TW202206134A - 例如呼吸器之流體混合設備 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示例如一流體混合器之一種適合於與一呼吸機一起使用之設備，其包含：一文氏管嘴，其用於一壓力受控流體之流動；一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴流體連通；一流體埠；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及一閥，其可在一開始流動位置與一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴移動；其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴致動該閥；且其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴致動該閥。本發明亦揭示一種使用適合於一呼吸器之一設備之方法。

Description

例如呼吸器之流體混合設備
本發明大體上係關於一種流體混合設備，且更具體言之，本發明係關於例如可用於遭受例如COVID-19之一疾病之呼吸系統症狀或慢性呼吸系統疾病之人類患者之呼吸器之流體混合設備及利用此等呼吸器之方法。
截至本發明之申請日期，一場COVID-19病毒大流行正橫掃全球。COVID-19包含諸多症狀，但主要係一呼吸系統疾病。暴露於COVID-19病毒之大部分人具有輕微症狀(若存在)且快速恢復完全健康。然而，極少數人對暴露於COVID-19病毒反應極其嚴重。關於這些人，其肺會感染及發炎，充滿具有膿或流體之肺泡，變得阻塞以干擾氧氣轉移至微血管。對COVID-19病毒反應最差之病情最嚴重之患者會遭受急性呼吸系統窘迫症候群(ARDS)。具有ARDS之患者之肺由COVID-19病毒嚴重損壞且其肺泡變得充滿流體。有助於肺泡膨脹及縮小之肺中之天然生成表面活性劑遭到破壞以使肺更硬。另外，來自ARDS之炎症增大肺泡內表面與相鄰微血管之間的間隙以進一步減少氧氣轉移至微血管。遭受來自COVID-19感染或其他病因之此等極端症狀之患者必須經插管且連接至一呼吸器以將氧氣推至其肺中且改良氧氣轉移至血液。
儘可能多之插管及通氣可能係遭受COVID-19感染之嚴重症狀之患者及具有ARDS之其他患者之生命與死亡之間的最後防線，通氣具有創傷性且昂貴；完全無助於呼吸與完全插管通氣之間的另一步驟將係有益的。另外，當前呼吸器可將由患者呼出之液滴排放至患者之周圍環境(通常為一醫院病房或一加護病房)中。此等液滴通常攜帶來自受感染患者之COVID-19病毒且使健康照護工作人員及其他患者面臨風險。
此外，當前呼吸器依賴壓縮氧氣之一持續供應以適當發揮作用；此等當前呼吸器之操作需要氧氣供應持續流動。此持續流動浪費氧氣且增加成本且使當前呼吸器不適合於偏遠位置、低度開發國家中之位置或無法使用大量及持續氧氣供應或僅有很少機會使用大量及持續氧氣供應之其他位置。類似地，既有呼吸器依賴電子器件來控制呼吸器，且依賴電力來對電子器件供電。對電之此需要亦使當前呼吸器不適合於偏遠位置、低度開發國家中之位置或無法使用持續電或僅有很少機會使用持續電之其他位置。
因此，需要對患者具有更小創傷性且使通氣患者附近之人面臨更小感染風險之一改良呼吸器。
此外，健康照護不公平在全球非常突出，尤其在如印度之中低收入國家(LMIC)中。傳統通氣方法較昂貴且僅在美國每年即產生數十億美金之一經濟負擔。在LMIC中，不僅因為此等高成本，且亦因為缺少例如變電之資源而使如呼吸器之呼吸系統照護裝置之使用受限。傳統通氣方法在全世界為人們之各種呼吸系統需要提供治療之能力有限，因為其非常嬌貴且需要大量基礎設施來操作，其包含需要一清潔空間、一電源及正常保養及維護來保持最佳效能條件。
另外，預期傳統通氣系統監測裝置之臨床效能及裝置之患者系統互動兩者。監測患者順從其醫生關於使用呼吸系統治療裝置之指令存在一缺口。驗證順從性係使醫療裝置公司收到報銷之一重要步驟，若未經任何驗證，則公司無法報銷供應其設備之成本。
需要至少部分解決與傳統通氣裝置相關聯之缺陷之醫療領域中之通氣裝置之一新方法。特定言之，可期望提供能夠向缺少基礎設施及缺電之LMIC中之患者提供治療之一通氣裝置及可監測患者順從性(其係醫療裝置公司收到其向患者供應裝置之報銷之關鍵)之一裝置。
根據一些實施例，一種呼吸器可為機械的，其依賴書患者之自然呼吸來控制空氣流動至一呼吸機中。所提供之氣流處於略高於周圍氣壓之一壓力且亦可富含氧以有助於具有呼吸困難之患者。根據一些實施例，並非依賴電子器件來控制空氣流動，而是使用一簡單及堅固機械閥來關斷壓縮空氣及/或氧氣流動至文氏管(venturi)進口中。該閥由患者自然呼吸時產生之微小壓力改變啟動。該閥可基於一簡單隔膜及舌閥系統、雙穩態隔膜系統或彈簧加載穿梭系統。
根據本發明之一態樣，提供一種呼吸器，其包含：一文氏管嘴，其用於一壓力受控流體之流動；一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴流體連通；一流體埠；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及一閥，其可在一開始流動位置與一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴移動；其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴致動該閥；且其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴致動該閥。
根據本發明之一態樣，提供一種可連接至一活患者之氣道之呼吸器，其包括：一文氏管，其包括一喉部；一文氏管嘴；該文氏管嘴中之一文氏管開口，壓力受控氧氣透過其向外流動，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準；一周圍空氣孔隙，其與該文氏管嘴及周圍空氣流體連通；一流體埠，其與該患者之該氣道流體連通；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通，其中該壓力倍增器包含穿過其界定之至少一開口；該壓力倍增器包括可相對於該至少一開口在一打開位置與一封閉位置之間移動之至少一蓋片；及一閥，其可在引起由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動；其中該壓力倍增器經構形使得該患者呼氣至該流體埠中相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴；其中該壓力倍增器經構形使得該患者透過該流體埠吸氣相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥；且其中該閥之該移動軸線與該喉部之一縱向方向實質上縱向對準。
根據本發明之一態樣，提供一種可連接至一活患者之氣道之呼吸器，其包括：一文氏管，其包括一喉部；一文氏管嘴；該文氏管嘴中之一文氏管開口，壓力受控氧氣透過其向外流動，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準；一周圍空氣孔隙，其與該文氏管嘴及周圍空氣流體連通；一流體埠，其與該患者之該氣道流體連通；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通，其中該壓力倍增器包含穿過其界定之至少一開口；該壓力倍增器包括可相對於該至少一開口在一打開位置與一封閉位置之間移動之至少一蓋片；及一閥，其可在引起由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動；其中該壓力倍增器經構形使得該患者呼氣至該流體埠中相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴；其中該壓力倍增器經構形使得該患者透過該流體埠吸氣相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥；其中該閥之該移動軸線與該喉部之一縱向方向實質上縱向對準；且包括一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者，其定位於以下之至少一者之間：該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙；及該壓力倍增器與該流體埠；且其中該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者包括以下之至少一者：一壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器、壓電感測器、壓電發電機、肺活量計量測裝置、皮托量測探針及肺活量計發電機。
該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者可定位於該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙之間，且該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者可定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
為收集差動資料，該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者可定位於該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙之間，且相同類型之一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者可定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
該呼吸器可包括用於封裝由該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者收集之原始資料之一中央處理單元。
該呼吸器可包括一運動感測器。
該呼吸器可包括用於允許流體在呼氣期間離開該呼吸器之呼氣窗及用於至少選擇性部分關閉該等呼氣窗以設定該患者之呼氣末正壓(PEEP)之一流體流量限制器。該流體流量限制器允許該呼吸器限制在一設定期內離開該呼吸器之空氣量以藉此延長呼氣期且藉此允許將該患者之PEEP修改至一安全位準以避免(例如)肺萎縮。另外，插管患者通常需要例如CT掃描之進一步程序，其需要一患者自一呼吸裝置轉移至另一呼吸裝置。機械運輸通氣患者之此程序會使患者之健康產生各種問題。其中一患者與通氣斷接之短暫期導致失去呼氣末正壓(PEEP)且減少功能餘容量(FRC)。具有嚴重急性呼吸系統窘迫症候群之患者之FRC之一顯著減少會引起低血氧症惡化。在一些情況中，要花數小時來提高FRC且消除低氧。本發明藉由在將一患者自一急救加護呼吸器切換至一運輸呼吸器且再次切換回時消除PEEP減小以導致顯著改良患者照護來至少部分解決傳統運輸通氣方法中發現之此問題。
根據另一態樣，本發明考量一種適合於與一呼吸機一起使用之設備，其包括：一文氏管；其包括一喉部、一文氏管嘴及壓力受控流體透過其向外流動之該文氏管嘴中之一文氏管開口，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準；一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴及一周圍流體流體連通；一流體埠；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及一閥，其可在引起由壓力受控流體之該流動將該周圍流體挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控流體之該流動將該周圍流體挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動；其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴；其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥；其中該閥之該移動軸線與該喉部之一縱向方向實質上縱向對準；其中該壓力倍增器定位於該文氏管嘴與該流體埠之間；且包括一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者，其定位於以下之至少一者之間：該文氏管嘴與該周圍流體孔隙；及該壓力倍增器與該流體埠；且其中該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者包括以下之至少一者：一壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器、壓電感測器、壓電發電機、肺活量計量測裝置、皮托量測探針及肺活量計發電機。
