通氣機(jī)流量閥的制作方法
【專利說明】通氣機(jī)流量閥
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)是2013年6月28日提交的發(fā)明名稱為“VENTILATOR EXHALAT1N FLOWVALVE(通氣機(jī)呼氣流量閥)”、代理人檔案號(hào)為080625-0425的美國專利申請(qǐng)N0.13/931，418的部分繼續(xù)申請(qǐng)，上述美國專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過引入并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明一般涉及通氣機(jī)系統(tǒng)，特別涉及通氣機(jī)流量閥。
【背景技術(shù)】
[0004]可以向具有諸如慢性呼吸衰竭等呼吸系統(tǒng)損傷的患者提供通氣機(jī)以輔助他們的呼吸，或者在嚴(yán)重的情況下，完全接管呼吸功能。通氣機(jī)通常在吸氣間隔期間提供具有升高壓力的空氣流或者其他呼吸氣體，接著在呼氣間隔里使加壓的空氣轉(zhuǎn)向，從而患者的肺里的空氣能夠被自然地排出?？梢栽跈z測(cè)到患者自然吸氣之后或利用通氣機(jī)開始吸氣間隔。
[0005]可以使用具有各種尺寸且能夠提供不同范圍的空氣流量和壓力的通氣機(jī)。例如，與成年患者相比，新生兒患者需要更低的壓力和更少的每次呼吸的空氣體積。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本文描述了具有作為軟件控制閥的閥門的通氣機(jī)，該軟件控制閥用于調(diào)節(jié)從通氣機(jī)的端口穿過的氣體的流量。閥門可以被軟件控制信號(hào)控制，并與通氣機(jī)的氣體輸送子系統(tǒng)結(jié)合工作，以保持用戶設(shè)定的壓力控制水平。在持續(xù)氣道正壓通氣(“CPAP”)治療中，閥門優(yōu)選地幫助保持設(shè)定壓力。
[0007]本文描述了具有作為軟件控制閥的呼氣閥的通氣機(jī)，該軟件控制閥用于調(diào)節(jié)穿過通氣機(jī)的呼氣端口到達(dá)外部環(huán)境的氣體的流量。呼氣閥可以被軟件控制信號(hào)控制，并與通氣機(jī)的氣體輸送子系統(tǒng)結(jié)合工作，以保持用戶設(shè)定的壓力控制水平。在CPAP治療中，呼氣閥優(yōu)選地保持設(shè)定壓力，并且出口流被控制為指定的目標(biāo)偏差流量。提供附加(所需)的流量，以在患者吸氣流量超過偏差流量的情況下保持壓力。
[0008]本發(fā)明涉及一種流量控制裝置，該流量控制裝置包括:高頻源，其構(gòu)造為產(chǎn)生高頻信號(hào);低頻源，其構(gòu)造為產(chǎn)生低頻信號(hào)；以及固定磁場(chǎng)。流量控制裝置還包括:驅(qū)動(dòng)線圈，其構(gòu)造為在固定磁場(chǎng)中響應(yīng)于低頻信號(hào)而移動(dòng)，并構(gòu)造為接收高頻信號(hào)；以及檢測(cè)線圈，其與驅(qū)動(dòng)線圈相鄰并構(gòu)造為檢測(cè)驅(qū)動(dòng)線圈中的高頻信號(hào)。檢測(cè)到的高頻信號(hào)與驅(qū)動(dòng)線圈的位置對(duì)應(yīng)。流量控制裝置還包括處理器，該處理器與高頻源和低頻源聯(lián)接并構(gòu)造為從檢測(cè)線圈接收檢測(cè)到的高頻信號(hào)。流量控制裝置還包括:密封件，其構(gòu)造為基于驅(qū)動(dòng)線圈的位置移動(dòng)；以及閥門孔口，其限定閥座和可變開口?？勺冮_口能夠基于密封件相對(duì)于閥座的位置而被調(diào)整。
[0009]本文描述了通氣機(jī)系統(tǒng)，該通氣機(jī)系統(tǒng)包括例如與供應(yīng)管道連接的第一閥門。第一閥門包括:第一高頻源，其構(gòu)造為產(chǎn)生第一高頻信號(hào)；第一低頻源，其構(gòu)造為產(chǎn)生第一低頻信號(hào)；以及第一固定磁場(chǎng)。第一閥門還包括:第一驅(qū)動(dòng)線圈，其構(gòu)造為在第一固定磁場(chǎng)中響應(yīng)于第一低頻信號(hào)而移動(dòng)，并構(gòu)造為接收第一高頻信號(hào)；以及第一檢測(cè)線圈，其與第一驅(qū)動(dòng)線圈相鄰，并構(gòu)造為檢測(cè)第一驅(qū)動(dòng)線圈中的第一高頻信號(hào)。檢測(cè)到的第一高頻信號(hào)與第一驅(qū)動(dòng)線圈的位置對(duì)應(yīng)。第一閥門還包括第一處理器，第一處理器與第一高頻源和第一低頻源聯(lián)接并構(gòu)造為從第一檢測(cè)線圈接收檢測(cè)到的第一高頻信號(hào)。第一閥門還包括第一密封件，第一密封件構(gòu)造為基于第一驅(qū)動(dòng)線圈的位置而移動(dòng)；以及可變的第一閥門孔口，其限定第一閥座。第一閥門孔口能夠基于第一密封件相對(duì)于第一閥座的位置而被調(diào)整。
