CN113144356A - 分泌物收集器 - Google Patents

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约瑟夫·西波隆
山·E·高
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Ventec Life Systems Inc
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Abstract

本公开涉及一种呼吸机，其具有集成的咳嗽辅助可以与患者回路一起使用，该患者回路与患者的患者连接件相流通，该呼吸机可在呼吸模式和咳嗽‑辅助模式下操作。所述呼吸机包括用于在不将患者与呼吸机断开的情况下可将操作从呼吸模式切换至咳嗽‑辅助模式的用户输入端，响应于用户输入端可操作的控制器，并且该控制器控制处于咳嗽‑辅助模式下的呼吸机的操作，用于向患者提供至少一种咳嗽辅助，所述咳嗽辅助具有注气阶段以及随后的排气阶段。咳嗽‑辅助阀，该咳嗽‑辅助阀在处于用于注气阶段的第一状态下时将正压传递至呼吸机连接件，而在处于用于排气阶段的第二状态下时，将负压传递至呼吸机连接件。分泌物收集器，该收集器为一种在患者连接件和患者回路之间使用的分泌物收集器。

Description

分泌物收集器
本申请是2016年3月23日提交的名称为“具有集成咳嗽-辅助的呼吸机”，申请号为201680030445.1的中国发明申请的分案申请。
发明背景
技术领域
本发明总体上涉及一种与呼吸机一起使用的主动呼气阀，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作从而控制患者呼出气体流的压力源。
相关技术介绍
呼吸可以被表征为包括吸气阶段和呼气阶段。在吸气阶段，吸入气体被吸入肺部，而在呼气阶段，呼出气体从肺部排出。
机械呼吸机用于协助呼吸。常规呼吸机通常将吸入气体(包括氧气)推入病人的肺部。使用呼吸机的许多患者也需要其他类型有关治疗和维持他们气道和肺部的辅助装置。例如，一些患者可以使用喷雾器将药物输送至他们的肺部和/或气道。此外，一些患者可能需要帮助从其肺部和/或气道中清除分泌物。这种辅助通常由常规的抽吸装置提供。因此，除了呼吸机之外，许多患者需要多个装置，并且和这些装置一起使用可能会特别有问题。
目前，为了接受咳嗽辅助，患者必须与机械呼吸机断开连接，并连接到单独的咳嗽辅助装置。在进行咳嗽辅助操作后，患者必须与咳嗽辅助装置断开连接，并重新连接到机械呼吸机。通常，在患者已经与咳嗽辅助装置断开连接并重新连接到机械呼吸机之后，也进行患者呼吸道的抽吸，用以除去咳嗽辅助操作期间未被充分从患者呼吸道清除掉的分泌物。为了减少患者在未接受机械呼吸机期间的患者低氧血症风险，通常的做法是在从患者身上摘除机械呼吸机之前来输送高水平的吸入氧气。由于该过程可能是冗长的，所以其实现的方式经常不是对患者最有利。
因此，配置成便携式的和/或提供除了将吸入气体输送至患者肺部之外的附加功能的呼吸机是目前所需要的。本申请提供了这样的产品，而其他优点从以下详细描述和附图将会是明显的。
发明内容
一个实施例包括一种向人类患者提供呼吸的方法。所述人类患者有一个通过患者回路连接到呼吸机装置的患者连接件。呼吸有一个具有开始和结束的吸气阶段。所述方法包括在吸气阶段开始时或之前将一团氧气(a bolus ofoxygen)输送至所述患者回路，在吸气阶段结束之前终止氧气团的输送，并在吸气阶段结束之前将包括空气的呼吸气体输送至患者回路。所述患者回路将氧气团和呼吸气体输送至患者连接件。可选择地，所述方法可以进一步包括在输送呼吸气体之前等待直到为呼吸输送的氧气团的输送已经终止。
可选择地，所述方法可以进一步包括接收团体积值。在这样的实施例中，为呼吸输送的氧气团具有与所述团体积值基本上相等的体积。
可选择地，将呼吸气体输送到患者回路包括在患者回路的第一输入位置处向患者回路提供呼吸气体，将氧气团输送到患者回路则包括在患者回路的第二输入位置处向患者回路提供氧气团，所述第二输入位置比第一输入位置更接近患者连接件。
为呼吸输送的氧气团和呼吸气体加在一起具有总吸气体积。可选择地，为呼吸输送的氧气团的体积小于总吸气体积的约75％。可选择地，为呼吸输送的氧气团具有总吸气体积的约50％至总吸气体积的约75％之间的体积。
可选择地，所述方法可以进一步包括接收与氧气流速相关联的氧气流等效值，所述氧气流速如果从呼吸吸气阶段的开始到呼吸呼气阶段的结束连续地施加到患者回路将产生第一体积的氧气。在这样的实施方案中，为呼吸输送的氧气团具有小于第一体积的氧气的第二体积。
可选择地，所述方法可以进一步包括检测已由患者引发的呼吸吸气阶段的开始。在这样的实施方案中，所述方法可以进一步包括响应于已经检测到已由患者引发的呼吸吸气阶段的开始，引发氧气团向患者回路的输送。
所述方法可以与连接到阀的氧气源一起使用。在这样的实施方案中，在呼吸吸气阶段开始时或之前输送氧气团包括：打开阀从而允许从氧气源到患者回路的氧气流。此外，在呼吸吸气阶段结束之前终止氧气团的输送包括：关闭阀从而中断从氧气源到患者回路的氧气流。
所述方法可以与连接到氧气源的氧气发生器一起使用。在这样的实施方案中，氧气源被被配置为存储由氧气发生器产生的氧气，所述方法还包括检测包括由氧气源存储的氧气的浓度和由氧气源存储的氧气的压力中的至少一个值，确定检测值是否低于阈值，当检测值被确定为低于阈值时操作氧气发生器，并将氧气发生器产生的氧气输送到氧气源。
所述方法可以与用户指定的总潮气量一起使用。在这样的实施例中，为呼吸输送的呼吸气体具有第一体积，为呼吸输送的氧气团具有第二体积，并且所述第一体积与第二体积加起来基本上等于用户指定的总潮气量。
所述方法可以与用户指定的吸气压力峰值一起使用。在这样的实施方案中，为呼吸输送的呼吸气体与氧气团加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
所述方法可以与呼吸气体输送管道和氧气输送管道一起使用。所述呼吸气体输送管道具有呼吸气体输出端，位于患者回路的远离患者连接件的第一末端上。所述氧气输送管道具有氧气输出端，位于患者回路的与患者连接件相邻的第二末端上。将呼吸气体输送到患者回路可以包括通过呼吸气体输送管道向呼吸气体输出端提供呼吸气体。此外，将氧气团输送到患者回路包括通过氧气输送管道向氧气输出端提供氧气团，从而至少将为呼吸输送的氧气团与为呼吸输送的呼吸气体在患者连接件之前的大部分患者回路中隔离开。
可选择地，所述患者回路包括呼吸气体输送管道和氧气输送管道。在这样的实施例中，将呼吸气体输送到患者回路包括将呼吸气体提供给呼吸气体输送管道，该呼吸气体输送管道将呼吸气体输送到患者连接件。此外，将氧气团输送到患者回路包括将氧气团提供给氧气输送管道，该氧气输送管道将氧气团输送到患者连接件，从而至少将为呼吸输送的氧气团与为呼吸输送的呼吸气体在患者连接件之前的一部分患者回路中隔离开。可选择地，氧气团离开氧气输送管道并在邻近患者连接件的位置进入呼吸气体输送管道。可选择地，氧气团离开氧气输送管道并在邻近患者连接件约2cm内的位置进入呼吸气体输送管道。
所述方法可以与可操作的压缩机一起使用来压缩呼吸气体。在这样的实施例中，将呼吸气体输送到患者回路包括输送至少一部分已由压缩机压缩的呼吸气体。
一个实施例包括与氧气源和患者回路一起使用的呼吸机装置。患者回路被配置为接收呼吸气体和氧气用以向具有可连接至患者回路的患者连接件的人类患者提供呼吸。呼吸有一个具有开始和结束的吸气阶段。所述呼吸机装置包括被配置为将呼吸气体输送到患者回路的压缩机，以及控制系统，该控制系统被配置为(a)允许氧气在呼吸吸气阶段开始时或之前从氧气源流动至患者回路，(b)在呼吸吸气阶段结束之前，防止氧气从氧气源流入患者回路，以及(c)在呼吸吸气阶段结束之前，使压缩机将呼吸气体输送到患者回路。
可选择地，所述呼吸机装置可以包括被配置为接收用户指定的总潮气量的输入端。在这样的实施例中，输送到患者回路的用于呼吸的呼吸气体具有第一体积，允许流动至患者回路的用于呼吸的氧气具有第二体积，并且所述第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
可选择地，所述呼吸机装置可以包括被配置为接收用户指定的吸气压力峰值的输入端。在这样的实施例中，输送至患者回路的用于呼吸的呼吸气体与允许流动至患者回路的用于呼吸的氧气的压力加在一起不超过用户指定的吸气压力峰值。
另一个实施例包括与患者回路一起使用的呼吸机装置。所述患者回路被配置为接收呼吸气体和氧气用以向具有可连接至患者回路的患者连接件的人类患者提供呼吸。呼吸有一个具有开始和结束的吸气阶段。所述呼吸机装置包括被配置为将呼吸气体输送到患者回路的压缩机，可连接至患者回路的患者氧气出口端，被配置为向患者回路输送氧气的氧气源，以及控制系统，该控制系统被配置为(a)允许氧气在呼吸吸气阶段开始时或之前从氧气源流动至患者回路，(b)在呼吸吸气阶段结束之前，防止氧气从氧气源流入患者回路，以及(c)在呼吸吸气阶段结束之前，使压缩机将呼吸气体输送到患者回路。可选择地，所述呼吸机装置可以包括被配置为接收用户指定的总潮气量的输入端。在这样的实施例中，输送到患者回路的用于呼吸的呼吸气体具有第一体积，允许流动至患者回路的用于呼吸的氧气具有第二体积，并且所述第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。可选择地，所述呼吸机装置可以包括被配置为接收用户指定的吸气压力峰值的输入端。在这样的实施例中，输送至患者回路的用于呼吸的呼吸气体与允许流动至患者回路的用于呼吸的氧气加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
一个实施例包括与具有可连接至患者回路的患者连接件的人类患者一起使用的呼吸系统。该系统包括控制系统，被配置为将氧气输送到可连接至患者回路的患者氧气出口端的氧气源，以及被配置为将呼吸气体输送到可连接至患者回路的呼吸机连接件的压缩机。呼吸机连接件不同于患者氧气出口端。所述控制系统被配置成可以识别呼吸的吸气阶段，并且指示氧气源在吸气阶段之前或期间将氧气输送到患者氧气出口端。响应于将氧气输送到患者氧气出口端的指示，所述氧气源被配置为将氧气输送到患者氧气出口端。所述控制系统还被配置为在吸气阶段期间，指示压缩机将呼吸气体输送到呼吸机连接件。响应于将呼吸气体输送到呼吸机连接件的指令，所述压缩机被配置为将呼吸气体输送到呼吸机连接件。
可选择地，所述压缩机和呼吸机连接件可以是呼吸机的组成构件，并且氧气源可以放置在呼吸机的外部。
可选择地，所述氧气源是呼吸机的内部氧气源。该内部氧气源具有与内部氧气源相流通的氧气入口端。在这样的实施例中，所述呼吸机系统可以包括与氧气入口端相流通的外部氧气源，用以将氧气从外部氧气源输送至内部氧气源中。
可选择地，所述呼吸机系统也包括与氧气源相流通的氧气发生器，该氧气发生器将氧气输送到氧气源。所述压缩机，氧气源和氧气发生器各自可以是呼吸机的组成构件。或者，所述压缩机和氧气源各自是呼吸机的组成构件，而氧气发生器放置在呼吸机的外部。
可选择地，所述呼吸机系统也包括具有被配置为接收用户指定的总潮气量的输入端的用户界面。该用户界面被配置为向控制系统提供用户指定的总潮气量。所述控制系统被配置为确定第一体积和第二体积。在这样的实施例中，为呼吸输送的呼吸气体具有第一体积，为呼吸输送的氧气具有第二体积，并且所述第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
可选择地，所述呼吸机系统也包括具有被配置为接收用户指定的吸气压力峰值的输入端的用户界面。在这样的实施例中，所述用户界面被配置为向控制系统提供用户指定的吸气压力峰值，并且为呼吸输送的呼吸气体与氧气加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
一个实施例包括向人类患者提供呼吸的方法。所述患者具有通过患者回路连接至呼吸机的患者连接件，所述的呼吸机具有第一呼吸机连接件和与第一呼吸机连接件不同的第二呼吸机连接件。所述第一呼吸机连接件与第二呼吸机连接件中的每一个与患者回路向流通。所述方法包括利用呼吸机识别呼吸的吸气阶段的启动，在吸气阶段之前或期间将氧气团输送至第一呼吸机连接件，以及在吸气阶段期间将包括空气的呼吸气体输送至第二呼吸机连接件。所述呼吸机将输送至第一呼吸机连接件的氧气团与输送至第二呼吸机连接件的呼吸气体隔离开。可选择地，所述的呼吸机可以在呼吸的吸气阶段启动时输送氧气团。可选择地，所述呼吸机可以确定为呼吸输送的氧气团的体积。
所述方法可以进一步包括利用呼吸机识别呼吸的吸气阶段的结束，并且在吸气阶段结束之前终止氧气团的输送。呼吸气体可在氧气团的输送被终止后进行输送。
所述方法可以与用户指定的总潮气量一起使用。在这样的实施例中，为呼吸输送的呼吸气体具有第一体积，为呼吸输送的氧气团具有第二体积，并且所述第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
所述方法可以与用户指定的吸气压力峰值一起使用。在这样的实施方案中，为呼吸输送的呼吸气体和氧气团加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
一个实施例包括与具有可连接至患者回路的患者连接件的人类患者一起使用的呼吸机装置。该呼吸机装置包括可连接至患者回路的呼吸机连接件，与所述呼吸机连接件相流通的一个或多个第一流动管道，以及被配置为将呼吸气体输送至一个或多个第一流动管道的压缩机。所述一个或多个第一流动管道将呼吸气体输送到呼吸机连接件。所述呼吸机装置还包括可连接至患者回路的患者氧气出口端，与患者氧气出口端相流通的一个或多个第二流动管道，以及被配置为将氧气输送至一个或多个第二流动管道的氧气源。所述患者氧气出口端与一个或多个第二流动管道将氧气与输送至一个或多个第一流动管道以及呼吸机连接件的呼吸气体隔离开。
可选择地，所述一个或多个第二流动管道包括第一管道和第二管道，并且所述呼吸机装置还包括阀。所述第一管道与所述阀相流通，用以将氧气从氧气源输送至所述阀。所述第二管道与所述阀相流通，用以将氧气从所述阀输送至患者氧气出口端。打开所述阀允许氧气通过第一管道和第二管道从氧气源流动至患者氧气出口端。另一方面，关闭所述阀防止氧气通过第一管道和第二管道从氧气源流动至患者氧气出口端。可选择地，所述呼吸机装置包括控制系统，该控制系统被配置为：(a)在呼吸吸气阶段开始时或之前打开所述阀，从而允许氧气从氧气源流动至患者氧气出口端；(b)在呼吸吸气阶段结束之前关闭所述阀，从而防止氧气从氧气源流动至患者氧气出口端；和(c)指示压缩机在呼吸吸气阶段结束之前输送呼吸气体。可选择地，所述控制系统可以被配置为在所述阀已经关闭之后，指示压缩机输送呼吸气体。
可选择地，所述呼吸机装置包括被配置为接收用户指定的总潮气量的输入端。在这样的实施例中，为呼吸输送的呼吸气体具有第一体积，允许为呼吸流动的氧气具有第二体积，并且所述第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
可选择地，所述呼吸机装置包括被配置为接收用户指定的吸气压力峰值的输入端。在这样的实施例中，输送的呼吸气体与允许为呼吸流动的氧气加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
可选择地，所述呼吸机装置包括被配置为接收用户选择的参数值的用户输入端。在这样的实施例中，所述控制系统被配置为保持所述阀开启，直到至少部分地基于用户选择的参数值来确定的一定体积的氧气流过所述阀。
所述氧气源可以被配置为存储氧气。在这样的实施例中，所述呼吸机装置可选择地包括与氧气源相流通的氧气发生器，以及被配置为向控制系统提供信号的传感器。所述信号编码为由氧气源存储的氧气浓度或由氧气源存储的氧气压力中的至少一种。在这样的实施例中，所述控制系统被配置为使用所述信号来确定由氧气源存储的氧气量是否小于阈值，并且当控制系统确定由氧气源存储的氧气量小于阈值时，操作氧气发生器将氧气输送至氧气源。
所述患者回路可以具有传感器，该传感器被配置为检测患者回路中的流速并发送编码为所述流速的信号。在这样的实施例中，所述控制系统可以被配置为从传感器接收所述信号，并使用所述信号来检测何时患者已经启动了吸气阶段的开始。
可选择地，所述呼吸机装置包括被配置为检测所述一个或多个第一流动管道内流速的传感器，并向编码所述流速的控制系统发送信号。在这样的实施例中，所述控制系统被配置为使用所述信号来检测何时患者已经启动了吸气阶段的开始。
可选择地，所述呼吸机装置包括蓄能器(accumulator)和传感器，该蓄能器被配置为通过所述一个或多个第一流动管道中的至少一个将至少一部分呼吸气体输送到压缩机，该传感器被配置为(a)检测所述一个或多个第一流动管道中的至少一个中的流速，以及(b)向编码所述流速的控制系统发送信号。在这样的实施例中，所述控制系统被配置为使用所述信号来检测何时患者已经启动了吸气阶段的开始。
一个用来将氧气与空气隔离并与可产生高压和低压的压力源一起使用的变压吸附氧气发生器的实施例，包括具有氮吸附材料床的吸附床；以及用于控制吸附床的变压吸附的多位置旋转阀，所述多位置旋转阀可与压力源连接并与其相流通，而且所述多位置旋转阀与吸附床相流通。该旋转阀包括具有第一旋转位置和第二旋转位置的凸轮，在凸轮的第一旋转位置处，所述旋转阀将由压力源产生的高压传递到吸附床，而在凸轮的第二旋转位置处，所述旋转阀将由压力源产生的低压传递到吸附床。
可选择地，所述变压吸附氧气发生器可以包括连接到吸附床的氧气存储单元；第一调节器，该第一调节器基于当凸轮处于第一旋转位置时感测的第一条件，允许在吸附床内产生的氧气到达氧气存储单元；以及第二调节器，该第二调节器基于当凸轮处于第二旋转位置时感测的第二条件，允许氧气存储单元中的一部分氧气进入吸附床，以协助从吸附床清除氮气。
可选择地，所述变压吸附氧发生器可以包括氧气存储单元；连接到吸附床和氧气存储单元，并且响应于吸附床中的压力升高到预选的第一压力的第一压力调节器，该第一压力调节器将吸附床中的压力调节到预选的第一压力，并允许在吸附床内产生的氧气通过该第一压力调节器进入氧气存储单元；以及连接到吸附床和氧气存储单元，并且响应于吸附床中的压力下降到预选的第二压力的第二压力调节器，所述预选的第二压力低于预选的第一压力，所述压力调节器将吸附床中的压力调节到预选的第二压力，并允许氧气存储单元中存储的氧气通过该第二压力调节器进入吸附床。
可选择地，所述变压吸附氧发生器可以被建造成当吸附床中的压力低于预选的第一压力时，所述第一压力调节器防止吸附床和氧气存储单元之间通过第一压力调节器的流体连通，并且当吸附床中的压力高于预选的第二压力时，所述第二压力调节器防止氧气存储单元和吸附床之间通过第二压力调节器的流体连通。
另一个将氧气与空气隔离的变压吸附氧气发生器的实施例，包括产生高压和低压的压力源；具有氮吸附材料床的吸附床；以及用于控制吸附床的变压吸附，并与压力源和吸附床相流通的多位旋转阀，该旋转阀包括具有第一旋转位置和第二旋转位置的凸轮，在凸轮的第一旋转位置处，所述旋转阀将由压力源产生的高压传递到吸附床，并且在凸轮的第二旋转位置处，所述旋转阀将由压力源产生的低压传递到吸附床。
可选择地，所述压力源是压缩机，并且所产生的高压为正压，所产生的低压为负压。
另一个将氧气与空气隔离并与可产生高压和低压的压力源一起使用的变压吸附氧气发生器的实施例，包括具有氮吸附材料床的吸附床；以及用于控制吸附床的变压吸附，可与压力源连接并与其相流通，而且与吸附床相流通的多位置旋转阀。该旋转阀设有具有至少第一旋转位置和第二旋转位置的凸轮；被配置为旋转凸轮的旋转驱动器；以及响应于凸轮的旋转位置而操作的多个阀。在凸轮的第一旋转位置处，至少一个阀将压力源产生的高压传递到吸附床，并且在凸轮的第二旋转位置处，至少一个阀将由压力源产生的低压传递到吸附床。
可选择地，当变压吸附氧气发生器与压力源一起使用时，所述压力源为高压位于输出端口并且低压位于输入端口的压缩机，所述多个阀可以包括第一阀，第二阀，第三阀和第四阀，每个阀具有在第一状态下彼此相互流通而在第二状态下彼此相互断开流通的第一端口和第二端口，并且可以在第一状态和第二状态之间选择性地移动。所述第一阀的第一端口与压缩机输出端口相流通，并且所述第一阀的第二端口与大气相流通。所述第二阀的第一端口与吸附床相流通，并且所述第二阀的第二端口与压缩机输出端口相流通。所述第三阀的第一端口与吸附床相流通，并且所述第三阀的第二端口与压缩机输入端口相流通。所述第四阀的第一端口与压缩机输入端口相流通，并且所述第四阀的第二端口与要隔离氧气的空气供给源相流通。所述第一阀，第二阀，第三阀和第四阀响应于凸轮的旋转，以重复的顺序在第一状态和第二状态之间移动，其中当凸轮处于第一旋转位置时，所述第二阀和第四阀处于第一状态，所述第一阀和第三阀处于第二状态，而当凸轮处于第二旋转位置时，所述第一阀和第三阀处于第一状态，所述第二阀和第四阀处于第二状态。
可选择地，所述第一阀和第三阀通过凸轮在第一状态和第二状态之间一致地移动，所述第二阀和第四阀通过凸轮在第一状态和第二状态之间一致地移动。
可选择地，所述凸轮具有第一凸轮凸角和第二凸轮凸角，并且还具有第三旋转位置和第四旋转位置，其中当凸轮被移动至第一旋转位置时，所述第一凸轮凸角将第四阀移动到第一状态，并且所述第二凸轮凸角将第二阀移动到第一状态，并且第一阀和第三阀处于第二状态，当凸轮被移动至第二旋转位置时，所述第一凸轮凸角将第一阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第三阀移动到第一状态，并且第二阀和第四阀处于第二状态，当凸轮被移动至第三旋转位置时，所述第一凸轮凸角将第二阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第四阀移动到第一状态，并且第一阀和第三阀处于第二状态，并且当凸轮被移动至第四旋转位置时，所述第一凸轮凸角将第三阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第一阀移动到第一状态，并且第二阀和第四阀处于第二状态。
可选择地，每个阀可以包括提升构件；具有座孔的阀座；以及具有与凸轮相邻接且用于推杆运动的凸轮从动件的推杆构件，以响应在凸轮的第一旋转位置与第二旋转位置之间的凸轮旋转，所述提升构件被耦合到推杆构件中，用以与推杆构件一起运动，带动所述提升构件进入和离开阀座的入座设置，以响应于凸轮的旋转而关闭和打开座孔。
进一步，每个阀还可以包括具有朝向凸轮的端部开口的壳体，所述提升构件和阀座放置在壳体中，推杆延伸穿过壳体的端部开口，并且还包括放置阀座和凸轮之间的柔性隔膜，该柔性隔膜具有推杆延伸穿过的开口。所述隔膜关闭壳体的端部开口，并且具有耦合到壳体的外周部分，以及耦合到推杆并随之运动的中心部分。所述隔膜可以进一步具有有效区域，并且提升阀具有关闭座孔的封闭区域。隔膜的有效区域和提升阀的封闭区域的尺寸适于抵消当提升阀处于阀座的入座设置时，因阀座与隔膜之间的腔内压力而产生的推杆上的力，从而减小推杆构件的凸轮从动件上的力。
另一个将氧气与空气隔离的变压吸附氧气发生器的实施例，包括具有输入端口和输出端口的压缩机；具有氮吸附材料床的吸附床；以及用于控制吸附床的变压吸附，并与压缩机和吸附床相流通的多位置旋转阀。该旋转阀具有凸轮；被配置为旋转凸轮的旋转驱动器；以及第一阀，第二阀，第三阀和第四阀。每个阀具有在第一状态下彼此相互流通而在第二状态下彼此相互断开流通的第一端口和第二端口，并且响应于凸轮的旋转位置可以在第一状态和第二状态之间选择性地移动。第一阀的第一端口与压缩机输出端口相流通，并且第一阀的第二端口与大气相流通。第二阀的第一端口与吸附床相流通，并且第二阀的第二端口与压缩机输出端口相流通。第三阀的第一端口与吸附床相流通，并且第三阀的第二端口与压缩机输入端口相流通。第四阀的第一端口与压缩机输入端口相流通，并且第四阀的第二端口与要在吸附床中隔离氧气的空气供给源相流通。所述第一阀，第二阀，第三阀和第四阀响应于凸轮的旋转，以重复的顺序在第一状态和第二状态之间移动，其中在第一时段期间，所述第二阀和第四阀处于第一状态，所述第一阀和第三阀处于第二状态，以使得高压空气被传递至吸附床以将氮气从空气中分离并产生氧气，并且在第一时段之后发生的第二时段期间，所述第一阀和第三阀处于第一状态，所述第二阀和第四阀处于第二状态，以使氮气从吸附床被清除掉。
可选择地，所述变压吸附氧气发生器包括连接到吸附床的氧气存储单元；第一调节器，该第一调节器基于在第一时段期间感测的第一条件，允许在吸附床内产生的氧气到达氧气存储单元；以及第二调节器，该第二调节器基于在第二时段期间感测的第二条件，允许氧气存储单元中的一部分氧气进入吸附床，以协助从吸附床清除氮气。
可选择地，所述变压吸附氧气发生器可以包括氧气存储单元；连接到吸附床和氧气存储单元，并且响应于吸附床中的压力升高到预选的第一压力的第一压力调节器，该第一压力调节器将吸附床中的压力调节到预选的第一压力，并允许在吸附床内产生的氧气通过该第一压力调节器进入氧气存储单元；以及连接到吸附床和氧气存储单元，并且响应于吸附床中的压力下降到预选的第二压力的第二压力调节器，所述预选的第二压力低于预选的第一压力，所述压力调节器将吸附床中的压力调节到预选的第二压力，并允许氧气存储单元中存储的氧气通过该第二压力调节器进入吸附床。
可选择地，当吸附床中的压力低于预选的第一压力时，所述第一压力调节器防止吸附床和氧气存储单元之间通过第一压力调节器的流体连通，并且当吸附床中的压力高于预选的第二压力时，所述第二压力调节器防止氧气存储单元和吸附床之间通过第二压力调节器的流体连通。
所述变压吸附氧气发生器其中在第二时段之后发生的第三时段期间，所述第二阀和第四阀处于第一状态，所述第一阀和第三阀处于第二状态，使得高压空气被传递至吸附床以将氮气从空气中分离并产生氧气，并且在第三时段之后发生的第四时段期间，所述第一阀和第三阀处于第一状态，所述第二阀和第四阀处于第二状态，以使氮气从吸附床被清除掉。
可选择地，所述第一阀和第三阀在凸轮的相对侧彼此相对放置，并且所述第二阀和第四阀在凸轮的相对侧彼此相对放置。
可选择地，所述凸轮具有第一凸轮凸角和第二凸轮凸角，并且在第一时段期间，所述第一凸轮凸角将第四阀移动到第一状态，并且所述第二凸轮凸角将第二阀移动到第一状态，并且第一阀和第三阀处于第二状态，在第二时段期间，所述第一凸轮凸角将第一阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第三阀移动到第一状态，并且第二阀和第四阀处于第二状态，在第三时段期间，所述第一凸轮凸角将第二阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第四阀移动到第一状态，并且第一阀和第三阀处于第二状态，在第四时段期间，所述第一凸轮凸角将第三阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第一阀移动到第一状态，并且第二阀和第四阀处于第二状态。
具有集成咳嗽辅助功能呼吸机的一个实施例，该呼吸机通过患者回路与患者的患者连接件相流通，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下操作。所述呼吸机包括患者回路可与之流通连接的呼吸机连接件，在呼吸模式将呼吸空气流引导至所述呼吸机连接件以输送给患者的呼吸机部分，用于在不将患者与呼吸机断开的情况下可选择性地将呼吸机从呼吸模式操作切换至咳嗽-辅助模式的用户输入端，以及响应于用户输入端可操作的控制器，用于将呼吸机从呼吸模式操作切换至咳嗽-辅助模式操作，并且控制处于咳嗽-辅助模式下的呼吸机的操作，用于向患者提供至少一种咳嗽辅助，所述咳嗽辅助具有注气阶段以及随后的排气阶段。所述呼吸机还包括咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态。当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态时，咳嗽-辅助阀将正压传递至呼吸机连接件，并且当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，咳嗽-辅助阀将负压传递至呼吸机连接件。
可选择地，所述咳嗽-辅助阀传递至呼吸机连接件的正压，足以产生10至70cmH2O的患者气道压力，并且当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，所述咳嗽-辅助阀传递至呼吸机连接件的负压，足以产生-10至-70cmH2O的患者气道压力。
具有集成咳嗽辅助功能呼吸机的另一个实施例，该呼吸机通过患者回路与患者的患者连接件相流通，其中所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下操作，包括控制咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作的控制器用以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助，患者回路可与之流通连接的呼吸机连接件，在呼吸模式中将呼吸空气流引导至所述呼吸机连接件用于输送给患者的呼吸机子系统，具有压缩机入口和压缩机出口的压缩机，该压缩机可操作的用以加速气态流体输入至压缩机入口，并将已加速的气态流体输送出压缩机出口。所述呼吸机还包括咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态。当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态时，咳嗽-辅助阀将空气流引导至压缩机入口，并引导已加速的空气从压缩机出口流动至呼吸机连接件用于向患者输送，当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，咳嗽-辅助阀将来自患者的排出气体气流引导至压缩机入口，并将已加速的排出气体气流从压缩机出口排出。
可选择地，当呼吸机处于呼吸模式时，所述咳嗽-辅助阀被保持在第一状态下进行操作。
可选择地，所述呼吸机部分将呼吸空气流引导至呼吸机连接件，通过咳嗽-辅助阀被保持在第一状态下进行操作以将呼吸空气引导至压缩机入口，用于在呼吸模式下向患者输送。
具有集成咳嗽辅助功能呼吸机的另一个实施例，该呼吸机通过患者回路与患者的患者连接件相流通，呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下操作，包括控制咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作的控制器用以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助，患者回路可与之流通连接的呼吸机连接件，在呼吸模式将呼吸空气流引导至所述呼吸机连接件以输送给患者的呼吸机部分，具有压缩机入口和压缩机出口的压缩机，该压缩机可操作的用以加速气态流体输入至压缩机入口，并将已加速的气态流体输送出压缩机出口，以及咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态。所述咳嗽-辅助阀包括第一腔室，第二腔室，第三腔室，与空气供给源相流通的阀门进气孔，阀门排气出口孔，与压缩机输入端相流通的阀-压缩机出口孔，与压缩机输出端相流通的压缩机-阀进口孔，将第一腔室与第二腔室相流通的第一孔，将第二腔室与第三腔室相流通的第二孔，与呼吸机连接件相连通的第三孔，可在关闭第一孔的第一位置与关闭阀门进气孔的第二位置之间移动的第一阀构件，以及可在关闭阀门排气出口孔的第一位置与关闭第二孔的第二位置之间移动的第二阀构件。当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态时，第一阀构件处于第一阀构件第一位置，第二阀构件处于第二阀构件第一位置，当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，第一阀构件处于第一阀构件第二位置，第二阀构件处于第二阀构件第二状态。所述咳嗽-辅助阀还包括阀致动器，该阀致动器被配置为将第一阀构件和第二阀构件移动至它们用于咳嗽辅助的注气阶段的第一位置，并将第一阀构件和第二阀构件移动至它们用于咳嗽辅助的排气阶段的第二位置。
可选择地，当呼吸机处于呼吸模式时，所述咳嗽-辅助阀被保持在第一状态下进行操作。
可选择地，所述呼吸机部分将呼吸空气流引导至呼吸机连接件，通过咳嗽-辅助阀被保持在第一状态下进行操作以将呼吸空气引导至压缩机入口，用于在呼吸模式下向患者输送。
可选择地，所述第一阀构件和第二阀构件被附接在连接构件上，所述阀致动器被配置为将连接构件移动至第一位置以使第一阀构件和第二阀构件移动至它们用于咳嗽辅助的注气阶段的第一位置，并将连接构件移动至第二位置以使第一阀构件和第二阀构件移动至它们用于咳嗽辅助的排气阶段的第二位置。
可选择地，所述阀致动器包括电磁线圈和永磁体，其中一个电磁线圈和永磁体被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，并且其它的电磁线圈和永磁体是静止的，当电磁线圈被选择性地通电以使第一阀构件和第二阀构件在它们的第一位置和第二位置之间移动时，电磁线圈和永磁体相互磁性作用。
可选择地，所述呼吸机还包括第一永久性闭锁磁体和第二永久性闭锁磁体，以及第一铁磁构件部分和第二铁磁构件部分，其中一个第一永久性闭锁磁体和第一铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，并且其中一个第二永久性闭锁磁体和第二铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第一位置时，所述第一永久性闭锁磁体被放置在足够临近第一铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第一位置，并且当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第二位置时，所述第二永久性闭锁磁体被放置在足够临近第二铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第二位置。
可选择地，所述呼吸机还包括永久性闭锁磁体，和铁磁构件部分，其中一个永久性闭锁磁体和铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，当第一阀构件和第二阀构件处于它们第一位置和第二位置中的一种情况时，所述永久性闭锁磁体被放置在足够临近铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们第一位置和第二位置中的此类一种情况下。
可选择地，所述阀致动器包括静止的电磁线圈和可移动的永磁体，所述电磁线圈被放置在静止的线圈壳体中，连接构件通过所述线圈壳体进行延伸，所述永磁体被放置在线圈壳体中，所述电磁线圈在永磁体周围延伸，该永磁体被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，并且放置为与电磁线圈相互磁性作用，当电磁线圈被选择性地通电以使第一阀构件和第二阀构件在它们的第一位置和第二位置之间移动时，所述电磁线圈和永磁体进行磁力相互作用。
可选择地，所述呼吸机还包括第一永久性闭锁磁体和第二永久性闭锁磁体，以及第一铁磁构件部分和第二铁磁构件部分，其中一个第一永久性闭锁磁体和第一铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，并且其中一个第二永久性闭锁磁体和第二铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第一位置时，所述第一永久性闭锁磁体被放置在足够临近第一铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第一位置，并且当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第二位置时，所述第二永久性闭锁磁体被放置在足够临近第二铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第二位置。
可选择地，所述呼吸机还包括附接到线圈壳体内的连接构件上的第一永久性闭锁磁体和第二永久性闭锁磁体，用于和连接构件作为一个单元进行运动，以及第一铁磁构件部分和第二铁磁构件部分，当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第一位置时，所述第一永久性闭锁磁体被放置在足够临近第一铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第一位置，并且当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第二位置时，所述第二永久性闭锁磁体被放置在足够临近第二铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第二位置。
可选择地，所述第一铁磁构件部分为线圈壳体的第一端部，并且所述第二铁磁构件部分为线圈壳体的第二端部。
可选择地，所述呼吸机还包括附接到线圈壳体内的连接构件上的永久性闭锁磁体，用于和连接构件作为一个单元进行运动，以及铁磁构件部分，当第一阀构件和第二阀构件处于它们第一位置和第二位置中的一种情况时，所述永久性闭锁磁体被放置在足够临近铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们第一位置和第二位置中的此类一种情况下。
可选择地，所述连接构件是完全延伸穿过第二腔室的延长轴，并且具有穿过第一孔进入第一腔室的第一端部以及穿过第二孔进入第三腔室的第二端部，所述第一阀构件附接到第一腔室内且位于阀门进气孔与第一孔之间的轴的第一端部上，并且所述第二阀构件附接到第三腔室内且位于阀门排气出口孔与第二孔之间的轴的第二端部上。
可选择地，所述阀致动器包括电磁线圈和永磁体，其中一个电磁线圈和永磁体被附接至连接构件上，并与连接构件同轴布设，与之作为一个单元进行运动，并且其它电磁线圈和永磁体是静止的，当电磁线圈被选择性地通电以使第一阀构件和第二阀构件在它们的第一位置和第二位置之间移动时，所述电磁线圈和永磁体进行磁力相互作用。
可选择地，其它电磁线圈和永磁体与连接构件同轴布设。
可选择地，所述第一腔室，第二腔室和第三腔室均在阀体内。
可选择地，所述第一腔室，第二腔室和第三腔室在阀体内呈线性排列，所述连接构件是完全延伸穿过第二腔室的延长轴，并且具有延伸至第一腔室内的第一端部以及延伸至第三腔室内的第二端部。
可选择地，所述阀门进气孔，第一孔，第二孔和阀门排气出口孔线性对齐放置，并且连接构件是与阀门进气孔，第一孔，第二孔和阀门排气出口孔同轴对齐放置的延长轴，该轴完全延伸穿过第二腔室，并具有延伸穿过第一孔并进入第一腔室的第一端部，该第一端部在第一腔室内与第一阀构件附接在一起，并能在第一孔和阀门进气孔之间与轴一起移动，以及具有延伸穿过第二孔并进入第三腔室的第二端部，该第二端部在第三孔内与第二阀构件附接在一起，并能在阀门排气出口孔和第二孔之间与轴一起移动。
