具有可移除气道的呼吸机系统的制作方法

具有可移除气道的呼吸机系统
1.相关申请
2.本技术要求以下的权益：1)2021年4月27日提交的标题为“具有可移除气道的呼吸机系统(ventilator system with removable airway)”的第17/241,248号美国非临时专利申请，该美国非临时专利申请要求以下的优先权和权益：1)2020年4月29日提交的标题为“呼吸机(ventilator)”的第63/016,995号美国临时专利申请；2)2020年10月1日提交的标题为“具有可移除气道的呼吸机(ventilator with removable airway)”的第63/086,055号美国临时专利申请；以及3)2020年10月1日提交的标题为“具有可移除气道的呼吸机(ventilator with removable airway)”的第63/086,375号美国临时专利申请；所有这些文献出于所有目的以引用的方式并入本文中。


背景技术：

3.呼吸机是通过移动可呼吸空气进出患者的肺部来提供机械通气以例如为物理上不能呼吸或不充分呼吸的患者递送呼吸的机器。常规的呼吸机可以是具有由计算机化(例如，微处理器控制的)控制系统基于传感器(例如，压力和流量传感器)的反馈而控制的阀的机器，或可以是较基本的机器(例如，含有手动操作的囊袋、阀和面罩)。呼吸机通常在重症监护医学、家庭护理、急诊医学和麻醉学(作为麻醉机的组件)中使用。
4.存在不同类型的常规呼吸机，例如容积呼吸机和压力循环呼吸机。常规呼吸机对例如来自联接到呼吸机的患者的污染敏感。包含阀和传感器的呼吸机的内表面暴露于从患者呼出的空气。来自患者的空气可能含有例如细菌等与院内获得性肺炎相关联的病原体，其可能会污染呼吸机且潜在地感染呼吸机的后续用户(例如，下一个使用呼吸机的患者)。常规呼吸机的一些组件可在不同患者的使用之间进行清洁或更换，然而，如果呼吸机内的其它毗邻区仍被污染，则清洁或更换一些组件是无效的。例如，留在呼吸机的一些区域(例如，阀的移动组件，或者压力或流量传感器的表面)中的细菌可能会污染移动经过呼吸机的空气流，借此污染系统的其余部分。


技术实现要素：

5.本公开提供用于具有可移除气道的呼吸机系统的技术。在一些实施例中，一种呼吸机系统包含可移除气道和基底单元(或基底呼吸机单元)。可移除气道可包含空气入口端口、患者吸入端口、空气排出端口、患者呼出端口、压力传感器的第一部分，和流量传感器的第一部分。基底单元可包含两个夹捏阀、压力传感器的第二部分，和流量传感器的第二部分。空气可经由空气入口端口进入可移除气道，经由空气排出端口从可移除气道排出，经由患者吸入端口离开可移除气道，且经由患者呼出端口进入可移除气道。在某些情况下，气道不包括除空气入口端口、空气排出端口、患者吸入端口和患者呼出端口以外的任何开口。在某些情况下，可移除气道内的空气在离开空气排出端口之前不接触基底单元的任何部分。
6.在一些实施例中，一种呼吸机系统包含可移除气道和基底单元。可移除气道可包含：四个端口，其包括空气供应端口、空气排出端口、患者吸入端口和患者呼出端口；第一压
力传感器的第一部分，其包括适应区；以及第一流量传感器的第一部分，其包括隔膜。基底单元可包含：两个夹捏阀，每一夹捏阀包括阀主体、致动器、可移动元件和固定元件，其中可移除气道在固定元件和可移动元件之间通过；第一压力传感器的第二部分，其包括被配置成测量适应区上的力的测力计；以及第一流量传感器的第二部分，其包括被配置成测量从隔膜发出的声音的麦克风。在某些情况下，可移除气道不包括除所述四个端口以外的任何开口。在某些情况下，可移除气道内的空气不接触基底单元的任何部分。
7.在上文描述的呼吸机系统的一些情况下，可移除气道进一步包含吸入歧管和呼出歧管。吸入歧管可包含空气供应端口、患者吸入端口、第一压力传感器的第一部分，和第一流量传感器的第一部分。呼出歧管可包含空气排出端口、患者呼出端口、第二压力传感器的第一部分，和第二流量传感器的第一部分。在上文描述的呼吸机系统的一些情况下，基底单元进一步包含：第一和第二夹捏阀，其被配置成限制吸入歧管中的流量，其中第一和第二夹捏阀中的每一个的可移动元件包括联接到可旋转臂的辊；第三和第四夹捏阀，其被配置成限制呼出歧管中的流量，其中第三和第四夹捏阀中的每一个的可移动元件包括联接到可旋转臂的辊；第一压力传感器的第二部分；第一流量传感器的第二部分；第二压力传感器的第二部分；以及第二流量传感器的第二部分。
附图说明
8.图1是根据一些实施例的呼吸机系统的吸入歧管的实例的简化示意图。
9.图2是根据一些实施例的呼吸机系统的呼出歧管的实例的简化示意图。
10.图3a和3b是根据一些实施例的夹捏阀的实例的简化示意图。
11.图4a和4b是根据一些实施例的夹捏阀的另一实例的简化示意图。
12.图5是根据一些实施例的图4a和4b中展示的夹捏阀的简化示意图。
13.图6a和6b分别是根据一些实施例的用于控制阀的位置的系统的实例的前视图和侧视图的形式的简化示意图。
14.图7是根据一些实施例的用于控制阀的位置的系统的实例的简化示意图。
15.图8是展示根据一些实施例的限压(pressure-limiting)和压限(pressure-limit)检测子系统的实例的简化示意图。
16.图9是展示根据一些实施例的压限检测子系统的实例的简化示意图。
17.图10-12是根据一些实施例的波纹管的实例的简化示意图。
18.图13a-13c是根据一些实施例的压力检测系统的实例的简化示意图。
19.图14是根据一些实施例的流量传感器的实例的简化示意图。
20.图15是根据一些实施例的呼吸机系统的完整气体歧管(例如，气道)的实例的简化示意图。
21.图16是根据一些实施例的图15中的完整气体歧管的实例的简化示意图，所述完整气体歧管包含歧管(例如，气道)中的传感器的部分和位于呼吸机基底单元中的传感器的电眼部分。
22.图17a-17b是根据一些实施例的电眼的实例的简化示意图。
23.图18是根据一些实施例的呼吸机系统的实例的简化示意图。
24.图19是根据一些实施例的呼吸机系统的实例的简化示意图。
25.图20是根据一些实施例的具有可移除系统中和基底单元中的部分的传感器的实例的简化示意图。
26.图21a-21b是根据一些实施例的具有适应区的气道的实例的简化示意图。
27.图22a-22b是根据一些实施例的压力传感器的实例的简化示意图。
28.图23a-23b是根据一些实施例的压力传感器的实例的简化示意图。
29.图24是根据一些实施例的含于基底单元内的流量传感器的实例的简化示意图。
30.图25是根据一些实施例的具有作为可移除系统的一部分以及作为基底单元的一部分的部分的流量传感器的实例的简化示意图。
31.图26是根据一些实施例的具有作为可移除系统的一部分以及作为基底单元的一部分的部分的流量传感器的实例的简化示意图。
32.图27是根据一些实施例的具有作为可移除系统的一部分以及作为基底单元的一部分的部分的流量传感器的实例的简化示意图。
33.图28是根据一些实例施的含于可移除系统内的流量传感器的实例的简化示意图。
34.图29是根据一些实施例的作为可移除系统的一部分或具有作为可移除系统和基底单元的一部分的部分的流量传感器的简化示意图。
35.图30展示根据一些实施例的管件内的结构的实例的简化示意图，所述管件可生成可由流量传感器的麦克风检测的声音，且所述声音的频谱经处理以确定气体(例如，空气)的流率。
36.图31a-31b是根据一些实施例的具有作为可移除系统和基底单元的一部分的部分的流量传感器的简化示意图。
37.图32是根据一些实施例的具有作为可移除系统和基底单元的一部分的部分的流量传感器的实例的简化示意图。
38.图33a-33e是根据一些实施例的可在含于可移除系统中的流量传感器中使用或具有作为可移除系统和基底单元的一部分的部分的流量传感器的部分的简化示意图。
39.图34a-34c是根据一些实施例的具有可移除气道的呼吸机系统的实例的简化示意图。
40.图35a-35b分别是根据一些实施例的呼吸机系统的吸入线和呼出线的实例的简化示意图。
具体实施方式
41.公开一种用于支持人类或其它动物(例如灵长类动物)的呼吸的呼吸机系统。所述呼吸机系统可含有可移除单元和基底单元，其中可移除单元也可以是可弃式的。
42.在某些情况下，可移除单元可手动地(例如，仅使用人的手)从基底单元移除。在某些情况下，可移除单元可在不使用任何工具(例如，不使用螺丝刀或老虎钳或任何其它工具)的情况下从基底单元移除。在某些情况下，可移除单元可利用工具(例如，螺丝刀)从基底单元移除，其中移除可移除单元所需的操作的数目为最少，例如1至4个操作(例如，其中所述1至4个操作包括移除1至4个螺杆)。在某些情况下，可移除单元可周期性地(例如，在不同患者对呼吸机的使用之间，或在特定持续时间之后(例如每日或每周))移除和弃置。
43.在某些情况下，从联接到呼吸机(例如，经由患者回路和/或气管内插管)的患者呼
出的所有空气被限制为在可移除单元(例如，可移除气道)内移动，和/或从患者呼出的空气都无法接触基底单元。在某些情况下，从患者呼出的空气通过可移除单元，而不接触基底单元，且接着空气从可移除单元的端口(例如，经由过滤器)排出到大气中，在大气中，其可接触基底单元的一些部分(例如，外表面)。可使用本文中所描述的呼吸机消除(或缓解或减少)患者之间的交叉污染，所述呼吸机包含可移除单元(例如，气道)，所述可移除单元：1)可在患者之间移除和更换，以及2)防止从患者呼出的空气(和其它物质或颗粒)接触呼吸机的除可移除单元以外的任何部分(例如，接触基底单元的任何部分)。
44.本文中所描述的呼吸机系统中的空气可含有氧气、氮气、其它气体、其它物质(例如液体颗粒、固体颗粒、病原体和/或药用气溶胶)，及其混合物。
45.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含阀以控制穿过可移除单元的空气流。阀可包含移动零件以减小穿过可移除单元的部分(例如，管件)的流量。在某些情况下，阀的移动零件都不接触从联接到本文中所描述的呼吸机的患者呼出的空气。例如，阀可含有移动元件和固定元件，其中移动元件被配置成压缩可移除单元的管件(其中所述管件定位于可移动元件和固定元件之间)借此以受控的方式限制穿过管件的流量。
46.在一些实施例中，可移除气道系统可含有在预设压力下打开的单向阀，例如吹除阀。所述预设压力可设定在某一水平以保护肺部免受过压，例如50或60cmh2o。基底单元可具有用于检测过压事件的子系统，例如检测阀的运动或来自阀的流量。
47.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含传感器(例如，压力传感器、流量传感器和温度传感器)。在某些情况下，传感器含于基底单元中，使得传感器的部分都无法接触从联接到本文中所描述的呼吸机的患者呼出的空气。在其它实施例中，传感器含于可移除单元内，且可具有穿透可移除单元的部分(例如，管件)(例如，经由不允许来自可移除单元的空气从中逸出的密封开口)的电连接(例如，电线)。在其它实施例中，传感器具有在可移除单元中的部分和在基底单元中的部分，其中可移除单元中的所述部分可接触从联接到呼吸机的患者呼出的空气，且基底单元中的所述部分无法接触从联接到呼吸机的患者呼出的空气。例如，压力传感器可含有可移除单元的适应区(例如，安置在管件的表面上)，以及基底单元中邻近于适应区的测力计，使得可移除单元内的压力改变造成适应区上的力的改变，借此致使适应区移动且测力计检测适应区的力(和/或移动。在此实例中，适应区将暴露于从患者呼出的空气，但测力计将不会接触从患者呼出的空气。此些传感器可具成本效益，因为便宜的部分可位于可移除单元内(例如，以便在由患者使用之后在呼吸机由不同的患者使用之前弃置)，而较昂贵的部分(例如，在此实例中，测力计)可受到保护免受污染且因此被多次使用(例如，由不同的患者)。
48.在某些情况下，可移除单元的复杂性降到最小以例如使潜在可弃式可移除单元的成本最小。
49.在一些实施例中，所述呼吸机包含：1)可移除(且在一些情况下也是可弃式的)的气道歧管(即，可移除气道)，其中所述可移除气道可将从联接到呼吸机的患者呼出的空气传递到经过滤排气；2)基底呼吸机单元，其中可移除气道和基底单元被配置成使得来自患者的空气不会接触基底呼吸机单元的任何组件；3)阀，其包含来自患者的空气不会接触的阀组件(例如，使用移动元件来压缩可移除气道的管件)；4)压力传感器，其配置有来自患者的空气不会接触的压力传感器组件(例如，使用气道中的兼容组件和来自患者的空气不会
接触的气道外的压力传感器组件，或基于水的传感器)；5)流量传感器，其配置有来自患者的空气不会接触的流量传感器组件(例如，使用气道中的隔膜组件和来自患者的空气不会接触的气道外的流量传感器组件)；和/或6)控制系统，其联接到阀，其还可联接到传感器，其中控制系统控制阀的打开和关闭以控制穿过可移除气道的空气流。在某些情况下，可移除气道内的压力或流量或体积的测量值经由电眼转换为电信号。
50.在一些实施例中，呼吸机系统包括压力和流量控制子系统(例如，阀)和测量组件(例如，传感器)。本文中所描述的呼吸机系统的可移除单元(或气道)可包含用于空气传入到患者的空气歧管(即，吸入歧管)，以及用于空气离开患者的歧管(即，呼出歧管)。
51.本文中所描述的呼吸机系统还可包含用于阀的打开和关闭的控制系统。控制系统可联接到呼吸机系统的一个或多个阀以控制阀的打开和关闭。控制系统可联接到一个或多个传感器，且可被配置成从传感器接收信号，将信号处理为信息，且使用所述信息来控制系统的一个或多个组件(例如，一个或多个阀)。处理器可经由总线系统与所述一个或多个阀和/或与所述一个或多个传感器通信。控制系统可含有处理器(或微处理器)，且可含有联接到处理器(例如，经由总线系统)的非暂时性计算机可读存储器。
52.在某些情况下，系统的电子器件可不具有微处理器。在某些情况下，所有功能可硬接线到模拟和/或数字电路中，使得系统不具有软件。这可有利于安全性测试和开发成本。
53.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机的可移除单元包含用于空气进和空气出的连接，以及到患者的用于(例如，患者回路和/或气管内插管的)吸入线和呼出线的连接。通过可移除单元的空气可不具有到基底呼吸机单元的任何部分的路径、连接或接触件。来自连接到呼吸机系统的患者的空气不会接触基底单元中的任一个。在某些情况下，来自连接到呼吸机系统的患者的空气在不通过可经过滤的排气端口的情况下不会接触基底单元中的任一个。也就是说，可不存在穿过从连接到呼吸机系统的患者的气道和基底单元开放的管道的路径。在某些情况下，可不存在穿过从连接到呼吸机系统的患者的气道和基底单元开放的并非经过滤排气端口的管道的路径。再次，空气或可从连接到患者的管件或其它构件进入到呼吸机中的任何其它颗粒或物质与呼吸机的其余部分完全隔离，这意味着空气或物质无法在可移除部件外部到达并接触呼吸机的表面。在某些情况下，空气或可从连接到患者的管件或其它构件进入到呼吸机中的任何其它颗粒或物质与呼吸机的其余部分完全隔离，且除非首先离开排气端口，否则空气或物质无法在可移除部件外部到达并接触呼吸机的表面。基底单元的并不希望与可移除单元内的空气接触的区或表面被视为在可移除单元外部。基底单元是呼吸机系统的除可弃式单元或可弃式系统或子系统以外的部分。
