CN104114218B - 用于呼吸治疗的交换器组件 - Google Patents

Abstract

一种交换器导管，允许对用于患者呼吸界面的气体进行温度和/或适度调节。在一个示例实施例中，一种导管，具有第一通道和第二通道，其中所述第一通道用于传导吸入气体，所述第二通道用于传导呼出气体。一种交换器，沿所述第一通道和第二通道设置，以分隔所述第一通道和第二通道。所述交换器用于将所述第二通道中的气体的要素（例如，温度或湿度）传递给所述第一通道的气体。在一些实施例中，可以实现一种可选的流量电阻，允许以高于大气压的压强进行排气，以便允许对患者呼吸系统实施压强支架术，而不会在患者呼气时存在从呼吸治疗装置的气流发生器到患者的大量直接气流。

Description

用于呼吸治疗的交换器组件

相关申请的交叉引用

本申请要求申请日为2011年11月11日的美国临时专利申请61/558648的申请日优先权，所述优先权文件在此以引用方式全文并入。

技术领域

本技术涉及用于呼吸治疗中的导管，例如用于面罩组件的具有热量和/或湿度交换器的导管，所述面罩组件可以应用于呼吸压强治疗中，包括例如，非侵入性正压通气（NPPV）和持续气道正压（CPAP）疗法，所述疗法用于睡眠呼吸障碍（SDB）症状，例如阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）。

背景技术

用呼吸治疗装置，例如持续气道正压（CPAP）气流发生器系统来治疗睡眠呼吸障碍（SDB），例如阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA），涉及将空气（或其他可供呼吸的气体）以高于大气压的压强，通过导管和/或面罩，送入患者的气道中。典型地，所述面罩覆盖患者的嘴和/或鼻，或者是一种鼻下形式的面罩，例如鼻枕或鼻垫形式的面罩。增压空气流向面罩，并通过鼻和/或嘴流入患者气道。可以在面罩或导管中设置冲刷排气口，以将呼出气体从面罩排放到大气中。

呼吸治疗装置可以包括气流发生器、空气过滤器、将所述气流发生器连接至面罩的空气输送导管、各种传感器，以及基于微处理器的控制器。所述气流发生器可以包括伺服控制的马达和推进器。作为马达速度控制的一种替代形式，所述气流发生器还可以包括能够将空气排出至大气中的阀门，以充当改变向患者输送的压强的装置。所述传感器可以测量马达速度、气体体积流率和出口压强，例如用压强传感器、流量传感器等等进行测量。所述控制器还可以包括带有或不带有综合数据检索/传输和显示功能的数据存储能力。可以用许多形式进行气道正压输送。

如上所述，CPAP治疗可以将患者呼吸循环中的吸气和呼气中的治疗压强水平保持为大致恒定的水平。可选地，可以调整压强水平，令其随着患者的呼吸循环而同步变化。例如，可以将吸气中的压强设定在一种水平上，而将呼气中的压强设定在较低水平上，以令患者感到舒适。所述压强治疗系统可称为双水平。可选地，所述压强水平可以进行持续调节，以平稳地复制患者呼吸循环中的变化。将呼气期间的压强水平设置为低于吸气期间的压强水平，一般可以称为呼气卸压。如Sullivan在美国专利4944310中所述，气道正压治疗一般从所述装置中向患者提供范围在4-15 cmH₂O的加压气体，且所涉及的流量速率可以在120升/分钟左右。部分空气可能经由末端限制或排气孔而逸出，而未被传导至患者。这些压强设定还可以根据对患者气道或呼吸状态的检测来调节。例如，若检测到局部阻塞呼吸暂停或打鼾。在某些情况下，可采用气道正压来提供通气支持。例如，患者通气需求可以在每次呼吸法的基础上进行支持，计算目标通气量并调节装置提供的压强支持，例如双水平压强治疗装置，以进行目标通气。

呼吸治疗装置有时会设有附属组件，以对气流发生器输送的气流或加压空气进行舒适度调节。例如，所输送的空气可以通过加湿器，以在送至患者前对治疗气体进行加湿和加热。类似地，可以将各种加热组件连接至输送导管上，以在将气体从输送装置或加湿器输送至患者之前，帮助维持所输送气体的特定温度。

对改进用于呼吸治疗中的可呼吸气体的加热和/或加湿和/或加压输送，可能存在需求。

发明内容

本技术的一个方面涉及一种交换器，用于在呼入气体的一种要素和呼出气体的一种要素之间进行交换。

本技术的又一个方面涉及一种导管，所述导管设有热量和/或湿度交换器。

本技术的再一个方面涉及一种设有呼气流阻器的导管。

本技术进一步的方面涉及一种呼吸治疗装置，用于通过所述导管、呼气流阻器和/或交换器递送呼吸治疗。

本技术的一些此类实施例涉及用于动态呼气排气的导管。

本技术的一些实施例包括一种交换器导管，用于对提供呼吸治疗的患者界面中所用的可呼吸气体进行调节。所述交换器导管可以包括导管，所述导管具有第一通道和第二通道，所述第一通道可以用于传导吸入气体，且所述第二通道可以用于传导呼出气体。所述交换器可以沿所述第一通道和第二通道设置，用于分隔所述第一通道和第二通道；所述交换器还可以用于将所述第二通道中的气体的要素传递给所述第一通道的气体。

在一些所述情况下，所述交换器可以包括一种温度传导材料，由此，从所述第一通道中的气体传递给所述第二通道的气体的所述气体要素为温度。在一些所述情况下，所述交换器包括湿度传导材料，由此，从所述第一通道中的气体传递给所述第二通道的气体的所述气体要素为湿度。在一些所述情况下，所述交换器可以包括亲水材料、二氧化碳排斥材料和/或纤维素材料。在一些实施例中，所述交换器可以包括划分所述第一通道和第二通道的折叠表面。在一些情况下，所述第一通道和第二通道各自包括多个气流路径，所述交换器以多个大致平行的壁表面对所述路径进行划分，其中每个壁表面可以划分所述第一通道的一条路径和所述第二通道的一条路径。

在一些所述实施例中，所述交换器可以包括多个导热翅片。所述交换器还可以包括多个毛细孔。在一些情况下，所述第一通道可以包括输入端和输出端，所述输出端用于与患者呼吸系统相连接。可选地，在一些所述情况下，所述交换器导管可以进一步包括阀门，所述阀门可以在所述第一通道中用于允许气体经过所述第一通道从所述输入端流到所述输出端，但不从所述输出端流到所述输入端。在一些情况下，所述输出端可以包括呼吸面罩和/或用于呼吸面罩的连接器。

在一些所述实施例中，所述输入端可以包括用于呼吸治疗装置的出口导管的连接器。可选地，所述第二通道可以包括输入端和输出端，所述输入端可以用于与患者呼吸系统相连接，且所述输出端可以用于与通向大气的呼气排气孔连接。所述第二通道可以包括阀门，所述阀门允许呼出气体通过所述呼气排气孔排出至大气中，并阻止空气流从大气经由所述排气孔进入所述第二通道。在一些情况下，所述呼气排气孔可以包括柔性屏障，所述柔性屏障可以预先载有张力，由此可操作其来选择性地打开所述排气孔，以在所述第二通道中保持低于气压阈值的气压，所述气压阈值大于大气压。在一些所述情况中，所述呼气排气孔可以包括一对张力杆，通过所述张力杆拉紧所述柔性屏障。

在所述交换器导管的一些情况中，所述第一通道可以进一步包括输入孔，所述输入孔带有用于氧气源的连接器。可选地，在一些情况下，所述交换器可以包括第一组和第二组翅片，所述翅片连接在一起以进行温度交换；所述第一组翅片可以在所述第一通道中延伸，且所述第二组翅片可以在所述第二通道中延伸，所述第一组和第二组翅片可以由一个横向部分连接；所述横向部分具有毛细面，所述毛细面在所述第一组和第二组翅片之间、沿所述第一和第二通道纵向延伸。

在一些实施例中，所述交换器导管进一步包括流体输送孔，所述流体输送孔可以包括流体通道，用于将流体输送至所述交换器的材料。在一些实施例中，连接至所述第一通道的导管可以包括柔性小室，所述柔性小室用于防止呼出气体在所述第一通道中流动。可选地，连接至所述第一通道的导管可以包括柔性小室，所述柔性小室用于防止吸入气体在所述第一通道中流动。

在一些实施例中，所述交换器可以包括柔性分隔件。所述柔性分隔件可以具有一个固定末端。所述柔性分隔件还可以具有一个唇端。所述柔性分隔件可以用于移动以选择性地阻塞和打开所述导管的所述排气部分的孔。所述排气部分可以包括一组斜孔。所述导管还可以包括有肋条的分隔件支架。所述导管还可以包括分隔件底座，用于沿所述分隔件的外周边缘密封。

在一些实施例中，所述交换器可以包括调节机构，用于选择性地增加或减少将所述第二通道的气体的要素传递至所述第一通道的气体的效率。所述调节机构可以增加或降低所述交换器的流动接触面积。在一些情况中，还可以包括处理器和传感器，其中所述处理器可以用于控制所述调节机构，以响应来自所述传感器的信号来调节所述交换器的效率。所述传感器可以是温度传感器或湿度传感器。

本技术的一些实施例涉及一种呼气流阻器，用于在呼吸导管中允许高于大气压的支架压强。所述流阻器可以包括呼吸导管，所述呼吸导管具有呼气气流通道。其还可以进一步包括所述导管的孔，所述孔用于将所述呼气气流通道的气流释放入大气中。其还可以包括罩盖件，所述罩盖件可以用于选择性地阻塞所述孔，其中所述罩盖件载有张力，以阻塞所述孔，除非所述呼气气流通道的压强超过了压强阈值，所述压强阈值大于大气压。

在所述呼气流阻器的一些所述情况中，所述罩盖件可以连接在弹簧和支点上，由此所述弹簧向所述罩盖件提供张力。可选地，所述罩盖件可以是柔性的，且所述导管与墙的邻接处令所述柔性罩盖件弯向所述孔处，以向所述罩盖件提供张力。在一些情况下，所述罩盖件可以包括气球膜，其中所述导管进一步包括连接在气流发生器上的加压小室，以使所述膜加压张开，以关闭所述孔。

在所述呼气流阻器的一些情况中，所述罩盖件可以包括柔性膜。可选地，所述呼气通道的压强可以令所述膜扩张以打开所述孔。在一些实施例中，所述罩盖件可以包括柔性膜，且所述导管进一步包括一组杆，所述膜通过所述杆插入，以向所述膜提供张力。

在所述呼气流阻器的一些实施例中，所述导管可以进一步包括固定脊，且所述罩盖件可以进一步与所述固定脊配合，以防止气流流入所述呼气通道，除非所述呼气通道中的压强状态低于大气压。在一些情况下，所述罩盖件还可以进一步包括柔性膜和塞子，所述塞子可以用于选择性地进入所述孔中以阻塞所述孔。

在所述呼气流阻器的一些实施例中，所述导管还可以包括吸气通道，所述吸气通道由所述罩盖件从所述呼气通道分隔开。在一些所述情况下，所述吸气通道可以用于与呼吸治疗装置的气流发生器的输出口和患者界面的输入口连接。在一些情况下，所述吸气通道可以包括单向阀门，用于在患者呼气过程中允许气流发生器在所述吸气通道中保持对所述罩盖件的压强，而不会通过所述吸气通道向患者界面输送气流。

本技术的一些实施例可以涉及一种导管，用于提供呼吸治疗的患者界面中所用的可呼吸气体。所述导管可以具有第一通道和第二通道，所述第一通道可以用于传导吸入气体，且所述第二通道可以用于传导呼出气体。所述导管还可以包括柔性通道分隔件，所述分隔件沿所述第一通道和第二通道设置，用于动态地制造所述第一通道和第二通道，以作为对吸气气流和呼气气流的响应，或作为对吸气气流或呼气气流的一种压强要素的响应，例如肺容量变化导致的静态压强变化或吸气或呼气流速带来的动态压强变化。