該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者可定位於該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙之間，且該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者可定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
為收集差動資料，該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者可定位於該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙之間，且相同類型之一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者可定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
該設備可包括用於封裝由該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者收集之原始資料之一中央處理單元。
該設備可包括一運動感測器。
該設備可包括用於允許流體在流體被迫進入該流體埠時離開該設備之至少一流體閘及用於至少選擇性部分關閉該至少一流體閘之一流體流量限制器。
該設備可進一步包括用於調節該壓力受控流體之該流動之一壓力調節器，該壓力調節器包括：一外殼，其經形成以在其內包含一內孔；一活塞，其可移動地安置於該內孔內，其中該活塞包括相鄰於其一第一端之一環形唇緣；一彈簧，其安置於該內孔內且包括一第一端及一第二端；一調整帽，其可移動地安置於該內孔中，其中該調整帽經形成以包含形成於其內之複數個鍵槽；其中：該彈簧之該第一端與該環形唇緣實體接觸；且該彈簧之該第二端與該調整帽實體接觸，其中：沿一第一方向旋轉該調整帽引起該調整帽壓縮該第一彈簧；沿一第二且相反方向旋轉該調整帽引起該調整帽解壓縮該彈簧；沿該第一方向旋轉該調整帽增大該壓力調節器之輸出壓力；沿該第二方向旋轉該調整帽減小該壓力調節器之該輸出壓力；該內孔由一圓柱形壁界定；該圓柱形壁經形成以在其內包含一第一螺紋；該調整帽經形成以包含形成於其一周邊上之一第二螺紋；且該第二螺紋經構形以與該第一螺紋嚙合。
該壓力倍增器可包括一隔膜。
該閥可包含具有一錐形端之一桿，其中該錐形端在該停止位置中進入該文氏管嘴中之該文氏管開口以實質上封閉該文氏管開口。
該設備可進一步包括可拆離地連接至該周圍流體孔隙之至少一過濾器。
該壓力受控流體可為一液體。
在另一態樣中，本發明包括一種使用適合於一呼吸器之一設備且自一患者收集資料之方法，該方法包括：提供一壓力受控氧氣源；提供適合於一呼吸器之一設備，該設備包括：一文氏管，其包括一喉部、一文氏管嘴及壓力受控氧氣透過其向外流動之該文氏管嘴中之一文氏管開口，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準；一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴及周圍空氣流體連通；一流體埠；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通，其中該壓力倍增器包含穿過其界定之至少一開口；該壓力倍增器包括可相對於該至少一開口在一打開位置與一封閉位置之間移動之至少一蓋片；及一閥，其可在引起由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動；使該流體埠與該患者之一氣道流體連通；回應於該患者透過該流體埠呼氣而引起該至少一蓋片相對於該至少一開口移動至該封閉位置且相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴；及回應於該患者透過該流體埠吸氣而引起該至少一蓋片相對於該至少一開口移動至該打開位置且相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥；且其中該閥之該移動軸線與該喉部之該縱向方向實質上縱向對準；且包括一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者，其定位於以下之至少一者之間：該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙；及該壓力倍增器與該流體埠；且其中該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者包括以下之至少一者：一壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器、壓電感測器、壓電發電機、肺活量計量測裝置、皮托量測探針及肺活量計發電機；及使用該感測器、量測裝置及發電裝置之該至少一者來收集原始資料；使用一中央處理單元來封裝該經收集原始資料；使用一有線或無線通信鏈路來將該經封裝原始資料傳輸至一接收裝置；將該經封裝資料接收於該接收裝置上；啟封該經收集原始資料；量化該經啟封原始資料；格式化該經量化資料；分析該經格式化資料；分配該經分析資料；及使用一應用來顯示該經分析資料。
該方法可包括將該中央處理單元耦合至該呼吸器之步驟。
使用該無線通信鏈路可包括使用選自Bluetooth、Wi-Fi及Thread之至少一無線協定。
使用該有線通信鏈路可包括使用一USB、串列、單線及並行之至少一者。
該方法可包括使用一智慧型裝置來顯示該經分析資料。
該智慧型裝置可包括一行動通信裝置、一平板電腦、一患者介面顯示器、一膝上型電腦及一桌上型電腦之至少一者。
根據另一態樣，本發明設想一種主動過濾器，其包括至少一壓電元件及至少一介電過濾介質，其中該壓電元件產生電以誘發該介電過濾介質中之一靜電荷。
在此裝置中使用壓電將用於供電給本文中所揭示之用於資料收集及資料傳輸之感測器。藉由將一壓電晶體放置於該裝置中之金屬壁之間，電荷隨著由一患者之呼吸驅動之機械壓力施加於該金屬而產生。此壓力基本上藉由使該晶體失去平衡來產生電。此可產生高達2 mW之功率(類似於儲存於鋰電池中之功率)以產生足以使該等裝置感測器收集及傳輸資料之功率。例如，圖2A中所展示之限制器72及/或凸條74可為壓電元件或由壓電元件覆蓋，該等壓電元件能夠歸因於致動呼吸器且特定言之，歸因於凸緣38撞擊限制器72 (其在撞擊之後持續振動凸條74)而產生電。例如，可用於面罩(例如N95面罩)中。
由該至少一壓電元件產生之功率可為AC。
該主動過濾器可包括產生電以誘發該至少一介電過濾介質中之一靜電荷之至少一肺活量計。
該主動過濾器可包括產生電以誘發該至少一介電過濾介質中之一靜電荷之兩個肺活量計。
由該至少一肺活量計產生之功率可為DC。
該患者透過該流體埠之該吸氣可相對於該文氏管嘴致動該閥以打開該文氏管嘴。
該患者呼氣至該流體埠中可引起該至少一蓋片相對於該壓力倍增器中之該至少一開口移動至該封閉位置。
該患者透過該流體埠之該吸氣可引起該至少一蓋片相對於該壓力倍增器中之該至少一開口移動至該打開位置。
根據另一態樣，本發明考量一種適合於一呼吸器之設備，其包含：一文氏管嘴，其用於一壓力受控流體之流動；一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴流體連通；一流體埠；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及一閥，其可在一開始流動位置與一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴移動；其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴致動該閥；且其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴致動該閥。
根據另一態樣，本發明考量一種適合於與一呼吸機一起使用之設備，其包括：一文氏管，其包括一喉部、一文氏管嘴及壓力受控流體透過其向外流動之該文氏管嘴中之一文氏管開口，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準；一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴及一周圍流體流體連通；一流體埠；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及一閥，其可在引起由壓力受控流體之該流動將該周圍流體挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控流體之該流動將該周圍流體挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動；其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴；其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥；其中該閥之該移動軸線與該喉部之一縱向方向實質上縱向對準；且其中該壓力倍增器定位於該文氏管嘴與該流體埠之間。因此，本發明不依賴該壓力受控流體持續流動，其係已知建構常見之情況。因此，可歸因於本發明致動閥以調節壓力受控流體之流動而實現經濟及環境兩者之顯著節省，其實際上使總程序更高效。該設備可尤其適合於偏遠位置、低度開發國家中之位置或無法使用大量及持續氧氣供應或僅有很少機會使用大量及持續氧氣供應之其他位置。
該壓力倍增器可經構形使得被迫進入該流體埠之該(任何)流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至一停止流動位置；且該壓力倍增器可經構形使得自該流體埠撤出之該(任何)流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至一開始流動位置。
該壓力倍增器可經構形使得被迫進入該流體埠之該(任何)流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至一開始流動位置；且該壓力倍增器可經構形使得自該流體埠撤出之該(任何)流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至一停止流動位置。此可被視為(例如)一相反構形。
該壓力倍增器可經構形使得被迫進入該流體埠之該(任何)流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至該開始流動位置與該停止流動位置之間的一主動流動位置；且該壓力倍增器可經構形使得自該流體埠撤出之該(任何)流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至該開始流動位置與該停止流動位置之間的一主動流動位置。在此一構形中，被迫進入該流體埠之一流體及自該流體埠撤出之一流體兩者之動作可將該閥致動至一主動流動位置。此可被視為該停止流動位置與該開始流動位置之間的任何位置之一點。因此，可完全控制及/或調節自該停止流動位置至該開始流動位置及該停止流動位置與該開始流動位置之間的所有位置之流動。
該設備可經界定使得一壓力受控流體包含氧氣，一周圍流體包含周圍空氣，被迫進入該流體埠之流體包含呼出至一空氣埠中之空氣，且自該流體埠撤出之流體包含自一空氣埠吸入之空氣。
該壓力倍增器可定位於該文氏管嘴與該流體埠之間。此一定位可提供該閥之增強致動。
該文氏管嘴可定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。發明者認為此一定位亦可提供該閥之增強致動。
該文氏管嘴可定位於該周圍流體孔隙與該流體埠之間。發明者發現，此一定位亦可提供該閥之增強致動。
該設備可包括用於調節一壓力受控流體之流動之一壓力調節器。應瞭解，可包含適合用於調節該壓力受控流體之該流動之諸多不同壓力調節器之至少一者。