54.在某些情况下，来自连接到呼吸机系统的患者的空气接触第一可移除单元(气道)，患者与呼吸机系统断开连接，且第一可移除单元(气道)从基底单元移除并用第二可移除单元(气道)替换。在此些情况下，来自患者的空气可接触第一可移除单元(气道)，且来自患者的空气可接触基底单元的一部分，只要基底单元的所述部分上的任何污染物无法引入到第二可移除单元(气道)中即可。例如，患者可能因细菌污染第一可移除单元(气道)，且来自患者的空气可接触基底单元的一部分借此污染基底单元的所述部分。然而，来自基底单元的所述部分的污染物无法污染第二可移除单元(气道)(例如，归因于可移除气道内的正压力第二)。此情形可在来自第一可移除单元(气道)的空气泄漏并污染基底单元的情况下发生，然而，不存在来自基底单元的污染物再次进入第一可移除单元或进入第二可移除单
元(气道)的路径(例如，归因于第二可移除气道内的正压力)。
55.在某些情况下，空气可从本文中所描述的呼吸机系统和患者回路之间的连接泄漏，且所述空气可能会接触基底的一部分，而不经由排气端口(或专用的排气端口)离开。然而，在此些情况下，从患者连接泄漏的空气不是可移除气道内部的空气。
56.在某些情况下，可移除气道内的来自患者的空气或物质通过一个或多个过滤器，然后离开出口端口到大气中。在某些情况下，可移除气道内的来自患者的空气或物质可仅经由一个或多个开口(例如，出口端口或患者吸入回路)离开，且所述一个或多个开口为专用开口，其中专用开口用于从气道排出过量气体(例如，到大气中，或到达患者)，且专用开口不用于任何其它功能(例如，作为传感器端口)。此外，在某些情况下，用于限制可移除气道内的流量的所有阀组件均含于基底单元中，且没有阀组件可以接触从患者呼出的空气(或含于其中的物质)。在其它情况下，可移除单元可具有作为阀系统的部分的一个或多个阀组件，其中所述阀组件可或可不接触可移除单元内的空气。在某些情况下，阀组件可联接到含有空气的可移除单元的管件的外部或内部。例如，可移除单元可含有与管件的外部接触的阀组件，其中所述阀组件为阀的第一部分。当此可移除单元插入在基底单元中时，基底单元中的阀的第二部分可推挤阀的第一部分的阀组件(例如，柱塞)，且阀组件可推挤管件，而非基底单元中的阀直接推挤管件。
57.在某些情况下，将被供应到患者的传入空气在端口处进入可移除气道。阀可安置于端口的下游。传入空气的压力使得当阀打开时，存在向下游穿过阀的空气流，这防止可能在阀的下游的气道中的任何物质向阀的上游移动。以此方式，保护气体源使其免受患者空气或物质的污染。
58.在某些情况下，来自环境的病原体(例如，细菌)可能例如通过经由入口进入可移除单元而污染本文中所描述的呼吸机系统的可移除单元(气道)。本文中所描述的呼吸机系统在此些情形下是有利的，因为可周期性地(例如，在患者之间)移除可移除单元(气道)，借此限制病原体(例如，细菌)可在可移除单元(气道)内生长的时间量，且限制暴露于污染的患者的数目。
59.在某些情况下，气道被配置成在适当位置清洁(例如，气道可被配置成可移除的并且还被配置成在适当位置清洁，或气道可不被配置成可移除的)。可通过将气道与基底单元隔离来实现清洁能力。归因于无曲折的路径和凹处及裂缝(或紧密受限的区，例如裂痕或小管，其中紧密和小是相对于清洁剂穿透这些区的能力限定的)，本文中描述的系统可适于清洁。在某些情况下，气道的材料适于化学、热或uv灭菌。在某些情况下，本文中所描述的呼吸机的气道大体为直线的且不含最小尺寸小于10mm的体积区，或尺寸(即，空间的内部尺寸)小于5mm的空间。气道的上述形状和大小可使本文中所描述的呼吸机系统容易清洁。在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统具有隔离气道，其可容易地清洁，而不需要移除系统的任何部分。为了清洁本文中所描述的呼吸机系统，可通过到各个入口和出口的连接来引入除菌剂。例如加热和紫外光等其它灭菌方法也可以用于清洁本文中所描述的呼吸机系统。
60.本文中所描述的呼吸机系统可包含可从基底单元移除且可经移除以便被清洁或弃置的气道。如果弃置，则其可随后用新单元或清洁的单元替换。在一些实施例中，隔离气道是可移除的。在一些实施例中，可移除气道为可弃式的。在一些实施例中，可移除气道是
可清洁的。这些实施例并不相互排斥。
61.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含一个或多个阀，其压缩通过阀的管件。此些阀通常称为“夹捏”阀。在夹捏阀中，管件可从阀移除。夹捏阀的优选优点是，来自管件内部的流体不会接触阀组件。因此，如果管件被移除和弃置且另一管件插入到阀中，则不需要在使用之间对阀进行灭菌。在某些情况下，本文中所描述的呼吸机的夹捏阀具有允许插入和移除管件的打开位置(或管件移除位置)。在某些情况下，阀具有在操作期间使用的打开位置，以及其中阀打开得比在打开位置中宽的管件移除位置。
62.在某些情况下，本文中所描述的呼吸机系统的夹捏阀可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件，或穿过通过阀的管件的可压缩区段)的气体的流量。通过改变通过夹捏阀的管件上的压力，管件的某一区中的压缩量可从无压缩改变为部分压缩，直至完全压缩。当管件无压缩时，阀处于完全打开位置，在该位置中，穿过阀的流量达到最大。当管件的区完全压缩时，管件的其在其中被压缩的内部空间的横截面面积为零，如此没有空气可通过管件，且阀被视为完全关闭。在部分压缩位置中，处于压缩区处的管件的内部空间的横截面面积相比于完全打开位置减小，从而产生较高流阻力，当气体正通过阀时，流量相应地减少。阀的可移动组件可在一些情况下具有连续或近似连续可调整位置范围，这实现管件的内部空间的连续或近似连续横截面面积范围。以此方式，可连续或近似连续地调整具有通过其中的可移除气道的管道区段的夹捏阀的流率。
63.在某些情况下，可以可变地调整穿过阀的气体的流量的本文中所描述的呼吸机系统的夹捏阀包含旋转臂，所述旋转臂由步进式马达控制以调整穿过阀的流量。步进式马达的步长可能极小，例如每步长0.1度，使得存在调整大小的最小值，其中在一些情况下，此最小运动水平导致流量改变低于系统的流量传感器的检测水平。此情形可被视为可近似连续地调整的阀的实例。
64.可以可变地调整穿过阀的气体的流量的本文中所描述的呼吸机系统的夹捏阀还可具有一组预定位置或设定，使得流量可在一组值(例如，0、1/4、1/2、3/4和1)内变化，其中这些数字对应于相比于穿过阀的完全流量的穿过阀的流量的分数。
65.可以可变地调整穿过阀的气体的流量的本文中所描述的呼吸机系统的夹捏阀可在一些情况中配置于开环或闭环控制中。在开环控制中，阀可设定在由预定设定确定的位置处，而非作为传感器读数的结果确定的位置处。在闭环控制中，阀的位置响应于传感器读数(例如流量传感器)改变。在某些情况下，存在接续循环，其中传感器值由控制系统确定，且此传感器值(例如，流率)与已输入到控制系统的设定值(例如，流率)进行比较，并确定差值。此差值接着用于进一步打开或关闭阀以便使差值较小(即，使传感器值较接近设定值)。例如，如果测得的流量高于输入设定，则阀将响应于测得的流量值调整到更为关闭的位置。在调整阀之后，可接着再次读取传感器，且进一步调整所述阀。所述循环可继续，直至传感器读数和输入设定之间的差在系统容限内相同或为预设最小差。针对每一循环调整阀的增量可例如使用比例积分微分(pid)控制方法等控制算法来设定。所述控制算法还可包含人工智能(ai)，其中实现特定流率所需的位置可从来自系统的多个输入的过去数据的集合导出，其中阀设定可从所述数据集习得。
66.本文中所公开的呼吸机系统可含有用于从纯氧气生成具有特定吸入氧气分数(fio2)(例如，在约0.2和约1.0之间，或0.21和0.5之间，或0.21和1.0之间)的混合气体的装
置或子系统。气体源可直接连接到可移除单元的入口端口。气体源是具有特定fio2的混合气体。气体源可以是经加压线、储槽，或压缩机或风机。基底单元可具有用于例如氧气和氮气等多个气体源的入口，且基底单元可具有用于混合这些入口气体的子系统，以及将混合气体提供到可移除单元的输入的出口。
67.在某些情况下，本文中的呼吸机系统的具有旋转元件的夹捏阀可使用30rpm的马达和40gram-cm的扭矩。例如，此马达可用于压缩硅胶管(例如，具有1/2”直径)。
68.可移除单元(气道)可含有一个或多个管件。本文中所描述的呼吸机系统中的管件可由例如乙烯树脂或硅胶等任何柔性材料制成。在某些情况下，管件可承受多个(例如，约1百万，或100,000到2百万，或100,000到1千万，或超过1百万，或超过1千万)个压缩(或吸入，或呼出)循环。例如，以20次呼吸/分钟呼吸10天为288,000个循环。乙烯树脂和硅胶是可满足本文中所描述的呼吸机系统的要求的管道材料的实例。在某些情况下，管道可含有管道壁内或连接到管道壁的强化纤维，使得管道可承受比无强化纤维更高的压力，但仍保持可压缩。在某些情况下，可移除单元(或气道)可由低成本塑料材料制成，使得在患者之间弃置并不昂贵。
69.由本文中所描述的呼吸机系统中的阀使用的马达可以是能够致动阀或提供呼吸机系统的组件的移动的任何马达，例如dc马达、步进式马达、伺服马达、可控制可定位马达、线性致动器，或可定位致动器。控制电路可通过接通和断开马达来定位马达。在某些情况下，马达的位置可由包含光发射器和光传感器的电眼来确定。
70.本文中所描述的呼吸机的可移除系统可含有传感器。传感器可针对压力、流量和/或其它参数(例如，温度)。传感器可以是有源的，例如由电力驱动。如果可移除系统含有传感器，则可移除系统可具有可移除系统上的与本文中所描述的呼吸机的基底单元上的连接器配对的连接器。连接器可以是电连接器。到本文中所描述的呼吸机中的传感器的电连接也可以是非接触式的。到传感器的电源可以是无线的，例如使用qi标准，或其它辐射或感应手段。与本文中所描述的呼吸机的处理器或控制系统(例如，来自传感器，和/或到阀)的通信可为无线或有线的，例如借助于wifi或蓝牙。
71.本文中所描述的呼吸机的可移除单元可具有区或系统，所述区或系统连同基底单元中的相关系统一起形成传感器系统。在一些实施例中，可移除单元中的区或系统为无源的，因为其不含有任何有源组件，例如接收电功率的电子器件或传感器。
72.在某些情况下，本文中所描述的呼吸机系统使用含有发射器和被配置成检测系统内的一个或多个条件的检测器的电眼。本文中所公开的电眼可在(透明或半透明)关注区(例如，管件)的任一侧上配置有发射器和检测器。在其它情况下，发射器和检测器可被配置成使得来自发射器的光反射离开例如回向反射表面或高对比度明暗表面等反射表面，且由检测器检测到。例如，发射器和检测器可朝向大体相同方向，且彼此接近或位于彼此的近程内。
73.在某些情况下，本文中所描述的呼吸机系统具有可以电学方式或以机械方式调整的参数。例如，与吸入:呼出时间比相关的循环之间的延迟可通过例如利用旋钮和可变电阻器到控制系统的输入来调整。可例如通过上下移动吸气峰压(peak inspiratory pressure，pip)限压器皿，来调整pip，如本文所描述。可类似地例如通过上下调整呼气末正压(positive end expiratory pressure，peep)限压器皿，来调整peep，如本文所描述。在
某些情况下，可通过上下移动电眼传感器来调整吸入和呼出的潮气量，如本文所描述。在某些情况下，可通过上下移动电眼来调整流量传感器中可检测的最小流量，如本文所描述。在某些情况下，可通过上下移动电眼传感器来调整触发呼吸压力，如本文所描述。在某些情况下，上文描述的所有机械调整可包含将待移动部分附接到可由用户调整的面板上的滑件的机制。例如，面板可具有7个用户可调整滑件，针对上文描述的调整中的每一个一个。在某些情况下，面板还具有两个旋钮以调整与呼吸速率相关的延迟。
74.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含含有液体(例如，水或油)的一个或多个限压子系统和/或一个或多个限压及压限检测子系统。在某些情况下，限压子系统包含含有液体(例如，水或油)的器皿和浸没在水中的管件，其中管件的深度限制器皿中的液体上方的管件中的压力。)。在某些情况下，限压和压限检测子系统包含含有液体(例如，水或油)的器皿和浸没在水中的管件，其中管件的深度限制器皿中的液体上方的管件中的压力，且其中使用检测器(例如，电眼)来确定是否超过压限(例如，通过检测液体中的气泡)。
75.在一些实施例中，一种用于使用本文中所描述的呼吸机系统的方法包含以下步骤。在某些情况下，操作者打开门，插入可移除气道歧管，且在正确的地方(例如，限压子系统中)用水(或油)填充所述歧管。门可位于单元的后部与控制面板相对，其中控制面板联接到可移动传感器。操作者可接着关闭门，且可将单元附接到患者和气体源。呼吸机还可包含用于生成和调整具有特定fio2的混合气体的构件(如上文所描述)，使得输入气体(例如，到呼吸机系统的吸入线)可以是纯o2与另一气体(例如，空气或氮气)混合，且操作者可打开阀(例如，其为呼吸机系统的一部分，或呼吸机系统外部的系统的一部分)以将输入气体引入到系统中。在某些情况下，呼吸机系统可使用自密封配件联接到空气源(例如，空气压缩机或混合气体(例如，fio2)生成系统)，且空气源和呼吸机之间不需要阀。限压子系统(例如，pip和peep器皿，如本文所描述)还可由操作者例如经由将其搭扣到一个或多个固持器中而连接到系统的其余部分，所述一个或多个固持器连接到用于在控制面板上进行上下调整的滑件。
76.在某些情况下，本文中所描述的呼吸机系统可包含屏幕式用户接口(例如，lcd显示器)。在某些情况下，呼吸机系统可包含基于led的用户接口(例如，具有一组led指示器，或形成显示器的一组led)。在一些实施例中，接口显示阀的序列和流量和其它传感器数据(例如，来自电眼)。患者数据还可经存储且由控制系统输出。
77.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含一个或多个流量传感器、一个或多个压力传感器，和一个或多个温度传感器。流量、压力和/或温度传感器可具有可移除单元(气道)中和/或基底单元中的部分。温度传感器可以是非接触式的，例如通过使用红外检测器来确定气道内部的空气的温度。可例如经由窗口或通过检测气道的一个或多个区的表面温度作为气道内部的温度的指示，来获取非接触温度测量值。在一些情况下，温度传感器可具有基底单元中的与气道的一个或多个区接触的接触件，其中基底单元中的所述接触件可包含例如热敏电阻等温度传感器。
78.在一些实施例中，传感器(例如，压力和流量传感器)的有源组件可并入到本文中所描述的呼吸机系统的可移除单元(或气道)中。举例来说，例如热丝等热源和例如热敏电阻等温度传感器可安置于气道中，具有到基底单元上的配对部分的外部电连接，以实现通
常被称为热丝风速测量法的风速测量法。例如mems传感器等压力传感器也可安置于气道中，具有配对到基底单元的外部电连接。可移除单元可含有例如电池等电源，或具有经由插头或基于接触的连接器到电源的连接，或具有无线能量源(例如通过使用qi标准)。可移除单元还可包含电子器件(例如，用以处理由一个或多个传感器获取的测量值的处理器、用以与通信单元及基底单元中的处理器进行无线通信的通信单元，和/或无线电力接收器)。可移除单元中的传感器可将测量值发送(或传送)到可移除单元中的电子器件，且任选地来自测量值的信息可以无线方式传输到基底单元。