可选择地，当处于第一阀构件第一位置时，由第一阀构件闭合的第一孔的区域和当处于第二阀构件第一位置时，由第二阀构件闭合的阀门排气出口孔的区域的尺寸被设计成能产生施加在第一阀构件和第二阀构件上的大小基本相等且相反的定向力，该定向力由从第三孔输送的且位于第二腔室内的空气压力所引起，并且当处于第一阀构件第二位置时，由第一阀构件闭合的阀门进气孔的区域和当处于第二阀构件第二位置时，由第二阀构件闭合的第二孔的区域的尺寸被设计成能产生施加在第一阀构件和第二阀构件上的大小基本相等且相反的定向力，该定向力由从第三孔输送的且位于第二腔室内的空气压力所引起。
具有集成咳嗽辅助功能呼吸机的另一个实施例，该呼吸机通过患者回路与患者的患者连接件相流通，呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下操作，包括控制咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作的控制器用以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助，患者回路可与之流通连接的呼吸机连接件，在呼吸模式将呼吸空气流引导至所述呼吸机连接件以输送给患者的呼吸机部分，具有压缩机入口和压缩机出口的压缩机，该压缩机可操作的用以加速气态流体输入至压缩机入口，并将已加速的气态流体输送出压缩机出口，以及咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态。所述咳嗽-辅助阀还包括与空气供给源相流通的阀门进气口，阀门排气出口，与压缩机输入端相流通的阀-压缩机出口，与压缩机输出端相流通的压缩机-阀进口，可在第一阀构件第一位置和第一阀构件第二位置之间移动的第一阀构件，可在第二阀构件第一位置和第二阀构件第二位置之间移动的第二阀构件，与呼吸机连接件相流通的第三孔。当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态时，第一阀构件处于第一阀构件第一位置处，允许来自进入阀门进气口的空气供给源的空气流通过阀-压缩机出口，并进入压缩机入口，同时阻止进入阀门进气口的空气流直接流至第三孔，并且第二阀构件处于第二阀构件第一位置，允许来自压缩机出口并进入压缩机-阀进口的已加速的空气流通过第三孔，以流动至呼吸机连接件用以输送给患者，同时阻止来自压缩机出口并进入压缩机-阀进口的已加速的空气流通过阀门排气出口。当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，第一阀构件处于第一阀构件第二位置，允许来自患者并进入第三孔的排气气流通过阀-压缩机出口，并进入压缩机入口，同时阻止来自患者并进入第三孔的排气气流通过阀门进气口，并且第二阀构件处于第二阀构件第二状态，允许进入压缩机-阀进口的已加速的排气气流通过阀门排气出口，同时阻止进入压缩机-阀进口的已加速的排气气流通过第三孔。阀致动器被配置为将第一阀构件和第二阀构件移动至第一阀构件第一位置和第二阀构件第一位置，用于咳嗽辅助的注气阶段，并且将第一阀构件和第二阀构件移动至第一阀构件第二位置和第二阀构件第二位置，用于咳嗽辅助的排气阶段。
一个在患者连接件和患者回路之间采用分泌物收集器的实施例。所述分泌物收集器包括可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分，可连接到患者回路用于和患者回路相流通的第二连接部分，以及位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分。该中心部分具有与第一连接部分相流通的第一端部，与第二连接部分相流通的第二端部，以及位于第一端部与第二端部之间的分泌物收集井，该分泌物收集井的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物。
可选择地，所述第一连接部分具有第一横截面，所述第二连接部分具有第二横截面，并且所述分泌物收集井是位于第一端部和第二端部之间的腔室，该腔室具有纵向部分，该纵向部分具有至少充分大于第一连接部分的第一横截面的第三横截面，用以对进入中心部分的分泌物进行捕获并保留在分泌物收集腔室中。
可选择地，所述收集器包括与分泌物收集井相流通的引流道(drain)，用于去除掉由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
可选择地，所述分泌物收集器，当与抽吸源一起使用时，还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集井相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集井，用以除去由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
可选择地，所述引流道的第一端部在相比于分泌物收集井的第二端部更靠近第一端部的位置处与分泌物收集井相流通。
另一个分泌物收集器的实施例用于包括具有内部通道的连接部分的患者连接件与包括具有内部通道的连接部分的咳嗽辅助管道之间。所述分泌物收集器包括可连接到患者连接件的连接部分用于和患者连接件相流通的第一连接部分，该第一连接部分具有内部通道，可连接到咳嗽辅助管道的连接部分用于和咳嗽辅助管道相流通的第二连接部分，该第二连接部分具有内部通道，以及位于第一连接部分和第二连接部分之间的分泌物收集腔室。该分泌物收集腔室具有朝向第一连接部分放置的腔室第一端部以及朝向第二连接部分放置的腔室第二端部。所述第一连接部分和患者连接件的连接部分的通道中的一个在腔室第一端部处形成了用于分泌物收集腔室的流动孔(flow aperture)，并且所述第二连接部分和咳嗽辅助管道的连接部分的通道中的一个在腔室第二端部处形成了用于分泌物收集腔室的流动孔。分泌物腔室设有一个井部，该井部的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物。
可选择地，所述分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过位于腔室第一端部的流动孔进入分泌物腔室的流体流速在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
可选择地，所述分泌物收集器包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
可选择地，当与抽吸源一起使用时，所述分泌物收集器还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相连通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
可选择地，所述引流道的第一端部在相比于腔室第二端部更靠近腔室第一端部的位置处与分泌物收集腔室向流通。
另一个实施例是用于与患者回路一起使用的集成有分泌物收集器的患者连接件。所述患者连接件包括患者呼吸管道部分和具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室。所述腔室第一端部与患者呼吸管道部分相流通，并且所述腔室第二端部可连接到患者回路用于和患者回路相流通。所述患者呼吸管道部分和腔室第一端部限定了在腔室第一端部处用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔。所述分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
可选择地，所述患者连接件还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
可选择地，当与抽吸源一起使用时，所述患者连接件还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
另一个实施例是用于与患者连接件一起使用的集成有分泌物收集器的患者回路。所述患者回路包括患者回路管道部分和具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室。所述腔室第一端部可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通，并且所述腔室第二端部与患者回路管道部分相流通。患者连接件与腔室第一端部连接在一起时，在腔室第一端部处限定了用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔。分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
可选择地，所述患者回路还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
可选择地，当与抽吸源一起使用时，所述患者回路还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
另外一个具有集成的分泌物收集器和患者回路的患者连接件的实施例。所述分泌物收集器包括患者呼吸管道部分，患者回路管道部分，以及具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室。所述腔室第一端部与患者呼吸管道部分相流通，所述腔室第二端部与患者回路管道部分相流通。所述患者呼吸管道部分与腔室第一端部在腔室第一端部处限定用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔。分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
可选择地，所述患者连接件还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
可选择地，当与抽吸源一起使用时，所述患者连接件还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
另一个实施例是呼吸机，该呼吸机具有集成咳嗽辅助和分泌物收集器用于和患者连接件相流通。所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下进行操作。所述呼吸机包括呼吸机连接件，和具有可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分，与呼吸机连接件相流通的第二连接部分，以及位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分。该中心部分具有与第一连接部分相流通的第一端部，与第二连接部分相流通的第二端部，以及位于第一端部与第二端部之间的分泌物收集井，该分泌物收集井的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物。所述呼吸机也包括在呼吸模式下将呼吸空气流引导至呼吸机连接件用以向患者输送的呼吸机部分，用于在无需将呼吸机与患者断开的情况下选择性地将呼吸机的操作从呼吸模式切换至咳嗽-辅助模式的用户输入端，以及响应于用户输入端的可操作的控制器，该控制器用于将呼吸机从呼吸模式的操作切换至咳嗽-辅助模式的操作，并能控制在咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作用于向患者提供至少一种咳嗽辅助。
可选择地，当控制在咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作，所述控制器控制呼吸机的操作以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助。所述呼吸机还包括至少一个咳嗽-辅助阀以在咳嗽辅助的注气阶段的至少一部分时间内将正压传递至呼吸机连接件，并在咳嗽辅助的排气阶段的至少一部分时间内将负压传递至呼吸机连接件。
可选择地，所述呼吸机还包括与分泌物收集井相流通的引流道，用于去除由分泌物收集井捕获和保留的分泌物。
可选择地，当与抽吸源一起使用时，所述呼吸机还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集井相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集井，用以除去由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
一个在患者连接件和患者回路之间采用分泌物收集器的实施例。所述分泌物收集器包括可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分，可连接到患者回路用于和患者回路相流通的第二连接部分，以及位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分，该中心部分具有与第一连接部分相流通的第一端部，与第二连接部分相流通的第二端部。所述分泌物收集器还包括与中心部分相流通放置的分泌物收集引流道，该分泌物收集引流道的尺寸和位置适于去除进入中心部分的分泌物。
所述分泌物收集器可以与抽吸源一起使用。在这种情况下，所述分泌物收集引流道可以具有与中心部分相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于中心部分，用以除去进入中心部分的分泌物。
一个被动阀通过连接至患者连接件作为呼吸机的固定泄露阀使用的实施例。所述被动阀包括具有内部腔室的阀体，与内部腔室相流通且被配置为与患者连接件相流通的第一阀体端口，与内部腔室相流通且被配置为与呼吸机相流通的第二阀体端口，与内部腔室和阀体的外部环境空气相流通的阀体通道，以及止回阀密封件，该止回阀密封件的位置适于密封阀体通道，以允许内部腔室中的气流通过阀体通道流至阀体的外部，并能防止外部环境空气流通过阀体通道流进内部腔室。
可选择地，所述阀体通道为至少部分地围绕阀体延伸的细长的周向延伸通道。
可选择地，所述被动阀还包括与内部腔室和通道相流通的多个第一通道。
可选择地，所述止回阀密封件为细长的周向延伸的柔性密封件，其放置在通道内并且可以在关闭位置和开启位置之间易曲地移动，所述关闭位置用于关闭第一通道，以防止当内部腔室压力低于阈值压力时通过第一通道将内部腔室与通道相流通，所述开启位置用于打开第一通道，以允许当内部腔室压力高于阈值压力时通过第一通道将内部腔室与通道相流通，从而在内部腔室与阀体的外部环境空气之间提供流通路径。
另一个被动阀通过连接至患者连接件作为呼吸机的固定泄露阀使用的实施例。所述被动阀包括具有第一主体部分，第二主体部分以及位于第一主体部分和第二主体部分之间的第三主体部分的主体。所述第一主体部分具有延伸穿过其中的第一流体通道，该第一流体通道具有被配置为与患者连接件相流通的外端部，所述第二主体部分具有延伸穿过其中的第二流体通道，该第二流体通道具有被配置为与呼吸机相流通的外端部，并且所述第三主体部分具有延伸穿过其中且与第一流体通道和第二流体通道相流通的第三流体通道。所述第一流体通道、第二流体通道以及第三流体通道组合在一起构成主体流体通道。所述第三主体部分具有至少部分地在其周围延伸的腔室，该腔室具有至少一个与主体流体通道相流通的内部开口，以及至少一个与主体的外部相流通的外部开口。密封件被包括在内，该密封件的至少一部分位于腔室内并可在关闭位置和开启位置之间移动，所述关闭位置在主体流体通道的压力低于阈值压力时用于关闭腔室的所述至少一个内部开口，所述开启位置在主体流体通道的压力高于阈值压力时用于打开所述至少一个内部开口。
可选择地，所述密封件的部分是密封件的第一周边部分。
可选择地，所述密封件的第一周边部分为柔性的，并且响应于主体流体通道的压力高于阈值压力，通过弯曲远离所述至少一个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。
可选择地，所述密封件还包括相对于主体保持静止的密封件的第二周边部分。
可选择地，所述密封件为柔性的，并且响应于主体流体通道的压力高于阈值压力，通过弯曲远离所述至少一个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。
可选择地，所述至少一个内部开口包括至少两个内部开口，并且所述密封件的部分在腔室的至少两个内部开口之间延伸，并可在关闭位置和开启位置之间移动，所述关闭位置用于覆盖和闭合所述至少两个内部开口，以防止当主体流体通道的压力低于阈值压力时通过所述至少两个内部开口将主体流体通道与内部腔室相流通，所述开启位置用于打开所述至少两个内部开口，以允许当主体流体通道的压力高于阈值压力时通过所述至少两个内部开口将主体流体通道与内部腔室相流通，从而在主体流体通道与腔室的所述至少一个外部开口之间提供流通路径。
可选择地，所述密封件具有第一周边部分和第二周边部分，第一周边部分和第二周边部分中的一个被放置在第一周边部分和第二周边部分中的另一个的外侧。密封件的第一周边部分在所述至少两个内部开口之间延伸，为柔性的，并且响应于主体流体通道的压力高于阈值压力，通过弯曲远离所述至少两个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。密封件的第二周边部分相对于主体保持静止。
可选择地，所述腔室是完全围绕第三流体通道延伸的环形腔室，并且所述密封件是环形密封件。
另一个被动阀通过连接至患者连接件作为呼吸机的固定泄露阀使用的实施例。所述被动阀包括具有密封中心开口的密封件，第一主体部分，第二主体部分以及腔室。所述第一主体部分具有延伸穿过其中的第一流体通道，该第一流体通道具有被配置为与患者连接件相流通的外部第一端部，和内部第二端部，所述第二主体部分具有延伸穿过其中的第二流体通道，该第二流体通道具有被配置为与呼吸机相流通的外部第一端部，和内部第二端部。所述第一主体部分和第二主体部分的内部第二端部被连接在一起，所述密封件位于它们之间，所述密封中心开口与第一流体通道和第二流体通道对齐，以形成在第一主体部分和第二主体部分的外部第一端部之间延伸的主体流体通道。所述腔室围绕主体流体通道延伸，并且具有至少一个与主体流体通道相流通的内部开口，以及至少一个与主体的外部相流通的外部开口。所述密封件具有位于腔室内的第一周边部分，该第一周边部分可在关闭位置和开启位置之间移动，所述关闭位置在主体流体通道的压力低于阈值压力时用于关闭所述至少一个内部开口，所述开启位置在主体流体通道的压力高于阈值压力时用于打开所述至少一个内部开口。
可选择地，所述环形密封件的第一周边部分是柔性的，并且响应于主体流体通道的压力高于阈值压力，通过弯曲远离所述至少一个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。
可选择地，所述环形密封件还具有相对于主体保持静止的第二周边部分。
可选择地，所述至少一个内部开口由相互连接的第一主体部分和第二主体部分的内部第二端部之间的至少一个间隙形成。
可选择地，所述至少一个外部开口形成于相互连接的第一主体部分和第二主体部分的内部第二端部中的至少一个的凸缘部分中。
另一个具有集成咳嗽辅助的呼吸机与患者一起使用的实施例。所述呼吸机包括用于和患者连接件相流通的被动患者回路，具有可连接到患者回路并与之相流通的呼吸机连接件，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下进行操作。当呼吸机处于呼吸模式时，呼吸机部分将呼吸空气流引导至呼吸机连接件，用于由患者回路输送到患者，所述呼吸空气在患者回路中产生高于阈值压力的压力。所述呼吸机还包括在不断开呼吸机与患者连接的情况下，用于选择将呼吸机操作从呼吸模式切换至咳嗽-辅助模式的用户输入端，以及响应于用户输入端的可操作的控制器，用于将呼吸机由呼吸模式操作切换至咳嗽-辅助模式操作，并控制呼吸机在咳嗽-辅助模式下的操作，用以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助。所述呼吸机还包括咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态。当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，咳嗽-辅助阀在患者回路压力高于阈值压力下通过患者回路将正压传递至呼吸机连接件，用以输送至患者，并且当咳嗽-辅助阀处于第二状态用于咳嗽辅助的排气阶段，咳嗽-辅助阀在患者回路压力低于阈值压力下通过患者回路将负压传递至呼吸机连接件，用以输送至患者。所述呼吸机的患者回路包括用作固定泄露阀的被动阀。该被动阀包括具有内部腔室的阀体，与内部腔室相流通并被配置为与患者连接件相流通的第一阀体端口，与内部腔室相流通并被配置为与呼吸机连接件相流通的第二阀体端口，与内部腔室和阀体的外部环境空气相连通的阀体通道，以及止回阀密封件，该止回阀密封件被定位用以密封阀体通道，以允许内部腔室中的气流通过阀体通道流动至阀体的外部，并且防止阀体的外部环境空气流通过阀体通道进入内部腔室。
可选择地，所述阀体通道包括至少部分地围绕阀体的内部腔室延伸的通道腔室，所述第一阀体端口包括通道腔室的至少两个内部开口，从而提供通道腔室与阀体的内部腔室之间的流体连接，并且所述第二阀体端口包括通道腔室的至少两个外部开口，从而提供通道腔室与阀体的外部之间的流体连接。所述止回阀密封件至少部分地放置在通道腔室中，并在通道腔室的所述至少两个内部开口之间延伸。密封件的部分可在关闭位置和开启位置之间移动，所述关闭位置在阀体的内部腔室的压力低于阈值压力时用于关闭通道腔室的所述至少两个内部开口，所述开启位置在阀体的内部腔室的压力高于阈值压力时打开通道腔室的所述至少两个内部开口。
可选择地，位于通道腔室内的密封件的部分为柔性的，并且响应于阀体的内部腔室的压力高于阈值压力，通过弯曲远离通道腔室的所述至少两个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。
可选择地，所述密封件还包括相对于阀体保持静止的部分。
另一个将患者连接件和呼吸机及具有至少一个肺的患者一起使用的实施例。所述患者连接件包括具有流体通道的患者接口部分，所述流体通道可与患者耦合以和患者的所述至少一个肺相流通；以及作为固定泄漏阀进行操作的被动阀部分。该阀部分包括具有内部腔室的阀体，与内部腔室相流通并被配置为与患者接口部分的流体通道相流通的第一阀体端口，与内部腔室相流通并被配置为与呼吸机相流通的第二阀体端口，与内部腔室和阀体的外部环境空气相流通的阀体通道，以及止回阀密封件，该止回阀密封件被定位用以密封阀体通道，以允许内部腔室中的气流通过阀体通道流动至阀体的外部，并且防止阀体的外部环境空气流通过阀体通道进入内部腔室。
可选择地，所述阀体通道为至少部分地围绕阀体延伸的细长的周向延伸通道。
可选择地，所述患者连接件还包括多个与内部腔室和通道相流通的第一通道。
可选择地，所述止回阀密封件为放置在通道内细长的周向延伸的柔性密封件，并可在关闭位置和开启位置之间易曲地移动，所述关闭位置在内部腔室的压力低于阈值压力时用于关闭第一通道，以防止通过第一通道使得内部腔室和通道之间相流通，所述开启位置在内部腔室的压力高于阈值压力时打开第一通道，以允许通过第一通道使得内部腔室和通道之间相流通，从而在内部腔室与阀体的外部环境空气之间提供流体连接路径。
一个将主动呼气阀与呼吸机一起使用以控制患者呼出气体流的实施例。所述主动呼气阀包括患者回路连接件端口，患者连接件端口，呼气端口，先导压力端口，阀座以及可移动提升阀。该可移动提升阀包括内部波纹管构件，外部波纹管构件以及波纹管提升阀面。所述先导压力端口被配置为施加到先导压力端口的激活压力，使内部波纹管构件和外部波纹管构件延伸，以使波纹管提升阀面与阀座相接合，并限制流向呼气端口的患者呼出气体流，并且流向先导压力端口的激活压力的降低，允许内部波纹管构件和外部波纹管构件将波纹管提升阀面从阀座移动离开，并与阀座脱离接合，以允许患者呼出气体流向呼气端口流动，从而控制来自阀的患者呼出气体流。
可选择地，所述内部波纹管构件和外部波纹管构件之间形成内部波纹管腔室，并且先导压力端口与内部波纹管腔室相流通。
可选择地，所述内部波纹管构件具有延伸穿过其中的内部波纹管流体通道，该内部波纹管流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口相流通。
可选择地，所述内部波纹管流体通道在呼气阀操作期间，与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通，并且与内部波纹管构件和外部波纹管构件之间的内部波纹管腔室断开流通。
可选择地，所述内部波纹管构件具有延伸穿过其中的内部波纹管流体通道，该内部波纹管流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通。
另一个将主动呼气阀与患者连接件和呼吸机一起使用的实施例，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作以控制患者呼出气体流的压力源。所述的主动呼气阀包括与呼吸机相流通的患者回路连接件端口，与患者连接件相流通的患者连接件端口，与阀外部空气相流通的呼气端口，用以将患者呼出气体从阀排出，与压力源相流通的先导压力端口，阀座以及可移动提升阀。该可移动提升阀包括内部波纹管构件，外部波纹管构件以及波纹管提升阀面。所述先导压力端口被配置为通过压力源施加到先导压力端口的激活压力，使内部波纹管构件和外部波纹管构件延伸，以使波纹管提升阀面与阀座密封接合，并限制流向呼气端口的患者呼出气体流，并且通过压力源施加到先导压力端口的激活压力的降低，允许内部波纹管构件和外部波纹管构件将波纹管提升阀面从阀座移动离开，并与阀座脱离密封接合，以允许将患者呼出气体流向呼气端口流动，从而控制来自阀的患者呼出气体流。
可选择地，所述内部波纹管构件和外部波纹管构件之间形成内部波纹管腔室，并且先导压力端口与内部波纹管腔室相流通。
可选择地，所述内部波纹管构件具有延伸穿过其中的内部波纹管流体通道，该内部波纹管流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口相流通。
可选择地，所述内部波纹管流体通道在呼气阀操作期间，与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通，并且与内部波纹管构件和外部波纹管构件之间的内部波纹管腔室断开流通。
可选择地，所述内部波纹管构件和外部波纹管构件之间形成内部波纹管腔室，并且先导压力端口与内部波纹管腔室连续流通。
另一个将主动呼气阀与呼吸机一起使用以控制阀的操作来控制患者呼出气体流的实施例。所述主动呼气阀包括患者回路连接件端口，患者连接件端口，呼气端口，先导压力端口，阀座以及可移动提升阀。该可移动提升阀包括内部构件，外部构件以及提升阀面。所述先导压力端口被配置为施加到先导压力端口的激活压力，使内部构件和外部构件向阀座移动，以使提升阀面与阀座相接合，并限制流向呼气端口的患者呼出气体流，并且流向先导压力端口的激活压力的降低，允许内部构件和外部构件移动离开阀座，以使提升阀面与阀座脱离接合，以允许患者呼出气体流向呼气端口流动，从而控制来自阀的患者呼出气体流。
可选择地，所述内部构件和外部构件之间形成内部腔室，并且先导压力端口与内部腔室相流通。
可选择地，所述内部构件具有延伸穿过其中的内部构件流体通道，该内部构件流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口相流通。
可选择地，所述内部构件流体通道在呼气阀操作期间，与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通，并且与内部构件和外部构件之间的内部腔室断开流通。
可选择地，所述内部构件具有延伸穿过其中的内部构件流体通道，该内部构件流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通。
另一个将主动呼气阀与患者连接件和呼吸机一起使用的实施例，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作的压力源。所述主动呼气阀包括具有内部主体腔室的阀体，其中在内部主体腔室中的气体具有主体腔室压力，与主体腔室相流通且被配置为与患者连接件相流通的第一主体端口，与主体腔室相流通且被配置为与呼吸机相流通的第二主体端口，与主体腔室和阀体的外部环境空气相流通的通道，以及在用于密封通道的关闭位置与用于打开通道的开启位置之间可移动的阀密封件。该阀密封件具有外部构件，放置在外部构件中的内部构件，位于外部构件与内部构件之间并与压力源相流通的内部密封腔室，以及在外部构件与内部构件之间延伸并能随之移动的密封构件。该密封构件具有位于密封腔室内部的第一表面部分，该第一表面部分被配置为响应于通过压力源施加到其上的压力而使阀密封件向关闭位置移动，位于密封腔室外部的第二表面部分，该第二表面部分被配置为响应于通过主体腔室压力施加到其上的压力而使阀密封件向开启位置移动，所述阀密封件的移动量和移动方向对应于由压力源产生的合力以及第一表面部分和第二表面部分上的主体腔室压力。
可选择地，所述内部构件具有延伸穿过其中的内部构件流体通道，该内部构件流体通道与主体腔室相流通，并具有与第一主体端口相流通的第一端和与第二主体端口相流通的第二端。
可选择地，所述内部构件流体通道在呼气阀操作期间与第一主体端口和第二主体端口连续连通，并且与内部构件和外部构件之间的密封腔室断开流通。
可选择地，所述内部构件具有延伸穿过其中的内部构件流体通道，该内部构件流体通道具有与第一主体端口连续流通的第一开口以及与第二主体端口连续流通的第二开口。
可选择地，所述主体具有位于阀密封件外部的壁部分，该壁部分在阀密封件外部形成另一个腔室，所述通道位于壁部分中。
可选择地，所述主体具有围绕主体腔室轴向延伸并位于阀密封件外部的周边壁部分，该周边壁部分形成了至少部分地围绕主体腔室延伸的细长周边腔室，所述通道位于周边壁部分中。
可选择地，所述通道包括位于主体的外壁中并与主体腔室和阀体的外部环境空气相流通的多个孔。
另一个将主动呼气阀与患者连接件和呼吸机一起使用的实施例，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作的压力源。所述主动呼气阀包括阀体，该阀体具有内部主体腔室，主体壁部分以及孔，所述内部主体腔室中的气体具有内部腔室压力，所述主体壁部分中的通道与压力源相流通，所述孔与通道相流通；与主体腔室相流通并配置为与患者连接件相流通的第一主体端口；与主体腔室相流通并配置为与呼吸机相流通的第二主体端口；与主体腔室和阀体的外部环境空气相流通的通道；以及在用于密封通道的关闭位置与用于打开通道的开启位置之间可移动的阀密封件。该阀密封件具有纵向延伸并可纵向压缩的外壁，位于外壁内部的纵向延伸并可纵向压缩的内壁，每个外壁和内壁均具有第一端和第二端；能关闭位于外壁的第一端和内壁的第一端之间的空间，并能与外壁的第一端和内壁的第一端纵向移动的密封件端壁，所述主体壁部分能关闭位于外壁的第二端和内壁的第二端之间的空间；以及位于外壁和内壁之间，并在密封件端壁和主体壁部分之间延伸的内部密封腔室。所述主体壁部分的孔与密封腔室相流通，用以提供与压力源的流通。所述密封件端壁在阀体内可在关闭位置和开启位置之间纵向移动，在关闭位置时所述外壁和内壁处于延伸构型，在开启位置时所述外壁和内壁被压缩在至少部分可被压缩的位置处。所述密封件端壁具有位于密封腔室内部的第一表面部分，该第一表面部分被配置为响应于由压力源施加到其上的压力而使阀密封件向关闭位置移动，以及位于密封腔室外部的第二表面部分，该第二表面部分被配置为响应于由本体腔室压力施加到其上的压力而使阀密封件向开启位置移动，所述阀密封件的移动量和移动方向对应于由压力源产生的合力以及密封件端壁的第一表面部分和第二表面部分上的主体腔室压力。
可选择地，所述内壁具有延伸穿过其中的内壁流体通道，该内壁流体通道与主体腔室相流通，并具有与第一主体端口相流通的第一端和与第二主体端口相流通的第二端。
可选择地，所述内壁流体通道在呼气阀的操作期间与第一主体端口和第二主体端口连续连通，并且与内壁和外壁之间的密封腔室断开流通。
可选择地，所述内壁具有延伸穿过其中的内壁流体通道，该内壁流体通道具有与第一主体端口连续流通的第一开口以及与第二主体端口连续流通的第二开口。
可选择地，纵向可压缩的外壁和内壁是波纹状的，具有多个波纹，并且当处于至少部分纵向可压缩的位置时，多于一个波纹被纵向压缩。
最后一个将主动呼气阀与患者连接件和呼吸机一起使用的实施例，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作的压力源。所述主动呼气阀包括阀体，该阀体具有内部主体腔室，与压力源相流通的通道以及与通道相流通的孔，所述内部主体腔室中的气体具有主体腔室压力；与主体腔室相流通并配置为与患者连接件相流通的第一主体端口；与主体腔室相流通并配置为与呼吸机相流通的第二主体端口；与主体腔室和阀体的外部环境空气相流通的通道；以及在用于密封通道的关闭位置与用于打开通道的开启位置之间可移动的阀密封件。该阀密封件具有密封腔室，该密封腔室由第一纵向间隔端部和第二纵向间隔端部，以及可纵向延伸的外壁和位于外壁内部的可纵向延伸的内壁所形成。所述阀体的孔与密封腔室相流通，用以提供与压力源的流通。所述密封腔室的第一端可以在阀体中并且阀体密封件的关闭位置和阀体密封件的开启位置之间纵向移动，在关闭位置时所述外壁和内壁处于纵向延伸的构型，在开启位置时所述外壁和内壁处于纵向缩回的构型。所述阀密封件响应于由压力源施加的压力而被移动向关闭位置，响应于由主体腔室压力施加的压力而被移动向开启位置，所述阀密封件的移动量和移动方向对应于由压力源和主体腔室压力所产生的合力。
可选择地，所述内壁具有延伸穿过其中的内壁流体通道，该内壁流体通道与主体腔室相流通，并具有与第一主体端口相流通的第一端和与第二主体端口相流通的第二端。
可选择地，所述内壁流体通道在呼气阀操作期间与第一主体端口和第二主体端口连续连通，并且与内壁和外壁之间的密封腔室断开流通。
可选择地，所述内壁具有延伸穿过其中的内壁流体通道，该内壁流体通道具有与第一主体端口连续流通的第一开口以及与第二主体端口连续流通的第二开口。
附图简要说明
图1是示出包括用于人类患者的呼吸机的示例性系统的框图。
图2A是与图1的呼吸机一起使用的被动患者回路的第一实施例的图示。
图2B是与图1的呼吸机一起使用的被动患者回路的第二实施例的横截面图。
图2C是以关闭构型示出的图2B的被动患者回路的阀组件的放大横截面图。
图2D是以开放构型示出的图2B的被动患者回路的阀组件的放大横截面图。
图2E是图2B的被动患者回路的阀组件的分解图。
图2F是图2A所示的被动患者回路的第一实施例的替代实施例的图示，其中泄漏阀并入到患者连接件中。
图3A是与图1的呼吸机一起使用的主动患者回路的实施例的横截面图。
图3B是图3A的主动患者回路的多腔管组件的分解图。
图3C是图3A的主动患者回路的主动呼气阀组件的分解图。
图3D是图3C的主动呼气阀组件的双波纹管构件的放大透视图。
图3E是图3A所示的主动患者回路的放大横截面图，其示出了处于关闭位置的主动呼气阀组件的双波纹管构件。
图3F是图3A所示的主动患者回路的第一放大横截面图，其示出了处于打开位置的主动呼气阀组件的双波纹管构件。
图3G是图3A所示的主动患者回路的第二放大横截面图，其示出了处于打开位置的主动呼气阀组件的双波纹管构件。
图4是示出图1的呼吸机的一些示例性构件的框图。
图5A是示出图1的呼吸机的呼吸机组件的一些示例性构件的示意图，其具有以第一构型示出的呼吸机组件的咳嗽辅助阀。
图5B是示出处于第二构型的呼吸机组件的咳嗽辅助阀的示意图。
图5C是示出处于第一构型的咳嗽辅助阀的图5A示意图的放大部分。
图5D是示出处于第二构型的咳嗽辅助阀的图5B示意图的放大部分。
图5E是示出呼吸机的控制系统的示例性组件，由控制系统发送给呼吸机组件的示例性构件的控制信号，以及由控制系统接收的来自呼吸机组件的示例性构件的数据信号的框图。
图6是示出图1的呼吸机的用户界面的一些示例性构件的框图。
图7A是示出图1的呼吸机的氧气组件的一些示例性构件的示意图。
图7B是示出由控制系统发送给氧气组件的示例性构件的示例性控制信号，以及由控制系统接收的来自氧气组件的示例性构件的数据信号的框图。
图8A是示出在真空变压吸附(“VPSA”)工艺的第一阶段期间氧气组件的吸附床的框图。
图8B是示出在VPSA工艺的第二阶段期间氧气组件的吸附床的框图。
图8C是示出在VPSA工艺的第三阶段期间氧气组件的吸附床的框图。
图8D是示出在VPSA工艺的第四阶段期间氧气组件的吸附床的框图。
图9是氧气组件的计量阀的图示。
图10A是氧气组件的第一旋转阀组件的第一侧的透视图。
图10B是第一旋转阀组件的第二侧的透视图。
图10C是包括马达组件的轴并省略马达组件的其它部分的第一旋转阀组件的第一侧的透视图。
图10D是去除掉外壳和印刷电路板的第一旋转阀组件的第二侧的透视图。
图10E是用端盖和紧固件示出的第一旋转阀组件的四个提升阀之一的分解透视图。
图10F是第二提升阀和第四提升阀打开的第一旋转阀组件的横截面图。
图10G是第一提升阀和第三提升阀打开的第一旋转阀组件的横截面图。
图11是示出在VPSA工艺的四个阶段期间由氧气发生器的氮吸附材料床所经受的压力和进料流的图。
图12是由图1的呼吸机的控制系统执行的方法流程图。
图13A是氧气组件的可选的第二旋转阀组件的图示，示出了第二旋转阀组件中四个提升阀中的第一提升阀处于打开状态。
图13B是氧气组件的可选的第二旋转阀组件的图示，示出了第二旋转阀组件中四个提升阀中的第二提升阀处于打开状态。
图13C是氧气组件的可选的第二旋转阀组件的图示，示出了第二旋转阀组件中四个提升阀中的第三提升阀处于打开状态。
图13D是氧气组件的可选的第二旋转阀组件的图示，示出了第二旋转阀组件中四个提升阀中的第四提升阀处于打开状态。
图14A是示出在吸气和排气阶段期间使用现有技术的呼吸机的患者气道流动的图。
图14B是示出在吸气和排气阶段期间使用现有技术的呼吸机的患者气道压力的图。
图15A是示出在吸气和排气阶段期间使用图1的呼吸机的患者气道流动的图。
图15B是示出在吸气和排气阶段期间使用图1的呼吸机的患者气道压力的图。
图16是示出与图1的呼吸机一起使用的示例性抽吸组件的框图。
图17A是示出了咳嗽辅助阀进气侧的呼吸机组件的咳嗽辅助阀的透视图。
图17B是示出了咳嗽辅助阀排气出口侧的咳嗽辅助阀的透视图。
图18A是咳嗽辅助阀处于第一构型被用于正常呼吸和咳嗽的吸气阶段期间的横截面图。
图18B是咳嗽辅助阀处于第二构型被用于咳嗽的排气阶段期间的咳嗽辅助阀的横截面图。
图19A是咳嗽辅助阀的端盖组件的分解透视图。
图19B是图19A的端盖组件的座构件的第二侧的放大透视图。
图19C是图19A的端盖组件的座构件的第一侧的放大透视图。
图20是包括运动线圈致动器，轴和一对提升阀组件的咳嗽辅助阀的子组件的透视图。
图21是咳嗽辅助阀的一个提升阀组件的分解透视图。
图22是包括轴，引导构件和保持环的咳嗽辅助阀的子组件的分解透视图。
