專利名稱：充氣式支撐件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于防止和治療壓迫疼痛的充氣式支撐件。
壓迫疼痛是組織逐漸壞死的一種狀態，它主要是由作用于人體尤其是作用于骨頭突起區域例如坐骨、股骨轉子和腳后跟上的壓力和剪切作用力聯合造成的。人體內微循環的作用是把新鮮養分(包括氧氣)帶到皮膚下的軟組織并把廢物從皮膚下的軟組織中除去，上面所說的這些作用力會使微循環減弱或停止，從而對人體產生影響。壓迫疼痛總是會使人虛弱無力，并常常是極其危險的，即使進行最好的治療也需要花幾個星期至幾個月才能完全治愈。在發達國家(包括NATRA，歐盟，澳大利亞西亞，日本)，防止和治療這種壓迫疼痛所需的費用每年達1億至6億英磅。
減輕或減小壓力的支撐件有用于在手術時供人躺臥的床墊，也有用于支撐屁股有時也支撐背部的座椅產品。所有這些支撐件產品利用了不同的技術，但是，根據這些支撐件產品通過支撐人體重量來減小作用在易受傷的骨頭突起(這些骨頭突起遭受壓迫疼痛的危險性最大)上的壓力的方式，可以把這些支撐件產品分成兩類。
這些壓力必須被減小到會危及或阻礙微循環的毛細管基輸送養分和排除廢物功能的壓力以下。對于一個健康人來說，這個壓力大約是32毫米汞柱(mmHg)，但是，對于有些人來說，在毛細管基處，這個壓力可能低達12-14毫米汞柱。
減小壓力的產品是這樣來起作用的，即，通過圍繞與該產品相接觸的人體部分的形狀來模制成這種產品本身，使得接觸面積達到最大，從而就能減小接觸壓力。所采用的技術包括泡沫、充氣袋、充有膠體的袋、水墊和水床。這些技術可以被單獨采用，也可以結合采用，并且使微細的流體化硅珠，以便形成一種液體似的物質，這種液體似的物質根據向上沖和移動平衡的阿基米德原理支撐著病人的身體。
雖然人體皮膚面積一般為1.82平方米，但在處于仰臥背躺姿勢時，接觸面積至多為該面積的一半，這樣就使最終的壓力減小受到限制。
在另一種減輕壓力的構思中，與床墊或座椅產品接觸的人體部位只通過一些接觸點被部分地支撐著，通過在一段時間中使這種產品的每個部分按一預定的順序升起和下降，從而使所說的這些接觸點的位置被移動。這個工作原理可以這樣來執行，即，對這種產品內被稱作腔室的氣囊按預定的順序進行充氣或放氣。這些產品通常被稱作交替充氣的產品。根據這些靜態的或交替充氣原理所制成的防壓迫疼痛床墊和座椅產品是所有這些產品中最具有臨床效果的產品。
氣墊作用在人體上的壓力被稱作接觸面壓力，該壓力是這種裝置內部壓力或操作壓力的一個函數。如果內部壓力太低，那么，人體的一些被支撐的部位會接觸到下面的基底。但是，如果內部壓力太高，那么就會產生壓迫疼痛。大部分人的感覺是，壓力越低越舒適。病人的舒適感是非常重要的，以便能獲得高度靈活且良好的睡眠方式，從而能更快地治愈。
已經知道，應針對具體的病人來對所說的操作壓力進行優化，這個操作壓力取決于病人身體的密度在與床墊或座椅產品相接觸的區域上的空間分布，并且該操作壓力也隨著每個病人以及病人在床墊上的位置的不同而改變。
由于人體的平均密度在軀干(低平均密度)和其它部位例如腳后跟(高平均密度)之間變化很大，因此，許多充氣產品都被分成幾個部分或幾個區域，使每個部分或區域具有不同的操作壓力。
為了最恰當地減小或減輕壓力，許多這種產品甚至分成多個區域的產品都通過人工設定操作壓力，這種人工設定完全依賴使用者或護理者來進行恰當的調節。
