專利名稱：向患者輸送治療氣體以及填充氣罐的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例涉及產生可以向患者輸送供呼吸用的治療氣體。更特別地，本發(fā)明的實施例涉及產生向患者輸送的治療氣體和填充流動使用的便攜式氣罐的系統(tǒng)。
背景技術：
多種肺病和心血管疾病的患者可能需要呼吸治療氣體，以便在他們的血流內獲得充足的溶解氧。由于這些患者可以不必臥床，治療氧氣可以通過便攜式氣罐輸送。但是，便攜式氣罐僅提供有限的量，因此需要定時再填充。雖然可以通過商業(yè)家庭衛(wèi)生保健服務部的方式交易或再填充這些氣罐，但是患者在家中擁有一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)執(zhí)行雙重功能用氧氣治療氣體填充便攜式氣罐；并且為患者提供用于呼吸的治療氣體。作為“傳輸-填充”系統(tǒng)的這些系統(tǒng)為大家所公知。
McCulloh等人的美國專利No.5,858,062(轉讓給Litton SystemsInc.，因此在下文中稱為“Litton專利”)公布了一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)內，大氣應用于變壓吸附(PSA)系統(tǒng)，PSA系統(tǒng)將氮從空氣中除去從而增加氧氣的含量，例如達到約90％或者以上。在Litton專利中，從PSA系統(tǒng)中排放的富氧氣體可連接到患者出口和壓力增強器。在提供給患者之前，PSA系統(tǒng)提供的濃縮氣體的壓力可調節(jié)(在這種情況下降低)。同樣地，增強器可以增加PSA系統(tǒng)中濃縮氣體的壓力以用來填充氣罐。因此，在Litton專利中，PSA系統(tǒng)中濃縮氣體產品分為兩個分流(Litton專利術語中的出口)，每個分流具有相同的壓力。Litton專利也公布了用于檢測離開PSA系統(tǒng)的濃縮氣體的氧氣傳感器的使用。但是，Litton專利僅公布了檢測離開PSA系統(tǒng)的濃縮氣體的氧氣含量，以及氧氣含量可能正確的情況，而不會檢測出濃縮氣體產品包含其他有害的化學制品和/或氣體。
Bowser等人的美國專利No.6,393,802(在下文中稱“Bowser專利”)公開了一種氧氣濃縮機，其適用于向患者和/或氣罐灌裝機供應治療氣體，其中控制氣罐灌裝機以自動填充便攜式氣罐。與Litton專利類似，Brower專利公布了來自氧氣濃縮機的濃縮氣體產品分成向壓縮機提供的第一分流(其然后用來填充氣罐)，和向患者提供的第二分流(可能在通過流量調節(jié)器之后)。Bowser專利也公布了在填充氣罐之前，應該測量便攜式氣罐的氣體壓力。如果便攜式氣罐的氣體壓力低于預定的最小安全值，則不填充氣罐。Bowser專利指出這可能是需要的，因為具有非常小的剩余氣體的壓力的氣罐可能處于開啟狀態(tài)，并且氣罐的內部可能會被污染。
Todd，Jr.的美國專利No.6,446,630(在下文中稱“Todd專利”)公布了一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，氧氣濃縮機排出的濃縮氣體流可選擇地輸送給患者(至少在患者的吸入部分期間)，剩余時間輸送給氣罐的灌裝機。Todd專利也提到了使用氧氣傳感器測試從氧氣濃縮機排出提供給患者的濃縮氣體，但沒有討論盡管氧氣濃度水平可能是正確的但可能會出現(xiàn)其它有害氣體的可能性。
因此，本領域需要一種更密切地監(jiān)控治療氣體的方法和相關系統(tǒng)。此外，需要一種更有效地為患者提供治療氣體的方法和相關系統(tǒng)。

發(fā)明內容
通過一種向患者輸送治療氣體和填充氣罐的方法和系統(tǒng)，可以在很大程度上解決上面提到的問題。一個示例性的實施例可以是一種傳輸-填充系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括增強器(用于增加在增強器進口處提供的治療氣體的壓力從而產生壓縮的治療氣體流)；連接于壓縮的治療氣體流的保存器(conserver)(用于在患者吸入期間供給一定劑量治療氣體；連接于保存器的患者端口(用于向患者提供該劑量的治療氣體)；以及氣罐接頭(用于將便攜式氣罐連接于壓縮的治療氣體流)。傳輸-填充系統(tǒng)本身可以用于向氣罐接頭提供治療氣體以便填充便攜式氣罐，同時通過保存器向患者提供治療氣體。
