專(zhuān)利名稱(chēng)：壓力驅(qū)動(dòng)器的硬件配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及呼吸設(shè)備，更具體地說(shuō)，涉及一種用于持續(xù)正壓氣
道(CPAP)通氣系統(tǒng)的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中該系統(tǒng)使用閉環(huán)控制系統(tǒng)中的壓 力測(cè)量來(lái)維持患者處的壓力。該壓力驅(qū)動(dòng)器可以與流量發(fā)生器裝置一起使 用，以最小化呼出阻力，并減小呼吸所做的功。
背景技術(shù)：
對(duì)呼吸有障礙患者使用呼吸裝置是公知的。通常，這類(lèi)裝置通過(guò)在整個(gè) 呼吸周期中給患者的肺提供正壓的同時(shí)允許吸入氣體和呼出氣體的正常交 換來(lái)輔助患者呼吸，以防止肺萎陷。理想地，這類(lèi)裝置在患者處提供穩(wěn)定的 CPAP，以促進(jìn)機(jī)能殘氣量(FRC)的恢復(fù)，并通過(guò)使萎陷的肺泡復(fù)原來(lái)扭 轉(zhuǎn)血氧不足。
這類(lèi)呼吸裝置在治療呼吸能力有障礙的患者中已被證明是有效的。例 如，天生具有肺疾病的嬰兒或不能維持FRC的早產(chǎn)兒可以受益于使用CPAP 療法的通氣支持。如早先所提到的，CPAP療法向嘴、鼻子或通過(guò)插入嬰兒 的導(dǎo)氣管來(lái)傳送恒定的穩(wěn)定壓力。盡管普遍證明使用這類(lèi)呼吸裝置適合于它 們的預(yù)期目的，但是這類(lèi)裝置具有某些設(shè)計(jì)缺陷，這些缺陷減損了它們?cè)谔?供呼吸護(hù)理中的整體臨床效力。例如，用于嬰兒的通氣機(jī)裝置可以在向患者氣道傳送恒定且穩(wěn)定的壓力 時(shí)提供最優(yōu)的CPAP治療。為了完成該目的，這類(lèi)通氣機(jī)系統(tǒng)通常包括用于 使至患者的加壓氣體產(chǎn)生一流量的壓力驅(qū)動(dòng)器。該氣體被傳送到包括患者與 通氣機(jī)之間的接口的患者管路。通常在氣體源和患者之間提供閥，以控制傳 送給患者的氣體的壓力和/或流量。
某些現(xiàn)有的嬰兒通氣機(jī)裝置使用手動(dòng)流量控制來(lái)控制患者處的壓力。遺
憾的是，在CPAP療法期間壓力可能會(huì)發(fā)生變化。這種壓力變化可能是由于
通氣系統(tǒng)中發(fā)生泄漏而造成的。例如，對(duì)于使用配置有鼻孔接合塞
(nostril-engaging stem )的患者接口的嬰兒通氣機(jī)來(lái)說(shuō)，鼻孔接合塞與嬰兒 的鼻子之間的泄漏可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而變大。如果患者接口被配置為覆 蓋嘴和/或鼻子的鼻罩(nasalmask),則也會(huì)由于罩的尺寸與患者的臉部不 適合或由于通氣期間罩的滑動(dòng)而發(fā)生泄漏。
遺憾的是，由于現(xiàn)有的嬰兒通氣機(jī)裝置中使用的手動(dòng)流量控制閥的不可 調(diào)節(jié)性，使得通氣系統(tǒng)中的這種泄漏可能并未得到檢測(cè)，并且會(huì)導(dǎo)致患者處 的壓力降低。另夕卜，很多現(xiàn)有的嬰兒通氣機(jī)裝置缺乏檢測(cè)泄漏或檢測(cè)患者管 路處的斷開(kāi)的能力。而且，現(xiàn)有的嬰兒通氣機(jī)裝置缺乏用于校正由于這類(lèi)泄 漏和/或斷開(kāi)而導(dǎo)致患者處壓力降低的工具。
可以看出，在本領(lǐng)域中需要持續(xù)監(jiān)測(cè)患者處的壓力以反饋給壓力控制機(jī)
才成裝置，^v而可以在患者氣道處施加準(zhǔn)確且穩(wěn)定正壓的通氣系統(tǒng)。而且，在
本領(lǐng)域中需要能夠檢測(cè)系統(tǒng)泄漏和/或患者管路斷開(kāi)的通氣系統(tǒng)，使得該通 氣系統(tǒng)可以補(bǔ)償這種泄漏，從而給患者傳送期望的壓力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明具體解決以上所提及的與現(xiàn)有CPAP通氣系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的需求。更 具體地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種壓力驅(qū)動(dòng)器，例如可以用來(lái)向患 者傳送持續(xù)正壓氣道(CPAP)通氣。有利地，壓力驅(qū)動(dòng)器合并了患者壓力 傳感器，該患者壓力傳感器與患者相鄰布置，并持續(xù)監(jiān)測(cè)患者處的壓力，用來(lái)反饋給吸氣流量控制閥，吸氣流量控制閥對(duì)該反饋?zhàn)龀鲰憫?yīng)，以穩(wěn)定的方 式來(lái)準(zhǔn)確控制CPAP。
該通氣系統(tǒng)可以包括可以與壓力驅(qū)動(dòng)器 一起使用的流量發(fā)生器或微發(fā)
