本發(fā)明涉及用于向?qū)ο筇峁┭a(bǔ)氧的設(shè)備。

背景技術(shù)：

補(bǔ)氧是在具有慢性阻塞性肺病(COPD)、發(fā)生慢性支氣管炎或肺氣腫(這是長(zhǎng)期吸煙的常見影響)的對(duì)象中常用的療法。具有COPD的對(duì)象可能要求額外的氧氣以在其狀況臨時(shí)惡化期間或在整個(gè)白天和黑夜期間進(jìn)行呼吸。這表明在對(duì)象中具有等于或小于55mmHg的氧分壓(PaO2)，或者等于或小于88％的動(dòng)脈血氧飽和度水平(SaO2)。

能夠取決于情況、流量要求和患者偏好來(lái)通過多個(gè)設(shè)備遞送氧氣。電動(dòng)氧氣濃縮器最常用于家庭氧療和便攜式氧，其優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)行持續(xù)的供給而無(wú)需額外遞送笨重的氣瓶。氧氣濃縮器操作為連續(xù)生成富氧空氣并向?qū)ο蠊?yīng)富氧空氣(具有高于大氣的氧濃度(例如，21％)的空氣)。

在這些設(shè)備中，鼻套管通常用作對(duì)象接口。鼻套管包括輕重量的管，其一端分裂成兩個(gè)叉齒，所述兩個(gè)叉齒被放置在鼻孔中并從其流出氧氣。另一端被連接到氧氣供應(yīng)物，例如，便攜式氧氣濃縮器(POC)。

氧療法的已知方案在US 2008/0053310中公開。所述文檔公開了提供一種便攜式氧氣濃縮器，其包括：多個(gè)篩床，其用于從空氣吸收氮?dú)?，所述篩床包括空氣入口/出口端以及氧氣入口/出口端；至少一個(gè)儲(chǔ)存庫(kù)，其與所述篩床的所述氧氣入口/出口相連通，以用于存儲(chǔ)從所述篩床的所述氧氣入口/出口端離開的氧氣；壓縮機(jī)，其用于將處于一個(gè)或多個(gè)期望壓力的空氣遞送到所述篩床的所述空氣入口/出口端，所述壓縮機(jī)包括電動(dòng)機(jī)，所述電動(dòng)機(jī)被耦合到定義中心軸的曲軸，所述壓縮機(jī)包括圍繞所述中心軸間隔開的三個(gè)頭以及在各個(gè)頭與所述曲軸之間延伸的桿。

用于在COPD中的氧療法的當(dāng)前方案遠(yuǎn)非理想。氧氣遞送設(shè)備是笨重的，甚至便攜式氧氣濃縮器在重量上確實(shí)也不輕(通常重4-10lbs/1.8-4.5kg)。此外，鼻套管也不是其用戶想要的，這是因?yàn)樗皇欠蛛x的、在使用上不舒適、并且最重要的是其能夠加強(qiáng)被認(rèn)為是重病人的烙印。

上述缺點(diǎn)對(duì)于在24小時(shí)的基礎(chǔ)上需要補(bǔ)氧的對(duì)象而言是難以克服的。他們完全依賴于氧氣，在白天也是如此，并因此被強(qiáng)迫使用當(dāng)前可用的儀器。具有較不嚴(yán)重或更溫和的COPD或其它呼吸疾病的對(duì)象可以或能夠以不同方式使用補(bǔ)氧，即，非持續(xù)地但是更間歇地或基于需求來(lái)使用補(bǔ)氧。這些對(duì)象能夠在特定活動(dòng)和/或身體鍛煉之前、期間和/或之后補(bǔ)充其氧氣。之后，他們例如能夠從事其社交接觸，而無(wú)需使用儀器(包括無(wú)需佩戴鼻套管)以及隨其(鼻套管)帶來(lái)的烙印。然而，這些對(duì)象還必須使用現(xiàn)有的設(shè)備，以便提供該補(bǔ)氧并提升其血氧水平。這些現(xiàn)有的設(shè)備雖然被設(shè)計(jì)為便攜式的，但是沒有被設(shè)計(jì)為考慮到這種類型的使用，因此需要提供一種比現(xiàn)有設(shè)備輕得多且便攜的提供補(bǔ)氧的設(shè)備，并且所述設(shè)備能夠在較短時(shí)間量程上提供補(bǔ)氧。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)第一方面，提供了一種用于向?qū)ο筇峁┭a(bǔ)氧的設(shè)備，所述設(shè)備包括對(duì)象接口、容器，以及第一閥門，其中，所述對(duì)象能夠通過所述對(duì)象接口吸氣，所述容器具有第一出口、第一入口、材料，以及鼓風(fēng)機(jī)，其中，所述第一出口連接到所述對(duì)象接口以允許存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的氣體被所述對(duì)象吸入，所述材料用于從經(jīng)過所述容器的空氣移除特定氣體以增加經(jīng)過所述容器的所述空氣的氧氣含量，所述鼓風(fēng)機(jī)連接到所述容器的所述第一入口，并被配置為當(dāng)所述對(duì)象使用所述設(shè)備時(shí)將空氣供應(yīng)到所述容器中，所述第一閥門被定位在所述容器與所述對(duì)象接口之間，以用于使得補(bǔ)氧的流能夠到所述對(duì)象。

在一些實(shí)施例中，所述容器被配置為被配置為以高于大氣壓的壓力存儲(chǔ)具有提高的氧氣水平的氣體。

在一些實(shí)施例中，所述鼓風(fēng)機(jī)被配置為被啟用以在存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的所述氣體的壓力處于或接近大氣壓時(shí)將空氣供應(yīng)到所述容器中。

在一些實(shí)施例中，所述鼓風(fēng)機(jī)被配置為當(dāng)滿足以下條件中的任一個(gè)時(shí)被停用：(i)當(dāng)所述材料對(duì)所述特定氣體飽和時(shí)；(ii)在所述對(duì)象的第一次吸氣之后的預(yù)定時(shí)間之后；(iii)在從所述設(shè)備的上次再充起所述對(duì)象已經(jīng)使用所述設(shè)備達(dá)預(yù)定時(shí)間之后；(iv)在所述對(duì)象吸氣預(yù)定次數(shù)之后；(v)當(dāng)被供應(yīng)到所述對(duì)象的氣體的溫度升高時(shí)；或者(vi)當(dāng)被供應(yīng)到所述對(duì)象的氣體的氧氣含量低于閾值時(shí)。

