CN104039222B - 用于使用一次性取样室来监测侧流系统中的成分的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种被构造成监测正被提供给受试者的可呼吸气体流的成分的系统和方法。可呼吸气体的测量流被转向，以便监测所述可呼吸气体流的成分，并且随后将所述可呼吸气体的测量流返回到所述可呼吸气体流。这往往将保存可呼吸气体流内的构成气体，这在将可呼吸气体流用来输送药物或药品(例如，相对昂贵的麻醉剂和/或其它药物或药品)的情况下是具有重大意义的。由于所述可呼吸气体的测量流往往将具有污染物(例如，粘性血液、药物、冷凝物或其它材料)，因此将所述可呼吸气体的测量流往回运送到所述可呼吸气体流内构成针对污染物的布局方案。在系统10中，接触所述可呼吸气体的测量流的部件可以是一次性的，以便有利于将所述可呼吸气体的测量流往回重新引入到所述可呼吸气体流中。
Description
发明领域
本发明涉及一种用于监测以侧流方式从正通过呼吸回路被输送到受试者的气道的可呼吸气体流接收的可呼吸气体测量流的成分的方法和设备。
背景技术
已知通过以侧流方式从可呼吸气体的治疗流获得可呼吸气体的测量流来监测气体成分的系统。总体上，这些系统需要泵以将可呼吸气体的测量流抽取通过在其中进行测量的取样室。然后将可呼吸气体的测量流从系统排出(例如，排到大气环境中和/或通过过滤器或由净化系统捕集)。总体上，可呼吸气体的测量流不会回到可呼吸气体的治疗流中，因为这将要求暴露在可呼吸气体的测量流下的泵的多个元件被丢弃或针对各个受试者而彻底灭菌。这可能是不实际和/或成本高昂的。
发明内容
因此，本发明的一个或多个方面涉及一种被构造成测量从呼吸回路接收的可呼吸气体流的成分的检测器装置。在一些实施例中，检测器装置包括外壳、流路元件对接件、辐射源、传感器组件、泵致动器和/或控制器中的一个或多个。流路元件对接件由所述外壳形成，并且被构造成可拆卸地接合具有入口和出口的流路元件。所述流路元件形成所述可呼吸气体流的封闭流路。所述辐射源被容纳在所述外壳内，并且被构造成在将流路元件对接到流路元件对接件中时将电磁辐射发射到流路元件中。所述传感器组件被容纳在所述外壳内，并且被构造成使得，在将流路元件对接到流路元件对接件中并且辐射源将电磁辐射发射到流路元件中时，传感器组件接收已由辐射源发射并且已通过流路元件中所形成的流路的电磁辐射。所述传感器组件还被构造成产生输出信号，所述输出信号传递与所接收的电磁辐射的一个或多个参数有关的信息。所述泵致动器由外壳承载，并且被构造成致动所述流路元件的一个或多个部件以将所述可呼吸气体流抽取通过所述封闭流路。控制器被容纳在外壳内，并且被构造成控制泵致动器以维持通过所述封闭流路的可呼吸气体流的流动速率。
本发明的另一方面涉及一种测量从呼吸回路接收的可呼吸气体流的成分的方法。所述方法包括：可拆卸地对接流路元件与检测器装置的外壳，所述流路元件具有入口和出口并在其之间形成封闭流路；在所述流路元件与外壳对接的同时将电磁辐射从辐射源发射到流路元件中，其中所述辐射源被容纳在外壳内；将已由辐射源发射并且已通过流路元件的封闭流路的电磁辐射接收到容纳在所述外壳内的传感器组件上；产生输出信号，所述输出信号传递与被接收到所述传感器组件上的电磁辐射的一个或多个参数有关的信息；用所述外壳承载的泵致动器致动所述流路元件的一个或多个部件，以将所述可呼吸气体流抽取通过所述封闭流路；以及用容纳在所述外壳内的控制器来控制所述泵致动器，以维持通过所述封闭流路的所述可呼吸气体流的流动速率。
本发明的另一方面涉及一种用于测量从呼吸回路接收的可呼吸气体流的成分的检测器装置。在一些实施例中，所述检测器装置包括：用于容纳的装置，其用于容纳所述检测器装置；用于对接的装置，其用于将流路元件与所述用于容纳检测器的装置可拆卸地对接，所述流路元件具有入口和出口并在其之间形成封闭流路；用于发射的装置，其用于在所述流路元件与所述用于容纳的装置对接的同时将电磁辐射发射到流路元件中，其中所述用于发射的装置被容纳在外壳内；用于接收的装置，其用于接收已由所述用于发射的装置发射并且已通过流路元件的封闭流路的电磁辐射，其中所述用于接收的装置被容纳在所述外壳内；用于产生的装置，其用于产生输出信号，所述输出信号传递与被接收到所述用于接收的装置上的电磁辐射的一个或多个参数有关的信息；用于致动的装置，其用于致动所述流路元件的一个或多个部件，以将所述可呼吸气体流抽取通过所述封闭流路，其中所述用于致动的装置由所述用于容纳的装置承载；以及用于控制的装置，其用于控制所述用于致动的装置，以维持通过所述封闭流路的所述可呼吸气体流的流动速率。
在参考附图考虑到下面的描述和所附的权利要求书之后，本发明的这些和其它目的、特征和特点以及结构相关元件和部件组合的操作方法和功能、制造的经济性将变得更加显而易见，所有的这些描述以及权利要求和附图形成本说明书的一部分，其中，类似的元件符号指明各个附图中的对应部分。然而，将会清楚地理解，这些附图仅出于例示和描述的目的，并不旨在作为对本发明的限制的限定。