在其他的示例性的實施例中，在填充前可以測試所連接的氣罐以測定是否存在污染物。在一些實施例中，如果存在污染物，那么可以通過附接于氧氣濃縮機的壓縮機抽空所連接的氣罐。在其他的實施例中，從諸如氧氣濃縮機的氣源輸送的治療氣體可以利用流量計以連續(xù)的方式向患者輸送。在這些實施例中，可以測定流量計的連續(xù)流量設定，并且該測定的設定可以用于設定通過保存器的劑量供給。
在其他的實施例中，可以提供額外的治療氣體氣罐，在不操作氧氣濃縮機和/或增強器時通過這些額外的氣罐向患者提供治療氣體，并且因此操作可以基本無聲。
所公開的裝置和方法包括能克服現(xiàn)有技術裝置的缺點的特征和優(yōu)點的組合。在參考附圖閱讀以下詳細的說明后，上述的各種特性以及其他特征對于本領域的一般技術人員來說是顯而易見的。


為了詳細說明本發(fā)明的優(yōu)選實施例，現(xiàn)在將參照如下附圖，其中圖1示出根據(jù)本發(fā)明的至少某些實施例的用于填充便攜式氣罐的系統(tǒng)；圖2示出根據(jù)本發(fā)明的至少某些實施例的傳輸-填充系統(tǒng)；圖3示出根據(jù)本發(fā)明的至少某些實施例的具有連續(xù)供給能力的傳輸-填充系統(tǒng)；以及圖4示出根據(jù)本發(fā)明的至少某些實施例構造的示例流量計的剖視圖。
符號和術語在下面的整個說明書和權利要求書中使用某些術語來指代特定的系統(tǒng)組件。本文本無意區(qū)分名稱不同而功能相同的部件。
在下面的討論和權利要求書中，術語“包括”和“包含”用于開放式的形式，因此應該理解為“包括，但不僅限于……”。并且，術語“連接”意指間接或直接的連接。因此，如果第一個裝置連接到第二個裝置，那么此種連接可能是直接的連接，也可能是通過其他裝置和接頭的間接連接。
具體實施例方式
圖1示出根據(jù)本發(fā)明至少一些實施例的填充便攜式氣罐的系統(tǒng)。例如，如圖1所示的裝置可在患者的家里使用，以填充便攜式氧氣罐用于流動使用。特別地，系統(tǒng)100可包括氧氣濃縮機10。氧氣濃縮機10可以是任何適合的裝置，該裝置用于增大向患者輸送的治療氣體的氧氣含量。例如，氧氣濃縮機10可以是變壓吸附(PSA)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有大量以平行關系運轉的分子篩床。從空氣進口12提取的大氣可以從第一個分子篩床被提取或用泵抽吸，在此處氮分子被截留，氧和氬分子基本不受限制地流入。通過從大氣中除去氮，篩床排放的氣體中的氧含量可能會相當高，例如90％的氧或者更高。離開變壓吸附系統(tǒng)的氣體可以稱之為富氧氣體或者濃縮氣體。術語治療氣體不僅可以包括離開變壓吸附系統(tǒng)的富氧氣體，而且可以包括來自諸如液氧源的其他來源的高治療氧氣含量的氣體。當一個分子篩床用來過濾氮氣，第二個分子篩床可以使用治療氣體的一部分作為回流氣體來將被截流的氮氣排放到大氣中，并且為將來操作準備該床。雖然變壓吸附系統(tǒng)是優(yōu)選的系統(tǒng)，但是可以使用能夠制造或者傳輸治療氣體的任何裝置或者系統(tǒng)。
對于優(yōu)選的變壓吸附系統(tǒng)，離開氧氣濃縮機10的氣體壓力可以在5至40磅/平方英尺(PSI)的數(shù)量級。為了迫使治療氣體進入便攜式氣罐，例如便攜式氣罐14，需要增加治療氣體的壓力。因此，在一些實施例中，離開氧氣濃縮機10的治療氣體可以通過導管18供應到增強器16。增強器16可以是能夠在第一壓力下獲得治療氣體并且增加壓力的任何一種裝置。實際上，增強器16可以是任何可用的或者后來改進類型的壓縮機。增強器16增加氣壓至約2200PSI以形成壓縮的治療氣體系統(tǒng)。壓縮的治療氣體可以經(jīng)由導管20和22以及氣罐接頭21流入到氣罐14中。氣罐接頭21可以是用于將便攜式氣罐連接于系統(tǒng)100的任何合適的裝置，或者是在該說明書討論的系統(tǒng)中的任一種。當填充滿便攜式氣罐14時，系統(tǒng)100可以停止操作，這可以通過連接于導管22的壓力傳感器或者壓力開關24來確定。或者，壓力開關24可以直接連接于便攜式氣罐14。
