專利名稱:單級軸對稱鼓風機和便攜式通風機的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種用于產生壓差(例如,處于正壓カ或負(真空)壓カ下的空氣)的鼓風機。在一個實施例中,鼓風機可以用在通風機系統(tǒng)中。在一個實施例中,鼓風機可以用于正氣道壓カ(PAP)裝置,該裝置用于將呼吸療法供給患者。這些療法的示例有輔助/控制通風、間歇強制通風、壓カ支持通風、持續(xù)正氣道壓カ(CPAP)療法。這些可以經由非侵 入式患者接ロ或侵入式患者接口供給。該療法用于包括呼吸衰竭、呼吸功能不全或睡眠障礙呼吸(SDB)的各種呼吸疾病的治療。然而,鼓風機可以用于其它的應用(例如,真空應用(醫(yī)療或其它方面))。
背景技術:
鼓風機設計領域顯現的需求是更安靜、更加緊湊和更少的花費。本發(fā)明提供了滿足該需求的可選的鼓風機布置。在公開號為US2005/0036887 (Nadjafizadeh等)的美國專利申請中描述了本領域現有技術的示例。
發(fā)明內容
本發(fā)明的ー個方案涉及位于患者近側的小型的便攜式通風機系統(tǒng),并且因此允許通過該系統(tǒng)進行吸氣和呼氣。本發(fā)明的另ー個方案涉及ー種包括高效大功率微型電動機的通風機,該微型電動機與高效低慣性葉輪和小型鼓風機結合。本發(fā)明的另ー個方案涉及ー種位于患者近側的通風機。通風機的近側位置允許使用短的呼吸回路,所述呼吸回路提供最小的回路阻カ以增強順應性,要求通風機內的小的不工作區(qū),允許使用與通風機分離的電池和用戶接ロ,并且當傳感器更接近患者時允許更加精確地感測流量和容積。本發(fā)明的另ー個方案涉及ー種鼓風機,所述鼓風機構造為高效地管理由電動機產生的熱量。例如,鼓風機可以包括接近電動機的中央段的非導電性的套筒。該布置避免導電材料接近電動機的中央段從而減少渦流感應的感應損失,為高性能微型電動機實施例的結果。在另ー個實施例中,使與電動機聯接的熱傳導元件(例如,鋁制定子,鋁制流量傳感器)最大化從而充當散熱器。本發(fā)明的另ー個方案涉及ー種包括閥布置的通風機,該閥布置位于鼓風機的近側或患者側的開口處,其構造為控制流經通風機的氣流的雙向,并且因此使再呼吸容積最小化。本發(fā)明的另一個方案涉及包括單一流量元件和單一流量傳感器的通風機,該單一流量傳感器測量沿兩個方向的流量并且充當電動機的散熱器。這種通風機的近側使用會導致流量傳感器暴露在從患者呼出的濕氣中,這樣會增加流量測量存在潛在誤差的風險。當根據本發(fā)明的實施例的流量傳感器充當電動機的散熱器時,電動機將會暖熱流量傳感器并且防止冷凝。因此,不再需要用于加熱流量傳感器的單獨的加熱器。本發(fā)明的另一個方案涉及一種通風機,其構造為穩(wěn)定流量傳感器周圍的壓力和流量從而增強流量感測。例如,所述通風機可以包括在葉輪附近的充氣腔室,所述充氣腔室為定子提供均勻的壓力源從而使流量感測中的偏差和脈沖噪聲最小化。而且,所述通風機可以提供下游腔室以允許通過定子的流體再循環(huán),而當在流體碰撞到流量傳感器之前流體完全呈現時不會影響流量感測。本發(fā)明的另一個方案涉及一種通風機,由于患者完全通過通風機進行呼吸,所述 通風機具有低源阻抗,這是通過使流路(例如,定子角,葉輪葉片幾何形狀)的截面積最大化同時將所述流路的截面積與通風機內的最小不工作區(qū)進行平衡來實現的。本發(fā)明的另一個方案涉及一種包括電池組布置的通風機,其中通風機和電池組兩者均包括微控制器或微處理器以允許在模塊之間傳送通風機設定和患者細節(jié),從而使得易于將患者轉移到新的通風機上或替換電池。根據本發(fā)明的另一個方案涉及一種具有分離模塊的模塊化系統(tǒng),所述分離模塊用于通風機、手持式裝置(控制器/用戶接口)、增氧、擴展電池、熱濕交換過濾器(HMEF)、粘液捕集器和/或吊帶或內衣。本發(fā)明的另一個方案涉及一種用于患者的通風機,所述通風機包括構造為提供增壓空氣源的鼓風機。所述鼓風機包括殼體,其具有近側開口或近側端(例如,患者側開口或者患者近側的開口)和遠側開口或遠側端(例如,大氣側開口或患者遠側的開口);定子部件,其設置到所述殼體;葉輪,其定位在所述殼體的近側開口與定子部件之間;以及電動機,其適于驅動所述葉輪。通風機可以包括一個或多個下述方案。例如,通風機可以包括閥組件,其設置到所述鼓風機的近側開口并且構造為允許空氣在兩個方向上沿著流路流經所述鼓風機。所示閥組件構造為在患者呼吸循環(huán)中的吸氣階段中允許空氣經由近側開口流入所述鼓風機,并且在患者呼吸循環(huán)中的呼氣階段允許空氣經由所述近側開口流出所述鼓風機。定子部件可包括沿著所述定子部件外表面的多個空氣導向槽,所示空氣導向槽的前緣從葉輪葉片的外尖端沿切向向外延伸,并且被配置為收集離開葉輪葉片的空氣并且通過對來自葉輪的空氣進行分流且朝向遠側開口沿著曲徑引導空氣以使得氣流變成大致層流來將空氣從大致切向方向引導至大致徑向方向。通風機可以包括流量元件,所述流量元件沿著流路設置到所述電動機并且構造為測量兩個方向上的流量且傳導來自所述電動機的熱量。殼體和定子部件可以配合以在所述葉輪周圍限定充氣腔室。通風機可以包括位于充氣腔室下游的腔室以允許通過定子部件的流體再循環(huán)而不通過流量元件。通風機可以包括沿著流路圍繞電動機的中央段的非導電性的套筒。流量元件和定子部件可以由熱傳導材料構成以傳導來自電動機的熱量。流量元件和定子部件可以由鋁構成。通風機可以包括設置到鼓風機的遠側開口處的粘液捕集器。粘液捕捉器提供捕獲板,所述捕獲板適于捕捉由患者呼出的任何顆粒物。通風機可以包括設置到鼓風機的遠側開ロ處的熱濕交換過濾器。所述熱濕交換過濾器包括過濾器和/或墊子以調節(jié)由患者吸入的空氣和/或保護通風機免受由患者呼出的顆粒物的損壞。可使得流路的截面積最大化并且與通風機內的最小不工作區(qū)進行平衡以提供低源阻杭。通風機可以包括與該通風機分離的電池供電的控制単元。通風機和控制單元兩者都包括微控制器,所述微控制器被配置為記錄患者數據并且允許傳送通風機設定和患者細節(jié)。通風機可以適于用在患者近側的位置處。所述通風機可以并入頭戴式系統(tǒng)中。通風機可以適于安裝到包括有墻壁、床、床頭、輪椅、桌子或椅子的結構,并且該通風機經由管道連接到患者接ロ。所述通風機可以適于裝入合并入衣物中的支撐結構。衣物可為襯衫、T恤衫或睡衣。該通風機鼓風機可以內置于患者接ロ単元。該通風機可以由肩式吊帶支撐。該通風機可以由懸垂式布置支撐。該通風機由圍繞用戶身體的一部分的綁帶或帶條支撐。綁帶或帶條可以是胸帶。綁帶或帶條可以是臂帶。流量元件可包括內心和自所述內心延伸出的多個葉片。所述流量元件可以包括40至60個葉片。所述流量元件的內心可以包括分裂配置,所述分裂配置構造為允許將所述流量元件裝配到所述電動機周圍并且隨著來自電動機的熱量的變化而膨脹和收縮。 本發(fā)明的另ー個方案涉及ー種模塊化通風機系統(tǒng),所述通風機系統(tǒng)包括通風機模塊和ー個或多個下面的可単獨更換的模塊遠程控制所述通風機模塊的控制模塊;用于控制模塊的擴展電池模塊;設置到所述通風機模塊的增氧模塊;設置在所述通風機模塊的遠側開ロ處的粘液捕集器;設置到所述通風機模塊的遠側開ロ處的熱濕交換過濾器模塊;和/或綁帶模塊,所述綁帶模塊包括使所述通風機模塊和/或所述控制模塊穩(wěn)定的一條或多條綁帯。該控制模塊可包括內部加速計并且允許脈動血氧計和/或CO2監(jiān)測器與其連接。本發(fā)明的一個方案涉及ー種鼓風機,所述鼓風機包括殼體,其包括近側開口和遠側開ロ,近側開口和遠側開ロ同軸地對準;定子部件,其設置到所述殼體;葉輪,其定位在該殼體的近側開ロ與定子部件之間;以及電動機,其適于驅動所述葉輪。所述葉輪包括多個葉輪葉片。定子部件包括沿著所述定子部件外表面的多個空氣導向槽。空氣導向槽的前緣從所述葉輪葉片的外尖端沿切向向外延伸,并且被配置為收集離開所述葉輪葉片的空氣并且通過對來自葉輪的空氣進行分流且朝向遠側開ロ沿著曲徑引導空氣以使得氣流變成大致層流來將該空氣從大致切向方向引導至大致徑向方向。通過下面結合附圖所做的詳細描述,本發(fā)明其它的方案、特征和優(yōu)點將變得顯而易見,附圖是本公開的一部分并且通過示例的方式闡述了本發(fā)明的原理。
附圖有助于對本發(fā)明各個實施例的理解。在這些附圖中圖I是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的立體圖;圖2是圖I的鼓風機的分解視圖;圖3是圖I的鼓風機的定子部件和葉輪的立體圖;圖4是根據本發(fā)明的另ー個實施例的鼓風機的立體圖;圖5是圖4的鼓風機的分解視圖;圖6是圖4的鼓風機的定子部件、電動機和葉輪的分解視圖;圖7是根據本發(fā)明的一個實施例的葉輪的俯視圖8是圖7的葉輪的仰視圖;圖9是根據本發(fā)明的另一個實施例的鼓風機的立體圖;圖10是圖9的鼓風機的側視圖;圖11是圖9的鼓風機的俯視圖;圖12是通過圖10的線12-12的剖視圖;圖13是圖9的鼓風機的定子部件的側視圖;圖14是圖13的定子部件的仰視圖;圖15是與管道連接的圖9的鼓風機的立體圖;圖16是根據本發(fā)明的一個實施例的包括被動氣閥組件的鼓風機的側視圖;圖17是圖16的鼓風機的剖視圖;圖18是圖16的鼓風機的放大剖視圖;圖19是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的CPAP版的立體圖;圖20是圖19的鼓風機的側視圖;圖21是圖19的鼓風機的剖視圖;圖22是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的CPAP版的立體圖;圖23是圖22的鼓風機的剖視圖;圖24是示出了根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的各種RPM的壓力對流量的圖;圖25是根據本發(fā)明的一個實施例的通風機系統(tǒng)的立體圖;圖26是圖25的通風機系統(tǒng)的另一立體圖;圖27至圖31是圖25的通風機系統(tǒng)的側視圖、前視圖、后視圖、仰視圖和俯視圖;圖32是圖25的通風機系統(tǒng)的剖視圖;圖33是圖25的通風機系統(tǒng)的另一剖視圖;圖34是圖25的通風機系統(tǒng)的分解視圖;圖35是根據本發(fā)明的一個實施例的通風機系統(tǒng)的鼓風機的立體圖;圖36至圖39是圖35的鼓風機的后視圖、側視圖、仰視圖和俯視圖;圖40是圖35的鼓風機的剖視圖;圖41是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的上殼體零件的立體圖;圖42至圖44是圖41的上殼體零件的側視圖、仰視圖和俯視圖;圖45是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的下殼體零件的立體圖;圖46至圖50是圖45的下殼體零件的左側視圖、右側視圖、后視圖、俯視圖和仰視圖;圖51是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的定子部件的第一零件的立體圖;圖52至圖54是圖51的第一零件的側視圖、俯視圖和仰視圖;圖55是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的定子部件的第二零件的立體圖;圖56至圖58是圖55的第二零件的俯視圖、仰視圖和側視圖;圖59是圖55的第二零件的剖視圖;圖60是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的葉輪的立體圖; 圖61至圖63是圖60的葉輪的側視圖、俯視圖和仰視圖64是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的套筒的立體圖;圖65至圖67是圖64的套筒的側視圖、俯視圖和仰視圖;圖68是根據本發(fā)明的一個實施例的鼓風機的流量元件的立體圖;圖69和圖70是圖68的流量元件的側視圖和仰視圖;圖71是根據本發(fā)明的一個實施例的過濾器/閥組件的立體圖;圖72至圖74是圖71的過濾器/閥組件的側視圖、俯視圖和仰視圖;圖75是圖71的過濾器/閥組件的剖視圖; 圖76是圖71的過濾器/閥組件的分解視圖;圖77是根據本發(fā)明的一個實施例的過濾器/閥組件的過濾器蓋的立體圖;圖78至圖80是圖77的過濾器蓋的側視圖、俯視圖和仰視圖;圖81是根據本發(fā)明的一個實施例的過濾器/閥組件的氣流分流器/集流器的立體圖;圖82至圖84是圖81的氣流分流器/集流器的側視圖、俯視圖和仰視圖;圖85是根據本發(fā)明的一個實施例的過濾器/閥組件的氣流分流器罩的立體圖;圖86至圖88是圖85的氣流分流器罩的側視圖、俯視圖和仰視圖;圖89是根據本發(fā)明的一個實施例的過濾器/閥組件的進氣膜片閥的立體圖;圖90至圖92是圖89的進氣膜片閥的側視圖、俯視圖和仰視圖;圖93是根據本發(fā)明的一個實施例的過濾器/閥組件的出氣膜片閥的立體圖;圖94至圖96是圖93的出氣膜片閥的側視圖、俯視圖和仰視圖;圖97是根據本發(fā)明的一個實施例的粘液捕集器的分解視圖;圖98是根據本發(fā)明的一個實施例的粘液捕集器的外殼的立體圖;圖99至圖101是圖98的外殼的俯視圖、仰視圖和側視圖;圖102是圖98的外殼的剖視圖;圖103是根據本發(fā)明的一個實施例的粘液捕集器的內殼的立體圖;圖104至圖107是圖103的內殼的俯視圖、仰視圖、前視圖和側視圖;圖108是圖103的內殼的剖視圖;圖109是示出了吸氣期間的氣流的圖25的通風機系統(tǒng)的剖視圖;圖110是示出了呼氣期間的氣流的圖25的通風機系統(tǒng)的剖視圖;圖111是根據本發(fā)明的一個實施例的熱濕交換過濾器(HMEF)的剖視圖;圖112是設置到通風機系統(tǒng)的圖111的HMEF的剖視圖;圖113是圖111的HMEF的分解視圖;圖114是圖111的HMEF的分解剖視圖;圖115是圖111的HMEF的另ー個分解視圖;圖116是根據本發(fā)明的一個實施例的HMEF的外殼的立體圖;圖117至圖119是圖116的外殼的仰視圖、俯視圖和側視圖;圖120是圖116的外殼的剖視圖;圖121是根據本發(fā)明的一個實施例的HMEF的內殼的立體圖;圖122至圖124是圖121的內殼的俯視圖、仰視圖和側視圖;圖125是圖121的內殼的剖視圖126和圖127是根據另一個實施例的HMEF的立體圖和側視圖;圖128是根據本發(fā)明的一個實施例的用于通風機系統(tǒng)的遙控器的立體圖;圖129至圖132是圖128的遙控器的前視圖、俯視圖、左側視圖和右側視圖;圖133是根據本發(fā)明的一個實施例的具有粘液捕集器的通風機系統(tǒng)的立體圖;圖134是根據本發(fā)明的一個實施例的具有HMEF的通風機系統(tǒng)的立體圖;圖135-1是根據本發(fā)明的一個實施例的用于通風機系統(tǒng)的遙控器或手持式裝置的立體圖;圖135-2是用于圖135-1的手持式裝置的任選擴展電池的立體圖; 圖135-3是聯接到圖135-2的擴展電池的圖135-1的手持式裝置的立體圖;圖136是圖135-1的手持式裝置的俯視圖;圖137是根據本發(fā)明的一個實施例的接駁座或接駁盒的立體圖,所述接駁盒處于