生器患者管路。這種流量發(fā)生器類(lèi)似于由Duquette等于2005年9月30日提 哭的、名牙爾為Venturi Geometry Design for Flow-Generator Patient Circuit (用 于流量發(fā)生器患者管路的文氏管幾何學(xué)設(shè)計(jì))的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 11/241,303中示出并說(shuō)明的流量發(fā)生器，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用特地合 并于此。另外，這種流量發(fā)生器可以包括噴嘴構(gòu)件，該噴嘴構(gòu)件具有符合解 剖學(xué)的形狀的鼻孔塞(nostril stem),用來(lái)減小患者接口處的泄漏。這種噴 嘴構(gòu)件可以類(lèi)似于由Stenzler等于2003年10月30日提交的、名稱(chēng)為Infant Breathing Assist Apparatus (嬰兒呼吸輔助設(shè)備)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003/0200970中所示出和7>開(kāi)的噴嘴構(gòu)件，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用特地 合并于此。
如早先所提及的，用于壓力驅(qū)動(dòng)器的閉環(huán)控制系統(tǒng)特別適于提供和維持 患者處的壓力。在這點(diǎn)上，壓力驅(qū)動(dòng)器利用反饋到吸氣流量控制岡處的患者 壓力來(lái)在患者處產(chǎn)生期望的壓力。吸氣流量控制閥可以釆用各種閥配置來(lái)進(jìn) 行配置，并且優(yōu)選地，可以配置為可對(duì)DC電流或脈寬調(diào)制做出響應(yīng)的電壓 敏感型孔口 (VSO)閥。
加壓氣體通過(guò)氣體源來(lái)提供。氣體混合器可以進(jìn)一步包括在氣路中，以 向吸氣流量控制閥提供氧氣和空氣的混合物。壓力調(diào)節(jié)器可以進(jìn)一步并入氣 路，以便維持傳送給吸氣流量控制閥的最大壓力?？梢酝ㄟ^(guò)混合物控制器來(lái) 選擇性地操縱氣體中氧氣的濃度水平，該混合物控制器可以被配置為旋鈕或 其它合適的調(diào)節(jié)機(jī)械裝置。
混合物控制器可以被配置為提供從0%至100%的范圍內(nèi)任意濃度的氧 氣，該濃度由也可以并入氣路的氧氣傳感器測(cè)量得到。在CPAP治療中，當(dāng) 患者獲得正常的呼吸機(jī)能時(shí)，為了逐漸減小患者對(duì)氧氣濃度的依賴(lài)性，可以 對(duì)混合物控制器進(jìn)行周期性地調(diào)整。重要的是，患者壓力傳感器可以與患者氣道相鄰布置，例如與患者Y 形口相鄰?；颊邏毫鞲衅骺梢员慌渲脼閴毫ψ儞Q器或其它用于測(cè)量傳送給 患者的氣體中的壓力的合適儀器。吸氣流量控制閥對(duì)這種患者壓力的測(cè)量結(jié) 果做出響應(yīng)。處理器可以包括在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，根據(jù)預(yù)編程或手動(dòng)設(shè)置的 期望患者壓力水平來(lái)工作。
吸氣檢查閥可以進(jìn)一步包括在氣路中，并優(yōu)選地用于阻塞加壓氣體朝吸 氣流量控制閥的方向流動(dòng)。安全閥也可以并入氣路，并且可以與吸氣檢查閥 協(xié)作，作為在通氣系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下對(duì)患者進(jìn)行通氣的二次安全特征。 以此方式，即使氣流損耗，患者也可以從吸氣流量控制閥接收足夠的通氣。
可以通過(guò)任意合適的工具，例如安裝在壓力驅(qū)動(dòng)器殼體上的按鈕對(duì)，來(lái) 選擇性地操縱或調(diào)整期望患者壓力。也可以采用布置在壓力驅(qū)動(dòng)器殼體上的
LED元件的形式來(lái)提供期望患者壓力和實(shí)際患者壓力的讀出器。如早先所提 及的，可以通過(guò)被配置為安裝在壓力驅(qū)動(dòng)器殼體上的旋鈕的混合物控制器來(lái) 提供對(duì)至患者的氣流中氧氣濃度的操縱。
并入氣路的氧氣傳感器提供用于監(jiān)測(cè)氣體中氧氣的濃度的工具。氧氣的 濃度水平可以，例如通過(guò)使用一組LED元件的數(shù)字讀出裝置來(lái)顯示?？梢?在氣路中進(jìn)一步提供接近壓力傳感器，以便監(jiān)測(cè)和檢測(cè)通氣系統(tǒng)內(nèi)的泄漏， 以及纟全測(cè)斷開(kāi)。


參考以下描述和附圖，這里所公開(kāi)的各種實(shí)施例的這些和其它特點(diǎn)和優(yōu) 點(diǎn)將更加易于理解，在附圖中相同的附圖標(biāo)記始終指代相同的部件，其中
圖1是諸如可用于給患者提供CPAP療法的通氣系統(tǒng)和壓力驅(qū)動(dòng)器的氣 路圖2是例如可用在通氣系統(tǒng)中的給患者提供加壓氣體的壓力驅(qū)動(dòng)器的 立體正視圖3是壓力驅(qū)動(dòng)器的后部的立體圖，并示出可以共同構(gòu)成用于通氣系統(tǒng)的氣體源的空氣口和氧氣口 ；
圖4是壓力驅(qū)動(dòng)器的立體圖，并示出用于對(duì)分別由空氣口和氧氣口傳送
的外界空氣和氧氣進(jìn)行混合的氧氣混合器；
圖5是壓力驅(qū)動(dòng)器的立體后視圖，并示出組成壓力驅(qū)動(dòng)器的各個(gè)部件；
以及