總而言之，根據(jù)本發(fā)明實施例構成的系統(tǒng)100可以在大氣壓力下將空氣吸到氧氣濃縮機10中。氧氣濃縮機10可以通過除去氮氣來增大氧氣的含量。離開氧氣濃縮機的治療氣體可以提供給能增加壓力的增強器，并且治療氣體可以在較高的壓力提供到便攜式氣罐14。
雖然存儲治療氣體的便攜式氣罐通?？梢园龎毫?，但是也可能有污染物進入到便攜式氣罐。例如，患者可能使便攜式氣罐打開，并且當壓力耗盡時，污染物可能進入。此外，用于輸送治療氣體的便攜式氣罐可以定期地清洗，并且清洗溶液可能作為污染物留下。根據(jù)相關技術的教導，如果壓力低于預設的極限，例如50PSI，當氣罐被污染時氣罐不應該填充。然而，氣罐中的污染物可以產生壓力。因此，雖然在填充前測試氣罐中的壓力可能提供一些防止污染的保護，但是根據(jù)本發(fā)明的至少一些實施例，可以在氣罐填充前測試氣罐的實際內容物。
依然參考圖1，在打算填充氣罐前(并且因此可能在氧氣濃縮機10和增強器16運行前)，可以定位閥26(可能自動地)以放置與便攜式氣罐14流體連通的氣體傳感裝置28。便攜式氣罐14中的壓力使氣體移動通過導管22、導管30、通氣口32、閥26、和可以測試氣體的氣體傳感裝置28。
氣體傳感裝置28可以采用多種形式。根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，氣體傳感裝置28可以是氧選擇(oxygen-selective)傳感器，這樣的傳感器基于氧化鋯，流電，或者順磁技術。如果氣體傳感裝置28是氧選擇傳感器，該裝置可以分析氧氣在氣體中的實際百分含量。如果氣體的氧含量低于預設的極限，例如85％氧氣，這可以是污染物已經(jīng)進入或者導入到便攜式氣罐14中的指示。
在本發(fā)明備選的實施例中，氣體傳感裝置28可以是傳播時間式密度傳感器。美國專利No.5,060,514教導了用于測量氣體流密度并因此其純度的傳播時間式密度傳感器的使用。作為參考包含于此的臨時申請No.60/421,375也教導了根據(jù)本發(fā)明實施例可以使用的傳播時間式密度傳感器。如果氣體傳感裝置28是傳播時間式密度傳感器，那么氣體14的密度可以是便攜式氣罐14是否存在污染物的指示。
雖然使用氧選擇傳感器可以提供作為氧氣在氣體中的百分含量的指示，但是氧選擇傳感器不能檢測其他可能有害氣體的類型和存在。同樣對于傳播時間式密度傳感器，只進行密度測量不能檢測污染物的存在，特別是在污染物與治療氣體具有相似密度的情況下。因此，在一些實施例中，氣體傳感裝置28可以是氧選擇傳感器和密度傳感器的結合。在這些實施例中，如果氧選擇傳感器測定氧氣的含量大于預定的水平，例如85％氧氣，并且密度傳感器測定密度在預期的范圍內(預期的范圍用于高的氧氣含量與大部分氬氣組合，其可以從變壓吸附系統(tǒng)中增強氣體產品)，則可以認為便攜式氣罐14沒有被污染。即使氣罐的初始壓力低于以前作為污染指示預設的極限也同樣如此。另一方面，如果氧選擇傳感器指示氧氣在正常的范圍，但是密度傳感器沒有指示正常的讀數(shù)，這可以是一個指示，表明通常存在于富氧氣體中的氬氣可能已經(jīng)被一些其他危險的氣體代替了。同樣，如果氧氣傳感器指示氧氣的含量低于預定的極限，不管密度測量的結果如何，也不可以填充便攜式氣罐14。
因此，根據(jù)本發(fā)明的至少一些實施例，可以將便攜式氣罐14中的氣體取樣并分析以確定是否可以安全地填充便攜式氣罐14以及用戶是否可以安全地使用，而與其初始壓力無關。
如果在填充前氣體傳感裝置28確定便攜式氣罐14被污染了，那么根據(jù)本發(fā)明至少一些實施例，系統(tǒng)100可以抽空氣罐(抽到真空)以除去污染物。特別地，在變壓吸附系統(tǒng)形式的氧氣濃縮機10中可以包括壓縮機11，其一方面壓縮空氣以迫使空氣通過篩床，并且在第二方面壓縮機可以產生真空，可以從沒有運行的篩床中除去氮氣。如果需要將氣罐14抽成真空，那么可以利用在氧氣濃縮機10中的壓縮機11從氣罐中抽空氣體。特別地，壓縮機11可以通過導管33、閥34和導管36連接于氧氣罐14?？刂葡到y(tǒng)(未示出)可以啟動壓縮機11和打開閥34以使便攜式氣罐14產生真空。從便攜式氣罐14中抽空污染物的步驟可以采用多種形式，并且精確的機構可以取決于污染物的類型。在一些情況下，簡單地抽成真空除去游離氣體可以足以用來除去污染物。在其他的情況下，至少部分填充接著抽空的循環(huán)可能是必須以沖去污染物。在足夠數(shù)目的至少部分填充接著抽空的循環(huán)之后，氣體傳感裝置28可以測定污染物已經(jīng)被除去，便攜式氣罐可以填充和用于流動使用。