[0010]本文還描述了調(diào)節(jié)通氣機(jī)管線中的壓力的方法。一些方法包括向驅(qū)動(dòng)線圈發(fā)送高頻信號(hào)和低頻信號(hào)。低頻信號(hào)使驅(qū)動(dòng)線圈在固定磁場(chǎng)中移動(dòng)，而驅(qū)動(dòng)線圈使密封件調(diào)節(jié)閥門的可變的閥門孔口。該方法還包括:檢測(cè)驅(qū)動(dòng)線圈中的高頻信號(hào);基于檢測(cè)到的高頻信號(hào)判斷驅(qū)動(dòng)線圈的速度；以及基于判斷出的驅(qū)動(dòng)線圈的速度修改低頻信號(hào)。
[0011]本發(fā)明涉及一種閥門，該閥門包括:閥門孔口，其具有可調(diào)節(jié)的開口；固定磁場(chǎng);受力線圈，其構(gòu)造為在固定磁場(chǎng)中響應(yīng)于低頻電流而移動(dòng)；電流放大器，其構(gòu)造為將疊加的低頻電流和尚頻電流引導(dǎo)至受力線圈中；反饋線圈，其構(gòu)造為檢測(cè)受力線圈中的尚頻電流，檢測(cè)到的高頻電流具有與固定磁場(chǎng)中的受力線圈的位置成正比的大小。閥門還可以包括處理器和隔膜，處理器構(gòu)造為(i)接收與受力線圈的位置有關(guān)的數(shù)據(jù)以及(ii)向電流放大器發(fā)送指令;隔膜構(gòu)造為基于受力線圈的位置調(diào)節(jié)閥門孔口的開口。
[0012]本文描述了通氣機(jī)系統(tǒng)，該通氣機(jī)系統(tǒng)例如包括:氣源，其構(gòu)造為經(jīng)由供應(yīng)通道向患者提供氣體;排氣通道，其構(gòu)造為引導(dǎo)來自患者的排出氣體；以及排氣閥。排氣閥可以包括:受力線圈，其構(gòu)造為在固定磁場(chǎng)中響應(yīng)于低頻電流而移動(dòng)；電流放大器，其構(gòu)造為將疊加的低頻電流和高頻電流引導(dǎo)至受力線圈中；反饋線圈，其構(gòu)造為檢測(cè)受力線圈中的高頻電流;處理器，其構(gòu)造為(i)接收與受力線圈的位置有關(guān)的數(shù)據(jù)，(ii)接收與排氣管道中的壓力有關(guān)的數(shù)據(jù)，以及(iii)基于壓力和線圈的位置向電流放大器發(fā)送指令；以及隔膜，其構(gòu)造為基于來自處理器的指令調(diào)節(jié)閥門孔口的開口。
[0013]本文還描述了調(diào)節(jié)通氣機(jī)管線中的壓力的方法。一些方法包括以下步驟:將疊加的低頻電流和高頻電流從電流放大器引導(dǎo)至受力線圈中，該受力線圈構(gòu)造為(i)在固定磁場(chǎng)中響應(yīng)于低頻電流而移動(dòng)以及(ii)控制隔膜以調(diào)節(jié)閥門孔口的開口；檢測(cè)受力線圈中的高頻電流，檢測(cè)到的高頻電流具有與受力線圈在固定磁場(chǎng)中的位置成正比的大小;檢測(cè)通氣機(jī)管線中的壓力；以及改變低頻電流，以在固定磁場(chǎng)中移動(dòng)受力線圈，從而響應(yīng)于檢測(cè)到的壓力來調(diào)節(jié)閥門孔口的開口。
[0014]為了概括本發(fā)明而描述了本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點(diǎn)和新特征。應(yīng)理解的是，根據(jù)本發(fā)明的任意特定實(shí)施例不一定能夠?qū)崿F(xiàn)所有上述優(yōu)點(diǎn)。因此，可以以如下方式實(shí)現(xiàn)或?qū)嵤┍景l(fā)明:實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文所教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)，而不一定實(shí)現(xiàn)所教導(dǎo)或提出的其他優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]附圖是為了提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且并入說明書且構(gòu)成說明書的一部分，附圖示出了本發(fā)明所披露的實(shí)施例，連同說明書一起用于解釋所披露的實(shí)施例的原理。在附圖中:
[0016]圖1示出了使用根據(jù)本發(fā)明的某些方面的示例性通氣機(jī)系統(tǒng)的患者。
