数据集成人工通气系统的制作方法

数据集成人工通气系统
相关申请的交叉引用
1.本技术要求2021年1月8日提交的美国临时专利申请no.63/135,263的权利和优先权，其全部内容由本技术的受让人拥有并且通过引用以它们的整体并入本文中。
技术领域
2.本发明大体上涉及保护患者免受人工通气的有害影响的领域，并且更具体地，涉及在医疗或兽医应用中的人工通气期间获得数据。


背景技术：

3.人工通气是提供外部呼吸支持以增强或甚至取代自然呼吸功能的过程。这典型地通过以下的顺序过程来实现：(1)经由面罩或通过直接前进到风管(或气管)中的管(气管内管)将加压呼吸气体强迫到患者中；(2)允许加压呼吸气体使肺部逐渐充胀；以及(3)暂停强迫充胀，以便允许充胀的肺部经由肺部弹性和胸壁阻力而被动泄放。主动充胀与允许被动泄放之间的交替构成实现人工吸气和呼气的方法，由此构成用于人工通气的手段。
4.人工通气装置和方法学大体上分为两类。一类集中于启动人工通气，后接短期支持。第二类构成用于长期的持续人工通气的装置和方法。
5.在患者在没有立即支持的情况下易受死亡的情况下，必须迅速建立人工通气的启动。这总是利用手动呼吸机来实现，该手动呼吸机包括用户供能(例如，通过手动操作)并且能够由供应者快速地利用的简单装置。用于启动手动通气的装置之中的最突出装置是袋式手动呼吸机，由此操作者用手挤压填充有吸气气体的袋，在来自用户的手的压力下，该吸气气体经由面罩进入患者，该面罩在患者的鼻子和嘴之上形成气密密封。
6.出于若干原因，袋式手动呼吸机广泛用于启动人工通气。首先，与面罩和可紧急使用的其它气道附件的它们的兼容性使得它们能够立即使用而没有延迟。其次，手动呼吸机典型地为简单的不昂贵装置，由此使得它们能够在院外急救车辆中和遍及医院在多个地方(例如，在紧急“应急”推车上)经济地准备就绪，以确保它们在有紧急需要时不远离患者。最后，袋式手动呼吸机具有诊断构件，其中用户可以可触知地评估实现肺部充胀所需的阻力，这可在治疗患者，由此仍确定呼吸受损的原因(诸如，具有不明内伤的患者由急救人员治疗)时为指导性的。
7.在手动通气的启动时，可预计患者快速康复或需要持续支持。预计快速康复的患者将继续利用面罩来手动通气，而预计需要持续支持的患者将经历将气管内管插入到气管(或风管)中的精细医疗程序。使用气管内管具有的优点在于其确保至肺部的明确气密通路。因此，在手动通气的启动之后，短期支持可经由面罩或气管内管而继续。
8.应当注意，气管内管的若干备选实施例存在。气管内管通过穿过嘴的口腔通路直接插入到气管中。鼻气管插管与气管内管相同，除了鼻气管插管典型地具有较长的长度以使得鼻气管插管能够经由鼻子的右鼻孔或左鼻孔且穿过鼻咽直接地插入到气管中。一些气管内管和鼻气管插管具有同样适用于本发明的范围的其它特征，并且应当认为，对气管内
管的所有提及包括气管内管和鼻气管插管的所有实施例。
9.袋式手动呼吸机的前文提到的益处抵消它们当前缺乏精确地控制呼吸大小、呼吸速率以及与人工通气的安全性相关联的其它关键变量的任何能力的事实。一些研究显示，一些供应者在手动地递送呼吸时，无意地且地方性地使肺部过度充胀，其中数据表明，在严重过度充胀短短20分钟之后，过度充胀可充分过大以引起撕裂肺组织损伤。该控制缺乏被认为是vili的主要原因，然而手动呼吸机还缺乏获得任何数据来考核和/或量化潜在有害通气的能力。因此，在患者护理期间，由袋式手动呼吸机代表的潜在患者伤害的真实性质是不可测量的并且超出减轻的能力。
10.对于具有放置的气管内管的患者，通气可接着从手动的用手递送呼吸转变至设计用于持续的、自动化的、免手的支持的第二类装置。对于经由面罩经历手动通气的患者，在患者可放置在机械呼吸机上之前，气管内插管必须大体上首先发生。
11.即使在成功完成气管内插管之后，仍存在与将患者从手动通气转变至机械通气相关联的若干附加步骤。首先，典型地为非常昂贵的医疗装置的机械呼吸机不可准备就绪至与手动呼吸机相同的程度，导致需要首先将呼吸机运输至患者床边。其次，必须完成设置和编程程序，以建立适合于单独患者的呼吸递送设置。一旦机械呼吸机准备好，手动呼吸机就可与气管内管断开，使患者暂时暴露于房间大气中的空气传播的病原体(并且使房间的占用者暴露于患者呼出的气体)，并且机械呼吸机接着经由管“回路”连接于气管内管。呼吸机回路典型地包括在机械呼吸机与患者之间提供流体连接的两根管，其中一根管提供从呼吸机到患者的单向吸气气流，其中第二根管提供从患者回到呼吸机的单向呼气气流。由于气管内管仅具有单个流体连接，故呼吸机回路典型地具有弯头或y形接头，其具有三个连接部用于：(1)来自呼吸机的吸入管(或分支)；(2)呼出管(或分支)；以及(3)气管内管。一旦回路连接于呼吸机和患者两者，就可启动机械通气。
12.值得注意地，有时经历机械通气的患者暂时切换回至经由手动呼吸机的支持。在疑似呼吸机故障(例如，由于停电和/或失去压缩气体源)的情况下，手动呼吸机典型地存储在床边可触及的地方以作好准备，因此当机械呼吸机变为无法操作时，患者不因手头无替代物而死于呼吸暂停。另外，典型地在医院中使用的机械呼吸机是落地式的，在医院内的患者运输期间提出挑战。在机械呼吸机不可与病床精确配合而操纵的情况下，放置在呼吸机回路上的牵引力可引起呼吸机回路断开，或更糟的是，气管内管一起的无意移除(危及生命的并发症)。出于这些原因，机械呼吸机大体上不适合于在患者运输期间使用，由此手动呼吸机将典型地用于该目的。最后，手动呼吸机最适合于在临床紧急情况期间使用。例如，如果关于机械呼吸机的患者需要紧急复苏，首要动作中的一个将是使患者与机械呼吸机回路断开，以便接着紧急地连接手动呼吸机。因此，经历机械通气的大多数患者暴露于手动通气与机械通气之间的大量、重复且常见的模式变化。
13.除了面罩和气管内管之外，存在需要维护的、经常在人工通气期间使用的附加构件。例如，热湿交换器(hme)是捕获处于体温的呼出湿气的装置。当定位在呼吸机与气管内管之间时，hme使用捕获的热和湿气来调节用于每个随后吸气的新鲜吸气气体。这些装置易受由患者呼出的分泌物堵塞并且以其它方式影响通气的影响，导致作为预防性但浪费的措施来抵消患者风险的频繁更换。


技术实现要素：

14.本发明提供装置和方法学的协同组合，其至少部分地解决了本领域中的未满足的需求。本发明的基本理解可从下面的概述确定，其中更多细节跟随在详细描述和相关联附图中。
15.本发明大体上包括用于人工通气的多个构件，其共享与彼此的兼容性，由此构成用于人工通气的系统。例如，代替与和机械呼吸机一起使用的通气回路不兼容的手动呼吸机，本发明提供：(1)具有吸气过滤器和呼气过滤器的可转换呼吸机回路，其中所述回路与手动呼吸机或机械呼吸机兼容并且能够与手动呼吸机或机械呼吸机一起使用，因此构成能够从手动通气期间的使用转换为机械通气期间的使用(并且反之亦然)的呼吸机回路；(2)数据采集单元(dau)，其具有与可转换呼吸机回路的一个或多个传感器端口对接的一个或多个传感器，由此将数据集成添加至可转换呼吸机回路，使得在呼吸气体穿过现在数据集成的可转换呼吸机回路(dicvc)时，从呼吸气体采集数据；(3)如描述的dau具有一个或多个附加传感器，该一个或多个附加传感器与处于与患者的物理接触的气道附件的一个或多个传感器端口对接；(4)数据处理单元(dpu)，其处理、保留和/或电子地传输从dau获得的数据，并且可直接和/或间接至连接于dicvc(和/或以其它方式电连接、无线连接、气动连接或通过其它手段连接)的一个或多个对接构件，并且可与dau共享单个壳体，包含在单独的壳体中，或包含在邻近装置(例如，机械呼吸机、床边监护仪、除颤器、二氧化碳图装置或其它电子医疗装置)的壳体内；(5)与dicvc兼容的手动呼吸机，其中所述手动呼吸机优选地具有一个或多个内置设置以控制手动通气的一个或多个属性(诸如，潮气量和/或呼气末正压)，并且其中所述手动呼吸机能够在连接于dicvc的吸气分支端口和/或呼气分支端口时，由dau和/或dpu电子地检测；(6)与dicvc兼容的机械呼吸机，其包括用于dicvc上的dau和/或dpu与机械呼吸机的计算机处理器和/或逻辑电路之间的数据传送的一个或多个器件，并且能够在连接于dicvc的吸气分支端口和/或呼气分支端口时，由dau和/或dpu电子地检测；(7)具有与dicvc的兼容性的热湿交换器(hme)，其可监测hme的通畅性和/或气流，使得仅当hme功能相当大地减弱时，hme更换需要发生；(8)一个或多个气道附件(例如，面罩、声门上气道或气管内管)，其与dicvc兼容，并且能够在连接于dicvc的患者端口时，由dau和/或dpu电子地检测；以及(9)dicvc帽，其可用于在dicvc在使用前准备和/或与患者气管内管暂时地断开时，覆盖和密封患者端口，其中所述帽能够在连接于dicvc的患者端口时，由dau和/或dpu电子地检测。
16.本发明的这些兼容构件实现多种新方法学，该多种新方法学从根本上提供人工通气的集成途径，其包括多个护理阶段，该多个护理阶段目前是利用从根本上不同且不兼容的装置的不同的、单独的程序。例如，如先前提到的，手动通气设有装置，该装置与提供机械通气的装置不兼容，并且患者典型地必须重复地在这些不同的模态之间来回经过。相比之下，本发明提供与本发明的dicvc构件兼容的手动呼吸机，其本身与直接与患者对接的气道附件兼容。当患者从手动通气转变至机械通气时，dicvc保持连接于气道附件，由此提供数据连续性，同时手动呼吸机断开并且以dicvc兼容的机械呼吸机替换。当机械通气恢复回至手动通气时，装置和数据的连续性也被保留。
17.通过本发明的构件之中的该根本兼容性，可立即看到，使dau和dpu与dicvc对接(dicvc遍及人工通气的整个时段且甚至遍及通气的手动阶段与机械阶段之间的转换保持
连接于患者气道附件)提供多种协同元素，这减少(或甚至消除)与vili相关联的某些风险。首先，可容易地看到dicvc如何实现紧接在关于手动呼吸机的人工通气的启动(即，来自“一次呼吸”)时的数据采集。这是因为dicvc与兼容的手动呼吸机兼容并且连接于兼容的手动呼吸机，由此使得数据采集能够从由手动呼吸机生成的气体移动发生，即使手动呼吸机本身不需要有其自身的内置传感器。手动通气期间采集的数据存档在dpu上，并且在患者通过以dicvc兼容的机械呼吸机替换手动呼吸机而转换为机械通气时，来自“一次呼吸”的人工通气的历史记录可接着导出至dicvc兼容的机械呼吸机用于显示和/或冗余数据储存和/或分析。类似地，数据导出可在相反的方向上从dicvc兼容的机械呼吸机至dpu发生，以使当患者必须转变回至手动通气(例如，以便在医院内移动)时，数据总是“跟随”患者。当接着切换回至另一个机械呼吸机时，先前的呼吸机设置可中继至新机械呼吸机，由此在新呼吸机设置为次最佳的或甚至有损的情况下，保护患者免受伤害。用于扩展数据利用和连续性的这些元素提供以下两者：(1)在手动通气和机械通气的所有阶段期间，来自人工通气的“一次呼吸”的连续记录，由此构成识别有损通气的出现可发生的点的手段；以及(2)借助于即使在可变模式(例如，手动或机械)和/或多个dicvc兼容的机械呼吸机之中能够维持和/或传播呼吸机设置的dpu来实现基本上同质的人工通气的有效手段。
18.导致新数据采集的以上描述的方法学随后用于减轻或甚至消除vili的某些原因。在初始手动通气期间由dicvc采集的数据将主动向供应者告知手动通气本身的安全性，如先前示出的，该手动通气展示成潜在地代表无意和未被识别的过度充胀以及用于vili的随后机制的高患者风险。由dau采集的传感器数据可用于制定用于安全性和/或合规性的一个或多个新指标。在人工通气的一个或多个元素递送超出由dpu监测的用于安全性和/或合规性的一个或多个指标的可接受极限的情况下，dpu可立即警告供应者潜在有损的手动通气发生。这提示供应者立即采取纠正动作，其减轻关于用于vili的相关联机制的患者暴露。一旦在机械呼吸机上，自动支持的设置经历类似的分析，以确保设置符合安全性和合规性。之后，当患者转变至关于不同的机械呼吸机的护理时，已经符合安全性和合规性的这些设置将接着自动输送至随后的机械呼吸机，由此提供同质人工通气同时进一步降低有损通气设置的风险的手段。
19.本发明还可视为提供保护患者免受vap的多种方法学。dicvc包含吸气过滤器和呼气过滤器，它们两者：(1)防止周围大气中的空气传播的病原体的经过感染通气的患者；并且(2)防止通气的患者中的空气传播的病原体的经过感染供应者和/或邻近患者。这意味着，一旦dicvc连接于气道附件，并且因为dicvc不需要与气道附件断开以实现手动呼吸机与机械呼吸机之间的转换，由于过滤的恒定存在，故存在引起vap的患者绝对暴露量的相当大的减少。另外，在患者出于其它原因(可能未遵守安全性和/或医院指南)而断开的情况下，则如先前描述的数据采集将记录这些事件，以及患者断开的时间长度，由此影响患者暴露于能够引起vap的空气传播的病原体的总风险。
20.本发明还提供与dau对接以从气道附件采样一个或多个参数的用于传感器的器件。将dau压力传感器连接于气管内管或气管导管套囊端口的能力将提供导出用于安全性和合规性的一个或多个指标的自动能力，其能够保护患者免受vap(套囊充胀不足的有害影响)和气管缺血或坏死(套囊过度充胀的有害影响)。
21.另外的目的、特征和优点将从详细描述以及相关联的附图得到理解。
附图说明
22.以上描述的本发明的优点可通过参考结合附图进行的下列描述而更好地理解。附图不一定按比例，其中一些结构元件放大以突出结构和功能，其中重点大体上放在说明本发明的原理上。
23.图1是示例性人工通气系统的主要物理构件的侧视图，该主要物理构件从左到右包括：(1)共享单个壳体的组合式dau dpu；(2)具有患者歧管的可转换呼吸机回路；以及(3)与可转换呼吸机回路兼容的示例性手动呼吸机。出于说明性目的，可转换呼吸机回路的两个分支描绘为在同一竖直平面上竖直对准(因此两个分支是可见的)。
24.图2提供与图1相同的构件的另一个侧视图，然而其中dau和dpu优选地包括单独的壳体。可转换呼吸机回路的两个分支描绘为在同一水平面上水平对准，引起前景中描绘的分支遮蔽背景中的分支的视图。
25.图3在同一侧视图中描绘与图2相同的构件，其中示出的dau和dpu以它们的功能位置安装在可转换呼吸机回路上。示例性手动呼吸机还示出成安装有处于其功能位置的dicvc。
26.图4在同一侧视图中描绘与图3相同的构件的大部分，除了包括以示例性机械呼吸机替换示例性手动呼吸机。另外，dpu示为处于机械呼吸机的壳体内的插座中的优选凹入位置。
