CN113038984A - 压力支持系统的阀 - Google Patents

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Abstract

本公开描述了一种压力支持治疗装置的阀(50)，该阀使受试者能够在使用加热的(或未加热的)管(17)的同时用低流量氧气安全地实现补充治疗压力支持。该阀将加压的可呼吸气体流和低流量氧气传送到加热的管。该阀包括被配置成接收补充治疗气体的侧孔(62)。该阀包括被配置成将电力从压力支持治疗装置传递到加热的管的电部件(56，70)，以及当未提供加压的可呼吸气体流(或其低于预定压力阈值)时被偏置以关闭来自压力支持治疗装置的流动路径(72)的柱塞(66)。关闭流动路径阻止氧气经该阀朝向加压气体源流回。

Description

压力支持系统的阀
相关申请的交叉引用
本专利申请要求根据35U.S.C.§119(e)享有2018年11月16日提交的美国临时申请No.62/768,164的优先权权益，其内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开涉及压力支持治疗装置的阀，其使受试者能够在有或没有加热的管的情况下用低流量氧气来实现补充治疗压力支持。
背景技术
压力支持治疗是已知的。补充氧气通常与压力支持治疗一起提供。单向机械致动的阀用于在压力支持治疗期间防止氧气流回到压力产生装置中。在美国专利No.8,710,682中描述了一种这样的阀。加热的管可用于将压力支持治疗和补充氧气输送给受试者。然而，当前在压力支持治疗期间使用具有补充氧气的加热的管需要设备调整，以确保在压力支持治疗期间的受试者安全。
发明内容
对于受试者而言，在压力支持治疗期间能够使用具有补充氧气的加热的管且无需设备调整以确保受试者安全将是有利的。
因此，本公开的一个或多个方面涉及一种被配置成用于压力支持治疗系统中的阀。压力支持治疗系统包括加压气体源、补充气体源、具有加热的管的受试者接口和/或其他部件。该阀包括入口盖、主体、出口盖和/或其他部件。入口盖包括第一电连接器和第一流动路径，两者被配置成与加压气体源可移除地联接。第一流动路径被配置成从加压气体源接收加压的可呼吸气体流。第一电连接器被配置成从加压气体源接收电力。
主体被联接到入口盖。主体包括被配置成从第一流动路径接收加压的可呼吸气体流的通道，以及在加压气体源未提供加压的可呼吸气体流或以低于预定压力阈值的压力提供加压的可呼吸气体流时被偏置以关闭入口盖中的第一流动路径的柱塞。当入口盖被联接到加压气体源时，关闭第一流动路径阻止补充治疗气体经入口盖朝向加压气体源流动。
出口盖被联接到主体。出口盖包括侧孔，该侧孔被配置成从补充气体源接收补充治疗气体。出口盖包括与第一电连接器电联接的第二电连接器以及与通道联接的第二流动路径。出口盖被配置成与加热的管可移除地联接，使得第二流动路径将加压的可呼吸气体流和补充治疗气体从通道传送到加热的管，并且在出口盖被联接到加热的管时第二电连接器将电力从气体源传送到加热的管。
在一些实施例中，该阀还包括覆盖件，该覆盖件被配置成覆盖主体、入口盖的至少一部分和出口盖的至少一部分。在一些实施例中，覆盖件包括两个部件，该两个部件形成阀的相对两侧。
在一些实施例中，该阀还包括在主体中的一个或多个通气口。通气口被配置成当柱塞已经关闭入口盖中的第一流动路径时使通道与大气通气，以利于补充治疗气体向大气的扩散以及受试者呼吸大气空气。在一些实施例中，主体包括外圆柱体和内圆柱体。外圆柱体形成通道。内圆柱体被联接到柱塞和一个或多个通气口，并且与通道连通，使得在柱塞关闭入口盖中的第一流动路径时使通道与大气通气，并且在加压气体源提供加压的可呼吸气体流时使通道相对于大气基本上密封。
在一些实施例中，主体还包括被联接到柱塞的弹簧。弹簧被配置成使柱塞偏置以关闭入口盖中的第一流动路径。在一些实施例中，弹簧的弹簧力被配置成使得在由加压气体源提供的加压的可呼吸气体流的压力小于预定压力阈值时，柱塞关闭入口盖中的第一流动路径。
在一些实施例中，该阀还包括硅树脂径向密封件，该硅树脂径向密封件在主体之前被定位在入口盖中。硅树脂径向密封件被配置成基本上密封入口盖和加压气体源之间的连接，使得加压的可呼吸气体流和/或补充治疗气体不会无意地从阀中泄漏出。
本公开的另一方面涉及一种用于在具有阀的压力支持治疗系统中控制流动的方法。该方法包括将入口盖的第一电连接器和第一流动路径与加压气体源可移除地联接。该方法包括利用出口盖的侧孔从补充气体源接收补充治疗气体。该方法包括从第一流动路径接收加压的可呼吸气体流，并从侧孔接收补充治疗气体。该方法包括：在加压气体源未提供加压的可呼吸气体流或以低于预定压力阈值的压力提供加压的可呼吸气体流时，利用主体的柱塞关闭入口盖中的第一流动路径。该方法包括将出口盖的第二电连接器与入口盖的第一电连接器联接，并且将出口盖中的第二流动路径与主体中的通道联接。出口盖被配置成与加热的管可移除地联接，使得第二流动路径将加压的可呼吸气体流和补充治疗气体从通道传送到加热的管，并且在出口盖被联接到加热的管时第二电连接器将电力从气体源传送到加热的管。
在一些实施例中，该方法还包括利用主体的一个或多个通气口使通道与大气通气，以便在柱塞已经关闭入口盖中的第一流动路径时利于补充治疗气体向大气的扩散以及受试者呼吸大气空气。
本公开的这些和其他目的、特征和特性，以及结构的相关元件的操作方法和功能以及零部件的组合和制造的经济性，在参照附图考虑了下面的描述和所附的权利要求后将变得更加明显，所有这些均形成了本说明书的一部分，其中相同的附图标记在各个附图中表示对应的部件。然而，应当明确地理解，附图仅是出于例示说明和描述的目的，并且不旨在作为对本公开的限制的定义。
