專利名稱：用于呼吸設(shè)備中的患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸入和觸覺(jué)輸出的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體涉及呼吸設(shè)備中用于調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸入裝置的領(lǐng)域。更具體
地，本發(fā)明涉及用于為呼吸設(shè)備提供患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸入的方法和裝置。在實(shí) 施例中，本發(fā)明涉及提供手動(dòng)輸入，用于操作在呼吸麻醉輸送系統(tǒng)中的麻醉患者呼吸回路 的可調(diào)壓力限制閥。
背景技術(shù)：
麻醉患者呼吸回路用來(lái)將包含麻醉蒸氣的氣體傳送到患者，以給患者帶來(lái)鎮(zhèn)靜。 麻醉機(jī)提供氣體和汽化了的麻醉劑的混合物。此混合物通過(guò)麻醉患者呼吸回路傳送到患 者。為了限制手動(dòng)通氣期間的最大壓力，在麻醉患者呼吸回路中提供了可調(diào)壓力限制(APL) 閥。APL閥是減壓閥，當(dāng)回路內(nèi)的壓力達(dá)到預(yù)定水平時(shí)，其給麻醉患者呼吸回路放氣，從而使 得患者不受過(guò)壓的影響。APL閥可由用戶調(diào)節(jié)，以使得在運(yùn)行期間在患者呼吸系統(tǒng)中允許有 不同的最大壓力，且最大壓力可由用戶確定。APL閥的開(kāi)啟壓力是患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)。
在手動(dòng)通氣期間，操作員，通常是麻醉師，通常在患者附近，其一只手操作手動(dòng)通 氣囊。操作員的另一只手控制例如患者的面罩，并借助APL閥調(diào)節(jié)麻醉機(jī)上的參數(shù)，例如麻 醉患者呼吸回路中的最大壓力。這通常出現(xiàn)在靜脈注射鎮(zhèn)靜劑的過(guò)程期間的手術(shù)之前的誘 導(dǎo)麻醉時(shí)和借助麻醉機(jī)開(kāi)始機(jī)器輔助的通氣時(shí)。此外，這出現(xiàn)在當(dāng)患者從鎮(zhèn)靜中醒來(lái)且使 患者回到自發(fā)呼吸時(shí)的手術(shù)之后的麻醉結(jié)束時(shí)。在這些關(guān)鍵階段期間，麻醉師忙于處理手 動(dòng)通氣囊和患者。在通過(guò)通氣囊手動(dòng)地對(duì)患者進(jìn)行通氣的同時(shí)，麻醉師要觀察諸如吸入和 呼出氣體的濃度、血氧、ECG、EEG等許多生理參數(shù)。因此，在這些緊張的階段期間，麻醉師不 大可能通過(guò)視覺(jué)方式控制麻醉機(jī)。 美國(guó)專利5， 950， 623公開(kāi)了一種具有非線性偏置器件的可調(diào)壓力限制(APL)閥。 該APL閥具有可動(dòng)的閥部件，該可動(dòng)的閥部件可由預(yù)定壓力移動(dòng)到打開(kāi)位置，且可移動(dòng)到 閥座上的關(guān)閉位置。通過(guò)使控制旋鈕旋轉(zhuǎn)，用戶調(diào)節(jié)偏置，使可動(dòng)的閥部件朝關(guān)閉位置起作 用，以設(shè)置閥的開(kāi)啟壓力?？刂菩o以機(jī)械的方式聯(lián)接到可動(dòng)的閥部件上。更確切地說(shuō)，通 過(guò)使控制旋鈕旋轉(zhuǎn)來(lái)使抵靠著可動(dòng)的閥部件起作用的彈簧壓縮或伸展。通過(guò)以機(jī)械的方式 在控制旋鈕的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和彈簧的壓縮或伸展之間提供非線性關(guān)系，可實(shí)現(xiàn)APL閥的非線性 偏置。 然而，美國(guó)專利5，950，623中公開(kāi)的APL閥像所有的直接以機(jī)械的方式操作的 APL閥一樣，具有許多缺點(diǎn)。當(dāng)如現(xiàn)在的情況，需要具有緊密公差的可重復(fù)性時(shí)，機(jī)械的解 決方案非常昂貴。此外，閥操作單元的機(jī)械構(gòu)造易受磨損的影響，磨損一方面限制了操作 單元的壽命，另一方面隨著時(shí)間的過(guò)去會(huì)引起調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的不合需要的變化。另外，所期望 使得用戶在操作控制旋鈕時(shí)不需要看著控制旋鈕的觸覺(jué)反饋限于某些預(yù)先規(guī)定的旋轉(zhuǎn)角 度。此外，可通過(guò)這種機(jī)械方式的解決方案提供的觸覺(jué)反饋是完全被動(dòng)的，例如克服兩個(gè)方 向上的彈簧負(fù)載的力。另外，所提供的觸覺(jué)反饋常常限于單個(gè)類型的觸覺(jué)反饋，如美國(guó)專利
55，950，623中公開(kāi)的閥的情況那樣，其中具有不同螺距的兩個(gè)區(qū)域控制抵靠著閥部件起作 用的彈簧的壓縮。另外，患者壓力直接抵靠著彈簧負(fù)載起作用且影響彈簧負(fù)載，這是不合需 要的，因?yàn)閬?lái)自控制旋鈕的觸覺(jué)反饋由此而直接受影響。最后，美國(guó)專利5， 950， 623中公開(kāi) 的類型的APL閥需要在不同患者之間進(jìn)行消毒，例如通過(guò)對(duì)控制旋鈕和閥機(jī)構(gòu)進(jìn)行高壓滅 菌。這促使APL閥機(jī)構(gòu)的加速磨損。 與本申請(qǐng)相同的申請(qǐng)人的EP-A1-1421966中公開(kāi)了用于控制APL閥的電子解決方 案。更確切地說(shuō)，公開(kāi)了 一種麻醉裝置，其包括用于將命令無(wú)線傳輸?shù)接脩艚涌诘倪h(yuǎn)程控制 器，僅當(dāng)麻醉裝置設(shè)置成用于手動(dòng)通氣時(shí)，用戶接口才執(zhí)行來(lái)自遠(yuǎn)程控制器的命令。就此而 論，遠(yuǎn)程控制器包括用于機(jī)器參數(shù)(例如通過(guò)以電子的方式受控制的APL閥而允許的過(guò)壓 水平)的控制器。在實(shí)施例中，控制器被實(shí)現(xiàn)為滾輪，其類似于計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)滾輪，但具有與 機(jī)器參數(shù)的預(yù)定設(shè)置有關(guān)的確定的位置。這些機(jī)器參數(shù)可針對(duì)裝置進(jìn)行永久性編程，可針 對(duì)每個(gè)患者進(jìn)行編程，或者可包括由操作員編程以在接通手動(dòng)通氣時(shí)使用的值。通過(guò)最后 提到的備選方案，當(dāng)接通手動(dòng)通氣時(shí)，滾輪可自動(dòng)占據(jù)明確的位置?？墒褂脧挠脩艚涌诎l(fā)送 到遠(yuǎn)程控制器的控制信號(hào)和用于響應(yīng)于該信號(hào)的滾輪的小型驅(qū)動(dòng)馬達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
雖然EP-A1-1421966中提供的解決方案解決了機(jī)械的APL閥控制單元的缺點(diǎn)，但 是它沒(méi)有用觸覺(jué)反饋對(duì)用戶提供APL被通過(guò)滾動(dòng)滾輪調(diào)節(jié)在哪個(gè)壓力范圍。小型驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 可僅建立限定的起點(diǎn)，例如在低壓限值處，且使?jié)L輪沿一個(gè)方向或其它方向轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)降低或 提高APL閥的開(kāi)啟壓力。然而，一旦操作員開(kāi)始前后滾動(dòng)滾輪，則需要在麻醉機(jī)上的控制顯 示器上有視覺(jué)反饋來(lái)建立APL閥的當(dāng)前調(diào)節(jié)的壓力限值。沒(méi)有提供由APL閥控制的當(dāng)前調(diào) 節(jié)的壓力限值的觸覺(jué)反饋。 因此，需要用于調(diào)節(jié)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的改進(jìn)的方法和裝置?；颊哧P(guān)鍵的運(yùn)行 參數(shù)為例如麻醉患者呼吸回路中的最大壓力限值，最大壓力限值可借助例如APL閥來(lái)調(diào) 節(jié)。 因此，用于至少一個(gè)調(diào)節(jié)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)(例如為麻醉患者呼吸回路的APL 閥的可調(diào)節(jié)壓力限值提供控制值)的改進(jìn)的或不同的方法和裝置將是有利的，且更具體 地，允許增強(qiáng)的靈活性、有成本效益的，以及/或用戶友好的操作方法和裝置將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)根據(jù)專利權(quán)利要求書(shū)提供裝置、方法、計(jì)算機(jī)程序，以