27.图5描绘示例性可转换回路患者歧管，其处于代表单个呼吸循环的吸气阶段期间的气流的构造。
28.图6描绘与图5相同的构件，其处于代表单个呼吸循环的吸气屏气阶段期间的暂时零气流的构造。
29.图7描绘与图6相同的构件，其处于代表单个呼吸循环的呼气阶段期间的气流的构造。
30.图8描绘示例性可转换回路患者歧管，特别地突出呼吸循环的所有三个阶段期间的用于气体的传感器测量的近似总面积。该面积还代表单个呼吸循环的吸气屏气阶段期间的在压力下的气体的总体积。
31.图9是以较大比例的图8的相同图示，示出可转换呼吸机回路的整体，特别地突出在呼吸循环的所有三个阶段期间的用于气体的传感器测量的小相对面积。该面积还代表单个呼吸循环的吸气屏气阶段期间的在压力下的气体的总体积。
32.图10描绘示例性呼吸机回路(其为不可转换的并且设计成仅与机械呼吸机一起使用，其中所述不可转换回路不具有患者歧管)，并且具体地示出在呼吸循环的所有三个阶段期间的用于气体的传感器测量的近似总面积。该总面积还代表单个呼吸循环的吸气屏气阶段期间的在压力下的气体的总体积。
33.图11示出可转换呼吸机回路患者歧管的优选实施例的侧视图，由此关于每个分支的连接器导致在水平面上对准的基本上并排的布置，引起前景中的吸气分支连接器遮蔽背景中的呼气分支连接器的视图。
34.图12示出图11中示出的可转换呼吸机回路患者歧管的相同优选实施例的自下而上的视图，其中该视图使得吸气分支连接器和呼气分支连接器两者能够同时可见。
35.图13示出图12中示出的可转换呼吸机回路患者歧管的相同优选实施例的端视图，
由此用于吸气气流的气体通路从左到上布置转变，而用于呼气气流的气体通路从底到右布置转变。
36.图14示出图11的可转换呼吸机回路患者歧管，其中进一步描绘一个或多个传感器安装端口(其提供用于一个或多个传感器进入气体通路)，连同用于在线流量传感器的优选位置。
37.图15示出图12的可转换呼吸机回路患者歧管，其中进一步描绘一个或多个传感器安装端口，其提供用于一个或多个传感器进入气体通路。
38.图16示出图13的可转换呼吸机回路患者歧管，其中进一步描绘一个或多个传感器安装端口(其提供用于一个或多个传感器进入气体通路)，连同用于在线流量传感器的优选位置。
39.图17a示出dau的侧视图，其中图17b提供端视图。
40.图18示出图17a和图17b的dau的自下而上的视图。
41.图19告知可转换呼吸机回路患者歧管和dau的优选实施例，由此可转换呼吸机回路患者歧管的外表面和dau的内表面构造成便于安装过程，该安装过程可通过使dau沿描绘的平面在可转换呼吸机回路患者壳体之上滑动来完成。
42.图20示出图19的相同构件在安装过程完成时的相对定位。
43.图21示出图15的可转换呼吸机回路患者歧管和图18的dau在安装过程完成时的自下而上的视图。
44.图22示出图16的可转换呼吸机回路患者歧管和图17b的dau在安装过程完成时的端视图。
45.图23示出图11的可转换呼吸机回路患者歧管的优选实施例的侧视图，进一步示出电传输和感测构件的示例性位置。
46.图24示出图17a的dau的侧视图，进一步示出电传输和感测构件的示例性位置。
47.图25a示出图24的dau的侧视图，而图25b示出图23的可转换呼吸机回路患者歧管的侧视图，其中两个构件处于未安装构造。
48.图26示出处于安装构造的图25a的dau的侧视图和图25b的可转换呼吸机回路患者歧管的侧视图。
49.图27a示出具有用于通气递送参数的旋转控制的示例性手动呼吸机的端视图，该示例性手动呼吸机包括使得对接的dau/dpu能够确定旋转控制的旋转位置的电气和感测构件。图27b以侧视图示出与图27a相同的构件。
50.图28a和图28b示出在示例性手动呼吸机逆时针转动四分之一之后的图27a和27b中示出的示例性手动呼吸机的相同实施例。
51.图29a示出用于通气递送参数的旋转控制，由此通气递送参数是潮气量，其中旋转控制处于代表250ml的潮气量设置的构造；图29b示出与图29a相同的构件，除了旋转控制逆时针旋转至代表500ml的潮气量设置的构造。
52.图30a和图30b示出用于通气递送参数的旋转控制的、处于相同的视图和构造的备选实施例。
53.图31a和图31b示出用于通气递送参数的线性控制，由此通气递送参数是部分限流器。图31a示出处于完全打开构造的限流器；图31b示出线性控制和相关联的电气和感测构
件的相对位置。
54.图32a和图32b示出与图31a和图32b相同的构件，除了图32a示出处于完全接合构造的限流器；图32b示出线性控制的相对位置。
55.图33以相同的左侧视图示出也在图3中看到的构件，进一步示出dpu、可转换呼吸机回路吸气分支连接器和手动呼吸机吸气分支连接器的相关联的电气和感测构件。
56.图34以右侧视图示出与图33相同的构件，除了代替图33中可见的可转换呼吸机回路吸气分支连接器和手动呼吸机吸气分支连接器，能够在该视图中看见可转换呼吸机回路呼气分支连接器和手动呼吸机呼气分支连接器。
57.图35示出具有相关联的电气和感测构件的气道附件连接器。
58.图36示出与图26加图35相同的构件，示出安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座中的气道附件连接器，其中所述气道附件连接器的外表面配合在所述可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座的内表面内。
59.图37示出与图36相同的构件，除了气道附件连接器的备选实施例安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座上，其中所述气道附件连接器的内表面配合在所述可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座的外表面外。
60.图38a示出与图36相同的构件，除了气道附件连接器部分地安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座中。图38b示出与图37相同的构件，除了气道附件连接器部分地安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座上。
61.图39示出安装在可转换呼吸机回路患者歧管上的dau，其中该可转换呼吸机回路患者歧管还与呈面罩的优选实施例形式的气道附件对接，该面罩包括面罩套囊，由此所述面罩套囊具有连接于辅助传感器的压力管，该辅助传感器是所述dau上的压力传感器。看到面罩套囊处于基本上松弛的构造。
62.图40示出与图39相同的构件，除了看到面罩套囊由于牢固地施加于患者的面部而处于基本上拉紧的构造。
63.图41示出安装在可转换呼吸机回路患者歧管上的dau，其中该可转换呼吸机回路患者歧管还与呈具有气管内管套囊的气管内管的优选实施例形式的气道附件对接，由此所述气管内管套囊具有连接于辅助传感器的压力管，该辅助传感器是所述dau上的压力传感器。
64.图42示出安装在可转换呼吸机回路患者歧管上的dau，其中该可转换呼吸机回路患者歧管还与呈具有气管导管套囊的气管导管的优选实施例形式的气道附件对接，由此所述气管导管套囊具有连接于辅助传感器的压力管，该辅助传感器是所述dau上的压力传感器。
65.图43示出热湿交换器(hme)和相关联的电气和感测构件的侧视图。
66.图44a示出在竖轴上旋转近似15度的图43的hme的侧视图，示出用于温度和/或湿度探头的端口。图44b示出图44a的hme的相同侧视图，进一步示出安装的温度和/或湿度探头。
67.图45a示出图44a中示出的hme的自下而上的视图，进一步示出用于温度和/或湿润探头的最低传感器端口。图45b示出与图45a相同的构件和视图，另外示出安装的最低温度和/或湿度探头。
68.图46以与图43相同的视图示出hme，进一步示出安装在hme的气道附件端口中的气道附件连接器。
69.图47示出安装在可转换呼吸机回路患者歧管上的dau，由此hme安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座中，其中气道附件安装在hme患者气道附件插座中，其中所述气道附件包括气管内管。图47进一步示出连接于辅助传感器的hme压力管，该辅助传感器是所述dau上的压力传感器。图47进一步示出连接于辅助传感器的hme温度和/或湿润探头，该辅助传感器是温度和/或湿润传感器。
具体实施方式
70.图1显示包括具有吸气分支11的可转换呼吸机回路10的组合，其中所述吸气分支具有吸气颗粒、毒物和病原体过滤器15以及呼吸机吸气连接部13。可转换呼吸机回路10还包括具有呼气病原体过滤器16和呼吸机呼气连接部14的呼气分支12。可转换呼吸机回路10还包括患者歧管20，患者歧管20具有与吸气分支11和呼气分支12的流体连接部，并且还具有气道附件插座23，其提供关于气道附件的流体连接部，该气道附件与患者对接。用于吸气分支止回阀24的优选实施例定位成在以下任一个之间交替流体连接性：(1)吸气分支11和气道附件插座23；或(2)呼气分支12和气道附件插座23。用于吸气分支止回阀24的该构造导致吸气分支11和呼气分支12中的气流的实质上一致的方向。具体地，在单次呼吸的吸气阶段期间，由连接于呼吸机吸气连接部13的呼吸机70排出的吸气气体将行进穿过吸气颗粒、毒物和病原体过滤器15，接着继续穿过吸气分支11朝向患者歧管20，穿过患者吸气分支止回阀24并且离开气道附件插座23。在单次呼吸的呼气阶段期间，由患者经由连接于气道附件插座23的气道附件排出的呼气气体将由闭合的吸气分支止回阀24防止进入吸气分支11，并且因此将进入呼气分支12，朝向连接于呼吸机呼气连接部14的呼吸机70行进穿过呼气病原体过滤器16。
71.吸气颗粒、毒物和病原体过滤器在保护患者方面起着关键作用。吸气颗粒、毒物和病原体过滤器15确保待由患者吸入的吸气气体不含可引起感染的病原体和/或可有助于病理损伤的颗粒。如果预期在危险环境中使用以防止化学吸入，则公共安全和/或军事版本可包括过滤有毒吸入危险的能力。
72.类似地，呼气病原体过滤器16在治疗的患者具有传染性空气传播感染的情况下保护供应者和其它附近的人，使得防止由受感染患者呼出的任何空气传播的病原体进入周围大气。值得注意地，这些过滤器的位置紧邻关于呼吸机的连接部，使得在手动通气与机械通气之间的转换期间能够保留过滤功能。
73.可转换呼吸机回路10的构件(包括患者歧管20、吸气分支11和呼气分支12，以及对应的吸气颗粒、毒物和病原体过滤器15和呼气颗粒病原体过滤器16)优选地由生物相容性材料制造，并且不含可扩散到内部运输的呼吸气体中的有害可滤出化合物。另外，吸气分支11、呼气分支12和患者歧管20优选地由当容纳加压呼吸气体时抵抗膨胀的材料构成。吸气分支11和呼气分支12还优选地由波纹设计(或实质上等同的替代品)构成，其便于延长、压缩和/或成形成可变构造的能力，该可变构造使得可转换呼吸机回路能够固有地适合于与人工呼吸机和/或使用场景的各种实施例一起使用。这特别地提供吸气分支11和呼气分支12在连接于手动呼吸机70(如示出的)时被压缩的能力，并且提供吸气分支11和呼气分支12
在连接于机械呼吸机(图7中示出)时备选地处于伸展或部分伸展构造的能力，手动呼吸机70在使用时典型地定位成靠近患者用于理想的使用，该机械呼吸机在使用时典型地定位成距患者1-2米用于理想的使用。在图1中示出的该图示中，吸气分支11和呼气分支12在该侧视图中描绘为在同一竖直平面上竖直地对准(即，呼气分支12在图1中描绘为在吸气分支11上方，使得两者能够同时可见)。可进一步看到，在本发明的该示例性版本中，组合的dau dpu30 40包括单个集成单元，其中dau和dpu共享单个壳体。这导致显示器和发声器42位于患者歧管20附近。该图示中的组合的dau dpu30 40处于准备安装在患者歧管20上的位置。
74.应当理解，dpu40包括能够处理、分析、储存和/或传输数据的小型装置的典型构件，其中此类构件包括计算机处理单元和/或逻辑电路、存储器、有线/无线通信，以及用于其它对接构件的接口。在本发明中，dpu还包括构成能够促动对接呼气阀的主动呼气阀控制器的触发能力。dpu还包含用于向用户输送视觉、听觉和/或触觉反馈的一个或多个控制器、电力储存能力(例如，电池)以及随后将附加详细地描述的其它构件。最后，dau和dpu两者包含一个或多个运动传感器，其使得能够检测可能的移动伪影，其中用于该目的的示例性传感器类型是三轴加速计和/或陀螺仪传感器。
75.图2显示图1中示出的构件的相同组合的侧视图，除了本发明的一些属性以优选构造示出。吸气分支11和呼气分支(不可见)描绘为在同一水平面上，由此该视图中的呼气分支遮蔽在前景中的吸气分支11后面。可进一步看到，在本发明的该优选实施例中，dau30设置有与dpu40分开的其自身的壳体。在该优选构造中，这导致显示器和发声器42位于手动呼吸机70附近并且能够在使用期间由连接的手动呼吸机70物理地支承，由此引起dau30的重量实质上小于如先前图1中示出的集成dau dpu的重量。
76.图3示出与图2相同的构件，除了dau30和dpu40两者安装在可转换呼吸机回路10上，由此导致数据集成可转换呼吸机回路(dicvc)。类似地，手动呼吸机70示出为连接于dicvc10，完成用于在手动通气期间获得数据的系统。还示出dau30与dpu40之间的有线连接部36，其可为能够优选地快速双向数据交换的通用类型(例如，通用串行总线)。
77.图4显示图3中示出的构件的相同组合，除了手动呼吸机以机械呼吸机80替换。与图3中描绘的构造相反，可在该图4中看到，吸气分支11处于扩张构造，该扩张构造在与机械呼吸机80一起使用期间是优选的。在机械呼吸机80的优选实施例中，可看到，dpu40能够定位到专门设计成容纳dpu40的接口插座87中，由此使得dpu40能够基本上被庇护以免受无意接触和/或移位。有线连接部36实现dau30与dpu40之间的数据交换，其中备选实施例包括用于实质上类似的数据交换的无线器件。机械呼吸机80的优选实施例将包括dpu通过类似的有线连接、无线手段(例如，蓝牙和/或wifi协议)或其它手段交换数据的能力，使得具有其自身的处理器单元和/或逻辑电路的机械呼吸机可能够利用由dau30采集的数据，并且类似地与dpu40交换数据。dau30与dpu40之间的有线连接部39的优选实施例提供嵌入在吸气分支11或呼气分支(不可见)中或紧密附连于其的有线连接部39。