附图说明
图1示出了根据一个或多个实施例的压力支持系统；
图2A示出了根据一个或多个实施例的该系统的被联接到压力发生器的阀；
图2B示出了根据一个或多个实施例的被联接到加湿器的阀；
图3示出了根据一个或多个实施例的阀的分解图；
图4A示出了根据一个或多个实施例的阀的打开构造；
图4B示出了根据一个或多个实施例的阀的关闭构造；和
图5示出了根据一个或多个实施例的在具有阀的压力支持治疗系统中控制流动的方法。
具体实施方式
如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该(所述)”包括复数的指代，除非上下文中清楚地以其他方式指明。如本文中使用的，语句“两个或更多个部分或部件‘联接’”应当表示所述部分直接或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件)连接或一起运转，只要出现连接。如本文所使用的，“直接联接”是指两个元件直接彼此接触。如本文所用，“固定地联接”或“固定”是指两个部件被联接以便作为一个来移动，同时相对于彼此保持恒定的取向。
如本文中使用的，词语“单体的(一体的、整体的)”表示部件被形成为单个件或单个单元。即，包括分开地形成且然后联接在一起成为单元的多个零件的部件不是“单体的(一体的、整体的)”部件或物体。如在本文中使用的，语句“两个或更多个部分或部件彼此‘接合’”将表示所述部分直接或通过一个或多个中间部分或部件互相施加作用力。如在本文中采用的，术语“数个(number)”将表示一个或大于一的整数(即，多个)
在本文中使用的方向性短语，比如(举例且非限制性的)顶、底、左、右、上、下、前、后及其派生词，涉及附图中所示元件的方位，而并非对权利要求限制，除非其中明确记载。
图1示出了压力支持系统10。在一些实施例中，系统10包括加压气体源14、补充治疗气体源15、包括加热的管17的受试者接口16、传感器18、控制器20、用户接口22、电子存储装置24、阀50和/或其他部件中的一个或多个。对于许多受试者，补充治疗气体(例如氧气)通常与压力支持治疗一起开处方提供。法规要求压力支持治疗装置中的氧气浓度在该装置的靠近电气部件或任何其他着火源的区域内必须低于氧气浓度阈值(例如，25％的氧气)。这意味着在输送补充氧气(或其他补充治疗气体)期间，应防止氧气回流到加压气体源中。
压力支持治疗装置通常被设计为具有舒适特征，以使治疗对于受试者而言更加令人愉悦。这样的特征之一是加热的管与加湿器结合使用，以将温暖潮湿的空气输送到受试者。当前可用的氧气(例如)富集适配器和阀不利于使用带有补充氧气或其他治疗气体的加热的管，这至少是因为在这些适配器和阀中没有电气桥接件将电力从该装置传送到加热的管。解决该问题的一种解决方案是将氧气端口集成到加热的管本身中。另一解决方案是将氧气直接提供给受试者的面罩，而完全绕开加热的管。然而，受试者需要专用装置或管(以将氧气端口集成到加热的管中)和/或面罩(被配置成从加热的管以外的源接收补充治疗气体)以有效地利用这些解决方案。
与现有系统相反，阀50将单向阀、补充治疗气体(例如氧气)富集适配器和电连接件集成到单个装置中，该装置允许受试者12安全地使用带有补充氧气和/或其他治疗气体的加热的管17。当未传送压力支持治疗压力时，阀50防止氧气(例如)流回加压气体源14中。阀50安全地防止氧气回流到加压气体源14中，同时使受试者12保持舒适，因为没有需要被连接到受试者接口16以使用补充治疗气体或加热的管的额外的管或适配器。例如，受试者12可以简单地将阀50的入口联接到加压气体源14的出口，将现有的加热的管17联接到阀50的出口，将补充治疗气体(氧气)管联接到阀50，将面罩配合到加热的管17，且照常开始治疗。
加压气体源14被配置成产生加压的可呼吸气体流，以输送至受试者12的气道。加压气体源14可以控制气体流的一个或多个参数(例如，流速、压力、体积、温度、湿度、持续时间、时序、气体组成等)以用于治疗目的和/或其他目的。加压气体源14可以包括压力发生器19、加湿器21和/或其他部件。压力发生器19从诸如周围大气的气体源接收气体流，并升高和/或降低该气体的压力以输送到受试者12的气道。加压气体源14包括诸如泵、鼓风机、活塞或波纹管的任何装置，其能够升高和/或降低接收到的气体的压力以输送到受试者12。加压气体源14可包括用于控制例如气体的压力和/或流量的一个或多个阀。本公开还设想到单独地或与这样的阀组合地控制压力发生器19的操作速度，以控制提供给受试者12的气体的压力和/或流量。
加湿器21被配置成对加压的可呼吸气体流进行加湿。加湿器21可包括加湿室、气体入口、气体出口、加热元件和/或其他部件。在一些实施例中，加湿器21是被配置成通过经由加热元件加热被保持在加湿器21内的液体来产生水蒸气的温雾加湿器(例如，汽化器)。加湿器21可以包括感应式加热器，该感应式加热器被配置成通过感应加热来加热被保持在加湿器21内的液体。在一些实施例中，加湿器21可以是逾越式加湿器、振动式加湿器和/或允许本系统如本文所述起作用的任何其他类型的加湿器。加湿器21被配置成使得气体流从压力发生器经由气体入口被加湿器2119接收，并且在通过气体出口从加湿室释放之前在加湿室内被水蒸汽加湿。加湿器的气体出口与阀50联接，使得加湿的气体流通过受试者接口16被传送到受试者12的气道。