除了在填充前對便攜式氣罐14中的氣體取樣，根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)100也可以連續(xù)地，或者定期地，對由氧氣濃縮機10和/或增強器16產生的氣體取樣?？紤]已經(jīng)做出便攜式氣罐14沒有污染的初始判斷的情況，氧氣濃縮機10和增強器16是可運行的。通過選擇閥26的定位，氣體傳感裝置28可以對離開氧氣濃縮機10的治療氣體取樣。如果在任何時候氣體傳感器裝置28測定治療氣體低于純度極限和/或包含污染物，控制系統(tǒng)(沒有專門示出)可以停止產品生產并發(fā)出警報。同樣，通過閥26的選擇性放置，氣體傳感裝置28可以對離開增強器的治療氣體取樣。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明備選實施例的輸送-填充系統(tǒng)200。在圖2中的輸送-填充系統(tǒng)200可以以與圖1中所示系統(tǒng)相似的方式產生治療氣體。輸送-填充系統(tǒng)200可以用在可得到治療氣體源的地方，例如在可以將氧氣提供到每一個房間的醫(yī)院。在這些情況下，氧氣濃縮機可以從輸送-填充系統(tǒng)200中省略。因此，輸送-填充系統(tǒng)200可以可選地包括氧氣濃縮機10。氣體傳感裝置28可以在填充前檢查便攜式氣罐14。同樣，氣體傳感裝置28可以在正常操作過程中檢查治療氣體的純度。如果發(fā)現(xiàn)便攜式氣罐14包含污染物，或者發(fā)現(xiàn)用于填充操作的治療氣體已經(jīng)污染了，那么輸送-填充系統(tǒng)200可以發(fā)出合適的警報和/或停止氣體產生和/或輸送。輸送-填充系統(tǒng)200也可以具有將便攜式氣罐14抽成真空的能力，盡管為了不使附圖過度復雜沒有具體地在圖2中示出。
在圖2所示的實施例中，氧氣濃縮機10和增強器16提供填充氣罐14的治療氣體，同時向患者提供治療氣體。特別地，便攜式氣罐14可以具有連接于其上的調節(jié)器40，其在約20至25PSI之間的壓力提供來自便攜式氣罐的治療氣體。然后20至25PSI范圍的治療氣體可以應用于保存器42，其可以進一步調節(jié)治療氣體的壓力，并且還能測出或預測患者的吸入循環(huán)并且在患者吸入的初始階段提供一定劑量氣體。Tiep等人的美國專利No.4,612,928是保存器技術的例子，其可以用在根據(jù)本發(fā)明的實施例中。
在圖1和2中公開的每一個實施例可以采用增強器16。如前所述，增強器16實際上是壓縮機，具有空氣致動的活塞型壓縮腔。為此，增強器16可以發(fā)出聽得見的聲音。同樣，氧氣濃縮機10的壓縮機11(如果存在)可以發(fā)出聽得見的聲音。在患者醒著時的白天使用期間，增強器16和/或氧氣濃縮機的壓縮機11的噪音可能不是問題。然而，在夜間使用期間，由輸送-填充系統(tǒng)200產生的可聽見級別的噪音將干擾患者。為了處理潛在的可聽見的噪音問題，本發(fā)明可以具有基本無聲的操作模式，其可以用在夜間和在需要輸送治療氣體而不要存在可聽見的噪音問題的時候。
再參考圖2，輸送-填充系統(tǒng)200可以可選地包括氣罐44。氣罐44可以在輸送-填充系統(tǒng)200內部或者外部，并且也包括多個內部或外部氣罐或者它們的組合。氣罐44的體積可以比便攜式氣罐14的大。在操作期間，氧氣濃縮機10和增強器16的結合可以填充氣罐44。氣罐44的填充可以與便攜式氣罐14的填充同時發(fā)生，也可以發(fā)生在便攜式氣罐14從輸送-填充系統(tǒng)200斷開的時候，和/或也可以發(fā)生在通過調節(jié)器40和保存器42向患者提供治療氣體的時候。氣罐44優(yōu)選地具有足夠的體積以向患者供應幾個小時的治療氣體，例如整個晚上。因此，在氣罐44(也可能便攜式氣罐14)填充期間，氧氣濃縮機10和增強器16可以向導管20提供壓縮的治療氣體。治療氣體可以流過閥46，然后通過閥48和導管50流到氣罐44中。閥46可以是止回閥。如果不想對氣罐44填充，可以關閉閥48。當患者需要輸送-填充系統(tǒng)200的無聲操作的時候(并且當氣罐44已經(jīng)存儲足夠的治療氣體)，可以關閉氧氣濃縮機10和增強器16，并且可以關閉閥46，因此允許氣罐44中的治療氣體流過閥48和導管50并且經(jīng)由調節(jié)器40和保存器42流到患者端口41上。在一些實施例中，氣罐44和便攜式氣罐14可以在無聲操作期間用于治療氣體的傳輸。當向至少調節(jié)器40供應的壓力下降時，表明氣罐44和/或便攜式氣罐14是接近于空的狀態(tài)，可以檢測該壓力(例如通過壓力開關24)，為了重新輸送治療氣體，打開氧氣濃縮機10和增強器16。