图23A是省略端盖组件和提升阀组件的咳嗽辅助阀的进气侧的透视图。
图23B是省略端盖组件的咳嗽辅助阀的排气出口侧的透视图。
图24A是咳嗽辅助阀的壳体的进气主体部分的第一侧的透视图。
图24B是咳嗽辅助阀的壳体的进气主体部分的第二侧的透视图。
图25是咳嗽辅助阀的壳体的排气主体部分的透视图。
图26是一对曲线图，顶部曲线图示出了使用呼吸机执行的咳嗽辅助操作的吸气和排气阶段期间的气道压力，并且底部曲线图示出了使用呼吸机执行的咳嗽辅助操作的吸气和排气阶段期间的气道流速。
图27是分泌物收集器的侧视图。
图28是连接到患者连接件和患者回路连接件的图27的分泌物收集器的侧视图。
图29是包括引流道的图28的分泌物收集器的实施例的侧视图。
图30是与图2B的被动患者回路一起使用的阀组件的替代实施例的分解图。
图31A是以关闭构型示出的图30的阀组件的放大纵向横截面图。
图31B是以打开构型示出的图30的阀组件的放大纵向横截面图。
图31C是图31A的阀组件从图31A所示的位置绕其纵向轴线旋转约45°的放大纵向横截面图。
图32是图30的阀组件的第一阀壳体的透视图。
图33是图30的阀组件的第二阀壳体的透视图。
图34A是与图5A的呼吸机组件一起使用的咳嗽辅助阀的替代实施例的纵向横截面图，示出了其以第一构型被用于正常呼吸和咳嗽的吸气阶段期间。
图34B是图34A的咳嗽辅助阀的纵向横截面图，示出了其以第二构型被用于咳嗽的排气阶段期间。
图35是图34A的咳嗽辅助阀的端盖组件的分解透视图。
图36是图34A的咳嗽辅助阀的子组件的透视图，其包括致动器，轴和一对提升阀组件的可移动磁体子组件。
图37是图34A的咳嗽辅助阀的壳体的进气主体部分的透视图。
图38是图34A的咳嗽辅助阀的壳体的排气主体部分的透视图。
附图中已经使用相同的附图标记来识别相同的构件。
具体实施方式
图1是示出示例性系统10的框图，其包括供患者102使用的具有集成咳嗽辅助功能的呼吸机100。呼吸机100可以被配置为提供传统的体积控制呼吸和压力控制呼吸。呼吸机100具有可选的多腔管连接件103，主呼吸机连接件104和患者氧气出口105。患者102具有患者连接件106(例如，气管导管，鼻罩，吹嘴，以及类似构件)，其通过患者回路110可连接到主呼吸机连接件104和/或患者氧气出口105。
如下所述，患者回路110可被实现为主动患者回路或被动患者回路。可选择地，当患者回路110被实现为主动患者回路时，患者回路110可以包括被配置为可连接到可选的多腔管连接件103的一个或多个端口111。端口111允许一个或多个压力信号109在可选的多腔管连接件103和患者回路110之间流动。对于本领域普通技术人员显而易见的是，压力信号可以被表征为从用于测量压力的流体(和/或气体)源获得的气体。获得的气体与流体(和/或气体)源具有相同的压力。
主呼吸机连接件104被配置为提供包括可选择地与氧气混合的室内空气114在内的气体112。虽然被认为是“室内空气”，但是本领域普通技术人员认识到，室内空气114可以包括从呼吸机100外部的任何源所获取的空气。气体112可以用作吸入气体(在呼吸的吸气阶段期间)或在咳嗽的注气阶段期间用作注气气体。主呼吸器连接件104被配置为接收可以包括患者102在咳嗽的排气阶段期间呼出的排气气体在内的气体113。
空气114由呼吸机100通过患者进气口116接收。与空气114任选混合的氧气可由呼吸机100在内部产生，和/或从可选的低压氧气源118(例如，氧气浓缩器)和/或可选的高压氧气源120被接收。当氧气在内部产生时，呼吸机100通过出口排气孔124排出废气(例如，富氮气体122)。可选择地，呼吸机100可以包括低压氧气进口126，该低压氧气进口126被配置为耦合到可选的低压氧气源118并从中接收可选的低压氧气128。呼吸机100可以包括可选的高压氧气进口130，该高压氧气进口130被配置为耦合到可选的高压氧气源120并从中接收可选的高压氧气132。
患者氧气出口105被配置为向患者连接件106(通过患者回路110)提供与患者呼吸同步的氧气140的剂量或脉冲。与由主呼吸机连接件104提供的气体112不同，氧气140的脉冲不包括空气114。
输送到患者回路110的气体112和/或氧气140的脉冲，由此作为吸气或注气气体108，输送至患者连接件106，该患者连接件106至少部分地将这些气体输送至患者的肺部142。无论何时患者在呼吸的呼气阶段或咳嗽的排气阶段进行呼气，呼出气体107通过患者连接件106进入患者回路110。因此，患者回路110可以包含以下一种或多种气体：由呼吸机100提供的气体112，氧气140的脉冲，以及呼出气体107。为了便于说明，患者回路110内的气体将在后续部分称为“患者气体”。
可选择地，呼吸机100包括被配置为耦合到可选的抽吸组件152的抽吸连接件150。呼吸机100可通过可选的抽吸连接件150将抽吸154提供给可选的抽吸组件152。抽吸组件152可以被配置为连接到患者连接件106，位于患者连接件106内部的吸入导管812(见图16)，和/或引流道1280(见图29)。
参考图1，可选择地，呼吸机100包括被配置为耦合到可选的喷雾器组件162的喷雾器连接件160。呼吸机100通过可选的喷雾器连接件160将气体164(例如，空气114)提供给可选的喷雾器组件162。可选的喷雾器组件162可以被配置为连接到患者回路110。然而，这并不是必须的。
可选择地，呼吸机100可以包括出口端口166，通过出口端口166，排气167可从呼吸机100排出。
呼吸机100可以被配置为便携式的，并由内部电池(未示出)和/或外部电源(未示出)，例如常规的壁式插座，进行供电。
被动患者回路
图2A是可以用于实现患者回路110的被动患者回路170的第一实施例的图示。参考图2A，被动患者回路170具有与第二端部174相对的第一端部172。第一端部172被配置为连接或耦合(例如，直接地或使用软管，流动管线，管道，或管)到主呼吸机连接件104。第二端部174被配置为连接或耦合到患者连接件106(例如，直接地或使用软管，流动管线，管道，或管)。可选择地，分泌物收集器1250(下面结合图27-29进行描述)可以放置在第二端部174和患者连接件106之间。被动患者回路170将气体112
(包括可选地与氧气混合的空气114)从主呼吸机连接件104引导进入患者连接件106
(可选择地通过在图27-29所示的分泌物收集器1250)。
在所示的实施例中，被动患者回路170包括可选的细菌过滤器176，泄漏阀177和柔性管段178。可选的细菌过滤器176可以放置在第一端部172和柔性管段178之间。气体112可以流过可选的细菌过滤器176，并且流至患者连接件106。当存在时，细菌过滤器176有助于防止细菌(例如，从患者连接件106接收到的)进入呼吸机100(通过主呼吸机连接件104)。
泄漏阀177在第二端部174附近被耦合到柔性管段178。泄漏阀177被配置为允许气体从被动患者回路170流出，并进入被动患者回路170外部的环境中。泄漏阀177可以实现为常规的固定泄漏阀，其被配置为在吸气和呼气阶段期间，在被动患者回路170内允许至多一个阈值的压力。
泄漏阀177可以实现为正压阀，每当被动患者回路170内的压力超过阈值量(例如，环境压力)，该正压阀允许一部分患者气体从被动患者回路170流出，并且进入被动患者回路170外部的环境中。泄漏阀177包括柔性构件或挡板，该柔性构件或挡板在被动患者回路170内的压力低于阈值量时，会覆盖并密封出口开口180。因此，当被动患者回路170内的压力低于阈值量时，泄漏阀177关闭。
另一方面，当被动患者回路170内的压力超过阈值量(例如，环境压力)时，挡板179被配置为向外推开并远离出口开口180。因此，当被动患者回路170内的压力高于阈值量时，泄漏阀177打开。在正常呼吸期间，泄气阀177在吸气和呼气阶段都是打开的。这意味着被动患者回路170内的一部分患者气体，在吸气和呼气阶段期间，通过出口开口180流出被动患者回路170，并进入被动患者回路170外部的环境中。另一方面，如下所述，在咳嗽的排气期间，泄漏阀177关闭。这会防止被动患者回路170内的患者气体通过出口开口180流出被动患者回路170。它还防止空气通过出口开口180进入被动患者回路170。
图2F是图2A所示的被动患者回路170的第一实施例的替代实施例的图示，其中泄漏阀并入到患者连接件106中，并且柔性管段178的第二端部174与其连接或耦合。或者，泄漏阀177可以被构造为连接或耦合到柔性管段178的第二端部174和患者连接件106的单独部分。
图2B是可以用于实现患者回路110的被动患者回路440的第二实施例的图示。被动患者回路440包括连接件442，柔性管段444，开放式氧脉冲输送管446和阀组件448。柔性管段444可以采用常规的波纹或膨胀呼吸软管或管(例如，电路管)来实现。柔性管段444具有与第二端部451相对的第一端部450。第一端部450被配置为连接或耦合到连接件442。第二端部451被配置为连接或耦合到阀组件448。
连接件442具有大致管状的连接件壳体452，其第一端部454被配置为连接到主呼吸机连接件104(例如，直接地或使用软管，流动管线，管道，或管)，并接收来自主呼吸机连接件104的气体112(包括可选地与氧气混合的空气114在内)。可选择地，细菌过滤器176(见图2A)可放置在连接件442和主呼吸机连接件104之间。在这样的实施例中，气体112在通过细菌过滤器176的途中流到连接件442。细菌过滤器176有助于防止细菌(例如，从患者连接件106接收到的)进入呼吸机100(通过主呼吸机连接件104)。
连接件壳体452具有第二端部456，其被配置为耦合到柔性管段444的第一端部450，并将通过第一端部454接收的气体112提供给柔性管段444。柔性管段444将气体112引导到阀组件448。
连接件442包括从连接件壳体452向外延伸的中空管段458。在所示的实施例中，管段458基本上横向于连接件壳体452。然而，这不是必需的。管段458具有开放自由端459，该开放自由端459被配置为连接到患者氧气出口105(例如，直接地或使用软管，流动管线，管道，或管)，并从中接收氧气140的脉冲。在连接件壳体452的内部，管段458连接到氧脉冲输送管446，并向其提供氧气140的脉冲。在所示的实施例中，管段458被连接或包括在连接件壳体452内纵向延伸的分支管460。分支管460具有开放自由端462，该开放自由端462被配置为耦合到氧脉冲输送管446，并向其提供氧气140的脉冲。虽然管段458延伸到连接件壳体452中，但管段458仅部分地阻碍通过连接件壳体452的气体112的流动。换句话说，气体112经过或沿着管段458或分支管460，如果存在的话。
在所示的实施例中，氧脉冲输送管446延伸穿过柔性管段444，并且至少部分地延伸至阀组件448中。因此，氧脉冲输送管446，沿着被动患者回路440的大部分，将氧气140的脉冲与柔性管段444中的气体隔离开。氧脉冲输送管446具有被配置为耦合到分支管460的第一端部464。氧脉冲输送管446具有终止于患者连接件106处或患者连接件106附近的第二端部465。作为非限制性实施例，第二端部465可以在距离患者连接件106约两厘米内终止。氧脉冲输送管446将氧气140的脉冲从分支管460引导至患者连接件106。同时，被动患者回路440将气体112(包括可选地与氧气混合的空气114在内)从主呼吸机连接件104引导至患者连接件106。
在替代实施例中，氧脉冲输送管446可以连接到患者氧气出口105(例如，直接地或使用软管，流动管线，管道，或管)，以从患者氧气出口105接收氧气140的脉冲。在这样的实施例中，氧脉冲输送管446可以沿着柔性管段444的外部延伸。氧脉冲输送管446的第二端部465可以在患者连接件106处或患者连接件106附近连接到被动患者回路440的一部分，以将来自分支管460的氧气140的脉冲提供至患者连接件106。
图2C-2E示出了阀组件448的示例性构件。在所示的实施例中，阀组件448包括第一阀壳体468，第二阀壳体469以及柔性环形叶片470。
第一阀壳体468被配置为耦合到患者连接件106(参见图2A)。可选择地，分泌物收集器1250(见图27和28)可被耦合在第一阀壳体468和患者连接件106之间。第二阀壳体469被配置为耦合到柔性管段444的第二端部451。第一阀壳体468与第二阀壳体469被配置为与放置在它们之间的环形叶片470耦合在一起。叶片470的周边部分473位于由第一阀壳体468和第二阀壳体469限定的环形腔室474内。一个或多个开口476在第二阀壳体469中形成，并将腔室474与被动患者回路440外部的环境相连接(见图2B)。另外，一个或多个开口478在第二阀壳体469中形成，并将被动患者回路440(见图2B)内的患者气体与腔室474相连接。
类似于挡板179(见图2A)，叶片470的周边部分473被配置为当被动患者回路440(见图2B)内部的压力超过阈值量(例如，环境压力)时，从关闭位置(见图2C)转变或偏转到开启位置(见图2D)。当叶片470的周边部分473处于图2C所示的关闭位置时，叶片470阻挡一个或多个开口478，并将腔室474与被动患者回路440内部的环境隔离开(见图2B)。另一方面，当叶片470的周边部分473处于图2D所示的开启位置时，叶片470不再阻挡一个或多个开口478，并允许腔室474与被动患者回路440内部和外部的患者气体相流通(见图2B)。因此，气体可以通过开口478，腔室474以及开口476离开被动患者回路440(见图2B)的内部。
在吸气阶段期间，呼吸机100调节被动患者回路440内的压力，以实现预设的吸气压力，该吸气压力将叶片470的周边部分473置于或保持在开启位置，同时叶片的周边部分473将开口478置于接通条件。一些患者气体流到患者102(见图1)，并且一些患者气体通过开口476流出。
在呼气阶段期间，呼吸机100调节被动患者回路440内的压力，以实现基线或正呼吸-末端压力(“PEEP”)，其将叶片470的周边部分473置于或保持在开启位置。来自患者102的一些呼出气体107(见图1)通过开口476流出，并且一些呼出气体107流入被动患者回路440中(例如，进入柔性管段444)。
呼吸可能在呼气阶段结束和吸气阶段开始之间暂停。该暂停可以被表征为在两阶段之间发生的死区时间。在暂停期间，呼吸机100将被动患者回路440内的压力调节到PEEP，其可将叶片470的周边部分473置于或保持在开启位置，并且使来自呼吸机100的气体112流动通过开口476，并从被动患者回路440排出。此外，在此期间，在呼气阶段期间流入被动患者回路440的呼出气体107的至少一部分，被来自呼吸机100的向前移动的气体112从开口476“清除”出去。
如下所述，在咳嗽的排气阶段期间，被动患者回路440(见图2B)内的压力小于阈值量(例如，环境压力)。这使得叶片470的周边部分473处于关闭位置，叶片的周边部分473阻塞开口478，这会防止被动患者回路440内的患者气体通过开口476流出被动患者回路440。它还可以防止空气通过开口476进入被动患者回路440。
开口476的组合区域可以被表征为提供固定孔。因此，阀组件448可以被表征为具有固定孔的单向阀。如果开口476的组合区域太大，则大部分吸气气流将通过开口476泄漏出来，为患者102留下很少。相反地，如果开口476的组合区域太小，则在呼气阶段期间和暂停之间，暂停处于吸气和呼气阶段之间，呼出气体107不能从被动患者回路440中被完全清除掉。作为非限制性实施例，当被动患者回路440内的压力约为10厘米水柱(“cmH2O”)时，阀组件448可被配置为每分钟泄漏约20-50升(“LPM”)。
图30是阀组件1448的替代实施例的分解图，阀组件1448可以用于被动患者回路440(见图2B)而不是阀组件448。在这样的实施例中，柔性管段444(见图2B)将气体112(见图2B)引导至阀组件1448，氧脉冲输送管446可以延伸穿过柔性管段444(见图2B)并且至少部分地延伸到阀组件1448中。
在所示的实施例中，阀组件1448包括第一阀壳体1468，第二阀壳体1469和柔性环形叶片1470。如图31A-31C所示，第一阀壳体1468，第二阀壳体1469被配置为与位于两者之间的环形叶片1470相耦合。
参考图32，在所示的实施例中，第一阀壳体1468具有与第二端部1482相对的第一端部1480。穿过通道1484的开口端在第一端部1480与第二端部1482之间延伸穿过第一阀壳体1468。第一端部1480被配置为耦合到患者连接件106(见图2B)。可选择地，分泌物收集器1250(见图27-29)可以耦合到第一阀壳体1468的第一端部1480与患者连接件106之间(见图2B)。
第二端部1482被配置为耦合到第二阀壳体1469(见图30-31C和33)。第二端部1482包括环形纵向延伸的内壁1486，其沿通道1484放置并限定其一部分。第二端部1482包括从内壁1486径向向外延伸并且终止于环形纵向延伸的外壁1489的第一壁部分1488。外壁1489通过第一壁部分1488与内壁1486同轴并与内壁1486间隔开。内壁1486的远端边缘部分1487被配置为邻接叶片1470(见图30-31C)，并将叶片1470压靠在第二阀壳体1469上(见图30-31C和33)，用以在第一阀壳体1468和第二阀壳体1469之间并沿着环形内壁1486的远端边缘部分1487形成环形密封。在外壁1489终止第一壁部分1488的位置附近，外壁1489具有沿其内表面形成的环形凹槽1490，该内表面朝向内壁1486开口。外壁1489具有形成在其中的纵向延伸的切口或键槽1491。
参考图33，在所示的实施例中，第二阀壳体1469具有与第二端部1422相对的第一端部1420。穿过通道1424的开口端在第一端部1420与第二端部1422之间延伸穿过第二阀壳体1469。第二阀壳体1469的第二端部1422被配置为耦合到柔性管段444(见图2B)的第二端部451(见图2B)。
第一端部1420被配置为耦合到第一阀壳体1468(见图30-32)。第二阀壳体1469的第一端部1420包括具有远端部分1429的径向向外延伸的第二壁部分1428。多个突片1430A-1430D沿第二壁部分1428的远端部分1429放置。突片1430A-1430D被配置为容纳在形成于第一阀壳体1468(见图30-32)的外壁1489(见图32)中的环形凹槽1490(见图32)中。突片1430A-1430D与凹槽1490之间的接合将第一阀壳体1468与第二阀壳体1469耦合在一起。突片1430D包括被配置为容纳在形成于第一阀壳体1468(见图30-32)的外壁1489(见图32)中键槽1491(见图32)内的键构件1432。当第一阀壳体1468与第二阀壳体1469耦合在一起时，键构件1432被容纳在键槽1491内，以防止第一阀壳体1468相对于第二阀壳体1469旋转。
第二阀壳体1469包括多个叶片定位突起1434A-1434D，其被配置为容纳在形成于叶片1470(见图30-31B)中的中心通孔1436(见图30)中。参考图31C，叶片定位突起1434A-1434D帮助叶片1470相对于第一阀壳体1468和第二阀壳体1469进行定位。当第一阀壳体1468与第二阀壳体1469耦合在一起时，叶片定位突起1434A-1434D沿着内壁1486(见图32)延伸到通道1484(见图32)中。
参考图31A-31C，叶片1470的周边部分1473被定位在由第一阀壳体1468和第二阀壳体1469限定的环形腔室1474内。参考图31A和31B，在所示的实施例中，腔室1474由内壁1486，第一壁部分1488，外壁1489以及第二壁部分1428限定。
一个或多个开口1476被限定在第一阀壳体1468和第二阀壳体1469之间。在所示的实施例中，第二壁部分1428仅部分地向第一阀壳体1468的外壁1489延伸。然而，如图31C所示，安装在第二壁部分1428的远端部分1429(见图33)上的突片1430A-1430D
(见图33)，接触第一阀壳体1468的外壁1489。因此，参考图31A和31B，开口1476被限定在第二壁部分1428的远端部分1429(见图33)和第一阀壳体1468的外壁1489之间，并被定位于突片1430A-1430D之间(见图33)。
一个或多个开口1476将腔室1474与被动患者回路440外部的环境相连接(见图2B)。另外，一个或多个开口1478形成于第二阀壳体1469中，并且将被动患者回路440(见图2B)内的患者气体与腔室1474相连接。参考图33，一个或多个开口1478被定位在第二壁部分1428的远端部分1429与叶片定位突起1434A-1434D之间。
参考图31A-31C，柔性环形叶片1470基本上类似于柔性环形叶片470(见图2C-2E)。叶片1470的周边部分1473被配置为当被动患者回路440(见图2B)内部的压力超过阈值量(例如，环境压力)时，从关闭位置(见图31A和31C)向开启位置(见图31B)转变或偏转。当叶片1470的周边部分1473处于如图31A和31C所示的关闭位置时，叶片1470阻挡一个或多个开口1478进入腔室1474，从而将腔室1474与被动患者回路440内的环境相隔离(见图2B)。另一方面，当叶片1470的周边部分1473处于如图31B所示的开启位置时，叶片1470不再阻挡一个或多个开口1478，并允许腔室1474与被动患者回路440内部的患者气体相连通(见图2B)。因此，气体可以通过开口1478，腔室1474以及开口1476离开被动患者回路440(见图2B)的内部。
如上所述，在吸气阶段期间，呼吸机100调节被动患者回路440内的压力，以实现预设的吸气压力，其将叶片1470的周边部分1473置于或保持在开启位置(见图31B)。一些患者气体流动至患者102(见图1)，并且一些患者气体通过开口1476流出。
在呼气阶段期间，呼吸机100调节被动患者回路440内的压力，以实现基线或正呼吸-末端压力(“PEEP”)，其将叶片1470的周边部分1473置于或保持在开启位置(见图31B)。来自患者102的一些呼出气体107(见图1)通过开口1476流出，并且一些呼出气体107流入被动患者回路440(例如，进入柔性管段444)。
在呼气阶段结束和吸气阶段开始之间的暂停期间，呼吸机100将被动患者回路440内的压力调整为PEEP，其将叶片1470的周边部分1473置于或保持在开启位置(见图31B)，并且使得来自呼吸机100的气体112通过开口1476流出被动患者回路440。此外，在此期间，在呼气阶段期间流入被动患者回路440的呼出气体107的至少一部分，通过来自呼吸机100的气体112的向前移动，由开口1476被“清除”掉。
开口1476的组合区域可以被表征为提供固定孔。因此，阀组件1448可以被表征为具有固定孔的单向阀。如果开口1476的组合区域太大，则大部分吸气气流将通过开口1476泄漏出来，为患者102留下很少。相反地，如果开口1476的组合区域太小，则在呼气阶段期间以及在吸气和呼气阶段之间的暂停期间，呼出的气体107将不会从被动患者回路440中完全清除。作为非限制性实施例，当被动患者回路440内的压力约为10厘米水柱(“cmH2O”)时，阀组件1448可被配置为泄漏约20-50LPM。
如下所述，在咳嗽的排气期间，被动患者回路440内的压力(见图2B)小于阈值量(例如，环境压力)。当被动患者回路440(见图2B)包括阀组件1448(而不是阀组件448)时，当被动患者回路440(见图2B)内的压力小于阈值量时，叶片1470的周边部分1473被置于关闭位置(见图31A和31C)，其阻止被动患者回路440内的患者气体通过开口1476流出被动患者回路440。其也可以阻止空气通过开口1476进入被动患者回路440。
应当注意，本文所述的被动阀组件可以集成到患者连接件106中，例如集成到作为患者连接件的患者面罩中，而不是被动患者回路170或被动患者回路440的一部分。如上所述以及如图1所示，患者102具有患者连接件106，该患者连接件106可以是管导管，鼻罩，吹嘴，以及类似构件，其通过患者回路110可连接到主呼吸机连接件104和/或患者氧气出口105。
主动患者回路
图3A描绘了可用于实施患者回路110(见图1)的主动患者回路600。参考图3A，主动患者回路600包括连接件442，柔性管段444，氧脉冲输送管446，多腔管组件602和主动呼气阀组件604。
类似于被动患者回路440(见图2B)，连接件442耦合到柔性管段444的第一端部450和氧脉冲输送管446。连接件442接收气体112并将它们提供给柔性管段444。此外，连接件442接收氧气140的脉冲并将它们提供给氧脉冲输送管446。氧气140的脉冲在患者连接件106处或附近离开氧脉冲输送管446。作为非限制性实施例，氧气140的脉冲可以在距离患者连接件106约10厘米内离开氧脉冲输送管446。在所示的实施例中，氧气140的脉冲在主动呼气阀组件604处或附近离开氧脉冲输送管446。
可选择地，细菌过滤器176(见图2A)可以定位在连接件442和主呼吸机连接件104之间。在这样的实施例中，气体112在通向连接件442的途中流过细菌过滤器176。当存在时，细菌过滤器176有助于防止细菌(例如，从患者连接件106接收到的)进入呼吸机100(通过主呼吸机连接件104)。
柔性管段444的第二端部451被配置为耦合到主动呼气阀组件604。如上面关于图1所述，患者回路110可以包括一个或多个端口111，其被配置为允许一个或多个压力信号109在可选的多腔管连接件103和患者回路110之间流动。参考图3C，在所示的实施例中，端口111(见图1)包括纵向彼此间隔开的端口111A-111C。端口111A-111C各自形成在主动呼气阀组件604中。端口111C在下文中称为先导端口111C。
图3B是多腔管组件602的分解透视图。参考图3B，多腔管组件602包括耦合器608，细长管段610和连接件构件612。耦合器608被配置为将管段610的第一端部620耦合到可选的多腔管连接件103(见图3A)。管段610具有与第一端部620相对的第二端部622。第二端部622连接到连接件构件612。三个独立且连续的开放式通道626A-626C纵向延伸穿过管段610。
连接件构件612具有分别连接到端口111A-111C(见图3C)的三个连接件630A-630C。连接件630A和630B分别从端口111A和111B接收压力信号109A和109B(见图5A)。连接件630C向先导端口111C传导压力信号109C，也可以从先导端口111C传导压力信号109C(见图5A)。
连续通道632A-632C分别从连接件630A-630C延伸到连接件构件612的端部634。当连接件构件612连接到管段610时，管段610的连续通道626A-626C对准并分别与连续通道632A-632C相连通。因此，多腔管组件602可以用于将压力信号109A和109B分别从端口111A和111B，分别传导至可选的多腔管连接件103。此外，多腔管组件602可以用于将压力信号109C从可选的多腔管连接件103传导至先导端口111C，反之亦然。
参考图3C，主动呼气阀组件604包括第一阀壳体构件640，双波纹管构件644和第二阀壳体构件642。端口111A和111B形成于第一阀壳体构件640中，并且由此横向地向外延伸。先导端口111C形成于第二阀壳体构件642中，并由此横向地向外延伸。
图3E和3F是放大的纵向横截面图，其各自示出了包括主动呼气阀组件604的主动患者回路600的一部分。氧脉冲输送管446已经从图3E和3F中被省略掉了。在所示的实施例中，第一阀壳体构件640包括位于端口111A和111B之间，并被配置为部分地限制流动通过第一阀壳体构件640的内部阻塞646。此外，如图3E和3F所示，第一阀壳体构件640的内部包括与阻塞646和端口111A相邻的第一变窄部分647A，以及与阻塞646和端口111B相邻的第二变窄部分647B。因此，第一变窄部分647A与第二变窄部分647B相对于阻塞646纵向地彼此相对放置，其中第一变窄部分647A比第二变窄部分647B更靠近患者连接件106(见图3A)。端口111A和111B分别通向第一变窄部分647A与第二变窄部分647B。
参考图3G，与阻塞646一起，第一变窄部分647A和第二变窄部分647B，以及端口111A和111B一起限定了位于第一阀壳体构件640的内部中的气道流量变换器648(例如，固定孔口压差型流量计)。在吸气阶段期间，气体112可以沿着由弯曲的箭头649A和649B识别的流动路径围绕阻塞646流动。在呼气阶段期间，呼出气体107可以沿着与由弯曲的箭头649A和649B识别的相反的流动路径围绕阻塞646流动。
参考图3C，第一阀壳体构件640具有被配置为耦合到患者连接件106的第一端部650(见图3A)。可选择地，分泌物收集器1250(见图27和28)可以耦合在第一端部650和患者连接件106之间。第一阀壳体构件640具有被配置为耦合到第二阀壳体构件642的第二端部652。第二阀壳体构件642具有被配置为耦合到第一阀壳体构件640的第二端部652的第一端部654，以及被配置为耦合到柔性管段444的第二端部451的第二端部656。第二阀壳体构件642的第一端部654具有大致圆柱形的波纹管连接件部分657。先导端口111C的开口658形成于第二阀壳体构件642的波纹管连接件部分657中。
参见图3D，双波纹管构件644具有大致环形的外形，其具有中心定位的贯穿通道660。双波纹管构件644具有中空内部662，其具有与环形闭合端666相对的环形开口端664(见图3C)。在所示的实施例中，双波纹管构件644具有类似六角风琴的内侧壁668和外侧壁669。内侧壁668沿着中心定位的贯穿通道660在开口端664和闭合端666之间延伸。外侧壁669在开口端664和闭合端666之间延伸，并与内侧壁668径向向外间隔开。中空内部662被限定在内侧壁668和外侧壁669之间。内侧壁668和外侧壁669分别具有波纹管部分668A和669A(见图3C)，每个波纹管部分具有起伏的纵向横截面形状(也称为波纹状或回旋状的管状)。在替代实施例中，内侧壁668和外侧壁669可以包括不同数量的回旋，其限定单个回旋或两个以上的回旋。
开口端664被配置为像套筒一样装配在第二阀壳体构件642的波纹管连接件部分657上。当第二阀壳体构件642的波纹管连接件部分657被容纳在双波纹管构件644的开口端664中时，内侧壁668和外侧壁669的相应的波纹管部分668A和669A(见图3C)被放置在邻近第二阀壳体构件642的波纹管连接件部分657。因此，先导端口111C的开口658与放置在内侧壁668和外侧壁669的波纹管部分668A和669A之间的中空内部662的一部分相连通。
参考图3C，当第二阀壳体构件642的波纹管连接件部分657被容纳在双波纹管构件644的开口端664中时，先导端口111C的开口658可以将压力信号109C提供给双波纹管构件644的内部。
参考图3E和3F，如上所述，第一阀壳体构件640的第二端部652被配置为耦合到第二阀体构件642的第一端部654。当这样耦合在一起时，圆形腔室670被限定在第一阀壳体构件640的第二端部652和第二阀壳体构件642的第一端部654之间。一个或多个开口672(见图3C)形成于第一阀壳体构件640中，并且将腔室670与主动患者回路600的外部环境相连通(见图3A)。外侧壁669的波纹管部分668A和669A(见图3C)和闭合端666的周边部分674被放置在腔室670中。
双波纹管构件644由柔性材料(例如，硅橡胶或与其类似的材料)构成。内侧壁668和外侧壁669的相应波纹管部分668A和669A(见图3C)被配置为压缩用以将闭合端666从关闭位置(见图3E)切换至开启位置(见图3F)。当波纹管部分668A和669A(见图3C)未被压缩时，闭合端666处于图3E所示的关闭位置。在这种构型中，双波纹管构件644的闭合端666邻接形成于第一阀壳体构件640中的环形座680，并限定腔室670的一部分。这从主动患者回路600的内部密封腔室670。另一方面，当波纹管部分668A和669A(见图3C)朝向第二阀壳体构件642被压缩时，闭合端666处于图3F所示的开启位置。在该构型中，闭合端666与座680间隔开。这通过将腔室670与主动患者回路600的内部相连接而打开腔室670。因此，当双波纹管构件644的闭合端666处于开启位置时，主动患者回路600内的患者气体可通过腔室670和开口672(见图3C)从中离开。
双波纹管构件644的闭合端666通过使用先导端口111C控制双波纹管构件644内的压力，从而选择性地在开启位置和关闭位置之间移动。例如，双波纹管构件644的闭合端666可以在吸气阶段期间处于关闭位置(见图3E)，并且在呼气阶段期间处于开启位置。在这样的实施例中，在吸气阶段开始时，先导端口111C提供具有与气体112(提供给主动患者回路600)相同的压力的气流(作为压力信号109C)到双波纹管构件644的中空内部662。暴露于通过患者连接件106由患者102(见图1)提供的压力下的双波纹管构件644的区域小于暴露于压力信号109C的压力的区域，这使得即使两个压力是相等的，双波纹管构件644的闭合端666将相对于座680移动至或保持在关闭位置。在吸气阶段结束时，先导端口111C提供具有先导压力的气流(作为压力信号109C)到双波纹管构件644的中空内部662。先导压力小于通过患者连接件106由患者102(见图1)提供的压力，并使双波纹管构件644的闭合端666移动至或保持在与座680间隔开的开启位置。因此，在正常呼吸期间，双波纹管构件644的中空内部662中的压力可以在关闭压力和开启压力之间交替，其中关闭压力与气体112(提供给主动患者回路600)压力相同，开启压力等于先导压力。如果有需要，双波纹管构件644的中空内部662中的压力可以通过允许气流(在压力信号109C中)从中空内部662流动到先导端口111C来进行调节。
如下所述，在咳嗽的排气阶段期间，双波纹管构件644的闭合端666可以被置于关闭位置(见图3E)。这会防止进入主动患者回路600的排出气体(由患者102呼出)通过开口672离开主动患者回路600(见图3C)。它还防止空气通过开口672进入主动患者回路600(见图3C)。注意，在排气阶段的开始期间，当压力仍然为正时，双波纹管构件644处于开启位置，并且当由患者102提供的压力下降到环境以下时会自动关闭。
呼吸机
图4是示出呼吸机100的一些示例性构件的框图。参考图4，除了关于图1讨论的构件之外，呼吸机100包括呼吸组件190，用户界面200，氧气组件210，控制系统220以及传统的监视和报警系统221。因为本领域的普通技术人员熟悉传统的监视和报警系统221，所以这里不再详细描述。
控制系统220从用户界面200接收输入信息196(例如，放置，参数值，及类似信息)，并向用户界面200提供输出信息198(例如，性能信息，状态信息，及类似信息)。用户界面200被配置为从用户(例如，护理者，临床医生，以及与图1所示的患者102相关联的类似用户)接收输入，并将该输入提供给输入信息196中的控制系统220。用户界面200还被配置为向用户显示输出信息198。
如上所述，参考图1，患者回路110可以包括被配置为允许一个或多个压力信号109在可选的多腔管连接件103和患者回路110之间流动的可选端口111。参考图3中，可选的多管腔连接件103被配置为向呼吸组件190提供压力信号109。
如下面将说明的那样，呼吸组件190可以从控制系统220接收一个或多个控制信号192，并且呼吸组件190可以向控制系统220提供一个或多个数据信号194。类似地，氧气组件210可以从控制系统220接收一个或多个控制信号260，并且氧气组件210可以向控制系统220提供一个或多个数据信号262。控制信号192和260以及数据信号194和262可以通过控制系统220用于监测和/或控制呼吸机100的内部操作。
呼吸组件
图5A和5B是示出呼吸组件190的一些示例性构件的示意图。图5E是示出控制系统220的示例性构件，由控制系统220发送到呼吸组件190的示例性构件的控制信号，以及由控制系统220从呼吸组件190的示例性构件接收的数据信号194的框图。
参考图5A和5B，呼吸组件190包括咳嗽辅助阀204，蓄能器202，内部流量变换器212，鼓风机222，气道压力变换器224，气道流量变换器模块225，呼气控制组件226，氧气传感器227，环境压力变换器228，入口消声器229和内部细菌过滤器230。
咳嗽辅助阀204通过管道或流动管线214被连接到蓄能器202。为了便于说明，位于蓄能器202与内部流量变换器212之间的流动管线214的一部分已经从图5A和5B中被省略掉了。
咳嗽辅助阀204通过管道或流动管线215被连接到出口端口166。为了便于说明，位于咳嗽辅助阀204与出口端口166之间的流动管线215的一部分已经从图5A和图5B中被省略掉了。
咳嗽辅助阀204通过管道或流动管线273被连接到主呼吸机连接件104。为了便于说明，位于咳嗽辅助阀204与内部细菌过滤器230之间的流动管线273的一部分已经从图5A和图5B中被省略掉了。
图5A描绘了处于第一构型的咳嗽辅助阀204，图5B描绘了处于第二构型的咳嗽辅助阀204。参照图5A，在第一构型中，咳嗽辅助阀204从蓄能器202(通过流动管线214)接收气体252，并将气体252输出至主呼吸机连接件104(通过流动管线273)。在正常呼吸和通气期间，咳嗽辅助阀204保持在第一构型。当咳嗽辅助功能(如下所述)被用于进行咳嗽辅助操作时，咳嗽辅助阀204在咳嗽的注气阶段期间处于第一构型，并且咳嗽辅助阀204在咳嗽的排气阶段期间处于第二构型。参考图5B，在第二构型中，咳嗽辅助阀204通过流动管线273接收排气气体253，并且通过流动管线215将排气气体253(作为排气167)输出到出口端口166。
图5C是处于第一构型中的咳嗽辅助阀204的放大示意图。图5C示出了在呼吸的吸气阶段或由呼吸机100执行的咳嗽辅助操作的注气阶段期间，气体252流过鼓风机222和咳嗽辅助阀204(见图1和图4)。
图5D是处于第二构型中的咳嗽辅助阀204的放大示意图。图5D示出了在由呼吸机100执行的咳嗽辅助操作的排气阶段期间，排气气体253流过鼓风机222和咳嗽辅助阀204(见图1和图4)。为了便于说明，端口275A-275C(见图5A和5B)已经从图5C和5D中省略掉了。
参考图5C和5D，咳嗽辅助阀204具有阀-鼓风机出口1002，鼓风机-阀入口1004，进气口1006，排气出口1008和孔1010。孔1010通过流动管线273被连接到主呼吸机连接件104。如图5C所示，当咳嗽辅助阀204处于第一构型时，进气口1006与阀-鼓风机出口1002相流通，并且鼓风机-阀入口1004与孔1010相流通。此外，排气出口1008是关闭的，除了通过鼓风机222之外，阀-鼓风机出口1002与进气口1006都不与孔1010相流通。因此，气体252可以流入进气口1006，穿过咳嗽辅助阀204的一部分并从阀-鼓风机出口1002流出，并流入鼓风机222。而离开鼓风机222的气体252流入鼓风机-阀入口1004，穿过咳嗽辅助阀204的一部分，并通过孔1010离开咳嗽辅助阀204。孔1010被连接到流动管线273，其将气体252(见图5A)传导至主呼吸机连接件104。
