通氣機流量閥的制作方法
【專利說明】通氣機流量閥
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請是2013年6月28日提交的發明名稱為“VENTILATOR EXHALAT1N FLOWVALVE(通氣機呼氣流量閥)”、代理人檔案號為080625-0425的美國專利申請N0.13/931，418的部分繼續申請，上述美國專利申請的全部內容通過引入并入本文中。
技術領域
[0003]本發明一般涉及通氣機系統，特別涉及通氣機流量閥。
【背景技術】
[0004]可以向具有諸如慢性呼吸衰竭等呼吸系統損傷的患者提供通氣機以輔助他們的呼吸，或者在嚴重的情況下，完全接管呼吸功能。通氣機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向，從而患者的肺里的空氣能夠被自然地排出。可以在檢測到患者自然吸氣之后或利用通氣機開始吸氣間隔。
[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。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。

【發明內容】

[0006]本文描述了具有作為軟件控制閥的閥門的通氣機，該軟件控制閥用于調節從通氣機的端口穿過的氣體的流量。閥門可以被軟件控制信號控制，并與通氣機的氣體輸送子系統結合工作，以保持用戶設定的壓力控制水平。在持續氣道正壓通氣(“CPAP”)治療中，閥門優選地幫助保持設定壓力。
[0007]本文描述了具有作為軟件控制閥的呼氣閥的通氣機，該軟件控制閥用于調節穿過通氣機的呼氣端口到達外部環境的氣體的流量。呼氣閥可以被軟件控制信號控制，并與通氣機的氣體輸送子系統結合工作，以保持用戶設定的壓力控制水平。在CPAP治療中，呼氣閥優選地保持設定壓力，并且出口流被控制為指定的目標偏差流量。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，其構造為產生高頻信號;低頻源，其構造為產生低頻信號；以及固定磁場。流量控制裝置還包括:驅動線圈，其構造為在固定磁場中響應于低頻信號而移動，并構造為接收高頻信號；以及檢測線圈，其與驅動線圈相鄰并構造為檢測驅動線圈中的高頻信號。檢測到的高頻信號與驅動線圈的位置對應。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接并構造為從檢測線圈接收檢測到的高頻信號。流量控制裝置還包括:密封件，其構造為基于驅動線圈的位置移動；以及閥門孔口，其限定閥座和可變開口。可變開口能夠基于密封件相對于閥座的位置而被調整。
[0009]本文描述了通氣機系統，該通氣機系統包括例如與供應管道連接的第一閥門。第一閥門包括:第一高頻源，其構造為產生第一高頻信號；第一低頻源，其構造為產生第一低頻信號；以及第一固定磁場。第一閥門還包括:第一驅動線圈，其構造為在第一固定磁場中響應于第一低頻信號而移動，并構造為接收第一高頻信號；以及第一檢測線圈，其與第一驅動線圈相鄰，并構造為檢測第一驅動線圈中的第一高頻信號。檢測到的第一高頻信號與第一驅動線圈的位置對應。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接并構造為從第一檢測線圈接收檢測到的第一高頻信號。第一閥門還包括第一密封件，第一密封件構造為基于第一驅動線圈的位置而移動；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于第一閥座的位置而被調整。
[0010]本文還描述了調節通氣機管線中的壓力的方法。一些方法包括向驅動線圈發送高頻信號和低頻信號。低頻信號使驅動線圈在固定磁場中移動，而驅動線圈使密封件調節閥門的可變的閥門孔口。該方法還包括:檢測驅動線圈中的高頻信號;基于檢測到的高頻信號判斷驅動線圈的速度；以及基于判斷出的驅動線圈的速度修改低頻信號。
[0011]本發明涉及一種閥門，該閥門包括:閥門孔口，其具有可調節的開口；固定磁場;受力線圈，其構造為在固定磁場中響應于低頻電流而移動；電流放大器，其構造為將疊加的低頻電流和尚頻電流引導至受力線圈中；反饋線圈，其構造為檢測受力線圈中的尚頻電流，檢測到的高頻電流具有與固定磁場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，處理器構造為(i)接收與受力線圈的位置有關的數據以及(ii)向電流放大器發送指令;隔膜構造為基于受力線圈的位置調節閥門孔口的開口。