及裝置的用途，來(lái)優(yōu)選地設(shè)法單獨(dú)地或以任何組合的方式減輕、緩和或消除諸如以上所指 出的本領(lǐng)域中的一個(gè)或多個(gè)不足或缺點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供了包括在呼吸設(shè)備中的手動(dòng)輸入-輸出裝置。該
手動(dòng)輸入-輸出裝置設(shè)計(jì)成用于提供手動(dòng)輸入，以調(diào)節(jié)呼吸設(shè)備的至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn) 行參數(shù)，其中手動(dòng)輸入-輸出裝置根據(jù)手動(dòng)輸入-輸出裝置對(duì)至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參
數(shù)的調(diào)節(jié)可編程用于觸覺(jué)反饋。手動(dòng)輸入-輸出裝置包括操作部件，操作部件適于提供至 少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸入，適于提供手動(dòng)輸出；構(gòu)造成檢測(cè)操作部件的運(yùn)動(dòng) 的檢測(cè)單元；以及觸覺(jué)反饋單元，其構(gòu)造成取決于檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)而將手動(dòng)輸出作為機(jī)械輸出 施加于操作部件。 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種借助設(shè)計(jì)成用于為呼吸設(shè)備提供手動(dòng)輸入
6的手動(dòng)輸入_輸出裝置來(lái)調(diào)節(jié)呼吸設(shè)備的至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的方法。該方法包 括根據(jù)至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸入通過(guò)手動(dòng)輸入-輸出裝置的操作部件限 定用于手動(dòng)輸入-輸出裝置的觸覺(jué)反饋；借助檢測(cè)單元檢測(cè)操作部件的運(yùn)動(dòng)；以及取決于 檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)而借助觸覺(jué)反饋單元對(duì)操作部件提供機(jī)械輸出來(lái)通過(guò)操作部件將觸覺(jué)反饋 提供為手動(dòng)輸出。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于借助設(shè)計(jì)成為麻醉系統(tǒng)提供手動(dòng)輸入的 手動(dòng)輸入-輸出裝置來(lái)調(diào)節(jié)呼吸設(shè)備的至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算機(jī)程序。計(jì)算 機(jī)程序用于由計(jì)算機(jī)處理，且包括第一代碼段，其用于根據(jù)手動(dòng)輸入-輸出裝置的操作部 件對(duì)至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)來(lái)限定用于手動(dòng)輸入_輸出裝置的觸覺(jué)反饋；第 二代碼段，用于借助檢測(cè)單元檢測(cè)操作部件的運(yùn)動(dòng)；以及第三代碼段，用于取決于檢測(cè)到的 運(yùn)動(dòng)而借助觸覺(jué)反饋單元為操作部件提供機(jī)械輸出來(lái)通過(guò)操作部件將觸覺(jué)反饋提供為手 動(dòng)輸出。 根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面，在麻醉系統(tǒng)中提供了根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面的手動(dòng) 輸入-輸出裝置的用途，用于調(diào)節(jié)可調(diào)壓力限制(APL)閥的開(kāi)啟壓力水平。
本發(fā)明的另外的實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中限定。 本發(fā)明的一些實(shí)施例提供APL閥操作單元例如旋轉(zhuǎn)的操作旋鈕的可編程的非接 觸型操作模式。 本發(fā)明的一些實(shí)施例還提供APL閥操作單元的非機(jī)械的無(wú)磨損操作。 本發(fā)明的一些實(shí)施例提供患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的觸覺(jué)反饋，例如手動(dòng)輸入裝置上
的APL閥的開(kāi)啟壓力，其可關(guān)于運(yùn)行的位置、激活力、活力、強(qiáng)度、幅度、方向等進(jìn)行編程。 本發(fā)明的一些實(shí)施例提供APL閥操作單元的操作，APL閥操作單元例如在其啟動(dòng)
時(shí)可立即操作，而無(wú)需將APL閥操作單元重新定位到限定的初始位置。 本發(fā)明的一些實(shí)施例提供APL閥操作單元在限定的操作時(shí)間下的壓力范圍內(nèi)的
獨(dú)特的觸覺(jué)反饋。 當(dāng)調(diào)節(jié)呼吸設(shè)備的患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)時(shí)，一些實(shí)施例提供改進(jìn)的患者安全性。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，當(dāng)用于本說(shuō)明書(shū)中時(shí)，用語(yǔ)"包括/包含"用來(lái)說(shuō)明存在所述特征、整 數(shù)、步驟或構(gòu)件，而不排除存在或增加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、構(gòu)件或它們的組


參照附圖，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的實(shí)施例的這些和其它方面、 特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚和明白，其中 圖1是具有麻醉患者呼吸回路和可調(diào)壓力限制(APL)閥的麻醉系統(tǒng)的示意圖；
圖2是用于手動(dòng)地調(diào)節(jié)電子APL閥的開(kāi)啟壓力水平形式的患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的 手動(dòng)輸入裝置的實(shí)施例的示意圖； 圖3是在手動(dòng)輸入裝置的不同旋轉(zhuǎn)范圍的不同操作模式的示意圖；
圖4A是示出了手動(dòng)輸入裝置沿第一方向的旋轉(zhuǎn)和對(duì)應(yīng)的觸覺(jué)反饋的曲線圖；
圖4B是圖示了手動(dòng)輸入裝置沿第二方向，即與第一方向相反的方向的旋轉(zhuǎn)和對(duì) 應(yīng)的觸覺(jué)反饋的曲線7
圖5是用于手動(dòng)地調(diào)節(jié)電子APL閥的開(kāi)啟壓力水平，以及麻醉輸送系統(tǒng)的其它運(yùn) 行參數(shù)的手動(dòng)輸入裝置的又一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參考附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行描述。但是，本發(fā)明可體現(xiàn)為許多不 同的形式，且本發(fā)明不應(yīng)理解為限于本文所闡明的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例是為了使 本公開(kāi)全面和完整，且對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員充分地傳達(dá)本發(fā)明的范圍。在附圖中示出的實(shí)施 例的詳細(xì)描述中所使用的術(shù)語(yǔ)不意圖限制本發(fā)明。在附圖中，相同的標(biāo)號(hào)指的是相同的元 件。 以下描述集中在可應(yīng)用于麻醉機(jī)的手動(dòng)輸入裝置的本發(fā)明的實(shí)施例上，且集中在 根據(jù)實(shí)施例可應(yīng)用于提供觸覺(jué)反饋以調(diào)節(jié)麻醉機(jī)的麻醉患者呼吸回路中的APL閥的手動(dòng) 輸入裝置。 觸覺(jué)或力反饋是指觸覺(jué)被引入人-機(jī)接口中的技術(shù)領(lǐng)域。傳統(tǒng)上，呼吸設(shè)備的用 戶接口裝置是只可輸入的。它們跟蹤物理操作以作為輸入，但不提供表示這種操作的結(jié)果 的物理反饋。