在一些所述情况下，所述柔性通道分隔件可以包括交换器，所述交换器将所述第一通道气体的要素传递至所述第二通道。所述要素可以是温度和/或湿度。可选地，所述柔性分隔件可以具有一个固定端。所述柔性分隔件还可以具有一个唇端。在一些情况下，所述导管可以包括排气部分，由此令所述柔性分隔件用于移动以选择性地阻塞和打开所述导管的所述排气部分的孔。所述排气部分可以包括一组斜孔，有肋条的分隔件支架，和/或用于沿所述分隔件的外周边缘进行密封的分隔件底座。可选地，在一些情况下，所述导管还可以包括连续排气孔。

在一些情况下，所述排气部分可以包括一组孔，所述孔设置为与所述第二通道的呼气气流路径形成锐角。可选地，所述导管还可以包括导管弯头，且所述柔性通道分隔件可以伸长横跨所述导管弯头。在一些情况下，所述柔性通道分隔件的一段长度可以包括的长度大于所述导管宽度的1又1/4倍。所述柔性分隔器可以设于所述导管中，以为所述柔性分隔件提供呼气激活侧和供气激活侧，其中所述呼气激活侧的表面积超过所述供气激活侧的表面积。所述柔性分隔件还可以包括位于分隔件唇端的提升部，所述提升部延伸进入所述导管的通道中。可选地，所述柔性分隔件可以具有非平面的表面，例如凸面或凹面。所述柔性分隔件还可以包括一个或多个突起，用于密封至少一部分所述排气部分。可选地，所述导管还可以包括次级排气孔和排气孔盖，其中所述柔性分隔件可以连接在所述排气孔盖上，用于选择性地密封所述次级排气孔。在一些情况下，所述导管的柔性分隔件可以包括一个鸭嘴形开口。所述鸭嘴形开口可以用于选择性地阻塞或接通所述导管的排气部分周边的孔。在一些情况下，所述导管还可以包括分立的排气小室，其中所述柔性通道分隔件可以在所述排气小室内包括支点部分。所述柔性通道分隔件可以选择性地令所述排气小室向排气部分和压强释放部分的其中之一开启；其中，向所述排气部分开启用于放呼出气体，向所述压强释放部分开启用于形成供气与大气之间的气体平衡。

在一些情况下，所述导管可以包括旁路通道，用于允许绕过所述柔性通道分隔件对气体特性进行感测。可选地，所述导管可以与传感器相连接以进行气体交流。所述传感器可以用于感测可归因于所述旁路通道的气体特性。所述传感器可以连接在处理器上。所述处理器可以用于从所感测到的特性来估计所述柔性通道分隔件的相对侧的气体特性。所述被估计的特性可以包括患者呼气流量和/或患者界面处的治疗压强。

在一些情况下，所述导管可以包括与所述柔性通道分隔件串联的交换器。所述导管还可以在双向气流通道中包括热量和水分交换材料，所述通道与所述柔性通道分隔件串联。可选地，所述导管可以进一步包括一组从导管表面伸出的分隔件支架，所述支架设置为在吸气气流中支承所述分隔件。在一些情况下，所述导管可以进一步包括一组从导管表面伸出的分隔件支架，所述支架设置为在呼气气流中支承所述分隔件。所述分隔件支架组可以由沿所述导管的气流路径纵向排列的平行肋条构成。

在一些情况下，所述分隔件可以用于在所述分隔件横跨所述导管的相对侧时，制造吸气通道和呼气通道，所述吸气通道在所述导管的第一侧和所述分隔件的第一侧之间，且所述呼气通道在所述导管的相对侧和所述分隔件的相对侧之间。

本技术的其他方面、特征和有益效果将通过以下详细描述并结合附图而变得明显可见，所述附图是本公开的一部分，且通过示例的方式，说明本技术的原理。但本技术的更多方面将在附属的权利要求书中明显可见。

附图说明

现在将引用以下附图，对本技术的其他示例实施例进行描述：

图1是本技术中的一种带有交换器的导管装置的图解。

图2是图1中的导管装置的又一实施例的图解。

图3是本技术中的一种带有交换器的导管装置的实施例之一的图解，所述装置适用于与呼吸治疗装置结合实现。

图4是适用于呼吸治疗装置的交换器的又一实施例的图解。

图5是带有Starling流阻器的图4实施例的一个替代实施例的图解。

图5A和5B分别展示了在导管中作为单向阀门的Starling流阻器，在开启和关闭配置下的操作。

图6是适用于本技术的一些实施例中的热量和湿度交换器的一个示例的图解。

图7展示了可以应用于一些实施例中的一种毛细管湿度交换器。

图8展示了可以应用于一些实施例中的一种交换器，所述交换器具有传导翅片和用于湿度传导的毛细介质。

图9展示了可以应用于一些实施例中的一种交换器，所述交换器具有用于吸气气流和呼气气流的多个热传导通道，以及用于湿度传导的毛细介质。

图10A和10B是本技术的一个示例实施例中，一种带有吸气和呼气通道的示例导管和折叠交换器配置的横截面视图。

图11是本技术的一些实施例中，又一种带有吸气和呼气通道的导管和交换器横截面视图。

图12是包括了温度传导翅片的图11导管和交换器的横截面视图。

图12A是包括了褶皱通道的导管和交换器的横截面视图。

图13展示了本技术中的螺旋形交换器导管的实施例。

图14展示了又一个具有多个气流路径的交换器导管的实施例。

图15和16展示了可以应用于本技术的一些导管实施例中的一种示例性呼气排气流阻器。

图17和18展示了可以应用于本技术的一些导管实施例中的又一个柔性呼气流阻器。

图19和20展示了可以应用于本技术的一些导管实施例中的又一个柔性呼气流阻器。

图21展示了可以应用于本技术的一些导管实施例中的又一个带有张力杆的柔性呼气流阻器。

图22展示了用于图21中所示呼气流阻器的一种示例性导管外壳。

图23和24展示了可以应用于本技术的一些导管实施例中的又一种柔性呼气流阻器的操作。

图25A和25B展示了可以应用于本技术的一些导管实施例中的又一种柔性呼气流阻器的操作。

图26是本技术的一些实施例中，可用作交换器的一种带有柔性通道分隔件的导管的横截面视图；所示位置上，没有气流发生器压强，因而其可以作为反窒息装置。

图27是图26的有一个示例实施例的横截面视图，包括斜排气孔部分和有肋条的分隔件支架。

图28、29和30分别展示了图27的实施例在吸气、呼气初始和呼气时的操作。

图31是图27的组件的连续排气实施例的横截面视图。

图32展示了适用于图27的柔性分隔件组件的一种示例导管的内部结构。

图33展示了具有通道弯头和伸长的柔性分隔件的一种示例导管的内部结构横截面视图。

图34展示了一种处于呼气位置的导管的内部结构的横截面视图，其具有含不同大小的对立表面面积的柔性分隔件。

图35展示了图34所示的示例导管的结构，其中所述导管处于呼气位置。

图36展示了一种具有波状结构表面的分隔件。

图37展示了一种具有正常弯头的分隔件。

图38展示了一种与排气孔盖相连接的通道分隔件，其中所述分隔件处于呼气位置。

图39展示了图38中的示例分隔件，其中所述分隔件处于吸气位置。

图40是带有鸭嘴形版本的本技术分隔件的导管的横截面图，其中所述分隔件处于呼气位置。

图41展示了图40中的示例分隔件，其中所述分隔件处于呼气位置。

图42是带有排气小室的分隔件的横截面图，其中所述分隔件处于呼气位置。

图43展示了图42中的示例分隔件，其中所述分隔件处于吸气位置。

图44和图45展示了一种示例连接器的横截面图，所述连接器的特征类似于图27中的导管和柔性分隔件。

图46是一种类似于图27中的导管、但包括了旁路通道的导管的横截面图。

图47是一种类似于图46中的导管、但与被动加湿材料相连的导管的横截面图。

图48是一种类似于图46中的导管、但与又一本技术的导管分隔件交换器相连的导管的横截面图。

图49A、49B和49C是展示常见呼吸治疗系统组件的各种流动特性的图表，所述呼吸治疗系统如图49中的回路图所示。

图50是展示以传统连续排气孔口排气的图表。

图51是压强-流量的图表，展示了呼气排气流阻器的示例排气流量特性，所述流阻器例如图15至图19中的流阻器。

图52是示例系统配置图表，展示了具有柔性通道分隔件的导管，所述导管连接在气流发生器和患者界面上。

图53是展示以本技术的一些实现形式进行排气的图表。

图54是展示具有旁路通道的导管中的流量-时间的图表，所述旁路通道为例如图46中的示例旁路通道。

图55是展示了一种采用具有旁路通道的导管的系统中的患者流量估计值的信号图表，所述旁路通道为例如图46中的示例旁路通道。

图56是流量和压强数据的信号图表，展示了一种传统连续式排气面罩的使用。

图57和图58是流量和压强数据的信号图表，展示了一种柔性通道分隔件的使用，其中所述分隔件是例如图26中示例导管的分隔件；以及

图59是患者界面湿度和温度数据的信号图表，展示了一种柔性通道分隔件和一种传统连续式排气面罩的对比，其中所述分隔件是例如图26中示例导管的分隔件，所述传统型面罩不具有所述分隔件。

具体实施方式

如图1所示，本技术的一些实施例中，可以采用一种交换器，例如用于通向患者呼吸系统的空气和可呼吸气体导管中。所述交换器装置100可以连接至患者界面108，或与所述界面108整合，所述界面例如是呼吸鼻罩、口鼻面罩、全脸面罩、气管内导管、插管、鼻导管、鼻枕，等等。交换器106可以是导管组件的一个组件，例如导管101。所述导管可以与气流发生器的输出相连接，所述气流发生器为例如呼吸治疗装置，如本文其他实施例中所述，以便使得该导管可以将呼吸治疗导向患者。但是，该导管可以更简单地通向大气，以使得导管可以更简单地用于为用户调节环境空气。就此而言，所述交换器可以用于以呼气气流来调节吸气气流，反之亦然；且可选地，可以在没有通电加热线圈的情况下进行所述调节。典型地，交换器106在导管101中分隔出一条吸气通道102和一条呼气通道104，或形成具有此划分或分离作用的屏障的一部分。就此而言，所述通道可以提供一种单向流特性，以使得每个通道通常可用来仅在单向上传导可呼吸气体。就此而言，在吸气通道102的情况中，可以令吸气气流IF指向患者界面端，以使得所述患者界面108的用户可以吸入吸气气流。类似地，在呼气通道104的情况中，可以令呼气气流IF指向患者界面端，以使得所述患者界面108的用户可以呼出呼气气流。

在一些实施例中，所述通道的单向流可以由可选阀门来维持。例如，至少1个单向阀可以控制经过所述通道的流量。如图1的实施例中所示，吸气单向阀110-I允许从大气至进入所述吸气通道102的方向（标记为IF）上的空气气流，但会阻碍或防止所述吸气通道102中相反方向上的所述空气气流。因此，所述吸气阀110-I可以在患者吸气期间开启，并在患者呼气期间关闭。类似地，呼气单向阀110-E允许（从患者界面108）至大气方向（标记为EF）离开呼气通道104的空气气流，但会阻碍或阻止所述呼气通道104中相反方向上的所述空气气流。由此，呼气阀110-E在患者呼气期间开启，而在患者吸气期间关闭。