[0012]本文描述了通氣機系統，該通氣機系統例如包括:氣源，其構造為經由供應通道向患者提供氣體;排氣通道，其構造為引導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，其構造為在固定磁場中響應于低頻電流而移動；電流放大器，其構造為將疊加的低頻電流和高頻電流引導至受力線圈中；反饋線圈，其構造為檢測受力線圈中的高頻電流;處理器，其構造為(i)接收與受力線圈的位置有關的數據，(ii)接收與排氣管道中的壓力有關的數據，以及(iii)基于壓力和線圈的位置向電流放大器發送指令；以及隔膜，其構造為基于來自處理器的指令調節閥門孔口的開口。
[0013]本文還描述了調節通氣機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至受力線圈中，該受力線圈構造為(i)在固定磁場中響應于低頻電流而移動以及(ii)控制隔膜以調節閥門孔口的開口；檢測受力線圈中的高頻電流，檢測到的高頻電流具有與受力線圈在固定磁場中的位置成正比的大小;檢測通氣機管線中的壓力；以及改變低頻電流，以在固定磁場中移動受力線圈，從而響應于檢測到的壓力來調節閥門孔口的開口。
[0014]為了概括本發明而描述了本發明的某些方面、優點和新特征。應理解的是，根據本發明的任意特定實施例不一定能夠實現所有上述優點。因此，可以以如下方式實現或實施本發明:實現或優化如本文所教導的一個優點或一組優點，而不一定實現所教導或提出的其他優點。
【附圖說明】
[0015]附圖是為了提供對本發明的進一步理解，并且并入說明書且構成說明書的一部分，附圖示出了本發明所披露的實施例，連同說明書一起用于解釋所披露的實施例的原理。在附圖中:
[0016]圖1示出了使用根據本發明的某些方面的示例性通氣機系統的患者。
[0017]圖2A和圖2B是根據本發明的某些方面的示例性通氣機的前視圖和后視圖。
[0018]圖3是根據本發明的某些方面的通氣機的原理圖。
[0019]圖4A是根據本發明的某些方面的反饋系統的原理圖。
[0020]圖4B是根據本發明的某些方面的反饋系統的原理圖。
[0021]圖5示出了根據本發明的某些方面的控制系統的示意性原理構造。
[0022]圖6A是根據本發明的某些方面的流量閥的縱截面視圖。
[0023]圖6B是根據本發明的某些方面的流量閥的縱截面視圖。
[0024]圖7是根據本發明的某些方面的通氣機的原理圖。
[0025]圖8是示出了用于控制根據本發明的某些方面的流量閥的方法的流程圖。
[0026]圖9示出了根據本發明的某些方面的高頻信號。
【具體實施方式】
[0027]在下面的詳細描述中，闡述了若干具體細節，以提供對本發明的全面理解。然而，對于本領域普通技術人員而言顯而易見的是，可以在不具有一些具體細節的情況下來實施本發明的實施例。在其他實例中，為避免使本發明不清楚，沒有詳細示出公知的結構和技術。在所參考的附圖中，相似標記的元件相同或實質上相似。附圖標記可以附有字母后綴，以表示共同元件的單獨實例，而在沒有后綴字母的情況下，這些實例由相同的標號一般性地標示O
[0028]雖然本文中的說明涉及用于醫院中的通氣機，然而本發明所公開的構思和方法可應用于諸如家庭或長期護理設施等環境中，以及諸如深海潛水等將從不同氣體混合物的精確流量測量中獲益的其他領域中。本領域技術人員將認識到，同樣的特征和方面還可應用于對除醫用氣體以外的其他流體的感測和控制。
[0029]在本文中，術語“氣體”應被理解為表示兩種含義:氣態的單一材料，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，當與氣體相關地使用術語“純”時，該術語表示氣體滿足被普遍接受的關于純度和含量的醫學標準。
[0031 ]在本文中，術語“溫度傳感器”表示配置為測量溫度并且提供與所測量的溫度有關的信號的裝置。溫度傳感器可包括提供驅動電流或驅動電壓和/或對電流或電壓進行測量的電子器件。該電子器件還可以包括調節和轉換電路和/或處理器，以便將測量值轉換為信號，該信號可具有模擬或數字形式。
[0032]在本文中，術語“壓力傳感器”表示配置為測量氣體壓力并提供與所測量的壓力有關的信號的裝置。壓力傳感器可包括提供驅動電流或驅動電壓和/或對電流或電壓進行測量的電子器件。該電子器件還可以包括調節和轉