與上述關于檢查便攜式氣罐14中內容物的說明類似，氣體傳感裝置28也可以在填充前分析氣罐44中的氣體，并且在氣罐44的填充過程中也定期或連續(xù)地分析治療氣體。具有比便攜式氣罐14體積大的氣罐44也提供了輸送-填充系統(tǒng)200具有快速填充便攜式氣罐14的能力。為了說明的目的，假設關閉閥48并且內部氣罐44是滿的或者基本滿的。為了填充便攜式氣罐14，患者可以選擇氧氣濃縮機和增壓器填充便攜式氣罐14。使用離開增強器的治療氣體填充可能較慢，例如2升/分鐘?；颊咭部梢赃x擇快速填充，此時向氣罐14提供的治療氣體可以僅僅來自氣罐44，或者可以來自氧氣濃縮機和增強器16和氣罐44的組合。在這兩種情況下的任一種的操作都要比沒有氣罐44供應治療氣體提供更快的便攜式氣罐14的填充。
圖3示出本發(fā)明另一種實施例，作為從保存器向患者提供治療氣體的備選，其能夠向患者提供連續(xù)的治療氣體流。特別地，在圖3中示出的輸送-填充系統(tǒng)300可以可選地包括氧氣濃縮機或氧氣源10。氧氣濃縮機可以通過閥52連接于增強器16。當閥52在第一位置(在圖3中未明確地示出)，離開氧氣濃縮機10的治療氣體可以連接于增強器16，在此其壓力被提高用于向氣罐14和調節(jié)器40提供。在這種操作模式中，與關于圖2的說明類似，可以通過調節(jié)器40和保存器42將來自氣罐14和/或增強器16的治療氣體提供到患者端口41。雖然圖3沒有示出附加的氣罐，例如在圖2中的氣罐44，但同樣可以存在。在操作的第二模式中，可以調節(jié)閥52使得離開氧氣濃縮機10(或者其他氧氣源)的治療氣體可以流體連通于流量計54(該閥位置在圖3中示出)。在這種模式中，增強器16不提供治療氣體流。流量計54可以采用任何合適的形式，但是根據(jù)本發(fā)明的這些實施例，流量計54是患者利用它可以選擇性地設定氧氣的連續(xù)流的裝置。例如，通過轉動流量計54上的把手(未詳細示出)，患者可以選擇任一個可能的連續(xù)流的范圍，例如0.5升/分鐘至5升/分鐘。轉動把手可以改變治療氣體流中的開口尺寸以提供所需的排出體積。因此流量計54的控制側可以經(jīng)由患者端口41連接于患者。
因此，在圖3中示出的這種實施例具有兩種操作模式用戶可以選擇流量體積的連續(xù)流模式；和通過可以在吸氣過程中提供一定劑量治療氣體的保存器的供給。雖然可以獨立地設定流量計的連續(xù)流量和保存器42的劑量供給，但是根據(jù)本發(fā)明至少一些實施例，流量計連續(xù)流設定可以通過控制器56測定。測定或測出所需連續(xù)流量的控制器56可以基于連續(xù)流量來設定保存器流量。例如，控制器56可以設定保存器以由患者設定的1升/分鐘的連續(xù)流量提供16.5毫升的劑量。因此，對于2升/分鐘的連續(xù)流量，控制器可以設定保存器可能在每次吸入的開始時供給33毫升的治療氣體劑量。這樣，患者僅僅需要進行流量設定。
控制器56可以是任何合適的控制裝置，例如但不限于，完成所需任務的微型控制器程序，執(zhí)行完成所需任務的程序的微處理器，或者可能其他形式的模塊控制器，例如可編程邏輯控制器(PLC)。控制器56可以電連接于流量計54和保存器42，如在圖3中的虛線所示。雖然沒有明確的示出，控制器也可以電連接于氧氣濃縮機10(如果存在)，增強器16，壓力開關24(圖2)，和氣體傳感裝置28。另外，控制器56可以連接于系統(tǒng)中不同的閥并且控制它們的位置，例如閥26(圖1和2)，閥34(圖1)，閥46和48(圖2)，和閥52(圖3)。因此，控制器56可以控制這些裝置中的每一個，用于傳輸-填充系統(tǒng)的獨立操作。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明實施例構造的流量計54的剖視圖。