78.应当理解，如图1-4中描绘的本发明的版本仅意在为示例性的，并且本发明不限于示出的构件。例如，在本领域中常见的是一个或多个配件能够插入到回路分支中的一个或多个中，诸如用于递送气雾化和/或雾化药物、用于加热加湿和/或其它目的配件。应当理解，此类配件不应实质上影响本发明的范围。另外，将理解，在本发明的范围内的备选实施例是可能的。例如，参照图1，代替单独的吸气分支11和呼气分支12，可提供单个双内腔管，
其包括保持吸入气体和呼气气体的单独通路的单个管。此类双内腔管可包括并排途径或管内管途径，其中对关于可转换呼吸机回路患者歧管20和呼吸机吸气连接部13以及呼吸机呼气连接部14的连接进行简单修改以适应备选构造。
79.包括所有10系列和20系列标记的可转换呼吸机回路10和可转换呼吸机回路患者歧管20的构件旨在经济地制造用于单次患者使用并且便于在使用之后的可弃性。优选的实施例提供：这些构件具有增强的生物降解性和/或焚烧适合性，以便于无害环境的处置。备选地，指定构件可用适合于在关于各种患者的使用之间的经济灭菌的耐用材料制造。相比之下，具有30和40系列标记的构件旨在由耐用材料构造，使得在于患者上使用后从可转换呼吸机回路10拆卸之后，允许耐用构件在于下一个患者上使用之前被容易地移除、清洁并安装在随后的可转换呼吸机回路10上。
80.图5显示可转换呼吸机回路患者歧管20，由此用于吸气分支的连接部21描绘在用于呼气分支的连接部22上方。还提供患者气道附件插座23，其设计成与将与患者物理接触的若干类型的患者气道附件中的一种对接。气道附件的实例包括面罩(由此在患者的面部与面罩的对接表面之间获得气密密封)、插入到患者的喉咙中的声门上气道(由此在患者的喉咙的表面与声门上气道的对接表面之间获得气密密封)、插入到患者的气管中的气管内管(由此在患者的气管的表面与气管内管上的可充气套囊上的对接表面之间获得气密密封)，或在预期经受长期人工通气的患者中，通过颈部中的外科手术开口插入到患者的气管中的气管导管。
81.图5还显示吸气分支止回阀24的优选实施例，吸气分支止回阀24呈符合单次呼吸的吸气阶段的构造，由此示例性止回阀24提供两个功能。首先，当来自呼吸机的吸气气体借助于吸气分支连接部21流动到可转换回路患者歧管20中时，吸气分支止回阀24被动地开启。该连接性提供从所述吸气分支连接部21至用于患者气道附件23的连接部的连续流体通路，由此提供用于将吸气气体引导穿过可转换呼吸机回路患者歧管20至患者的手段。其次，可看到，在示出的示例性版本中，止回阀24配置成同时阻挡呼气分支连接部22与(1)吸气分支连接部21，或(2)患者气道附件插座23之间的流体通路。该构造确保在单次呼吸的吸气阶段期间，气流从呼吸机经由吸气分支连接部21、穿过开启的止回阀24，且朝向患者气道附件插座23为基本上单向的，由此实现吸气气体具有穿过可转换呼吸机回路患者歧管20从呼吸机至患者的单一路线的手段。更具体地，止回阀的构造使得吸气气体不可通过直接在吸气分支连接部21与呼气分支连接部22之间流动而绕过患者。
82.如论述的构件的若干备选实施例符合本发明的范围。例如，止回阀24可由一对主动单向阀代替，该一对主动单向阀均控制来自吸气分支连接部21和呼气分支连接部22的流的通畅性，这将提供来自吸气分支连接部21和患者气道附件插座23的相同的单向流模式，其中管理经由吸气分支连接部21的流的所述单向阀开启，并且管理经由呼气分支连接部22的流的所述单向阀闭合。类似地，虽然如示出的止回阀24具有基本上鸭嘴形设计，但是应当理解，本发明还包括包含圆顶阀、伞阀和/或交叉狭缝阀途径的备选方案，该圆顶阀、伞阀和/或交叉狭缝阀途径在如描述的应用中具有实质上可应用的效用。
83.图6显示吸气分支止回阀24的优选实施例，吸气分支止回阀24呈符合单次呼吸的吸气屏气阶段的构造，由此在完全递送呼吸之后，递送至肺部的气体的体积在吸气(或肺部充胀)阶段与呼气(或肺部泄放)阶段之间保持达短暂时间段。在该构造中，示例性止回阀24
闭合，阻挡从患者气道附件插座23或呼气分支连接部22朝向吸气分支连接部21的逆行气流。另外，在该优选实施例中，主动静电致动呼气分支阀25a被促动并且强制闭合，防止从患者气道附件插座23朝向呼气分支连接部22的气流。该静电致动呼气分支阀25a经由与患者歧管20的外表面连通的电路致动，使得当dau安装在患者歧管20上时，提供电连接(不可见)，使得dau能够电促动静电致动呼气分支阀25。因此，在示出的构造中，在指定构件中的任何之间不容许气流，由此构成实现吸气屏气操作的必要设备，而不管可转换呼吸机回路是否连接于手动呼吸机或机械呼吸机。
84.如先前阐释和图5中示出的，如论述的指定构件的备选实施例将理解为在本发明的范围内，其将提供实现吸气屏气操作的相同能力。致动呼气分支阀25a的备选致动机构包括直接机械致动、气动致动和/或经由电磁或压电致动的备选电致动。
85.图7显示吸气分支止回阀24的优选实施例，吸气分支止回阀24呈符合单次呼吸的呼气阶段的构造。如图6中示出的，示例性止回阀24闭合，阻挡从患者气道附件插座23或呼气分支连接部22朝向吸气分支连接部21的逆行气流。另外，在该实施例中，主动静电致动呼气分支阀25a停用，使得其能够被动地再开启并且使得气流能够从患者气道附件插座23朝向呼气分支连接部22，由此实现用于呼吸循环的呼气阶段的手段，由此来自患者的呼气气体通过患者气道附件插座23进入可转换呼吸机回路患者歧管20、穿过停用和患者的静电致动呼气分支阀25a，并且经由呼气分支连接部22朝向呼吸机。
86.如先前示出的，如论述的构件的备选实施例在本发明的范围内是一致的，该备选实施例将提供实现肺部呼气的相同能力。致动呼气分支阀25a的备选致动机构可相同地构造成当主动呼气阀25a停用时提供自由气流。
87.虽然图5-7中的实施例描述有如图1中示出的吸气分支和呼气分支两者(分别为11和12)，但是还应当理解，如描述的功能性将完全保留，而没有实际的呼气分支12存在，并且连接于呼气分支连接部22。在该情况下，如图1中示出的，来自患者的呼出气体将不流动回至连接于呼吸机呼气分支连接器14的呼吸机，而是将改为从呼气分支连接部22简单地排放到周围大气中。空气传播的病原体过滤器可定位成靠近呼气分支连接部22，以使当没有连接呼气分支时，来自患者的呼气气体将不含可感染供应者和/或邻近患者的污染物。因此，参照图1，本发明的备选实施例包括单分支设计，其不包括呼气分支12。此外，本发明还提供允许仅在操作者认为合乎需要时(例如，在与机械呼吸机一起使用之前)添加呼气分支12的实施例。该构造可提供类似于如先前描述的单个双内腔可转换呼吸机回路的某些优点。
88.再次参照图5-7，虽然描述的装置支持由呼吸机推动的主动气体移动，但是还应当理解，如提供的构件还将在患者恢复部分或完全意识的情况下被动地起作用。在这些条件下，在患者自发地开始呼吸，由此在患者气道附件插座23的点处产生真空的情况下，止回阀24将响应于从吸气分支连接部21抽取的气流而被动地开启。
89.图8显示可转换呼吸机回路患者歧管20内的死腔区域18。出于获得关于气流、气压和/或成分气体的分压/混合物的某些测量值的目的，该死腔区域是重要的变量。特别地，在其中主动呼气阀25a被致动，产生零气流的吸气屏气操作期间，可获得精确的压力测量值，而不混淆由气流阻力产生的压力。
90.图9以放大视图显示与图8相同的构件，其中可转换呼吸机回路10连接于机械呼吸机80。该视图实现总死腔区域18相对于吸气分支11和呼气分支12中的气体的总体积的主观
比较。
91.图10显示仅与机械呼吸机80兼容的不可转换呼吸机回路中的比较死腔区域18。此类不可转换呼吸机回路经常不包含单向阀，其中通过呼吸机本身内包含的内部单向阀控制遍及吸气分支和呼气分支两者的单向气流。在该构造中，在回路内的任何点处获得的压力测量值是肺部连同包含在不可转换呼吸机回路的两个分支中的死腔区域18的整体的总测量值。在该构造中，死腔区域18远远超过患者的实际肺部容积。
92.图11显示可转换呼吸机回路患者歧管20的优选实施例，其提供吸气分支连接部21和呼气分支连接器(在该视图中在吸气分支连接部21后面的背景中)的水平同质(左-右)构造，其中其它指定构件保持与图7中示出的相同。
93.图12从自下而上的视角显示如图11中示出的可转换呼吸机回路患者歧管20的相同优选实施例。在该视图中，可看到吸气分支连接部21和呼气分支连接部22相对于患者气道附件插座23的位置的水平同质构造。
94.图13从端部视角显示如图11-12中示出的可转换呼吸机回路患者歧管的相同优选实施例。在该视图中，可看到吸气分支连接部21在左侧上，接着将气体通路向上引导且引导至右侧。类似地，可看到呼气分支连接部22在右侧上，接收来自左下方的气流。该视角有效地展示吸气/呼气气流的上下(竖直同质)构造可如何转换为左右(水平同质)构造。
95.图14显示图11的可转换呼吸机回路患者歧管20的优选实施例，还描绘用于一个或多个传感器端口27a和27c的优选位置，一个或多个传感器端口27a和27c向一个或多个传感器提供进入下面的气体通路的手段。这些传感器端口可盖住或塞住，以在端口中没有传感器存在而空置时防止气体泄漏。用于传感器端口27a和27c的优选实施例是用于类似于人类心脏瓣膜的被动、多尖瓣、交叉狭缝阀设计，其中当不存在传感器时，回路内的压力将阀压成闭合以防止泄漏，但是将在传感器的末端在阀的外表面上推动时，使阀在压力下偏转，使得传感器的正确定位将引起传感器端口开启并且容许传感器末端到气体通路中的可连通进入。应当理解，单向阀的常见备选形式将解释为由本发明提供。例如，鸭嘴阀、球阀、伞阀和其它常见的单向阀设计将起到本发明中描述的作用。
96.还可在图14中看到，取决于可转换呼吸机回路患者歧管20上的传感器端口27a和27c的位置，传感器可配置成与可转换呼吸机回路患者歧管20的特定区域连通，以便提供特定于呼吸循环的一个或多个阶段的传感器信息。例如，吸气分支止回阀24将在压力传感器与患者气道附件插座23之间，该压力传感器安装在定位成靠近吸气分支连接部21的传感器端口27a中。在主动吸气期间，当吸气分支止回阀24开启时(如图5中描绘的)，如先前描述的安装在传感器端口27a中的压力传感器将与气体接触，该气体具有至患者气道附件插座23以及因此患者的肺部的连续流体通路。这将意味着，在传感器端口27a处测量的压力将反映(1)患者的肺部中的压力和(2)由于对主动气流的气道阻力而生成的附加压力的总和。然而，在吸气屏气阶段或呼气阶段期间，由此吸气分支止回阀24在图14中示出的构造中闭合，如先前描述的安装在传感器端口27a中的压力传感器将不反映患者气道附件插座23中的压力，并且因此与患者的肺部中的压力隔离。这归因于吸气分支止回阀24的闭合构造，吸气分支止回阀24作用成中断如先前描述的安装在传感器端口27a中的压力传感器与患者气道附件插座23之间的气体通路。这意味着安装在传感器端口27a中的压力传感器除了来自连接于吸气分支连接部21的呼吸机的期望压力测量值之外，将没有混杂的压力源。位于靠近呼
气分支连接部(不可见)的传感器端口中的压力传感器的类似优点除了主动呼气期间的期望压力测量之外，将没有混杂的压力源。
97.与位于靠近吸气分支连接部或呼气分支连接部的传感器端口中的传感器相比，位于靠近患者气道附件插座23的一个或多个传感器端口27c中的传感器将与气体接触，该气体在遍及所有呼吸循环的所有时间处具有关于患者肺部的连续流体通路。例如，如先前描述的安装在传感器端口27c中的氧传感器将能够测量在吸气期间给予患者的氧浓度，并且还能够测量在呼气期间和呼气结束时由患者呼出的氧浓度。这可高度诊断摄氧量，由此吸气和呼气期间的氧浓度之间的差异与由血液吸收的氧量成比例(这可告知包括肺部功能、肺血流量和血红蛋白状态的诊断因素)。类似地，如先前描述的安装在传感器端口27c中的二氧化碳传感器将能够测量在吸气期间给予患者的二氧化碳浓度(其应该实质上为零)，同时测量在呼气结束时由患者呼出的二氧化碳浓度。呼出的二氧化碳浓度还可告知包括肺部功能、肺血流量和其它因素的诊断因素。最后，如先前描述的安装在传感器端口27c中的压力传感器将能够测量吸气、吸气屏气操作和呼气期间的压力。
98.图14描绘优选实施例，其中提供定位成靠近患者气道附件插座23的多个传感器端口27c，暗示如在该位置描绘的总共四个传感器端口27c(顶部、底部、前景和背景)。
99.图14还显示用于流量传感器筛网28的优选位置，流量传感器筛网28能够在所有呼吸阶段期间测量任一方向上的气流。在附图中描绘压差呼吸速度计的优选实施例，其还提供用于流量传感器筛网28附近的已知区域，使得可数学地确定在给定时间单位内穿过传感器的气体体积。将理解，本发明包括可提供与描述的实质上相同的功能性的其它类型的常见流量传感器。
100.图15显示图12的可转换呼吸机回路患者歧管20的优选实施例，还描绘用于构造成与可转换呼吸机回路患者歧管20的特定区域连通的传感器端口27a,27b和27c的优选位置。在该自下而上的视图中，可看到靠近吸气分支连接部21的传感器端口27a和靠近呼气分支连接部22的传感器端口27b的相应位置。如先前描述的，这使得安装在传感器端口27a中的传感器(例如，压力传感器)能够提供特定于吸气的“干净的”非混杂数据，并且使得安装在端口27b中的传感器能够提供特定于呼气的类似非混杂数据。还示出用于紧邻患者气道附件插座23的传感器端口27c的优选位置。
101.图16显示图13的可转换呼吸机回路患者歧管20的优选实施例，还描绘用于构造成与可转换呼吸机回路患者歧管20的特定区域连通的传感器端口27a,27b和27c的优选位置。该视角最清楚地示出传感器端口27a和27b可如何分别定位成紧邻吸气分支连接部21和呼气分支连接部22。类似地，该视角最清楚地示出四个示例性传感器端口27c可如何优选地定位成紧邻患者气道附件插座23。
102.该图16中提供的端部视角还最清楚地显示在该优选实施例中如何能够从可转换呼吸机回路患者歧管20的左侧和右侧进入所有传感器端口27a,27b和27c，使它们对dau和相关联的传感器的安装而言可容易地进入。
103.图17a显示dau30的实施例的侧视图，其中图17b提供dau30的实施例的对应端视图。在图17a中，可看到前景中的单个传感器壳体上臂32a。类似地，可看到前景中的单个传感器壳体下臂32b。在图17b中，两个传感器壳体上臂32a是可见的并且优选地定向在同一水平面上，其中两个传感器壳体下臂32b类似地可见并且定向。可在备选实施例中提供较少或