更特定言之，該設備可包括一壓力調節器(用於調節該壓力受控流體之該流動)，其包括：一外殼，其經形成以在其內包含一內孔；一活塞，其可移動地安置於該內孔內，其中該活塞包含相鄰於其一第一端之一環形唇緣；一彈簧，其安置於該內孔內且包括一第一端及一第二端；一調整帽，其可移動地安置於該內孔中，其中該調整帽經形成以包含形成於其內之複數個鍵槽；其中：該彈簧之該第一端與該環形唇緣實體接觸；且該彈簧之該第二端與該調整帽實體接觸，其中：沿一第一方向旋轉該調整帽引起該調整帽壓縮該第一彈簧；沿一第二且相反方向旋轉該調整帽引起該調整帽解壓縮該彈簧；沿該第一方向旋轉該調整帽增大該壓力調節器之輸出壓力；沿該第二方向旋轉該調整帽減小該壓力調節器之該輸出壓力；該內孔由一圓柱形壁界定；該圓柱形壁經形成以在其內包含一第一螺紋；該調整帽經形成以包含形成於其一周邊上之一第二螺紋；且該第二螺紋經構形以與該第一螺紋嚙合。此一調節器可特別有效地調節該壓力受控流體之該流動。發明者已發現，此一壓力調節器具有與本文中所界定之設備之特別良好之協同作用。此協同作用使此一壓力調節器係一特定選擇以產生該設備之增強效能。
該壓力倍增器可包括一隔膜。該隔膜可呈碟形以增強其功能。
該壓力倍增器可為雙穩態的。此可呈一吸氣構形及一呼氣構形。依此方式，該壓力倍增器表現兩個穩態，其在本發明之至少一些實施例中特別有益。
該壓力倍增器可偏置朝向該停止流動位置。在一些實施例中，該壓力倍增器可較佳地偏置朝向該停止流動位置，且此一配置使此有可能。
該壓力倍增器可偏置朝向該開始流動位置。相反地或另外地，在一些實施例中，該壓力倍增器可較佳地偏置朝向該開始流動位置且此一配置使此有可能。
該壓力倍增器可包含至少一蓋片。
該設備可為完全機械的。根據一些實施例，完全機械的該設備提供易於製造及操作之益處。
該設備可經構形使得在該開始流動位置或一主動流動位置中，允許壓力受控流體及周圍流體之一混合物流動至該流體埠。例如，該周圍流體(例如周圍空氣)可變成由該壓力受控流體(例如氧氣)之該流動挾帶以驅動流動及移動朝向該流體埠。
該混合物之該流動可即時調變。因此，該設備可依僅調節該壓力受控流體之該流動之一替代方式或除僅調節該壓力受控流體之該流動之外的一方式控制、改變及/或調節該流體混合物之該流動。
該閥可包含連接至該壓力倍增器之一凸緣。
該閥可包含具有一錐形端之一桿，其中該錐形端在該停止位置中進入該文氏管嘴中之一文氏管開口以實質上封閉該文氏管開口。此一配置可相對於本文中所界定之設備之特徵特別有效地操作該閥。
該桿可連接至該壓力倍增器。此一構形可使該桿及壓力倍增器在操作期間更堅固。
該閥可包括一開關。此可在期望二元系統或期望二元狀態時特別有效。
該閥可包含一舌閥。
該閥可包括一彈簧加載穿梭系統。
該閥可滑動。
該閥可為完全機械的。
該周圍流體孔隙可包含一流體排放口。因此，該周圍流體孔隙可具有允許流體進入及排出之雙重功能。自該設備排放流體可減少由該設備內之所用流體污染且可藉由消除需要儲存未排放之所用流體來簡化該設備。
該閥可經構形以相對於該文氏管嘴致動，同時打開該流體排放口。此一雙重功能可提高該設備之操作效率。
該設備可進一步包括可拆離地連接至該周圍流體孔隙之至少一過濾器。該過濾器可操作以過濾流入至該設備/自該設備流出之流體。使用一單一過濾器來過濾流入及流出兩種流體可提高該設備之操作效率。
該至少一過濾器可包括約3 μm之孔。例如，此孔徑自例如空氣之流體特別有效地移除例如病毒及細菌之污染物。
該設備可進一步包括提供該呼吸器與一患者之氣道之間的流體連通之一呼吸機或類似設備。發明者已發現，結合該設備使用或構成該設備之部分之該呼吸機可特別有效地治療例如COVID-19之呼吸系統病況。
該呼吸機可與該流體埠流體連通。例如，該流體埠可直接或間接連接至該呼吸機。
上文中所描述之流體可為一液體。在各種應用中，液體可通過該設備。應瞭解，亦可使用該設備來施用例如藥物之液體。例如，該設備可因此充當可用於施用呈可由遭受一呼吸系統疾病或病況之一患者吸入至肺中之一液霧之形式之藥物之一改良噴霧器或汽化器。然而，應瞭解，可使用該設備來利用任何適合液體。
該設備可經射出成型。因此，該設備可依一具成本效益方式快速再生產。
該設備可由積層製造(例如一3D列印程序)製造。因此，該設備可準確及依一具成本效益方式再生產，其使該設備在低度開發國家中特別有吸引力。
該設備可經構形以為行動的。
該設備可經構形以可再使用。因為該設備可經有效地清潔，所以其可適合於再使用。此在其中不易於獲得新設備之可用性之低度開發國家中特別有益。
本文中所描述之設備可用於控制空氣及/或氧氣流動至一呼吸機中。
本文中所描述之設備可用於控制經淨化之空氣及/或氧氣流動至一呼吸機中。
本文中所描述之設備可用於治療一呼吸系統病況。
本文中所描述之設備可用於治療COVID-19。
在另一態樣中，本發明設想一種使用適合於一呼吸器之一設備之方法，該方法包含：提供一壓力受控流體源；提供適合於一呼吸機之一設備，其包含：一文氏管嘴，其用於接收該壓力受控流體之一流；一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴流體連通；一流體埠；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及一閥，其可在其中該壓力受控流體與該周圍流體混合之一開始流動位置與一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴移動；回應於流體被迫進入該流體埠而相對於該文氏管嘴致動該閥；及回應於流體自該流體埠撤出而相對於該文氏管嘴致動該閥。
在另一態樣中，本發明設想一種使用適合於一呼吸器之一設備之方法，該方法包括：提供一壓力受控氧氣源；提供適合於一呼吸器之一設備，其包括：一文氏管，其包括一喉部；一文氏管嘴；該文氏管嘴中之一文氏管開口，壓力受控氧氣透過其向外流動，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準；一周圍空氣孔隙，其與該文氏管嘴及周圍空氣流體連通；一流體埠；一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通，其中該壓力倍增器包含穿過其界定之至少一開口；該壓力倍增器包括可相對於該至少一開口在一打開位置與一封閉位置之間移動之至少一蓋片；及一閥，其可在引起由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動；使該流體埠與該患者之一氣道流體連通；回應於該患者透過該流體埠呼氣而引起該至少一蓋片相對於該至少一開口移動至該封閉位置且相對於該文氏管嘴沿移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴；及回應於該患者透過該流體埠吸氣而引起該至少一蓋片相對於該至少一開口移動至該打開位置且相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥；且其中該閥之該移動軸線與該喉部之該縱向方向實質上縱向對準。
此一方法中之該設備可為完全機械的。
該閥之至少一部分可在該喉部內沿該移動軸線移動。
該方法可進一步包括調整該壓力受控流體之壓力。
該方法可包含該壓力受控流體係壓力受控氧氣，且其中該流體係空氣，該方法包含：將該設備連接至一呼吸機或類似設備；使該呼吸器與該患者及該壓力受控氧氣源氣體連通；回應於該患者吸氣而使氧氣開始流動至該呼吸器中，使該氧氣與周圍空氣混合以產生高氧空氣且將該高氧空氣輸送至該患者；回應於該患者呼氣而使氧氣停止流動至該呼吸器中且自該呼吸器排放呼出空氣。
該高氧空氣可具有至少26%之FiO2 。
該方法可包含該壓力受控流體係壓力受控經過濾空氣，且其中該流體係空氣，該方法包含：將該設備連接至一呼吸機或類似設備；使該呼吸器與該患者及該壓力受控經過濾空氣源氣體連通；回應於該患者吸氣而使氧氣開始流動至該呼吸器中，使該壓力受控經過濾空氣與周圍空氣混合以產生經淨化空氣且將該經淨化空氣輸送至該患者；回應於該患者呼氣而使氧氣停止流動至該呼吸器中且自該呼吸器排放呼出空氣。
該經淨化空氣可具有至少26%之FiO2 。
該方法可進一步包含在利用該設備及一呼吸機或類似設備時行走及/或奔跑。例如，此可涉及在使用者運動時使用該設備。
該方法可進一步包含引發使用該設備及呼吸機或類似設備以治療過敏症。
該方法可進一步包含引發使用該設備及呼吸機或類似設備以治療ARDS。
該方法可進一步包含引發使用該設備及呼吸機或類似設備以治療睡眠呼吸暫停。
該方法可進一步包含引發使用該設備及呼吸機或類似設備以治療COPD。
該方法可進一步包含引發使用該設備及呼吸機或類似設備以治療COVID-19病毒感染。
該方法可進一步包含過濾該周圍空氣。
該方法可進一步包含過濾來自該患者之呼出氣體。
在另一態樣中，本發明涵蓋一種包含一密封端及一開放端之壓力倍增器，其中該密封端與一閥流體連通以界定該密封端與該閥之間的一固定容積，其中該壓力倍增器經構形使得該開放端之一壓力改變引起該密封端之一壓力改變以致動該閥。此一壓力倍增器可特別有效地與本文中所界定之設備一起使用。然而，此壓力倍增器被視為本身具有發明權利。
該壓力倍增器可經構形使得該開放端之一負壓引起該密封端之壓力減小以致動該閥。
該壓力倍增器可經構形使得該開放端之一正壓引起該密封端之壓力增大以致動該閥。
該閥之該致動可啟動一加濕器。
該閥之該致動可產生一視覺指標之一改變。該視覺指標可為(例如)一色彩改變。
該視覺指標改變可表示該開放端之一壓力改變。
該開放端之該壓力改變可由一患者之吸氣及/或呼氣引起。因此，該壓力倍增器適用於諸多不同應用，其使該壓力倍增器變成諸多不同操作領域中之一特別有用配件。
本概述及下文詳細描述中所描述之本發明之特性及實用性並非全部為包含性的。一般技術者將鑑於以下描述明白諸多額外特徵及優點。因此，已概述(確切言之，廣義地)本發明之較重要特徵以可更好理解以下本發明之詳細描述且可更好理解本發明對此項技術之貢獻。
參考圖1至圖2，展示一流體混合器2之一實施例。流體混合器2亦可指稱一流體混合設備2或設備2。流體混合器2可用於各種應用中。例如，流體混合器2可用於醫療應用、汽車應用、賽車應用及其他應用中。如圖1至圖2中所見，流體混合器2係一呼吸器2。本發明中所使用之術語「呼吸器」涵蓋其中可使用呼吸器2之任何及所有醫療應用，例如(但不限於)持續氣道正壓(CPAP)機器及雙位準氣道正壓(BiPAP)機器。
返回至圖1至圖2，展示一吸氣構形中之一例示性呼吸器2，其中一患者在透過呼吸器2吸入氣體。呼吸器2有利地為完全機械的。如本發明中所使用，術語「完全機械的」經界定以意謂可在無電或電子器件之情況下基於由一患者之呼吸控制之氣體壓力改變來操作之一機構。根據其他實施例，呼吸器2完全或部分使用電及/或電子器件來控制、供電或否則操作。呼吸器2包含一周圍流體孔隙4，其可呈大體上鐘狀或其可具有任何其他適合形狀。周圍流體孔隙4之開口可具有任何適合形狀(例如(但不限於)圓形、橢圓形、直線形或多邊形)且可左右及/或徑向對稱或不對稱。周圍流體孔隙4可定位於呼吸器2之一端處。呼吸器2亦包含定位成接近周圍流體孔隙4之一流體進口6。流體進口6可連接至壓力受控流體(例如氧氣)之一源。如圖1中所見，周圍流體孔隙4及流體進口6可大體上彼此垂直配置；然而，周圍流體孔隙4及流體進口6可依任何其他適合方式相對於彼此配置。流體進口6可包含界定於其一外徑上之螺紋8以促進氧氣或其他壓力受控流體連接至呼吸器2。進入流體進口6之壓力有利地略高於周圍大氣。流體進口6處之壓力可如下文將更詳細描述般調整。在用於治療患者時，流體進口6可為氧氣透過其進入呼吸器2之一氧氣進口。
來自周圍流體孔隙4之空氣及來自流體進口6之氧氣在一文氏管10中混合。根據一些實施例，通道12界定於周圍流體孔隙4之徑向外部之呼吸器2中，且來自流體進口6之氧氣自流體進口6行進通過通道12而至一文氏管嘴14且離開文氏管嘴14中之文氏管開口16。通道12之特定路徑、截面及其他細節對本發明而言不重要；確切言之，只要將一足夠氧氣量輸送至文氏管開口16，則通道12可依任何方式構形。一空氣通道18允許空氣自周圍流體孔隙4流動至文氏管嘴14。隨著氧氣離開文氏管嘴14之文氏管開口16，氧氣流挾帶來自文氏管10之喉部19之空氣且與該挾帶空氣混合，其與周圍空氣相比富含氧。在文氏管嘴14上方，一中央通道17向上延伸以允許富氧空氣在吸氣期間行進至患者處且允許呼出空氣在呼氣期間自患者向外行進。如此項技術中普遍理解，一文氏管通常係具有引起通過其之一流體之流動速度增大之位於中間之一漸縮收縮部(喉部19)之一短管狀區段。如自圖1至圖2可見，壓力受控氧氣(或(例如)其他壓力受控流體)透過其向外流動之文氏管嘴14中之文氏管開口16通向該喉部19，且其中該文氏管開口16及該喉部19實質上縱向對準。
