CN101394882B - 高频振荡型呼吸机 - Google Patents

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Abstract

提供一种高频振荡型呼吸机，包含壳体组件、线性致动器、线性线圈、安装在推杆上的活塞和隔膜，该隔膜将壳体划分为第一侧和第二侧，该隔膜具有形成在第二侧上的开口，该开口与患者气道流体连接以用于向其传输气体。线性致动器固定地安装到壳体组件，且具有同轴地安装在该线性致动器中的线性线圈。推杆将线性线圈支撑在线性致动器上，从而允许两者之间在轴向上相对滑动。活塞直接安装到隔膜，这样由线性线圈与线性致动器配合实现的该活塞的往复运动在患者气道内的气体中交替地产生正、负压力波。

Description

高频振荡型呼吸机
技术领域
本发明主要涉及医疗设备，更具体地，涉及一种高频振荡型呼吸机，其用于在提供给患者的呼吸空气中产生正、负压力波。有利的是，本发明的高频振荡型呼吸机(HFOV)与现有技术的HFOV相比，专门设定为以降低的噪音水平和以降低的电力操作。背景技术
与传统的只在吸入阶段换气、在呼出阶段依靠人的生理反应来换气的呼吸机相反，HFOV产生主动的呼出，这对于诸如婴儿和/或其他患有某种肺部疾病的儿童或成人患者是非常关键的。在一些情况下，患者的肺部可能不能提供足够的换气或气体交换，特别是在呼出阶段。
在这点上，特别开发HFOV来向在呼出阶段的呼吸能力受危害的患者提供足够的气体交换和充分的加氧。尽管它们具有优点，现有技术的HFOV还是具有一些损害其整体功用的缺点。例如与在美国专利号4,719,910、授予詹森、名称为振动型呼吸机及方法的专利(詹森参考)中示出和描述的构造类似的更加普及的HFOV中的一种，其全部内容通过引用清楚地合并于此。
詹森参考的HFOV包含具有随之设置的磁体和隔膜的壳体。一线圈安装在隔膜的第一侧，并操作为使得一活塞在第一侧上往复运动。HFOV包括使得线圈中的电流极性反向的适当的电路，从而实现活塞的往复运动，活塞的往复运动又引起隔膜在壳体中前后运动。振荡的隔膜在提供至患者气道的气体中产生正、负压力波。
尽管在詹森参考中公开的HFOV在不会由于过压而损伤患者肺部的情况下在患者呼吸中产生气体交换方面有效，但是不幸的是，这种HFOV产生相对高的噪声级别，这在诸如新生儿加护病房等的HFOV典型使用的敏感环境中是不合需要的。进一步地，詹森参考的HFOV依靠星架弹簧的设置来悬挂线圈的线性致动器部分。不幸的是，在线性致动器相对于线圈往复运动造成隔膜振荡时，需要相当大量的动力来克服相当大的弹簧力。
进一步地，以上所描述的HFOV依靠专用的气源来冷却线圈和向患者提供呼吸气体。此外，风扇可能结合到HFOV中来产生通过线圈的冷却气流。在这点上，这种HFOV伴随的进一步的缺点为线圈的过热，由于在线圈加热时线圈中的电阻改变，这会降低活塞中心定位的准确性。
由现有技术的HFOV的噪音产生的高噪音级别可能由多种来源产生，包括由风扇产生的噪音和穿过形成于线圈中的多个通道传送的冷却气流产生的噪音。由于这些冷却气体离开线圈并进入周围环境，冷却气体通过线圈壳体中的孔向外冲出产生附加的噪音。
另一个可能干扰患者和医疗人员的重要的噪音来源是由隔膜产生的噪音。更具体的，在以上描述的现有技术的HFOV中，隔膜包括绕其圆周边界设置的凹槽(relief)。该凹槽允许活塞与隔膜一致的往复运动，从而在患者气道中产生正、负压力波。不幸的是，隔膜的前后运动造成该凹槽持续的快速连续翻转，从而在往复运动发生时产生快速的噪音。
另一个噪音源由活塞在每个正冲程期间重复地接触式地冲击下侧的隔膜时产生。持续地重复冲击隔膜的底部产生重复的快速的噪音，其只增加了HFOV产生的总的噪音，不幸的是，其打扰了患者的睡眠和痊愈。例如，以上所描述类型的HFOV在最大功率运转时，可以产生高达65dB的噪音级别。