在一些實(shí)施例中，所述第一入口和所述第一出口相對(duì)于彼此進(jìn)行布置，使得由所述鼓風(fēng)機(jī)通過所述第一入口吹入到所述容器中的空氣將存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的氣體通過所述第一出口而推出。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括遞送閥，所述遞送閥被定位在所述對(duì)象接口與所述第一出口之間，所述遞送閥被配置為當(dāng)所述對(duì)象吸氣時(shí)將具有提高的氧氣水平的氣體從所述容器釋放到所述對(duì)象。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括止回閥，所述止回閥被定位在所述鼓風(fēng)機(jī)與所述第一入口之間，所述止回閥被配置為在存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的所述氣體的壓力高于大氣壓時(shí)關(guān)閉，以便防止在所述鼓風(fēng)機(jī)被停用時(shí)所述容器中的氣體流動(dòng)通過所述鼓風(fēng)機(jī)，并且所述止回閥被配置為在存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的所述氣體的壓力處于或低于大氣壓時(shí)打開，以便允許通過所述鼓風(fēng)機(jī)將空氣供應(yīng)到所述容器中。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括：第二入口，其被配置為在再充過程期間接收具有提高的氧氣水平的氣體；以及第二出口，其被配置為在所述再充過程期間排出廢氣。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括：加載閥，其連接到所述第二入口，所述加載閥被配置為在再充過程開始時(shí)打開以允許具有提高的氧氣水平的氣體被供應(yīng)到所述容器中，以便凈化所述特定氣體的所述材料；以及排氣閥，其連接到所述第二出口，所述排氣閥被配置為在所述再充過程開始時(shí)打開，以允許廢氣離開所述容器。

在一些實(shí)施例中，所述排氣閥被配置為在所述再充過程期間關(guān)閉，同時(shí)通過所述加載閥和所述第二入口將具有提高的氧氣水平的氣體供應(yīng)到所述容器中，以便在所述容器中存儲(chǔ)具有提高的氧氣水平的氣體。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括：用于在所述對(duì)象通過所述對(duì)象接口呼氣時(shí)向所述對(duì)象供應(yīng)正壓空氣的器件。

在一些實(shí)施例中，所述設(shè)備還包括控制單元，所述控制單元被配置為控制所述設(shè)備的操作。

在一些實(shí)施例中，所述特定氣體是氮?dú)?。在一些?shí)施例中，所述材料是用于吸收所述特定氣體的吸收材料。在一些實(shí)施例中，所述吸收材料是沸石。在其它實(shí)施例中，所述材料是用于吸收所述特定氣體的吸收材料。

根據(jù)第二方面，提供了一種補(bǔ)氧系統(tǒng)，所述補(bǔ)氧系統(tǒng)包括：如上所述的設(shè)備；以及具有提高的氧氣水平的氣體的源，所述氣體的源能夠選擇性地耦合到所述設(shè)備，以便利用具有提高的氧氣水平的氣體對(duì)所述設(shè)備進(jìn)行再充并凈化所述特定氣體的所述材料。

在一些實(shí)施例中，具有提高的氧氣水平的所述氣體的源是氧氣濃縮器。

在一些實(shí)施例中，具有提高的氧氣水平的所述氣體的源是用于所述設(shè)備的基底單元的部分。

根據(jù)第三方面，提供了一種向?qū)ο筇峁┭a(bǔ)氧的方法，所述方法包括：提供一種設(shè)備，所述設(shè)備包括對(duì)象接口、容器，以及閥門，其中，所述對(duì)象能夠通過所述對(duì)象接口吸氣，所述容器具有第一出口、第一入口、材料，以及鼓風(fēng)機(jī)，其中，所述第一出口連接到所述對(duì)象接口以允許存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的氣體被所述對(duì)象吸入，所述材料用于從經(jīng)過所述容器的空氣移除特定氣體以增加經(jīng)過所述容器的所述空氣的氧氣含量，所述鼓風(fēng)機(jī)連接到所述容器的所述第一入口，并被配置為將空氣供應(yīng)到所述容器中，所述閥門用于控制供應(yīng)的空氣的流動(dòng)，所述閥門被定位在所述鼓風(fēng)機(jī)與所述第一入口之間；通過所述第一出口和所述對(duì)象接口將具有提高的氧氣水平的氣體分配給所述對(duì)象；并且在所述對(duì)象使用所述設(shè)備期間，啟用所述鼓風(fēng)機(jī)以將空氣供應(yīng)到所述容器中。

在一些實(shí)施例中，在分配的所述步驟之前，所述容器以高于大氣壓的壓力存儲(chǔ)具有提高的氧氣水平的氣體，并且當(dāng)存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的所述氣體的壓力處于或接近大氣壓時(shí)執(zhí)行啟用所述鼓風(fēng)機(jī)的所述步驟。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括停用所述鼓風(fēng)機(jī)的步驟。

在一些實(shí)施例中，當(dāng)滿足以下條件中的任一個(gè)時(shí)執(zhí)行停用所述鼓風(fēng)機(jī)的所述步驟：(i)當(dāng)所述材料對(duì)所述特定氣體飽和時(shí)；(ii)在所述對(duì)象的第一次吸氣之后的預(yù)定時(shí)間之后；(iii)在從所述設(shè)備的上次再充起所述對(duì)象已經(jīng)使用所述設(shè)備達(dá)預(yù)定時(shí)間之后；(iv)在所述對(duì)象吸氣預(yù)定次數(shù)之后；(v)當(dāng)被供應(yīng)到所述對(duì)象的所述氣體的溫度升高時(shí)；或者(vi)當(dāng)供應(yīng)到所述對(duì)象的所述氣體的氧氣含量低于閾值時(shí)。

在一些實(shí)施例中，執(zhí)行啟用所述鼓風(fēng)機(jī)的所述步驟，以便將存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的氣體通過所述第一出口而推出到所述對(duì)象接口。

在一些實(shí)施例中，分配的所述步驟包括：當(dāng)所述對(duì)象吸氣時(shí)，將具有提高的氧氣水平的氣體從容器分配給所述對(duì)象。

在一些實(shí)施例中，所述方法還包括利用具有提高的氧氣水平的氣體對(duì)所述設(shè)備進(jìn)行再充的步驟。

在一些實(shí)施例中，對(duì)所述設(shè)備進(jìn)行再充的所述步驟包括：將所述容器的所述第二入口連接到具有提高的氧氣水平的氣體的源；從所述源通過所述容器供應(yīng)具有提高的氧氣水平的氣體，以凈化所述特定氣體的所述材料；并且允許經(jīng)凈化的特定氣體通過所述容器的出口離開所述容器。

在一些實(shí)施例中，對(duì)所述設(shè)備進(jìn)行再充的所述步驟還包括：在所述特定氣體的所述材料已經(jīng)被凈化時(shí)，防止氣體離開所述容器，使得來(lái)自所述源的具有提高的氧氣水平的氣體被存儲(chǔ)于所述容器中。

在一些實(shí)施例中，對(duì)所述設(shè)備進(jìn)行再充的所述步驟還包括：繼續(xù)供應(yīng)具有提高的氧氣水平的氣體到所述容器中，直到存儲(chǔ)于所述容器中的具有提高的氧氣水平的所述氣體處于要求的壓力。

在一些實(shí)施例中，所述特定氣體是氮?dú)?。在一些?shí)施例中，所述材料是用于吸收所述特定氣體的吸收材料。在一些實(shí)施例中，所述吸收材料是沸石。在其它實(shí)施例中，所述材料是用于吸收所述特定氣體的吸收材料。