附图说明
图1是被构造成监测正被输送给受试者的可呼吸气体流的成分的系统；
图2是检测器装置和流路组件的图示；
图3是检测器装置和流路组件的图示；
图5是检测器装置和流路组件的图示；
图6是检测器装置和流路组件的图示；
图7是检测器装置和流路组件的图示；
图8是检测器装置和流路组件的图示；
图9是检测器装置和流路组件的图示；
图10是检测器装置和流路组件的图示；
图11是检测器装置和流路组件的图示；
图12是检测器装置和流路组件的图示；
图13是检测器装置和流路组件的图示；
图14是检测器装置和流路组件的图示；
图15是检测器装置和流路组件的图示；
图16是检测器装置和流路组件的图示；
图17是检测器装置和流路组件的图示；
图18是检测器装置和流路组件的图示；以及
图19是一种监测正被输送给受试者的可呼吸气体流的成分的方法。
具体实施方式
除非另有明确说明，否则用在本文中的单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数含义。用在本文中的两个或更多部分或部件“联接”的陈述是指这些部分直接或间接(即通过一个或多个中间部分或部件)结合在一起或一起操作，只要出现连结即可。用在本文中的“直接联接”是指两个元件相互直接接触。用在本文中的“固定地联接”或“固定”是指将两个部件联接以便整体移动，同时维持相对于彼此的恒定取向。
用在本文中的词语“单一的”是指部件作为单件或单元而产生。即包括分开产生然后联接在一起作为一个单元的多个件的部件并不是“单一的”部件或主体。用在本文中的两个或更多部分或部件相互“接合”的陈述是指这些部分直接或者通过一个或多个中间部分或部件相互施加力。用在本文中的术语“数量”是指一个或大于一个的整数(即，多个)。
除非另有明确说明，否则用在本文中的方向性短语(例如但不限于顶部、底部、左侧、右侧、上部、下部、前面、后面以及它们的派生词)是指在图中示出的元件的定向，且并不是对权利要求书的限制。
图1示出了被构造成监测正被提供给受试者12的可呼吸气体流的成分的系统10。系统10可以被构造成使得可呼吸气体的测量流被转向，以便监测所述可呼吸气体流的成分，并且随后将所述可呼吸气体的测量流返回到所述可呼吸气体流。这往往将保存可呼吸气体流内的组成气体，这在其中可呼吸气体流被用来输送药物或药品(例如，相对昂贵的麻醉剂和/或其它药物或药品)的情况下可能是具有重要意义的。由于可呼吸气体的测量流往往将具有污染物(例如，粘性血液(mucus blood)、药物、冷凝物或其它材料)，因此将可呼吸气体的测量流往回运送到可呼吸气体流内构成了针对污染物的布局方案。在系统10中，接触可呼吸气体的测量流的部件可以是一次性的，以便有利于将可呼吸气体的测量流往回重新引入到可呼吸气体流中。在一些实施例中，系统10可以包括气流发生器14、呼吸回路16、测量回路18、和/或其它部件中的一个或多个。
气流发生器14被构造成产生用于被输送到受试者12的气道的可呼吸气体流。气流发生器14被构造成控制所述可呼吸气体流的一个或多个参数。所述被控制的参数可以包括压力、温度、流动速率、湿度、速度、声学和/或其它参数中的一个或多个。在一些实施例中，气流发生器14被构造成通过混合来自两个或更多个气体源的气体(例如，以便控制氧气含量)、通过添加药品或药物(例如，以喷雾和/或烟雾的形式)、和/或通过其它技术而控制可呼吸气体流的成分。为给所述可呼吸气体流加压，气流发生器14可以包括鼓风机、风箱、加压罐或杜瓦瓶(Dewar)、壁气体源和/或其它压力源中的一个或多个。
呼吸回路16被构造成将可呼吸气体流从气流发生器14输送到受试者12的气道。呼吸回路16可以包括导管20、受试者界面22和/或其它部件中的一个或多个。导管20被构造成将可呼吸气体流从气流发生器14传送到受试者界面22。导管20与气流发生器14交接，以自其接收可呼吸气体流，并且提供从气流发生器14到受试者界面22的流路。导管20可以是弹性可挠曲的。受试者界面22可以用密封或不密封的方式接合受试者12的气道的一个或多个孔口。受试者界面22的一些实例可以包括(例如)气管内导管、鼻插管、气管切开导管、鼻罩、鼻/口罩、全面罩(full face mask)、总面罩(total face mask)、部分再呼吸罩、或者将气体流传送给受试者的气道的其它界面器具。本发明并不限于这些实例，而是预期了任何受试者界面的具体实施。例如，可结合气道适配器、面罩和鼻插管使用侧流气体取样(例如，如关于系统10所示和所述)，所述气道适配器与呼出气体和呼入气体二者串联，所述面罩通常制备有分接头，所述鼻插管如图1所示可以用于对呼吸气体(例如，CO2)取样和/或用于输送治疗气体(例如，氧气)。