根據(jù)實(shí)施例的觸覺(jué)輸入裝置允許用戶直接與呼吸設(shè)備交互。用戶接收選擇的 交互，而不是只與總是感覺(jué)一樣的輸入裝置交互。此外，觸覺(jué)反饋是可編程的，且可適于不 同的患者或呼吸設(shè)備的運(yùn)行情況。提供具有觸覺(jué)反饋的輸入裝置實(shí)質(zhì)上為輸入裝置在進(jìn)行 操作的時(shí)候提供了輸出裝置。 輸入裝置的可控觸覺(jué)反饋是指可編程或可調(diào)的觸覺(jué)反饋，例如依賴于當(dāng)前的操作 情況，患者情況或用戶輸入。 然而，將理解的是，本發(fā)明不限于提供用于調(diào)節(jié)麻醉患者呼吸回路中的APL閥的 觸覺(jué)反饋的具體應(yīng)用，而是可在其它實(shí)施例應(yīng)用于許多不同的呼吸設(shè)備，或者可在某些實(shí) 施例中應(yīng)用于與呼吸設(shè)備有關(guān)的許多其它參數(shù)，包括例如患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸 入，患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)為例如呼氣末正壓(PEEP)、吸氣壓力上限值、啟動(dòng)壓力、新鮮氣體 流、呼吸容量、吸氣量、氣體濃度，例如氧(02)濃度、一氧化二氮(N20)濃度、一氧化氮(NO) 濃度、例如借助汽化器等輸送的麻醉劑的濃度等。根據(jù)實(shí)施例，這些參數(shù)可具有相關(guān)聯(lián)的單 獨(dú)的觸覺(jué)反饋曲線，這些觸覺(jué)反饋曲線被編程到呼吸設(shè)備的手動(dòng)輸入裝置中，例如通氣機(jī) 或麻醉機(jī)的旋轉(zhuǎn)式旋鈕。用于調(diào)節(jié)呼吸設(shè)備的參數(shù)而沒(méi)有反饋的旋轉(zhuǎn)式旋鈕形式的手動(dòng)輸 入裝置在例如美國(guó)專利5，678， 539中公開(kāi)，該專利的全部結(jié)合在本文中，特別是美國(guó)專利 5， 678， 539的圖2的旋鈕21和第4欄第25-55行。相同的手動(dòng)輸入裝置可在沒(méi)有用于其它 參數(shù)的觸覺(jué)反饋的情況下操作，其它參數(shù)為例如非患者關(guān)鍵的，且其它參數(shù)可借助手動(dòng)輸 入裝置來(lái)調(diào)節(jié)，例如呼吸模式的輸入、患者姓名等。通過(guò)對(duì)這些參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)使用本 發(fā)明，可通過(guò)提供除了由用戶接口 (例如顯示器、氣壓計(jì)讀數(shù)等)提供的視覺(jué)反饋之外的觸 覺(jué)反饋來(lái)有利地提高患者安全。 美國(guó)專利6， 834， 647公開(kāi)了允許操作員相對(duì)于通氣機(jī)和患者而移動(dòng)的用于呼吸 通氣機(jī)的遠(yuǎn)程控制器。從與患者或通氣機(jī)相關(guān)聯(lián)的傳感器中(第3欄第20-21行)提供了 表明特定患者或與通氣機(jī)相關(guān)的呼吸或生理參數(shù)(例如氣道壓、呼吸容量、脈膊率、血壓、 動(dòng)脈血氧飽和)的參數(shù)信號(hào)(第8欄第36-41行)。與這種多個(gè)可用的檢測(cè)到的呼吸或生 理參數(shù)中的選定的參數(shù)有關(guān)的數(shù)據(jù)被顯示在監(jiān)視器上，或者通過(guò)終端被提供到遠(yuǎn)程控制器
8(32，第3欄第51-58行和第4欄第22-26行)，以提供那個(gè)特定的選定的呼吸或生理參數(shù)的 觸覺(jué)反饋。 指明的是發(fā)送到遠(yuǎn)程控制器的數(shù)據(jù)總是基于與由傳感器生成的當(dāng)前參數(shù)的讀數(shù) 有關(guān)的傳感器輸出。這種傳感器為例如氣體壓力傳感器、氣體流量傳感器、血壓傳感器、脈 膊血氧計(jì)等。提供開(kāi)關(guān)(60)來(lái)選擇將多個(gè)參數(shù)中的哪一個(gè)發(fā)送到遠(yuǎn)程控制器(第5欄第 35-40行)。 美國(guó)專利6， 834， 647的遠(yuǎn)程控制器包括由操作員的手容納的部件。該部件包括可 動(dòng)的觸發(fā)器，用于由操作員的手指抓住。力施加元件聯(lián)接到觸發(fā)器上，以響應(yīng)于自終端接收 到的參數(shù)信號(hào)而將力施加于操作員的手指。由此將參數(shù)的實(shí)際值的觸覺(jué)感覺(jué)提供給用戶。 觸發(fā)器的運(yùn)動(dòng)可提供單獨(dú)的控制信號(hào)，以對(duì)通氣機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制(第4欄第1-16行)。
然而，美國(guó)專利US 6， 834， 647的遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)不提供基于由操作員給定的控制 信號(hào)的直接的觸覺(jué)反饋(見(jiàn)圖2，信號(hào)88是單向的，以及第9欄第8-16行)。反饋總是來(lái)源 于傳感器輸出，如以上所提到的。而且，根據(jù)美國(guó)專利6，834，647描述的實(shí)施例，與由觸發(fā) 器控制的生理或通氣參數(shù)不同的生理或通氣參數(shù)通常反饋到遠(yuǎn)程控制器觸發(fā)器，用于觸覺(jué) 反饋。美國(guó)專利6，834，647的優(yōu)選實(shí)施例是呼吸袋的模擬，其中呼吸容量由觸發(fā)器的手動(dòng) 動(dòng)作控制，且從氣道壓(圖2中的84)提供的患者壓力確定觸覺(jué)反饋(例如第6欄第42-57 行)。 美國(guó)專利6， 834， 647沒(méi)有明確提到，且不能在該文所提到的不同的實(shí)施例上讀到 的是，相同的生理或通氣參數(shù)兩者均可由遠(yuǎn)程控制器的觸發(fā)器調(diào)節(jié)，且可從相同的生理或 通氣參數(shù)對(duì)觸發(fā)器提供反饋，用于觸覺(jué)反饋。即使這可以實(shí)現(xiàn)，考慮到目前描述的發(fā)明，且 與美國(guó)專利6，834， 647的教導(dǎo)相比，由于中間傳感器提供反饋信號(hào)而引起的內(nèi)在的過(guò)渡時(shí) 間和時(shí)間延遲會(huì)使系統(tǒng)在實(shí)踐中不能使用，因?yàn)榛颊甙踩赡苁艿酵{。例如，當(dāng)相對(duì)迅速 地調(diào)節(jié)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)時(shí)，即顯著地快于調(diào)節(jié)的作用通過(guò)控制信號(hào)在某個(gè)范圍內(nèi)反饋 的速度，可能不能保證患者安全?；颊哧P(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)為例如APL閥的開(kāi)啟壓力、最大吸氣 患者壓力等。例如，如果最大吸氣患者壓力的允許的值通過(guò)控制信號(hào)(例如通過(guò)在現(xiàn)有的 低吸氣患者壓力下迅速地壓按遠(yuǎn)程控制器的觸發(fā)器)而在大范圍內(nèi)迅速增加，則可造成對(duì) 應(yīng)于危險(xiǎn)的高吸氣患者壓力的控制信號(hào)，而不會(huì)給用戶關(guān)于此調(diào)節(jié)的反饋。這種危險(xiǎn)的高 吸氣患者壓力的設(shè)置不會(huì)受觸覺(jué)反饋的高阻力的阻礙，因?yàn)閬?lái)自那個(gè)時(shí)刻的對(duì)應(yīng)的壓力傳 感器的信號(hào)指示低值，這暗示對(duì)操作員的手的觸發(fā)器中的低阻力。僅當(dāng)漸增的吸氣患者壓 力隨后會(huì)增加時(shí)，對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)才因此還將提高觸發(fā)器把手中的阻力。然而，因?yàn)橛|發(fā)器 可能已經(jīng)被一直壓按著，所以根本不會(huì)將漸增的阻力作為觸覺(jué)反饋提供到操作員。因此操 作員不知道危險(xiǎn)的高吸氣患者壓力。類似地，關(guān)鍵情況可能發(fā)生在當(dāng)呼氣期間借助遠(yuǎn)程控 制器調(diào)節(jié)這種患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)時(shí)，例如可在呼氣期間選擇非常高的呼吸容量，這將在 隨后的吸氣階段期間引起非常高的吸氣流量，而操作員卻不能從觸覺(jué)反饋知道這種調(diào)節(jié)。 因此，當(dāng)設(shè)置參數(shù)時(shí)，沒(méi)有由操作員設(shè)置的參數(shù)的幅度的直接反饋，僅公開(kāi)了非觸覺(jué)反饋。