根據(jù)第四方面，提供了一種用于向?qū)ο筇峁┭a(bǔ)氧的設(shè)備，所述設(shè)備包括：對(duì)象接口，所述對(duì)象能夠通過所述對(duì)象接口吸氣；容器，其用于存儲(chǔ)具有提高的氧氣水平的氣體，所述容器連接到所述對(duì)象接口以允許具有提高的氧氣水平的存儲(chǔ)氣體被所述對(duì)象吸入；以及用于當(dāng)所述對(duì)象通過所述對(duì)象接口呼氣時(shí)向所述對(duì)象提供正壓空氣的器件。

也預(yù)期第四方面的各種實(shí)施例，其中根據(jù)第一方面的上述實(shí)施例中的任一個(gè)來(lái)配置所述設(shè)備。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明并且更加清晰地示出如何進(jìn)行實(shí)踐，現(xiàn)在將僅通過范例的方式來(lái)參考附圖，在附圖中：

圖1示意性示出了示范性補(bǔ)氧系統(tǒng)；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的一方面的手持式設(shè)備的示意圖；

圖3示意性示出了當(dāng)將氧氣被分配給對(duì)象時(shí)圖2的手持式設(shè)備；

圖4是圖示當(dāng)將氧氣被分配給對(duì)象時(shí)手持式設(shè)備中閥門的操作的圖；

圖5是圖示操作手持式設(shè)備以將氧氣分配給對(duì)象的方法的流程圖；

圖6圖示了在手持式設(shè)備的操作期間的示范性氮?dú)鉂舛确植紙D；

圖7示意性示出了當(dāng)設(shè)備被再充時(shí)圖2的手持式設(shè)備；

圖8是圖示當(dāng)設(shè)備被再充時(shí)在手持式設(shè)備中的閥門的操作的圖；

圖9是圖示對(duì)手持式設(shè)備進(jìn)行再充的方法的流程圖；

圖10圖示了在手持式設(shè)備的再充期間的示范性氮?dú)鉂舛确植紙D；并且

圖11是根據(jù)本發(fā)明的一方面的手持式設(shè)備的示意圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一方面的補(bǔ)氧系統(tǒng)的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，系統(tǒng)2包括手持式設(shè)備4和用于手持式設(shè)備4的基底單元6。手持式設(shè)備4被配置為基于需求向用戶或?qū)ο?遞送補(bǔ)氧(否則在本文中被可互換地稱作“具有提高的氧氣水平的氣體”(即，提高到高于空氣中正常發(fā)現(xiàn)的水平)、“富氧空氣”、“富氧氣體”、“富含氧氣的氣體”或“富含包含氧氣的氣體”)。手持式設(shè)備4被設(shè)計(jì)為容易被對(duì)象8握持，并且能夠通過手持式設(shè)備4保持和/或供應(yīng)補(bǔ)氧到對(duì)象8的多次呼吸中?；讍卧?被提供為當(dāng)手持式設(shè)備4耦合到基底單元6時(shí)對(duì)手持式設(shè)備4的氧氣水平進(jìn)行再充或補(bǔ)充?；讍卧?可以包括氧氣濃縮器，例如，根據(jù)已知的變壓吸收循環(huán)原理操作的氧氣濃縮器，其供應(yīng)具有提高的氧氣水平(即，提高到高于在海平面空氣的正常氧氣含量的大約21％)的空氣或氣體到手持式設(shè)備4。備選地，基底單元6可以包含或以其他方式被耦合到液氧或具有提高的氧氣水平的壓縮空氣或氣體的源，所述源用于對(duì)手持式單元4進(jìn)行再充或補(bǔ)充。基底單元6也可以被配置為對(duì)手持式單元4內(nèi)部的電池進(jìn)行再充。

在備選實(shí)施例中，系統(tǒng)2可以僅包括手持式設(shè)備4；不要求單獨(dú)的基底單元以用于對(duì)手持式設(shè)備4的氧氣水平進(jìn)行再充或補(bǔ)充。在這些實(shí)施例中，手持式設(shè)備4可以通過替換在手持式設(shè)備4中的可移除的氧氣容器或通過將手持式設(shè)備4連接到具有提高的氧氣水平的氧氣或氣體供應(yīng)物(例如，含有液氧的氣缸或具有提高的氧氣水平的壓縮空氣的源)而被補(bǔ)充氧氣。

在所有上述實(shí)施例中，手持式設(shè)備4被提供具有對(duì)象接口10，對(duì)象8通過所述接口10吸氣，以便接收來(lái)自手持式設(shè)備4的補(bǔ)氧。在一些實(shí)施例中，對(duì)象8也能夠(或被要求)通過對(duì)象接口10呼氣。

對(duì)象接口10優(yōu)選是銜口，但是也能夠使用與對(duì)象8的口部和/或鼻部無(wú)創(chuàng)接合的其它類型的接口。合適的接口包括但不限于：鼻套管、鼻罩、鼻口罩、全面罩和總面罩。

補(bǔ)氧系統(tǒng)2能夠由具有慢性阻塞性肺病(COPD)或其它呼吸疾病的對(duì)象使用，在這些使用中，要求額外的氧氣(例如，處于或高于20％-40％的水平)并且這有益于對(duì)象8。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手持式設(shè)備4的示意圖。優(yōu)選地，手持式設(shè)備4足夠小且重量輕，以使得其容易由對(duì)象8攜帶同時(shí)仍能向有用次數(shù)的呼吸提供補(bǔ)氧，并且手持式設(shè)備4的部件被相應(yīng)設(shè)計(jì)和/或選擇。

手持式設(shè)備4包括如上所述的對(duì)象接口10，殼體11，容器或箱體12(其在對(duì)象8通過對(duì)象接口10吸氣時(shí)存儲(chǔ)和生成要被分配給對(duì)象8的氧氣)，鼓風(fēng)機(jī)，氣泵或風(fēng)扇14(其被布置為將空氣供應(yīng)到容器12中)，以及控制單元16(其控制手持式設(shè)備4的操作，包括鼓風(fēng)機(jī)14的操作)。

殼體11可以被定形、定輪廓和/或定紋理，以使得其能夠被對(duì)象9容易地握持。

容器12包含材料15，所述材料15用于從存在于或經(jīng)過容器12的空氣或其它氣體中移除一種或多種特定氣體。材料15被提供為從容器12中的氣體中移除一種或多種特定氣體，以便將氧氣的濃度增加到高于在正常空氣中發(fā)現(xiàn)的水平(例如，在海平面處的21％左右)。在優(yōu)選實(shí)施例中，材料15從容器12中的氣體移除氮?dú)狻Ｔ趦?yōu)選實(shí)施例中，材料15是從存在于容器12中的空氣或其它氣體中吸收特定的一種或多種氣體(例如，氮?dú)?的吸收材料。在這些實(shí)施例中，吸收材料15優(yōu)選是沸石，例如，摻雜鋰的低硅沸石X(LiLSX)沸石。在備選實(shí)施例中，材料15能夠是從存在于容器12中的空氣或其它氣體吸收特定的一種或多種氣體(例如，氮?dú)?的吸收材料。這樣的吸收材料能夠包括金屬有機(jī)框架(MOF)。

