CN102256649B - 用于医学通气机的停靠块 - Google Patents

Abstract

一种通气机(2)，其小巧、轻便且便携，仍然能够迅速调整到工作于多种不同模式和配置，以为患者(170)提供多种治疗。使用具有多个传感器的停靠系统(100)和若干停靠块(102)来重新配置通气机(2)，使其作为单肢或双肢通气机(150)工作，所述传感器被构造成监测关于气体流的若干参数。在单肢配置中，能够靠近患者(170)提供主动或被动排气组件。即使在单肢配置下，通气机(2)也能够工作在体积或压力支持模式。此外，电源控制机构(26)控制从AC电源(402)、铅酸电池(406)、内部可再充电电池组(410)和可拆卸电池组(412)向通气机(2)供电。

Description

用于医学通气机的停靠块

本专利申请根据35 U.S.C.§119(e)要求享有2008年10月17日提交的美国临时申请No.61/106289的优先权，在此通过引用将其内容并入本文。

本发明总体上涉及医学通气机，更具体而言，涉及一种较小、轻便且便携但仍能够迅速而容易地适应在多种不同模式和配置下工作以向患者递送多种通气治疗的医学通气机。本发明还涉及操作和保养这种通气机的方法。

医学通气机是一种被构造成向患者气道递送诸如空气、氧气或其组合的气体以增强或替代患者自身呼吸活动的机器。通常知道根据患者的具体通气治疗需要以特定模式操作常规医学通气机。

在基本没有患者自主呼吸活动的生命维持状况下，通常提供受控模式的通气，其中通气机承担起为患者通气的全部责任。在这种通气模式下，在通气周期的每个吸气阶段期间向患者递送受控体积的气体，并且通常基于时间确定通气机的触发点(即，从通气周期的呼气阶段过渡到吸气阶段)和周期点(即，从通气周期的吸气阶段过渡到吸气阶段)。

传统上，用于生命维持状况中的通气机采用所谓的双肢患者线路，该患者线路具有用于向患者输送气体的吸气肢和用于从患者向排气组件输送气体的呼气肢。排气组件包括选择性可控阀或类似机构，用于主动控制已在通气周期的呼气阶段期间从患者呼出的气体释放到大气中。这种配置通常被称为“主动排气”或“主动呼气”配置。典型地，上述受控体积生命维持通气是有创的，意味着用于将患者线路接口连接到用户气道的患者接口(例如，但不限于气管切开导管、气管内导管等)是直接插入患者气道中的并被构造成在那里保持更长时间。

在非生命维持状况下，患者表现出一定程度的自发呼吸活动，通常提供辅助模式或支持模式的通气，其中通气机通常通过向患者气道提供预定压力来增强或辅助患者自身的呼吸活动。在这种通气模式下，气体流的压力受到控制。例如，在双水平无创通气中，在每个通气周期的吸气阶段期间向患者递送吸气正气道压力(IPAP)，并且在每个通气周期的呼气阶段期间向患者递送呼气正气道压力(EPAP)，其通常低于IPAP水平。

适用于非生命维持状况下的一些通气机采用所谓的单肢患者线路；单肢患者线路仅有一肢，用于向患者和从患者输送气体。传统上，这样的单肢线路采用被动呼气装置，常常是肢和/或患者接口中的孔或排气口的形式，以允许患者呼出的气体被动地排到大气。这种配置通常被称为“被动排气”或“被动呼气”配置。

此外，与通常与体积控制通气相关联的上述有创患者接口不同的是，用于压力支持通气治疗的患者线路通常是无创的。由患者临时采用，例如，但不限于鼻面罩、口鼻面罩、全面部面罩或鼻插管以在需要时从通气机接收压缩气体。

鉴于上述情况，要认识到，通气机和相关通气机硬件，以及采用其为患者施予通气治疗的相关方法在传统上对于体积控制通气工作模式和压力支持工作模式是显著不同的。此外，用于这两种模式之一(例如压力支持)的已知通气机、通气机硬件和/或相关方法常常与用于另一种模式(例如体积控制)的通气机、通气机硬件和/或相关方法不兼容。

因此，本发明的目的是提供一种克服了常规通气机缺点的通气机。根据本发明的一个实施例，通过提供一种通气机实现这一目的，该通气机包括外壳、入口端、构造成产生气体流的流量发生器以及构造成从外壳排放气体流的出口端。通气机能够在多种不同模式之间工作。此外，通气机包括停靠系统和若干停靠块，停靠系统具有多个传感器，被构造成监测气体流的若干参数。每个停靠块包括可移除路由元件，其被构造成有选择地耦合到通气机的外壳，以便将传感器配置成与通气机的工作模式中期望的一种对应的多种不同预定配置之一。紧固机构将可移除路由元件紧固到通气机的外壳。

在另一实施例中，这个目的是通过提供一种通气机实现的，该通气机包括具有内部和外部的外壳、从外壳外部延伸到内部的入口端、设置于外壳之内并产生气体流的流量发生器、适于从外壳排放气体流的出口端。包括患者接口和被动呼气装置的患者线路与出口端流体相通以向患者气道递送气体流。控制器设置于外壳中并操作性耦合到流量发生器。控制器控制气体流的吸入体积，其中在患者在通气周期的呼气阶段期间呼出呼气气体时，被动呼气装置向大气排放至少一部分呼气气体。

在又一实施例中，这个目的是通过提供一种通气机实现的，该通气机包括具有内部和外部的外壳、从外壳外部延伸到内部的入口端、设置于外壳之内并产生气体流的流量发生器、以及适于在通气周期的吸气阶段期间从外壳向患者气道排放气体流的出口端。设置于外壳中的控制器在多种不同模式之间操作通气机，其中模式包括用于向患者提供压力支持通气治疗的第一模式以及用于向患者提供体积控制通气治疗的第二模式。

在又一实施例中，这个目的是通过提供一种通气机实现的，该通气机包括具有内部和外部的外壳、从外壳外部延伸到内部的入口端、设置于外壳之内并产生气体流的流量发生器、以及用于从外壳排放气体流的出口端。通气机还包括入口气流组件，入口气流组件具有在入口端处或入口端附近有选择地耦合到通气机外壳的外罩构件。外罩构件具有第一侧、与第一侧相对设置的第二侧以及通过外罩构件延伸的入口孔径。入口孔径向通气机的入口端递送气体。若干过滤构件设置于外罩构件的第一侧和通气机外壳之间。此外，紧固机构将外罩构件附接到通气机的外壳，由此相对于外壳固定外罩构件和若干过滤构件。可以从外壳移除入口气流组件，无需拆卸通气机的其余部分。

在另一实施例中，这个目的是通过提供一种通气机实现的，该通气机具有外壳，外壳提供可电连接到交流(AC)电源的第一电源连接。通气机包括可电连接到铅酸电池的第二电源连接。所述外壳内部中还设置了内部可再充电电池组。最后，将可拆卸电池组可移除地耦合到外壳的外部。电源控制机构控制从所述AC电源、铅酸电池、内部可再充电电池组和可拆卸电池组中的对应的至少一个向所述通气机供电。

参考附图，考虑以下描述和所附权利要求，本发明的这些和其他目的、特征和特性，以及结构相关元件和部分组合的操作方法和功能以及制造的经济性将变得更加显而易见，所有附图形成本说明书的一部分，其中在各图中类似的附图标记表示对应的部分。不过，显然可以理解，附图仅是为了例示和描述的目的，并非意在界定本发明的限度。就说明书和权利要求中的使用而言，单数形式“一”、“该”包括复数引用，除非上下文另行做出了明确说明。

图1是根据本发明实施例的医学通气机的正面透视图；

图2是图1的医学通气机的背面立视图；

图3是图1的医学通气机的部分分解后部透视图，示出了可拆卸电池组和用于其的停靠系统；

图4是医学通气机以及用于其的部件的示意图，所述部件布置成无邻近压力感测配置的被动呼气；

图5是图4的医学通气机的修改示意图，以示出医学通气机以及用于其的部件，所述部件布置成有邻近压力感测配置的被动呼气；

图6是图5的医学通气机的修改示意图，以示出医学通气机以及用于其的部件，所述部件布置成主动呼气配置；

图7A是图3的停靠系统的停靠块的透视图；

图7B是沿图7A的线7B-7B获得的截面图；

图8是用于医学通气机停靠系统的另一停靠块的透视图；

图9是用于医学通气机停靠系统的另一停靠块的等角视图；

图10是医学通气机背面以及用于其的进口空气流组件的部分分解等角视图；

图11是图10的进口空气流组件的分解等角视图，也示出了医学通气机的流量发生器；

图12是用于医学通气机的电源系统的示意图；

图13是图3的可拆卸电池组的等角视图；

图14是沿图3的线14-14获得的截面图；以及

图15是向医学通气机供电的方法的流程图。

这里使用的方向短语，例如，但不限于顶部、底部、左、右、上、下、前、后及其衍生短语，涉及到附图中所示元件的取向，并不对权利要求形成限制，除非其中明确指出。

如这里所用，术语“患者接口”是指用于在通气机和患者气道之间建立流体通路的任何已知或适当机构，明确包括，但不限于无创患者接口，例如面罩、鼻管、鼻/口面罩的组合以及可移除咬嘴，有创患者接口，例如气管套管和气管内导管，以及增湿器、喷雾器和仪表剂量吸入器，其可以是有创或无创的。