與此相反，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)是可調(diào)的，而不會(huì)危及患者 安全。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)到實(shí)施例，在圖1中示意性地顯示了麻醉系統(tǒng)1。麻醉裝置1為例如麻醉 機(jī)，且連接到待麻醉的患者2上。新鮮氣體流F從新鮮氣體單元3中提供，新鮮氣體單元3包括用于一氧化二氮的第一氣體連接4、用于氧氣的第二氣體連接5，以及用于壓縮空氣的 第三氣體連接6。新鮮氣體單元3提供笑氣和氧氣的選擇混合物或空氣和氧氣的選擇混合 物的混合?；旌衔锉蛔鳛樾迈r氣體流F提供到患者呼吸回路7。氣體流向由圖l中的箭頭 指示。用于準(zhǔn)備新鮮氣體的其它布置是已知的，且本文不再另外說(shuō)明。起初，新鮮氣體通過(guò) 患者呼吸回路7傳送，通過(guò)吸氣管9到達(dá)置于患者2的嘴巴和鼻子的上面的面罩8。新鮮氣 體可能供有麻醉劑?；蛘撸?0在患者呼吸回路7中提供麻醉劑。患者呼吸回路7可 在許多不同的操作模式中操作，例如作為不具有重復(fù)呼吸的開(kāi)放系統(tǒng)；諸如具有部分的重 復(fù)呼吸的貝因(Bain)和麥?zhǔn)?Mapelson)的半開(kāi)放系統(tǒng)；或者具有充分的重復(fù)呼吸的封閉 系統(tǒng)。面罩8的各種設(shè)計(jì)是已知的，甚至可采用氣管或氣管切開(kāi)術(shù)管來(lái)代替面罩8。呼出氣 體通過(guò)呼出管16傳送通過(guò)患者回路7。呼出氣體在不具有重復(fù)呼吸的開(kāi)放系統(tǒng)中通過(guò)排氣 裝置15而從麻醉機(jī)1中排出，例如通過(guò)"啟動(dòng)(pop off)"閥排到排氣系統(tǒng)，或者在半開(kāi)放 或封閉系統(tǒng)中至少部分地返回到患者。"啟動(dòng)"閥指的是在機(jī)械通氣期間控制患者呼吸回路 中的最大壓力的過(guò)壓減壓閥。 專利呼吸回路7可包括吸收器(未示出)，以去掉患者回路內(nèi)的再循環(huán)氣體的(A， 以防止(A聚集；確保患者回路內(nèi)的氣體沿適當(dāng)?shù)姆较蛄鲃?dòng)的多種止回閥；以及減壓閥，當(dāng) 回路內(nèi)的壓力達(dá)到預(yù)定點(diǎn)時(shí)，減壓閥使患者呼吸回路通氣，以使得患者不受任何過(guò)壓的影 響。減壓閥指的是可調(diào)壓力限制(APL)閥17，且可由用戶調(diào)節(jié)，以使得在運(yùn)行期間在患者呼 吸回路7內(nèi)允許有不同的最大壓力，且最大壓力可由用戶確定。APL閥17聯(lián)接到排氣系統(tǒng) 上，以處理通過(guò)APL閥17自呼吸回路7中排出的氣體。 在傳統(tǒng)的機(jī)械呼吸裝置中，經(jīng)常存在APL閥和啟動(dòng)閥兩者。但是，在電子系統(tǒng)中， 單個(gè)閥可提供APL閥和啟動(dòng)閥兩者的功能，因?yàn)檩斎胙b置不再以機(jī)械的方式聯(lián)接到以電子 的方式調(diào)整的最大壓力控制閥上。例如，與本申請(qǐng)相同的申請(qǐng)人的未出版的專利申請(qǐng)PCT/ EP2006/070068(通過(guò)引用而整體地結(jié)合在本文中)公開(kāi)了這種集成的閥。特別地，圖7和 PCT/EP2006/070068的對(duì)應(yīng)的說(shuō)明描述了構(gòu)造成用于具有啟動(dòng)閥和APL閥的手動(dòng)和機(jī)械通 氣的通氣系統(tǒng)。此外，圖1和圖4以及PCT/EP2006/070068的對(duì)應(yīng)的說(shuō)明描述了具有以電 子的方式控制的APL閥的通氣系統(tǒng)。 本發(fā)明的實(shí)施例可以用除了本文描述的通氣系統(tǒng)之外的其它通氣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，例如 PCT/EP2006/070068中描述的通氣系統(tǒng)。 回到圖l，借助手動(dòng)輸入-輸出裝置18生成用于調(diào)節(jié)APL閥17的開(kāi)啟壓力的輸 入。手動(dòng)輸入-輸出裝置18遠(yuǎn)離APL閥。另外，手動(dòng)輸入-輸出裝置18可針對(duì)觸覺(jué)反饋 進(jìn)行編程，且包括用于提供手動(dòng)輸入和輸出的操作部件20、檢測(cè)操作部件20的運(yùn)動(dòng)的檢測(cè) 單元，以及取決于檢測(cè)到的操作部件20的運(yùn)動(dòng)而將機(jī)械輸出施加于操作部件20的觸覺(jué)反 饋單元22。以下將參照?qǐng)D2、3、4A和4B對(duì)手動(dòng)輸入_輸出裝置18進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。
用戶可借助用戶接口 11為麻醉裝置1設(shè)置操作模式以及參數(shù)值。在本實(shí)例中，用 戶接口 11具有某個(gè)形式的輸入單元12。用戶接口 11可基于物理輸入單元、諸如交互式屏 幕的基于軟件的輸入單元，或者它們的組合。 麻醉裝置1能夠在手動(dòng)和機(jī)械通氣模式兩者中操作，因此設(shè)有手動(dòng)通氣囊13和機(jī) 械通氣機(jī)14。可以按許多不同的已知方式來(lái)實(shí)現(xiàn)這些構(gòu)件與患者回路7的連接，且不需要 進(jìn)行另外的詳細(xì)描述。
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在機(jī)械通氣期間，通過(guò)瓶中袋裝置或由直接通氣提供持續(xù)的新鮮氣體流。單向閥
控制呼吸回路中的流向，且多余的氣體通過(guò)啟動(dòng)閥而通過(guò)排氣裝置排出。 在手動(dòng)通氣期間，將新鮮氣體流供應(yīng)到患者，從而使得患者能夠自發(fā)地呼吸?？山?br> 助手動(dòng)通氣囊來(lái)支持患者的呼吸。多余的氣體通過(guò)APL閥17而通過(guò)排氣裝置排出。確定
被排出的多余的氣體量的開(kāi)啟壓力由APL閥17確定。 在患者2的手動(dòng)通氣期間，操作員通常需要密切監(jiān)視患者2，以及手動(dòng)通氣囊13， 如以上已經(jīng)描述的。 手動(dòng)輸入裝置18以機(jī)械的方式完全與電子APL閥17斷開(kāi)，從而使得沒(méi)有來(lái)自患 者呼吸回路7中的壓力的直接反饋提供到手動(dòng)輸入裝置18。在一方面，這是有利的，因?yàn)榇?進(jìn)了對(duì)正確的開(kāi)啟壓力的控制。在另一方面，仍然期望為用戶提供觸覺(jué)反饋，如說(shuō)明書(shū)的介 紹部分中所闡明的。為了進(jìn)一步說(shuō)明這一需要，闡明了手動(dòng)通氣囊13的填充程度不一定提 供對(duì)患者呼吸回路7中的壓力的直接反饋。 操作員通過(guò)手動(dòng)通氣囊"感覺(jué)"患者的肺，且由此接收觸覺(jué)反饋。然而，假如APL 閥17調(diào)節(jié)到低開(kāi)啟壓力，或者調(diào)節(jié)到完全打開(kāi)，則基本所有的氣體可作為多余的氣體而通 過(guò)APL閥17排出。在這種情況下，患者的通氣不能得到保證，且手動(dòng)通氣囊13變空了，即 操作員失去對(duì)患者的任何觸覺(jué)反饋。在缺少來(lái)自手動(dòng)通氣囊的這種觸覺(jué)反饋后，用戶通常 將APL閥調(diào)節(jié)到較高的開(kāi)啟壓力，以便減少多余的氣體通過(guò)APL閥17的排出，且以便提高 患者呼吸回路中的壓力。同時(shí)，用戶將使02氣體沖入患者呼吸回路中，以迅速地用氣體體 積再填充患者呼吸回路。 然而，如果例如APL閥調(diào)節(jié)到非常高的開(kāi)啟壓力，或者調(diào)節(jié)到完全關(guān)閉，則基本上 不會(huì)排出多余的氣體，且手動(dòng)通氣囊13的尺寸繼續(xù)增大。橡膠手動(dòng)通氣囊13的順從性隨 著袋尺寸的增加而增加，這意味著增大手動(dòng)通氣囊13的體積引起的壓力的上升可忽略，直 到達(dá)到額定容量為止。當(dāng)在這一點(diǎn)上增加更多體積時(shí)，壓力迅速上升。為了提高患者安全， 手動(dòng)通氣囊13的操作員需要以另一種方式提供與由手動(dòng)通氣囊13的填充程度提供的觸覺(jué) 反饋的不同的反饋。這可由在較高的開(kāi)啟壓力水平下具有漸增的操作阻力的APL閥提供， 如美國(guó)專利5， 950， 623所公開(kāi)的。根據(jù)本文所述的實(shí)施例，當(dāng)用戶操作手動(dòng)輸入裝置18來(lái) 控制APL閥17的開(kāi)啟壓力時(shí)，這種反饋被作為觸覺(jué)反饋而提供給用戶。