附加的传感器壳体臂，同时仍然在本发明的范围内。
104.传感器壳体上臂32a的优选实施例包含传感器壳体上臂颈部33a，其包括用于临时改变传感器壳体上臂32a的角度的主动或被动器件，使得左和右的传感器壳体上臂32a可在安装在可转换呼吸机回路患者歧管上期间分开加宽。类似地，传感器壳体下臂32b包含传感器壳体下臂颈部33b，其包括用于临时改变传感器壳体下臂32b的角度的主动或被动器件，以便于关于可转换呼吸机回路患者歧管的安装。传感器壳体上臂32a和/或传感器壳体下臂32b的优选实施例包括用于包括上臂壳体颈部33a和/或下臂壳体颈部33b的材料的特性的改变，使得记忆特征引起上臂壳体颈部33a和/或下臂壳体颈部33b在将dau30安装到可转换呼吸机回路患者歧管上期间在手动力下适应改变的、加宽的角度，但是接着在传感器壳体上臂32a和传感器壳体下臂32b完全前进到可转换呼吸机回路患者歧管上方时，恢复到原始角度。在该优选实施例中，dau和可转换呼吸机回路患者歧管的匹配表面构造成提供一个或多个特征，一旦安装完成，该一个或多个特征允许两个构件可逆地紧固在一起，由此在dau上的传感器与定位在可转换呼吸机回路患者歧管上的对应传感器端口之间提供可预测且一致的相对定位。在使用之后，通过在传感器壳体上臂32a和传感器壳体下臂32b上施加手动向外压力，dau30可从可转换呼吸机回路患者歧管释放，使得dau30能够从可转换呼吸机回路患者歧管滑落和拆卸。
105.继续参照图17a和图17b，传感器可在各种位置安装在dau30上，以从代表单个呼吸循环的特定阶段的特定位置获得数据。一个或多个吸气区传感器37a可定位成与可转换呼吸机回路患者歧管中的一个或多个对应的传感器端口对准，允许所述(多个)吸气区传感器37a与吸气气体直接对接。一个或多个呼气区传感器37b可定位成与可转换呼吸机回路患者歧管中的一个或多个对应的传感器端口对准，允许所述(多个)呼气区传感器37b与呼气气体直接对接。一个或多个患者区传感器37c可定位成与可转换呼吸机回路患者歧管中的一个或多个对应的传感器端口对准，允许所述(多个)患者区传感器37c与吸气气体和呼气气体两者直接对接。一个或多个辅助传感器37d可定位在可转换呼吸机回路患者歧管上，该可转换呼吸机回路患者歧管具有必要的连接部以提供与一个或多个配件的连接性，该一个或多个配件可包括气道附件的构件、药物雾化器、吸气气体加湿器或将在使用可转换呼吸机回路期间利用的其它配件。
106.本发明包括优选实施例，其中传感器可基于有意需要和预料提供的预期护理水平根据需要配合，其中(多个)传感器包括压力测量和/或成分气体的分压/混合物的测量。例如，可能的是，dau最初配合有单个压力传感器和用于测量二氧化碳浓度的单个传感器，如可在由基本技能水平供应者的院外患者的初始现场护理期间足够的，其中训练有素的护理人员随后到达并且如果认为需要则添加附加的(多个)传感器，以提高护理的复杂性。该途径最大化dau的操作和预算灵活性，用于在不同的应用中使用。
107.图18以自下而上的视图示出dau30单元，更清楚地示出左和右的传感器壳体上臂32a相对于左和右的传感器壳体下臂32b的构造。还可看到，提供传感器末端34，其使得传感器能够获得与传感器端口的流体连接。例如，吸气区传感器37a和呼气区传感器37b描绘成分别与可转换呼吸机回路患者歧管上的吸气分支传感器端口和呼气分支传感器端口对接。类似地，两个患者区传感器37c示出成与可转换呼吸机回路患者歧管上的患者区传感器端口对接。还示出旨在与可转换呼吸机回路外部的配件一起使用的辅助传感器37d。
108.附连于每个传感器的是传感器末端34，其构造成当插入到传感器端口中时产生气密密封，优选地包括渐缩的、大体上锥形的轮廓以与先前提到的作为优选传感器端口的部分的单向阀对接。代替辅助传感器37d上的传感器末端，优选实施例利用辅助衬套35，其构造成与可与如先前描述的的可转换呼吸机回路一起使用的配件气动地或电气地兼容。
109.dau30的该视图还清楚地描绘传感器壳体上臂颈部33a和传感器壳体下臂颈部33b可如何定位成便于加宽每个相应臂之间的间隙，以便于安装在可转换呼吸机回路患者歧管上。
110.图19显示dau30和可转换呼吸机回路患者歧管20的优选实施例，由此dau30具有内表面并且可转换呼吸机回路患者歧管20具有外表面，并且由此dau30的内表面的构造优选地成形为与可转换呼吸机回路患者歧管20的外表面的构造对接。可看到dau30可如何借助于线性滑动运动而基本上安装在可转换呼吸机回路患者歧管20上。
111.图20显示图14的可转换呼吸机回路患者歧管20的侧视图，还示出完全安装在可转换呼吸机回路患者歧管20上的dau30。可看到，dau传感器壳体上臂32a将吸气区传感器37a定位成与其对应的吸气区传感器端口(视图遮蔽)对接，而dau传感器壳体下臂32b和相关联的患者区传感器对准成与患者区传感器端口(视图遮蔽)对接。
112.图21示出完全安装在可转换呼吸机回路患者歧管20上的图20的dau30的自下而上的视图。可清楚地看到dau30的传感器与可转换呼吸机回路患者歧管20的它们的对应传感器端口之间的详细对准。例如，吸气区传感器37a对准，因此其传感器末端34插入到吸入区传感器端口27a中并且获得与吸入区传感器端口27a的气密密封，由此使得吸气区传感器37a能够具有与吸气气体的流体连接性。类似地，呼气区传感器37b对准，因此其传感器末端34插入到呼出区传感器端口27b中并且获得与呼出区传感器端口27b的气密密封，由此使得呼气区传感器37b能够具有与呼气气体的流体连接性。患者区传感器37c对准，因此它们的传感器末端34插入到它们的对应患者区传感器端口27中并且获得与它们的对应患者区传感器端口27的气密密封，由此使得患者区传感器37c能够具有与吸气气体和呼气气体的恒定流体连接性。辅助传感器37d配合有辅助衬套，使得其能够与如先前描述的的可转换呼吸机回路的各种配件对接。
113.图22示出图21的可转换呼吸机回路患者歧管20的端视图，还示出完全安装在可转换呼吸机回路患者歧管20上的dau30。吸气区传感器37a对准，因此其传感器末端(由于图解约束而未标记)插入到吸入区传感器端口27a中并且获得与吸入区传感器端口27a的气密密封，由此使得吸气区传感器37a能够具有紧邻吸气分支连接部21的与吸气气体的流体连接性。类似地，呼气区传感器37b对准，因此其传感器末端(由于图解约束而未标记)插入到呼出区传感器端口27b中并且获得与呼出区传感器端口27b的气密密封，由此使得呼气区传感器37b能够具有紧邻呼气分支连接部22的与呼气气体的流体连接性。患者区传感器37c对准，因此它们的传感器末端(由于图解约束而未标记)插入到它们的对应患者区传感器端口(由于图解约束而未标记)中并且获得与它们的对应患者区传感器端口的气密密封，由此使得患者区传感器37c能够具有紧邻患者气道附件插座23的与吸气气体和呼气气体的恒定流体连接性。
114.图22还示出近侧流量传感器38a和远侧流量传感器38b如何均插入到流量传感器筛网28的任一侧上的患者区传感器端口(由于图解约束而未标记)中并且获得与其的气密
密封。这使得流量传感器筛网28的任一侧上的压差测量值能够与该方法学的公知原理一致地数学地导出，以测量流量和随时间的累积流量(其等于体积)。应当理解，可集成测量流量的备选方法，同时仍然在本发明的范围内。
115.图23示出可转换呼吸机回路患者歧管20，其包括有利于数据采集和电触发功能性的附加属性。对患者气道附件插座23的增强包括患者气道附件发射电极环26a和患者气道附件接收电极环26b，它们中的每个包括围绕患者气道附件插座23的内表面和外表面的基本上圆形的导电环。患者气道附件发射电极环26a借助于气道附件发射导管26c与气道附件外表面发射电极26e电连续，气道附件发射导管26c可嵌入在可转换呼吸机回路患者歧管20的结构中和/或其上。类似地，患者气道附件接收电极环26b借助于气道附件接收导管26d与气道附件外表面接收电极26f电连续，气道附件接收导管26d可嵌入在可转换呼吸机回路患者歧管20的结构中和/或其上。总的来说，这些构件使得从患者气道附件外表面发射电极26e开始的电子脉冲能够经由气道附件发射导管26c继续以到达患者气道附件发射电极环26a。在患者气道附件安装在患者气道附件插座23中，其中所述患者气道附件包括能够完成气道附件发射电极环26a与患者气道附件接收电极环26b之间的电路的导电构件的情况下，则源自患者气道附件外表面发射电极26e的电脉冲将能够借助于气道附件接收导管26d返回至相邻患者气道附件外表面接收电极26f。
116.该图23中还示出主动呼气阀外表面发射电极25d，其经由主动呼气阀发射导管25b与主动呼气分支阀25a电连续。主动呼气分支阀25a还经由主动呼气阀接收导管25c与主动呼气阀外表面接收电极25e电连续。在主动呼气阀外表面发射电极25d和主动呼气阀外表面接收电极25e连接于能够生成电流的外部装置的情况下，则此类电流将促动主动呼气阀25a并且引起其靠近可透过气流。
117.备选实施例可从增强可转换呼吸机回路患者歧管20的功能的电气构件的该优选描述直观地得出。例如，在患者气道附件插座23配合有电发射和接收环(其实现借助于完成气道附件发射电极环26a与气道附件接收电极环26b之间的电路来检测患者气道附件的存在或不存在)的情况下，可容易地看到其中压力感测和/或机械开关或触发器可用作数据感测器件的机构以记录气道附件是否存在于气道附件插座23中。类似地，代替主动呼气阀25a在阀需要主动闭合时被电促动，用以操作主动呼气阀25a的气动器件可通过替换气动导管而直观地得出，使得实质上类似于主动呼气阀外表面发射电极25d定位的气动插座可发射气动脉冲，以便操作主动呼气阀25a。这些和其它实质上相似的备选实施例符合本发明的范围。
118.图24示出dau30，其包括便于主动呼出阀的数据采集和电触发功能性的附加构件。数据采集单元电气总线31具有与均位于dau30的外表面上的主动呼气阀发射电极39a和主动呼气阀接收电极39b的电连接性，使得当dau30安装在可转换呼吸机回路患者歧管上的其功能位置时，它们将接触可转换呼吸机回路患者歧管的外表面。数据采集单元电气总线31还具有与均位于dau30的外表面上的气道附件发射电极39c和气道附件接收电极39d的电连接性，使得当dau30安装在可转换呼吸机回路患者歧管上的其功能位置时，它们将接触可转换呼吸机回路患者歧管的外表面。还示出电气总线导管39e，其提供数据采集单元电气总线31与附连于dau的传感器之间的电连接性，该传感器包括吸气区传感器37a、呼气区传感器(在该视图中遮蔽)、患者区传感器37c和辅助传感器37d。在优选实施例中，电气总线导管
39e可嵌入在dau30的结构中。另外，如先前提到的，包括吸气区传感器37a、呼气区传感器(在该视图中遮蔽)、患者区传感器37c和辅助传感器37d的传感器中的每个优选地能够从dau30移除，以实现各种用户构造，其包括省略特定临床应用可不需要的一个或多个传感器的这些用户构造。可看到，由于提供的设备，故吸气区传感器37a、呼气区传感器(在该视图中遮蔽)、患者区传感器37c和辅助传感器37d全部具有与数据采集单元电气总线31的电连续性，并且经由有线连接部36，具有与dpu或能够与dau30通信的任何其它合作装置的电连续性。
119.图25a示出与图24中看到的相同的构件，其中图25b示出与图23中看到的相同的构件。应当注意，在dau30上，图25a中出现的主动呼气阀发射电极39a和主动呼气阀接收电极39b的相对定位如何对应于图25b中出现的可转换呼吸机回路患者歧管20上的、主动呼气阀外表面发射电极25d和主动呼气阀外表面接收电极25e的相对定位。类似地，应当注意，在dau30上，气道附件发射电极39c和气道附件接收电极39d的相对定位如何对应于可转换呼吸机回路患者歧管20上的、患者气道附件发射电极26e和患者气道附件外表面接收电极26f的相对定位。
120.图26示出与图25a和图25b中看到的相同的构件，除了看到dau30处于可转换呼吸机回路患者歧管上的其完全安装构造。如先前在图25a和图25b中看到的电气结构(由于图解约束而未标记)现在可看到处于物理接触，这实现dau30的电气构件与可转换呼吸机回路患者歧管20之间的电接触。
121.图27a示出示例性手动呼吸机70的端视图，示例性手动呼吸机70具有颈部73和实现调节一个或多个呼吸机参数的手动呼吸机参数控制器74。在图27a中出现的实施例中，手动呼吸机参数控制器74实现利用多个参数设置停止部74a调节潮气量(或呼吸大小)，然而应当理解，可控制一个或多个单独的通气参数，同时仍然在本发明的范围内。图27a还示出颈部抓握把手73e，其便于用户抓握手动呼吸机70并且经由颈部73保持的能力。图27a还示出吸气分支连接部71，其提供来自手动呼吸机70的输出流以进入经由吸气分支连接部71连接的吸气分支。来自经由呼气分支连接部72连接的患者呼气分支的呼出气流经由可包含在颈部73内的一个或多个呼气通风口72c排出至开放大气，其中所述呼气通风口72c还代表用于呼气末正压阀的潜在位置。
122.在图27a中示出的实施例中，可能的是，用户用一只手通过颈部抓握把手73e抓握手动呼吸机，同时用另一只手旋转参数调节器74。当此类调节发生时，容纳在颈部73上和/或与颈部73连续的编号73的构件以及吸气分支连接部71和呼气分支连接部72将在参数选择器74被手动旋转时，相对于参数选择器74的旋转方向保持静止。
123.图27b以自顶向下的视图示出与图27a相同的构件，连同从该视角能够更容易看见的本发明的附加属性。吸气分支连接部71具有吸气分支信号发射环71a，其与颈部信号发射导管73a和手动呼吸机参数发射电极73c电连续。呼气分支连接部72类似地具有呼气分支信号发射环72a，其也与颈部信号发射导管73a和手动呼吸机参数发射电极73c电连续。可看到手动呼吸机参数接收电极73d与颈部信号接收导管73b电连续，颈部信号接收导管73b同时与吸气分支信号接收环71b和呼气分支信号接收分支72b连续。
124.提供的构件构成用于将电信号潜在地从发射环中的一个(71a和/或72a)发射至接收环(71b和/或72b)中的一个的器件，这取决于电连接性是否存在于参数发射电极73c与参
