CN103705992A - 加压装置泵送 - Google Patents

Abstract

本发明的加压装置包括加压衣，所述加压衣能够定位于穿戴者四肢上，并且具有用于向四肢提供加压治疗的可膨胀囊。泵组件由加压衣支撑。泵组件与囊流体连通以用于输送加压流体。泵组件包括至少第一泵和第二泵。通路连接第一泵和第二泵中的每一个以用于与可膨胀囊流体连通。

Description

加压装置泵送

技术领域

本发明通常涉及加压装置，并且具体地涉及向加压装置泵送流体和从加压装置泵送流体。

背景技术

间歇充气加压（IPC）装置被用于通过一系列加压循环施加加压治疗于四肢而改善血液循环以及最小化在患者四肢中血栓的形成。能够穿戴于患者四肢上的加压衣包括一个或多个可膨胀囊，所述一个或多个可膨胀囊被定位成当穿戴加压衣并且使加压衣中的一个或多个囊膨胀时，施压于四肢。一些加压装置包括使用电磁阀以输送加压流体至加压衣中的囊的泵。隔膜泵需要电动机以及其他相关的机械机构，以将旋转运动转化为隔膜的往复运动。这些类型的泵用于加压装置的一个原因为：所述泵相对高的流动速率（1psi背压下大约3-5slpm）通常足以满足常规加压衣的流体流动需求。

单个泵最经常地安装于与加压衣分离的控制器中。控制器通常安装于靠近患者的底座或其他支撑件上，并且管道将加压空气从控制器携带至加压衣。假如管道绞缠或者被患者压住的话，那么管道至少可能成为麻烦事，并且还可能导致压缩装置的全部功能的丧失。

发明内容

在第一方面中，加压装置通常可以包括能够定位于穿戴者四肢上的加压衣，加压衣包括用于向四肢提供加压治疗的可膨胀囊。泵组件可以由加压衣支撑。泵组件可以与可膨胀囊流体连通，以用于输送加压流体。泵组件可以包括至少第一泵和第二泵。通路可以连接第一泵和第二泵中的每一个以用于与可膨胀囊流体连通。

在所述第一方面中，泵可以以并联构造和串联构造中的至少一种的方式互相联系。

在所述第一方面中，阀可以与第一泵和第二泵中的每一个流体连通。阀可以操作成以彼此并联地流体连通的方式有选择地连接第一泵和第二泵，以及以彼此串联地流体连通的方式有选择地连接第一泵和第二泵。

在所述第一方面中，控制器可以由加压衣支撑，控制器控制阀。

在所述第一方面中，控制器可以被构造成当可膨胀囊中的压力等于或低于预定阈值时并联地流体连接第一泵和第二泵，并且当可膨胀囊中的压力超过预定阈值时串联地流体连接第一泵和第二泵。

在所述第一方面中，泵组件还可以包括与第一泵并联地流体连通的第三泵。阀可以有选择地流体连接与第二泵串联地流体连通的第一泵和第三泵，以及有选择地连接与第一泵并联地流体连通的第一泵和第三泵。

在所述第一方面中，控制器可以控制阀。

在所述第一方面中，第一泵和第二泵均可以包括限定入口歧管和出口歧管的壳体。管嘴可以从入口歧管和出口歧管中之一突出，第一端口可以与入口歧管连通，并且第二端口可以与出口歧管连通。第一泵的管嘴可以被有选择地密封接收在第二泵的第一端口中以及第二泵的第二端口中。

在所述第一方面中，第一泵和第二泵均可以为压电泵。

在第二方面中，一种输送加压流体至加压衣的方法通常可以包括：在加压循环过程中以第一构造操作泵组件中的至少两个泵，以在加压循环过程中输送加压流体至加压衣，用于加压穿戴者身体的一部分。在所述加压循环过程中，可以改变所述第一布置，从而所述至少两个泵布置为与第一布置不同的第二布置，以用于输送加压流体至加压衣。