如这里所用，术语“模式”是指操作通气机以为患者提供特定类型的通气治疗(例如，但不限于压力支持通气治疗；体积控制通气治疗)的方式。

如这里所用，术语“探头”是指与传感器(例如，但不限于机器流量传感器；邻近压力传感器；监测器流量传感器)通信并被构造成向传感器传递关于参数的信息(例如，但不限于压力)的任何已知或适当的感测元件(例如，但不限于管道)。

如这里所用地，术语“接口机构”是指用于将通气机连接到附件(例如，但不限于氧混合器、增湿器、脉搏血氧计)、装置(例如，但不限于打印机)或通信或存储器装置(例如，但不限于因特网；硬盘；CD或其他适当存储介质；计算机)的任何已知或适当的装置(例如，但不限于连接器、插座或插头)。

如这里所用地，术语“紧固件”和“紧固机构”是指用于将一个部件固定到另一个部件的任何已知或适当的(一个或多个)固定机构，明确包括，但不限于铆钉、螺钉、螺栓、螺栓的组合、垫圈和/或螺母，以及一体固定机构，例如但不限于模制的突耳和弹性突起，突起从一个部件延伸并与另一个部件咬合以将两个部件固定在一起。

如这里所用地，两个或更多部分“耦合”在一起这种表述应当表示这些部分直接连接在一起，或通过一个或多个中间部分连接在一起。

如这里所用地，术语“数量”应当表示一或大于一的整数(即，多个)。

A.系统架构

图1示出了根据本发明实施例的医学通气机2的例示性实施例。如下文中将更详细描述地，可以选择性配置医学通气机2(这里有时简称为“通气机”)以在多种不同模式下工作，如本文定义的，以便向患者170提供通气治疗(在图4、5和6中以简化形式部分示出)。应当理解，这里仅仅出于例示目的显示和描述了通气机2，可以在具有各种其他能力和工作模式的其他类型通气机(未示出)中实施这里所述的特征和方法。

通气机2包括外壳4，外壳4具有内部6和具有外表面10的外部8。在示范性实施例中，通气机2被设计成便携式的，因此，包括把手11，把手11以枢轴耦合到外壳顶部，以便于携带或移动通气机。图1中以收起状态示出的把手11在图3中还以虚线图显示为直立位置。

在图1的范例中，通气机2包括用户接口300，其设置于通气机外壳4前面的外表面10上。在众多特征中，用户接口300包括屏幕或显示器302，被构造成显示与通气机和/或患者170(图4、5和6)相关的若干参数(例如，但不限于压力、体积、流速)。用户接口300还包括多个输入构件304、306、308、310和312，用户可以操纵它们，例如以便控制通气机的运行和/或在屏幕302上显示的参数(未明确示出)间导航。例如，但不作为限制，在一个非限制性范例实施例中，输入构件310包括开关按钮，输入构件312包括模式按钮，用于在通气机2的各种工作模式之间，或在用户接口300的屏幕302上可看到的各种显示之间进行切换。类似地，输入构件304、306和308可以包括，例如，但不限于，用户可用于通过用户接口在通气机各种特征中导航、选择和/或编程各种特征的按钮。

不过，要认识到，用户接口300的特定布置并非要成为本发明的限制性方面。具体而言，将理解的是通气机2可以具有除这里所示和所述之外，具有任何适当配置的任何已知或适当的备选用户接口。例如，本发明构想提供拨号盘、旋钮、触摸板、滚动球、鼠标或其他输入装置，作为输入构件304、306、308、310和312的补充或替代。而且，显示器203能够被配置成触屏显示器，使其充当输入装置，作为输入构件304、306、308、310和312的补充或替代。而且，本发明还构想通过远程控制操作通气机2，以便能够取消输入构件304、306、308、310和312。

通气机2优选还具有这里定义的多种不同接口机构320、322、324、326、328和330。例如，但不作为限制，通气机2可以包括插座320，例如，图1所示范例中朝向通气机外壳4底部设置的插座320。在本发明的一个非限制性实施例中，这样的插座320可以适于将通气机2电子连接到电源(例如，图12中示意性示出并在下文中更详细描述的交流(AC)电源402和铅酸电池电源406)。在本发明的范围之内，能够提供任何已知或适当类型、数量和/或配置的接口机构，例如，但不限于，图2和3所示的五个额外接口机构322、324、326、328和330。

还要认识到，能够将这样的接口机构(例如，但不限于插座、连接器)用于任何已知或适当目的，例如，但不限于将通气机2连接到因特网(例如通过以太网)，连接到例如但不限于打印机(未示出)或计算机(未示出)的独立装置或连接到任何适当的通气机附件，例如辅助医学装置，像脉搏血氧计或二氧化碳监测器或备用气源(例如，参见图4、5和6示意性示出并在下文描述的任选氧源31)。

图4、5和6分别以简化形式示出了通气机2的三种例示性范例配置。具体而言，图4示出了配置成无需邻近压力感测而提供被动呼气的通气机的部件。图5示出了配置成具有邻近压力感测而提供被动呼气的通气机的部件。此外，图6示出了配置成提供主动呼气的通气机部件。

更具体而言，如图4中示意性示出地，通气机2包括流量发生器36，其被构造成例如从通过入口端30进入通气机外壳4的空气38′(环境大气)和/或空气38′与适当补充气体(例如氧气)的混合物产生气体流38。能够从图4、5和6中以简化形式示出的上述通气机附件之一，例如氧源3 1提供补充性氧气。在本发明的一个非限制性实施例中，任选的氧源31包括经由上述接口机构之一连接到通气机2的低流量(例如，但不限于大约0-50psi和大约15升每分钟(LPM))氧混合器，接口机构例如是，但不限于接口机构328，在示意性示出且在这里描述的范例中，这是一种快速连接阀门配件。

在图示的示范性实施例中，通气机2还包括用于过滤进入通气机外壳4的环境空气38′的空气入口过滤器32。如下文中将要更详细论述地，优选在到达流量发生器36之前，引导来自任选补充氧源31的环境空气38′和/或气体通过入口气流组件200。范例流量发生器36是微型涡轮机，包括鼓风机组件，所述鼓风机组件具有叶轮设计(图11中部分示出)的无刷直流(DC)电动机(未示出)，用于产生通气机2需要的期望压力和气体流38。在一个非限制性实施例中，微型涡轮机36可以在大约3000-42000转/分(rpm)的速度工作。不过，要认识到，流量发生器36可以是任何已知或适当装置，其被构造成以大于环境大气的压力产生气体流38，例如但不限于压缩机、风扇、叶轮、鼓风机、活塞或风箱。

继续参考图4，离开流量发生器36的气体流38通过任选的流筛板(过滤器)40，其与设置于外壳4中的第一流量元件42流体相通。因为第一流量元件42设置于通气机之内，所以这里也将其称为机器流量元件42。邻近流量发生器36出口设置的机器流量元件42可以是，例如，但不限于机械元件，例如孔口或阀。机器流量元件42被设计成在气体流38通过它时产生压降。不过，要理解，可以采用任何已知的或适当的备选数量和/或配置的流量元件为通气机2提供任何适当的气体流38，这不脱离本发明的范围。

与机器流量元件42并行地提供第一(机器)流量传感器46，以便基于机器流量元件两端的压降测量气流38的流速。此外，还提供第二流量传感器50(在这里所示和所述的范例中为差压传感器)以经由线路52和54测量机器流量元件42两端的压降来测量气体38的流速。于是，第二流量传感器50在第一流量传感器46进行监测的前体下，以冗余方式监测气体38的体积流量。在这里还将第二流量传感器50称为监测器流量传感器50。要认识到，通气机2之内的流量传感器46和50和其他传感器可以配置和重新配置成与通气机各种工作模式对应的多种不同配置，下文将结合图5和6的范例描述。还可以认识到，仅通气机不必具有两个流量传感器。此外，本发明甚至还构想消除一个或两个流量传感器，而利用其他技术，例如基于提供给流量发生器的功率、流量发生器的速度等测量流速或表示流速的参数。

控制机器压力传感器86操作性耦合到内部管道143，内部管道从流量发生器36，通过出口端44向外部管道144供应气体流38，最后到达患者接口146。范例控制机器压力传感器86通过自动调零阀87连接到内部管道143。传感器86为静压传感器，用于监测通气机2出口端44处或附近的压力。此外，监测器机器压力传感器88操作性耦合到内部管道143。监测器机器压力传感器88也是静压传感器，用于以冗余方式监测出口端44处或附近的压力。适用于通气机2的其他传感器包括，但不限于温度传感器51和53以及气压传感器55，温度传感器操作性耦合到内部管道143，并用于监测离开流量发生器36的气体流38的温度，气压传感器55用于测量气压，例如，以允许对计算的体积流量进行海拔高度调节。

尽管在图4的范例中所示的无邻近压力感测配置的被动呼气中未采用，但通气机2还包括主动呼气控制组件90，在例如如图6所示将通气机配置成主动呼气配置模式下时采用主动呼气控制组件90。最后，通气机2包括图4、5和6中示意性示出的控制器98。控制器98电子连接到上述部件的每个并适于与其通信，以便有选择地控制通气机。