79.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含可检测流动的气体或气体的流率的流量传感器，其中所述气体可含有其它材料(例如，颗粒)。本文中所描述的流量传感器(或检测器)可以是可连接到入口和出口管或管道的独立单元，或具有可连接到入口和出口管或管道的部分。本文中所描述的流量检测器可以是某一系统，其可例如经由夹具固定地联接(或附接)到管件或管道，或具有可例如经由夹具固定地联接(或附接)到管件或管道的部分。
80.在一些实施例中，超声流量传感器可被布置成测量可移除单元(或气道)中的气道内的流量。在一些实施例中，使用超声流量传感器，可移除单元中不存在有源组件。可移除气道的配对子系统可含有管道，和任选地用以将配对子系统固定地联接到基底单元中的超声源和传感器的构件(例如，槽或销或其它对准结构)。管道可以是金属、塑料，或用于传输超声的其它合适的材料。
81.本文中所描述的呼吸机系统可包含管件或管道。所述管件或管道可包含某一体积，其由邻近于所述体积的表面含纳，存在到所述体积的至少两个开口，例如入口和出口。管件或管道的几何结构不受限制。例如，管件或管道可具有大致圆柱形体积、拥有大致正方形或矩形横截面的体积、拥有半圆形横截面的体积，或任何其它几何结构。在某些情况下，管件或管道的某一区段可以是传感器的一部分。在某些情况下，管件或管道可具有被移除且被传感器的一部分替换的区段。例如，管件或管道可具有从一侧切出的孔，或可在管件或管道的一侧中形成有孔，且所述孔覆盖有适应区(例如，形成压力传感器的一部分，如本文所描述)或隔膜(例如，形成声学流量传感器的一部分，如本文所描述)。被传感器的所述部分覆盖的孔还可密封，使得空气不可经由传感器部分的(或邻近于传感器部分的，或在传感器部分附近的)孔逸出管件或管道。在某些情况下，管件或管道可具有单独的区段，其中所述单独的区段可具有不同材料或尺寸。例如，管道的在夹捏阀中使用的部分(例如，管道的在夹捏阀附近的部分)可以是例如硅胶等顺应性材料，且夹捏阀上游和下游的管道可以是顺应性较低的乙烯树脂。这可能是有利的，因为乙烯树脂管道可比硅胶管道便宜，因此通过仅在需要高顺应性的区中使用硅胶管道降低了可移除单元的总成本。
82.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统可例如通过干扰测量法或通过纹影式阴影法(例如，使用纹影摄影术或阴影图)用光学件来测量流量。此些系统测量与气道中的例如紊流或诱导卡曼涡漩等扰动相关的流量。此些传感器可包含光学系统(例如，包含光源和检测器，其中检测器为光电检测器的阵列，或相机(例如，ccd相机))，以及供光进入和离开含有流动的气体的气道的一个或多个窗口。来自传感器的光学系统的光将经由包含光学透射材料的第一窗口(或第一窗口部分)传递到气道中。光将在与气道中的气体交互之后经由第二窗口(或第二窗口部分)离开气道。第一和第二窗口可以是相同窗口或不同窗口，
且第一和第二窗口部分可以是同一窗口的部分，或不同窗口的部分。第一和第二窗口(或窗口部分)可为平坦的，使得它们不会使入射光扭曲或重定向，或者可以是一个或多个透镜。
83.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统可使用可移除气道中的机械构件，例如使用管件内的空气流中的桨轮或涡轮，来测量流量。可移除气道内的空气流将致使所述桨轮或涡轮旋转。可由外部(即，基底单元中)光源和检测器构件(例如，电眼，如本文所描述)来测量浆轮或涡轮的移动，借此浆轮中断来自光源的光(例如，通过照射在旋转轮或涡轮的一部分上)且随着旋转部件移动改变由检测器检测到的强度。光可在某一位置中反射、折射、绕射或通过，使得其被周期性地中断然后不中断。流量传感器可经校准，使得光强度的改变的速率可转换为旋转构件的速度和流率。在一些实施例中，旋转轮或涡轮可具有用于通过制动减缓旋转的构件。制动器可用于检测较高流量周期之后的较低流量，其中所述轮可归因于轮的动量在将指示比实际减小的流量高的流量的速度下继续自旋，其中可临时应用所述制动器以减小轮的速度使得轮的速度可更早地表示实际流率。制动器可以是静电的，其中以静电夹持器或夹具的方式，将至少两个通常邻近的导电区放置在气道外部，向其施加电位差。制动器可周期性地和或以规律的间隔(例如，每隔十分之一秒，或每隔1秒)接通。这可辅助检测减小的流率，因为轮减缓的速率可小于流量降低的速率，从而以时间滞后产生测量值。制动器还可包含含于系统内的电流变或磁流变流体，所述系统联接到气道内的旋转轮或涡轮且由电场或磁场作用。电场或磁场可由基底呼吸机中的子系统或由气道内的子系统提供(例如，其中电能由基底呼吸机系统经由到气道的电连接来提供)。
84.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含一个或多个流量传感器，其可检测由例如气体等流动介质生成的声音的转导。在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含一个或多个流量传感器，其通过测量由例如气体等流动介质生成的声音来检测流量(例如，管件内)。在某些情况下，传感器可包含具有入口和出口的部分(例如，作为可移除单元或气道的一部分)。在某些情况下，传感器可包含检测例如由管件中流动的气体生成的声音等声音的组件，其中所述组件在管件外部(例如，其中所述组件是含于基底单元中的传感器的一部分)。在某些情况下，传感器的第一组件联接到管件(或在所述管件内部)(例如，其为可移除单元或气道的一部分)，且流量传感器的第二组件在管件外部(且不连接到，或不接触，或接触但不连接到所述管件)(例如，其为基底单元的一部分)。
85.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统包含一个或多个声学流量传感器，其通过测量从流动的流体生成的声音来测量流体的流量。在某些情况下，声学流量传感器含有形成可移除气道的管件的一部分(或联接到可移除气道的管件)的隔膜，其中管件中流动的空气(或具有其它材料)致使隔膜发出声音。声学流量传感器可进一步包含声音传感器(例如，麦克风)，其包含在基底单元中，被配置成测量由隔膜生成的声音。在某些情况下，可移除气道的管件进一步包含被配置成生成声音的一个或多个结构，如本文所描述。在某些情况下，绝缘区环绕(或邻近于)管件的响应于管件和/或麦克风内的流量生成声音的部分，以使管件区和/或麦克风与管件的所述部分外部生成的声音(例如，噪声)绝缘，如本文所描述。在某些情况下，声学流量传感器含有结构和或一个以上麦克风以检测管件内的流的速率和方向。声音生成区(例如，管件中的隔膜和/或结构)可在管件内的一个以上位置中，和/或可环绕所述管件。声音生成区可以是例如薄区段(隔膜)等管件的区段，使得环绕管件大体径向朝外发出声音。在某些情况下，腔室可安置在管件周围以从许多方向收集由管件发
出的声音。在某些情况下，邻近于声音感测区段的管件区段可含有声音阻挡元件以例如通过形成来回蜿蜒的路径而使声音传感器(例如，麦克风)与环境声音隔离，且可含有声音吸收和阻尼表面。
86.在某些情况下，流量传感器的第一部分为作为可移除单元(气道)的一部分的管件，且流量传感器的第二部分为作为基底单元的一部分的麦克风。在此些情况下，管件可被配置成在所关注频率范围内(例如，在其中管件中流动的气体将生成声音且其中麦克风可检测到所述声音的频率范围内)传输声音。例如，管件的材料可经挑选以传输声音，和/或管件可被设计成响应于管件内流动的气体有效地生成声音(例如，含有如本文所描述的结构)。
87.在一些实施例中，可通过抵着声学流量传感器的隔膜(其为可移除单元的一部分)放置加速度计(其为基底单元的一部分)来检测流率。在此些情况下，加速度计到基底单元的支撑和连接将有利地具有比隔膜低的顺应性。在一些实施例中，可通过使来自基底单元的光照射在隔膜上且随后由基底单元中的光检测器检测到来检测隔膜的移动，其中可检测归因于隔膜移动的光的改变。在某些情况下，例如形成声学流量传感器的一部分的加速度计可并入到可移除单元中。
88.在一些实施例中，隔膜可含有丝线的线圈，且基底单元可含有磁场生成构件，例如永久磁体。隔膜上的丝线的线圈可具有例如可移除单元的刚性区段上固定的位置处的电连接。电连接可联接到基底单元中的电子器件(例如，控制系统)以用于检测线圈中的电流。当线圈归因于从气道内流动的气体生成的声音而移动时，其将归因于线圈接近由基底单元提供的磁场而生成电流。所述线圈可类似于常见扬声器中使用的线圈。在替代实施例中，例如磁体等磁场生成构件可安装在隔膜上，且例如线圈或磁力计等磁场检测构件可在基底单元中。在一些实施例中，隔膜上的磁场生成构件可以是线圈。在某些情况下，场生成构件和场感测构件(例如，线圈、磁力计、霍尔传感器，或能够检测磁场的任何装置)可经由负反馈放大器系统(例如，控制系统中)联接，使得放大器驱动联接到隔膜的场感测或场生成构件(例如，线圈)，从而使得联接到隔膜的场感测或场生成构件保持在稳态，例如大致固定位置，或在大致固定的振幅或频率下振动。负反馈放大器中的产生隔膜的大致稳定位置的信号可用作表示气道内的声音的振幅的信号。
89.在某些情况下，声学流量传感器还可测量流动气体的其它参数，例如压力和/或温度。在某些情况下，声学流量传感器可结合测量例如压力和/或温度等流动气体的其它参数的另外一个或多个传感器工作。处理器(例如，其为控制系统的一部分)可将检测到的声音(例如，强度和/或频率)和另一检测到的参数(例如，温度和/或压力)转换为气体的流率。在某些情况下，气体的测得的流率和另一检测到的参数(例如，温度和/或压力)可由控制系统使用以将气体流率转换为移动经过(或穿过)传感器(或在管件内移动)的气体(例如，空气或氧气)的量。在某些情况下，移动经过传感器系统的气体的总量可从来自独立的流量、压力和温度传感器的输入计算。
90.在某些情况下，呼吸机系统内的气体为空气，其中所述空气可以是本文中所描述的呼吸机系统中使用的任何合适的气体，例如氧气和空气以各种比例的组合、从患者呼出的还含有其它材料(例如液体颗粒、病原体和/或药用气溶胶)的空气，与任何其它污染物(例如，来自患者，或联接到系统的气体源)混合的空气。
91.在某些情况下，本文中所描述的流量检测器(传感器)可具有用以相对于流率校准检测到的声音的构件，例如，其中此流率由预先配置和经校准的检测器系统测得。本文中所描述的流量传感器可具有校准数据或设定的调整或输入。气道可具有以印刷在其表面上的例如线性或2d条形码等机器可读格式存储的校准数据。
92.在一些实施例中，本文中所描述的呼吸机系统含有压力传感器，所述压力传感器具有(气道)中和基底单元中的组件。在某些情况下，可通过可移除气道的表面(例如，适应区)的变形来测量压力。所述变形可在具有比围封气道的环绕区低的顺应性的区中发生，使得当气道中的压力增加时，较软的区朝外推动。可使用含于基底单元中的一个或多个传感器部分(例如，力传感器、测力计或电眼)检测适应区的变形，如本文所描述。在一些实施例中，压力传感器可包含从动振荡器，且对振荡的改变可转换成压力。此系统可由安装在隔膜上的线圈和安装在基底上的永久磁体组成，其中线圈在固定振幅和频率下驱动。振幅、相位或频率的改变可转化为压力改变。
93.在某些情况下，气道还可含有湿度传感器。
94.在某些情况下，校准系统可附接到可移除气道的吸气和呼气端口，此时其位于呼吸机的基底呼吸机单元中的适当位置。校准系统可具有例如流量、压力和温度传感器等有源传感器，且可含有电端口以连接到基底呼吸机系统。基底单元可具有某一设定或可配置成使气体在设定的速率下或在可由校准系统检测到的速率范围内流动。以此方式，可利用手动输入或自动地经由从基底单元到校准系统的电连接检查和调整气道的校准。校准系统还可包含固定管件，使得在阀的预定设定下，预期已知量的气体在固定管件中流动，且测得的流量可与预期流量进行比较以校准呼吸机系统。固定管件可以是具有刚性和固定几何结构的管件，例如以刚性塑料模制且提供为呼吸机系统的组件的管件。呼吸机基底单元可具有预编程设定和/或设定和读数的序列，其被视为可构建到呼吸机系统中(例如，到控制系统中)的校准例程。
95.实例系统
96.图1是根据一些实施例的呼吸机系统的吸入歧管1000的实例的简化示意图。吸入歧管1000含有管件1、4、6、10、14和27、连接器3和13、波纹管7、砝码8、阀5和9、限压和压力检测子系统11、流量感测子系统12，和压力传感器子系统31。管件1含有待递送给患者的气体(例如，具有特定fio2的混合气体、纯空气，或纯氧气)。吸入歧管1000可含有用于从纯氧气生成具有特定fio2的混合气体的装置或子系统(未图示)。管件1连接到至管件4的连接器3，具有气流方向2。管件4连接到阀5，所述阀连接到管件6。管件6连接到波纹管7和阀9。阀9的出口经由管件10连接到限压和压力检测子系统11及流量感测子系统12。流量感测子系统12的出口经由管件27连接到连接器13，所述连接器连接到导向患者吸入管件(例如患者回路的入口)的管件14，其中气体在方向15中流动。
97.图2是根据一些实施例的呼吸机系统的呼出歧管2000的实例的简化示意图。呼出歧管2000含有管件17、19a、19b和24、连接器29、波纹管21、砝码22、阀18和23、压力维护子系统20、流量传感器子系统30，和出口端口(例如，包含过滤器)25。管件28例如经由患者回路和气管内插管从患者的肺部导向连接器29，所述连接器连接到管件17，具有气流方向16。入口管17连接到阀18。阀18的出口连接到管件19a。管件19a连接到压力维护子系统20。通过压力维护子系统20的气体进入管件19b和波纹管子系统21。管件19b还连接到阀23，其出口管
24连接到出口端口25，出口端口将气体26排出到大气。阀18的输出还可通过流量传感器30。
98.存在包含吸入歧管1000和呼出歧管2000的呼吸机系统的若干操作模式。控制系统(未图示)可监测来自限压和压力检测子系统11、流量感测子系统12、压力传感器子系统31、压力维护子系统20和流量传感器子系统30的信号，且接着调整(例如，基于所述信号)阀5、9、17和23和系统的其它组件(例如，波纹管7和/或21)。控制系统根据不同操作模式调整呼吸机系统中的阀。
99.在潮气量吸入控制模式中，阀5打开，且阀9关闭。将在下文描述的波纹管7充气(例如，归因于空气压力)到预定体积(例如500cc)、从50cc到1000cc，或从小于50cc到超过1000cc。当已达到预定体积时，控制系统关闭阀5且打开阀9。阀18和23可在波纹管7充气期间打开或关闭。当阀9打开(例如，且阀18和/或23关闭)时，气体开始为患者的肺部充气(未图示)，且压力在限压子系统11中累积。例如，阀18可在阀9打开时关闭，使得当来自吸入线1000的气体为患者的肺部充气时，波纹管22与患者隔离。在呼出歧管2000上不存在波纹管22的情况下，接着阀23可关闭且阀18可打开，或者阀18和22两者均可关闭。当子系统11中的压力达到预定值或pip(例如，约30cmh2o、约40cmh2o，或从15cmh2o到45cmh2o，或从小于15cmh2o到超过45cmh2o)时，阀9由控制系统关闭，从而完成吸入循环。阀5可接着打开以填充波纹管7，为此模式的下一吸入循环做好准备。