数接收电极73d之间。例如，在电信号能够从手动呼吸机参数发射电极73c传播至手动呼吸机参数接收电极73d的情况下，则可看到此类电信号，如果其源自吸气分支信号发射环71a和/或呼气分支信号发射环72a，则所述电信号将传播至吸气分支信号接收环71b和/或呼气分支信号接收环。类似地，在电信号不能够从手动呼吸机参数发射电极73c传播至手动呼吸机参数接收电极73d的情况下，则可看到，如果电信号源自吸气分支信号发射环71a和/或呼气分支信号发射环72a，则所述电信号将不传播至吸气分支信号接收环71b和/或呼气分支信号接收环72b。
125.在图27a和图27b两者中，控制设置电极74b示出成处于将提供手动呼吸机参数发射电极73c与手动呼吸机参数接收电极73d之间的电连续性的构造。该控制设置电极74b包含能够发挥区分效果的一个或多个属性，该区分效果修改在手动呼吸机参数发射电极73c与手动呼吸机参数接收电极73d之间传递的电信号，由此实现信号中的所述修改以构成感测手段。例如，当控制设置电极74b施加已知的负载电阻使得电信号在手动呼吸机参数发射电极73c与手动呼吸机参数接收电极73d之间变化时，可产生区分效果。当发射的信号在通过区分效果的修改之后返回时，返回信号的所得特性可由处理单元、逻辑电路或其它器件读取，以确定哪个参数设置停止部74a在使用期间在给定时间处为操作的。控制设置电极74b还可借助于包括半导体存储器装置来提供区分效果，或者手动呼吸机参数发射电极73c可传播射频询问脉冲，这导致控制设置电极74b反映随后由手动呼吸机参数接收电极73d接收的数字数据，由此提供区分效果。
126.图28a和图28b分别提供与图27a和图27b相同的构件的端视图和侧视图。以该视角，可更好地认识到控制设置电极74b与手动呼吸机参数接收电极73d之间的空间关系，其中如果参数调节器74旋转，则控制设置电极74b将旋转移位，使得其将不再与手动呼吸机参数接收电极73d以及在手动呼吸机参数接收电极73d后面的背景中的手动呼吸机参数发射电极73c接触。
127.图29a示出其中多个控制设置电极74b安装在参数调节器74上的实施例，该每个控制设置电极74b对应于单个参数设置停止部74a。可看到，每个控制设置电极74b的位置具有在参数调节器74的中心与其对应的参数设置停止部74a之间的特定距离，其中没有两个控制设置电极74b具有在参数调节器74的中心与其对应的参数设置停止部74a之间的相同距离。在图29a中，参数调节器74示出有示出在12点钟位置的250毫升参数设置停止部74a。
128.在图29b中，出现与图29a中示出的相同的构件，其处于备选构造，其中参数调节器74逆时针旋转，使得500毫升参数设置停止部74a示出在12点钟位置。
129.在图29a和图29b中示出的实施例中，存在数量与参数设置停止部74a和控制设置电极74b相等的手动呼吸机发射电极73c的组，其中相同数量的手动呼吸机接收电极73d定位成使得对于任何给定的参数设置停止部74a，单个控制设置电极74b将提供单个手动呼吸机参数发射电极73c和手动呼吸机参数接收电极73d之间的电连续性。该构造使得每个控制设置电极74b能够相对于电信号的任何修改为相同的，该任何修改可在电信号从手动呼吸机参数发射电极73c和手动呼吸机参数接收电极73d的经过之间基于电信号而引起。这使得单独的手动呼吸机参数发射电极73c和/或手动呼吸机参数接收电极73d能够发挥区分效果，以使得处理单元、逻辑电路或其它器件能够确定哪个参数设置停止部74a在使用期间在给定时间处为操作的。进一步阐明该功能，图29a示出从手动呼吸机参数发射电极73c和手
动呼吸机参数接收电极73d的阵列的底部起第五个的控制设置电极74b，在该视图中，该控制设置电极对应于250毫升的潮气量设置。相比之下，图29b示出相同构件，在沿逆时针方向调节参数调节器74使得选择500毫升的潮气量设置之后，导致控制设置电极74b完成手动呼吸机参数发射电极73c和手动呼吸机参数接收电极73d的阵列之间从顶部向下第五个的电路。
130.图30a和图30b示出图29a和图29b中示出的构件的备选实施例。在该实施例中，示出单个手动呼吸机参数发射电极73c和手动呼吸机参数接收电极73d。另外，虽然对于每个参数设置停止部74a，单个控制设置电极74b仍存在，但是可看到，该构造中的每个单个控制设置电极74b具有在参数调节器74的中心与朝向参数调节器74的外缘的点之间的相同距离，使得每个控制设置电极74b定位成当参数调节器74的旋转构造使得这些构件能够在旋转平面上空间对准时，实现与单个手动呼吸机参数发射电极73c和手动呼吸机参数接收电极73d的电接触。该构造允许每个控制设置电极74b提供区分效果，其使得处理单元、逻辑电路或其它器件能够确定哪个参数设置停止部74a在使用期间在给定时间处为操作的。
131.应当理解，基于本发明的这些描述，可容易地提供一个或多个备选实施例，其类似地使得处理单元、逻辑电路或其它数据处理器件能够确定旋转参数调节器的位置。手动呼吸机发射和接收电极可用磁性开关替代，该磁性开关可由磁化元件驱动，起到与控制设置电极相同的作用。旋转参数调节器与电变阻器、电位计、编码器或其它类似通用装置之间的直接机械连接将提供与形成本发明的基础相同的能力。所有电气构件还可能为气动的，其利用流量和/或操作压力的变化来确定区分效果，使得能够确定旋转参数调节器的位置。
132.用于手动呼吸机参数调节器的一个或多个备选实施例还可构造用于代替旋转动作的线性动作。图31a示出颈部流出调节器73h的端视图，颈部流出调节器73h可用于修改颈部流出导管73f中的流出特性，由此颈部流出调节器73h包括具有一个或多个穿孔的柔性材料，使得在于颈部流出导管73f内逐渐前进时，用户可阻止流出以延长分配给呼吸递送的时间量和/或在颈部流出调节器73h的任一侧上的压力之间产生梯度。如在图31a中看到的，颈部流出调节器73h处于其中其基本上从颈部流出导管73h抽出的位置。
133.图31b示出图31a中描述的相同构件的侧视图，进一步示出包含颈部流出调节器73h的颈部流出调节器凹槽73g。可进一步看到，颈部流出调节器73h在结构上连接于线性参数调节器74，使得参数调节器74的线性位移将引起颈部流出调节器73h在颈部流出调节器凹槽73g内移动。
134.图31b还示出四个示例性参数设置停止部74a，以及用于每个参数设置停止部74a的手动呼吸机设置发射电极73c和手动呼吸机设置接收电极73d。如先前描述的，每个手动呼吸机设置发射电极73c和/或手动呼吸机设置接收电极73d能够发挥区分效果，该区分效果可使得处理单元、逻辑电路或其它器件能够确定哪个参数设置停止部74a在使用期间在给定时间处为操作的。在示出的实施例中，每个手动呼吸机设置发射电极73c与颈部信号发射导管73a电连续，颈部信号发射导管73a本身与吸气分支信号发射环71a和呼气分支信号发射环(在该视图中不可见)两者连续。在示出的构造中，控制设置电极74a在结构上连接于参数调节器74，使得在参数调节器74处于示出的位置的情况下，控制设置电极74a提供最右侧的手动呼吸机设置发射电极73c与手动呼吸机设置接收电极73d之间的电连续性。
135.图32a和图32b示出与图31a和图31b相同的构件和视图。(为了附图清楚，图32b中
出现的一些构件未标记；对于标记，请参照图31b。)可看到参数调节器74处于一位置，该位置引起颈部流出调节器73h处于导致部分阻挡颈部流出的、颈部流出导管73f内的位置。还可看到，控制设置电极74b提供不同于图31b中示出的那些的、不同的手动呼吸机设置发射电极73b和手动呼吸机设置接收电极73d之间的电连续性，由此使得处理单元、逻辑电路或其它器件能够基于如先前描述的区分效果来确定哪个参数设置停止部74a为操作的。
136.应当理解，导致处理单元、逻辑电路或其它器件确定由具有线性动作的参数设置调节器调节的手动呼吸机参数设置的示出的构件可用于调节除了颈部流出之外的参数。例如，具有线性动作的参数设置调节器可由用户使用以调节潮气量、呼气末正压和/或调节再充气所需的时间的、定位在手动呼吸机中的颈部流入装置。
137.图33示出手动呼吸机70的侧视图，手动呼吸机70具有连接于吸气分支11的吸气分支连接部71。手动呼吸机70还具有连接于呼气分支的呼气分支连接部，其中这些构件在该视角中在背景中。附接于吸气分支11的顶部的是dpu40，其具有dpu壳体41以及显示器和发声器42。dpu壳体41包含与吸气分支发射信号环11a对接的吸气分支发射电极44a。dpu壳体41还包含与吸气分支接收信号环11b对接的吸气分支接收电极44b。可看到吸气分支11的吸气分支发射信号环11a与手动呼吸机70的吸气分支连接部71的吸气分支发射环71a电接触。如先前参照图27b描述的，起源于手动呼吸机吸气分支发射环71a处的发射信号能够与控制设置电极74b对接，其接着由手动呼吸机吸气分支接收环71b接收。由于dpu40如描述地与手动呼吸机吸气分支发射信号环71a和手动呼吸机吸气分支接收信号环71b两者对接，故这些构件使得dpu40能够确定手动呼吸机70的哪个参数设置停止部74a在使用期间在给定时间处为操作的。
138.图34示出图33中示出的手动呼吸机70的相对侧视图。在该视图中，具有呼气分支发射信号环12a和呼气分支接收信号环12b的呼气分支12是可见的。dpu壳体41包含与呼气分支发射信号环12a对接的呼气分支发射电极45a。dpu壳体41还包含与呼气分支接收信号环12b对接的呼气分支接收电极45b。可看到，呼气分支12的呼气分支发射信号环12a与手动呼吸机70的呼气分支连接部72的呼气分支发射环72a电接触。如先前参照图27b描述的，起源于手动呼吸机呼气分支发射环72a处的发射信号能够与控制设置电极74b对接，其接着由手动呼吸机呼气分支接收环72b接收。由于dpu40如描述地与手动呼吸机呼气分支发射信号环72a和手动呼吸机呼气分支接收信号环72b两者对接，故这些构件使得dpu40能够确定手动呼吸机70的哪个参数设置停止部74a在使用期间在给定时间处为操作的。
139.图35示出气道附件连接器68，其构成器件，诸如面罩、声门上气道、气管内管或气管导管的气道附件可通过该器件连接于通气装置。在示出的实施例中，气道附件具有设计，由此其插入到接收装置的连接器中，使得接收装置的内表面与气道附件连接器68的外表面对接。图35中示出的实施例的外表面包括气道附件发射信号环69a，其与气道附件信号发射导管69c电连续，气道附件信号发射导管69c与气道附件识别芯片69e对接，气道附件识别芯片69e能够强求(exact)可使得处理单元、逻辑电路或其它器件能够确定一个或多个特定识别因素的区分效果，该一个或多个特定识别因素可选择成编程和/或以其它方式配置成对气道附件连接器68物理地附接的特别气道附件的一个或多个属性而言是独特的。气道附件识别芯片69e与气道附件信号接收导管69d电连续，气道附件信号接收导管69d本身与气道附件接收信号环69b电连续。
140.图36示出先前描述且在图36中示出的气道附件连接器68，其与如先前描述且在图26中示出的可转换呼吸机回路患者歧管20和dau30的构件组合。参照图25a和图25b，先前描述：具有气道附件发射电极39c的dau30建立与可转换呼吸机回路患者歧管20的气道附件外表面发射电极26e的电连接，并且如图23中示出的，所述气道附件外表面发射电极26e与患者气道附件发射电极环26a电连续。如图36中示出的，患者气道附件发射电极环26a能够在其正确地安装在可转换呼吸机回路患者歧管20的气道附件插座23中时，建立与气道附件连接器68的气道附件信号发射环69a的电连接，使得源自dau30的电脉冲最终能够传播至气道附件发射电极环26a。如先前描述且如图35中示出的，这建立使得dau能够将信号传输至气道附件识别芯片69e的连接性。
141.参照图25a和图25b，先前描述：具有气道附件接收电极39d的dau30建立与可转换呼吸机回路患者歧管20的气道附件外表面接收电极26f以及如图23中示出的所述气道附件接收电极环26b的电连接。如图36中示出的，患者气道附件接收电极环26b能够在其正确地安装在可转换呼吸机回路患者歧管20的气道附件插座23中时，建立与气道附件连接器68的气道附件信号接收环69b的电连接，使得先前传播至气道附件识别芯片69e的、源自dau30的电脉冲能够借助于气道附件接收信号环69b、可转换呼吸机回路患者歧管气道附件接收导管26d(如图23中示出的)输送回至dau30，可转换呼吸机回路患者歧管气道附件接收导管26d与可转换呼吸机回路患者歧管气道附件外表面接收电极26f电连续，可转换呼吸机回路患者歧管气道附件外表面接收电极26f与dau30的气道附件接收电极39d接触。
142.图37以同一侧视图示出图36的所有构件，其中在备选实施例中示出气道附件连接器68，由此气道附件的气道附件连接器68配合在可转换呼吸机回路患者歧管20的气道附件插座23的外侧上方。可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23具有患者气道附件发射电极环26a，当气道附件连接器68正确地安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23上时，患者气道附件发射电极环26a能够与气道附件发射信号环69a形成电连接。类似地，可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23具有患者气道附件接收电极环26b，当气道附件连接器68正确地安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23上时，患者气道附件接收电极环26b能够与气道附件接收信号环69b形成电连接。用于患者气道附件连接器68的该备选实施例提供与先前描述的相同的电连接性，其中dau30能够与气道附件识别芯片69e对接，如先前描述并且在图35中示出的。
143.图38a示出图36中示出的实施例中的气道附件连接器68。图38b示出图37中示出的实施例中的气道附件连接器68。在图38a和图38b两者中，可看到气道附件连接器68不完全安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23中，使得气密密封保持在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23与患者气道附件连接器68之间，提供可转换呼吸机回路患者歧管20与气道附件(例如，面罩、声门上气道、气管内管、气管导管)之间的持续气体移动。然而，在图38a和图38b两者中，可看到气道附件连接器68到可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23中的不完全安装引起可转换呼吸机回路患者气道附件发射电极环26a与气道附件发射信号环69a之间的电连接性的失去。类似地，气道附件连接器68到可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23中的不完全安装引起可转换呼吸机回路患者气道附件接收电极环26b与患者气道附件接收信号环69b之间的电连接性的失去。