在图4的范例中，通气机2具有单根外部管道144，将通气机的出口端44和患者接口146互连起来。因此，通气机2的患者线路150是单肢线路，其中单根外部管道144既从出口端44向患者接口146并最终向患者170气道160递送气体流38(在图4、5和6中以简化形式部分示出)，又输运在通气周期的呼气阶段期间由患者170呼出的呼出气体38″。图4的单肢患者线路150包括用于向大气排出(即排放)呼出气体38″的被动呼气装置152(例如，但不限于阀、孔口、端口或其他排出装置)。

尽管为了例示简单，这里描述的范例中示出的患者接口146是无创面罩146，但要认识到，这里定义的任何已知或适当备选患者接口都可以以任何适当配置用于患者线路150(图4)、150′(图5)、150″(图6)。还要认识到，被动呼气装置152可以耦合到患者线路150、患者接口146或两者。

现在参考图5，通气机2的部件被示意性示为配置成提供有邻近压力感测的被动呼气。在这种配置中，通气机部件和预定传感器配置与前面结合图4描述的无邻近压力配置的被动呼气大致相同。不过，此外，提供于外壳4中的邻近压力传感器48被配置成经由探头57(例如管道)与单肢患者线路150″的单根外部管道144′流体相通，如这里定义的，探头靠近连接到线路56的邻近患者接口146设置。

图6示出了主动呼气配置中的通气机2和用于其的部件的示意图。在这样的配置中，通气机2包括与出口端44流体相通的备用单肢患者线路150″。具体而言，除了外部管道144″之外，单肢患者线路150″还包括邻近流量元件1 54和主动呼气装置1 56(例如，但不限于阀)。邻近流量元件1 54是位于患者线路中大致靠近患者接口146″的机械元件，被设计成在气体流38和/或呼出气体38″通过它时产生压降。

在示范性实施例中，主动呼气装置156是设置于单肢患者线路150″中的比例可控减压阀，被构造成提供低阻力，使得在通气周期的呼气阶段期间能够用二氧化碳冲洗呼出气体38″。要认识到，主动呼气装置156可以耦合到患者线路150″、患者接口146″或两者。主动呼气装置156被构造成提供最小的呼气阻力，以便在治疗丢失(例如，但不限于通气机故障)的情况下符合防窒息的要求。具体而言，主动呼气装置156包括防窒息装置158(图6中以简化形式示出)以满足这样的要求。在一个非限制性实施例中，防窒息装置是挡板阀158，由例如，但不限于橡胶或另一种适当材料制成，被构造成在通气机2故障或局部故障的情况下发生偏转，以显露出主动呼气装置156的对应孔径(未明确示出)。这样的孔径与大气流体相通。因此，挡板阀158确保患者170至少能够在通气机2发生这种故障的情况下有可能吸入环境空气。

在图6的范例中，控制器98操作性耦合到主动呼气控制组件90，并因此操作性耦合到主动呼气装置156。主动呼气控制组件90是压力单元，调节主动呼气装置156的隔膜157(图6中以简化形式示出)，以便在通气周期的呼气阶段期间患者170呼气时控制偏压流。范例主动呼气控制组件90包括放泄阀91和比例阀92，放泄阀91被构造成迅速减小来自隔膜1 57的导向压力，从而允许其在患者开始呼气时完全打开，比例阀92与提供于两个阀91、92之间的孔口93结合，控制偏压流。

可以认识到，通气机2是一种能够工作在单肢或双肢配置下并能够提供压力支持治疗或体积控制治疗两者的小型、轻便、多功能通气机。此外，能够在无创系统中提供压力支持治疗或基于体积的治疗，无创系统例如是具有人为的气体泄露，例如通过呼气阀的气体泄露的单肢系统。

下面的表1列出了针对本发明通气机的示范性实施例的技术规格。

B.停靠系统

将要认识到，公开的通气机可以在多种不同工作模式下工作，包括，但不限于用于向患者170提供压力支持通气治疗的第一模式以及用于向患者提供体积控制通气治疗的第二模式。此外，在这种模式之内，通气机2能够具有任何适当的呼气配置，例如，但不限于上述图4的无邻近压力感测配置的被动呼气、图5的有邻近压力感测配置的被动呼气以及图6的主动呼气配置。

将通气机2从这些模式和/或配置之一切换到另一种需要通气机2的特定特征，例如，但不限于更换和/或重新配置传感器和/或患者线路。传统上，对于常规通气机而言，这已经是一种耗费时间的尝试，需要对通气机进行大量的拆卸和/或操纵，或与不同的通气机一起使用。这是因为，在本发明的通气机2之前，并非所有前述工作模式和配置都可以在单一的通气机装置中使用。现在将要论述，公开的通气机克服这些缺点的一种方式是提供一种具有多个可互换停靠块102(图3、7A和7B)、102′(图8)和102″(图9)的停靠系统100，从而能够迅速而容易地将通气机2配置和/或重新配置成期望的模式。

具体而言，停靠系统100包括上述传感器(例如，但不限于机器流量传感器46、邻近压力传感器48、监测器流量传感器50)和多个用于其的探头(例如，但不限于管道)。例如，示范性机器流量传感器46包括第一机器流量探头52和第二机器流量探头54，邻近压力传感器48包括至少一个邻近压力探头56，监测器流量传感器50包括第一监测器流量探头60和第二机器监测器流量探头62。可以在通气机外壳4的外表面10上的一个公共位置触及到探头52、54、56、60、62。每个停靠块102(图3、4、7A和7B)、102′(图5和8)和102″(图6和9)都包括可移除路由元件103(图3、4、7A和7B)、103′(图5)和103″(图6)，其被构造成在上述公共位置处或附近有选择地耦合到通气机外壳4，以便配置探头52、54、56、57、58、59、60、62、63和65(全都在图6中示出)并从而配置对应的传感器46、48、50，而无需拆卸通气机2。参考图3将进一步理解本发明的这个方面，其中停靠块102的可移除路由元件103被分解显示为远离通气机外壳4。

停靠系统100的紧固机构116被构造成将可移除路由元件103紧固到外壳4，如图2所示。也在图3中示出的范例紧固机构116是单一紧固件11 8，被构造成通过可移除路由元件103的孔119延伸。如图3所示，也如图7A和7B所示，可移除路由元件103包括第一侧120、设置于第一侧反面的第二侧122、第一和第二相对端124和126以及多个通路104、106、108、110和112(图7B；也参见图4中示意性示出的通路104、106、108、110、112和114)，其从第一侧120向第二侧122延伸。如这里所用，术语“通路”是指延伸通过对象至少一部分的任何已知或适当孔、道路、管道或路径，明确地包括主动通路和非主动通路(即闭合通路)，主动通路被构造成允许流体(例如气体)从其通过，非主动通路被构造成阻挡流体(例如，气体)从其中通过。在将所选择的停靠块(例如102)的可移除路由元件103耦合到通气机外壳4时，其通路104、106、108、110、112和/或114与探头52、54、56、60、62和/或63合作，以便建立与所选择的通气机的工作模式对应的期望的预定传感器配置。

为了公开的经济性，将仅详细描述停靠块102的一个的运行。不过，要认识到，基本以相同方式使用停靠系统100的其他可互换停靠块(例如，但不限于停靠块102′和102″)。再次参考图3，通气机外壳4的外表面10包括凹陷64，凹陷64被构造成接收停靠块102的可移除路由元件103。于是，如图2所示，在将可移除路由元件103正确插入凹陷64中时，可移除路由元件103的第二侧122基本与通气机外壳4的外表面10平齐，与凹陷64相邻。因此，本发明的可互换停靠块设计不会产生从通气机外壳4向外延伸的不期望的突出。

在图3的范例中，凹陷64包括第一和第二孔径66和68，其被构造成分别接收第一和第二突起132和134，它们从可移除路由元件103(图3，7A和7B)的第一侧120向外延伸。如图7A和图7B的截面图所示，突起132和134优选分别包括封条136和140。封条136和140(还参见O形环封条138和142)可以由任何已知或适当材料制成，例如，但不限于硅橡胶，并被构造成分别设置在突起132、134、137和141的对应部分上(图7B中所示最清楚)，以便阻挡气体流38(图4，5和6)从可移除路由元件103和通气机外壳4之间意外泄露。图7A和7B的范例中的可移除路由元件103包括分别从突起132和134向外延伸的接头137和141，封条包括分别设置于突起132和134对应沟槽中的细长封条136和140，以及分别设置于接头137和141对应沟槽中的O形环封条138和142。

可移除路由元件103还包括设置于可移除路由元件103的第一和第二端124和126之间，在其第二侧122或附近的指状突耳130。指状突耳130被构造成便于从通气机外壳的凹陷64移除可移除路由元件103，例如，在希望用不同的可移除路由元件103′(图5和8)或103″(图6和9)更换它时，以便改变通气机2的传感器配置，以在不同模式下工作。不过，将要认识到，可以通过任何适当布置采用除示范性指状突耳130之外的任何适当备选机构，以便于移除可移除路由元件103。还要认识到，可移除路由元件103可以具有任何已知或适当备选配置，这不脱离本发明的范围。

例如，图8和9分别示出了根据本发明的不同停靠块102′和102″的两个非限制性例示性实施例。如将要论述地，图8的停靠块102′包括可移除路由元件103′，其被构造成建立图5示意性示出的预定传感器配置，图9的停靠块102″包括可移除路由元件103″，其被构造成建立图6示意性示出的预定传感器配置。具体而言，类似于图3、4、7A和7B的停靠块102，停靠块102′的可移除路由元件103′具有分别有第一和第二接头137′和141′的第一和第二突起132′和134′。