100.当阀9关闭时，此模式的呼出循环可开始。控制系统可具有预定的用户可设定或固定延迟，例如1秒或更短到3秒或更长，使得阀18可在所述延迟已经过去之后打开。在一些情况下，所述延迟可为零。当阀18打开时，气体开始从肺部传递到管件19a中。在一个模式中，阀23可在呼出循环的第一部分期间关闭。子系统20维持压力处于或高于预设值(例如，约5cmh2o，或从2cmh2o到15cmh2o，或从小于2cmh2o到超过15cmh2o)，且波纹管21充满呼出的气体。气体还可流动穿过流量传感器子系统30。呼出循环的第一部分的结束可由波纹管21达到预定体积，或由流量传感器30检测到预定低流量水平(例如无流量)，或由压力传感器达到预设最小值(peep)来确定。当达到这些呼出结束条件中的任一个时，控制系统关闭阀18并打开阀23，从而起始呼出循环的第二部分。在呼出循环的第二部分中，波纹管21中的气体经由过滤器25排放到大气，借此完成呼出循环。在呼出循环完成之后，在如上文所描述重复吸入循环之前可包含某一延迟(例如，1秒或更短，以及长达3秒或更长)。
101.在另一操作模式-压力控制模式中，呼吸机系统使用如由峰值压力限制子系统11的预设值确定的pip，来控制系统。在此模式中，阀5和9两者在吸入循环开始时同时打开(例如，并且阀18和/或23关闭)。患者的肺部充气到某一压力，所述压力归因于限压子系统11的动作而停止增加。当达到限压时，控制系统接收来自子系统11的信号(例如，指示pip已达到某一阈值，例如约30cmh2o、约40cmh2o，或从15cmh2o到45cmh2o，或从小于15cmh2o到超过45cmh2o)，且控制系统关闭阀9。接着如上文相对于潮气量吸入控制模式所描述起始呼出循环(例如，存在合适的延迟)。如上，可经由流量传感器30或波纹管体积21确定呼出循环的结束。在呼出循环完成之后，在重复上文描述的吸入循环之前可包含某一延迟(例如，1秒或更短，以及长达3秒或更长)。
102.先前两个操作模式通常被称为“强制呼吸”模式。另一临床上合乎需要的模式通常被称为“触发”或“自发”呼吸模式。在触发呼吸模式中，在呼出循环结束时，在阀9关闭且阀5打开的情况下，可监测压力传感器子系统31的负压力(例如，约负2cmh2o，或从负4cmh2o到
负2cmh2o，或从小于负4cmh2o到超过负2cmh2o)，且负压力阈值可设定为预定值。当达到压力传感器子系统31中的负压力阈值或压力传感器子系统31中的压力比阈值负得更多时，接着控制系统可打开阀9。限压子系统11可设定为预定值(例如，约10cmh2o，或从4cmh2o到20cmh2o，或从小于4cmh2o到超过20cmh2o)，使得通过高于大气压的背景压力来辅助呼吸。此触发呼吸模式中吸入循环的结束可由流量传感器子系统12检测到预设低流量水平(例如，约3升/分钟(lpm)、从0.1lpm到10lpm，或从1lpm到10lpm，或从0.1到1lpm)来确定。在此模式中，呼出循环可与上文针对强制呼吸模式所描述相同，且呼出循环结束可由呼出的体积或由流率确定。此外，在呼出循环完成之后，在针对触发呼吸模式重复吸入循环(如上文所描述)之前可包含某一延迟(例如，1秒或更短，以及长达3秒或更长)。
103.在一些实施例中，系统1000和2000中的阀5、9、18和/或23可为夹捏阀。阀5、9、17和/或23可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件，或穿过通过阀的管件的可压缩区段)的气体的流量，如本文所描述。
104.图3a和3b是根据一些实施例的夹捏阀的实例的简化示意图。图3a展示阀处于打开状态(或位置)，且图3b展示阀处于关闭状态(或位置)。在此实例中，阀含有阀主体32、可移动元件34和固定元件33。图3a中，含气体管件31通过打开的阀，其中管件区35处于打开状态。当阀主体32内的致动器(未图示)被致动时，元件34被推动到管件39中，从而关闭阀。图3b展示阀处于关闭状态，其中可移动元件34抵着管件区38中的固定元件33压缩管件39。管件区38为管件39的可压缩区段。在某些情况下，当阀关闭时，管件关闭且无气体(或有限量的气体)可在呼吸机系统中达到的压力下通过。阀主体32空间上相对于管件背挡33固定。当此实例中的阀打开时，例如当可移动元件34处于图3a中展示的位置时，管件31可从阀移除。图3a和3b中展示的阀可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件，或穿过通过阀的管件的可压缩区段)的气体的流量，如本文所描述。例如，可移动元件34可具有被配置成以不同的量压缩管件31的多个位置。
105.图4a和4b是根据一些实施例的夹捏阀的另一实例的简化示意图。图4a展示阀处于打开状态(或位置)，且图4b展示阀处于关闭状态(或位置)。此实例中的阀含有阀主体46、辊44、臂48、轮轴52和固定元件43。在此实例中，辊44可通过围绕臂45上的轮轴52旋转来压缩管件41。经由阀主体46中的旋转致动器致动臂45的旋转。图4a展示臂48和辊44处于打开位置，且管件41的管件区42打开，使得气体可通过区42。图4b展示臂48和辊44处于关闭位置，其中辊44被推动到管件47中，且抵着固定元件43压缩管件区49使得无气体(或有限量的气体)可在呼吸机系统中达到的压力下通过。管件区49为管件47的可压缩区段。阀主体46空间上相对于管件背挡43固定。当此实例中的阀打开时，例如当臂48和辊44处于图4a中展示的位置时，管件41可从阀移除。图4a和4b中展示的阀可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件)的气体的流量，如本文所描述。例如，臂48可具有被配置成以不同量压缩管件41的多个位置。
106.在某些情况下，旋转致动器为马达，例如齿轮头马达。图4a和4b中展示的阀的优点为，多种多样的马达规格将满足阀的需要。在某些情况下，输出轴杆的旋转速率(以rpm计)具有30rpm或更小的最小值，和至少足以能够压缩管件的扭矩。
107.图5是根据一些实施例的图4a和4b中展示的夹捏阀的简化示意图。可通过具有其中辊44接近管件41的打开位置来使关闭此实例中的阀的时间最小化，辊44和管件41之间具
有小距离58，如图5所示。在此实例中，臂48和线57(其中线57大致垂直于管件)之间的角度55为360度的分数，例如30度，且在打开位置中辊和管件之间的距离较小，例如0mm或1mm，或2mm，或从0mm到3mm，或从小于1mm到超过3mm。如果臂48的旋转速率为30rpm，且角度55为30度，则关闭阀的时间大致为0.3秒。如果较长关闭时间是可接受的，则还可使用较低的rpm。如果需要较短关闭时间，则可使用较高的rpm。在某些情况下，图5中展示的阀的打开位置允许管件的插入和移除。在某些情况下，阀具有在操作期间使用的打开位置，以及管件移除位置，在所述管件移除位置中，当管件41从阀移除时，辊44背朝管件41移动。
108.在某些情况下，本文中所描述的呼吸机系统的具有旋转元件的夹捏阀可使用30rpm的马达和40gram-cm的扭矩。例如，此马达可用于压缩硅胶管(例如，具有1/2”直径)。
109.本文中所描述的呼吸机系统中的管件(例如图1-5中展示的管件)可具有例如乙烯树脂或硅胶等任何柔性材料。由本文中所描述的呼吸机系统中的阀使用的马达(例如图1-5中展示的马达)可以是dc马达。控制电路可通过接通和断开马达来定位马达。在某些情况下，马达的位置可由电眼确定，其中所述电眼包含光发射器和光传感器。
110.图6a和6b分别是根据一些实施例的用于控制阀的位置的系统的实例的前视图和侧视图的形式的简化示意图。图6a中展示的系统包含安装在旋转致动器轴杆66上的大体不透光(或不透明)盘片65。臂59可与图4a、4b和5中的臂48相同。盘片65具有切割到其中的两个槽63和64，且角间距62与臂59和类似于图5中的方向57(即，大致垂直于管件(未图示))的方向60之间的角度61大体相同。两个槽63和64可定位在盘片65上任何地方，只要其间的角度大体为角度62即可。单个电眼可相对于盘片65固定地安置以检测两个位置。图6b从侧视图展示盘片65。槽63展示为安置于光源69和包括电眼的光检测器70之间。当处于图6b中展示的位置处时，检测器将检测到光。在其它位置处，其将检测到较少光。此差异可用于由控制系统确定何时阀处于不同位置。槽63和64可定位成对应于阀的某些位置，例如打开位置和关闭位置。在某些情况下，可存在多于或少于两个槽以指示两个以上阀位置，例如打开位置、关闭位置，和用于从阀移除管件的位置。使用图6a和6b中展示的系统的阀可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件，或穿过通过阀的管件的可压缩区段)的气体的流量，如本文所描述。例如，可存在对应于被配置成以不同量压缩通过阀的管件的多个位置的多个槽(未图示)。
111.在操作中，旋转致动器可接通，直至穿过槽63检测到光，此时，致动器可断开。例如，当穿过槽63检测到光时，阀处于打开位置中。当阀将关闭时，控制系统可接通旋转致动器，直至穿过槽64检测到光，且接着控制系统可断开致动器，从而使阀处于关闭位置。槽之间的角度62可大于或小于角度61，其中控制系统可具有检测槽和断开旋转致动器之间的预定延迟。此些延迟可用于在旋转在起始之后花费一些时间停止的情况下实现精确的关闭或打开位置。在某些情况下，槽(例如，63和64)可以处于最终所要静置位置之前的位置处。关闭位置还可经控制使得阀不会在管件上用太多的力按压(例如，这可能会损坏管件，或缩短管件的寿命)。在具有旋转可移动元件的夹捏阀的情况下，管件的最大压缩可由可移动元件(和联接到其上的辊)的几何结构设定，或通过设定对可移动元件的位置的限制来设定。在具有线性可移动元件的夹捏阀的情况下，管件的最大压缩可通过设定对可移动元件的位置的限制来设定。
112.在另一实施例(未图示)中，代替于槽，盘片可具有对比区，例如较深区，其中盘片
的同一侧上的发射器和检测器被配置成照明和检测对比区。
113.图7是根据一些实施例的用于控制阀的位置的系统的实例的简化示意图。在此实例中，图6a和6b中的系统的盘片可用具有前导边缘73和后边缘74的元件72(在图7所示的实例中，元件72是环形区的区段)替代，使得电眼75可在边缘73和74通过电眼时检测到光透射改变。电眼75可包含类似于图6b中所展示而配置的或配置于与如上文所描述的元件72相同的侧上的光源和检测器(未图示)。元件72可具有拥有前导边缘和后边缘的任何形状，且由对于电眼中的发射器的波长下的光来说大体不透光的材料制成。
114.在一些实施例中，盘片或具有由电眼检测到的光的波长下大体透光的材料的其它元件可以在本文中描述的阀控制系统中使用。在此些情况下，不透光的区以类似于槽63和64的方式安置在盘片或其它元件的周界上，其可由它们通过其中的电眼检测为改变(减少的光检测)。
115.在其它情况下，设想检测阀(例如，图1-5中展示的阀)的旋转的两个位置(或多个位置)的不同构件，例如限制开关、近程传感器、旋转编码器等。阀(例如，图1-5中展示的阀)的旋转致动器可以是dc马达、步进式马达、伺服马达或气动马达。
116.图8是展示根据一些实施例的(图1的)限压和压限检测子系统11的实例的简化示意图。子系统11包含可保持例如水或油等流体77的容器76，和管件78。管件78(例如，刚性管件，或被配置成使得高度79受控的管件)安置成使得其远端87在液体的表面88下方。在操作中，如果管件78内部的压力低于由液体的液柱的高度79确定的压力，则将无气体释放，且管件内部的液体的表面80将处于液体的表面88和管件的尖端87之间的位置处。当管件内部的压力处于或大于高度79的液体的液柱的压力时，气体将逸出到液体中。液体的液柱的高度上方的压力将随着流量增加而释放，且管件内部的压力通常将不会超出液体的液柱的高度79的压力。举例来说，在一些实施例中，高度79为30cm，且液体为水，因此管件78的内部(及因此呼吸机系统的气道的一部分中)的限压为30cmh2o。此限压通常被称为pip(吸气峰压)。可通过将管件87的尖端移动成较接近或较远离液体的表面88来调整限压。
117.在某些情况下，呼出歧管中的(图2的)压力维护子系统20可具有如上文针对子系统11所描述相同或类似的配置。在操作中，当吸入切换到呼出循环时，患者肺部中的气体可以处于比所要最小维护压力高的压力，使得气体几乎立即开始从水中向外鼓泡。随着系统对大气或传入的气体关闭，其相对于患者的肺部密封，因此气体可经由子系统20释放直至达到最小预设维持压力。此压力通常被称为peep。用于peep控制的液体容器为密封的，使得鼓泡穿过的所有气体进入图2中的管件19b。
118.图9是展示根据一些实施例的压限检测子系统9000的实例的简化示意图。可使用子系统9000来检测吸入循环的结束或压限的到达。在某些情况下，子系统9000可用作图1中的限压和压限检测子系统11，和/或图2中的压力维护子系统20。当管件85中的压力满足或超出由管件的尖端89在液体表面下方的深度设定的限压时，气泡将从管件出来。尖端89可成角度地切割以迫使气泡在特定方向上行进。管件的尖端还可朝向所要鼓泡行进方向弯曲。安置在含液体器皿90外部的是由光源83和检测器84组成的电眼。当气泡91从管件85放出时，它们升高并拦截电眼中的光路径92，使得当鼓泡通过时电眼检测到较少的光。以此方式，控制系统(例如，控制阀，和本文中所描述的呼吸机系统的其它组件)可检测压限的到达。
119.在其它实施例中，子系统9000中的电眼可配置有发射器和检测器，其两者彼此接近地朝向大体相同方向，其中来自发射器的光反射离开例如回向反射表面或高对比度明暗表面等反射表面。当气泡拦截光的路径时(在反射离开反射表面之前和/或之后)，电眼将检测到较少的光，且可将信号提供到如上文所描述的控制系统。
120.图10是根据一些实施例的(图1的)波纹管7的实例的简化示意图。吸入循环可由子系统控制，所述子系统可具有由波纹管7确定的预设填充体积。可膨胀容器93连接到管件95。当气体进入穿过管件95时，容器膨胀，上部固体表面94在方向97上移动。上表面具有安置在其上的不透明部件96，所述不透明部件可升高直至其中断具有源98和检测器99的电眼。电眼的位置决定当触发电眼时达到的体积。在某些情况下，当达到预定体积时，阀9打开(例如，由已从电眼接收到已达到填充体积的信号的控制系统)，且气体从呼吸机系统传递到患者的肺部。砝码100可安置成压缩可膨胀容器93且将空气射出到肺部中。在某些情况下，呼出歧管中的图2的波纹管21可具有如上文针对图10的波纹管7所描述相同或类似的配置。
121.图11是根据一些实施例的(图1的)波纹管7的另一实例的简化示意图。在一些实施例中，波纹管7的可膨胀气体容器为非刚性材料103，此将通过小于0.5mm的厚度的硅胶膜实现，如图11所示。在此实例中，气体经由入口104进入到柔性材料103的囊袋，所述囊袋当填充时经由汽缸101提升固持在适当位置的活塞102。囊袋103内部的气体的体积随着其填充而增加，使得活塞与囊袋中的气体体积增加成正比而向上移动。在某些情况下，呼出歧管中的图2的波纹管21可具有如上文针对图11的波纹管7所描述相同或类似的配置。