所述通道和交换器106的配置，使得交换器暴露在吸气气流和呼气气流下，但两者位于所述交换器的相对端。在此意义上，所述交换器一般具有一个吸气侧IS和呼气侧ES，所述吸气侧一般并不接触呼出空气，而是仅接触新鲜的吸入空气或气体，所述呼气侧一般不接触吸入前的新鲜空气，而仅接触呼出空气。由此，所述交换器可以结合所述侧，将呼出气体或吸入气体的一个要素传导或传递至另一方。例如，所述交换器可以设置为导热，以充当热交换器。在此情况下，呼气通道104中因患者而变温热的温热呼出空气，可以与所述交换器在呼气侧ES接触。由此，呼出空气可以使得交换器106变得温热。所述交换器，可以由温度传导材料加工或挤压而成，所述温度传导材料例如银、铜、金、铝或任何上述材料的粉末或复合材料，等等；所述交换器可以将热能传导给吸气侧IS。所述吸气通道102的吸入气流IF接着可以接触吸气侧IS，并吸收热度；在吸气气流温度低于所述交换器106时，所述热度可供所述交换器106进行传导、对流或辐射。在温暖环境中，所述交换器的温度甚至可能可以对温度高于呼气气流的吸气气流进行冷却。

由此，通过所述交换器，可以利用患者自己的呼吸来调节呼入气体的温度（例如，加热或冷却）。此外，由于吸气通道和呼气通道由所述交换器隔开，所述温度的交换形式可以令再次呼吸到已呼出的二氧化碳的可能性最小化。就此而言，不同的吸气和呼气通道可以在不会大量增加无效区的前提下，允许所述交换。所述无效区可看作是呼吸系统的传导区域中的气体/空间。在装置中，例如呼吸处理装置的导管中，所述无效区可以指代患者呼吸的相同体积/空间。在一个单路装置中，吸气气体和呼气气体都流向/流出患者，则患者可能重新吸入部分之前呼出的空气。在具有双重/分隔吸气和呼气路径的情况下，患者大致一致地从吸气路径吸入“新鲜”空气，同时朝完全不同的呼气路径呼气。

所述交换器，作为热交换器，还可以降低对一些一般用于加热新鲜吸入空气的加热组件的输出要求或需要。例如，使用所述交换器可以降低使用加热线圈所需的体积，或降低使用所述加热线圈来将呼入空气加热至舒适温度的能量。

类似地，在一些实施例中，所述交换器可以用于将呼气气体或吸气气体的水分要素传递给另一方。例如，呼气气流EF一般可以包括一定的水分，该水分可能高于大气空气的水分。呼气气流的水分可以由所述交换器的材料吸收，例如亲水材料、毛细材料、纤维素膜，或水凝胶、聚砜醚、生物可兼容的聚合物，等等。所述水分可能凝结在所述交换器106的呼气侧ES的交换器材料表面上。该水分接着可以通过所述交换器106传递至吸气侧IS。随后，穿过所述交换器的吸气侧IS表面的吸气气流IF，可以允许该水分蒸发进入吸气通道的吸气气流IF。在一些实施例中，所述交换器可以由一侧上的亲水材料或涂层和另一侧上的疏水材料或涂层构成，以便能在一个通道中促进液体吸收，而在另一通道中促进液体蒸发。例如，所述交换器的吸气通道侧可以具有疏水材料或涂层，且所述交换器的呼气通道侧可以具有亲水材料或涂层。在环境温暖的情况下，所述湿度交换器甚至可能可以将比呼气气流温热的吸气气流冷却。在液体从一侧气流通道向另一气流通道传递的情况下，例如，在水分凝结在呼气气流通道中并以液体形式向吸气气流传递的情况下，由于任一通道如吸气通道中的气流带动液体汽化，交换器可以利用蒸发冷却来冷却吸入气体。

由此，所述交换器，作为湿度交换器，可以用于，根据呼气气流的湿度调节吸气气流的湿度。此外，由于吸气通道和呼气通道由所述交换器划分，湿度的交换的发生形式可以是，如上所述，令重新呼吸呼出的二氧化碳的可能性最小化，或无需大幅度增加无效区域。所述交换器，作为水分交换器，还可以降低对一些用于加湿呼入空气的典型加湿组件的输出要求或需要。例如，所述交换器的使用可以减轻加湿器所需储水量。类似地，其还可以降低用于加热水以加湿吸入空气的加热线圈的能量使用。

在一些实施例中，所述交换器的一种或多种材料可以经处理或选择而具备特殊性能特性。例如，如上所述，所述交换器可以包括疏水性和/或亲水性材料的涂层。在一些实施例中，所述交换器材料可以覆盖涂层，以减少二氧化碳通过该材料传递或扩散。例如，可以对交换器材料施加抗碳化涂层，例如纤维素膜或聚砜酯材料。所述屏障涂层仍可以允许水的传递，但阻碍二氧化碳的传递。

在一些实施例中，可以控制所述交换器的效率，例如，通过手动或自动控制，来满足患者的喜好。例如，在一些实施例中，所述交换器可以是可调节的，来允许所述交换器上较大或较小的表面面积与吸入和/或呼出气流接触。在所述情况下，更大的表面面积可以允许更多的湿度或温度传递，而较小的表面面积可允许较少的湿度或温度传递。例如，在采用如此所述的翅片的实施例中，一种调节机构，例如转动控制、滑块、马达或螺线管，可以在导管通道里撤回或伸出较少或较多的翅片面积。类似地，一种可调节罩盖可以不同程度地伸出或缩回，以在所述交换器的一个或多个部分上提供可移动的屏障或绝缘体，以改变所述交换器与导管的一个或多个通道中的气流接触的接触面积，以不同程度地阻抗交换器效率。在一些情况下，所述调节机构的自动化控制可以涉及，在所述交换器可能参与交换传递的面积的部分或大小的设定下，对来自一个或多个传感器的信号进行估计；所述传感器例如是可以位于所述导管的任一通道附近的湿度和/或温度传感器，所述估计可以是通过基于处理器的控制器。所述控制器或处理器还可以是气流发生器的控制器，可以设置用于实现控制方法。由此，所述控制器可以包括集成芯片、记忆体和/或信息储存介质中的处理器控制指令或数据。例如，包含所述控制方法的编程指令，可以编程在回路中的集成芯片或所述装置的记忆体上，或所述指令可以作为软件或固件，使用包含所述指令或数据的适当媒介来加载。

如前所述，一些实施例中，所述交换器装置100，无论是作为温度交换器、湿度交换器或两者皆是，均可以用于不同的呼吸目的。例如，如图2中所示，所述吸气通道102可以包括补充气源输入端口212。在所述实施例中，所述输入端口212可以包括连接头，用于连接补充气源例如氧气源的供给导管。在所述实施例中，通过实现所述交换器106，所述呼气气流EF随后可以用于调节吸气气流IF，所述IF包括所述补充气体和空气。

图3、4和5中的实施例展示了所述交换器装置100的各种实现方式，且可以包括含有气流发生器314的呼吸治疗装置。如图3中的版本所示，一种源自所述气流发生器的输出（例如，鼓风机输出）的供给导管316，可以连接至加压小室320，所述小室具有呼气排气孔318。利用所述气流发生器向所述加压小室320所产生的高于大气压的压强，所述供给导管可以输送可呼吸气体，例如，空气。所述排气孔318可以充当冲刷排气孔或限流器。当患者呼气令所述呼气通道的压强增加至超过所述小室320的压强时，来自所述气流发生器的加压气流可以通过所述吸气通道102，但不能通过所述呼气通道104。所述呼气气流接着前进经过所述小室并从所述排气孔318排出至大气。由此，在此实施例中，将吸入的空气和呼出空气都穿过小室320。

图4中的实施例类似于图3中的实施例。但是，在该版本中，所述小室322并不直接连接在所述供给导管316上。所述供给导管316连接在所述吸气通道102的输入口上。所述排气孔318经由小室322连接在所述呼气通道上。相应地，在此实施例中，来自所述呼气通道的呼出空气不会进入任何向所述吸气通道102输送可呼吸气体的导管。

图5所示实施例类似于图4所示的实施例，且可以在没有如图所示的气流发生器时实现。但是，在如图所示的实施例中，可以用一个或多个Starling流阻器420、可变或可调节排气孔422或在此更详细描述的任一流阻器，来取代单向阀。例如，如图所示，可以在供给导管316的柔性部分中设置Starling流阻器，以调节进入吸气通道的流量。类似地，设有Starling流阻器420的可调节排气孔422可以作为呼气阀门110-E的替代形式。可以采用任何已知的可变或可调节排气孔；例如， 2011年9月12日提交的美国临时专利申请61/534044中所述的任一排气孔组件均可作为可调节排气孔422，该申请的全部公开文本在此以引用的方式全文并入。通过对所述流阻器（组）的操作和/或控制可调节排气孔，可以调节通过所述通道的流量，以导引所述吸气气流通过吸气通道102及导引所述呼气气流通过呼气通道104。例如，可以检测到面罩中的压强变动，以设置所述可调节排气孔，令所述排气孔在呼气期间流量较大，以允许呼气期间的呼出空气流经所述呼气通道，流至所述可调节排气孔。基于所述压强变动，随后可以设置所述可调节排气孔，令所述排气孔在吸气期间流量较小或无，以允许吸气气流从气流发生器通过所述吸气通道流至患者，供其吸气。

可以结合图5A和5B来考虑Starling流阻器420的操作。在此实施例中，导管416的Starling流阻器采用了小室连接通道420C。所述小室连接通道420C提供通向内部柔性小室IFC的气动通道，所述IFC由所述导管416中的柔性膜420M构成。如图5A中所示，当所述连接通道420C的连接开口端420C-LO附近的所述导管中存在较低气压LP条件，而所述柔性小室IFC的相对端的所述通道中存在较高压强HP条件时，所述柔性小室将收缩，以允许气流通过所述导管的通道。如图5B所示，当所述连接通道420C的连接开口端420C-LO附近的所述导管中存在较高气压HP条件，而所述柔性小室IFC的相对端的所述通道中存在较低压强LP条件时，所述柔性小室将扩张，以抵抗或阻碍气流通过所述导管的通道。相应地，根据所述连接通道420C的连接开口端420C-LO的位置，可以选择性地采用具有Starling流阻器的通道，以限制吸入气流或呼出气流的流量，如前所述。可选地，所述膜室可以选择性地由气流发生器输出的气动连接来激活，而非采用如图5所示的连接通道420C。

图6展示了又一个用于加湿（图6中标记为“M”）和温度（图6中标记为“H”）交换的示例交换器实施例。在此实施例中，所述交换器包括热交换部分，所述热交换部分具有可用于温度交换的翅片组。所述翅片可以伸入所述吸气通道102和/或呼气通道104，以增加通道气流接触所述交换器表面的面积。在此示例中，一个或多个吸气翅片660-I伸入吸气通道中，且一个或多个呼气翅片660-E伸入呼气通道660-E中。经过每个翅片任一侧的气流，在每个通道中创造了额外的气流途径，以使得气流可以随后与一个或多个所述翅片的两侧接触，允许更多热量的传递。通过使用长度（“L”）位置基本平行于所述通道气流的窄宽度翅片通过所述通道的气流可以更容易地沿所述翅片经过，以增加表面接触面积，同时不会向通过所述通道翅片部分的气流引入显著的阻力。所述交换器的又一示例如图8所示。

虽然所述翅片的位置可以基本直接横跨所述吸气和呼气通道屏障661，但在此实施例中，所述翅片可以包括连接吸气翅片和呼气翅片的横向部分662。如图6的实施例中所示，所述横向部分可以沿通道屏障延伸，且可以形成该屏障的一部分，以及可以大致与每个通道的气流平行。所述横向部分可以允许呼气翅片的位置更接近于呼气通道的患者界面108端，且吸气翅片的位置较不接近吸气通道的患者界面108端。典型地，所述横向部分将由与所述翅片相同或相似的导热材料所构成，以允许所述呼气和吸气翅片组之间的热能交换。