圖2是用于手動(dòng)調(diào)節(jié)麻醉機(jī)的至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸入裝置18的實(shí)施例的 示意圖，在本實(shí)施例中，該至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)為電子APL閥17的開(kāi)啟壓力水平。APL閥17的 開(kāi)啟壓力借助手動(dòng)輸入裝置18來(lái)調(diào)節(jié)，手動(dòng)輸入裝置18依賴于其機(jī)械位置而產(chǎn)生電子信 號(hào)。電子信號(hào)被處理，且被提供到電子APL閥17，以調(diào)節(jié)電子APL閥17的開(kāi)啟壓力。電子 APL閥17本身設(shè)置在使得電子APL閥17與患者呼吸回路7氣動(dòng)連接的位置處。取決于麻 醉機(jī)或患者呼吸回路的設(shè)計(jì)，在操作患者呼吸回路7的一個(gè)模式中，患者呼吸回路7可僅在 手動(dòng)通氣期間連接到APL閥17上。這可由麻醉機(jī)1的選擇器旋鈕或模式轉(zhuǎn)換器提供，麻醉 機(jī)1可設(shè)置成袋或手動(dòng)通氣模式。當(dāng)選擇器旋鈕設(shè)置成機(jī)械通氣模式或受控通氣模式時(shí)， APL閥不再是患者呼吸回路7的一部分。在此模式中，即使APL閥保持打開(kāi)，也沒(méi)有氣體能 夠從患者呼吸回路7離開(kāi)APL閥17。 例如，可以用電子方式調(diào)節(jié)的彈簧壓縮力控制APL閥17的開(kāi)啟壓力。更確切地 說(shuō)，呼吸回路7里面的壓力必須產(chǎn)生超過(guò)彈簧壓縮力的力，以使APL閥打開(kāi)?；蛘?，提供電
11子APL閥的其它設(shè)計(jì)，例如類似于已知的呼氣閥的調(diào)壓閥，以便能夠以更好的方式控制APL 閥的開(kāi)啟壓力。備選的電子APL閥在PCT/EP2006/070068中有描述。 無(wú)論哪種情況，隨著壓力由于新鮮氣體流和呼吸袋的手動(dòng)壓縮的組合而繼續(xù)增 大，APL閥17的開(kāi)啟壓力被超過(guò)，且多余的氣體被排到清除系統(tǒng)。 另外，手動(dòng)輸入裝置18可針對(duì)觸覺(jué)反饋進(jìn)行編程，且包括用于提供手動(dòng)輸入的操 作部件20、檢測(cè)操作部件20的運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)單元，以及取決于檢測(cè)到的操作部件20的運(yùn)動(dòng)而 將機(jī)械輸出施加于操作部件20的觸覺(jué)反饋單元22。 觸覺(jué)反饋單元22提供麻醉機(jī)的接口，該接口通過(guò)將諸如力、振動(dòng)和/或動(dòng)作的機(jī) 械輸出施加給操作員而通過(guò)觸覺(jué)來(lái)與麻醉機(jī)的操作員交互。換句話說(shuō)，觸覺(jué)反饋是基于操 作員對(duì)操作部件20的物理操作的，且在手動(dòng)地操作操作部件20時(shí)，觸覺(jué)反饋對(duì)操作員提供 物理反饋感覺(jué)。手動(dòng)輸入-輸出裝置18的實(shí)際反饋例如可關(guān)于棘爪(detent)的動(dòng)作的范 圍、阻尼和硬度特性、間隔、數(shù)量和形狀等進(jìn)行編程。可編程的反饋本身還可取決于麻醉機(jī) 1的其它設(shè)置，例如患者類別。觸覺(jué)反饋可關(guān)于手動(dòng)輸入-輸出裝置18的位置、激活力、活 力、強(qiáng)度、幅度、操作方向等進(jìn)行編程。 更詳細(xì)地，觸覺(jué)反饋輸入裝置18的實(shí)施例包括手動(dòng)地旋轉(zhuǎn)的旋鈕20。編碼器23 布置成檢測(cè)旋鈕20的旋轉(zhuǎn)角度。馬達(dá)22構(gòu)造成通過(guò)軸21將扭矩施加于旋鈕20?？刂破?單元25構(gòu)造成響應(yīng)于編碼器23檢測(cè)到的、通過(guò)編碼器信號(hào)26供應(yīng)到控制器單元25的旋 轉(zhuǎn)角度a而通過(guò)控制信號(hào)27來(lái)控制馬達(dá)22。旋鈕20的手動(dòng)旋轉(zhuǎn)通過(guò)軸21傳送到編碼 器23，在編碼器23中檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度a 。例如，旋鈕20順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，以便增加APL閥17的 開(kāi)啟壓力，由此增加患者呼吸回路7中的最大壓力。控制器單元25響應(yīng)于旋轉(zhuǎn)角度a而 將操作信號(hào)28輸出到電子APL閥17，電子APL閥17是單獨(dú)的裝置。取決于旋轉(zhuǎn)的旋鈕20 的當(dāng)前調(diào)節(jié)的旋轉(zhuǎn)角度a ，相應(yīng)地調(diào)節(jié)電子APL閥17的開(kāi)啟壓力?？赏ㄟ^(guò)電動(dòng)馬達(dá)22將 扭矩施加于軸21，且由此將扭矩施加于旋鈕20。馬達(dá)22的扭矩可關(guān)于強(qiáng)度和時(shí)間進(jìn)行編 程。例如，可沿與旋鈕20的旋轉(zhuǎn)方向相反的方向從馬達(dá)22將漸增的扭矩施加于旋鈕20，以 增加選定的開(kāi)啟壓力。這將為操作員提供旋鈕的增大了的旋轉(zhuǎn)阻力，從而給出閥目前在操 作的開(kāi)啟壓力的范圍的即刻反饋。 不是獲得像觸覺(jué)力反饋一樣的感覺(jué)，而是觸覺(jué)反饋可通過(guò)以與旋鈕的旋轉(zhuǎn)方向相 同的方向?qū)⑴ぞ厥┘佑谛o20來(lái)提供加速的感覺(jué)，或者當(dāng)旋鈕20的旋轉(zhuǎn)角度超過(guò)預(yù)定的 旋轉(zhuǎn)角度時(shí)，通過(guò)倒轉(zhuǎn)施加于旋鈕20的扭矩而通過(guò)觸覺(jué)反饋獲得點(diǎn)按感覺(jué)。
在運(yùn)行開(kāi)始時(shí)，例如，當(dāng)麻醉機(jī)1的運(yùn)行模式從機(jī)械通氣切換到手動(dòng)通氣，且APL 閥17和輸入單元18都觸發(fā)的時(shí)候，可旋轉(zhuǎn)旋鈕20的位置在任意的旋轉(zhuǎn)開(kāi)始位置上。但是， 旋鈕20觸發(fā)時(shí)的位置是不重要的。因?yàn)樾o20可沿兩個(gè)方向沒(méi)有終點(diǎn)地旋轉(zhuǎn)，所以當(dāng)前 位置可看作是開(kāi)始位置?；蛘?，如果需要的話，可提供旋鈕20的固定的、限定的位置。在這 種情況下，例如，當(dāng)切換到手動(dòng)通氣模式或從手動(dòng)通氣模式切換時(shí)，終點(diǎn)位置可限定為旋鈕 20要旋轉(zhuǎn)到的位置。可借助馬達(dá)22使得旋鈕20這樣積極地返回到初始位置。
在本實(shí)施例中，操作員感覺(jué)到的實(shí)際的終點(diǎn)位置由馬達(dá)22提供的觸覺(jué)反饋提供。 編碼器23可提供相對(duì)于旋鈕20的這個(gè)最初的開(kāi)始位置的相對(duì)位置，或者可提供旋鈕20的 絕對(duì)角位置。APL閥17的初始開(kāi)啟壓力水平由控制器單元25通過(guò)信號(hào)28調(diào)節(jié)。初始開(kāi)啟 壓力可編程為固定值，或者適于特定的用戶設(shè)置。例如，初始開(kāi)啟壓力可選擇得相當(dāng)?shù)?，例如在IO厘米水柱的范圍中，以便提供進(jìn)入手動(dòng)通氣囊13的限定的流量，但不會(huì)由于可能聚 集在患者呼吸回路7中的太高的壓力而使患者受到傷害?；蛘?，可選擇的是，可在當(dāng)前位置 處調(diào)節(jié)開(kāi)啟壓力水平，而無(wú)需使旋鈕旋轉(zhuǎn)到限定的位置，APL閥17的初始開(kāi)啟壓力可設(shè)置 成0厘米水柱，即APL閥是完全打開(kāi)的，且對(duì)患者呼吸回路7進(jìn)行了通氣。在這種情況下， 旋鈕初始化為在旋轉(zhuǎn)位置31處，如圖3所示，且這將在以下進(jìn)行更加詳細(xì)的闡述。在實(shí)施 例中，可取決于麻醉機(jī)1上設(shè)置的患者類別來(lái)選擇初始開(kāi)啟壓力，以及手動(dòng)輸入裝置18的 整個(gè)觸覺(jué)反饋特性。例如，新生兒患者可能比成人患者更容易受到患者呼吸回路7中的較 低的壓力的傷害。因此，對(duì)于新生兒患者，初始開(kāi)啟壓力可選擇得非常低或者為零，而成人 患者可具有選擇得高得多的初始開(kāi)啟壓力。 現(xiàn)在參照?qǐng)D3、4A和4B對(duì)手動(dòng)輸入裝置18的不同旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的不同操作模式的 實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。 在示出的實(shí)施例中，編碼器23檢測(cè)到的旋轉(zhuǎn)角度a在旋鈕20的整個(gè)旋轉(zhuǎn)上為 360度。在其它實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)角度a的范圍可具有另外的值，大于或小于360度。如實(shí) 施例中的整個(gè)旋轉(zhuǎn)，或者備選地旋轉(zhuǎn)角度a的另外的范圍，可細(xì)分成多個(gè)相鄰的區(qū)或子范 圍(在下文中還稱為"范圍"，為了簡(jiǎn)潔起見(jiàn)，其具有下標(biāo))。