其他示例中，护套可以具有约40个与60个之间的编织元件、或约45个与55个之间的编织元件，例如由24个顺时针编织元件904和24个逆时针编织元件906构成的总共约48个编织元件。例如，此类护套可以适合于供新生儿或儿科患者使用的导管。

[0527] 在一些示例中，编织元件904、906中的一个或多个可以具有两根或更多根长丝(即，编织元件可以是多丝)。在其他示例中，编织元件904、906中的一个或多个可以是单长丝(单丝)。在一些示例中，编织元件904、906中的每个可以是多丝。在所展示的示例中，编织元件904、906中的每个具有两根相邻的长丝。在另一个示例中，例如适合于供新生儿或儿科患者使用的导管的护套，编织元件中的每个可以包括三根相邻的长丝。

[0528] 在一些示例中，如图18中所示，长丝1802可以以规则的编织模式进行交错，在该规则的编织模式中，一对并排的长丝1802在两对并排的长丝1802下方通过，然后在两对并排的长丝1802上面通过。在其他示例中，长丝1802可以以规则的编织模式进行交错，在该规则的编织模式中，单长丝1802在两根单长丝1802下方通过，然后在两根单长丝1802上面通过。在其他示例中，长丝1802可以以菱形的编织模式进行交错，在该菱形的编织模式中，一对并排的长丝1802在一对并排的长丝1802下方通过，然后在一对并排的长丝1802上面通过。在其他示例中，长丝1802可以以菱形的编织模式进行交错，在该菱形的编织模式中，单长丝
1802在单长丝1802下方通过，然后在单长丝1802上面通过。

[0529] 在一些示例中，每个编织元件的长丝是无捻的。在其他示例中，每个编织元件的长丝可以是加捻的或彼此编织的。

[0530] 在所展示的示例中，长丝1802的截面可以是基本上圆形的。在其他示例中，长丝可以具有多边形截面，例如三角形、方形、五边形、六边形、八边形等。在其他示例中，长丝可以具有圆形截面，例如卵形、椭圆形、圆角多边形等。

[0531] 示例护套704的长丝1802可以由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成。在其他示例中，长丝1802可以由金属、聚合物、陶瓷和纤维材料中的任何一种或多种形成。

[0532] 长丝1802和编织元件904、906中的一个或多个单独或共同地在它们在正常使用中将经受的负荷下可以是基本上不能延伸的。

[0533] 在一些示例中，顺时针编织元件904中的长丝数量可以等于逆时针编织元件906中的长丝数量。在一些示例中，护套可以具有约150根与250根之间的长丝、或约180根与200根之间的长丝。示例导管700的护套704可以具有总共约192根长丝。

[0534] 在其他示例中，例如适合于供新生儿或儿科患者使用的导管的护套，护套可以具有约120根与180根之间的长丝、或约135根与165根之间的长丝，例如总共约144根长丝。

[0535] 在一些示例中，长丝可以全部都具有相同的直径。在其他示例中，长丝可以具有两个或更多个不同的直径。

[0536] 在一些示例中，长丝可以具有在约0.1mm与0.4mm之间、或在约0.2mm与0.3mm之间的直径。示例导管700的护套704可以具有直径为约0.25mm的长丝。

[0537] 图19展示了处于有条件的状态的护套704。

[0538] 随着护套704在纵向方向和径向方向上膨胀和收缩，开口908可能经历仿射变换。即，开口908的形状发生变化。编织元件904、906的间距(即，编织元件的角度及因此其每单位长度围绕长形管702的螺旋绕组的数量)可以变化。

[0539] 在这种平衡状态下，如与纵向方向相比，开口908可以在切向方向上相对地被拉长。

[0540] 当与图18中所示的平衡状态相比时，可以观测到，图19中的开口908在纵向方向上相对较短。并且，它们在切向方向上相对较长。

[0541] 护套704的长度和直径可以成反比关系。不同编织的管状网可以由其长度与直径(L/D)关系的梯度来表征。

[0542] 图20展示了多个示例不同编织的管状网的长度与直径梯度的图表。

[0543] 表征过程是通过以下步骤来实施的：将编织的管状网状护套物的样品试样在被压平时(如典型地储存的那样)切割成预定长度(例如，2000mm)，然后在将样品试样安装于具有合适的已知直径(例如，对于成人导管而言，直径在约22mm与32mm之间、或在约23mm与32mm之间)的多个钢棒上并符合这些钢棒时测量该样品试样的长度。在一些示例中，长度与直径梯度可以在此范围内是基本上线性的。不同的初始长度和直径可以取决于编织元件的配置而产生类似的特征响应。长度与直径梯度可以通过将这些测量值和相关联的线性趋势线绘制在图表上来确定。图20展示了长度与直径梯度为约‑23、‑34、‑37、‑43和‑79的护套。

[0544] 具有相对较大的长度与直径梯度绝对值的编织的管状网将使得随着直径增加长形管的长度相对较大地减小(且反之亦然)。长度与直径梯度的较小绝对值使得对于相同的直径增加而言轴向长度的变化比较小。

[0545] 在一些示例中，例如对于成人导管而言，导管700的护套704的长度与直径梯度可以在约‑100与‑20之间、在约‑50与‑20之间、或在约‑40与‑35之间。在一个示例中，长度与直径梯度可以为约‑37。

[0546] 在其他示例中，例如对于新生儿或儿科导管而言，护套的长度与直径梯度可以在约‑75与‑25之间、在约‑60与‑40之间、或在约‑55与‑45之间。在一个示例中，长度与直径梯度可以为约‑52。

[0547] 长形管702与护套704之间的间隔1502可以通过以下步骤来产生：将针对护套704选定的编织的管状网切割到一长度，该长度在护套704符合长形管702的外部时(即，长形管702的最大外直径在波纹的峰处)比长形管702的长度大预定距离。该预定距离可以被选择为使得导管在有条件的状态下的最终长度类似于管在平衡状态下的长度，如上文所描述的。护套704在固定到长形管702之前被轴向地压缩使得长形管702和护套704的相应端部重合，从而增加护套704的平均直径以产生间隔1502。相对较小的特性长度与直径梯度可以提供以下优点中的一个或多个：最小化间隔1502，这可以改善美学；以及最小化编织的管状网的平整长度，这可以降低制造成本。