圖6是壓力驅(qū)動(dòng)器的俯視橫截面圖，示出壓力驅(qū)動(dòng)器的各種部件，其中 所述各種部件包括但不限于電池組、空氣口和氧氣口、氧氣混合器、混合物 控制器、氧氣傳感器、混合物指示器和吸氣流量控制閥。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參見(jiàn)附圖，其中圖示僅僅是為了示出而非限制本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施 例，圖1是例如可用于給患者提供持續(xù)正壓氣道(CPAP)療法的通氣系統(tǒng) 的氣路圖。該通氣系統(tǒng)包括用于給患者提供加壓氣體的壓力驅(qū)動(dòng)器10。盡 管在圖1中沒(méi)有示出，但是該通氣系統(tǒng)還可以包括流量發(fā)生器或微發(fā)生器 (未示出)患者管路，例如由Duquette等人于2005年9月30日提交的、名 稱(chēng)為Venturi Geometry Design for Flow-Generator Patient Circuit (用于流量發(fā) 生器患者管路的文氏管幾何學(xué)設(shè)計(jì))的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 11/241,303中所公 開(kāi)的流量發(fā)生器患者管路，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用特地合并于此。
如上所述，流量發(fā)生器對(duì)促進(jìn)CPAP治療期間的吸入和呼出很有用。在 這點(diǎn)上，壓力驅(qū)動(dòng)器10可以與流量發(fā)生器一起使用來(lái)提供穩(wěn)定的CPAP壓 力，以便促進(jìn)患者的機(jī)能殘氣量(FRC)恢復(fù)，并校正血氧不足。這種流量 發(fā)生器通常安裝在患者接口處，且可以包括具有在解剖學(xué)上適合患者的鼻孔 的D形鼻孔接合塞的噴嘴構(gòu)件，例如在由Stenzler等于2003年10月30日 提交的、名稱(chēng)為Infant Breathing Assist Apparatus (嬰兒呼吸輔助設(shè)備)的美 國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 2003/0200970中所公開(kāi)和示出的噴嘴構(gòu)件，該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi) 容通過(guò)引用特地合并于此。并且從圖1中還可以看出，通氣系統(tǒng)可以可選地 包括用以促進(jìn)患者排出呼出氣體的呼出系統(tǒng)84。重要的是，氣路系統(tǒng)包括針對(duì)壓力驅(qū)動(dòng)器10的閉環(huán)控制系統(tǒng)72,以便
維持患者處的壓力。在這點(diǎn)上，壓力驅(qū)動(dòng)器10使用反饋給吸氣流量控制閥 52的患者壓力，以便提供準(zhǔn)確且穩(wěn)定的氣道正壓。吸氣流量控制閥52用于 響應(yīng)于患者壓力的測(cè)量結(jié)果而打開(kāi)和關(guān)閉，以便在患者處產(chǎn)生期望的壓力。
從圖l的氣路圖可以看出，氣體源26優(yōu)選地，用于向吸氣流量控制閥 52傳送氧氣和空氣的混合物。空氣可以由氣體源26從周?chē)髿庵蝎@得，之 后空氣、氧氣和/或其它氣體或其它氣體的組合進(jìn)行混合，以傳送給患者。 空氣可以從周?chē)h(huán)境中獲得，也可以從壓縮空氣罐或其它合適的源中獲得。 同樣地，氧氣可以從氧氣罐或其它合適的源中獲得。還可以設(shè)想氧氣向氣體 源26的下游傳送，例如吸氣流量控制閥52的下游或患者接口處，并且可以 被調(diào)節(jié)，以控制傳送給患者的氧氣的濃度。
從圖1中可以看出，患者壓力傳感器62可以布置為與患者Y形相鄰。 患者壓力傳感器62可以被配置為壓力變換器或其它用于測(cè)量傳送給患者的 氣體中的壓力的合適儀器。吸氣流量控制閥52通常位于氣體源26和患者之 間，并用于響應(yīng)于患者壓力的測(cè)量結(jié)果而打開(kāi)或關(guān)閉。在這點(diǎn)上，吸氣流量 控制閥52和患者壓力傳感器62組成閉環(huán)控制系統(tǒng)72。閉環(huán)控制系統(tǒng)72可 以進(jìn)一步包括適于響應(yīng)于患者壓力的測(cè)量結(jié)果而生成控制系統(tǒng)命令的處理 器或微處理器。然后這種控制系統(tǒng)命令被傳送給用于在患者處產(chǎn)生期望壓力 的吸氣流量控制閥52。用戶輸入能力和存儲(chǔ)能力可以包括在該控制系統(tǒng)中， 這在下文進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
從圖1中可以看出，氣路可以進(jìn)一步包括接近(proximal)壓力傳感器 60，該接近壓力傳感器60可以布置在壓力傳感器10的內(nèi)部，且優(yōu)選地用于 檢測(cè)通氣系統(tǒng)中的泄漏。與患者壓力傳感器62相同，接近壓力傳感器60可 以被配置為壓力變換器，并優(yōu)選地用于對(duì)通氣系統(tǒng)中的壓力進(jìn)行持續(xù)采樣， 以反饋給閉環(huán)控制系統(tǒng)72。以此方式，就可以檢測(cè)到通氣系統(tǒng)中的泄漏或 患者接口處的泄漏，從而使得吸氣流量控制閥52可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)男Ｕ?，?便維持患者處的壓力。優(yōu)選地，壓力調(diào)節(jié)器88也并入壓力驅(qū)動(dòng)器10。如圖l所示，壓力驅(qū)動(dòng)