然而，對操作壓力進行人工控制會產生許多問題，即，在醫院內會需要很大的人力，對于在家里護理尤其是家庭護理也是不實際的，因為在家中沒有經過專門培訓的人員，并且也容易被錯誤地設定成無效或不安全的狀態，這是很不利的。此外，除了間距設定(見下面)之外，沒有任何指導可以被遵循以便在設定時能設定成適當的值從而保證病人不會到達底部并獲得良好的治療效果，使病人具有滿意的舒適感。
間距調節涉及對操作壓力的設定，以便在病人身體的最低部分與床墊或座椅基底之間具有兩個指頭或三個指頭寬度或手掌厚度的間距。這種調節會打擾病人的身體，而且很難或不能具有最適當的床墊結構，這是由于充氣結構的部件會造成阻礙所導致的。
一些交替充氣的裝置通過附加的傳感器能對操作壓力進行半自動化調節，其中的傳感器被設置在床墊的下面，或設置在床墊的內部，用于指示何時病人具有觸底的危險，并且對泵進行控制，以便對床墊進行再充氣。
然而，這種裝置不能調節病人在床墊上的不同位置，并且非常復雜，并且在第一次使用時仍需要使用者調節初始的操作壓力。靜態裝置也是已知的，對于這種靜態裝置，在調節操作壓力時，要保持保持所期望的操作壓力將取決于使用者的重量，于是可以利用一些對照檢查表和壓力傳感器來調節床墊的內部壓力。對于交替充氣的裝置，使用者或護理者仍需要調節這種裝置的初始壓力。
本發明的發明目的是提供一種簡單的裝置，這種裝置不需要人工調節交替充氣床墊或靜態裝置的操作壓力，當使用者使用這種裝置時，這種裝置能自動地設定正確的操作壓力，更重要地是，當使用者相對于床墊的姿勢發生改變時，這種裝置能自動地重新設定操作壓力并保持該操作壓力。
因此，本發明提供了一種支撐使用者的充氣式支撐件，它包括一個或多個可充氣的腔室，從一流體源(source)向所說的腔室充填流體，使腔室達到一設定的壓力；用于通過一個公知的節流器對至少一個腔室進行排氣并測量在一段時間上的壓力變化的裝置；控制裝置，用于把這種壓力變化-時間數值轉換成一數學系數，并與已知的實驗數據進行比較，并選擇最適宜的支撐壓力，然后調節所說流體源的輸出，以便提供最適宜的支撐壓力。
本發明的優點在于它采用了已有的腔室空氣和壓力傳感器，從而在床墊內沒有增加任何部件。由于在床墊中沒有傳感器，因此，可以用任何充氣式床墊。
優選地，在交替充氣的裝置中，在每個充氣和放氣循環中，所說的腔室被放氣一次，以便連續地監測和重新設定所說最適宜的支撐壓力。
在一個優選實施例中，在放氣循環期間，啟動所說的用于對其中至少一個腔室進行放氣的裝置?；蛘呤?，在充氣循環期間啟動所說的放氣裝置。
優選地，通過一系列節流器，優選地是通過一個可變節流器來排放腔室中的空氣。
優選地，所說的控制裝置包括一些收集到的關于壓力隨時間而減小的實驗數據；關于具有不同身體結構的許多使用者在不同的床墊和墊子上具有不同的初始設定壓力的相關數學系數。更優選地是，該控制裝置增加了在已知實驗數據中所沒有的新的病人骨骼類型以及相應的數學系數。
優選地，充氣式支撐件可以具有一附加的防止觸底的傳感器，以便允許使用較低的總體操作壓力，從而使使用者感覺更舒適。
所說的防止觸底的傳感器可以包括這樣一種傳感墊，這種傳感墊在歐洲專利No.560563中被描述了，在此加以引用，并作為參考。
在一個優選的實施例中，該充氣式支撐件可以通過與所說控制裝置相連接的遙控裝置來控制。
下面將只通過舉例的方式，并結合附圖來詳細描述本發明，在附圖中

圖1是根據本發明的一支撐件表面的示意圖；圖2是根據本發明另一實施例的一支撐件表面10的示意圖；圖3是用于操作本發明的支撐件的一遙控裝置的電路圖。