可以看出，本领域对于专门设定为有效地运转且降低声音输出以避免打扰患者的睡眠和休息的HFOV存在一种需要。进一步地，本领域对于以降低的动力运转和比现有的HFOV更加节能但符合现有HFOV的临床性能的HFOV存在一种需要。此外，本领域对于尺寸减小以提高便携性从而使HFOV可以在运送危急患病患者时使用的HFOV存在一种需要。最后，本领域对于结构简单、成本低的HFOV存在一种需要。发明内容
本发明特别处理和减轻以上涉及的现有技术的高频振荡型呼吸机(HFOV)的相关的缺陷。更具体地，本发明是一种改进的HFOV，其设定为满足现有HFOV的临床性能，但通过使用推杆悬挂线性线圈和在HFOV中结合直接与活塞接合的滚动隔膜来减小尺寸、降低噪音并且降低动力消耗。
本发明的HFOV包括壳体组件，该壳体组件具有固定地安装在其上的线性致动器。线性线圈同轴地设置在线性致动器之中，并通过推杆悬挂在该线性致动器上，该推杆以允许线性线圈轴向往复运动的方式轴向地穿过线性致动器而延伸。活塞安装在推杆的一端上，线性线圈安装在推杆一相对端上。隔膜密封地将壳体组件划分为第一侧和第二侧。隔膜操作性地接合到活塞，并优选地配置为可移除或可更换，这样HFOV可以在患者之间转移。
通过使用锥形盖，隔膜更换容易，该锥形盖通过一对压制托架固定到HFOV的壳体组件。一对指旋螺丝穿过压制托架的相对端固定至壳体组件内，以允许锥形盖的快速松开和去除，从而接触到隔膜。一形成在锥形盖中的开口与患者气道流体连通以用于向其传输气体。气体由诸如压缩气体或氧气的气源供应。
如在美国专利No.5,345,206中示出和公开的，该专利授予莫尔克斯，名称为使用磁通量聚焦的交错磁路的移动线圈致动器，其全部内容通过引用清楚地合并于此，致动器组件可以设定为与可以在加利福尼亚州圣莫尔克斯的BEI电子公司购得的类似的音圈，其中，音圈的线性线圈和线性致动器配合从而以在患者气道中的气体中交替产生正、负压力波的方式实现隔膜的往复运动。
由于结合了绕隔膜外周形成的深半径槽，使得隔膜基本上不翻转，因此与传统的HFOV相比，本发明的HFOV产生的噪音大大地降低。本发明的隔膜的特殊结构消除了在现有技术的HFOV中活塞和隔膜的快速频率振动期间发生的间歇的声音。此外，与在现有技术的HFOV中活塞的向前冲程期间发生在隔膜和活塞之间的间歇性接合相反，本发明的隔膜直接固定或连接至活塞。活塞至隔膜的这种直接连接消除了在活塞向前冲程期间，活塞反复冲击隔膜的下侧时现有技术的HFOV产生的间歇性声音。
如前所述，由于使用了穿过线性致动器而延伸的推杆，其导致了基本上自由移动的线性线圈，因此与现有技术的HFOV相比，本发明的HFOV的动力消耗也降低了。与使用径向地延伸的用于中心定位和保持线性线圈和活塞的位置的星架弹簧的现有技术的HFOV相比，由于没有弹簧力，本发明的HFOV的动力消耗大大地降低了。
有利的是，通过连接至推杆的诸如光学传感器的传感器，本发明中的活塞中心定位很容易。内环控制系统提供了闭环反馈机制，通过它，活塞的位置一直精确地被保持，尽管线圈中的温度发生变化，如前所述，其影响活塞中心定位的准确性。通过使用形成在壳体组件中的换气口，其允许由通过致动器组件循环的大气来对流地冷却，本发明的致动器组件的冷却很容易。附图说明
通过参照附图，本发明的这些以及其他特征将变得更加明显，在附图中：
图1是本发明的高频振荡型呼吸机(HFOV)的局部剖视立体图；
图2是本发明的HFOV的部分分解立体图，其示出了具有不翻转的深半径槽的可去除式隔膜，该隔膜直接连接到在HFOV中往复运动的活塞；