第一位置;圖138是位于圖137的接駁盒內的圖135-1的手持式裝置的立體圖;圖139是處于延伸的第二位置的圖137的接駁盒的立體圖;圖140是位于圖139的接駁盒內的圖135-3的手持式裝置和擴展電池的立體圖;圖141示出了根據本發(fā)明的一個實施例的適用于氣管切開通風、手持式裝置、手持式裝置吊帶和穩(wěn)定綁帶的通風機;圖142示出了根據本發(fā)明的一個實施例的適用于氣管切開通風、具有擴展電池的手持式裝置、和手持式裝置吊帶的通風機;圖143示出了根據本發(fā)明的一個實施例的適用于氣管切開通風、手持式裝置、手持式裝置吊帶、穩(wěn)定綁帶和儲氧附件的通風機;圖144-1至圖144-3示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖145示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖146-1至圖146-4示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖147示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖148示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖149示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖150示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖151-1至圖151-3示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖152-1至圖152-2示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖153示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖154示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖155示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖156示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖157示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖158示出了根據本發(fā)明的一個實施例的頭戴式通風機系統(tǒng);圖159示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接口 ;圖160-1和圖160-2不出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接口 ;
圖161-1和圖161-2不出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者
接ロ ;圖162-1和圖162-2示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者
接ロ ;圖163-1和圖163-2不出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖164-1至圖164-3示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;
圖165示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖166示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖167示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖168-1和圖168-2不出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖169示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖170示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖171示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖172示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖173示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖174示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖175示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖176示出了根據本發(fā)明的一個實施例的具有內置式鼓風機的患者接ロ ;圖177示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖178示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖179示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖180-1至圖180-2示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖181-1至圖181-4示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖182示出了根據本發(fā)明的一個實施例的照亮管道;圖183示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖184示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖185示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖186示出了根據本發(fā)明的一個實施例的便攜式通風機;圖187-1至圖187-2示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖188-1至圖188-4示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖189-1至圖189-3示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖190示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖191示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖192-1和圖192-2示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖193示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖194示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;
圖195示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖196示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;圖197示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機;以及圖198-1和圖198-2示出了根據本發(fā)明的一個實施例的可佩帶式通風機。
具體實施例方式下面提供了關于可具有共同的特性和特征的多個實施例的描述 。應當理解的是,任何一個實施例的一個或多個特征能夠與其它實施例的ー個或多個特征結合。此外,任何實施例中的單ー特征或特征的結合可以構成另外的實施例。在該說明書中,詞語“包括”被理解為其“開放式”的含義,也就是說,理解為“包含...在內”的含義上,并且因此不限干“封閉”的含義,即“僅僅由...組成”的含義。所出現的相應的詞語“包括了”、“被包括”和“包括有”也有對應的含義。這里將要對本發(fā)明的方案在經由患者接ロ的侵入性和非侵入性患者連接的應用以及應用于正氣道壓カ(PAP)裝置進行說明,但是應當理解的是,本發(fā)明的方案可以應用于其它的領域,其中,例如在正壓カ和負壓カ應用中,鼓風機均被用作例如通風機。在該說明書中,詞語“氣泵”和“鼓風機”可以交換使用。術語“空氣”可以被認為包括可呼吸氣體,例如含增補氧氣或氦氧混合劑的空氣。也可以確認的是,這里描述的鼓風機可以設計為泵送除空氣以外的流體。而且,下面的每個鼓風機實施例被描述為包括單級設計。然而,應當理解的是,本發(fā)明的方案可以應用于多級設計,例如兩級、三級、四級或更多級。I.鼓風機圖I至圖6圖示了根據本發(fā)明的一個實施例的單級鼓風機10。如下面所述,該鼓風機提供緊湊的、高效的、相對安靜的、低成本的、低復雜度的布置,并且提供層流。在實施例中,鼓風機可以構造為提供在2-30cmH20范圍內的增壓空氣,并且可以構造為提供大于60cmH20的增壓空氣。如圖示,鼓風機10包括殼體20,其具有第一和第二殼體零件22、24 ;定子部件30,其包括空氣導向槽35 ;電動機40,其定位在定子部件30內,并且電動機40適于驅動可旋轉軸或轉子50 ;以及葉輪60,其設置在定子部件30的ー側并且聯接到轉子50的端部。如圖示,鼓風機提供了相對簡単、堆疊的組件。如圖5最佳示出,第一和第二殼體零件22、24可以通過一個或多個緊固件26(例如,螺釘)相互聯接。此外,第一和第二殼體零件22、24可以提供接合件(例如,如圖5所示的定位銷28(1)和接收孔28 (2)布置)從而有助于對準和連接。圖2示出了用于聯接殼體零件的可選接合件,例如適于容納在環(huán)形槽中的環(huán)形突起29。鼓風機10具有由第一殼體零件22設置于一端處的近側開ロ或近側端23(例如,患者側開ロ或患者近側的開ロ)和由第二殼體零件24設置于另一端處的遠側開ロ或遠側端25 (例如,大氣側開ロ或患者遠側的開ロ)。鼓風機10可操作以通過近側開ロ 23將供應氣體抽入殼體20并且在遠側開ロ 25處提供增壓氣流。鼓風機10具有軸對稱性,近側開ロ 23和遠側開ロ 25兩者均與鼓風機的軸線A同軸對準(例如,見圖I)。在使用中,氣體在一端處軸向地進入鼓風機并且在另一端處軸向地離開鼓風機。例如,由于軸對稱性和/或低的渦旋擾動,這種布置可以提供使用中相對低的噪聲。在W02007/134405 Al中公開了這種鼓風機的示例性實施例,該專利的全部內容通過引用合并于此。在圖示的實施例中,如圖4所示,鼓風機可以相對緊湊并且具有約60mm至70mm的直徑D,例如63mm,以及約35mm至45mm的高度H,例如38. 5mm。然而,其它適合的尺寸也是可以的。I. I定子部件如圖2、圖3、圖5和圖6所示,定子部件30包括例如如圖6所示通過一個或多個緊固件33相互聯接的第一和第二零件32、34。此外,第一和第二殼體零件32、34可以提供接合件(例如,如圖6所示的定位銷31 (I)和接收孔31 (2)布置)從而有助于對準和連接。第一和第二零件32、34配合以限定中空內部,所述中空內部適于將電動機40和轉子50支撐和保持在操作位置。此外,第一和第二零件32、34配合以限定具有多個空氣導向槽35的 大致“蕪菁根”形狀的外部(例如,大致球莖形狀),多個空氣導向槽35沿著零件的外表面延伸。如圖所示,空氣導向槽或蝸殼(volute) 35被配置和布置為對來自葉輪60的空氣進行收集和分流并且朝向出氣口 25沿著曲徑引導空氣以使氣流變成層流并且使沿著槽長度的渦旋擾動最小化??諝鈱虿?5的前緣從葉輪葉片的外尖端沿切向向外延伸從而防止當葉輪葉片經過定子葉片時產生葉片經過聲調噪聲。定子葉片的前緣被配置為收集離開葉輪葉片的空氣并且將該空氣從大致切向方向引導至大致徑向方向。具體地,每個槽的進口部35(1)從葉輪60的外周邊或邊緣沿大體切向延伸出以使離開葉輪60的空氣能夠進入槽。優(yōu)選地,空氣進入槽的進入角度偏離葉輪的旋轉平面大致5%-10%之間。如圖所示,進口部35(1)從葉輪60的邊緣延伸到定子部件的最大徑向范圍的外周邊。槽從進口部35(1)向下(例如,以約80-90° )彎曲進入槽的出口部35 (2),出口部35 (2)朝向定子部件的錐形底座36延伸。如圖所示,出口部35(2)限定了層流流路,所述層流流路定位在葉輪60的視線之外,即出口部沿著定子部件的下側延伸。槽35均在大致地錐形的底座36處平滑地會聚或再接合從而形成軸向出氣口。槽的會聚路徑為低噪聲形成聽覺破壞(acousticdestruction)。此外,當從進口部35(1)朝向出口部35(2)延伸時每個槽35的深度增加或加深,也就是說,槽在出口部處變得更像是“隧道”。然而,在空氣離開槽35并且朝向出氣口 25傳遞的點處,槽的深度會由于坡道而變小,所述坡道使空氣路徑朝向出氣口成角度。優(yōu)選地,在該實施例中槽的深度在0-4_之間。在圖示的實施例中,九個空氣導向槽35設置到定子部件30。然而,應當理解的是,更多或更少的槽是可以的,例如3個、4個、5個或更多個槽。在實施例中,鼓風機提供上升的風扇性能曲線,例如,可以通過改變由槽提供的面積來改變所述風扇性能曲線。優(yōu)選地,定子部件可以由聚合物材料或聚碳酸酯構成。此外,可以優(yōu)選的是,定子部件的接觸電動機的部分由鋁構成。定子部件的鋁制部分可以用作用于電動機的附加散熱器。1.2電動機