图2A和2B示出了被联接到加压气体源14的阀50。如图2A和2B中所示，阀50被配置成与压力发生器19或加湿器21联接，使得阀50可与包括或不包括加湿器21的系统10的实施例一起使用。图2A示出了被联接至压力发生器19的阀50。图2B示出了被联接至加湿器21的阀50。在两个实施例中，阀50还被联接至加热的管17。图2A和2B还示出了被配置成接收补充治疗气体(例如氧气)的侧孔62、被配置成使阀50的内部与大气通气的通气口80以及用户接口22的实施例(或实施例的一部分)。(全部在下文描述)。
返回图1，补充气体源15可包括氧气和/或另一种补充治疗气体的源。补充气体源15可以通过导管11和/或其他部件联接到阀50。在一些实施例中，这种联接可以包括可移除的附接。在一些实施例中，可以通过增加管道和/或附加制造的零件以将补充气体源15联到阀50来实现联接。在一些实施例中，补充治疗气体可以被容纳在例如箱、罐或与系统10分开的其他便携式容器中。在这些实施例中，附加容器可以是便携式的、可充填的和/或可更换的。在一些实施例中，补充治疗气体的便携式、可充填和/或可更换的供应可以被包括在系统10内。在一些实施例中，补充气体源15可以是和/或包括氧气浓缩器和/或其他气体生成系统。氧气浓缩器和/或其他气体生成系统可以是系统10外部的单独部件，或者氧气浓缩器和/或其他气体生成系统可以是系统10的集成部分。
传感器18被配置成产生输出信号，该输出信号传送与加压的可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息、与受试者12的呼吸有关的一个或多个呼吸参数有关的信息和/或其他信息。一个或多个气体参数和/或一个或多个呼吸参数可包括流速、体积、压力、组成(例如，一种或多种成分的浓度)、温度、湿度、加速度、速度、声学参数、指示受试者12的呼吸努力的参数、时序、持续时间、频率和/或其他参数中的一个或多个。传感器18可包括直接测量这些参数的一个或多个传感器(例如，通过与受试者接口16中的气体流的流体连通)。传感器18可包括间接产生与气体流的一个或多个参数有关的输出信号的一个或多个传感器。例如，一个或多个传感器18可以基于加压气体源14的操作参数(例如，阀驱动器或马达电流、电压、旋转速度和/或其他操作参数)产生输出。尽管传感器18被示为在接口器具32和加压气体源14之间的导管30内(或与之连通)的单个位置处，但这并不意图是限制性的。传感器18可以包括布置在多个位置的传感器，例如，在加压气体源14内，在接口器具32内(或与之连通)，与受试者12连通和/或在其他位置。
受试者接口16被配置成将加压的可呼吸气体流输送到受试者12的气道。这样，受试者接口16包括加热的管17、接口器具32和/或其他部件。加热的管17包括导管30、热源23和/或其他部件。导管30被配置成将加压的气流输送到接口器具32。导管30可以是柔性长度的软管或其他导管，其使接口器具32与加压气体源14流体连通。
热源23被配置成可控制地加热受试者接口16中的加压的可呼吸气体流。在图1中热源23被示为位于在阀50和接口器具32之间延伸的导管30内(或与之连通)。热源23的所示位置并不意图是限制性的。热源23可以位于允许其可控制地加热受试者接口16中的加压的可呼吸气体流的任何位置。例如，热源可以被配置成沿着导管30的整个长度连续地加热加压的可呼吸气体流。热源23可以被配置成通过耗散电流(例如，电阻式加热)和/或通过其他方法来加热加压的可呼吸气体流。热源23可包括加热线圈、加热套、加热带和/或其他加热装置中的一个或多个。热源23可以被配置成直接和/或间接加热受试者接口16中的气体。在一些实施例中，加热线圈可被定位在导管30内与加压的可呼吸气体流流体连通，以直接加热该气体流。在一些实施例中，可将加热套放置在导管30周围，以通过将热量经过导管30的壁传递而间接地加热气流。
接口器具32被配置成将气流输送到受试者12的气道。在一些实施例中，接口器具32是非侵入性的。这样，接口器具32非侵入式地接合受试者12。非侵入式接合包括可移除地接合围绕受试者12的气道(例如，鼻孔和/或口部)的一个或多个外部孔的一个或多个区域以在受试者12的气道和接口器具32之间连通气体。非侵入性接口器具32的一些示例可以包括例如鼻插管、鼻罩、鼻/口罩、全面罩、总面罩或将气体流与受试者的气道连通的其它接口器具。本公开不限于这些示例，并且设想到使用任何接口器具将气流输送到受试者，这些接口器具包括诸如气管内导管的侵入性接口器具和/或其他器具。
阀50被配置成控制来自加压气体源14的加压的可呼吸气体流和来自补充气体源15的补充治疗气体通向加热的管17。图3示出了阀50的分解图。如图3所示，阀50包括入口盖52、主体60、出口盖68和/或其他部件。在一些实施例中，入口盖52、主体60和出口盖68各自具有大体上圆柱形的横截面形状。在一些实施例中，入口盖52沿着阀50的轴线54形成，主体60被联接到入口盖52且沿着阀50的轴线54定位，并且出口盖68被联接到主体60且沿着阀50的轴线54与入口盖52相对。
入口盖52被配置成与加压气体源14(在图3中未示出)可移除地联接。在一些实施例中，入口盖52包括一个或多个可收缩和/或以其他方式可偏转的闩锁件53，闩锁件53被配置成将入口盖52与加压气体源14可移除地联接。在一些实施例中，如图3所示，入口盖52包括定位于入口盖52的相对两侧上的两个可收缩和/或可偏转的闩锁件53。在一些实施例中，一个或多个可收缩和/或可偏转的闩锁件53被定位于阀50的端部55处并且沿着轴线54朝向阀50的相对端部57延伸。在一些实施例中，可收缩和/或可偏转的闩锁件53被配置成朝着入口盖52的内部偏转以接合加压气体源14的出口的相应部件。在一些实施例中，入口盖52可以包括一个或多个接合表面59，接合表面59被配置成接合加压气体源14的相应表面以确定阀50相对于加压气体源14的位置。可收缩和/或可偏转的闩锁件53和接合表面59的描述并不意图是限制性的。入口盖52可通过允许阀50如本文所述起作用的任何方法联接至加压气体源14。