144.图39示出安装在可转换呼吸机回路患者歧管20上的dau30和患者气道附件(在该
情况下，面罩61)，该患者气道附件具有安装在可转换呼吸机回路患者歧管气道附件插座23中的患者气道附件连接器68。面罩61具有面罩套囊61a，面罩套囊61a以空气(或其它流体)充胀，旨在符合患者面部的轮廓，以便实现气密密封，使得通气气体可基本上在可转换呼吸机回路患者歧管20与患者的鼻子和嘴之间流动。面罩61进一步具有面罩套囊充胀/泄放阀61b，其与可用于调节面罩套囊61a中的压力的通用注射器兼容。面罩61还具有面罩套囊压力管61c，其具有两个端部，优选地是柔性的但是具有低顺应性，使得其能够将内部压力从一个端部最佳地传播至相对端部。面罩套囊压力管61c的一个端部与面罩套囊61a的内部连通，其中另一个端部连接于包括压力传感器的dau辅助传感器37d。本发明的构件的该组合使得dau30能够监测和传输面罩套囊61a中的压力的测量值。
145.继续参照图39，可看到柔性面罩套囊61a处于部分充胀状态，导致面罩套囊61a的表面基本上松弛。
146.图40示出先前在图39中示出的本发明的构件的相同组合。可看到，面罩61压靠患者的面部，引起面罩套囊61a压缩成基本上拉紧状态。由于面罩套囊61a的压缩，故面罩套囊61a内部的压力将增加，引起面罩套囊压力管61c中的压力增加，其可随后由包括压力传感器的dau辅助传感器37d感测。
147.图41示出安装在可转换呼吸机回路患者歧管20上的dau30和患者气道附件(在此情况下，气管内管63)，该患者气道附件具有安装在可转换呼吸机回路患者歧管20中的患者气道附件连接器68。气管内管具有气管内管套囊63a，气管内管套囊63a以空气(或其它流体)充胀，旨在符合患者的气管的轮廓，以便实现气密密封，使得通气气体可基本上在可转换呼吸机回路患者歧管20与患者的气管之间流动。气管内管63进一步具有气管内管套囊充胀/泄放阀63b，其与可用于调节气管内管套囊63a中的压力的通用注射器兼容。气管内管63进一步具有气管内管套囊压力管63c，其具有两个端部，优选地是柔性的但是具有低顺应性，使得其能够将内部压力从一个端部最佳地传播至相对端部。气管内管套囊压力管63c的一个端部与气管内管套囊63a的内部连通，其中另一个端部连接于包括压力传感器的dau辅助传感器37d。本发明的构件的该组合使得dau30能够监测和传输气管内管套囊63a中的压力的测量值。
148.图42示出与先前在图41中示出和标记的相同的构件，除了示出代替气管内管的气管导管64。如先前描述的，气管导管64连接于dau安装在其上的可转换呼吸机回路患者歧管。如先前针对气管内管描述的和如图41中示出的，气管导管64连接于可转换呼吸机回路患者歧管。气管导管具有气管导管套囊64a，气管导管套囊64a以空气(或其它流体)充胀，旨在符合患者的气管的轮廓，以便实现气密密封，使得通气气体可基本上在可转换呼吸机回路患者歧管与患者的气管之间流动。气管导管64进一步具有气管导管套囊充胀/泄放阀64b，其与可用于调节气管导管套囊64a中的压力的通用注射器兼容。气管导管64进一步具有气管导管套囊压力管64c，其具有两个端部，优选地是柔性的但是具有低顺应性，使得其能够将内部压力从一个端部最佳地传播至相对端部。气管导管套囊压力管64c的一个端部与气管导管套囊64a的内部连通，其中另一个端部连接于包括压力传感器的dau辅助传感器37d。本发明的构件的该组合使得dau30能够监测和传输气管导管套囊64a中的压力的测量值。
149.图43示出热湿交换器(hme)65的侧视图，热湿交换器(hme)65设计成插入在可转换
呼吸机回路患者歧管气道附件插座(图36中的物品23)和气道附件连接器(图36中的物品68)之间的中间构件。hme可转换呼吸机患者歧管连接器65l在形状和大小上与气道附件连接器(图36中的物品68)轮廓相同，使得hme可转换呼吸机患者歧管连接器65l能够精确地插入到可转换呼吸机患者歧管插座(图36中的物品23)中，如先前描述的和如图36中示出的，用于可转换呼吸机患者歧管插座(图36中的物品23)与气道附件连接器(图36中的物品68)之间的连接。
150.图43还示出具有热和湿气再捕获元件65n的hme65，热和湿气再捕获元件65n对双向气流而言为可透过的，但是捕获在每次呼气期间由患者呼出的加热湿气，使得其可在单个呼吸循环的下一个呼气阶段期间预热和加湿新鲜吸气气体。热和湿气再捕获元件65n的位置位于气体通路内，使得热和湿气非再捕获区65o在热和湿气再捕获元件65n与hme可转换呼吸机患者歧管连接器65l之间，由此在该区域中在任一方向经过的通气气体基本上不被加热和/或加湿。相比之下，热和湿气再捕获区65p定位在热和湿气再捕获元件65n与hme气道附件连接器65m之间，使得在该区域中在任一方向上经过的呼吸机气体基本上暴露于来自患者的再捕获的热和湿润。
151.图43示出具有气道附件插座65m的hme65，气道附件插座65m在形状和大小上与可转换呼吸机患者歧管插座(图36中的物品23)轮廓相同，使得气道附件连接器(图36中的物品68)能够精确地连接于hme气道附件插座65m，如先前描述的和如图36中示出的，用于可转换呼吸机患者歧管插座(图36中的物品23)与气道附件连接器(图36中的物品68)之间的连接。
152.图43进一步示出具有hme信号发射环65a的hme65，hme信号发射环65a与hme信号发射导管65c电连续，hme信号发射导管65c与hme识别芯片65e电连续。hme信号发射导管65c从hme识别芯片65e继续以与hme气道附件发射信号中继环65f连接。hme65进一步具有hme气道附件接收信号中继环65g，其经由hme接收信号导管65d与hme接收信号环65b电连续。
153.图43示出还具有hme压力管65h的hme65，hme压力管65h具有两个端部，优选地是柔性的但是具有低顺应性，使得其能够将内部压力从一个端部最佳地传播至相对端部。hme压力管65h的一个端部与热和湿气再捕获区65p连通，其中相对端部形成hme压力管辅助传感器连接器65i，其能够连接于包括压力传感器的dau辅助传感器(如图39中示出的物品37d)。
154.当hme65在不连接于dau辅助传感器(如图39中示出的物品37d)的情况下利用时，hme压力管连接器65i的优选实施例可盖住或塞住以防止气体泄漏。
155.图44a示出如先前描述和图43中示出但是以关于水平面旋转近似15度的侧视图示出的hme65的优选实施例，揭示再捕获区温度和/或湿度探头端口65j和在其正上方的非再捕获区温度和/或湿度探头端口65k。用于再捕获区温度和/或湿度探头端口65j和非再捕获区温度和/或湿度探头端口65k的优选实施例包括类似于人类心脏瓣膜的被动、多尖瓣、交叉狭缝阀设计，其中回路内部的压力在没有温度和/或湿度探头存在时将阀压成闭合以防止泄漏，但是在温度和/或湿度探头的末端接触每个阀的外表面时，将在压力下偏转，使得温度和/或湿度传感器的正确定位将引起再捕获区温度和/或湿度探头端口65j和非再捕获区温度和/或湿度探头端口65k开启并且容许温度和/或湿度探头到气体通路中的可连通进入。应当理解，单向阀的常见备选形式将解释为由本发明提供。例如，鸭嘴阀、球阀、伞阀和其它常见的单向阀设计将起到本发明中描述的作用。
156.图44b示出如先前描述和图44a中示出的hme65的优选实施例，进一步示出安装在再捕获区温度和/或湿度探头端口65j中的再捕获区温度和/或湿度探头66a。类似地，非再捕获区温度和/或湿度探头66b示出成安装在非再捕获区温度和/或湿度探头端口65k中。温度和/或湿度探头两者电连接于温度和/或湿度探头连接线缆66c，温度和/或湿度探头连接线缆66c本身通向能够与dau连接的温度和/或湿度探头连接线缆连接器66d，由此使得温度和/或湿度数据能够由dau采集，用于由dpu的后续处理。
157.图44a和图44b中描述的优选实施例的备选方案从提供的详细描述容易地得出。例如，hme65的备选方案可仅具有旨在与单个再捕获区温度和/或湿度探头66a一起使用的再捕获区温度和/或湿度端口65j。另外，再捕获和非再捕获区端口和探头的相对定位可根据描述的具体描述修改，而不偏离本发明的范围。
158.图45a以自下而上的视图示出图44a的构件，示出hme压力管65h和再捕获区温度和/或湿度探头端口65j的相对定位，再捕获区温度和/或湿度探头端口65j出现在前景中，该前景遮蔽在该视图中在直接背景中的非再捕获区温度和/或湿度探头端口的视图。hme压力管辅助传感器连接器65i在该视图中也是可见的。
159.图45b以相同的视图示出图44a的相同构件，还示出安装在再捕获区温度和/或湿度探头端口65j中的再捕获区温度和/或湿度探头66a。温度和/或湿度探头连接线缆66c以及温度和/或湿度探头连接线缆连接器66d在该视图中也是可见的。
160.图46示出与图43相同的构件，其中添加安装在hme气道附件插座65m中的气道附件连接器68。如先前描述的，hme气道附件插座65m在形状和大小上与可转换呼吸机患者歧管插座(图36中的物品23)轮廓相同，使得气道附件连接器68能够精确地连接，如先前描述的和如图36中示出的，用于可转换呼吸机患者歧管插座(图36中的物品23)与气道附件连接器68之间的连接。这允许hme65作为中间构件插入在可转换呼吸机回路患者歧管插座(图36中的物品23)与气道附件连接器68之间。
161.图46进一步示出hme65与气道附件连接器68之间的所有电气和传感器构件的连续性。可看到，hme信号发射环65a与hme信号发射导管65c电连续，hme信号发射导管65c与hme识别芯片65e电连续，hme识别芯片65e提供与hme气道附件发射信号中继环65f的进一步电连续性，hme气道附件发射信号中继环65f与气道附件发射信号环69a电接触。电连续性从气道附件发射信号环69a继续至气道附件识别芯片69e，气道附件识别芯片69e接着经由气道附件接收信号导管69d连接于气道附件接收信号环69b。气道附件接收信号环69b具有与hme接收信号中继环65g的电连续性，hme接收信号中继环65g具有经由hme接收信号导管65d与hme接收信号环65b的电连续性。
162.图47示出安装在可转换呼吸机回路患者歧管20上的dau30。可转换呼吸机患者歧管20连接于hme65。hme65连接于气管内管64的气道附件连接器68。由本发明提供的构件的该组合实现在可转换呼吸机回路患者歧管20、hme65和气管内管64之间的气流。参照先前段中描述和如图46中示出的电连接，由本发明提供的构件的该组合的累积结果实现还导致以下之间的传输信号和接收信号两者的电连续性：(1)dau30；(2)可转换呼吸机回路患者歧管20；(3)hme65；以及(4)气管内管63的气道附件连接器68。
163.图47还示出连接于dau辅助传感器37d的hme压力管65h和hme压力管连接器65i。类似地，示出hme温度和/或湿度线缆66c，其经由hme温度和/或湿度线缆连接部66d连接于dau
辅助传感器37d。hme温度和/或湿度线缆连接部66d的优选实施例是其以dau辅助传感器37d的大小和轮廓成形，使得hme温度和/或湿度线缆连接部66d可直接连接于dau30，就像dau辅助传感器37d那样，由此消除为了使dau30具有与hme温度和/或湿度线缆连接部66d的电连续性而将dau辅助传感器37d配合为中间构件的需要。
164.关于气管内管的图47中描绘的连接是示例性的，其中如果利用本发明的备选气道附件(例如，面罩、声门上气道、鼻气管插管或气管导管)，则相同的连接由本发明提供。
165.在描述电连接的情况下，可提供数据交换的备选手段，同时仍然在本发明的教导内。例如，光纤可代替电触点和/或导管，以提供用于例如dau与可转换呼吸机回路患者歧管之间和/或dpu与手动呼吸机之间和/或dpu与机械呼吸机之间的数据交换的相同手段。磁性和/或光学传感器，和/或压力和/或压电开关，或它们的任何组合可用于确定手动呼吸机上使用的旋转和/或线性控制的相对位置。
166.因此，如描述的构件和功能向多种新方法学提供手段，以利用一个或多个构件组合来部分或完全解决本领域中前述未解决的挑战中的一个或多个。
167.参照图1，本发明提供操作手动呼吸机70的方法，手动呼吸机70与具有吸气分支11、呼气分支12和患者歧管20的呼吸机回路10兼容并且连接于呼吸机回路10，由此患者歧管20本身与具有显示器和发声器42的组合的dau/dpu30 42兼容，由此手动通气70通过如下来操作：用一只手或两只手顺序地挤压手动通气器70，其中此类动作构成单个呼吸循环的吸气阶段，后接释放对手动呼吸机70的抓握，足以允许其再膨胀，同时继续保持手动呼吸机70，其中此类动作构成单个呼吸循环的呼气阶段。
168.继续参照图1，本发明的优选实施例包括手动呼吸机70，其具有由一个或多个控制设置的一个或多个可调节呼吸参数，其中所述控制是旋转的、线性的或其它类型的。这添加使用本发明的又一种方法学，其依赖于一个或多个可调节呼吸参数以在手动通气期间实现对一个或多个通气递送参数的实质控制，其中此类方法学包括：(1)将一个或多个呼吸参数调节至期望和/或规定的设置的步骤；后接(2)依靠提供一个或多个可调节呼吸参数的手动呼吸机70的机构来根据其设计起作用，以便在该一个或多个可调节呼吸参数的约束内递送如先前描述的手动通气。
169.仍参照图1，本发明的优选实施例还包括呼吸机回路10，其包含具有吸气颗粒、毒物和病原体过滤器15的吸气分支11。这向本发明提供又一种方法学，其保护患者免受否则将在手动通气期间代表危险的颗粒、毒物和/或病原体，包括以下步骤：(1)提供如描述的呼吸机回路10的优选实施例，呼吸机回路10包含具有吸气颗粒、毒物和病原体过滤器15的吸气分支11；(2)压缩如先前描述的手动呼吸机70，以实现单个呼吸循环的吸气阶段，由此由手动呼吸机70喷出的吸气气体必然穿过呼吸机吸气连接部13，后接穿过吸气颗粒、毒物和病原体过滤器15，由此递送至患者的吸气气体基本上不含颗粒、毒物和/或病原体。