图2a是具有线性线圈和线性致动器的致动器组件的横截面侧视图，其示出了通过在线性致动器中轴向地滑动的推杆往复运动地安装的线性线圈；和
图3是本发明的HFOV合并在一呼吸机系统中的示意图，并示出了用于调节其操作的内控制环和外控制环。具体实施方式
现在将具体参照附图表述本发明，其中附图1-3示出了高频振荡型呼吸机(HFOV)10，从最广泛的意义上讲，其包含壳体组件30，该壳体组件30具有安装在其上的致动器组件102。致动器组件102包括线性致动器104和线性线圈94，线性线圈94具有推杆76，其将线性线圈94支撑在线性致动器104上。推杆76在线性致动器104中轴向可滑动，其直接地安装在隔膜62上，隔膜62密封地将壳体组件30划分为第一侧70和第二侧72。致动器组件102设定为实现活塞48和隔膜62的往复运动，从而在提供给患者气道的气体中交替地产生正、负压力波。
致动器组件102可设定为线性马达，其与美国专利No.5,345,206中示出并描述的类型相似，该专利授予莫尔克斯，名称为“使用磁通量聚焦的交错磁路的移动线圈致动器”，其全部内容通过引用清楚地合并于此(莫尔克斯参考)。如在图2和图2a中可见，致动器组件102包含安装在壳体组件30内的线性致动器104。在图中可看出，线性线圈94同轴地设置在线性致动器104内。在莫尔克斯参考中所公开类型的致动器组件102也可以为音圈，其可从加利福尼亚州圣马尔克斯的BEI电子公司购得。尽管本发明可以使用替换实施例，优选地，本发明的HFOV 10使用BEI电子的型号为No.LA25的音圈。
重要的是，由于结合了绕隔膜62外周形成的深半径槽64，与现有技术的HFOV 10产生的噪音相比，本发明的隔膜62的独特结构实现了降低的噪音等级。由于该槽的深度，槽64在活塞48的往复运动期间为不翻转的，这消除了通常由隔膜62产生的振荡噪音，隔膜62具有比深半径槽64相对浅的凹槽。在现有技术的HFOV中，隔膜62中的凹槽在活塞48的振动期间连续翻转，这导致了大声的振荡噪音。
如前所述，本发明的活塞或板构件48可以直接地连接至隔膜62，如图所示。有利的是，活塞48和隔膜62之间的这种直接连接消除了现有技术的HFOV-10中活塞48在其正冲程时撞击隔膜62时所产生的大的噪音。而在本发明中，隔膜62可以固定在活塞48和盖板60之间，盖板60设置在壳体组件30的第二侧72上。隔膜62插入盖板60和活塞48之间。隔膜62和深半径槽64大体上符合活塞48的形状，在这点上，尽管可以使用其他形状，活塞48、隔膜62和盖板60一般为盘状。活塞48具有绕活塞48的周向边缘延伸的活塞法兰74。如图所示，活塞法兰74的深度优选地一般大于深半径槽64的深度。
壳体组件30可以分为前壳体32和后壳体34，前壳体32限定了气缸孔66，活塞48可以在该气缸孔66中往复运动。气缸孔66和活塞法兰74一般由环形间隔68分开，该环形间隔68优选为大小和形状与隔膜62的槽64互补。更具体地，环形间隔68的间隔优选地一般等于槽64的厚度或宽度。通过这样，活塞48的往复运动导致槽64在前后冲程期间的滚动。在活塞48的前冲程期间，随着活塞48沿向前的方向移动，隔膜62的槽64被拖动着逐渐远离气缸孔66。
相反地，随着活塞48的方向转向并且活塞48沿向后的方向移动，槽64面向气缸孔66向回滚动，一旦活塞48通过中点，槽64又被拖动着远离活塞法兰74。通过这样，产生槽64的滚动，这导致由于隔膜62的往复运动而产生的实质上的零噪音。可以看出，取决于活塞48的冲程，槽64的大小优选为避免槽64的翻转，槽64的翻转在现有技术的一般更嘈杂的HFOV 10中很常见。