盡管在后文中結(jié)合材料15是吸收材料解釋了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到，這些實(shí)施例僅是示范性的，并且所描述的本發(fā)明能夠替代地由吸收材料來(lái)實(shí)施。

在示范性實(shí)施例中，容器12一般具有圓柱形形狀，并且長(zhǎng)度大約是0.11米且直徑大約是0.04米。然而，將意識(shí)到，根據(jù)手持式設(shè)備4的期望尺寸和/或形狀能夠使用其它尺寸和/或形狀的容器12。在該示范性實(shí)施例中，容器12包含大約0.094kg的LiLSX顆粒(例如，0.00055米直徑的顆粒)，但是將意識(shí)到，能夠使用其它量的沸石、其它沸石和/或其它吸收材料15。

鼓風(fēng)機(jī)、氣泵或風(fēng)扇14是適合用于將空氣供應(yīng)到容器12中并稍微提高容器12中的空氣壓力(超壓)的任何類型的設(shè)備。術(shù)語(yǔ)“鼓風(fēng)機(jī)”、“氣泵”和“風(fēng)扇”在本文中可以互換使用，并且提及一個(gè)就包括其他，反之亦然，除非另有明確表述。優(yōu)選地，鼓風(fēng)機(jī)14能夠在例如0.01-0.15bar(大致100-1500mmH₂O)的區(qū)域中提供小的超壓。優(yōu)選地，在操作中鼓風(fēng)機(jī)14的最大氣流速率在0.3至1升/分鐘之間。在一些實(shí)施例中，鼓風(fēng)機(jī)、氣泵或風(fēng)扇足以在容器12中提供高達(dá)10％或高達(dá)20％的量級(jí)的壓力增加(分別高達(dá)1136mmH₂O或高達(dá)2066mmH₂O的空氣壓力升高)，但是也預(yù)期提供較高壓力升高的鼓風(fēng)機(jī)、氣泵或風(fēng)扇14。因此，將意識(shí)到，鼓風(fēng)機(jī)14優(yōu)選是小的、低功率的部件，所述部件適合用于在手持式設(shè)備4中使用。也將意識(shí)到，鼓風(fēng)機(jī)14比在根據(jù)變壓吸收循環(huán)操作的氧氣濃縮器中通常發(fā)現(xiàn)的空氣壓縮機(jī)小得多且較不有力。

控制單元16能夠包括一個(gè)或多個(gè)處理器、處理單元、處理模塊和/或其它電子電路，所述其它電子電路被配置為或被編程為控制手持式設(shè)備4的操作，如下文更詳細(xì)描述的。

容器12的第一出口18經(jīng)由第一閥門20(在本文中也被稱作遞送閥門)被連接到對(duì)象接口10和第一導(dǎo)管22。當(dāng)對(duì)象8吸氣時(shí)，第一閥門20用于將具有提高的氧氣水平的氣體從容器12釋放到第一導(dǎo)管22中并釋放到對(duì)象接口10。在一些實(shí)施例中，通過控制單元16控制第一閥門20的打開和關(guān)閉。在一些實(shí)施例中，分別響應(yīng)于檢測(cè)到對(duì)象8正在吸氣或呼氣，控制單元16控制第一閥門20的打開和關(guān)閉。在其它實(shí)施例中，分別直接響應(yīng)于對(duì)象8正在通過對(duì)象接口10進(jìn)行吸氣和呼氣而打開和關(guān)閉第一閥門20(例如，第一閥門20能夠被配置為使得當(dāng)患者吸氣時(shí)在第一導(dǎo)管22中壓力的減少足以打開第一閥門20，并且當(dāng)患者呼氣時(shí)在第一導(dǎo)管22中的壓力的增加足以關(guān)閉第一閥門20，或者第一閥門20被加載為使得在患者停止吸氣時(shí)自動(dòng)關(guān)閉)。在一些實(shí)施例中，第一閥門20是脈沖劑量閥門，所述脈沖劑量閥門在閥門20每次被打開時(shí)只允許預(yù)設(shè)體積的氣體通過(即，來(lái)自容器12)。第一閥門20被配置為在每次操作期間分配的預(yù)設(shè)體積的氣體能夠取決于對(duì)象8的需要。典型的體積在15ml至100ml的范圍中，并且在該情況下，正常潮式呼吸體積在400ml至500ml的量級(jí)，對(duì)象接口10和/或第一導(dǎo)管22能夠促進(jìn)混合通過第一閥門20分配的富氧氣體與從大氣抽吸的空氣，以滿足所要求的潮式體積。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知脈沖劑量閥門20的結(jié)構(gòu)和操作，因此在本文中不再提供進(jìn)一步的細(xì)節(jié)。

鼓風(fēng)機(jī)14經(jīng)由第二閥門26和第二導(dǎo)管28連接到容器12的第一入口24。鼓風(fēng)機(jī)14還具有空氣入口30，鼓風(fēng)機(jī)14通過所述空氣入口30能夠?qū)⒖諝獬槲皆O(shè)備4中。第二閥門在本文中也被稱作止回閥。第二閥門26被提供為防止氣體流出容器12并通過鼓風(fēng)機(jī)14(尤其是當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)14未被激活時(shí))。優(yōu)選地，第二閥門26是止回閥，否則已知為單向閥或止逆閥。第二閥門26優(yōu)選響應(yīng)于在容器12與環(huán)境之間的相對(duì)壓力而操作，即，當(dāng)容器12中的氣體壓力高于設(shè)備4外部的空氣壓力時(shí)關(guān)閉閥門26，并且當(dāng)外部壓力(其能夠包括由鼓風(fēng)機(jī)14的操作引起的小的超壓)超過容器12中的氣體壓力時(shí)打開閥門26。盡管根據(jù)相對(duì)壓力操作的止回閥26是閥門26的優(yōu)選形式，但是將意識(shí)到，能夠使用其它類型的閥門，并且還將意識(shí)到，能夠由控制單元16控制第二閥門26的打開和關(guān)閉(在該情況下，控制單元16監(jiān)測(cè)容器12內(nèi)部的壓力以確定何時(shí)打開和關(guān)閉第二閥門26)。

第一入口24和第一出口18被布置在容器12上，以便使得空氣被鼓風(fēng)機(jī)14吹進(jìn)容器12，從而排出存儲(chǔ)于容器12中的氣體。在一些實(shí)施例中，第一入口24在容器12的一側(cè)上，這不同于容器12具有第一出口18的一側(cè)。在優(yōu)選實(shí)施例中，第一入口24和第一出口18在容器12的相對(duì)側(cè)上。