[0548] 在一些示例中，护套704还可以缓解导管在使用中的振动或振荡。用于长形管702的透气材料具有特定的性质，这些性质随着水分子被吸收到透气材料中并以一定速率经由透气材料扩散而使得尺寸和机械变化，该速率取决于透气材料的任一侧上的温度和湿度边界条件。具体地，透气材料在摄取水分子时变软和变大。当透气材料形成为携带潮湿气体(其湿度水平大于管壁外部的湿度水平)的长形管时，随着进入长形管的呼吸气体由于通过透气材料的自然扩散和由此产生的温度下降而穿过长形管到达出口，这些呼吸气体的湿度可以轴向地减小，这既是由于热传递速率取决于横跨透气材料的边界条件，又是由于水分子扩散到透气材料中，同时蒸汽压力梯度横跨管壁而保持为正值。这可能使得导管尺寸和机械性质的轴向变化。因此，随着水分子被吸收到透气材料中并通过它扩散，透气材料具有功能梯度材料(FGM)的性质。可以选择护套的直径和长度，使得可以选择性地控制径向膨胀和纵向膨胀。在导管的入口(高湿度的呼吸气体可以在该入口处进入)处，与在入口远侧的轴向位置相比，水分子的摄取量可能最大。在一些示例中，可以选择护套参数以缓解或最小化长形管在纵向方向上的膨胀(相对于平衡状态)，从而有利于长形管的水力直径的径向膨胀。水分子的摄取结合波纹轮廓和护套对长形管的由此产生的纵向收缩可能具有相对于平衡状态产生更厚的管壁区段的结果。因此，管壁的壁厚可以轴向地变化，并且当护套接合时，一旦发生足够的尺寸变化，这种变化可能就更加明显。尽管透气材料可以由于水分子的摄取而软化，但由护套造成的轴向增长限制可能使得波纹峰之间的分离距离减小。这种减小的分离距离可以具有双重影响：壁厚增加以及存在增加的环向强度。管子的硬度可以取决于壁厚、内表面光洁度、水力直径和材料性质。当气体速度超过某个临界值(临界速度)时，管子的弯曲模式被激发，该临界值取决于水力直径和相对于长度的内表面粗糙度。通过控制长形管的纵向和径向膨胀，护套因此可以间接地影响相对于具有均匀水力直径和均匀壁厚的管子的临界速度。具体地，呼吸气体的临界速度可能增加，相对于具有均匀壁厚和水力直径的同等管子潜在地高达数倍。因此，对于长形管的操作长度，当以适合治疗的典型最大速度传递潮湿的呼吸气体时，护套可以降低沿着长形管出现振动模式的可能性。

[0549] 长形管在使用中的膨胀

[0550] 下文将参考图21至图26通过示例的方式来描述示例导管700的使用和行为。将了解，此描述仅涉及特定示例，并且其他示例中的导管的结构和布置可以选择为以不同的方式表现。在其他示例中，导管可以配置和布置为主要在纵向方向上交替地膨胀，或者通过选择具有适当性质(例如，编织模式、长度与直径梯度等)的护套，可以将膨胀限制到纵向方向或径向方向中的仅一个方向。

[0551] 将了解，图21并未按比例示出，并且不同状态之间的尺寸和比例变化可以出于展示性目的而被夸大。除了朝向连接件706的锥化之外，图21还展示了长形管702的基本上均匀的膨胀。如在其他地方所描述的，在使用中，膨胀可能不一定是均匀的。

[0552] 图21(a)至(d)(在图21的左侧)示意性地展示了在各种不同状态下的没有护套704的长形管702和一对连接器706(被称为无护套型导管2108)。

[0553] 图21(e)至(h)(在图21的右侧)示意性地展示了在各种不同状态下的先前描述的示例导管700，该导管包括护套704。

[0554] 图21(a)和(e)分别展示了在平衡状态(未加压)下的无护套型导管2108和导管700。

[0555] 图21(b)和(f)分别展示了在部分有条件的状态(未加压)下的无护套型导管2108和导管700。可以观测到，无护套型导管2108和导管700两者都在径向方向和纵向方向两者上膨胀。但是导管700膨胀的程度小于无护套型导管2108。

[0556] 图21(c)和(g)分别展示了在长期使用之后的有条件的状态(未加压)下的无护套型导管2108和导管700。可以观测到，无护套型导管2108在径向方向和纵向方向两者上都进一步膨胀。而导管700在径向方向上进一步膨胀，但在纵向方向上收缩。导管700可以恢复到或接近其原始长度。

[0557] 图21(d)和(h)分别展示了在长期使用之后的相同有条件的状态(但这次进行了加压)下的无护套型导管2108和导管700。可以观测到，无护套型导管2108在径向方向和纵向方向两者上都进一步膨胀。但是导管700保持不变。

[0558] 参考图21(a)和(e)，当对患者的呼吸治疗即将开始时，可以用气体源102设置新的呼吸回路142。可以从包装中取出导管700，其中管腔1202内的气体与包装内的长形管702的管壁外部的气体具有大致相同的温度和湿度。即，不存在蒸汽压力差来驱动水分子传输通过长形管702的管壁。包装内的气体可以具有类似于环境空气的温度和相对湿度，且因此当从包装中取出时，导管700可能处于平衡或近乎平衡的状态。在一些情况下，导管700可以在从包装中取出后且在使用前保留一定时段(例如，储存起来以准备使用)，其中环境空气填充长形管702的管腔。如果环境空气的湿度与包装内的湿度不同，则长形管702在与环境空气达到平衡状态时可以吸收或解吸水分子。图21(a)和图21(e)中分别示出了在这种平衡状态下的无护套型导管2108和导管700。在这种状态下，长形管702与导管700的护套704之间存在间隔1502，如上文所描述的。

[0559] 护套704可以配置为在这种平衡状态下至少部分地与长形管702间隔开。这种间隔可以缓解导管700在平衡状态下的进一步变硬。过于硬的导管700对于可用性来说可能是有问题的。例如，它可能增加Y型件110或患者接合部112上的管拖曳力。在一些示例中，在这种平衡状态下，护套704可能对导管700的硬度没有贡献或贡献几乎可忽略不计。

[0560] 如图21(e)中所展示的，在至少平衡状态下，护套704在其相应端部处可以朝向相应的连接器706锥化。

[0561] 已发现，长形管702的透气材料可能足够硬，以便导管700在处于平衡状态时或在如ISO 5367:2014(E)标准中陈述的有条件的时满足该标准的顺应性和抗流动性要求中的一个或多个。但是在如本文定义的有条件的状态下，导管700可能不一定满足这些要求中的一个或多个。

[0562] 一旦导管700连接至呼吸辅助系统并开始治疗，长形管702的管腔就在患者端部处暴露于相对湿度可以为90％以上且常常为约100％的呼吸气体流中。环境空气的相对湿度可以在约10％与90％之间，且常常在约40％至60％或45％至55％的范围内，这些范围是针对日常健康和舒适而建议的。在管腔1202内的呼吸气体与长形管702外部的环境空气之间存在水蒸汽的分压差。溶解‑扩散机制使得长形管702的透气材料连续地从管腔内的呼吸气体和冷凝物(如果有的话)或其他液体(如果有的话)中吸收水分子，以及根据驱动梯度将水分子解吸到长形管702外部的环境空气。

[0563] 如下文参考图27进一步详细描述的，长形管702在使用中的有条件的状态下的膨胀可能不一定沿着长形管702的长度是均匀的。但是出于解释的目的，以下描述假设长形管702和护套704的尺寸变化大致均匀地发生。

