CN104203321A - 在吹排气***中产生双向气流 - Google Patents

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Abstract

一种双向气体流产生***(10)，所述***包括：(a)包括入口(40)和出口(42)的压力产生器(14)；(b)包括出气端口(50)、进气端口(52)、呼吸回路端口(54)和流路(60)的流动构件(16)；(c)第一阀(18)；(d)第二阀(20)；以及(e)被配置成选择性地控制所述第一阀和所述第二阀以便按下述模式操作的处理器(24)：(i)第一模式，其中气体从所述流动构件进气端口(52)流动到所述呼吸回路端口(54)，从而在所述呼吸回路端口处形成正压力以向所述受试者吹气；和(ii)第二模式，其中气体从所述呼吸回路端口(54)流动到所述流动构件出气端口(50)，从而有利于气体从所述受试者的气道流出以对所述受试者排气。

Description

在吹排气***中产生双向气流
相关申请的交叉引用
本专利申请案根据35U.S.C.§119(e)要求对2012年3月21日提交的美国临时申请案第61/613,721号的优先权益，所述美国临时申请案的内容以引用的方式并入本文中。
发明领域
本发明涉及产生双向的可呼吸气体流，用于通过呼吸回路对受试者吹排气。
背景技术
已知多种压力支持和/或人工气道清理***，其为受试者的气道提供压力支持疗法和/或气道清理。
人工气道清理可通过多种方法实现。一个此类方法采用了机械吹排气机(MI-E)。MI-E是一种医疗设备，其通过嘴部、鼻部或气管造口术传递正气道压力，从而将肺部柔和地填充至最大容量(吹气)。然后，其使压力突然反转，从而产生呼气流，以模拟咳嗽(排气)。
在常规的压力支持和/或吹排气***中，采用机械缠绕在一起的阀来实现合适的气体产生和传递时序。
发明内容
因此，本发明的一个或多个方面涉及一种双向气体流产生***。所述***包括：被配置成产生加压的可呼吸气体流以传递到受试者气道的压力产生器。所述压力产生器包括：被配置成将可呼吸气体接收到所述压力产生器中的入口，以及被配置成从所述压力产生器输出所述加压的可呼吸气体流的出口。所述双向气体流产生***还包括：被配置成与所述压力产生器和呼吸回路连通的流动构件。所述流动构件包括与所述压力产生器入口联接的出气端口、与所述压力产生器出口联接的进气端口、与所述呼吸回路联接的呼吸回路端口、以及将所述呼吸回路端口设置成与所述流动构件出气端口和所述流动构件进气端口流体连通的流路。所述双向气体流产生***还包括：被配置成选择性地控制穿过所述呼吸回路端口与所述流动构件出气端口之间的所述流路的气流的第一阀；第二阀，所述第二阀是与所述第一阀机械地分离且分开的，并且所述第二阀被配置成选择性地控制穿过所述流动构件进气端口与所述呼吸回路端口之间的所述流路的气流；以及处理器。所述处理器被配置成选择性地控制所述第一阀和所述第二阀以便按下述模式操作：(i)第一模式，其中气体从所述流动构件进气端口流动到所述呼吸回路端口，从而在所述呼吸回路端口处形成正压力以向所述受试者吹气；和(ii)第二模式，其中气体从所述呼吸回路端口流动到所述流动构件出气端口，从而有利于气体从所述受试者的所述气道流出以对所述受试者排气。
本发明的另一方面涉及一种产生双向气体流的方法。所述方法包括通过以下方式产生加压的可呼吸气体流：经由压力产生器入口将可呼吸气体接收到压力产生器中，并经由压力产生器出口从所述压力产生器输出所述加压的可呼吸气体流；用第一阀选择性地控制呼吸回路与所述压力产生器入口之间的气流；用第二阀选择性地控制所述压力产生器出口与所述呼吸回路之间的气流，所述第二阀是与所述第一阀机械地分离且分开的；以及选择性地控制所述第一阀和所述第二阀以按下述模式操作：(i)第一模式，其中气体从压力产生器出口流动到所述呼吸回路，从而在所述呼吸回路中形成正压力以向受试者吹气；和(ii)第二模式，其中气体从所述呼吸回路流动到所述压力产生器入口，从而有利于气体从受试者气道流出以对受试者排气。
本发明的另一个方面涉及一种双向气体流产生***。所述***包括：用于产生加压的可呼吸气体流以传递到受试者气道的装置。所述用于产生的装置包括：用于将可呼吸气体接收到所述用于产生的装置中的装置，以及用于从所述用于产生的装置输出所述加压的可呼吸气体流的装置。所述***还包括：用于在呼吸回路与所述用于接收的装置以及所述用于输出的装置之间提供流体连通的装置；用于选择性地控制所述呼吸回路与所述用于接收的装置之间的气流的第一装置；第二装置，所述第二装置是与所述第一装置机械地分离且分开的，所述第二装置用于选择性地控制所述呼吸回路与所述用于输出的装置之间的气流；以及用于选择性地控制所述第一装置与所述第二装置以按下述模式操作的装置：(i)第一模式，其中气体从所述用于输出的装置流动到所述呼吸回路，从而在所述呼吸回路中形成正压力以向受试者吹气；和(ii)第二模式，其中气体从呼吸回路流动到所述用于接收的装置，从而有利于气体从受试者气道流出以对受试者排气。