為了使得容器12能夠在容器12中的富氧空氣已經(jīng)耗盡或分配完(例如，當(dāng)吸收材料15對(duì)吸收的氣體飽和時(shí))之后被再充或補(bǔ)充，容器12被提供具有用于接收“凈化”氣體的第二入口31以及用于排出廢氣(即，吸收材料15所吸收的氣體)的第二出口32。第二入口31和第二出口32被布置在容器12上，使得通過第二入口31進(jìn)入到容器12的富氧空氣排出在吸收材料15中吸收的氣體。在一些實(shí)施例中，第二入口31在容器12的一側(cè)上，這一側(cè)不同于容器12的具有第二出口32的一側(cè)。在優(yōu)選實(shí)施例中，第二入口31和第二出口32在容器12的相對(duì)側(cè)上(但是不是必須在分別與圖2所示的第一出口18和第一入口24相同的側(cè)上)。

第二入口31經(jīng)由第三閥門36連接到第三導(dǎo)管34，所述第三閥門36通向在手持式設(shè)備4的外部的供應(yīng)端口38。第三閥門36在本文中也被稱作加載閥。供應(yīng)端口38被配置為允許氧氣、富氧空氣或其它凈化氣體的源耦合到手持式設(shè)備4，并因此在加載閥36打開時(shí)被供應(yīng)到容器12。在手持式設(shè)備能夠與基底單元6對(duì)接以用于再充的實(shí)施例中，供應(yīng)端口38將被配置為連接到基底單元6上的對(duì)應(yīng)端口或出口以接收氧氣、富氧空氣或其它凈化氣體。第三閥門36的操作優(yōu)選被控制單元16控制。

第二出口32經(jīng)由第四閥門42連接到第四導(dǎo)管40，所述第四閥門42通向在手持式設(shè)備4的外部的排氣端口44。第四閥門42在本文中也被稱作排氣閥。排氣閥42打開以允許廢氣(例如，在手持式設(shè)備4的先前操作期間由吸收材料15吸收的氣體)流出設(shè)備4并進(jìn)入到大氣中。第四閥門42的操作優(yōu)選被控制單元16控制。

除非在本文中另有提供，否則第一閥門20、第二閥門26、第三閥門36和第四閥門42中的任一個(gè)能夠包括下列類型的閥門中的任一種：旋塞閥、球閥、止回閥、蝶形閥、螺線管、壓力開關(guān)和/或其它壓力調(diào)節(jié)設(shè)備。

將意識(shí)到，圖2只示出了手持式設(shè)備4中要求圖示本發(fā)明的該實(shí)施例的部件，并且根據(jù)本發(fā)明的手持式設(shè)備4的實(shí)際實(shí)施方式可以包括示出的部件之外的其它部件。例如，手持式設(shè)備4可以包括用于對(duì)上述部件供電的電源和/或用于允許對(duì)象控制設(shè)備4的用戶接口。電源可以包括例如一個(gè)或多個(gè)可替換或可再充電電池，其能夠?qū)κ殖质皆O(shè)備4供電達(dá)至少若干分鐘。用戶接口包括用于使得對(duì)象8能夠從設(shè)備4接收信息和/或與設(shè)備4交互或控制設(shè)備4的部件，并且可以包括例如用于激活、停用和以其它方式控制設(shè)備4的操作的一個(gè)或多個(gè)按鈕、開關(guān)或控件，用于向?qū)ο?提供視覺輸出的一個(gè)或多個(gè)顯示器、燈、指示物等和/或用于向?qū)ο?提供音響輸出的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器。

圖3、圖4和圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的一方面在將富氧空氣遞送到對(duì)象8時(shí)圖2的手持式設(shè)備4的操作。圖3示出了圖2的手持式設(shè)備4，其中，示出了氣體流動(dòng)的方向；圖4是圖示閥門20、26、36和42的操作的圖(但是將意識(shí)到，通過圖的x軸示出的閥門的打開和關(guān)閉的特定定時(shí)僅是示范性的而非限制性的)；并且圖5是圖示操作手持式設(shè)備4的方法的流程圖。

起初，當(dāng)手持式設(shè)備4準(zhǔn)備好使用時(shí)，在手持式設(shè)備4中的容器12被完全“充滿”富氧空氣(即，具有氧氣含量大于21％的空氣)到高于手持式設(shè)備周圍空氣壓力的壓力(即，高于大氣壓)。所有的閥門20、26、36和42被關(guān)閉并且鼓風(fēng)機(jī)14被停用。

優(yōu)選地，容器12充滿有氧氣含量為至少40％的氣體；更優(yōu)選地，容器12充滿有氧氣含量為至少60％的氣體；甚至更優(yōu)選地，容器12充滿有氧氣含量為至少80％的氣體；甚至更優(yōu)選地，容器12充滿有氧氣含量為至少90％的氣體，例如92％。優(yōu)選地，在容器12中氣體的壓力為至少1.2個(gè)大氣壓；更優(yōu)選地，在容器12中氣體的壓力為至少1.5個(gè)大氣壓；甚至更優(yōu)選地，在容器12中氣體的壓力為至少1.8個(gè)大氣壓。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在容器12中初始?jí)毫υ酱?，手持式設(shè)備4的性能越好(例如，在要求補(bǔ)充或再充之前手持式設(shè)備4能夠操作的時(shí)間長(zhǎng)度的方面)，但是即使初始氧氣濃度和/或初始?jí)毫υ谏鲜鎏峁┓秶妮^低端(或甚至低于上述提供范圍)，根據(jù)本發(fā)明的手持式設(shè)備4的性能仍比包含具有等價(jià)氧氣濃度和開始?jí)毫Φ臍怏w的獨(dú)立的氧氣呼吸袋(即，不包括風(fēng)扇或吸收材料的包含氧氣的呼吸袋)顯著更好。

當(dāng)對(duì)象8要求補(bǔ)氧時(shí)，它們能夠經(jīng)由用戶接口或在一些實(shí)施例中可以簡(jiǎn)單地通過對(duì)象接口10吸氣而激活手持式設(shè)備4。激活手持式設(shè)備4(如在圖4中的時(shí)間0秒所示)導(dǎo)致遞送閥20打開，這允許富氧空氣的流或脈沖從容器12通過第一導(dǎo)管22并進(jìn)入到對(duì)象8(圖5的步驟101)。將意識(shí)到，盡管圖4示出了遞送閥20在整個(gè)遞送操作中打開(例如，從0秒到66秒)，但實(shí)際上，遞送閥20的打開和關(guān)閉與對(duì)象在遞送操作期間的呼吸一致。其它閥門26、36和42保持關(guān)閉。