[0564] 从管腔内对水分子的初始吸收引起无护套型导管2108和导管700的长形管702倾向于在纵向方向902和径向方向1504两者上(以及在壁厚上)膨胀。

[0565] 在无护套型导管2108的情况下，这种膨胀是不受约束的，如图21(b)中所展示的。

[0566] 在导管700的情况下，长形管702与护套704之间的间隔1502意指长形管702可以在纵向方向和径向方向两者上稍微膨胀。长形管702在纵向方向上的膨胀将引起护套704的对应拉长。长形管702和护套704的拉长进而可能引起护套704在径向方向上收缩。

[0567] 如图21(c)和(g)中所示，导管700的长期使用和暴露于湿度差(即，水分子的进一步吸收)可能引起长形管702接合护套704的内表面。长形管702与护套704之间的间隔1502可以沿着长形管702的长度的至少一部分被消除。长形管702在径向方向和纵向方向中的至少一个方向上的进一步膨胀可能受护套704的约束。即，护套704的编织元件中的每个处于受拉状态，并且护套704由于长形管702膨胀以及与该长形管接合所致而具有环向应力。

[0568] 由于长形管702继续从管腔内吸收水分子，因此长形管702可能发生一些进一步的径向膨胀。这可能引起护套704在纵向方向上收缩。导管700可以恢复到或接近(例如，在约90％与110％之间)其原始长度(在平衡状态下)。

[0569] 如图21(d)中所示，对无护套型导管2108的加压可能引起在径向方向和纵向方向两者上的进一步膨胀。这可能部分地是由于透气材料的软化所致，软化是由于吸收相对大的质量的水分子所致。但护套704约束导管700的进一步的膨胀，如图21(h)中所展示的。

[0570] 如上文所描述的，随着长形管702的长度在使用中发生变化，波纹间距(即，长形管702中的波纹的相邻峰之间的距离)也可能变化。但是在导管700中，例如，这种变化受护套
704的约束，如从图21(b)(无护套)与图21(f)(有护套)之间的比较中显而易见的。在长形管
702与护套704之间的相互作用引起长形管702最初在纵向方向上膨胀且然后收缩以恢复到或接近其原始长度的情况下，将了解，长形管702的波纹间距将类似地增加且然后减小以恢复到或接近原始波纹间距。

[0571] 如在其他地方所描述的，长形管702可能不一定沿着波纹状部分1016的长度均匀地吸收水分子。特别地，将了解，当管腔中的呼吸气体沿着长形管702的长度朝向气体返回入口140通过时，由于透气材料对呼吸气体的除湿作用，它们可能在导管的患者端部处具有更高的绝对湿度。此外，重力将引起确实形成在管腔内的任何冷凝物都朝向环形波纹2202和长形管702(作为一个整体)中的一个或多个的最低部分引流并积聚在那里。这可能使得长形管702的透气材料在长形管702的第一区域中吸收更高浓度的水分子(当与长形管702的第二区域相比时)。这进而可能使得第一区域中的透气材料在径向方向和纵向方向中的一个或多个方向上局部膨胀。并且，波纹2202的间距(每单位长度的波纹数量)可以沿着长形管702的长度而变化。

[0572] 护套704可以准许长形管702在第一区域中的膨胀程度大于在吸收和膨胀沿着长形管702的长度均匀的情况下的膨胀程度。长形管702在第一区域中的直径可以超过作为一个整体的长形管702的平均直径。长形管702在第一区域中的膨胀可以占用护套704中由于长形管702的第二区域中的间隔1502所致的松弛。这种局部膨胀可以增加透气材料在长形管702的第一区域中的表面积和渗透性，相对于第二区域，在该第一区域中增加的渗透性是最期望的(即，在管腔内的水分子浓度最高的区域中，在该区域中存在或最有可能形成冷凝物)。

[0573] 将了解，可以通过改变多个因素来修改或调整根据本公开的导管的行为，以满足特定的设计要求。已发现多个因素会影响根据本公开的导管的行为，这些因素包括至少以下各者：

[0574] i.护套的长度/直径(L/D)特性，

[0575] ii.长形管的波纹的轮廓和间距，以及

[0576] iii.长形管与护套之间的间隔。

[0577] 图22以截面展示了在平衡状态下的长形管702的波纹2202的示例轮廓。从该图中省略了护套704。该图仅描绘了处于水平定向的一定长度的长形管702的上部分，其中管腔1202朝向图的下部分并且环境空气位于图的上部分处。

[0578] 波纹2202中的每个具有侧壁2204，当长形管702平衡时，这些侧壁朝向波纹2202的峰1602(即，限定波纹2202和长形管702的最大外直径)会聚。

[0579] 峰1602可以是基本上圆形的。波纹2202中的每个的谷1604可以基本上被压平。即，每个谷区域可以是基本上柱形的(至少当长形管702以线性配置布置时)。

[0580] 图23以截面展示了当长形管702处于有条件的状态且更特别地处于长形管702的膨胀受到护套704约束的有条件的状态时图22的波纹2202的轮廓。

[0581] 随着长形管702的材料由于吸收水分子而膨胀，护套704约束长形管702在纵向方向上的膨胀，如上文所描述的。长形管702抵抗护套704的约束进行的膨胀可能引起波纹2202在纵向方向上更紧密地压缩在一起。这进而可能引起波纹2202的轮廓从图22中所示的截面变为图23中所示的截面。即，随着长形管702抵抗护套704的约束而膨胀，侧壁可以朝向径向方向(即，竖直方向，如所展示的)重新定向并且潜在地超出径向方向。侧壁可以从与纵向方向形成锐角朝向径向方向(相对于纵向方向为90°)重新定向，且可能地甚至超出径向方向而与纵向方向形成钝角。

[0582] 在图23中所展示的特定的有条件的状态下，侧壁2204中的每个具有大致径向的定向(在该截面图中竖直地延伸，相对于纵向方向为90°)，借此侧壁2204是基本上平面的，并且相邻侧壁2204大致彼此平行(至少当长形管702以线性配置布置时)。

[0583] 当与图22的初始轮廓相比时，波纹2202联结相邻侧壁2204的峰1602也可以变得相对地被压平。即，波纹2202的峰可以变成基本上柱形的，如图23中所示。而在平衡状态下，峰可以在侧壁2204的中间连续地弯曲，如图22中所示。

[0584] 图23中的侧壁2204的径向定向意指力向量2206(在此示例中相当于径向力分量FR)对抗任何径向向内的挤压力。例如，挤压力可能是由于患者手臂的重量压迫导管所致。另一方面，无护套型导管2108可能倾向于在膨胀时维持与图22的波纹轮廓大致相似的波纹轮廓。图22中的力向量2206包括在径向方向上的径向力分量FR和在纵向方向上的轴向力分量FA两者。径向力分量FR可以相对地小于图23中的径向力分量。

[0585] 由于护套704对长形管702的轴向约束，波纹可能倾向于随着材料的膨胀而更紧密地压缩在一起。这种轴向的“弹簧压缩力”可以遵循胡克定律，其使长形管702变硬并随着内部压力的减小而对抗轴向地压缩长形管702的大气压力起作用。