参见图1-2a，示出盖板60优选为具有绕其周向边缘形成的唇。该唇形成为与活塞法兰74互补，从而实质上使得隔膜62的固定方式为将隔膜62的弯曲限制到深半径槽64部分。放射性地远离槽64，隔膜62具有绕其外周延伸的周向边缘，该周向边缘固定在HFOV 10的固定架16和锥形盖38之间。锥形盖38可以包括在其附近延伸的环形槽，其设定为容纳O形环40。O形环40可设置为对于与患者流体连接的第二侧72进行密封，这由锥形盖38共同地限定，锥形盖38包括开口130，开口130可连接到向患者气道提供气体的患者导管146。如所示的一般为锥形的形状，锥形盖38优选为其大小与活塞48的冲程互补，这样由此产生的压力波可以通过开口130引导并进入患者导管146。
尽管锥形盖38可以永久地安装到固定架16，但是这种安装设置可能降低移除或更换与从患者发出的流体接触的HFOV 10的某个零件的能力。在这点上，锥形盖38优选为安装在固定架16上，从而能够容易地移除与来自患者的流体接触的隔膜62，这样在将HFOV 10从一个患者移至下一个患者之前，隔膜62可以消毒并重新使用和/或完全更换。压制托架42通过一对指旋螺丝44固定至固定架16，通过使用压制托架42，移除锥形盖38以便于接触到隔膜62。压制托架42一般可为半圆形，其形成为与锥形盖38互补，这样压制托架42中的每一个与锥形盖38的唇的一部分接合。
固定架16可以包括一对向外延伸的柱或止挡46，压制托架42的相对端可以向其挤压，从而将压制托架42定位在与锥形盖38之间适当的位置，以用于压制托架的平滑的箝位。有利的是，指旋螺丝44提供了一种快速的释放机构，锥形盖38通过指旋螺丝44固定至壳体托架。在图1中可以看出，一对压制托架42设置在固定架16的相对两侧，尽管可以使用任意数量的压制托架42，而且其可以设置为具有任意的形状和大小。
可以看到，推杆76穿过活塞48、隔膜62和盖板60延伸，终止于推杆76的一自由端。在推杆76的一端可以包括肩，活塞48可安置为靠住该肩部。在推杆76的自由端可以设置一对直径上相对的平面50。形成在活塞48、隔膜62和盖板60中的孔114优选地设定为与平面50互补，从而在活塞48的往复运动期间防止其旋转。正如可以理解的那样，隔膜62的旋转将另外引起隔膜62的深半径槽64的不适当的扭曲，这将危害隔膜62的结构整体性。
板形帽58可以安装在盖板60之上，其可以由插入圆周推杆槽54中的E形环52保持在推杆上，圆周推杆槽54形成在推杆76的最远端。优选地，E形环52设定为阻止活塞48相对于推杆76的轴向运动。活塞48可以进一步包括从其向上延伸至E形环52的圈。帽盖56可以在推杆76之上插入板形帽58和活塞48的圈之间的环形间隔中。帽盖56可以进一步包括外圆周法兰，其密封地封装该组件从而将设置在第一侧70的致动器组件102与从患者发出的气体和流体隔离。通过这样，隔膜62的移除和更换通过以下步骤完成，首先通过松开指旋螺丝44移除压制托架42，将帽盖56从板形帽58分离，将E形环52从推杆76的圆周槽54移除，和将盖板60和隔膜62轴向地滑动至脱离推杆76。然后，在将HFOV 10移至另一个患者之前，可以移除或更换隔膜62、O形环40和锥形盖38。
如可在图中看出，推杆76从隔膜62轴向地向后延伸，并穿过致动器组件102。如前所述，致动器组件102一般包含线性致动器104，线性线圈94绕其同轴地设置。线性致动器104固定地安装至壳体组件30，线性致动器104一般包含壳106，壳106在开口端116开口，在相对的闭合端110闭合。一对隔开的轴向对准的磁体118以相对于壳106环形隔开的方式设置。一对对应的磁极件120设置在这一对磁体118之间，其中这种磁体118和磁极件120优选为盘形，且相对于彼此连续放置。磁体/磁极件118、120组件固定到线性致动器104的闭合端110，该线性致动器又连接到壳106。
