用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的裝置的制造方法
【專利說(shuō)明】用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分的用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的裝置，一種借助于這種裝置的用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的方法以及一種在這種裝置中使用的多向閥。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]由現(xiàn)有技術(shù)中已知用于支持診斷和治療肺病的測(cè)量裝置。以已知的方式使用用于評(píng)價(jià)肺功能的肺活量計(jì)。此外例如由W02004/023997已知用于確定呼吸空氣中的NO濃度的呼吸氣體分析設(shè)備?；谟蓱?yīng)用的醫(yī)學(xué)分析方法產(chǎn)生的方法要求，通常僅僅使用單個(gè)功能的專用設(shè)備。
[0003]本發(fā)明的公開(kāi)
本發(fā)明的內(nèi)容是一種用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的裝置，包括:
一第一組合的進(jìn)/出口，
一第二組合的進(jìn)/出口，
一用于確定呼吸氣體的通流的量的氣體量測(cè)量裝置，
一用于分析呼吸氣體的氣體分析裝置，和
一多向閥，其可以至少在第一閥路徑組合和第二閥路徑組合之間調(diào)動(dòng)。
[0004]〃組合的進(jìn)/出口〃在這一點(diǎn)上應(yīng)該尤其理解為裝置的一種開(kāi)口，它在至少一個(gè)第一運(yùn)行狀態(tài)下作為氣體的進(jìn)口和在至少一個(gè)第二運(yùn)行狀態(tài)下作為氣體的出口。
[0005]建議，
一借助于多向閥的第一閥路徑組合在繞過(guò)氣體分析裝置下可以建立在第一組合的進(jìn)/出口，氣體量測(cè)量裝置和第二組合的進(jìn)/出口之間的第一氣體路徑，和
一借助于多向閥的第二閥路徑組合可以建立在第一組合的進(jìn)/出口，氣體分析裝置，氣體量測(cè)量裝置和第二組合的進(jìn)/出口之間的第二氣體路徑。
[0006]通過(guò)按照本發(fā)明裝置的實(shí)施方式，不僅可以實(shí)施肺功能測(cè)試而且可以確定呼吸氣體濃度。借助于具有合適結(jié)構(gòu)的多向閥可以在兩個(gè)氣體路徑之間切換，由此肺活量測(cè)量和氣體分析測(cè)量可以統(tǒng)一起來(lái)。由此肺功能測(cè)試的參數(shù)的確定以及氣體分析的參數(shù)的確定可以在一個(gè)測(cè)量循環(huán)內(nèi)實(shí)現(xiàn)并且與單獨(dú)測(cè)量相比較，通過(guò)耦聯(lián)的評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)可以提高方法的系統(tǒng)精度。
[0007]此外建議，氣體量測(cè)量裝置包括氣體能量機(jī)，其不僅可以作為作功機(jī)而且作為動(dòng)力機(jī)使用。“氣體能量機(jī)”在這一點(diǎn)上應(yīng)該尤其理解為一種流動(dòng)機(jī)器，其中在氣體和流動(dòng)機(jī)器之間的能量傳遞在敞開(kāi)的氣體室內(nèi)進(jìn)行。如果氣體能量機(jī)被用作作功機(jī)，那么能量從流動(dòng)機(jī)器傳遞到氣體。如果氣體能量機(jī)被用作動(dòng)力機(jī)，那么能量從氣體傳遞到流動(dòng)機(jī)器中。在此情況下獲得的能量?jī)H僅用于旋轉(zhuǎn)流動(dòng)機(jī)器。旋轉(zhuǎn)速度又給出關(guān)于通過(guò)氣體能量機(jī)擠壓的流量的信息。
[0008]氣體能量機(jī)可以由此不僅用于確定通流的氣體量而且通過(guò)減小測(cè)量裝置中的有效的流動(dòng)阻力用于支持要檢查的病人的呼吸。