[0586] 由护套704强加的纵向约束可能引起波纹增长(由于吸收水分子)发生到波纹2202之间的间隙中(即，更厚的波纹)。径向约束可能引起径向向内(朝向长形管702的中心)的波纹生长。在一些示例中，波纹2202之间的间隙可以部分地或完全地闭合，从而潜在地产生有效地单个厚壁区段，而没有来自波纹半径的任何枢轴点或力矩效应。

[0587] 由长形管702与护套704之间随着长形管702由于水分子的吸收而膨胀所产生的相互作用出现的这些效应中的一个或多个可以缓解透气材料的软化。这可以使得导管700能够贯穿一系列不同的操作条件遵从相关的标准和其他自己强加的设计要求中的一个或多个。例如，在有条件的状态下的测试中，已发现，特定的示例无护套型导管2108具有超过4毫升/厘米水(ml/cmH2O)或5ml/cmH2O的顺应性(在以下术语表中定义)。在一些示例中，在如本文定义的有条件的状态下，当根据ISO 5367:2014(E)标准另行测试时，本公开的具有护套704的导管700可以具有小于约4ml/cmH2O、小于约2.5ml/cmH2O、或小于约1.2ml/cmH2O的顺应性。

[0588] 在其他示例中，通过选择透气材料或以其他方式将长形管配置为吸收相对较低比例的水分子(例如，在其干质量的约40％与60％之间)，可以贯穿预期操作条件(有条件的状态)的范围或子范围满足顺应性标准。

[0589] 图23还展示了替代性护套704，其中每个编织元件具有并排布置的三根长丝1802。

[0590] 图24展示了当处于平衡状态时导管700的长形管702的一部分的截面，在该平衡状态下，长形管702不受护套704(在该图中未示出)的约束。

[0591] 每个波纹2202的侧壁2204通常朝向波纹2202的峰1602会聚。在一些示例中，侧壁2204可以配置为在这种平衡状态下相对于纵向方向(水平方向，如该图中所展示的)以在约
65°与85°之间、或在约70°与80°之间的角度θ从相邻的谷延伸。在图24中所描绘的示例长形管702中，侧壁2204可以在平衡状态下以约75°的角度θ延伸。

[0592] 在图24中，可以观测到，谷相对地被压平。在长形管702基本上线性地布置在相邻侧壁2204之间的截面中，如图所示，谷的外表面可以是基本上线性的。长形管702的外表面在谷处可以是基本上柱形的。相比之下，峰1602可以在相邻侧壁2204之间基本上连续地弯曲。

[0593] 图25是在缺乏约束长形管702膨胀的护套704的情况下长形管702在有条件的状态下的截面。图25是以与图24约相同的比例描绘的。

[0594] 可以观测到，由于长形管702在吸收水分子时在纵向方向(水平方向，如该图中所示的)上不受约束的膨胀所致，对于长形管702的给定长度而言存在较少的波纹2202(与图24中约4个波纹2202相比，图25中约3个波纹2202)。每个波纹2202的侧壁2204仍通常以与图
24的平衡状态下约相同的角度θ朝向波纹的峰会聚。即，在缺乏护套的情况下，发现图25的示例长形管702的侧壁2204在有条件的状态下以约75°的角度θ延伸。

[0595] 还可以观测到，由于长形管702的不受约束的膨胀所致，波纹的深度2402(在长形管702的外表面处从波纹2202的峰1602到相邻的谷1604测量)在图25中所描绘的有条件的状态下大了约33％。

[0596] 图26是长形管702在有条件的状态下的截面，该长形管这次受护套704(未示出)的约束。图26是以与图24和图25约相同的比例描绘的。

[0597] 可以观测到，波纹间距与图24的平衡状态下的波纹间距约相同。即，在长形管702的所展示的长度中，长形管702具有约四个波纹2202。

[0598] 在这种受约束的有条件的状态下，波纹2202的侧壁2204并未从波纹2202的谷到峰连续地收敛。在一些示例中，侧壁2204可以形成大于85°、约90°、或大于90°(钝角)的角度θ。即，从相邻的谷1604朝向中间的峰1602，波纹的侧壁2204首先发散，且然后朝向峰1602会聚。

[0599] 侧壁2204可以从初始角度(在此示例中为75°)朝向径向方向(90°)重新定向，并且在一些情况下随着长形管702吸收越来越多质量的水分子而超出径向方向(形成钝角θ，如图26中所示)。

[0600] 在图26中所描绘的示例长形管702中，发现侧壁2204以约95°的角度θ延伸。可以在侧壁2204中的每个内以及在每个波纹2202的峰和谷处存在拐点。

[0601] 图26中的波纹2202中的每个的轮廓是基本上欧米茄(Ω)形的，而在图21和图22中，波纹2202的截面通常更多地是正弦曲线(尽管在此示例中具有被压平的谷)。即，在图26中，波纹对折在彼此上，而在图21和22中则不是这样。这可以在相邻波纹2202的面对的侧壁2204之间、在相应的峰和谷的中间形成内部收窄的腰部区域2602和外部收窄的腰部区域
2604。

[0602] 不均匀膨胀

[0603] 图27展示了在长期用作示例呼吸辅助系统2700的呼气导管114之后的根据本公开的导管700。该图不一定按比例绘制。特别地，长形管702或护套704的膨胀可以出于展示性目的而被夸大。并且，吸气导管108和呼气导管114并未按比例示出。

[0604] 除了如从图和以下描述中显而易见之外，呼吸辅助系统2700可以类似于呼吸辅助系统100。

[0605] 图27展示了在气体源102的气体返回入口140处的过滤器2702。过滤器2702可以直接连接在呼气导管114与气体源102的气体返回入口之间。

[0606] 在此示例中，加湿器106可以是也可从Fisher&Paykel Healthcare Limited获得TM的F&P 820 加热型加湿器。

[0607] 在此示例中，呼吸辅助系统2700是在使用中在将加湿的呼吸气体长时间递送到患者(未示出)后示出的。将了解，这仅仅表示多种不同的可能的有条件的状态中的一种，这些有条件的状态将取决于多个变数，包括但不限于：例如，使用时间、呼吸气体的温度、呼吸气体的湿度、环境空气的温度、环境空气的湿度、导管的路线选择、气体源的类型和型号、患者状况和湿度贡献、雾化物质以及导管上的任何微风。

[0608] 在此示例中，呼气支管146且特别是呼气导管114省略了加热丝和聚水器两者。

[0609] 如所展示的，呼气导管114或更特别地长形管702和护套704在至少这种有条件的状态下是柔性的。呼气导管114在干燥状态、平衡状态和饱和状态中的任何一种或多种状态下也可以是柔性的(尽管可能程度不同)。因为它是柔性的，所以呼气导管114可以在使用中采取曲线形状，如图所示。