线性线圈94设置在环形间隔68内，环形间隔68位于壳106和磁体/磁极件组件118、120之间，线性线圈94一般可以为圆柱形，其包含至少一个第一线圈96，第一线圈96设置为相对于第二线圈98在轴向上隔开。线性线圈94包括线圈托架112，该线圈托架设置在与线性致动器104的闭合端110相对的一端。推杆76穿过线性致动器104延伸，推杆76通过推杆轮毂82牢固地固定到线圈托架112，推杆轮毂82一般可以为盘形，其直径一般大于推杆76，从而将推杆76固定至线圈托架112。线圈托架112可以连接电源，且包括绕组100，该绕组100绕第一和第二线圈96、98设置，并设定为具有适当的极性，以用于致动器组件102的运行。
如可以从图2和图2a中看出，线圈空隙108限定在第一和第二线圈96、98与壳106之间。推杆76优选地设定为刚性地支撑线性线圈94，从而防止线性线圈94和线性致动器104之间的接触。进一步地，推杆76优选地设定为在其相对于包含壳体组件30的前后壳体34的往复运动期间，保持线性线圈94径向对准。
套筒壳体126位于线性致动器104的闭合端110，推杆76穿过套筒壳体126延伸。大致为长形的推杆76套筒124可以沿推杆76的腔122的长度轴向地延伸，腔122形成在线性致动器104中。如前所述，推杆76优选为穿过推杆76的腔122轴向地延伸，从而将线性线圈94轴向地支撑在该处。
与现有技术中可以使用在角度方向上隔开的、自推杆76径向向外延伸至壳体的多个星架弹簧的HFOV 10相反，由于线性线圈94以中心定位的方式被延伸通过线性致动器104的推杆76轴向地支撑，HFOV 10的这种设置允许在更小的设备中降低动力消耗，且具有同样有效的临床呼吸特性。更具体地，本发明的HFOV 10专门设置为满足支持0.5kg-100kg范围内、优选为30kg的患者的呼吸作用的临床需要，且在小于60厘米H2O、优选为45厘米H2O的最大平均气道压力(Paw)以下。
已示出，通过使用类似于莫尔克斯参考中所公开的、可从BEI电子公司购得、型号为LA25的致动器组件102，本发明的HFOV 10已优化为满足上述临床需要。通过使用在LA25音圈模型中实现的致动器组件102，允许活塞48以6Hz的频率振荡，其中线圈94由推杆76悬挂支承，仅使用大约一半的使利用星架弹簧的致动器组件102运转所需的动力。此外，本发明的HFOV 10比利用星架弹簧使线性线圈94中心定位的现有技术的HFOV 10在承受压力转移体积方面更为有效大约三倍。
与使用星架弹簧相反，使用推杆安装的线性线圈94的进一步的优点为降低了由致动器组件102在其运转期间产生的热量。更具体地，现有技术的HFOV10利用开环控制电压的方法调节活塞48的位置。通过使用偏置的电压调节，可以容易地使活塞48中心定位。不幸的是，线性线圈94中升高的温度导致实现活塞48中心定位的线圈工作特性的改变。结果是活塞48超程或行程不足。
幸运的是，本发明的HFOV 10利用直接反馈，其形式为诸如图1中示出的光学传感器92的传感器，其安装在后壳体34上，邻近线圈托架112。更具体地，图1示出了杆固定器80，其固定地安装到线圈托架112，线圈托架112又安装到推杆76。杆固定器80可以从后壳体34向外延伸，且可以固定至传感器杆88，传感器杆88与从传感器向外突出的传感器轴90接合。这种结构提供了闭环伺服控制设置，其利用了直接定位反馈，从而提供了使活塞48中心定位所必需的调节。在这点上，基本上克服了现有技术的HFOV 10受到的由于热量升高造成的与活塞精度损失相关的不足。