122.图12是根据一些实施例的(图1的)波纹管7的另一实例的简化示意图。在此实例中，气体经由喷嘴105进入，从而为软囊袋106充气，所述软囊袋提升相对于固定平面107铰接在109处的板108。在某些情况下，相对于囊袋106内部的气体的体积校准板108的位置。
123.在一些实施例中，图1中的波纹管7和/或图2中的21，各自含有通常可充气的容器，所述容器膨胀以推动不透明构件(例如，板、块状物，或者不透明或反射物体)以中断电眼。不透明构件可或可不直接连接到可充气容器。在某些情况下，不透明构件可附接到作为基底单元的一部分的可重复移动构件(例如，移动杆、轮或活塞)。
124.图13a-13c是根据一些实施例的压力检测系统31(图1中)的实例的简化示意图。此实例中的压力检测系统31包含安置成使得方向123为从地面向上的u形管110中的液体111，正如u形管压力计中常见的。与两个液体表面111和113的高度差成正比来测量压力，其中在图13a中，它们处于相同高度，因此管件110中的液体111的任一侧上不存在压力差。图13b中，压力在管件的侧部125上较大，且水平面116在水平面117下方。压力差可在比例尺122上读取。图13c中，压力差为负，在包含发射器120和检测器121的电眼的位置所预设的水平面处检测到高度119。此负压力检测可用于起始触发呼吸。此外，在一些情况下，可利用使用比例尺122的压力计测量肺部中的峰坪压力(peak plateau pressure)(即，吸气停止之后达到的压力与肺部中的压力平衡)。
125.图14是根据一些实施例的图1和2中的流量传感器12和30的实例的简化示意图。图14中的流量传感器包含到容器128中的入口127，所述容器从入口127朝外朝向出口132大体渐缩，其中从地面向上为方向133。球129在容器128内部自由移动。当气体进入时，球向上移动，离开发射器130和检测器131的电眼的路径，因此使控制系统能够检测流量。可通过竖直
地调整光电检测器的位置来调整最小流量。
126.在一些实施例中，可通过peep中无气泡而检测到呼出循环的结束-例如使用如上文所描述的电眼设定水容器系统(例如，图2中的压力维护子系统20)。
127.图15是根据一些实施例的无阀的呼吸机系统的完整气体歧管(例如，气道)的实例的简化示意图。气体(例如，空气，或氧气与空气混合)在141处进入到管道146中。歧管可以是刚性固定单元，其中所有子系统和组件相对于彼此固定在适当位置，例如安装在刚性塑料平面上。歧管可作为一个单元放置到含有阀、控制单元、电眼和调整接口及机构的基底呼吸机单元中。管道134、135、136和137的区段插入到夹捏阀中(例如，如图3a-7中所展示)。可膨胀容器为138和139(例如，如图10-12中所展示)。流量传感器140的第一部分和流量传感器150的第一部分包含在歧管中，且流量传感器中的每一个的第二部分(例如，电眼)位于基底呼吸机单元中(例如，如图14所示)。压力传感器的一部分包含压力计144(例如，如图13a-13c中所展示)。pip由最大压力单元147(例如，如图8-9中所展示)设定，其中过量气体经由过滤器148排放到大气。气体在142处排放给患者。从患者呼出的气体在143处进入。最小压力维护子系统149(peep)(例如如图8所示)与流量传感器150(例如，如图14所示)串联，所述流量传感器离开到可测量呼出的潮气量的波纹管139(例如，如图10-12中所展示)。呼出的气体可接着经由过滤器151排放到大气。
128.图16是根据一些实施例的图15中的完整气体歧管的实例的简化示意图，所述完整气体歧管包含歧管(例如，气道)中的传感器的部分和位于呼吸机基底单元中的传感器的电眼部分。位于呼吸机基底单元中的传感器的部分为电眼153、154、155、156、157、158、159、160和161，且各自包含可安装在基底呼吸机单元上的光源和光检测器。电眼153、154、161和162用于旋转致动器的阀定位。电眼152和160用于检测波纹管中的体积。电眼155和159是与流量传感器140和150的部分(例如，含有图14中展示的容器和球)结合的流量传感器的部分。传感器157和158是检测到减压阱中的流量的流量传感器的部分(与容器、最大压力单元147的液体和管件，以及最小压力维护子系统149结合)。电眼156结合压力计144检测用于触发呼吸模式的负压力。图15和16中展示的系统的阀可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀中的每一个的管件，或穿过通过阀的管件的可压缩区段)的气体的流量，如本文所描述。
129.在一些实施例中，来自呼吸机单元中的传感器的所有测量值转换成电眼的中断。这可简化开发和集成，以及供应链管理和组装，且还可减小系统的成本。在某些情况下，本文中所描述的呼吸机系统中的传感器使用“电眼”。
130.图17a-17b是根据一些实施例的电眼的实例的简化示意图。
131.图17a中的电眼包含光源163，其朝向检测器164在相隔距离167处发射光166(大体沿着线165)，使得不透光构件170可通过将其插入在光166的路径中(通过在方向171中移动不透光构件170)而中断光。
132.或者，图17b展示实例，其中光发射器和检测器168和160面朝相同的方向朝向固定表面175紧挨着彼此，所述固定表面沿着路径174反射入射光172以变为出射光173，其中所述固定反射表面距发射器和/或检测器距离178。反射表面175可具有高反射率和/或低吸收率，和/或高镜面反射率，例如沿着路径174反射超过30％或超过50％或超过80％或10％到100％的光172。不透光物体176可通过被插入在光的路径174中(通过在方向177中移动不透
光物体176)，例如通过吸收光172(或散射光172离开检测器169，或偏转光172离开检测器169)，而中断光路径。在其它情况下，反射表面175相比于可具有高反射率的物体176具有低反射率(和/或高吸收率，和/或低镜面反射率)，且当物体176在光路径中移动时，其将来自发射器168的光反射到检测器169，且由检测器169检测到的光173的强度增加。
133.图15和16中展示的系统的所有呼吸机参数都可以电学方式或以机械方式调整。与吸入:呼出时间比相关的循环之间的延迟可通过例如利用旋钮和可变电阻器到控制系统的输入来调整。可例如通过上下移动pip容器147(例如，移动含有液体77的器皿76)来调整pip，如上文所描述。可类似地例如通过上下调整peep容器149来调整peep，如上文所描述。可通过上下移动电眼传感器来调整吸入和呼出的潮气量，如上文所描述。可通过上下移动电眼来调整传感器140和150中的最小流量，如上文所描述。可通过上下移动电眼传感器来调整触发呼吸压力，如本文所描述。在某些情况下，所有这些机械调整可包含将待移动部分附接到可由用户调整的面板上的滑件的机制。例如，面板可具有7个用户可调整滑件，针对上文描述的调整中的每一个一个。在某些情况下，面板还具有两个旋钮以调整与呼吸速率相关的延迟。
134.图15的气体歧管可或可不在患者之间弃置。歧管可由低成本塑料材料制成，使得在患者之间弃置并不昂贵。例如油或水等液体由pip和peep压力阱及压力计使用。在某些情况下，含液体器皿可具有可移除下部区段以允许填充，或可具有例如鲁尔配件等配件以允许填充。
135.在某些情况下，用于图15和16中展示的呼吸机系统的控制系统的电子器件不具有微处理器。在某些情况下，所有功能可硬接线到模拟和/或数字电路中，使得系统不具有软件。这可有利于安全性测试和开发成本。
136.在某些情况下，操作者通过打开门，插入歧管，且用水在正确的地方填充歧管而使用图15和16中展示的呼吸机系统。门可位于单元的后部与控制面板相对，其中控制面板联接到可移动传感器。操作者可接着关闭门，且可将单元附接到患者和气体源。呼吸机还可包含用于生成混合气体(例如，含有氧气、氮气和/或空气)和调整fio2的构件，使得输入气体可以是纯o2与另一气体(例如，空气或氮气)混合。pip和peep器皿可例如经由搭扣到一个或多个固持器中而连接到系统的其余部分，所述固持器连接到用于在控制面板上进行上下调整的滑件。
137.在某些情况下，图15和16中展示的呼吸机系统可包含屏幕式用户接口(例如，lcd显示器)。在某些情况下，呼吸机系统可包含基于led的用户接口(例如，具有一组led指示器，或形成显示器的一组led)。在一些实施例中，接口显示阀的序列和流量和来自电眼的其它传感器数据。患者数据还可经存储且由控制系统输出。
138.图18是根据一些实施例的呼吸机系统的实例的简化示意图。患者187通过空气传导构件(例如，经由患者回路188)经由连接190联接到可移除系统186。可移除系统186插入到基底单元191中，其中基底单元含有呼吸机系统的一些组件，例如阀和控制系统电子器件。从患者到可移除系统的邻接路径由189指示。在一些实施例中，从患者187呼出空的气(或含于其中的物质)含于可移除系统186内，使得路径189绝不可以接触基底系统191。也就是说，当患者联接到可移除系统186时，任何空气或物质都无法从患者到达基底单元191的表面。在某些情况下，除经由一个或多个出口(例如，过量气体出口端口)到大气外，来自患
者的空气或物质限于可移除系统186内。在某些情况下，来自患者的空气或物质通过一个或多个过滤器，然后离开出口端口到大气中。在某些情况下，出口端口为专用出口端口，其中使用出口端口将过量气体排出到大气，且所述出口端口不用于任何其它功能(例如，作为传感器端口)。在某些情况下，可移除气道内的空气(或具有额外气体和/或物质的空气)在经由(经过滤)出口端口(例如，专用出口端口，如本文所描述)离开可移除气道之前不接触基底单元的任何部分。此外，在某些情况下，所有阀组件均含于基底单元中，且没有阀组件可以接触从患者187呼出的空气(或含于其中的物质)。
139.在某些情况下，来自患者的空气可接触可移除单元186，且来自患者的空气可接触基底单元191的一部分，只要基底单元191的所述部分上的任何污染物无法引回到可移除单元186(或在可移除单元186从基底单元186移除之后替代可移除单元186的第二可移除单元)中即可。换句话说，基底单元191上的任何可能的污染物都无法交叉污染可移除单元。
140.在某些情况下，患者是经由呼吸管件联接到呼吸机的人或动物。
141.图19是根据一些实施例的呼吸机系统19000的实例的简化示意图。呼吸机系统19000包含可移除系统179和基底单元180。贯穿本公开，可移除系统179可被称为气道或可移除气道。可移除系统(或气道)179可具有2个或3个或4个或超过4个开口(或端口)。在某些情况下，到可移除系统(或气道)179的所有开口用于将空气插入到可移除系统(或气道)179中，或从可移除系统(或气道)179移除空气，且到可移除系统(或气道)179的所有开口都不用于任何其它用途(例如，作为传感器端口)。此实例中的可移除系统(或气道)179具有四个端口，其用于从可移除系统(或气道)179插入或移除空气，且不用作传感器端口。例如，开口或端口181可用于空气供应，开口或端口182可用于空气排出，开口183可联接到患者以用于吸入，且开口184可联接到患者以用于呼出。
142.在另一实例中，可移除系统179仅具有两个端口181和183。在此实例中，开口或端口181可用于空气供应和空气排出。这可需要空气供应的外部阀调以交替地连接到空气供应和空气排出(其可为大气或包含的系统)。可接着经由单个端口183形成到患者的连接以用于吸入和呼出。此实施例可需要内部阀调以在吸入期间将供应的空气导引到端口，且在呼出期间将排出的空气导引到排气口。
143.可移除系统179可被插入或大体固定地放置成在基底单元的区185(例如对接台)中与基底单元180连接。在某些情况下，存在用以辅助可移除系统(或气道)179与基底单元180对准的结构(例如，导销、导引板条、导引孔、导槽，或形状类似于拼图块的结构)。可移除系统179可大于或小于基底单元的区185。例如，可移除系统179可大于区185，且可移除系统179的入口和出口可延伸越过区185的边界。在另一实例中，可移除系统179可小于区185，使得可移除系统179配合在区185内。在此些情况下，可移除系统179的端口(即，入口和出口)可包含弯曲(例如，90度)区段，使得可从上方形成到可移除系统的端口的连接。
144.系统179可被配置成可从基底180移除。可移除系统179可被移除以进行清洁或弃置且随后用新的可移除系统179或清洁的可移除系统179替换。
145.系统179可进一步被配置成在适当位置清洁(例如，系统179可被配置成可移除的且在适当位置清洁，或系统179可不被配置成可移除的)。可借助于气道与基底单元的隔离及其如上文所描述的大小和形状来实现清洁能力。
146.在一些实施例中，隔离的气道179是可移除的。在一些实施例中，可移除气道179为
可弃式的(例如，在患者之间)。在一些实施例中，可移除(或不可移除)气道179是可清洁的。这些实施例并不相互排斥。
147.在一些实施例中，可移除系统179可含有传感器。传感器可针对压力和或流量。传感器可以是有源的，例如由电力驱动。如果可移除系统含有传感器，则可移除系统可具有所述可移除系统上的配对到基底单元180上的连接器的连接器。连接器可以是电连接器。电连接还可为非接触式的。到传感器的功率可以是无线的，例如借助于qi标准或其它辐射或电感手段。到传感器的通信可以是无线或有线的，例如通过wifi或蓝牙。
148.在一些实施例中，可移除单元179可具有区或系统，所述区或系统连同基底单元180中的相关系统一起形成传感器系统。在一些实施例中，可移除单元中的区或系统为无源的，因为其不含有任何有源组件，例如接收电功率的电子器件或传感器。
149.图20是根据一些实施例具有可移除系统(例如，图19中的179)中和基底单元(例如，图19中的180)中的部分的传感器的实例的简化示意图。在图20中，可移除单元192的子系统196形成传感器的第一部分。子系统196具有入口194和出口195，它们将子系统196联接到可移除系统的其它组件。基底单元193中的伴随系统197形成传感器的第二部分，使得两个子系统形成传感器系统。也就是说，子系统196和197一起形成传感器，例如以测量压力和/或流量。两个子系统196和197之间的交互方法可以是电学、光学、机械或其它交互手段。每一子系统196和197包括本身不充当传感器但当组合时形成能够感测所要性质的系统的组件。传感器可具有可预测地与系统的性质(例如，压力或流量)相关的输出信号。输出信号可以是电(模拟或数字)、光学或机械的。
150.在一些实施例中，可移除单元192中的子系统196具有用于允许光进入气道的构件，例如透明窗(例如玻璃、石英或塑料)，或者光学滤波器或透镜。子系统196还可具有多个窗口或其它无源光学组件，例如反射镜、透镜和光栅。
151.在某些情况下，可移除单元192(或图19中的179)的复杂性降到最小以例如使潜在可弃式可移除单元的成本最小。