如图5D所示，当咳嗽辅助阀204处于第二构型时，进气口1006关闭，并且除了通过鼓风机222之外，鼓风机-阀入口1004与排气出口1008都不与孔1010相流通。此外，孔1010与阀-鼓风机出口1002相流通，并且鼓风机-阀入口1004与排气出口1008相流通。因此，排气气体253流入孔1010，穿过咳嗽辅助阀204的一部分并从阀-鼓风机出口1002流出，并流入鼓风机222。离开鼓风机222的排气气体253流入鼓风机-阀入口1004，穿过咳嗽辅助阀204的一部分，并通过排气出口1008离开咳嗽辅助阀204。排气出口1008被连接到流动管线215(见图5A和5B)，其将排气气体253(如图5A和5B所示的排气167)传导至出口端口166。
图17A和17B是咳嗽辅助阀204的透视图。图18A和18B是咳嗽辅助阀204的横截面图。图18A描绘了处于第一构型的咳嗽辅助阀204，图18B描绘了处于第二构型的咳嗽辅助阀204。
参考图17A，咳嗽辅助阀204包括大致圆柱形的壳体1020。在所示的实施例中，进气口1006形成于壳体1020的第一开口端1022中，排气出口1008(见图17B)位于壳体1020的第二开口端1024处，其中第二开口端1024与第一开口端1022相对放置。阀-鼓风机出口1002，鼓风机-阀入口1004和孔1010(见图17B)形成于壳体1020的侧壁1026中，并在第一开口端1022和第二开口端1024之间延伸。
第一端盖组件1032可以耦合到第一开口端1022，并且第二端盖组件1034可以耦合到第二开口端1024。第一端盖组件1032和第二端盖组件1034基本上彼此相同。参考图19A，第一端盖组件1032和第二端盖组件1034(见图17A，17B，18A和18B)中的每一个包括磁体1040，保持构件1042，密封构件1044(例如，O形环)和座构件1046。密封构件1044被放置在座构件1046和保持构件1042之间。第一端盖组件1032和第二端盖组件1034中的每一个可以通过一个或多个突片1048和一个或多个紧固件1049耦合到壳体1020。参考图17A和17B，在所示的实施例中，壳体1020包括位于壳体1020的每一个第一开口端1022和第二开口端1024处的向外延伸的安装部1050，每个配置为容纳每个紧固件1049中的一个。
在所示的实施例中，磁体1040通常为圆柱形或盘状。但是，这不是必需的。
参考图19A，保持构件1042具有限定开口1053的环形基部1052。侧壁1054从基部1052朝座构件1046向内延伸。每个突片1048被配置为邻接基部1052，并避免阻挡开口1053。因此，气体(例如，气体252或排气气体253)可以穿过开口1053而不受突片1048的阻挡。
参考图19B和19C，座构件1046具有在其中限定开口1058的环形周边部分1056。中心磁体接收部分1060通过连接到周边部分1056的径向延伸的支撑臂1061-1063，被支撑在开口1058内。磁体接收部分1060和仅仅部分地阻碍或堵塞开口1058的支撑臂1061,1062及1063一起。因此，气体(例如，气体252或排气气体253)可以穿过围绕磁体接收部分1060的开口1058以及支撑臂1061,1062和1063。
座构件1046具有与向外地侧面1071(见图19B)相对的向内地侧面1070(见图19C)。参考图19C，沿向内地侧面1070的周边部分1056被配置为至少部分地被容纳在壳体1020的第一开口端1022和第二开口端1024(见图17A-18B)中的一个内部。沿着向内地侧面1070，周边部分1056具有放置在邻近开口1058处的向内延伸的环形突起1072。在所示的实施例中，周边部分1056具有沿着向内地侧面1070纵向向内的且环形延伸的螺旋斜坡部分1074。如将在下面更加详细描述的那样，斜坡部分1074用于对壳体1020内的第一端盖组件1032和第二端盖组件1034的座构件1046进行可调节地纵向定位。
参考图19B，在所示的实施例中，周边部分1056具有沿着向外地侧面1071的环形凹部1076。该凹部1076被配置为容纳密封构件1044以及至少保持构件1042的向内延伸的侧壁1054的自由端部，其中密封构件1044夹在座构件1046和保持构件1042之间。
在向外地侧面1071处，磁体接收部分1060被配置为容纳磁体1040(见图19A)。在所示的实施例中，磁体接收部分1060已被实现为开放式气缸。但是，这不是必需的。沿着向内地侧面1070(见图19C)，磁体接收部分1060具有被配置为防止磁体1040通过中心磁体接收部分1060进入壳体1020的内部止动壁1066。作为非限制性的实施例，磁体1040(见图19A)可以通过摩擦或粘合剂被保持在磁体接收部分1060的内部。
参考图23A，壳体1020的第一开口端1022具有纵向向外的且环形延伸的第一内部螺旋斜坡部分1092，该第一内部螺旋斜坡部分1092被配置为与第一端盖组件1032(见图17A，18A和18B)的螺旋斜坡部分1074(见图19C)相配合。环形内座构件1096被放置在壳体1020的内部，并在第一开口端1022附近但向内的周向延伸的且径向突出的内壁1185处。内座构件1096具有基本上与向内地环形突起1072(见图19C)相似的，且纵向向外延伸的环形突起1097。
参见图19C，形成在第一端盖组件1032的座构件1046的向内地侧面1070上的环形突起1072用作第一座“S1”(见图18A和18B)。壳体1020内且位于第一开口端1022处的环形突起1097用作第二座“S2”(见图18A和18B)。如图18A和18B所示，第二座“S2”从第一盖组件1032纵向向内放置。第一座“S1”与第二座“S2”朝向彼此延伸。
参考图23B，壳体1020的第二开口端1024具有纵向向外的且环形延伸的第二内部螺旋斜坡部分1094，其被配置为与第二端盖组件1034(见图17B，18A和18B)的螺旋斜坡部分1074(见图19C)相配合。壳体1020具有在第二开口端1024附近但向内的周向延伸的，径向向内突出的内壁1100。该内壁1100具有基本上与环形突起1072(见图19C)相似的，且纵向向外延伸的环形突起1102。壳体1020内且位于第二开口端1024处的环形突起1102用作第三座“S3”(见图18A和18B)。如图18A和18B所示，第三座“S3”从第二端盖组件1034纵向向内放置。第二端盖组件1034的座构件1046(见图19C)的环形突起1072(见图19C)用作第四座“S4”。第三座“S3”和第四座“S4”朝向彼此延伸。
第一座“S1”被放置邻近于进气口1006，第四座“S4”被放置邻近于排气口1008。阀-鼓风机出口1002被放置在壳体1020内并位于第一座“S1”和第二座“S2”之间。类似地，鼓风机-阀入口1004被放置在形成于壳体1020中的第三座“S3”和第四座“S4”之间。
咳嗽辅助阀204包括通过轴1116连接在一起的第一提升阀组件1112和第二提升阀组件1114，用于一起移动。如下所述，咳嗽辅助阀204具有第一内部腔室，第二内部腔室和第三内部腔室。第一提升阀组件1112放置在位于第一座“S1”和第二座“S2”之间的第一内部腔室中，并在第一座“S1”和第二座“S2”之间纵向移动，第二提升阀组件1114放置在位于第三座“S3”和第四座“S4”之间的第三内部腔室中，并在第三座“S3”和第四座“S4”之间纵向移动。第二内部腔室分别放置在第二座“S2”与第三座“S3”之间，因此位于第一内部腔室和第三内部腔室之间。第二座“S2”限定了第一孔，第一内部腔室与第二内部腔室通过第一孔相流通，第一提升阀组件1112控制通过第一孔的流动，第三座“S3”限定了第二孔，第二内部腔室与第三内部腔室通过第二孔相流通，并且第二提升阀组件1114控制通过第二孔的流动。如图18A所示，当第一提升阀组件1112被压靠在第二座“S2”上时，咳嗽辅助阀204处于图5A和5C所示的第一构型。在第一构型中，第一提升阀组件1112允许来自蓄能器202的气体252流过进气口1006进入第一内部腔室，然后流至阀-鼓风机出口1002，并进入鼓风机222，同时阻止气体252直接流到孔1010，从而将孔1010与进气口1006和阀-鼓风机出口1002密封。于此同时，第二提升阀组件1114被压靠在第四座“S4”上时，以致第二提升阀组件1114关闭排气出口1008，并将气体252的流动引导至第三内部腔室中，然后通过第二孔进入第二内部腔室，用以通过孔1010离开并到主呼吸机连接件104。在这种构型中，来自蓄能器202进入进气口1006的气体252通过阀-鼓风机出口1002被引导至鼓风机222。然后，气体252被鼓风机222吹送到鼓风机-阀入口1004，并通过孔1010离开咳嗽辅助阀204并到主呼吸机连接件104。
如图18B所示，当第一提升阀组件1112被压靠第一座“S1”上时，咳嗽辅助阀204处于图5B和5D所示的第二构型。在第二构型中，第一提升阀组件1112允许来自主呼吸机连接件104的排气气体253流过孔1010进入第二内部腔室，然后通过第一孔进入第一内部腔室，以通过阀-鼓风机出口1002离开并进入鼓风机222，同时阻止排气气体流入进气口1006，并且还防止来自蓄能器202的气体252到达阀-鼓风机出口1002。于此同时，第二提升阀组件1114被压靠在第三座“S3”上，以致第二提升阀组件1114打开排气出口1008，并阻止排气气体253通过第二孔流入第二内部腔室以及孔1010。在这种构型中，来自主呼吸机连接件104并进入孔1010的排气气体253，穿过第一腔室通过阀-鼓风机出口1002被引导至鼓风机222。然后，排气气体253被鼓风机222吹送到鼓风机-阀入口1004，并进入第三腔室，再通过排气出口1008离开咳嗽辅助阀204到出口端口166。
第一提升阀组件1112和第二提升阀组件1114被耦合到轴1116的相对端，以作为一个单元一起移动。参考图22，在所示的实施例中，引导构件1120(例如，销，榫钉，以及类似的构件)从轴1116横向向外延伸。轴1116可以包括一个或多个周向延伸的凹槽1122和1124，每个凹槽被配置为容纳不同的保持环1126。轴1116具有与第二端部1134相对的第一端部1132。纵向通道1136和1138分别在第一端部1132和第二端部1134处向内延伸到轴中。通道1136和1138中的每一个被配置为容纳紧固件1140(见图21)。
轴1116被配置为在壳体1020内于第一位置(见图18A)和第二位置(见图18B)之间纵向移动，其中在第一位置时，咳嗽辅助阀204处于第一构型，而在第二位置时，咳嗽辅助阀204处于第二构型。参考图18A和18B，当轴1116移动时，第一提升阀组件1112在第一座“S1”和第二座“S2”之间移动，并且第二提升阀组件1114在第三座“S3”和第四座“S4”之间移动。当轴1116处于第一位置(见图18A)时，第一提升阀组件1112处于相对于第一座“S1”的密封位置处，并且第二提升阀组件1114处于相对于第三座“S3”的密封位置处。当轴1116处于第二位置(见图18B)时，第一提升阀组件1112处于相对于第二座“S2”的密封位置处，并且第二提升阀组件1114处于相对于第四座“S4”的密封位置处。
第一端盖组件1032的座构件1046的斜坡部分1074与壳体1020的第一开口端1022内的斜面部分1092滑动接合，以致座构件1046的旋转引起相对于壳体1020的可调节的纵向移动，以在组装和校准期间，相对于第一提升阀组件1112精确地调节座构件1046的第一座S1的位置，以实现期望的密封和坐于其间。类似地，第二端盖组件1034的座构件1046的斜坡部分1074与壳体1020的第二开口端1024内的斜面部分1094滑动接合，以致座构件1046的旋转引起相对于壳体1020的可调节的纵向移动，以在组装和校准期间，相对于第二提升阀组件1114精确地调节座构件1046的第四座S4的位置，以实现期望的密封和坐于其间。
第一提升阀组件1112和第二提升阀组件1114彼此基本相同。参考图21，第一提升阀组件1112和第二提升阀组件1114中的每一个包括紧固件1140，铁磁构件1144，第一密封构件1146(例如，O形环)，盘形提升构件1148，第二密封构件1150(例如，O形环)和可选的垫圈1152。
第一提升阀组件1112的紧固件1140将第一提升阀组件1112的其它构件(即，铁磁构件1144，第一密封构件1146，提升构件1148，第二密封构件1150以及可选地，垫圈1152)紧固到轴1116的第一端部1132。类似地，第二提升阀组件1114的紧固件1140将第二提升阀组件1114的其他构件紧固到轴1116的第二端部1134。每一个第一提升阀组件1112和第二提升阀组件1114的第一密封构件1146和第二密封构件1150用于将提升阀组件密封到轴1116的端部，并且在轴和提升阀组件的提升构件1148之间提供柔性耦合。
参考图18A，第一端盖组件1032的磁体1040吸引第一提升阀组件1112的铁磁构件1144，并且当与之接近时，在轴已经被移动到第一位置之后，保持轴1116处于第一位置，并将第一提升阀组件1112保持在第一端盖组件1032的第一座S1处的适当位置。类似地，参考图18B，第二端盖组件1034的磁体1040吸引第二提升阀组件1114的铁磁构件1144，并且当与之接近时，在轴已经被移动到第二位置之后，保持轴1116处于第二位置，并将第二提升阀组件1114保持在第二端盖组件1034的第四座S4处的适当位置。铁磁构件1144即使在没有向用于移动提升阀组件的致动器施加电力时，其能将提升阀组件1112和1114分别保持在第一座S1和第四座S4的适当位置。
参考图20，咳嗽辅助阀204包括致动器1170，该致动器1170被配置为沿着由双头箭头1172所识别的纵向方向，在第一位置(见图18A)和第二位置(见图18B)之间选择性地移动轴1116。在所示的实施例中，致动器1170为使用包括可移动线圈子组件1174和固定磁体子组件1176的音圈来实现的线性致动器。轴1116被耦合到可移动线圈子组件1174，并与之作为一个单元来移动。参考图18A和18B，固定磁体子组件1176被耦合到壳体1020的致动器安装部分1190(例如，通过一个或多个紧固件1178)。
参考图18A，可移动线圈子组件1174通过一个或多个导线1059连接到安装在壳体1020外部的印刷电路板(“PCB”)1064。在所示的实施例中，导线1059提供电力到可移动线圈子组件1174。壳体1020包括一个或多个导线1059可穿过的孔1065(见图24A)。PCB 1064通过一个或多个导线(未示出)连接到控制系统220(见图5E)。致动器1170被配置为从控制系统220(通过PCB 1064和导线1059)接收控制信号1180(见图5E)，并根据控制信号1180中的一个或多个指令移动。PCB 1064用作连接件，并将控制信号1180传递至可移动线圈子组件1174。
控制信号1180(见图5E)选择性地为可移动线圈子组件1174供电，以向第一端盖组件1032或第二端盖组件1034移动。当可移动线圈子组件1174向第一端盖组件1032移动时，可移动线圈子组件1174将轴1116向第一位置移动。参考图18A，在轴1116已经被移动到第一位置之后，可移动线圈子组件1174被断电，并且第一端盖组件1032的磁体1040(其，如上所述被吸引到第一提升阀组件1112的至少一部分)将轴1116保持在第一位置。另一方面，当可移动线圈子组件1174向第二端盖组件1034移动时，可移动线圈子组件1174将轴1116向第二位置移动。参考图18B，在轴1116已经被移动到第二位置之后，可移动线圈子组件1174被断电，并且第二端盖组件1034的磁体1040(其，如上所述被吸引到第二提升阀组件1114的至少一部分)将轴1116保持在第二位置。因此，不需要额外的电力来将轴1116保持在第一位置或第二位置，这有助于在由一个或多个电池供电的实施例中延长电池寿命。
参见图24B，壳体1020(见图18A和18B)包括从第一开口端1022向内间隔开的第一内部支撑件1184。在所示的实施例中，第一内部支撑件1184从圆周向内延伸的内壁1185向内径向延伸。第一内部支撑件1184具有形成在其中的纵向延伸通道1186。参考图18A和18B，通道1186(见图24B)被配置为允许轴1116完全通过其中，以将第一提升阀组件1112放置在第一内部支撑件1184和第一端盖组件1032之间。在图23A中可以看到，通道1186沿着内座构件1096开口，如图18A和18B所示，将第一提升阀组件1112放置在第一座“S1”和第二座“S2”之间。包括引导构件1120(见图22)的第一端部1132附近的轴1116的一部分位于通道1186(见图24B)内，并在其中往复运动。参考图24A，沿着通道1186在第一内部支撑件1184中形成开放式的，纵向延伸的引导凹槽1188。引导构件1120(见图22)被放置在引导凹槽1188中并在引导凹槽1188中移动。(这会防止提升阀组件旋转，该旋转可能会损坏电线。)
第一内部支撑件1184具有致动器安装部分1190，该致动器安装部分1190可选地包括被配置为容纳紧固件1178的一个或多个通孔(见图18A和18B)。固定磁体子组件1176(见图18A和18B)被耦合到致动器安装部分1190，该致动器安装部分1190将固定磁体子组件固定到壳体1020(见图18A和18B)。在所示的实施例中，致动器安装部分1190包括向内延伸的周向侧壁1192，该周向侧壁1192被配置为围绕固定磁体子组件1176的一部分延伸。
参见图25，壳体1020(见图18A和18B)包括从第二开口端1044向内间隔开的第二内部支撑件1194。在所示的实施例中，第二内部支撑件1194从内壁1100径向向内延伸。第二内部支撑件1194具有形成在其中的通孔1196。参考图18A和18B，通孔1196(见图25)被配置为允许轴1116通过其中，以将第二提升阀组件1114放置在第二内部支撑件1194和第二端盖组件1034之间。在图25中可以看到，通孔1196沿着环形突起1102开口，并且如图18A和18B所示，将第二提升阀组件1114放置在第三座“S3”和第四座“S4”之间。
参考图17A，17B，18A，18B，23A和23B，在所示的实施例中，壳体1020包括耦合到排气主体部分1199的进气主体部分1198。阀-鼓风机出口1002，进气口1006中，孔1010，第一开口端1022和第一内部支撑件1184形成于进气主体部分1198中。鼓风机-阀入口1004，排气出口1008，第二开口端1024和第二内部支撑件1194形成于排气主体部分1199中。
在所示的实施例中，咳嗽辅助阀204包括形成于壳体1020中的端口275A，275B和275C(下面描述)。端口275A和275B可以形成于排气主体部分1199中，并且端口275C可以形成于进气主体部分1198中。但是，这不是必需的。可选择地，咳嗽辅助阀204包括被配置为连接到冗余气道压力变换器(未示出)的端口275D(见图17B和23A)。
图34A和34B是可以用于呼吸组件190(见图4和5A)，而不是咳嗽辅助阀204(见图5A-5D和图17A-18B)，的咳嗽辅助阀2000的替代实施例的横截面图。参见图5A和5B，与咳嗽辅助阀204类似，咳嗽辅助阀2000(见图34A和34B)被配置为通过流动管线214连接到蓄能器202，通过流动管线215连接到出口端166，并且通过流动管线273连接到主呼吸机连接件104。
图34A描绘了处于第一构型的咳嗽辅助阀2000，图34B描绘了处于第二构型的咳嗽辅助阀2000。咳嗽辅助阀2000的第一构型和第二构型分别对应并提供与咳嗽辅助阀204(见图5A-5D和17A-18B)的第一构型和第二构型相同的功能。因此，在正常呼吸和通气期间，咳嗽辅助阀2000保持在第一构型。当咳嗽辅助功能(如下所述)用于执行咳嗽辅助操作时，咳嗽辅助阀2000在咳嗽的注气阶段期间处于第一构型，并且咳嗽辅助阀2000在咳嗽的排气阶段期间处于第二构型。
参考图34A，34B，18A和18B，咳嗽辅助阀2000具有阀-鼓风机出口2002，鼓风机-阀入口2004，进气口2006，排气出口2008，以及孔2010，基本上分别与咳嗽辅助阀204的阀-鼓风机出口1002，鼓风机-阀入口1004，进气口1006，排气出口1008和孔1010相同。阀-鼓风机出口2002和鼓风机-阀入口2004各自连接到鼓风机222。进气口2006通过流动管线214连接到蓄能器202。排气出口2008通过流动管线215连接到出口端口166。孔2010通过流动管线273连接到主呼吸机连接件104。咳嗽辅助阀2000具有分别与咳嗽辅助阀204的座“S1”至座“S4”基本相同的的座“S1”至座“S4”
参考图34A和34B，咳嗽辅助阀2000包括大致圆柱形的壳体2020。进气口2006形成于壳体2020的第一开口端2022中，排气出口2008形成于壳体2020的第二开口端2024处。阀-鼓风机出口2002，鼓风机-阀入口2004以及孔2010形成于壳体2020的侧壁2026中，并在其第一开口端2022和第二开口端2024之间延伸。
第一端盖组件2032和第二端盖组件2034可以分别耦合到第一开口端2022和第二开口端2024。第一端盖组件2032和第二端盖组件2034基本上彼此相同。参见图35，第一端盖组件2032和第二端盖组件2034(见图34A和34B)中的每一个包括保持构件2042，密封构件2044(例如，O形环)和座构件2046。参考图34A和34B，第一端盖组件2032和第二端盖组件2034中的每一个通过一个或多个紧固件2049被耦合到壳体2020。在所示的实施例中，壳体2020包括一个或多个向外延伸的安装部分2050，其位于壳体2020的每个第一开口端2022和第二开口端2024处，并且每个安装部分2050被配置为容纳一个紧固件2049。
参考图35，座构件2046具有限定开口2058的环形周边部分2056。座构件2046具有与向外地侧面2071相对的向内地侧面2070。沿着向内地侧面2070，座构件2046具有邻近开口2058放置的向内延伸的环形突起2072。在所示的实施例中，周边部分2056具有沿向内地侧面2070的外螺纹部分2074和沿向外地侧面2071的环形凹部2076。该凹部2076被配置为容纳密封构件2044以及保持构件2042的向内延伸的侧壁2054的至少自由端部分，其中密封构件2044夹设在座构件2046和保持构件2042之间。
第一端盖组件2032和第二端盖组件2034(见图34A和34B)不包括突片1048(见图19A)。相反，第一端盖组件2032的保持构件2042(见图34A和34B)包括向外延伸的安装部分2057，用于位于壳体2020的第一开口端2022(见图34A和34B)处的每个向外延伸的安装部分2050(见图34A，34B和37)。类似地，第二端盖组件2034(见图34A和34B)的保持构件2042的每个安装部分2057对应于位于壳体2020的第二开口端2024处的一个向外延伸的安装部分2050(见图34A，34B和38)。每个安装部分2057被配置为容纳一个紧固件2049，并且由此固定到对应于安装部分2057的安装部分2050(见图34A，34B和38)上。
参见图37，壳体2020(见图34A和34B)的第一开口端2022具有被配置为与第一端盖组件2032(见图34A和34B)的外螺纹部分2074(见图35)相配合的第一内螺纹部分2092。壳体2020(见图34A和34B)具有在第一开口端2022附近但向内的，周向延伸的，径向向内突出的内壁2095。内壁2095具有基本上类似于环形突起2072的纵向向外延伸的环形突起2097(见图35)。
参见图35，第一端盖组件2032(见图34A和34B)的座构件2046的环形突起2072用作第一座“S1’”(见图34A和34B)。参考图37，壳体2020的第一开口端2022内的环形突起2097用作第二座“S2’”(见图34A和34B)。如图34A和34B所示，第二座“S2’”从第一盖组件2032向内纵向放置。第一座“S1’”和第二座“S2’”彼此相对延伸。
参见图38，壳体2020的第二开口端2024(见图34A和34B)具有被配置为与第二端盖组件2034(见图34A和34B)的外螺纹部分2074(见图35)相配合的第二内螺纹部分2094。壳体2020(见图34A和34B)具有在第二开口端2024附近但向内的，周向延伸的，径向向内突出的内壁2100。该内壁2100具有基本上类似于环形突起2072(见图35)的纵向向外延伸的环形突起2102。参照图34A和34B，在第二开口端2024处的壳体2020内的环形突起2102(见图38)用作第三座“S3’”。第三座“S3’”从第二端盖组件2034向内纵向放置。第二端盖组件2034的座构件2046(见图35)的环形突起2072用作第四座“S4’”。第三座“S3’”和第四座“S4’”彼此相对延伸。
参考图34A和34B，咳嗽辅助阀2000包括通过轴2116连接在一起的第一提升阀组件2112和第二提升阀组件2114，用于同时地一起移动。第一提升阀组件2112在第一座“S1’”和第二座“S2’”之间纵向放置并移动，第二提升阀组件2114在第三座“S3’”和第四座“S4’”之间纵向放置并移动。
参考图34A和34B，轴2116被配置为于壳体2020内并在第一位置(见图34A)和第二位置(见图34B)之间纵向移动，其中在第一位置处，咳嗽辅助阀2000处于第一构型，而在第二位置处，咳嗽辅助阀2000处于第二构型。当轴2116移动时，第一提升阀组件2112在第一座“S1’”和第二座“S2’”之间移动，第二提升阀组件2114在第三座“S3’”和第四座“S4’”之间移动。当轴2116处于第一位置(见图34A)时，第一提升阀组件2112处于相对于第一座“S1’”的密封位置，而第二提升阀组件2114处于相对于第三座“S3’”的密封位置。当轴2116处于第二位置(见图34B)时，第一提升阀组件2112处于相对于第二座“S2’”的密封位置，并且第二提升阀组件2114处于相对于第四座“S4’”的密封位置。
参考图34A，纵向通道2136在其每个端部处向内延伸至轴2116。参考图36，通道2136(见图34A)中的每一个被配置为容纳紧固件2140(见图21)。第一提升阀组件2112和第二提升阀组件2114彼此基本相同。参考图36，第一提升阀组件2112和第二提升阀组件2114中的每一个包括紧固件2140，可选的第一垫圈2146，盘形提升构件2148以及可选的第二垫圈2152。虽然在图36中看不见，第一提升阀组件2112和第二提升阀组件2114各自包括第一密封构件1146和第二密封构件1150，大部分如图21所示，其用于将提升阀组件密封到轴2116的端部，并且提供轴和提升阀组件的提升阀构件2148之间的柔性耦合。第一提升阀组件2112的紧固件2140将第一提升阀组件2112的其他构件(即可选的第一垫圈2146，盘形提升构件2148和可选的第二垫圈2152)紧固到轴2116的一个端部上。类似地，第二提升阀组件2114的紧固件2140将第二提升阀组件2114的其他构件紧固到轴2116的另一个端部上。
参见图34A和34B，咳嗽辅助阀2000包括致动器2170，该致动器2170被配置为沿着由双头箭头2172(见图36)识别的纵向方向在第一位置(见图34A)和第二位置(见图34B)之间选择性地移动轴2116。在所示的实施例中，致动器2170为包括固定线圈子组件2174和可移动磁体子组件2176的线性致动器。轴2116被耦合到可移动磁体子组件2176，并随之作为一个单元进行移动。
参考图34A和34B，固定线圈子组件2174包括位于外壳体2179内的线圈2177。外壳体2179被耦合到壳体2020(例如，通过一个或多个紧固件2178)的致动器安装部分2190。外壳体2179由磁性材料构成。线圈2177通过一个或多个导线2062被连接到安装在壳体2020外部的印刷电路板(“PCB”)2064。在所示的实施例中，导线2062向线圈2177提供电力。外壳体2179和壳体2020各自包括一个或多个导线2062可以穿过的孔。PCB 2064通过一个或多个导线(未示出)被连接到控制系统220(见图5E)。致动器2170被配置为从控制系统220(通过PCB2064和导线2062)接收控制信号1180(见图5E)，并根据控制信号1180中的一个或多个指令移动。PCB 2064用作连接件，并将控制信号1180传递到线圈2177。
参见图36，可移动磁体子组件2176具有主磁体2150，该主磁体2150具有与第二端2153相对的第一端2151。第一闭锁磁体2156被安装到第一端2151上，第二闭锁磁体2158被安装到第二端2153。第一闭锁磁体2156和第二闭锁磁体2158各自被吸引到磁性外壳体2179(见图34A和34B)。参考图34A，在轴2116已经被移动至第一位置(通过为线圈2177供电)，第一闭锁磁体2156(见图36)和外壳体2179之间的吸引力将轴2116保持在第一位置。类似地，参考图34B，在轴2116已经被移动至第二位置(通过为线圈2177供电)，第二闭锁磁体2158(见图36)和外壳体2179之间的吸引力将轴2116保持在第二位置。因此，在线圈2177断电之后，轴2116可以保持在期望的位置处。
控制信号1180(见图5E)选择性地为线圈2177供电，以将可移动磁体子组件2176向第一端盖组件2032或第二端盖组件2034移动。当可移动磁体子组件2176向第一端盖组件2032移动时，轴2116随之向第一位置移动。参考图34A，在轴2116已经移动到第一位置之后，线圈2177断电，并且第一闭锁磁体2156(见图36)和外壳体2179之间的吸引力将轴2116保持在第一位置。另一方面，当可移动磁体子组件2176向第二端盖组件2034移动时，轴2116随之向第二位置移动。参考图34B，在轴2116已经移动到第二位置之后，线圈2177断电，并且第二闭锁磁体2158(见图36)和外壳体2179之间的吸引力将轴2116保持在第二位置。因此，不需要额外的电力来将轴2116保持在第一位置或第二位置，这有助于在由一个或多个电池供电的实施例中延长电池寿命。
参考图37，致动器安装部分2190与第一开口端2022向内间隔开，并且可选择地包括一个或多个被配置为容纳紧固件2178(见图34A和34B)的通孔。参见图34A和34B，外壳体2179通过紧固件2178被耦合到致动器安装部分2190的向内面一侧，紧固件2178将固定线圈子组件2174固定到壳体2020上。参见图34A和34B，致动器安装部2190具有通孔2186(见图37)，该通孔2186被配置为允许轴2116完全通过其中，以将第一提升阀组件2112放置在第一座“S1’”和第二座“S2’”之间。
参见图38，壳体2020(见图34A和34B)包括从第二开口端2024向内间隔开的内部支撑件2194。在所示的实施例中，内部支撑件2194从内壁2100径向向内延伸。内部支撑件2194具有在其内部形成的通孔2196。参见图34A和34B，通孔2196(见图38)被配置为允许轴2116通过其中，以将第二提升阀组件2114放置在第三座“S3’”和第四座“S4’”之间。参见图34A和34B，内部支撑件2194邻接并帮助固定致动器2170的外壳体2179。在所示的实施例中，致动器安装部分2190被耦合到靠近第二座“S2’”的外壳体2179的一端，并且内部支撑件2194邻近第三“S3’”附近的外壳体2179的相对一端。
参考图34A和34B，壳体2020包括耦合到排气主体部分2199(也在图38中示出)的进气主体部分2198(也在图37中示出)。阀-鼓风机出口2002，进气口2006，孔2010，第一开口端2022以及致动器安装部分2190形成于进气主体部分2198中。鼓风机-阀入口2004，排气出口2008，第二开口端2024以及内部支撑件2194形成于排气主体部分2199中。
参考图34A，在第一构型中，第一提升阀组件2112被压靠在第二座“S2’”上，第二提升阀组件2114被压靠在第四座“S4’”上。参考图5A和34A，在第一构型中，第一提升阀组件2112允许来自蓄能器202的气体252流过进气口2006，流出阀-鼓风机出口2002，并进入鼓风机222中。此外，第一提升阀组件2112阻挡气体252直接进入孔2010中，从而将孔2010从进气口2006和阀-鼓风机出口2002密封。于此同时，被压靠在第四座“S4’”上的第二提升阀组件2114，关闭排气出口2008并允许气体252流到主呼吸机连接件104。在这种构型中，来自进入进气口2006的蓄能器202的气体252通过阀-鼓风机出口2002被引导至鼓风机222。然后，气体252被鼓风机222吹送到鼓风机-阀入口2004，并从孔2010流出到主呼吸机连接件104。
参照图34B，在第二构型中，第一提升阀组件2112被压靠在第一座“S1’”上，第二提升阀组件2114被压靠在第三座“S3’”上。参照图5B和34B，在第二构型中，第一提升阀组件2112允许来自主呼吸机连接件104的排气气体253流过孔2010，流出阀-鼓风机出口2002，并进入鼓风机222。此外，第一提升阀组件2112阻挡排气气体流至进气口2006，从而防止来自蓄能器202的气体252到达阀-鼓风机出口2002。于此同时，被压靠在第三座“S3’”上的第二提升阀组件2114，打开排气出口2008并阻止排气气体253流至孔2010。在该构型中，来自进入孔2010的主呼吸机连接件104的排气气体253，通过阀-鼓风机出口2002被引导至鼓风机222。然后，排气气体253由鼓风机222被吹送到鼓风机-阀入口2004，并通过排气出口2008排出。
在所示的实施例中，咳嗽辅助阀2000(见图34A和34B)包括形成于壳体2020(见图34A和34B)中的端口275A，275B和275C(下面描述并在图5A和5B中示出)。参见图38，端口275A和275B可以形成在排气主体部分2199中。参考图34A和34B，端口275C可以形成在进气主体部分2198中。然而，这不是必须的。可选择地，参考图37，咳嗽辅助阀2000包括被配置为连接到冗余气道压力变换器(未示出)的端口275D。
无论是咳嗽辅助阀204还是咳嗽辅助阀2000，咳嗽辅助阀被设计成相对于咳嗽辅助阀204的第一提升阀组件1112和第二提升阀组件1114，或咳嗽辅助阀2000的第一提升阀组件2112和第二提升阀组件2114的压力工作是平衡的。这导致咳嗽辅助阀204的致动器1170和咳嗽辅助阀2000的致动器2170永远不必相对于患者压力进行工作。由于咳嗽辅助阀204的座S1-S4的所有座区域与咳嗽辅助阀2000的座S1'-S4'的所有座区域相同，所以咳嗽辅助阀内的患者压力通过端口1010(例如，见图5C和5D)相对于咳嗽辅助阀的提升阀组件进行工作，产生相等且相反的力。因此，当分别抵靠在第一座S1和第三座S3时，施加在咳嗽辅助阀204的第一提升阀组件1112和第二提升阀组件1114上的力与，当分别抵靠在第二座S2和第四座S4时，施加在咳嗽辅助阀204的第一提升阀组件1112和第二提升阀组件1114上的力基本相等且在相反的方向上。类似地，当分别抵靠在第一座S1’和第三座S3’时，施加在咳嗽辅助阀2000的第一提升阀组件2112和第二提升阀组件2114上的力与，当分别抵靠在第二座S2’和第四座S4’时，施加在咳嗽辅助阀2000的第一提升阀组件2112和第二提升阀组件2114上的力基本相等且在相反的方向上。如果施加在咳嗽辅助阀的第一提升阀组件和第二提升阀组件上的力不平衡，那么咳嗽辅助阀的致动器1170/2170将需要更大，而驱动致动器所需的电力将会更大。
如上所述，呼吸组件190可以包括咳嗽辅助阀204或咳嗽辅助阀2000。如果呼吸组件190包括咳嗽辅助阀204，则在正常通气期间，咳嗽辅助阀204处于图5A和图18A中所示的第一构型。另一方面，如果呼吸组件190包括咳嗽辅助阀2000(见图34A和34B)，则在正常通气期间，咳嗽辅助阀2000处于图34A中所示的第一构型。
参考图5A，在呼吸的吸气阶段的开始时(和在咳嗽的注气阶段的开始时)，空气114可以通过患者进气口116被吸入至呼吸机100(见图1和图4)中，进气口116可被配置为从空气中过滤灰尘和/或其它类型的颗粒。至少一部分空气114流入蓄能器202，该蓄能器202中空气114能可选择地与从氧气组件210接收的氧气250混合，低压氧气128(从图1所示的外部低压氧气源118接收的)，其组合和/或子组合，诸如此类。如图4所示，高压氧气132(从图1所示的高压外部氧气源120接收的)流入氧气组件210，并且可以作为氧气250输送到蓄能器202(见图5A)。
参考图5A，蓄能器202还可以用作患者进气口116的消音器。
入口消音器229有助于消除由氧气组件210(例如，通过图7A所示的压缩机302)所产生的声音。
氧气传感器227被连接到蓄能器202，并测量蓄能器202内的气体的氧气浓度值。该值近似于离开蓄能器202的气体252的氧气浓度值。参考图5E，氧气传感器227将编码有氧气浓度值的氧气浓度信号276提供至控制系统220。该控制系统220处理氧气浓度信号276，以获得气体252中有多少氧气的量度(例如，以百分比表示)。参考图4，由控制系统220发送到用户界面200的输出信息198可以包括气体252中有多少氧气的量度。用户界面200可以向用户(例如，如图1所示的患者102)显示该量度。
参考图5A，可选择地，蓄能器202包括或被连接到低压氧气进口126。当低压氧气128由外部低压氧气源118(见图1)供应时，控制系统220可能不会控制流到患者102的所得氧气浓度。换句话说，低压氧气128可以简单地流入蓄能器202，与空气114混合，并由鼓风机222推送入患者回路110(见图1)中。当发生这种情况时，呼吸机100不会控制在吸气气体108(见图1)中输送给患者102的氧气浓度，而是在每次呼吸的吸气阶段期间控制吸气气体108的输送。
离开蓄能器202的气体252包括空气114以及可选择地氧气250和氧气128中的一个或多个。气体252可通过流动管线214引导至内部流量变换器212。气体252流动穿过内部流量变换器212，该内部流量变换器212测量气体252的流速，并将编码有流速值的流量信号270(见图5E)提供给控制系统220(见图5E)。流量信号270可以被实现为模拟电信号。参考图5E，控制系统220使用流量信号270来控制鼓风机222。作为非限制性实施例并且如图5A所示，内部流量变换器212可通过使用具有固定节流孔差压构型的流量变换器来实现。
内部流量变换器212可用于检测患者102(见图1)何时开始呼吸。特别地，当患者回路110(见图1)被实现为被动患者回路(例如，被动患者回路170，被动患者回路440，诸如此类)时，内部流量变换器212可以以这种方式使用。通过流动管线214的气体流不完全由鼓风机222来决定。相反，患者的呼吸努力可能导致通过流动管线214的流速的变化。因此，控制系统220可以识别患者102通过识别穿过流动管线214的流速(被编码在流量信号270中)的变化而已经发起的呼吸。
内部流量变换器212可以包括或被连接到自动调零电磁阀SV5，该自动调零电磁阀SV5被配置为通过由控制系统220发送的控制信号285(见图5E)来选择性地激活和去激活。内部流量变换器212可随时间漂移，造成流速测量误差。为了补偿该误差，偶尔地(例如，周期性地)，控制系统220供电(或激活)自动调零电磁阀SV5(使用控制信号285)并且确定内部流量变换器212的偏移值。在确定偏移值后，控制系统220使用偏移值来相应地补偿未来读数(基于流量信号270)。