器10流體連接在氣體源26與吸氣流量控制閥52之間，并優(yōu)選地用于調(diào)節(jié) 從氣體源26和/或從布置在氣體源26下游的氧氣混合器86流出的氣體的壓 力。壓力調(diào)節(jié)器88保證加壓氣體的恒定源對(duì)于吸氣流量控制閥52是可用的。
如早先所提及的，吸氣流量控制閥52對(duì)來(lái)自患者壓力傳感器62的反饋 做出響應(yīng)，并根據(jù)預(yù)編程或手動(dòng)設(shè)置的期望患者壓力水平來(lái)打開(kāi)和關(guān)閉合適 的量。吸氣流量控制閥52可以被配置為電壓敏感型孔口 (VSO)閥54,盡 管可替換的閥配置可以用于吸氣流量控制閥52。在VSO配置中，吸氣流量 控制閥52是電磁閥，該電磁閥響應(yīng)性地以與閉環(huán)控制系統(tǒng)72中的DC電流 或脈寬調(diào)制成比例的方式打開(kāi)或關(guān)閉。以此方式，VSO閥54可以控制氣路 中加壓氣體的流量，使其與輸入電流成比例。
如早先所提及的，壓力驅(qū)動(dòng)器IO可以包括氧氣混合器86，該氧氣混合 器86用于向患者提供周?chē)諝夂脱鯕獾幕旌衔?。在這點(diǎn)上，優(yōu)選地，氣路 可以包括布置在吸氣流量控制閥52下游的氧氣傳感器46。該氧氣傳感器46 優(yōu)選地用于測(cè)量正在傳送給患者的加壓氣體中氧氣的濃度?？梢酝ㄟ^(guò)安裝在 壓力驅(qū)動(dòng)器10上的氧氣混合物控制器44來(lái)選擇性地調(diào)整氧氣濃度，這將在 以下壓力驅(qū)動(dòng)器10硬件描述中進(jìn)行描述。在CPAP治療中，當(dāng)患者獲得正 常呼吸機(jī)能時(shí)，為了逐漸減小患者為加壓氣體中氧氣濃度的依賴(lài)性，可以對(duì) 混合物控制器44進(jìn)行周期性地調(diào)整?；旌衔锟刂破?4可以被配置為以氧氣 傳感器46所測(cè)量的從0%至100%范圍內(nèi)的任意百分比提供充氧氣體。
吸氣檢查閥56可以進(jìn)一步包括在圖1所示的氣路中。吸氣檢查閥56可 以置于患者與吸氣流量控制閥52之間，并優(yōu)選地，用于阻塞加壓氣體在從 患者向吸氣流量控制閥52的方向上流動(dòng)。在這點(diǎn)上，吸氣檢查閥56僅允許 在單一方向上(即向患者)流動(dòng)。如在氣路中所示的，安全閥58可以位于 患者和吸氣#企查閥56之間。安全閥58與吸氣4企查閥56協(xié)作以在通氣系統(tǒng) 發(fā)生故障的情況下為患者的通氣提供二次安全特征，從而即使通氣系統(tǒng)發(fā)生 故障，患者也可以接收到合適的通氣。如早先所提及的，即使氣路中發(fā)生變化或患者管路處發(fā)生變化，針對(duì)壓 力驅(qū)動(dòng)器10的閉環(huán)控制系統(tǒng)72也可以在患者氣道處提供準(zhǔn)確且穩(wěn)定的壓
力。來(lái)自患者壓力傳感器62的信號(hào)還可以被轉(zhuǎn)換為可視和/或可聽(tīng)格式的壓
力指示，使得臨床醫(yī)生可以觀察并監(jiān)測(cè)實(shí)際的患者壓力。在這點(diǎn)上，可以提
供采用數(shù)字讀出格式的期望患者壓力指示器66和實(shí)際患者壓力指示器68。 患者壓力控制器64機(jī)械裝置可以進(jìn)一步包括在壓力驅(qū)動(dòng)器10的硬件配置 中，作為允許選擇性調(diào)整期望患者壓力的工具。更具體地說(shuō)，可以通過(guò)安裝 在壓力驅(qū)動(dòng)器10的殼體12上的按鈕對(duì)來(lái)選擇性地操縱期望患者壓力。
仍參見(jiàn)圖1的氣路圖，通氣系統(tǒng)可以可選地進(jìn)一步包括呼出系統(tǒng)84, 在由患者啟動(dòng)時(shí)來(lái)促進(jìn)來(lái)自患者的呼出氣體的釋放?？梢钥闯?，呼出系統(tǒng) 84可以在壓力調(diào)節(jié)器88的下游處將患者與氣體源26相連。在這點(diǎn)上，加 壓氣體可以提供給呼出系統(tǒng)84以促進(jìn)呼出氣體的排出。呼出系統(tǒng)84與給患 者傳送吸入氣體的壓力驅(qū)動(dòng)器10并聯(lián)布置。呼出系統(tǒng)84包括以降低呼吸所 做的功的方式排出來(lái)自患者的呼出氣體所需要的元件部分。
更具體地說(shuō)，呼出系統(tǒng)84可以包括呼氣4全查閥78、呼出閥80、驅(qū)動(dòng)文 氏管82和VSO閥54。與吸氣檢查閥56的操作類(lèi)似，呼氣檢查閥78僅允 許單向流動(dòng)通過(guò)其中。更具體地，呼氣檢查閥78被配置為阻止呼出氣體在 朝患者的方向上的流動(dòng)。呼出閥80使呼氣檢查閥78與患者相連，并優(yōu)選地 用于排出來(lái)自患者的呼出氣體。這種呼出氣體可以被排放到周?chē)h(huán)境中。驅(qū) 動(dòng)文氏管82易于在由患者啟動(dòng)時(shí)排除呼出氣體，由于其獨(dú)特的幾何特性， 氣體4艮容易從呼出閥80通過(guò)驅(qū)動(dòng)文氏管82流動(dòng)。