152.例如压力和流量传感器等有源组件可并入到子系统196中。例如，热源(例如，热丝)和温度传感器(例如，热敏电阻)可安置于子系统196中，且子系统196可具有到基底单元上的配对部分的外部电连接，以实现通常被称为热丝风速测量法的风速测量法。在另一实例中，压力传感器(例如，mems传感器)还可安置于子系统196中，且子系统196可具有配对到基底单元的外部电连接。
153.在一些实施例中，超声流量传感器可被布置成测量可移除单元中的气道内的流量。在一些实施例中，使用超声流量传感器，可移除单元196中不存在有源组件。配对子系统196可含有管道，及任选地用以将子系统196固定地联接到基底单元193中的超声源和传感器的构件(例如，槽或销或其它对准结构)。管道可以是金属、塑料，或用于传输超声的其它合适的材料。
154.在又一实施例中，可用配对单元197(其为基底单元193一部分)中的光学件例如通过干扰测量法或通过纹影式阴影法(例如，使用纹影摄影术或阴影图)用光学件来测量子系统196(其为可移除单元192的一部分)内的流量。此些系统测量与气道中的例如紊流或诱导卡曼涡漩等扰动相关的流量。此些传感器可包含配对单元197中的光学系统(例如，包含光源和检测器，其中检测器为光电检测器的阵列，或相机(例如，ccd相机))，以及供光进入和
离开含有流动的气体的子系统196内的气道的一个或多个窗口，如本文所描述。
155.在又一实施例中，可由可移除子系统196中的机械构件例如使用浆轮或涡轮来测量流量。空气流使所述浆轮或涡轮旋转。可由外部(例如，配对单元197中)光源和检测器构件(例如，电眼，如本文所描述)来测量浆轮或涡轮的移动，借此浆轮中断或改变照射在旋转部件的一部分上的光的强度，使得随着旋转部件移动，经安置以接收光的检测器测量到强度的改变。光可在某一位置中反射、折射、绕射或通过，使得其被周期性地中断然后不中断。强度改变的速率对应于旋转构件的速度和流率。
156.在一些实施例中，可通过子系统196中的气道的表面的变形来测量压力。所述变形可在具有比围封气道的环绕区低的顺应性的区内发生，使得当气道中的压力增加时，较软(或适应)的区朝外推动。
157.图21a-21b是具有适应区的气道的实例的简化示意图，在一些实施例中，所述适应区可以是子系统196的组件。在图21a中，气道202含有适应区198。当压力200在气道内部和外部相同时，区198处于松弛状态(例如，平坦，或其它几何结构)。当压力201大于气道外部的压力(通常为大气压)时，区199(或区199的一部分)扭曲。此扭曲可使用测量适应区的改变的不同手段来测量，例如以光学方式、以电学方式和或以机械方式。例如，可通过使光源反弹离开扭曲区以及检测反射光的量值或位置的改变来测量扭曲。在另一实例中，可通过检测扭曲区的导电部分和在扭曲区199的导电部分附近固定的第二导电表面之间的电容的改变来测量扭曲。扭曲区199的导电部分和第二导电表面的配置可被配置成使得所要压力改变足以导致电容的可测量改变。在另一实例中，可例如通过将应变计联接到扭曲区，以及联接从应变计到用以检测应变计的改变(例如，电阻的改变)的构件的电连接，来电学上测量扭曲区199。例如光纤应变计等其它应变计也可用于检测区199的扭曲。在某些情况下，可变形区198可接触机械压力计，例如波登管的表面。
158.图22a-22b是根据一些实施例的压力传感器的实例的简化示意图。图22a中，适应区206接触可以是基底子系统197的组件的力测量构件207。也就是说，力测量构件207可以是基底单元193的一部分且固定在所述基底单元内。当可移除单元196被移除时，子系统209(对应于196)被移除且不再与力测量构件208(对应于197)接触。当压力205增加超出大气压时，区206按压在力测量单元207上。由力测量单元207测得的力可经校准以在任何单元系统中(例如，由控制系统)读出，例如cmh2o。力测量单元207可含有正如比例尺系统中的应变计，或其它测力计。力测量单元207可放置成接触适应区206，使得在气道内部和外部之间的平衡压力下，由力测量单元207测得正的力。在某些情况下，力测量单元207可联接(例如，可逆地，使得其可在可移除单元被移除时解除联接，例如使用磁耦合、电磁耦合、夹具、销和眼孔、粘合剂，或其它可逆的机械连接构件)到适应区206，使得可测得气道内部相对于气道外部的负压力。在某些情况下，力测量单元207可联接到适应区206，且为可移除单元196的一部分。在某些情况下，可使用光(例如，使用作为基底单元193的一部分的光源和检测器)测量气道内部相对于气道外部的负压力以检测适应区206的移动，如本文所描述。
159.图23a-23b是根据一些实施例的压力传感器的实例的简化示意图。图23a中，管件210内部的压力216与管件210外部的压力217相同。在此实例中，可变形区211为大致平坦或未变形的，但在此平衡条件下可具有其它形状。测力计(或其它力感测构件)212的一部分在所展示的位置处与可变形区211接触。图23b展示其中管件内部的压力高于管件外部的压力
的情况，其中可变形区214朝外膨胀，从而按压在测力计(或其它力感测构件)215上。图23b展示测力计(或其它力感测构件)215移动到新位置，其中由力感测构件测量所述位置。此测量值可转换为所要单元中的压力。力相对于压力可以不是线性的。在此情况下，系统可具有查找表或其它存储力和压力之间的关系的构件，例如通过曲线拟合公式以将测得的力转换为压力。
160.在一些实施例中，可使用由移动气体产生的声音来测量可移除气道(例如，图20的192)内的气体(例如，空气，或氧气与其它气体混合，或具有例如固体或液体颗粒等其它材料的气体)的流量。
161.在一些实施例中，可通过检测由在管件中移动的气体(例如，空气)产生的声音的等级来测量可移除气道(例如，图20的192)内的气体流量。一般来说，麦克风(用于将声波转换为电信号或转换为并非声音的另一可检测信号(例如光)的传感器的术语)完全在管件外部且含于基底单元197中。
162.图24是根据一些实施例的含于基底单元(例如，图19中的180)内的流量传感器的实例的简化示意图。管件218(例如，其为图19中的可移除系统179的一部分)可具有在其中流动的气体(例如，空气)219。所述气体致使从管件发出声音220，可经由麦克风221在管件外部检测到所述声音，所述麦克风将声音220转换为电线222上的输出信号。输出信号可接着提供到控制系统(如本文所描述)，以用于控制呼吸机的不同组件(例如，被配置成可变地调整穿过阀的气体的流量的阀)。
163.在某些情况下，管件218可为作为可移除系统(例如，图19中的179)的一部分的流量传感器的一部分，且麦克风221是作为基底单元(例如，图19中的180)的一部分的流量传感器的一部分。例如，管件(或管件的区段)218可被配置成允许声音通过管件的壁，使得由管件内流动的气体生成的声音可有效地传递到位于管件218外部的麦克风221。管件218可被配置成允许声音通过管件的壁，例如借助于管件218由允许声音通过其中的材料(例如，硅胶、乙烯树脂、塑料或金属)制成，和/或借助于在管件218内包含增加由流动的气体生成的声音的强度的结构。本文中描述具有作为可移除系统(例如，图19中的179)的一部分以及作为基底单元(例如，图19中的180)的一部分的部分的声学流量传感器的额外实例。
164.图25是根据一些实施例具有作为可移除系统(例如，图19中的179)的一部分以及作为基底单元(例如，图19中的180)的一部分的部分的流量传感器的实例的简化示意图。管件223的壁可具有由安置成比管件的壁更容易地传输声音225的材料制成的区(或隔膜)224。管件223和区224可以是可移除系统(例如，图19中的179)的一部分。此区224可以是薄隔膜(例如，由塑料制成)。此隔膜224可类似于听诊器或扬声器的面上所见的隔膜。隔膜224在其边缘周围固定到管件223。在某些情况下，管件223可具有邻近于隔膜224的平坦区，使得隔膜224可具有处于平坦非弯曲平面中的圆周。隔膜224还可弯曲或其中具有波纹(例如，允许较大移动)。可接着使用麦克风221检测从隔膜224发出的声音，所述麦克风将声音225转换为电线222上的输出信号，如上文所描述。
165.在其它实施例中，可通过抵着隔膜224放置加速度计(未图示)来检测管件223内的流率。到基底单元的支撑和连接将通常具有比隔膜低的顺应性。
166.图26是根据一些实施例具有作为可移除系统(例如，图19中的179)的一部分以及作为基底单元(例如，图19中的180)的一部分的部分的流量传感器的实例的简化示意图。图
26展示围封在锥形体228中的基底单元(例如，对应于197)中的麦克风229。锥形体228可接触管件227且环绕声音传输区(例如，隔膜)226。在某些情况下，管件227不以机械方式连接到声音搜集构件(或锥形体)228锥形体和麦克风229。因此，管件227可与声音检测构件(228和229)分离，且随后将相同(或类似)管件227放回与声音检测构件(228和229)接触。在呼吸机中，声音检测系统(228和229)可以是基底呼吸机单元的一部分，且管件是可弃式气道系统的一部分。
167.图27是根据一些实施例具有作为可移除系统(例如，图19中的179)的一部分以及作为基底单元(例如，图19中的180)的一部分的部分的流量传感器的实例的简化示意图。管件230还可具有安置于其内或作为其一部分的系统，即声音生成子系统232，气体(例如，空气)231撞击在所述系统上。声音生成子系统232被设计成当气体231撞击在其上时生成声音，从而将流动气体231的一些能量转换为声音。这可具有增加管件230中生成的用于检测的声音的量的有益效果。从声音生成子系统232发出的声音可使用麦克风221检测，如上文所描述。
168.图28是根据一些实例施的含于可移除系统(例如，图19中的179)内的流量传感器的实例的简化示意图。图28中，麦克风234a可安置于作为可移除系统的一部分的管件233内。在某些情况下，携载来自麦克风的输出信号的电线234b以密封方式穿过管件233的壁以与控制系统连接，所述控制系统可显示或以其它方式利用声音输出信号(如本文所描述)。
169.图29是根据一些实施例作为可移除系统(例如，图19中的179)的一部分或具有作为可移除系统(例如，图19中的179)和基底单元(例如，图19中的180)的一部分的部分的流量传感器的简化示意图。图29展示具有一个以上麦克风(在此情况下，2个，但在其它情况下可存在超过2个)的流量检测器系统，使得可以不同方式检测不同方向上的流量，因此指示流动方向。管件235可具有第一结构238和第二结构239。在某些情况下，结构238和239为麦克风，其中麦克风238可对来自与可较容易地由麦克风239检测到的声音237相反的方向的声音236更敏感。麦克风可放置于任何方向中，这使其能够具有对流动方向的不对称灵敏度。
170.图29还展示麦克风221和221b，其位于管件235外部，且可为基底单元(例如，图19中的180)。在某些情况下，结构238和239为声音生成子系统(例如，图27中的子系统232)。这些声音生成结构238和239可经安置以从一个方向比从另一方向从流生成更多声音，且麦克风221和221b可用于检测流的方向。声音生成结构238和239还可生成不同声音，例如不同频率的声音，其中如果气体(例如，空气)来自一个方向，则一个声音生成器可生成某一音调，且第二声音生成器生成来自相反方向的具有与第一生成器不同的音调的声音，且单个麦克风(例如，221，位于管件235外部)输出信号，所述信号可接着经处理以确定所述音调且以此方式确定哪一生成器产生了所述声音以及因此流来自哪一方向。此些音调还可与流量成比例，因此声音的频率(或比率频率或频谱)的频率可用于确定流率。从声音生成子系统238和239发出的声音可使用麦克风221和221b检测，如上文所描述。
171.图30展示根据一些实施例的管件内的结构的实例的简化示意图，所述管件可生成可由流量传感器的麦克风检测的声音，且所述声音的频谱经处理以确定气体(例如，空气)的流率。本文中所描述的声学流量传感器可检测麦克风在其中操作的任何频率范围内的声音(由流动的气体生成)，所述频率范围例如从小于100hz到大于20khz，或从100hz到20khz，
或从1khz到20khz，或从约20khz到约40khz，或处于约10khz。例如高于20khz的较高频率可能是有利的，因为此区中往往存在极少的环境噪声，因此干扰传感器的操作的环境噪声较少。图30展示气体(例如，空气)流经的可生成具有可检测谐波含量的声音的管件系统。也就是说，声音可不被表征为噪声(例如白噪声)，而是可具有拥有比背景大(或大得多)的振幅的某些频率。孔口259小于气体流入到的管件239，这可优选地生成某些声音频率。在此实例中，具有气体(例如，空气)240的管件239生成声音250，所述声音具有拥有其中存在一个或多个峰值的频谱252的相对于时间的迹线251。可检测频率的峰值，且例如通过进行傅里叶变换或通过使用滤波器或通过锁入技术从时域转换到频域的其它数学变换使频率的振幅与流率相关。管件系统可被设计成生成特定频率。有利的是，所述频率将为高于大多数环境声音(例如医院中)所处的频率的高频率，其中通常不存在许多高于10khz或20khz的声音。此外，相比于无此孔口259的管件，使用孔口259可在相同流率下生成较大声级。
172.或者，例如图27中的232等子系统可优选地生成某些频率下的声音，且所述声音可在如上文所描述的频谱中分析，以使流量检测器不太容易受环境噪声所导致的错误影响。例如，图27中的子系统232可以是簧片或哨子。本文中所描述的流量传感器中使用的簧片可以是被设计成当气体(例如，空气)经过其时振动(例如在单簧管中)从而将流动能转变为声能的结构。在某些情况下，本文中所描述的流量传感器可使用两个或更多个或者多个簧片。所述两个或更多个簧片可生成相同音调频谱或不同音调频谱，或在不同流率下生成不同音调。声音生成子系统232还可为哨子(例如，跨其自身的路径传递流动的气体(例如，空气)以形成谐振的结构，所述谐振是转换为声音的气体中的压缩的振动)。
173.图31a-31b是根据一些实施例的具有作为可移除系统(例如，图19中的179)和基底单元(例如，图19中的180)的一部分的部分的流量传感器的简化示意图。图31a展示包含环绕管件253内的流量检测区的区254和255的流量传感器，以及麦克风258。区254和255可包含一个或多个结构，其使声音检测区与声音检测区外部的声源绝缘。例如，区255中的结构可包含声音绝缘材料，例如玻璃纤维绝缘体、styrofoam
tm
、聚合物泡沫、金属，或层压物(例如，具有针对声音传输的交替阻抗)。图31b展示区254的实例。在某些情况下，区254可包含管件256(其与图31a中的管件253联接)和锯齿形图案的结构(例如，挡板)257，所述结构可阻挡声音但仍让气体(例如，空气)自由地流动。在某些情况下，麦克风258还可利用材料和/或结构(未图示)与声音检测区外部的声源绝缘。区254和/或255可以是可移除系统(例如，图19中的179)的一部分和/或基底单元(例如，图19中的180)的一部分。管件可包含隔膜(未图示)，其为可移除系统(例如，图19中的179)的一部分。麦克风258可以是基底单元(例如，图19中的180)的一部分，或可附连到可移除系统(例如，图19中的179)且为所述可移除系统的一部分。