如图2和图2a所示，壳体组件30可以包括固定至后壳体34的后壳体帽36。后止挡86可以设置在后壳体帽36的内侧，从而提供一缓冲器，在活塞的后冲程极端期间杆固定器80可能支承在其上。同样，前止挡84可以固定至线性致动器104，这样在活塞前冲程的极端运动期间线圈托架112可以支承在其上。优选地，后止挡和前止挡84由一般的弹性材料制造，从而提供对致动器组件102的振动隔离。
致动器组件102的冷却容易由通过其循环的环境空气实现。在线性致动器104的后端12处可以形成一组从其穿过的孔114，以允许冷却气体(也就是空气)通过，从而冷却线性线圈94和线性致动器104。同样，前壳体32可以包括至少一个、优选地包括多个换气口78，所述换气口可以设定为形成于前壳体32中的半圆形狭槽。如可以从图2中看出，换气口78为空气至致动器组件102的流体连通提供通路，以对致动器组件102对流冷却。
通过这样，本发明的HFOV 10避免了对单独的冷却气体源和/冷却风扇的需要。这种元件的去除降低了总的动力消耗，同时简化了HFOV 10的结构。如前所述，不幸的是，现有技术的HFOV 10中使用冷却风扇造成呜呜的噪音，这可能在这种HFOV 10通常使用的敏感环境中干扰患者。
现在参见图1，本发明的HFOV 10优选地由适当的固定架16支撑，如图1和图2中所示，固定架16可以包括底板24，底板24具有固定在其上的架28，后壳体34可以固定在架28上。多个足26可以安装在底板24的下侧以用于将HFOV 10以不可滑动的方式支撑在一表面上。固定架16可以进一步包括前面板18，其相对于后面板20平行地隔开设置，前壳体32和锥形盖38安装在前面板18上。壳体盖22可以围绕前面板和后面板20延伸并且可以固定至底板24以用于闭合HFOV 10。
现在参见图3，其示出了HFOV 10可以结合在其中的呼吸机系统的示意图。如前所述，锥形盖38通过锥形盖38中的开口130连接至患者导管146。气源144可以连接至患者导管146，氧气和/或压缩空气可以通过其传输。患者导管146可以通过气管内导管连接至患者气道，从而在患者气道提供呼吸功能。如前所述，以正、负气道的形式加载在气体中的振动能量通过在患者气道内提供负压促进了呼吸工作。已经发现这种压力增强了吸入和呼出阶段，在呼出阶段中从患者的肺部排出二氧化碳。
HFOV 10以增强气体交换的方式促进了氧气和二氧化碳的扩散。理想上，已发现HFOV 10产生的压力方波在压力最小量实现最大的体积置换。相应地，如图3中所示，本发明的HFOV 10中的患者气道可以进行压力测量。压力测量值又可以供应至外控制环142系统的微处理器，微处理器用于有效地监测和调节HFOV 10的运转从而在活塞48的往复运动期间在患者气道内产生希望的压力波形。图3还示出了从患者管道146延伸的呼出口148，来自患者肺部的气体(也就是CO2)可以通过该呼出口排出呼吸机系统以外。呼出口148可以包括单向阀150来消除在吸入阶段期间大气的进入。
现在将参照附图描述HFOV 10的运转。诸如压缩气体的气源144连接至患者导管146并向其以希望的流速(也就是偏置流速)传输。在从气源144延伸至患者管道146的管线内可以包括阀150。阀150优选为在部分充气的情况下运转来保持患者肺部内的静压力。气体通过单向阀150由患者呼出至呼出口148。气体中的氧气在HFOV 10产生的正、负压力波的辅助下扩散至患者肺部。
正、负压力波由HFOV 10在活塞48的往复运动下产生，从而由壳体组件30中的隔膜62的往复运动产生。施加至线性线圈94的电流产生相对于线性致动器104的往复运动(也就是前后运动)。理想地，如图3中所示的内控制环140与光学传感器92联合运行来调节和保持推杆76的位置，从而使活塞48在中间位置。由于活塞48直接连接至隔膜62，活塞48的前后冲程与隔膜62一致，其防止了现有技术的HFOV 10固有的极快的运动。此外，本发明中的隔膜62的深半径槽64通过安静的旋转运动而移动。由于槽64不翻转，本发明的HFOV 10不产生现有技术的HFOV 10中常见的间歇的声音。