在所述第二方面中，在第一构造中，所述至少两个泵可以布置为串联和并联中之一，并且在第二构造中，所述至少两个泵可以布置为串联和并联中的另一个。

在所述第二方面中，当加压衣中的压力等于或低于预定阈值时并联地操作泵，并且当压力超过预定阈值时串联地操作泵。

在所述第二方面中，预定阈值可以为大约60毫米汞柱。

在所述第二方面中，以第一构造操作所述至少两个泵可以包括移动阀至一个位置，并且以第二构造操作所述至少两个泵可以包括移动阀至与所述一个位置不同的另一个位置。

在所述第二方面中，在第一构造中，泵组件中的两个泵可以布置为并联的，并且在第二构造中，两个泵可以被安放为与第三泵流体连通，以使得并联的两个泵布置为与第三泵串联。

在所述第二方面中，当加压衣中的压力低于大约50毫米汞柱时以第一构造操作泵，并且当膨胀衣中的压力超过大约50毫米汞柱时以第二构造操作泵。

在第三方面中，用于在加压装置中使用的模块化泵组件通常可以包括第一模块化泵，所述第一模块化泵包括限定入口歧管和出口歧管的壳体。泵送单元可以布置用于接收来自入口歧管的流体，并且排放流体至出口歧管内。管嘴可以从入口歧管和出口歧管之一突出。第一端口可以与入口歧管连通，并且第二端口可以与出口歧管连通。第二模块化泵可以包括限定入口歧管和出口歧管的壳体。泵送单元可以布置用于接收来自入口歧管的流体，并且排放流体至出口歧管内。管嘴可以从入口歧管和出口歧管之一突出。第一端口可以与入口歧管连通，并且第二端口可以与出口歧管连通。第一泵的管嘴可以适于有选择地密封接收在第二泵的第一端口或第二泵的第二端口中。第二泵的管嘴可以适于有选择地密封接收在第一泵的第一端口或第一泵的第二端口中。

在所述第三方面中，第一泵可以包括定位于其第一端口和第二端口之一中的阀，并且第二泵可以包括定位于第二泵的第一端口和第二端口之一中的阀。

在所述第三方面中，第二泵的阀可以布置于第二泵的第二端口中。第一泵的管嘴可以构造为一旦将第一泵的管嘴插入至第二泵的第二端口内则打开第二泵的阀，从而将第一泵的出口歧管安放为与第二泵的出口歧管流体连通。

其他目的和特征将从附图和描述以及权利要求中变得更加显而易见。

附图说明

图1为加压装置的框图。

图2为图1的加压装置的模块化泵的示意图。

图3A为包括两个串联的模块化泵的模块化泵组件的示意图。

图3B为包括两个并联的模块化泵的模块化泵组件的示意图。

图4为模块化泵的不在平面内的构造的示意图。

图5为说明多种泵组件在压力范围内的流动速率的图示。

图6A-6E为不同的泵布置的示意图。

图7为说明多种泵组件在压力范围内的流动速率的图示。

图8A为包括与泵连通的三向阀的双泵组件的示意图。

图8B为包括与泵连通的三向阀的三泵组件的示意图。

全部附图中相应的附图标记代表相应的部件。

具体实施方式

参考图1-2，加压装置11施加反复的按次序的加压疗法至穿戴者的四肢。加压装置11包括衣13，所述衣13的尺寸和形状设计成包裹于穿戴者的腿或其他四肢周围。泵组件15通过导管17流体连接至衣13，以用于通过引入气体（例如空气）至囊内而有选择地加压衣的囊19。控制器21包括操作地连接至泵组件15以用于控制衣13的加压的处理器23。压力传感器25通过导管17操作地连接至处理器23并且联接至囊19，以用于测量囊中的压力。虽然说明的是单个囊19，但是衣13能够具有两个或更多个囊。此外，虽然导管17和控制器21被示出为结合至衣13内，但是控制器和/或管可以与衣和囊分离。