入口盖52包括电连接器56、流动路径58和/或其他部件。电连接器56和流动路径58两者被配置成与加压气体源14的相应部件可移除地联接。流动路径58被配置成接收来自加压气体源14的加压的可呼吸气体流。在一些实施例中，如图3所示，流动路径58具有圆柱形形状，其沿着轴线54从端部55处或附近朝向相对端部57延伸。在一些实施例中，流动路径58的横截面直径对应于加压气体源14的出口的直径。在一些实施例中，流动路径58的横截面直径大于加压气体源14的出口的相应部件的横截面直径。在一些实施例中，流动路径58的横截面直径被配置成允许流动路径58滑到加压气体源14的出口的相应部件上或之上，并且可以具有允许阀50如本文所述起作用的任何形状和/或尺寸。
电连接器56被配置成从加压气体源接收电力。在一些实施例中，电连接器56可以可移除地联接到入口盖52。电连接器56被定位于入口盖52的外表面上，不与流动路径58接触(或最小接触)。电连接器56可以包括被配置成接合入口盖52上的接收特征61的一个或多个部件和/或特征。例如，电连接器56可以被配置成通过接收特征61被卡扣和/或以其他方式联接到入口盖52。在一些实施例中，电连接器56是现成的电部件，并且接收特征61被配置成容纳电连接器56和/或其他类似的电连接器。在一些实施例中，电连接器56包括Molex连接器、导线和/或对应于加热的管17(图1)的电部件的其他部件。
在一些实施例中，阀50包括被固定至入口盖52的径向密封件81(下文描述)。
在一些实施例中，入口盖52包括一个或多个对准特征63，其被配置成接合主体60上的对应的对准特征65和/或出口盖68上的对准特征67。例如，如图3所示，入口盖52包括对准槽63，其被配置成接合主体60上的对准肋65。对准肋65还被配置成接合出口盖68中的对准槽67之一。这些对准特征被沿着轴线54布置在这些单独的部件中的一个的一侧上，并利于将入口盖52定向联接到主体60，以及将本体60定向联接到出口盖68。在一些实施例中，这些对准特征将入口盖52的电连接器56对准到出口盖68的相应电子部件(下文描述)。对准特征63、65和67在图3中被示为槽和肋，但这并不是限制性的。对准特征63、65和67可具有任何形状因数并且位于允许阀50如本文所述起作用的任何位置。
主体60被联接至入口盖52。主体60被联接至入口盖52的与端部55相反的一侧。主体60包括通道64、柱塞66和/或其他部件。通道64被配置成接收来自流动路径58的加压的可呼吸气体流。当加压气体源14未提供加压的可呼吸气体流时，或当加压气体源14提供的气体低于预定阈值水平时，柱塞66被偏置以关闭入口盖52中的流动路径58。当入口盖52被联接到加压气体源14时，关闭流动路径58阻止补充治疗气体经入口盖52朝向加压气体源14流动。
在一些实施例中，主体60包括被联接至柱塞66的弹簧86。弹簧86被配置成使柱塞66偏置以关闭入口盖52中的流动路径58。在一些实施例中，弹簧86的弹力被配置成使得在由加压气体源14提供的加压的可呼吸气体流的压力小于预定压力阈值时，柱塞66关闭入口盖52中的流动路径58。弹簧86和柱塞66用作单向止回阀。应当注意，其他类型的单向止回阀也可用于本系统。例如，其他类型的单向止回阀可以包括弹性瓣阀、鸭嘴阀、球阀、其他弹簧阀和/或允许本系统如本文所述起作用的任何其他的单向止回阀。
图4A和图4B示出了阀50的打开构造和关闭构造。图4A示出了阀50的打开构造。图4B示出了阀50的关闭构造。图4A和图4B示出了联接到加压气体源14和加热的管17的阀50。如图4A所示，当由加压气体源14提供的气体的治疗压力大于或等于例如4cmH2O的预定压力阈值时，加压的可呼吸气体流的压力克服弹簧86的弹力而致使柱塞66从加压气体源14的出口87移开以打开流动路径58，并允许阀50将加压的可呼吸气体流89传送到加热的管17。这允许加压的可呼吸气体流89和来自源15(图1)的氧气(例如，高达15LPM的流量，在图4A中由虚线示出)混合并流动至加热的管17，然后流动至受试者12(图1)。
如图4B所示，当由加压气体源14提供的气体的治疗压力小于(例如)4cmH2O时，加压的可呼吸气体流的压力不能克服弹簧86的弹力，柱塞66不会从加压气体源14的出口87移开(或向出口87移回)以关闭流动路径58。当阀50被联接到加压气体源14时，关闭流动路径58阻止补充治疗气体经阀50朝向加压气体源14流动。然而，补充(氧气)治疗气体仍可以提供给受试者12(图1)。在该示例中，当加压的可呼吸气体流89的压力等于或大于预定压力阈值(例如4cmH2O)时，阀50有效地打开(相对于流动路径58)，并且当压力下降到低于预定压力阈值(例如4cmH2O)时，阀50关闭。
返回图3，在一些实施例中，主体60包括在主体60中的一个或多个通气口80。通气口80被配置成使通道64与大气通气，以在加压气体源14不提供加压的可呼吸气体流并且柱塞66已经关闭入口盖52中的流动路径58时利于将补充治疗气体向大气的扩散和受试者12呼吸大气空气。