在圖3、4A和4B中，示出了范 圍R。、R!、R2、R3和R4。 范圍R。從線30處的虛擬的零度位置延伸到第一旋轉(zhuǎn)角度a 1()范圍&從第一旋 轉(zhuǎn)角度a工處的線31處的位置延伸到第二旋轉(zhuǎn)角度a 2。范圍R2從第二旋轉(zhuǎn)角度a 2處的 位置延伸到第三旋轉(zhuǎn)角度a3。范圍1 3從第三旋轉(zhuǎn)角度c^處的位置延伸到線32處的第四 旋轉(zhuǎn)角度a4。范圍&從第四旋轉(zhuǎn)角度、處的位置延伸到線30處的虛擬0度位置，從而 完成旋鈕20的整個(gè)旋轉(zhuǎn)。 在實(shí)施例中，線31是代表用于調(diào)節(jié)APL閥17的開(kāi)啟壓力的起點(diǎn)的端線。因此，范 圍R。代表手動(dòng)輸入裝置18按逆時(shí)針提供高阻力但按順時(shí)針提供低阻力的范圍。這在圖4A 和圖4B中示出。圖4A代表當(dāng)操作員以如簡(jiǎn)頭41所描繪的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)旋鈕20時(shí)，施 加于旋鈕20的馬達(dá)22的扭矩T。圖4B示出了代表當(dāng)操作員以如箭頭42所描繪的相反的 逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)旋鈕20時(shí)，施加于旋鈕20的馬達(dá)22的扭矩T。 所示出的實(shí)施例的范圍&代表APL閥17的低開(kāi)啟壓力的范圍。在范圍&中，由 馬達(dá)22施加于軸21和旋鈕的扭矩提供的觸覺(jué)反饋可為零，即旋鈕在兩個(gè)方向上都可容易 地旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)僅受摩擦阻力的阻礙?；蛘撸?dāng)以如箭頭41所描繪的順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)旋鈕20 時(shí)，可在范圍Ri中施加漸增的扭矩T。當(dāng)以如箭頭42所描繪的相反的逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)旋鈕 20時(shí)，可在范圍&中施加不同的扭矩或者甚至是加速度。因此當(dāng)朝第一旋轉(zhuǎn)角度a工的位 置逆時(shí)針地手動(dòng)促動(dòng)旋轉(zhuǎn)的旋鈕20時(shí)，操作員感覺(jué)到就要達(dá)到終點(diǎn)31。
示出的實(shí)施例的范圍R2代表APL閥17的中等大小的開(kāi)啟壓力的范圍。在范圍R2 中，由馬達(dá)22施加于旋鈕20的扭矩T提供的觸覺(jué)反饋可以沿順時(shí)針?lè)较驖u增，或者如圖4A 中所示出的，可在恒定的升高的水平上。然而，旋鈕沿相反的逆時(shí)針?lè)较?2可非常容易地 旋轉(zhuǎn)。因此操作員感覺(jué)到APL閥17的開(kāi)啟壓力的中等壓力范圍R2被調(diào)節(jié)。
實(shí)施例的范圍R3代表APL閥17的高開(kāi)啟壓力的范圍。在范圍R3中，由馬達(dá)22施 加于旋鈕20的扭矩T提供的觸覺(jué)反饋可沿順時(shí)針?lè)较虺畲笈ぞ厮?最大"或者像圖4A 中所圖示的那樣進(jìn)一步增加。然而，旋鈕在相反的逆時(shí)針?lè)较?2上可非常容易地旋轉(zhuǎn)。因此操作員感覺(jué)到APL閥17的開(kāi)啟壓力的高壓力范圍Rs被調(diào)節(jié)。 范圍R4從第四旋轉(zhuǎn)角度a 4處的位置延伸到線30處的虛擬0度位置，從而完成旋鈕20的整個(gè)旋轉(zhuǎn)。在范圍R4中，由馬達(dá)22沿順時(shí)針?lè)较蚴┘佑谛o20的扭矩T提供的觸覺(jué)反饋在最大扭矩水平"最大"處。然而，旋鈕20在相反的逆時(shí)針?lè)较?2上可非常容易地旋轉(zhuǎn)。 范圍R。、HR3和R4之間的過(guò)渡可由棘爪反饋回操作員，從而對(duì)操作員提供"點(diǎn)按"感覺(jué)，如圖4A和4B中所示。被作為觸覺(jué)反饋提供的這種棘爪可用于標(biāo)記預(yù)定的壓力水平。 因此，觸覺(jué)反饋對(duì)于范圍R。、Rp&、R3和R4中的每一個(gè)都不同，且觸覺(jué)反饋取決于旋鈕20的運(yùn)行方向。 附圖中未示出的其它實(shí)施例可在逆時(shí)針?lè)较蛏咸峁┍人境龅母叩淖枇?，其?br> 分地低于沿順時(shí)針?lè)较虻淖枇?。而且，不同范圍中的觸覺(jué)曲線在兩個(gè)方向上可能是基本相
同的，但是在不同的阻力水平上，例如，圖4A的"順時(shí)針"曲線40可平行于T軸進(jìn)行平移，
形成對(duì)應(yīng)于圖4B的"逆時(shí)針"曲線，從而形成如滯后的閉合的觸覺(jué)反饋曲線。這可改善輸
入裝置在操作的當(dāng)前操作的范圍的觸覺(jué)易辨認(rèn)性或清晰度。 在實(shí)施例中，"順時(shí)針"觸覺(jué)反饋與"逆"時(shí)針觸覺(jué)反饋顯著地不同。 在一些實(shí)施例中，子范圍的數(shù)量可與參照以上所述的實(shí)施例描述和說(shuō)明的那些不
同。例如，單個(gè)范圍或多個(gè)子范圍可具有用于某個(gè)患者類別的經(jīng)特別地編程的第一觸覺(jué)反
饋曲線，以及用于另一患者類別的不同的第二觸覺(jué)反饋曲線。 一些實(shí)施例的觸覺(jué)反饋還可
包括借助諸如輸入裝置的振動(dòng)或抖動(dòng)的觸覺(jué)反饋來(lái)將警報(bào)情況傳送到用戶。 圖5是用于手動(dòng)調(diào)節(jié)電子APL閥17的開(kāi)啟壓力水平以及麻醉輸送系統(tǒng)的其它運(yùn)
行參數(shù)的手動(dòng)輸入裝置50的另外的實(shí)施例的示意圖。APL閥17的開(kāi)啟壓力可如以上參照
圖2-4所述的那樣調(diào)節(jié)。手動(dòng)輸入裝置50的實(shí)施例提供為具有若干個(gè)自由度的多功能旋
轉(zhuǎn)式旋鈕。例如，可向下壓按旋鈕，以便激活02沖洗。可通過(guò)使旋鈕沿某個(gè)方向傾斜來(lái)調(diào)
節(jié)從混合器3注入患者呼吸回路7中的新鮮氣體量。可通過(guò)使旋鈕沿另一傾斜方向傾斜來(lái)
調(diào)節(jié)另外的運(yùn)行參數(shù)。當(dāng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)中的任何一個(gè)(例如取決于新鮮氣體傾斜方向的旋
鈕的可變阻力)時(shí)，可提供觸覺(jué)反饋。例如，當(dāng)激活02沖洗功能時(shí)，可例如通過(guò)旋鈕的點(diǎn)按
感覺(jué)或者向上和向下的振動(dòng)或往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)提供觸覺(jué)反饋?；蛘?，逆著輸入的方向的反饋力
可隨著激活時(shí)間的增加而增加，從而設(shè)法恢復(fù)最初的旋鈕位置。 或者，可將單獨(dú)的02沖洗按鈕提供為旋轉(zhuǎn)式旋鈕中的嵌入式或凹入式按鈕。此特征使得患者安全得到增強(qiáng)，因?yàn)榉乐沽藷o(wú)意地激活02沖洗。通過(guò)對(duì)用戶指示02沖洗的激活的觸覺(jué)反饋，安全性可進(jìn)一步增強(qiáng)。 此外，可將另外的功能集成到輸入裝置50中。例如，當(dāng)使旋鈕從初始位置向上提升時(shí)，可激活功能，例如壓力釋放功能。此外，可在激活壓力釋放功能時(shí)提供觸覺(jué)反饋。當(dāng)壓力在未被其它壓力控制器或限壓閥(例如APL閥)覆蓋的呼吸設(shè)備的一部分中上升時(shí)，期望的是壓力釋放由用戶激活。例如，由于過(guò)壓(過(guò)壓可使手動(dòng)通氣囊無(wú)彈性，而且甚至可能阻止手動(dòng)通氣囊的壓縮)的原因，可能會(huì)發(fā)生一些呼吸設(shè)備的呼吸回路的鎖定。這又使得無(wú)法為患者供應(yīng)呼吸氣體。因此，為了迅速地從手動(dòng)通氣囊中放出氣體，可能需要壓力釋放功能。通常地，通過(guò)突然斷開(kāi)使呼吸設(shè)備與患者連接的管來(lái)執(zhí)行這種壓力釋放。通過(guò)這么做，允許呼吸回路和手動(dòng)通氣囊中的氣體漏出，據(jù)此呼吸設(shè)備返回到正常運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，當(dāng) 通過(guò)斷開(kāi)患者管子來(lái)斷開(kāi)呼吸回路時(shí)，也許包含麻醉劑的呼吸氣體會(huì)自患者管子中釋放出 來(lái)，且操作人員會(huì)暴露于呼吸氣體。 當(dāng)壓力被釋放時(shí)，在提起旋鈕之后，從所述呼吸設(shè)備的一部分的壓力釋放就由呼 吸設(shè)備的壓力釋放單元以適當(dāng)?shù)姆绞絹?lái)促動(dòng)。當(dāng)釋放時(shí)，旋鈕可例如通過(guò)適當(dāng)?shù)膹椈闪Γ?者通過(guò)使用觸覺(jué)反饋單元，自己返回初始位置。由于壓力釋放功能，操作人員可免于不希望 地暴露于也許包含麻醉劑的呼吸氣體，因?yàn)榭赏ㄟ^(guò)適當(dāng)?shù)膲毫︶尫艈卧?，例如以流體的方 式連接到排放線路上的壓力減壓閥，使釋放的氣體以受控的方式從呼吸設(shè)備中排放出來(lái)。