如前所述，由于去除了用于使现有技术的HFOV 10的线性弹簧94中心定位和悬挂的星架弹簧所产生的弹簧力，致动器组件102的动力消耗也得以减小。通过这样，在活塞48的振荡中必须克服最小摩擦力。作为替换，线性线圈94安装或悬挂在推杆76上，推杆76在中心定位地穿过线性致动器104的推杆76套筒124中轴向地滑动。
通过使用可移除的锥形盖38，容易将HFOV 10从一个患者移至下一个患者，可以在松开指旋螺丝44以后通过去除压制托架42来简单地取下锥形盖38。通过这样，在该设备在多个患者之间传递时，通过简单地去除帽盖56、E形环52、板形帽58、盖板60和隔膜62，可以简单地将隔膜62更换或消毒并再使用。
通过在前壳体32中形成多个换气口78，容易冷却致动器组件102。空气通过换气口78从大气或特殊的冷却气源进入壳体组件30，此时活塞48的运动迫使冷却气体通过形成于线性致动器104的闭合端110中的孔114。通过这样，容易对流地冷却线性线圈94和线性致动器104。
本领域技术人员也可以明白本发明其他的修改和改进。因此，这里所描述和示出的零件的特殊组合只是意在描述本发明的某些实施例，而不是用于限制本发明精神和范围内的可替换的装置。

Claims (19)

1.一种高频振荡型呼吸机，包含：
一壳体组件；
一线性致动器，其固定地安装在所述壳体组件中；
一线性线圈，其同轴地设置在所述线性致动器中，且具有穿过该线性线圈轴向地延伸的一推杆，该推杆用于轴向滑动地将所述线性线圈支撑在所述线性致动器上；
一盘状的活塞，其安装在所述推杆的一端，该活塞具有绕该活塞的周向边缘延伸的法兰；
一盘状的盖板；
一盘状的隔膜，其密封地将所述壳体组件划分为第一侧和第二侧，该隔膜可操作地与所述活塞接合，该隔膜具有绕该隔膜的外周形成的深半径槽，该隔膜被固定在所述活塞和所述盖板之间；
其中，所述壳体组件包括设置在所述第一侧的气缸孔；
其中，所述气缸孔和所述活塞的法兰由环形间隔分开，并且所述深半径槽被设置在所述环形间隔中，从而所述活塞的往复运动导致所述槽在前后冲程期间的滚动；
其中，所述推杆延伸穿过所述活塞、所述隔膜和所述盖板；
一开口，其形成于所述第二侧上，并能够与患者气道流体连接以用于向其传输气体；并且
其中，所述线性线圈和线性致动器配合来实现所述隔膜的往复运动，从而在所述患者气道内的气体中交替地产生正、负压力波。
2.如权利要求1所述的高频振荡型呼吸机，其中所述线性致动器具有轴向地穿过该线性致动器而形成的一推杆孔，该推杆孔的大小和结构设置为轴向上可滑动地容纳所述推杆。
3.如权利要求1所述的高频振荡型呼吸机，其中所述线性线圈安装在所述推杆的与所述活塞的安装端相对的一端上。
4.如权利要求1所述的高频振荡型呼吸机，其中，所述盖板包括绕该盖板的周向边缘形成的唇缘，并且其中，该唇缘被形成为与活塞法兰互补，从而所述隔膜以限制所述隔膜弯曲到所述深半径槽的方式被固定。
5.如权利要求3所述的高频振荡型呼吸机，其中所述槽设定为在所述活塞的往复运动期间不翻转。
6.如权利要求1所述的高频振荡型呼吸机，其中所述隔膜能替换并且在所述活塞的往返运动期间直接地固定在该活塞上。
7.如权利要求1所述的高频振荡型呼吸机，其中所述壳体组件包括至少一个形成在所述第一侧中的换气口。
8.如权利要求7所述的高频振荡型呼吸机，其中所述线性致动器包括至少一个穿过该线性致动器而形成的孔，所述孔用于为所述线性线圈换气。
9.一种高频振荡型呼吸机，包含：
一壳体组件；
一盘状的活塞，可操作地与线性致动器组件接合，并具有直接固定到该活塞的盘状的隔膜，该活塞包括绕该活塞的周向边缘延伸的法兰；