特別地，流量計54具有進口端80和出口端82。進口端80具有凸緣84，同樣出口端82具有凸緣86。雖然圖4示出進口端80和出口端82上的凸緣，但可以使用任何合適的連接機構。進口端80可以流體連通于進口腔88。同樣，出口端82可以流體連通于出口腔90。進口腔88和出口腔90可以通過穿過流量計54主體的圓柱形桿92流體隔絕。雖然沒有明確示出，通過圓柱桿92在進口腔和出口腔之間的密封可以利用墊圈、O形環(huán)、或者通過在圓柱桿92和流量54計主體之間的緊公差。經(jīng)由O形環(huán)94和96可以充分防止進口腔88和出口腔90中的治療氣體向空氣中流出，圓柱桿92可以具有多個不同尺寸的貫通孔或開口。特別地，圓柱桿92可以具有第一開口98和第二開口99。在圖4示出的實施例中，開口98的軸線可以垂直于開口99的軸線；然而，可以使用任何數(shù)目的開口，它們軸線的關系不必垂直。如在圖4中所示，開口98定位為允許治療氣體從進口腔88連續(xù)流到出口腔90。在圖4示出的位置中，開口99的進口和出口中的任何一個或者兩個可以密封于流量計54的主體(雖然密封沒有明確地示出)。為了設定治療氣體的連續(xù)流量，患者可以轉動把手102。轉動把手102例如可以將開口99放置在治療氣體可以貫通流過的位置。開口99的直徑可以較大或者較小，因此提供通過流量計54的不同氣體流量。轉動把手102不必要求允許治療氣體流過僅僅單獨的開口。在一些位置中，把手102可以允許治療氣體流過開口98和99。在這種情況下，通過流量計54的總共連續(xù)流量將是通過開口98和開口99流量的組合。雖然只示出兩個開口98和99，但是可以使用任何數(shù)量的開口，這些開口具有不同直徑，并且在它們軸線之間具有不同角度，從而轉動把手102可以允許治療氣體流過這些開口中的一個或多個以控制連續(xù)流量設定。
圓柱桿92優(yōu)選地也延伸到流量計54的外殼之下。位置測定電路104可以機械地連接于圓柱桿92并且可以適合于測定圓柱桿92的徑向位置。這樣，位置測定電路104能夠測定流量計54的連續(xù)氣體流量設定。位置測定電路104可以采取很多形式。在一些實施例中，位置測定電路可以是可變電阻或分壓器，它們的電阻可以表示圓柱桿92的徑向位置。在備選的實施例中，位置測定電路104可以是與圓柱桿92的外表面上的凹槽或平面點有操作關系的多個微型開關裝置。通過當開關與凹槽或者平表面處于操作關系時致動開關，可以測定圓柱桿92的徑向位置。無論測量圓柱桿92徑向位置的精確機構如何，該信息可以連接于控制器(圖3)，并且控制器可以使用該信息設定用于保存器42的劑量大小。
在圖4的說明性的實施例中，僅僅圓柱桿92的徑向位置可以在通過流量計54的連續(xù)流的流動路徑中設置一個或多個開口。在本發(fā)明備選實施例中，通過轉動把手102也可以垂直轉移圓柱桿92，并且該垂直轉移(可能與徑向轉移結合)可以在氣流中設置另外的和/或變化尺寸的開口。在這些備選的實施例中，位置測定電路還可以通過任何合適的裝置測定圓柱桿92的垂直位置。
圖3還示出，氣體傳感裝置28不必如在圖1和2中所示的那樣連接。特別地，氣體傳感裝置28可以流體連通于流量計54的治療氣體下游，其連接點也是保存器42的下游。雖然氣體傳感裝置28可以連續(xù)地操作，但是根據(jù)本發(fā)明至少一些實施例，當檢測到由氧氣濃縮機10提供的或離開增強器16的治療氣體時，氣體傳感裝置28優(yōu)選地約每10分鐘對氣體取樣。每10分鐘操作氣體傳感裝置28可以延長氣體傳感裝置28的各種組件的使用壽命，并且特別可以延長諸如氧化鋯技術的氧選擇傳感器的使用壽命。當氣體傳感裝置28如在圖3中所示連接時，雖然通過保存器42向患者端口41供應治療氣體，但可能沒有足夠的流量用來分析。因此，在這些實施例中，系統(tǒng)300可以或者短暫地切換到連續(xù)流模式(通過閥42的調位)以允許用于操作氣體傳感裝置28的足夠流量；或者通過從保存器42增加劑量的大小得到足夠時間以允許操作氣體傳感裝置28。
雖然圖1至3示出本發(fā)明不同的實施例，但應該注意在備選的實施例中可以利用在其他圖中未示出的任何實施例的特征。例如，圖1的將氧氣濃縮機10的壓縮機11連接于氣罐14的線路33同樣可以用在圖2和3中示出的實施例中。此外，在圖2中示出的內部氣罐44同樣可以用在圖3中示出的實施例中。另外，氣體傳感裝置28可以流體連通于圖1和2中或者圖3中示出的系統(tǒng)。這些變型的每一個都落在本發(fā)明的精神和范圍內。