参考图5A，在内部流量变换器212之后，气体252经由流动管线214和咳嗽辅助阀204(或咳嗽辅助阀2000)被引导至鼓风机222中。参考图5E，鼓风机222可以被实现为由电动机272驱动的径向鼓风机。作为非限制性实施例，电动机272可以被实现为无刷直流电动机。作为另外的非限制性实施例，鼓风机222可以被实现为压缩机，泵，诸如此类。电动机272具有由控制系统220控制的操作速度。作为非限制性实施例，控制系统220可以连续地控制电动机272的操作速度。
参考图5A，气体252流出鼓风机222，并进入咳嗽辅助阀204(或咳嗽辅助阀2000)中。端口275A-275C各自被配置为提供通向位于咳嗽辅助阀204(或咳嗽辅助阀2000)中的气体252。流动管线273将来自咳嗽辅助阀204(或咳嗽辅助阀2000)的气体252的引导至内部细菌过滤器230。
参考图5A，气道压力变换器224测量从鼓风机222流出并流向主呼吸机连接件104的气体252的气道压力。在所示的实施例中，气道压力变换器224被连接至端口275C。参考图5E，气道压力变换器224将编码有这些压力值的电压力信号274提供给控制系统220。在吸气和呼气阶段期间，电压力信号274被用于控制患者压力。电压力信号274也通过监视和报警系统221(见图4)来使用。可选择地，呼吸机100(见图1和图4)可以包括一个或多个类似气道压力变换器224的冗余气道压力变换器(未示出)，以提供用于气道压力变换器224的故障安全备用。在包括冗余气道压力变换器(未示出)的实施例中，冗余气道压力变换器可以被连接到端口275D(见图17B)。
气道压力变换器224可以通过控制系统220来使用，用以检测压力变化并响应于检测到的压力变化，并指示鼓风机222增加或减小其速度以调节流动管线273内部的压力。因此，控制系统220可以使用电压力信号274来传递压力通气和/或帮助确保流动管线273内的压力不超过用户提供的峰值吸气压力值(例如，通过如图6中所示的压力控制输入端237输入)。
参考图5A，气道流量变换器模块225包括差压变换器PT4，自动调零电磁阀SV1和SV2以及清洗电磁阀SV3和SV4。参考图5E，控制系统220可以分别使用控制信号281-284来选择性地激活或去激活电磁阀SV1-SV4。
参考图1，如上所述，患者回路110可以包括一个或多个可选的端口111。图5A示出了呼吸组件190的实施例，呼吸组件190被配置为与被实现为主动患者回路(例如，图3A中所示的主动患者回路600，诸如此类)的患者回路110一起使用。在被配置为与被实现为被动患者电路(例如，图2A中所示的被动患者电路170，图2B中所示的被动患者电路440，诸如此类)的患者电路110一起使用的替代实施例中，端口275A和275B，气道流量变换器模块225和呼气控制组件226可从呼吸组件190中被省略掉。
图5A所示的气道流量变换器模块225和呼气控制组件226被配置为与包括气道流量变换器648(见图3G)的主动患者回路(例如，图3A中所示的主动患者回路600)一起使用。参考图5A，第一端口111A和第二端口111B(见图3C)分别将第一压力信号109A和第二压力信号109B(例如，通过隔离的管线或通道)发送到差压变换器PT4。该压差变换器PT4具有输入端口PA和输入端口PB，输入端口PA和输入端口PB被配置为分别接收第一压力信号109A第二压力信号109B。压差变换器PT4基于第一压力信号109A第二压力信号109B来确定差压，将压差转换成信号277(见图5E)，并(如图5E所示)将信号277发送到控制系统220用于进一步处理。作为非限制性实施例，信号277可以是模拟信号。
信号277可以被用于检测患者102(见图1)何时开始呼吸。通过主动患者回路600(见图3A)的气体流不完全由鼓风机222决定。相反，患者的呼吸努力可能导致穿过主动患者回路600的流速的变化。因此，控制系统220可以通过识别穿过主动患者回路600的流速(被编码在信号277中)的变化来识别患者102已经开始呼吸。
自动调零电磁阀SV1和SV2被分别连接到差压变换器PT4的输入端口PA和输入端口PB。此外，每个自动调零电磁阀SV1和SV2被连接到环境压力。压差变换器PT4可以随时间漂移，进而导致流量测量误差。为了补偿该误差，偶尔(例如，周期性地)，控制系统220供电(或激活)自动调零电磁阀SV1和SV2(分别使用控制信号281和282)，并确定用于压差变换器PT4的偏移值。然后，控制系统220使自动调零电磁阀SV1和SV2(分别使用控制信号281和282)去激活。在确定偏移值之后，控制系统220使用偏移值来相应地补偿未来读数(基于信号277)。
清洗电磁阀SV3和SV4被连接到端口275A。参考图5E，控制系统220偶尔地(例如，周期性地)供电(或激活)清除电磁阀SV3和SV4(分别使用控制信号283和284)，清除电磁阀SV3和SV4允许来自如图5A所示的咳嗽辅助阀204(或如图34A所示的咳嗽辅助阀2000)的干燥气体，流动经过管线，端口和/或通道(例如，可选的多腔管连接件103，通道626A和626B，通道632A和632B，端口111A和111B，诸如此类)，其传导压力信号109A和109B以清除可能从潮湿的患者呼吸气体中冷凝的任何水分的结构。
参考图5E，呼气控制组件226包括蓄能器A2，压力变换器PT8以及电磁阀SV6-SV8。蓄能器A2具有三个端口267-269和内部压力(称为“先导压力”)。压力变换器PT8被连接到蓄能器A2，测量蓄能器A2内的内部压力，并将该值以电压力信号271(见图5E)输送给控制系统220。
参考图5E，电磁阀SV6-SV8被配置为分别由控制系统220分别发送到电磁阀SV6-SV8的控制信号286-288来选择性地激活和去激活。转向图5A，电磁阀SV6被连接到主动患者回路600(见图3A)的蓄能器A2的第一端口267，端口275B以及先导端口111C(见图3C)。电磁阀SV7被连接到蓄能器A2的第二端口268和端口275B。电磁阀SV8被连接在蓄能器A2的第三端口269和出口端口166之间。
呼气控制组件226将先导压力(来自蓄能器A2)提供到主动患者回路600(见图3A)的先导端口111C(见图3C)，如上所述，用以控制主动呼气阀组件604。在呼吸的吸气阶段开始时，控制系统220使电磁阀SV6(使用控制信号286)激活，电磁阀SV6将气体252(通过端口275B)的压力连接至先导端口111C。这就关闭了主动呼气阀组件604。在呼吸的吸气阶段结束时，控制系统220使电磁阀SV6(使用控制信号286)去激活，电磁阀SV6将蓄能器A2的内部压力(或先导压力)连接至主动呼气阀组件604，打开主动呼气阀组件604。
类似地，在咳嗽的注气阶段开始时，控制系统220使电磁阀SV6(使用控制信号286)激活，电磁阀SV6将气体252(通过端口275B)的压力连接至先导端口111C。这就关闭了主动呼气阀组件604。在注气阶段结束时，控制系统220使电磁阀SV6(使用控制信号286)去激活，电磁阀SV6将蓄能器A2的内部压力(或先导压力)连接至主动呼气阀组件604。如以下讨论的，不是打开主动呼气阀组件604，这将主动呼气阀组件604保持在关闭的构型。应注意，在排气阶段开始期间，由于施加到双波纹管构件的患者压力高于环境压力，双波纹管构件644可以移动至开启位置，但是当由患者102提供的压力下降至环境压力以下，双波纹管构件644则会自动关闭。
控制系统220使用电磁阀SV7和SV8来控制蓄能器A2内的先导压力，使用由压力变换器PT8(通过图5E所示的电压力信号271)提供的反馈，来设定用于将要达到期望的PEEP的呼吸的呼气阶段的先导压力。例如，控制系统220可以通过使电磁阀SV8(使用控制信号288)激活，来降低蓄能器A2内的先导压力，通过出口端口166排出蓄能器A2内部的作为排气167的一些气体。相反地，控制系统220可以通过激活电磁阀SV7(使用控制信号287)来增加先导压力，以将一些气体252(通过端口275B获得的)添加到蓄能器A2的内部。
参考图5E，控制系统220使用电压力信号274(从气道压力变换器224接收的)来帮助控制鼓风机222。控制系统220将控制信号278发送到电动机272，该电动机272引导鼓风机222向患者102提供期望的流速和/或期望的压力量。如上所述，流量信号270用于在呼吸的吸气和呼气阶段期间帮助控制气体252的流速。类似地，电压力信号274用于在呼吸的吸气和呼气阶段期间控制患者压力。流量信号270可用于帮助控制在注气阶段期间的气体252的流速和/或在咳嗽的排气阶段期间的排气气体253的流速。类似地，电压力信号274用于在吸气阶段期间和/或咳嗽的排气阶段期间控制患者压力。
如上所解释的，呼吸机100调节患者回路110(例如，图2B所示的被动患者回路440)内的压力，以在吸气阶段期间获得预设的吸气压力，呼气阶段期间的基线压力或PEEP，以及在吸气和呼气阶段之间暂停期间的PEEP。这些调整(以及在咳嗽辅助操作期间执行的调节)由监视电压力信号274的控制系统220进行，并且使用控制信号278来增加或减小电动机272的速度，以获得患者回路110中所期望的压力。
环境压力变换器228测量大气压力值。环境压力变换器228将编码有大气压力值的环境电压力信号280提供给控制系统220。控制系统220使用环境电压力信号280来校正流速值(通过流量信号270接收的)，和/或呼出的潮气量值(由控制系统220计算的)达到期望的标准条件。
参考图5A，如上所述，流动管线273将气体252从咳嗽辅助阀204(或咳嗽辅助阀2000)引导至内部细菌过滤器230。当气体252通过内部细菌过滤器230后，它们作为气体112离开内部细菌过滤器230，并通过主呼吸机连接件104进入患者回路110(见图1)。内部细菌过滤器230有助于防止患者回路110中的细菌污染呼吸机100。
用户界面
图6是示出用户界面200的一些示例性组件的框图。如上所述，图4示出了由控制系统220发送到用户界面200的示例性组件的输出信息198，以及由控制系统220接收的来自用户界面200的示例性组件的输入信息196。
参考图6，用户界面200被配置为从用户(例如，临床医生)接收操作参数值，并向用户显示信息。例如，用户界面200可以包括显示设备240(例如，液晶显示器)，模式输入235，吸气时间输入236，压力控制输入237，压力支持输入238，用于激活氧气产生(如下所述)的激活氧气发生器输入239，潮气量输入242，氧气流量当量244，一部分吸入氧气(“FI02”)输入246，呼吸速率输入247，氧气脉冲体积输入251，激活咳嗽辅助输入241，用于激活抽吸组件152(见图1)的激活吸入输入248和用于激活喷雾器组件162(见图1)的激活喷雾器输入249。
吸气阶段的开始被称为“起始”。模式输入235被配置为接收关于呼吸机100是否确定每次呼吸何时开始的指示，或者患者102是否确定每次呼吸何时开始的指示。呼吸速率输入247被配置为接收呼吸将要被输送的速率(例如，每分钟呼吸)。如果用户已经指示(使用模式输入235)呼吸机100确定每次呼吸何时开始，则呼吸机100将根据由呼吸速率输入247接收的速率(例如，以规律的定时间隔)来输送呼吸。另一方面，如果用户已经指示(使用模式输入235)患者102启动每次呼吸，则呼吸机100将根据需要自动输送呼吸，以确保患者102至少以由呼吸速率输入247接收的速率所指示的频率来接收呼吸。
呼吸机100可以通过使用气体112到患者102的时间或流速，来识别吸气阶段的结束。在后一种情况下，患者102确定吸气阶段何时结束。吸气时间输入236被配置为接收可以指示从每次呼吸的起始至吸气阶段的结束的持续时间Ti的值。呼吸机100可以使用该值(指示持续时间Ti)来识别吸气阶段的结束。压力支持输入238接收用户希望使用气体112到患者102的流速(而不是指示持续时间Ti的值)来终止吸气阶段的指示。例如，当气体112的流速仅为呼吸期间发生的峰值流速的约25％时，呼吸机100可以终止呼吸的吸气阶段。
呼吸机100被配置为单独地输送气体112，或气体112和氧气140的脉冲的组合。如上所述，呼吸机100可以被配置为提供传统的容积控制呼吸和压力控制呼吸。为了使用压力控制，用户可以使用压力控制输入237来输入峰值吸气压力值。呼吸机100使用峰值吸气压力值来单独地配置气体112，或者气体112和氧气140的脉冲的组合，使得吸气阶段期间的压力最多为峰值吸气压力值。
FI02输入246被配置为接收氧气浓度值。呼吸机100使用氧气浓度值来配置气体112具有等于或接近氧气浓度值的氧气浓度。
氧气脉冲体积输入251被配置为接收氧气脉冲体积值(例如，以毫升表示，或预定范围内的值，例如1至10，诸如此类)。呼吸机100使用氧气脉冲体积值来配置氧气140的每个脉冲具有等于或接近氧气脉冲体积值的体积。
潮气量输入242被配置为接收期望的总潮气量值。参考图15A，呼吸机100在每次呼吸期间使用期望的总潮气量来输出一定体积的气体112(由区域586表示并在下面描述)和氧气140的一个脉冲(由区域584表示并在下面描述)。对于每次输送的呼吸，所输送的总潮气量是气体112的体积与在呼吸期间输送的氧气140的脉冲的组合。
氧气流量当量244被配置为接收期望的氧气输送速率(以升每分钟表示)，其识别假设的连续氧气流可以从外部源(例如，独立的氧气浓缩器)流入常规的呼吸机或患者回路110(见图1)中的速率。呼吸机100使用该值来配置氧气140(见图1)的每个脉冲，用以输送一定量的氧气，其将作为假设的连续氧气流向患者102(见图1)提供等效氧合作用。
激活咳嗽辅助输入241指示用户想要执行咳嗽辅助操作(下面讨论)。
氧气组件
图7A是示出氧气组件210的一些示例性构件的示意图。图7B示出了由控制系统220发送到氧气组件210的示例性组件的控制信号260，以及由控制系统220从氧气组件210的示例性组件接收的数据信号262。
参考图7A，氧气组件210被配置为接收高压氧气132和/或产生氧气346(见图8B)并且将氧气250提供给呼吸组件190的蓄能器202(见图5A)，和或向患者氧气出口105提供氧气140的脉冲。氧气组件210可以被配置为提供高达约两升每分钟(“LPM”)的约90％的纯氧。在所示的实施例中，氧气组件210包括吸附床300，压缩机302，第一旋转阀组件306，两个压力变换器PT2和PT3，两个压力调节器R1和R2，出口消音器311，可选的电磁阀SV9和SV10，氧气罐312，氧气传感器314，计量阀320以及可选的第二旋转阀组件330。压缩机302，第一旋转阀组件306，吸附床300和压力调节器R1和R2可以一起被表征为氧气发生器或氧气浓缩器。如图中所示和下面描述的氧气发生器，实现真空变压吸附(“VPSA”)过程。在替代实施例中，呼吸机100可以包括实施聚合物膜隔离过程，离子传递隔离过程，低温过程，诸如此类的至少一种的氧气发生器。此外，下面描述的VPSA过程是变压吸附(PSA)的子集，并且氧气发生器可以被配置为实现除了下面描述的VPSA过程之外的PSA过程。
吸附床300被配置为从通过患者进气口116接收的空气114中收获氧气。如下所述，吸附床300可以被配置为至少部分地实现包括具有四相循环的VPSA过程(如下面所描述的)。循环交替地产生氧气346(见图8B)和富氮气体122。当呼吸机100运行时，重复该循环，直到产生足够的氧气以充满氧气罐312。当氧气罐312充满时，循环停止或减慢，直到氧气罐312中足够量的氧气被移除。然后，循环再次恢复或适当加速。由每个循环产生的富氮气体122通过出口排气孔124被排出至外部环境中。
图8A-8D是示出吸附床300的一些示例性构件的框图。参考图8A-8D，在所示实施例中，吸附床300包括至少一个壳体340，该壳体340具有与第二端343相对的第一端341。壳体340在其第一端341和第二端343之间含有氮吸附材料(例如沸石)床344。氮吸附材料床344优先吸附氮。为了便于说明，吸附床300将被描述为包括含有单一氮吸附材料床的单个壳体。在替代实施例中，吸附床300可以包括两个或更多个床，如氮吸附材料床344，每个床都被安装在类似于壳体340的隔离的壳体内。
如上所述，VPSA过程包括四个阶段的循环。图8A示出了在第一阶段期间的吸附床300。参考图8A，在第一阶段期间，空气114被压缩机302泵送到壳体340中(见图7A)。当壳体340被空气114(由压缩机302)加压时，空气中的氮气优先被氮吸附材料床344吸附，留下未被吸附的氧气。氮吸附材料床344可以包括未吸附的氧气被保留或捕获的间隙空间。
图8B示出了在VPSA过程的循环的第二阶段期间的吸附床300。在第二阶段期间，氧气346从壳体340泵送。氧气346从间隙空间流入氧气罐312(见图7A)。
图8C示出了在VPSA过程的循环的第三阶段期间的吸附床300。在第三阶段期间，富氮气体122从壳体340中的氮吸附材料床344被抽出(通过图7A所示的压缩机302)，并通过出口排气孔124排出到外部环境中(见图7A)。
图8D示出了在VPSA过程的循环的第四阶段期间的吸附床300。在第四阶段期间，可以使用“吹扫”氧气348(例如，来自图7A所示的氧气罐312)的流动来帮助抽出富氮气体122并再生氮吸附材料床344。
回到图7A，从吸附床300移除的氧气346(见图8B)流过压力调节器R2，并进入存储有氧气346的氧气罐312中。当这发生时，计量阀320可以关闭，并且压力调节器R1可以关闭，以防止回流至吸附床300。或者，计量阀320可以至少部分地打开，以允许一些氧气346流至可选的第二旋转阀组件330。
在每个循环期间，压缩机302被配置为交替地将空气114推入至吸附床300(通过第一旋转阀组件306)，并将富氮气体122从吸附床300中抽出(通过第一旋转阀组件306)。压缩机302可以由电动机350驱动，并且可以包括传感器352(例如，编码器)，该传感器352被配置为将编码有电动机350的旋转方向和旋转速度的信号354提供给控制系统220。参考图7B，电动机350被配置为从控制系统220接收编码在一个控制信号356中的指令。控制信号356中的指令指示电动机350接通或断开，和/或指示电动机350在开启时向哪个方向旋转。此外，控制信号356可以指示电动机350以哪个速度来运行。参考图7A，当电动机350以第一方向运行时，压缩机302将空气推入吸附床300。另一方面，当电动机350以第二方向运行时，压缩机302将富氮气体122(见图8C和8D)从吸附床300中抽出。作为非限制性实施例，电动机350可以被实现为无刷直流电动机。
图9是计量阀320的图示。参考图9，压力变换器PT3穿过计量阀320连接。因此，压力变换器PT3可以确定穿过计量阀320的压差值。参见图7B，压力变换器PT3将编码有压差值的压差信号358提供给控制系统220。
参考图7B和9，计量阀320可以由步进电动机322驱动，该步进电动机322被配置为从控制系统220接收编码有步进位置值控制信号360。步进电动机322被配置为移动到编码在控制信号360中的步进位置值。在所示的实施例中，计量阀320为步进驱动配比阀，其特征在于三个变量：(1)阀位置，(2)穿过阀的压差(由压力变换器PT3测量)，和(3)流速。当需要特定流速时(例如，由用户通过图6所示的流速输入248来输入)，控制系统220使用压差信号358(编码有压差值)和特定流速，来“查找”在表征表362中的对应的步进位置值。换句话说，表征表362存储着每一个与流速值和压差值相关联的步进位置值。因此，控制系统220可以使用特定压差值和特定流速值来确定步进位置值。然后，控制系统220对控制信号360中的步进位置值进行编码，并将其发送到步进电机322。该过程可以偶尔地(例如，每几毫秒)进行重复，以提供瞬时期望的氧气流速。
参考图9，位置传感器368可以可操作地被耦合到计量阀320，并用于确定原始位置。位置传感器368向控制系统220提供位置信号370，其编码为计量阀320是否处于原始位置(例如，是或“开启”)或除了原始位置之外的位置(例如，否或“关闭”)。
参考图7A，压力调节器R2可以被表征为背压调节器。压力调节器R2可以被配置为防止吸附床300内的压力超过第一阈值压力值(例如，约10磅每平方英寸(“PSIG”))。例如，压力调节器R2可以被配置为当吸附床300内的压力达到第一阈值时，允许氧气自动地从吸附床300流出。压力调节器R2还可以被配置为防止气体流入吸附床300。这允许压力调节器R2在第一阶段(见图8A)和第二阶段(见图8B)期间来控制压力。
压力调节器R1可以被表征为真空调节器。压力调节器R1可以被配置为防止吸附床300内的压力降低到第二阈值压力值(例如，大约-7PSIG)以下。因此，压力调节器R1在第三阶段(见图8C)和第四阶段(见图8D)期间将吸附床300中的压力调节到第二阈值压力。例如，压力调节器R1可以被配置为当吸附床300内的压力下降至第二阈值以下时，允许氧气自动流入吸附床300(例如，从氧气罐312)。压力调节器R1还可以被配置为防止吸附床300内的气体从吸附床300流出到计量阀320(见图1)。
可选的电磁阀SV9和SV10可以被配置为将氧气罐312内的压力保持在最小阈值压力值(例如，大约4PSIG)和最大阈值压力值(例如，大约10PSIG)之间。电磁阀SV9和SV10以并联的方式连接到将高压氧气132(例如，来气图1所示的高压氧气源120)传导到氧气罐312的管道或流动管线(未示出)。控制系统220分别使用控制信号380和382(见图7B)来选择性地激活和去激活电磁阀SV9和SV10，以将氧气罐312中的压力保持在最小阈值压力值和最大阈值压力值之间。因此，控制系统220和电磁阀SV9和SV10一起执行数字(开/关)调节器的功能。
当高压外部氧气源120被连接时，控制系统220可以自动停止氧气组件210执行VPSA过程。例如，当氧气罐312中的压力超过上阈值(例如，10PSIG)时，控制系统220可以减慢或关闭VPSA过程。以这种方式，当吸附床300在工作时或高压外部氧气源120被连接时，控制系统220可以减慢或关闭VPSA过程。另一方面，当氧气罐312内的压力下降至低压阈值(例如，4PSIG)时，控制系统220可以重启或加速VPSA过程。
氧气罐312可以被实现为被配置为存储预定量的氧气(例如，约56立方英寸的氧气)的刚性腔室。出口消音器311有助于消除由压缩机302产生的声音。
参考图7A和7B，氧气传感器314测量氧气罐312中的氧气浓度，并且将氧气浓度值编码在被提供给控制系统220的氧气浓度信号378中。控制系统220可以使用氧气浓度信号378来监测氧气组件210，以确保其正常工作。如果氧气浓度信号378表示氧气浓度太低，则控制系统220可以断定氧气组件210不能正常工作。
压力变换器PT2监测旋转阀组件306和第二旋转阀组件330之间的压力(其可以被表征为供应到第二旋转阀组件330的泵压力)。参考图7B，压力变换器PT2将编码有压力值的电压力信号374提供给控制系统220。
第一旋转阀组件
图10A是第一旋转阀组件306的示例性实施例的第一侧的透视图。图10B是第一旋转阀组件306中与第一侧相对的第二侧的透视图。参考图10A，第一旋转阀组件306包括安装到外壳体832上的电动机组件830。该电动机组件830包括步进电动机833(见图7B)和轴836(见图10B和10C)。步进电动机833被配置为使轴836旋转。
参考图10B，位置传感器834可以安装在印刷电路板(“PCB”)837上，印刷电路板837被紧固在与电动机组件830相对的外壳体832上。在这样的实施例中，PCB 837可以包括一个开口，与电动机组件830相对的轴836的一端可以通过该开口。
图10C示出了第一旋转阀组件306和电动机组件830的轴836的第一侧。图10C中省略了电动机组件830的其它部分。参考图10C，在所示的实施例中，外壳体832具有大致为十字形(cross)或十字形(cruciform-shaped)的外形。因此，外壳体832具有从外壳体832的中心区域845向外延伸的四个臂841-844。在所示的实施例中，电动机组件830(见图10A)被安装在中心区域845。
图10D示出了第一旋转阀组件306的第二侧，其中外壳体832和PCB 837被移除。如图10D所示，臂841-844(见图10B)分别安置提升阀CV1-CV4。在外壳体832(见图10B)内，提升阀CV1和CV3彼此相对放置，并且提升阀CV2和CV4彼此相对放置。第一旋转阀组件306包括安装在轴836(见图10B和10C)上的凸轮850，凸轮850被配置为选择性地驱动提升阀CV1-CV4。当电动机组件830(见图10A)使轴836旋转时，凸轮850随轴836转动。参考图7B，位置传感器834向控制系统220提供位置信号835，该位置信号835编码为凸轮850，步进电动机833(见图10A和10B)，和/或轴836(见图10B和10C)是否处于原始位置(例如，是或“开启”)或除原始位置之外的位置(例如，否或“关闭”)。
参考图10C，臂841-844中的每一个在其远端846处为敞开的。臂841-844的敞开的远端846分别由端盖851-854来封闭。端盖851-854可以通过紧固件855紧固到外壳体832上。
参考图10B，臂841-844分别包括入口开口856A-856D以及出口开口858A-858D，其中，入口开口856A-856D被配置为接收气体或气体混合物，而气体或气体混合物可通过出口开口858A-858D离开。
参考图10D，提升阀CV1-CV4中的每一个包括具有侧向入口862和侧向出口864的敞开的壳体860。提升阀CV1-CV4的侧向入口862对准并分别与外壳体832的入口开口856A-856D相流通。类似地，提升阀CV1-CV4的侧向出口864对准并分别与外壳体832的出口开口858A-858D相流通。
一个或多个密封件866和868(例如，O形圈型密封件)可以放置在外壳体832和壳体860之间。例如，密封件868可以放置在侧向入口862和侧向出口864之间。通过另一个非限制性实施例的方式，密封件866可以分别放置在臂841-844的每个敞开的远端846和端盖851-854之间。
提升阀CV1-CV4彼此基本相同。为了简洁起见，将仅详细描述提升阀CV1。图10E是提升阀CV1，端盖851和紧固件855的分解透视图。参考图10E，壳体860具有与敞开的远端部分872相对的敞开的近端部分870。当端盖851被紧固到外壳832上时，敞开的远端部分872由端帽851封闭。类似地，当端盖852-854被紧固到外壳体832上时，提升阀CV2-CV4的壳体860在其敞开的远端部分872处分别由端盖852-854封闭。
图10F是第一旋转阀组件306的横截面图，其中凸轮850被放置为开启提升阀CV2和CV4。图10G是第一旋转阀组件306的横截面图，其中凸轮850被放置为开启提升阀CV1和CV3。
参考图10F，大致圆柱形的引导部分876从壳体860的敞开的近端部分870(见图10E)向内延伸。开放式通道877形成于引导部分876中。肩部878形成于位于侧向入口862和侧向出口864之间的壳体860的内侧。
转向图10E，在壳体860内，提升阀CV1具有通过偏置组件884偏离端盖851的推杆880。参考图10F，推杆880延伸穿过通道877，并且通过敞开的近端部分870来开壳体860(见图10E)。转向图10E，推杆880可以具有在其近端部分881附近形成的周向凹槽879。
环形隔膜886可以在近端部分881附近围绕推杆880延伸。在所示的实施例中，隔膜886具有圆形的中心部分P2，该中心部分P2具有中心孔887，推杆880通过中心孔887延伸，中心部分P2的内边缘部分放置在凹槽879中，从而中心部分P2牢固地握紧推杆880。隔膜886可以关闭和密封壳体860的敞开的近端部分870。然而，隔膜886可以纵向弯曲或拉伸，以允许推杆880相对于壳体860纵向移动。在图10F所示的实施例中，隔膜886具有放置在壳体860的敞开的近端部分870和外壳体832之间的圆形外周部分P1，从而将外周部分P1牢固地夹紧在适合的位置。
参考图10E，隔膜886的圆形外周部分P1通过弯曲的或成波状外形的中间部分P3连接到圆形的中心部分P2。中间部分P3可以被表征为一个卷曲。放置在外周部分P1和中心部分P2之间中间处的圆可以被表征为位于卷曲的中心处。隔膜886具有从卷曲的中心处的圆延伸到中心部分P2的有效区域。
转向图10E，推杆880具有与近端部分881相对的远端部分882。近端部分881具有形成在其中的凸轮从动件883(见图10C和10E)。在所示的实施例中，近端部分881可以向外逐渐变细，并且大致为圆锥形。凸轮从动件883(见图10C)可以被实现为近端部分881的平面或波状外形的下表面。
环形座896被固定地附接到形成于壳体860内侧的肩部878上。在所示的实施例中，座896具有中心通孔897，推杆880通过该中心通孔897不受阻碍地延伸。
推杆880的远端部分882具有形成在其中的纵向延伸通道885。通道885在推杆880的远端部分882处开口。盘形提升构件892通过紧固件894(例如，螺栓，螺钉，诸如此类)紧固到推杆880的远端部分882，其延伸到通道885的开口端。因此，紧固件894将提升构件892耦合到推杆880的远端部分882，当推杆880在壳体860内移动时，提升构件892随之作为一个单元移动。
参考图10F，当提升构件892被压靠在座896上时，提升构件892关闭中心通孔897，并将壳体860的内部分成近侧腔室900和远侧腔室902。因此，提升构件892可以将近侧腔室900和远侧腔室902彼此密封。侧向入口862与近侧腔室900相连通，侧向出口864与近侧腔室900相连通。另一方面，参考图10G，当提升阀构件892从座896向远侧间隔开时，中心通孔897未被覆盖，并且近侧腔室900和远侧腔室902彼此连通。因此，在这种构型中，气体或气体混合物可以在近侧腔室900和远侧腔室902之间流动。换句话说，在侧向入口862和侧向出口864之间打开了一条通路。
推杆880的远端部分882邻近于偏置组件884。在所示的实施例中，偏置组件884包括偏置构件888(例如，螺旋弹簧)和端盖890。偏置构件888将向内的力施加在推杆880上，这有助于确保推杆880保持与凸轮850的接触。端盖890倚靠在紧固件894上，并且位于盘形提升阀构件892和端盖851之间。偏置构件888在端盖890和端盖851之间延伸，并将偏置力施加到端盖890上，端盖890将该力转移到紧固件894和/或提升构件892上。反过来，紧固件894和/或提升阀构件892将偏置力转移到推杆880上。
凸轮850可以被表征为具有彼此相对的两个突起或高点910和912。当高点910和912中的一个与提升阀CV1的推杆880的凸轮从动件883(见图10C和10E)相邻时，高点910或912将推杆880向外推向端盖851。这将盘形提升构件892推离座896(如图10G所示)，并打开中心通孔897。这将打开提升阀CV1并允许气体或气体混合物流过提升阀CV1。另一方面，如图10G所示，当高点910和912都不与提升阀CV1的推杆880的凸轮从动件883(见图10C和10E)相邻时，推杆880通过偏置组件884向内偏置远离端盖851。推杆880从而将盘形提升构件892拉向座896，使得提升构件892覆盖或关闭中心通孔897。这样可以关闭提升阀CV1，并防止气体或气体混合物流过提升阀CV1。
因为呼吸机100可能需要在长寿命(例如，大于约30,000小时)的情况下使用，所以第一旋转阀组件306可以经历大约15,000,000个VPSA循环。为了满足这一要求，每个提升阀CV1-CV4可以具有“平衡的”阀构型。每当提升阀CV1-CV4中的一个关闭时，近侧腔室900内的压力作用在隔膜886的有效区域，以及提升构件892的一部分覆盖(或关闭)座896的中心通孔897。覆盖(或关闭)座896的中心通孔897的提升构件892的部分区域大致等于隔膜886的有效区域。当近侧腔室900内的压力为负(或真空)时，向内(朝向近侧腔室900)的定向力作用在隔膜886的有效区域上。于此同时，向内(朝向近侧腔室900)的定向力作用在覆盖座896的中心通孔897的提升构件892的部分上。类似地，当近侧腔室900内的压力为正时，向外(远离近侧腔室900)的定向力作用在隔膜886的有效区域上，并且向外(或远端)的定向力作用在覆盖座896的中心通孔897的提升构件892的部分上。因此，当近侧腔室900被提升构件892密封时，相反方向的力作用在隔膜886的有效区域上，以及作用在覆盖(或关闭)座896的中心通孔897的提升构件892的部分的区域上。因为(如上所述)，隔膜886的有效区域和覆盖(或关闭)座896的中心通孔897的提升构件892的部分的区域大致相等，推杆880上的净力为零。该平衡特征有助于减小推杆880在凸轮从动件883和凸轮850上的力，从而减少磨损并延长使用寿命。
如上所述，每个提升阀CV1-CV4通过其偏压组件884被偏压到关闭位置。每个提升阀CV1-CV4包括与凸轮850相邻的凸轮从动件883(见图10C和10E)。当凸轮850旋转时，它推动相对的提升阀CV1-CV4向外打开它们。如果提升阀CV1和CV3处于开启位置，则提升阀CV2和CV4处于关闭位置，反之亦然。参考图7B，第一旋转阀组件306(例如，步进电动机833)被配置为从控制系统220接收编码有凸轮位置的控制信息376。第一旋转阀组件306(例如，步进电动机833)亦被配置为将凸轮850旋转到编码在控制信号376中的位置。
参见图7A，提升阀CV3(见图10G)被连接到压缩机302和吸附床300。控制系统220通过配置压缩机302向远侧腔室902提供吸力，使提升阀CV3的远侧腔室902内的压力小于提升阀CV3的近侧腔室900内的压力。
提升阀CV1(图10G)被连接到压缩机302和出口排气孔124。控制系统220通过配置压缩机302将富氮气体122(见图8C和8D)推入近侧腔室900，使提升阀CV1的远侧腔室902内的压力小于提升阀CV1的近侧腔室900内的压力。
当提升阀CV1和CV3如图10G所示打开时，提升阀CV3从吸附床300接收富氮气体122(见图8C和8D)，并将其提供给压缩机302。于此同时，提升阀CV1允许通过压缩机302从吸附床300(通过提升阀CV3)泵送的富氮气体122，从压缩机302流出，并通过出口排气孔124离开呼吸机100。可选地，提升阀CV3可以被连接到第二旋转阀组件330。如下所述，压缩机302可以通过第二旋转阀组件330将吸力154提供给抽吸组件152。
参考图7A，提升阀CV4(见图10F)被连接到压缩机302和患者进气口116。控制系统220通过配置压缩机302向近侧腔室900提供吸力，使提升阀CV4的近侧腔室900内的压力小于提升阀CV4的远侧腔室902内的压力。
提升阀CV2(见图10F)被连接到压缩机302和吸附床300。控制系统220通过配置压缩机302向远侧腔室902提供由压缩机302泵送的加压空气114，使提升阀CV2的远侧腔室902内的压力大于提升阀CV2的近侧腔室900内的压力。
当提升阀CV2和CV4如图10F所示打开时，提升阀CV4允许空气114通过患者进气口116泵入压缩机302。于此同时，提升阀CV2将加压空气114从压缩机302提供至吸附床300。可选择地，提升阀CV2可以被连接到第二旋转阀组件330。如下所述，被提供至第二旋转阀组件330的气体164可以用于实现喷雾器组件162。
如上所述，在所示的实施例中，氧气组件210使用VPSA过程来产生氧气364(见图8B)，其可以具有穿过图11顶部的标记为“阶段1”，“阶段2”，“阶段3”以及“阶段4”的四个阶段。
在图11中，上线400描绘了在VPSA过程的四个阶段期间由氮吸附材料床344(见图8A-8D)所经历的压力。参考图11，线400可以由控制系统220基于由压力变换器PT2提供的电压力信号374(见图7B)来确定。下线410描绘了在VPSA过程的四个阶段期间通过氮吸附材料床344(见图8A-8D)的进料流速。
线421和423分别表明，提升阀CV1和CV3在第一阶段开始时分别从打开(“通过”)转换到关闭(“不通过”)，然后提升阀CV1和CV3在第三阶段开始时分别从关闭(“不通过”)转换到打开(“通过”)。因此，提升阀CV1和CV3在第一阶段的大部分期间和第二阶段的所有期间都是关闭的。此外，提升阀CV1和CV3在第三阶段的大部分期间和第四阶段的所有期间都是打开的。
相反地，线422和424分别表示提升阀CV2和CV4在第一阶段开始时分别从关闭(“不通过”)转换到打开(“通过”)，然后提升阀CV2和CV4在第三阶段开始时分别从打开(“通过”)转换到关闭(“不通过”)。因此，提升阀CV2和CV4在第一阶段的大部分期间和第二阶段的所有期间都是打开的。此外，提升阀CV2和CV4在第三阶段的大部分期间和第四阶段的所有期间都是关闭的。
图12是由控制系统220执行的方法500的流程图。方法500至少部分地实现VPSA过程。在执行方法500时，压力变换器PT2(见图7A和7B)偶尔地获得用于吸附床300的压力值，并将电压力信号374发送到控制系统220。
在第一框502中，控制系统220通过打开提升阀CV2和CV4并关闭提升阀CV1和CV3来开始VPSA过程的第一阶段。此时，压力调节器R2是关闭的。
在下一框504中，控制系统220指示压缩机302的电动机350将空气114从患者进气口116泵送到吸附床300中。压缩机302的电动机350能以相对高的速度运行，同时抽吸来自患者进气口116的空气114。
在框506中，控制系统220确定吸附床300内的压力已经达到第一阈值压力值(例如，大约10PSIG)。当吸附床300内的压力达到第一阈值压力值时，压力调节器R2自动打开。此时，第一阶段结束并且第二阶段开始。在第二阶段期间，氮气被吸附床300从空气114吸附，参照图8B，氧气346(例如，90％的纯氧)通过压力调节器R2流出吸附床300。在第二阶段期间通过压力调节器R2的氧气被储存在氧气罐312中。
返回到图12，在下一框508中，在第二阶段开始时，控制系统220降低电动机350的速度。参见图8B，在第二阶段期间，传质区430移动离开第一端部341(在由箭头“D1”识别的方向上)到第二端343。在第一端341附近的传质区430的第一侧432上的气体为空气，在第二端343附近的传质区430的第二侧434上的气体为大约90％的氧气。压缩机302在第二阶段期间可以相对缓慢地运行，以促进有效的氮吸附。在框510中，控制系统220检测第二阶段的结束，其在传质区430到达第二端343时结束。控制系统220可以在经过预定的时间量(例如，大约一秒)之后，来确定第二阶段已经结束。在一些实施例中，控制系统220也可以使用次要的手段(例如，压力)来帮助确定第二阶段何时已经结束。此时，吸附床300被氮气完全饱和，第二阶段结束，并且第三阶段开始。
在第三阶段开始时，在框512中，控制系统220打开提升阀CV1和CV3，并关闭提升阀CV2和CV4。此时，压力调节器R1是关闭的。
在下一框514中，控制系统220指示压缩机302的电动机350通过出口排气孔124将富氮气体122从吸附床300泵送到外部环境中。压缩机302能以较高的速度运行，以使其抽吸富氮气体122排出吸附床300。
在框516中，控制系统220确定吸附床300内的压力已经达到第二阈值压力值(例如，大约-7PSIG)。此时，第三阶段结束，第四阶段开始。