在由患者啟動(dòng)呼出階段時(shí)，驅(qū)動(dòng)文氏管82促使呼出氣體排出患者氣道。 如圖1所示，VSO閥54連接至驅(qū)動(dòng)文氏管82,且還在壓力調(diào)節(jié)器88與吸 氣流量控制閥52之間連接至壓力驅(qū)動(dòng)器10。 VSO閥54向驅(qū)動(dòng)文氏管82提 供流量已調(diào)節(jié)的加壓氣體，用來(lái)排除呼出氣體，以便減小呼吸所做的功。圖 1的氣路中還示出從氧氣混合器86伸出的可選混合氣體口 50。這種混合氣 體口 50可以采用流體連接的方式向關(guān)閉的呼出閥80系統(tǒng)供應(yīng)加壓氣體，例如可用于雙分支(dual-limb)患者管路。
現(xiàn)在參見(jiàn)圖2至圖6，所示的是圖1中示出的通氣系統(tǒng)中所使用的壓力 驅(qū)動(dòng)器10的硬件配置的示例性實(shí)施例。壓力驅(qū)動(dòng)器10可以包括殼體12， 殼體12可以包括用于將壓力驅(qū)動(dòng)器10支撐在工作臺(tái)面上、桌子或支架上的 支腳對(duì)22。盡管示為一般的矩形，但是可以采用多種形狀、尺寸和可替換 的配置來(lái)配置該殼體12。該殼體12可以具有安裝板和前部以及后部，后部 充當(dāng)連接空氣口 32和氧氣口 28的工具。后部可以進(jìn)一步包括支承板18， 可以將歧管安裝到該支承板上，以接收空氣口 32和氧氣口 28。
電源口 38可以布置或安裝在支承板18上。電源口 38可以被配置為給 壓力驅(qū)動(dòng)器10供電和/或?qū)?nèi)部電池36或電池組34進(jìn)行充電。乂人圖3中可 以看出，壓力驅(qū)動(dòng)器10可以進(jìn)一步包括過(guò)濾器30,該過(guò)濾器30可以流體 連接至氧氣口 28,并且優(yōu)選地用于將從氧氣口 28流出的氧氣過(guò)濾為預(yù)定的 純度水平，例如0.5微米。過(guò)濾器30還示于圖5中，并被布置為與氧氣流 經(jīng)的歧管相鄰。氧氣一旦被過(guò)濾，就被提供給也在圖5中可見(jiàn)的氧氣混合器 86。
來(lái)自空氣口 32的空氣也流向氧氣混合器86，在氧氣混合器86中與期 望濃度的氧氣進(jìn)行混合，并根據(jù)預(yù)定或用戶設(shè)置的濃度水平提供給吸氣流量 控制閥52。該氧氣濃度通過(guò)操縱混合物控制器44來(lái)被調(diào)節(jié)，混合物控制器 44被示為從殼體12前側(cè)的面板16伸出的可旋轉(zhuǎn)的旋鈕。
如早先所提及的，可以提供從0%至100%的任意范圍的氧氣濃度。壓力 驅(qū)動(dòng)器IO的殼體12的面板16上還提供了混合物指示器48?；旌衔镏甘酒?48在圖中被示為三位數(shù)的數(shù)字讀出裝置，但是可以以任意合適的配置來(lái)配 置該混合物指示器48，以顯示由氧氣傳感器46測(cè)量得到的加壓氣體中氧氣 的濃度。
壓力驅(qū)動(dòng)器10進(jìn)一步包括患者壓力傳感器62,該患者壓力傳感器62 優(yōu)選地被布置為與殼體12相鄰，或容納在殼體12中?；颊邏毫鞲衅?2 用于測(cè)量患者處的壓力，以反饋給吸氣流量控制閥52。如圖5和圖6中所示，可以看出吸氣流量控制閥52安裝在殼體12中，并且如早先所提及的， 根據(jù)本發(fā)明的一方面，吸氣流量控制閥52用于響應(yīng)于對(duì)患者壓力測(cè)量結(jié)果 的反饋而打開(kāi)和關(guān)閉，患者壓力傳感器62優(yōu)選布置在患者接口裝置處。
吸氣流量控制閥5 2和患者壓力傳感器6 2在本申請(qǐng)中被定義為構(gòu)成閉環(huán) 控制系統(tǒng)72。閉環(huán)控制系統(tǒng)72可以包括能夠從患者壓力傳感器62接收輸 入的處理器，并基于由此所產(chǎn)生的信號(hào)，執(zhí)行必要的存儲(chǔ)和處理功能，以便 控制吸氣流量控制閥52的激勵(lì)參數(shù)。另外如早先所提及的，吸氣流量控制 閥52可以由VSO閥54實(shí)施，盡管其它閥類(lèi)型也被設(shè)想到。
期望患者壓力指示器66和實(shí)際患者壓力指示器68也布置在壓力驅(qū)動(dòng)器 10的前部。與混合物指示器48的配置類(lèi)似，期望患者壓力指示器66也可 以被配置為諸如通過(guò)發(fā)光二極管(LED)類(lèi)型的裝置或其它合適的顯示裝置 之類(lèi)的數(shù)字讀出器或數(shù)字顯示器。可以通過(guò)使用患者壓力控制器64來(lái)實(shí)現(xiàn) 對(duì)期望患者壓力的操縱，優(yōu)選地，該患者壓力控制器64也布置在壓力驅(qū)動(dòng) 器10的前部。
如圖2所示，患者壓力控制器64可以被配置為箭頭形狀的按鈕對(duì)，該 按鈕對(duì)允許用戶增加或減小期望患者壓力?？商鎿Q地，可以為患者壓力控制 器64提供各種控制工具。實(shí)際患者壓力指示器68可以被配置為條形圖壓力 計(jì)，該條形圖壓力計(jì)形成為L(zhǎng)ED的垂直陣列，以指示以厘米水柱為單位所 測(cè)量的由患者壓力傳感器62測(cè)量得到的實(shí)際患者壓力。然而，數(shù)字讀出器 或其它合適的用戶接口也被設(shè)想到用來(lái)提供實(shí)際患者壓力的指示。優(yōu)選地， 安裝在針對(duì)實(shí)際患者壓力的條形圖壓力計(jì)最上端和最下端的高和低壓力報(bào) 警器對(duì)42設(shè)備(例如LED的)被配置為對(duì)由患者壓力傳感器62在患者處 測(cè)量得到的超出預(yù)定范圍的患者壓力測(cè)量結(jié)果做出響應(yīng)。