在参考附图考虑到下面的描述和所附的权利要求书之后，本发明的这些和其它目的、特征和特点以及结构相关元件和部件组合的操作方法和功能、制造的经济性将变得更加显而易见，所有的这些描述以及权利要求和附图形成本说明书的一部分，其中，类似的元件符号指明不同的附图中的相应部分。然而，将会清楚地理解，这些附图仅出于例示和描述的目的，并不旨在作为对本发明的限制的限定。
附图说明
图1是被配置成产生双向气体流的***的示意图；
图2是记录在吸气和呼气期间经过所述***的气流的气流示意图；
图3是所述双向气体流产生***的一部分的剖面图；
图4是所述***的另一部分的另一个剖面图；而且
图5是产生双向气体流的方法。
具体实施方式
除非另有明确说明，否则用在本文中的单数形式的“一”、“一个”和“该”均包括复数含义。用在本文中的两个或更多部分或部件“联接”的陈述是指这些部分直接或间接(即通过一个或多个中间部分或部件)结合在一起或一起操作，只要出现连结即可。用在本文中的“直接联接”是指两个元件相互直接接触。用在本文中的“固定地联接”或“固定”是指将两个部件联接以像一个那样移动，而保持相对于彼此的恒定定向。
用在本文中的词语“单一的”是指部件作为单件或单元而产生。即，包括分开产生然后联接在一起作为一个单元的多个件的部件并不是“单一的”部件或主体。用在本文中的两个或更多部分或部件相互“接合”的陈述是指这些部分直接或者通过一个或多个中间部分或部件相互施加力。用在本文中的术语“数量”是指一个或大于一个的整数(即多个)。
除非另有明确说明，否则用在本文中的方向性短语，例如但不限于，顶部的、底部的、左边的、右边的、上部的、下部的、前面的、后面的以及它们的派生词涉及在图中示出的元件的定向，且并不是对权利要求书的限制。
图1示意性地示出了***10，所述***被配置成产生双向加压的可呼吸气体流以通过呼吸回路12对受试者吹排气。在一个实施例中，***10包括压力产生器14、流动构件16、第一阀18、第二阀20、一个或多个传感器22、处理器24、电子存储器26和/或其它部件中的一个或多个。具体地讲，***10通过以下方式产生双向气流：操作两个阀18、20以通过流动构件16在压力产生器14与呼吸回路12之间传送可呼吸气体流。
呼吸回路12被配置成将加压的可呼吸气体流传递到受试者的气道。呼吸回路12可被配置用于吹排气和/或其它压力支持疗法。因此，呼吸回路12包括一个或多个导管、界面器具和/或其它部件。所述导管可被配置成将加压气体流传输到界面器具。所述界面器具可被配置成将气体流传输到受试者的气道。在一些实施例中，所述界面器具是非侵入式的。因此，所述界面器具非侵入式地接合所述受试者。非侵入式接合包括：可移除地接合围绕受试者气道的一个或多个外部孔口(如，鼻孔和/或嘴)的区域，以在受试者气道与界面器具之间传送气体。非侵入式界面器具的一些例子可包括：例如，鼻插管、鼻罩、鼻/口罩、全罩式面罩、整体式面罩、或者将气体流与受试者气道连通的其它界面器具。本发明并不限于这些例子，而是设想了使用任何界面器具将气体流传递到受试者。
压力产生器14被配置成提供加压的可呼吸气体流以传递到受试者气道。压力产生器14被配置成经由呼吸回路12、流动构件16和/或其它装置来传递加压气体流。压力产生器14从气体源(如大气环境)接收气体流，并提升所述气体的压力以经由呼吸回路12和/或其它装置传递到受试者。在一些实施例中，压力产生器14通过联接到流动构件16和第一阀18的入口40接收气体流，并通过联接到流动构件16和第二阀20的出口42传递所述气体，如图1所示。
压力产生器14被配置成使得根据治疗方案来控制所述加压的可呼吸气体流的一个或多个气体参数。所述一个或多个气体参数可包括：例如，流量、压力、湿度、速度、加速度和/或其它参数中的一个或多个。在一些实施例中，***10是专用于机械吹排气的装置。在一些实施例中，压力产生器14是呼吸机和/或气道正压装置，其被配置成提供治疗而不是吹排气，和/或除了吹排气之外还提供其它治疗。压力产生器14是能够提升所接收气体的压力以便传递到患者的任何装置，例如泵、鼓风机、活塞或风箱。本发明设想(例如)单独地或结合阀18、阀20、流动构件16和/或其它装置来控制鼓风机的操作速度，以控制提供给呼吸回路12的气体的压力和/或流量。本发明还设想可将不同于环境大气的气体引入到***10中以传递到患者。