[0610] 已发现，在使用中，长形管702可能不一定在连接器706之间沿着其长度均匀地膨胀。即，在有条件的状态下，长形管702的直径可能不一定沿着其长度是均匀的。这可能是因为管腔内的水分子浓度可以沿着长形管702的长度而变化。这种变化可能是由于呼吸气体(即，水蒸汽)的湿度和冷凝物(即，液态水)沿着长形管702长度的积聚中的一种或多种的变化所致。另一方面，长形管702外部的环境空气中的水蒸汽分压将沿着长形管702的长度而相对地恒定。

[0611] 在这种示例有条件的状态下，可以在呼气导管114的三个不同区域(入口区域2704、出口区域2706和中间区域2708)中观测到长形管702的局部膨胀。在其他示例中，可以存在两个或更多个中间区域2708。在又其他示例中，长形管702可以在入口区域2704、出口区域2706和一个或多个中间区域2708中的任何一个或多个中具有局部膨胀。在又其他示例中，可能不存在明显的局部膨胀。

[0612] 局部膨胀区域可以是长形管702的长度的相对于长形管702的相邻区域(或多个区域)具有较大直径的部分。在这些区域中，长形管702可以具有隆起的外观。隆起可以是锥化的。在一些示例中，局部膨胀对于肉眼而言可以是容易显而易见的。在一些示例中，局部膨胀区域的最大直径可以比长形管702的相邻区域(或多个区域)(例如，对于出口区域2706而言为在出口区域2706和中间区域2708的中间的区域)中大至少约5％、至少约10％、至少约20％、或至少约30％。

[0613] 将了解，术语“局部膨胀”并不旨在意指膨胀限于这些区域。该术语是在相对意义上使用的。即，在局部膨胀区域中的膨胀可能比相邻区域中的膨胀更加明显。

[0614] 在下文描述入口区域2704、出口区域2706和中间区域2708时，涉及长形管702的长度的各比例是指代长形管702在连接器706之间的长度，例如排除连接器706内的套管部分1002。将了解，这些长度之和将不超过长形管702在连接器706之间的100％长度。在一些示例中，入口区域2704、出口区域2706和中间区域2708的长度之和可以小于长形管702在连接器706之间的总长度的约75％、小于约50％或小于约33％。

[0615] 入口区域2704可以是在长形管702长度的一部分内或对应于该部分，该部分离Y型件110、患者接合部(未示出)和患者(未示出)中的一个或多个最近。在一些示例中，入口区域2704可以是长形管的长度的最高约50％、最高约33％、最高约25％、最高约20％、或最高约10％。

[0616] 已发现，相对于长形管702的一个或多个其他区域，呼吸气体的相对湿度和长形管702的管腔内的冷凝物体积中的至少一个可以在入口区域2704中升高。例如，相对于在入口区域2704和中间区域2708的中间的区域，或相对于在中间区域2708和出口区域2706的中间的区域。例如，升高的相对湿度可能是由于在呼吸气体沿着管腔的长度通过时透气材料的除湿作用所致。例如，升高的冷凝物体积可能是由于冷凝物从Y型件110或Y型件的更上游(例如，从导管安装件、患者接合部和患者(图27中都没有示出))引流到入口区域2704中所致。此冷凝物中的至少一些可以积聚在长形管702的在入口区域2704中的波纹内。

[0617] 出口区域2706可以是在长形管702长度的一部分内或对应于该部分，该部分离过滤器2702、气体返回入口140和气体源102中的一个或多个最近。在一些示例中，出口区域2706可以是长形管的长度的最高约50％、最高约33％、最高约25％、最高约20％、或最高约
10％。

[0618] 已发现，相对于长形管702的一个或多个其他区域，呼吸气体的相对湿度和长形管702的管腔内的冷凝物体积中的至少一个可以在出口区域2706中升高。例如，相对于在入口区域2704和中间区域2708的中间的区域，或相对于在中间区域2708和出口区域2706的中间的区域。例如，冷凝物的升高的相对湿度或体积可能由于冷凝物从过滤器2702或气体源102引流到出口区域2706中所致。

[0619] 中间区域2708可以是在长形管702长度的一部分内，该部分在入口区域2704与出口区域2706的中间。中间区域2708可以是长形管的长度的最高约50％、最高约33％、最高约25％、最高约20％、或最高约10％。

[0620] 已发现，相对于长形管702的一个或多个其他区域，呼吸气体的相对湿度和长形管702的管腔内的冷凝物体积中的至少一个可以在中间区域2708中升高。例如，相对于在入口区域2704和中间区域2708的中间的区域，或相对于在中间区域2708和出口区域2706的中间的区域。

[0621] 呼气导管114的柔性意指呼气导管114可能倾向于在Y型件110与气体源102之间成褶皱状垂下。这种成褶皱状垂下可能使得在Y型件110和气体源102的中间出现至少一个低点2710。低点2710所处的高度可以低于呼气导管114的端部(例如，低于Y型件110和气体返回入口140)。管腔1202内的任何冷凝物都可能由于重力而倾向于朝向低点2710引流并积聚在那里。这种冷凝物可能已形成在长形管702中，或者可能已从呼吸辅助系统2700的其他部件(比如，导管安装件、Y型件、连接器或患者)贡献给导管。中间区域2708中的冷凝物的升高的相对湿度或体积可能是由于冷凝物积聚在低点2710处所致。

[0622] 在一些示例中，已发现，在使用中，导管700可以首先在入口区域2704中展现局部膨胀。稍后可以接着在出口区域2706和中间区域2708中的一个或多个中的局部膨胀，例如随着冷凝物开始形成在过滤器2702或气体源102中并引流到导管700中。在一些应用中，定期替换过滤器2702可以缓解过滤器中的凝结以及在出口区域2706和中间区域2708中的一个或多个中的局部膨胀。

[0623] 类似地，长形管702的膨胀可能不一定在管壁的周缘和壁厚中的一个或多个中是均匀的，例如在垂直于纵向方向的截面中。例如，由于重力，长形管702中的任何冷凝物都可能积聚在环形波纹的较低区域(即，当从长形管702外部观察时为峰1602)处。与波纹的上区域相比，长形管702可以在此下区域中更大程度地膨胀。应了解，当在截面中或从长形管外部观察时，在实际空间中波纹的最低点实际上是波纹“峰”。

[0624] 已发现，当与相同条件下的受约束的透气材料相比时，透气材料的膨胀可以增加其对水分子的渗透性。这可能是由于膨胀的透气材料的表面积相对较大所致。

[0625] 长形管702的不均匀膨胀可以在最需要的地方有利地增加长形管对水分子的渗透性。例如，入口区域2704、出口区域2706和中间区域2708中的一个或多个。在使用中，长形管702可以自动地适应不同的或变化的操作条件。相比之下，聚水器设置在沿着导管长度的固定位置(例如，中点)中。如图27中所示，中点或其他固定位置可能不一定与导管的低点2710重合，从而显著地限制了其有效性。