當(dāng)對(duì)象8從容器12接收富氧空氣時(shí)，在容器12中的壓力將下降。在針對(duì)容器12中的壓力匹配大氣壓并且止回閥26打開的點(diǎn)準(zhǔn)備時(shí)，控制單元16控制鼓風(fēng)機(jī)14在遞送閥20首次打開之后緊跟著開始操作(在該范例中，這能夠是在前20秒內(nèi)的任意時(shí)刻)。這對(duì)應(yīng)于圖5中的步驟103。在其中控制單元16監(jiān)測(cè)容器12中的壓力(和/或以其它方式控制止回閥26的操作)的其它實(shí)施例中，當(dāng)監(jiān)測(cè)的壓力接近或處于大氣壓時(shí)控制單元16能夠激活鼓風(fēng)機(jī)14。

當(dāng)容器12中的壓力匹配大氣壓且止回閥26打開時(shí)，鼓風(fēng)機(jī)14將推動(dòng)(從手持式設(shè)備4的外部抽吸的)空氣進(jìn)入容器12并通過吸收材料15。吸收材料15從空氣吸收特定的一種或多種氣體(例如，氮?dú)?，以便增加在供應(yīng)到對(duì)象8的空氣中氧氣的濃度。鼓風(fēng)機(jī)14的操作引起容器中小的超壓(例如，大約0.01-0.15bar)，這增加空氣經(jīng)過容器12并進(jìn)入對(duì)象8的速率，并還稍微增加了吸收材料15吸收特定的一種或多種氣體的能力。鼓風(fēng)機(jī)14的操作還用于將初始存儲(chǔ)于容器12中的富氧空氣推動(dòng)到對(duì)象8的外部。

當(dāng)對(duì)象8繼續(xù)通過對(duì)象接口10吸入富氧空氣并且通過鼓風(fēng)機(jī)14將新鮮空氣吹入到容器12中時(shí)，吸收材料15逐漸變成對(duì)其正在吸收的特定氣體(例如，氮?dú)?飽和。

圖6圖示了在手持式設(shè)備4的操作期間的示范性氮?dú)鉂舛确植紙D，其是N2(氮?dú)?摩爾分?jǐn)?shù)yN2的軸向分布圖yN2(z)。忽略Ar，能夠說yO2(z)＝1-yN2(z)。LiLSX沸石的一個(gè)感興趣屬性在于當(dāng)氣體流動(dòng)通過容器12時(shí)yN2的高值比yN2的低值移動(dòng)地更快。圖6示出了當(dāng)新鮮空氣被吹入到容器12中時(shí)形成多陡的“前沿”(被稱作傳質(zhì)區(qū)(MTZ))。因此，容器12幾乎滿體積都能夠填滿空氣，同時(shí)產(chǎn)品(輸出到對(duì)象12的氣體)的氧氣純度保持較高。最終，空氣前沿到達(dá)容器12的產(chǎn)品側(cè)(第一閥門20所在之處)，并且產(chǎn)品的氧氣純度突然下降(這被稱作“N2突破到產(chǎn)品中”)。

當(dāng)吸收材料15完全飽和時(shí)，輸出到對(duì)象8的空氣將具有與被鼓風(fēng)機(jī)14吹入到容器12中的空氣相同的氧氣含量。在該階段處，手持式設(shè)備4的容器12要求在其能夠被再次使用之前進(jìn)行再充，以向?qū)ο?提供補(bǔ)氧?？刂茊卧?6因此停用鼓風(fēng)機(jī)14(步驟105)。此時(shí)，控制單元16還可以關(guān)閉或防止進(jìn)一步打開遞送閥20和/或關(guān)閉止回閥26(如果其被控制單元16控制的話)。在手持式設(shè)備4已經(jīng)從上次對(duì)設(shè)備4進(jìn)行完全再充起使用了特定時(shí)間量之后，或者從第一次吸氣起過了特定時(shí)間量之后(其中將所述特定時(shí)間量大致設(shè)置為預(yù)計(jì)設(shè)備4能夠提供補(bǔ)氧的時(shí)間量)，或者在對(duì)象8吸氣了特定次數(shù)之后(其中所述特定次數(shù)為預(yù)計(jì)設(shè)備4能夠提供補(bǔ)氧的吸氣的總次數(shù))，控制單元16能夠停用鼓風(fēng)機(jī)14并關(guān)閉或防止進(jìn)一步打開遞送閥20(并且任選地在止回閥26在控制單元16的控制之下時(shí)防止進(jìn)一步打開止回閥26)。備選地，響應(yīng)于檢測(cè)到容器12的氧氣含量或輸出到對(duì)象8的氣體的氧氣含量低于或處于預(yù)定水平(例如，21％)，在該情況下能夠提供適當(dāng)?shù)膫鞲衅鱽?lái)監(jiān)測(cè)產(chǎn)品氣體的氧氣含量，控制單元16能夠停用鼓風(fēng)機(jī)14并關(guān)閉或防止進(jìn)一步打開遞送閥20(以及如上所述的止回閥26)。作為另一備選方案，響應(yīng)于檢測(cè)到流到對(duì)象8的氣體流的溫度升高，控制單元16能夠停用鼓風(fēng)機(jī)14并關(guān)閉或防止進(jìn)一步打開遞送閥20(以及如上所述的止回閥26)。溫度升高將發(fā)生在吹入容器12中的空氣“突破”到流到對(duì)象8的空氣流時(shí)，并且該溫度升高將發(fā)生在較短的時(shí)間段上，例如，0.1到1秒的量級(jí)。在本文中描述的示范性實(shí)施例中，溫度升高是9K的量級(jí)。在該實(shí)施例中，溫度傳感器能夠耦合到控制單元16，并被提供在第一出口18中或處或者在第一導(dǎo)管22中，以測(cè)量該溫度變化。

圖7、圖8和圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的一方面當(dāng)容器12被再充以使得富氧空氣能夠再次被遞送到對(duì)象8時(shí)圖2的手持式設(shè)備4的操作。圖7示出了圖2的手持式設(shè)備4，其中，示出了氣體流動(dòng)的方向；圖8是圖示閥門20、26、36和42的操作的圖(但是將意識(shí)到，通過圖的x軸示出的閥門的打開和關(guān)閉的特定定時(shí)僅是示范性的而非限制性的)；并且圖9是圖示操作手持式設(shè)備4的方法的流程圖。

當(dāng)手持式設(shè)備4要求再充時(shí)，手持式設(shè)備4中的容器12將包含具有大約21％的氧氣含量的空氣(即，與在手持式設(shè)備4周圍的空氣相同)，并且吸收材料15將對(duì)吸收的空氣(例如，氮?dú)?飽和。根據(jù)本發(fā)明的該方面的再充過程凈化從吸收材料15和容器12吸收的氣體。優(yōu)選地，再充過程還將容器12填充有富氧氣體到優(yōu)選高于大氣壓的壓力。所述過程開始于所有閥門20、26、36和42被關(guān)閉并且鼓風(fēng)機(jī)14被停用。