電動機40包括設置到轉子50的磁體和經由所述磁體引起轉子50的自轉運動的定子組件45。定子組件45包括定子心,定子繞組47纏繞在定子心上。在實施例中,定子心為實心鐵氧體環(huán)的形式。然而,定子心可以具有不同的布置,例如金屬片層疊。在實施例中,定子組件可以包括環(huán)形纏繞電動機結構(無傳感器),例如,基于共同的變壓器繞組。在圖6中,定子組件45包括在定子心上的六個繞組47,其提供対稱的布置。然而,定子組件可以包括可選的繞組布置,例如,3個繞組。而且,如圖所示,分流器48可以任選地設置在繞組47之間。如圖所示,定子組件45的外表面可以通過定子部件30的第一和第二零件32、34支撐和固定,也就是說,定子組件封裝于或封閉于第一和第二零件之間。而且,定子部件30的第一和第二零件32、34構造為固定軸承51 (I)、51 (2),軸承51 (I) >51 (2)可旋轉地支撐轉子50。例如,第一零件32可以包括用于支撐一個軸承51 (I)的凹部,并且第二零件34可以包括用干支撐另ー個軸承51 (2)的凹部。第一和第二零件 32、34可以構造為支撐相同的或混合軸承尺寸的軸承。此外,第一零件32提供沿其軸線的開ロ 37以便允許轉子50的端部穿過以與葉輪60嚙合。1.3 葉輪在圖示的實施例中,如圖7和圖8最佳所示,葉輪60包括夾在ー對盤狀罩件64、66之間的多個連續(xù)彎曲的或直的葉片62。罩件可以有助于減少使用中的聲調噪聲。下罩件66組合了適于容納轉子50的襯套和軸襯。而且,葉輪包括錐形配置,其中,葉片朝向外邊緣成錐形。在W02007/048206 Al中公開了葉輪的更多的細節(jié),該專利的全部內容通過引用合并于此。葉輪的罩護也可以優(yōu)選地至少部分地覆蓋葉片。這樣有利于防止葉片接觸殼體的內壁且防止斷裂,例如,如果在操作中鼓風機遭受震動。如圖8最佳所示,葉輪包括14個葉片62。在該布置中,葉輪葉片62與定子部件30中的槽35的比(即,14 9)不包括公約數,這樣有助于避免葉片通過頻率(blade passfrequency)和聲調噪聲。然而,應當理解的是,更多或更少的葉片是可能的。葉片沿相對流動方向向后的方向成角度以有助于降低噪聲。I. 4流體流路空氣在近側開ロ 23處進入鼓風機10并且傳遞到葉輪60,在葉輪中空氣沿切向加速并且沿徑向向外引導??諝馊缓罅魅肟諝鈱虿?5,空氣導向槽35將沿著定子部件30 向下引導空氣。來自槽35的空氣然后匯聚在定子部件的底座36處并且導向遠側開ロ 25。由于空氣導向槽35,在出氣ロ 25處的流基本上是層流,這樣使得傳導噪聲相對低。此外,驅動葉輪60的電動機40在定子部件30內被遮蔽,這樣使得傳導噪聲相對低。另外,可促使空氣流路在電動機主體的上方流動從而帶走自電動機產生的熱量。2.0“微型”鼓風機
圖9至圖15圖示了根據本發(fā)明的另ー個實施例的鼓風機210。在該實施例中,鼓風機210具有相對小的寬度dl約22mm(例如,用于與空氣輸送管道的管頭連接);d2 約 22mm-25mm(例如,24mm) ;d3 約 80mm-100mm,例如 82mm ;以及 d4 約 40mm-45mm,例如43mm。然而,其它適當的尺寸是可以的。
如圖所示,鼓風機210包括具有第一和第二殼體零件222、224的殼體220 (例如,由如PEEK的聚合物材料構造而成);包括空氣導向槽235的定子部件230 (例如,由如PEEK的聚合物材料構造而成);由定子部件230支撐的電動機240,電動機240適于驅動可旋轉軸或轉子250 ;以及葉輪260 (例如,由如PEEK的聚合物材料構造而成),其設置在定子部件230的一側并且與轉子250的端部聯接。葉輪260在定子部件230上方具有小的間隙并且適于在使用中沿逆時針方向旋轉。鼓風機210具有軸對稱性,近側開口 223和遠側開口 225兩者均與鼓風機的軸線A對齊(例如,見圖12)。在實施例中,過濾器可以連接到近側開口 223。而且,在實施例中,遠側開口 225可以連接到粘液捕集器從而防止水或流體進入殼體。在圖示的實施例中,出氣口 225由出口管227提供,出口管227允許通風機管道與殼體連接。圖15示出了 PAP裝置217,使出口管227與通風機管道215連接?;颊呓涌?未示出)與管道215的另一端聯接?;颊呓涌谀軌蛞员钦?、全面罩、鼻管、鼻叉、鼻枕等形式存在,其依次可經由頭帶支撐在患者頭部上。頭帶可以支撐鼓風機210。在實施例中,鼓風機210可以構造為以達到215L/min的流速提供大于60cmH20的增壓空氣。2. I定子部件如圖12至圖14所示,定子部件230包括相互聯接的第一和第二零件232、234。第一和第二零件232、234可以通過一個或多個緊固件(例如,螺釘)或通過粘合劑(例如,膠水)相互聯接。此外,第一和第二零件可以提供接合件(例如,第二零件包括用于容納第一零件的凹部231 (I),并且第一零件包括用于接合在第二零件的中空內部中的一個或多個定位銷231(2))從而有助于對準和連接。第一和第二零件232、234配合以限定中空內部并且適于在操作位置處支撐電動機240和轉子250。此外,如上所述,第一和第二零件232、234配合以限定多個空氣導向槽235 (例如,九個空氣導向槽),空氣導向槽235包括進口部235(1)和出口部235(2)。定子部件230可以通過一個或多個緊固件(例如3個安裝螺釘)附接到殼體220。然而,定子部件可以其它適當的方式附接到殼體。可選擇地,定子部件可以不附接到殼體而是通過摩擦配合被固定。定子部件230的中空內部有助于成型工藝并且減輕定子部件的重量。定子部件230的中空內部可以被填充且與空氣通道密封隔離從而減少通風機內的不工作區(qū)。在如圖17和圖18中所示的可選的實施例中,代替使用緊固件將第一和第二零件232、234相互聯接,緊固件可以由0形圈276代替,0形圈276適于插入在定子部件的第一和第二零件232、234之間的間隙277中。在該示例中,每個零件232、234均可以包括相應的槽或環(huán)形凹部277 (I)、277 (2),槽或環(huán)形凹部277 (I)、277 (2)配合以限定適于容納0形圈276的間隙277。0形圈276可適于安放在相應的凹部內并且抵制將第一和第二零件232、234拉開的力。另外地,0形圈具有的優(yōu)點包括在制造過程中組裝更簡易(例如,使用較少的緊固件)、振動隔離和耐震性,并且可以額外地降低由于使用中高速振動而產生的噪聲。2. 2電動機電動機240為無刷DC電動機的形式,其構造為引起轉子250的自轉運動。在實施例中,該電動機可以是直徑為13_的電動機,具有30瓦的功耗和最高80,000的每分鐘轉、數。然而,不同尺寸的電動機(如更大尺寸的電動機)是可能的,例如16mm直徑的電動機。而且,能夠對電動機進行殺菌和密封。密封特征可以防止或限制由于暴露在高的相対濕度或體液中而引起的電動機的腐蝕。如圖所示,定子部件230的第一零件232包括容納電動機250的端部的凹部238和開ロ 237,開ロ 237允許轉子250通過從而與葉輪260接合。電動機240通過ー個或多個安裝螺釘239 (例如,三個安裝螺釘)附接到定子部件230的第一零件232。定子部件230的第二零件234包括開ロ 255,開ロ 255允許電動機240的下端通過其中。第二零件234的開ロ也可以有助于支撐和固定電動機,例如,摩擦配合。電動機240的底座包括用于連接電源配線的ー個或多個電源連接點249 (例如,三個電源連接點)。如圖所示,錐形或子彈形件270通過第二殼體零件224支撐并且被配置和 定位以覆蓋或保護連接點249,因此它們與空氣通道分開,S卩,通過錐形件來遮蔽或封閉配線和電源連接點。印制電路板組件(PCBA) 272安裝到殼體從而控制電動機。PCBA可以包含一個或多個傳感器從而增強控制,例如,霍爾傳感器、熱傳感器。在實施例中,電動機可以與多個金屬散熱器連接,和/或可以促使空氣通道在電動機的上方流動以有助于熱交換。另外,電動機可以封裝在薄的護套中以減少電動機噪聲。在實施例中,該護套可以由軟聚合物或硅樹脂構造而成。2. 3流量傳感器和壓カ傳感器流量傳感器290和壓カ傳感器296可以沿著空氣流路設置。如圖12所示,流量傳感器290包括與空氣流路流體連通的進ロ管292(1)和出口管292(2),進ロ管292(1)和出ロ管292(2)允許空氣進入和離開傳感器。整流器280設置到殼體,鄰近于定子部件230的出氣ロ且位于流量傳感器290的上游(例如,見圖12)。整流器280被配置和布置為矯直離開定子部件230的氣流以防止切向的氣流穿過流量傳感器進ロ管292(1),這樣提供來自流量傳感器的更加精確的流量估計。壓カ傳感器296包括與空氣流路流體連通的柔性膜298,其中,柔性膜的位移提供了空氣流路中的空氣壓カ的指示。第二 PCBA 274安裝到殼體(在第一 PCBA 272的相對側)以控制和接收來自流量傳感器290和壓カ傳感器296的數據。2. 4流體流路空氣在近側開ロ 223處進入鼓風機210并且傳入葉輪260,在葉輪260中空氣沿切向被加速并且沿徑向向外引導。空氣然后流入定子部件230的空氣導向槽235中,空氣導向槽235沿著定子部件230引導空氣。來自槽235的空氣然后離開定子部件230并且沿著在第二殼體零件224與電動機240的下端之間限定的通道朝向遠側開ロ 225傳遞。由于空氣導向槽235和整流器280,在遠側開ロ 225處的流基本上是層流,這樣使得傳導噪聲相對低。空氣導向槽35、235、535具有基本上恒定不變的截面積以使得氣流在兩個方向上的阻カ減小。特別地,通過使流體流路具有均勻的截面積來減小呼氣阻杭。3.通風機在實施例中,鼓風機可以用作通風機鼓風機。當鼓風機用作通風機鼓風機時,鼓風機的近側開口可以與被動式氣閥組件連接??蛇x地,閥組件可以設置(例如,一體成型)到鼓風機的排流口或出氣口。當裝置用作通風機時,閥組件能夠使不工作區(qū)最小化。圖16至圖18示出了根據本發(fā)明的一個實施例的包括有被動式氣閥組件201的鼓風機210。如上所述,鼓風機210包括具有第一和第二殼體零件222、224的殼體220,第一和第二殼體零件222、224限定了近側開口 223和遠側開口 225 ;定子部件230,其包括空氣導向槽235 ;電動機240,其由定子部件230支撐并且適于驅動可旋轉軸或轉子250 ;以及葉輪260。如上所述,定子部件的第一和第二零件232、234使用上述的0形圈276聯接。在圖示的實施例中,閥組件201設置到鼓風機210的近側開口 223處。閥組件201包括適用于支撐第一閥203和第二閥205的殼體202。第一閥203與大氣連通并且定位和布置為在患者的呼吸循環(huán)的吸氣階段允許空氣經由近側開口 223流入鼓風機(如箭頭I指示)。第二閥205與大氣連通并且定位和布置為在患者的呼吸循環(huán)的呼氣階段允許空氣經 由近側開口 223離開鼓風機(如箭頭E指示)。殼體202包括第一和第二殼體零件202 (I)、202 (2)(例如,通過夾扣結構相互聯接)和中間殼體零件202(3),中間殼體零件202(3)將閥203、205固定在殼體內。如圖所示,中間殼體零件202(3)與第一和第二殼體零件配合以夾住閥203的邊緣。閥205包括緊固在開口中的襯套205(1),所述開口設置到中間殼體零件202(3)。第二殼體零件202 (2)包括開口 206以允許經由閥203與大氣連通,并且第一殼體零件202(1)和殼體零件202(3)包括相應的開口 207、208以允許經由閥205與大氣連通。3. I移動式或便攜式通風機系統(tǒng)本發(fā)明的另一個方案涉及適于在患者近側的位置處使用的小型的便攜式通風機。在一個實施例中,所述通風機可以用于非侵入式通風,即經由面罩或鼻叉供給患者。在可選的實施例中,經由與氣管切開管或氣管內管的連接,通風機可以用于非侵入式通風。具有近側通風機的一些示例性優(yōu)點包括減小將通風供給患者所要求的管道的長度(即,允許使用提供最小的回路阻力的短的呼吸回路從而增強順應性),以及可以增強患者移動性的更小型的、更輕的裝置。在一個實施例中,通風機可以被配置為如下面更加詳細描述的可佩帶式系統(tǒng)。在一個實施例中,通風機放置為接近患者并且與無通氣孔(non-vented)患者接口裝置(例如無通氣孔面罩、無通氣孔嘴件、氣管切開管或氣管內管)一起使用。因此,患者通過通風機吸氣和呼氣。因此,應該實現裝置中的不工作區(qū)與患者的潮流氣量的相容性。通過鼓風機的內部尺寸和可能通過并入通風機進氣口的被動閥組件使得不工作區(qū)最小化。在這種無通氣孔式近側系統(tǒng)中,由電動機產生的熱量需要被控制在電動機規(guī)格的限制內。通風機通常分別包括兩組流量元件和流量傳感器,以分別測量吸入和呼出流量從而監(jiān)視和/或控制通風。如此緊接近患者的無通氣孔式通風機使得允許直接監(jiān)視雙向的呼吸流量,但是可能遇到由于患者的呼出氣體引起的流量元件上的冷凝,并且這樣可能影響流量/容積測量的精確度。通風機是具有優(yōu)良的電動氣動效率、延長電池壽命或允許小的電池組的高度人體工效學的移動式通風機。有利的是,不要求經由笨重的軟管將患者系連到龐大的單元。相關的優(yōu)點在于,不要求通風機克服長呼吸回路的阻力損失,也不要求校正用于長呼吸系統(tǒng)的順應性的容積測量。