模块化泵组件15可以包括两个或更多个模块化泵31，所述两个或更多个模块化泵31中之一示意性地在图2中说明。模块化泵包括通向入口歧管35的第一端口33、与入口歧管流体连通的泵送单元37、与泵送单元流体连通的出口歧管39、以及包括管嘴41的出口。第二端口43在与出口管嘴41相对的端部上被定位于出口歧管39中。阀45能够布置于出口歧管39中，以防止流体通过第二端口43逃出（或进入）出口歧管，正如以下将更详细地描述的。模块化泵31可以为能够在大约1psi背压下以大约1slpm的速率流动的微泵，诸如压电泵。额外地或替代地，模块化泵31能为另一种类型的微泵（例如隔膜泵、齿轮泵、活塞泵、蠕动泵、电渗泵、电流体动力泵、磁力泵等）。此外，应当理解的是，模块化泵31能够为非微泵类型的泵。还有，虽然泵被示出为模块化的（例如图3A-4），但是可以使用非模块化泵以使得泵可以以固定的布置方式联系在一起。

常规的加压装置通常使用能够在1psi的背压下以大约3-5slpm之间的速率流动的隔膜泵。然而，无法在这个范围下操作的单个模块化泵可能不足以满足常规的加压装置的压力需求。为了满足这些压力需求，组合多个模块化泵，以通过增加的和/或递增的方式动态地提高泵的总流动速率。模块化泵31能够以多种方式进行组合。例如，泵31能够被串联地组合，以使得第一泵P1的出口管嘴41连接至第二泵P2的第一端口33（图3A和6A）。正如另一个示例，泵31能够被并联地组合，以使得第一泵的出口管嘴41连接至第二泵的第二端口43（图3B和6B）。当泵被串联地连接时，第二泵P2的阀45防止流体逃出第二端口43。阀能够为弹性（例如硅酮）膜，所述弹性膜具有开缝，以使得管嘴41的插入打开了阀，以用于气动连通。依据泵设计的结构和操作上的限制，能够串联地和/或并联地组合任意数量的泵。泵被示出为使得歧管为“在平面内”（即泵的入口和出口在相同的方向上延伸）。然而，泵能够被构造为使得给定的泵的歧管不在平面内。在不在平面内的构造中，泵31的出口41能够被转到例如垂直于入口33（图4）。在其他示例中，出口41能够布置为相对于入口33成除90度之外的角度。这个不在平面内的构造能够例如更加容易地组合泵并且提供更紧凑的泵组件。

当前参考图5，示出用于单个模块化泵以及用于多种串联和并联泵组合的流动速率比压力之间的通过实验确定的对比。通常，串联地组合泵增加了泵的操作范围（即，与单个泵相比，泵将在更高的背压下操作），但是不增加最大流动速率。然而，来自串联的组合泵的流动速率不会在增加的背压下以与单个泵相同的比率降低，从而可以通过界限之间的范围获得更高的流动速率。与单个泵相比，并联地组合泵不增加泵组件的总操作压力范围，但是提高在较低背压下的最大流量输出。正如图5中所示，并联的组合泵的最大输出与单个泵相比近似翻倍，并且在该范围中的每一个压力下保持更高，直至达到最大操作背压为止。因此，一般来说，运行并联的泵组件增加在较低压力下的泵组件的气动输出，而在较高背压下更有益的是运行串联的泵组件。

正如上述，泵组件15能够具有除上述双泵串联和并联布置之外的构造。例如，泵组件15可以包括布置为多种串联和并联构造的三个或更多个泵。图6C示出包括第一泵P1、第二泵P2、和第三泵P3的三泵回路。第一泵P1与泵P2串联。串联的泵P1、P2随后一同布置为与泵P3并联。图5示出：与双泵构造和单个泵相比这个构造提供在泵组件的整个工作范围内的提高的流动能力。

图6D示出包括相互并联的两个泵P1、P2的三泵回路。两个泵的输出歧管与第三泵P3串联。

图6E示出包括与第二泵P2、第三泵P3的入口歧管串联的第一泵P1的三泵回路，所述第二泵P2、第三泵P3彼此并联。

图7示出图6A、6B、和6D中示出的泵回路在0-200毫米汞柱压力范围内的通过实验确定的流动速率。图7还示出图6D中示出的泵回路的流动曲线，其中第三泵P3在多种操作构造中（关闭、12V、18V、25V）。图7中示出的结果表明：根据装置中的流体压力不同，可能理想的是使用不同的泵布置来最大化流量输出。