參照圖1，一支撐件表面10包括一系列可充氣的腔室30，40，通過一壓縮機11利用轉子定子或電磁線圈20來對這些腔室進行交替地進行充氣?？梢酝ㄟ^排氣口50使這些腔室30，40排氣，該排氣口設有一節流器60，該節流器具有已知的直徑。一個壓力測量傳感器70對腔室30，40內的壓力進行測量。
在使用時，把支撐件表面充氣到一個設定的壓力，例如35毫米汞柱。在一個通常持續10分鐘的循環中，利用轉子定子或電磁線圈20分別對腔室30，40交替地進行充氣和放氣。然后，在腔室的放氣循環期間，通過排氣口50對至少一些腔室30，40進行排氣，在這些腔室被完全排氣之前的一段例如90秒的時間段內對腔室壓力的衰減進行監測。從而使得由于腔室30，40內的壓力損失對使用者的舒適度所造成的影響達到最小。
微處理器計算出關于腔室壓力隨時間衰減的數學函數，并把所計算出的值與所收集的實驗數學函數數據進行比較，然后相應地調節壓縮機的輸出。已經在實驗中，根據對使用者的不同的骨骼結構所設定的操作壓力來測量腔室壓力隨時間的衰減，校對了這些數值。在每個充氣/排氣循環中可重復通過排氣口50的排氣順序，并且對壓力衰減進行監測，并把該壓力衰減與已知的數據進行比較。系數值的任何變化都被自動地轉變成壓縮機輸出的調節，從而提供一個新的操作壓力。通過這種方式，人體位置的任何改變，即，從仰面躺變為側躺或變為坐姿，都能通過自動調節腔室的壓力來適應，從而可以防止觸底，也可以防止出現很高的接觸表面壓力。我們已經發現，如果不是在腔室30，40的放氣期間而是在腔室的充氣期間對腔室壓力與時間之間的相互關系進行監測，那么在這種情況下，本發明的原理也同樣適用。
圖2表示出了一支撐件表面10，它由可充氣的腔室100構成，利用已知輸送量的壓縮機130來向其中的腔室100不停地充氣。在通向腔室100的流體線路160中，用一壓力測量傳感器150來測量腔室壓力。與上面所描述的實施例相類似，把腔室充氣到一設定的壓力，例如充到30毫米汞柱，然后，在一段時間上通過已知的節流器對腔室壓力隨時間的衰減進行監測。所監測得的數值被轉變成一數學系數，把該數學系數與微處理器內所收集的關于具有不同骨骼結構的使用者使用這種床墊時的類似數據進行比較，然后調節操作壓力和壓縮機的輸出，以便提供與系數值相對應的操作壓力。已經發現，在提供最適宜的支撐壓力方面，用于特定的單獨的使用者骨骼結構的腔室壓力與時間的相互關系和操作壓力的系數關系在很大范圍上是一致的，以致于包括所有的人體骨骼結構的變化。
應當知道，在上面的一些實施例中，由傳感器所監測到的腔室壓力的變化與流量變化之間具有直接的相互關系。因此，可以不采用監測壓力變化的方式來調節壓縮機的輸出，而是采用監測流量的變化，并與相關的實驗數據進行對比。
本發明提供了一種支撐件表面，該支撐件表面考慮到了使用者的骨骼并能自動提供最適宜的支撐壓力，而無需輸入任何使用者的信息。
通過在支撐件的下方設置附加的防止觸底的傳感器，就可以使支撐壓力更優化，向使用者提供更好的舒適度。在我們的歐洲專利No.560563中所描述的一種典型的防止觸底的傳感器包括一墊子，該墊子能確保支撐件被充分地充氣，從而防止使用者觸底，也就是說，防止使用者接觸支撐件的基底。
使用者還可以通過一個用于調節支撐壓力的遙控裝置來調節舒適度，但這并不影響護理者為了治療所作的設定。