通过非限制性实例，压力产生器14可被配置成根据吹排气治疗疗法来调整加压的可呼吸气体流的参数。在一个实施例中，所述治疗疗法可规定，在吹气期间以第一压力水平将加压的可呼吸气体流经由呼吸回路12传递到受试者的气道。所述第一压力水平足够高以使得在吹气期间至少部分地填充受试者的肺部。在吹气之后，阀18、阀20和流动构件16可与压力产生器14协作以突然降低所述加压的可呼吸气体流的压力，其突发性程度足以使穿过受试者气道的呼出气流将粘液和/或其它杂物从受试者的气道和/或肺部移除。所述压力可从第一压力水平降低到大大低于第一压力水平的第二压力水平。例如，所述第二压力水平可为负压力。在完成呼气之后，阀18、阀20和流动构件16可操作以将所述加压的可呼吸气体流的压力返回到第一压力水平，从而有利于另一次吸气，以便为另一次吹排气做准备。在一系列吹排气之后，可结束吹排气。
流动构件16被配置成在压力产生器14与呼吸回路12之间传送气体流。流动构件16限定压力产生器出口42与呼吸回路12之间的气体流路，以及呼吸回路12与压力产生器入口40之间的气体流路。流动构件16包括出气端口50、进气端口52、呼吸回路端口54、通到环境大气中的两个端口56、58、流路60和/或其它部件。在一些实施例中，压力产生器入口40联接到流动构件出气端口50，而压力产生器出口42联接到流动构件进气端口52。在一些实施例中，联接可包括可拆卸附件。在一些实施例中，联接可通过用于联接所述装置的附加管路和/或额外制造部分实现。
在一些实施例中，压力产生器入口40直接连接到流动构件出气端口50，而压力产生器出口42直接连接到流动构件进气端口52。压力产生器14与流动构件16之间的直接连接可减少和/或消除对用于联接所述装置的附加管路和/或额外制造部分的需要。压力产生器14与流动构件16之间的直接连接可允许在单个壳体内以紧密的几何布置方式布置压力产生器14、流动构件16、阀18、阀20和/或其它部件。
出气端口50被配置成联接到压力产生器入口40。进气端口52被配置成联接到压力产生器出口42。呼吸回路端口54被配置成联接到呼吸回路12。通到环境大气的流动构件端口56被配置成使得(例如)压力产生器14的鼓风机可通过阀18从环境大气抽取可呼吸气体到流动构件16和压力产生器14中，以便用于吸气。通到环境大气的流动构件端口58被配置成使得压力产生器14可通过流动构件16和阀20将呼出的气体输出到环境大气中。流路60被配置成将呼吸回路端口54设置成与流动构件出气端口50和流动构件进气端口52流体连通。
阀18被配置成选择性地控制穿过呼吸回路端口54与流动构件出气端口50之间的流路60的气流。在一些实施例中，阀18可包括串联和/或并联的一个或多个阀。阀和/或适合用作阀18的其它压力调节装置的例子包括：旋塞阀、球阀、止回阀、蝶形阀、螺线管和/或其它压力调节装置。上文提及的压力调节装置和/或可用作阀18的其它压力调节装置可以磁性方式、液压方式、气动方式、经由电动马达和/或被配置成打开和/或关闭阀和/或其它压力控制装置的另一种控制模式来控制。
阀20被配置成选择性地控制穿过流动构件进气端口52与呼吸回路端口54之间的流路60的气流。阀20可被容纳在与阀18相同的歧管中，但是是与阀18机械地分离和分开的。在一些实施例中，阀20可包括串联和/或并联的一个或多个阀。阀和/或适合用作阀20的其它压力调节装置的例子包括：旋塞阀、球阀、止回阀、蝶形阀、螺线管和/或其它压力调节装置。上文提及的压力调节装置和/或可用作阀20的其它压力调节装置可以磁性方式、液压方式、气动方式、经由电动马达和/或被配置成打开和/或关闭阀和/或其它压力控制装置的另一种控制模式来控制。
传感器22被配置成产生输出信号，所述输出信号传达与***10内的气体的一个或多个气体参数有关的信息。所述一个或多个气体参数包括流量、体积、压力、组成(例如，一个或多个组分的浓度)、温度、湿度、加速度、速度、声学参数、呼吸表征参数的改变和/或其它气体参数。传感器22可包括一个或多个传感器，其直接测量此类参数(例如，通过与呼吸回路12中的气体流流体连通)。传感器22可包括一个或多个传感器，其产生与气体流的一个或多个参数间接相关的输出信号。例如，传感器22中的一个或多个可产生基于压力产生器14的操作参数(例如，马达电流、电压、旋转速度和/或其它操作参数)和/或其它参数的输出。尽管已将传感器22示出为位于呼吸回路12内(或与其连通)的单个位置处，但这并非旨在进行限定。传感器22可包括被设置在多个位置处的传感器，例如在压力产生器14内、在流动构件16内(或与其连通)和/或其它位置。
处理器24被配置成提供***10中的信息处理能力。因此，处理器24可包括数字处理器、模拟处理器、被设计用于处理信息的数字电路、被设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机构。尽管已在图1中将处理器24示出为单一整体，但这仅是为了说明的目的。在一些具体实施中，处理器24可包括多个处理单元。这些处理单元物理上可以定位于同一装置(如，压力产生器14)内，或者处理器24可代表配合操作的多个装置的处理功能。