可选地，所述交换器106还包括湿度交换部分664。例如，所述湿度交换部分可以位于所述交换部分的一个或多个孔内。如前所述，在一些实施例中，所述湿度交换部分可以包括毛细面，所述毛细面设有细孔，以允许液体经过所述横向部分，或在所述横向部分之间，从呼气通道至吸气通道进行毛细管传递。作为湿度交换部分的所述毛细面776还展示在图7、8和9中。可选地，所述湿度交换部分的替代形式是，或还可以是，位于所述呼气翅片和/或吸气翅片之间。在图8的交换器版本中，所述毛细面776包括细孔，所述细孔延伸连通至翅片660-I、660-E之间的孔以及位于横向部分662上的孔。

图9所示的交换器中，所述毛细面776可以限于所述横向部分。作为翅片的一种替代形式，所述交换器可以包括温度传导块体960-I、960-E。每个块体可以包括多个基本相互平行的气流通道。所述气流通道可以由通过每个块体的洞构成。在此情况中，所述块体的洞将大于所述毛细面的孔，以不会对通过所述块体的气流造成大幅度阻碍。由此，吸气块体960-I可以允许吸气气流横穿其吸气块体通道992-I，以与吸气气流进行温度交换。类似地，呼气块体960-E可以允许呼气气流横穿其呼气块体通道992-E，以与呼气气流进行温度交换。穿过所述通道的每个块体中的洞的额外通道，可以允许增加与所述块体热传导材料的表面接触面积，由此允许更为有效的热能传递。虽然图中所示的洞穿过所述块体，但所述块体界面也可以替代为，具有穿过所述交换器的多条通道的矩阵或网眼通道，从而用其他方式增加所述交换器的接触面积。此外，虽然所述块体在图9中显示为矩形，所述块体的形状可以设置为与使用所述交换器的任何导管相符合的形状。

为达到此目的，本技术的一些交换器实施例可以应用在大致为管状的导管中，例如管子。但是，也可以采用其他的导管配置。例如，所述通道和交换器可以用作患者界面的集成导管。在图10A、10B、11、12、12A和13中，显示了一些示例管状交换器。图10A和10B展示了一个褶皱交换器106P示例的横截面视图。该实施例中的所述交换器106实现为多个折叠1070，每个所述折叠1070具有皱褶1072，所述皱褶1072通常沿着或平行于通过所述导管的通道的气流延伸，或平行于所述导管的长度而延伸。如图所示，在一些实施例中，所述交换器可以插入顶部导管部分101-T和底部导管部分101-B。组装后，如图10B所示，所述顶部导管部分和交换器可以组成用于导管气流的第一通道，例如吸气通道102。类似地，所述底部导管部分和交换器可以组成不同的第二通道，用于导管气流，例如呼气通道104。这样一来，所述交换器106的折叠可以沿所述通道为所述交换器提供更大的接触表面面积。

图11所示实施例的横截面视图中，所述交换器106的形式为一种导管，所述导管带有作为导管表面结构的交换器材料。由此，所述交换器形式可以具有管状形状，例如管子。所述管状交换器106可以位于一条更大的导管中。在所述实施例中，外部通道的气流可以基本沿所述交换器的环周边缘流动，以增加表面面积接触。例如，所述外部通道101的内表面和所述交换器106的外表面可以形成吸气通道102。在此情况下，所述交换器的内表面可以随后形成呼气通道104的屏障。该示例如图11中所示。但是，在一些实施例中，外部导管101的内表面和所述交换器106的外表面可以形成呼气通道104。在此情况下，所述交换器的内表面可以随后形成吸气通道102的屏障。在所述实施例中，所述交换器还可以实现为具有折叠和/或翅片。例如，如图12中的交换器导管横截面视图所示，多个导热翅片可以延伸穿过所述通道，形成吸气翅片660-I和呼气翅片660-E。进一步举例，如图12A的交换器导管的横截面视图中所示，所述交换器的多个折叠构成了内部通道的环周边缘，同时也是外部通道的内边界，所述内部通道可以是吸气通道102，所述外部通道可以是呼气通道104。

在一些实施例中，所述吸气通道和/或呼气通道可以实现为，与图8中所示的线形版本相比不那么线形的形式。例如，所述通道和交换器可以采用螺旋构型，以增加表面接触面积。在一些所述实施例中，内部通道，例如所述交换器构成的吸气通道，可以在导管中更为线形的外部呼气通道的中心盘旋通过。在图13所示的又一示例中，所述通道可以共同以螺旋形式盘旋。例如，交换器106构成一种沿其长度划分所述导管的分隔件屏障，可以沿所述导管的长度绞曲，以构成螺旋屏障，以使得吸气通道102和呼气通道104都沿所述导管长度在导管相对侧盘旋。所述螺旋构型可以带来交换器表面接触面积的增加，且可以通过沿所述交换器制造气流湍流，来促进与所述交换器的接触。

在一些实施例中，所属交换器的所述呼气和吸气翅片可以充当通道分隔件，例如图14中所示的示例实施例。在此实施例中，所述通道中可以设有交错的翅片，所述翅片基本沿所述导管的横截面延伸。在此版本中，每个翅片划分出一条吸气通道102和一条呼气通道104，由此令吸气通道和呼气通道位于每个翅片的相对表面上。可选地，沿所述导管的长度延伸的凹槽1447可以为来自呼气通道的呼气气流提供通向大气的逃逸排气孔。由此，每个凹槽1447可以是从所述通道101穿至呼气通道104的切口。所述呼气通道104可以结束于封闭端1449。

在一些实施例中，在使用交换器之前或期间，向所述交换器输送水分，可能是有益的。例如，可以从储水处伸出细孔液体供给管，所述储水处可以是袋、瓶或呼吸治疗装置的容器。所述管的一端可以设置在所述交换器材料处或所述材料内，以在所述交换器上滴下液体（例如，水）。所述小管可以在文丘里效应（Venturi effect）下工作，从所述储水处向所述交换器的吸气气流路径或吸气侧加水，以加湿吸气气流。例如，当所述吸气气流导致所述交换器的吸气侧的水蒸发时，更多来自所述液体供给管的水可以随后滴入所述交换器。

在一些情况下，所述交换器可以包括或靠近加热组件，例如用于加热吸入空气。例如，所述交换器的导管的一条通道中，可以包括热电装置，例如珀尔贴（Peltier）装置。所述热电装置可以由内部或外部电池或其他电源供电，例如气流发生器的外部电源。

呼气排气

在以可以提供压强治疗的患者界面实现不同吸气和呼气通道，例如用于在呼气期间提供高于大气压的压强，以支持患者气道的情况下，包括一种调节呼气通道中的压力的装置可能是有益的，尤其是在连通至气流发生器的吸气气道在患者吸气期间将关闭的情况下。例如，所述通道可以用呼气流阻组件来实现，以在呼气期间，在呼气通道以及患者界面中提供一种阻抗水平，所述阻抗水平提升或维持某个高于大气压的压强。所述阻抗/阻碍组件可以设计为改变所述通道的长度/形状和通道的大小/宽度方面的结构。可以参考图15-图25中的呼气流阻器来考虑本技术的示例，所述示例可以采用或不采用此述的任何呼气通道或排气孔，且可以采用或不采用此述的任何交换器。此类排气，例如参考图15-图18中组件所述的排气，可以尤为适用于鼓风机恒速转动的气体输送系统，或高阻抗回路的气体输送系统，例如，以长窄管允许较低治疗压强波动的气体输送系统。

在图15和图16的实施例中，刚性排气孔盖1580可以在支点1581上可动。偏置组件，例如弹簧1582，可以连接至所述刚性排气孔盖1580上。所述偏置组件向所述刚性排气孔盖1580提供偏置，由此令其可以在如图15所示关闭时预载阻力。所述偏置可以提供所需的负荷或压强阈值，所述阈值允许在患者呼气期间，在刚性排气孔盖被患者产生的呼气压强增加克服之前，允许所述呼气通道104中累积或维持所需的压强水平。类似地，所述偏置的刚性排气孔盖所允许的开口大笑，可以受到所述偏置组件的调节，以在患者呼气的至少部分期间内，维持其压强水平，即使呼气气流在所述排气孔318如图16所示开启时通过该排气孔318离开呼气通道104的情况下。

图17和图18的实施例中的呼气流阻器的操作方式与图15和图16的实施例中相同。在此实施例中，可用柔性翻板充当排气孔盖，而可能不会采用支点。例如，翻板固定器1584，例如邻接所述导管壁，可以将所述翻板组件折向所述排气孔，以用张力将所述柔性翻板1585偏置入其关闭位置，如图17所示。呼出空气要从排气孔318逃逸，呼气通道104中的呼气压强必须克服所述偏置。

换言之，在所述实施例中，可以选取所述盖或所述排气孔的柔性翻板的偏置，由此当压力差乘以翻板或盖面积的乘积大于弹簧的补偿力（或挠度乘以所述翻板的弹簧常数）时，令所述盖或翻板开始开启。由此，在典型实施例中，这意味着在此预设压力差之内，所述排气孔将关闭，所述预设压力差可以在呼气期间用于提供支架压强。由此一来，其也会在吸气期间关闭。

在一些情况下，可以选取所述偏置，来产生具有如图51中的压强（P）和流量（Q）特性的排气。例如：

若压强小于“x”，则P = K1*Q² + K2*Q；

若压强大于“x”，则P = m*Q + b；

其中，P为压强，Q为流量，”b”可以等于标称治疗压强，且可以通过预应力的量进行调整。

可能需要“m”尽可能小，例如，通过制作大孔口和小硬度系数。

图19和图20的实施例中的呼气流量阻抗，可以形成又一类似的呼气压强支架。该实施例可以通过对一种膜的压强操纵，来维持所述呼气通道104中的压强，所述膜可以配置为膜囊1990。可以操作气流发生器，通过膜加压小室1991或导管，来对膜囊1990加压。所述小室1991可以连接在通向呼吸治疗装置的气流发生器314的供给管316上。对所述膜囊1990的加压，允许所述膜在吸气期间，扩张覆盖或接触所述排气孔318的一个或多个排气孔，如图19所示。在该吸气阶段中，所述吸气单项阀110-I将会开启，且气流流过所述吸气通道102，所述吸气通道102可选地包括交换器106。但是，当患者朝患者界面108呼气时，所述吸气单向阀110-I将会关闭，如图20所示。当所述呼气小室104的压强超过所述小室1991中的压强时，所述膜囊1990将变形脱离所述孔，由此开启所述排气孔218的孔。即使气流发生器在呼气期间不直接向患者气道施压，由于小室1991由气流发生器314进行加压，对所述气流发生器的控制，结合所述膜囊1990和小室1991的特性，可以允许对呼气支架压强进行设定。

图21和图22展示了又一膜结构，其可以用作呼气阻抗，类似于图17和图18中的实施例。所述柔性翻板2185可以用作大气空气和导管101的空气路径之间的屏障，通过所述通道的孔，允许治疗压强和大气压之间的连通。在此实施例中，所述刚性翻板固定器2184可以包括一个或多个张力杆2184P和一个固定脊2184R，所述张力杆和固定脊可以与导管101的壁结合，以偏置所述柔性翻板。所述柔性翻板2185，可以是由所述弹性结构配置预载张力的弹性膜，可以根据所述呼气通道104中的压强弯曲。在此实施例中，所述膜可以插入所述杆之间。所述膜的相对端可以接触所述导管的外侧和内侧。在高压排气孔端HPVE或低压排气孔端LPVE下，所述翻板打开，以脱离与所述导管101的刚性壁接触，所述孔可以用作排气孔318。如此处更为详细的解释，所述HPVE端为高压条件形成排气孔，而所述LPVE端为低压条件形成进气口。如图22中所示，所述呼气阻抗导管的一些实施方式可以配置为弯管，例如用于患者界面装置的弯管，或用于空气递送导管和气流发生器之间的弯管。但是，它还可以应用于其他导管中，例如本说明书中全篇所述的交换器导管。

