СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫМ ОСЦИЛЛЯЦИОННЫМ ВЕНТИЛЯТОРОМ ЛЕГКИХ
HIGH-FREQUENCY OSCILLATORY LUNGS FAN CONTROL SYSTEM

Уровень техники
Обычно высокочастотные осцилляционные вентиляторы (HFO) имеют множество разомкнутых систем управления, которые зависят друг от друга. Например, если желательно увеличить амплитуду осцилляционного давления на вентиляторе HFO, то медицинский работник должен вручную регулировать контроллер амплитуды давления с помощью ручного регулятора. Соответственно, другие параметры вентилятора HFO, которые зависят от амплитуды давления, автоматически изменяются из-за настройки амплитуды давления медицинским работником. Поэтому медицинский работник должен одновременно регулировать другие параметры.
Раскрытие изобретения
Настоящее описание раскрывает высокочастотный осцилляционный вентилятор, включающий в себя систему управления осциллирующим поршнем и систему управления средним давлением в дыхательных путях. Система управления осциллирующим поршнем и система управления средним давлением в дыхательных путях представляют собой системы управления с замкнутым циклом. Система управления осциллирующим поршнем независима от системы управления средним давлением в дыхательных путях.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 показан пример вентилятора HFO в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.2 показан пример системы управления MAP в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.3 показан пример системы управления смещением потока в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На Фиг.4 показан пример способа управления вентилятором HFO в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
Чертежи, приведенные в этом описании, следует понимать как немасштабированные, если только это специально не отмечено.
Осуществление изобретения
Ниже подробно описаны варианты осуществления настоящей технологии, примеры которой показаны на сопровождающих чертежах. Хотя технология описана в связи с различными вариантами осуществления, следует понимать, что они не предназначены для ограничения настоящей технологии этими вариантами осуществления. Напротив, настоящая технология предназначена для охвата альтернативных вариантов, модификаций и эквивалентов, которые могут быть включены в сущность и в рамки различных вариантов осуществления, как это определено в соответствии с приложенной формулой изобретения.
Кроме того, в нижеследующем описании вариантов осуществления многочисленные конкретные детали описаны для того, чтобы обеспечить полное понимание данной технологии. Однако настоящая технология может быть реализована и без этих конкретных деталей. В некоторых случаях, хорошо известные способы, процедуры, компоненты и схемы не описаны подробно, чтобы излишне не усложнять объекты настоящих вариантов осуществления.
Обычно вентиляторы HFO используют активную вентиляцию, при которой газ закачивается в легкие и выводится из легких пациента в течение переменных циклов осциллирующего поршня вентилятора. Одно движение поршня создает положительное давление относительно статического давления в дыхательных путях пациента. Когда движение поршня осуществляется в противоположном направлении, создаваемое динамическое давление изменяется с положительного на отрицательное. Соответственно, обеспечиваемая биполярная динамическая форма колебательного давления обеспечивает дыхательный газовый обмен.
На Фиг.1 изображен вариант осуществления вентилятора 100 HFO. Ниже приводится рассмотрение вариантов осуществления вентилятора 100 HFO. Вначале рассматривается структура, или компоненты различных вариантов осуществления вентилятора 100 HFO. Затем рассматривается работа вентилятора 100 HFO.
Вентилятор 100 HFO включает в себя систему 110 управления осциллирующим поршнем, систему 120 управления средним давлением в дыхательных путях (MAP), систему 130 управления амплитудой осциллирующего давления и систему 300 управления смещением потока.
Система 110 управления осциллирующим поршнем сконфигурирована для управления осциллирующим поршнем 115. Нейтральное положение осциллирующего поршня 115 поддерживается. В одном варианте осуществления, осциллирующий поршень 115 обеспечивает осциллирующее давление с частотой между значениями 3 Гц и 20 Гц.
Система 110 управления осциллирующим поршнем управляет осциллирующим поршнем 115, формируя осциллирующий сигнал с частотами гармоник высшего порядка, отличными от установленной основной частоты. Формируемый осциллирующий сигнал может быть, но не обязательно, прямоугольным сигналом и синусоидальным сигналом. Следует отметить, что вентилятор 100 HFO может подстраивать форму сигнала.
Система 120 управления MAP выполнена с возможностью управлять средним давлением в дыхательных путях вентилятора 100 HFO. Среднее давление в дыхательных путях представляет собой среднее давление по одному циклу вдоха/выдоха. В частности, система 120 управления MAP управляет клапаном 230 выдоха. Вариант осуществления системы 120 управления MAP изображен на Фиг.2, который подробно описывается ниже.