尽管在图8中未示出它们，但也构想过可移除路由元件103′包括封条，如前文参考图7A和7B论述的那些封条。如下文中将要论述地，可移除路由元件103′的主要区别是其通路的构造(例如，参见图5示意性示出的通路104′、106′、108′、110′、112′和114′)。一条通路108′被构造成将邻近流量传感器48连接到患者线路150′，如图5所示。如图所示，这条通路108′延伸通过端口109′，其从可移除路由元件103′的外表面向外延伸。

如将要参考图6论述地，图9的可移除路由元件103″的通路104″、106″、108″、110″、112″和114″(图6中示意性示出)与可移除路由元件103′(图5和8)和可移除路由元件103(图3、4、7A和7B)的通路不同，由此被构造成建立图6示意性示出的传感器配置。具体而言，如图9所示，可移除路由元件103″包括第一和第二突起132″和134″。第一突起132″包括单一的接头137″，第二突起134″包括三个接头141″、145″和147″。在示范性实施例中，突起132″和134″和接头141″、145″和147″包括适当的封条(为例示简单起见，图9中未示出)，例如前文参考图7A和7B所述。可移除路由元件103″的第一、第二和第三通路104″、106″和108″分别延伸通过可移除路由元件103″的第一、第二和第三端口105″、107″和111″，以提供期望的探头/传感器连接。

除了停靠系统100的停靠块102(图3、4、7A和7B)、102′(图5和8)和102″(图6和9)可以包括除这里所示所述的三种配置之外的任何适当配置之外，要认识到，它们也可以由任何适当材料并通过任何适当工艺或方法制造。在一个非限制性范例中，可互换停靠块102、102′、102″是单件模制塑料部件，因此制造起来相对容易且廉价。

再次参考图4，现在将论述用于无邻近压力感测配置的被动呼气的传感器(例如，但不限于机器流量传感器46、邻近压力传感器48和监测器流量传感器50)预定配置，尤其是使用可移除路由元件103建立这种配置。具体而言，在工作时，在做出根据特定模式和/或呼气配置操作通气机2的决定时，选择与该模式和/或配置对应的患者线路(例如，但不限于单肢患者线路150)并耦合到通气机2的出口端44。或者，可以根据需要，通过例如用另一个呼气装置(例如不同的被动呼气装置；如图所示，例如图6中的主动呼气装置156)与呼气装置(例如，被动呼气装置152)进行交换和/或通过附接或更改患者接口146，配置或重新配置患者线路150。换言之，患者线路150的单根外部管道144可以保持附接于通气机2的出口端44，呼气装置156和/或患者接口146例如通过一个或多个快速改变配件(例如，但不限于滑动配件)(未明确示出)有选择地耦合到管道144。于是，既可以移除又可以整体被更换或互换的患者线路，以及可以有选择地部分配置和/或重新配置的患者线路都在本发明的范围之内。

在选择或配置患者线路1 50(图4)、150′(图5)或150″(图6)之后，然后选择对应的停靠块102(图3，4，7A和7B)、102′(图5和8)或102″(图6和9)并附接于通气机外壳4(图2中显示得最清楚)。如前所述，为了建立各种预定传感器配置，每个可移除路由元件103(图3，4，7A，7B)、103′(图5和8)和103″(图6和9)具有不同的通路布置，其被构造成有选择地以预定方式与传感器探头合作。具体而言，在图4的范例中，可移除路由元件103包括第一、第二、第三、第四和第五主动通路104、106、108、110和112，以及一个非主动通路114。第一主动通路104与第二主动通路106合作以便将第一机器流量探头52连接到第一监测器流量探头60。第三主动通路例如经由单一邻近压力传感器56将邻近压力传感器48连接到环境大气。第四和第五主动通路110、112彼此合作以将第二机器流量探头54连接到第二监测器流量探头62，如图所示。最后，因为不是以图4的无邻近压力感测配置的被动通气方式使用主动呼气控制组件90的，因此主动呼气控制探头63连接到非主动(阻塞的)通路114。

因此，要认识到，仅仅通过将适当的可互换停靠块(例如，但不限于102)附接到通气机外壳4，就可以将所有传感器配置成与所选择的通气机2的工作模式对应的期望的预定配置。不过，要认识到，停靠块102(图3，4，7A和7B)、102′(图5和8)和102″(图6和9)的可移除路由元件103(图3，4，7A和7B)、103′(图5和8)和103″(图6和9)并非意在成为本发明的限制性方面。本发明的停靠系统能够简单地通过互换停靠块102(图3，4，7A和7B)、102′(图5和8)、102″(图6和9)，即无需增加或移除其他感测元件，迅速而容易地重新配置同样的通气机传感器。

如图5所示且如前所述，对于参考图4论述的有邻近压力感测配置的被动呼气和无邻近压力感测配置的被动呼气，通气机2的部件的布置基本类似。主要区别是包括第二邻近压力探头57，其与患者线路150′靠近患者接口146的外部管道144流体相通。第二可互换停靠块102′的可移除路由元件103′被构造成容纳这个邻近压力探头57。具体而言，类似于可移除路由元件103，可移除路由元件103′包括第一、第二、第三、第四和第五主动通路104′、106′、108′、110′和112′，以及一个非主动通路114′。第一和第二主动通路104′和106′合作以便将第一机器流量探头52连接到第一监测器流量探头60。不过，与将邻近压力探头56连接到大气的可移除路由元件103的第三通路108不同的是，可移除路由元件103′的第三通路108′将第一邻近压力探头56连接到第二邻近压力探头57，如图所示。第四和第五主动通路110′和112′连接第二机器流量探头54和第二监测器流量探头62，主动呼气探头63连接到非主动通路114′。

现在参考图6，在将通气机2及其部件配置成用于主动呼气时，单肢患者线路150″还包括上述邻近流量元件154和主动呼气装置156。因此，需要若干额外的探头，例如，但不限于第三和第四邻近压力探头58和59以及主动呼气装置探头65。通过可互换停靠块102″的第三可移除路由元件103″，具体而言，是其第一、第二、第三和第四主动通路104″、106″、108″和110″以及第一和第二非主动通路112″和114″，建立这些和其他探头的配置。

第一主动通路104″将第一监测器流量探头60连接到第二邻近压力探头57，第二主动通路106″将第一邻近压力探头56连接到第四邻近压力探头59，第三主动通路108″将第二监测器流量探头62连接到第三邻近压力探头58。通过这种方式，邻近压力探头57和58与传感器50通信，以监测邻近流量元件154相对侧上的气体流38、38″。第四主动通路110″将第一主动呼气控制探头63连接到主动呼气装置探头65。于是，在这种配置中，经由控制器98主动采用主动呼气控制组件90来监测和控制主动呼气装置156。在这种配置中不需要机器流量传感器46以及第一和第二机器流量探头52、54，因此，它们分别耦合到第一和第二非主动通路112″和114″。

鉴于上述情况，要认识到，本发明能够迅速而容易地配置或重新配置单一通气机2以提供各种类型的通气治疗，无需拆卸或更换通气机。尤其独特的是通气机2能够利用上述被动呼气装置152(例如，但不限于被动呼气阀、孔口)向患者170提供体积控制通气治疗(也称为体积通气)。以前认为使用这种组合的有效患者通气基本是不可能的。

具体而言，在为患者精确维持期望的气体38吸入体积至关重要时(在体积控制、生命维持状况下常常是这种情况)，允许气体38″被动逃逸到大气中有些违反直觉。因此，已知的体积控制(即生命维持)通气系统(未示出)常规上需要主动呼气装置，其充当双肢患者线路的一部分(即，患者线路包括至少两个外部管道，一个用于通气周期吸气阶段期间患者吸气，一个用于通气周期呼气阶段期间患者呼气)。这往往会导致通气机设计比希望的更大更复杂。这样一来，通气机通常不适于用于在医院、指定护理中心或其他设施外部，在那里可以由医生、医疗专家或受过训练的人员密切监测和维护通气机。

通过提供单个基本移动的轻便通气机2，本发明的通气机能够提供体积控制通气治疗或提供期望的使用被动呼气的吸气潮气量，从而克服了这些和其他缺点，所述通气机使得患者能够较容易地从一个位置移动到另一个位置，同时继续接受适当的通气治疗。因此，公开的通气机给患者带来了保持较积极生活方式的机会。

更具体而言，如前所述并参考例如图5，范例通气机的患者线路150′优选是包括单根外部管道144′的单肢线路150′，其中单肢线路可以包括可选择性在其出口端44连接到通气机2的独立、完整的组件，或者可以为其选择性配置诸如患者接口146的部件，且被动呼气装置152可选择性连接到单根管道144′。在任何事件中，单根管道144′互连通气机2的出口端44和患者接口146。被动呼气装置152耦合到靠近患者接口146的单根管道144′处。当在受控体积模式下工作时，操作性耦合到流量发生器36的通气机2的控制器98适于有选择地控制流量发生器36以产生具有吸入体积，也称为吸气潮气量的气体流38。本发明还构想到提供体积通气，其中在预定吸气时间内提供吸气流量曲线。