测量回路18被构造成从呼吸回路16中的可呼吸气体流中抽出可呼吸气体的测量流，以监测可呼吸气体流的成分。所述可呼吸气体的测量流可以介于约30ml/min与约250ml/min之间。在一些实施例中，所述可呼吸气体的测量流是约50ml/min。测量回路18可以将所述可呼吸气体的测量流中的一些或全部气体返回到呼吸回路16内的可呼吸气体流中。测量回路18可以包括回路入口24、回路出口26、流路元件28、检测器装置30和/或其它部件中的一个或多个。
回路入口24被构造成接收呼吸回路16内的可呼吸气体流中的一部分气体作为可呼吸气体的测量流，并且将所述可呼吸气体的测量流引导到流路元件28。回路出口26被构造成在所述可呼吸气体的测量流已通过流路元件28之后接收所述可呼吸气体的测量流。回路出口26可以被构造成将所述可呼吸气体的测量流往回提供到呼吸回路16中。回路入口24和回路出口26可以是结构类似于导管20(或与其相同)的导管。回路出口26可以是连接器，或者如果所述气流将进入到大气环境中，则甚至完全不存在。回路入口24与导管20之间的界面、以及回路出口26与导管20之间的界面中的一个或两个可以是可释放的。
图2提供了流路元件28和检测器装置30的更详细示意图。在图2所示的视图中，流路元件28已经与检测器装置30分离(图1示出了可释放地接合检测器装置30的流路元件28)。如图2可见，流路元件28包括入口32、出口34，并且在入口32和出口34之间提供封闭流路。入口32被构造成与回路入口24交接，并且出口34被构造成与回路出口26交接，使得由流路元件28形成的封闭流路承载所述可呼吸气体的测量流从入口32通过流路元件28到出口34。入口32和出口34之间的流路元件28的壁可由基本上刚性的塑料和/或聚合物材料形成。流路元件28还包括取样室36、泵区段38、装置界面40和/或其它部件中的一个或多个。
取样室36被构造成有利于对可呼吸气体的测量流的成分进行测量。因此，取样室36包括窗口42。窗口42对一个或多个波长的电磁辐射具有透光性，所述电磁辐射用于测量取样室36内的气体成分。以非限制性实例的方式，窗口42可由蓝宝石、IR透射性塑料、和/或其它材料形成。
泵区段38被构造成产生从入口32通过流路元件28到出口34的流动。在一些实施例中，泵区段38操作为隔膜泵系统的头部，以产生通过流路元件28的流动。泵区段38可以包括隔膜44、致动器界面46和/或其它部件中的一个或多个。隔膜44被构造成可移动的，以产生通过泵区段38的流动。致动器界面46被构造成可释放地接合与检测器装置30相连的泵致动器54，以便致动隔膜44，使得隔膜44的移动导致产生通过流路元件28的流动。
由流路元件28形成的封闭流路使得流路元件28被单独地用于受试者。这意味着对于另一个受试者和/或对于另一个使用期来说，可用另一个(例如，新的)流路元件替换流路元件28。应当理解，从材料和/或制造的角度来看，流路元件28的部件是相对低成本的。例如，流路元件28并不包括任何传感器或辐射发射器元件，并且并不包括操作成驱动由泵区段38形成的泵的马达的任何部分。在一些实施例中，流路元件28并不包括任何处理部件和/或储存部件，以维持相对低的成本。因此，可替换流路元件28而不影响检测器装置30的有源部件(例如，成分传感器和泵马达，如本文所述)的操作。在其中针对多个受试者在呼吸回路中实施检测器装置30的情况下，这可以增强检测器装置30的可用性。
如图2可见，检测器装置30被构造成可释放地联接流路元件28，以促使可呼吸气体的测量流被抽取通过流路元件28、监测取样室36内的气体成分、和/或执行其它功能。检测器装置30可以包括外壳48、元件对接件50、检测器组件52、泵致动器54、泵马达56、控制器58、和/或其它部件中的一个或多个。
外壳48被构造成容纳检测器装置30的一些或全部部件。外壳48由刚性材料形成，例如金属、塑料或聚合物。外壳48可以为检测器装置30的部件提供机械保护、流体保护和/或其它类型的保护。
元件对接件50被构造成可拆卸地接合流路元件28。元件对接件50可以由外壳48形成。例如，外壳48可以在元件对接件50处具有适应流路元件28的外部形状的形状。元件对接件50将流路元件28固定到检测器装置30，并将流路元件28和检测器装置30的各个部件放置在适合的相对位置中以供使用。为了将流路元件28固定到检测器装置30，元件对接件50可以通过螺纹接合、互锁接合、摩擦配合、扣合配合、闩锁、和/或用于可释放接合的其它机构中的一个或多个而接合流路元件28。
检测器组件52被构造成监测取样室36中的气体成分。例如，检测器组件52可以被构造成检测二氧化碳的相对水平、氧气的相对水平、麻醉剂(例如，一氧化二氮、氟烷、地氟醚等)、示踪气体(例如，PPM或PPB浓度)和/或取样室36内的其它气体组成的相对水平。检测器组件可以包括辐射源60、传感器组件62、窗口64和/或其它部件中的一个或多个。