如图3所示，在一些实施例中，主体60具有大体上圆柱形的形状。在一些实施例中，主体60包括外圆柱体83和内圆柱体85，和/或其他部件。外圆柱体83形成通道64。内圆柱体85被联接至柱塞66和一个或多个通气口80，并与通道64连通，从而在柱塞66关闭入口盖52中的流动路径58时使通道64与大气通气，并且在由加压气体源14提供加压的可呼吸气体流时通道64相对于大气基本上密封。在一些实施例中，主体60可包括被设计在主体60中的利于模制和/或以其他方式制造主体60的一个或多个制造特征71、被配置成利于将主体60与入口盖52和/或出口盖68联接的一个或多个对准和/或间隔特征，和/或其他特征。
在一些实施例中，阀50包括被固定至入口盖52的径向密封件81。在一些实施例中，径向密封件81可由硅树脂和/或其他弹性体材料形成。在一些实施例中，径向密封件81由生物相容性材料形成，因为流过阀50的加压的可呼吸气体流可接触径向密封件81。在一些实施例中，硅树脂(例如)径向密封件81被配置成基本上密封入口盖52和压缩气体源14的出口87之间的连接(如图4A和4B所示)，以使加压的可呼吸气体流和/或补充治疗气体不会无意地从阀50泄漏出。在一些实施例中，如果阀50未连接至压力源14/出口87，则密封件81可与柱塞66界面连接。否则，柱塞66可与出口87界面连接且大致密封(例如，面密封)出口87，并防止流回压力源14。
在一些实施例中，通气口80可以成一定角度以使排出的气体偏向以便被引导远离加压气体源14，尽管它也可以平行于来自加压气体源14的气体被引导。出口盖68可以相对于主体具有任何取向，尽管目前已固定以减少56和70之间的连接长度。
出口盖68被联接到主体60。出口盖68包括侧孔62(图2A和2B)。侧孔62被配置成从补充气体源(例如，图1所示的补充气体源15)接收补充治疗气体。出口盖68包括与电连接器56电联接(或被配置成与之联接)的电连接器70，以及与通道64联接的流动路径72。在一些实施例中，电连接器56和70被配置成彼此直接联接，和/或通过导线电联接。出口盖68被配置成与加热的管17可移除地联接，使得流动路径72将加压的可呼吸气体流和补充治疗气体从通道64传送到加热的管17，并且在出口盖68被联接到加热的管17时，电连接器70将电力从加压气体源14传送到加热的管17。
在一些实施例中，出口盖68可包括一个或多个接合表面79，接合表面79被配置成接合加热的管17(图1)的对应表面，以确定阀50相对于加热的管17的位置。电连接器70和流动路径72两者被配置成与加热的管17的相应部件可移除地联接。流动路径72被配置成接收通过主体60的加压的可呼吸气体流和补充治疗气体。在一些实施例中，如图3所示，流动路径72具有沿着轴线54从主体60朝着端部57延伸的圆柱形形状。在一些实施例中，流动路径72的横截面直径对应于加热的管17的入口的直径。在一些实施例中，流动路径72的横截面直径小于加热的管17的相应部件的横截面直径。在一些实施例中，流动路径72的横截面直径大于加热的管17的对应部件的横截面直径。在一些实施例中，流动路径72的横截面直径被配置成允许流动路径72滑入到加热的管17的出口的相应部件中，并且可以具有允许阀50如本文所述地起作用的任何形状和/或尺寸。
电连接器70被配置成从电连接器56接收电力。在一些实施例中，电连接器70可以可移除地联接至出口盖68。电连接器70被定位于出口盖68的外表面上，而不接触(或最小接触)流动路径72。电连接器70可包括被配置成接合出口盖68上的接收特征91的一个或多个部件和/或特征。例如，电连接器70可被配置成经由接收特征91被卡扣和/或其他方式联接到出口盖68。在一些实施例中，电连接器70是现成的电气部件(例如，其一部分和/或被配置成与电连接器56联接)，并且接收特征91被配置成容纳电连接器70和/或其他类似的电连接器。在一些实施例中，电连接器70包括Molex连接器、导线和/或对应于加热的管17(图1)的电部件的其他部件。
应注意的是，在一些实施例中，接合表面79的背面(例如，相对端部57)可包括与入口盖52上的闩锁件53相似的特征，其被配置成使被加热的或未加热的管17与阀50可移除地联接。在一些实施例中，即使在图3中在电连接器56和70对准的情况下示出了出口盖68，出口盖68的取向也可以围绕轴线54成任何角度，并且如本文所述起作用。孔62在图3中的出口盖68的内侧上可见。在一些实施例中，从出口盖68延伸出到达端部57且形成流动路径72的管可以是22mm的ISO端口，例如类似于在加压气体源14中使用的端口。
在一些实施例中，阀50包括被配置成覆盖主体60、入口盖52的至少一部分和出口盖68的至少一部分的覆盖件74。在一些实施例中，覆盖件包括两个部件76、78。部件76和78形成阀50的相对两侧。在一些实施例中，覆盖件74具有大体上圆柱形的形状，其横截面直径沿着轴线74变化，以对应于主体60、入口盖52、出口盖68和/或阀50的其他部件的直径。覆盖件74包括一个或多个通气孔95，其被配置成与主体60中的一个或多个通气口80对准，以利于气体流入和/或流出一个或多个通气口80。例如，在一些实施例中，一个或多个通气孔95的形状对应于图3中所示的一个或多个通气口80的形状。在一些实施例中，覆盖件74的部件76、78中的一个或两个包括联接部件和/或特征93，其被配置成利于部件76和78彼此联接、与主体60联接、与入口盖52联接、与出口盖68联接和/或与阀50的其他部件联接。在图3中，这些联接部件和/或特征93被示为从部件78朝着端部55突出的突片、部件76和78中的各种直径变化以及部件76和78上的联接表面，但是这并不意图是限制性的。覆盖件74可以以允许阀50如本文所述起作用的任何方式联接到阀50的其他部件。在一些实施例中，当覆盖件74覆盖阀50的部件时，覆盖件74的直径97为约46mm(或者如果从轴线54测量，则为约47.5mm，例如，该形状在每个端部上是稍微卵形的并且在中间几乎是圆形的)。在一些实施例中，阀50具有约101mm的到电连接器56的总长度99，和约99mm的到闩锁件53的端部的总长度。它们仅作为示例提供。本文所述的阀50的部件可具有允许它们如本文所述起作用的任何形状或尺寸。