可以通過(guò)安裝在壓力驅(qū)動(dòng)器10前部的電源開(kāi)關(guān)74來(lái)促進(jìn)壓力驅(qū)動(dòng)器 10的激活。電源可以通過(guò)布置在壓力驅(qū)動(dòng)器IO后部的電源口 38以AC的方 式來(lái)提供。從圖6中可以看出，壓力驅(qū)動(dòng)器10可以包括電池組34,該電池 組34由至少一個(gè)電池《且成，且優(yōu)選地由幾個(gè)電池組成，以^f更在醫(yī)院內(nèi)運(yùn)本lr或流動(dòng)運(yùn)輸期間給壓力驅(qū)動(dòng)器IO供電。另外，可再充電的電池組34可以一皮 配置為在斷電的情況下提供后備電源，使得在所有時(shí)間都提供關(guān)鍵護(hù)理的呼 吸支持。
為了提供電源狀態(tài)，可以在壓力驅(qū)動(dòng)器10的前部布置電源指示器40顯 示裝置。優(yōu)選地，電源指示器40被配置為提供關(guān)于電池電平(batterypower level)和其它電源狀況的讀出器。例如電源指示器40可以包括被配置為指 示電源40的"開(kāi)啟/關(guān)閉"狀況以及可用電池電荷量(battery charge)和/或電 池電平的LED條陣列和/或數(shù)字顯示。此外，用于指示電源是由AC源提供 還是從電池組34提供的構(gòu)造也可以在壓力驅(qū)動(dòng)器10例如在其前部可用。
以上提及的控制和顯示機(jī)械裝置中的每一種均可以進(jìn)一步具有任意種 類(lèi)的可視和/或可聽(tīng)警報(bào)能力。例如，由患者壓力傳感器62監(jiān)測(cè)到的高或低 患者壓力讀數(shù)可以激活可視和/或可聽(tīng)警報(bào)器42。同樣地，可以通過(guò)可浮見(jiàn)或 可聽(tīng)警報(bào)器42來(lái)指示電池電源的損耗和/或AC電源或低電平狀況。還可以 設(shè)想到這種警報(bào)器42機(jī)械裝置被配置為可重新設(shè)置的。
如圖所示，設(shè)想以上所提及的調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)裝置(即混合物指示器48、 期望患者壓力指示器66和實(shí)際患者壓力指示器68)可以安裝在布置于壓力 驅(qū)動(dòng)器IO的殼體12前側(cè)上的印刷電路板24上。同樣地，患者供應(yīng)口70和 呼出系統(tǒng)口 76可以安裝在壓力驅(qū)動(dòng)器10的殼體12前部的面寺反上。
應(yīng)該指出，以上所公開(kāi)的各種壓力和氧氣調(diào)節(jié)和監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)排列可 以采用除這里所示出的和描述的形式以外的任意合適的形式來(lái)排列。殼體 12本身可以包括可以大體分隔由殼體12限定的內(nèi)部空間的分隔器14構(gòu)件。 分隔器14可以將電氣組件(即電池組34、安裝有混合物指示器48、期望患 者壓力指示器66和實(shí)際患者壓力指示器68的印刷電路板24)與諸如混合 物控制器44、患者供應(yīng)口 70和呼出系統(tǒng)口 76之類(lèi)的氣路元件分開(kāi)。
參見(jiàn)圖1-6,現(xiàn)在描述壓力驅(qū)動(dòng)器IO的工作?；颊吖?yīng)口 70,例如通 過(guò)合適的患者接口與患者管路流體相連，并且可選地，呼出系統(tǒng)84例如通 過(guò)呼出系統(tǒng)口 76與壓力驅(qū)動(dòng)器10相連時(shí)，可以利用電源開(kāi)關(guān)74來(lái)激活壓力驅(qū)動(dòng)器10。氧氣可以由氧氣罐或其它合適的氧氣源通過(guò)殼體12后部處的
氧氣口 28來(lái)提供。
氧氣可以在傳送到氧氣混合器86之前通過(guò)圖3和圖5所示的過(guò)濾器30。 空氣可以被巻入空氣口 32,并被傳送至氧氣混合器86。用戶可以通過(guò)操縱 (即旋轉(zhuǎn))位于壓力驅(qū)動(dòng)器10前部的混合物控制器44來(lái)調(diào)節(jié)期望的氧氣濃 度。然后，加壓氣體的混合物被傳送至限制其最大壓力的壓力調(diào)節(jié)器88。 接著加壓氣體被提供給響應(yīng)于關(guān)于患者壓力的用戶輸入而工作的吸氣流量 控制閥52。
如早先所提及的，患者壓力控制器64可以允許選擇性地操縱氣路中的 壓力?；颊邏毫鞲衅?2持續(xù)地監(jiān)測(cè)患者處的壓力，并向吸氣流量控制閥 52傳送表示該壓力的信號(hào)，然后吸氣流量控制閥52打開(kāi)和關(guān)閉，以便達(dá)到 期望的患者壓力。吸氣檢查閥56阻止氣體在從患者到吸氣流量控制閥52的 方向上流動(dòng)，并與安全閥58—起工作，作為患者通氣期間的二次安全特征。 接近壓力變換器傳感并檢測(cè)諸如由于患者接口處或氣路中其它位置處的泄 漏而導(dǎo)致的壓力損耗，并出于補(bǔ)償目的而向控制器(即控制系統(tǒng))發(fā)送該壓 力損耗的表示信號(hào)。
可以向可選的呼出系統(tǒng)84供應(yīng)來(lái)自壓力調(diào)節(jié)器88的加壓氣體，并且可 選的呼出系統(tǒng)84與VSO閥54和驅(qū)動(dòng)文氏管82 —起工作來(lái)促進(jìn)患者呼出氣 體通過(guò)呼出閥而排除。呼氣檢查閥78布置在呼出閥與患者之間，并阻止來(lái) 自呼出閥的流返回到患者?？梢酝ㄟ^(guò)操縱按鈕對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)于期望患者壓力的 用戶輸入，如早先所提及的。此外，可以通過(guò)操縱(即旋轉(zhuǎn))壓力驅(qū)動(dòng)器 10的前部上的混合物控制器44來(lái)調(diào)節(jié)傳送給患者的氣體中氧氣的濃度。