辐射源60被构造成将电磁辐射发射穿过取样室36(例如，穿过窗口64)。所发射的电磁辐射行进穿过取样室36内的气体，并且在取样室36的另一侧离开取样室36。由辐射源60产生的电磁辐射可以具有一组特定的一个或多个波长，用于检测一种或多种气体。以非限制性实例的方式，来自辐射源60的红外线电磁辐射可以被实施以监测取样室36内的二氧化碳的相对水平。虽然在图2中未示出，但辐射源60可以包括被构造成将所发射的电磁辐射引导到取样室36内的一个或多个光学元件。此类元件可以包括反射镜、透镜和/或其它光学元件中的一个或多个。
传感器组件62被构造成接收由辐射源60发射的已经通过取样室36以及包含在其中的气体的电磁辐射，并且产生输出信号，所述输出信号传递与所接收电磁辐射的一个或多个参数有关的信息。所述一个或多个参数可以包括强度、通量、发光、相位和/或其它参数中的一个或多个。传感器组件62包括一个或多个光敏传感器，所述光敏传感器被构造成产生与所接收的电磁辐射的强度有关的输出信号。传感器组件62可以包括一个或多个光学元件，以对电磁辐射进行过滤、成形和/或将所述电磁辐射引导到一个或多个光敏传感器。这些光学元件可以包括反射镜、半透明反射镜、波长过滤器、偏振器、透镜和/或其它光学元件中的一个或多个。例如，输出信号可以传递与由所关注的气体组成(例如，二氧化碳)吸收的一定波长范围内的电磁辐射的强度、以及预期基本上不被吸收的基准波长范围内的电磁辐射的强度有关的信息。作为另一示例，输出信号可以传递与所吸收波长范围和基准波长范围下的强度之间的差异有关的信息。
在一些实施例中，辐射源60和传感器组件62可以操作成监测气体的测量流的成分，所述气体测量流是以美国专利No.7,748,280中所述的方式通过流路元件28抽取的，所述美国专利以全文引用的方式并入本文中。
检测器组件52的该说明并非旨在限制。应当理解，所述和所示的组件可以用检测气态组成的相对水平的其它组件来替换和/或增强。例如，可以用发光猝灭组件来监测氧气的相对水平，所述发光猝灭组件将电磁辐射提供到取样室36中、接收由取样室内的发光材料发射的电磁辐射、并且产生提供与所接收的电磁辐射和/或由检测器组件52发射的电磁辐射有关的信息的输出信号。例如，美国专利No.6,325,978和6,632,402中描述了这种类型的监测，所述两个美国专利均以全文引用的方式并入到本申请案中。
泵致动器54被构造成可释放地接合流路元件28的致动器界面46，并且致动隔膜44以形成通过流路元件28的流动。在一些实施例中，致动器界面泵致动器54被构造成与致动器界面46磁性联接以固定其之间的接合。这并非意在限制。
泵马达56被构造成驱动泵致动器54，使得泵致动器54致动隔膜44以形成通过流路元件28的流动。泵马达56的操作可被控制成调整通过流路元件28的压力和/或流动速率中的一个或两个。
控制器58被构造成在检测器装置30内提供处理和/或控制功能。因此，控制器58可以包括数字处理器、模拟处理器、被设计成处理信息的数字电路、被设计成处理信息的模拟电路、状态机、和/或用于以电子方式处理信息的其它机构中的一个或多个。控制器58被构造成控制泵马达56。这可以包括控制泵马达56以调整通过流路元件28的可呼吸气体的测量流的压力和/或流动速率(例如，根据从外部装置接收的指令)。控制器58被构造成控制辐射源60。这可以包括控制被提供给辐射源60的电力、控制由辐射源60发射的电磁辐射的一个或多个参数(例如，强度)和/或其它控制。控制器58可以被构造成对传感器组件62产生的输出信号提供一些处理。这可以包括使一个或多个输出信号平滑、区分输出信号和/或其它处理。
图3和4示出了在一些实施例中由流路元件28和检测器装置30形成的泵的操作。所述泵包括泵外壳，所述泵外壳具有两个部分70、72，其中配置有隔膜44、入口74和出口76的第一部分70(形成为图1和2中的流路元件28中的泵区段38的一部分)，以及其中配置有泵致动器54的第二部分72(形成为图1和2的检测器装置30的一部分)。隔膜44被安装到泵外壳的第一部分70，并在所述第一部分70内部界定出泵室78。具有连接至其的第一止回阀(未示出)的入口74被配置成将可呼吸气体的测量流供给到泵室78中，而具有连接至其的第二止回阀(未示出)的出口76被配置成将可呼吸气体的测量流从泵室78排出。泵致动器54被构造成用于在泵处于其组装好的形式并在使用中时在第一位置和第二位置之间来回移动隔膜44。隔膜44被构造成通过磁性联接装置可分离地连接到泵致动器54，所述磁性联接装置包括固定到隔膜44的致动器界面46和固定到泵致动器54的对应磁性联接部分80。所述磁性联接装置可以通过使致动器界面46和磁性联接部分80中的一个具有永磁体而使另一个具有铁磁材料而实现。当然，所述磁性联接装置可替代地包括两个永磁体，一个永磁体被包括在致动器界面中而一个永磁体被包括在磁性联接部分80中。当然，电磁联接装置也是可行的。优选地，致动器界面46包括铁磁材料而磁性联接部分80包括永磁体。磁性联接部分80也包括被构造成插入到包括在致动器界面46中的对应凹陷部84中的突出部82。当然，替代地，突出部可以被包括在致动器界面46中以插入到包括在磁性联接部分80中的对应凹陷部中。泵致动器54包括轴件86，所述轴件的一端具有所述磁性联接部分80。为了来回移动隔膜44，由弹簧(优选地为片弹簧88)在一个方向上纵向地以及由电磁体89在相反方向上纵向地驱动泵致动器54的轴件86。当然，弹簧88可以由第二电磁体替换。