处理器24被配置成选择性地控制阀18和阀20以按第一模式和第二模式操作。在第一模式下，气体从压力产生器14经过流动构件进气端口52流动到呼吸回路端口54，从而在呼吸回路端口54处形成正压力(例如，用于吹气)。在所述第一模式下，流动构件16引导来自环境大气的气体经由阀18到达流动构件的出气端口50。然后，气体通过压力产生器入口40进入压力产生器14，并继续到达呼吸回路12，如上文所述。
在第二模式下，气体从呼吸回路端口54流动到流动构件出气端口50，从而在呼吸回路端口54处形成负压力(如，用于排气)。气体路径继续从流动构件出气端口50穿过压力产生器入口40进入到压力产生器14中。所述气体穿过压力产生器出口42离开压力产生器14，并且流动构件16引导气体从流动构件进气端口52经由阀20进入到环境大气中。
通过非限制性实例，图2示意性地绘制穿过双向气流产生***10的气体流。示出了在吸气80和呼气82期间的气流。在吸气80期间，可呼吸气体从周围环境84流动到阀18中。气体继续流动到压力产生器14中，并且通过阀20将加压的可呼吸气体流经由呼吸回路12传递给受试者86。在排气82期间，由受试者86呼出的气体从呼吸回路12流动到阀18。气体继续流动经过压力产生器14、经过阀20并进入到周围环境84中。
返回图1，在一些实施例中，处理器24被配置成确定***10内的一个或多个参数。***10内的所述一个或多个参数可包括与加压的可呼吸气体流有关的气体参数、与受试者的呼吸有关的呼吸参数和/或其它参数。处理器24被配置成基于传感器22的输出信号来确定所述一个或多个参数。由处理器24确定的信息可由处理器24使用以控制压力产生器14、控制第一阀18、控制第二阀20和/或用于其它用途。
在一些实施例中，处理器24被配置成控制压力产生器14、第一阀18、第二阀20和/或其它装置，以根据呼吸机疗法、气道正压疗法、机械吹排气疗法和/或其它治疗方案来产生气体流。利用非限制性实例，处理器24可控制压力产生器14、第一阀18和/或第二阀20，使得通过气体流提供给受试者的压力支持包括非侵入式通气、气道正压支持、连续气道正压支持、双水平支持、吹排气和/或其它类型的压力支持疗法。
在一些实施例中，电子存储器26包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子存储器26的电子存储介质可包括与***10一体提供的***存储器(即，基本上不可移除)和/或经由(例如)端口(如，USB端口、火线端口等)或驱动器(如，磁盘驱动器等)可移除地连接到***10的可移除存储器中的一个或两个。电子存储器26可包括可光学读取的存储介质(如，光盘等)、可磁性读取的存储介质(如，磁带、磁性硬盘、软磁盘等)、基于电荷的存储介质(如，EPROM、RAM等)、固态存储介质(如，闪存盘等)和/或其它可电子读取的存储介质中的一个或多个。电子存储器26可存储软件算法、由处理器24确定的信息、经由用户界面接收的信息和/或使***10能够正确地起作用的其它信息。电子存储器26可为(整体地或部分地)***10内的单独部件，或者电子存储器26(整体地或部分地)可与***10的一个或多个其它部件(如，压力产生器14、处理器24等)一体地提供。
图3是联接到压力产生器14的流动构件16的剖视图。流动构件16包括基部100和歧管102，其每一个都包括一个或多个端口和/或其它部件。
在一些实施例中，基部100是大体矩形的，其沿着从第一侧107到第二侧109的第一轴线105延展的长度104小于约6英寸。长度104可介于约5英寸与约6英寸之间。长度104可为约5.76英寸。在一些实施例中，基部100可具有沿着从第三侧113到第四侧115的第二轴线111延展的宽度108，所述宽度大于约2英寸。宽度108可介于约2英寸与约3英寸之间。宽度108可为约2.33英寸。(图3仅示出宽度108的一部分，因为图3为剖视图。下述图4中示出了完整的宽度108)。基部100具有沿着从第五侧119朝向第六侧121的第三轴线117延展的厚度112，所述厚度小于约1英寸。厚度112可介于约0.1英寸与约1英寸之间。厚度112可为约0.35英寸。图3所示的基部100的大体矩形形状和近似尺寸并非旨在进行限定。基部100可采取允许其起到如本发明所述的功能的任何形状。
呼吸回路端口54由基部100形成在流动构件16的第一侧107上。流路114从呼吸回路端口54经过基部100沿着第一轴线105朝向流动构件16的第二侧109延展，所述第二侧与第一侧107相反。在一些实施例中，流路114可为大体圆柱形状的，例如半径小于约1英寸。流路114的半径可介于约0.1英寸与约1英寸之间。流路114的半径可为约0.4英寸。在一些实施例中，流路114的一部分或全部可具有不同于圆形的剖面。流路114从呼吸回路端口54沿着第一轴线105朝向流动构件16的第二侧109延伸。朝向流路114的与呼吸回路端口54相反的端部，流路114经历一段弯曲。在流路114的与呼吸回路端口54相反的端部处，流路114在基部100中形成第一孔口126。沿着流路114在呼吸回路端口54与第一孔口126之间，形成于基部100中的第二孔口124与流路114连通。第二孔口124与第一孔口126大体面向同一方向。