返回图1，控制器20被配置成提供系统10中的信息处理能力。这样，控制器20可以包括数字处理器、模拟处理器或被设计为处理信息的数字电路、被设计为处理信息的模拟电路、状态机和/或用于电子处理信息的其他机构中的一个或多个。尽管在图1中控制器20被示为单个实体，但这仅是出于例示说明的目的。在一些实施例中，控制器20可以包括多个处理和/或其他控制单元。这些处理和/或其他控制单元可以物理地位于同一装置内(例如，加压气体源14、用户接口装置22)，或者控制器20可以表现出协同工作的多个装置的处理功能。
在一些实施例中，控制器20可被配置成执行一个或多个计算机程序组件。控制器20可以被配置成通过软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的某种组合；和/或用于在控制器20上配置处理能力的其他机构来执行这些组件。
在一些实施例中，控制器20被配置成确定系统10内的一个或多个参数。系统10内的一个或多个参数可包括与加压的可呼吸气体流有关的气体参数、与受试者12的呼吸有关的呼吸参数和/或其他参数。控制器20被配置成基于传感器18的输出信号和/或其他信息来确定一个或多个参数。加压的可呼吸气体流的一个或多个气体参数可包括例如流速、体积(例如，潮气量、分钟体积等)、压力、湿度、温度、加速度、速度和/或其他气体参数中的一个或多个。一个或多个呼吸参数可包括例如潮气量、组成、时序(例如，吸气的开始和/或结束、呼气的开始和/或结束等)、持续时间(例如，吸气的持续时间、呼气的持续时间、单个呼吸周期的持续时间、吸气时间、呼气时间、全呼吸时间等)、呼吸率(breath rate)、呼吸频率(例如呼吸速率(respiratory rate))、指示呼吸努力的参数和/或其他参数。由控制器20确定的信息可用于控制加压气体源14，存储在电子存储装置24中和/或用于其他用途。
在一些实施例中，控制器20被配置成根据正压支持治疗方案来控制加压气体源14以产生气流。在气道正压支持治疗中，控制由加压气体源产生的加压气体流，以代替和/或补充患者的常规呼吸。气道正压支持治疗可用于维持患者的气道开放，以便氧气和二氧化碳可以更容易地交换，从而几乎不需要和/或无需患者付出任何努力。作为非限制性示例，控制器20可以控制加压气体源14，使得经由气体流向受试者12提供的压力支持包括持续气道正压支持(CPAP)、双水平气道正压支持(BPAP)、比例气道正压支持(PPAP)、通气治疗和/或其他类型的压力支持治疗。
CPAP提供固定的正压以维持患者气道正压的连续水平。BPAP提供第一吸气压力(IPAP)和第二(通常较低的)呼气压力(EPAP)，以促进或协助潮气通气。在一些治疗模式(例如，PPAP)中，控制器20可以控制加压气体源14以施加可变压力支持，其中确定在吸气和/或呼气期间输送给患者的压力的量，并基于逐个呼吸地输送。在一些实施例中，控制器20可以被配置成控制加压气体源14以在呼气期间暂时降低所供应的压力(C-Flex，气道压力释放通气(APRV))以减少受试者12所需的呼气努力。
在一些实施例中，控制器20被配置成控制加压气体源14以输送分阶段的压力支持治疗。在分阶段的压力支持治疗中，由加压气体源14输送的压力随时间逐渐增加。在一些实施例中，控制器20可以基于与受试者12的呼吸有关的信息和/或其他信息来控制加压气体源14以切换治疗模式。例如，控制器20可以在受试者12的一定数量的呼吸之后和/或通过一些外部监测器、护理者和/或警报，例如在抢救和/或呼吸暂停通气中，控制加压气体源14以便从BPAP变为CPAP。
控制器20被配置成基于与来自传感器18的输出信号有关的信息、由控制器20确定的信息、由用户输入到用户接口22的信息和/或其他信息来控制加压气体源14。
用户接口22被配置成提供系统10与受试者12和/或其他用户之间的接口，受试者12和/或其他用户可通过该接口向系统10提供信息并从系统10接收信息。其他用户可包括护理者、医生、决策者和/或其他用户。这使得数据、提示、结果和/或指令以及任何其他可通信项目(统称为“信息”)能够在用户(例如受试者12)和加压气体源14、控制器20和/或系统10的其他部件中的一个或多个之间通信。适合包含在用户接口22中的接口装置的示例包括小键盘、按钮、开关、键盘、旋钮、操纵杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、声音警报、打印机、触觉反馈装置和/或其他接口装置。在一些实施例中，用户接口22包括多个单独的接口。在一些实施例中，用户接口22包括与加压气体源14一体地设置的至少一个接口。
应该理解，本公开还设想到硬连线或无线的其他通信技术作为用户接口22。例如，本公开设想到用户接口22可以与由电子存储其24提供的可移除存储装置接口集成。在该示例中，信息可以从可移除存储装置(例如，智能卡、闪存驱动器、可移动磁盘等)加载到系统10中，从而使用户能够自定义系统10的实施。适于与系统10一起用作用户接口22的其他示例性输入装置和技术包括但不限于RS-232端口、RF链路、IR链路、调制解调器(电话、电缆或其他)。简而言之，本公开设想到用于与系统10传送信息的任何技术作为用户接口22。