通風機能夠直接安放在插管的端部,可能在衣物下面,僅有一根細的柔性電纜連接到手持式裝置(電池和用戶接口)。這樣減少了斷開的危險,因為患者能夠與通風機一起活動而不是分開活動。在可選的實施例中,通風機可以與有通氣孔式患者接ロー起使用,有通氣孔式患者接ロ或者是具有通氣孔的例如用于氣管切開術的侵入式患者接ロ,或者是例如使用有通氣孔式面罩、有通氣孔式嘴件、有通氣孔式鼻叉等非侵入式患者接ロ。在這樣的配置中,通風機可以如期望方式位于患者的近側或者遠側,因為在具有近側通氣孔的系統(tǒng)中,即,患者的呼出物經由回路沖洗,通風機的回路長度和不工作區(qū)不會強加額外的不工作區(qū)。為了經由回路充分地沖洗呼出物,需要最小的通風流,通過最小的PEEP和通氣孔的尺寸來實現。因此,與無通氣孔式實施例相關的被動吸氣閥在專用有通氣孔式實施中是不必要的。此外,由于偏流的存在以及當最小的吐出空氣流經流量元件時在流量元件上沒有形成冷凝,電動機的熱管理在有通氣孔式系統(tǒng)中被簡化??梢詢?yōu)選的是,避免將熱量傳遞到氣體并且從那里傳遞給患者。因此,可以確定的是將熱量傳到大氣中。在這種有通氣孔式通風機布置中,根據本發(fā)明的實施例的通風機的小的尺寸、重量和電池工作時間會増加裝置的便攜性。允許緊湊的移動式裝置,比方說帶式安裝或套式安裝,可應用于康復或作為應急呼吸器??蛇x擇地,通風機可以安裝在頭上或身體上,以及與如在下文更加詳細描述的短呼吸管一起使 用。而且,因為被動呼氣閥設置到通風機,為了非侵入式,通風機可與無通氣孔式面罩一起使用。此外,通風機還可以設計為與由通風機控制下的外部的或第三方呼氣閥一起使用,例如中間手術閥(intersurgical valve)或如果使用無通氣孔式面罩則為近側電磁閥,諸如于2010年6月9日提交的申請?zhí)朠CT/AU2010/000708的共有的未決PCT申請中所描述的。在這種情況下,被動呼氣閥可以是不必要的,但是進氣ロ過濾器仍然是有利的。綜合通風機系統(tǒng)圖25至圖110示出了根據本發(fā)明的一個實施例的通風機系統(tǒng)500。如圖所示,通風機系統(tǒng)500包括鼓風機510 ;過濾器/閥組件501,其設置到鼓風機的近側開ロ處;以及粘液捕集器575,其設置到鼓風機的遠側開ロ處。粘液捕集器是任選的部件并且可以由例如下面所述的標準15/22_錐形連接器或者熱濕交換過濾器(HMEF)代替。鼓風機鼓風機510包括殼體520 ;包括空氣導向槽535的定子部件530 ;適于驅動可旋轉軸或轉子550的電動機540 ;以及低慣性離心葉輪560。印制電路板組件(PCBA) 572安裝到殼體上以控制電動機。PCBA 572可以由罩573封裝或覆蓋。另外,可以設置包括第一和第二零件512(1)、512(2)的外殼512以封閉鼓風機。如圖32至圖50最佳所示,殼體520包括第一或上殼體零件522 (例如,見圖41至圖44),其限定了近側開ロ或近側端523(例如,患者側開ロ或患者近側開ロ );以及第ニ或下殼體零件524 (例如,見圖45至圖50),其限定了遠側開ロ或遠側端525 (例如,大氣側開ロ或患者遠側開ロ)。應當理解的是,近側開ロ用作患者吸氣的氣流進ロ并且用作患者呼氣期間呼出氣體的出口。同樣地,遠側開ロ用作患者吸氣的氣流出ロ并且用作患者呼氣期間呼出氣體的進ロ。如圖36和圖48所示,下殼體支撐件524包括一個或多個開ロ 527,開ロ 527允許PCBA 572的傳感器與鼓風機內的空氣流路連通。下殼體零件524還包括多個散熱器或散熱片526從而輔助去除熱量。
在圖示的實施例中,第一和第二殼體零件522、524可通過卡插式連接(見圖41至圖44)相互聯接,例如,設置在第一殼體零件522上的凸出件522(1)適于可滑動地嚙合在設置到第二殼體零件524上的相應槽524(1)內。然而,應當理解的是,第一和第二殼體零件可以如緊固件等其它適當的方式相互緊固到一起。如圖32至圖34和圖51至圖59最佳所示,定子部件530包括相互聯接的第一零件532 (例如,見圖51至圖54)和第二零件534 (例如,見圖55至圖59)。第一零件532 (例如,由諸如鋁的熱傳導材料構造而成)提供適于在操作位置支撐電動機540的管或電動機凸緣533。第一零件532包括開口 537以允許轉子550穿過而與葉輪560接合。第二零件534 (例如,由諸如鋁的熱傳導材料構造而成)限定如上所述的多個空氣導向槽或通道535以將空氣從離心流引導為軸向流。定子部件可以作用為熱傳導元件或散熱器從而散發(fā)來自電動機的熱量。橡膠部件536設置在定子部件內以輔助散熱。非導電電動機套筒545(例如,由塑料構造而成)在定子部件之下沿著電動機的中央段設置到電動機540。套筒545防止來自電動機540的感應損失。 流量元件555 (例如,由諸如鋁的熱傳導材料構造而成)設置在電動機540和下殼體零件524之間的空氣流路中。流量元件555用作流量傳感器并且包括多個葉片555(1)(例如,20至60個葉片,例如,40個葉片),葉片測量兩個方向上的流量并且為電動機提供熱傳導功能,即,用作用于電動機的散熱器(例如,見圖68至圖70)。殼體520和定子部件530配合以限定用于來自葉輪560的氣流的充氣腔室528 (例如,見圖32和圖33)。而且,殼體520和套筒545配合以限定下游腔室529 (例如,見圖32和圖33)從而允許流體再循環(huán)通過定子部件而不影響流量傳感器,即,下游腔室允許流在流量元件之前完全變成層流并且減少湍流。此外,當葉輪葉片562,特別是葉輪葉片的尖端被定子葉片535遮擋時,具有用于來自葉輪的氣流的充氣腔室528減少葉片通過聲調噪聲的發(fā)生。因此,在葉輪葉片562的尖端與定子葉片535之間不存在視線。如圖32至圖34所示,墊片521 (例如,由硅樹脂構造而成)可以設置在第一和第二殼體零件522、524之間,例如,用于密封、振動隔離、抗震、減少噪聲。此外,如圖32至圖34所示,0形圈541 (I)可以設置在第一殼體零件522與過濾器/閥組件501之間,并且0形圈541(2)可以設置在定子部件530的第一和第二零件532、534與套筒545之間,例如,用于密封、振動隔離、抗震、減少噪聲。0形圈541 (2)密封定子部件的內部容積以防止氣流進入定子部件并且因此減少不工作區(qū)容積。過濾器/閥組件如在圖32、圖33和圖71至圖96中最佳顯示,過濾器/閥組件501包括過濾器蓋502 (例如,見圖77至圖80),其限定了進氣口 502(1)和輔助端口 502 (2)(例如,用于輔助氧氣);氣流分流器/集流器504 (例如,見圖81至圖84),其限定進氣口 504(1)、呼氣出口 504(2)和出口通道504(3);氣流分流器罩506 (例如,見圖85至圖88);進氣口膜片閥或吸氣閥膜片507 (例如,見圖89至圖92),其用于控制為了吸氣進入鼓風機近側開口的氣流和為了呼氣從鼓風機出來的氣流;進氣口閥環(huán)508 ;出氣口膜片閥或呼氣閥膜片509 (例如,見圖93至圖96),其用于允許空氣被呼出;以及用于過濾進氣口氣流的過濾器503。在圖示的實施例中,過濾器/閥組件可以通過卡插式連接與鼓風機聯接,例如,設置在氣流分流器/集流器504底座上的突起504(4)(例如,見圖74和圖84)適于可滑動地接合在相應的狹槽522(2)內,狹槽522(2)設置在第一殼體零件522的頂部(例如,見圖41)。然而,應當理解的是,過濾器/閥組件和鼓風機可以其它適當的方式相互緊固到一起。氣流分流器罩506提供結構506 (I)以保持出口閥509的定位,例如,見圖75。而且,氣流分流器罩506與過濾器蓋502配合以鄰近過濾器蓋的進氣ロ支撐過濾器503。另夕卜,氣流分流器罩506提供開ロ 506(2)(例如,見圖87),為使進氣ロ氣流通過,開ロ 506(2)與進氣ロ 504(1)連通。在下文中對過濾器/閥組件501的操作進行更加詳細的描述。粘液捕集器如圖32、圖33和圖97至圖108最佳所示,可以設置粘液捕集器575,例如用于保護流量元件555。粘液捕集器575包括外殼576、內殼578、在外殼和內殼之間的密封環(huán)577和端ロ密封件579。外殼576提供管576(1),管576 (I)用于連接例如經由面罩與患者連通的管道。所述管用作患者吸氣的氣流出ロ,以及用作患者呼氣期間呼出氣體的進ロ。內殼578提供了在流路中間的捕獲段或捕獲板578(1),例如,用于捕獲由患者呼出的任何顆粒 物。外殼576和內殼578可以經由卡扣配合相互聯接,例如,內殼包括卡扣配合凸塊,卡扣配合凸塊適于與設置到外殼的凹部聯鎖。圖133是具有集成的粘液捕集器575的通風機系統(tǒng)500的立體圖。在下文中對粘液捕集器的操作進行更加詳細的描述。熱濕交換過濾器(HMEF)在實施例中,熱濕交換過濾器580 (HMEF)可以設置到通風機(例如,代替粘液捕集器或標準錐形連接器)從而提供一定程度的潤濕并且保護患者的呼吸道,例如調節(jié)吸入空氣,和/或保護通風機免受呼出微粒的破壞。HMEF可以是可更換附件,但是包括相對于通風機集成且定制的外觀。例如,圖134是具有集成的HMEF 580的通風機系統(tǒng)的立體圖。如圖112至圖125所示,HMEF 580包括外殼582、內殼584、過濾墊或過濾介質586、熱濕交換墊588 (例如,泡沫海綿)和端ロ密封件589 (例如,由硅樹脂構造而成)。外殼582提供管582(1),管582 (I)用于連接例如經由面罩與患者連通的管道。所述管用作患者吸氣的氣流出ロ并且用作患者呼氣期間呼出氣體的進ロ。超聲波焊接線584(1)設置到內殼584從而將內殼和外殼附接。內殼和外殼配合以限定內壓端ロ 585,內壓端ロ 585用于測量過濾介質586的患者側的壓力。內壓端ロ 585使用過濾介質586來保護壓カ傳感器免受細菌等的破壞。在可選的實施例中,現用的HMEF可以與裝置一起使用。例如,圖126和圖127示出了可與通風機一起使用的現用HMEF 580-1 (例如,ECO MAXI熱濕交換過濾器)。在另ー個可選的實施例中,HMEF的相同功能性可并入患者接ロ(例如,面罩、管),與如上所述通風機內聯的單元相対??膳鍘较到y(tǒng)如上所述,通風機可以被配置為可佩帶式系統(tǒng)??膳鍘酵L機可以具體實現為具有內置儲能和控制接ロ的單ー單元,或可以具體實現為分流単元,其中,電動氣動轉換器(或鼓風機/過濾器/感測組件)盡可能小且盡可能鄰近,并且能夠與電動氣動轉換器分離的部件(例如電源和/或控制部件)可方便地位于其它地方(例如在患者身上(例如,內衣、帶等),或者在患者附近(例如,輪椅、座位、枕頭、床,床邊,或者由護理者操作))。電源/控制單元可以包括為裝置供給電カ的電池和允許調整治療參數的用戶接ロ。該單元還能夠容納通風報警器。圖135-1和圖136示出了根據本發(fā)明的一個實施例的用于通風機的遙控器或手持式裝置590 (例如,電源/控制單元)。手持式裝置590可以包括可釋放地連接到手持式裝置的任選的擴展電池599 (例如,見圖135-2和圖135-3)。如圖所示,手持式裝置590包括殼體591 (例如,由PC/ABS構造而成);緩沖條
592(例如,由TPU構造而成),其提供了在殼體的殼體零件之間的密封件;膜片鍵盤593 ;顯示屏594(例如,彩色IXD屏);通風機接頭595,其用于附接與通風機通信的電纜;遠程報警連接器596 ;通信連接器597 ;報警蜂鳴器598 ;以及SD卡閱讀器587。在圖示的實施例中,鍵盤593包括啟動/停止通風按鈕593(1)、菜單選擇按鈕 593(2)、向上/增加按鈕593 (3)、向下/減少按鈕593 (4)、好/確認/接受按鈕593 (5)、人工呼吸按鈕593 (6)、聲音暫停按鈕593 (7)、報警指示器593 (8)和DC輸入連接指示器593 (9)。然而,應當理解的是,這種鍵盤布置僅是示例性的,并且其它適當的按鈕和按鈕布置可以設置到鍵盤。圖137示出了根據本發(fā)明的一個實施例的接駁座或接駁盒565。接駁盒565限定了用于支撐手持式裝置590的托架566和用于為手持式裝置充電的觸頭。接駁盒包括直流(DC)充電觸頭567 (I)、遙控報警觸頭567 (2)、遙控報警接頭567 (3)和電源指示器567 (4)。圖138示出了在接駁盒565內處于接駁位置的手持式裝置590。如圖139最佳所示,托架566包括可滑動托架構件566(1),可滑動托架構件566(1)允許擴大托架的尺寸以容納具有擴展電池599的手持式裝置590。圖139示出了托架構件566 (I)移動到延伸位置的接駁盒。圖140示出了擴展電池599在擴大的托架內處于接駁位置的手持式裝置590。圖141至圖143示出了便攜式通風機500和手持式裝置590在用作可佩帶式系統(tǒng)中的各種布置。例如,圖141示出了適于氣道切開術通風的通風機500、用于接近患者胸部支撐通風機的頸帶568(1)、用于接近患者胸部穩(wěn)定通風機的穩(wěn)定綁帶568(2)以及通過手持式裝置吊帶和綁帶568(3)支撐在患者的腰上的手持式裝置590。穩(wěn)定綁帶568(2)可以是任選的,例如,圖142示出了不通過穩(wěn)定綁帶而通過頸帶568(1)支撐的通風機。而且,圖142示出了支撐具有擴展電池599的手持式裝置590的手持式裝置吊帶和綁帶568(3)。圖143示出了與圖141類似的布置,具有設置到通風機的儲氧附件569。圖128至圖132示出了用于控制通風機的通過電池工作的遙控器590-1的另一個實施例。操作具體結合附圖32、圖33、圖109和圖110對通風機的操作和額外的方案進行更加詳細的描述。通風機任選地包括具有進氣口 502(1)的過濾器/閥組件501,進氣口 502(1)允許將空氣從大氣抽吸到系統(tǒng)中。空氣優(yōu)選地通過過濾器503以去除任何顆粒物。然而,如果無需考慮過濾空氣,或者不考慮消聲,或者不考慮氧氣充集,就可以不需要過濾器/閥組件,那么鼓風機可以簡單地與大氣連通。任選地,過濾器503可以是抗菌(AB)式過濾器。在圖示實施例中,AB過濾器設置在近側上以便(I)保護通風機和大氣環(huán)境遠離病原體,(2)保護流量計遠離分泌物,和/或(3)起到熱濕交換(HME)的作用。