所述流量阻抗还可以用于，当与压强治疗装置（例如，CPAP治疗发生器）联用时，降低患者界面（例如，面罩）的压强波动。所述柔性膜翻板阻碍所述系统的空气通道与大气连通。所述阻抗根据所述柔性膜的挠度而改变。所述柔性膜翻板的挠度，是所述膜的治疗压力侧（例如，呼气通道104中）和所述膜的大气侧之间的压差的函数。所述柔性膜翻板的预载拉紧张力，防止其在所述导管中的治疗压强升高至克服所述预载张力之前，从所述导管壁偏斜，从而所述柔性膜翻板在高压排气孔端HPVE下开启。在所述情况下，所述高压排气孔端HPVE下的所述膜，可从所述导管朝外弯曲，并从所述导管形成排气孔。所述柔性膜改版的预载张力，还可以防止其在所述导管中的压强下降到足以克服所述预载张力之前，从所述导管壁（例如，固定脊2184R处）偏斜，从而所述柔性膜翻板在低压排气孔端LPVE下开启。在所述情况下，所述低压排气孔端LPVE下的所述膜翻板，可朝所述导管内的小室中延伸，以开启排气孔318，并允许空气吸入所述导管中。所述操作可以在设定压强以内允许“标准”排气，超过所述设定压强，所述排气孔开启，以允许增加通向大气的流量，且其增加方式使得用于呼吸支架的所述导管中的所述治疗压强保持恒定。所述操作还可以允许所述排气孔防止治疗压力成为负值。

所述排气组件可能具有若干有益效果。它可以降低与使用窄管可能相关的压强波动，可以允许使用更窄的管，可以降低低效率排气（尤其是在吸气期间）；与总是保持开启的排气孔相比，它可以降低总空气流量和/或气流发生器能量。类似地，它可以降低通过加湿器的流量，由此增加受到固定储水量限制的加湿时间限制。它还可以用于提供保护，以免除过高压强和/或窒息，因为它可以用作抗窒息装置。与双水平治疗相比，所述排气类型可以更适用于连续正压气道压力，因为其操作压力可以由预应力决定。

图23和图24中的呼气阻抗实施例类似于图19和图20的实施例，可以便利地允许在呼气通道中维持呼气支架压强，即使在呼气期间缺乏对患者气道的气流发生器314流量的情况下。膜2390柔性盖，可以是有弹性的柔性材料，可以位于排气孔316的孔上。所述盖膜可以充当吸气通道102和呼气通道104的部分搁板。如图23所示，吸气期间，由于吸气通道的压强和/或由于膜的弹性材料的形状记忆，膜2390维持在对排气孔318的遮盖位置上。在吸气期间，吸气气流IF，可以由气流发生器314产生，可以通过吸气通道102和吸气单向阀110-I，前进至患者界面106。所述吸气阀110-I在呼气期间的关闭，如图24所示，允许压强在所述膜的呼气通道104侧积累。当所述膜的呼气通道104侧的来自呼气的压强，克服由气流发生器在所述膜的吸气通道侧产生的治疗压力时，所述柔性膜2390将弯曲或扩张，以允许呼气气流EF通过排气孔排出。可选地，所述柔性膜的部分可以包括交换器材料（未显示）。

图25A和图25B的实施例类似于图23和图24中的实施例。但是，图25A和图25B的实施例中，所述柔性膜2580包括呼气流量塞2592。所述塞2592可以包括一个或多个可用于关闭排气孔318的排气孔2596的塞2594。例如，塞子可以用于选择性地插入排气孔2596。可选地，所述塞可以是锥形的。如图25A中所示，所述柔性膜的弹性，和/或在所述膜或塞的吸气通道102侧来自气流发生器的压强，可以在吸气期间，将所述流量塞2592位置在关闭或部分关闭位置。在患者呼气期间，如图25B所示，所述膜2590的呼气通道104侧的压强增加，当所述压强增加克服所述膜2590的吸气通道102侧的压强（例如，气流发生治疗压强）时，可以令所述膜和流量塞移位或弯曲。所述膜和塞的移位将所述塞子2594从排气孔2596内抽出，以允许排出呼出空气。由于呼气气流必须克服所述膜的吸气通道102侧的任何膜弹性和/或治疗压强，因此可以在呼气通道104以及患者界面和患者呼吸系统中保持支架压强。

附加示例实施例

图26、27、28、29、30、31、32和33的横截面视图中，展示了采用了交换器的本技术导管的示例实施例。在这些示例中，柔性通道分隔件2607，例如膜，可以用于调节导管2609中的吸气气流，以动态地制造吸气气流同到和呼气气流通道，并可以提供动态呼气排气。在一些情况下，所述导管2609可以靠近连接在患者界面（例如，面罩108）上，所述患者界面位于源自气体发生器314的供给管316的相对端，如图52所示。实现所述分隔件，可以减小通过面罩的总流量，例如与使用连续排气的患者界面相比，且可以由此增加加湿器、氧气源和气流发生器的效率。对抗所述分隔件来呼吸所需的力，还可以提高呼气支架压力，所述呼气支架压力可以通过选择合适的排气孔大小和分隔件弹性来调节。这还可以减少气流发生器在呼气期间的工作量。类似地，所述分隔件可以减少通向患者面罩的所述导管的压强波动，由此可以减小气流发生器补偿所述压强波动的负担。可选地，所述柔性分隔件还可以采用前述组件或材料，由此令所述可动分隔件还可以充当交换器。一般来说，所述柔性分隔件的机械性能可以通过改变厚度或其他维度及其材料性质来调整，例如通过改变其硬度、密度和阻尼特性。

例如，如图26所示，通道分隔件2607可以设置在通道2609中。所述柔性分隔件可以具有固定端FE 和可变形部分DP。所述固定端可以连接导管壁2609W。所述分隔件2607还非常接近排气部分2611，所述排气部分2611可以由多个用于呼气排气的孔组成，由此允许所述分隔件充当所述排气部分的盖。所述排气孔的气动阻抗可以通过设计其几何结构，例如其长度和横截面积，来加以控制，由此所述孔的阻抗可以在呼气期间向所述分隔件提供额外压强。这可以辅助所述分隔件在呼气开始时的激活，并防止所述分隔件在小呼气气流的期间，例如呼气尾声，阻塞孔。

可选地，所述导管可以包括导管弯头2609B，由此所述导管和导管通道偏离笔直方向。在所述实施例中，所述分隔件可以沿所述壁延伸，从所述导管的一个部分延伸到所述通道的弯头部分；所述导管部分以第一角度设有第一通道CA，所述弯头部分以第二角度设有第二通道CB。所述分隔件的延伸部，跨越所述弯头，从所述第一通道延伸至所述第二通道，在所述分隔件的柔性部分DP上制造了唇端LE，所述分隔件的所述柔性部分DP脱离导管壁。在此参照图28、29和30，对所述组件的操作进行更详细的描述，所述唇端LE可以辅助所述通道分隔件的动态激活。一般来说，所述分隔件的唇端LE更靠近所述导管的患者或用户端2609UE，例如可以连接面罩处，而所述分隔家你的固定端FE更靠近所述导管的空气或气体供给端2609ASE，例如可以连接气流发生器处。

置于动态建立吸气和呼气通道，所述分隔件在使用中横穿所述导管的相对侧，可以在所述导管的第一侧和所述分隔件之间创造吸气通道，而在所述导管的相对侧和所述分隔件的相对侧之间创造呼气通道。所述分隔件可以通过从所述导管的一侧横跨至相对侧来达成此目的。典型地，所述分隔件从如图30示例所示的完全开启的呼气位置至如图28所示的完全开启的吸气位置的过渡（以及反向过渡），是非常迅速的。一般来说。所述分隔件在呼吸的每个节段，将分别处于所述完全开启位置。这降低了空气气流的速度和湍流，并降低噪音，这对睡眠中的使用尤为重要。

所述柔性分隔件可以设置为，令吸气期间作用于所述分隔件上的力，迫使其进入阻塞或阻碍向大气排气的位置。所述力包括作用于分隔件表面的静态和动态压强组件，以及由重力加速度作用于所述分隔件质量上的力。所述分隔件可以是轻质的，以最小化后一种力和其他动态加速效应。所述柔性分隔件还可以设置为，令呼气期间作用于其上的力，迫使其进入阻塞或阻碍向气流发生器流动（组织或减少在呼吸的可能性）的位置。

由于所述分隔件可以是柔性的，所述分隔件的响应可以通过设置气流发生器的不同压强来控制。此外，流量水平可以由用户来控制或支配。例如，若患者未以该系统呼吸，则所述分隔件上的流量（例如，来自气流发生器）可以为零。患者呼气压强越高，所述呼气通道开启程度越高，这会提供较大流量，较小湍流和较小噪音。相应地，所述压强可以由气流发生器控制，但患者可以支配所述流量。

一般来说，所述分隔件的位置可以由作用于其上的力平衡来决定。对此平衡位置具有主要贡献的是：治疗压强乘以暴露在治疗压强下的分隔件表面面积。所述平衡的又一主要贡献来自：来自气流发生器的压强乘以暴露在所述压强下的所述分隔件表面面积。若我们忽略所有其他的力，根据牛顿第二定律，分隔件的质量乘以加速度，将等于两种主要力之间的差。由此一来，所述分隔件可以朝压强较低的一侧方向加速。当该情况发生时，所述呼气阻抗将会改变，且这回导致治疗压力的改变，由此，达到新的平衡。当力相等时，所述分隔件将会静止。当呼吸气流改变时，所述分隔件的平衡位置将会改变，且改变呼气阻抗，以平衡所述分隔器每一侧的压强。

所述分隔件能够通过如此所述地间歇关闭排气孔，减少或停止吸气期间的排气流量；由此，可以降低通过供给管的总流量。降低吸气期间的排气流量，则减少气流发生器维持治疗压强所需制造的流量。消除排气流量，可以将气流发生器所需制造的流量降低超过50%。这意味着，对恒速气流发生器来说，压力降可以（显著）减小。所述气流发生器系统的气动效率可以得到增加。此外，减少了压强控制的气流发生器需要对供给管（例如，管子）损失所进行的补偿。降低气流发生器流量，还使得整个系统更加节能和安静。这还可以允许将所述导管用于以高阻抗的窄供给管递送供给的系统中。

此外，可以在缺乏吸气排气时降低所述吸气压力降，或补偿吸气压力降，以改善压强波动的需要。

降低后的排气还可以降低对患者气道的干燥作用，因为仅在患者呼吸时提供气流。这还可以允许在较高压强下进行更自然的呼吸。

所述分隔件的动作和降低的总流量，还可以具有增加患者界面湿度的效果。如图59中的湿度和温度数据所示，以所述分隔件进行排气，与传统连续排气式面罩相比，随着时间过去，可以得到较高程度的湿度。平均而言，所述分隔件可以提供比标准连续排气面罩高约10%的湿度水平。作为结果，其还可以改进例如以47中的配置实现的任何交换器或HME材料的有效性。一般来说，所述系统中的自然湿度可以通过使用所述分隔件来改进。

所述流量的降低和所得的水分保留可以意味着更久的加湿器运作。这可以在所述分隔件与活跃加湿器共同使用时，降低给加湿器加水的需要，或允许较小容量的加湿器设计。类似地，氧气输送可以更有效率。降低的流量一般给排气孔和气流发生器系统中都带来较低的湍流噪音。流量相关的压强损失的降低，可以意味着较低的马达速度，并带来较少的机器噪音和较长的及其寿命。更为有效率的气流发生器系统可以使得系统运作所需的能量更少。对便携装置而言，这可以允许使用更小的电池，或容量更少的电池，或可以允许更长时间的电池使用。

所述导管的降低后的流量可以允许感觉更为自然的治疗。连续排气常常给患者噪音和振动的感觉。所述连续排气流量还对气道具有干燥作用，一些人还需要使用加湿器。所述柔性分隔件排气孔可以允许用户获得感受更为自然的治疗，即使在压力增加的时候，因为系统中的气流流量由用户决定。这可以降低对气道的干燥作用，降低或消除对加湿系统的需要。