沿着流路114从呼吸回路端口54到第二孔口124中心的距离可小于约2英寸。从呼吸回路端口54到第二孔口124中心的距离可介于约1英寸与约2英寸之间。从呼吸回路端口54到第二孔口124中心的距离可为约1.50英寸。沿着流路114在第二孔口124中心与第一孔口126中心之间的距离大于约2英寸。在第二孔口124中心与第一孔口126中心之间的距离可介于约2英寸与约3英寸之间。在第二孔口124中心与第一孔口126中心之间的距离可为约2.25英寸。在一些实施例中，孔口124和/或126可为大体圆形的，例如半径小于约1英寸。孔口124和/或126的半径可介于约0.1英寸与约1英寸之间。孔口124和/或126的半径可为约0.38英寸。在一些实施例中，孔口124和/或126可具有不同于圆形的形状。
在一些实施例中，歧管102包括一个或多个流路、腔室和/或其它部件。歧管102的外表面的形状包括通过盒子134结合的两个柱130、132。柱130和柱132沿着第一轴线105邻近彼此定位。在一些实施例中，柱130和/或132可从歧管102的第五侧119朝向第六侧121延伸。在一些实施例中，介于柱130中心与柱132中心之间的距离大于约2英寸。介于柱130中心与柱132中心之间的距离可介于约2英寸与约3英寸之间。介于柱130中心与柱132中心之间的距离可为约2.25英寸。柱130沿着第一轴线105朝向第一侧107定位，且柱132沿着第一轴线105朝向第二侧109定位。在一些实施例中，柱130和/或132可为大体圆柱形的，例如半径小于约1英寸。柱130和/或132的半径可介于约0.5英寸与约1英寸之间。柱130和/或132的半径可为约0.96英寸。在一些实施例中，柱130和/或132的一部分或全部可具有不同于圆形的剖面形状。
盒子134是大体矩形的，其沿着从第一侧107到第二侧109的第一轴线105延展的长度180小于约7英寸。长度180可介于约5英寸与约7英寸之间。长度180可为约6.00英寸。盒子134具有沿着从第五侧119到第六侧121的第三轴线117延展的高度182，所述高度小于约5英寸。高度182可介于约3英寸与约5英寸之间。高度182可为约4.00英寸。盒子134具有沿着从第三侧113朝向第四侧115的第二轴线111延展的宽度184，所述宽度大于约1英寸。宽度184可介于约1英寸与约2英寸之间。宽度184可为约1.27英寸。(图3中的剖视图并未显示宽度184。图4中的剖视图使得显示出了宽度184的一部分。)盒子134将柱130和132结合在歧管102的第三侧113上。在一些实施例中，盒子134可具有不同于矩形的大体形状。
流动构件端口56位于歧管102的第二侧109上。在一些实施例中，流动构件端口56可具有大体为矩形形状的剖面。在一些实施例中，端口56可具有不同于矩形的剖面形状。流动构件端口56被配置成具有沿着从歧管102的第五侧119朝向第六侧121的第三轴线117的长度136，所述长度大于约3英寸。长度136可介于约3英寸与约4英寸之间。长度136可为约3.12英寸。端口56被配置成具有从第二侧109朝向第一侧107延伸的第一轴线105的宽度138，所述宽度大于约1英寸。宽度138可介于约1英寸与约2英寸之间。宽度138可为约1.45英寸。端口56被配置成具有沿着从第三侧113朝向第四侧115的第二轴线111延展的深度188，所述深度大于约1英寸。深度188可介于约1英寸与约2英寸之间。深度188可为约1.19英寸。(图3并未示出深度188。图4示出了深度188的一部分。)在图3表示的剖视图中，气体穿过流动构件端口56的表面142上的狭槽开口140。(图4中的剖视图示出了端口56中的挡板159。图4示出的挡板159的布置方式并非旨在进行限定。挡板159可用有助于减少流动构件端口56中的噪音的任何方式来布置。)
腔室144包括在端口56和柱132内部的朝向歧管102的第六侧121的中空区域。腔室144可由歧管102的围绕柱132和端口56的壁厚度150限制。腔室144被配置成具有第一区段146、第二区段148和第三区段149(如图4所示)。在一些实施例中，区段146可为大体圆柱形状的，半径小于约1英寸。区段146的半径可介于约0.5英寸与约1英寸之间。区段146的半径可为约0.88英寸。在一些实施例中，区段148可为圆柱形状的，半径小于约1英寸。区段148的半径可介于约0.1英寸与约1英寸之间。区段148的半径可为约0.36英寸。在一些实施例中，区段146和/或148可具有不同于圆柱形的形状。