一閥20定位於文氏管嘴14上方。如本發明中所使用，為易於描述，例如「頂部」、「底部」、「上方」、「下方」及其類似者之定向用語係指圖中所展示之部件相對於頁面之定向及相對位置；呼吸器2可以任何定向使用，且此等定向用語不限制呼吸器2之使用。根據一些實施例，閥20包含一桿22，其可包含一錐形端24。錐形端24可呈錐形，使得錐形端24之一部分具有小於文氏管開口16之直徑之一直徑且可透過文氏管開口16進入文氏管嘴14。在圖1所展示之打開吸氣位置中，錐形端24與文氏管開口16間隔開，使得氧氣可自文氏管開口16流出且將來自空氣通道18之周圍空氣挾帶至文氏管10之喉部19中。根據其他實施例，桿22無需包含一錐形端24，而是可代以包含其直徑在較靠近文氏管嘴14處變寬之一端，使得較寬端能夠在不實質上進入文氏管開口16之情況下在一封閉位置中阻擋文氏管開口16。一桿座21可橫向延伸朝向桿22且可包含經構形以在其縱向運動中接納及導引桿22同時實質上限制桿22橫向運動之一桿孔隙23。桿孔隙23可具有類似於且略大於桿22之一形狀。例如，若桿22呈大體上圓柱形，則桿22之外徑可略小於桿孔隙23之直徑，使得桿孔隙23允許桿22相對於桿孔隙23滑動，同時桿孔隙23亦限制桿22之橫向運動。閥20可自由浮動，如圖1至圖2中所見。閥20可視情況(例如)由一彈簧(圖中未展示)或其他結構或機構偏置朝向圖1至圖2中所展示之吸氣構形。替代地，閥20可(例如)由一彈簧(圖中未展示)或其他結構或機構偏置朝向呼氣構形。
桿22自錐形端24延伸至一通氣口環26。通氣口環26之形狀可呈大體上圓柱形，其包含一大體上圓形底部28及一彎曲本體30。一或多個窗32可透過彎曲本體30界定。通氣口環26可由一通氣口環密封件36中之一孔隙34接納。孔隙34可具有類似於且略大於通氣口環26之一形狀。例如，若通氣口環26呈大體上圓柱形，則通氣口環26之外徑可略小於孔隙34之直徑，使得通氣口環密封件36之孔隙34允許通氣口環26相對於孔隙34滑動，同時孔隙34亦限制通氣口環26之橫向運動。至少一凸緣38可自通氣口環26徑向向外延伸。凸緣38可自通氣口環26之一上邊緣或通氣口環26之任何其他適合部分向外延伸。
凸緣38可連接至一室42內之一壓力倍增器40；凸緣38有利地固定至壓力倍增器40。根據一些實施例，壓力倍增器40係一隔膜40。隔膜40在通氣口環26與室42之內表面44之間徑向延伸。隔膜40係撓性的且耐久且可由例如橡膠、乳膠、塑膠或其他一或若干材料之任何適合材料製成。因為凸緣38連接至隔膜40，所以隔膜40之向下運動引起凸緣38及因此整個閥20向下移動；隔膜40之向上運動引起凸緣38及因此整個閥20向上移動。根據一些實施例，隔膜40可偏置朝向其在吸氣構形中之位置。根據其他實施例，隔膜40可為雙穩態的，使得其在其在吸氣構形中之位置及其在呼氣構形中之位置兩者中穩定。在此實施例中，閥20可在引起由壓力受控流體(例如壓力受控氧氣)之流動將周圍流體挾帶至喉部19內之一開始流動位置與停止由壓力受控流體之流動將周圍流體挾帶至該喉部19內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴14中之該文氏管開口16沿一移動軸線移動。例如，在本發明之一實施例中，該壓力倍增器40經構形使得被迫進入該流體埠54之流體相對於該文氏管嘴14沿該移動軸線致動該閥20以封閉該文氏管嘴14；另外，在本發明之一實施例中，該壓力倍增器40經構形使得自該流體埠54撤出之流體相對於該文氏管嘴14沿該移動軸線致動該閥20。在此實施例中，該閥20之移動軸線與該喉部19之一縱向方向實質上縱向對準。在此實施例中，該閥20之至少一部分可在該喉部19內沿該移動軸線移動。
亦參考圖2A，在吸氣構形中，一進口通道41與中央通道17流體連通。通氣口環26位於相對於文氏管嘴14之一向上位置中。因此，通氣口環26之底部27可與通氣口環座36之下表面37實質上相平，且進口孔隙43因此打開以使中央通道17與進口通道41流體連通。凸緣38可構形為一柵格或格柵(例如圖2A中所展示之同心柵格)，使得複數個凸緣開口39允許流體流動通過其。在吸氣構形中，隔膜40之兩側因此經由凸緣開口39來彼此流體連通；該等凸緣開口39使進口通道41及流體埠54在吸氣構形中流體連通。因此，在吸氣構形中，中央通道17、進口通道41及流體埠54彼此流體連通，使得高氧空氣自文氏管嘴14自由流動至流體埠54，且接著至患者。
若隔膜40係雙穩態的，則隔膜40在圖2A中所見之吸氣構形中可處於其兩個雙穩態構形之一者中。在吸氣構形中利用具有一穩定構形之一雙穩態隔膜40意謂在達到吸氣構形之後，患者無需利用任何呼吸力來維持吸氣構形；因此，呼吸器2可用於治療具有降級呼吸能力之患者。若隔膜40在一單一構形中穩定，則該構形可為圖2A中所展示之吸氣構形。
壓力倍增器40與該流體埠54流體連通，其中該壓力倍增器40包含穿過其界定之至少一開口39；該壓力倍增器40包括可相對於該至少一開口39在一打開位置與一封閉位置之間移動之至少一蓋片70。亦參考圖3B，一或多個蓋片70可與凸緣38相關聯。下文將相對於圖3B來更詳細描述蓋片70。在吸氣構形中，朝向流體埠54之流體流動引起蓋片70向上颳動遠離凸緣38且其(凸緣)開口39允許高氧空氣透過(凸緣)開口39自由流動至患者。在此實施例中，該壓力倍增器40定位於該文氏管嘴14與該流體埠54之間。
一限制器72可視情況定位於凸緣38上方之室42中。根據一些實施例，限制器72可為具有實質上相同於通氣口環26之直徑之一環，其中限制器72與通氣口環26實質上同軸。限制器72可連接至、固定至自其延伸之一或多個凸條74或與該一或多個凸條74整合。一或多個凸條74可自限制器72向上延伸；替代地，一或多個凸條74可自限制器72橫向或向下延伸。凸條74可為實質上剛性的，使得其在呼吸器2之正常使用期間實質上不經歷彎曲或撓曲。根據其他實施例，一或多個凸條74可為撓性的。各凸條74在一端處連接至限制器72，且在另一端處連接至室42之一部分。例如，一或多個凸條74連接至室42之上壁76。凸條74可固定至室42之上壁76或與室42之上壁76整合。例如，室42之上壁76、凸條74及限制器72可射出成型、由積層製造來製造或依任何其他方式製造為一單一整合件。限制器72防止通氣口環26及因此閥20自通氣口環座36及/或桿座21向上移動。
根據一些實施例，限制器72具有除一環之外的另一形狀。例如，限制器72可呈一條、一棒、一X形、一正方形、一矩形、一橢圓形或任何其他適合形狀。限制器72可具有任何形狀且相對於通氣口環26放置於任何位置中以在吸氣構形中接合通氣口環26以限制其向上行進以防止閥20及/或通氣口環26變成離座且允許實質上不受限流體自凸緣開口39流出。
在室42之上端處，一流體埠54允許吸入空氣自呼吸器2流出且呼出空氣流動至呼吸器2中。至少一過濾器56可定位成相鄰於流體埠54以過濾吸入空氣及呼出空氣兩者。過濾器56有利地係一3微米過濾器或適合於自空氣移除病毒、花粉及其他空降污染物之其他過濾器。依此方式，過濾器56保護患者免受周圍污染物，且亦保護呼吸器2周圍之其他人免於感染自患者呼出之空氣。過濾器56可拆離地連接至呼吸器2，使得過濾器56可週期性替換。過濾器56可為一單一使用過濾器或可清潔及消毒，使得其可在清潔及消毒之後再使用。替代地，過濾器56可放置於周圍流體孔隙4之相鄰處或呼吸器2上之另一位置處。例如，根據一些實施例，過濾器56定位成相鄰於周圍流體孔隙4以過濾吸入空氣及呼出空氣兩者。依此方式，過濾器56保護患者免受周圍污染物，且亦保護呼吸器2周圍之其他人免於感染自患者呼出之空氣。替代地，可利用一個以上過濾器56。
室42可經由流體埠54來連接至由患者配戴之一呼吸機(圖中未展示)。如產業中所通常使用，術語「呼吸機」係指(例如)藉由提供一可呼吸氣體供應來向一患者或其他使用者提供可呼吸空氣之一裝置。然而，如本發明中所使用，術語「呼吸機」經具體界定以排除呼吸機本身過濾來自向患者提供之空氣或由患者呼出之任何東西之任何要求。根據一些實施例，呼吸機實質上不可滲透流體，無論氣體或液體。根據一些實施例，呼吸機可為具有撓性密封表面或其他一或若干密封件使得對患者臉部產生一實質上氣密密封之一面罩。根據一些實施例，呼吸機可為接合不同於臉部之患者之一部分之一頭盔或其他結構；例如，呼吸機可為實質上密封患者之頸部且不接觸臉部之一頭盔。根據一些實施例，呼吸機之全部或呼吸機之一部分可定位於患者之鼻子及/或嘴巴內，且呼吸機實質上相對於鼻子及/或嘴巴密封。根據一些實施例(例如上述實施例)，呼吸機實質上相對於患者之氣道密封。藉由相對於患者之氣道實質上密封呼吸機，患者呼吸時之微小壓力改變引起閥20移動，如下文將更詳細描述。依此方式，呼吸機及因此患者與呼吸器2流體連通。因為呼吸機實質上不可滲透氣體，所以患者之實質上所有呼出氣體到達呼吸器2之流體埠54，使得僅一小呼氣作用即引起閥20移動。替代地，呼吸機及患者可依任何其他適合方式與呼吸器2流體連通。
參考圖3至圖4，展示一呼氣構形中之一呼吸器2，其中一患者在透過呼吸器2呼出氣體。如下文將更詳細描述，來自患者之呼氣壓力使隔膜40之中心向下撓曲。因此，連接至隔膜40之凸緣38向下移動。凸緣38之向下運動可由通氣口環座36限制，通氣口環座36之上表面可接合凸緣38之一下表面以藉此防止凸緣38進一步向下運動。在呼氣構形中，閥20已相對於文氏管嘴14向下移動，且桿22之錐形端24實質上阻擋文氏管開口16。依此方式，實質上阻止氧氣自流體進口6向外流動通過文氏管開口16。桿22之長度有利地經製造使得錐形端24或桿22之其他下端在凸緣38接合通氣口環座36時實質上阻擋文氏管開口16。
亦參考圖3A，在呼氣構形中，進口通道41不再與中央通道17實質上流體連通。通氣口環26位於相對於文氏管嘴14之一向下位置中。因此，通氣口環26之底部27定位於通氣口環座36之下表面37下方，且進口孔隙43因此封閉以使中央通道17實質上結束與進口通道41流體連通。一O環或其他密封件(圖中未展示)可自通氣口環座36徑向向外延伸以促進在呼氣構形中封閉進口孔隙43。替代地，在呼氣構形中無需全部或部分封閉進口孔隙43，因為呼出空氣將仍向外行進通過中央通道17，如下文將描述。
在呼氣構形中，凸緣38已相對於其在吸氣構形中之位置向下移動且可與通氣口環座36接觸。依此方式，通氣口環座36可用於限制通氣口環26向下運動。替代地，桿22之錐形端24與文氏管嘴14之間的接觸限制通氣口環26向下運動。當凸緣38處於呼氣構形中且凸緣38接觸通氣口環座36時，該接觸可阻擋凸緣開口39之至少一者。亦參考圖3B，在呼氣構形中，自流體埠54之流體流動引起蓋片70向下推至凸緣38及凸緣開口39上以實質上阻止流體自患者自由流動通過凸緣開口39。依此方式，因為凸緣開口39由蓋片70實質上阻擋，所以進口孔隙43可保持部分或甚至完全打開，且呼出空氣仍無法實質上向外流動通過凸緣開口39及接著向外通過進口孔隙43。在呼氣構形中，可阻擋隔膜40之兩側經由凸緣開口39來彼此流體連通。因此，在呼氣構形中，進口通道41及流體埠54實質上不彼此流體連通。蓋片70可為薄且輕質的，且大體上不可滲透流體。例如，蓋片70可由乳膠、橡膠、聚矽氧或任何其他適合物質組成。
因為凸緣開口39封閉，所以患者之呼氣進入流體埠54引起隔膜40上方之室42中之一壓力上升。此壓力上升推動凸緣38向下與通氣口環座36接觸或接近通氣口環座36而至凸緣38之呼氣位置。若隔膜40係雙穩態的，則隔膜40在圖3A中所見之呼氣構形中可處於其兩個雙穩態構形之一者中。在呼氣構形中利用具有一穩定構形之一雙穩態隔膜40意謂在達到呼氣構形之後，患者無需利用任何呼吸力來維持呼氣構形；因此，呼吸器2可用於治療具有降級呼吸能力之患者。若隔膜40在一單一構形中穩定，則該構形可為圖3A中所展示之呼氣構形。
通氣口環26包含透過通氣口環26之側界定之一或多個呼氣窗78。一或多個呼氣窗78可定位於通氣口環26之底部27處或附近。隨著通氣口環26向下移動，呼氣窗78向下移動至通氣口環座36之下表面37下方。中央通道17定位於通氣口環座36下方，使得當呼氣窗78移動至通氣口環座36之下表面37下方時，呼出空氣可自隔膜40上方之室42流出，通過通氣口環26中之呼氣窗78，進入中央通道17且接著透過周圍流體孔隙4離開呼吸器2。因此，在呼氣構形中，流體埠54及中央通道彼此流體連通。操作
現將描述呼吸器2之操作。使呼吸器2之流體埠54與附接至一患者之一呼吸機流體連通。呼吸機具有撓性密封表面，使得對患者臉部產生一實質上氣密密封。患者自呼吸機吸氣及呼氣至呼吸機中。呼吸機繼而與患者之氣道流體連通。依此方式，使呼吸器2之流體埠54與患者之氣道流體連通。根據其他實施例，流體埠54可為使流體埠54與患者之氣道流體連通之除一呼吸機之外的任何設備；使用呼吸機來如此做對本發明而言不重要。