泵外壳的第一部分70通过联接装置可分离地连接到泵外壳的第二部分72，所述联接装置包括固定到泵外壳的第一部分70的第一联接部分90和固定到泵外壳的第二部分72的第二联接部分92。图3和4所示的泵外壳的联接装置是磁性联接装置，其中第一联接部分90和第二联接部分92中的一个包括永磁体而另一个联接部分包括铁磁材料。当然，所述磁性联接装置可替代地包括两个永磁体，一个永磁体被包括在第一联接部分90中而一个永磁体被包括在第二联接部分92中。优选地，第一联接部分90包括铁磁材料而第二联接部分92包括永磁体。泵外壳的联接也可以是扣合联接或者适合用于将泵外壳的第一部分70和第二部分72彼此连接的目的的任何其它机械或机电联接。
泵外壳的第一部分70是可交换的(例如，与流路元件28的其余部分一起)，并且为了使泵外壳的第一部分70与第二部分72(和/或检测器装置30)分离，将所述第一部分70在所述轴件86的纵向方向上远离泵外壳的第二部分72移动，藉以使致动器界面46与磁性联接部分80分离并且使泵外壳的第一联接部分90与泵外壳的第二联接部分92分离。如果泵外壳的联接是扣合联接或者任何其它联接，则可能需要其它操作以使泵外壳的第一部分70与泵外壳的第二部分72分离。为了将泵外壳的第一部分70附接到泵外壳的第二部分72，将泵外壳的两个部分70、72朝向彼此移动，以便允许对应联接部分彼此接合到一起。
在图5所示的实施例中，泵包括引导装置94，所述引导装置被构造成径向地引导泵致动器54的轴件86以便在泵外壳的第一部分70连接到泵外壳的第二部分72时将磁性联接部分80的突出部82引导到泵致动器54的凹陷部84中。泵外壳的第一部分70的引导装置94具有被构造成用于接纳所述轴件86和/或磁性联接部分80的中心开口。泵外壳的第二部分70包括被构造成用于约束在泵外壳的所述第二部分72中的轴件86的径向移动的引导装置95。由于如果不存在所述引导装置95则通过轴件撞击电磁体89而损害所述轴件的风险，在分离泵外壳的第一部分70时，泵外壳的第二部分72的引导装置95是尤其重要的。泵外壳的第二部分72的引导装置95具有被构造成接纳所述轴件86的中心开口。
在使用图3-5所示的泵进行泵送期间，在第一阶段片弹簧88用在背离泵室78的方向上牵拉隔膜44的力影响轴件86、并因此影响隔膜44，从而使泵室78的容积扩大且第一止回阀打开，以便允许可呼吸气体的测量流通过入口74流动到泵室78中。在该第一阶段期间，隔膜44在弹簧88的作用下从第一端部位置移动到第二端部位置。在第二阶段中，启动电磁体89，从而使电磁体89吸引轴件86的突出磁性部分96并在朝向泵室78的方向上牵拉轴件86，并且隔膜44因此也朝向泵室78移动。因此，泵室78收缩，可呼吸气体的测量流从泵室78通过第二止回阀和出口76流出。在该第二阶段期间，隔膜44在电磁体89的作用下移动并且抵抗弹簧88的作用从第二端部位置到第一端部位置。当然，可用另一个电磁体替换弹簧88，并且提供用于牵拉隔膜44远离泵室78的力。如果用电磁体替换弹簧88，则可用另一个弹簧替换另一个电磁体89，这提供了用于朝向泵室78推动隔膜44的力。以非限制性实例的方式，所述泵可以如WIPO专利公开no.WO2010/128914中所述的来操作，所述WIPO专利公开以全文引用的方式并入本文中。
在一些实施例中，图3-5所示的泵的操作可以足够精确，使得可确定、推断和/或充分地估计可呼吸气体的测量流的一个或多个参数而无需进一步监测。例如，这些参数可以包括压力、流动速率和/或其它参数。在一些实施例中，一个或多个检测器可以与泵包括在一起以直接测量可呼吸气体的测量流的一个或多个参数。例如，可以将传感器保持在接触隔膜44的第二部分72中。由传感器产生的输出信号可以指示由隔膜44施加的压力、隔膜44的移动和/或其它参数中的一个或多个。该输出信号可以有利于确定通过泵室78的可呼吸气体的测量流的压力和/或流动速率。作为另一个非限制性实例，可以将压力和/或流动速率检测器包括在第一部分70内，以直接测量可呼吸气体的测量流的压力和/或流动速率。在此类实施例中，可以将电触点包括在第一部分70和/或第二部分72上，以有利于将这些检测器的输出信号传送到控制器(例如，图2中的控制器58)。
图6和7示出了具有与图1和2所示的形状因数不同的形状因数的流路元件28和检测器装置30。具体地讲，在图6和7所示的实施例中，流路元件28和检测器装置30具有大体柱形形状。