可以通過(guò)以包括以上所提及的LED讀出器的任意合適形式配置的實(shí)際 患者壓力指示器68和期望患者壓力指示器66來(lái)提供實(shí)際和期望患者壓力的 可視和/或可聽(tīng)指示。已設(shè)想到將其它輸入和輸出能力例如存儲(chǔ)能力和數(shù)據(jù) 輸入能力)并入壓力驅(qū)動(dòng)器10的控制系統(tǒng)。壓力驅(qū)動(dòng)器10的電源狀態(tài)同樣 可以通過(guò)以上所提及的電平和警報(bào)器42構(gòu)造傳達(dá)給用戶。有利地，電池36和/或電池組34的合并允許醫(yī)院內(nèi)運(yùn)輸，或者在斷電的情況下用于緊急后備 電源。
本發(fā)明的另外修改和改進(jìn)對(duì)于那些本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)很明顯。因此， 這里所描述和示出的部分的特定組合意在僅表示本發(fā)明的某些實(shí)施例，并不 意在作為對(duì)本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的可替換裝置的限制。
權(quán)利要求
1、一種對(duì)患者進(jìn)行通氣的通氣系統(tǒng)的壓力驅(qū)動(dòng)器，該壓力驅(qū)動(dòng)器包括氣體源；患者壓力傳感器，用于測(cè)量患者處的壓力；以及吸氣流量控制閥，置于所述氣體源與患者之間，并用于響應(yīng)于患者壓力的測(cè)量結(jié)果而打開(kāi)和關(guān)閉。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述患者壓力傳感器和所述吸氣流量控制閥構(gòu)成閉環(huán)控制系統(tǒng)，所述閉 環(huán)控制系統(tǒng)用于響應(yīng)于所述患者壓力的測(cè)量結(jié)果而生成控制系統(tǒng)命令；并且所述吸氣流量控制閥用于響應(yīng)于所述控制系統(tǒng)命令而打開(kāi)和關(guān)閉，以在 患者處產(chǎn)生期望的壓力。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述患者壓力傳感器被配 置為壓力變換器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括 用于檢測(cè)患者處的泄漏的接近壓力傳感器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述氣體源用于向所述吸 氣流量控制閥傳送氧氣和空氣的混合物。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括用于測(cè)量傳送給患 者的氣體中氧氣的濃度的氧氣傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述吸氣流量控制閥被配 置為電壓萄丈感型孔口 (VSO)閥。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括置于患者與所述吸 氣流量控制閥之間的安全閥。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括置于患者與所述吸 氣流量控制閥之間的吸氣檢查閥，該吸氣檢查閥用于阻塞從患者到所述吸氣 流量控制閥的方向上的流動(dòng)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括使患者與所述氣體源相連、并與所述吸氣流量控制閥并聯(lián)排列的呼出系統(tǒng)，所述呼出系統(tǒng)用于 排出來(lái)自患者的呼出氣體。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述呼出系統(tǒng)包括呼出閥和使所述呼出閥與患者相連的呼氣檢查閥，所述呼氣檢查閥用于阻止從所 述呼出閥到患者的方向上的流動(dòng)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述呼出系統(tǒng)包括置于 所述呼出閥和患者之間的電壓敏感型孔口 (VSO)閥。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述呼出系統(tǒng)包括置于 所述VSO閥和所述呼出閥之間的驅(qū)動(dòng)文氏管，所述驅(qū)動(dòng)文氏管用于促進(jìn)氣 體的流動(dòng)。
14、 一種對(duì)患者進(jìn)行通氣的持續(xù)正壓氣道(CPAP)通氣系統(tǒng)的壓力驅(qū) 動(dòng)器，所述壓力驅(qū)動(dòng)器包括氣體源；壓力調(diào)節(jié)器，流體連接至所述氣體源，用于調(diào)節(jié)來(lái)自所述氣體源的氣體 的壓力；閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括吸氣流量控制閥，流體連接在所述壓力調(diào)節(jié)器與患者之間； 患者壓力傳感器，用于測(cè)量患者處的壓力，以反饋給所述吸氣流量控制閥；其中所述吸氣流量控制閥用于響應(yīng)于患者壓力的測(cè)量結(jié)果而打開(kāi)和關(guān)閉。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步包 括用于檢測(cè)患者處的泄漏的接近壓力傳感器。