在患者吸氣之後，隔膜40上方之壓力比周圍氣壓減小。因此，隔膜40在其中心處及附近向上撓曲。替代地，隔膜40可至少部分獨立於患者之吸氣而向上偏置。隔膜40之向上運動使凸緣38向上移動，因為凸緣38連接至隔膜40。因為凸緣38係閥20之部分或連接至閥20，所以隔膜40之向上運動引起閥20向上移動。閥20之向上運動使桿22向上移動以因此使桿之錐形端24自文氏管開口16移出且遠離文氏管嘴14。因為桿22之錐形端24已自文氏管開口16移出，所以氧氣再次自由地自文氏管開口16逸出。因此，在此實施例中，氧氣自文氏管開口16流出僅機械地重啟，由患者之吸氣經由流體埠54提供動力。只要桿22之錐形端24與文氏管開口16間隔開，則氧氣自文氏管開口16流出。其中桿22與文氏管開口16間隔開且流體可自文氏管開口16流出之閥20之此位置係閥20之開始流動位置。
氧氣可自任何適合源供應至流體進口6。根據一些實施例，高壓氧氣連接至一壓力調節器，其使該氧氣之壓力降低且將較低壓氧氣輸出至流體進口6。在一實施例中，壓力調節器係Legacy US公司之GovReg® 可調流量調節器，如2017年4月14日申請之美國專利申請案第15/488,319號(「GovReg® 文件)中所描述，該案之全部內容以引用的方式併入本文中。該美國專利申請案第15/488,319號係美國專利申請案第14/990,673號之一部分接續案。在最初申請之美國專利申請案第15/488,319號申請案之段落[0001]中，美國專利申請案第15/488,319號申請案亦以引用的方式明確併入美國專利申請案第14/990,673號申請案中。因此，美國專利申請案第14/990,673號申請案之內容以引用的方式併入本申請案中，且具體言之，美國專利申請案第14/990,673號之圖5A、圖5B、圖7A、圖7B、圖7C及圖7D及相關聯內文。使用GovReg® 壓力調節器允許一健康照護工作人員設定一患者之壓力且固定該壓力，使得其無法在不使用一調整鑰匙之情況下改變以使僅健康照護工作人員可改變其。此提供患者之額外安全。此外，多個呼吸器2可連接至相同高壓氧氣源，且各呼吸器2可接收一不同氧氣壓力，其取決於與該呼吸器相關聯之GovReg® 壓力調節器之設定。如「GovReg® 文件中所描述，壓力調節器可包含經形成以在其內包含一內孔之一外殼及可在該內孔內移動之一活塞，其中活塞可包含相鄰於活塞之一端之一環形唇緣。一彈簧可安置於內孔內，其中彈簧具有兩端，且一調整帽可移動地安置於內孔中，其中調整帽可包含形成於其內之鍵槽。彈簧之一第一端可與環形唇緣實體接觸，且彈簧之一第二端可與調整帽實體接觸。內孔可由一圓柱形壁界定，且圓柱形壁可具有螺紋。調整帽亦可具有螺紋，使得其螺紋與圓柱形壁之螺紋嚙合。沿一方向旋轉調整帽可引起調整帽壓縮彈簧且增大壓力調節器之輸出壓力，且沿相反方向旋轉調整帽可引起調整帽解壓縮彈簧且減小壓力調節器之輸出壓力。調整鍵可或可拆離地連接至調整帽；調整鍵可自壓力調節器拆離。因此，在一些實施例中，調整帽之旋轉允許一健康照護工作人員設定及固定一患者之壓力。
現參考圖9至圖14，一壓力調節器700包括外殼510、可移動地安置於外殼510內之活塞760，其中活塞760經形成以包含一環形唇緣762、壓縮彈簧720及調整帽750。彈簧720安置於環形唇緣520與調整帽750之間。
現參考圖12至圖14，調整帽750經形成以包含相鄰於其一第一端之螺紋。螺紋752經構形以與內螺紋780 (圖11)嚙合。
壓縮彈簧720判定部分740中之經調節輸出壓力。沿一第一方向旋轉調整帽壓縮彈簧720且增大調節器700之區域740 (圖11)中之輸出壓力。沿一第二且相反方向旋轉調整帽解壓縮彈簧720且減小調節器700之區域740 (圖11)中之輸出壓力。
調整帽750進一步經形成以包含在其一第二端中向內延伸之鍵槽754及756。調整帽750進一步經形成以包含穿過其延伸之一孔隙758。活塞760之軸件764穿過孔隙758。
氧氣行進通過流體進口6及接著通道12，接著通過文氏管嘴14而離開文氏管開口16。氧氣向外流動通過文氏管開口16將進入呼吸器2之周圍空氣挾帶通過周圍流體孔隙4，且將周圍空氣汲取至文氏管10之喉部19中，其中氧氣及周圍空氣混合。文氏管嘴14可經設定大小及構形以產生周圍空氣及氧氣之一混合物，其將一26%分率之吸入氧(FiO2 )輸送給患者。FiO2 之此百分比係一推薦氧濃度，但可視需要使用其他分率。氧之分率之準確度不重要，且該分率可由一臨床醫師或其他健康照護工作人員視需要調整。例如，FiO2 可由患者視需要自26%調整至40%；在將FiO2 調整至40%之後，若患者需要額外氧氣，則患者可接著自呼吸器2移除，經插管且接著放置於一當前已知呼吸器上。
高氧空氣向上行進通過中央通道17而至進口孔隙43。在吸氣構形中，進口通道41與中央通道17流體連通。如上文所描述，在吸氣構形中，通氣口環26位於相對於文氏管嘴14之一向上位置中。在吸氣構形中，由患者透過流體埠54吸氣引起之隔膜40上方之室42中之降低壓力引起隔膜40向上移動。吸氣自隔膜40上方之室42撤出氣體以減小壓力且相對於文氏管嘴14致動閥20。凸緣38可接觸限制器72，使得凸緣38不移動至高於限制器72所允許。隔膜40向上運動引起附接至隔膜40之凸緣38向上移動。凸緣38向上運動引起凸緣38係其一部分之閥20亦向上移動。閥20之此向上運動使桿22移動遠離文氏管嘴14以藉此撤除阻擋文氏管開口16且允許氣體自其向外流動。隔膜40係一壓力倍增器40之一實例，因為隔膜40之表面積與凸緣開口39之組合允許流體埠54處之壓力之一小差動改變以在封閉狀態與打開狀態之間致動閥20。
如上文所描述，在吸氣構形中，進口孔隙43打開以使中央通道17與進口通道41流體連通，且隔膜40之兩側因此經由凸緣開口39來彼此流體連通；因此，該等凸緣開口39使進口通道41及流體埠54在吸氣構形中流體連通。因此，在吸氣構形中，中央通道17、進口通道41及流體埠54彼此流體連通，使得高氧空氣自文氏管嘴14自由流動至流體埠54，且接著至患者。
患者正常或儘可能正常吸氣。呼吸器2係一簡單單模式呼吸器，其不將一特定受限或預選擇體積或流速之空氣輸送給患者；相反地，其依完全由患者自身之吸氣控制之一體積及流速輸送空氣。此外，呼吸器2僅在患者之吸氣期間及其後片刻將高氧空氣輸送給患者。不同於持續氣道正壓(CPAP)或呼氣末正壓(PEEP)通氣，僅在吸氣期間將高氧空氣供應給患者。依此方式，呼吸器2不在患者試圖呼氣時對患者之鼻子或嘴巴施加壓力，且不藉由在患者主動呼氣時將氧氣施加於患者之鼻子或嘴巴來浪費氧氣。
在吸氣之後，患者接著呼氣。在患者呼氣之後，隔膜40上方之壓力比周圍氣壓增大。亦參考圖3B，在呼氣構形中，流體自流體埠54流動至室42中引起蓋片70向下推至凸緣38及凸緣開口39上以實質上阻止流體自患者自由流動通過凸緣開口39。依此方式，因為凸緣開口39實質上由蓋片70阻擋，所以進口孔隙43可保持部分或甚至完全打開，且呼出空氣仍無法實質上向外流動通過凸緣開口39及接著向外通過進口孔隙43。在呼氣構形中，可阻擋隔膜40之兩側經由凸緣開口39來彼此流體連通。因此，在呼氣構形中，進口通道41及流體埠54實質上不彼此流體連通。
因為凸緣開口39封閉，所以患者之呼氣進入流體埠54引起隔膜40上方之室42中之一壓力上升。即，呼氣迫使氣體進入隔膜40上方之室42以增大壓力且相對於文氏管嘴14致動閥20。此壓力上升推動凸緣38向下與通氣口環座36接觸或接近通氣口環座36而至凸緣38之呼氣位置。因為凸緣38係閥20之部分或連接至閥20，所以隔膜40之該向下運動引起閥20向下移動。閥20之該向下運動使桿22向下移動以因此使桿之錐形端24移動朝向文氏管嘴14且進入文氏管開口16。因為桿22之錐形端24已移動至文氏管開口16中，所以實質上限制氧氣自文氏管開口16逸出。因此，氧氣自文氏管開口16流出僅機械停止，由患者透過流體埠54之呼氣提供動力。只要桿22之錐形端24插塞文氏管開口16，則實質上限制氧氣自文氏管開口16逸出。其中桿22插塞文氏管開口16且實質上限制流體自文氏管開口16流出之閥20之此位置係閥20之停止流動位置。
隨著凸緣38及通氣口環26向下移動，呼氣窗78向下移動至通氣口環座36之下表面37下方。中央通道17定位於通氣口環座36下方，使得當呼氣窗78移動至通氣口環座36之下表面37下方時，呼出空氣可自隔膜40上方之室42流出，通過通氣口環26中之呼氣窗78，進入中央通道17且接著透過周圍流體孔隙4離開呼吸器2。因此，在呼氣構形中，流體埠54及中央通道彼此流體連通。呼出氣體接著行進通過中央通道17且透過周圍流體孔隙4離開呼吸器2。當患者接著再次吸氣時，上述操作之循環再次重複。
根據一些實施例，因為呼吸器2不需要電力來操作，所以其形狀因數可相當小，使得呼吸器2可攜帶。呼吸器2可如同一背包藉由一或若干繫帶背在使用者之背上；可如同一錢包藉由一繫帶掛在肩上，可如同一行李箱加輪子且能夠拉在一使用者身後或可依其他方式可攜帶。呼吸器2之可攜性亦允許使用者將呼吸器2帶回家。呼吸器2在家庭使用對已被診斷患有COVID-19或其他呼吸系統疾病但其症狀未進展至ARDS之嚴重程度使得其需要插管通氣之患者而言可為有利的。依此方式，在一大流行病(例如2020 COVID-19流行病)期間，感染引起呼吸系統問題之一病毒之患者可在家安全治療，且無需消耗病情顯著更嚴重且接近死亡之患者所需之醫院病床及其他醫院資源。
因為呼吸器2較小且可攜帶且無創傷性且僅向一使用者提供具有一較高氧濃度之高氧空氣，所以呼吸器2可用於其他應用中。作為一實例，呼吸器2可用於治療哮喘及/或季節性過敏症。使用者配戴一上述呼吸器，且呼吸器2如上文所描述般工作；一使用者將其用作一可攜式裝置。由呼吸器2輸送之增大氧氣濃度可有益於哮喘患者，且(若干)過濾器56可用於在空氣可由使用者吸入之前自空氣移除花粉及其他過敏原以藉此改良由遭受季節性過敏症之使用者經歷之症狀。作為另一實例，在極端污染城市中，呼吸空氣可能不健康。藉由將呼吸器2用作一可攜式裝置，依高於周圍濃度之一濃度將清潔氧氣輸送給使用者，且(若干)過濾器56可用於在由使用者吸入之前自周圍空氣移除顆粒及/或其他污染物。
上文相對於圖1至圖4所描述之呼吸器2可特別用於治療感染COVID-19病毒之患者，尤其在其患上ARDS之前。可認為，利用呼吸器2來治療此等患者可防止此等患者之一部分患上ARDS。預期呼吸器2將由FDA分類為一II類醫療裝置且將需要由FDA核准用於治療患者。儘管截至本發明之申請日期，呼吸器2由FDA核准之監管路徑未知，但可預期，為用作一醫療裝置，呼吸器2將需要一研究器械豁免(IDE)、一緊急使用授權(EUA)及一上市前核准(PMA)之至少一者。認為所申請之獨立請求項涵蓋將經受一適用FDA核准之呼吸器2之實施例。
然而，呼吸器2不限於用於治療感染COVID-19病毒之患者；呼吸器2可用於治療遭受其他病痛之患者。此外，呼吸器2可用於其中需要控制流體流動之除健康照護之外的領域中，且在此等領域中無需結合人類來使用。此外，呼吸器2在上文描述為具有彼此流體連通且與一或多個外部附件(例如一呼吸機)流體連通之組件。當呼吸器2用於治療一患者時，該流體連通之流體係一氣體。然而，當呼吸器2用於其他應用中時，流體可為一液體或液體及氣體之一混合物。
儘管上述本發明之實施例致力於促進治療與COVID-19相關聯之呼吸系統病況，但應瞭解，流體混合器2具有各種其他用途及其他領域中之應用，其包含(但不限於)以下各者。作為一實例，在一級方程式賽車及其他賽車應用中，流體混合器2可用於藉由偵測壓力改變來預旋渦輪增壓器，基於壓力來致動凸輪時序改變，基於壓力來致動燃料/空氣及排氣埠之打開，基於一樣本位點處之壓力狀況來致動氣動下壓力調整，致動燃料系統壓力調整及調節流體之溫度。作為另一實例，在標準汽車使用中，流體混合器2可用於致動渦輪增壓器預旋，致動凸輪時序改變，基於壓力來致動燃料/空氣及排氣埠之打開，致動燃料系統壓力調整及調節流體之溫度。作為另一實例，在室內農業應用中，流體混合器2可用於基於壓力來致動氣體混合及/或致動一壓力連通系統。在此等應用中，流動通過流體混合器2之流體可為一液體、一氣體或兩者。