174.本文中(例如，图14和20-33e中)所描述的流量检测器的麦克风可具有可响应于声音振幅的改变实时调整的增益。在一些实施例中，所述增益对于低声级为高，且所述增益对于高声级为低。在一些实施例中，来自麦克风的输出信号具有大致恒定的振幅，且持续地调整增益以保持输出信号振幅大致恒定，使得输出信号为所述增益，且所述增益因而与声级相关。以此方式，本文中所描述的流量传感器中使用的麦克风可具有增加的动态范围。
175.在呼吸机中，检测到的流率通常在小于1升/分钟至60升/分钟或至100升/分钟的范围内。相比于也具有快速响应时间的涡轮或热丝风速计，通过声音进行的流量检测可能
非常敏感。可在通常约25mm直径的管件中以0.1升/分钟检测流率。这是约3mm/秒的气体的非常缓慢的移动。此外，在10-50升/分钟或1-60升/分钟的流量区中，流率相对于所生成声音的振幅可为大致线性的(在一些管件中)。在某些情况下，所生成声音的振幅在特定流率以上减小，这还可有利地用于以高灵敏度检测特定流率，因为在较低流率下，下降大于升高。
176.图32是根据一些实施例具有作为可移除系统(例如，图19中的179)和基底单元(例如，图19中的180)的一部分的部分的流量传感器的实例的简化示意图。图32展示使用光学手段来检测管件中生成的声音的流量传感器。具有在其中流动的气体的管件260可致使隔膜261/262在位置261和262之间振动。由光源264生成的光束263可照射在隔膜的表面上且反射到检测器265中。检测器处的射束的强度和/或位置可转变为与隔膜的声音或移动成比例的信号，例如光电二极管能够测量射束263的强度，或光传感器能够测量射束263的位置(例如，分体式光电二极管、光电二极管的阵列，或比如相机等图像传感器)。光源264可以是激光器、白炽灯或led。隔膜261/262可以是可移除系统(例如，图19中的179)的一部分，且光源264和检测器265可以是基底单元(例如，图19中的180)的一部分。
177.图33a-33e是根据一些实施例可在流量传感器中使用的流量传感器的部分的简化示意图，所述流量传感器含于可移除系统(例如，图19中的179)中，或具有作为可移除系统(例如，图19中的179)和基底单元(例如，图19中的180)的一部分的部分。流量传感器的管件或管件的可变形区可具有除平面以外的形状和几何结构。例如，一个或多个结构可延伸到管件中或从管件突出，使得管件内的流撞击在所述结构上并生成声音。图33a-33d展示延伸到流量传感器的管件267a-e中或从所述管件突出的不同结构266a-e的实例。图33a展示包含延伸到管件267a中的尖头凹槽或锥形凹口的结构266a。图33b展示包含延伸到管件267b中的圆化凹口的结构266b。图33c展示包含延伸到管件267c中的窄凹口(或支柱)的结构266c。图33d展示包含延伸到管件267d中的相同或不同几何结构的多个一个或多个杆或板条的结构266d。图33e展示包含从管件267d突出的区的结构266e。管件可具有多个声音生成结构(例如，如图33a-33c中所展示的266a-e)，和/或用以检测来自结构266a-e的声音的多个麦克风(未图示)。声音生成结构(例如，266a-e)可位于管件(例如，267a-e)的一个或多个声音生成区内。声音生成区可在管件内的一个以上位置中，和/或可环绕管件。声音生成区可以是例如薄区段等管件的区段，使得环绕管件大体径向朝外发出声音。腔室可安置在管件周围以从许多方向收集由管件发出的声音。
178.本文中(例如，图14和20-33e中)所描述的流量检测器可以是可连接到入口和出口管或管道的独立单元，或具有可连接到入口和出口管或管道的部分。
179.本文中(例如，图14和20-33e中)所描述的流量检测器可以是可例如经由夹具固定地联接(附接)到管件或管道的系统，或具有可例如经由夹具固定地联接(附接)到管件或管道的部分。
180.本文中(例如，图14和20-33e中)所描述的流量检测器可具有用以相对于流率校准检测到的声音的构件，此流率由预先配置和经校准的检测器系统测量。检测器可具有校准数据或设定的调整或输入。
181.在某些情况下，本文中(例如，图14和20-33e中)所描述的声学流量传感器还可测量例如压力和/或温度等流动气体的其它参数。在某些情况下，本文中(例如，图14和20-33e
中)所描述的声学流量传感器可结合测量例如压力和/或温度等流动气体的其它参数的另外一个或多个传感器工作。处理器(例如，其为控制系统的一部分)可将检测到的声音(例如，强度和/或频率)和另一检测到的参数(例如，温度和/或压力)转换为气体的流率。在某些情况下，气体的测得的流率和另一检测到的参数(例如，温度和/或压力)可由控制系统使用以将气体流率转换为移动经过(或穿过)传感器(或在管件内移动)的气体(例如，空气或氧气)的量。在某些情况下，移动经过传感器系统的气体的总量可从来自独立的流量、压力和温度传感器的输入计算。
182.图34a-34c是根据一些实施例的具有可移除气道的呼吸机系统的实例的简化示意图。图34a是可移除单元可插入到其中的呼吸机基底单元区段270(例如，图19中的180)的俯视图。图34b是可插入到图34a中的基底单元区段270上的可移除单元286(例如，图19中的179)的仰视图。图34c是基底单元295(例如，含有图34a中的基底单元270的部分)和可移除单元304(例如，图34a中的286)两者的等距视图。可移除单元286(或304)内的流量的控制经由夹捏阀，其中夹捏阀包含辊273或274(或其它构件，例如柱塞)，其中辊273或274(或柱塞，或其它构件)被配置成压缩可移除单元286(或304)的柔性管。夹捏阀可具有多个可移动元件，所述可移动元件可以组合方式压缩管件，例如两个相对的元件之间具有管件，其中两个元件朝向彼此移动以闭合其间的间隙，从而例如以剪刀式机制压缩所述管件。
183.在一些实施例中，可通过控制夹捏阀压缩可移除单元286(或304)的管件的程度和在管件内形成收缩的程度来控制可移除单元286(或304)内的流率。管件可利用足够的压力相对于夹捏阀封闭以使管件完全收缩。流量传感器可在吸入侧上定位于阀的下游，且在呼出侧上定位于阀的上游。可移除单元286(或304)可具有两个气道，一个用于吸入，一个用于呼出，其可以是线性或直线管件。在管件的端部可以是气体的连接器。管件可安装在将管件保持在固定相对位置中的板或其它构件上。可移除单元286(或304)可在预定位置中以仅一个可能的定向配合到基底单元270(或基底单元295)的部分中，在基底单元270(或基底单元295)和可移除单元286(或304)的所述部分上具有合适的配对部分(例如，以拼图块的形式配合在一起的销、板条、孔、槽、结构)。可移除单元286(或304)还可锁定或搭扣到适当位置，或具有当可弃式部件手动地安装于基底单元270(或基底单元295)的所述部分中时自动或手动地啮合的卡扣。可移除单元286(或304)的空气入口和出口可渐缩以与例如患者回路(即，将呼吸机连接到患者的气管插管或面罩的管件)或过滤器等标准呼吸机气道组件配对。可移除单元286(或304)的吸入侧上的连接器可为连接到例如医院空气供应等空气供应的类型。阀可具有可按压在可移除单元286(或304)的管件上的辊，以及当管件被按压时位于管件的后面的肋部(例如，两个阀之间)。流量和/或压力传感器(或其第一部分)可安装于基底单元270(或基底单元295)的朝上的部分中以便测量可移除单元286(或304)内的流量，和/或以便与可移除单元286(或304)上的传感器(例如，隔膜)的第二部分配对。
184.虽然其它类型的传感器和阀的配置是可能的(如上文所描述)，但图34a-34c展示一个实例呼吸机系统。基底单元270的一部分具有两个可旋转臂271和272。辊273和274在臂271和272的端部上延伸。在辊273和274之间的是壁或肋部275(其可以是非柔性的，或具有有限的柔性)，使得可移除单元286的管件当放置在辊和肋部之间时可被压缩。每一阀含有可旋转臂271或272、辊273或274，以及壁或肋部275。图34a-34c中展示的阀可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件290a或290b，或穿过通过阀的管件290a或290b的可压
缩区段)的气体的流量，如本文所描述。例如，每一可旋转臂271和272可具有被配置成以不同量压缩管件290a或290b(或压缩管件290a或290b的可压缩区段)的多个位置。基底单元270的所述部分还含有麦克风276和277，其被配置成与可移除单元286(图34b中展示)的相关联组件280和281配对以形成流量传感器。基底单元270的所述部分还含有力传感器(例如，测力计)278和279。力传感器278和279被配置成与可移除单元286(图34b中展示)的吻合部分(例如，适应区)282和283配对以形成压力传感器来检测可移除单元286的气道中的压力。在某些情况下，图34a-34c中的呼吸机系统可含有一个或多个吹除阀，其响应于在吸入和/或呼出线中检测到最大压力而打开。
185.基底单元270(或基底单元295)和可移除单元286(或304)的所述部分可具有一个系统，所述系统在插入后将二者对准，并且还仅允许特定定向中的插入，例如基底284上的正方形突起和可弃式部件285上的正方形孔。许多其它锁钥系统是可能的。例如，可移除单元286(或304)上的板的形状可使得其在单个定向中配合到基底单元270(或基底单元295)的所述部分中。
186.可移除单元286(或304)可包含不彼此连接的两个管件(或气道)287和288。吸入线287可具有到气体源的连接器289。管件290a和290b为柔性管件，且可具有小于患者回路的直径(例如，直径小于约20mm到25mm)的直径，使得管件290a和290b的内径为2mm到6mm，或小于10mm。具有小直径(例如，小于10mm)的管件可以允许当使用来自高压力源的空气时对管件287和288内的流量的更大控制。管件290a连接到区段291a(其中区段291a可具有比管件290a大的直径)。区段291a可具有比管件290a低的柔性，且含有流量传感器(例如，隔膜)280和压力传感器(例如，适应区)283的配对部分。在一些实施例中，流量传感器(例如，隔膜)280的配对部分周围或压力传感器(例如，适应区)283的配对部分周围不存在开口。因此，除经由专用端口289、294、292和293外，不存在供空气(或具有例如颗粒等其它物质的空气)逸出可移除单元286的气道287和288的开口(或端口)。吸入气道287内的空气可经由连接器部分(或端口)292离开，所述连接器部分可渐缩以与患者回路的管件匹配。呼出线288具有类似的入口(或端口)293，其也可渐缩以与患者回路的管件匹配(但在一些情况下，端口293可具有与吸入线中的端口292不同的尺寸以防止错误地连接吸入和呼出患者回路线(或管件))。呼出线288可具有可渐缩以与其它呼吸机组件配对的离开连接器(或端口)294。例如，端口294可连接到过滤器或其它空气清洁构件，例如热或uv灭菌器(例如，以在排出到大气之前滤出颗粒或感染性材料)。呼出线288的组件的内径可类似于患者回路呼出线(和/或气管内插管)的内径，以允许对患者回路呼出线和呼吸机呼出线288之间的呼出流的最小限制。因此，区段291a的内径可在15mm和25mm之间。吸入线287可具有任何有利的直径以实现流量和压力的控制。
187.图34c展示具有接纳可移除气道单元304(其与图34b中的可移除单元286相同或类似)的区296(其与图34a中的基底单元270的部分相同或类似)的基底呼吸机单元295。区296包含可调整夹捏阀297和298的组件，其具有固定构件(例如，板)303、麦克风299和300，以及力传感器301和302。阀297和/或298可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件，或穿过通过阀的管件的可压缩区段)的气体的流量，如本文所描述。可移除气道304大体沿着路径303插入到基底单元区296中。对准构件305和306展示为与孔306配对的突出棱镜305。基底单元可具有人类交互手段区307，例如触摸屏、显示器、控制面板或其它用户接口
(例如，具有按钮、旋钮、滑件等)。图34c中展示的呼吸机系统还可具有例如经由wifi或蓝牙的无线通信，且连接到可检视呼吸机的状态和/或控制所述呼吸机的单独装置(例如，远程控制件、计算机、智能手机或平板电脑)上的人类交互接口。
188.区296展示在图34c中的基底单元295的顶部上，然而，在其它实施例中，区296可在呼吸机基底单元的不同表面或定向上，例如在背部，或在侧部，或在下面。可移除单元286或304中的管件的形状可为直线，如图34b和34c中所展示，或可具有直角，或具有其它角度，或为弯曲的。在一些实施例中，连接器可与平面308(在可移除单元304的顶部上)成直角，使得可移除单元304可插入在基底单元的区(面积小于或大于可移除单元304)中，使得可移除单元304的管件可在与基底单元295垂直的方向中连接(例如，到空气供应、患者回路和/或过滤器)。
189.图34a-34c中展示的呼吸机系统可并入有额外的阀和传感器，或可具有比图中所展示少的阀和传感器。
190.例如，额外压力传感器可安置于吸入阀的上游以当阀关闭时测量线287中的压力。这可有助于当阀打开时(尤其当阀关闭时阀的上游的压力改变时)针对预定流量调整所述阀，使得阀为了实现所设定流量而曾经处于的位置现将在阀打开时不同。使用上游线中的压力可有助于预先确定后续循环上阀的设定。这可例如产生阀位置的起点，所述起点将较接近实现所要流量的阀位置设定，因为阀可处于与流量传感器的闭环控制中。可包含到入口线287的额外空气入口(或端口)，使得存在一个用于氧气的入口和一个用于空气或氮气的入口。因此，可移除单元286(或304)可具有多个气体入口。额外阀(例如，夹捏阀)和传感器(例如，氧气传感器)可安置于系统中用于混合来自入口线287中的多个气体入口的气体的目的。例如，可使用光学发光类型的氧气传感器，使得可在无将气道287内的空气暴露于传感器的端口的情况下感测氧气。例如，氧气传感器的发光材料可安装于可移除单元286(或304)的气道287中，且源和传感器组件可安装于基底单元270(或295)中。
191.具有比图34a-34c中展示的系统少的传感器的系统可不具有呼出线上的传感器。可通过测量吸入递送体积(潮气量)(例如使用吸入线中的流量计)来实现体积控制，且可使用呼出阀来维持peep(例如，使用呼出线中的压力传感器)。还可由吸入线287中的传感器控制pip(吸气峰压)。以此方式，可递送某一体积，且控制peep，使得只要维持pip和peep，就可以不必测量呼出体积。
192.在一些实施例中，入口线(例如，287)可具有恒定空气流入，或允许气体逸出(例如，在大体固定速率下)的孔口。具有到可弃式部件中的恒定空气流入可防止材料到达气体供应线中，因此保持气体供应线清洁。孔口可以是可如上文所描述通过夹捏进行阀调的管件。管件可具有0.1mm到1mm，或0.01mm到0.1mm的内径，或管件可具有较大直径，且每一管件可含有具有0.1mm到1mm，或0.01mm到0.1mm的内径的孔口。在某些情况下，吸入管287中的此些开口关闭，或当打开时具有离开其的气流。在某些情况下，这些开口管可连接到呼出排气口，使得当连接到源气体时一些气体始终流出排气口(从吸入侧)。