图8和9示出了其中流路元件28和检测器装置30在被组装起来以供操作时具有大体矩形形状的一个或多个实施例。
图10-12示出了其中外壳48包括第一区段100和第二区段102的一个或多个实施例。第一区段100和第二区段102通过枢转式连接件104结合起来。第一区段100承载泵致动器54和泵马达56。第二区段102承载检测器组件52。为了组装流路元件28和检测器装置30，将流路元件28定位在第一区段100上(例如，如图11所示)，然后将第二区段102枢转到适合位置(例如，如图12所示)。第二区段102相对于第一区段100和流路元件28的枢转使检测器组件52相对于流路元件28的取样室36正确地定位，使得检测器组件52可以接近窗口42。第二区段102的枢转还可以增强流路元件28和检测器装置30之间的物理接合的牢固度。
图13和14示出了其中流路元件28和检测器装置30在被组装起来以供操作时具有大体矩形形状的一个或多个实施例。
图15和16示出了其中检测器组件52形成多个穿过取样室36的光学路径的一个或多个实施例。例如，第一光学路径可以与被设计成确定取样室36内的二氧化碳的相对水平的传感器组件相关联，而第二光学路径可以与被设计成使用发光猝灭(但并非限制)确定一种或多种其它气体组成的相对水平的传感器组件相关联。为了有利于第二光学路径，流路元件28除包括窗口42之外还包括窗口106，以便能够将电磁辐射从检测器组件52内的两个单独辐射源引导到取样室36中。
图17和18示出了其中检测器装置30包括两个单独部件的一个或多个实施例。特别地，检测器装置30包括泵子系统107和取样子系统108。泵子系统107和取样子系统108可以在使用期间可拆卸地彼此对接。泵子系统107和/或取样子系统108在使用期间可拆卸地接合流路元件28，以监测通过流路元件28的可呼吸气体的测量流的一个或多个参数(例如，如上文所述)。泵子系统107承载设置在检测器装置30内的与所述泵相关联的部件。取样子系统108承载检测器组件52的部件。在一些实施例中，取样子系统108和检测器组件52被构造成也与主流气道适配器(未示出)一起操作，并且，使取样子系统108与泵子系统107配合在一起以对流路元件28内的气体取样可以使取样子系统108的功能延伸而不限于在主流系统中使用。在此操作期间，主流气道适配器可以可拆卸地接合检测器组件52的多个部分之间的取样子系统108，图18的流路元件28也是这样。以进一步阐释的方式，名称为“被构造成可拆卸地联接侧流气体取样部件的主流气体分析器(Mainstream Gas AnalyzerConfigurable To Removably Couple With A Sidestream Gas Sampling Component)”的美国专利申请No.[PHILIPS REF:016649US1]提供了对可与泵一起使用以扩展所述取样组件的功能和可用性的主流取样组件的描述。美国专利申请No.[加编号]以全文引用的方式并入本文中。泵子系统107可以由承载于泵子系统内的电池供电。在这些实施例中，可不需要/提供泵子系统107和取样子系统108之间的有线连结。在一些实施例中，泵子系统107和取样子系统108可以通过电触点(和/或其它电子联接装置)而联接以促进在泵子系统107和取样子系统108之间传送控制、输出和/或电力。
图19示出了一种测量从呼吸回路接收的可呼吸气体流的成分的方法110。下文提供的方法110的操作旨在为示例性的。在一些实施例中，方法110可以用并未描述的一个或多个额外操作来实现，和/或不具有所讨论的一个或多个操作。另外，用以在图19中示出并且在下文中描述方法110的操作的顺序并非旨在限定。
在操作112处，流路元件与检测器装置的外壳对接。所述流路元件具有入口和出口，并且在其之间形成封闭流路。在一些实施例中，操作112可以通过检测器装置与流路元件对接来执行，与检测器装置30和流路元件28的对接(图1-18中示出，并且在本文中描述)相同或相似。
在操作114处，通过流路元件抽取可呼吸气体的测量流。这可以包括致动流路元件的一个或多个部件以将气体抽取通过所述封闭流路。在一些实施例中，操作114由分别与泵马达56和泵致动器54(在图2-5中示出并且在本文中描述)相同或相似的泵马达和泵致动器执行。
在操作116处，将可呼吸气体的测量流接收到流路元件内和/或从所述流路元件内排出。所述可呼吸气体的测量流可以用侧流方式从正通过呼吸回路输送到受试者的可呼吸气体流中获得。在一些实施例中，操作114由与流路元件28(图1-18中示出，并且在本文中描述)相同或相似的流路元件执行。
在操作118处，将电磁辐射发射到流路元件中。所述电磁辐射可以被发射到形成于流路元件内的取样室中。在一些实施例中，操作118由与辐射源60(图1和2中示出，并且在本文中描述)相同或相似的辐射源执行。