[0017]圖2A和圖2B是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的示例性通氣機(jī)的前視圖和后視圖。
[0018]圖3是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的通氣機(jī)的原理圖。
[0019]圖4A是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的反饋系統(tǒng)的原理圖。
[0020]圖4B是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的反饋系統(tǒng)的原理圖。
[0021]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的某些方面的控制系統(tǒng)的示意性原理構(gòu)造。
[0022]圖6A是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的流量閥的縱截面視圖。
[0023]圖6B是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的流量閥的縱截面視圖。
[0024]圖7是根據(jù)本發(fā)明的某些方面的通氣機(jī)的原理圖。
[0025]圖8是示出了用于控制根據(jù)本發(fā)明的某些方面的流量閥的方法的流程圖。
[0026]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的某些方面的高頻信號(hào)。
【具體實(shí)施方式】
[0027]在下面的詳細(xì)描述中，闡述了若干具體細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，可以在不具有一些具體細(xì)節(jié)的情況下來實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例。在其他實(shí)例中，為避免使本發(fā)明不清楚，沒有詳細(xì)示出公知的結(jié)構(gòu)和技術(shù)。在所參考的附圖中，相似標(biāo)記的元件相同或?qū)嵸|(zhì)上相似。附圖標(biāo)記可以附有字母后綴，以表示共同元件的單獨(dú)實(shí)例，而在沒有后綴字母的情況下，這些實(shí)例由相同的標(biāo)號(hào)一般性地標(biāo)示O
[0028]雖然本文中的說明涉及用于醫(yī)院中的通氣機(jī)，然而本發(fā)明所公開的構(gòu)思和方法可應(yīng)用于諸如家庭或長期護(hù)理設(shè)施等環(huán)境中，以及諸如深海潛水等將從不同氣體混合物的精確流量測(cè)量中獲益的其他領(lǐng)域中。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，同樣的特征和方面還可應(yīng)用于對(duì)除醫(yī)用氣體以外的其他流體的感測(cè)和控制。
[0029]在本文中，術(shù)語“氣體”應(yīng)被理解為表示兩種含義:氣態(tài)的單一材料，例如氧氣；以及兩種或更多種氣體的混合物，例如空氣或氦氧混合氣(氧氣和氦氣的混合物)。氣體可包括具有蒸汽或懸浮液滴形式的水或者其他液體。氣體還可以包括懸浮在氣體中的固體顆粒。
[0030]在本文中，當(dāng)與氣體相關(guān)地使用術(shù)語“純”時(shí)，該術(shù)語表示氣體滿足被普遍接受的關(guān)于純度和含量的醫(yī)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)。
[0031 ]在本文中，術(shù)語“溫度傳感器”表示配置為測(cè)量溫度并且提供與所測(cè)量的溫度有關(guān)的信號(hào)的裝置。溫度傳感器可包括提供驅(qū)動(dòng)電流或驅(qū)動(dòng)電壓和/或?qū)﹄娏骰螂妷哼M(jìn)行測(cè)量的電子器件。該電子器件還可以包括調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換電路和/或處理器，以便將測(cè)量值轉(zhuǎn)換為信號(hào)，該信號(hào)可具有模擬或數(shù)字形式。
[0032]在本文中，術(shù)語“壓力傳感器”表示配置為測(cè)量氣體壓力并提供與所測(cè)量的壓力有關(guān)的信號(hào)的裝置。壓力傳感器可包括提供驅(qū)動(dòng)電流或驅(qū)動(dòng)電壓和/或?qū)﹄娏骰螂妷哼M(jìn)行測(cè)量的電子器件。該電子器件還可以包括調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)