在再充過程能夠開始之前，手持式設(shè)備4連接到氧氣或富氧空氣的源，例如，液氧或壓縮氣體或具有提高的氧氣水平的空氣、或者根據(jù)已知的變壓吸收循環(huán)原理操作且供應(yīng)具有提高的氧氣水平(即，提高到高于在海平面處空氣的正常氧氣含量的大約21％)的空氣的氧氣濃縮器。這在圖9中如步驟121所示。氧氣或富氧氣體的源能夠經(jīng)由基底單元6來(lái)提供給手持式設(shè)備4或者被直接提供給手持式設(shè)備4。優(yōu)選地，富氧氣體具有至少40％的氧氣含量；更優(yōu)選地，具有至少60％的氧氣含量；甚至更優(yōu)選地，具有至少80％的氧氣含量；以及甚至更優(yōu)選地，具有至少90％的氧氣含量，例如92％。

在再充過程期間，遞送閥20和止回閥26保持關(guān)閉。在該過程的開始時(shí)由控制單元16(或者任選地由基底單元6中的控制單元)打開加載閥36和排氣閥42(步驟123)，以使得富氧氣體流入到容器12中并將氣體排出以通過排氣閥42流出容器12并進(jìn)入大氣。

通過容器的富氧氣體的流凈化吸收材料15，引起吸收材料15排出吸收的氣體(例如，氮?dú)?。然后通過排氣閥42將該氣體推送到容器12外部。圖10圖示了在手持式設(shè)備4的再充期間的示范性氮?dú)鉂舛确植紙D，其基于對(duì)設(shè)備4的模擬。圖10圖示了高的yN2的值比低的yN2的值移動(dòng)地更快。因此，高的N2濃度值將在該過程中非常早地離開容器12，但是低的N2濃度值需要更多的時(shí)間(和氧氣凈化氣體體積)來(lái)離開容器12。這意味著不可能從吸收材料15凈化出“所有”氮?dú)?。?shí)際的“凈化時(shí)間”設(shè)置是在要求達(dá)到容器的存儲(chǔ)容量的時(shí)間與要求的氧氣凈化體積之間的折中方案。

富氧氣體的流繼續(xù)，而不管在容器12中要被吸收的氣體的濃度。這與氧氣濃縮器形成對(duì)比，在氧氣濃縮器中當(dāng)要被吸收的氣體的濃度低于閾值量(例如，低于78％)時(shí)停止凈化，這是因?yàn)椴焕速M(fèi)氧氣是非常重要的，并且因此確保有效的氧氣濃縮操作。因此，在氧氣濃縮器中，凈化持續(xù)時(shí)間是有限的(通常小于20秒)，以確保該有效的操作(盡管該“有效的”操作意味著吸收材料未完全凈化氮?dú)?。相比之下，在根據(jù)本發(fā)明的手持式設(shè)備4中，執(zhí)行凈化以便使得容器12中的吸收材料15盡可能干凈，并且浪費(fèi)在凈化或再充階段中提供的一些氧氣并不重要(即，沒有存儲(chǔ)在容器12中)。在上述示范性實(shí)施例中，凈化步驟能夠持續(xù)大約100秒。

在吸收材料15被弄干凈時(shí)，排氣閥42關(guān)閉(如在圖8中以及圖9的步驟125所示)，并且富氧氣體的流繼續(xù)進(jìn)入到容器12中，以便將容器12加壓到所要求的初始?jí)毫?例如，在一些實(shí)施例中是1.8個(gè)大氣壓)。

在達(dá)到要求的初始?jí)毫r(shí)，加載閥36關(guān)閉并且再充過程完成(步驟127)。設(shè)備4現(xiàn)在準(zhǔn)備好由對(duì)象8使用。

這里針對(duì)上述示范性實(shí)施例提供了根據(jù)本發(fā)明的手持式設(shè)備4的性能的圖示，其中，容器12一般具有圓柱形形狀，長(zhǎng)度為大約0.11米、直徑為大約0.04米并且包含大約0.094kg的LiLSX顆粒。在容器12充滿有富有92％氧氣并且壓力為1.8個(gè)大氣壓的空氣的情況下，手持式設(shè)備4能夠?yàn)楦谎蹩諝獾?1個(gè)脈沖遞送對(duì)象8的46ml的脈量，這意味著手持式設(shè)備4能夠在要求再充之前被連續(xù)使用大約65秒。作為對(duì)比，手持式設(shè)備4使得容器充有相同的氧氣濃度和壓力，但是不包括吸收材料15或鼓風(fēng)機(jī)14，這將僅提供兩個(gè)46ml脈沖的富氧空氣，并且允許設(shè)備在要求再充之前僅連續(xù)使用大約6秒。

因此，使用具有吸收材料15和風(fēng)扇14的容器12在使用期間將額外的空氣吹過容器12提供了與氧氣的標(biāo)準(zhǔn)容器或氧氣呼吸袋相比尤其強(qiáng)的性能。該性能部分是由包含于從風(fēng)扇14流動(dòng)的空氣中的氧氣在對(duì)象8吸氣時(shí)幾乎完全被添加到輸出到對(duì)象8的92％(或其它濃度)的氧氣流而引起的，并且還是由吸收材料15(例如，沸石篩床)由于在氧氣凈化/再充過程期間解吸特定氣體(例如，氮?dú)?而被冷卻大約13開爾文(在上述范例中)而引起的。該冷卻將吸收材料吸收特定氣體的能力增加了大約20％。

在以下的四個(gè)場(chǎng)景中，考慮了上述示范性容器12和初始氧含量和壓力。第一場(chǎng)景對(duì)應(yīng)于不具有吸收材料15或風(fēng)扇14的容器12，第二場(chǎng)景對(duì)應(yīng)于具有風(fēng)扇14但是不具有吸收材料的容器12，第三場(chǎng)景對(duì)應(yīng)于具有吸收材料15但是不具有風(fēng)扇14的容器，并且第四場(chǎng)景對(duì)應(yīng)于如圖2所示的具有吸收材料15和風(fēng)扇14的容器12。在第一場(chǎng)景中，當(dāng)容器12從1.8個(gè)大氣壓降壓到1個(gè)大氣壓時(shí)，從容器12輸出101ml氧氣。在第二場(chǎng)景中，在理想情況下，在降壓到1大氣壓之后在容器12中剩余的氧氣(大約為126ml)被由風(fēng)扇14吹到容器12中的空氣驅(qū)逐，這給出227ml的總輸出。在第三場(chǎng)景中，在容器12內(nèi)部永不存在任何空氣，只有92％純度且處于不同壓力的氧氣，這意味著吸收材料15(沸石)的溫度幾乎不改變(僅改變大約2.4K)。存在吸收材料15將容器12的氧氣容量增加了大約2.85倍，這意味著箱體中的1.8個(gè)大氣壓的氧氣的量是647ml(加上196ml的氮?dú)?。這導(dǎo)致在降壓到1個(gè)大氣壓時(shí)在容器12中剩余374ml的氧氣和185ml的氮?dú)?。因此，遞送273ml的氧氣。在第四場(chǎng)景中，“空的”狀態(tài)是填充空氣的容器處于1個(gè)大氣壓(其是78ml的氧氣加上1.79L的氮?dú)?。利用在1個(gè)大氣壓下每分鐘1標(biāo)準(zhǔn)升(slpm)的氧氣凈化容器12達(dá)99秒，并且在21秒內(nèi)加壓到1.8個(gè)大氣壓，這給出743ml的氧氣加上550ml的氮?dú)獾目倸怏w量(這比在第三場(chǎng)景中因?yàn)樵诶醚鯕膺M(jìn)行凈化期間吸收氮?dú)舛鸬奈詹牧?5溫度降低13K而引起的還高)?，F(xiàn)在總氧氣輸出非常高，這是因?yàn)樵诓僮髌陂g吹入到容器12中的1.64L的空氣也包含344ml的氧氣，并且這些氧氣中只有一小部分剩余在容器中(大約78ml)。因此，在第四場(chǎng)景中，遞送的氧氣的總量是743ml+344ml-78ml＝1009ml。