過濾器/閥組件501包括2個單向閥(B卩,進氣閥507和出氣閥509),單向閥“背對背地”配置以用于將吸入流和呼出流分開。進氣閥507以包括環(huán)狀部507(1)的第一薄膜的形式存在,由于在吸氣期間在鼓風機近側開ロ周圍形成真空,環(huán)狀部507(1)升起。這樣打開進氣閥507并且允許空氣在吸氣期間流入鼓風機近側開ロ 523 (例如,見圖109)。進氣閥507具有允許空氣流過的中心孔。出氣閥509以第二薄膜的形式存在,并且由于這里產生的真空而在吸氣期間空氣將不會通過出氣閥離開。出氣閥509在吸氣期間是關閉的以便防止空氣通過呼氣出口或出口通道504(3)直接地被抽入鼓風機。不會通過呼氣出口抽吸空氣的兩個示例性原因包括(I)出ロ處的空氣具有相對豐富的CO2,以及(2)從呼氣出ロ抽入的空氣將不會經過過濾器。在呼氣期間,空氣通過通風機回流到出氣閥509。進氣閥507在鼓風機近側開ロ的周邊保持關閉,密封進氣ロ流路防止呼氣進入,并且出氣閥509被向上推動以允許呼氣離開呼氣出口通道504 (3)(例如,見圖110)??梢杂些`個或多個呼氣出口通道504 (3)設置到過濾器/閥組件,例如,如圖示的兩個呼氣出口。因此,呼氣與吸氣在過濾器/閥組件中被分開。應當注意的是,葉輪和轉子在呼氣期間仍然在運轉以保持呼氣末正壓(PEEP)或防止 停轉??諝膺M入鼓風機近側開ロ 523并且流入葉輪560。在圖示的實施例中,葉輪具有11個葉片562(例如,見圖63)。葉輪葉片的數目優(yōu)選地是質數以減少聲調噪聲。而且,葉輪葉片的數目可選擇為提供充分的氣動性能以及充分的呼出阻力,提供相對低的慣性,和/或提供使得在高速旋轉期間低變形的堅固結構。然而,應當注意的是,根據鼓風機的要求,葉輪可以包括不同數目的葉片,如9個或13個。葉輪葉片的數目可以與流動阻抗和效率相平衡,其中,太多的葉片可能増加流動阻抗,而太少的葉片可能降低效率。葉輪可以是附接到電動機轉子的混合流、低慣性的葉輪。葉輪具有如申請?zhí)枮?2/083,350的共同未決美國申請所述的交替罩布置,該申請的全部內容通過引用合并于此。葉輪的葉片可相對葉輪的旋轉向后彎曲。這樣有助于減少聲噪聲。向后彎曲的葉輪葉片還有助于形成降壓流曲線,這樣有益于容積控制式通風,因為這會提供精細的分辨率以用于在整個吸氣循環(huán)中始終控制流動。然而,對于注重壓カ目標的通風或非侵入式通風(其中,更高的吸氣流率是有幫助的)的實施例,那么徑向的或面向前的葉片是優(yōu)選的。電動機540是大功率的、相對安靜的、微型的和高效率的電動機,例如Maxon EC13電動機(30W或50W)??梢詢?yōu)選的是,電動機是完全密封的并且是能夠進行高壓滅菌以允許對系統(tǒng)進行消毒。狹窄的直徑有助于無通氣孔實施例的小的不工作區(qū)。然而,電動機的最小尺寸,特別地在電動機繞組周圍,容許電動機的磁通與任何緊鄰的傳導結構相互作用,并且這樣做會降低電動機的效率。而且,由電動機完成的氣動工作內在地產生熱量,即使是使用這種高效率的電動機,對于具有小的表面積的小型電動機可能需要特定的設計處理從而達到對電動機進行熱管理的目標。在實施例中,為了進行熱量管理,電動機將高表面積的熱傳導零件與電動機聯接,但是特別地避免導電零件在電動機產生強磁通的那部分周圍從而避免電動機效率的損失。特別地,流量計和定子以及殼體的底座都可以是與電動機主體密切聯接的熱傳導元件,而流量計和定子之間的區(qū)域可以是非導電的。葉輪560旋轉并且從葉輪沿切向向外引導氣流。來自葉輪的空氣進入環(huán)繞葉輪的充氣腔室528。充氣腔室是具有等直徑的等容積腔室。充氣腔室允許產生均勻的或穩(wěn)定的壓力,特別是處于低流率時。充氣腔室用作用于離開葉輪的流的儲存器或緩沖器。充氣腔室提供的容積抑制偏移并且減少在低流率時,特別在零流率時流量測量的噪聲。這種穩(wěn)定的壓力使定子進氣口周圍的壓力變化減少或最小化,如果不被控制則壓力變化能夠造成流量感測的偏移誤差該壓力變化能夠引起來自現有高壓區(qū)的局部流,通過流量元件的一段,然后通過流量元件的另一段而循環(huán)回流到定子進氣口周圍的低壓區(qū)。充氣腔室還阻止已產生的壓力脈沖,壓力脈沖能夠導致流量感測中的脈沖噪聲。由于葉輪葉片的尖端被定子葉片遮擋,使得充氣腔室從葉輪徑向向外并且定子葉片或空氣導向槽535起始于此充氣腔室也減少葉片通過聲調噪聲。氣流從充氣腔室528被引導通過包括零件534的定子部件530,零件534具有空氣導向槽535。定子部件包括多個通道或空氣導向槽535,多個通道或空氣導向槽535有助于將氣流從大致的切向方向引導到大致的軸向方向并且有助于層流流動。在示例性實施例中,定子部件的零件534具有約170mm2-180mm2的截面積,在零件的13個通道之間基本上均等地劃分。然而,通道的截面積和數目可依患者的使用和系統(tǒng)的尺寸而變化。例如,用于兒 科的通風系統(tǒng)可以具有更小的截面積,例如,小于170_2。通道的數目可以被選擇為包括質數,避免與葉輪聯接,和/或在不工作區(qū)和阻力之間平衡。截面積基本上通過通道來維持以減少湍流,而不考慮葉片的寬度和深度的變化。限定通道535的定子葉片538 (例如,見圖58)隨著深度越淺越靠近葉輪而越寬并且繼續(xù)向下使寬度減小且深度擴大?;旧喜蛔兊钠拭嬗兄谑雇ㄟ^通道的層流最大化?;旧喜蛔兊钠拭孢€減少了呼出氣流的呼氣阻抗。通道的形狀有助于定子部分的可成型性。定子中的通道是相互分離的,例如,使得在使用中空氣不會在通道之間流動。定子通道具有在尖端處成例如約20° -40°的角度的上彎曲輪廓,所述角度例如約為30°。然而,定子通道可以具有其它適當的尖端角度??梢栽诳紤]例如當正常使用時鼓風機可能具有的流動速度和旋轉速度、阻力、和/或可成型性的情況下來選擇尖端角度。定子部件530經由組件中的陡坡(drop)組裝在鼓風機殼體520中,并且定子部件530夾在上殼體零件522和下殼體零件524之間。鼓風機殼體零件可以由熱傳導聚碳酸酯(例如,CoolpolyE4501)成型。在實施例中,定子部件由諸如鋁的熱傳導材料成型。當鋁用作散熱器時,鋁有助于發(fā)散來自電動機的熱量。值得注意的是,可以根據所需的期望潮流氣量而使用具有不同數目葉片的不同尺寸的定子。然而,正如上面所提到的,可以期望的是,限制鼓風機內的不工作區(qū)以保持患者的期望潮流氣量。由于吸氣流和呼氣流均流經鼓風機,鼓風機的截面積,即不工作區(qū)容積,應當與使得任何施加到患者上的呼吸阻力最小化的期望相平衡。因此,系統(tǒng)被優(yōu)化以減少通過系統(tǒng)的呼氣流阻抗,同時也使得不工作區(qū)容積最小化。在定子部件530下面是下游腔室529,下游腔室529提供了定子部件530的端部與流量元件555之間的容積。該下游腔室有助于減少流動湍流并且允許通過轉子進行氣流再循環(huán)而在零流動或非常低的流動時不會影響通過流量元件555的流量感測,進一步減少針對上面的充氣腔室討論的再循環(huán)影響。這樣可以確保流過流量元件的空氣更加穩(wěn)定且更加均勻從而確保獲得平穩(wěn)的流量信號。下游腔室還有助于在零流動和非常低的流動時消除流量測量偏差。
非導電套筒545(例如,由諸如塑料的非導電材料形成)圍繞在下游腔室529內的電動機540。套筒圍繞電動機的中央部分并且該套筒適于防止或者基本上減少渦流的形成,渦流導致電動機中的感應損失并且降低電動機效率,例如,套筒具有遵循定子部件的輪廓從而產生平穩(wěn)的流動過渡。該套筒還有助于保持定子部件正確對準。在套筒545的上部和定子部件530的下部之間的0形圈541(2)密封定子內的內部空間,減少不工作區(qū)容積。熱傳導彈性體部件或橡膠部件536也位于定子部件內以輔助發(fā)散來自電動機的熱量。橡膠部件具有與定子部件互補的形狀。流量元件555位于下游腔室529的下面。套筒545還提供用于流量元件555定位的擋塊。流量元件(例如,由諸如鋁的熱傳導材料構造而成)提供用于電動機540的附加散熱器,有助于發(fā)散來自電動機的熱量。這樣也有利地暖熱流量元件,使得流量元件上的冷凝最小化,所述冷凝可能不利地影響流量測量。流量元件是適于安裝在電動機的端部周圍的環(huán)形部件。如圖68至圖70最佳所示,流量元件包括20至60個葉片,例如40個葉片。葉片的數目被設計為確保在低流動時的良好分辨率,同時也適應由通風機的交替應用所指定的最大流量的測量。在結合有通氣孔和無通氣孔這兩者應用的實施例中,流量元件能夠測量相對高的最大流量,例如180L/min。流量元件555具有分裂內心556 (如圖68和圖70最佳所示,葉片555(1)從分裂內心556延伸出),分裂內心556具有分裂口 556(1),從而允許流量元件彈簧配合在電動機的底部周圍,并且隨著電動機熱量的變化而膨脹和收縮。在示例性實施例中,流量元件可以是Honeywell流量傳感器X202705。在通過流量元件555之后,空氣流路繼續(xù)通過系統(tǒng)到達通往患者的出口流管。流路中的截面積基本上保持不變以減少通過流路的湍流的產生。湍流會導致系統(tǒng)中不期望的噪聲或損失。有利的是,包括用于捕獲由患者呼出的任何呼出顆粒物(例如粘液)的位于通風機近側的粘液捕集器575 (例如,如上面結合圖32、圖33和圖97至圖108所述的)。捕獲板578 (I)位于通往患者的出口流管的中央區(qū)域內。該捕獲板捕獲呼出的任何顆粒物。在吸氣期間,氣流穿行通過粘液捕集器并且環(huán)繞捕獲板到達通往患者的出口流管576(2)。在呼氣期間,進入出口流管的空氣碰撞捕獲板578(1),捕獲板578(1)捕獲呼出的任何顆粒物,空氣然后能夠在捕獲板周圍流動并且通過通風機回流到如上所述的過濾器/閥組件501。作為粘液捕集器575的可選方案,可以使用過濾器元件,從而提供抗菌或抗病毒的過濾,和/或用作熱濕交換器,熱濕交換器能夠通過調節(jié)吸入空氣來具有生理益處,和/或保護通風機免受呼出顆粒物的損壞。例如,如上所述的HMEF 580可以設置到通風機來代替粘液捕集器。由過濾器/閥組件501提供的腔室空間用作一種類型的消聲器從而有助于減小來回通過系統(tǒng)的傳導噪聲。過濾器/閥組件501還包括端口 502 (2)以允許氧氣連接到進氣口從而使得能夠供應富氧空氣給患者。氧氣被引導進入過濾器/閥組件的進氣口流路區(qū)域。在一個實施例中,位于過濾器/閥組件的進氣口處的腔室的容積可以增加以便在呼氣期間提供由于氧氣供應而被充滿的儲氧器從而允許當切換到吸氣時供給升壓氧氣??蛇x擇地,過濾器/閥組件可以提供用于第三方過濾器的附件,作為用戶偏好或用于特定目的的過濾(例如,煙、灰塵、污染物、毒素、有毒氣體的吸收)。 對于通風機而言得知哪個進氣口附件在使用中是有利的,例如用來計算估計的FiO2 (即,吸入氧氣的濃度)??梢蕴峁┭b置來檢測哪個進氣口附件正在使用中,或者作為控制器(菜單)的用戶輸入,或自動檢測。自動檢測可以通過各種已有的裝置來實現,例如,具有霍爾傳感器檢測的嵌入磁體、光學反射器、微型開關和機械鑰匙、電感回路等。隔離的電源/控制組件(例如,如上所述的手持式裝置590)提供多個特征。例如,隔離的電源/控制組件可以用作能夠更新的電源。如果電源/控制組件是可拆除的,則其能夠快速地被具有新的蓄電池充電的另一個電源/控制組件替換。該組件包括機構,在所述機構中,通風配置存儲在電動氣動轉換器組件中,允許在轉換器中設置局部微控制器和傳感器單元。代替電源/控制單元或者除了電源/控制單元之外,報警器可以包含在電動氣動轉換器組件中。隔離的電源/控制組件還可以用作移動式編程單元,因為通風配置在電源/控制手持式裝置中是可復制的,因此可以選擇是否接受電動氣動轉換器的配置或者電源/控制單元的配置。這樣允許對新的患者或新的通風機的設定進行快速“粘貼”,例如在諸如醫(yī)院的機構設定中可能是有價值的,或者在允許相關患者在機械故障的情況下通過快速轉接執(zhí)行冗余電動氣動轉換器組件方面可能是有價值的。 不管是否與電動氣動轉換器集成還是與電動氣動轉換器隔開,電源/控制組件還包括在非固定式裝置中使用的特征。電源/控制組件具有內部加速計(能夠是單軸或多軸的),并且還允許連接外圍傳感器,例如脈動血氧計或CO2監(jiān)視器(經皮或終末潮氣(end-tidal))。在一起或隔離,這樣能允許康復參數的加速計監(jiān)視,例如,六分鐘步行距離的計步器估算,這樣能夠改善在通風機輔助訓練程序期間的臨床管理患者;患者跌倒的加速計監(jiān)視,這樣可選擇地利用通風機的報警功能來對患者跌倒引起注意;通風機的自由落體的加速計檢測,在預期有即將到來的撞擊時允許鼓風機操作中止(為了自身保護的原因);極端環(huán)境振動的加速計檢測,所述振動可能干擾通風機的正確感測患者呼吸活動的能力(觸發(fā)/循環(huán))如果檢測到環(huán)境振動,則可以建立強制通風管理直到已消除外部影響;增加的患者活動的加速計檢測,單獨地或與血氧計感測到的心率或氧飽和度一起,可以在預期到增加的通風要求時用于改變通風參數;用于改變通風參數的加速計驅動的用戶輸A :在特定環(huán)境中,例如極端的強光、噪聲、運動等,傳統(tǒng)的醫(yī)療裝置用戶接口(例如電子顯示器和按鈕導航)可能受到挑戰(zhàn)加速計接口允許將感測到的運動節(jié)奏和活力(加速)用于驅動諸如呼吸頻率和幅度的參數;可能需要確認用戶意愿的獨立裝置,從而將周圍的或偶然的運動與指令的運動分開;感測到的CO2驅動的通風調節(jié)在現場的通風機中,由急救人員或者甚至是沒有經過醫(yī)療訓練的用戶使用,操作的簡易性是關鍵的,并且自動化是使簡易性最大化的一種方法允許通風機執(zhí)行受限的控制自動化,例如保持CO2指標的潮流氣量的閉環(huán)調整是一種潛在的方法和/或與可調整的氧氣流結合的血氧計允許用戶調整通過血氧飽和度引導的氧氣。在應急通風中,提供吸入氧氣濃度的估算是有利的。氧氣感測室直接提供這種估算,但是氧氣感測室太大。本發(fā)明的一個方案包括基于補充氧氣供應的流率(或者用戶輸入或者通過流量計感測到的)以及知道供給的潮流氣量和通風機的內部尺寸而計算出的Fi02。對于醫(yī)院運送通風機,MRI環(huán)境內的操作是有利的。大多數通風機具有含鐵部件或磁性部件,這樣會限制通風機與磁體鉆孔(magnet bore)的接近度。然而,具有含鐵最少的部件的小型高效微型電動機通風機平臺可容許與傳統(tǒng)裝置相比更加接近。