在操作120处，将已由辐射源发射并且已通过流路元件的电磁辐射接收到传感器组件上。在一些实施例中，操作120由与传感器组件62(图1-2中示出，并且在本文中描述)相同或相似的传感器组件执行。
在操作122处，产生传递与在操作120处接收的电磁辐射的强度有关的信息的输出信号。这些输出信号可以有利于确定流路元件内的气体成分(例如，二氧化碳水平、氧气水平)和/或其它成分测量。在一些实施例中，操作122由与传感器组件62(图1-2中示出，并且在本文中描述)相同或相似的传感器组件执行。
在操作124处，控制流路元件的一个或多个部件的致动以控制通过所述封闭流路的可呼吸气体的测量流的流动速率和/或压力。在一些实施例中，操作124由与控制器58(图2中示出，并且在本文中描述)相同或相似的控制器执行。
在权利要求书中，置于括号内的任何元件符号不应理解为对权利要求进行限制。词语“包括”或“包含”并不排除列于权利要求中的元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。在列出几种部件的装置权利要求中，这些部件中的几个可用一种硬件或相同的硬件来实施。出现在元件前面的词语“一个”和“一”并不排除多个这些元件的存在。在列出几种部件的任何装置权利要求中，这些部件中的几个可用一种硬件或相同的硬件来实施。在相互不同的从属权利要求中描述某些元件并不表明这些元件不能够结合起来使用。
虽然出于图示的目的在目前认为最实用和最优选的实施例基础上对本发明进行了详细描述，但将会理解，这些细节仅仅是为了该目的，且本发明并不限于所公开的这些实施例，而是相反，本发明旨在涵盖在所附的权利要求的精神和范围内的变化和等同布置。例如，将会理解，本发明预期，在可能的范围内，任何实施例的一个或多个特征能够与任何其它实施例的一个或多个特征结合。
Claims (14)
1.一种被构造成测量从呼吸回路(16)接收的可呼吸气体流的成分的检测器装置(30)，所述检测器装置包括：
外壳(48)；
形成可呼吸气体流的封闭流路的可拆卸的流路元件(28)，所述流路元件包括入口(32)、取样室(36)、泵区段(38)和出口(34)，所述泵区段包括隔膜(44)和致动器界面(46)；
由所述外壳形成的流路元件对接件(50)，所述流路元件对接件被构造成以可拆卸方式接合所述流路元件；
容纳在所述外壳内的辐射源(60)，其被构造成在将所述流路元件对接在所述流路元件对接件中时将电磁辐射发射到所述流路元件的所述取样室中；
容纳在所述外壳内的传感器组件(62)，其被构造成使得，在所述流路元件对接在所述流路元件对接件中并且所述辐射源将电磁辐射发射到所述流路元件的所述取样室中时，所述传感器组件接收已由所述辐射源发射并且已通过形成于所述流路元件中的所述流路的电磁辐射，所述传感器组件还被构造成产生输出信号，所述输出信号传递与所接收的电磁辐射的一个或多个参数有关的信息，以确定所述封闭流路中的所述可呼吸气体的成分；
由所述外壳承载并且由泵马达(56)驱动的泵致动器(54)，所述泵致动器被构造成经由所述致动器界面致动所述流路元件的所述泵区段中的所述隔膜以将所述可呼吸气体流抽取通过所述封闭流路；以及
容纳在所述外壳内的控制器(58)，其被构造成控制所述泵致动器以维持通过所述封闭流路的所述可呼吸气体流的流动速率；
其中所述外壳包括：
第一区段(100)，所述第一区段承载所述泵致动器(54)和所述泵马达(56)；以及
第二区段(102)，所述第二区段承载所述辐射源(60)和所述传感器组件(62)，且所述第二区段(102)和所述第一区段(100)通过枢转式连接件结合起来；
其中，当所述流路元件(28)组装至所述外壳时，将所述流路元件(28)定位在所述第一区段(100)上，然后将所述第二区段(102)枢转到适合位置，使得所述传感器组件相对于所述流路元件(28)的取样室正确地定位并增强所述流路元件与所述外壳之间的物理接合的牢固度。
2.根据权利要求1所述的检测器装置，其特征在于，所述泵致动器被构造成以可分离方式连接到所述流路元件的所述致动器界面。
3.根据权利要求1所述的检测器装置，其特征在于，所述泵致动器承载被构造成将所述流路元件磁性联接到所述泵致动器的磁体。
4.根据权利要求1所述的检测器装置，其特征在于，所述流路元件的出口与所述呼吸回路连接，使得所述可呼吸气体流从所述流路元件排出到所述呼吸回路。
5.一种测量从呼吸回路接收的可呼吸气体流的成分的方法，所述方法包括：
以可拆卸方式将流路元件与检测器装置的外壳对接，所述流路元件具有入口、取样室、泵区段和出口，并在所述入口和所述出口之间形成封闭流路，并且所述泵区段包括隔膜和致动器界面；
在所述流路元件与所述外壳对接时将电磁辐射从辐射源发射到所述流路元件的所述取样室中，其中所述辐射源被容纳在所述外壳内；
接收已由所述辐射源发射并且已通过所述流路元件的所述封闭流路到达容纳在所述外壳内的传感器组件上的电磁辐射；