电子存储装置24包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子存储装置24的电子存储介质可以包括与系统10一体地(即，基本上不可移除的)提供的系统存储装置和/或能够经由例如端口(例如，USB端口、火线端口等)、驱动器(例如，磁盘驱动器等)或网络(例如，云存储)可移除地连接到系统10的可移动存储装置中的一种或两种。电子存储装置24可以包括光学可读存储介质(例如，光盘等)、磁性可读存储介质(例如，磁带、磁性硬盘驱动器、软盘驱动器等)、基于电荷的存储介质(例如，EEPROM、RAM等)、固态存储介质(例如闪存驱动器等)、基于云的存储和/或其他电子存储介质中的一种或多种。电子存储装置24可以存储软件算法、由控制器20确定的信息、经由用户接口22接收的信息和/或使系统10能够正常发挥作用的其他信息。电子存储装置24可以是(整体或部分)系统10内的单独部件(例如，物理上和/或作为云存储系统的一部分)，或者电子存储装置24可以(整体或部分)与系统10的一个或多个其他部件(例如，用户接口22、控制器20、加压气体源14等)一体地提供。可以经由用户接口22、经由与系统10无线地(和/或有线地)联接的单独的计算机，和/或经由其他方法来查看由电子存储装置24存储的信息。由电子存储装置24存储的信息可以用于例如调整设置，由医生用于做出医疗决定和/或用于其他用途。
图5示出了在具有阀的压力支持治疗系统中的控制流动的方法。压力支持治疗系统包括加压气体源、补充气体源、具有加热的管的受试者接口和/或其他部件。该阀包括入口盖、主体、出口盖和/或其他部件。下面呈现的方法500的操作旨在是说明性的。在一些实施例中，方法500可以利用一个或多个未描述的附加操作和/或没有所讨论的一个或多个操作来实现。另外，在图5中示出且在下面描述的方法500的操作的顺序不是限制性的。
在操作502处，入口盖被可移除地联接到加压气体源。在一些实施例中，操作502包括将入口盖的第一电连接器和第一流动路径与加压气体源可移除地联接。第一流动路径被配置成从加压气体源接收加压的可呼吸气体流。第一电连接器被配置成从加压气体源接收电力。在一些实施例中，操作502由与入口盖52(在图3中示出并且在本文中描述)相同或相似的入口盖执行。
在操作504处，来自加压气体源的加压的可呼吸气体流和来自补充气体源的补充治疗气体被利用阀的出口盖的通道接收。在一些实施例中，操作504包括利用出口盖的侧孔从补充气体源接收补充治疗气体。在一些实施例中，操作504由与出口盖68(在图3中示出并且在本文中描述)相同或相似的出口盖执行。
在操作506处，来自加压气体源的流动路径被主体的柱塞关闭。在一些实施例中，柱塞被配置成在加压气体源未提供经加压的可呼吸气体流和/或由加压气体源提供的压力低于预定阈值压力时关闭入口盖中的第一流动路径。在入口盖被联接到加压气体源时，关闭第一流动路径阻止补充治疗气体经入口盖朝向加压气体源流动。在一些实施例中，操作506由与柱塞66(在图3中示出并且在本文中描述)相同或相似的柱塞来执行。
在操作508处，出口盖被可移除地联接到加热的管。在一些实施例中，操作508由与出口盖68(在图3中示出并且在本文中描述)相同或相似的出口盖执行。
在操作510处，加压的可呼吸气体流、补充治疗气体和电力通过阀被传送到加热的管。在一些实施例中，操作510包括将第二电连接器与第一电连接器联接并且将第二流动路径与通道联接。第二电连接器和第二流动路径被包括在出口盖中。出口盖被配置成与加热的管可移除地联接，使得第二流动路径将加压的可呼吸气体流和补充治疗气体从通道传送到加热的管，并且在出口盖被联接到加热的管时第二电连接器将电力从气体源传到加热的管。在一些实施例中，操作510由与入口盖52、主体60和出口盖68(在图3中示出并且在本文中描述)相同或相似的入口盖、主体和出口盖执行。
在一些实施例中，上述操作中的一项或多项还包括利用主体的一个或多个通气口使通道与大气通气，以便在加压气体源未提供经加压的可呼吸气体流并且柱塞已关闭入口盖中的第一流动路径时利于使补充治疗气体散布到大气中以及受试者呼吸大气空气。在这些实施例中，主体包括外圆柱体和内圆柱体。外圆柱体形成通道。内圆柱体被联接到柱塞和一个或多个通气口，并且与通道连通，使得当柱塞关闭入口盖中的第一流动路径时通道与大气通气，并且当加压气体源提供经加压的可呼吸气体流时通道相对于大气基本上密封。
在权利要求中，在括号之间的任何附图标记都不应解释为限制权利要求。词语“包括”或“包含”不排斥存在除了权利要求中列举的那些之外的元件或步骤。在列举了几个装置的装置权利要求中，这些装置中的一些可以由同一个硬件来体现。在元件前面的词语“一”或“一个”不排斥存在多个这种元件。在列举了几种装置的任何装置权利要求中，这些装置中的一些可以由同一个硬件来体现。某些元件在彼此区别的从属权利要求中描述的事实并不表示这些元件不能结合使用。
虽然以上提供的描述为了说明的目的基于目前认为是最实用和优选的实施例提供了细节，但是应当理解，这些细节仅用于该目的，且本公开不限于明确地公开的实施例，而是相反，旨在覆盖落入所附权利要求的精神和范围内的修改和等同布置。例如，应当理解，本公开设想到在可能的程度上，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合。

Claims (15)

1.一种被配置成用于压力支持治疗系统中的阀，所述压力支持治疗系统包括加压气体源、补充气体源以及具有加热的管的受试者接口，所述阀包括：