通常參考所有附圖，應該理解，每一個閥可以直接或間接地由控制器56控制，雖然為了不使附圖過于復雜沒有在所有的附圖中示出控制器。因此，圖1的閥26可以由控制器56控制，該閥通過氣體傳感裝置28從氧氣濃縮機10的出口側或者增強器16的出口側來選擇測試源。同樣，圖3的閥52可以直接或間接地通過控制器56選擇地調位，該閥在連續(xù)模式或允許離開氧氣濃縮機10的治療氣體前進到增強器16中選擇操作。可以在無聲操作期間關閉的閥46(同樣可以在無聲操作期間打開的閥48)可以由控制器56控制。
上述的說明意在對本發(fā)明各種實施例和原理的說明。一旦完全明白上述的內容，對本領域技術人員來說多種變型和修改是顯而易見的。下面的權利要求書旨在包含所有這樣的變型和修改。
權利要求
1.一種傳輸-填充系統(tǒng)，包括用于增加增強器進口處提供的治療氣體的壓力從而產生壓縮的治療氣體流的增強器；連接于調節(jié)后的治療氣體流的保存器，該保存器用于在患者吸入期間供給一定劑量的治療氣體；以及用于將便攜式氣罐連接于壓縮的治療氣體流的氣罐接頭；其中傳輸-填充系統(tǒng)用于向氣罐接頭提供治療氣體以填充便攜式氣罐同時通過保存器向患者提供治療氣體。
2.如權利要求1所述的傳輸-填充系統(tǒng)，進一步包括流體連通于氣罐接頭的氣體傳感裝置，氣體傳感裝置用于探測治療氣體的純度；并且其中傳輸-填充系統(tǒng)用于允許所連接的便攜式氣罐中的一部分氣體流到氣體傳感裝置，并且其中如果由氣體傳感裝置測定的氣罐中氣體純度低于預定的極限，傳輸-填充系統(tǒng)停止填充所連接的便攜式氣罐。
3.如權利要求2所述的傳輸-填充系統(tǒng)，其中氣體傳感裝置進一步包括氧特定(oxygen-specific)傳感器。
4.如權利要求2所述的傳輸-填充系統(tǒng)，其中氣體傳感裝置進一步包括密度傳感器。
5.如權利要求4所述的傳輸-填充系統(tǒng)，其中氣體傳感裝置進一步包括氧特定傳感器。
6.如權利要求2所述的傳輸-填充系統(tǒng)，進一步包括連接于氣罐接頭的壓縮機，壓縮機用于抽空所連接的便攜式氣罐的內容物；并且其中如果由氣體傳感裝置探測的純度低于預定的極限，壓縮機抽空所連接的便攜式氣罐。
7.如權利要求6所述的傳輸-填充系統(tǒng)，進一步包括向增強器提供治療氣體的氧氣濃縮機；并且其中壓縮機是氧氣濃縮機的一部分。
8.如權利要求6所述的傳輸-填充系統(tǒng)，其中所連接的便攜式氣罐在抽空之后填充。
9.如權利要求1所述的傳輸-填充系統(tǒng)，進一步包括連接在通向患者端口的調節(jié)側上的流量計，并且其中當操作時流量計經(jīng)由患者端口向患者提供治療氣體的連續(xù)流；連接在治療氣體源和增強器之間的閥，該閥選擇性地將治療氣體源連接于流量計和增強器中的僅僅一個；并且其中傳輸-填充系統(tǒng)利用通過流量計的連續(xù)流和由保存器供給的劑量之一向患者提供治療氣體。
10.如權利要求9所述的傳輸-填充系統(tǒng)，進一步包括機械連接于流量計的測定電路，測定電路用于探測流量計的流量設定；以及電連接于測定電路和保存器的控制器；其中控制器用于基于流量計的流量設定來設定從保存器向患者供給的劑量體積。
11.如權利要求1所述的傳輸-填充系統(tǒng)，進一步包括連接于壓縮的治療氣體流的氣罐；其中當增強器不運轉時，傳輸-填充系統(tǒng)用于從氣罐提供治療氣體。
12.如權利要求11所述的傳輸-填充系統(tǒng)，其中氣罐是傳輸-填充系統(tǒng)內部的氣罐。
13.如權利要求11所述的傳輸-填充系統(tǒng)，其中氣罐是傳輸-填充系統(tǒng)外部的氣罐。
14.如權利要求13所述的傳輸-填充系統(tǒng)，其中氣罐是連接于氣罐接頭的便攜式氣罐。
15.一種方法，包括壓縮低壓治療氣體流以形成壓縮的治療氣體流；提供壓縮的治療氣體流的第一部分以填充氣罐；以及以一定劑量的治療氣體的形式提供壓縮的治療氣體流的第二部分給患者。
16.如權利要求15所述的方法，進一步包括，在壓縮步驟和提供步驟之前，測試氣罐中的氣體。
17.如權利要求16所述的方法，其中測試氣罐中的氣體進一步包括測量氣罐中氣體的氧氣含量。
18.如權利要求16所述的方法，其中測試氣罐中的氣體進一步包括測量氣罐中氣體的密度。