[0626] 制造

[0627] 图28是根据本公开的展示用于制造导管700的示例方法2800的流程图。

[0628] 在步骤2802处，可以通过挤出透气材料来生产适合于用作长形管702的连续长度的管材。

[0629] 在步骤2804处，通过使半熔融的挤出管材穿过波纹机块，可以至少部分地对挤出管材进行波纹处理。在一些示例中，挤出管材的部分可以保持为非波纹状的。这些部分可以变成非波纹状的套管部分1002。替代性地，整个挤出管材都可以是波纹状的。

[0630] 在步骤2806处，可以通过从挤出的和波纹状的管材切割到一长度来形成长形管702。在一些示例中，挤出的和波纹状的管材可以是在非波纹状部分处切割的。切割可以基本上居中地在非波纹状部分中进行。

[0631] 在步骤2808处，可以围绕长形管702设置护套704。可以将长形管702插入到护套704中。在一些示例中，护套704可能先前已在步骤2818处被切割成预定长度。可以从一卷被压平的编织的管状网状护套物切割护套704。护套704可以被切割成在变形以符合长形管
702的外部时比长形管702长的长度，如上文所描述的。

[0632] 在步骤2810处，可以将第一连接器部件1004插入到长形管702的第一端部中。在一些示例中，第一连接器部件1004可能先前已在步骤2820处进行注射模制。

[0633] 在步骤2812处，可以在模具工具内将第一连接器部件1004、长形管702的第一端部和护套704的对应的第一端部夹持在一起。模具工具可以具有突起以固持护套704的第一端部，使得其覆盖长形管702的第一端部。在一些示例中，模具工具可以具有相对的成对突起。

[0634] 在步骤2814处，可以将熔融的塑胶材料注入模具工具中以形成第二连接器部件1006。即，可以将第二连接器部件1006包覆模制到第一连接器部件1004、长形管702的第一端部和护套704的第一端部上，从而将这些部件永久地固定在一起。孔口1014由在突起周围流动的熔融的塑胶材料形成，这些突起将长形管702和护套704夹持在位。一旦熔融的塑胶材料冷却并凝固，即完成了连接器706，并且可以将其从模具中弹出。

[0635] 可以重复步骤2810至2814，或者可以同时重复那些相同的步骤，以在导管700的相对的第二端部处形成第二连接器706。可以首先在步骤2816处使护套704在纵向方向上收缩，使得其端部与长形管702的对应端部重合并覆盖这些端部，从而产生间隔1502。在一些示例中，导管700的连接器706可以是相同的。在其他示例中，在导管的相对端部处的连接器可以彼此不同。在一些示例中，两个连接器706之间可能只有第一连接器部件1004和第二连接器部件1006中的一个不同。在其他示例中，两个连接器部件都可能不同。

[0636] 在其他示例中，第二连接器部件1006可以单独地进行注射模制。例如，第二连接器部件1006可以通过焊接、黏合剂或过盈配合(例如，扣合)附接至第一连接器部件1004。

[0637] 术语表

[0638] “透气材料”指代无孔可渗透材料，它允许水分子经由溶解‑扩散机制穿过可渗透材料的整体壁，而不允许大量液态水穿过该壁或大量呼吸气体流穿过该壁。熟悉该项技术者应了解，壁中的水分子是成分子状分散在介质中的，且因此没有状态(固体、液体或气体)，不过它们有时在本领域中被称为蒸汽(例如，传递速率经常被称为湿蒸汽透过率(MVTR)等)。应进一步了解，整体壁不包含从一个主表面到另一个主表面的开放通道或孔隙，使得病原体可以经由孔隙流机制与空气或液态水滴一起被携带通过此类通道。然而，此定义并不旨在排除由此类透气材料形成的管，该管可以具有设置成穿过材料的一个或多个孔，比如可能由例如制造缺陷引起，该制造缺陷可能产生可忽略不计的孔隙流，该孔隙流不会对管的总体性能和ISO 5367:2014的顺应性及泄漏要求有实质性的影响。应又进一步了解，像所有聚合物一样，呼吸气体(比如，氧气、二氧化碳、氮气或氦气)的某种小分子运输可以以痕量或微不足道的量发生(即，不是“大量”流)，这对于如本文定义的透气材料而言将典型地以比水分子的速率至少低一个数量级的速率进行。此外，对于递送到患者或从患者递送的呼吸气体特别相关的是，呼吸气体的此类小分子运输的量将小于为遵从例如在ISO 5367:2014(其特此通过引用以其整体并入)的第5.4节处的泄漏测试中的相关标准所允许的量，该泄漏测试是经由附录E中陈述的方法测试的。

[0639] ISO标准4135:2001(其特此通过引证以其整体并入)在第3.1.5节处将“顺应性”定义为“当向密闭空间添加气体时每增加一个单位压力所增加的体积，在该密闭空间处于环境大气压力下的温度和湿度下表达”( ISO 2001)。根据本公开的用于测试导管的顺应性的方法是基于ISO 5367:2014(其通过引证以其整体并入)中在附录H处陈述的方法。首先，将导管中等于或大于1ml/min的任何泄漏进行密封(如附录E中所描述的)。其次，在42±3℃、不小于80％的相对湿度下将导管制约至少一个小时。第三，将导管的一个端部封住并将导管放置在平坦表面上。第四，将压力测量装置连接至导管的相对端部。第五，在五秒钟或更短的时段内将导管充气至60±3cmH2O的稳定表压，并记录所需的空气量。将了解，该标准所定义的制约可能并未反映使用中条件，并且没有考虑到透气材料来起草该标准。为了更好地反映使用中条件，可以通过附加地或替代性地将导管制约到如下文所描述的类比的有条件的状态来进一步测试至少部分地由透气材料形成的导管的顺应性。

[0640] “有条件的”指代一种状态的持续，其中长形管已暴露于水蒸汽压力梯度，其中在很长一段时间内管腔内的水蒸汽的分压相对较高(即，高于环境空气的水蒸汽分压)。即，长形管的管壁已从管腔内吸收了水分子，并且可能继续从管腔内吸收水分子。特别地，可以说在一段时间内一直并继续用于输送加湿的呼吸气体流的导管处于有条件的状态。在有条件的状态下的长形管的管壁将因此通常包含比干燥或平衡状态下更高浓度的水分子，但通常比饱和状态下的浓度低。本文对导管在“一种”(单数)有条件的状态下的某些性质的提及并不一定旨在适用于所有的有条件的状态，除非另外从上下文中显而易见。特别地，取决于设计要求和导管参数的配置、呼吸气体和环境空气的相对湿度和温度、以及长形管的透气材料内的水分子浓度，长形管的膨胀在特定的有条件的状态下可能受或可能不受护套的约束。即，在有条件的状态的持续中，可能存在不受约束的有条件的状态的子集和受约束的有条件的状态的子集。可以通过根据以下方法制约导管来类比有条件的状态。首先，应达到22±2℃的环境温度并且贯穿制约方法维持该环境温度。其次，将导管铺设在V型托盘中处于平衡状态。第三，以10标准升/分钟(SLPM)的流速(参考20℃，101.325kPa)向导管的管腔供应气体流，该气体流由设定到37℃露点、100％相对湿度(RH)的湿度水平的加湿器加湿历时24小时的时段。