入口盖，所述入口盖包括第一电连接器和第一流动路径，所述第一电连接器和第一流动路径两者被配置成与所述加压气体源可移除地联接，所述第一流动路径被配置成从所述加压气体源接收加压的可呼吸气体流，所述第一电连接器被配置成从所述加压气体源接收电力；
被联接到所述入口盖的主体，所述主体包括：
通道，所述通道被配置成从所述第一流动路径接收所述加压的可呼吸气体流；和
柱塞，在所述加压气体源未提供所述加压的可呼吸气体流或在低于预定压力阈值的压力下提供所述加压的可呼吸气体流时，所述柱塞被偏置以关闭所述入口盖中的所述第一流动路径，其中在所述入口盖被联接到所述加压气体源时，关闭所述第一流动路径阻止补充治疗气体经所述入口盖朝向所述加压气体源流动；和
被联接到所述主体的出口盖，所述出口盖包括：
侧孔，所述侧孔被配置成从所述补充气体源接收所述补充治疗气体，以及
与所述第一电连接器电联接的第二电连接器和与所述通道联接的第二流动路径，所述出口盖被配置成与所述加热的管可移除地联接，使得在所述出口盖被联接到所述加热的管时所述第二流动路径将所述加压的可呼吸气体流和所述补充治疗气体从所述通道传送到所述加热的管，且所述第二电连接器将所述电力从所述加压气体源传送到所述加热的管。
2.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀还包括被配置成覆盖所述主体、所述入口盖的至少一部分和所述出口盖的至少一部分的覆盖件。
3.根据权利要求2所述的阀，其中，所述覆盖件包括两个部件，所述两个部件形成所述阀的相对两侧。
4.根据权利要求1所述的阀，其中，所述阀还包括在所述主体中的一个或多个通气口，所述通气口被配置成使所述通道与大气通气，以在所述柱塞已经关闭所述入口盖中的所述第一流动路径时利于所述补充治疗气体向大气的扩散以及受试者呼吸大气空气。
5.根据权利要求4所述的阀，其中，所述主体包括外圆柱体和内圆柱体，所述外圆柱体形成所述通道，所述内圆柱体被联接到所述柱塞和所述一个或多个通气口，并且与所述通道连通，使得当所述柱塞关闭所述入口盖中的所述第一流动路径时所述通道与大气通气，并且当由所述加压气体源提供所述加压的可呼吸气体流时所述通道相对于大气基本上密封。
6.根据权利要求1所述的阀，其中，所述补充治疗气体是氧气。
7.根据权利要求1所述的阀，其中，所述入口盖、所述主体和所述出口盖各自具有大体上圆柱形的横截面形状。
8.根据权利要求7所述的阀，其中，所述阀还包括硅树脂径向密封件，所述硅树脂径向密封件在所述主体之前被定位在所述入口盖中，所述硅树脂径向密封件被配置成基本上密封所述入口盖和所述加压气体源之间的连接，使得所述加压的可呼吸气体流和/或所述补充治疗气体不会无意地从所述阀泄漏出。
9.根据权利要求1所述的阀，其中，所述第一电连接器和所述第二电连接器经由导线电连接。
10.根据权利要求1所述的阀，其中，所述加压气体源包括压力发生器、加湿器或两者。
11.根据权利要求1所述的阀，其中，所述主体还包括被联接到所述柱塞的弹簧，所述弹簧被配置成使所述柱塞偏置以关闭所述入口盖中的所述第一流动路径。
12.根据权利要求11所述的阀，其中，所述弹簧的弹簧力被配置成使得在由所述加压气体源提供的所述加压的可呼吸气体流的压力小于所述预定压力阈值时所述柱塞关闭所述入口盖中的所述第一流动路径。
13.根据权利要求1所述的阀，其中，所述入口盖被沿着所述阀的轴线形成，所述主体被联接到所述入口盖且沿所述阀的轴线定位，并且所述出口盖被联接到所述主体且沿着所述阀的轴线与所述入口盖相对。
14.一种用于在具有阀的压力支持治疗系统中控制流动的方法，所述压力支持治疗系统包括加压气体源、补充气体源以及具有加热的管的受试者接口，所述阀包括入口盖、主体和出口盖，所述方法包括：
将所述入口盖的第一电连接器和第一流动路径与所述加压气体源可移除地联接，所述第一流动路径被配置成从所述加压气体源接收加压的可呼吸气体流，所述第一电连接器被配置成从所述加压气体源接收电力；
利用所述主体的通道从所述第一流动路径接收所述加压的可呼吸气体流；
从所述出口盖的侧孔接收所述补充治疗气体；
在所述加压气体源未提供所述加压的可呼吸气体流或以低于预定压力阈值的压力提供所述加压的可呼吸气体流时，利用所述主体的柱塞关闭所述入口盖中的所述第一流动路径，其中在所述入口盖被联接到所述加压气体源时，关闭所述第一流动路径阻止所述补充治疗气体经所述入口盖朝向所述加压气体源流动；和
将第二电连接器与所述第一电连接器联接，并且将第二流动路径与所述通道联接，所述第二电连接器和所述第二流动路径被包括在所述出口盖中，所述出口盖被配置成与所述加热的管可移除地联接，使得在所述出口盖被联接到所述加热的管时，所述第二流动路径将所述加压的可呼吸气体流和所述补充治疗气体从所述通道传送到所述加热的管，并且所述第二电连接器将所述电力从所述气体源传送到所述加热的管。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括利用所述主体的一个或多个通气口使所述通道与大气通气，以便在所述柱塞已经关闭所述入口盖中的所述第一流动路径时，利于所述补充治疗气体向大气的扩散以及受试者呼吸大气空气，其中，所述主体包括外圆柱体和内圆柱体，所述外圆柱体形成所述通道，所述内圆柱体被联接到所述柱塞和所述一个或多个通气口，并与所述通道连通，使得在所述柱塞关闭所述入口盖中的所述第一流动路径时所述通道与大气通气，并且在由所述加压气体源提供所述加压的可呼吸气体流时所述通道相对于大气基本上密封。
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