對于這樣的通風機而言監(jiān)視環(huán)境磁場強度是有利的,以使得如果與過磁場一起使用時可以引起報警。本發(fā)明的方案可選擇地包括磁場強度傳感器,例如霍爾效應傳感器,從而感測環(huán)境場強度并且提供給用戶適當的反饋。用于通風機實施例的電源和控制單元形成為與上述的氣動部件相分離的單元??刂茊卧梢栽O計為手持式裝置(例如,如上面討論的手持式裝置590)。控制單元可以包括電源單元,例如電池單元,或者電源或電池單元可被制造為適于連接到控制單元的分離單元??刂茊卧屯L機單元兩者都包括能夠記錄患者數據的微控制器。以這種方式,不同的控制單元可以與不同的通風機單元互通,并且患者細節(jié)的交換可從通風機交換到新的手持式裝置,或者反之亦然。因此,在電源或電池單元結合在控制單元中的實施例中,那么當電池電量低時新充電的控制單元可以連接到通風機,患者和治療細節(jié)從通風機交換到新的控制單元從而繼續(xù)治療??蛇x擇地,如果患者從一個位置移動到另一個位置并且通風機單元被交換,那么控制單元可以將患者和治療數據發(fā)送到新的通風機從而維持適當的治療。 控制單元還包括用戶接口系統(tǒng)以允許患者細節(jié)和治療參數的設定、輸入和調整。具有與近側定位通風機單元分離的控制單元的有益效果是增加了調整參數的可用性。如果連接到近側的通風機單元,則允許用戶更加容易看到用戶接口。進一步地,在用戶在移動的同時,臨床醫(yī)師或護士能夠調整參數,而不必站立在用戶前面。在可選的實施例中,通風機單元可以包括簡單的用戶接口和/或電池以允許對通風機進行簡單調整??蛇x的布置在本發(fā)明的備選實施例中,通風機系統(tǒng)可以包括頭戴式系統(tǒng)。在此實施例中,鼓風機可以安裝在患者的頭上(例如,在患者的頭頂上或者在患者頭的前部)。在實施例中,由于管道可以貫通頭帶,可以移除彎管和外部管道。在實施例中,鼓風機可安裝在泡沫襯墊上以防止或限制振動和噪聲的傳遞。泡沫襯墊可以包括不同硬度或密度的多層泡沫。鼓風機可以與患者身體成法向的角度(例如,以諸如耳朵到耳朵的取向)安裝。可選擇地,鼓風機可以沿頭的后部與患者的鼻子之間的方向對齊。鼓風機可以安裝在頭頂與前額之間患者頭部的前部上,優(yōu)選地,更接近患者的前額。在實施例中,頭帶可以包括空氣通道,在空氣通道中沒有或者有限定的轉彎并且可避免90°的轉彎。另外,一個或多個頭帶綁帶(例如,由織物構造而成)可以適于用作系統(tǒng)的通風□。圖144-1至圖158示出了根據本發(fā)明的可選實施例的頭戴式通風機系統(tǒng)。如圖所示,鼓風機在使用時可以放置在患者頭頂或頭的側面。在圖144-1至圖144-3中,患者接口或面罩包括框架1020 ;襯墊1030,其設置到框架并且適于與患者的鼻子和嘴形成密封;以及頭帶1040,其用于將面罩支撐在患者頭部上的適當位置處。頭帶1040包括側面綁帶1041、1043和頭頂綁帶1042,頭頂綁帶1042通過患者的兩眼之間朝向患者的頭頂。如圖所示,頭帶1040將鼓風機1050支撐在患者的頭頂上的適當位置處。頭頂綁帶1042形成為導管,該導管用于將來自鼓風機的增壓空氣與由襯墊限定的呼吸腔室連通。另外,頭帶包括多層泡沫和/或阻尼材料1049以支撐鼓風機1050并且限制振動/噪聲。在實施例中,面罩可包括如于2009年2月27日提交的PCT申請PCT/AU2009/000241中所述的一個或多個方案,該申請的全部內容通過引用合并于此??蚣?0被布置為使得框架20與鄰近其周邊或最外邊緣的襯墊30連接。這樣使得面罩的外觀較不突顯,因為面罩的視覺沖擊將會減弱。這也使得當從前面看時能夠清楚地看到患者的鼻孔和/或嘴。短管1023與襯墊1030聯接從而將來自鼓風機1050的增壓空氣經由頭帶柔性管道1042傳遞到襯墊1030。短管1023可以與襯墊1030 —體成型。短管1023可以由諸如硅樹脂的密封材料制成??蚣?020可以包括用于與頭帶綁帶1041相接的頭帶連接部1021。如圖144-1所 示,頭帶綁帶1041可以用夾子1045與框架連接。還可以使用可選的連接裝置,例如用于容納頭帶綁帶的鉤扣或槽,推入配合,鉤環(huán)連接,磁體,或者其它任何的連接裝置。頭帶還可以設置有能夠與框架推入配合或者以其它方式連接的封套(cuff)或者接合裝置。如圖144-1所示,頭頂綁帶1042設置有封套1055,該封套被縫合、膠合、超聲波焊接、射頻焊接或者通過任何其它的方法連接到頭頂綁帶1042的端部或連接部。此接合裝置然后連接到框架。柔性管道可以在頭頂綁帶1042和接合裝置內成型以與面罩連接。柔性管道可選擇地與面罩成型,例如與襯墊作為一部分,并且插入封套1055和頭頂綁帶1042內。頭頂綁帶1042可以由多于一層的材料構成。優(yōu)選地,最外層1047可以是織物、紡織品或其它柔軟的材料以便于當接觸患者皮膚時提供舒適感。內層1048可以是泡沫、膠體、3D機織物或任何其它的阻尼材料從而吸收來自空氣輸送管的噪聲。另一內層可以是聚合物片材或膜1046(例如,圖146-2-3)以密封導管的內部從而防止空氣泄漏。聚合物片材可以是聚氨酯、聚乙烯或另一種適當的聚合物??蛇x擇地,可以使用硅樹脂噴霧或能夠單獨連接的導管1052(圖146-2-2)來密封內部。在另一可選方案中,有表皮泡沫(skinnedfoam)可以插入外層中。優(yōu)選地,頭頂綁帶的接觸用戶面部的部分可以包括額外的層或阻尼層的較厚區(qū)域以便吸收更多的振動和噪聲。在頭頂綁帶1042的鼓風機連接端處,第二封套或連接裝置1053可設置以用于將鼓風機出氣口連接到頭帶1040。第二封套1053可以由聚合物材料形成。聚合物可以是熱塑性彈性體、熱塑性尿烷、聚酯、聚丙烯或任何其它適當的材料。封套可以與頭頂綁帶1042膠合或者一體形成。頭帶的鼓風機安裝部分1054可以包括用于捕捉鼓風機的托架或定位裝置,將鼓風機固定在適當位置處,并且優(yōu)選地吸收噪聲和振動。頭帶的鼓風機安裝部分1054可以包括附加的阻尼材料層1049,如泡沫、硅樹脂、膠體、3D紡織品或任何其它適當的阻尼材料。鼓風機可以具有平行于患者頭頂部定位的進氣部或進氣口部1052(如圖144-1所示)??蛇x擇地,所述進氣口可以與患者的頭頂部成法向定位或垂直于患者的頭頂部定位。圖145示出了與圖144-1中的面罩相似的面罩。與之對比,圖145的患者接口包括鼻襯墊1130,并且框架1120包括用于連接下方頭帶綁帶1141的可選配置。下方的頭帶連接器1121可以是用于接收頭帶綁帶1141的扣環(huán)的狹槽或扣環(huán)。優(yōu)選地,狹槽可以與臂件或翼件連接,臂件或翼件可以使得頭帶與框架的連接點移動到遠離患者視線。在圖146-1至圖146-4中,患者接口包括適于與患者鼻孔形成密封的鼻叉或鼻枕布置1230。頭帶1240包括側面綁帶1244,側面綁帶1244形成使來自鼓風機的增壓空氣與鼻叉布置連通的導管。在實施例中,頭帶和/或面罩可以包括如在WO 2009/052560 Al、公開號為2009/0044808 Al的美國專利申請或者美國專利7,318,437中所述一個或多個方案,上述每項專利申請或專利的全部內容通過引用合并于此。襯墊1230可以包括塞子或通風口夾1231來密封所述襯墊。為了制造襯墊1230上的枕,可以通過圖146-3中的孔隙來移除心。可選擇地,如果使用通風系統(tǒng)來給面罩布置提供通風,則塞子可以包括通風孔。可選擇地,塞子可以是實心的以用于無通氣孔系統(tǒng)。圖146-3示出了具有浮動心和孔隙的襯墊1230,如箭頭所示,已經從所述孔隙移除所述心。頭帶綁帶1244能夠附接到襯墊1230。頭帶綁帶1244可以是空心的或中空的從而使得氣體能夠通過所述綁帶。頭帶綁帶1244的襯墊連接端可以包括封套或連接裝置從而使得能夠從頭帶移除襯墊。封套可以是成型、膠合、射頻焊接、超聲波焊接或者以其它方式 附接到頭帶綁帶1244的襯墊連接端。如圖146-2-1至圖146-2-3所示,頭帶可以包括多于一個的層。最外層1047將優(yōu)選包括柔軟的、舒適的材料,例如織物、泡沫、毛面聚合物或任何其它適當的材料。優(yōu)選地,內層1048可以包括阻尼材料,諸如泡沫、膠體、硅樹脂、3D紡織品或任何其它適當的材料。優(yōu)選地,可以使用超聲波焊接或者熱成形或者它們的結合來構造頭帶綁帶1244。頭帶綁帶1244的最內部分1046可以包括密封的空心部分,所述空心部分用于將氣體從鼓風機傳送到襯墊。所述部分可由擠出硅樹脂管、螺旋管或聚氨酯管構造而成。頭帶的頂部可以包括用于將頭帶綁帶1244與鼓風機接合的轉接部或連接部1245(例如,見圖146-4)。如圖146-4所示,轉接部可以包括大致W形狀的部分,其中有用于與側面綁帶或頭帶綁帶內的導管連接的兩個外部,以及用于與鼓風機連接的中央連接部。該轉接部可以與頭帶一體形成,例如通過熱成形、超聲波焊接、膠合或任何其它適當的連接方法。在可選的實施例中,轉接部可以定位在頭帶之中或頭帶上而不用永久固定。轉接部可以由任何密封材料制成,例如硅樹脂、TPE、TPU、聚丙烯、聚碳酸酯或者任何其它適當的材料。優(yōu)選地,轉接部可以與頭帶導管和鼓風機密封接合。轉接部和頭帶導管可以通過靜配合密封地接合??蛇x擇地,它們可以形成為整體。轉接部和鼓風機可以通過靜配合密封地接合,例如推入配合。圖147至圖158示出了用于將來自鼓風機的增壓空氣與面罩連通的可選配置、用于連接頭帶的可選的框架配置、可選的頭帶布置、和/或可選的襯墊或密封布置。圖147示出了安裝在患者的頭頂上或頭頂點處的鼓風機1350,通過頭帶1340將鼓風機1350固定在適當的位置處。頭帶可以包括用于將鼓風機保持在頭帶上的適當位置處的緊固部。緊固部可以包括成形區(qū),成形區(qū)以壓縮方式固定鼓風機以將其保持在適當位置處??蛇x擇地,緊固部可以包括鏵頭(sock)、夾子、線匝或任何其它的結構從而使鼓風機保持在適當的位置處。頭帶可以進一步包括通道或中空區(qū),該通道或中空區(qū)將管從鼓風機出氣口傳遞到面罩1320。該通道或中空區(qū)可以沿著管長度或管長的一部分延伸。通道可以保持管內的熱量并且使得該系統(tǒng)顯得更加呈流線型。該通道可以進一步削弱或防止來自鼓風機的噪聲流到面罩。該面罩可以包括襯墊和框架。面罩可以進一步包括下方頭帶連接點。下方頭帶連接點可以包括夾子、扣環(huán)或其它頭帶連接機構。圖148進一步示出面罩和鼓風機系統(tǒng)的布置,其中,兩個鼓風機1350安裝在患者的頭頂部或頭頂點區(qū)域。每個鼓風機均可連接到管,其中管然后連接到面罩系統(tǒng)1320。優(yōu)選地,連接鼓風機和面罩的管定位在頭帶綁帶下面或者封裝在頭帶綁帶內。該實施例示出了兩個鼓風機,然而,多于兩個的鼓風機定位在頭帶上是可能的。圖149示出了圖148中示出的實施例的可選布置。圖148示出了全面式面罩或至少在患者的鼻子和嘴周圍密封的面罩。圖149中示出的實施例示出了在患者的鼻子區(qū)域周圍密封的面罩1320。此外,面罩包括框架,其中框架可以是骨架式框架或者圍繞面罩的周邊而不遮擋或覆蓋面罩的中央部分的框架。這樣使得系統(tǒng)在使用時可以更加容易看到患者的鼻孔。這種布置有利于臨床設定,其中期望觀察到患者的鼻孔。此外,框架包括從框架到頭帶連接部的外伸支架或細長延伸件,從而減少面罩的視覺體積并且也使得能夠在頭帶連接部處具有更大的靈活性。這種靈活性是期望的從而使得面罩能夠與患者更好地密封接合。圖150不出了根據本發(fā)明的另一實施例的全面式面罩1320。鼓風機1350定位在患者的頭頂部或頭頂點處。鼓風機殼體的進氣口是面向后的,也就是說,面向遠離患者的面部的水平方向。鼓風機殼體的進氣口以可選擇的方位(例如直接垂直)定位也是可能的。 頭帶1340可以包括用于管定位的通道或中空區(qū),所述管連接到鼓風機殼體的出氣口和面罩。頭帶通道可以終止在封套或連接區(qū)處,其中面罩框架具有用于與頭帶通道接合的相對的封套或連接區(qū)。連接可以是機械連接,如卡扣配合或錐形鎖緊??蛇x擇地,連接可以是永久性化學連接或者可以是整體成型。該框架可以是與圖149中所示的框架相似的骨架或周邊布置。圖151-1至圖151-3示出了本發(fā)明的可選布置,其中患者接口 1320是枕型或叉型面罩?;颊呓涌谑桥c管布置1340流體連接或者是管布置1340的一部分,其中管取路于或定位在患者的每個面頰上并且在患者的眼睛和耳朵之間。管終止于或連接到鼓風機或鼓風機殼體1350,定位在患者的頭頂部或頭頂點處。如圖151-3所示,頭帶可以封裝或者以其它方式圍繞管。頭帶可以與管一起形成或者可以回顧地配合或放置在管的周圍。如圖151-2所示,管可以射頻焊接在例如熱成形織物內。圖152-1和圖152-2示出了可選的枕型或叉型面罩1320,其中管取路為直接地垂直患者頭部或者自患者頭部向上。也就是說,管在使用時位于患者的眼睛之間。面罩可以經由推入配合凸塊、鉤環(huán)或者任何其它的接合機構而在頭帶1340的側向側邊與頭帶1340連接。優(yōu)選地,對于通風系統(tǒng),該面罩可以具有在其下部上的通風孔口,該通風孔口與叉或枕的位置或連接點直接相對。通過結合圖146如上所述允許從枕或叉移除心,這樣可有利于制造。圖153示出了本發(fā)明的進一步實施例。該實施例包括圖150中所述的系統(tǒng)的多種屬性。在該實施例中的骨架或最小化框架1320具有頂部,該頂部呈大致倒置的T形。該T形部的上桿柄環(huán)繞或包裹在管1325的周圍。下方頭帶連接器定位在最小化框架的下部上。圖154示出了本發(fā)明的可選實施例。面罩1320可以具有通至一個或多個管的側面連接器,其中管沿著患者的面頰以及在患者的眼睛和耳朵之間定向或定位。管終止于或連接在鼓風機1350處,并且連接到鼓風機或鼓風機殼體的后側或下位側。鼓風機的后側或下位側與鼓風機的面向與患者面部相同方向的一側大致相對。這樣可以在使用中通過翹曲(cupping)或包圍患者頭部的后部來增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性。圖155示出了本發(fā)明的另一可選的實施例。面罩1320可以具有在面罩的頂部或頂點處的管連接部。該管在患者的大致的前額區(qū)域處分叉。在管的接合點或分離點處有織帶或織網從而防止分叉管展開得過于向外。