相应地，再次参考图26，所述排气部分2611可以包括多个孔。可选地，所述孔可以穿透所述导管的壁，或作为格栅构件施加于所述导管。所述孔的方向可以与导管内表面垂直，如图26所示。但是，在一些可以增加通过该排气部分的流量的实施例中，所述孔可以与所述导管表面具有斜角。例如，如图27中所示，所述孔可以从垂直角度偏离，以便令每个孔的通道角度朝向所述分隔件的唇端。在一些实施例中，可以在排气部分上添加扩散器。

示例孔角度可以参考图26、27和32中所示的辅助轴线AXA来进行考虑。例如，如图26中所示，所述排气部分2611的孔的形成可以垂直于所述气流通道或所述导管2609的通道内表面。在一些情况下，如图27中所示，所述排气部分2611的孔的内表面的通道可以与所述导管的通道的内表面和患者呼气气流之间构成钝角。在所述情况下，来自用户端2609UE并通过所述导管的呼气气流方向，不会在所述导管的通道方向和所述孔的通道方向之间发生大幅度偏离。在所述情况下，可以令通过所述排气部分的患者呼气湍流最小化。但是，在一些情况下，若采用具有通道的孔，且所述通道如图32所示，相对于呼气气流方向，从所述导管的通道内表面偏离一个锐角角度，则患者呼气气流湍流可能会因此而增加。所述锐角孔所造成的呼气气流湍流可以协助影响分隔件，令所述分隔件动作在低流量下对呼气气流的响应度更高（例如更快）。由此一来，在所述呼气气流减退（例如，处于或接近呼气尾声）时，所述分隔件可以在相对于排气部分的开启位置上停留更久，或在开始呼气时开启更快。因此，较小的呼气气流力可以继续令所述分隔件弯曲。此外，将所述气流方向转向新角度所需的加速度，要求所述分隔件的一个反作用力。该反作用力倾向于开启通向所述孔的通道，因此降低了所述通道的阻抗，从而降低了治疗压强，并允许所述分隔件更久地停留在所述开启位置上。所述反作用力的量可以通过调整所述气流通道的偏离角度来调整。这可以通过按照下列公式来计算该反作用力来理解：

F = dm / dt (v₂-v₁)

其中，F是力向量（具有大小和方向），dm / dt是气体的质量流动速率，v₁是如图46中所示（大小和方向）地接近所述分隔件的流体速度向量，v₂是如图46中所示（大小和方向）地离开所述分隔件的流体速度向量。 从该公式可以看出，随着v₁和v₂之间的角度增加，所述反作用力也增加。因此，在一些实施例中，可能需要令呼气气体以大角度转向（如图46中的角度AN1所示），以便对所述分隔件施加适当的力。

可选地，所述导管还可以在所述导管的所述膜固定侧的相对侧上，沿所述导管壁，包括分隔件支架2615，例如可以朝所述第一通道CA中突出或伸入的一个或多个脊、翅片或肋条。所述膜支架可以协助防止所述膜过度弯曲，在此将对此进行更详细叙述。所述导管组件的内部结构的一个示例，如图32所示，包括若干肋条或翅片式的膜支架2627。该实施例还采用了分隔件搁板2609S，所述分隔件搁板2609S可以沿所述导管壁形成。所述分隔件搁板提供了一个底座；在呼气期间，所述分隔件的环周边缘可以对所述底座进行封闭，在此将会参考图30对此进行讨论。

所述分隔件2608从其固定端FE至唇端LE的长度，还可以特别选定，以防止过度弯曲，所述过度弯曲在某些情况下可能导致所述分隔件在通道中的堵塞。例如，在典型的实施方式中，所述长度会大于通道或导管的宽度（如图26中的CW所示），但会比后者长很多。例如，对于所述分隔件所横跨并屈曲的特定通道的通道或导管宽度CW，所述长度的范围可以是所述宽度的1.25-8倍。在一些情况下，甚至可以更大。

在一些情况下，所述分隔件可以设有一个正常位置，由此，在缺乏气体发生器的相关流量或压力时，所述分隔件将弹性地稍微偏离所述排气部分2611，如图26中所示。该边际偏离可以允许气流通过排气部分，由此，其可以充当抗窒息装置。因此，在缺乏所述气流发生器产生的任何压强（例如，气流发生器故障或关闭气流发生器）时，所述通道分隔件将返回这一正常“偏离的”位置上，以允许患者在吸气期间通过该排气部分2611和气流发生器进行呼吸。要达成所述偏离，可以，例如，通过所述分隔件自身材料的弹性和形式（例如，波状分隔件轮廓），和/或通过所述分隔件相对于导管结构例如其固定端FE的定位。尽管如此，无论是否具有所述标准化的偏离特征，在气流发生器操作故障时，所述柔性分隔件可以仍然响应患者呼吸而发生功能性移动。例如，患者呼气气流可以仍然迫使所述分隔件朝大气开启，以允许呼出空气朝大气排气，由此防止重新吸入，哪怕是在气流发生器断电的情况下。

可以参考图28、29和30来进一步思考所述柔性通道分隔件2607的操作，图中分别展示了吸气、呼气开始和呼气。如图28所示，穿过分隔件和分隔件的唇端LE的吸气气流IF向所述分隔件施加压力（显示为黑色箭头），以将所述分隔件保持在遮盖所述排气部分2611的位置上，而且，在其存在时，克服前述的偏离。由此，所述吸气气流IF可以穿过所述导管的第一通道CA和第二通道CB，朝所述导管的用户端UE或面罩端移动。如图29所示，呼气开始时，初始呼气气流EF在所述分隔件的唇端LE施加压力（显示为黑色箭头），以开始提升所述分隔件离开所述导管2609壁。如图30中所示，随着所述呼气气流EF的继续，且所述唇端LE已转移，则所述呼气气流向所述分隔件的可变形部的剩余部分施加力，该力令所述分隔件离开所述导管的排气部分侧，令其朝所述导管的相对支持侧上的位置移动。该移动允许呼气气流EF通过排气部分2611的孔排气；当所述分隔件以所述导管的一部分，例如分隔件搁板2609S，进行密封时，其还能阻塞从空气或气体供给端2609ASE至用户端2609UE的导管通过的气流。呼气期间，所述分隔件支架2615的凸脊协助防止所述柔性分隔件在所述导管内卷曲或过分伸长，从而避免所述柔性分隔件堵塞在所述导管中的不良后果，从而防止所述柔性分隔件在吸气期间返回并遮盖所述排气部分。

所述分隔件在呼气期间的移动还对所述导管的通道进行动态分隔，以令所述分隔件具有一个吸气侧IS和一个呼气侧ES。由此，若所述柔性分隔件由温度传导和/或湿度传导材料形成，则所述分隔件可以用作如前所述的交换器。此外，所述组件在连接至呼吸治疗装置时，可以充当抗窒息阀门。当空气或气体供给端2609ASE发生导管阻塞事件时，患者的吸气将令所述分隔件从排气部分2611偏转，以允许从该排气部分吸入空气。

所述组件的又一个可选实施例如图31所示。图31中的导管和分隔件实施例包括与图28、29和30的实施例类似的结构和操作。但是，该实施例还包括连续排气孔3131。在如图31所示的呼气期间，以及在吸气期间（未显示），所述连续排气孔将允许来自供给源例如气流发生器的连续排气气流CVF。就此而言，所述分隔件的移动并不阻塞所述连续排气孔3131。呼气期间，当所述分隔件移动至其靠近分隔件支架2615的肋条或脊的位置时，来自空气或气体供给端2609ASE的连续排气气流CVF将绕着所述分隔件支架的肋条或在其之间流动，以经过所述连续排气孔3131的一个或多个孔。

图33的示例中，所述导管2609在通道中使用了弯头3333，例如由所述导管的壁所形成的弯头3333。所述通道分隔件2607柔性区域FR的位置可以靠近所述弯头3333，并由此可以延伸超出所述弯头。所述柔性区域FR可以是预装载或以其他方式选定的，以具有特定的弹簧常数。所述弹簧常数可用于将所述通道分隔件2607偏置到特定呼吸事件。例如，可以选定所述弹簧系数，以将所述分隔件偏置至呼气位置，以使得所述排气部分2611保持正常开启，例如在缺乏直接来自空气或气体供给端2609ASE的气流或加压空气，或所述气流或加压空气不足的时候。在所述情况下，当存在来自所述导管的气体供给端2609ASE的气流时，开启所述排气部分（例如，将所述分隔件从所述排气部分移开）所需的压强和/或流量，例如患者呼气的压强和/或流量，可能减少。所述弯头，以及延伸跨过所述弯头的分隔件的定位，还可以允许操作所述分隔件，以利用定向流量（例如，呼气气流，以及与所述弯头结构相关所形成的湍流）和压力。与仅响应压强或仅响应流量来运作的阀门相比，所述分隔件可以具有更快的运作，且可以允许在较少流量和低压强的情况下保持开启更久。此外，通过将所述分隔件延长超出所述弯头（例如，唇端LE），将所述分隔件的较大部分暴露在所述导管的通道的气流下，例如当与图26中的分隔件的类似但较小的延伸部（例如，唇端LE）相比时，较大的延伸部可以为分隔件提供对通道气流（例如，呼气气流）提供更高的响应度。

图26至图32中的示例排气孔，以及其他实现方式，可以适用于呼吸机，例如提供容量控制的通气的呼吸机（例如，满足目标通气量度，例如每分钟通气量或潮气容积的压强支持，等等）。所述排气孔大小可以是固定的，且可用于提供治疗中的呼气末正压通气（PEEP）构件。例如，当气流发生器对所述分隔件靠近所述导管的气体供给端2609ASE的一侧产生压强时，所述分隔件对此的反应，以及随之发生的、为在所述分隔件的用户端排气而克服分隔件所需的压力，可以用于提供所述的PEEP治疗构件。

在一些情况下，所述分隔件和通道可以用于在所述分隔件的两侧提供不同的气流激活接触面积（例如，暴露在来自所述导管的所述气体供给端2609ASE的直接气流下的一侧，与暴露在来自所述导管的所述用户端2609UE的直接气流下的一侧相比）。所述特征的一个示例如图34和35中的导管中所示。在此示例中，所述暴露在患者呼气气流下或由其激活的一侧区域（如Y箭头所示），其面积大于暴露在气流供给端气流下或由其激活的一侧区域（如Y箭头所示）（即，X<Y）。作为结果，基于选定的区域，气流发生器可以在所述气流供给侧为患者治疗提供更高的流量/压强，同时仍允许所述分隔件在所述用户端对较小压强/流量的患者呼气作出响应，由此保证所述分隔件的开启，以在呼气期间通过所述排气部分2611排出气流。可选地，图34中的所述排气孔还可以使用连续排气孔3131，可选地，可以将所述排气孔3131预设为具有不同的排气流量。

在一些示例中，所述分隔件的表面，虽然可选为至少部分柔性，可以具有平面形状。但是，在一些示例中，所述分隔件可以遵循非平面表面形状，且可选地，可以是刚性的，或在选定流量和压强特性下变形。所述形状可以根据需要促进所述分隔件的不同弹性和/或运动特性。例如，如图36所示，所述分隔件2607的所述气体供给端2609ASE的表面可以具有凹面；可选地，其相反侧可以形成凸面，所述相反侧面朝所述导管2609的所述用户端2609UE。在一些示例中，所述表面可以相反为之。例如，所述分隔件2607的所述气体供给端2609ASE的表面可以具有凸面，其相反侧可以形成凸面，所述相反侧面朝所述导管2609的所述用户端2609UE。在一些情况下，所述分隔件的唇端上可以形成刚性或柔性弯折、弯曲或抬高部LFT，如图37所示的示例。所述分隔件通常将维持所述提升部的形状。所述提升部可以促进或保障所述分隔件暴露在所述导管的某些气流下，如来自所述用户端2609UE的呼气气流。