Система 130 управления осциллирующим давлением сконфигурирована для управления амплитудой осциллирующего давления вентилятора 100 HFO. В одном варианте осуществления, амплитуда осциллирующего давления составляет по меньшей мере 5 см вод. столба. В другом варианте осуществления, амплитуда осциллирующего давления устанавливается с точностью, меньше чем 1 см вод. столба.
В различных вариантах осуществления система 110 управления осциллирующим поршнем, система 120 управления MAP, система 130 управления осциллирующим давлением и система управления смещением потока представляют собой системы замкнутого цикла. Иначе говоря, система 110 управления осциллирующим поршнем включает в себя петлю обратной связи, которая облегчает управление осциллирующим поршнем 115, система 120 управления MAP включает в себя петлю обратной связи, которая облегчает управление средним давлением в дыхательных путях, и система 130 управления осциллирующим давлением включает в себя петлю обратной связи, которая облегчает управление амплитудой осциллирующего давления.
И напротив, в обычных вентиляторах, системы управления для различных параметров (например, поршней, среднего давления в дыхательных путях, амплитуды давления) представляют собой разомкнутые системы без.
В различных вариантах осуществления, система 110 управления осциллирующим поршнем, система 120 управления MAP, система 130 управления осциллирующим давлением и система 300 управления смещением потока независимы (например, разъединены) друг от друга. Иначе говоря, каждая из систем управления может быть отрегулирована независимо друг от друга. Например, если частота осциллирующего поршня была отрегулирована, то гарантируется, что пациенту предоставляется та же самая амплитуда осциллирующего давления. В другом примере HFO 100 обеспечивает амплитуду осциллирующего давления пациенту независимо от установки MAP.
В частности, установки 170 могут быть отрегулированы независимо друг от друга. Например, установка 171 частоты осцилляции, установка 172 амплитуды осцилляции, установка 173 MAP и установка 174 потока смещения могут быть отрегулированы независимо друг от друга.
На Фиг.2 изображен вариант осуществления системы 120 управления MAP. Система 120 управления MAP включает в себя контроллер 220 MAP, клапан 230 выдоха, высокочастотный осциллятор 240, преобразователь 250 среднего давления в дыхательных путях и фильтр 260 MAP.
Во время использования вентилятора 100 HFO заданная установка 210 MAP предоставляется на систему управления 120 MAP. Соответственно, MAP 280 регулируется на основании, частично, обратной связи 270.
На Фиг.3 показан вариант осуществления системы 300 управления смещением потока. Система 300 управления смещением потока включает в себя контроллер 320 смещения потока, клапан 330 управления потоком, высокочастотный осциллятор 340 и преобразователь 350 смещения потока. В частности, система 300 управления смещением потока управляет клапаном 330 управления потока.
Во время использования вентилятора 100 HFO заданная установка 310 смещения потока предоставляется на систему 300 управления смещением потока. Соответственно, смещение потока 370 регулируется, частично, на основании обратной связи 360. Обычно смещенный поток 370 представляет собой скорость, при которой поток газа через осциллятор поставляется пациенту.
На Фиг.4 показан способ 400 управления высокочастотным осцилляционным вентилятором в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения. В различных вариантах осуществления способ 400 выполняется процессорами и электрическими компонентами при управлении машиночитаемыми и выполняемыми компьютером командами. Машиночитаемые и выполняемые компьютером команды постоянно находятся, например на носителе данных, например, в используемой компьютером энергозависимой и энергонезависимой памяти. Однако машиночитаемые и выполняемые компьютером команды могут постоянно находиться на машиночитаемом носителе данных любого типа. В некоторых вариантах осуществления способ 400 выполняется по меньшей мере вентилятором 100 HFO, как показано на Фиг.1.
На этапе 410 осциллирующий поршень независимо управляется на основании обратной связи в системе управления осциллирующим поршнем. Например, осциллирующий поршень 115 независимо управляется системой 110 управления осциллирующим поршнем замкнутого цикла.
На этапе 415 среднее давление в дыхательных путях независимо управляется на основании обратной связи в системе управления средним давлением в дыхательных путях. Например, среднее давление 280 в дыхательных путях независимо управляется на основании обратной связи 270 в системе 120 управления MAP.
На этапе 420 независимо управляется амплитуда осциллирующего давления на основании обратной связи в системе управления амплитудой осциллирующего давления. Например, амплитуда осциллирующего давления основана на обратной связи, обеспечиваемой в системе 130 управления амплитудой осциллирующим давлением с замкнутым циклом.