[0009]氣體能量機(jī)可以有利地包括至少一個(gè)布置在中央軸上的葉輪，它在氣體能量機(jī)作為作功機(jī)工作時(shí)可以作為通風(fēng)機(jī)使用和在氣體能量機(jī)作為動(dòng)力機(jī)工作時(shí)可以作為測(cè)量透平(氣體體積流量傳感器)使用。
[0010]此外建議，裝置具有用于改變呼吸氣體的化學(xué)成分的氣體準(zhǔn)備裝置。由此可以極大地?cái)U(kuò)展氣體分析的可能性或者簡(jiǎn)化氣體分析的實(shí)施。
[0011]如果裝置具有氣體-體積流量傳感器，可以以結(jié)構(gòu)上特別簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)確定每單位時(shí)間通過(guò)裝置流動(dòng)的氣體量。
[0012]此外建議，在第一閥路徑組合和第二閥路徑組合之間的調(diào)動(dòng)(轉(zhuǎn)移)可以依據(jù)預(yù)先確定的持續(xù)時(shí)間或預(yù)先確定的通流的氣體量實(shí)施。由此組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的實(shí)施可以單獨(dú)地與病人情況相匹配。
[0013]本發(fā)明的另一個(gè)主題是一種在按照前面公開(kāi)的實(shí)施例和擴(kuò)展方案或其組合所述的用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的裝置中使用的多向閥。
[0014]在合適的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)下可以避免或者至少減少密封問(wèn)題。
[0015]建議，第一閥路徑組合和第二閥路徑組合具有公共的氣體進(jìn)入?yún)^(qū)和公共的氣體排出區(qū)。由此可以在合適的設(shè)計(jì)方案下減少裝置的所需多向閥的數(shù)量。
[0016]在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，多向閥具有控制機(jī)構(gòu)，其包括正好一個(gè)凸輪軸，其中，在第一閥路徑組合和第二閥路徑組合之間的調(diào)動(dòng)可以通過(guò)凸輪的可逆的旋轉(zhuǎn)軸實(shí)施。在此情況下該調(diào)動(dòng)可以通過(guò)凸輪軸的至少兩個(gè)凸輪在第一或第二氣體路徑上的直接的或間接的作用實(shí)現(xiàn)。通過(guò)限制為正好一個(gè)凸輪軸，多向閥只需要一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置和因此可以緊湊和節(jié)省部件地實(shí)施。
[0017]如果凸輪軸的可逆的旋轉(zhuǎn)借助于步進(jìn)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)，那么可以實(shí)現(xiàn)多向閥的雙向穩(wěn)定的和無(wú)電流的功能位置。
[0018]此外建議，控制裝置包括至少一個(gè)第一彈性膜和第二彈性膜，其布置在凸輪軸和至少兩個(gè)閥路徑組合之一之間并且被設(shè)置用于，分別與至少一個(gè)凸輪凸輪軸共同作用，用于實(shí)現(xiàn)在第一閥路徑組合和第二閥路徑組合之間的調(diào)動(dòng)。由此可以以結(jié)構(gòu)上特別簡(jiǎn)單的和無(wú)污染的方式實(shí)現(xiàn)在第一閥路徑組合和第二閥路徑組合之間的調(diào)動(dòng)。
[0019]〃彈性膜〃在這一點(diǎn)上應(yīng)該尤其理解為一種基本上氣體不可通過(guò)的，實(shí)施成薄膜的體，它基本上由彈簧彈性材料組成。彈簧彈性材料尤其可以由彈性體或彈簧彈性金屬形成。
[0020]在一個(gè)特別有利的設(shè)計(jì)方案中第一彈性膜和第二彈性膜一體地實(shí)施。由此可以特別簡(jiǎn)單地實(shí)施多向閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