193.吸入线287还可具有包括某一区的系统，吸入气体(例如，空气，或氧气与空气混合，或氮气)流动穿过所述区，所述区为例如通过uv光或通过加热灭菌的区，例如包含具有100℃到300℃的温度的加热体积的区。此区可对传入气体以及可向上游移动到气体源中的任何气体或物质进行灭菌。
194.图34a-34c中展示的呼吸机系统的流量和压力控制可处于开环或闭环控制中。如果系统具有预定阀位置处的预定流量，则开环控制可能是有效的。在响应于测得的流量、测得的压力和/或另一测得的参数持续地调整阀的情况下可实现更准确的控制，其中持续地表示测量和调整以及测量和调整的循环。在某些情况下，控制系统监测压力，且阀响应于最大和最小压力限制(例如，pip和peep阈值)而打开和关闭。
195.图34a-34c中展示的呼吸机系统的流量传感器可能受吸入和呼出线287和288内的压力影响。也就是说，在特定流率下，传感器可在不同压力下以不同方式读取。系统可经校准，使得从流量传感器的测量值确定的流率基于压力(使用压力传感器测得)的大体并行读取例如通过使用查找表或预定公式而转换为流率。
196.图35a-35b分别是根据一些实施例的呼吸机系统的吸入线和呼出线的实例的简化示意图。图35a中的吸入线35001和图35b中的呼出线35002可与图34a-34c中展示的吸入线287和呼出线288相同或类似。图35a中的吸入线35002的空气入口1001可联接到空气源(或联接到氧气与其它气体混合的源)，其接着通过管件1002到可变阀1003(例如，如本文例如在图3a-7和34a-34c中描述的夹捏阀)。在某些情况下，空气入口1001联接到气体源(例如，空气，或氧气与其它气体混合)，且气体源经加压(例如，在约50psi下)。在某些情况下，呼吸机系统可含有泵或压缩机(例如，基底单元中)以在气体引入到空气入口1001之前对气体进行加压。空气离开阀1003且进入歧管(或管件)区段1004。压力传感器1006(例如，图21a-23b中展示的压力传感器)、流量传感器1007(例如，图24-33e和34a-34c中展示的声学流量传感器)和其它传感器1008(例如温度传感器)被配置成测量管件区段1004内的压力、流量和其它参数(例如，温度)，如本文所描述。管件区段1004连接到空气出口端口1005，患者回路(和/或气管内插管)的吸入线可连接到所述空气出口端口。
197.图35b展示呼出线35002的实例。患者回路(和/或气管内插管)的呼气线可连接到端口1009，所述端口连接到歧管(或管件)1013的具有连接到其的各种传感器的区段。压力传感器1012(例如，图21a-23b中展示的压力传感器)、流量传感器1011(例如，图24-33e和34a-34c中展示的声学流量传感器)和其它传感器1010(例如温度传感器)被配置成测量管件区段1013内的压力、流量和其它参数(例如，温度)，如本文所描述。歧管1013的感测区段连接到可变阀1014(例如，如本文例如在图3a-7和34a-34c中描述的夹捏阀)，所述可变阀经由管件1015连接到出口端口1016。出口端口1016可包含过滤器(例如，以在来自呼出线35002的空气排出到大气中之前，移除例如颗粒和病原体等污染物或减小污染物的浓度)。
198.在某些情况下，图35a-35b中的呼吸机系统可含有一个或多个吹除阀，其响应于在吸入和/或呼出线35001和35002中检测到最大压力而打开。图35a-35b中展示的阀1003和1014可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件1002或1015，或穿过通过阀的管件1002或1015的可压缩区段)的气体的流量，如本文所描述。
199.实例方法
200.在一些实施例中，一种用于使用呼吸机系统(例如，图34a-34c和/或35a-35b中展示的呼吸机系统)的方法包含以下步骤。可打开吸入阀(例如，图35a中的阀1003)以允许空气(或氧气和其它气体的混合物)进入吸入线(例如，图35a中的35001)。在某些情况下，吸入线联接到气体源(例如，空气，或氧气与其它气体混合)，且气体源经加压(例如，在约50psi下)。在某些情况下，呼吸机系统可含有泵或压缩机以在气体引入到吸入线中之前对气体进
行加压。可使用传感器(例如，图35a中的传感器1006、1007和1008)监测吸入线内的气体的压力、流量和/或其它参数(例如，温度)。吸入阀(例如，图35a中的阀1003)可由控制系统控制，且控制系统可被配置成接收来自传感器的测量信息。吸入阀(例如，图35a中的阀1003)可打开到预定位置，或可基于传感器测量值在闭环反馈中控制。吸入阀(例如，图35a中的阀1003)可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件，或穿过通过阀的管件的可压缩区段)的气体的流量。在吸入阀打开之后，来自吸入线的空气可提供到联接到吸入阀的患者(例如，经由患者回路，和/或气管内插管)，且患者的肺部可充满空气。
201.在空气正提供到患者时，可监测吸入线中的压力，且一旦达到最大pip阈值，控制系统就可关闭吸入阀并打开呼出线(例如，图35b中的35002)上的呼出阀(例如，图35b中的1014)。在呼出阀打开且吸入阀关闭之后，接着空气可从患者的肺部流到呼出线中，且离开出口端口(例如，图35b中的1016)。当空气正从患者流向呼出线(并离开出口端口)时，可监测呼出线中的压力，且一旦达到最小peep阈值，控制系统就可关闭呼出阀且打开吸入线上的吸入阀。呼出阀(例如，图35b中的阀1014)可被配置成可变地调整穿过阀(即，穿过通过阀的管件，或穿过通过阀的管件的可压缩区段)的气体的流量。在呼出阀关闭且吸入阀打开之后，接着来自吸入线的空气可再次提供到患者，且所述方法可如上文所描述而继续。上文描述的吸入/呼出循环可接着重复许多次(例如，约20次/分钟、持续数小时或数天，或数周)。
202.在上述方法的一些情况下，控制系统可具有所述方法的步骤中的任一个之间的一个或多个预定用户可设定或固定延迟，例如1秒或更短至3秒或更长。在一些情况下，所述延迟可为零。例如，在检测到pip阈值之后，以及在吸入阀关闭之后，在打开呼出阀之前可存在延迟。
203.在上述方法的替代实施例中，可使用流量来控制阀，作为上文描述的压力控制方法的替代或补充。在某些情况下，温度、流量和压力可全部经测量且用于控制阀，作为上文描述的压力控制方法的替代或补充。例如，本文中所描述的流量和/或压力和/或温度传感器中的一个或多个可测量例如流率、压力和/或温度等流动气体的参数。处理器(例如，其为控制系统的一部分)可将参数(例如，流率、温度和/或压力)转换为气体的流率和/或压力，且控制系统可接着使用经转换的参数来控制呼吸机系统的组件(例如，阀)。在某些情况下，气体的测得的流率和另一检测到的参数(例如，温度和/或压力)可由控制系统使用以将气体流率转换为移动经过(或穿过)传感器(或在管件内移动)的气体(例如，空气或氧气)的量。在某些情况下，移动经过传感器系统的气体的总量可从来自独立的流量、压力和温度传感器的输入计算。在上述模式中操作的系统的阀还可以被配置成可变地调整穿过阀中的每一个的气体的流量。
204.在一些实施例中，一种用于使用呼吸机系统(例如，图1-2和15-16中展示的呼吸机系统)的方法包含以下步骤。在潮气量吸入控制模式中，吸入线上的第一阀(例如，图1中的阀5)打开，且吸入线上的第二阀(例如，图1中的阀9)关闭。第一阀可被配置成可变地调整穿过阀的气体的流量。定位于第一阀的下游和第二阀的上游的第一波纹管(例如，图1中的波纹管7)充气(例如，归因于来自加压源的空气压力)到预定体积，例如500cc、从50cc到1000cc，或从小于50cc到超过1000cc。当已达到预定体积时，控制系统关闭第一阀且打开第二阀。呼出线(例如，图2中的18和23)上的阀可在第一波纹管的充气期间打开或关闭。当第二阀打开时，气体开始为患者的肺部充气，且压力在联接到吸入线(例如，第二阀的下游)的
第一限压子系统(例如，图1中的系统11)中累积。当第一限压子系统中的压力达到预定值或pip(例如，约30cmh2o、约40cmh2o，或从15cmh2o到45cmh2o，或从小于15cmh2o到超过45cmh2o)时，接着第二阀由控制系统关闭，从而完成吸入循环。第一阀可接着打开以填充第一波纹管，为此模式的下一吸入循环做好准备。
205.当第二阀关闭时，此模式的呼出循环可开始。控制系统可具有预定的用户可设定或固定延迟，例如1秒或更短到3秒或更长，使得阀18可在所述延迟已经过去之后打开。在一些情况下，所述延迟可为零。当呼出线上的第三阀(例如，图2中的阀18)打开时，气体开始从肺部传递到呼出线的管件(例如，图2中的管件19a)中。在一个模式中，呼出线上的第四阀(例如，图2中的阀23)可在呼出循环的第一部分期间关闭。子系统(例如，图2中的子系统20)维持压力处于或高于预设值(例如，约5cmh2o，或从2cmh2o到15cmh2o，或从小于2cmh2o到超过15cmh2o)，且呼出线上的第二波纹管(例如，图2中的波纹管21)充满从患者呼出的气体。气体还可流动穿过呼出线上的流量传感器(例如，图2中的流量传感器子系统30)。呼出循环的第一部分的结束可由第二波纹管达到预定体积，或由呼出线上的流量传感器检测到预定低流量水平(例如无流量)，或由压力传感器达到预设最小值(peep)来确定。当达到这些呼出结束条件中的任一个时，控制系统关闭第三阀且打开第四阀，从而起始呼出循环的第二部分。在呼出循环的第二部分中，第二波纹管中的气体经由出口端口(例如，图2中的出口端口25)放出到大气，借此完成呼出循环。第二、第三和/或第四阀还可以被配置成可变地调整穿过阀中的每一个的气体的流量。在呼出循环完成之后，在如上文所描述重复吸入循环之前可包含某一延迟(例如，1秒或更短，以及长达3秒或更长)。
206.在一些实施例中，一种用于使用呼吸机系统(例如，图1-2和15-16中展示的呼吸机系统)的方法包含以下步骤。在压力控制操作模式中，呼吸机系统使用如由峰值压力限制子系统(例如，图1中的子系统11)的预设值确定的pip，来控制系统。在此模式中，吸入线上的两个阀(例如，图1中的阀5和9)在吸入循环开始时同时打开。患者的肺部充气到某一压力，所述压力归因于限压子系统的动作而停止增加。当达到限压时，控制系统接收来自限压子系统的信号(例如，指示pip已达到某一阈值，例如约30cmh2o、约40cmh2o，或从15cmh2o到45cmh2o，或从小于15cmh2o到超过45cmh2o)，且控制系统关闭吸入线上的一个或两个阀。接着如上文相对于潮气量吸入控制模式所描述起始呼出循环(例如，存在合适的延迟)。如上所述，可经由呼出线上的流量传感器或第二波纹管体积来确定呼出循环的结束。在呼出循环完成之后，在重复上文描述的吸入循环之前可包含某一延迟(例如，1秒或更短，以及长达3秒或更长)。在上述模式中操作的系统的阀还可以被配置成可变地调整穿过阀中的每一个的气体的流量。
207.先前两个操作模式通常被称为“强制呼吸”模式。另一临床上合乎需要的模式通常被称为“触发”或“自发”呼吸模式。在触发呼吸模式中，在呼出循环结束时，在第二吸入阀关闭且第一吸入阀打开的情况下，可监测吸入线上的压力传感器子系统的负压力(例如，约负2cmh2o，或从负4cmh2o到负2cmh2o，或从小于负4cmh2o到超过负2cmh2o)，且负压力阈值可设定为预定值。当达到吸入线上的压力传感器子系统中的负压力阈值或吸入线上的压力传感器子系统中的压力比阈值负得更多时，控制系统可打开吸入线上的第二阀。吸入线上的限压子系统可设定为预定值(例如，约10cmh2o，或从4cmh2o到20cmh2o，或从小于4cmh2o到超过20cmh2o)，使得通过高于大气压的背景压力来辅助呼吸。可通过吸入线上的流量传感器子
系统检测到预设低流量水平(例如，约3升/分钟(lpm)，或从1lpm到10lpm)来确定此触发呼吸模式中吸入循环的结束。在此模式中，呼出循环可与上文针对强制呼吸模式所描述的方法中相同，且呼出循环结束可由呼出的体积或由流率确定。此外，在呼出循环完成之后，在针对触发呼吸模式重复吸入循环(如上文所描述)之前可包含某一延迟(例如，1秒或更短，以及长达3秒或更长)。在上述模式中操作的系统的阀还可以被配置成可变地调整穿过阀中的每一个的气体的流量。
208.在一些实施例中，一种使用声音检测流动的气体的方法包含以下步骤。气体(或包含气体和例如固体和/或液体颗粒等其它物质的气态混合物)流经管件，其中管件可为任何形状(例如，管件可具有大致圆柱形体积、拥有大致正方形或矩形横截面的体积、拥有半圆形横截面的体积，或任何其它几何结构)。气体随着其流经管件而生成声音。声音由定位在管件内部或管件外部的麦克风检测到。声音的强度和/或频率经处理以将声音的强度和/或频率转换为气体流率。
209.在上文描述的方法的一些情况下，管件含有被配置成生成声音的一个或多个区(例如，隔膜)。麦克风可定位成从隔膜检测声音。在某些情况下，锥形体或其它结构可用于将声音从管件的区聚焦(且在一些情况下，放大)到麦克风上。
210.在上文描述的方法的一些情况下，还可测量流动气体的温度，且声音的强度和/或频率以及流动气体的温度经处理以将声音的强度和/或频率以及流动气体的温度转换为气体流率。
211.在上述方法的一些情况下，管件可含有一个或多个声音生成结构(例如，如图29中所展示，或如图33a-33c中所展示的266a-e)。
212.在上述方法的一些情况下，两个或更多个麦克风可用于从管件和/或声音生成结构检测声音。
213.在上述方法的一些情况下，声音生成结构和麦克风可被配置成确定管件内流动的气体的流动方向。
214.在上述方法的一些情况下，绝缘体可被布置成使管件和/或麦克风与环境噪声(即，并非由流动气体生成的声音)绝缘。
215.在上述方法的一些情况下，声音的频谱经分析(例如，由控制系统的处理器)且转换成气体流率(例如，如上文相对于图30所描述)。例如，一个或多个声音生成结构(例如，孔口、哨子、簧片或其它声音生成结构)优选地在气流经过(或在上方通过，或穿过)声音生成结构时生成某一频率范围，且所生成声音的频谱可经分析以确定所述频率范围内的声音的强度。此方法可有利地增加测量值的信噪比。
216.已经详细地参考所公开的本发明的实施例，且也已在附图中示出所公开的本发明的一个或多个实例。提供本文中的实施例和实例中的每一个是为了阐释本发明技术，且不限制本发明技术。此外，虽然已经详细地描述本发明的特定实施例，但应了解，所属领域的技术人员在理解上述内容后可容易地构想这些实施例的更改、变型和等效物。举例来说，相对于一个实施例示出或描述的特征可与另一实施例一起使用以得到额外实施例。希望本发明主题涵盖所附权利要求书和其等效物的范围内的所有此些修改和变型。所属领域的一般技术人员可实践对本发明的这些和其它修改和变型，而不脱离本发明的范围，本发明的范围在所附权利要求书中更具体地阐述。此外，如所属领域的一般技术人员将了解，以上描述
仅借助于实例，且不希望限制本发明。