На этапе 425 обеспечивается частота осциллирующего давления между 3 Гц и 20 Гц. На этапе 430 формируется сигнал по существу прямоугольной формы. Следует понимать, что форма сигнала обеспечивается, но не обязательно, как синусоидальная. На этапе 435 обеспечивается амплитуда осциллирующего давления по меньшей мере 5 см вод. столба. На этапе 440 точность амплитуды осциллирующего давления поддерживается на уровне, меньше чем 1см вод. столба. На этапе 445, поддерживается нейтральное положение осциллирующего поршня.
Таким образом, описаны различные варианты осуществления настоящего изобретения. И хотя настоящее изобретение было описано в конкретных вариантах осуществления, следует отметить, что настоящее изобретение не следует рассматривать как ограниченное такими вариантами осуществления, но следует рассматривать в соответствии с нижеследующей формулой изобретения.
Предпочтительный вариант включает в себя все описанные здесь элементы, части и этапы. Следует понимать, что любой из этих элементов, частей и этапов может быть заменен другими элементами, частями и этапами или целиком исключен, как будет очевидно специалистам в данной области техники.
КОНЦЕПЦИИ
Настоящее описание раскрывает по меньшей мере следующие концепции.
Концепция 1. Высокочастотный осцилляционный вентилятор, содержащий:
систему управления осциллирующим поршнем; и
систему управления средним давлением в дыхательных путях, причем упомянутая система управления осциллирующим поршнем и упомянутая система управления средним давлением в дыхательных путях представляют собой системы управления замкнутого цикла, и причем упомянутая система управления осциллирующим поршнем независима от упомянутой системы управления средним давлением в дыхательных путях.
Концепция 2. Высокочастотный осцилляционный вентилятор по концепции 1, дополнительно содержащий:
систему управления амплитудой осциллирующего давления, причем упомянутая система управления амплитудой осциллирующего давления представляет собой систему управления замкнутого цикла, и причем упомянутая система управления осциллирующим давлением независима от упомянутой системы управления осциллирующим поршнем и упомянутой системы управления средним давлением в дыхательных путях.
Концепция 3. Высокочастотный осцилляционный вентилятор по концепции 1, дополнительно содержащий:
частоту осциллирующего давления между 3 Гц и 20 Гц.
Концепция 4. Высокочастотный осцилляционный вентилятор по концепции 1 или 2, дополнительно содержащий:
амплитуду осциллирующего давления по меньшей мере 5 см вод. столба.
Концепция 5. Высокочастотный осцилляционный вентилятор по концепции 1, 2 или 3, причем упомянутая система управления осциллирующим поршнем содержит:
самоцентрирующийся осциллирующий поршень.
Концепция 6. Высокочастотный осцилляционный вентилятор по любой из предыдущих концепций, дополнительно содержащий:
клапан управления потоком.
Концепция 7. Высокочастотный осцилляционный вентилятор по любой из предыдущих концепций, дополнительно содержащий:
клапан выдоха.
Концепция 8. Способ управления высокочастотным осцилляционным вентилятором, причем упомянутый способ содержит этапы, на которых:
независимо управляют осциллирующим поршнем на основании обратной связи в системе управления осциллирующим поршнем; и
независимо управляют средним давлением в дыхательных путях на основании обратной связи в системе управления средним давлением в дыхательных путях.
Концепция 9. Способ по концепции 8, дополнительно содержащий этап, на котором:
независимо управляют амплитудой осциллирующего давления на основании обратной связи в системе управления амплитудой осциллирующего давления.
Концепция 10. Способ по концепции 8 или 9, дополнительно содержащий этап, на котором:
обеспечивают частоту осциллирующего давления между значениями 3 Гц и 20 Гц.
Концепция 11. Способ по концепции 8, 9 или 10, дополнительно содержащий этап, на котором:
формируют сигнал по существу прямоугольной формы.
Концепция 12. Способ по любой из концепций 8-11, дополнительно содержащий этап, на котором:
обеспечивают амплитуду осциллирующего давления по меньшей мере 5 см вод. столба.
Концепция 13. Способ по любой из концепций 8-12, дополнительно содержащий этап, на котором:
поддерживают точности амплитуды осциллирующего давления на уровне менее 1 см вод. столба.
Концепция 14. Способ по любой из концепций 8-13, дополнительно содержащий этап, на котором:
поддерживают нейтральное положение осциллирующего поршня.