[0021]本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供一種借助于按照前面公開(kāi)的實(shí)施例和擴(kuò)展方案或其組合所述的用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的裝置、用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的方法。
[0022]方法包括以下步驟:
1.建立第一氣體路徑，
2.通過(guò)使外室的空氣通過(guò)第二組合的進(jìn)/出口流入沿著第一氣體路徑在朝著第一組合的進(jìn)/出口的方向上吸氣，
3.為了肺功能測(cè)試為了使呼吸氣體通過(guò)氣體量測(cè)量裝置通流沿著第一氣體路徑從第一組合的進(jìn)/出口在朝著第二組合的進(jìn)/出口的方向上呼氣，
4.在實(shí)施前述的步驟期間建立第二氣體路徑，
5.將通流的呼吸氣體沿著第二氣體路徑在朝著第二組合的進(jìn)/出口的方向上引導(dǎo)通過(guò)氣體分析裝置，和
6.通過(guò)將外室的空氣從第二組合的進(jìn)/出口沿著第二氣體路徑在朝著第一組合的進(jìn)/出口的方向上引導(dǎo)通過(guò)氣體分析裝置來(lái)沖洗氣體分析裝置。
[0023]通過(guò)該方法，肺功能測(cè)試的參數(shù)的確定以及氣體分析的參數(shù)的確定可以在一個(gè)測(cè)量循環(huán)內(nèi)實(shí)現(xiàn)并且與單獨(dú)測(cè)量相比較，通過(guò)耦聯(lián)的評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)可以提高方法的系統(tǒng)精度。
[0024]在另一個(gè)有利的設(shè)計(jì)方案中，該方法可以在實(shí)施步驟6之前多次實(shí)施步驟I至5。
[0025]附圖
其它的優(yōu)點(diǎn)由下面的【附圖說(shuō)明】給出。在附圖中示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。附圖、說(shuō)明書和權(quán)利要求書包含組合的大量特征。專業(yè)人員也可以單獨(dú)地考慮這些特征并且組合成有意義的其它的組合。
[0026]附圖所示:
圖1是按照本發(fā)明的用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的裝置在一個(gè)吸氣/呼吸階段的一種運(yùn)行狀態(tài)下的示意圖，
圖2是按照?qǐng)D1的裝置在一個(gè)肺功能測(cè)試階段的一種運(yùn)行狀態(tài)下的示意圖，
圖3是按照?qǐng)D1的裝置在一個(gè)呼吸氣體分析階段的第三運(yùn)行狀態(tài)下的示意圖，
圖4是按照?qǐng)D1的裝置在沖洗階段的第四運(yùn)行狀態(tài)下的示意圖，
圖5是按照?qǐng)D1的裝置的按照本發(fā)明的多向閥在第一閥路徑組合的一種狀態(tài)下的示意剖面圖，
圖6是按照?qǐng)D5的多向閥在相同的視圖中在第二閥路徑組合的一種狀態(tài)下，
圖7是按照?qǐng)D5和6的多向閥的氣動(dòng)連接的示意圖，
圖8是按照?qǐng)D5和6的多向閥的凸輪軸的凸輪單元的第一實(shí)施方式，
圖9是按照?qǐng)D5和6的多向閥的凸輪軸的凸輪單元的第第二實(shí)施方式，和圖10是多向閥的替代的實(shí)施方式示意透視圖。
[0027]實(shí)施例的描述
圖1示出按照本發(fā)明的用于組合的呼吸氣體分析和肺功能測(cè)試的裝置的示意圖。裝置包括第一組合的進(jìn)/出口 58和第二組合的進(jìn)/出口 60。
[0028]第一組合的進(jìn)/出口 58設(shè)計(jì)成管嘴和被設(shè)置用于，由被測(cè)試者以面對(duì)外室的末端安置在嘴上，以便能夠方便通過(guò)裝置吸氣和方便呼氣到裝置里面。
[0029]第二組合的進(jìn)/出口 60構(gòu)造成活性炭過(guò)濾器62的兩個(gè)進(jìn)入口中的面對(duì)外室的進(jìn)入口。
[0030]此外裝置包括用于改變呼吸氣體的化學(xué)成分的氣體準(zhǔn)備裝置64，其中呼吸氣體中的一氧化氮NO被轉(zhuǎn)換成二氧化氮N02。氣體準(zhǔn)備裝置64與管嘴的背離外室的末端氣動(dòng)地連接。
[0031]此外裝置具有第一用于確定呼吸氣體