如圖3所示，遙控裝置80包括一系列開關81，這些開關可以是低壓的，并被并聯連接到膜片控制板上，并能重復地進行操作。
這些開關81通過電線經過連接器82與泵相連。傳統的連接器82可以是電話插口或類似的裝置。
當一開關81被關閉時，在連接器82處可以看到從0(例如0V)到1(例如5V)的一數字信號。這個信號能被輸入泵中的微型控制器或控制系統內，并進行相應的動作。
遙控裝置80成本低，它自帶電力，并與泵自然(physically)連接。
由于遙控裝置80具有調節床的狀態以及調節舒適度的一些開關81，因此，連接器82還可以被連接到床架上。
權利要求
1.一種用于支撐使用者的充氣式支撐件，包括一個或多個可充氣的腔室，從一液體源向這些腔室充氣，使這些腔室達到一設定壓力；用于在一段時間上通過一已知的節流器對至少一個腔室進行排氣并對壓力變化進行測量的裝置；控制裝置，用于把這種壓力變化-時間值轉換成一數學系數，并與已知的實驗數據進行比較，選擇最適宜的支撐壓力，并調節流體源的輸出，從而提供最適宜的支撐壓力。
2.根據權利要求1所述的充氣式支撐件，其特征在于，在用于連續監測壓力并重新設定最適宜支撐壓力的交替充氣系統中，在每個充氣和放氣循環期間對所說的腔室進行排氣一次。
3.根據權利要求1或2所述的充氣式支撐件，其特征在于，用于對所說腔室中的至少一個腔室進行排氣的裝置是在排氣循環期間被啟動的。
4.根據權利要求1或2所述的充氣式支撐件，其特征在于，用于對所說腔室中的至少一個腔室進行排氣的裝置是在充氣循環期間被啟動的。
5.根據權利要求1至4所述的充氣式支撐件，其特征在于，所說腔室中的空氣是通過一系列節流器被排出的。
6.根據權利要求1至4所述的充氣式支撐件，其特征在于，所說腔室中的空氣是通過一可變節流器被排出的。
7.根據前述任一權利要求所述的充氣式支撐件，其特征在于，所說的控制裝置包括一些被收集的關于具有不同身體骨骼結構的大量使用者在具有不同初始設定壓力的床墊和墊子上時壓力隨時間衰減的實驗數據；以及相關的數學系數。
8.根據權利要求7所述的充氣式支撐件，其特征在于，所說的控制裝置增加了一些在已知實驗數據中沒有的新的病人骨骼結構類型和對應的數學系數。
9.根據前述任一權利要求所述的充氣式支撐件，其特征在于，該充氣式支撐件具有一附加的防止觸底的傳感器，以便允許該支撐件具有較低的總體操作壓力，使使用者具有更大的舒適度。
10.根據前述任一權利要求所述的充氣式支撐件，其特征在于，該充氣式支撐件由與所說控制裝置相連接的遙控裝置來控制。
全文摘要
一充氣式支撐件表面10包括一系列可由壓縮機11交替充氣的腔室30，40。具有已知直徑節流器的排氣口50用來對這些腔室進行排氣。壓力傳感器70用來測量腔室30，40的壓力。其中一些腔室在其排氣/充氣循環期間通過排氣口50排氣，并且對壓力隨時間的衰減進行監測。微處理器計算出關于腔室壓力隨時間衰減的數學函數，并把該值與所收集的數據進行比較，然后相應地調節壓縮機的輸出。在每個充氣/排氣循環中重復進行上述排氣、監測壓力衰減、比較數據、以及自動調節壓縮機輸出的工序，以便提供一新的操作壓力。這樣通過自動腔室壓力節就能適應人體姿勢的任何改變，即能適應從仰臥變化為側臥或坐姿，從而防止觸底以及防止出現很高的接觸面壓力。
文檔編號A61G7/05GK1398175SQ0180470
公開日2003年2月19日 申請日期2001年12月7日 優先權日2000年12月9日
發明者丹尼爾·肯普 申請人:亨特萊佛技術公司