柱132容纳了腔室144、阀18、流路120和腔室156。流路120从柱132的第五侧119朝向第六侧121延伸。流路120和腔室144被阀18分离开。在一些实施例中，流路120可为大体圆柱形状的，半径小于约1英寸。流路120的半径可介于约0.1英寸与约1英寸之间。流路120的半径可为约0.38英寸。在一些实施例中，流路120可具有小于约2英寸的长度。流路120的长度可介于约1英寸与约2英寸之间。流路120的长度可为约1.71英寸。在一些实施例中，流路120的半径可与区段148的半径大致相同。在一些实施例中，流路120可具有不同于圆形的剖面形状。
腔室156在第六侧121上邻接腔室144，且在第五侧上邻接柱132的基部190。腔室156在外侧邻接柱132的壁150，且在内侧上邻接由区段148、阀18和流路120形成的共用流路。
腔室166包括在柱130和盒子134内部的朝向歧管102的第六侧121的中空区域。腔室166可由歧管102的围绕柱130和盒子134的壁厚度174限制。腔室166被配置成具有第一区段172、第二区段164和第三区段(位于盒子134内部且未示出)。在一些实施例中，区段172可为大体圆柱形状的，半径小于约1英寸。区段172的半径可介于约0.5英寸与约1英寸之间。区段172的半径可为约0.88英寸。在一些实施例中，区段164可为圆柱形状的，半径小于约1英寸。区段164的半径可介于约0.1英寸与约1英寸之间。区段164的半径可为约0.36英寸。在一些实施例中，区段172和164可具有不同于圆形的剖面形状。
柱130容纳了腔室166、阀20、流路118和腔室162。流路118从柱130的第五侧119朝向第六侧121延伸。流路118和腔室166被阀20分离开。在一些实施例中，流路118可为大体圆柱形状的，半径小于约1英寸。流路118的半径可介于约0.1英寸与约1英寸之间。流路118的半径可为约0.38英寸。在一些实施例中，流路118可具有小于约2英寸的长度。流路118的长度可介于约1英寸与约2英寸之间。流路118的长度可为约1.71英寸。在一些实施例中，流路118的半径可与区段164的半径大致相同。在一些实施例中，流路118可具有不同于圆形的剖面形状。在一些实施例中，流路118和120的长度可大致相同。
腔室162在第六侧121上邻接腔室166，且在第五侧上邻接柱130的基部192。腔室162在外侧邻接柱130的壁174，且在内侧上邻接由区段164、阀20和流路118形成的共用流路。
在一些实施例中，歧管102被安装到基部100的第六侧121。在一些实施例中，歧管102被安装到基部100，使得流路118联接到孔口124且流路120联接到孔口126。借助螺钉和/或用于将歧管102固定到基部100的另一种方法，通过将歧管102联接到基部100的四个拐角128，可将歧管102安装到基部100。本发明所述的用于将歧管102安装到基部100的方法和位置并非旨在进行限定。可通过允许歧管起到本文所述的功能的任何方法和/或在任何位置将歧管102安装到基部100。
图4是压力产生器14和流动构件16的另一个剖视图。压力产生器14在第一位置154被安装到歧管102的第四侧115。流动构件出气端口50联接到压力产生器入口40。流动构件出气端口50位于柱体132的面向压力产生器14的第四侧115上。流动构件端口50包括腔室156和在歧管102的壁150中的孔口158。孔口158联接到压力产生器入口40。在一些实施例中，孔口158可为大体圆形的，半径小于约1英寸。孔口158的半径可介于约0.5英寸与约1英寸之间。孔口158可为约0.86英寸。在一些实施例中，孔口158可具有不同于圆形的形状。
返回图3，压力产生器14在第二位置160被安装到歧管102的第四侧115。压力产生器出口42联接到流动构件进气端口52。流动构件进气端口52位于柱130的第四侧115上，其中端口开口面向压力产生器14。端口52被配置成与压力产生器出口42配接。在一些实施例中，端口52的开口是圆柱形的，半径小于约1英寸。端口52的半径可介于约0.1英寸与约1英寸之间。端口52的半径可为约0.47英寸。在一些实施例中，端口52可具有不同于圆形的剖面形状。在一些实施例中，端口52从柱130的第四侧115突出超过基部100的边缘。
阀18定位于区段148与流路120之间。阀18的第一部分151固定地联接到区段148。阀18的第二部分152固定地联接到流路120。阀18可引导气体流从流路118到腔室156，和/或从端口56到腔室156。
阀20定位于区段164与流路118之间。阀20的第一部分168固定地联接到区段168。阀20的第二部分170固定地联接到流路120。阀20可将气体流引导到流路118和/或腔室166，以便最终排放到周围环境。
在上文中描述为图3和图4的一部分的基部、歧管、流路、腔室和/或其它部件一起形成图1所述的流动构件16的一个实施例。
图5示出了产生双向可呼吸气体流的方法500。下面表示的方法500的操作旨在做出示例。在一些实施例中，方法500可借助并未描述的一个或多个额外操作实现，和/或不借助所论述的操作中的一个或多个而实现。另外，图5所示且下文描述的方法500的操作次序并非旨在进行限定。
