高頻振蕩呼吸機控制系統的制作方法
【專利摘要】一種高頻振蕩呼吸機包括振蕩活塞控制系統和平均氣道壓力控制系統。所述振蕩活塞控制系統和所述平均氣道壓力控制系統是閉環控制系統。所述振蕩活塞控制系統獨立于所述平均氣道壓力控制系統。
【專利說明】高頻振蕩呼吸機控制系統
【背景技術】
[0001]高頻振蕩(HFO)呼吸機通常具有依賴于彼此的多個開環控制系統。例如，如果期望增加HFO呼吸機上的振蕩壓力幅度，則需要醫生通過標度盤手動調節壓力幅度控制器。相應地，依賴于壓力幅度的HFO呼吸機的其他參數由于醫生調整壓力幅度而自動改變。因此，醫生不得不同時調節其他參數。

【發明內容】

[0002]本文公開一種高頻振蕩呼吸機，其包括振蕩活塞控制系統和平均氣道壓力控制系統。所述振蕩活塞控制系統和所述平均氣道壓力控制系統是閉環控制系統。所述振蕩活塞控制系統獨立于所述平均氣道壓力控制系統。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]圖1示出根據本發明實施例的HFO呼吸機的示例。
[0004]圖2示出根據本發明實施例的MAP控制系統的示例。
[0005]圖3示出根據本發明實施例的偏壓流量控制系統的示例。
[0006]圖4示出根據本發明實施例的控制HFO呼吸機的方法的示例。
[0007]除非特別說明，在本說明書中提到的圖示不應理解為按比例繪制。
【具體實施方式】
[0008]現在將詳細參考本技術的實施例，本技術的示例在附圖中示出。盡管將結合各種實施例對本技術進行描述，但應理解它們并非意在將本發明的技術限制于這些實施例。相反，本技術旨在涵蓋由所附權利要求定義的各種實施例的精神和范圍中包括的替換、修改和等價物。
[0009]另外，在以下的實施例描述中，闡述許多具體細節以便提供對本技術的全面理解。然而，本技術可以在沒有這些具體細節的情況下實施。在其他情況下，未對眾所周知的方法、過程、部件和電路進行詳細描述，以避免不必要地模糊當前實施例的各個方面。
[0010]通常，HFO呼吸機采用主動通氣設備，其中氣體在呼吸機的振蕩活塞的交替循環期間被推入患者肺部并從患者肺部抽出。活塞的一次運動在患者氣道中產生相對于靜態壓力的正向壓力。隨著活塞在相反的方向運動，產生的動態壓力從正向逆轉成負向。相應地，產生的雙極動態壓力波形提供呼吸氣體交換。
[0011]圖1描繪HFO呼吸機100的實施例。以下給出與HFO呼吸機100的實施例有關的討論。首先，該討論將描述HFO呼吸機100的各種實施例的結構或部件。然后，該討論將描述HFO呼吸機100的操作說明。`
[0012]HFO呼吸機100包括振蕩活塞控制系統110、平均氣道壓力(MAP)控制系統120、振蕩壓力幅度控制系統130以及偏壓流量控制系統300。
[0013]振蕩活塞控制系統110被配置為控制振蕩活塞115。振蕩活塞115的中立位置被維持。在一個實施例中，振蕩活塞115產生3赫茲(Hz)~20Hz之間的振蕩壓力。
[0014]振蕩活塞控制系統110控制振蕩活塞115以產生具有高階諧波頻率而非基準線設定頻率的振蕩波形。產生的振蕩波形可以是但不限制于方波和正弦波。應理解HFO呼吸機100能夠調諧波形的形狀。
[0015]MAP控制系統120被配置為控制HFO呼吸機100的平均氣道壓力。平均氣道壓力是一個吸氣/呼氣周期內的平均壓力。特別地，MAP控制系統120控制呼氣閥230。MAP控制系統120的一個實施例在圖2中繪出，其在下文詳細描述。
[0016]振蕩壓力幅度控制系統130被配置為控制HFO呼吸機100的振蕩壓力幅度。在一個實施例中，振蕩壓力幅度至少為5cm H2O (厘米水柱)。在另一實施例中，振蕩壓力幅度的精度小于Icm H2O0
[0017]在各個實施例中，振湯活塞控制系統110、MAP控制系統120、振湯壓力幅度控制系統130和偏壓流量控制系統是閉環系統。換言之，振蕩活塞控制系統110包括有利于控制振蕩活塞115的反饋環，MAP控制系統120包括有利于控制平均氣道壓力的反饋環，并且振蕩壓力幅度控制系統130包括有利于控制振蕩壓力幅度的反饋環。