单肢患者线路150′在通气周期的吸气阶段期间向患者170的气道160递送具有吸入体积的气体流38。在这里所示和所述的范例中，吸入体积的气体流38和呼出气体38″都是在单肢患者线路150′的单根管道144′之内输送的。要认识到，被动呼气装置152的一项功能是将患者呼出的呼出气体38″中所含的二氧化碳冲洗到大气中。接下来，可以在下一通气周期的吸气阶段期间向患者递送新吸入体积的气体流38。

要认识到，为患者指定的特定吸入体积或体积通气取决于多种不同因素，包括，但不限于患者罹患的疾病类型以及疾病的进展阶段。在一个非限制性实施例中，通气机2，尤其是用于其的控制器98，适于根据需要有选择地调节流量发生器36，使气体流38具有期望的吸入体积，在通气周期的吸气阶段中将气体流递送给患者。这可以自动完成。或者，可以利用上述用户接口300，由患者自己，或优选由医生或护理人员对通气机2进行编程。在通气周期的呼气阶段期间，由被动呼气装置152将患者170呼出的呼气气体38″的至少一部分排放到大气中。因此，在众多优点中，通气机2利用被动通气提供了有效的体积控制通气治疗，从而既不需要上述双肢患者线路(未示出)，也不需要已知体积控制通气系统的主动呼气装置(未示出)。

通气机2的控制器98优选适于也提供泄露补偿。例如但不作为限制，控制器98可以适于执行适当的泄露补偿例程，以便检测患者线路150′中的泄露，并响应于泄露检测，对通气机2的运行做出适当调节。适当泄露补偿例程的一个非限制性范例是可从本发明的受让人买到的软件程序。在美国专利No.5148802；5313937；5433193；5632269；5803065；6029664；6626175；6360741；6920875；6948497和7100607中提供了泄露估计/补偿技术的范例，在此通过引用将其内容并入本文。

或者，本发明构想提供具有已知的泄露速率与压力关系的已知/人为泄露或固定泄露装置或排气口。能够使用这种关系针对任何给定压力确定泄露速率。

此外，本发明构想为未知(非人为)泄露提供泄露补偿，未知泄露例如是因为患者到通气机线路接口造成的泄露、套囊(cuff)、口、面罩等处的泄露。利用与已知泄露不同的程控响应补偿未知/非人为泄露，已知泄露即分配到已知或固定(人为)泄露装置的泄露。这种不同的程控响应可以包括(不限于)泄露极限、假设的压力与泄露关系以及独立的且与用于对已知或人为泄露建模所采用的关系不同的单一或多个时间常数。可以使用这种程控响应调节来自通气机的流，以确保在特定预计生理情况时患者接收到所指定的潮气量或在患者到通气机线路接口中使用病例变化。

通常，响应于检测或估计气体流38的泄露(人为、非人为或兼有)，控制器98适于有选择地调节流量发生器36，使气体流具有期望的吸入体积，在通气周期的吸气阶段期间将气体流递送给患者。

通气周期的呼气阶段具有潮气量。至少一些上述传感器，例如邻近传感器48，能够与患者线路(例如，参见图5的患者线路150′)流体相通并靠近被动呼气装置152而加以利用，以确定呼出气体38″的潮气量。响应于确定潮气量，通气机控制器98有选择地调节流量发生器36以产生具有期望吸入体积的气体流38，气体流38要在下一通气周期的吸气阶段期间被递送给患者170。

在众多优点中，通气机2的适应性使得能够在患者疾病的整个发展过程中采用同一通气机。例如，在一种非限制性环境中，患者170可能会从一开始仅需要间歇性压力支持通气治疗的状况进展到最终需要基本恒定体积控制通气治疗。这种进展可能在很长时间内较慢地发生。因此，可能在整个疾病进展过程中都需要通气治疗的组合。公开的通气机非常适于适应这样的环境并满足这样的患者的通气需求，不论那些需求可能是什么以及它们怎么变化。

具体而言，在一个非限制性实施例中，通气机控制器98适于在体积控制和压力支持模式之间有选择地切换通气机2。此外，如有必要，能够相对迅速并容易地交换(即更换)或重新配置患者线路(例如150(图4)、150′(图5)或1 50′(图6))，以提供例如图4和5所示的被动呼气或例如图6所示的主动呼气。此外，根据需要，可以有选择地采用各种患者接口146，无需大幅度调节或更换通气机2。

C.入口气流组件

图10示出了用于通气机2的入口气流组件200。在众多优点中，入口气流组件200是模块化设计，可以有选择地从通气机外壳4移除，无需拆卸通气机2的其余部分。因此，能够较为迅速、容易而廉价地保养通气机的其余部分。例如，能够迅速而有效地对通气机2进行消毒和/或杀菌。如将要论述地，可以通过用新的入口气流组件200(例如更换套件形式的)更换整个使用的入口气流组件200来这样做，或者可以去除入口气流组件200，并可以使用任何适当的核准消毒或杀菌流程对入口气流组件200的至少一些部件(例如，但不限于下文所述的外罩构件202)进行清洗，而可以更换组件200的其他部件(例如，但不限于下文所述的过滤构件250和/或过滤构件260)。

非常希望能够迅速而容易更换过滤构件250和260，因为这样的构件(可以包括任何已知或适当的垫圈、挡板、噪声衰减装置和/或过滤介质)通常由例如，但不限于开孔泡沫塑料的材料制成，这种材料可能会不利地收集并保持碎屑、微生物和细菌。这样一来，必须对构件250和260进行更换或适当消毒，以便适当地对通气机2进行杀菌。没有所公开的模块化入口气流组件200，就必须要拆卸通气机2的大部分，或用新通气机完全更换它，以便实现必需的杀菌水平。不利的是，拆卸通气机耗时很长，不是一般患者和/或护理人员的适当选择。还需要更大量的停机时间，在此期间通气机不能工作。唯一的其他选择是完全更换通气机，其成本过高并可能出现问题，例如缺少适当的更换通气机或接收更换、重新配置替换等过程中有延迟。

公开的入口气流组件200通过提供包括外罩构件202的可移除模块化组件克服了这些和其他缺点，该模块化组件被构造成在通气机的入口端42(图10)处或附近有选择地耦合到通气机的外壳4。外罩构件202具有第一和第二相对侧204和206以及入口孔径208，入口孔径208被构造成向入口端42递送气体(在图10和11中由附图标记38′总体表示)。这里公开和描述的入口气流组件200包括两个上述过滤构件250和260。不过，要认识到，可以采用任何备选数量和/或配置的过滤构件而不脱离本发明的范围。

入口气流组件200优选包括紧固机构270，例如，但不限于图10的范例中所示的四个螺钉272。紧固机构270被构造成将外罩构件202紧固到通气机外壳4，由此相对于其固定外罩构件202和过滤构件250和260。紧固机构270还能够例如通过简单地松开和/或去除螺钉272来相对迅速并容易地去除和/或更换入口气流组件200或其部分。当然，本发明构想用于紧固机构270的其他配置。例如，可以使用铆钉模套件、舌榫、摩擦套件、带槽装置或任何其他适当紧固技术将外罩构件202耦合到通气机外壳4。

如图10所示，通气机外壳4的外表面10包括凹窝29，其从外表面向内延伸以接收入口气流组件200。在入口气流组件200，尤其是用于其的外罩构件202设置于凹窝29之内时，外罩构件的第二侧206基本和与凹窝相邻的通气机外壳4的外表面10平齐。可以参考图2和3理解当入口气流组件附接于通气机外壳时其平齐属性，图2和3示出了完全安装在通气机外壳上的入口气流组件。

如上文先前论述的基本平齐的停靠块102那样，入口气流组件200的平齐设计克服了通常与从通气机外壳4向外延伸的突起相关的缺点。换言之，通气机2的可移除入口气流组件200和(就此而论)其他可移除或以其他方式可拆卸的特征(例如，但不限于下文论述的停靠块102、可拆卸电池组412)不会不利地妨碍通气机的总体形状因子(即，通气机外壳4的外表面10的总体形状)。

如图11中最清楚示出地，入口气流组件200的外罩构件202包括多个壁210和212，其从外罩构件的第一侧204向外基本垂直地延伸。因此，在外罩构件202设置于凹窝29之内时(图2和3)，外罩构件的壁210和212被构造成延伸到凹窝29中(图10)，以便向通气机2的入口端42引导气体38′。具体而言，壁210和212形成入口气流路径214，其从外罩构件202的入口孔径208向通气机2的入口端42延伸。

图11中所示范例中的外罩构件202大致是矩形形状，包括四个周边边缘222、224、226、228和四个角230、232、234和236。范例紧固机构270的四个螺钉272的每个通过角230、232、234和236的对应一个延伸，如图10的分解视图所示。不过，将要认识到，可以使用任何适当备选数量和/或配置的任何已知或适当备选紧固机构，这不脱离本发明的范围。

范例外罩构件202的壁210和212包括靠近周边边缘222、224、226和228设置的外壁210以及从外壁21 0向内隔开的内壁212，如图所示。内壁212还在通气机2(图10)的入口端42(图10)的至少一部分周围延伸。于是，入口气流路径214设置于外罩构件202的外壁21 0和内壁212之间。外罩构件202还包括管240(部分示出)(还在图2、3和10中示出)，其从外罩构件202的第一侧204在其入口孔径208处或附近向内延伸，以便将气体38′引导到入口气流路径214中。范例管240还包括多个气窗242，以根据需要进一步引导和控制入口气体38′。