該分叉管隨后可進入或連接到鼓風機或鼓風機殼體1350的出氣口。圖156示出了本發(fā)明的另一可選的實施例。面罩1320是具有用于連接下方頭帶綁帶的可選配置的全面式面罩。圖157示出了可選的患者接口 1320,其為鼻托架。鼻托架可以具有管連接部,該管連接部在鼻托架墊的前面,該管連接部將來自鼓風機1350的增壓空氣直接輸入鼻襯墊的前面。管取路為從管連接部到位于患者頭部上的鼓風機直接垂直于患者頭部或者自患者頭部向上。也就是說,管在使用中定位在患者的眼睛之間。頭帶側綁帶1340支持鼻托架在患者鼻孔上的定位。圖158示出了可選的患者接口 1320,其為鼻托架。該鼻托架可以包括將可呼吸氣體輸送到患者的兩個鼻孔的單一孔口,使外壁與患者鼻子的外部區(qū)域接合。 如上說明,將鼓風機安裝在患者頭部上(例如,在患者的頭頂上)可以允許振動噪聲被直接傳遞到患者的顱骨。而且,在使用中頭帶綁帶可以傳遞噪聲到患者的顱骨。因此,鼓風機支撐結構可用于將鼓風機與患者的顱骨分離或隔離以便在使用中削弱振動。優(yōu)選地,鼓風機不會散熱到患者不能容忍或危險的程度。優(yōu)選地,鼓風機不會產生超過60°C的溫度。優(yōu)選地,鼓風機不會產生超過30°C的溫度。本發(fā)明的另一個方案涉及一種通風機系統(tǒng),其中鼓風機內置于或合并到患者接口或面罩內。在實施例中,鼓風機可以分成為兩個或更多個較小的鼓風機??梢允褂弥T如由Maxon制造的具有大約8mm直徑和大約30mm長度的小型8W鼓風機的微型鼓風機或者其它經濟適用的微型鼓風機。在一個實施例中,定子和空氣通道特征件,如蝸室(volute)或充氣腔室,可以置于面罩的內部。圖159至圖176不出了根據本發(fā)明的可選實施例的具有內置鼓風機的面罩。在圖159中,患者接口或面罩包括適于與患者鼻孔形成密封的鼻叉或鼻枕布置1330。第一鼓風機1350(1)和第二鼓風機1350(2)設置到鼻叉布置的相應端從而提供增壓空氣到該鼻叉布置。面罩可以通過鉤環(huán)(例如,Velcro)凸塊和粘合劑的結合而連接到患者面部。在實施例中,可使用一個鼓風機。鼓風機1350(1)和1350(2)可以由阻尼裝置封裝。例如,阻尼裝置可以包括消聲器,例如硅樹脂殼體、泡沫和/或織物層或任何其它適當的材料。凸塊部可以連接到鼻叉布置1330,用于將鼻叉布置1330可拆卸地連接到粘附面部墊。凸塊部可以包括一體成型的鉤扣以與設置在粘附面部墊上的環(huán)扣接合。在實施例中,可如于2009年6月4日提交的申請?zhí)柺?2/478,537的未決美國申請中所公開來設置連接裝置,該申請的全部內容通過引用合并于此。消聲材料和/或過濾材料可以設置到鼓風機1350 (I)和1350 (2)的進氣口部分。例如,泡沫墊可以在鼓風機的進氣口部分與鼓風機連接或者以其它方式與鼓風機一起形成。在圖160-1和圖160-2中,患者接口或面罩包括適于與患者鼻孔形成密封的鼻叉或鼻枕布置1430。第一鼓風機1450(1)和第二鼓風機1450(2)與相應的鼻叉并行設置從而
提供增壓空氣。
鼻叉可設置有與患者鼻孔的內部接合的倒鉤或干涉裝置(interference means)。鼓風機可以定位為使得出氣口將氣流直接引入鼻叉,并且進氣口通過襯墊中的孔隙來接收空氣。進氣口可以鄰近或接近過濾器和/或消聲器1451以便減少噪聲并且提供給患者清潔的空氣。過濾器和/或消聲器可包括過濾材料、泡沫、織物、網或任何其它適當的材料以及它們的任何結合。頭帶綁帶1440可連接到襯墊,用于將患者接口固定到患者。頭帶綁帶可以通過滑動接合部連接在患者頭部的后面。頭帶綁帶可以連接到鼓風機并且包括用于向鼓風機供給電力的線路。電力經由通至控制單元的線路供應到鼓風機,該控制單元包括電源單元。該控制單元還可以包括允許參數的設定控制鼓風機的用戶接口。在圖161-1和圖161-2中,患者接口包括鼻襯墊1530以及設置到鼻襯墊的相應端的第一鼓風機1550 (I)和第二鼓風機1550 (2),從而將增壓空氣提供到鼻襯墊。娃樹脂襯墊提供將來自鼓風機的增壓空氣與鼻襯墊連通的導管。 襯墊1530可以是熱成形紡織品,例如,見圖161-2,其包括織物部1530(1)以及硅樹脂密封部和導管1530 (2)。紡織品可以是編織的或非編織的。該襯墊可以包括泡沫和/或織物層。熱成形紡織品可以包括密封表面,使得無空氣滲入或至少是最小量滲入。這可以通過硅樹脂噴霧、成型或者以其它方式將非滲透性材料或最小量滲透性材料連接到織物的一個或多個部分來實現的。可選擇地,襯墊部可拆卸地連接到密封表面。該密封表面可以包括患者接觸部;用于保持該襯墊遠離用戶的鼻子的框架或支撐部;以及用于連接到空氣輸送管的導管部。頭帶綁帶1540可通過超聲波焊接和/或熱成形而形成。頭帶綁帶可以由織物和泡沫的復合物制成。頭帶綁帶可選地為織物。頭帶綁帶可包括加強部。頭帶綁帶可以進一步包括用于減少來自鼓風機和/或襯墊的噪聲的附加的折流部或消聲部1541。例如,如圖161-1所示的消聲部接近或靠近患者的耳朵定位,從而防止過度的噪聲進入患者的耳朵。在圖162-1和圖162-2中,患者接口包括框架1620 ;鼻襯墊1630,其設置到該框架;以及鼓風機1650,其設置到該框架的前面并且與由該襯墊限定的呼吸腔室連通。在實施例中,頭帶和/患者接口可包括如在WO 2009/052560 Al、美國專利申請公布2009/0044808 Al、美國專利7,318,437或者于2009年2月27日提交的PCT申請PCT/AU2009/000241中所述的一個或多個方案,其中每一個的全部內容通過引用合并于此。如圖162-1和圖162-2所示的頭帶1640可以包括成型在頭帶綁帶中的電纜系統(tǒng)或線路系統(tǒng)。例如,如圖162-2所示,線路1640 (I)可以封裝在泡沫和/或織物綁帶1640 (2)內,其中泡沫和/或織物可以通過熱成形和/或超聲波焊接而形成。泡沫可用于將線路支撐在適當位置處,使電纜絕緣,并且以非突顯的方式保持線路。該線路以帶狀電纜的形式示出,但是可以使用其它形式的線路。在圖163-1和圖163-2中,患者接口包括框架1720 (包括前額支撐件);全面式襯墊1730,其設置到該框架;以及鼓風機1750,其設置到該框架的前面并且與由該襯墊限定的呼吸腔室連通。網狀通風口 1751安裝在鼓風機的任一側。網狀通風口允許空氣流入鼓風機,如圖163-2中的箭頭所示。網狀通風口可用作過濾進入空氣的第一過濾器??蚣?720包括用于與鼓風機1750接合的孔隙或環(huán)件。鼓風機可以夾住框架或者以其它方式與框架接合。
第二過濾器1752,諸如HEPA過濾器,可以裝配到面罩的內部,接近或靠近鼓風機的出氣口從而過濾輸送到患者的空氣或者從患者呼出的空氣,如圖163-2所示。這也有助于減弱噪聲。在圖164-1至圖164-3中,患者接口包括鼻襯墊1830 ;頭帶1840,其用于將襯墊支撐在患者頭部上的適當位置處;以及由頭帶支撐的鼓風機1850。該鼻襯墊可以由諸如硅樹脂、膠體或泡沫的順應性材料構造而成。鼓風機可以包覆成型或者以其它方式封裝在殼體中,其中殼體可以由塑料、金屬或其它能夠保持其形狀的材料制成。殼體還可用作減少噪聲的消聲器。在實施例中,襯墊可以包括如于2009年6月2日提交的澳大利亞申請2009902524中所述的一個或多個方案,該申請的全部內容通過引用合并于此。用于支撐面罩1830的頭帶1840可以包括用于電源電纜的通道或其它的連接裝置,該電源電纜用于將電動機連接到電源。該通道可以包含在頭帶中。通道可以保護線路,防止對患者的纏結或勒束并且使系統(tǒng)具有流線型外觀。頭帶1840可以是熱成形或者以其它方式定形。 消聲器或過濾器1851也可以安裝為鄰近面罩1830和鼓風機1850,作為如圖164-3所示的與頭帶成型或連接的泡沫或織物。可選地,消聲器或過濾器可以為非編織材料。消聲器或過濾器可以過濾呼出氣體和/或降低來自面罩和鼓風機的噪聲。在進一步的選擇中,消聲器或過濾器可以與頭帶一體形成或為作為頭帶的一部分。圖165至圖176示出了用于連接頭帶的可選的框架配置、可選的頭帶布置、可選的襯墊或密封布置、和/或可選的通風機配置。例如,在圖165和圖166中,患者接口 2530包括由面罩框架支撐的雙鼓風機(即,第一鼓風機2550(1)、第二鼓風機2550(2))。在圖167中示出了面罩2530,其中,鼓風機內置于該面罩中。在圖168-1和圖168-2中,扣裝枕或鼻叉2530可以設置到鼓風機2550。在圖169和圖170中,患者接口 2530可以提供泡沫進氣口。在圖171至圖176中,鼓風機2550設置到面罩2530的前面,并且該面罩包括流線型設計。例如,圖165不出了一對鼓風機或鼓風機殼體2550(1) >2550 (2),其安裝在面罩或患者接口上。鼓風機的進氣口在內外方向上向外沿水平方向定位。相似的配置在圖166中示出。圖168-1和圖168-2示出了直接連接到患者接口 2530的鼓風機出氣口。所示的患者接口 2530是枕或叉布置??墒褂每蛇x的患者接口,例如鼻托架、鼻罩、全面式面罩或口
鼻式面罩。本發(fā)明的另一個方案涉及便攜式通風機,該通風機可連接到床、輪椅、桌子、椅子等。圖177至圖186示出了根據本發(fā)明的可選實施例的便攜式通風機。如圖177所示,便攜式通風機1950可以適于通過患者的床側或墻壁安裝。床側的實施例可以包括在接駁座1970或床頭燈架上安裝的可拆卸的鼓風機。可拆卸的通風機可以包括電池,例如鋰電池,當沒有連接到主/AC (交流)電源時,該電池用于供應電力給裝置。床頭燈架可以安裝有頭頂管1960(柔性管、固定形狀的管或者它們的結合),該頭頂管適于連接到與面罩相關聯的管道。頭頂管可以由諸如不銹鋼的金屬、或者諸如熱塑塑料或硅樹脂的聚合物,或者它們的結合制成。頭頂管能夠在選定區(qū)域中的諸如上水平杠的支架或彎曲件上旋轉。頭頂管包括一系列的燈或LED,該燈或LED位于封套或與面罩管的連接區(qū)域,能通過觸摸或者通過系統(tǒng)的變化(例如,分離)來啟動燈或LED。而且,頭頂管能夠提供柔光以便患者在夜間看得見。當將柔性面罩管與頭頂管分離或重新附接時,光可以輔助患者。光的顏色可以與啟動原因相關。頭頂管的封套或連接區(qū)域可以包括磁體,該磁體可以吸引位于面罩管的端部或連接區(qū)域處的磁體或含鐵材料。這樣有助于面罩管連接到頭頂管。在圖178中,通風機適于安裝到墻壁或者床頭。頭頂管2060可以從通風機延伸出并且適于連接到與患者接口相關的管道。消聲器和/或過濾器可以連接到鼓風機從而過濾輸送到患者的氣體,和/或降低系統(tǒng)的噪聲。與圖177中的實施例相類似,頭頂管可以連接到床、床頭、墻壁或者任何其它接近患者的區(qū)域。頭頂管可以連接到箱體2050,其中箱體 2050用于容納用于通風機系統(tǒng)的電源。電源可以是電池或者電力網供電。箱體2050可以由諸如熱塑性彈性體、熱塑性尿烷的聚合物構造而成,或者可以由諸如鋁的金屬構造而成。箱體2050可以具有運載電力到與頭頂管的端部連接的鼓風機的線路或者其它裝置。該箱體還可以包括微處理器和用戶接口從而允許通風機系統(tǒng)的控制和參數設定。在圖179和圖185中,便攜式通風機2650可以連接到鼓風機接駁盒2655,接駁盒2655可以構造為固定鼓風機、為鼓風機充電和/或下載來自鼓風機的診斷信息。在圖180-1和圖180-2中,鼓風機2650以通風機囊的形式存在。為了便攜性,當不使用時,該囊可以是能放氣的。在圖181-1至圖181-4中,便攜式通風機2650可以設置到底座2656,底座2656適于通過感應充電對通風機進行充電。圖182示出了包括照亮管道的頭頂管2657的實施例。圖183、圖184和圖186示出了用于封閉或保護便攜式通風機的可選的殼體2658。例如,圖183示出了織物或泡沫/織物型殼體2658,圖184示出了硅樹脂型殼體2658,以及圖186示出了鋁合金型殼體2658。電池組可以提供給面罩和通風系統(tǒng)。電池組可以佩戴在患者的身體上。可選擇地,電池可以設置有電線以便可以遠離患者定位,例如在床邊桌上。電池可以是柔性的以便其佩戴在患者身體上時可以彎曲和符合患者的大致形狀。電池可具有將其連接到電動機的電線或電纜。電纜具有快速釋放部或力釋放部,以便在力施加于電纜時該電纜將使電池與電動機斷開連接。這樣有利于避免患者的勒頸窒息,或者快速移除來自電動機的動力。本發(fā)明的另一個方案涉及一種通風機,其適于能夠由患者佩帶或攜帶,而無需安裝到面罩或頭部。圖187-1至圖198-2示出了根據本發(fā)明的可選實施例的可佩帶式通風機。在圖187-1和圖187-2中,通風機2150由肩式吊帶2180支撐,肩式吊帶鄰近患者的胸部支撐通風機。在圖188-1至圖188-4中,通風機2150由懸架式布置支撐。圖188_2和圖188_3示出了用于通風機的進氣口和出氣口的可選配置。在圖189-1至圖189-3、圖190、圖195和圖196中,通風機2150由衣物支撐,例如襯衣(例如,T恤衫)、睡衣等,其中衣物包括通風機支撐結構,例如沿著襯衣前面的衣袋。在圖191和圖197中,通風機2150由包括沿著襯衣肩部的鼓風機支撐結構(例如,衣袋)的襯衣(例如,T恤衫)支撐。在圖196中示出了通風機2150與氣道切開管一起使用以提供侵入式通風支撐。圖192-1至圖194示出了通風機2150由綁帶或帶條布置2160支撐。在圖192-1和圖192-2中,該綁帶包裹在患者的胸部周圍。在圖193中,該綁帶包裹在患者的頸部周圍,例如衣領式。在圖194中,該綁帶包裹在患者的臂周圍。在圖198-1和圖198-2中,通風機2150由柔性的殼體支撐,該殼體適于包裹在患者頸部周圍。該殼體可以包括用于支撐管道2166的袋狀件。在圖192-1和圖196中,通風機示出如使用氣道切開管的侵入式系統(tǒng)。 應當理解的是,通風機系統(tǒng)的方案,例如鼓風機,可以包括可選布置。例如,于2009年8月28日提交的申請?zhí)柺?1/272,188的美國臨時申請和于2009年11月19日提交的61/272,919的美國臨時申請(每個申請的全部內容通過引用合并于此)公開了可選的鼓風機布置和CPAP系統(tǒng),其包括可并入通風機系統(tǒng)的一個或多個方案。也就是說,于2009年8月28日提交的申請?zhí)柺?1/272,188的美國臨時申請和于2009年11月19日提交的 61/272,919的美國臨時申請所描述的鼓風機布置和CPAP系統(tǒng)可以適于用作通風機系統(tǒng)。