产生输出信号，所述输出信号传递与接收到所述传感器组件上的所述电磁辐射的一个或多个参数有关的信息；
用由所述外壳承载的泵致动器经由所述致动器界面致动所述流路元件的所述隔膜以将所述可呼吸气体流抽取通过所述封闭流路；以及
用容纳在所述外壳内的控制器来控制所述泵致动器，以维持通过所述封闭流路的所述可呼吸气体流的流动速率；
其中所述外壳包括：
第一区段(100)，所述第一区段承载所述泵致动器(54)和泵马达(56)；以及
第二区段(102)，所述第二区段承载所述辐射源(60)和所述传感器组件(62)，且所述第二区段(102)和所述第一区段(100)通过枢转式连接件结合起来；
其中，当所述流路元件组装至所述外壳时，将所述流路元件定位在所述第一区段(100)上，然后将所述第二区段(102)枢转到适合位置，使得所述传感器组件相对于所述流路元件的取样室正确地定位并增强所述流路元件与所述外壳之间的物理接合的牢固度。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
由泵马达致动所述泵致动器以致动所述流路元件的所述隔膜以将所述可呼吸气体流抽取通过所述封闭流路。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述泵致动器承载被构造成将所述流路元件经由所述致动器界面磁性联接到所述泵致动器的磁体。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述可呼吸气体流接收到所述流路元件的所述入口中并且将所述可呼吸气体流从所述流路元件的所述出口排出。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述可呼吸气体流从所述流路元件的所述出口排出包括将所述可呼吸气体流从所述流路元件排出返回到所述呼吸回路中。
10.一种用于测量从呼吸回路(16)接收的可呼吸气体流的成分的检测器装置(30)，所述检测器装置包括：
用于容纳的装置(48)，其用于容纳所述检测器装置；
用于对接的装置(50)，其用于将可拆卸的流路元件(28)与所述用于容纳的装置以可拆卸方式对接，所述可拆卸的流路元件具有入口(32)、取样室(36)、泵区段(38)和出口(34)，并在所述入口和所述出口之间形成封闭流路；
用于发射的装置(60)，其用于在所述流路元件与所述用于容纳的装置对接时将电磁辐射发射到所述流路元件的所述取样室中，其中所述用于发射的装置被容纳在所述用于容纳的装置内；
用于接收的装置(62)，其用于接收已由所述用于发射的装置发射并且已通过所述流路元件的所述取样室的电磁辐射，其中所述用于接收的装置被容纳在所述用于容纳的装置内；
用于产生的装置(62)，其用于产生输出信号，所述输出信号传递与被接收到所述用于接收的装置上的所述电磁辐射的一个或多个参数有关的信息；
用于致动的装置(54)，其用于致动所述流路元件的所述泵区段中的可移动隔膜，以将所述可呼吸气体流抽取通过所述取样室，其中所述用于致动的装置由所述用于容纳的装置承载；以及
用于控制的装置(58)，其用于控制所述用于致动的装置，以维持通过所述取样室的所述可呼吸气体流的流动速率；
其中所述用于容纳的装置(48)包括：
第一区段(100)，所述第一区段承载所述用于致动的装置(54)和泵马达(56)；以及
第二区段(102)，所述第二区段承载所述用于发射的装置(60)和所述用于接收的装置(62)，且所述第二区段(102)和所述第一区段(100)通过枢转式连接件结合起来；
其中，当所述流路元件(28)组装至所述用于容纳的装置时，将所述流路元件(28)定位在所述第一区段(100)上，然后将所述第二区段(102)枢转到适合位置，使得所述用于接收的装置相对于所述流路元件(28)的取样室正确地定位并增强所述流路元件与所述用于容纳的装置之间的物理接合的牢固度。
11.根据权利要求10所述的检测器装置，其特征在于，所述用于致动的装置经由所述流路元件的所述泵区段中的致动器界面致动所述可移动隔膜以将所述可呼吸气体流抽取通过所述取样室。
12.根据权利要求10所述的检测器装置，其特征在于，所述用于致动的装置承载用于将所述流路元件的所述泵区段中的致动器界面磁性联接到所述用于致动的装置的装置。
13.根据权利要求10所述的检测器装置，其特征在于，所述检测器装置还包括：
用于将所述可呼吸气体流接收到所述流路元件的所述入口中的装置以及用于将所述可呼吸气体流从所述流路元件的所述出口排出的装置。
14.根据权利要求13所述的检测器装置，其特征在于，所述用于将所述可呼吸气体流从所述流路元件的所述出口排出的装置被构造成将所述可呼吸气体流从所述流路元件排出返回到所述呼吸回路中。
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