入口气流组件200的若干过滤构件250和260中的至少一个是过滤器元件，其被构造成设置于入口气流路径214中，外罩构件202的壁210和212之间。于是，气体38′通过过滤器元件260流动，如图11中的虚线图所示。如前所述，过滤器元件260可以由任何已知或适当过滤介质制成，例如，但不限于泡沫(例如，但不限于开孔泡沫塑料)。范例过滤器元件260包括通过其延伸的多个狭缝216、21 8和220。如图11中的虚线图所示，在过滤器元件260设置于组装的位置时，外罩构件202的壁210和212的部分通过过滤器元件260的对应狭缝216、218和220延伸。通过这种方式，相对于外罩构件202维持过滤器260的位置。不过，应当指出，过滤器元件260还优选可以从外罩构件202有选择地拆卸，例如以便被更换或适当消毒，如前所述。

如前所述，入口气流组件200包括第一和第二过滤构件250和260。第一过滤构件250与通气机外壳4相邻设置，第二过滤构件260设置于第一过滤构件250和外罩构件202第一侧204之间。第一和第二过滤构件250和260分别具有第一和第二厚度252和262，其中第二过滤构件260的第二厚度262大于第一过滤构件250的第一厚度252。不过，将要认识到，各种其他过滤构件实施例(未示出)在本发明的范围之内。范例第一过滤构件250优选至少部分充当垫圈，用于阻挡气体38′不利地从外罩构件202和通气机外壳4之间泄露。第一过滤构件250还包括孔254，其被构造成在过滤器构件250覆盖外罩构件202的第一侧204时，在通气机2的入口端42之内，尤其是与流量发生器36(图11中以简化形式示出)对齐。

因此，公开的入口气流组件的示范性实施例在本发明的一个非限制性实施例中能够包括含新的(即更换)外罩构件202和适当过滤构件(例如，但不限于第一和第二过滤构件250和260)的套件，从而能够迅速、容易和廉价地对通气机2消毒或以其他方式保养，而无需对通气机进行大范围拍拆卸和/或更换。

D.电力优先化和可拆卸电池组

图12示出了根据本发明原理的通气机2和用于其的各种电源的示意性表示。要认识到，为了例示简单起见，图12中未示出通气机2的内部部件及其细节。现在将要描述的各种电源可用于向通气机的任何已知或适当部件和/或其若干附件(例如，但不限于增湿器；氧混合器；脉搏血氧计、二氧化碳监测器)供电。

在这里所示和所述的范例中，通过以下四种电源向通气机2供电：

1)交流(AC)电源402(图12中以简化形式示意性示出)，可以利用第一电源连接404(例如，但不限于电源线)电连接到通气机2，

2)铅酸电池406，例如，但不限于12 VDC车用蓄电池或24 VDC的卡车电池，可以利用第二电源连接408(例如，但不限于电池连接器)电连接到通气机2，

3)设置于通气机外壳4内部6之内的内部电池组410(图12中在隐线图中以简化形式示出)，以及

4)可拆卸电池组412(在图12的虚线图中以简化形式示出)。如将要论述地，可拆卸电池组412可移除地耦合到通气机外壳4的外表面10。

四个电源402、406、410和412的每个都电连接到电源控制机构26(在图12中的隐线图中以简化形式示出)，其适于根据预定级别从电源402、406、410和412有选择地向通气机2供电，下文会更详细描述。

电源402、406、410和412以及用于采用其为通气机2供电的级别给已知通气机带来很大改进，已知通气机最多被构造成使用三个电源，即AC电源、铅酸电池或内部可充电电池组之一来工作。这样的通气机(未示出)不能进一步包括本发明的可拆卸电池组412。如下文将要论述地，在众多优点中，可拆卸电池组412改善了通气机的便携性，由此改善了患者在接受通气治疗的同时能够走动并保持其生活方式的能力。

要认识到，通气机2可以适于电连接到任何已知或适当的AC电源402，例如但不限于110 VAC电源或220 VAC电源。AC电源402和通气机2之间的电连接可以通过任何已知或适当的电源连接404实现。类似地，要认识到，示范性铅酸电池406还可以可选地包括任何适当电压和/或化学性质的任何已知或适当的电池，这不脱离本发明的范围。铅酸电池406也能够利用任何已知或适当的电源连接408电连接到通气机2。

还要认识到，内部电池组410和可拆卸电池组412优选是可再充电的。根据本发明的一个非限制性实施例，这些电池组410和412的每个包括若干锂离子电池(例如，参见图14的截面图中所示的可拆卸电池组412的锂离子电池424)，如图12中以简化形式所示，范例电源控制机构26还包括充电器28。因此，在通气机2电连接到AC电源402或铅酸电池406且内部电池组410未充满电时，电源402和/或406给充电器28供电以为电池组410充电。如将要论述地，如果可拆卸电池组412未充满电，充电器28还能够适于为可拆卸电池组412充电。

可拆卸电池组412仅在一个预定取向上可以连接到通气机外壳4，在其设置成这种取向时，它不会不利地从通气机外壳4的外表面10突出。通过让患者或护理人员对如何正确插入可拆卸电池组非常清楚，有利地简化了使用可拆卸电池组412为通气机供电的过程。此外，一旦以适当取向插入，可拆卸电池组412就不会从通气机外壳的外表面突出，这有利地为通气机外壳提供了大致统一的形式因子(即，通气机外壳4的外表面10的总体形状)，由此消除了通常与突出相关联的缺点。例如，但不作为限制，通过与外壳4的其余部分基本平齐，避免了外壳4的突起无意中碰撞周围物体，通气机2不算笨拙和/或难以握持和/或搬运，因为其具有较为统一的形状(参见图1，2和3)和关联的重量分布。还能够进一步参考图2和14理解可拆卸电池组412的平齐属性，能够进一步参考图14的截面图理解可拆卸电池组412的独特的单取向方面。

更具体而言，如图3、13和14所示，可拆卸电池组412包括外围物414，外围物414具有第一端416、与第一端416相对并远离其的第二端418、第一侧420和第二侧422。如图2和14所示，仅在可拆卸电池组412以预定取向设置于通气机外壳4界定的腔12之内时，外围物414的第二侧422才与和腔相邻的通气机外壳的外表面10基本平齐，如上所述。

若干电池424(在图14的截面图中示出了四个)，例如，但不限于上述锂离子电池，被外围物414包封，电连接到电池424的电连接器426从外围物414的第一侧420向外延伸，如图13和14所示。可拆卸电池组412的电连接器426被构造成电连接到设置于通气机外壳4的腔12之内的对应电连接器20，如图14所示。

在沿着正确取向将可拆卸电池组412插入通气机外壳4的腔12中时，电连接器426基本自动与通气机的对应电连接器20对齐。不过，将要认识到，可以采用任何已知或适当备选数量和/或配置的电连接器，这不脱离本发明的范围。还要认识到，尽管可拆卸电池组412的电池424(图14)和内部可再充电电池410(图12)被构想为锂离子电池，但可以采用任何已知或适当的备选数量、配置和/或类型的电池。

外围物414还包括至少一个紧固机构，在这里所示和所述的范例中包括分别从电池组外围物414的第一和第二端416和418向外延伸的第一和第二突起428和430。如图14所示，突起428和430被构造成分别在通气机外壳4中的腔12的相对端14和16处与对应凹陷22和24咬合，以便将外围物414可移除地耦合到外壳。更具体而言，在沿着适当取向将可拆除电池组412插入腔12中时，第一突起428在腔12的第一端14与对应凹陷22咬合。然后绕枢轴旋转(例如，相对于图14的逆时针方向)可拆卸电池组412，直到第二突起430在腔12的第二端16处与凹陷24咬合。通过这种方式，可拆卸电池组412揿压到期望预定取向中，并被固定在通气机外壳4的腔12之内。

在示范性实施例中，可拆卸电池组412还包括设置于电池组外围物414的第二侧422上的释放机构432(图2，3和14)，使其可以从通气机外壳4的外部8触及。如图14的截面图最清楚示出的，上述第一和第二突起428和430中的至少一个可移动地耦合到释放机构432，使得释放机构的移动导致这种突起428和/或430的对应移动，以脱离通气机外壳4的腔12的对应凹陷22和24，并释放可拆卸电池组412，以从那里移除。

继续参考图14，要认识到，通气机2的外壳4的腔12具有第一形状，可拆卸电池组外围物414的第一侧420具有对应第二形状。于是，在沿预定取向将可拆卸电池组412插入腔12中时，如图14所示，电池外围物414的第二形状与通气机外壳4的腔12的第一形状对应，以便将可拆卸电池组412嵌套在腔内。图14的范例并不是要以任何方式限制本发明的范围，在该范例中，通气机外壳4的腔12的第二端具有拱形部分18，可拆卸电池组外围物414的第二端418具有对应的拱形部分419。对应的拱形部分18和419便于沿适当取向将电池组412插入腔12中。实际上，基本不可能沿任何其他取向将可拆卸电池组412不正确地插入腔12中。这有利地消除了患者或护理人员不正确附接可拆卸电池组412的可能性，不正确附接可能导致通气机无法从可拆卸电池组412接收电力。