为利用本发明构造的变化的流动速率能力，可以构造能够在本发明的构造之间转换的泵组件。例如，阀51（图8A）能够布置为在第一泵P1和第二泵P2之间流体连通，以有选择地将泵P1安放为与泵P2串联或并联。阀51能够被转换至其中泵P1的出口流体连接至泵P2的入口的第一位置（串联），或者转换至其中P1的出口通过第二入口流体连接至P2的出口的第二位置（并联）。在说明的实施例中，阀51为3向/3位置压电阀。止回阀52防止当泵P1与泵2串联时P1的气动输出丢散至环境中。

参考图7，能够看到的是，过渡点TP2表明双泵并联构造的性能降至低于双泵串联构造的压力水平。

阀51还能够被用于在图6B和6D中示出的布置之间转换（见图8B）。在图8B中示出的泵组件构造中，第一泵P1和第二泵P2并联布置，并且阀51布置于P1和P2的出口和第三泵P3之间。阀51能够被转换至其中P1和P2的出口流体连接至绕过P3的出口通路53的第一位置，以使得泵组件布置为图6B中示出的双泵并联构造。这个构造预先假定P3被转向至关闭位置。假如P3被转至打开，那么三个泵P1、P2、P3将全部布置为并联的。阀51还能够被转换至其中P1和P2的出口流体连接至P3的入口的第二位置，从而将P3安放为与P1和P2串联，并且生成图6D中示出的泵组件。

参考图7，能够看到的是，过渡点TP1表明图6B中的双泵并联构造的性能降至低于图6D中的构造的压力水平。因此，在操作加压装置11过程中，处理器23能够将泵组件15操作成在多种泵布置之间转换，以基于来自压力转换器的反馈优化整个压力范围内的流量输出。再次参考图8B的布置，当启动加压治疗（囊压力=0）并且泵送流体至囊19内时，处理器23能够将阀51转换至第一位置，从而将泵P1、P2安放为并联的并且绕过泵P3，以使得当压力从0毫米汞柱增加时（图7），装置11在最优流动能力下操作。一旦处理器23确定压力传感器25已经测量到囊19中的压力超过预定阈值（例如大约50毫米汞柱），则处理器23能够将阀51转换至第二位置，从而将泵P1和P2安放为与泵P3串联，以用于在更高压力范围内的优越性能。总之，在囊19中的压力在大约0至大约50毫米汞柱之间（或启动新循环）情况下装置11的操作导致处理器23将泵组件15转换至图6B中示出的双泵并联布置，并且在囊中的压力超过大约50毫米汞柱的情况下装置的操作导致处理器将泵组件转换至图6D中示出的三泵并联/串联构造。将被理解的是，这能够通过操作在图8B中示出的阀51来实现。因此，在用于这个泵组件的整个加压循环过程中流量输出得到最优化。

通过另一个示例，假如泵组件具有在图8A中示出的构造（其中阀51在泵P1和P2之间），那么当启动加压治疗（压力=0）并且泵送流体至囊19内时，处理器能够将阀51转换至第二位置，从而将泵P1、P2安放为并联的，以使得当压力从0毫米汞柱增加时（图7）装置11在最优（高）流动能力下操作。当继续加压治疗时，压力传感器25监测囊19中的压力。一旦处理器23确定压力传感器25已经测量到囊19中的压力超过预定阈值（例如60毫米汞柱）时，则处理器23能够将阀51转换至第一位置，从而将泵P1、P2安放为串联的。切换发生于图7中标记为TP2的位置周围。因此，在囊19中的压力在大约0至大约60毫米汞柱之间（或一旦启动新循环）的情况下装置11的操作导致处理器23将泵组件15转换至并联布置（图6B），并且在囊中的压力超过大约60毫米汞柱的情况下装置的操作向处理器发信号，以将泵组件转换至串联布置（图6A）。切换大致发生于图7中识别为过渡点2（TP2）的位置处。应当理解的是，能够通过操作图8A中示出的阀51来实现图6B和6A的构造之间的改变。因此，在整个加压循环过程中流量输出得到最优化。可以额外地或替代地使用控制或设定泵的构造的其他可能的方法。在图7中，示出使用相互并联的两个泵与第三泵串联组合的四个结果。这四个结果之间的不同之处在于第三泵的操作强度（即0V、12V、18V或25V）。