4. CPAP 應用在實施例中,鼓風機可結合持續(xù)正氣壓(CPAP)流體發(fā)生器的應用使用。在這種CPAP應用中,鼓風機的尺寸可以減小,因為所需要的輸出流速和/或壓力相對較低,例如,輸出流速和/或壓力不如通風機那樣高。圖19至圖23為示出了根據本發(fā)明的實施例的鼓風機310的CPAP版。如圖所示,鼓風機包括具有第一殼體零件322和第二殼體零件324的殼體320,第一殼體零件322和第二殼體零件324限定了近側開口 323和遠側開口 325 ;定子部件330,其包括空氣導向槽335 ;電動機340,其由定子部件330支撐并且適于驅動可旋轉軸或轉子350 ;以及葉輪360,如上所述。定子部件的第一零件332和第二零件334使用如上所述的0形圈376聯接。圖22所示的實施例還可以包括線路404,線路404用于將電源和/或控制與鼓風機310連接。圖23中所示的實施例還包括PCBA 402,其可以用于控制流量傳感器和壓力傳感器,如結合圖12所解釋的。PCBA 402可以使用螺釘、膠水或成型于殼體320中的塑料固定卡扣(未示出),或者通過其它的聯接裝置與殼體320聯接。在示例中,電動機可以大約高達40,000轉/分(rpm)的速度旋轉并且產生高達14cmH20的壓力。在示例中,葉輪可以具有在20mm至40mm之間(例如,30mm)的直徑d6,并且殼體可以具有30mm至50mm(例如,37mm)的最大外寬度d7以及30mm至50mm(例如,43mm)的最大外高度hi。在示例中,電動機可以具有約IOmm至15mm(例如,12mm)的直徑d5以及約20mm至30mm(例如,26mm)的長度。然而,其它適當的尺寸是可能的。鼓風機的重量可以小于500克,并且更特別地,鼓風機的重量可以在50克至200克之間。圖24示出了對于各種RPM壓力對流速的曲線,圖示了根據本發(fā)明的實施例的鼓風機的特性。如圖所示,壓力對流速在電動機速度的一定范圍內是相對恒定的(例如,30,000轉/分至40,000轉/分),如果沒有連接到鼓風機的管道或者有連接到鼓風機的有限數量的管道,則這樣有助于患者能夠來回通過鼓風機呼吸。這將限制或消除連接到管道作為PAP裝置一部分的面罩或患者接口中的通風口的需要。如圖24所示,表1-1在下面闡述了在各種RPM下的壓力對流速的風扇曲線數據。表 1-權利要求
1.一種鼓風機,包括 殼體,其包括近側開口和遠側開ロ,所述近側開口和遠側開ロ同軸地對準; 定子部件,其設置到所述殼體; 葉輪,其定位在所述殼體的所述近側開ロ與所述定子部件之間,所述葉輪包括多個葉輪葉片;以及 電動機,其適于驅動所述葉輪, 其中,所述定子部件包括沿著所述定子部件外表面的多個空氣導向槽,所述空氣導向槽的前緣從所述葉輪葉片的外尖端沿切向向外延伸,并且被配置為收集離開所述葉輪葉片的空氣并且通過將來自葉輪的空氣進行分流且沿著曲徑朝向所述遠側開ロ引導空氣以使得氣流變成大致層流來將所述空氣從大致切向方向引導至大致徑向方向。
2.根據權利要求I所述的鼓風機,其中,所述定子部件包括九個、十一個或十三個空氣導向槽。
3.根據權利要求1-2中任何一項所述的鼓風機,其中,每個空氣導向槽包括近側部和遠側部,所述近側部從所述葉輪的周邊大致沿切向延伸以使得離開所述葉輪的空氣能夠進入所述槽,所述遠側部從所述近側部朝向所述殼體的遠側開ロ延伸。
4.根據權利要求3所述的鼓風機,其中,所述槽均會聚于所述定子部件的底座處。
5.根據權利要求1-4中任何一項所述的鼓風機,其中,所述槽的截面積沿著每個所述槽基本上是恒定的。
6.根據權利要求3-5中任何一項所述的鼓風機,其中,當所述槽從所述近側部朝向遠側部延伸時每個槽的深度増大或變深。
7.根據權利要求5所述的鼓風機,其中,當所述槽從所述近側部朝向所述遠側部延伸時每個槽的寬度減小或變窄,并且當所述槽從所述近側部朝向所述遠側部延伸時每個槽的深度増大或變深。
8.根據權利要求1-7中任何一項所述的鼓風機,其中,所述定子部件包括中空內部,所述中空內部適于支撐位于其中的電動機。
9.根據權利要求1-8中任何一項所述的鼓風機,其中,所述電動機包括適于驅動轉子的定子組件,并且所述葉輪與所述轉子的端部聯接。
10.根據權利要求9所述的鼓風機,其中,所述轉子由ー對軸承支撐,所述軸承由所述殼體支撐。
11.根據權利要求1-10中任何一項所述的鼓風機,其中,所述葉輪包括多個葉輪葉片,并且葉輪葉片與空氣導向槽的比不包括公約數。
12.根據權利要求1-11中任何一項所述的鼓風機,其中,所述殼體具有約為30-50mm的最大直徑。
13.根據權利要求1-12中任何一項所述的鼓風機,其中,所述鼓風機構造為提供大于60cmH20的增壓空氣。
14.根據權利要求1-13中任何一項所述的鼓風機,其中,所述殼體包括殼體件,所述殼體件被配置和定位為用于覆蓋或遮蔽與電動機的電源連接點。
15.根據權利要求1-14中任何一項所述的鼓風機,進ー步包括位于所述定子部件下游的流量傳感器和壓カ傳感器。
16.根據權利要求15所述的鼓風機,其中,所述殼體包括位于所述定子部件下游和所述流量傳感器上游的整流器,所述整流器被配置和定位為用于矯直進入所述流量傳感器的氣流。
17.根據權利要求15-16中任何一項所述的鼓風機,其中,所述壓カ傳感器包括與所述氣流通道流體連通的柔性膜,并且其中所述柔性膜的位移提供在氣流通道中的空氣壓カ的指示。
18.根據權利要求15-17中任何一項所述的鼓風機,其中,所述壓カ傳感器定位在所述流量傳感器的下游。
19.根據權利要求15-18中任何一項所述的鼓風機,進ー步包括印制電路板組件,所述印制電路板組件安裝到所述殼體從而控制所述流量傳感器和所述壓カ傳感器。
20.根據權利要求1-19中任何一項所述的鼓風機,進ー步包括印制電路板組件,所述印制電路板組件安裝到所述殼體以控制所述電動機。
21.根據權利要求1-20中任何一項所述的鼓風機,其中,所述定子部件包括第一零件和第二零件,所述第一零件和所述第二零件配合以限定所述多個空氣導向槽。
22.根據權利要求1-21中任何一項所述的鼓風機,其中,所述定子部件包括第一零件和第二零件,所述第一零件和所述第二零件通過O形圈相互聯接。
23.根據權利要求1-22中任何一項所述的鼓風機,進ー步包括被動式氣閥組件,所述被動式氣閥組件設置于所述殼體的所述近側開ロ。
24.根據權利要求23所述的鼓風機,其中,所述閥組件包括第一閥和第二閥,所述第一閥與大氣相通并且被定位和布置為在患者呼吸循環(huán)的吸氣階段允許空氣經由所述近側開ロ流入所述鼓風機,所述第二閥與大氣相通并且被定位和布置為在患者呼吸循環(huán)的呼氣階段允許空氣經由所述近側開ロ流出所述鼓風機。
25.根據權利要求1-23中任何一項所述的鼓風機,其中,所述殼體具有30-50_的最大外部高度。
26.根據權利要求1-25中任何一項所述的鼓風機,其中,所述鼓風機具有小于500克的重量。
27.根據權利要求26所述的鼓風機,其中,所述鼓風機具有在50-200克之間的重量。
28.根據權利要求1-27中任何一項所述的鼓風機,進ー步包括設置到所述殼體的印制電路板組件(PCBA)。
29.根據權利要求1-28中任何一項所述的鼓風機,其中,在流速在預定的電動機速度范圍內達到80L/min時所述鼓風機適于提供相對恒定的壓力。
30.根據權利要求29所述的鼓風機,其中,所述電動機的速度范圍從約30,000轉/分到40,000轉/分。
31.一種通風機裝置,包括根據權利要求1-30中任何一項所述的鼓風機。
32.—種通風機裝置,包括根據權利要求29所述的鼓風機,并且進一歩包括連接到所述鼓風機的管道和連接到所述管道的患者接ロ。
33.根據權利要求32所述的通風機裝置,其中,由于所述鼓風機提供相對恒定的壓力,所述患者接ロ不包括通氣孔。
34.根據權利要求31-33中任何一項所述的通風機裝置,其中,所述通風機裝置為PAP裝置。
35.一種用于患者的通風機,包括 鼓風機,其構造為提供增壓空氣源,所述鼓風機包括具有近側開口和遠側開ロ的殼體、設置到所述殼體的定子部件、定位于所述殼體的近側開口和所述定子部件之間的葉輪以及適于驅動所述葉輪的電動機;以及 閥組件,其設置到所述鼓風機的所述近側開ロ并且構造為允許空氣在兩個方向上沿著流路流經所述鼓風機,所述閥組件構造為在患者呼吸循環(huán)的吸氣階段允許空氣經由所述近側開ロ流入所述鼓風機,并且在患者呼吸循環(huán)的呼氣階段允許空氣經由所述近側開ロ流出所述鼓風機, 其中,所述定子部件包括沿著所述定子部件外表面的多個空氣導向槽,所述空氣導向槽的前緣從所述葉輪葉片的外尖端沿切向向外延伸,并且被配置為收集離開所述葉輪葉片 的空氣并且通過對來自葉輪的空氣進行分流且沿著曲徑朝向所述遠側開ロ引導空氣以使 得氣流變成大致層流來將空氣從大致切向方向引導至大致徑向方向。
36.根據權利要求35所述的通風機,其中,所述鼓風機包括流量元件,所述流量元件沿著流路設置到所述電動機并且構造為測量兩個方向上的流量以及傳導來自所述電動機的熱量。
37.根據權利要求36所述的通風機,其中,所述殼體和所述定子部件配合以在所述葉輪周圍限定充氣腔室。
38.根據權利要求37所述的通風機,進ー步包括位于充氣腔室下游的下游腔室以允許通過所述定子部件的流體再循環(huán)而不影響所述流量元件。
39.根據權利要求36-38中任何一項所述的通風機,進ー步包括非導電套筒,所述非導電套筒沿著所述流路設置到所述電動機的中央段。
40.根據權利要求36-39中任何一項所述的通風機,其中所述流量元件和所述定子部件由熱傳導材料構造而成以傳導來自所述電動機的熱量。
41.根據權利要求40所述的通風機,其中,所述流量元件和所述定子部件由鋁構造而成。
42.根據權利要求35-41中任何一項所述的通風機,進ー步包括設置在所述鼓風機的遠側開ロ處的粘液捕集器,所述粘液捕集器提供捕獲板,所述捕獲板適于捕獲由患者呼出的任意顆粒物。
43.根據權利要求35-42中任何一項所述的通風機,進ー步包括設置到所述鼓風機的遠側開ロ處的熱濕交換過濾器,所述熱濕交換過濾器包括過濾器和/或墊子以調節(jié)由患者吸入的空氣和/或保護所述通風機免受由患者呼出的顆粒物的損壞。
44.根據權利要求35-43中任何一項所述的通風機,其中,使所述流路的截面積最大化并且與所述通風機中的最小不工作區(qū)平衡以提供低源阻杭。
45.根據權利要求35-44中任何一項所述的通風機,進ー步包括與所述通風機分離的電池供電的控制単元,所述通風機和所述控制單元兩者均包括微控制器,所述微控制器被配置為記錄患者數據并且允許傳送通風機設定和患者細節(jié)。
46.根據權利要求35-45中任何一項所述的通風機,其中,所述通風機適于在患者的近側位置處使用。
47.根據權利要求46所述的通風機,其中,所述通風機并入頭戴式系統(tǒng)。
48.根據權利要求46所述的通風機,其中,所述通風機適于安裝到包括有墻壁、床、床頭、輪椅、桌子或椅子的結構上,并且所述通風機經由管道與患者接ロ連接。
49.根據權利要求46所述的通風機,其中,所述通風機適于裝配到并入衣物中的支撐結構中。
50.根據權利要求49所述的通風機,其中,所述衣物為襯衫、T恤衫或睡衣。
51.根據權利要求46所述的通風機,其中,所述通風機鼓風機內置于患者接ロ単元。
52.根據權利要求46所述的通風機,其中,所述通風機由肩式吊帶支撐。
53.根據權利要求46所述的通風機,其中,所述通風機由懸垂式布置支撐。
54.根據權利要求46所述的通風機,其中,所述通風機由圍繞用戶身體的局部的綁帶或帶條支撐。
55.根據權利要求54所述的通風機,其中,所述綁帶或帶條是胸帯。
56.根據權利要求54所述的通風機,其中,所述綁帶或帶條是臂帶。
57.—種通風機,包括 鼓風機,其構造為提供增壓空氣源;以及 閥組件,其設置到所述鼓風機并且構造為允許空氣沿著流路在兩個方向上流經所述鼓風機, 所述鼓風機包括沿著所述流路的流量元件,所述流量元件構造為測量兩個方向上的流量以及傳導來自所述鼓風機的電動機的熱量。
58.根據權利要求57所述的通風機,其中,所述流量元件由熱傳導材料構造而成。
59.根據權利要求59所述的通風機,其中,所述流量元件由鋁構造而成。
60.根據權利要求57-59中任何一項所述的通風機,其中,所述流量元件包括內心和自所述內心延伸出的多個葉片。
61.根據權利要求60所述的通風機,其中,所述流量元件包括40至60個葉片。
62.根據權利要求60-61中任何一項所述的通風機,其中,所述流量元件的內心包括分裂配置,所述分裂配置構造為允許所述流量元件圍繞所述電動機裝配并且隨著來自電動機的熱量的變化而膨脹和收縮。
63.—種模塊化通風機系統(tǒng),包括 通風機模塊;以及 下列可單獨更換的ー個或多個模塊 遠程控制所述通風機模塊的控制模塊; 用于所述控制模塊的擴展電池模塊; 設置到所述通風機模塊的增氧模塊; 設置在所述通風機模塊的遠側開ロ處的粘液捕集器模塊; 設置在所述通風機模塊的遠側開ロ處的熱濕交換過濾器模塊;和/或 綁帶模塊,其包括使所述通風機模塊和/或所述控制模塊穩(wěn)定的一條或多條綁帯。
64.根據權利要求63所述的模塊化通風機系統(tǒng),其中,所述控制模塊包括內部加速計并且允許脈動血氧計和/或C02監(jiān)視器與其連接。
全文摘要
鼓風機(10)包括殼體(20),其包括近側開口(23)和遠側開口(25),近側開口和遠側開口同軸對準;定子部件(30),其設置到所述殼體;葉輪(60),其定位在所述殼體的所述近側開口與所述定子部件之間;以及電動機(40),其適于驅動所述葉輪。葉輪包括多個葉輪葉片。定子部件包括沿著所述定子部件外表面的多個空氣導向槽(35)??諝鈱虿鄣那熬墢娜~輪葉片的外尖端沿切向向外延伸并且被配置為收集離開葉輪葉片的空氣并且通過將來自葉輪的空氣進行分流并且沿著曲徑朝向遠側開口引導空氣以使得氣流基本上變成層流而將空氣從大致切向方向引導至大致徑向方向。
文檔編號A61M16/00GK102695536SQ201080045834
公開日2012年9月26日 申請日期2010年8月11日 優(yōu)先權日2009年8月11日
發(fā)明者傅俊暉, 大衛(wèi)·克勒索, 戴恩·查理·丘·馬丁, 羊全鋼, 菲利普·奧古斯特·沙爾維尼亞克 申請人:雷斯梅德電動科技有限公司