170.再次参照图1，本发明的优选实施例还包括呼吸机回路10，其包含具有呼气病原体过滤器16的呼气分支12。这向本发明提供又一种方法学，其保护供应者和/或其它近侧患者和/或人员免受病原体，该病原体如果存在于经受手动通气的患者中，则当在手动通气的呼气阶段呼出到周围环境中时，可代表对所述供应者和/或其它近侧患者和/或人员的危险。方法学包括以下步骤：(1)提供如描述的本发明的优选实施例，其包含呼吸机回路10，呼吸机回路10包含具有呼气病原体过滤器16的呼气分支12；(2)在如先前描述的呼吸的递送之
后，释放对手动呼吸机70的抓握，这引起患者被动呼出，由此从患者呼出的气体横穿呼气分支12并且在排放到周围大气中之前，必然地穿过呼气病原体过滤器16和呼吸机呼气连接部14。
171.本发明的优选实施例还包括呼吸机回路10，由此吸气分支11和呼气分支12由波纹管或实现方法学的类似管路设计构成，由此吸气分支11和呼气分支12可优选地在关于手动呼吸机70的使用期间处于如图3中示出的压缩或缩回位置，但是这提供吸气分支11和呼气分支12在关于机械呼吸机(图4的物品80)的使用期间改变至如图4中示出的膨胀或伸长位置的能力。这构成方法，由此如图3中示出的呼吸机回路10是可转换呼吸机回路，由此可转换呼吸机回路10可在用于与如图3中示出的手动呼吸机70一起使用的压缩构造和用于与机械呼吸机(图4的物品80)一起使用的伸长构造之间可变地修改，其中所述方法学通过用两只手在沿呼吸机回路10的长度的两个点之间施加手动牵引，导致使可转换呼吸机回路10膨胀来实现。类似地，这构成方法，由此如图4中示出的呼吸机回路10是可转换呼吸机回路，由此可转换呼吸机回路10可在用于与如图4中示出的机械呼吸机80一起使用的伸长构造和用于与手动呼吸机(图3的物品70)一起使用的压缩构造之间可变地修改，其中所述方法学通过用两只手在沿呼吸机回路10的长度的两个点之间施加手动压缩，导致压缩可转换呼吸机回路10来实现。
172.即使当没有发生手动通气与机械通气之间的转换时，用于实现可转换呼吸机回路在基本上伸长的构造与基本上压缩的构造之间的转换的这些方法学也可用于优化所述可转换呼吸机回路的构造。例如，在患者需要更换为物理上位于离患者较近的距离处的便携式机械呼吸机的情况下，如可对于在落地式机械呼吸机中使用而言大体上最佳的，完全伸长的可转换呼吸机回路可部分和/或完全地压缩。类似地，在患者移动(诸如，通过狭窄通路从现场紧急情况脱离，由此供应者将不可能在患者旁边行走，并且必须改为保持在患者前方或后方的位置)的情况下，如可对于在手动通气期间使用而言大体上最佳的，完全压缩的可转换呼吸机回路可部分和/或完全地伸长。
173.参照图2，本发明提供用于通过提供单独的dpu壳体41而在手动通气期间支承dpu40的重量的方法学，单独的dpu壳体41可物理地连接于呼吸机吸气连接部13，其包括与手动呼吸机70的吸气分支连接部71连接的吸气分支11的该部分。单独地或另外，dpu壳体41还可物理地连接于呼吸机呼气连接部(图1中的物品14)，其与手动呼吸机70的呼气分支连接部(图1中的物品72)连接。在保持手动呼吸机70同时递送手动通气的过程期间，用户还保持并且支承dpu40和可转换呼吸机回路10的在可转换呼吸机回路患者歧管20的水平上方的部分的重量。该方法学使得dpu40的重量能够最小化，有助于最小化施加在连接于可转换呼吸机回路患者歧管20的患者气道上的力。
174.参照图1、2和3，本发明提供准备可转换呼吸机回路(图2中的物品10)的方法学，该可转换呼吸机回路具有用于与兼容的手动呼吸机70、dau30和dpu40一起使用的患者歧管20，该方法学包括以下步骤：(1)提供图1中示出的所有构件；(2)在使用之前移除可使构件保持与潜在污染物隔离的任何包装；(3)参照图1，将呼吸机吸气连接部13连接于吸气分支连接部71；(4)将呼吸机呼气连接部14连接于呼气分支连接部72；(5)将dpu(图2中的物品40)连接于呼吸机吸气连接部13和呼吸机呼气连接部14；(6)使dau(图2中的物品30)在可转换呼吸机回路患者歧管20上方滑动，以使在完成步骤1-6时，本发明处于如图3中示出的构
造。
175.在使用组合dau dpu(图1中的物品30 40)而不是如先前描述的优选实施例的情况下，则可省略先前描述的方法学的步骤5，其中步骤6同时导致dau dpu(图1中的物品30 40)的安装。
176.参照图3，一旦如先前描述地准备组合的构件，则方法学包括如下又一步骤：在dpu40上供能并且遵循借助于显示器和发声器42输送至用户的视觉和/或听觉指令。在关于过程的供能期间，dau30和/或dpu40可执行一系列自检以确认内部构件的适当功能，并且还测试与配合于dau30的任何传感器的功能电子连接性。
177.参照图3和图21，方法学可包括如下又一步骤：要求用户与dpu(图3中的40)交互来作为确认配合于dau(图21中的30)的传感器的存在的过程的部分。例如，dpu(图3中的40)可通知用户：其感测：(1)例如为压力传感器的吸气区传感器37a的存在；(2)例如也为压力传感器的呼气区传感器37b；(3)例如也为压力传感器的患者区传感器37c；(4)例如为二氧化碳浓度传感器的患者区传感器37c；以及(5)还可为压力传感器或其它传感器的一个或多个辅助传感器37d的存在。参照图22，方法学可包括另外的步骤，由此dpu(图3中的40)通知用户：其还感测：(6)近侧流量传感器38a；以及(7)远侧流量传感器38b，远侧流量传感器38b连同形成包括流量传感器的组合的可转换呼吸机回路患者歧管20的流量传感器筛网28工作。
178.在放置传感器，但不在dpu确认为由dau主动感测的这些传感器之中的情况下，则方法学提供示例性排除故障程序，其包括：(1)从dau(图21和/或图22中的30)移除未检测到的传感器；(2)将未检测到的传感器再安装回在dau(图21和/或图22中的30)上；(3)如先前描述地确定dau现在是否检测到再安装的(多个)传感器；以及(4)如果没有，则以一个或多个替换传感器替代未检测到的(多个)传感器。
179.如先前描述和图33和图34中示出的，本发明提供手动呼吸机70的优选实施例，手动呼吸机70具有用于一个或多个呼吸参数的一个或多个控制，其中所述手动呼吸机70具有经由如先前描述的在以下之间的连接性与dpu40对接的能力：(1)dpu；(2)可转换呼吸机回路吸气和呼气分支连接部；以及(3)手动呼吸机的优选实施例。参照图27a和图27b，本发明包括优选的方法学步骤，由此信号从dpu发送至手动呼吸机中的控制设置电极74b，由此控制设置电极74b使得dpu能够确定物理连接的手动呼吸机的类型和/或大小。这可通过一种或多种通用方法学来实现，该一种或多种通用方法学包括控制设置电极74b以特定于插入到特定类型和/或大小的手动呼吸机中的控制设置电极74b的一种或多种方式修改从dpu发送的信号。方法学可接着包括步骤，由此dpu通知用户其主动检测手动呼吸机的存在，其中用户确认手动呼吸机的类型和/或大小的存在。
180.在手动呼吸机不被dpu检测，并且/或者dpu检测到除了实际连接的之外的类型和/或大小的手动呼吸机的情况下，则方法学提供排除故障程序，其包括:(1)通过反转先前描述的步骤来移除手动呼吸机；(2)如先前描述地将手动呼吸机再安装回在dpu上；(3)判断dpu是否获得检测再安装的手动呼吸机的能力；以及(4)如果没有，则以替换手动呼吸机替代未检测到的手动呼吸机。在dpu检测到手动呼吸机的存在，但是检测到的手动呼吸机的类型和/或大小不是主动连接的手动呼吸机的类型和/或大小的情况下，则dpu可提供超控功能，由此用户可手动地输入连接的手动呼吸机的正确类型和/或大小。
181.方法学可进一步提供在使用之前的过程，由此用户确认关于手动呼吸机的优选实
施例的一个或多个呼吸机参数控制的正确功能。参照图29a和图29b，dpu可提示用户确认旋转参数调节器74的当前参数设置停止部74a，后接提示用户将旋转参数调节器74调节至新参数设置停止部74a，在此之后，dpu提示用户确认新参数设置停止部74a来作为确认旋转参数控制的正确dpu检测的手段。
182.在手动呼吸机上的旋转参数调节器不被dpu正确地检测到的情况下，则方法学提供排除故障程序，其包括：(1)从dpu再提示，确认是否存在手动呼吸机的正确类型/大小；如果是，(2)移除手动呼吸机；(3)将手动呼吸机再安装回在dpu上；(4)重复如先前描述的步骤以确定dpu现在是否能够正确确认旋转参数调节器的设置；以及如果不能，(5)提供超控功能，由此用户可针对旋转调节器的每个参数设置停止部将正确设置手动地输入到dpu中。
183.用于确认dpu正确检测旋转控制的设置的刚才描述的方法学，以及在没有正确检测旋转控制的设置的情况下的排除故障程序完全适用于如先前描述和图31a、31b、32a和32b中示出的线性控制系统，或可安装在手动呼吸机上并且配备至dau和/或dpu的其它手动控制器。
184.如先前描述和图41-43中示出的，本发明提供气道附件的多个优选实施例，其全部具有如先前描述和图35-37中示出的增强，该增强使得所述气道附件能够具有经由在以下之间的如先前描述的连接性与dau对接的能力：(1)dau；(2)可转换呼吸机回路患者歧管；以及(3)气道附件的优选实施例。参照图35，气道附件连接器68包括气道附件识别芯片69e，由此作为准备用于与手动呼吸机一起使用的系统的方法学中的附加步骤，信号经由有线连接(图3中的36)从dpu(图3中的40)发送至dau(图3中的30)，并且从那里至气道附件识别芯片(图35中的69e)，由此气道附件识别芯片69e使得dpu能够确定哪种类型和/或大小的气道附件是物理连接的。这可通过一种或多种方法学来实现，该一种或多种方法学包括：气道附件识别芯片69e以特定于插入到特定类型和/或大小的气道附件中的气道附件识别芯片69e的一种或多种方式修改从dpu发送的信号。例如，如果气道附件是面罩，则特定类型和大小(例如，成人或儿童或婴儿)可由dpu确定。准备期间的附加步骤可接着包括步骤，由此dpu通知用户其主动检测特定类型和大小的气道附件的存在，其中用户确认连接的气道附件的类型和/或大小的存在。
185.在气道附件不被dpu检测到，并且/或者dpu检测到除了实际连接的之外的类型和/或大小的气道附件的情况下，则方法学提供排除故障程序，其包括：(1)移除气道附件；(2)再安装气道附件；(3)确定dpu是否获得正确检测再安装的气道附件的能力；以及(4)如果不是，则以替换气道附件替代未检测到或错误检测到的气道附件。在dpu检测到气道附件的存在，但检测到的气道附件的类型和/或大小不是实际连接的气道附件的类型和/或大小的情况下，则dpu可提供超控功能，由此用户可手动输入连接的气道附件的正确类型和/或大小。
186.用于准备用于与手动呼吸机一起使用的系统的方法学可提供可在预期使用的某些情况下特别地适合的另外的步骤。例如，dpu可包括要求用户执行预使用和设置程序以输入识别它们自身的信息(通过姓名、用户号码和/或其它手段)的步骤。方法学可包括要求用户将在使用之前连接的呼吸机回路、手动呼吸机和/或气道附件的一个或多个批号输入到dpu中的步骤。基于本文中的详细描述，作为准备用于与手动呼吸机一起使用的呼吸机回路的部分的一个或多个附加步骤可由本领域技术人员确定，同时仍然在本发明的有意范围内。
187.用于准备用于与手动呼吸机一起使用的系统的方法学可提供又一步骤，由此dpu连接于功率源以确保在投入服务时，系统具有足够的电池充电量。
188.一旦投入服务用于在特定患者上使用，方法学提供步骤，由此dpu要求用户输入某些基本的患者人口统计数据。例如，dpu可要求输入近似患者身高以及患者是男性还是女性。备选地，dpu可通过对接装置(诸如，电子健康记录、患者数据芯片或其它器件)获得该信息。
189.一旦投入服务用于在特定患者上使用，方法学提供步骤，其中dpu分配控制号码或其它手段以使得用户能够将由dpu获得、储存、存档和/或传输的数据链接于特定患者，而不必利用患者的个人识别信息。例如，由dpu分配的控制号码可由dpu提供给用户，用于用户随后将控制号码输入到机密患者记录中，使得访问机密患者记录的授权人员能够将储存的、存档的和/或传输的dpu数据匹配至特定患者。
190.如先前描述的，本发明提供与手动呼吸机和机械呼吸机两者兼容的呼吸机回路。因此，除了关于手动呼吸机使用本发明的、先前描述的方法学之外，本发明提供将呼吸机回路与机械呼吸机一起使用的对应方法学，其对于将呼吸机回路连接和准备于代替手动呼吸机的机械呼吸机而言为大体上相同的。
191.例如，参照图4，本发明包括将具有患者歧管20、dau30和dpu40的呼吸机回路10与机械呼吸机80连接的方法。方法包括用于将呼吸机回路吸气分支11和呼气分支12连接于手动呼吸机70的、如先前描述和图1中示出的步骤，其对于将呼吸机回路10连接于机械呼吸机(图4中的80)而言是相同的。
192.图4还示出具有接口插座87的示例性机械呼吸机80。又一个方法学步骤包括将dpu40放置到接口插座87中，使得dpu能够利用用于两个电子装置之间的数据交换的一种或多种通用方法学在机械呼吸机之间传输数据，同时还利用将电荷从一个电子装置提供至另一个电子装置的一种或多种通用方法学来获得电荷，该电荷确保dpu40在从机械呼吸机插座87移除时具有足够的电池功率以操作。
193.仍然参照图4，有线连接36提供dau30与dpu40之间的数据交换。又一个方法步学骤包括由机械呼吸机80利用来自dau30的数据，用于取代和/或补充可从包含在所述机械呼吸机80内的一个或多个传感器获得的传感器数据的目的。例如，参照图22，机械呼吸机可利用从与可转换呼吸机回路患者歧管20对接的一个或多个传感器获得的来自dau30的数据，以基于所述传感器与一个或多个传感器相比更紧邻患者而提供补充和/或增强的准确度，该一个或多个传感器可内部包含在所述机械呼吸机内，并且在由机械呼吸机内包含的一个或多个传感器的测量之前，经受由吸气分支和/或呼气分支中包含的采样呼吸气体的较高总体积引起的抑制、误差和/或伪影。