19.如權利要求18所述的方法，其中測試氣罐中的氣體進一步包括測量氣罐中氣體的氧氣含量。
20.如權利要求16所述的方法，進一步包括，如果氣罐中的氣體包含污染物，則停止填充氣罐。
21.如權利要求16所述的方法，進一步包括，如果氣罐中的氣體包含污染物，則在填充之前抽空氣罐中的內容物。
22.如權利要求16所述的方法，進一步包括，基于通過流量計檢測到的治療氣體連續(xù)流量設定來設定治療氣體的劑量體積。
23.一種系統(tǒng)，包括用于增加壓縮機進口處提供的治療氣體的壓力以產生壓縮的治療氣體流的壓縮機；連接于壓縮的治療氣體流的氣罐；以及連接于壓縮的治療氣體流的保存器，該保存器用于在患者吸入期間供給一定劑量的治療氣體；其中在壓縮機不運行時，系統(tǒng)用于從氣罐提供治療氣體。
24.如權利要求23所述的系統(tǒng)，進一步包括連接于壓縮機的氧氣濃縮機，氧氣濃縮機用于向壓縮機提供治療氣體。
25.如權利要求24所述的系統(tǒng)，其中氧氣濃縮機進一步包括變壓吸附系統(tǒng)。
26.如權利要求23所述的系統(tǒng)，進一步包括用于選擇性地將氣罐連接于系統(tǒng)的接頭。
27.如權利要求26所述的系統(tǒng)，其中氣罐是便攜式氣罐。
28.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其中氣罐是系統(tǒng)內部的氣罐。
29.如權利要求28所述的系統(tǒng)，進一步包括連接于壓縮的治療氣體流的便攜式氣罐，并且其中當壓縮機不運行時，系統(tǒng)用于從氣罐和便攜式氣罐提供治療氣體。
30.如權利要求23所述的系統(tǒng)，其中壓縮機進一步包括增強器。
31.一種設備，包括用于以第一壓力獲得治療氣體并且增加治療氣體的壓力至高于第一壓力的第二壓力的增強器；流體連通于處于第二壓力的治療氣體的填充端口，填充端口用于選擇性地連接于將被治療氣體填充的氣罐；連接于填充端口的氣體傳感裝置，氣體傳感裝置用于在填充前探測氣罐中氣體的內容物。
32.如權利要求31所述的設備，其中氣體傳感裝置進一步包括氧特定傳感器。
33.如權利要求31所述的設備，其中氣體傳感裝置進一步包括密度傳感器。
34.如權利要求33所述的設備，其中氣體傳感裝置進一步包括氧特定傳感器。
35.如權利要求31所述的設備，進一步包括連接于氣罐接頭的壓縮機，壓縮機用于抽空氣罐的內容物；并且其中如果由氣體傳感裝置探測的氣罐的內容物不適合于治療使用，那么壓縮機就抽空氣罐。
36.如權利要求35所述的設備，進一步包括向增強器提供治療氣體的氧氣濃縮機；并且其中壓縮機是氧氣濃縮機的一部分。
37.一種系統(tǒng)，包括具有流體連通于處于第一壓力的治療氣體源的進口端的閥，該閥具有第一出口和第二出口，并且其中可以選擇性地允許治療氣體流向第一和第二出口中的僅僅一個；流體連通于第一出口的可調流量控制器，可調流量控制器用于產生選定流量的治療氣體連續(xù)流；流體連通于第二出口的增強器，增強器用于產生處于高于第一壓力的第二壓力的治療氣體；流體連通于處于第二壓力的治療氣體的保存器，保存器用于在患者吸入期間供給一定劑量的治療氣體；流體連通于可調流量控制器的患者出口端，并且患者出口端也流體連通于保存器；并且其中由保存器供給的治療氣體的量通過可調流量控制器的選定流量來控制。
38.如權利要求37所述的系統(tǒng)，進一步包括電連接于可調流量控制器和保存器的控制器；并且其中控制器用于測定可調流量控制器的流量設定，并且其中控制器進一步用于基于可調流量控制器的流量設定來設定由保存器供給的治療氣體的量。
全文摘要
一種用治療氣體填充便攜式氣罐并且向患者提供治療氣體的系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^保存器向患者傳輸治療氣體，或者可以以連續(xù)的模式。本發(fā)明的一些實施例可以在填充前測試便攜式氣罐的內容物。說明書還公開了一種無聲的運行模式，其中利用內部和/或外部氣罐從系統(tǒng)提供治療氣體。
文檔編號A61M16/00GK1708326SQ200380102014
公開日2005年12月14日 申請日期2003年10月7日 優(yōu)先權日2002年10月24日
發(fā)明者阿朗索·C·艾爾斯沃思, 勞倫斯·C·斯佩克特 申請人:阿科巴有限責任公司