可以进行修改和变化而不脱离本发明的范围。

当介绍本发明的元件时，冠词“一个”、“一种”、“所述”、和“该”旨在表明存在一个或多个该元件。术语“包括”、“包含”、“具有”旨在表明包含性的并且表明可能存在除了已列出元件之外的其他元件。

综上所述，将看到的是实现了若干目的并且获得其他有利的结果。

由于能够在上述结构和方法中做出各种改变而不脱离本发明的范围，因此包含于以上描述中并且在附图中示出的全部内容将被解释为说明性的并非限制性的。

Claims (15)

1.一种加压装置，所述加压装置包括：

能够定位于穿戴者四肢上的加压衣，加压衣包括用于向四肢提供加压治疗的可膨胀囊；

由加压衣支撑的泵组件，泵组件与可膨胀囊流体连通，以用于输送加压流体，泵组件包括至少第一泵和第二泵；以及

通路，所述通路连接第一泵和第二泵中的每一个以用于与可膨胀囊流体连通。

2.根据权利要求1所述的加压装置，其中，泵以并联构造和串联构造中的至少一种方式互相联系。

3.根据权利要求2所述的加压装置，还包括与第一泵和第二泵中的每一个流体连通的阀，阀能够操作成以彼此并联地流体连通的方式有选择地连接第一泵和第二泵，以及以彼此串联地流体连通的方式有选择地连接第一泵和第二泵。

4.根据权利要求3所述的加压装置，还包括由加压衣支撑的控制器，控制器控制阀。

5.根据权利要求4所述的加压装置，其中，控制器被构造成当可膨胀囊中的压力等于或低于预定阈值时并联地流体连接第一泵和第二泵，并且当可膨胀囊中的压力超过预定阈值时串联地流体连接第一泵和第二泵。

6.根据权利要求3所述的加压装置，其中，泵组件还包括与第一泵并联地流体连通的第三泵，阀能够有选择地将第一泵和第三泵流体连接成与第二泵串联地流体连通，以及有选择地将第一泵和第三泵连接成与第一泵并联地流体连通。

7.根据权利要求6所述的加压装置，还包括用于控制阀的控制器。

8.根据权利要求1所述的加压装置，其中，第一泵和第二泵均包括：限定入口歧管和出口歧管的壳体，从入口歧管和出口歧管中之一突出的管嘴，以及与入口歧管连通的第一端口和与出口歧管连通的第二端口，第一泵的管嘴能够被有选择地密封接收在第二泵的第一端口中以及第二泵的第二端口中。

9.根据权利要求1所述的加压装置，其中，第一泵和第二泵均为压电泵。

10.一种输送加压流体至加压衣的方法，所述方法包括：

在加压循环过程中以第一构造操作泵组件中的至少两个泵，以在加压循环过程中输送加压流体至加压衣，用于加压穿戴者身体的一部分；以及

在所述加压循环过程中，改变所述第一布置，从而所述至少两个泵布置为与第一布置不同的第二布置，以用于输送加压流体至加压衣。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，在第一构造中，所述至少两个泵布置为串联和并联中之一，并且在第二构造中，所述至少两个泵布置为串联和并联中的另一种。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括当加压衣中的压力等于或低于预定阈值时并联地操作泵，并且当压力超过预定阈值时串联地操作泵。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，预定阈值为大约60毫米汞柱。

14.根据权利要求10所述的方法，其中，以第一构造操作所述至少两个泵包括移动阀至一个位置，并且以第二构造操作所述至少两个泵包括移动阀至与所述一个位置不同的另一个位置。

15.根据权利要求10所述的方法，其中，在第一构造中，泵组件中的两个泵布置为并联的，并且在第二构造中，两个泵被安放为与第三泵流体连通，以使得并联的两个泵布置为与第三泵串联。

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