亦參考圖5至圖8，展示流體混合器2之另一實施例。此一實施例可描述為一「相反構形」。此一實施例可用於汽車或賽車應用，但圖5至圖8之流體混合器2不限於用於此等應用中。任何實施例可與作為流體之液體、氣體或兩者一起使用。如圖5至圖8中所見，閥20位於一開始流動位置中，其中流體可透過流體進口6進入流體混合器2。閥20可包含接納於一內孔80中之一錐形端24或其他適合形狀端。一彈簧82亦可接納於內孔80中。彈簧82之一端可接合內孔80之一端，且彈簧82之另一端可接合閥20之一端。閥20之另一端84可呈實質上圓柱形或具有任何其他適合形狀。閥20之端84接納於流體可流動通過其之一管86中。內孔80係實質上中空的，使得流體在閥20位於開始流動位置中時自流體進口6流動通過內孔80，且接著進入一或多個通道12。如相對於先前實施例所描述，流體自一或多個通道12流動通過文氏管嘴14中之文氏管開口16。
在此實施例中，壓力倍增器40實質上密封至室42以形成一密封充氣部88。不同於先前實施例，流體實質上不橫越壓力倍增器40。當流體透過流體埠54流動至流體混合器2中時，該流體朝向周圍流體孔隙4流動通過中央通道17。室42透過一室開口90通向中央通道17。室開口90可具有任何適合形狀及大小。室開口90允許流體在室42與中央通道17之間連通。當迫使流體透過流體埠54進入中央通道17時，中央通道17中之壓力增大。與充氣部88對置之壓力倍增器40之側上之室42中之壓力亦歸因於透過室開口90之流體連通而增大。因為壓力倍增器40實質上密封至室42且流體實質上無法橫越壓力倍增器40，所以壓力倍增器40上之壓力增大以引起壓力倍增器40移動且因此減小充氣部88之容積以亦增大充氣部88中之壓力。充氣部88中之該增大壓力透過管86傳輸至閥20之端84。該壓力驅動閥20之端84朝向內孔80中之彈簧82以將閥20打開至開始流動位置。在開始流動位置中，閥20之錐形端24或閥20之其他形狀端自孔隙92移動開以允許流體流動通過孔隙92而至內孔80中。充氣部88之容積及管86之容積可在此程序期間保持實質上恆定。此係因為內孔80中之閥20之端84可移動，使得充氣部88之任何暫時壓力增大及容積減小可由閥20之端84之移動實質上匹配。依此方式，一實質上固定容積可界定於壓力倍增器40之一側上。
當流體透過周圍流體孔隙4流動至流體混合器2中時，該流體朝向流體埠54流動通過中央通道17。當流體透過流體埠54撤出時，中央通道17中之壓力減小。與充氣部88對置之壓力倍增器40之側上之室42中之壓力亦歸因於透過室開口90之流體連通而減小。因為壓力倍增器40實質上密封至室42且流體實質上無法橫越壓力倍增器40，所以壓力倍增器40上之壓力減小以引起壓力倍增器40移動且因此減小充氣部88之容積以亦減小充氣部88中之壓力。充氣部88中之減小壓力透過管86傳輸至閥20之端84。施加於內孔80中之閥20之端84之壓力減小以允許彈簧82將閥20之端84進一步推動至管86中。彈簧82可為偏置閥20朝向停止流動位置之一壓縮彈簧；閥20朝向管86之運動將閥20關閉至停止流動位置。在停止流動位置中，閥20之錐形端24或閥20之其他形狀端移動朝向孔隙92且實質上阻擋孔隙92以實質上阻止流體流動通過孔隙92而至內孔80中。根據一些實施例，閥20之開始流動位置亦係主動流動位置，其允許流體在閥位於開始流動位置中時流動。替代地，閥20可定位於開始流動位置與停止流動位置之間的一不同主動流動位置中；此一主動流動位置可由流體被迫進入流體埠54或自流體埠54撤出之力之位準或持續時間判定。
現參考圖15，展示根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。呼吸器/設備2係本文中所描述之呼吸器/設備，但具有定位於壓力倍增器與流體埠之間的一感測器模組1550。感測器模組1550可包括本文中所描述之任何感測器，例如壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器等等。在此實施例中，感測器模組1550亦包括一中央處理單元。
現參考圖16，展示根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。呼吸器/設備2係本文中所描述之呼吸器/設備，但具有定位於文氏管嘴與周圍空氣孔隙之間的一感測器模組1651。感測器模組1651可包括本文中所描述之任何感測器，例如壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器等等。
現參考圖17，展示根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。呼吸器/設備2係本文中所描述之呼吸器/設備，但具有定位於壓力倍增器與流體埠之間的一感測器模組1750及定位於文氏管嘴與周圍空氣孔隙之間的一感測器模組1751。感測器模組1750/1751可包括本文中所描述之任何感測器，例如壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器等等。
現參考圖18，展示根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。呼吸器/設備2係本文中所描述之呼吸器/設備，但具有定位於壓力倍增器與流體埠之間的一肺活量計1853。
現參考圖19，展示根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。呼吸器/設備2係本文中所描述之呼吸器/設備，但具有定位於文氏管嘴與周圍空氣孔隙之間的一肺活量計1954。
圖20係具有多個位置中之多個肺活量計2053及2054之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。即，具有定位於壓力倍增器與流體埠之間的一肺活量計2053及定位於文氏管嘴與周圍空氣孔隙之間的一肺活量計2054。
圖21係具有壓力倍增器與流體埠之間的一皮托管2155之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。
圖22係具有限制器72處之一壓電元件2256之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。
圖23係具有多個位置中之感測器、肺活量計、一皮托管及壓電元件之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖，相同元件符號表示早先實施例中所展示之相同特徵。
圖24係圖23之呼吸器/設備2之一透視剖視圖。
圖25係具有定位成相鄰於周圍流體孔隙之一主動過濾器2560之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。
圖26係圖25之呼吸器/設備之一透視剖視圖。
圖27係根據本發明之一實施例之方法之一流程圖。步驟S1至S12對應於本文中所界定之步驟。
圖28係不具有一流體流量限制器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖29係圖28之呼吸器/設備之一透視剖視圖。
圖30係具有一打開位置中之一流體流量限制器3070之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備2之一側視剖視圖。呼吸器2包括用於允許流體在呼氣期間離開呼吸器2之呼氣窗3078及用於至少選擇性部分關閉呼氣窗3078以設定患者之呼氣末正壓(PEEP)之一流體流量限制器3070。流體流量限制器3070係呈一套環之形狀且定位成相鄰於通氣口環且由一對銷3071保持於適當位置中，使得其可選擇性調整為線性的以選擇套環阻擋呼氣窗3078之程度。
圖31係圖30之呼吸器/設備之一透視剖視圖。
圖32係具有一限制位置中之一流體流量限制器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖33係打開位置中之圖30之呼吸器/設備之一透視剖視圖。條項
應瞭解，以下條項構成說明書及本文中所界定之本發明之揭示內容之部分。更特定言之，本發明可由下文將詳述之條項之特徵之組合界定，且此等條項可用於修改本申請案之申請專利範圍內之特徵之組合。
1. 一種呼吸機設備，其包含： 一文氏管嘴，其用於一壓力受控流體之流動； 一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴流體連通； 一流體埠； 一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及 一閥，其可在一開始流動位置與一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴移動； 其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴致動該閥；且 其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴致動該閥。
2. 一種適合於一呼吸機之設備，其包含： 一文氏管嘴，其用於一壓力受控流體之流動； 一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴流體連通； 一流體埠； 一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及 一閥，其可在一開始流動位置與一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴移動； 其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴致動該閥；且 其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴致動該閥。
3. 如條項1或條項2之設備，其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至一停止流動位置；且 其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至一開始流動位置。
4. 如條項1或條項2之設備，其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至一開始流動位置；且 其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至一停止流動位置。
5. 如條項1或條項2之設備，其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至該開始流動位置與該停止流動位置之間的一主動流動位置；且 其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴將該閥致動至該開始流動位置與該停止流動位置之間的一主動流動位置。
6. 如條項1至5中任一項之設備，其中一壓力受控流體包含氧氣，一周圍流體包含周圍空氣，被迫進入該流體埠之流體包含呼出至一空氣埠中之空氣，且自該流體埠撤出之流體包含自一空氣埠吸入之空氣。
7. 如條項1至5中任一項之設備，其中該壓力倍增器定位於該文氏管嘴與該流體埠之間。
8. 如條項1至5中任一項之設備，其中該文氏管嘴定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
9. 如條項1至5中任一項之設備，其中該文氏管嘴定位於該周圍流體孔隙與該流體埠之間。
10. 如條項1至9中任一項之設備，其包含用於調節一壓力受控流體之流動之一壓力調節器，該壓力調節器包含： 一外殼，其經形成以在其內包含一內孔； 一活塞，其可移動地安置於該內孔內，其中該活塞包含相鄰於其一第一端之一環形唇緣； 一彈簧，其安置於該內孔內且包含一第一端及一第二端； 一調整帽，其可移動地安置於該內孔中，其中該調整帽經形成以包含形成於其內之複數個鍵槽； 其中： 該彈簧之該第一端與該環形唇緣實體接觸；且 該彈簧之該第二端與該調整帽實體接觸，其中： 沿一第一方向旋轉該調整帽引起該調整帽壓縮該第一彈簧； 沿一第二且相反方向旋轉該調整帽引起該調整帽解壓縮該彈簧； 沿該第一方向旋轉該調整帽增大該壓力調節器之輸出壓力； 沿該第二方向旋轉該調整帽減小該壓力調節器之該輸出壓力； 該內孔由一圓柱形壁界定； 該圓柱形壁經形成以在其內包含第一螺紋； 該調整帽經形成以包含形成於其一周邊上之第二螺紋； 該第二螺紋經構形以與該第一螺紋嚙合。
11. 如條項1至10中任一項之設備，其中該壓力倍增器包含一隔膜。
12. 如條項1至11中任一項之設備，其中該壓力倍增器係雙穩態的。
13. 如條項3至12中任一項之設備，其中該壓力倍增器偏置朝向該停止流動位置。
14. 如條項3至12中任一項之設備，其中該壓力倍增器偏置朝向該開始流動位置。
15. 如條項1至10中任一項之設備，其中該壓力倍增器包含至少一蓋片。