在第四阶段开始时，在框518中，控制系统220可将电动机350的速度降低到相对较慢的速度。
在框520中，控制系统220采用来自氧气罐312的氧气来清洗吸附床300。在框520中，压力调节器R1自动打开，以允许来自氧气罐312的“净化”氧气348(见图8D)流过吸附床300(例如，在由箭头“D2”识别的方向上)。传质区430也从第二端343(在由箭头“D2”识别的方向上)移动到第一端341。吸附床300内的低压与净化氧气348相组合，抽吸出氮气，并再生吸附床300。当清洗完成时，第四阶段结束，这就完成了一个四阶段循环，并且方法500终止。控制系统220可以通过返回至方法500的框502来开始另一个循环。
图13A-13D是第二旋转阀组件330的示意图。第二旋转阀组件330可以基本上类似于第一旋转阀组件306(见图10A和10B)。然而，第二旋转阀组件330包括具有单个突起或高点532的凸轮530，其不同于第一旋转阀组件306的凸轮850，其具有彼此相对的两个高点910和912(见图10F)。
参考图13A-13D，第二旋转阀组件330的凸轮530被配置为一次选择性地致动四个提升阀CV5-CV8的一个。提升阀CV5-CV8中的每一个可以基本上类似于图10E所示的提升阀CV1。
在第二旋转阀组件330中，提升阀CV5和CV7彼此相对放置。类似地，提升阀CV6和CV8彼此相对放置。提升阀CV5-CV8被偏压到关闭位置。每个提升阀CV5-CV8具有推杆538(基本上类似于图10E中所示的推杆880)，该推杆538具有与凸轮530邻接的凸轮从动件540(基本上类似于图10C中所示的凸轮从动件883)。在凸轮530旋转时，它一次只向外推动提升阀CV5-CV8的推杆538中的一个，并推动至开启位置。
此外，如上面关于第一旋转阀组件306所解释的，提升阀CV5-CV8中的每一个可以包括被配置为相对于座(基本上等同于座896)移动的提升构件(基本上等同于提升构件892)，以选择性地将近侧腔室(类似近侧腔室900)与远侧腔室(类似远侧腔室902)连接。在这样的实施例中，在凸轮530将提升阀CV5-CV8中所选的一个的推杆538向外推动之后，所选的提升阀开启。
参考图7B，第二旋转阀组件330包括基本上类似于步进电动机833的步进电动机542以及基本上类似于第一旋转阀组件306的位置传感器834的位置传感器544。第二旋转阀组件330(例如，步进电动机542)被配置为从控制系统220接收编码有凸轮位置的控制信号546。第二旋转阀组件330(例如，步进电动机542)也被配置为将凸轮530旋转到编码在控制信号546中的位置。位置传感器544向控制系统220提供位置信号548，其编码步进电动机542和/或凸轮530是否处于原始位置(例如，是或“打开”)或处于除了原始位置之外的位置(例如，否或“关闭”)。
参考图13A，提升阀CV5具有连接到抽吸连接件150的入口550和连接到提升阀CV3(见图10D，10F和10G)的出口552。当提升阀CV1和CV3打开时，提升阀CV5可以是打开的(如图13A所示)，以从压缩机302接收吸力154并将吸力154提供给抽吸连接件150。通过抽吸连接件150从抽吸组件152(见图1)接收的任何气体，可以由压缩机302通过提升阀CV1从出口排气孔124排出。在提供吸力154的同时，富氮气体122可被压缩机302泵送。
参考图13B，提升阀CV6具有连接到喷雾器组件162的入口554和连接到提升阀CV2的出口556。当提升阀CV2和CV4打开时，提升阀CV6可以是打开的(如图13B所示)，以将气体164提供给喷雾器连接件160，而不是将空气114提供给吸附床300。因此，压缩机302可以为喷雾器组件162供能(见图1)。
参考图13C，提升阀CV7具有连接到计量阀320的入口558和连接到蓄能器202的出口560。当提升阀CV7如图13C所示打开时，从计量阀320输出的氧气被提供给蓄能器202。
参考图13D，提升阀CV8具有连接到计量阀320的入口562和连接到患者回路110的出口564。当提升阀CV8如图13D所示打开时，氧气364(来自吸附床300)和/或来自氧气罐312的氧气被直接提供给患者回路110。
控制系统
参考图5E和7B，控制系统220包括连接到一个或多个处理器710的存储器700。存储器存储表362和可由处理器710执行的指令720。
处理器710可以由一个或多个微处理器，微控制器，专用集成电路(“ASIC”)，数字信号处理器(“DSP”)，其组合或子组合，诸如此类来实现。处理器710可以被集成到向处理器710供电的电路中，诸如常规电路板。处理器710可以包括内部存储器和/或存储器700可以被耦合到其上。本发明不受用于实现处理器710和/或存储器700的特定硬件组件的限制。
存储器700为包括由处理器710执行的指令或计算机可执行组件的计算机可读介质。存储器700可以被实现为使用暂时和/或非暂时性存储器组件。存储器700可以通过内部总线715被耦合到处理器710。
存储器700可以包括随机存取存储器(“RAM”)和只读存储器(“ROM”)。存储器700包含控制处理器710操作的指令和数据。存储器700也可以包括基本输入/输出系统(“BIOS”)，其包含有助于在呼吸机100内部的元件之间输送信息的基本例程。
可选择地，存储器700可以包括诸如硬盘驱动器，软盘驱动器和光存储设备(例如，CD-ROM，R/W CD-ROM，DVD及诸如此类)的内部和/或外部存储设备。呼吸机100还可以包括一个或多个I/O接口(未示出)，诸如串行接口(例如，RS-232，RS-432及诸如此类)，IEEE-488接口，通用串行总线(“USB”)接口，并行接口及诸如此类，用于和诸如闪存驱动器，外部软盘驱动器及诸如此类的可移动存储设备进行通信。
处理器710被配置为执行实现VPSA过程(其可以包括执行图12所示的方法500)和/或根据下面描述的氧气输送方法来递送氧气的软件。这样的软件可以由存储在存储器700中的指令720来实现。
氧气输送
参考图1，如上所述，呼吸机100将吸气气体108直接输送到患者连接件106(经由患者回路110)。氧气可以以两种方式之一被输送给患者102：(1)作为直接输送至患者连接件106的氧气140的脉冲，或者(2)在包含有空气114的气体112中，可选择地与氧气250和/或蓄能器202中的低压氧气128混合。
图14A和14B为示出了通过连接到外部低压连续流动源，例如独立氧气浓缩器，的常规便携式呼吸机进行的传统氧气输送的曲线图。在图14A中，常规的便携式呼吸机正在使用传统的体积控制通气来输送呼吸。在图14A和14B中，x轴为时间。吸气阶段在持续时间Ti期间发生。呼气阶段在持续时间TE期间发生。暂停发生在持续时间TP期间。
在图14A中，y轴为患者气道内的流速。参考图14A，虚线570示出了在吸气和呼气阶段期间输送的连续的氧气流。实线572示出了在吸气和呼气阶段期间由常规的便携式呼吸机提供的空气流动。实线572由一组所需的呼吸机放置来确定。
区域574示出了由患者接收的空气的吸气量，区域575示出了由患者排出的空气的呼气量。区域574表示由用户选择的所需的总潮气量。
阴影区域576示出了在吸气阶段期间向患者提供的有效氧气体积。区域578示出了在吸气阶段期间由常规的便携式呼吸机输送的，但不可用(例如，被困在一个或多个解剖死腔中)的氧气量。区域576和578一起形成了超过所需的呼吸机放置(例如，所需的总潮气量)的气体量。具体而言，区域574,576和578一起形成了由常规的便携式呼吸机输送的超过所需总潮气量的总吸气量(氧气和空气)。区域580示出了在呼气阶段期间由常规的便携式呼吸机输送的而被常规的便携式呼吸机所浪费的氧气量。
在图14B中，常规的便携式呼吸机正在使用传统的压力控制通气来输送呼吸。参考图14B，y轴为患者气道内的压力。压力值“PIP”表示用户输入或所需的吸气压力峰值。实线581示出在吸气和呼气阶段期间的患者气道压力。不幸地是，如图14B所示，连续的氧气流(在图14A中用虚线570示出)导致患者气道内的压力超过用户输入的吸气压力峰值(压力值“PIP”)。
如图14A和14B所示，常规的便携式呼吸机效率低下。例如，常规的便携式呼吸机浪费在非吸气时间期间输送的所有连续的氧气流(在图14A中由虚线570示出)。此外，由于输送给患者的连续的氧气流不能被控制(例如，通过呼吸机量或吸气压力设定)，仅一部分输送的氧气(由阴影区域576示出)实际上是有效的。此外，当使用压力控制的通气时，连续的氧气流使得由用户输入的吸气压力峰值被超出。这个问题的一个原因在于传统的呼吸机并不知道有多少氧气(例如，体积或速率)被输送给了患者。
虽然图14A和14B分别描绘了使用传统的体积控制的通气和传统的压力控制的通气来输送呼吸的常规的便携式呼吸机，但是当常规的便携式呼吸机使用其他类型的通气时，会发生类似的结果，这是因为呼吸机并不知道有多少氧气(例如，体积或速率)被输送给了患者。因此，呼吸机不能精确地配置所输送的呼吸(例如，实现患者气道中所需的流速或压力)。
图15A和15B是示出由图1和图4所示的呼吸机100提供的氧气输送的曲线图。在图15A中，呼吸机100正在使用体积控制的通气来输送呼吸。在图15A和15B中，x轴为时间。吸气阶段发生在持续时间Ti期间。呼气阶段发生在持续时间TE期间。暂停发生在持续时间TP期间。
参考图15A，实线582示出了在吸气和呼气阶段期间由呼吸机100提供的空气流。实线582由一组所需的呼吸机放置(例如，通过图6所示的用户界面200输入的值)来确定。阴影区域584示出了在吸气阶段开始时提供给患者102的有效氧气量。区域586示出了在吸气阶段期间提供给患者102的空气量。区域584和586一起形成了由呼吸机100输送的总吸气量(氧气和空气)。如上所述，该量也称为总潮气量。区域588示出了由患者102排出的空气的呼气量。
图15A示出了在提供气体112(见图1)之前，在吸气阶段开始时输送一个氧气140(见图1)的脉冲。例如，在输送气体112之前，呼吸机100可以等待直至氧气的脉冲已经被输送之后。因此，在每次呼吸的每个吸气阶段开始时，患者102(见图1)可能仅接收来自呼吸机100的氧气的脉冲(或团)。然而，这并不是必需的。在替代实施例中，气体112的流动可以在氧气团的输送完成之前开始。在任何情况下，气体112的流动在吸气阶段结束之前开始。
在图15B中，呼吸机100使用压力控制的通气来输送呼吸。参考图15B，y轴为患者气道内的压力。实线589示出了在吸气和呼气阶段期间的患者气道压力。如图15B所示，患者气道内的压力不超过用户输入的吸气压力峰值(压力值“PIP”)，使用压力来控制输入237(见图6)。
如图15A和15B所示，呼吸机100比常规的便携式呼吸机更有效。例如，呼吸机100不提供连续的氧气流，因此避免在非吸气时间内浪费氧气。此外，总吸气量符合(并且不超过)所需的呼吸机放置。此外，氧气在呼吸的第一部分被输送，在呼吸的第一部分中氧气提供更好的氧合作用，这与当氧气被困在解剖死腔中时的呼吸的最后一部分期间相对。此外，由于呼吸机100知道所输送的总潮气量，呼吸机100可以配置呼吸不超过用户提供的吸气压力峰值(例如，当使用压力通气时)。因此，本领域普通技术人员通过应用本教导可以将呼吸机100配置为输送在呼吸的第一部分中输送氧气的任何所需类型的通气。此外，氧气140(见图1)的脉冲的输送可以在每次呼吸启动之前开始。
参考图13D，对于脉冲剂量输送，控制系统220指示第二旋转阀组件330(经由图7B所示的控制信号546)使凸轮530旋转以打开提升阀CV8。吸气阶段可以由控制系统220或患者102启动。在检测到吸气阶段的启动之后，控制系统220指示计量阀320的步进电动机322将所需的剂量或氧气的脉冲输送到患者回路110，称为“团”。因此，呼吸机100被配置为使氧气团与患者的呼吸同步。例如，呼吸机100可以被配置为提供由图15A的区域584所描绘的氧气(或团)的量。
用户界面200可以被用于确定团的参数值。例如，如果氧气流量当量输入244(见图6)允许用户来选择数值(例如，从1到10)，则每个连续数可以表示相对于连续的氧气流的“等效氧合作用”的量。例如，数字“2”可以在呼吸开始时提供氧气团，该氧气团将提供与来自外部源(例如，如图1所示的低压氧气源118)的每分钟2升的渗入氧气流相当的氧合作用。作为另一个非限制性实例，用户可以选择表示以每分钟约0.1升的增量从约0.2升/分钟至约9升/分钟的预定范围内的数值。
因为使用假设的连续的氧气流来输送的至少一些氧气被浪费，所以控制系统220被配置为输送成团的氧气量，其小于在吸气阶段期间通过连续的氧气流来输送的氧气量。
在替代实施例中，用户可以通过使用指定团的大小的氧气脉冲体积输入251(见图6)来输入脉冲量值。脉冲量值可以以毫升表示，或者在预定的数值范围(例如，从1到10)内的无量纲值。在这样的实施例中，每个连续的数目可以表示更大量的氧气。
控制系统220调节呼吸的输送以考虑团，并且确保呼吸是根据用户设定的潮气量(通过图6中所示的潮气量输入242来输入)或吸气压力峰值(例如，通过图6中所示的压力控制输入237来输入)进行输送的。作为非限制性的实施例，控制系统220可以将团配置为具有小于所输送的总潮气量的约75％的量。作为另一个非限制性的实施例，控制系统220可以将团配置为具有介于总潮气量的约50％至约75％的量。
此外，呼吸机100被配置为调节吸气气体108的参数值(例如，体积，压力等)，以确保吸气气体108被准确地输送。例如，如果用户(例如，临床医生)使用潮气量输入242(见图6)将总潮气量放置为500ml，并且氧气脉冲体积输入251(见图6)放置脉冲体积值为100ml，控制系统220将从蓄能器202输送的空气放置为400ml，从而将准确的总体积(500ml＝400ml+100ml)提供给患者回路110。
控制系统220可以将用户放置的氧气团(例如，在气体112中和/或氧气140的脉冲)输送到患者连接件106。团的大小由计量阀320来控制。控制器系统220减少由内部流量变换器212测量的气体252(见图5A)的流量(并且被编码在图5E所示的流量信号270中)，以满足用户设定的潮气量值(当使用体积通气时)或用户设定的吸气压力峰值值(使用压力通气时)。
气体112(见图1)的总吸气流速和体积通过使用流量信号270(见图5E)来确定，并且脉冲体积可以通过使用信号358(见图7B)和计量阀320的步进位置值(如上所述)来确定。此外，控制系统220控制通过使用发送到计量阀320的步进电动机322(见图7B)的控制信号360(见图7B)的脉冲(或团)体积。控制系统220通过使用发送到鼓风机222的电动机272的控制信号278(见图5E)，来放置从蓄能器202输送的空气。
参考图13C，对于混合氧气输送，第二旋转阀组件330的凸轮530被放置为使得提升阀CV7处于开启位置。控制系统220确定给定时间所需的氧气流，以实现由用户输入的FI02(例如，通过图6中所示的FI02输入246)。FI02可以在一个范围(例如，约21％至约100％)内进行表达。控制系统220可以使用控制信号360(见图7B)来放置计量阀320以实现所需的氧气流。控制系统220可以使用来自氧气传感器227的氧气浓度信号276(见图5E)来监测通过内部细菌过滤器230并作为气体112出现的气体252。
抽吸组件
参考图16，抽吸组件152可以包括过滤器800，常规抽吸罐810，常规抽吸导管812和被配置为连接到抽吸导管812的管道820。抽吸导管812可被配置为插设在患者连接件106内部。
参考图1，抽吸组件152提供一种方式以采用由呼吸机100提供的引力来“真空清扫”来自患者气道的分泌物。参考图10G，控制系统220将第一旋转阀组件306的凸轮850定位，以打开提升阀CV1和CV3，并且参考图13A，控制系统220将第二旋转阀组件330的凸轮530定位，以打开提升阀CV5。在这种构型中，压缩机302将来自抽吸导管812的气体和分泌物抽吸穿过管道820，并进入抽吸罐810，液体分泌物在抽吸罐810(见图16)中被捕获的抽吸罐810中。过滤器800(例如，疏水过滤器)可以被用于进一步防止患者分泌物通过抽吸连接件150进入呼吸机100。然而，被吸入呼吸机100的气体继续穿过第一旋转阀组件306和第二旋转阀组件330，并进入压缩机302。控制系统220控制压缩机302的电动机350的速度，以实现用户设定的吸入压力，如通过压力变换器PT2测得的。
雾化器组件
参考图1，雾化器组件162提供一种方式以使用由呼吸机100提供的气体164用于将雾化的药物输送至患者的肺部142。参考图10F，控制系统220将第一旋转阀组件306的凸轮850定位，以打开提升阀CV2和CV4，并且，参照图13B，控制系统220将第二旋转阀组件330的凸轮530定位，以打开提升阀CV6。在这种构型中，气体从压缩机302流动穿过第一旋转阀组件306和第二旋转阀组件330，并流至雾化器组件162上。控制系统220控制压缩机302的电动机350的速度，以保持由压力变换器PT2测量的所需的压力(例如，约12PSIG)。第一旋转阀组件306可以循环，以根据需要使得药物输送与吸气阶段同步。以类似于用于脉冲剂量氧气输送的方式，控制系统220可以补偿(或调节)所输送的呼吸，以说明由喷雾器组件162输送的附加体积。
咳嗽协助
如上所述，正常咳嗽可以被表征为具有注气阶段，随后为排气阶段。在注气阶段期间，患者102(见图1)将气体吸入患者的肺部142(见图1)。在排气阶段期间，患者102通过使用峰值流速和峰值压力来呼出患者肺部142中的至少一部分气体(其可包括来自患者肺部142的分泌物)，其中峰值流速和峰值压力两者均大于正常呼吸的呼气阶段期间所使用的量。呼吸机100(见图1和图4)被配置为提供咳嗽辅助功能，其通过产生模拟正常咳嗽的呼出流速和/或压力来促进分泌物清除。参考图6，用户可以使用激活咳嗽辅助输入241来指示呼吸机100(见图1和图4)从正常呼吸模式切换到咳嗽辅助模式，在此期间咳嗽辅助功能被用来执行与患者102的咳嗽辅助操作(见图1)。
如上所述，呼吸组件190可以包括咳嗽辅助阀204或咳嗽辅助阀2000。参考图5C，如果呼吸组件190包括咳嗽辅助阀204，则在注气阶段开始时，控制系统220将咳嗽辅助阀204置于第一构型(图5A，5C和18A)中。因此，鼓风机222能以与输送正常呼吸相同的方式将气体252输送到主呼吸机连接件104。控制系统220(见图5E)指示鼓风机222(使用控制信号1180)输送流量，以根据用户输入的用于注气和排气压力的放置来获得压力。这些放置通常除了用于正常呼吸期间，还用于更大的流速和/或压力，但是许多情况并不总是如此。换句话说，鼓风机222向离开鼓风机222的气体252增加能量(例如，增加其流速和/或压力)，并流入咳嗽辅助阀204的鼓风机-阀入口1004。气体252流过咳嗽辅助阀204的一部分，通过孔1010离开咳嗽辅助阀204而进入流动管线273。流动管线273将气体252引导至主呼吸机连接件104。主呼吸机连接件104被耦合(例如，直接地或使用软管，流动管线，管道或管)到患者回路110(见图1)，其将吸气气体108引导至患者连接件106，依次将吸气气体108引导至患者102。吸气气体108使肺部142膨胀，并将压力升高至所需的注气压力(见图26)。
在注气阶段结束时，控制系统220(见图5E)指示咳嗽辅助阀204(使用控制信号1180)转换到第二构型(见图5B，5D和18B)。控制系统220还指示鼓风机222(使用控制信号1180)增加其速度以实现所需的排气压力(见图26)。这会产生高峰排气流速。在排气阶段结束时，如果需要，咳嗽辅助操作可以重复进行。
如果呼吸组件190包括咳嗽辅助阀2000(见图34A和34B)而不是咳嗽辅助阀204，在注气阶段开始时，控制系统220将咳嗽辅助阀2000置于第一构型(见图34A)。控制系统220(见图5E)指示鼓风机222(使用控制信号1180)施加通常大于在正常呼吸期间使用的选定流速和/或压力。气体252离开鼓风机222并流入咳嗽辅助阀2000的鼓风机-阀入口2004。气体252流过咳嗽辅助阀2000的一部分，并通过孔2010离开咳嗽辅助阀2000而进入流动管线273。流动管线273将气体252引导至主呼吸机连接件104。主呼吸机连接件104被耦合(例如，直接地或使用软管，流动管线，管道或管)到患者回路110(见图1)，其将吸气气体108引导至患者连接件106，依次将吸气气体108引导至患者102。吸气气体108使肺部142膨胀，并将压力提高到所需的注气压力(见图26)。在注气阶段结束时，控制系统220(见图5E)指示咳嗽辅助阀2000(使用控制信号1180)转换到第二构型(见图34B)。控制系统220也指示鼓风机222(使用控制信号1180)增加其速度以实现所需的排气压力(见图26)。这会产生高峰排气流速。在排气阶段结束时，如果需要，咳嗽辅助操作可以重复进行。
参考图26，线1200示出了在使用呼吸机100执行的咳嗽辅助操作的注气和排气阶段期间的气道压力。参考图26，线1202示出了在使用呼吸机100执行的咳嗽辅助操作的注气和排气阶段期间的气道流速。
因为呼吸机100将机械呼吸和咳嗽辅助功能组合在一个装置中，因此期望使用相同的管道用于呼吸和咳嗽辅助，因此用户不必在操作之间改变管道连接。保持管道连接完好还可以提供以下一个或多个优点：
1.更好地维持患者的氧合作用水平，
2.减少呼吸机-相关性肺炎的可能性，以及
3.减少与重新连接的可能性错误相关的风险。
不幸的是，现有技术的被动患者回路不足以和咳嗽辅助一起使用，因为它们包括固定的泄漏阀，该泄露阀在排气期间会减少患者回路中的负压。负压的这种减少则会导致来自患者肺部的流速不期望的减少，其会相应地损害分泌物清除。
图2B所示的被动患者回路440避免了这个问题，因为被动患者回路440包括阀组件448或阀组件1448(见图30-31C)。当被动患者回路440包括阀组件448时，阀组件448的叶片470的周边部分473被配置为当被动患者回路440(见图2B)内的压力小于阈值量(例如，环境压力)时，从开启位置(见图2D)转变或偏转到关闭位置(见图2C)。当叶片470的周边部分473处于图2C所示的关闭位置时，叶片470挡住一个或多个开口478，并将腔室474与被动患者回路440(见图2B)内的环境隔离开。因此，当患者回路压力小于阈值量(例如，当患者回路压力为负)时，叶片470防止空气流入被动患者回路440(通过一个或多个开口478)。阀组件448可以被表征为在实施例中的正压泄漏阀，在该实施例中当患者回路压力为正时，阀组件448是打开的，并且当患者回路压力为负时，阀组件448是闭合的。
类似地，参考图31A和31B，当被动患者回路440(见图2B)包括阀组件1448时，阀组件1448的叶片1470的周边部分1473被配置为当被动患者回路440(见图2B)内的压力小于阈值量(例如，环境压力)时，从开启位置(见图31B)转变或偏转到关闭位置(见图31A)。当叶片1470的周边部分1473处于图31A所示的关闭位置时，叶片1470挡住一个或多个开口1478，并将腔室1474与被动患者回路440(见图2B)内的环境隔离开。因此，当患者回路压力小于阈值量(例如，当患者回路压力为负)时，叶片1470防止空气流入被动患者回路440(通过一个或多个开口1478)。阀组件1448可被表征为在实施例中的正压泄漏阀，在该实施例中当患者回路压力为正时，阀组件1448是打开的，并且当患者回路压力为负时，阀组件1448是闭合的。
当包括合适的被动泄漏阀(例如，泄漏阀177，阀组件448，阀组件1448，诸如此类)的被动患者回路(例如，被动患者回路170，被动患者回路440，诸如此类)被应用时，在注气阶段期间，气体通过被动患者回路流到患者102。一些气流通过被动泄漏阀而泄漏出去，其余的流入患者的肺部142(见图1)。如果呼吸组件190包括咳嗽辅助阀204(见图5A-5D和17A-18B)，则在注气阶段结束时，控制系统220将咳嗽辅助阀204转换到第二构型(见图5B，5D和18B)，并且增加鼓风机222的速度以实现期望的排气压力。另一方面，如果呼吸组件190包括咳嗽辅助阀2000(见图34A和34B)，则在注气阶段结束时，控制系统220将咳嗽辅助阀2000转换到第二构型(见图34B)，并且增加鼓风机222的速度以实现期望的排气压力。被动泄漏阀的止回阀组件(例如，挡板179，叶片470，叶片1470，诸如此类)防止外部气流进入被动患者回路。
或者，图3A中示出的主动患者回路600可以在咳嗽辅助操作期间使用。当使用主动患者回路600时，主动呼气阀组件604在注气和排气阶段期间都是闭合的。在注气阶段期间，控制系统220通过供电或激活电磁阀SV6(使用控制信号286)来关闭主动呼气阀组件604，其将气体252(通过端口275B)的压力连接到先导端口111C。在排气阶段期间，控制系统220断电或去激活电磁阀SV6(使用控制信号286)，其将蓄能器A2的内部压力(或先导压力)连接到主动呼气阀组件604。这使得主动呼气阀组件604保持关闭。主动呼气阀组件604保持关闭，因为先导压力高于患者压力，并且(如上所述)，双波纹管构件644暴露于通过患者连接件106由患者102(见图1)提供的压力的区域小于暴露于压力信号109C的压力的区域。因此，即使两个压力相等，双波纹管构件644的封闭端666将移动至或保持在抵靠座680的关闭位置处。注意，在咳嗽辅助模式中，蓄能器A2中的压力被放置为零。在排气开始时，患者压力高于压力信号109C，所以呼气阀打开。这是有益的，因为它更快地降低压力，并产生更大的排气流。当患者压力下降至环境压力以下时，主动呼气阀组件604关闭，防止环境气体进入患者回路。
分泌物收集器
在常规的咳嗽辅助操作期间，患者连接件106(例如，气管造口管)通过咳嗽辅助管(例如，具有约22mm内径的管)气动地连接到咳嗽辅助装置。作为非限制性实例，患者连接件106(例如，气管造口管)可具有约15mm的外径和约8mm的内径。目前的做法是，通过采用诸如外径为22mm，内径为15mm的连接件或适配器将咳嗽辅助管连接到患者连接件106。连接件可以是直的，直角的，柔性的或装配有旋转连接件。连接件用作从患者连接件106(例如，气管造口管)的外径(例如，约15mm)转移到咳嗽辅助管的内径(例如，约22mm)的适配器。因此，从患者连接件106到咳嗽辅助管的流动路径包括突然过渡(例如，从约15mm的内径到约22mm的内径)。
不幸地，当前的用于将患者连接件106连接到咳嗽辅助管(其连接到咳嗽辅助装置)的可用的连接件并没有设计成能够捕获由咳嗽辅助操作而产生的分泌物。患者分泌物通常在排气阶段期间离开患者连接件106(例如，气管造口管)，收集在连接件中，并且在注气阶段期间返回到和/或进入患者连接件106，这是不期望的。该过程通常被重复数次，直到分泌物最终迁移到咳嗽辅助管中。然后，除去并处理或清洁咳嗽辅助管。
图27示出了分泌物收集器1250，其可以代替常规的连接件用以将患者连接件106连接到咳嗽辅助管1252，咳嗽辅助管1252用作患者电路110或用作患者电路110的一部分。或者，分泌物收集器1250可以形成于咳嗽辅助管1252的末端1254中。在图27和28中，患者连接件106已经被示出作为连接至患者气道1262(见图28)的气管造口管1260。咳嗽辅助管1252可以被连接到常规的咳嗽辅助装置(未示出)。
或者，分泌物收集器1250可以用于将患者连接件106直接连接到患者回路110(例如，被动患者回路440，主动患者回路600，诸如此类)，或通过使用软管，流动管线，管道，或管连接到患者回路110。在这样的实施例中，患者回路110被连接到主呼吸机连接件104(并且可选择地连接到患者氧气出口105)。或者，分泌物收集器1250可以被实现为患者回路110的组件。
在所示的实施例中，分泌物收集器1250具有与第二端部1258相对的第一端部1256。第一端部1256可耦合到患者连接件106，并且第二端部1258可耦合到咳嗽辅助管1252或患者回路110(见图1)。
参考图28，与常规的连接件(可用于将患者连接件106连接到咳嗽辅助管1252)不同，分泌物收集器1250被配置为在咳嗽辅助操作期间捕获患者分泌物1268。参考图27，分泌物收集器1250的内部几何形状被配置为产生第一和第二内径步骤。第一步骤从患者连接件106的内径“ID1”(例如，约8mm)转换到分泌物收集器1250的明显更大的内径“ID2”(例如，大于约22mm)。第二步骤从内径“ID2”转换到较小的内径“ID3”(例如，约15mm)。分泌物收集器1250的第二端部1258具有被配置为与咳嗽辅助管1252相配合的外径“OD”(例如，约22mm)。
小的内径“ID1”引起排气流(由图28中的箭头1270识别)具有高的第一速度，其调动分泌物。达到较大内径“ID2”的第一(快速)步骤使得排气流的速度降低至较慢的第二速度。这种速度的降低使得分泌物1268(见图28)沉淀或收集在由更大的内径“ID2”产生的井1274中。井1274保护分泌物1268(见图28)在吸气流动(由图28中的箭头1272识别)期间不再重新调动。此外，患者分泌物通常具有高的表面张力，其有助于将它们保持在井1274中，直到它们被除去，这有助于防止咳嗽辅助管1252或患者回路110(见图1)的污染。
如上所述，由于咳嗽辅助操作可以在排气和注气阶段期间移动分泌物，所以在咳嗽辅助操作之后，一些分泌物可能保留在患者连接件106内。为此，在咳嗽辅助操作之后，患者连接件106经常被抽吸以除去这些剩余的分泌物。
图29示出了连接到引流道1280的分泌物收集器1250，其被配置为在咳嗽辅助操作期间提供吸力。因此，分泌物收集器1250可被用于提供改进的治疗，该治疗中在咳嗽辅助操作期间，当分泌物1268离开患者连接106时，分泌物1268被抽吸。引流道1280包括具有与井1274相流通的第一端部1284的开口端管部分1282，以及与抽吸装置(例如，图1和16中所示的抽吸组件152)相流通的第二端部(未示出)。第一端部1284可以放置在比咳嗽辅助管1252或患者回路110(见图1)更靠近患者连接件106的位置处。抽吸装置在咳嗽辅助操作期间向引流道1280提供负压(如箭头1290所示)，以从井1274抽吸分泌物1268。当分泌物离开患者连接件106时，该负压将分泌物1268抽吸入开口端管部分1282(通过其第一端部1284)，从而保持呼吸气道(例如，患者回路110)避免可能阻碍呼吸的分泌物。
虽然引流道1280已经被描述并示出为连接到分泌物收集器1250，但是在替代实施例中，引流道1280可以连接到位于患者连接件106处或其附近的其他结构。例如，引流道1280可以直接连接到患者连接件106。或者，引流道1280可以连接到患者回路110。
引流道1280可以提供以下特征中的一个或多个：
1.改善呼吸气道的清洁，
2.减少污染，以及
3.减少了将患者连接件106从机械呼吸(例如，由呼吸机100提供)断开连接的需要。
由于引流道1280无须将患者回路110从患者102断开连接，就能提供分泌物清除，引流道1280可特别适用于呼吸机100，该呼吸机100被配置为提供机械呼吸和咳嗽辅助。
本发明的实施例可鉴于以下任何组合的条款进行描述以限定本发明：
A1.一种向人类患者提供呼吸的方法，所述人类患者具有通过患者回路连接到呼吸机装置的患者连接件，所述呼吸有一个具有开始和结束的吸气阶段，所述方法包括以下步骤：
在呼吸的吸气阶段开始时或之前向患者回路输送氧气团，患者回路将氧气团输送至患者连接件；
在呼吸的吸气阶段结束之前终止氧气团的输送；以及
在呼吸的吸气阶段结束之前将包括空气的呼吸气体输送至患者回路，患者回路将呼吸气体输送至患者连接件。
A2.条款A1的方法，还包括：
在输送呼吸气体之前，等待直到用于呼吸输送的氧气团的输送已被终止之后。
A3.条款A1的方法，其中
为呼吸输送的氧气团与呼吸气体加在一起具有总吸气体积，以及
为呼吸输送的氧气团具有小于总吸气体积的约75％的体积。
A4.条款A1的方法，其中
为呼吸输送的氧气团与呼吸气体加在一起具有总吸气体积，以及
为呼吸输送的氧气团具有介于总吸气体积的约50％至总吸气体积的约75％之间的体积。
A5.条款A1的方法，其中所述呼吸具有呼气阶段，并且所述方法还包括：
接收与氧气流速相关联的氧气流量当量值，如果其从吸气阶段的开始到呼气阶段的结束被连续地应用于患者回路，将产生第一氧气体积，并且其中为呼吸输送的氧气团具有小于第一氧气体积的第二体积。
A6.将条款A1与连接到阀的氧气源一起使用的方法，其中
在呼吸的吸气阶段开始时或之前输送氧气团包括打开阀门，从而允许氧气流从氧气源流至患者回路，以及
在呼吸的吸气阶段结束之前终止氧气团的输送包括关闭阀，从而中断从氧气源到患者回路的氧气流。
A7.将条款A6与连接到氧气源的氧气发生器一起使用的方法，所述的氧气源被配置为存储由氧气发生器产生的氧气，该方法还包括：
检测包括由氧气源存储的氧气的浓度和由氧气源存储的氧气的压力中的至少一种的值；
确定检测的值是否低于阈值；
当所述检测的值被确定为低于所述阈值时，操作所述氧气发生器；以及
将由氧气发生器产生的氧气输送至氧气源。
A8.条款A1的方法，还包括：
检测呼吸的吸气阶段的开始已经由患者启动。
A9.条款A1的方法，还包括：
检测呼吸的吸气阶段的开始已经由患者启动，并且响应地启动氧气团向患者回路的输送。
A10.将条款A1与用户指定的总潮气量一起使用的方法，其中为呼吸输送的呼吸气体具有第一体积，
为呼吸输送的氧气团具有第二体积，和
第一体积和第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
A11.将条款A1与用户指定的吸气压力峰值一起使用的方法，其中为呼吸输送的呼吸气体和氧气团加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
A12.条款A1的方法，其中
将呼吸气体输送至患者回路包括在患者回路的第一输入位置向患者回路提供呼吸气体，以及
将氧气团输送至患者回路包括在比第一输入位置更接近患者连接件的患者回路的第二输入位置处向患者回路提供氧气团。
A13.将条款A1与呼吸气体输送管道及氧气输送管道一起使用的方法，所述呼吸气体输送管道具有位于远离患者连接件的患者回路的第一端部处的呼吸气体输出端，所述氧气输送管道具有位于邻近患者连接件的患者回路的第二端部处的氧气输出端，其中将呼吸气体输送至患者回路包括通过呼吸气体输送管道将呼吸气体提供给呼吸气体输出端，并且其中将氧气团输送至患者回路包括通过氧气输送管道向氧气输出端提供氧气团，从而在到达患者连接件之前将为呼吸输送的氧气团与为呼吸输送的呼吸气体沿着患者回路的至少多数部分隔离开。
A14.将条款A1与患者回路一起使用的方法，所述患者回路包括呼吸气体输送管道和氧气输送管道，其中
将呼吸气体输送至患者回路包括将呼吸气体提供给呼吸气体输送管道，该呼吸气体输送管道将呼吸气体输送至患者连接件，以及
将氧气团输送至患者回路包括将氧气团输送至氧气输送管道，该氧气输送管道将氧气团输送至患者连接件，从而在到达患者连接件之前将为呼吸输送的氧气团与为呼吸输送的呼吸气体沿着患者回路的至少一部分隔离开。
A15.条款A14的方法，其中所述氧气团离开氧气输送管道，并在邻近患者连接件的位置处进入呼吸气体输送管道。
A16.条款A14的方法，其中所述氧气团离开氧气输送导管，并在距离患者连接件约2厘米内的位置处进入呼吸气体输送管道。
A17.条款A1的方法，还包括：
接收团体积值，和
其中为呼吸输送的氧气团具有基本与团体积值相同的体积。
A18.条款A1的方法，与可操作的以压缩呼吸气体的压缩机一起使用，其中将呼吸气体输送至患者回路包括输送由压缩机压缩的至少一部分呼吸气体。
A19.一种与氧气源及患者回路一起使用的呼吸机装置，所述患者回路被配置为接收呼吸气体和氧气以向具有耦合到患者回路的患者连接件的人类患者提供呼吸，该呼吸具有含有开始和结束的吸气阶段，所述呼吸机装置包括：
压缩机，被配置为将呼吸气体输送至患者回路；和
控制系统，其被配置为：
(a)在呼吸的吸气阶段的开始时或之前，控制系统允许氧气从氧气源流至患者回路；
(b)在呼吸的吸气阶段的结束之前，控制系统防止氧气从氧气源流至患者回路；和
(c)在呼吸的吸气阶段的结束之前，控制系统使压缩机将呼吸气体输送至患者回路。A20.条款A19的呼吸机装置，还包括：
被配置为接收用户指定的总潮气量的输入端，
其中输送至患者回路的用于呼吸的呼吸气体具有第一体积，
允许流至患者回路的用于呼吸的氧气具有第二体积，并且
第一体积与第二体积的加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
A21.条款A19的呼吸机装置，还包括：
被配置为接收用户指定的吸气压力峰值的输入端，其中输送至患者回路的用于呼吸的呼吸气体与允许流至患者回路的用于呼吸的氧气加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
A22.一种与患者回路一起使用的呼吸机装置，所述患者回路被配置为接收呼吸气体和氧气以向具有耦合到患者回路的患者连接件的人类患者提供呼吸，该呼吸具有含有开始和结束的吸气阶段，所述呼吸机装置包括：
压缩机，被配置为将呼吸气体输送至患者回路；
耦合到患者回路的患者氧气出口；
氧气源，被配置为将氧气输送至患者回路；和
控制系统，其被配置为：
(a)在呼吸的吸气阶段的开始时或之前，控制系统允许氧气从氧气源流至患者回路；
(b)在呼吸的吸气阶段的结束之前，控制系统防止氧气从氧气源流至患者回路；和
(c)在呼吸的吸气阶段的结束之前，控制系统使压缩机将呼吸气体输送至患者回路。
A23.条款A22的呼吸机装置，还包括：
被配置为接收用户指定的总潮气量的输入端，
其中输送至患者回路的用于呼吸的呼吸气体具有第一体积，
允许流至患者回路的用于呼吸的氧气具有第二体积，并且
第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
A24.条款A22的呼吸机装置，还包括：
被配置为接收用户指定的吸气压力峰值的输入端，其中输送至患者回路的用于呼吸的呼吸气体与允许流至患者回路的用于呼吸的氧气加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
A25.一种与具有耦合到患者回路的患者连接件的人类患者一起使用的呼吸系统，所述系统包括：
氧气源，被配置为将氧气输送至耦合到患者回路的患者氧气出口；
压缩机，被配置为将呼吸气体输送到耦合至患者回路的呼吸机连接件，所述呼吸机连接件不同于患者氧气出口；和
控制系统，被配置为：
识别呼吸的吸气阶段；
指示氧气源在吸气阶段之前或期间将氧气输送到患者氧气出口，氧气源被配置为响应于将氧气输送到患者氧气出口的指示，而将氧气输送到患者氧气出口；和
指示压缩机在吸气阶段期间将呼吸气体输送到呼吸机连接件，压缩机被配置为响应于将呼吸气体输送到呼吸机连接件的指令，而将呼吸气体输送到呼吸机连接件。
A26.条款A25的呼吸系统，其中，所述压缩机和呼吸机连接件包括呼吸机，所述氧气源位于呼吸机的外部。
A27.条款A25的呼吸系统，其中，所述氧气源包括呼吸机的内部氧气源，所述呼吸机具有与内部氧气源相流通的氧气入口，并且所述呼吸系统还包括与氧气入口相流通的外部氧气源，将氧气从外部氧气源输送到内部氧气源。
A28.条款A25的呼吸系统，还包括：
与氧气源相流通的氧气发生器，该氧气发生器将氧气输送到氧气源。
