通气机流量阀的制作方法
【专利说明】通气机流量阀
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是2013年6月28日提交的发明名称为“VENTILATOR EXHALAT1N FLOWVALVE(通气机呼气流量阀)”、代理人档案号为080625-0425的美国专利申请N0.13/931，418的部分继续申请，上述美国专利申请的全部内容通过引入并入本文中。
技术领域
[0003]本发明一般涉及通气机系统，特别涉及通气机流量阀。
【背景技术】
[0004]可以向具有诸如慢性呼吸衰竭等呼吸系统损伤的患者提供通气机以辅助他们的呼吸，或者在严重的情况下，完全接管呼吸功能。通气机通常在吸气间隔期间提供具有升高压力的空气流或者其他呼吸气体，接着在呼气间隔里使加压的空气转向，从而患者的肺里的空气能够被自然地排出。可以在检测到患者自然吸气之后或利用通气机开始吸气间隔。
[0005]可以使用具有各种尺寸且能够提供不同范围的空气流量和压力的通气机。例如，与成年患者相比，新生儿患者需要更低的压力和更少的每次呼吸的空气体积。
【发明内容】
[0006]本文描述了具有作为软件控制阀的阀门的通气机，该软件控制阀用于调节从通气机的端口穿过的气体的流量。阀门可以被软件控制信号控制，并与通气机的气体输送子系统结合工作，以保持用户设定的压力控制水平。在持续气道正压通气(“CPAP”)治疗中，阀门优选地帮助保持设定压力。
[0007]本文描述了具有作为软件控制阀的呼气阀的通气机，该软件控制阀用于调节穿过通气机的呼气端口到达外部环境的气体的流量。呼气阀可以被软件控制信号控制，并与通气机的气体输送子系统结合工作，以保持用户设定的压力控制水平。在CPAP治疗中，呼气阀优选地保持设定压力，并且出口流被控制为指定的目标偏差流量。提供附加(所需)的流量，以在患者吸气流量超过偏差流量的情况下保持压力。
[0008]本发明涉及一种流量控制装置，该流量控制装置包括:高频源，其构造为产生高频信号;低频源，其构造为产生低频信号；以及固定磁场。流量控制装置还包括:驱动线圈，其构造为在固定磁场中响应于低频信号而移动，并构造为接收高频信号；以及检测线圈，其与驱动线圈相邻并构造为检测驱动线圈中的高频信号。检测到的高频信号与驱动线圈的位置对应。流量控制装置还包括处理器，该处理器与高频源和低频源联接并构造为从检测线圈接收检测到的高频信号。流量控制装置还包括:密封件，其构造为基于驱动线圈的位置移动；以及阀门孔口，其限定阀座和可变开口。可变开口能够基于密封件相对于阀座的位置而被调整。
[0009]本文描述了通气机系统，该通气机系统包括例如与供应管道连接的第一阀门。第一阀门包括:第一高频源，其构造为产生第一高频信号；第一低频源，其构造为产生第一低频信号；以及第一固定磁场。第一阀门还包括:第一驱动线圈，其构造为在第一固定磁场中响应于第一低频信号而移动，并构造为接收第一高频信号；以及第一检测线圈，其与第一驱动线圈相邻，并构造为检测第一驱动线圈中的第一高频信号。检测到的第一高频信号与第一驱动线圈的位置对应。第一阀门还包括第一处理器，第一处理器与第一高频源和第一低频源联接并构造为从第一检测线圈接收检测到的第一高频信号。第一阀门还包括第一密封件，第一密封件构造为基于第一驱动线圈的位置而移动；以及可变的第一阀门孔口，其限定第一阀座。第一阀门孔口能够基于第一密封件相对于第一阀座的位置而被调整。
[0010]本文还描述了调节通气机管线中的压力的方法。一些方法包括向驱动线圈发送高频信号和低频信号。低频信号使驱动线圈在固定磁场中移动，而驱动线圈使密封件调节阀门的可变的阀门孔口。该方法还包括:检测驱动线圈中的高频信号;基于检测到的高频信号判断驱动线圈的速度；以及基于判断出的驱动线圈的速度修改低频信号。
[0011]本发明涉及一种阀门，该阀门包括:阀门孔口，其具有可调节的开口；固定磁场;受力线圈，其构造为在固定磁场中响应于低频电流而移动；电流放大器，其构造为将叠加的低频电流和尚频电流引导至受力线圈中；反馈线圈，其构造为检测受力线圈中的尚频电流，检测到的高频电流具有与固定磁场中的受力线圈的位置成正比的大小。阀门还可以包括处理器和隔膜，处理器构造为(i)接收与受力线圈的位置有关的数据以及(ii)向电流放大器发送指令;隔膜构造为基于受力线圈的位置调节阀门孔口的开口。