图38的示例中，所述分隔件2607连接在支点3855上。所述分隔件2607的移动，例如作为对患者呼气的响应，可以进一步驱动次级排气孔3859的排气孔盖3857，所述排气孔盖3857可设于所述导管外部。所述排气孔盖3857的连动可以开启所述次级排气孔3859，以释放所述导管的压强/流量，以允许所述导管的所述气体供给端2609ASE产生的空气或气体逃逸。因此，当所述分隔件处于其呼气位置，以使得所述排气部分2611在患者呼气期间基本开启时，所述次级排气孔可以同时开启。该状态如图38中所示。反之，当患者呼气停止（或吸气开始）时，所述导管的气体供给端2609ASE处所产生的气流，使得所述分隔件移动以遮盖所述排气部分2611。在此情况下，所述连动的排气孔盖3857可以类似地朝所述次级排气孔3859关闭，由此，令来自气体供给端的导管气流朝着用户端前进。该状况如图39所示。

如图38和图39所示，所述分隔件2607可以采用一个或多个分隔件突起3861。每个分隔件突起3861可以用作阻塞或密封所述排气部分2611的一个或多个孔。由此，当所述分隔件朝所述排气部分移动时，所述排气部分的孔可以被所述分隔件的一个或多个突起所阻塞或封闭，如图39所示。可选地，所述排气孔盖可以具有相似的突起结构，用于封闭所述次级排气孔，如图39中所示。被每个突起阻塞的所述孔，一般可以具有与所述突起的形状相对应的形状。例如，在突起为圆锥形的情况下，所述孔可以具有圆锥形内腔。

图40和图41展示了一种分隔件2607的实现，所述分隔件2607的形式为圆柱形结构，例如设有鸭嘴形开口2607OP。所述分隔件的鸭嘴形开口2607OP端的正视图进一步显示在标注气泡CC中。所述分隔件的操作为在所述鸭嘴形开口2607OP开启和关闭，以允许或阻止气体通过所述分隔件，从所述导管的气体供给端2609ASE流动至所述导管的用户端2609UE。来自所述气体供给端2609ASE，例如在患者吸气期间，来自呼吸治疗装置的气流发生器的可呼吸气体，其压强或流量高于所述用户端2609UE，迫使所述鸭嘴形开口进入开启位置。当所述鸭嘴形开口2607OP开启时，气流通过所述分隔件内的圆柱形部分2607CP，沿气流箭头F的方向前进，其局部如图40中的标注气泡CC中所述，完整情况如图41中所示。在其完全开启的位置，所述分隔件的圆柱形表面的部分移动以遮挡所述导管的排气部分2611的孔。所述排气部分的孔可以沿所述导管2609的内周表面设置。所述分隔件可以具有一个正常关闭位置，例如当由弹性材料构成的时候，由此，当所述导管的所述气体供给端2609ASE处缺乏较大压力时，第一位置2607FP和第二位置2607SP共同移动，以合拢所述分隔件并关闭所述鸭嘴形开口2607OP。在此合拢位置，所述分隔件不再遮盖所述排气部分2611。作为结果，空气可以通过所述排气部分2611逃逸，例如在患者呼气期间，当所述用户端2609UE的压强大于所述气体供给端2609ASE的压强时。

在图42和图43的示例导管中，分隔件采用了独立小室4299，带有通向所述排气部分2611的呼气排气小室部分2611C和通向均压孔4243的释放小室部分4261。所述分隔件将所述呼气排气小室部分2611C从所述释放小室部分4261分隔开。在所述示例中，所述分隔件的固定端FE位于所述独立小室中，例如位于支点4255上，而其唇端可以从所述小室伸出，伸入且横跨所述导管的通道。所述分隔件的动作选择性地将所述小室的呼气排气小室部分2611C或释放小室部分4261向所述导管开启和关闭。该分隔件动作还选择性地开启或关闭所述导管在气体供给端2609ASE和用户端2609UE之间的气流通道。例如，在患者呼气期间，如图42中所示，所述分隔件绕支点转动，以从所述导管的用户端开启通向所述呼气排气小室部分2611C，以令呼气气流可以从所述导管2609的气流通道FLC流入所述独立小室。一旦所述气流F进入所述呼气排气小室部分2611C，就可以经过所述排气部分2611的孔排出。在患者吸气期间，如图43所示，所述分隔件2607移动以关闭通向所述呼气排气小室部分2611C的入口，由此开启通向所述释放小室部分4261的气流通道。该动作还同时开启了从所述导管的气体供给端2609ASE至所述导管的用户端2609UE的导管气流通道。所述导管中来自所述气流供给端的气流随后可以绕过所述唇端,沿所述分隔件朝所述用户端前进。所述均压孔4243可以是细孔或孔，允许所述释放小室部分4261与大气均压。在患者呼气期间，当所述释放小室部分4261中的压强由于患者呼气而低于所述分隔件相对侧的压强时，所述均压可以促进所述分隔件回归到呼气位置（如图42所示）。但是，所述均压孔4243并未显著降低所述导管的气体供给端2609ASE与所述导管的用户端2609UE之间的通道压强或流量。

图44和图45所示的示例，在设计和操作上与图26-图31的示例类似，所述柔性通道分隔件2607设置在导管中，其形式为具有连接头末端CE的连接头。所述连接头可以与其他导管或患者界面例如面罩组件相连接。在此示例中，所述导管配备有吸气和呼气分隔件支架2615，所述分隔件支架2615防止所述分隔件的过度移动，或在所述分隔件在对立支架之间移动时，将所述分隔件的移动限制在所需位置上。所述吸气分隔件支架2615-I和呼气分隔件支架2615-E设置在所述导管上的相对侧。如图44所示，所述吸气分隔件支架，例如一个或多个肋条，在吸气期间支承所述分隔件。类似地，如图45所示，所述呼气分隔件支架，例如一个或多个平行肋条，在呼气期间支承所述分隔件。在所述通道分隔件收到所述分隔件支架支承时，所述分隔件支架的肋条之间的通道（图44和图45中未显示）允许气流与所述通道分隔件受支承侧SS的接触面积更大，以允许所述分隔件更便利地从所述支架抬起所述分隔件。如图44和图45中所示，此述导管还可以在所述排气部分2611处配备呼气扩散器4444。在一些情况下，所述呼气扩散器提供低湍流和低噪音的逃逸通道，还可以增加所述呼气通道的阻抗。所述阻抗的增加可用于在呼气期间增加所述柔性分隔件上的压强，并增加所述分隔件的响应。

在一些情况下，此述的导管，例如采用通道分隔件的导管，可以装配旁路通道4690。所述旁路通道4690可以有助于允许小流量的呼气气流绕过所述分隔件。例如，所述旁路通道可以从所述分隔件的任一侧连接所述导管的通道，可以穿过所述导管壁并与所述导管壁结合。但是，在一些情况下，可以用额外的导管，将每个在所述分隔件的两侧连接所述导管壁的内侧与外侧的小连接端口（未显示）连接在一起。所述旁路气体随后可以被传感器所感测，例如，将传感器置于所述通道分隔件的上游的时候。所述传感器可以更靠近所述导管所连接的气流发生器，或位于其中。所述上游传感器可以用于检测患者的呼吸循环（例如，吸气和呼气）和/或吸气和呼气期间的面罩内压强。可选地，传感器可以位于所述通道分隔件的患者侧，例如以流量和/或压强传感器来检测用户的呼吸循环。用于测量所述压强和流量特性的示例方法在此将做更详细的描述。一般来说，在所述配置下，所述旁路流动通道可以协助估计和监控呼气面罩压强和患者流量，甚至是在通道分隔件将呼气气流转向至排气部分的情况下。就此而言，在吸气期间，所述旁路通道可以具有负面效果，因为它与主要通道而言，可以是具有非常高阻抗的通道。但是，呼气期间，所述旁路通道允许少量逆流流向气流发生器传感器（组）。所述流量可以足够小，因此对患者治疗来说微不足道，但仍能用来以气流发生器中的传感器（组）实现对患者呼气参数的监控，例如压强和/或流量。

如前所述，可选地，所述示例通道分隔件可以用于充当交换器。但是，可以通过设置在所述分隔件的上游和/或下游的额外交换器材料，来提高或实现所述分隔件的吸气侧和呼气侧之间任何交换的效率。例如，可以将过滤器类材料或泡沫与此述的示例分隔件串联使用。所述示例之一如图47所示。所述热量水分交换材料4747设在所述导管的公共通道中，吸气和呼气气体均从所述通道中经过（双向通道）；例如，所述交换材料4747可以设置在所述分隔件的下游，更靠近患者界面的一端。在所述材料中，吸气和呼气气体都将通过，由此没有明显的吸气侧和呼气侧。合适的热量水分交换材料可以包括聚四氟乙烯（PTFE）。该材料可以用海绵、波状纸版、中空纤维束和/或多层PTFE制成，其中所述的任一项还可以进一步用收湿材料进行处理。

在图48的示例中，在所述导管的分隔件上游更靠近气流发生器处，添加了额外的交换器106。为了进一步确立相互区别的吸气通道102和呼气通道104，所述导管2609可以包括呼气扩展室4848，所述排气部分2611的孔朝所述呼气扩展室4848排出呼气气体。扩展开口4849随后可以允许将呼气气体释放到大气。

在一些情况下，所述导管可以采用可调节连续排气孔，或带有所述排气孔的患者界面，以允许患者控制患者界面中的湿度设定。所述排气特征一般可以在所述分隔件的下游，并接近用户，以便当打开所述可调节连续排气孔时，将允许在呼气和吸气期间进行排气。所述排气量随后可以由用户进行设置，以便允许用户选择令其自身舒适的温度和湿度。患者越增加连续排气流量（例如，通过扩大其开口（组）），越可能降低与所述分隔件动作相关的湿度效果。例如，一些患者可能不喜欢患者界面湿度太高的感觉。在所述示例中，可以采用旋钮或滑动调节，允许患者设定连续排气的水平。所述旋钮或滑动调节可以增加或减少所述连续排气的开口。在又一示例中，所述连续排气的排气孔可以包括排气塞，所述排气塞可以根据需要手动取下（或加上），以调节经由所述连续排气孔的未堵塞孔的额外排气水平。

排气特性

在一些实现本文所述组件的系统中，可能需要控制治疗压强。例如，在一些实现形式中，可以通过控制器来达成对所述治疗压强的近似控制，所述控制器以恒定角速度运行鼓风机。在另一些实现形式中，可以通过控制器来达成对所述治疗压强的控制，所述控制器采用压强控制回路并实现对供气系统的特性描述。

思考如图49中所述系统的简化回路模拟，图49展示了所述系统的典型组件，即阻抗组件（Z）（供给导管、排气孔和患者气道）、电容组件（C）（例如，患者气道）和电压组件（V）（例如，气流发生器“FG”和患者呼吸肌“mus”）。可以参照图49A、49B和49C来思考所述组件的压强和流量特性。图49A展示了不同大小供给导管（即，10mm供给管和19mm供给管）的示例供给导管阻抗。例如，在相同的流量水平下，较小的供给管经受的压强损失大于较大的供给管。图49B展示了气流发生器的风扇曲线的压强和流量特性，所述气流发生器由马达驱动的叶轮构成。图49C展示了连续式排气孔的特性，其中展示了压强和流量之间的关系。在所述系统中，连续排气的目的在于允许从系统中移除二氧化碳，以防止二氧化碳被吸入。但如图50中所见，排气的空气体积将远远超过呼出空气的体积，而呼出空气是二氧化碳的来源。图50展示了与气流发生器流量（FG-流量）和患者流量（PT-流量）对应信号相关的排气空气体积。如图所示，呼气期间的空气排气体积对应于二氧化碳（CO₂）。