一盘状的盖板；
所述隔膜(i)密封地将所述壳体组件划分为第一侧和第二侧，并且(ii)包括绕该隔膜的外周形成的深半径槽，该隔膜被固定在所述活塞和所述盖板之间；
其中，所述壳体组件包括设置在所述第一侧的气缸孔；
其中，所述气缸孔和所述活塞的法兰由环形间隔分开；并且所述深半径槽被设置在所述环形间隔中；
一推杆，其延伸穿过所述活塞、所述隔膜和所述盖板；
所述致动器组件被容纳在所述第一侧内；和
一开口，其形成在所述第二侧，能够与患者气道流体连接以用于向其传输气体；
其中：
所述线性致动器组件设定为实现所述活塞和隔膜的往复运动，从而在所述患者气道内的气体中交替地产生正、负压力波，
在所述活塞的前冲程期间，随着所述活塞沿向前的方向移动，所述隔膜的槽被拖动着逐渐远离所述气缸孔，并且
随着所述活塞的方向转向并且所述活塞沿向后的方向移动，所述槽面向所述气缸孔向后滚动，并且一旦所述活塞通过中点，所述槽又被拖动着远离所述活塞的法兰。
10.如权利要求9所述的高频振荡型呼吸机，其中所述盖板包括绕该盖板的周向边缘形成的一唇缘，该唇缘被形成为与所述活塞的法兰互补，从而所述隔膜以限制所述隔膜弯曲到所述深半径槽的方式被固定。
11.如权利要求9所述的高频振荡型呼吸机，其中：
所述壳体组件包括一锥形盖；并且
所述隔膜和锥形盖共同封闭所述第二侧。
12.如权利要求11所述的高频振荡型呼吸机，其中所述锥形盖设定为可移除地连接到所述壳体组件。
13.如权利要求9所述的高频振荡型呼吸机，其中所述壳体组件包括至少一个形成在所述第一侧的换气口，所述换气口用于冷却所述致动器组件。
14.一种高频振荡型呼吸机，包含：
一壳体组件；
一线性致动器，其固定地安装在所述壳体组件中；
一线性线圈，其同轴地设置在所述线性致动器中，且具有穿过该线性线圈轴向地延伸的一推杆，该推杆用于轴向滑动地将所述线性线圈支撑在所述线性致动器上；
一盘状的活塞，其安装在所述推杆的一端；
一盘状的盖板；
一盘状的隔膜，其被固定在所述活塞和所述盖板之间并将所述壳体组件密封地划分为第一侧和第二侧，该隔膜具有绕该隔膜的外周形成的一深半径槽；
其中，所述壳体组件包括设置在所述第一侧的气缸孔；
其中，所述气缸孔和所述活塞的法兰由环形间隔分开；并且所述深半径槽被设置在所述环形间隔中，从而产生所述槽的滚动，这导致由于所述隔膜的往复运动而产生的实质上的零噪音；
其中，所述推杆延伸穿过所述活塞、所述隔膜和所述盖板；
所述线性致动器容纳在所述第一侧内；
其中所述活塞操作地与所述线性致动器接合，所述隔膜直接地固定到所述活塞；和
一开口，其形成在所述第二侧，能够与患者气道流体连接以用于向其传输气体；
其中：
所述线性致动器设定为实现所述活塞和隔膜的往复运动，从而在所述患者气道内的气体中交替地产生正、负压力波；
所述槽设定为在所述活塞的往复运动期间不翻转并且所述槽覆盖所述活塞的所述外周的一部分。
15.如权利要求14所述的高频振荡型呼吸机，其中：
所述槽的大小和结构设置为与所述气缸孔互补。
16.如权利要求15所述的高频振荡型呼吸机，其中：
所述盖板包绕该盖板的周向边缘形成的一唇缘；并且其中，该唇缘被形成为与活塞法兰互补，从而所述隔膜以限制所述隔膜弯曲到所述深半径槽的方式被固定。
17.如权利要求14所述的高频振荡型呼吸机，其中：
所述壳体组件包括一锥形盖；并且
所述隔膜和锥形盖共同封闭所述第二侧。
18.如权利要求17所述的高频振荡型呼吸机，其中所述锥形盖设定为可移除地连接到所述壳体组件。
19.如权利要求14所述的高频振荡型呼吸机，其中所述壳体组件包括至少一个形成在所述第一侧的换气口，所述换气口用于冷却所述致动器组件。
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