[0012]本文描述了通气机系统，该通气机系统例如包括:气源，其构造为经由供应通道向患者提供气体;排气通道，其构造为引导来自患者的排出气体；以及排气阀。排气阀可以包括:受力线圈，其构造为在固定磁场中响应于低频电流而移动；电流放大器，其构造为将叠加的低频电流和高频电流引导至受力线圈中；反馈线圈，其构造为检测受力线圈中的高频电流;处理器，其构造为(i)接收与受力线圈的位置有关的数据，(ii)接收与排气管道中的压力有关的数据，以及(iii)基于压力和线圈的位置向电流放大器发送指令；以及隔膜，其构造为基于来自处理器的指令调节阀门孔口的开口。
[0013]本文还描述了调节通气机管线中的压力的方法。一些方法包括以下步骤:将叠加的低频电流和高频电流从电流放大器引导至受力线圈中，该受力线圈构造为(i)在固定磁场中响应于低频电流而移动以及(ii)控制隔膜以调节阀门孔口的开口；检测受力线圈中的高频电流，检测到的高频电流具有与受力线圈在固定磁场中的位置成正比的大小;检测通气机管线中的压力；以及改变低频电流，以在固定磁场中移动受力线圈，从而响应于检测到的压力来调节阀门孔口的开口。
[0014]为了概括本发明而描述了本发明的某些方面、优点和新特征。应理解的是，根据本发明的任意特定实施例不一定能够实现所有上述优点。因此，可以以如下方式实现或实施本发明:实现或优化如本文所教导的一个优点或一组优点，而不一定实现所教导或提出的其他优点。
【附图说明】
[0015]附图是为了提供对本发明的进一步理解，并且并入说明书且构成说明书的一部分，附图示出了本发明所披露的实施例，连同说明书一起用于解释所披露的实施例的原理。在附图中:
[0016]图1示出了使用根据本发明的某些方面的示例性通气机系统的患者。
[0017]图2A和图2B是根据本发明的某些方面的示例性通气机的前视图和后视图。
[0018]图3是根据本发明的某些方面的通气机的原理图。
[0019]图4A是根据本发明的某些方面的反馈系统的原理图。
[0020]图4B是根据本发明的某些方面的反馈系统的原理图。
[0021]图5示出了根据本发明的某些方面的控制系统的示意性原理构造。
[0022]图6A是根据本发明的某些方面的流量阀的纵截面视图。
[0023]图6B是根据本发明的某些方面的流量阀的纵截面视图。
[0024]图7是根据本发明的某些方面的通气机的原理图。
[0025]图8是示出了用于控制根据本发明的某些方面的流量阀的方法的流程图。
[0026]图9示出了根据本发明的某些方面的高频信号。
【具体实施方式】
[0027]在下面的详细描述中，阐述了若干具体细节，以提供对本发明的全面理解。然而，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，可以在不具有一些具体细节的情况下来实施本发明的实施例。在其他实例中，为避免使本发明不清楚，没有详细示出公知的结构和技术。在所参考的附图中，相似标记的元件相同或实质上相似。附图标记可以附有字母后缀，以表示共同元件的单独实例，而在没有后缀字母的情况下，这些实例由相同的标号一般性地标示O
[0028]虽然本文中的说明涉及用于医院中的通气机，然而本发明所公开的构思和方法可应用于诸如家庭或长期护理设施等环境中，以及诸如深海潜水等将从不同气体混合物的精确流量测量中获益的其他领域中。本领域技术人员将认识到，同样的特征和方面还可应用于对除医用气体以外的其他流体的感测和控制。
[0029]在本文中，术语“气体”应被理解为表示两种含义:气态的单一材料，例如氧气；以及两种或更多种气体的混合物，例如空气或氦氧混合气(氧气和氦气的混合物)。气体可包括具有蒸汽或悬浮液滴形式的水或者其他液体。气体还可以包括悬浮在气体中的固体颗粒。
[0030]在本文中，当与气体相关地使用术语“纯”时，该术语表示气体满足被普遍接受的关于纯度和含量的医学标准。
[0031 ]在本文中，术语“温度传感器”表示配置为测量温度并且提供与所测量的温度有关的信号的装置。温度传感器可包括提供驱动电流或驱动电压和/或对电流或电压进行测量的电子器件。该电子器件还可以包括调节和转换电路和/或处理器，以便将测量值转换为信号，该信号可具有模拟或数字形式。
[0032]在本文中，术语“压力传感器”表示配置为测量气体压力并提供与所测量的压力有关的信号的装置。压力传感器可包括提供驱动电流或驱动电压和/或对电流或电压进行测量的电子器件。该电子器件还可以包括调节和转