194.本发明还包括用于dpu确定手动通气期间单个呼吸循环的吸气阶段的结束的方法，其包括：(1)提供能够测量和处理吸气期间的气体流量测量值的dpu(图3中的40)；(2)提供与所述dpu(图3中的40)对接的dau(图3中的30)，其中所述dau还与近侧流量传感器(图22中的38a)和远侧流量传感器(图22中的38b)对接，由此来自近侧流量传感器(图22中的38a)和远侧流量传感器(图22中的38b)的数据由dpu使用以计算气流，由此dpu确定气流在朝向患者的方向上是否为正的，该此类方向流特定于识别单个呼吸循环的吸气阶段；以及(3)当如先前描述的流量测量值达到零时，dpu确定吸气阶段结束。
195.类似地，本发明包括用于dpu确定手动通气期间的单个呼吸循环的呼气阶段的结束的方法，其包括：(1)提供能够测量和处理呼气期间的气体流量测量值的dpu(图3中的40)；(2)提供与所述dpu(图3中的40)对接的dau(图3中的30)，其中所述dau还与近侧流量传感器(图22中的38a)和远侧流量传感器(图22中的38b)对接，由此来自近侧流量传感器(图22中的38a)和远侧流量传感器(图22中的38b)的数据由dpu使用以计算气流，由此dpu确定气流在从患者的方向上是否为负的，该此类方向流特定于识别单个呼吸循环的呼气阶段；以及(3)当来自流量传感器的流量测量值达到零，并且保持为零，直到紧接在下一个呼吸循环的吸气阶段开始时首先检测到正流量时的点之前时，dpu确定呼气阶段结束。
196.由本发明提供的另一种方法学是在手动通气期间执行吸气暂停操作的能力，包括：(1)如先前描述的，提供具有患者歧管(图3中的20)的呼吸机回路(图3中的10)，该患者歧管本身具有能够由dau(图3中的30)触发的主动呼气阀(图6中的25a)；(2)如先前描述的，提供dpu(图3中的40)，其具有在手动通气期间检测单个吸气周期的吸气阶段的结束的能力；(3)提供与所述呼吸机回路(图3中的10)兼容并且对接于其的手动呼吸机(图3中的70)；(4)如先前描述的，利用所述手动呼吸机(图3中的70)递送呼吸；(5)如先前描述的，在dpu确定单个呼吸循环的吸气阶段结束时，由dpu(图3中的40)促动主动呼气阀(图6中的25a)；(6)经过指定长度的暂停，由此气流能够驻留在一个或多个患者区传感器(图22中的37c)的紧接区域中；以及(7)在指定暂停期满时，使得dpu(图3中的40)能够停用主动呼气阀(图6中的25a)，由此允许单个呼吸循环的呼气阶段开始。
197.本发明提供附加的方法学，其提供在手动通气期间测量驱动压力的新能力，包括：(1)如先前描述的，提供具有患者歧管(图3中的20)的呼吸机回路(图3中的10)，该患者歧管本身具有能够由dau(图3中的30)触发的主动呼气阀(图6中的25a)；(2)如先前描述的，提供dpu(图3中的40)，其具有在手动通气期间检测单个吸气周期的吸气阶段的结束的能力；(3)提供具有为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)的可转换呼吸机回路患者歧管(图22中的20)；(4)提供dpu(图3中的40)，其测量呼气阶段结束时的、来自为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)的压力，使得该压力测量值构成呼气末压力的测量值；(5)提供dpu(图3中的物品40)，其测量吸气暂停操作结束时的、来自为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)的压力，使得该压力测量值构成平台压力的测量值；以及(6)提供dpu(图3中的40)，其计算平台压力减去呼气末压力，使得这构成手动通气期间获得的驱动压力的测量值。
198.本发明提供用于测量手动通气期间的潮气末二氧化碳浓度的新方法学，其包括：(1)提供具有患者歧管(图3中的20)的呼吸机回路(图3中的10)，其中所述呼吸机回路患者歧管具有为二氧化碳图传感器的患者区传感器(图22中的37c)；以及(2)如先前描述的，提供dpu(图3中的40)，其测量来自为二氧化碳图传感器的患者区传感器(图22中的37c)的二氧化碳浓度，其中所述测量发生在手动通气期间的单个呼吸循环的呼气阶段结束时。
199.用于测量吸气氧浓度的附加方法学由本发明提供，其包括：(1)提供具有患者歧管(图3中的20)的呼吸机回路(图3中的10)，其中所述呼吸机回路患者歧管具有为氧传感器的患者区传感器(图22中的37c)；(2)提供与所述呼吸机回路(图3中的10)兼容并且对接于其的手动呼吸机(图3中的70)；(3)如先前描述的，利用所述手动呼吸机(图3中的70)递送呼吸；以及(4)提供dpu(图3中的40)，其测量在由手动呼吸机生成的单个呼吸循环的吸气阶段
期间的、来自为氧传感器的患者区传感器(图22中的37c)的氧浓度。
200.用于测量呼气末氧浓度的方法学还由本发明提供，其包括：(1)提供具有患者歧管(图3中的20)的呼吸机回路(图3中的10)，其中所述呼吸机回路患者歧管具有为氧传感器的患者区传感器(图22中的37c)；(2)提供与所述呼吸机回路(图3中的10)兼容并且对接于其的手动呼吸机(图3中的70)；(3)如先前描述的，利用所述手动呼吸机(图3中的70)递送呼吸；(4)如先前描述的，提供dpu(图3中的40)，其能够确定单个呼吸循环的呼气阶段的结束；以及(5)提供dpu，其测量来自为氧传感器的患者区传感器(图22中的37c)的氧浓度，其中所述测量发生在手动通气期间的单个呼吸循环的呼气阶段结束时。
201.本发明提供用于在机械通气期间以提高的准确度测量平台压力的方法学，其包括：(1)如先前描述的，提供具有患者歧管(图4中的20)的呼吸机回路(图4中的10)，该患者歧管本身具有能够由dau(图4中的30)触发的主动呼气阀(图6中的25a)；(2)提供dpu(图4中的40)，其具有如先前描述的的在机械通气期间检测单个吸气周期的吸气阶段的结束的能力，或代替dpu，提供机械呼吸机与所述dpu电子对接以检测单个吸气周期的吸气阶段的结束的内部能力；(3)提供为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)；(4)提供所述dpu(图3中的40)，其还能够测量呼气阶段结束时的、来自为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)的压力，使得该压力测量值构成呼气末压力的测量值，或代替dpu，提供机械呼吸机与所述dpu电子对接以测量呼气阶段结束时的、来自为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)的压力的内部能力；(5)提供所述dpu(图3中的40)，其能够测量来自为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)的压力，其中压力测量发生在吸气暂停操作结束时，使得该压力测量值构成平台压力的测量值，或代替dpu，提供机械呼吸机与所述dpu电子对接以测量吸气暂停操作结束时的、来自为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)的压力的内部能力，使得该压力测量值构成平台压力的测量值，使得从为压力传感器的患者区传感器(图22中的37c)测量的平台压力测量限制于呼吸机回路患者歧管(图9中的20)的死腔区域(图9中的18)的气体的聚集体的压力，由此所述死腔区域显著地小于不具有患者歧管的常规呼吸机回路的相当的死腔区域(图10中的18)，由此该死腔区域(图10中的18)是包括吸气分支(图10中的11)和呼气分支(图10中的12)的整个呼吸机回路中包含的气体的相对较大的聚集体，由此包含在所述吸气分支(图10中的11)和呼气分支(图10中的12)中的气体的可压缩性实质上降低和/或抑制平台压力测量值，使得该降低和/或抑制将误差引入至由位于机械呼吸机内侧的内部传感器(图10中的80)测量的平台压力。
202.以上描述的技术可在数字和/或模拟电子电路中，或者在计算机硬件、固件、软件中，或在它们的组合中实施。实施可为计算机程序产品，即，有形地体现在机器可读储存装置中的计算机程序，用于由数据处理设备(例如，可编程处理器、计算机和/或多台计算机)执行或控制其操作。计算机程序可以以包括源代码、编译代码、解释代码和/或机器代码的任何形式的计算机或编程语言编写，并且计算机程序可以以任何形式部署，该任何形式包括作为独立程序或作为子例程的、元素或适合于在计算环境中使用的其它单元。计算机程序可部署成在一台计算机或一个或多个地点处的多台计算机上执行。计算机程序可部署在云计算环境(例如，aws、azure、)中。
203.方法步骤可由执行计算机程序的一个或多个处理器执行，以通过关于输入数据操作和/或生成输出数据来执行本发明的功能。方法步骤还可由专用逻辑电路执行，并且设备
可实施为专用逻辑电路，例如fpga(现场可编程门阵列)、fpaa(现场可编程模拟阵列)、cpld(复杂可编程逻辑装置)、psoc(可编程片上系统)、asip(专用指令集处理器)或asic(专用集成电路)等。子例程可指储存的计算机程序和/或处理器和/或实施一种或多种功能的特殊电路的部分。
204.经由实例，适合于执行计算机程序的处理器包括以能够执行以实行本文中描述的方法的指令专门编程的专用微处理器，以及任何类型的数字或模拟计算机的任何一个或多个处理器。大体上，处理器从只读存储器或随机存取存储器或两者接收指令和数据。计算机的基本元件是用于执行指令的处理器和用于储存指令和/或数据的一个或多个存储器装置。诸如高速缓存的存储器装置可用于临时储存数据。存储器装置还可用于长期数据储存。大体上，计算机还包括用于储存数据的一个或多个大容量存储装置(例如，磁盘、磁光盘或光盘)，或者操作性地联接以从该一个或多个大容量存储装置接收数据或将数据传送至其，或两者。计算机还可操作性地联接于通信网络，以便从网络接收指令和/或数据和/或将指令和/或数据传送至网络。适合于体现计算机程序指令和数据的计算机可读存储介质包括所有形式的易失性和非易失性存储器，其经由实例包括半导体存储装置，例如，dram、sram、eprom、eeprom和闪存装置；磁盘，例如，内部硬盘或可移动盘；磁光盘；以及光盘，例如，cd、dvd、hd-dvd和蓝光光盘。处理器和存储器可由专用逻辑电路补充和/或并入在专用逻辑电路中。
205.为了提供与用户的交互，以上描述的技术可在计算装置上实施，该计算机装置与用于向用户显示信息的显示装置(例如，crt(阴极射线管)、等离子或lcd(液晶显示器)显示器、移动装置显示器或屏幕、全息装置和/或投影仪)，以及键盘和指点装置(例如，鼠标、轨迹球、触摸板或运动传感器，用户可通过它们向计算机提供输入(例如，与用户界面元件交互))通信。其它类型的装置也可用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可为任何形式的感官反馈，例如视觉反馈、听觉反馈或触觉反馈；并且来自用户的输入可以以任何形式接收，该任何形式包括声音、语音和/或触觉输入。
206.以上描述的技术可在包括后端构件的分布式计算系统中实施。后端构件可例如为数据服务器、中间件构件和/或应用服务器。以上描述的技术可在包括前端构件的分布式计算系统中实施。前端构件可例如为具有图形用户界面的客户计算机、用户可通过其与实例实施交互的网络浏览器，和/或用于传输装置的其它图形用户界面。以上描述的技术可在包括此类后端、中间件或前端构件的任何组合的分布式计算系统中实施。
207.计算系统的构件可通过传输介质互连，该传输介质可包括任何形式或介质的数字或模拟数据通信(例如，通信网络)。传输介质可包括任何构造中的一个或多个基于分组的网络和/或一个或多个基于电路的网络。基于分组的网络可包括例如互联网、运营商互联网协议(ip)网络(例如，局域网(lan)、广域网(wan)、园区网(can)、城域网(man)、家庭局域网(han)、专用ip网络、ip专用小交换机(ipbx)、无线网络(例如，无线电接入网络(ran)、蓝牙、近场通信(nfc)网络、wi-fi、wimax、通用分组无线服务(gprs)网络、hiperlan)和/或其它基于分组的网络。基于电路的网络可包括例如公共交换电话网络(pstn)、传统专用交换分机(pbx)、无线网络(例如ran、码分多址(cdma)网络、时分多址(tdma)网络、全球移动通信系统(gsm)网络)和/或其它基于电路的网络。
208.传输介质上的信息传递可基于一种或多种通信协议。通信协议可包括例如以太网
协议、网际协议(ip)、ip语音(voip)、点对点(p2p)协议、超文本传输协议(http)、会话发起协议(sip)、h.323、媒体网关控制协议(mgcp)、7号信令系统(ss7)、全球移动通信系统(gsm)协议、一键通(ptt)协议、蜂窝ptt(poc)协议、通用移动电信系统(umts)、3gpp长期演进(lte)和/或其它通信协议。
209.计算系统的装置可包括例如计算机、具有浏览器装置的计算机、电话、ip电话、移动装置(例如，蜂窝电话、个人数字助理(pda)装置、智能电话、平板计算机、笔记本计算机、电子邮件装置)和/或其它通信装置。浏览器装置包括例如具有万维网浏览器(例如，来自谷歌公司的chrome
tm
、可从微软公司获得的internet和/或可从mozilla公司获得的firefox)的计算机(例如，台式计算机和/或笔记本计算机)。移动计算装置包括例如来自research in motion的来自apple公司的和/或基于android
tm
的装置。ip电话包括例如可从ciscosystems,inc.获得的unified ip phone 7985g和/或unified wireless phone7920。
210.以上描述的技术可使用监督学习和/或机器学习算法实施。监督学习是学习基于实例输入输出对将输入映射至输出的函数的机器学习任务。其从由一组训练实例组成的标记训练数据推断出函数。每个实例是由输入对象和期望输出值组成的对。监督学习算法或机器学习算法分析训练数据并且产生推断函数，其可用于映射新实例。
211.包括、包含和/或复数形式的每一个是开放式的并且包括列出的部分并且可包括未列出的附加部分。和/或是开放式的并且包括列出的部分中的一个或多个以及列出的部分的组合。
212.本领域技术人员将认识，在不背离其精神或基本特性的情况下，本主题可以其它特定形式体现。因此，前述实施例将在所有方面认为是说明性的，而不限制本文中描述的主题。