在一些实施例中，方法500可在一个或多个处理装置(如，数字处理器、模拟处理器、被设计用于处理信息的数字电路、被设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机构)中实施。所述一个或多个处理装置可包括响应于以电子方式存储于电子存储介质上的指令来执行方法500的一些或全部操作的一个或多个装置。所述一个或多个处理装置可包括通过硬件、固件和/或软件配置以专门设计用于执行方法500的操作中的一个或多个的一个或多个装置。
在操作502处，通过经由压力产生器入口将可呼吸气体接收到压力产生器中并经由压力产生器出口从压力产生器输出加压的可呼吸气体流，产生加压的可呼吸气体流。在一些实施例中，用类似于压力产生器14、压力产生器入口40和/或压力产生器出口42(图1所示，且本文所述)的压力产生器、压力产生器入口和/或压力产生器出口执行操作502。
在操作504处，用第一阀选择性地控制呼吸回路与压力产生器入口之间的气流。在一些实施例中，用与阀18(图1所示，且本文所述)相同或相似的阀执行操作504。
在操作506处，用第二阀选择性地控制所述压力产生器出口与所述呼吸回路之间的气流，所述第二阀是与所述第一阀机械地分离且分开的。在一些实施例中，用与阀20(图1所示，且本文所述)相同或相似的阀执行操作506。
在操作508处，选择性地控制所述第一阀和所述第二阀以便按下述模式操作：(i)第一模式，其中气体从所述压力产生器出口流动到所述呼吸回路，从而在所述呼吸回路中形成正压力以向所述受试者吹气；和(ii)第二模式，其中气体从所述呼吸回路流动到所述压力产生器入口，从而有利于气体从所述受试者的所述气道流出以对所述受试者排气。在一些实施例中，用与处理器24(图1所示，且本文所述)相同或相似的处理器执行操作508。
在权利要求书中，置于括号内的任何元件符号不应理解为对权利要求进行限制。词语“包括”或“包含”并不排除列于权利要求中的元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。在列出几种部件的装置权利要求中，这些部件中的几个可用一种硬件或相同的硬件来实施。出现在元件前面的词语“一个”和“一”并不排除多个这些元件的存在。在列出几种部件的任何装置权利要求中，这些部件中的几个可用一种硬件或相同的硬件来实施。在相互不同的从属权利要求中描述某些元件并不表明这些元件不能够结合起来使用。
虽然上文提供的说明出于图示的目的在目前认为最实用和最优选的实施例基础上进行了详细描述，但将会理解，这些细节仅仅是为了该目的，且本发明并不限于所明确公开的实施例，而是相反，本发明旨在涵盖在所附的权利要求的精神和范围内的变化和等同布置。例如，将会理解，本发明预期在可能的范围内，任何实施例的一个或多个特征能够与任何其它实施例的一个或多个特征相结合。

Claims (15)

1.一种双向气体流产生***，所述***包括：
(a)被配置成产生加压的可呼吸气体流以传递到受试者气道的压力产生器(14)，所述压力产生器包括：
(1)被配置成将可呼吸气体接收到所述压力产生器中的入口(40)；以及
(2)被配置成从所述压力产生器输出所述加压的可呼吸气体流的出口(42)；
(b)被配置成与所述压力产生器和呼吸回路(12)连通的流动构件(16)，所述流动构件包括：
(1)与所述压力产生器入口联接的出气端口(50)；
(2)与所述压力产生器出口联接的进气端口(52)；
(3)与所述呼吸回路联接的呼吸回路端口(54)；以及
(4)将所述呼吸回路端口设置成与所述流动构件出气端口和所述流动构件进气端口流体连通的流路(60)；
(c)第一阀(18)，其被配置成选择性地控制穿过在所述呼吸回路端口与所述流动构件出气端口之间的所述流路的气流；
(d)第二阀(20)，所述第二阀是与所述第一阀机械地分离且分开的，并且所述第二阀被配置成选择性地控制穿过在所述流动构件进气端口与所述呼吸回路端口之间的所述流路的气流；以及
(e)被配置成选择性地控制所述第一阀和所述第二阀以便按下述模式操作的处理器(24)：(i)第一模式，其中气体从所述流动构件进气端口流动到所述呼吸回路端口，从而在所述呼吸回路端口处形成正压力以向所述受试者吹气；和(ii)第二模式，其中气体从所述呼吸回路端口流动到所述流动构件出气端口，从而有利于气体从所述受试者的气道流出以对所述受试者排气。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述处理器被配置成选择性地控制所述第一阀和所述第二阀，以按所述第一模式和所述第二模式操作，使得所述阀在所述第一模式与所述第二模式之间切换以对受试者吹排气。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述流动构件的所述出气端口直接连接到所述压力产生器入口，且所述流动构件的所述进气端口直接连接到所述压力产生器出口。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，响应于在所述第一模式下操作所述第一阀和所述第二阀，所述流动构件将气体从周围大气引导到所述流动构件的所述出气端口。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，响应于在所述第二模式下操作所述第一阀和所述第二阀，所述流动构件将气体从所述流动构件的所述进气端口引导到周围大气。