如图13所示，本发明构想为可拆卸电池组412提供充电指示器434，其被构造成指示设置于外围物414之内的若干电池424(图14)的测得容量。如这里所用地，术语“测得容量”是指例如与充满电的电池组相比电池组412的剩余电力，充满电的电池组处于其最高容量。图13的范例中的充电指示器434包括多个发光二极管(LED)435，其电连接到可拆卸电池组412的电池424(图14)。LED 435排成一条线，充电指示器434被设计成点亮若干LED 435(即线的一部分)，指示可拆卸电池组412的测得容量。

要认识到，可以在任何适当数量和/或配置下采用除LED 435之外的任何已知或适当的备选类型的变化指示器，这不脱离本发明的范围。还要认识到，尽管可以通过任何已知或适当的方式(例如，但不限于，自动地)提供指示(例如，点亮若干LED)，但图13的充电指示器434包括弹性突耳436，可以按下弹性突耳以在电池424(图14)和LED 435之间形成完整的电路(未明确示出)，以便“测试”电池组412(即，点亮对应数量的LED 435)。

还要认识到，可拆卸电池组412可以包括任何已知或适当的额外标记。例如，在图13中例示性示出的非限制性实施例中，电池组412包括指示器437和438，其可以包括，例如，但不限于充电灯(例如LED)437和另一个灯(例如LED)438，充电灯437可以适于在对可拆卸电池组412充电时闪烁，另一个灯438可以适于在到达可拆卸电池组的预定阈值容量(例如，在需要替换或转移到另一电源之前的最低可接受容量；最大容量)时发光。

图15示出了根据本发明实施例，依照四个上述电源402、406、410和412(图12)的预定级别操作通气机2的方法450。具体而言，在第一步骤452，做出第一电源连接(例如图12的AC电源连接器404)是否电连接到AC电源402的决定。如果是这样的话，电源控制机构26(图12中以简化形式示出)使得从AC电源402向通气机2供电。由于是使用AC电源402操作通气机的，因此在步骤456做出内部可再充电电池组410或可拆卸电池组412(图2，3，10和12-14)的任一个是否充满电的决定。如果未充满，然后在步骤458，充电器28对适当电池组410和/或412充电。如果电池组410和412都已充满电，或者在步骤458对它们充满电之后，重复该方法，在步骤452，以做出AC电源连接器404是否电连接到AC电源402的决定的步骤重新开始。

如果在步骤452确定通气机2的AC电源连接器404未电连接到AC电源402，那么方法前进到步骤460，在此做出第二电源连接(例如，图12的铅酸电池连接器408)是否电连接到铅酸电池406的决定。如果是这样的话，该方法继续到步骤462，该步骤是任选的。具体而言，如有必要，在步骤462，将来自铅酸电池406的电压转换成通气机2的适当直流(DC)要求。然后，在步骤464，电源控制机构26使得从铅酸电池406向通气机供电。同时，电源控制机构26继续评估通气机2，尤其是AC电源连接器404是否已经连接到AC电源402。在通气机2工作期间一直都是这样的。换言之，四个电源402、406、410和412(全都在图12中示出)具有预定级别，其中AC电源402优选是优先的，接着是铅酸电池406，然后是可拆卸电池组412，最后是内部可再充电电池组410。

继续参考根据图15的范例的方法450，如果在步骤460确定通气机2的铅酸电池连接器408未连接到铅酸电池406，那么在步骤466做出可拆卸电池组412是否电连接到通气机2的决定。如果该查询的答案是肯定的，那么在步骤468，评估可拆卸电池组412的测得容量，如果其超过预定阈值(例如，但不限于，大于可拆卸电池组412的最大容量的10％)，那么该方法前进到步骤470。在步骤470，使用可拆卸电池组412向通气机供电。不过，如果在步骤466确定可拆卸电池组412未电连接到通气机，或在步骤468确定可拆卸电池组412的测得容量小于预定阈值，然后该方法前进到步骤472。

在步骤472，评估内部可再充电电池组410的测得容量，如果其超过预定阈值(例如，但不限于，大于内部可再充电电池组410的最大容量的10％)，则方法前进到步骤474。或者，如果内部可再充电电池组410的测得容量未大于预定阈值，那么该方法前进到步骤476。在步骤474，使用内部可再充电电池组410向通气机2供电以操作通气机，而在步骤476，基于预定共享方式从可拆卸电池组412和内部可再充电电池组410为通气机供电。

更具体而言，步骤476一般发生在内部可再充电电池组410和可拆卸电池组412的测得容量都小于其相应最大容量的10％的时候。在这种情况下，将根据如下规则由两个电池组410和412分担对通气机的电力供应：容量较大的电池组将提供更大电流，使得电池组410和412基本同时到达零百分比容量。根据一个非限制性范例，内部可再充电电池组410和可拆卸电池组412一起为通气机2提供充分电力，以在至少四个小时内在正常工作状态下工作。不过，将要认识到持续时间小于或大于四个小时的电池组也在本发明的范围之内。

因此，将要认识到，根据公开的方法450，只要电源402、406、410和412中的至少一个保持电连接，并在预定规格之内(例如，但不限于测得容量)，则四个电源402、406、410和412的任一个的电连接或断开连接将不会导致对通气机2供电的任何中断。还要认识到可拆卸电池组412提供较轻便的机构，用于基本无限期地向通气机2供电。例如，可以采用多个可拆卸电池组412(仅示出了一个)，其中，在可拆卸电池组之一电连接到通气机时，正在使用任何已知或适当的充电器或电池充电装置(未示出)对其他的可拆卸电池充电。在电连接到通气机的可拆卸电池组412放电到预定阈值容量时，能够利用充电的更换可拆卸电池组之一迅速而容易地更换它。在交换可拆卸电池组(即，用充电的电池组更换放电的电池组)期间，内部电池组410将向通气机提供必要电力，以避免电力的意外中断。

因此，本发明的通气机2提供了一种紧凑而结实的单元，由于其模块化设计，其是便携的，以便于患者移动，从而尽可能地保持患者的生活方式。于是，根据本发明，能够在多种模式下操作单一一个便携式通气机2，以向患者提供多种不同通气治疗。在众多益处和优点中，通气机还包括用户友好的用户接口300，能够记录、传输和报告临床数据，可以有选择地连接到多种附件(例如，但不限于增湿器；氧混合器；脉搏血氧计；二氧化碳监测器)和装置(例如，但不限于因特网；打印机；计算机)。通气机还具有若干方便和有成本效益的特征，例如，但不限于停靠系统100，用于迅速和容易地配置通气机以工作在期望模式中，可拆卸电池组412和四个电源，以及模块化入口气流组件200，能够有选择地从通气机2移除入口气流组件200以维护(例如杀菌)通气机的其余部分，而无需大规模拆卸或更换通气机。

尽管已经基于当前认为最现实且优选的实施例出于例示目的详细描述了本发明，但要理解，这种细节仅仅是为了该目的，本发明不限于公开的实施例，而是相反，意在覆盖在所附权利要求的精神和范围之内的修改和等价布置。例如，要理解本发明构想在可能的程度上能够将任何实施例的一个或多个特征与任何其他实施例的一个或多个特征组合。

Claims (15)

1.一种用于通气机的停靠块(102，102'，102″)，所述通气机包括具有包括凹陷(64)的外表面的外壳(4)、入口端(30)、构造成产生气体流的流量发生器(36)，构造成从所述外壳排放所述气体流的出口端(44)，以及构造成监测针对所述气体流的若干参数的多个传感器(46，48，50)，所述通气机可以在多种工作模式间工作，所述停靠块包括：

可移除路由元件(103，103'，103″)，其被构造成在所述凹陷处或其附近有选择地耦合到所述通气机的所述外壳，以便将所述传感器配置成与所述通气机的所述工作模式中期望的一种对应的多种不同预定配置之一，所述可移除路由元件包括第一侧和与所述第一侧相对设置的第二侧，其中，在所述可移除路由元件耦合到所述外壳时，所述路由元件的所述第二侧被构造成基本与所述通气机的所述外壳的所述外表面平齐，与所述凹陷相邻，以及

紧固机构(116)，其被构造成将所述可移除路由元件紧固到所述通气机的所述外壳。

2.根据权利要求1所述的停靠块，其中，所述通气机的所述传感器包括多个探头(52，54，56，60，62，63)，其中，所述可移除路由元件还包括第一端、与所述第一端相对并远离所述第一端设置的第二端以及从所述第一侧向所述第二侧延伸的多个通路(104，106，108，110，112，114)，并且其中，在将所述可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述通路被构造成与所述探头合作，以便建立所述传感器的所述预定配置之一。

3.根据权利要求2所述的停靠块，其中，所述可移除路由元件还包括设置于所述可移除路由元件的所述第一端和所述可移除路由元件的所述第二端之间、所述可移除路由元件的所述第二侧处或其附近的指状突耳(130)，并且其中，所述指状突耳被构造成便于从所述通气机的所述外壳的所述凹陷移除所述可移除路由元件。

4.根据权利要求2所述的停靠块，其中，所述通气机的所述外壳包括具有至少一个孔径(66，68)的外表面，其中，所述可移除路由元件还包括从所述可移除路由元件的所述第一侧向外延伸的至少一个突起(132，134)，并且其中，在所述可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述至少一个突起被构造成设置于所述至少一个孔径的对应的一个之内。