16. 如條項1至15中任一項之設備，其中該設備係完全機械的。
17. 如條項3至16中任一項之設備，其中在該開始流動位置或一主動流動位置中，允許壓力受控流體及周圍流體之一混合物流動至該流體埠。
18. 如條項17之設備，其中該混合物之該流動經即時調變。
19. 如條項1至18中任一項之設備，其中該閥包含連接至該壓力倍增器之一凸緣。
20. 如條項1至18中任一項之設備，其中該閥包含具有一錐形端之一桿，其中該錐形端在該停止位置中進入該文氏管嘴中之一文氏管開口以實質上封閉該文氏管開口。
21. 如條項20之設備，其中該桿連接至該壓力倍增器。
22. 如條項1至18中任一項之設備，其中該閥包含一開關。
23. 如條項1至18中任一項之設備，其中該閥包含一舌閥。
24. 如條項1至18中任一項之設備，其中該閥包含一彈簧加載穿梭系統。
25. 如條項1至18中任一項之設備，其中該閥可滑動。
26. 如條項1至25中任一項之設備，其中該閥係完全機械的。
27. 如條項1至26中任一項之設備，其中該周圍流體孔隙包含一流體排放口。
28. 如條項27之設備，其中該閥經構形以相對於該文氏管嘴致動，同時打開該流體排放口。
29. 如條項1至28中任一項之設備，其進一步包含可拆離地連接至該周圍流體孔隙之至少一過濾器。
30. 如條項29之設備，其中該至少一過濾器包含約3 μm之孔。
31. 如條項1至30中任一項之設備，其進一步包含一呼吸機。
32. 如條項31之設備，其中該呼吸機與該流體埠流體連通。
33. 如條項1至32中任一項之設備，其中該流體係一液體。
34. 如條項1至33中任一項之設備，其中該設備經射出成型。
35. 如條項1至33中任一項之設備，其中該設備經3D列印。
36. 如條項1至35中任一項之設備，其中該設備經構形以為行動的。
37. 如條項1至36中任一項之設備，其中該設備經構形以可再使用。
38. 如條項1至37中任一項之設備，其用於控制空氣及/或氧氣流動至一呼吸機中。
39. 如條項1至38中任一項之設備，其用於控制經淨化空氣及/或氧氣流動至一呼吸機中。
40. 如條項1至39中任一項之設備，其用於治療一呼吸系統病況。
41. 如條項1至40中任一項之設備，其用於治療COVID-19。
42. 一種使用適合於一呼吸機之一設備之方法，該方法包含： 提供一壓力受控流體源； 提供適合於一呼吸機之一設備，其包含： 一文氏管嘴，其用於接收該壓力受控流體之一流； 一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴流體連通； 一流體埠； 一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及 一閥，其可在其中該壓力受控流體與該周圍流體混合之一開始流動位置與一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴移動； 回應於流體被迫進入該流體埠而相對於該文氏管嘴致動該閥；及 回應於流體自該流體埠撤出而相對於該文氏管嘴致動該閥。
43. 如條項42之方法，其中該設備係完全機械的。
44. 如條項42或條項43之方法，其進一步包含調整該壓力受控流體之壓力。
45. 如條項42至44中任一項之方法，其中該方法係用於使用該設備來治療吸入及呼出氣體之一活患者，其中該壓力受控流體係壓力受控氧氣，且其中該流體係空氣，該方法包含： 將該設備連接至一呼吸機； 使該呼吸機與該患者及該壓力受控氧氣源氣體連通； 回應於該患者吸氣而使氧氣開始流動至該呼吸機中，使該氧氣與周圍空氣混合以產生高氧空氣且將該高氧空氣輸送至該患者； 回應於該患者呼氣而使氧氣停止流動至該呼吸機中且自該呼吸機排放呼出空氣。
46. 如條項45之方法，其中該高氧空氣具有至少26%之FiO2 。
47. 如條項42至44中任一項之方法，其中該方法係用於使用該設備來治療吸入及呼出氣體之一活患者，其中該壓力受控流體係壓力受控經過濾空氣，且其中該流體係空氣，該方法包含： 將該設備連接至一呼吸機； 使該呼吸機與該患者及該壓力受控經過濾空氣源氣體連通； 回應於該患者吸氣而使氧氣開始流動至該呼吸機中，使該壓力受控經過濾空氣與周圍空氣混合以產生經淨化空氣且將該經淨化空氣輸送至該患者； 回應於該患者呼氣而使氧氣停止流動至該呼吸機中且自該呼吸機排放呼出空氣。
48. 如條項47之方法，其中該經淨化空氣具有至少26%之FiO2 。
49. 如條項42至48中任一項之方法，其進一步包含在利用該設備及一呼吸機時行走及/或奔跑。
50. 如條項42至49中任一項之方法，其進一步包含引發使用該設備及呼吸機以治療過敏症。
51. 如條項42至49中任一項之方法，其進一步包含引發使用該設備及呼吸機以治療ARDS。
52. 如條項42至49中任一項之方法，其進一步包含引發使用該設備及呼吸機以治療睡眠呼吸暫停。
53. 如條項42至49中任一項之方法，其進一步包含引發使用該設備及呼吸機以治療COPD。
54. 如條項42至49中任一項之方法，其進一步包含引發使用該設備及呼吸機以治療COVID-19病毒之感染。
55. 如條項42至54中任一項之方法，其進一步包含過濾該周圍空氣。
56. 如條項42至55中任一項之方法，其進一步包含過濾來自該患者之呼出氣體。
57. 一種包含一密封端及一開放端之壓力倍增器，其中該密封端與一閥流體連通以界定該密封端與該閥之間的一固定容積，其中該壓力倍增器經構形使得該開放端之一壓力改變引起該密封端之一壓力改變以致動該閥。
58. 如條項57之壓力倍增器，其經構形使得該開放端之一負壓引起該密封端之壓力減小以致動該閥。
59. 如條項57之壓力倍增器，其經構形使得該開放端之一正壓引起該密封端之壓力增大以致動該閥。
60. 如條項57至59中任一項之壓力倍增器，其中該閥之該致動啟動一加濕器。
61. 如條項57至59中任一項之壓力倍增器，其中該閥之該致動產生一視覺指標之一改變。
62. 如條項61之壓力倍增器，其中該視覺指標改變表示該開放端之一壓力改變。
63. 如條項62之壓力倍增器，其中該開放端之該壓力改變由一患者之吸氣及/或呼氣引起。
如本發明(描述及申請專利範圍兩者)中所使用及如此項技術中所通常使用，用語「實質上」、「大致」及類似近似表示術語用於考量製造容限、製造變動及製造不精確度，其等係製造實體世界中之任何機構或結構之不可避免之部分。
儘管已詳細描述本發明，但熟習技術者應明白，可在不背離本發明之情況下作出各種改變及修改且採用等效物。應瞭解，本發明不受限於上文描述中所闡述或圖式中所繪示之建構細節、組件配置及/或方法。本發明之摘要中之敘述及本發明中之任何概括性敘述僅供例示；其等不應及不可被解譯為限制申請專利範圍之範疇。此外，圖僅供例示且非限制性。專題標題及子標題僅為了方便讀者。其等不應及不可被解釋為具有任何實質性意義、含義或解譯，且不應及不可被視為指示與任何特定專題相關之所有資訊在任何特定標題或子標題下找到或受限於任何特定標題或子標題。本發明之摘要之目的係使美國專利及商標局及不熟悉專利或法律術語或措辭之讀者能夠自一泛讀快速判定本申請案之技術揭示內容之性質及本質。摘要不意欲界定本發明，亦不意欲限制本發明之範疇。本發明之條項之目的係提供主張本發明之優先權之任何後來申請之外國專利申請案之申請專利範圍之支援。條項不意欲界定本發明，其亦不意欲限制本發明之範疇。因此，本發明僅受制於或受限於以下申請專利範圍及其法律等效物。
2:流體混合物/流體混合設備/呼吸器 4:周圍流體孔隙 6:流體進口 8:螺紋 10:文氏管 12:通道 14:文氏管嘴 16:文氏管開口 17:中央通道 19:喉部 20:閥 21:桿座 22:桿 23:桿孔隙 24:錐形端 26:通氣口環 27:底部 28:底部 30:彎曲本體 32:窗 34:孔隙 36:通氣口環座 37:下表面 38:凸緣 39:凸緣開口 40:壓力倍增器/隔膜 41:進口通道 42:室 43:進口孔隙 44:內表面 54:流體埠 56:過濾器 70:蓋片 72:限制器 74:凸條 76:上壁 78:呼氣窗 80:內孔 82:彈簧 84:端 86:管 88:充氣部 90:室開口 92:孔隙 116:下內螺紋 500:次級調節器 510:外殼 520:環形唇緣 530:外螺紋 700:次級調節器/壓力調節器 720:壓縮彈簧 740:部分/區域 750:調整帽 752:螺紋 754:鍵槽 756:鍵槽 758:孔隙 760:活塞 762:環形唇緣 764:軸件 780:內螺紋 1550:感測器模組 1651:感測器模組 1750:感測器模組 1751:感測器模組 1853:肺活量計 1954:肺活量計 2053:肺活量計 2054:肺活量計 2155:皮托管 2256:壓電元件 2560:主動過濾器 3070:流體流量限制器 3071:銷 3078:呼氣窗 S1至S12:步驟
圖1係一吸氣構形中之一呼吸器之一透視剖視圖。
圖2係吸氣構形中之圖1之呼吸器之一側視剖視圖。
圖2A係吸氣構形中之圖1之呼吸器之一詳細透視剖視圖，其展示吸氣構形中之一隔膜。
圖3一呼氣構形中之呼吸器之一透視剖視圖。
圖3A呼氣構形中之圖3之呼吸器之一詳細透視剖視圖，其展示呼氣窗。
圖3B呼氣構形中之圖3之呼吸器之一詳細透視剖視圖，其展示蓋片。
圖4係呼氣構形中之圖3之呼吸器之一側視剖視圖。
圖5係呼吸器之另一實施例之一透視剖視圖。
圖6係圖5之呼吸器之一側視剖視圖。
圖7係圖5之呼吸器之一閥之一詳細透視剖視圖。
圖8係圖5之呼吸器之一閥之詳細側視剖視圖。
圖9係一次級調節器500之一實施例之一透視圖。
圖10係次級調節器500之一截面圖。
圖11係一次級調節器700之另一實施例之一截面圖。
圖12係次級調節器700之一分解圖。
圖13係安置於次級調節器700內之一調整帽750之一俯視圖。
圖14係調整帽750之一透視圖。
圖15係具有一位置中之一感測器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖16係具有另一位置中之一感測器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖17係具有多個位置中之感測器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖18係具有一位置中之一肺活量計之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖19係具有另一位置中之一肺活量計之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖20係具有多個位置中之肺活量計之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖21係具有一皮托管之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖22係具有一壓電元件之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖23係具有多個位置中之感測器、肺活量計、一皮托管及壓電元件之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖24係圖23之呼吸器/設備之一透視剖視圖。
圖25係具有一主動過濾器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖26係圖25之呼吸器/設備之一透視剖視圖。
圖27係根據本發明之一實施例之方法之一流程圖。
圖28係不具有一流體流量限制器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖29係圖28之呼吸器/設備之一透視剖視圖。
圖30係具有一打開位置中之一流體流量限制器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖31係圖30之呼吸器/設備之一透視剖視圖。
圖32係具有一限制位置中之一流體流量限制器之根據本發明之一實施例之呼吸器/設備之一側視剖視圖。
圖33係圖30之呼吸器/設備之一透視剖視圖。
在不同圖中使用相同元件符號指示類似或相同項目。
2:流體混合物/流體混合設備/呼吸器
4:周圍流體孔隙
6:流體進口
8:螺紋
10:文氏管
12:通道
20:閥
22:桿
42:室
54:流體埠
74:凸條

Claims (30)