[0018]相反，在常規呼吸機中，用于各種參數(例如，活塞、平均氣道壓力、壓力幅度)的控制系統是開環系統。
[0019]在各個實施例中，振湯活塞控制系統110、MAP控制系統120、振湯壓力幅度控制系統130和偏壓流量控制系統300是相互獨立的(例如，彼此被解耦)。換言之，可以彼此獨立地調節每個控制系統。例如，如果振蕩活塞的頻率被調節，則保證相同的振蕩壓力幅度被傳遞至患者。在另一不例中，HF0100向患者傳遞獨立于MAP設定值的振湯壓力幅度。
[0020]特別地，可以彼此獨立地調節設定值170。例如，可以彼此獨立地調節振蕩頻率設定值171、振蕩幅度設定值172、MAP設定值173和`偏壓流量設定值174。
[0021]圖2描繪MAP控制系統120的實施例。MAP控制系統120包括MAP控制器220、呼氣閥230、高頻振蕩器240、氣道壓力傳感器250以及MAP過濾器260。
[0022]在HFO呼吸機100的使用過程中，向MAP控制系統120提供MAP設定點210。相應地，部分基于反饋270來調節MAP280。
[0023]圖3描繪偏壓流量控制系統300的實施例。偏壓流量控制系統300包括偏壓流量控制器320、流量控制閥330、高頻振蕩器340以及偏壓流量傳感器350。特別地，偏壓流量控制系統300控制流量控制閥330。
[0024]在HFO呼吸機100的使用過程中，向偏壓流量控制系統300提供偏壓流量設定點310。相應地，部分基于反饋360來控制偏壓流量370。通常，偏壓流量370是通過振蕩器傳送至患者的氣流的速率。
[0025]圖4描繪根據本發明實施例的控制高頻振蕩呼吸機的方法400。在各實施例中，在計算機可讀和計算機可執行指令的控制下通過處理器和電子組件來執行方法400。計算機可讀和計算機可執行指令駐存在例如數據存儲介質中，如計算機可用易失性和非易失性存儲器。但是，計算機可讀和計算機可執行指令可駐存在任何類型的計算機可讀存儲介質中。在一些實施例中，至少由圖1所示的HFO呼吸機100執行方法400。
[0026]在410處，基于振蕩活塞控制系統中的反饋獨立地控制振蕩活塞。例如，通過閉環振蕩活塞控制系統110獨立地控制振蕩活塞115。[0027]在415處，基于平均氣道壓力控制系統中的反饋獨立地控制平均氣道壓力。例如，基于MAP控制系統120中的反饋270獨立地控制平均氣道壓力280。
[0028]在420處，基于振蕩壓力幅度控制系統中的反饋獨立地控制振蕩壓力幅度。例如，振蕩壓力幅度取決于在閉環振蕩壓力幅度控制系統130中產生的反饋。
[0029]在425處，產生3Hz~20Hz之間的振蕩壓力頻率。在430處，產生大致方形的波形。應理解，產生的波形可以是但不限制于正弦波形。在435處，產生至少為5cm H2O的振蕩壓力幅度。在440處，振蕩壓力幅度精度維持為小于Icm H2O0在445處，維持振蕩活塞的中立位置。
[0030]因此描述了本發明的各個實施例。盡管本發明已經在具體實施例中描述，應理解，本發明不應該被解釋為局限于這些實施例，而應根據隨附的權利要求進行解釋。
[0031]本文所描述的所有元件、部件和步驟優選包括在內。應理解，對本領域技術人員來說顯而易見的是，這些元件、部件和步驟中的任一個可以被其他元件、部件和步驟代替或者完全刪除。
[0032]概念
[0033]本文至少公開以下概念。
[0034]概念1.一種高頻振蕩呼吸機，其包括:
[0035]振蕩活塞控制系統；以及
[0036]平均氣道壓力控制系統，其中所述振蕩活塞控制系統和所述平均氣道壓力控制系統是閉環控制系統，并且其中所述振蕩活塞控制系統獨立于所述平均氣道壓力控制系統。
[0037]概念2.如概念I所述的高頻振蕩呼吸機，其進一步包括:
[0038]振蕩壓力幅度控制系統，其中所述振蕩壓力幅度控制系統是閉環控制系統，并且其中所述振蕩壓力幅度控制系統獨立于所述振蕩活塞控制系統和所述平均氣道壓力控制系統。
[0039]概念3.如概念I所述的高頻振蕩呼吸機，其進一步包括:
[0040]在3Hz~20Hz之間的振蕩壓力頻率。
[0041]概念4.如概念I或2所述的高頻振蕩呼吸機，其進一步包括:
[0042]振蕩壓力幅度至少為5cm H2O0
[0043]概念5.如概念1、2或3所述的高頻振蕩呼吸機，其中所述振蕩活塞控制系統包括:
[0044]自定心振蕩活塞。
[0045]概念6.如任一前述概念所述的高頻振蕩呼吸機，其進一步包括:
[0046]流量控制閥。
[0047]概念7.如任一前述概念所述的高頻振蕩呼吸機，其進一步包括:
[0048]呼氣閥。
[0049]概念8.—種用于控制高頻振蕩呼吸機的方法，所述方法包括:
[0050]基于振蕩活塞控制系統中的反饋獨立地控制振蕩活塞；以及
[0051]基于平均氣道壓力控制系統中的反饋獨立地控制平均氣道壓力。
[0052]概念9.如概念8所述的方法，其進一步包括:
[0053]基于振蕩壓力幅度控制系統中的反饋獨立地控制振蕩壓力幅度。[0054]概念10.如概念8或9所述的方法，其進一步包括:
[0055]生成在3Hz~20Hz之間的振蕩壓力頻率。
[0056]概念11.如概念8、9或10所述的方法，其進一步包括:
[0057]生成大致方形的波形。
[0058]概念12.如任一概念8-11所述的方法，其進一步包括:
[0059]生成至少為5cm H2O的振蕩壓力幅度。
[0060]概念13.如任一概念8-12所述的方法，其進一步包括:
[0061]維持振蕩壓力幅度精度小于Icm H20。
[0062]概念14.如任一概念8-13所述的方法，其進一步包括:
[0063]維持振蕩活塞的中立位置 。
【權利要求】
1.一種高頻振蕩呼吸機，其包括: 振蕩活塞控制系統；以及 平均氣道壓力控制系統，其中所述振蕩活塞控制系統和所述平均氣道壓力控制系統是閉環控制系統，并且其中所述振蕩活塞控制系統獨立于所述平均氣道壓力控制系統。
2.如權利要求1所述的高頻振蕩呼吸機,其進一步包括: 振蕩壓力幅度控制系統，其中所述振蕩壓力幅度控制系統是閉環控制系統，并且其中所述振蕩壓力幅度控制系統獨立于所述振蕩活塞控制系統和所述平均氣道壓力控制系統。
3.如權利要求1所述的高頻振蕩呼吸機,其進一步包括: 在3Hz~20Hz之間的振蕩壓力頻率。
4.如權利要求1所述的高頻振蕩呼吸機,其進一步包括: 振蕩壓力幅度至少為5cm H2O。
5.如權利要求1所述的高頻振蕩呼吸機，其中所述振蕩活塞控制系統包括: 自定心振湯活塞。
6.如權利要求1所述的高頻振蕩呼吸機,其進一步包括: 流量控制閥。
7.如權利要求1所述的高頻振蕩呼吸機,其進一步包括: 呼氣閥。
8.一種用于控制高頻振蕩呼吸機的方法，所述方法包括: 基于振湯活塞控制系統中的反饋獨立地控制振湯活塞；以及 基于平均氣道壓力控制系統中的反饋獨立地控制平均氣道壓力。
9.如權利要求8所述的方法，其進一步包括: 基于振湯壓力幅度控制系統中的反饋獨立地控制振湯壓力幅度。
10.如權利要求8所述的方法，其進一步包括: 生成在3Hz~20Hz之間的振蕩壓力頻率。
11.如權利要求8所述的方法，其進一步包括: 生成大致方形的波形。
12.如權利要求8所述的方法，其進一步包括: 生成至少為5cm H2O的振蕩壓力幅度。
13.如權利要求8所述的方法，其進一步包括: 維持振蕩壓力幅度精度小于Icm H2O0
14.如權利要求8所述的方法，其進一步包括: 維持振蕩活塞的中立位置。
【文檔編號】A61H31/02GK103889491SQ201280039840
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2012年8月8日 優先權日:2011年8月17日
【發明者】Y·劉, S·李 申請人:康爾福盛207有限公司