在本技术的一些示例中，可以在吸气期间令排气最小化，而在呼气期间排出所有或基本所有的呼出空气。此外，气流发生器无需生成超出所需的气流，例如在呼气期间，连接所述气流发生器和患者的气流通道关闭时。而且，重要的是，患者所接受的气流并不显著高于患者流量。这对患者对治疗的感受及所述治疗令患者气道变干的作用的感受，可能具有积极意义。流量（Q）和压强（P）可通过如下公式来考虑：

吸气期间：

或，当不存在漏气时，

呼气期间：

Q_FG = 0

其中，Q_FG是气流发生器流量；是患者流量；是漏气流量；P_FG是气流发生器处的压强；且是供给导管末端处的压强。

这一点进一步展示在图53中，可以将图53与图50对比。在图53中，空气的排气发生在排气期间，且气流发生器流量对应于患者吸气流量。

吸气时的低排气或无排气还可以提供其他有益效果，例如低声觉噪音，以及低信号噪音的压强和流量信号，因为在低速度下，空气的湍流较少。所述低噪音信号可使得对其他现象的检测更为准确，例如对心源性流量。还可以对强制震荡技术的使用具有有益效果，例如，对开启和关闭的气道的检测，以及对呼吸动力学的测量，例如气道阻力和顺应性。

图57和58进一步展示了一种示例装置的模拟性能，所述示例装置具有如图26、32或44中所示实施例的通道分隔件。图56中展示了一种传统连续式排气面罩的性能。图56、57和58展示了患者流量（PT-流量）、气流发生器流量（FG-流量）和面罩中的治疗压强，即以公共时间轴向患者递送的压强（MSK-p）。所述压力在图中以厘米水柱（cmH₂O）为单位，纵向向上增加，且所述流量以升/秒（L/sec）为单位，纵向向上增加。图57展示了对所述通道分隔件装置的测试，该测试显示，气流发生器所提供的大部分压强/流量都以非常小的压强/流量损失提供给了患者。吸气和呼气阶段之间还存在低压强波动。图56展示了在未设有分隔件翻板的标准连续式排气面罩上进行的相同测试。该图显示，气流发生器所提供的压强/流量和提供给患者的压强之间，压强/流量损失要大得多，且还存在大得多的压强波动。最后，图58显示，流量水平通常保持恒定，由此，在气流发生器控制下对提供给患者的治疗压强进行缓升降时，所述流量水平不受影响。

呼气特性感测

在如图46所示的采用旁路通道的情况下，可以设置控制器，例如带有连接在传感器上的处理器的控制器，以估计患者流量或面罩压强。所述估计的示例函数如此所述。如图55中所示，气流传感器一般可以在吸气期间正常感测气流，但在呼气期间只能通过小旁路通道感测到少量气流（即，低于典型呼气量）。

在所述旁路通道中，压强和湍流之间的关系可以建模为二阶多项式：

其中：

；

Q_FG是流经所述旁路通道的气流，其与患者呼气期间的旁路气流相等；

K₁和K₂是常数，其数值取决于所述旁路通道的物理性质，例如几何结构和表面粗糙度。

其中，是治疗压强，例如面罩中的压强， 是所述供给管末端的压强。

由此，在呼气期间，所述面罩压强或治疗压强可以根据此关系和所述压强，以及气流发生器中的流量，用控制器进行估计。在吸气期间，所述控制器可以实现传统压强感测。就此意义而言，所述控制器可以配置一种在吸气期间确定面罩处压强的方法，并配置一种不同方法来在呼气期间确定面罩处的压强。

此外，在特定的管末端压强下，流出所述呼气排气孔的患者呼气流量和治疗压强之间的关系，可以用二阶多项式来建模。

其中，K₃和K₄对于特定范围的管末端压强和患者流量而言，是恒定的。

为了有助于提供舒适或可控制的治疗，可能需要对系统进行设置，以便令患者呼气中的大范围呼气流量所涉及的供给管特定末端压强的压差（治疗压强和大气压强之间的压差）范围相对较小。这要求K₃和K₄的取值相对较小。要做到这一点，可以设置足够大的孔，以及控制所述气流施加于所述柔性分隔件的动态压强。

公式（EQ2）还可以具有不同的形式，例如，在K₃和K₄取值很小的情况下，所述公式可以近似为：

所述关系可以更好地建模为多项式或高阶多项式以外的函数（f），例如，一种非单调关系函数，由此在患者气流速率较低时，输送较高的静态治疗压强要素，以拉紧所述柔性分隔件，且在气流速率较高时，气压的动态要素，以及通过改变方向来为气体/流体加速的相关压强要素，可以构成拉紧所述分隔件所需压强的较大比例部分，以使得静态压强要素较小。在实践中，对于治疗压强和患者气流的特定范围而言，这在患者气流较高时允许较小的面罩压强。

类似地，所述连接管中的流量-压强损失关系可以表征为：

由此，根据对所述气流发生器中的压强和流量的测量，可以估计出所述供给管末端的压强（例如，利用所述供给管的压强降特性），然后使用任何上述公式，便可能用处理器来推演出例如呼气期间的治疗压强和患者流量的估计值。例如，所述患者流量估计值如图55中所示。在所述情况下，可以用数据和指令对控制器或处理器进行编程，以实现所述功能或公式。由此，气流发生器装置可以包括集成芯片、记忆体和/或其他控制指令、数据或信息存储介质。包含所述方法的编程指令可以编码在所述装置或设备的记忆体的集成芯片上，以构成应用专用集成芯片（ASIC）。所述指令还可以，或可选地，使用合适的数据存储介质，作为软件或固件加载。

根据对患者气流和治疗压强（如上所述）的估计，可能控制治疗压强，并执行使用或分析所述信息的所有算法，例如持续正压通气（CPAP）、自动CPAP、双水平疗法、呼吸暂停/呼吸不足探测、患者依从性测量、潮气容积估计、向目标潮气容积提供压强支持、呼气卸压、呼吸率探测，等等。

虽然所述分隔件一般能够根据由患者呼吸和/或气流发生器压强调节引起的气流和压强变化，进行被动操作或气动操作，但也可以实现其他控制下的操作配置。例如，所述分隔件可以由马达驱动的组件、电磁控制组件等进行主动控制。例如，所述分隔件可以由塑料或金属材料构成，且可以是磁性的，以便选择性地对一个或多个受控制的磁场作出响应，所述磁场例如是来自电磁铁或磁场线圈的磁场，所述电磁铁或磁场线圈受到使用所述导管的装置的控制器（例如，呼吸治疗装置的控制器）的控制。在一些情况下，所述分隔件可以配置为，根据选择性应用的电势，改变形状（例如，收缩或扩展），以便控制所述分隔件来开启或关闭所述排气部分。所述带有本文所述分隔件的导管，可以实现为患者界面（例如，呼吸面罩）的一部分，或紧密靠近患者界面。但是，所述导管还可以在较远距离上实现，例如，更接近于供气组件或气体发生器，或甚至位于其中，而非接近所述面罩。在一些情况下，可以向所述导管添加漏气排气孔，以提供连续漏气（例如，5ml流量漏气），以使得所述分隔件不会开启或关闭所述漏气排气孔。

本说明书中，词语“包括”（comprising）应当理解为其“开放式”含义，即其含义为“包括”（including），因而并非限制于其“封闭式”含义，即并非限制于“仅包含”（consisting only of）的含义。相应理解应当同样应用于所述词语（comprising）在文中的动词原形（comprise）、动词被动语态（comprised）和动词第三人称语态（comprises）上。

在此，虽然描述了本技术的特定实施例，但对于本领域的技术人员来说，显而易见地，可以在不脱离本技术的必要特征的前提下，以其他特定形式来实现本技术。因此，本文所述的实施例和示例的所有方面，应当被看做是解释说明，而不具有限制性。由此，本文所述的任何示例的任一个或多个特征，可以应用于本文所述的任何其他示例。进一步地，可知晓，本文中所引用的任何本技术领域中的已知主题，除非特别指明，否则并不等于承认所述主题是本领域中涉及本技术的技术人员通常所知的主题。

Claims (30)

1.一种导管，用于提供呼吸治疗的患者界面中所用的可呼吸气体，包括：

导管，所述导管具有排气部分、第一通道和第二通道，所述第一通道用于传导吸入气体，且所述第二通道用于传导呼出气体，以及

柔性通道分隔件，所述分隔件沿所述第一通道和第二通道设置，以根据对吸气气流和呼气气流的响应，动态地制造所述第一通道和第二通道，其中所述柔性通道分隔件用于：

在所述柔性通道分隔件横跨所述导管的相对侧时，制造吸气通道和呼气通道，所述吸气通道在所述导管的第一侧和所述柔性通道分隔件的第一侧之间，且所述呼气通道在所述导管的相对侧和所述柔性通道分隔件的相对侧之间；以及

移动以选择性地阻塞和开启所述导管的所述排气部分的孔。

2.根据权利要求1中所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔件包括交换器，所述交换器将所述第一通道的气体的要素传递至所述第二通道。

3.根据权利要求2中所述的导管，其特征在于，所述要素为温度。

4.根据权利要求3中所述的导管，其特征在于，所述要素为湿度。

5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔件具有一个固定端。

6.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔件具有一个唇端。

7.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述排气部分包括一组斜孔。

8.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述排气部分包括一组孔，所述孔设置为与所述第二通道的呼气气流路径形成锐角。

9.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔件包括一个或多个突起，所述突起用于密封至少一部分所述排气部分。

10.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，进一步包括次级排气孔和排气孔盖，其中所述柔性通道分隔件连接在所述排气孔盖上，用于选择性地密封所述次级排气孔。

11.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述导管进一步包括有肋条的分隔件支架。

12.根据权利要求11所述的导管，其特征在于，所述导管进一步包括分隔件底座，用于沿所述柔性通道分隔件的外周边缘进行密封。

13.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述导管进一步包括连续排气孔。

14.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，进一步包括导管弯头，其中所述柔性通道分隔件伸长横跨所述导管弯头。

15.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔件的一段长度包括的长度大于所述导管宽度的1又1/4倍。

16.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔器设于所述导管中，使得所述柔性通道分隔件的所述第一侧和相对侧具有不同表面积。

17.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔件包括位于所述分隔件的唇端的提升部，所述提升部延伸进入所述导管的通道中。

18.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔件包括非平面性的表面。

19.根据权利要求18所述的导管，其特征在于，所述非平面的表面是凸面。

20.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，进一步包括分立的排气小室，其中所述柔性通道分隔件包括位于所述排气小室内的支点部分。

21.根据权利要求20所述的导管，其特征在于，所述柔性通道分隔件选择性地令所述排气小室向排气部分和压强释放部分的其中之一开启；其中，向所述排气部分开启用于释放呼出气体，向所述压强释放部分开启用于形成供气与大气之间的气体平衡。

22.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，所述导管包括旁路通道，所述旁路通道允许绕过所述柔性通道分隔件对气体特性进行感测。

23.根据权利要求22所述的导管，其特征在于，所述导管与传感器相连接以进行气体交流，所述传感器用于感测可归因于所述旁路通道的气体特性，所述传感器连接在处理器上，其中所述处理器用于，根据所感测到的特性来估计所述柔性通道分隔件的相对侧的气体特性。

24.根据权利要求23所述的导管，其特征在于，所述被估计的特性包括患者呼气流量。

25.根据权利要求23所述的导管，其特征在于，所述被估计的特性包括患者界面处的治疗压强。

26.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，进一步包括与所述柔性通道分隔件串联的交换器。

27.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，进一步在双向气流通道中，包括与所述柔性通道分隔件串联的热量和水分交换材料。

28.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，进一步包括一组从导管表面伸出的柔性通道分隔件支架，所述支架设置为在吸气气流中支承所述分隔件。

29.根据权利要求1所述的导管，其特征在于，进一步包括一组从导管表面伸出的柔性通道分隔件支架，所述支架设置为在呼气气流中支承所述分隔件。

30.根据权利要求28或权利要求29所述的导管，其特征在于，所述分隔件支架组包括沿所述导管的气流路径纵向排列的平行肋条。