  1. 一種可連接至一活患者之氣道之呼吸器，其包括： 一文氏管，其包括一喉部； 一文氏管嘴； 該文氏管嘴中之一文氏管開口，壓力受控氧氣透過其向外流動，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準； 一周圍空氣孔隙，其與該文氏管嘴及周圍空氣流體連通； 一流體埠，其與該患者之該氣道流體連通； 一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通，其中該壓力倍增器包含穿過其界定之至少一開口；該壓力倍增器包括可相對於該至少一開口在一打開位置與一封閉位置之間移動之至少一蓋片；及 一閥，其可在引起由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動； 其中該壓力倍增器經構形使得該患者呼氣至該流體埠中相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴； 其中該壓力倍增器經構形使得該患者透過該流體埠吸氣相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥； 其中該閥之該移動軸線與該喉部之一縱向方向實質上縱向對準；且 包括一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者，其定位於以下之至少一者之間： 該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙；及 該壓力倍增器與該流體埠；且 其中該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者包括以下之至少一者：一壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器、壓電感測器、壓電發電機、肺活量計量測裝置、皮托量測探針及肺活量計發電機。
  2. 如請求項1之呼吸器，其中該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者定位於該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙之間，且該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
  3. 如請求項1之呼吸器，其中為收集差動資料，該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者定位於該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙之間，且相同類型之一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
  4. 如請求項1之呼吸器，其包括用於封裝由該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者收集之原始資料之一中央處理單元。
  5. 如請求項1之呼吸器，其包括一運動感測器。
  6. 如請求項1之呼吸器，其包括用於允許流體在呼氣期間離開該呼吸器之呼氣窗及用於至少選擇性部分關閉該等呼氣窗以設定該患者之呼氣末正壓(PEEP)之一流體流量限制器。
  7. 一種適合於與一呼吸機一起使用之設備，其包括： 一文氏管，其包括： 一喉部； 一文氏管嘴；及 該文氏管嘴中之一文氏管開口，壓力受控流體透過其向外流動，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準； 一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴及一周圍流體流體連通； 一流體埠； 一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通；及 一閥，其可在引起由壓力受控流體之該流動將該周圍流體挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控流體之該流動將該周圍流體挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動； 其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴； 其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥； 其中該閥之該移動軸線與該喉部之一縱向方向實質上縱向對準； 其中該壓力倍增器定位於該文氏管嘴與該流體埠之間；且 包括一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者，其定位於以下之至少一者之間： 該文氏管嘴與該周圍流體孔隙；及 該壓力倍增器與該流體埠；且 其中該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者包括以下之至少一者：一壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器、壓電感測器、壓電發電機、肺活量計量測裝置、皮托量測探針及肺活量計發電機。
  8. 如請求項7之設備，其中該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者定位於該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙之間，且該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
  9. 如請求項7之設備，其中為收集差動資料，該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者定位於該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙之間，且相同類型之一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者定位於該壓力倍增器與該流體埠之間。
  10. 如請求項7之設備，其包括用於封裝由該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者收集之原始資料之一中央處理單元。
  11. 如請求項7之設備，其包括一運動感測器。
  12. 如請求項7之設備，其包括用於允許流體在流體被迫進入該流體埠時離開該設備之至少一流體閘及用於至少選擇性部分關閉該至少一流體閘之一流體流量限制器。
  13. 如請求項7之設備，其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之該流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線將該閥致動至該停止流動位置；且 其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之該流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線將該閥致動至該開始流動位置。
  14. 如請求項7之設備，其中該壓力倍增器經構形使得被迫進入該流體埠之該流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線將該閥致動至該開始流動位置；且 其中該壓力倍增器經構形使得自該流體埠撤出之該流體相對於該文氏管嘴沿該移動軸線將該閥致動至該停止流動位置。
  15. 如請求項7之設備，其進一步包括用於調節該壓力受控流體之該流動之一壓力調節器，該壓力調節器包括： 一外殼，其經形成以在其內包含一內孔； 一活塞，其可移動地安置於該內孔內，其中該活塞包括相鄰於其一第一端之一環形唇緣； 一彈簧，其安置於該內孔內且包括一第一端及一第二端； 一調整帽，其可移動地安置於該內孔中，其中該調整帽經形成以包含形成於其內之複數個鍵槽； 其中： 該彈簧之該第一端與該環形唇緣實體接觸；且 該彈簧之該第二端與該調整帽實體接觸，其中： 沿一第一方向旋轉該調整帽引起該調整帽壓縮該第一彈簧； 沿一第二且相反方向旋轉該調整帽引起該調整帽解壓縮該彈簧； 沿該第一方向旋轉該調整帽增大該壓力調節器之輸出壓力； 沿該第二方向旋轉該調整帽減小該壓力調節器之該輸出壓力； 該內孔由一圓柱形壁界定； 該圓柱形壁經形成以在其內包含一第一螺紋； 該調整帽經形成以包含形成於其一周邊上之一第二螺紋；且 該第二螺紋經構形以與該第一螺紋嚙合。
  16. 如請求項7之設備，其中該壓力倍增器包括一隔膜。
  17. 如請求項7之設備，其中該閥包含具有一錐形端之一桿，其中該錐形端在該停止位置中進入該文氏管嘴中之該文氏管開口以實質上封閉該文氏管開口。
  18. 如請求項7之設備，其進一步包括可拆離地連接至該周圍流體孔隙之至少一過濾器。
  19. 如請求項7之設備，其中該壓力受控流體係一液體。
  20. 一種使用適合於一呼吸器之一設備且自一患者收集資料之方法，該方法包括： 提供一壓力受控氧氣源； 提供適合於一呼吸器之一設備，該設備包括： 一文氏管，其包括一喉部； 一文氏管嘴； 該文氏管嘴中之一文氏管開口，壓力受控氧氣透過其向外流動，其中該文氏管開口通向該喉部，且其中該文氏管開口及該喉部實質上縱向對準； 一周圍流體孔隙，其與該文氏管嘴及周圍空氣流體連通； 一流體埠； 一壓力倍增器，其與該流體埠流體連通，其中該壓力倍增器包含穿過其界定之至少一開口；該壓力倍增器包括可相對於該至少一開口在一打開位置與一封閉位置之間移動之至少一蓋片；及 一閥，其可在引起由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一開始流動位置與停止由壓力受控氧氣之該流動將該周圍空氣挾帶至該喉部內之一停止流動位置之間相對於該文氏管嘴中之該文氏管開口沿一移動軸線移動； 使該流體埠與該患者之一氣道流體連通； 回應於該患者透過該流體埠呼氣， 引起該至少一蓋片相對於該至少一開口移動至該封閉位置，且 相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥以封閉該文氏管嘴；及 回應於該患者透過該流體埠吸氣， 引起該至少一蓋片相對於該至少一開口移動至該打開位置，且 相對於該文氏管嘴沿該移動軸線致動該閥；且 其中該閥之該移動軸線與該喉部之該縱向方向實質上縱向對準；且 包括一感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者，其定位於以下之至少一者之間： 該文氏管嘴與該周圍空氣孔隙；及 該壓力倍增器與該流體埠；且 其中該感測器、量測裝置及發電裝置之至少一者包括以下之至少一者：一壓力感測器、氧氣感測器、二氧化碳感測器、溫度感測器、濕度感測器、壓電感測器、壓電發電機、肺活量計量測裝置、皮托量測探針及肺活量計發電機；及 使用該感測器、量測裝置及發電裝置之該至少一者來收集原始資料； 使用一中央處理單元來封裝該經收集原始資料； 使用一有線或無線通信鏈路來將該經封裝原始資料傳輸至一接收裝置； 將該經封裝資料接收於該接收裝置上； 啟封該經收集原始資料； 量化該經啟封原始資料； 格式化該經量化資料； 分析該經格式化資料； 分配該經分析資料；及 使用一應用來顯示該經分析資料。
  21. 如請求項20之方法，其包括將該中央處理單元耦合至該呼吸器之步驟。
  22. 如請求項20之方法，其中使用該無線通信鏈路包括使用選自Bluetooth、Wi-Fi及Thread之至少一無線協定。
  23. 如請求項20之方法，其中使用該有線通信鏈路包括使用一USB、串列、單線及並行之至少一者。
  24. 如請求項20之方法，其包括使用一智慧型裝置來顯示該經分析資料。
  25. 如請求項24之方法，其中該智慧型裝置包括一行動通信裝置、一平板電腦、一患者介面顯示器、一膝上型電腦及一桌上型電腦之至少一者。
  26. 一種主動過濾器，其包括至少一壓電元件及至少一介電過濾介質，其中該壓電元件產生電以誘發該介電過濾介質中之一靜電荷。
  27. 如請求項26之主動過濾器，其中由該至少一壓電元件產生之功率係AC。
  28. 如請求項26之主動過濾器，其包括產生電以誘發該至少一介電過濾介質中之一靜電荷之至少一肺活量計。
  29. 如請求項28之主動過濾器，其包括產生電以誘發該至少一介電過濾介質中之一靜電荷之兩個肺活量計。
  30. 如請求項28之主動過濾器，其中由該至少一肺活量計產生之功率係DC。
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