5.根据权利要求4所述的停靠块，其中，所述至少一个突起为第一突起和第二突起，其中，所述通气机的所述外壳的所述外表面的所述至少一个孔径为第一孔径和第二孔径，其中，所述探头至少包括构造成可以在所述第一孔径处或其附近触及的第一探头以及构造成可以在所述第二孔径处或其附近触及的第二探头，其中，所述可移除路由元件的所述通路包括通过所述第一突起的至少一部分延伸的第一通路(104)以及通过所述第二突起的至少一部分延伸的第二通路，并且其中，在所述可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述第一突起被构造成设置于所述第一孔径中，以便所述第一探头与所述第一通路合作，并且所述第二突起被构造成设置于所述第二孔径中，以便所述第二探头与所述第二通路合作。

6.根据权利要求2所述的停靠块，其中，所述可移除路由元件可以用具有不同通路(104，106，108，110，112，114)布置的另一可移除路由元件更换，并且其中，响应于更换所述可移除路由元件，将所述传感器重新配置成与所述通气机的所述工作模式中不同的一种对应的所述预定配置中的另一种。

7.一种用于通气机的停靠系统(100)，所述通气机包括具有包括凹陷(64)的外表面(10)的外壳(4)、入口端(30)、构造成产生气体流的流量发生器(36)以及构造成从所述外壳排放所述气体流的出口端(44)，所述通气机可以在多种不同模式间工作，所述停靠系统包括：

(a)构造成监测针对所述气体流的若干参数的多个传感器(46，48，50)；以及

(b)若干根据权利要求1-6中的任一项所述的停靠块(102，102'，102″)。

8.根据权利要求7所述的停靠系统，其中，所述通气机的工作模式包括第一模式、第二模式和第三模式，其中，所述传感器的预定配置包括与所述第一模式对应的第一配置、与所述第二模式对应的第二配置以及与所述第三模式对应的第三配置，其中，所述停靠块包括具有第一可移除路由元件(103)的第一停靠块(102)、具有第二可移除路由元件(103')的第二停靠块(102')以及具有第三可移除路由元件(103″)的第三停靠块(102″)，其中，在所述通气机工作于所述第一模式下时，所述第一可移除路由元件被构造成耦合到所述通气机的所述外壳，其中，在所述通气机工作于所述第二模式下时，所述第二可移除路由元件被构造成耦合到所述通气机的所述外壳，并且其中，在所述通气机工作于所述第三模式下时，所述第三可移除路由元件被构造成耦合到所述通气机的所述外壳。

9.一种用于通气机的停靠系统(100)，所述通气机包括具有包括凹陷(64)的外表面(10)的外壳(4)、入口端(30)、构造成产生气体流的流量发生器(36)以及构造成从所述外壳排放所述气体流的出口端(44)，所述通气机可以在多种不同模式间工作，所述停靠系统包括：

(a)构造成监测针对所述气体流的若干参数的多个传感器(46，48，50)；以及

(b)若干根据权利要求2-6中的任一项所述的停靠块(102，102'，102″)，

其中，所述通气机的工作模式包括第一模式、第二模式和第三模式，其中，所述传感器的预定配置包括与所述第一模式对应的第一配置、与所述第二模式对应的第二配置以及与所述第三模式对应的第三配置，其中，所述停靠块包括具有第一可移除路由元件(103)的第一停靠块(102)、具有第二可移除路由元件(103')的第二停靠块(102')以及具有第三可移除路由元件(103″)的第三停靠块(102″)，其中，在所述通气机工作于所述第一模式下时，所述第一可移除路由元件被构造成耦合到所述通气机的所述外壳，其中，在所述通气机工作于所述第二模式下时，所述第二可移除路由元件被构造成耦合到所述通气机的所述外壳，并且其中，在所述通气机工作于所述第三模式下时，所述第三可移除路由元件被构造成耦合到所述通气机的所述外壳，

其中，所述通路(104，106，108，110，112，114)对于所述第一可移除路由元件、所述第二可移除路由元件和所述第三可移除路由元件的每个是不同的，其中，在所述第一可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述第一可移除路由元件的所述通路与对应数量的所述探头(52，54，56，60，62，63)合作，以便建立所述传感器的所述第一配置，其中，在所述第二可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述第二可移除路由元件的所述通路(104'，106'，108'，110'，112'，114')与对应数量的所述探头合作，以便建立所述传感器的所述第二配置，并且其中，在所述第三可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述第三可移除路由元件的所述通路(104″，106″，108″，110″，112″，114″)与对应数量的所述探头合作，以便建立所述传感器的所述第三配置。

10.根据权利要求9所述的停靠系统，其中，所述传感器包括机器流量传感器(46)、邻近压力传感器(48)和监测器流量传感器(50)，其中，所述机器流量传感器包括第一机器流量探头(52)和第二机器流量探头(53)，其中，所述邻近压力传感器包括至少一个邻近流量探头(56，57，58，59)，其中，所述监测器流量传感器包括第一监测器流量探头(61)和第二监测器流量探头(62)，并且其中，所述第一可移除路由元件的所述通路、所述第二可移除路由元件的所述通路以及所述第三可移除路由元件的所述通路包括构造成允许所述气体流通过其中的若干主动通路和构造成阻止所述气体流通过其中的若干非主动通路。

11.根据权利要求10所述的停靠系统，其中，所述至少一个邻近压力探头是单一邻近压力探头，其中，所述第一可移除路由元件的所述通路包括第一主动通路、第二主动通路、第三主动通路、第四主动通路和第五主动通路，并且其中，在根据所述第一模式操作所述通气机且所述第一可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述第一主动通路与所述第二主动通路合作，以便将所述第一机器流量探头连接到所述第一监测器流量探头，所述第三主动通路将所述单一邻近压力探头连接到大气，且所述第四主动通路与所述第五主动通路合作，以便将所述第二机器流量探头连接到所述第二监测器流量探头。

12.根据权利要求10所述的停靠系统，其中，所述通气机还包括构造成向患者的气道递送所述气体流的患者接口(146)，其中，所述至少一个邻近压力探头是连接到所述邻近压力传感器的第一邻近压力探头和连接到所述患者接口的第二邻近压力探头，其中，所述第二可移除路由元件的所述通路包括第一主动通路、第二主动通路、第三主动通路、第四主动通路和第五主动通路，并且其中，在根据所述第二模式操作所述通气机且所述第二可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述第一主动通路与所述第二主动通路合作，以便将所述第一机器流量探头连接到所述第一监测器流量探头，所述第三主动通路将所述第一邻近压力探头连接到所述第二邻近压力探头，且所述第四主动通路与所述第五主动通路合作，以便将所述第二机器流量探头连接到所述第二监测器流量探头。

13.根据权利要求10所述的停靠系统，其中，所述通气机还包括构造成向患者的气道递送所述气体流的患者接口，可以与所述患者接口合作的主动呼气阀以及主动呼气控制器，其中，所述主动呼气控制器包括至少一个主动呼气控制器探头，其中，所述主动呼气阀包括至少一个主动呼气阀探头，其中，所述至少一个邻近压力探头是连接到所述邻近压力传感器的第一邻近压力探头、连接到所述患者接口的第二邻近压力探头、连接到所述患者接口的第三邻近压力探头以及连接到所述患者接口的第四邻近压力探头，其中，所述第三可移除路由元件的所述通路包括第一主动通路、第二主动通路、第三主动通路、第四主动通路、第一非主动通路和第二非主动通路，并且其中，在根据所述第三模式操作所述通气机且所述第三可移除路由元件耦合到所述通气机的所述外壳时，所述第一主动通路将所述第一监测器流量探头连接到所述第二邻近压力探头，所述第二主动通路将所述第一邻近压力探头连接到所述第四邻近压力探头，所述第三主动通路将所述第二监测器流量探头连接到所述第三邻近压力探头，所述第四主动通路将所述至少一个主动呼气控制器探头连接到所述至少一个主动呼气阀探头，所述第一机器流量探头连接到所述第一非主动通路，且所述第二机器流量探头连接到所述第二非主动通路。

14.一种通气机(2)，包括：

(a)具有内部和外部的外壳(4)，所述外部具有外表面；

(b)从所述外壳的所述外部延伸到所述内部的入口端(30)；

(c)设置于所述内部之内并被构造成产生气体流的流量发生器(36)；

(d)用于从所述外壳排放所述气体流的出口端(44)；

(e)用于监测针对所述气体流的若干参数的多个传感器(46，48，50)；以及

(f)若干根据权利要求1-6中的任一项所述的停靠块(102，102'，102″)。

15.一种操作通气机(2)的方法，包括：

(a)提供所述通气机，所述通气机具有被构造成产生气体流的流量发生器(36)和用于监测针对所述气体流的若干参数的多个传感器(46，48，50)，所述通气机具有外壳(4)，其中，所述通气机具有多种工作模式，并且其中，可以将所述传感器(46，48，50)配置成与所述通气机的所述工作模式对应的多种不同预定配置；

(b)提供若干根据权利要求1-6中的任一项所述的停靠块(102，102'，102″)；

(c)选择所述通气机的所述工作模式之一；

(d)在与所选择的所述通气机的工作模式对应的若干停靠块中选择停靠块；以及

(e)将所选择的停靠块的可移除路由元件附接到所述通气机的所述外壳，以便将所述传感器配置成与所选择的所述通气机的工作模式对应的预定配置。