在上述實(shí)施例中，手持式設(shè)備4通過將設(shè)備4耦合到富氧氣體的源或具有富氧氣體的源的基底單元6而被再充。在一些實(shí)施例中，能夠?qū)⑷萜?2從手持式設(shè)備4拆卸和移除，以使得它能夠被單獨(dú)地再充(例如，在基底單元6中或者通過將其耦合到富氧氣體的源)。該實(shí)施例因此能夠允許被再充的容器12與先前被再充的容器12交換，并允許設(shè)備4繼續(xù)立即使用。在該實(shí)施例中，將意識(shí)到，容器12將被配置為使得當(dāng)其被從設(shè)備4移除時(shí)，入口18、31和出口24、32關(guān)閉以防止空氣進(jìn)入或離開容器12(這在容器12已經(jīng)被再充時(shí)特別重要)。這可以通過配置閥門20、26、32和36使得它們是可移除容器12的部分或者通過在容器12上提供額外的閥門來(lái)實(shí)現(xiàn)。

圖11圖示了根據(jù)本發(fā)明的另一或另外的方面的手持式設(shè)備50。在該方面中，手持式設(shè)備50被配置為當(dāng)對(duì)象8吸氣時(shí)向?qū)ο?提供補(bǔ)氧，并且被配置為在對(duì)象8呼氣時(shí)向?qū)ο?提供增加的壓力或阻力。該手持式設(shè)備50能夠如在上述實(shí)施例中的任一個(gè)中所描述和示出的，并且還包括用于在對(duì)象8通過對(duì)象接口(例如，在圖11中的對(duì)象接口52)呼氣時(shí)將正壓空氣施加給對(duì)象8的某個(gè)器件。在備選實(shí)施例中，手持式設(shè)備50能夠包括簡(jiǎn)單的氧氣呼吸袋，所述氧氣呼吸袋不包括如上所述的吸收材料或風(fēng)扇，并且設(shè)備50包括用于在對(duì)象8通過對(duì)象接口52呼氣時(shí)向?qū)ο?施加正壓空氣的某個(gè)器件。

所圖示的手持式設(shè)備50包括：對(duì)象接口52，對(duì)象通過該對(duì)象接口吸氣和呼氣；第一導(dǎo)管54，其將對(duì)象接口52耦合到持有富氧空氣的容器56(其能夠如以上的圖2所示并且還包括吸收材料和/或風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī))；單向閥或止回閥58，其防止呼氣進(jìn)入容器56；以及第二導(dǎo)管60，其將對(duì)象接口52耦合到出口(呼氣端口)62，呼氣從該出口經(jīng)過。根據(jù)該方面，第二導(dǎo)管60包括用于在對(duì)象呼氣時(shí)向?qū)ο笫┘诱龎嚎諝獾哪硞€(gè)器件64。在一些實(shí)施例中，單元64是第二導(dǎo)管60中的部分阻塞物或限制物，對(duì)象通過該部分阻塞物或限制物呼氣(例如，導(dǎo)管60的窄化或其它結(jié)構(gòu))。在一些實(shí)施例中，器件64能夠被實(shí)施為呼氣端口62中的被動(dòng)流量限制物。在其它實(shí)施例中，器件64在對(duì)象呼氣時(shí)主動(dòng)向?qū)ο筇峁┱龎?。本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識(shí)到使用手持式設(shè)備將正壓空氣主動(dòng)提供給對(duì)象的方法，并且因此在本文中將不再進(jìn)一步詳細(xì)描述這些方法。

在一些實(shí)施例中，手持式設(shè)備4或系統(tǒng)2的另一部分可以包括用于測(cè)量對(duì)象8中的氧氣水平的傳感器。這樣的傳感器能夠是測(cè)量外圍毛細(xì)血管氧飽和度(SpO2)的傳感器。

在其它或另外的實(shí)施例中，手持式設(shè)備4或系統(tǒng)2能夠是設(shè)備的較大“生態(tài)系統(tǒng)”的部分，例如，智能手機(jī)接口/應(yīng)用、智能傳感器和各種對(duì)象接口中的任意一個(gè)或多個(gè)。如上所述，能夠與手持式設(shè)備4一起使用的一個(gè)傳感器是SpO2傳感器，該SpO2傳感器用于測(cè)量外周氧合水平，例如在指尖或耳朵處的氧合水平。在一些實(shí)施例中，SpO2傳感器和/或其它類型的傳感器被并入到腕表或類似設(shè)備中，以允許在活動(dòng)和/或鍛煉期間測(cè)量SpO2，以便識(shí)別可能的鍛煉引發(fā)的去飽和事件(例如，氧氣水平低于90％)。在這些實(shí)施例中，智能手機(jī)能夠用于向?qū)ο?提供反饋或指令，以在水平低于閾值的情況下補(bǔ)充其氧氣水平。

盡管已經(jīng)在附圖和前面的描述中詳細(xì)圖示和描述了本發(fā)明，但是這樣的圖示和描述應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是圖示性或示范性的，而非限制性的；本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施例。

本領(lǐng)域技術(shù)人員通過研究附圖、公開內(nèi)容以及權(quán)利要求，在實(shí)踐請(qǐng)求保護(hù)的發(fā)明時(shí)能夠理解并實(shí)現(xiàn)對(duì)所公開的實(shí)施例的變型。在權(quán)利要求中，“包括”一詞不排除其他元件或步驟，并且詞語(yǔ)“一”或“一個(gè)”不排除多個(gè)。單個(gè)處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)在權(quán)利要求中記載的若干項(xiàng)的功能。盡管某些措施被記載在互不相同的從屬權(quán)利要求中，但是這并不指示不能有利地使用這些措施的組合。計(jì)算機(jī)程序可以被存儲(chǔ)/分布在合適的介質(zhì)上，例如與其他硬件一起或作為其他硬件的部分供應(yīng)的光學(xué)存儲(chǔ)介質(zhì)或固態(tài)介質(zhì)，但是也可以被以其他形式分布，例如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)或其他有線或無(wú)線的電信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記都不應(yīng)被解釋為對(duì)范圍的限制。