A29.条款A28的呼吸系统，其中，压缩机，氧气源和氧气发生器包括呼吸机。
A30.条款A28的呼吸系统，其中，所述压缩机和氧气源包括呼吸机，所述氧气发生器放置在呼吸机外部。
A31.条款A25的呼吸系统，还包括：
用户界面，具有被配置为接收用户指定的总潮气量的输入端，所述用户界面被配置为向控制系统提供用户指定的总潮气量，
其中所述控制系统被配置为确定第一体积和第二体积，
为呼吸输送的呼吸气体具有第一体积，
为呼吸输送的氧气具有第二体积，和
第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
A32.条款A25的呼吸系统，还包括：
用户界面，具有被配置为接收用户指定的吸气压力峰值的输入端，所述用户界面被配置为向控制系统提供用户指定的吸气压力峰值，
其中为呼吸输送的呼吸气体和氧气加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
B1.一种向人类患者提供呼吸的方法，所述人类患者具有通过患者回路连接到具有第一呼吸机连接件和不同的第二呼吸机连接件的呼吸机的患者连接件，所述第一呼吸机连接件和第二呼吸机连接件中的每一个均与患者回路相流通，所述方法包括：
采用呼吸机识别呼吸的吸气阶段的开始；
在吸气阶段之前或期间，将氧气团输送至第一呼吸机连接件；和
在吸气阶段期间，将包含有空气的呼吸气体输送至第二呼吸机连接件，所述呼吸机使输送至第一呼吸机连接件的氧气团与输送至第二呼吸机连接件的呼吸气体相隔离。
B2.条款B1的方法，其中，在呼吸的吸气阶段的开始时输送氧气团。
B3.条款B1的方法，还包括：
采用呼吸机识别呼吸的吸气阶段的结束；和
在吸气阶段结束之前终止氧气团的输送，其中呼吸气体在氧气团的输送已被终止之后而被输送。
B4.条款B1的方法，还包括：
采用呼吸机确定为呼吸输送的氧气团的体积。
B5.将条款B1与用户指定的总潮气量一起使用的方法，其中为呼吸输送的呼吸气体具有第一体积，
为呼吸输送的氧气团具有第二体积，和
第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
B6.将条款B1与用户指定的吸气压力峰值一起使用的方法，其中为呼吸输送的呼吸气体和氧气团加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
B7.一种与人类患者一起使用的呼吸机装置，所述人类患者具有耦合到患者回路的患者连接件，所述呼吸机装置包括：
耦合到患者回路的患者连接件；
与呼吸机连接件相流通的一个或多个第一流动管道；
压缩机，被配置为将呼吸气体输送到所述一个或多个第一流动管道，所述一个或多个第一流动管道将呼吸气体输送到呼吸机连接件；
耦合到患者回路的患者氧气出口；
与患者氧气出口相流通的一个或多个第二流动管道；和
氧气源，被配置为将氧气输送到所述一个或多个第二流动管道，所述一个或多个第二流动管道将氧气输送到患者氧气出口，其中，患者氧气出口和一个或多个第二流动管道使氧气与输送到所述一个或多个第一流动管道和呼吸机连接件的呼吸气体相隔离。
B8.条款B7的呼吸机装置，其中所述一个或多个第二流动管道包括第一管道和第二管道，并且所述呼吸机装置还包括：
阀，所述第一管道与所述阀相流通以将氧气从氧气源输送到所述阀，并且所述第二管道与所述阀相流通以将氧气从所述阀输送到患者氧气出口，其中打开所述阀允许氧气通过第一管道和第二管道从氧气源流到患者氧气出口，并且关闭所述阀防止氧气通过第一管道和第二管道从氧气源流到患者氧气出口。
B9.条款B8的呼吸机装置，还包括控制系统，其被配置为：
(a)在呼吸的吸气阶段开始时或之前打开所述阀，从而允许氧气从氧气源流到患者氧气出口；
(b)在呼吸的吸气阶段结束之前关闭所述阀，从而防止氧气从氧气源流到患者氧气出口；和
(c)指示压缩机在呼吸的吸气阶段结束之前输送呼吸气体。
B10.条款B9的呼吸机装置，还包括：
被配置为接收用户指定的总潮气量的输入端，
其中为呼吸输送的呼吸气体具有第一体积，
允许为呼吸流动的氧气具有第二体积，和
第一体积与第二体积加在一起基本上等于用户指定的总潮气量。
B11.条款B9的呼吸机装置，还包括：
被配置为接收用户指定的吸气压力峰值的输入端，其中输送的呼吸气体和为呼吸流动的氧气加在一起的压力不超过用户指定的吸气压力峰值。
B12.条款B9的呼吸机装置，其中所述控制系统被配置为在所述阀已经关闭之后，指示压缩机输送呼吸气体。
B13.条款B9的呼吸机装置，还包括：
被配置为接收用户选择的参数值的用户输入端，所述控制系统被配置为使所述阀打开直到至少部分地基于用户选择的参数值而确定的一定体积的氧气已经流过所述阀。
B14.条款B9的呼吸机装置，其中所述氧气源被配置为存储氧气，并且所述呼吸机装置还包括：
与氧气源相流通的氧气发生器；和
传感器，被配置为向所述控制系统提供信号，所述信号编码有由氧气源存储的氧气浓度和由氧气源存储的氧气压力中的至少一个，所述控制系统被配置为使用所述信号来确定由氧气源存储的氧气量是否小于阈值，并且当控制系统确定由氧气源存储的氧气量小于阈值时，操作氧气发生器将氧气输送到氧气源。
B15.条款B9的呼吸机装置，和患者回路一起使用，所述患者回路具有被配置为检测患者回路内的流速并发送编码有流速的信号的传感器，其中控制系统被配置为从传感器接收信号，并使用该信号来检测患者何时已经启动了吸气阶段的开始。
B16.条款B9的呼吸机装置，还包括：
传感器，被配置为检测所述一个或多个第一流动管道中的一个中的流速，并向控制系统发送编码有流速的信号，所述控制系统被配置为使用所述信号来检测患者何时已经启动了吸气阶段的开始。
B17.条款B9的呼吸机装置，还包括：
蓄能器，被配置为通过至少所述一个或多个第一流动管道中的一个将至少一部分呼吸气体输送至压缩机；和
传感器，被配置为检测所述一个或多个第一流动管道中的至少一个中的流速，并向控制系统发送编码有流速的信号，所述控制系统被配置为使用该信号来检测患者何时已经启动了吸气阶段的开始。
C1.一种与产生高压和低压的压力源一起使用的变压吸附氧气发生器，该变压吸附氧气发生器用于将氧气从空气中分离，包括：
具有氮吸附材料床的吸附床；和
用于控制所述吸附床的变压吸附的多位旋转阀，并可耦合到压力源并与其相流通，并与吸附床相流通，所述旋转阀包括具有第一旋转位置和第二旋转位置的凸轮，在凸轮的第一旋转位置，旋转阀将由压力源产生的高压传递至吸附床，并且在凸轮的第二旋转位置，旋转阀将由压力源产生的低压传递至吸附床。
C2.条款C1的变压吸附氧气发生器，还包括：
与吸附床连接的储氧单元；
第一调节器，该第一调节器基于当凸轮处于第一旋转位置时感测的第一条件，允许在吸附床内产生的氧气到达氧气存储单元；以及
第二调节器，该第二调节器基于当凸轮处于第二旋转位置时感测的第二条件，允许氧气存储单元中的一部分氧气进入吸附床，以协助从吸附床清除氮气。
C3.条款C1的变压吸附氧气发生器，还包括：
氧气存储单元；
连接到吸附床和氧气存储单元，并且响应于吸附床中的压力升高到预选的第一压力的第一压力调节器，该第一压力调节器将吸附床中的压力调节到预选的第一压力，并允许在吸附床内产生的氧气通过该第一压力调节器进入氧气存储单元；以及
连接到吸附床和氧气存储单元，并且响应于吸附床中的压力下降到预选的第二压力的第二压力调节器，所述预选的第二压力低于预选的第一压力，所述压力调节器将吸附床中的压力调节到预选的第二压力，并允许氧气存储单元中存储的氧气通过该第二压力调节器进入吸附床。
C4.条款C3的变压吸附氧气发生器，其中当吸附床中的压力低于预选的第一压力时，所述第一压力调节器防止吸附床和氧气存储单元之间通过第一压力调节器的流体连通，并且当吸附床中的压力高于预选的第二压力时，所述第二压力调节器防止氧气存储单元和吸附床之间通过第二压力调节器的流体连通。
C5.一种变压吸附氧气发生器，用于将氧气从空气中分离，包括：
产生高压和低压的压力源；
具有氮吸附材料床的吸附床；以及
用于控制吸附床的变压吸附，并与压力源和吸附床相流通的多位旋转阀，该旋转阀包括具有第一旋转位置和第二旋转位置的凸轮，在凸轮的第一旋转位置处，所述旋转阀将由压力源产生的高压传递到吸附床，并且在凸轮的第二旋转位置处，所述旋转阀将由压力源产生的低压传递到吸附床。
C6.条款C5的变压吸附氧发生器，其中所述压力源是压缩机，并且所产生的高压为正压，所产生的低压为负压。
C7.一种将氧气与空气隔离并与可产生高压和低压的压力源一起使用的变压吸附氧气发生器，包括：
包括具有氮吸附材料床的吸附床；
以及用于控制吸附床的变压吸附的多位置旋转阀，所述多位置旋转阀可与压力源连接并与其相流通，而且所述多位置旋转阀与吸附床相流通，该旋转阀具有：
具有至少第一旋转位置和第二旋转位置的凸轮；
被配置为旋转凸轮的旋转驱动器；以及
响应于凸轮的旋转位置而操作的多个阀，在凸轮的第一旋转位置处，至少一个阀将压力源产生的高压传递到吸附床，并且在凸轮的第二旋转位置处，至少一个阀将由压力源产生的低压传递到吸附床。
C8.将条款7的变压吸附氧气发生器与压力源一起使用，压力源为高压位于输出端口并且低压位于输入端口的压缩机，其中，所述多个阀包括第一阀，第二阀，第三阀和第四阀，每个阀具有在第一状态下彼此相互流通而在第二状态下彼此相互断开流通的第一端口和第二端口，并且在第一状态和第二状态之间选择性地移动，
所述第一阀的第一端口与压缩机输出端口相流通，并且所述第一阀的第二端口与大气相流通，
所述第二阀的第一端口与吸附床相流通，并且所述第二阀的第二端口与压缩机输出端口相流通，
所述第三阀的第一端口与吸附床相流通，并且所述第三阀的第二端口与压缩机输入端口相流通，
所述第四阀的第一端口与压缩机输入端口相流通，并且所述第四阀的第二端口与要隔离氧气的空气供给源相流通，
所述第一阀，第二阀，第三阀和第四阀响应于凸轮的旋转，以重复的顺序在第一状态和第二状态之间移动，其中当凸轮处于第一旋转位置时，所述第二阀和第四阀处于第一状态，所述第一阀和第三阀处于第二状态，而当凸轮处于第二旋转位置时，所述第一阀和第三阀处于第一状态，所述第二阀和第四阀处于第二状态。
C9.条款C8的变压吸附氧气发生器，其中，所述第一阀和第三阀通过凸轮在第一状态和第二状态之间一致地移动，所述第二阀和第四阀通过凸轮在第一状态和第二状态之间一致地移动。
C10.条款C8的变压吸附氧气发生器，其中，所述凸轮具有第一凸轮凸角和第二凸轮凸角，并且还具有第三旋转位置和第四旋转位置，其中当凸轮被移动至第一旋转位置时，所述第一凸轮凸角将第四阀移动到第一状态，并且所述第二凸轮凸角将第二阀移动到第一状态，并且第一阀和第三阀处于第二状态，当凸轮被移动至第二旋转位置时，所述第一凸轮凸角将第一阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第三阀移动到第一状态，并且第二阀和第四阀处于第二状态，当凸轮被移动至第三旋转位置时，所述第一凸轮凸角将第二阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第四阀移动到第一状态，并且第一阀和第三阀处于第二状态，并且当凸轮被移动至第四旋转位置时，所述第一凸轮凸角将第三阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第一阀移动到第一状态，并且第二阀和第四阀处于第二状态。
C11.条款C7的变压吸附氧气发生器，其中每个阀包括：
提升构件；
具有座孔的阀座；以及
推杆构件，具有与凸轮相邻接且用于推杆运动的凸轮从动件，以响应在凸轮的第一旋转位置与第二旋转位置之间的凸轮旋转，所述提升构件被耦合到推杆构件中，用以与推杆构件一起运动，带动所述提升构件进入和离开阀座的入座设置，以响应于凸轮的旋转而关闭和打开座孔。
C12.条款C11的变压吸附氧气发生器，其中，每个阀还可以包括具有朝向凸轮的端部开口的壳体，所述提升构件和阀座放置在壳体中，推杆延伸穿过壳体的端部开口，并且还包括放置阀座和凸轮之间的柔性隔膜，该柔性隔膜具有推杆延伸穿过的开口，所述隔膜关闭壳体的端部开口，并且具有耦合到壳体的外周部分，以及耦合到推杆并随之运动的中心部分，所述隔膜具有有效区域，并且提升阀具有关闭座孔的封闭区域，所述隔膜的有效区域和提升阀的封闭区域的尺寸适于抵消当提升阀处于阀座的入座设置时因阀座与隔膜之间的腔内压力而产生的推杆上的力，从而减小推杆构件的凸轮从动件上的力。
C13.一种将氧气与空气隔离的变压吸附氧气发生器，包括：
具有输入端口和输出端口的压缩机；
具有氮吸附材料床的吸附床；以及
用于控制吸附床的变压吸附的多位置旋转阀，所述多位置旋转阀与压缩机和吸附床相流通，该旋转阀具有
凸轮；
被配置为旋转凸轮的旋转驱动器；以及
第一阀，第二阀，第三阀和第四阀，每个阀具有在第一状态下彼此相互流通而在第二状态下彼此相互断开流通的第一端口和第二端口，并且响应于凸轮的旋转位置在第一状态和第二状态之间选择性地移动，
第一阀的第一端口与压缩机输出端口相流通，并且第一阀的第二端口与大气相流通，
第二阀的第一端口与吸附床相流通，并且第二阀的第二端口与压缩机输出端口相流通，
第三阀的第一端口与吸附床相流通，并且第三阀的第二端口与压缩机输入端口相流通，
第四阀的第一端口与压缩机输入端口相流通，并且第四阀的第二端口与要在吸附床中隔离氧气的空气供给源相流通，
所述第一阀，第二阀，第三阀和第四阀响应于凸轮的旋转，以重复的顺序在第一状态和第二状态之间移动，其中在第一时段期间，所述第二阀和第四阀处于第一状态，所述第一阀和第三阀处于第二状态，以使高压空气被传递至吸附床以将氮气从空气中分离并产生氧气，并且在第一时段之后发生的第二时段期间，所述第一阀和第三阀处于第一状态，所述第二阀和第四阀处于第二状态，以使氮气从吸附床被清除掉。
C14.条款C13的变压吸附氧气发生器，还包括：
连接到吸附床的氧气存储单元；
第一调节器，该第一调节器基于在第一时段期间感测的第一条件，允许在吸附床内产生的氧气到达氧气存储单元；以及
第二调节器，该第二调节器基于在第二时段期间感测的第二条件，允许氧气存储单元中的一部分氧气进入吸附床，以协助从吸附床清除氮气。
C15.条款C13的变压吸附氧气发生器，还包括：
氧气存储单元；
连接到吸附床和氧气存储单元，并且响应于吸附床中的压力升高到预选的第一压力的第一压力调节器，该第一压力调节器将吸附床中的压力调节到预选的第一压力，并允许在吸附床内产生的氧气通过该第一压力调节器进入氧气存储单元；以及
连接到吸附床和氧气存储单元，并且响应于吸附床中的压力下降到预选的第二压力的第二压力调节器，所述预选的第二压力低于预选的第一压力，所述压力调节器将吸附床中的压力调节到预选的第二压力，并允许氧气存储单元中存储的氧气通过该第二压力调节器进入吸附床。
C16.条款C15的变压吸附氧气发生器，其中，当吸附床中的压力低于预选的第一压力时，所述第一压力调节器防止吸附床和氧气存储单元之间通过第一压力调节器的流体连通，并且当吸附床中的压力高于预选的第二压力时，所述第二压力调节器防止氧气存储单元和吸附床之间通过第二压力调节器的流体连通。
C17.条款C13的变压吸附氧气发生器，其中，在第二时段之后发生的第三时段期间，所述第二阀和第四阀处于第一状态，所述第一阀和第三阀处于第二状态，以使高压空气被传递至吸附床以将氮气从空气中分离并产生氧气，并且在第三时段之后发生的第四时段期间，所述第一阀和第三阀处于第一状态，所述第二阀和第四阀处于第二状态，以使氮气从吸附床被清除掉。
C18.条款C13的变压吸附氧气发生器，其中，所述第一阀和第三阀在凸轮的相对侧彼此相对放置，并且所述第二阀和第四阀在凸轮的相对侧彼此相对放置。
C19.条款C18的变压吸附氧气发生器，其中，所述凸轮具有第一凸轮凸角和第二凸轮凸角，并且在第一时段期间，所述第一凸轮凸角将第四阀移动到第一状态，并且所述第二凸轮凸角将第二阀移动到第一状态，并且第一阀和第三阀处于第二状态，在第二时段期间，所述第一凸轮凸角将第一阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第三阀移动到第一状态，并且第二阀和第四阀处于第二状态，在第三时段期间，所述第一凸轮凸角将第二阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第四阀移动到第一状态，并且第一阀和第三阀处于第二状态，在第四时段期间，所述第一凸轮凸角将第三阀移动到第一状态，所述第二凸轮凸角将第一阀移动到第一状态，并且第二阀和第四阀处于第二状态。
D1.一种与患者回路一起使用的具有集成咳嗽辅助的呼吸机，所述患者回路与患者的患者连接件相流通，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下操作，所述呼吸机包括：
患者回路可与之流通连接的呼吸机连接件；
在呼吸模式将呼吸空气流引导至所述呼吸机连接件以输送给患者的呼吸机部分；
用于在不将患者与呼吸机断开的情况下可选择性地将呼吸机从呼吸模式操作切换至咳嗽-辅助模式的用户输入端；
响应于用户输入端可操作的控制器，用于将呼吸机从呼吸模式操作切换至咳嗽-辅助模式操作，并且控制处于咳嗽-辅助模式下的呼吸机的操作，用于向患者提供至少一种咳嗽辅助，所述咳嗽辅助具有注气阶段以及随后的排气阶段；以及
咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态，当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态时，咳嗽-辅助阀将正压传递至呼吸机连接件，并且当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，咳嗽-辅助阀将负压传递至呼吸机连接件。
D2.条款D1的呼吸机，其中，所述咳嗽-辅助阀将正压传递至呼吸机连接件，足以产生10至70cmH2O的患者气道压力，并且当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，所述咳嗽-辅助阀将负压传递至呼吸机连接件，足以产生-10至-70cmH2O的患者气道压力。
D3.一种与患者回路一起使用的具有集成咳嗽辅助的呼吸机，所述患者回路与患者的患者连接件相流通，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下操作，所述呼吸机包括：
控制咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作的控制器，用以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助；
患者回路可与之流通连接的呼吸机连接件；
在呼吸模式中将呼吸空气流引导至所述呼吸机连接件用于输送给患者的呼吸机子系统；
具有压缩机入口和压缩机出口的压缩机，该压缩机可操作的用以加速气态流体输入至压缩机入口，并将已加速的气态流体输送出压缩机出口；以及
咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态，当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态时，咳嗽-辅助阀将空气流引导至压缩机入口，并引导已加速的空气从压缩机出口流动至呼吸机连接件用于向患者输送，当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，咳嗽-辅助阀将来自患者的排出气体气流引导至压缩机入口，并将已加速的排出气体气流从压缩机出口排出。
D4.条款D3的呼吸机，其中，当呼吸机处于呼吸模式时，所述咳嗽-辅助阀被保持在第一状态下进行操作。
D5.条款D3的呼吸机，其中，所述呼吸机部分将呼吸空气流引导至呼吸机连接件，通过咳嗽-辅助阀被保持在第一状态下进行操作以将呼吸空气引导至压缩机入口，用于在呼吸模式下向患者输送。
D6.一种与患者回路一起使用的具有集成咳嗽辅助的呼吸机，所述患者回路与患者的患者连接件相流通，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下操作，所述呼吸机包括：
控制咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作的控制器，用以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助；
患者回路可与之流通连接的呼吸机连接件；
在呼吸模式将呼吸空气流引导至所述呼吸机连接件以输送给患者的呼吸机部分；
具有压缩机入口和压缩机出口的压缩机，该压缩机可操作的用以加速气态流体输入至压缩机入口，并将已加速的气态流体输送出压缩机出口；以及
咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态，所述咳嗽-辅助阀包括：
第一腔室；
第二腔室；
第三腔室；
与空气供给源相流通的阀门进气孔；
阀门排气出口孔；
与压缩机输入端相流通的阀-压缩机出口孔；
与压缩机输出端相流通的压缩机-阀进口孔；
将第一腔室与第二腔室相流通的第一孔；
将第二腔室与第三腔室相流通的第二孔；
与呼吸机连接件相连通的第三孔；
可在关闭第一孔的第一位置与关闭阀门进气孔的第二位置之间移动的第一阀构件；
可在关闭阀门排气出口孔的第一位置与关闭第二孔的第二位置之间移动的第二阀构件；
当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态时，第一阀构件处于第一阀构件第一位置，第二阀构件处于第二阀构件第一位置；
当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，第一阀构件处于第一阀构件第二位置，第二阀构件处于第二阀构件第二状态；
阀致动器，该阀致动器被配置为将第一阀构件和第二阀构件移动至它们用于咳嗽辅助的注气阶段的第一位置，并将第一阀构件和第二阀构件移动至它们用于咳嗽辅助的排气阶段的第二位置。
D7.条款D6的呼吸机，其中，当呼吸机处于呼吸模式时，所述咳嗽-辅助阀被保持在第一状态下进行操作。
D8.条款D6的呼吸机，其中，所述呼吸机部分将呼吸空气流引导至呼吸机连接件，通过咳嗽-辅助阀被保持在第一状态下进行操作以将呼吸空气引导至压缩机入口，用于在呼吸模式下向患者输送。
D9.条款D6的呼吸机，其中，所述第一阀构件和第二阀构件被附接在连接构件上，所述阀致动器被配置为将连接构件移动至第一位置以使第一阀构件和第二阀构件移动至它们用于咳嗽辅助的注气阶段的第一位置，并将连接构件移动至第二位置以使第一阀构件和第二阀构件移动至它们用于咳嗽辅助的排气阶段的第二位置。
D10.条款D9的呼吸机，其中，所述阀致动器包括电磁线圈和永磁体，其中一个电磁线圈和永磁体被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，并且其它的电磁线圈和永磁体是静止的，当电磁线圈被选择性地通电以使第一阀构件和第二阀构件在它们的第一位置和第二位置之间移动时，电磁线圈和永磁体相互磁性作用。
D11.条款D10的呼吸机，还包括第一永久性闭锁磁体和第二永久性闭锁磁体，以及第一铁磁构件部分和第二铁磁构件部分，其中一个第一永久性闭锁磁体和第一铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，并且其中一个第二永久性闭锁磁体和第二铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第一位置时，所述第一永久性闭锁磁体被放置在足够临近第一铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第一位置，并且当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第二位置时，所述第二永久性闭锁磁体被放置在足够临近第二铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第二位置。
D12.条款D10的呼吸机，还包括永久性闭锁磁体，和铁磁构件部分，其中一个永久性闭锁磁体和铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，当第一阀构件和第二阀构件处于它们第一位置和第二位置中的一种情况时，所述永久性闭锁磁体被放置在足够临近铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们第一位置和第二位置中的此类一种情况下。
D13.条款D9的呼吸机，其中，所述阀致动器包括静止的电磁线圈和可移动的永磁体，所述电磁线圈被放置在静止的线圈壳体中，连接构件通过所述线圈壳体进行延伸，所述永磁体被放置在线圈壳体中，所述电磁线圈在永磁体周围延伸，该永磁体被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，并且放置为与电磁线圈相互磁性作用，当电磁线圈被选择性地通电以使第一阀构件和第二阀构件在它们的第一位置和第二位置之间移动时，所述电磁线圈和永磁体进行磁力相互作用。
D14.条款D13的呼吸机，还包括第一永久性闭锁磁体和第二永久性闭锁磁体，以及第一铁磁构件部分和第二铁磁构件部分，其中一个第一永久性闭锁磁体和第一铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，并且其中一个第二永久性闭锁磁体和第二铁磁构件部分被附接到连接构件上与之作为一个单元进行运动，其它则是静止的，当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第一位置时，所述第一永久性闭锁磁体被放置在足够临近第一铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第一位置，并且当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第二位置时，所述第二永久性闭锁磁体被放置在足够临近第二铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第二位置。
D15.条款D13的呼吸机，还包括附接到线圈壳体内的连接构件上的第一永久性闭锁磁体和第二永久性闭锁磁体，用于和连接构件作为一个单元进行运动，以及第一铁磁构件部分和第二铁磁构件部分，当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第一位置时，所述第一永久性闭锁磁体被放置在足够临近第一铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第一位置，并且当第一阀构件和第二阀构件处于它们的第二位置时，所述第二永久性闭锁磁体被放置在足够临近第二铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们的第二位置。
D16.条款D15的呼吸机，其中，所述第一铁磁构件部分为线圈壳体的第一端部，并且所述第二铁磁构件部分为线圈壳体的第二端部。
D17.条款D13的呼吸机，还包括附接到线圈壳体内的连接构件上的永久性闭锁磁体，用于和连接构件作为一个单元进行运动，以及铁磁构件部分，当第一阀构件和第二阀构件处于它们第一位置和第二位置中的一种情况时，所述永久性闭锁磁体被放置在足够临近铁磁构件部分的位置处，以使得当电磁线圈断电时，将第一阀构件和第二阀构件保持在它们第一位置和第二位置中的此类一种情况下。
D18.条款D9的呼吸机，其中，所述连接构件是完全延伸穿过第二腔室的延长轴，并且具有穿过第一孔进入第一腔室的第一端部以及穿过第二孔进入第三腔室的第二端部，所述第一阀构件附接到第一腔室内且位于阀门进气孔与第一孔之间的轴的第一端部上，并且所述第二阀构件附接到第三腔室内且位于阀门排气出口孔与第二孔之间的轴的第二端部上。
D19.条款D9的呼吸机，其中，所述阀致动器包括电磁线圈和永磁体，其中一个电磁线圈和永磁体被附接至连接构件上，并与连接构件同轴布设，与之作为一个单元进行运动，并且其它电磁线圈和永磁体是静止的，当电磁线圈被选择性地通电以使第一阀构件和第二阀构件在它们的第一位置和第二位置之间移动时，所述电磁线圈和永磁体进行磁力相互作用。
D20.条款D19的呼吸机，其中，其它电磁线圈和永磁体与连接构件同轴布设。
D21.条款D6的呼吸机，其中，所述第一腔室，第二腔室和第三腔室均在阀体内。
D22.条款D21的呼吸机，其中，所述第一腔室，第二腔室和第三腔室在阀体内呈线性排列，所述连接构件是完全延伸穿过第二腔室的延长轴，并且具有延伸至第一腔室内的第一端部以及延伸至第三腔室内的第二端部。
D23.条款D6的呼吸机，其中，所述阀门进气孔，第一孔，第二孔和阀门排气出口孔线性对齐放置，并且连接构件是与阀门进气孔，第一孔，第二孔和阀门排气出口孔同轴对齐放置的延长轴，该轴完全延伸穿过第二腔室，并具有延伸穿过第一孔并进入第一腔室的第一端部，该第一端部在第一腔室内与第一阀构件附接在一起，并能在第一孔和阀门进气孔之间与轴一起移动，以及具有延伸穿过第二孔并进入第三腔室的第二端部，该第二端部在第三孔内与第二阀构件附接在一起，并能在阀门排气出口孔和第二孔之间与轴一起移动。
D24.条款D6的呼吸机，其中：
当处于第一阀构件第一位置时，由第一阀构件闭合的第一孔的区域和当处于第二阀构件第一位置时，由第二阀构件闭合的阀门排气出口孔的区域的尺寸被设计成能产生施加在第一阀构件和第二阀构件上的大小基本相等且相反的定向力，该定向力由从第三孔输送的且位于第二腔室内的空气压力所引起，并且
当处于第一阀构件第二位置时，由第一阀构件闭合的阀门进气孔的区域和当处于第二阀构件第二位置时，由第二阀构件闭合的第二孔的区域的尺寸被设计成能产生施加在第一阀构件和第二阀构件上的大小基本相等且相反的定向力，该定向力由从第三孔输送的且位于第二腔室内的空气压力所引起。
D25.一种与患者回路一起使用的具有集成咳嗽辅助的呼吸机，所述患者回路与患者的患者连接件相流通，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下操作，所述呼吸机包括：
控制咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作的控制器，用以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助；
患者回路可与之流通连接的呼吸机连接件；
在呼吸模式将呼吸空气流引导至所述呼吸机连接件以输送给患者的呼吸机部分；
具有压缩机入口和压缩机出口的压缩机，该压缩机可操作的用以加速气态流体输入至压缩机入口，并将已加速的气态流体输送出压缩机出口；以及
咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态，所述咳嗽-辅助阀包括：
与空气供给源相流通的阀门进气口；
阀门排气出口；
与压缩机输入端相流通的阀-压缩机出口；
与压缩机输出端相流通的压缩机-阀进口；
可在第一阀构件第一位置和第一阀构件第二位置之间移动的第一阀构件；
可在第二阀构件第一位置和第二阀构件第二位置之间移动的第二阀构件；
与呼吸机连接件相流通的第三孔；
当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态时，第一阀构件处于第一阀构件第一位置处，允许来自进入阀门进气口的空气供给源的空气流通过阀-压缩机出口，并进入压缩机入口，同时阻止进入阀门进气口的空气流直接流至第三孔，并且第二阀构件处于第二阀构件第一位置，允许来自压缩机出口并进入压缩机-阀进口的已加速的空气流通过第三孔，以流动至呼吸机连接件用以输送给患者，同时阻止来自压缩机出口并进入压缩机-阀进口的已加速的空气流通过阀门排气出口；
当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态时，第一阀构件处于第一阀构件第二位置，允许来自患者并进入第三孔的排气气流通过阀-压缩机出口，并进入压缩机入口，同时阻止来自患者并进入第三孔的排气气流通过阀门进气口，并且第二阀构件处于第二阀构件第二状态，允许进入压缩机-阀进口的已加速的排气气流通过阀门排气出口，同时阻止进入压缩机-阀进口的已加速的排气气流通过第三孔；
阀致动器，被配置为将第一阀构件和第二阀构件移动至第一阀构件第一位置和第二阀构件第一位置，用于咳嗽辅助的注气阶段，并且将第一阀构件和第二阀构件移动至第一阀构件第二位置和第二阀构件第二位置，用于咳嗽辅助的排气阶段。
E1.一种在患者连接件和患者回路之间使用的分泌物收集器，所述分泌物收集器包括：
可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分；
可连接到患者回路用于和患者回路相流通的第二连接部分；
以及位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分，该中心部分具有：
与第一连接部分相流通的第一端部，
与第二连接部分相流通的第二端部；以及
位于第一端部与第二端部之间的分泌物收集井，该分泌物收集井的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物。
E2.条款E1的分泌物收集器，其中，所述第一连接部分具有第一横截面，所述第二连接部分具有第二横截面，并且所述分泌物收集井是位于第一端部和第二端部之间的腔室，该腔室具有纵向部分，该纵向部分具有至少充分大于第一连接部分的第一横截面的第三横截面，用以对进入中心部分的分泌物进行捕获并保留在分泌物收集腔室中。
E3.条款E1的分泌物收集器，还包括与分泌物收集井相流通的引流道，用于去除掉由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
E4.条款E1的分泌物收集器与抽吸源一起使用，还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集井相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集井，用以除去由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
E5.条款E4的分泌物收集器，其中，所述引流道的第一端部在比分泌物收集井的第二端部更靠近第一端部的位置处与分泌物收集井相流通。
E6.一种在包括具有内部通道的连接部分的患者连接件与包括具有内部通道的连接部分的咳嗽辅助管道之间使用的分泌物收集器，所述分泌物收集器包括：
可连接到患者连接件的连接部分用于和患者连接件相流通的第一连接部分，该第一连接部分具有内部通道；
可连接到咳嗽辅助管道的连接部分用于和咳嗽辅助管道相流通的第二连接部分，该第二连接部分具有内部通道；以及
位于第一连接部分和第二连接部分之间的分泌物收集腔室，该分泌物收集腔室具有朝向第一连接部分放置的腔室第一端部以及朝向第二连接部分放置的腔室第二端部，所述第一连接部分和患者连接件的连接部分的通道中的一个在腔室第一端部处形成了用于分泌物收集腔室的流动孔，并且所述第二连接部分和咳嗽辅助管道的连接部分的通道中的一个在腔室第二端部处形成了用于分泌物收集腔室的流动孔。分泌物腔室设有一个井部，该井部的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物。
E7.条款E6的分泌物收集器，其中，所述分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过位于腔室第一端部的流动孔进入分泌物腔室的流体流速在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
E8.条款E6的分泌物收集器，其中，所述分泌物收集器包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
E9.条款E6的分泌物收集器，与抽吸源一起使用，还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相连通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
E10.条款E9的分泌物收集器，其中，所述引流道的第一端部在比腔室第二端部更靠近腔室第一端部的位置处与分泌物收集腔室向流通。
E11.一种与患者回路一起使用的集成有分泌物收集器的患者连接件，所述患者连接件包括：
患者呼吸管道部分；和
具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室，所述腔室第一端部与患者呼吸管道部分相流通，并且所述腔室第二端部可连接到患者回路用于和患者回路相流通，所述患者呼吸管道部分和腔室第一端部限定了在腔室第一端部处用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔，所述分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
E12.条款E11的患者连接件，还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
E13.条款E11的患者连接件，与抽吸源一起使用，所述患者连接件还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
E14.一种与患者连接件一起使用的集成有分泌物收集器的患者回路，所述患者回路包括：
患者回路管道部分；和
具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室，所述腔室第一端部可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通，并且所述腔室第二端部与患者回路管道部分相流通，当把患者连接件与腔室第一端部连接在一起时，在腔室第一端部处形成用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔，分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
E15.条款E14的患者回路，还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
E16.条款E14的患者连接件，与抽吸源一起使用，所述患者回路还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
E17.一种具有集成分泌物收集器和患者回路的患者连接件，所述分泌物收集器包括：
患者呼吸管道部分；
患者回路管道部分；以及
具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室，所述腔室第一端部与患者呼吸管道部分相流通，所述腔室第二端部与患者回路管道部分相流通，所述患者呼吸管道部分与腔室第一端部在腔室第一端部处形成用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔，分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