[0641] “约束”指代由护套对长形管施加的不可忽略的力，其作用是抑制长形管的至少一部分在纵向方向和径向方向中的至少一个方向上的膨胀。当管从平衡状态过渡到有条件的状态或从不受约束的有条件的状态过渡到受约束的有条件的状态时，约束的作用可以局限于管的一部分。受护套约束的长形管也许可能进一步膨胀，但任何此类膨胀都将需要超过由护套施加的约束力的膨胀力。即，“约束”并不旨在一定暗示任何进一步的膨胀被完全阻止。相关术语“受约束(constrained)”、“约束(constraint)”、“约束(constrains)”等将相应地进行解释。相反，“不受约束”指代缺乏护套对长形管施加的力或存在护套对长形管施加的可忽略不计的力以抵制长形管的膨胀。举例而言，使不经受环向应力的护套(例如，当导管处于平衡状态时，护套不经受环向应力，其中长形管与护套之间有一定的间隔)变形所需的力可以被视为“可忽略不计的力”。在此类可忽略不计的力存在的情况下长形管的膨胀可以被视为“不受护套的约束”。或者，可以说长形管能够“自由地”膨胀。

[0642] “差示扫描量热法(DSC)”指代基于ISO标准11357‑3:2018(E)( ISO,2018)中陈述的方法在长形管的测试试样上进行的针对熔点温度的DSC测试，该ISO标准的全部内容特此通过引证并入。在第一步骤中，根据ISO 11357‑1:2023(其全部内容特此通过引证并入)制备测试试样。其次，根据ISO 62:2008(E)的干燥方法对测试试样进行干燥，如关于下文定义的浸没试验方法的第二步骤简要描述的。第三，根据ISO 11357‑1:2023来设置设备、将测试试样装载到坩埚中并插入坩埚。第四，以约10摄氏度/分钟(℃/min)的速率将测试试样从约‑20℃的温度加热到约250℃的温度。第五，将该温度保持5分钟。第六，以约‑10℃/min的速率将测试试样从约250℃冷却到约‑20℃的温度。第七，将该温度保持5分钟。第八，以约10℃/min的速率再次将测试试样从约‑20℃的温度加热到约250℃的温度，同时记录样品试样的差热率(以毫瓦/毫克(mW/mg)为单位测量)。可以将差热率与温度绘制成图，并根据对应于绘图中的(多个)峰的(多个)温度来识别测试试样的(多个)熔点。

[0643] “干燥”指代长形管或其样品的状态，该长形管或其样品已根据ISO 62:2008(E)的干燥方法进行了干燥，如关于下文定义的浸没试验方法的第二步骤简要描述的。它是一种“人工”状态，因为在正常使用期间(例如，在辅助呼吸系统中使用时)，长形管将通常不进入这种状态。在干燥状态下的长形管的管壁通常包含比平衡状态、有条件的状态和饱和状态中的任何一种状态下更低浓度的水分子。

[0644] “平衡”指代如下的状态：通常没有冷凝物或其他液态水的长形管已在足以使长形管达到稳定状态的一段时间内暴露于环境空气(例如，在相对湿度为40％至60％的受控环境中，既在管腔内又在管壁外部)中。即，透气材料内的水分子浓度与环境空气达到了平衡。在平衡状态下的长形管的管壁将通常包含比干燥状态下更高浓度的水分子，但通常比有条件的状态或饱和状态下的浓度低。取决于导管的导管参数的配置、环境条件(包括环境空气的温度和相对湿度)、以及长形管的透气材料内的水分子浓度，长形管的膨胀可能受或可能不受护套的约束。然而，在至少一些示例中，导管可以被设计成在平衡状态下在长形管与护套之间具有一定的间隔，以便在长形管受护套的约束之前允许长形管至少有一些膨胀。

[0645] “浸没试验”指代用于基于ISO 62:2008(E)标准( ISO,2008)来确定吸水率的测试，该ISO标准通过引证以其整体并入本文。首先，从长形管上将至少三个管状测试试样切割成25±1mm的长度。应使这些切口垂直于长形管的纵向方向。切割边缘应光滑并且没有裂缝。试样应只包括负责吸水性质的(多种)活性塑胶。如果可能的话，应以非破坏性方式将加热丝、套筒和任何机械支撑材料移除。其次，对试样进行干燥。试样可以在维持处于50±2℃的对流烘箱或真空烘箱中进行干燥历时至少24小时，或在温度为60℃、露点为‑40℃、空气3
流量为14立方米/小时(m/h)的工业烘干机中进行干燥持续600分钟(m)干燥时间。应定期对试样称重至最接近的1mg并将其送回到烘箱/烘干机，直到其质量恒定到±1mg以内。第三，允许试样在干燥器中冷却到室温。第四，对试样进行称重(m1)并测量尺寸。第五，将试样浸泡在蒸馏水中历时24小时的时段。每平方厘米的试样总表面应存在至少8ml的蒸馏水，并且每个试样不少于300ml。如有必要，可以将试样放置在不锈钢丝篮中，该不锈钢丝篮通过不锈钢丝连接至锚重块。第六，将试样从水中取出，并使用无绒布擦拭，去除表面水。第七，在从水中取出试样的1分钟内，将试样称重至最接近的1mg。第八，重复第六步骤(浸泡)和第七步骤(称重)，直到试样的质量恒定到±1mg(m2)以内。第九，如果已知或怀疑试样包含可观量的水溶性成分，则重复第二步骤(干燥)并对样品进行称重，以校正在浸没试验期间损失的水溶性物质。如果重新有条件的的质量小于有条件的的质量，则差值表示在浸没试验期间损失的水溶性物质。根据公式 或者，对于包含水溶性物
质的试样， 每个试样的吸水率被表达为质量c相对于初始质
量的百分比变化。结果表达为在相同的暴露持续时间下获得的三个(或更多个)值的算术平均值。本说明书中对浸没试验的提及指代在与连接器和护套分离的情况下单独对透气材料或长形管的样品试样进行的测试。即，连接器和护套被省略或移除，使得膨胀不受护套的约束。

[0646] “ISO”指代国际标准组织，且更具体地指代由该组织定义的国际标准。那些标准受版权保护，并且可用于直接从国际标准组织购买，网址是http://www.ISO.org。