16、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述氣體源包括被配置 為向患者提供周?chē)諝夂脱鯕獾幕旌衔锏难鯕饣旌掀鳌?br> 17、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述控制系統(tǒng)進(jìn)一步包括置于患者與所述吸氣流量控制閥之間的接近壓力傳感器，所述接近壓力傳 感器用于檢測(cè)患者處的泄漏。
18、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括置于患者與所述 吸氣流量控制閥之間的安全閥，該安全閥用于限制傳送給患者的氣體的壓 力。
19、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括置于患者與所述 吸氣流量控制閥之間并用于阻止從患者到所述吸氣流量控制閥的方向上的 流動(dòng)的吸氣檢查閥。
20、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，其中所述CPAP通氣系統(tǒng)進(jìn) 一步包括從患者處伸出的呼出系統(tǒng)，與所述吸氣流量控制閥并聯(lián)，所述呼出系統(tǒng) 包括呼氣檢查閥，被配置為阻止朝患者的方向上的流動(dòng)； 呼出閥，使所述呼氣檢查閥與患者相連，并且用于排出來(lái)自患者 的呼出氣體；驅(qū)動(dòng)文氏管，連接至所述呼出閥，并且被配置為促進(jìn)來(lái)自所述呼 出閥的呼出氣體的流動(dòng)；以及電壓敏感型孔口 (VSO)閥，連接至所述驅(qū)動(dòng)文氏管，并在所述 壓力調(diào)節(jié)器與所述吸氣流量控制閥之間相連，用于調(diào)節(jié)來(lái)自所述呼出 閥的氣體的流量。
21、 一種對(duì)患者進(jìn)行通氣的通氣系統(tǒng)的壓力驅(qū)動(dòng)器，所述壓力驅(qū)動(dòng)器包括殼體；氣體源，包括安裝在所述殼體上的氧氣口和空氣口； 患者壓力傳感器，布置在所述殼體上，并用于測(cè)量患者處的壓力； 壓力調(diào)節(jié)器，布置在所述殼體上，并流體連接至所述氣體源，并用于調(diào) 節(jié)從所述氣體源流出的氣體的壓力；吸氣流量控制閥，布置在所述殼體上，并置于所述氣體源與患者之間， 所述吸氣流量控制閥用于響應(yīng)于患者壓力的測(cè)量結(jié)果而打開(kāi)和關(guān)閉，以在患者處產(chǎn)生期望的壓力；混合物控制器，被配置為允許選擇性地調(diào)整傳送給患者的氧氣的濃度； 氧氣混合器，連接至所述氣體源，并用于響應(yīng)于所述混合物控制器的設(shè)置而向所述吸氣流量控制閥傳送氧氣和空氣的混合物；以及 氧氣傳感器，用于測(cè)量提供給患者的氣體中氧氣的濃度。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括連接至所述氧氣 口并用于過(guò)濾從所述氧氣口流出的氧氣的過(guò)濾器。
23、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括用于給所述壓力 驅(qū)動(dòng)器供電的電池組。
24、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括電源口，所述電 源口安裝在所述殼體上，并可連接至外部電源，以給所述壓力驅(qū)動(dòng)器供電。
25、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的壓力驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括 期望患者壓力指示器，用于指示期望傳送給患者的氣體的壓力； 實(shí)際患者壓力指示器，用于指示由所述患者壓力傳感器測(cè)量得到的實(shí)際傳送給患者的氣體的壓力。
全文摘要
一種用于通氣系統(tǒng)的壓力驅(qū)動(dòng)器，包括氣體源、吸氣流量控制閥和患者壓力傳感器，以形成閉環(huán)控制系統(tǒng)。所述吸氣流量控制閥可以安裝在殼體中，且用于響應(yīng)于患者壓力的測(cè)量結(jié)果而打開(kāi)和關(guān)閉，以便在患者處產(chǎn)生期望的壓力。所述壓力驅(qū)動(dòng)器可以進(jìn)一步包括混合物控制器，用于允許選擇性地調(diào)整傳送給患者的加壓氣體中氧氣的濃度。氧氣混合器連接在所述氣體源和所述混合器之間，且用于向所述吸氣流量控制閥傳送氧氣和空氣的期望混合物，用來(lái)傳送給患者。氧氣傳感器監(jiān)測(cè)由氧氣混合器提供的氣體中氧氣的濃度。
文檔編號(hào)A61M16/00GK101437564SQ200680053195
公開(kāi)日2009年5月20日 申請(qǐng)日期2006年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月21日
發(fā)明者史蒂文·迪凱特, 哈羅德·米勒, 斯泰夫·漢, 特里·布蘭斯腓爾德 申請(qǐng)人:偉亞醫(yī)療系統(tǒng)制造有限公司