通過(guò)將多種功能集合到輸入裝置50中，可由單個(gè)輸入裝置來(lái)執(zhí)行多種功能，從而 允許簡(jiǎn)單的手柄。這可得到改進(jìn)的功能，因?yàn)椴僮鲉T不需要斷開(kāi)患者管子，從而減少了工作 量，而且產(chǎn)生對(duì)操作員不那么有壓力的環(huán)境，并且由此患者安全得到了提高。此外，輸入裝 置50可節(jié)省呼吸設(shè)備上的有價(jià)值的空間。 或者，壓力釋放功能可由單獨(dú)的輸入裝置控制，該單獨(dú)的輸入裝置可設(shè)有觸覺(jué)反 饋。 在本上下文中，僅在麻醉機(jī)1的手動(dòng)或自發(fā)的通氣模式下使用APL閥。但是，APL 閥還可在APL閥與患者呼吸回路保持氣動(dòng)連接的模式中操作，即使選擇器旋鈕被設(shè)置成機(jī) 械通氣模式。即使在這種情況下，如果需要，手動(dòng)輸入裝置也可提供關(guān)于經(jīng)調(diào)節(jié)的開(kāi)啟壓力 的觸覺(jué)反饋。 已經(jīng)參照特定的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。但是，以上所述的之外的其它實(shí)施 例在本發(fā)明的范圍內(nèi)同樣也是可行的?？稍谟蓪＠麢?quán)利要求書(shū)所限定的本發(fā)明的范圍內(nèi)提 供通過(guò)硬件或軟件執(zhí)行方法的與以上所述的那些不同的方法步驟。本發(fā)明的實(shí)施例的不同 特征和步驟可以以上所述的之外的其它組合來(lái)組合。 如本文所用，單數(shù)形式"一"、"一個(gè)"和"所述"意圖同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非清楚
地另作說(shuō)明。另外將進(jìn)一步理解的是，當(dāng)在本說(shuō)明書(shū)時(shí)中使用時(shí)，用語(yǔ)"包括"、"包含"指定
所述特征、整數(shù)、步驟、運(yùn)行、元件和/或構(gòu)件的存在性，但不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整
數(shù)、步驟、運(yùn)行、元件、構(gòu)件和/或它們的組合的存在性和附加性。將理解的是，當(dāng)元件被稱
作"連接"或"聯(lián)接"到另一元件上時(shí)，該元件可直接連接或聯(lián)接到該另一元件上，或者可存
在中間元件。此外，如本文所用的"連接"或"聯(lián)接"可包括無(wú)線連接或聯(lián)接。如本文所用，
用語(yǔ)"和/或"包括相關(guān)聯(lián)的所列項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何和全部組合。 除非另作限定，本文所用的所有用語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)用語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬
的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員所共同理解的相同的意思。另外將進(jìn)一步理解的是，諸如常用詞
典中限定的那些用語(yǔ)應(yīng)當(dāng)理解為具有與其在相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的上下文中意思一致的意思，且
不應(yīng)以理想化的或過(guò)于正式的意義來(lái)理解該用語(yǔ)，除非本文清楚地這樣限定。 此外，本發(fā)明可采用具有包括在介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)可用的程序代碼的計(jì)算機(jī)可用
的存儲(chǔ)介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式?？衫萌魏芜m當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括硬盤(pán)、
CD-ROM、光學(xué)存儲(chǔ)裝置、諸如支持因特網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的那些的傳輸媒體，或者磁存儲(chǔ)裝置。
計(jì)算機(jī)程序還可存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器可指示計(jì)算機(jī)或其它可編
程的數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定的方式起作用。
1權(quán)利要求
一種包括在呼吸設(shè)備(1)中的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其中，所述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)設(shè)計(jì)成用于提供手動(dòng)輸入，用于調(diào)節(jié)所述呼吸設(shè)備(1)的至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)，其中，所述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)可編程為根據(jù)所述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)對(duì)所述至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)來(lái)進(jìn)行觸覺(jué)反饋，所述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)包括操作部件(20)，所述操作部件(20)適于提供所述至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的所述手動(dòng)輸入，且適于提供手動(dòng)輸出，檢測(cè)單元，所述檢測(cè)單元構(gòu)造成檢測(cè)根據(jù)所述手動(dòng)輸入的所述操作部件(20)的運(yùn)動(dòng)，以及觸覺(jué)反饋單元(22)，所述觸覺(jué)反饋單元(22)構(gòu)造成取決于所述檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)而將所述手動(dòng)輸出作為機(jī)械輸出施加于所述操作部件(20)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所述操作部件(20) 在操作點(diǎn)的阻力在相反的操作方向上是不同的。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所述操作部件 (20)是可旋轉(zhuǎn)的旋鈕，并且其中，所述機(jī)械輸出是在操作時(shí)施加于所述可旋轉(zhuǎn)的旋鈕上的 扭矩。
4. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所 述檢測(cè)單元是電磁編碼器，所述觸覺(jué)反饋單元(22)是電動(dòng)馬達(dá)。
5. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所 述觸覺(jué)反饋單元(22)構(gòu)造成借助對(duì)所述操作部件(20)的所述機(jī)械輸出給所述操作員提供 關(guān)于所述至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的當(dāng)前值的范圍的信息。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所述觸覺(jué)反饋單元 (22)構(gòu)造成當(dāng)經(jīng)過(guò)不同的范圍之間時(shí)提供特定的觸覺(jué)反饋。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所 述患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)是所述呼吸設(shè)備(1)的麻醉呼吸回路(7)中的可調(diào)壓力限制閥(17) 的開(kāi)啟壓力。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l-6中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所 述患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)包括在由呼氣末正壓(PEEP)、吸氣壓力上限、呼吸容量、啟動(dòng)壓力、 新鮮氣體流、例如氧氣(02)濃度、一氧化二氮(N20)濃度、一氧化氮(NO)濃度或麻醉劑的濃 度的氣體濃度組成的列表中。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所 述手動(dòng)輸入_輸出裝置還設(shè)計(jì)成在不對(duì)所述患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)以外的參數(shù)進(jìn)行觸覺(jué)反 饋的情況下操作。
10. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所 述手動(dòng)輸入_輸出裝置可通過(guò)為各所述患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)提供單獨(dú)的觸覺(jué)反饋曲線來(lái) 編程用于所述觸覺(jué)反饋，所述患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)為例如關(guān)于操作的位置、激活力、活力、 強(qiáng)度、幅度或者方向。
11. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所 述可編程的觸覺(jué)反饋可取決于不同的患者類別而調(diào)節(jié)。
12. 根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)，其特征在于，所 述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)提供為具有若干個(gè)自由度的多功能旋轉(zhuǎn)式旋鈕，各自由度設(shè)計(jì) 成調(diào)節(jié)多個(gè)所述患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)中的至少一個(gè)，且設(shè)計(jì)成在所述若干個(gè)自由度中的至 少一個(gè)自由度上提供所述觸覺(jué)反饋。
13. —種借助設(shè)計(jì)成用于為呼吸設(shè)備(1)提供手動(dòng)輸入的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)來(lái) 調(diào)節(jié)所述呼吸設(shè)備(1)的至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的方法，所述方法包括根據(jù)所述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)的操作部件(20)所提供的所述至少一個(gè)患者關(guān)鍵 的運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸入來(lái)限定用于所述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)的觸覺(jué)反饋， 借助檢測(cè)單元檢測(cè)所述操作部件(20)的運(yùn)動(dòng)，以及取決于所述檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)而借助觸覺(jué)反饋單元(22)對(duì)所述操作部件(20)提供機(jī)械輸 出，從而通過(guò)所述操作部件(20)將所述觸覺(jué)反饋提供為手動(dòng)輸出。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在操作點(diǎn)處，所述觸覺(jué)反饋在所述手動(dòng) 輸入-輸出裝置(18)的相反的操作方向上是不同的。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參 數(shù)為所述呼吸設(shè)備(1)的麻醉呼吸回路(7)中的可調(diào)壓力限制閥(17)的開(kāi)啟壓力，呼氣末 正壓(PEEP)，吸氣壓力上限，啟動(dòng)壓力，新鮮氣體流，呼吸容量，氣體濃度，所述氣體濃度是 例如氧氣(02)濃度、一氧化二氮(N20)濃度、一氧化氮(N0)濃度、或者麻醉劑的濃度。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13至15中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述操作部件(20) 是可旋轉(zhuǎn)的旋鈕，并且其中，提供所述機(jī)械輸出包括在操作時(shí)將扭矩施加于所述可旋轉(zhuǎn)的 旋鈕。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13至16中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法包括借 助所述觸覺(jué)反饋通過(guò)所述操作部件提供信息，所述信息涉及借助輸出到所述操作部件(20) 的所述機(jī)械輸出提供的所述至少一個(gè)運(yùn)行參數(shù)的當(dāng)前值的范圍。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括當(dāng)經(jīng)過(guò)不同范圍之間時(shí) 提供特定的觸覺(jué)反饋。
19. 用于借助設(shè)計(jì)成為呼吸設(shè)備(1)提供手動(dòng)輸入的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)來(lái)調(diào)節(jié) 所述呼吸設(shè)備(1)的至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序由計(jì)算 機(jī)處理，且包括第一代碼段，所述第一代碼段用于根據(jù)所述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)的操作部件(20) 所提供的用于調(diào)節(jié)所述至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)的手動(dòng)輸入來(lái)限定用于所述手動(dòng)輸 入-輸出裝置(18)的觸覺(jué)反饋；第二代碼段，所述第二代碼段用于借助檢測(cè)單元來(lái)檢測(cè)所述操作部件(20)的運(yùn)動(dòng)；以及第三代碼段，所述第三代碼段用于取決于所述檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)而借助觸覺(jué)反饋單元(22) 對(duì)所述操作部件(20)提供機(jī)械輸出，從而通過(guò)所述操作部件(20)將所述觸覺(jué)反饋提供為 手動(dòng)輸出。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)可讀 介質(zhì)上實(shí)施。
21. 根據(jù)權(quán)利要求l至12中的任何一項(xiàng)所述的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)的用途，用于調(diào)節(jié)可調(diào)壓力限制(APL)閥的開(kāi)啟壓力水平，其中，所述呼吸設(shè)備為麻醉系統(tǒng)(1)
全文摘要
公開(kāi)了一種在諸如麻醉系統(tǒng)(1)的呼吸設(shè)備中的手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)。裝置(18)設(shè)計(jì)成用于提供手動(dòng)輸入，以調(diào)節(jié)所述呼吸設(shè)備(1)的至少一個(gè)患者關(guān)鍵的運(yùn)行參數(shù)，其中所述手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)可編程用于觸覺(jué)反饋，且包括用于所述手動(dòng)輸入和手動(dòng)輸出的操作部件(20)、檢測(cè)操作部件(20)的運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)單元、以及取決于檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)而將機(jī)械輸出施加于操作部件(20)的觸覺(jué)反饋單元(22)。在實(shí)施例中，手動(dòng)輸入-輸出裝置(18)用于調(diào)節(jié)可調(diào)壓力限制(APL)閥的開(kāi)啟壓力水平。
文檔編號(hào)G06F3/01GK101707944SQ200780053026
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2007年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月19日
發(fā)明者C·-M·托尼塞爾, J·馬爾姆 申請(qǐng)人:馬奎特緊急護(hù)理公司