E18.条款E17的患者连接件，还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
E19.条款E17的患者连接件，与抽吸源一起使用，所述患者连接件还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
E20.一种具有集成咳嗽辅助和分泌物收集器的呼吸机，用于和患者连接件相流通，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下进行操作，所述呼吸机包括：
呼吸机连接件；
和具有可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分，与呼吸机连接件相流通的第二连接部分，以及位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分，该中心部分具有与第一连接部分相流通的第一端部，与第二连接部分相流通的第二端部，以及位于第一端部与第二端部之间的分泌物收集井，该分泌物收集井的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物；
在呼吸模式下将呼吸空气流引导至呼吸机连接件用以向患者输送的呼吸机部分；
用于在无需将呼吸机与患者断开的情况下选择性地将呼吸机的操作从呼吸模式切换至咳嗽-辅助模式的用户输入端；以及
响应于用户输入端的可操作的控制器，该控制器用于将呼吸机从呼吸模式的操作切换至咳嗽-辅助模式的操作，并能控制在咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作用于向患者提供至少一种咳嗽辅助。
E21.条款E20的呼吸机，其中，当控制在咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作时，所述控制器控制呼吸机的操作以向患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助，所述呼吸机还包括至少一个咳嗽-辅助阀以在咳嗽辅助的注气阶段的至少一部分时间内将正压传递至呼吸机连接件，并在咳嗽辅助的排气阶段的至少一部分时间内将负压传递至呼吸机连接件。
E22.条款E20的呼吸机，还包括与分泌物收集井相流通的引流道，用于去除由分泌物收集井捕获和保留的分泌物。
E23.条款E20的呼吸机，与抽吸源一起使用，所述呼吸机还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集井相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集井，用以除去由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
E24.一种在患者连接件和患者回路之间使用的分泌物收集器，所述分泌物收集器包括：
可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分；
可连接到患者回路用于和患者回路相流通的第二连接部分；
位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分，该中心部分具有与第一连接部分相流通的第一端部，与第二连接部分相流通的第二端部；以及
与中心部分相流通放置的分泌物收集引流道，该分泌物收集引流道的尺寸和位置适于去除进入中心部分的分泌物。
E25.条款E24的分泌物收集器，与抽吸源一起使用，其中，所述分泌物收集引流道具有与中心部分相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于中心部分，用以除去进入中心部分的分泌物。
F1.一种通过连接至患者连接件作为固定泄露阀与呼吸机一起使用的被动阀，所述被动阀包括：
具有内部腔室的阀体；
与内部腔室相流通且被配置为与患者连接件相流通的第一阀体端口；
与内部腔室相流通且被配置为与呼吸机相流通的第二阀体端口；
与内部腔室和阀体的外部环境空气相流通的阀体通道；以及
止回阀密封件，该止回阀密封件被放置用以密封阀体通道，以允许内部腔室中的气流通过阀体通道流至阀体的外部，并能防止外部环境空气流通过阀体通道流进内部腔室。
F2.条款F1的被动阀，其中，所述阀体通道为至少部分地围绕阀体延伸的细长的周向延伸通道。
F3.条款F2的被动阀，还包括与内部腔室和通道相流通的多个第一通道。
F4.条款F3的被动阀，其中，所述止回阀密封件为细长的周向延伸的柔性密封件，其放置在通道内并且可以在关闭位置和开启位置之间易曲地移动，所述关闭位置用于关闭第一通道，以防止当内部腔室压力低于阈值压力时通过第一通道将内部腔室与通道相流通，所述开启位置用于打开第一通道，以允许当内部腔室压力高于阈值压力时通过第一通道将内部腔室与通道相流通，从而在内部腔室与阀体的外部环境空气之间提供流通路径。
F5.一种通过连接至患者连接件作为固定泄露阀与呼吸机一起使用的被动阀，所述被动阀包括：
具有第一主体部分，第二主体部分以及位于第一主体部分和第二主体部分之间的第三主体部分的主体；
所述第一主体部分具有延伸穿过其中的第一流体通道，该第一流体通道具有被配置为与患者连接件相流通的外端部；
所述第二主体部分具有延伸穿过其中的第二流体通道，该第二流体通道具有被配置为与呼吸机相流通的外端部；
所述第三主体部分具有延伸穿过其中且与第一流体通道和第二流体通道相流通的第三流体通道，所述第一流体通道、第二流体通道以及第三流体通道组合在一起形成主体流体通道，所述第三主体部分具有至少部分地在其周围延伸的腔室，该腔室具有至少一个与主体流体通道相流通的内部开口，以及至少一个与主体的外部相流通的外部开口；以及
密封件的至少一部分位于腔室内并可在关闭位置和开启位置之间移动，所述关闭位置在主体流体通道的压力低于阈值压力时用于关闭腔室的所述至少一个内部开口，所述开启位置在主体流体通道的压力高于阈值压力时用于打开所述至少一个内部开口。
F6.条款F5的被动阀，其中，所述密封件的部分是密封件的第一周边部分。
F7.条款F6的被动阀，其中，所述密封件的第一周边部分为柔性的，并且响应于主体流体通道的压力高于阈值压力，通过弯曲远离所述至少一个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。
F8.条款F7的被动阀，其中，所述密封件还包括相对于主体保持静止的密封件的第二周边部分。
F9.条款F6的被动阀，其中，所述密封件为柔性的，并且响应于主体流体通道的压力高于阈值压力，通过弯曲远离所述至少一个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。
F10.条款F6的被动阀，其中，所述至少一个内部开口包括至少两个内部开口，并且所述密封件的部分在腔室的所述至少两个内部开口之间延伸，并可在关闭位置和开启位置之间移动，所述关闭位置用于覆盖和闭合所述至少两个内部开口，以防止当主体流体通道的压力低于阈值压力时通过所述至少两个内部开口将主体流体通道与内部腔室相流通，所述开启位置用于打开所述至少两个内部开口，以允许当主体流体通道的压力高于阈值压力时通过所述至少两个内部开口将主体流体通道与内部腔室相流通，从而在主体流体通道与腔室的所述至少一个外部开口之间提供流通路径。
F11.条款F10的被动阀，其中，所述密封件具有第一周边部分和第二周边部分，第一周边部分和第二周边部分中的一个被放置在第一周边部分和第二周边部分中的另一个的外侧。密封件的第一周边部分在所述至少两个内部开口之间延伸，为柔性的，并且响应于主体流体通道的压力高于阈值压力，通过弯曲远离所述至少两个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。密封件的第二周边部分相对于主体保持静止。
F12.条款F5的被动阀，其中，所述腔室是完全围绕第三流体通道延伸的环形腔室，并且所述密封件是环形密封件。
F13.一种通过连接至患者连接件作为固定泄露阀与呼吸机一起使用的被动阀，所述被动阀包括：
具有密封中心开口的密封件；
第一主体部分，具有延伸穿过其中的第一流体通道，该第一流体通道具有被配置为与患者连接件相流通的外部第一端部，和内部第二端部；
第二主体部分，具有延伸穿过其中的第二流体通道，该第二流体通道具有被配置为与呼吸机相流通的外部第一端部，和内部第二端部，所述第一主体部分和第二主体部分的内部第二端部被连接在一起，所述密封件位于它们之间，所述密封中心开口与第一流体通道和第二流体通道对齐，以形成在第一主体部分和第二主体部分的外部第一端部之间延伸的主体流体通道；以及
围绕主体流体通道延伸的腔室，该腔室具有至少一个与主体流体通道相流通的内部开口，以及至少一个与主体的外部相流通的外部开口，所述密封件具有位于腔室内的第一周边部分，该第一周边部分可在关闭位置和开启位置之间移动，所述关闭位置在主体流体通道的压力低于阈值压力时用于关闭所述至少一个内部开口，所述开启位置在主体流体通道的压力高于阈值压力时用于打开所述至少一个内部开口。
F14.条款F13的被动阀，其中，所述环形密封件的第一周边部分是柔性的，并且响应于主体流体通道的压力高于阈值压力，通过弯曲远离所述至少一个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。
F15.条款F14的被动阀，其中，所述环形密封件还具有相对于主体保持静止的第二周边部分。
F16.条款F13的被动阀，其中，所述至少一个内部开口由相互连接的第一主体部分和第二主体部分的内部第二端部之间的至少一个间隙形成。
F17.条款F13的被动阀，其中，所述至少一个外部开口形成于相互连接的第一主体部分和第二主体部分的内部第二端部中的至少一个的凸缘部分中。
F18.一种与患者一起使用的具有集成咳嗽辅助的呼吸机，所述呼吸机包括：
用于和患者连接件相流通的被动患者回路；
具有可连接到患者回路并与之相流通的呼吸机连接件，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下进行操作，当呼吸机处于呼吸模式时，呼吸机部分将呼吸空气流引导至呼吸机连接件，用于由患者回路输送到患者，所述呼吸空气在患者回路中产生高于阈值压力的压力；
在不断开呼吸机与患者连接的情况下，用于选择将呼吸机操作从呼吸模式切换至咳嗽-辅助模式的用户输入端；
响应于用户输入端的可操作的控制器，用于将呼吸机由呼吸模式操作切换至咳嗽-辅助模式操作，并控制呼吸机在咳嗽-辅助模式下的操作，用于向患者提供至少一种咳嗽辅助，所述咳嗽辅助患者具有注气阶段以及随后的排气阶段；
咳嗽-辅助阀，该咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，然后移动至用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态，当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的注气阶段的第一状态，咳嗽-辅助阀在患者回路压力高于阈值压力下通过患者回路将正压传递至呼吸机连接件，用以输送至患者，并且当咳嗽-辅助阀处于用于咳嗽辅助的排气阶段的第二状态，咳嗽-辅助阀在患者回路压力低于阈值压力下通过患者回路将负压传递至呼吸机连接件，用以输送至患者；以及
其中，患者回路包括用作固定泄露阀的被动阀，该被动阀包括：
具有内部腔室的阀体；
与内部腔室相流通并被配置为与患者连接件相流通的第一阀体端口；
与内部腔室相流通并被配置为与呼吸机连接件相流通的第二阀体端口；
与内部腔室和阀体的外部环境空气相连通的阀体通道；以及
止回阀密封件，该止回阀密封件被放置用以密封阀体通道，以允许内部腔室中的气流通过阀体通道流动至阀体的外部，并且防止阀体的外部环境空气流通过阀体通道进入内部腔室。
F19.条款F18的呼吸机，其中，所述阀体通道包括至少部分地围绕阀体的内部腔室延伸的通道腔室，所述第一阀体端口包括通道腔室的至少两个内部开口，从而提供通道腔室与阀体的内部腔室之间的流体连接，并且所述第二阀体端口包括通道腔室的至少两个外部开口，从而提供通道腔室与阀体的外部之间的流体连接，所述止回阀密封件至少部分地放置在通道腔室中，并在通道腔室的所述至少两个内部开口之间延伸，密封件的部分可在关闭位置和开启位置之间移动，所述关闭位置在阀体的内部腔室的压力低于阈值压力时用于关闭通道腔室的所述至少两个内部开口，所述开启位置在阀体的内部腔室的压力高于阈值压力时打开通道腔室的所述至少两个内部开口。
F20.条款F19的呼吸机，其中，位于通道腔室内的密封件的部分为柔性的，并且响应于阀体的内部腔室的压力高于阈值压力，通过弯曲远离通道腔室的所述至少两个内部开口而从关闭位置移动到开启位置。
F21.条款F20的呼吸机，其中，所述密封件还包括相对于阀体保持静止的部分。
F22.一种与呼吸机和具有至少一个肺的患者一起使用的患者连接件，所述患者连接件包括：
具有流体通道的患者接口部分，所述流体通道可与患者耦合以和患者的所述至少一个肺相流通；以及
作为固定泄漏阀进行操作的被动阀部分，该阀部分包括：
具有内部腔室的阀体；
与内部腔室相流通并被配置为与患者接口的流体通道相流通的第一阀体端口；
与内部腔室相流通并被配置为与呼吸机相流通的第二阀体端口；
与内部腔室和阀体的外部环境空气相流通的阀体通道；以及
止回阀密封件，该止回阀密封件被放置用以密封阀体通道，以允许内部腔室中的气流通过阀体通道流动至阀体的外部，并且防止阀体的外部环境空气流通过阀体通道进入内部腔室。
F23.条款F22的患者连接件，其中，所述阀体通道为至少部分地围绕阀体延伸的细长的周向延伸通道。
F24.条款F23的患者连接件，还包括多个与内部腔室和通道相流通的第一通道。
F25.条款F24的患者连接件，其中，所述止回阀密封件为放置在通道内细长的周向延伸的柔性密封件，并可在关闭位置和开启位置之间易曲地移动，所述关闭位置在内部腔室的压力低于阈值压力时用于关闭第一通道，以防止通过第一通道使得内部腔室和通道之间相流通，所述开启位置在内部腔室的压力高于阈值压力时打开第一通道，以允许通过第一通道使得内部腔室和通道之间相流通，从而在内部腔室与阀体的外部环境空气之间提供流体连接路径。
G1.一种与呼吸机一起使用以控制患者呼出气体流的主动呼气阀，所述主动呼气阀包括：
患者回路连接件端口；
患者连接件端口；
呼气端口；
先导压力端口；
阀座；以及
可移动提升阀，该可移动提升阀包括内部波纹管构件，外部波纹管构件以及波纹管提升阀面，所述先导压力端口被配置为施加到先导压力端口的激活压力，使内部波纹管构件和外部波纹管构件延伸，以使波纹管提升阀面与阀座相接合，并限制流向呼气端口的患者呼出气体流，并且流向先导压力端口的激活压力的降低，允许内部波纹管构件和外部波纹管构件将波纹管提升阀面从阀座移动离开，并与阀座脱离接合，以允许患者呼出气体流向呼气端口流动，从而控制来自阀的患者呼出气体流。
G2.条款G1的呼气阀，其中，所述内部波纹管构件和外部波纹管构件之间形成内部波纹管腔室，并且先导压力端口与内部波纹管腔室相流通。
G3.条款G2的呼气阀，其中，所述内部波纹管构件具有延伸穿过其中的内部波纹管流体通道，该内部波纹管流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口相流通。
G4.条款G3的呼气阀，其中，所述内部波纹管流体通道在呼气阀操作期间，与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通，并且与内部波纹管构件和外部波纹管构件之间的内部波纹管腔室断开流通。
G5.条款G1的呼气阀，其中，所述内部波纹管构件具有延伸穿过其中的内部波纹管流体通道，该内部波纹管流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通。
G6.一种与患者连接件和呼吸机一起使用的主动呼气阀，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作以控制患者呼出气体流的压力源，所述的主动呼气阀包括：
与呼吸机相流通的患者回路连接件端口；
与患者连接件相流通的患者连接件端口；
与阀外部空气相流通的呼气端口，用以将患者呼出气体从阀排出；
与压力源相流通的先导压力端口；
阀座；以及
可移动提升阀，该可移动提升阀包括内部波纹管构件，外部波纹管构件以及波纹管提升阀面，所述先导压力端口被配置为通过压力源施加到先导压力端口的激活压力，使内部波纹管构件和外部波纹管构件延伸，以使波纹管提升阀面与阀座密封接合，并限制流向呼气端口的患者呼出气体流，并且通过压力源施加到先导压力端口的激活压力的降低，允许内部波纹管构件和外部波纹管构件将波纹管提升阀面从阀座移动离开，并与阀座脱离密封接合，以允许将患者呼出气体流向呼气端口流动，从而控制来自阀的患者呼出气体流。
G7.条款G6的呼气阀，其中，所述内部波纹管构件和外部波纹管构件之间形成内部波纹管腔室，并且先导压力端口与内部波纹管腔室相流通。
G8.条款G7的呼气阀，其中，所述内部波纹管构件具有延伸穿过其中的内部波纹管流体通道，该内部波纹管流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口相流通。
G9.条款G8的呼气阀，其中，所述内部波纹管流体通道在呼气阀操作期间，与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通，并且与内部波纹管构件和外部波纹管构件之间的内部波纹管腔室断开流通。
G10.条款G6的呼气阀，其中，所述内部波纹管构件具有延伸穿过其中的内部波纹管流体通道，该内部波纹管流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通。
G11.一种与呼吸机一起使用以控制阀的操作来控制患者呼出气体流的主动呼气阀，所述主动呼气阀包括：
患者回路连接件端口；
患者连接件端口；
呼气端口；
先导压力端口；
阀座；以及
可移动提升阀，该可移动提升阀包括内部构件，外部构件以及提升阀面，所述先导压力端口被配置为施加到先导压力端口的激活压力，使内部构件和外部构件向阀座移动，以使提升阀面与阀座相接合，并限制流向呼气端口的患者呼出气体流，并且流向先导压力端口的激活压力的降低，允许内部构件和外部构件移动离开阀座，以使提升阀面与阀座脱离接合，以允许患者呼出气体流向呼气端口流动，从而控制来自阀的患者呼出气体流。
G12.条款G11的呼气阀，其中，所述内部构件和外部构件之间形成内部腔室，并且先导压力端口与内部腔室相流通。
G13.条款G12的呼气阀，其中，所述内部构件具有延伸穿过其中的内部构件流体通道，该内部构件流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口相流通。
G14.条款G13的呼气阀，其中，所述内部构件流体通道在呼气阀操作期间，与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通，并且与内部构件和外部构件之间的内部腔室断开流通。
G15.条款G11的呼气阀，其中，所述内部构件具有延伸穿过其中的内部构件流体通道，该内部构件流体通道与患者回路连接件端口和患者连接件端口连续流通。
G16.一种与患者连接件和呼吸机一起使用的主动呼气阀，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作的压力源，所述主动呼气阀包括：
具有内部主体腔室的阀体，其中在内部主体腔室中的气体具有主体腔室压力；
与主体腔室相流通且被配置为与患者连接件相流通的第一主体端口；
与主体腔室相流通且被配置为与呼吸机相流通的第二主体端口；
与主体腔室和阀体的外部环境空气相流通的通道；以及
在用于密封通道的关闭位置与用于打开通道的开启位置之间可移动的阀密封件，该阀密封件具有：
(a)外部构件，
(b)放置在外部构件中的内部构件，
(c)位于外部构件与内部构件之间并与压力源相流通的内部密封腔室，以及
(d)在外部构件与内部构件之间延伸并能随之移动的密封构件，该密封构件具有位于密封腔室内部的第一表面部分，该第一表面部分被配置为响应于通过压力源施加到其上的压力而使阀密封件向关闭位置移动，位于密封腔室外部的第二表面部分，该第二表面部分被配置为响应于通过主体腔室压力施加到其上的压力而使阀密封件向开启位置移动，所述阀密封件的移动量和移动方向对应于由压力源产生的合力以及第一表面部分和第二表面部分上的主体腔室压力。
G17.条款G16的呼气阀，其中，所述内部构件具有延伸穿过其中的内部构件流体通道，该内部构件流体通道与主体腔室相流通，并具有与第一主体端口相流通的第一端和与第二主体端口相流通的第二端。
G18.条款G17的呼气阀，其中，所述内部构件流体通道在呼气阀操作期间与第一主体端口和第二主体端口连续连通，并且与内部构件和外部构件之间的密封腔室断开流通。
G19.条款G16的呼气阀，其中，所述内部构件具有延伸穿过其中的内部构件流体通道，该内部构件流体通道具有与第一主体端口连续流通的第一开口以及与第二主体端口连续流通的第二开口。
G20.条款G16的呼气阀，其中，所述主体具有位于阀密封件外部的壁部分，该壁部分在阀密封件外部形成另一个腔室，所述通道位于壁部分中。
G21.条款G16的呼气阀，其中，所述主体具有围绕主体腔室轴向延伸并位于阀密封件外部的周边壁部分，该周边壁部分形成了至少部分地围绕主体腔室延伸的细长周边腔室，所述通道位于周边壁部分中。
G22.条款G16的呼气阀，其中，所述通道包括位于主体的外壁中并与主体腔室和阀体的外部环境空气相流通的多个孔。
G23.一种与患者连接件和呼吸机一起使用的主动呼气阀，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作的压力源，所述主动呼气阀包括：
阀体，该阀体具有内部主体腔室，主体壁部分以及孔，所述内部主体腔室中的气体具有内部腔室压力，所述主体壁部分中的通道与压力源相流通，所述孔与通道相流通；
与主体腔室相流通并配置为与患者连接件相流通的第一主体端口；
与主体腔室相流通并配置为与呼吸机相流通的第二主体端口；
与主体腔室和阀体的外部环境空气相流通的通道；以及
在用于密封通道的关闭位置与用于打开通道的开启位置之间可移动的阀密封件，该阀密封件具有：
(a)纵向延伸并可纵向压缩的外壁，
(b)位于外壁内部的纵向延伸并可纵向压缩的内壁，每个外壁和内壁均具有第一端和第二端，
(c)能关闭位于外壁的第一端和内壁的第一端之间的空间，并能与外壁的第一端和内壁的第一端纵向移动的密封件端壁，
(d)所述主体壁部分能关闭位于外壁的第二端和内壁的第二端之间的空间，以及
(e)位于外壁和内壁之间，并在密封件端壁和主体壁部分之间延伸的内部密封腔室，所述主体壁部分的孔与密封腔室相流通，用以提供与压力源的流通，所述密封件端壁在阀体内可在关闭位置和开启位置之间纵向移动，在关闭位置时所述外壁和内壁处于延伸构型，在开启位置时所述外壁和内壁被压缩在至少部分可被压缩的位置处，所述密封件端壁具有位于密封腔室内部的第一表面部分，该第一表面部分被配置为响应于由压力源施加到其上的压力而使阀密封件向关闭位置移动，以及位于密封腔室外部的第二表面部分，该第二表面部分被配置为响应于由本体腔室压力施加到其上的压力而使阀密封件向开启位置移动，所述阀密封件的移动量和移动方向对应于由压力源产生的合力以及密封件端壁的第一表面部分和第二表面部分上的主体腔室压力。
G24.条款G23的呼气阀，其中，所述内壁具有延伸穿过其中的内壁流体通道，该内壁流体通道与主体腔室相流通，并具有与第一主体端口相流通的第一端和与第二主体端口相流通的第二端。
G25.条款G24的呼气阀，其中，所述内壁流体通道在呼气阀的操作期间与第一主体端口和第二主体端口连续连通，并且与内壁和外壁之间的密封腔室断开流通。
G26.条款G23的呼气阀，其中，所述内壁具有延伸穿过其中的内壁流体通道，该内壁流体通道具有与第一主体端口连续流通的第一开口以及与第二主体端口连续流通的第二开口。
G27.条款G23的呼气阀，其中，纵向可压缩的外壁和内壁是波纹状的，具有多个波纹，并且当处于至少部分纵向可压缩的位置时，多于一个波纹被纵向压缩。
G28.一种与患者连接件和呼吸机一起使用的主动呼气阀，所述呼吸机具有可用于控制阀的操作的压力源，所述主动呼气阀包括：
阀体，该阀体具有内部主体腔室，与压力源相流通的通道以及与通道相流通的孔，所述内部主体腔室中的气体具有主体腔室压力；
与主体腔室相流通并配置为与患者连接件相流通的第一主体端口；
与主体腔室相流通并配置为与呼吸机相流通的第二主体端口；
与主体腔室和阀体的外部环境空气相流通的通道；以及
在用于密封通道的关闭位置与用于打开通道的开启位置之间可移动的阀密封件，该阀密封件具有密封腔室，该密封腔室由第一纵向间隔端部和第二纵向间隔端部，以及可纵向延伸的外壁和位于外壁内部的可纵向延伸的内壁所形成，所述阀体的孔与密封腔室相流通，用以提供与压力源的流通，所述密封腔室的第一端可以在阀体中并且阀体密封件的关闭位置和阀体密封件的开启位置之间纵向移动，在关闭位置时所述外壁和内壁处于纵向延伸的构型，在开启位置时所述外壁和内壁处于纵向缩回的构型，所述阀密封件响应于由压力源施加的压力而被移动向关闭位置，响应于由主体腔室压力施加的压力而被移动向开启位置，所述阀密封件的移动量和移动方向对应于由压力源和主体腔室压力所产生的合力。
G29.条款G28的呼气阀，其中，所述内壁具有延伸穿过其中的内壁流体通道，该内壁流体通道与主体腔室相流通，并具有与第一主体端口相流通的第一端和与第二主体端口相流通的第二端。
G30.条款G29的呼气阀，其中，所述内壁流体通道在呼气阀操作期间与第一主体端口和第二主体端口连续连通，并且与内壁和外壁之间的密封腔室断开流通。
G31.条款G28的呼气阀，其中，所述内壁具有延伸穿过其中的内壁流体通道，该内壁流体通道具有与第一主体端口连续流通的第一开口以及与第二主体端口连续流通的第二开口。
上述并且在附图的不同图例中示出的几个实施例的特征和方面，可以各种以及不同的组合来使用，所有这些都在本发明的范围内。
前面描述的实施例描绘了包含在不同的其它组件内或与不同的其它组件相连接的不同组件。应当理解的是，这样描述的架构仅仅是示例性的，并且实际上许多其他架构也可以被实施以实现相同功能。在概念意义上，实现相同功能的组件的任何布置被有效地“关联”，使得期望的功能可以被实现。因此，这里通过组合以实现特定功能的任何两个组件可被视为彼此“相关联”，使得期望的功能可以被实现，而不管架构或中间组件如何。类似地，如此相关联的任何两个组件也可被视为彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”，以实现期望的功能。
虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，基于本文的教导，可以在不脱离本发明及其更广泛的方面的情况下进行改变和修改，因此，所附权利要求将在其范围内包含在本发明的真实精神和范围内的所有这些改变和修改。此外，应当理解的是，本发明仅由所附权利要求来限定。本领域技术人员将理解，一般来说，本文使用的术语，特别是在所附权利要求(例如，所附权利要求书的主体)中的术语，通常旨在作为“开放”术语(例如，术语“包括”应当被解释为“包括但不限于”，术语“具有”应被解释为“至少具有”，术语“包括”应被解释为“包括但不限于”等)。本领域技术人员将进一步理解，如果要引用权利要求书的特定序号，则这种意图将在权利要求书中明确地叙述，并且在没有这种引用的情况下，不存在这样的意图。例如，作为对理解的帮助，以下所附权利要求可以包含介绍性短语“至少一个”和“一个或多个”的使用来介绍权利要求的引用。然而，这些短语的使用不应被解释为意味着通过不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”的权利要求引用的介绍将任何一个包含这样介绍的权利要求引用的特定权利要求限制在仅包含一个这样引用的发明中，即使同样的权利要求包括介绍性短语“一个或多个”或“至少一个”，以及不定冠词，例如“一个(a)”或“一个(an)”(例如，“一个(a)”或“一个(an)”通常应被解释为“至少一个”或“一个或多个”)；对于使用用于介绍权利要求引用的定冠词也是如此。此外，即使明确地引用了引入的权利要求书的特定序号，本领域技术人员将认识到，这种引用通常应被解释为意味着至少引用的序号(例如，“两个引用”的无修饰的引用，没有其他修饰符，通常意味着至少两个引用，或两个或更多个引用)。
因此，除了所附权利要求之外，本发明不受限制。

Claims (25)

1.一种在患者连接件和患者回路之间使用的分泌物收集器，所述分泌物收集器包括：
可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分；
可连接到患者回路用于和患者回路相流通的第二连接部分；
以及位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分，该中心部分具有：
与第一连接部分相流通的第一端部，
与第二连接部分相流通的第二端部；以及
位于第一端部与第二端部之间的分泌物收集井，该分泌物收集井的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物。
2.根据权利要求1所述的分泌物收集器，其中，所述第一连接部分具有第一横截面，所述第二连接部分具有第二横截面，并且所述分泌物收集井是位于第一端部和第二端部之间的腔室，该腔室具有纵向部分，该纵向部分具有至少充分大于第一连接部分的第一横截面的第三横截面，用以对进入中心部分的分泌物进行捕获并保留在分泌物收集腔室中。
3.根据权利要求1所述的分泌物收集器，还包括与分泌物收集井相流通的引流道，用于去除掉由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
4.根据权利要求1所述的分泌物收集器，该分泌物收集器与抽吸源一起使用，还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集井相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集井，用以除去由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
5.根据权利要求4所述的分泌物收集器，其中，所述引流道的第一端部在比分泌物收集井的第二端部更靠近第一端部的位置处与分泌物收集井相流通。
6.一种在包括具有内部通道的连接部分的患者连接件与包括具有内部通道的连接部分的咳嗽辅助管道之间使用的分泌物收集器，所述分泌物收集器包括：
可连接到患者连接件的连接部分用于和患者连接件相流通的第一连接部分，该第一连接部分具有内部通道；
可连接到咳嗽辅助管道的连接部分用于和咳嗽辅助管道相流通的第二连接部分，该第二连接部分具有内部通道；以及
位于第一连接部分和第二连接部分之间的分泌物收集腔室，该分泌物收集腔室具有朝向第一连接部分放置的腔室第一端部以及朝向第二连接部分放置的腔室第二端部，所述第一连接部分和患者连接件的连接部分的通道中的一个在腔室第一端部处形成了用于分泌物收集腔室的流动孔，并且所述第二连接部分和咳嗽辅助管道的连接部分的通道中的一个在腔室第二端部处形成了用于分泌物收集腔室的流动孔，分泌物腔室设有一个井部，该井部的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物。
7.根据权利要求6所述的分泌物收集器，其中，所述分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过位于腔室第一端部的流动孔进入分泌物腔室的流体流速，在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
8.根据权利要求6所述的分泌物收集器，其中，所述分泌物收集器包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
9.根据权利要求6所述的分泌物收集器，与抽吸源一起使用，还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相连通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
10.根据权利要求9所述的分泌物收集器，其中，所述引流道的第一端部在比腔室第二端部更靠近腔室第一端部的位置处与分泌物收集腔室向流通。
11.一种与患者回路一起使用的集成有分泌物收集器的患者连接件，所述患者连接件包括：
患者呼吸管道部分；和
具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室，所述腔室第一端部与患者呼吸管道部分相流通，并且所述腔室第二端部可连接到患者回路用于和患者回路相流通，所述患者呼吸管道部分和腔室第一端部限定了在腔室第一端部处用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔，所述分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速，在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
12.根据权利要求11所述的患者连接件，还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
13.根据权利要求11所述的患者连接件，与抽吸源一起使用，所述患者连接件还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
14.一种与患者连接件一起使用的集成有分泌物收集器的患者回路，所述患者回路包括：
患者回路管道部分；和
具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室，所述腔室第一端部可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通，并且所述腔室第二端部与患者回路管道部分相流通，当把患者连接件与腔室第一端部连接在一起时，在腔室第一端部处形成用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔，分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速，在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
15.根据权利要求14所述的患者回路，还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
16.根据权利要求14所述的患者回路，与抽吸源一起使用，所述患者回路还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
17.一种具有集成分泌物收集器和患者回路的患者连接件，所述分泌物收集器包括：
患者呼吸管道部分；
患者回路管道部分；以及
具有腔室第一端部和腔室第二端部的分泌物收集腔室，所述腔室第一端部与患者呼吸管道部分相流通，所述腔室第二端部与患者回路管道部分相流通，所述患者呼吸管道部分与腔室第一端部在腔室第一端部处形成用于分泌物收集腔室的第一端部流动孔，分泌物腔室具有纵向部分，该纵向部分的横截面区域尺寸使得通过第一端部流动孔进入分泌物腔室的流体流速，在分泌物腔室内被充分降低，以使得分泌物收集腔室可以捕获并保留其中由流体携带的分泌物。
18.根据权利要求17所述的患者连接件，还包括与分泌物收集腔室相流通的引流道，用于去除由分泌物收集腔室捕获和保留的分泌物。
19.根据权利要求17所述的患者连接件，与抽吸源一起使用，所述患者连接件还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集腔室相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集腔室，用以除去由分泌物收集腔室捕获并保留的分泌物。
20.一种具有集成咳嗽辅助和分泌物收集器的呼吸机，用于和患者连接件相流通，所述呼吸机可在呼吸模式和咳嗽-辅助模式下进行操作，所述呼吸机包括：
呼吸机连接件；
和具有可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分，与呼吸机连接件相流通的第二连接部分，以及位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分，该中心部分具有与第一连接部分相流通的第一端部，与第二连接部分相流通的第二端部，以及位于第一端部与第二端部之间的分泌物收集井，该分泌物收集井的尺寸适于捕获并保留其中进入中心部分的分泌物；
在呼吸模式下将呼吸空气流引导至呼吸机连接件用以向患者输送的呼吸机部分；
用于在无需将呼吸机与患者断开的情况下选择性地将呼吸机的操作从呼吸模式切换至咳嗽-辅助模式的用户输入端；以及
响应于用户输入端的可操作的控制器，该控制器用于将呼吸机从呼吸模式的操作切换至咳嗽-辅助模式的操作，并能控制在咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作用于向患者提供至少一种咳嗽辅助。
21.根据权利要求20所述的呼吸机，其中，当控制在咳嗽-辅助模式下呼吸机的操作时，所述控制器控制呼吸机的操作以向患者提供至少一种随后为排气阶段的患者提供至少一种具有注气阶段，随后为排气阶段的咳嗽辅助，所述呼吸机还包括至少一个咳嗽-辅助阀以在咳嗽辅助的注气阶段的至少一部分时间内将正压传递至呼吸机连接件，并在咳嗽辅助的排气阶段的至少一部分时间内将负压传递至呼吸机连接件。
22.根据权利要求20所述的呼吸机，还包括与分泌物收集井相流通的引流道，用于去除由分泌物收集井捕获和保留的分泌物。
23.根据权利要求20所述的呼吸机，与抽吸源一起使用，所述呼吸机还包括引流道，该引流道具有与分泌物收集井相流通的第一端部，以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于分泌物收集井，用以除去由分泌物收集井捕获并保留的分泌物。
24.一种在患者连接件和患者回路之间使用的分泌物收集器，所述分泌物收集器包括：
可连接到患者连接件用于和患者连接件相流通的第一连接部分；
可连接到患者回路用于和患者回路相流通的第二连接部分；
位于第一连接部分和第二连接部分之间的中心部分，该中心部分具有与第一连接部分相流通的第一端部，与第二连接部分相流通的第二端部；以及
与中心部分相流通放置的分泌物收集引流道，该分泌物收集引流道的尺寸和位置适于去除进入中心部分的分泌物。
25.根据权利要求24所述的分泌物收集器，与抽吸源一起使用，其中，所述分泌物收集引流道具有与中心部分相流通的第一端部以及可连接到抽吸源用于和抽吸源相流通的第二端部，以将吸力应用于中心部分，用以除去进入中心部分的分泌物。
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