[0647] “泄漏(leak)”、“泄漏(leakage)”和“泄漏测试”指代ISO 5367:2014标准( ISO 2014)的第5.4节和附录E中陈述的方法，该ISO标准特此通过引证以其整体并入。此标准将被供应为准备与通气机呼吸系统(VBS)或麻醉呼吸系统一起使用的完整呼吸组的限值定义为在60±3cmH2O的压力下对于成人患者而言为70ml/min(预期的递送体积≥300ml)、对于儿科患者而言为40ml/min(50<300ml)、或对于新生儿患者而言为30ml/min(≤50ml)。对于不旨在与VBS或麻醉呼吸系统一起使用的单个呼吸管，泄漏限值在60±3cmH2O下为25ml/min。简而言之，通过首先在23±3℃的温度下将导管制约至少一个小时来根据标准测试泄漏。其次，将导管的一个端部封闭。第三，施加并维持60±3cmH2O的内部气体压力。第四，记录维持该压力所需的空气流量。将了解，该标准所定义的制约可能并未反映使用中条件，并且没有考虑到透气材料来起草该标准。为了更好地反映使用中条件，可以通过附加地或替代性地将导管制约到如上文所描述的类比的有条件的状态来进一步测试至少部分地由透气材料形成的导管的泄漏。

[0648] “长期使用”、“长时间使用”、“长时间”等指代在至少24小时的连续时段内在呼吸辅助系统(或外科吹入系统)中使用导管来输送加热和加湿的呼吸气体(或吹入气体)。可以通过上文所描述的类比的有条件的状态来类比长时间使用。

[0649] “抗流动性”和“抗流动性测试”指代ISO 5367:2014标准( ISO 2014)中在附录F处的第5.5节和其中陈述的方法，该ISO标准的全部内容特此通过引证以其整体并入。此标准将被供应为准备使用的导管的抗流动性限值定义为对于成人患者而言在30l/min的流量下为0.06cmH2O/l/min(预期的递送体积≥300ml)、对于儿科患者而言在15l/min的流量下为0.12cmH2O/l/min(50<300ml)、以及在2.5l/min的流量下为0.74cmH2O/l/min。简而言之，通过首先在23±3℃的温度下将导管制约至少一个小时来测试抗流动性。其次，将流量控制装置的流速调整并维持30s，并且记录压力。第三，将导管装配在缓冲储器的出口上并将导管的自由端部固定，使导管保持为直的。第四，将空气流量再次调整并维持30s，并且记录压力。第五，从记录的压力差中计算由于导管所致的压力增加。通过首先在42±3℃的温度和至少80％的相对湿度下将导管制约至少一个小时来测试随弯曲的抗流动性增加。其次，将导管悬挂在直径为25mm的气体瓶上，并施加拉力以在气体瓶的超过一半的周缘上维持接触。第三，施加气流，并在五分钟后记录压力。第四，从弯曲的和直的导管的压力差中计算由于导管所致的压力增加。将了解，该标准所定义的制约可能并未反映使用中条件，并且没有考虑到透气材料来起草该标准。为了更好地反映使用中条件，可以通过附加地或替代性地将导管制约到如上文所描述的类比的有条件的状态来进一步测试至少部分地由透气材料形成的导管的抗流动性。

[0650] “饱和”指代如下的状态：长形管或其样品已经受浸没试验(即，浸没在液态水中)一段时间，直到可渗透材料不进一步吸收水分子或进一步吸收的水分子可忽略不计。即，直到可渗透材料和吸收的水分子的组合质量处于或接近最大值。它是一种“人工”状态，因为在正常使用期间(即，在辅助呼吸系统中使用时)，长形管将通常不进入这种状态。在饱和状态下的长形管的管壁通常包含比干燥状态、平衡状态和有条件的状态中的任何一种状态下更高浓度的水分子。

[0651] 【符号说明】

[0652] 100:呼吸辅助系统

[0653] 102:气体源

[0654] 104:加湿器供应导管

[0655] 106:加湿器

[0656] 108:吸气导管

[0657] 110:Y型件

[0658] 112:患者接合部

[0659] 114:呼气导管

[0660] 116:压力发生器

[0661] 118:气体入口

[0662] 120:气体源控制器

[0663] 122:用户界面

[0664] 124:气体源出口

[0665] 126:加湿室

[0666] 128:室加热器

[0667] 130:加湿器控制器

[0668] 132:用户界面

[0669] 134:加热丝

[0670] 136:感测器探针

[0671] 138:感测器引线

[0672] 140:气体返回入口

[0673] 142:呼吸回路

[0674] 144:吸气支管

[0675] 146:呼气支管

[0676] 200:呼吸辅助系统

[0677] 202:加热丝

[0678] 204:感测器

[0679] 206:电动气动连接器

[0680] 208:补充气体入口

[0681] 302:加热器底座

[0682] 304:盒

[0683] 306:触控式屏幕显示器

[0684] 308:开关

[0685] 310:指示灯

[0686] 312:释放按钮

[0687] 400:呼吸辅助系统

[0688] 402:压力调节器

[0689] 404:液体

[0690] 406:入口探针

[0691] 408:压力释放阀

[0692] 500:呼吸辅助系统

[0693] 502:鼓风机

[0694] 504:呼吸治疗装置

[0695] 506:壳体

[0696] 600:外科吹入系统

[0697] 602:吹入器供应导管

[0698] 604:吹入器

[0699] 606:递送导管

[0700] 608:外科插管

[0701] 610:排烟系统

[0702] 612:壁装源

[0703] 614:压缩气体的气体瓶

[0704] 616:排放导管

[0705] 618:排放过滤器

[0706] 620:真空源

[0707] 622:另外的排放导管

[0708] 624:吹入回路

[0709] 626:窥镜

[0710] 628:腹腔镜监视器

[0711] 700:导管

[0712] 702:长形管

[0713] 704:护套

[0714] 706:连接器

[0715] 802:孔

[0716] 902:纵向方向

[0717] 904:顺时针编织元件

[0718] 906:逆时针编织元件

[0719] 908:开口

[0720] 1002:套管部分

[0721] 1004:第一连接器部件

[0722] 1006:第二连接器部件

[0723] 1008:倒角边缘

[0724] 1010:凸缘

[0725] 1012:环形通道

[0726] 1014:孔口

[0727] 1016:波纹状部分

[0728] 1102:锥化的锥形端部

[0729] 1202:管腔

[0730] 1502:间隔

[0731] 1504:径向方向

[0732] 1602:峰

[0733] 1604:谷

[0734] 1702:线

[0735] 1704:熔点

[0736] 1802:长丝

[0737] 2102:中心部分

[0738] 2104:端部部分

[0739] 2106:锥状部分

[0740] 2108:无护套型导管

[0741] 2202:波纹

[0742] 2204:侧壁

[0743] 2206:力向量

[0744] 2402:深度

[0745] 2602:内部收窄的腰部区域

[0746] 2604:外部收窄的腰部区域

[0747] 2700:呼吸辅助系统

[0748] 2702:过滤器

[0749] 2704:入口区域

[0750] 2706:出口区域

[0751] 2708:中间区域

[0752] 2710:低点

[0753] 2800:形成导管的方法

[0754] 2802:挤出步骤

[0755] 2804:波纹处理步骤

[0756] 2806:管切割步骤

[0757] 2808:穿接步骤

[0758] 2810:连接器插入步骤

[0759] 2812:夹持步骤

[0760] 2814:连接器包覆模制步骤

[0761] 2816:护套收缩步骤

[0762] 2818:护套切割步骤

[0763] 2820:连接器模制步骤