6.一种产生双向气体流的方法，所述方法包括：
(a)通过以下方式产生加压的可呼吸气体流：
(1)将可呼吸气体经由压力产生器入口(40)接收到压力产生器(14)中；以及
(2)将所述加压的可呼吸气体流经由压力产生器出口(42)从所述压力产生器输出；
(b)用第一阀(18)选择性地控制在呼吸回路(12)与所述压力产生器入口之间的气流；
(c)用与所述第一阀机械地分离且分开的第二阀(20)选择性地控制在所述压力产生器出口与所述呼吸回路之间的气流；以及
(d)选择性地控制所述第一阀和所述第二阀以便按下述模式操作：(i)第一模式，其中气体从所述压力产生器出口流动到所述呼吸回路，从而在所述呼吸回路中形成正压力以向所述受试者吹气；以及(ii)第二模式，其中气体从所述呼吸回路流动到所述压力产生器入口，从而有利于气体从所述受试者的气道流出以对所述受试者排气。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括选择性地控制所述第一阀和所述第二阀，以按所述第一模式和所述第二模式操作，使得所述阀在所述第一模式与所述第二模式之间切换以对受试者吹排气。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括用流动构件在所述呼吸回路、所述压力产生器入口与所述压力产生器出口之间传送气流，所述流动构件直接连接到所述压力产生器入口、所述压力产生器出口和所述呼吸回路。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括响应于在所述第一模式下操作所述第一阀和所述第二阀，将气体从周围大气引导到所述压力产生器的入口。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括响应于在所述第二模式下操作所述第一阀和所述第二阀，将气体从所述压力产生器出口引导到周围大气。
11.一种双向气体流产生***，所述***包括：
(a)用于产生的装置(14)，其用于产生加压的可呼吸气体流以传递到受试者气道，所述用于产生的装置包括：
(1)用于产生的装置(40)，其用于将可呼吸气体接收到所述用于产生的装置中；以及
(2)用于输出的装置(42)，其用于从所述用于产生的装置输出所述加压的可呼吸气体流；
(b)用于提供的装置(16)，其用于在呼吸回路(12)与所述用于接收的装置和所述用于输出的装置之间提供流体连通；
(c)用于选择性地控制在所述呼吸回路与所述用于接收的装置之间的气流的第一装置(18)；
(d)与所述第一装置机械地分离且分开的第二装置(20)，其用于选择性地控制在所述呼吸回路与所述用于输出的装置之间的气流；以及
(e)用于选择性地控制所述第一装置和所述第二装置的装置(24)，其用于选择性地控制所述第一装置和所述第二装置以便按下述模式操作：(i)第一模式，其中气体从所述用于输出的装置流动到所述呼吸回路，从而在所述呼吸回路中形成正压力以向所述受试者吹气；和(ii)第二模式，其中气体从所述呼吸回路流动到所述用于接收的装置，从而有利于气体从所述受试者的气道流出以对所述受试者排气。
12.根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述用于选择性地控制所述第一装置和所述第二装置的装置被配置成选择性地控制所述第一装置和所述第二装置以按所述第一模式和所述第二模式操作，使得所述第一装置和所述第二装置在所述第一模式与所述第二模式之间切换以对受试者吹排气。
13.根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述用于提供的装置直接连接到所述用于接收的装置、所述用于输出的装置和所述呼吸回路。
14.根据权利要求11所述的***，其特征在于，响应于在所述第一模式下操作所述第一装置和所述第二装置，所述用于提供的装置将气体从周围大气引导到所述用于接收的装置。
15.根据权利要求11所述的***，其特征在于，响应于在所述第二模式下操作所述第一装置和所述第二装置，所述用于提供的装置将气体从所述用于输出的装置引导到周围大气。
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