CN1188096C - 充气式支撑件 - Google Patents

Abstract

一种充气式支撑件表面10包括一系列可由压缩机11交替充气的腔室30，40。具有已知直径节流器的排气口50用来对这些腔室进行排气。压力传感器70用来测量腔室30，40的压力。其中一些腔室在其排气/充气循环期间通过排气口50排气，并且对压力随时间的衰减进行监测。微处理器计算出关于腔室压力随时间衰减的数学函数，并把该值与所收集的数据进行比较，然后相应地调节压缩机的输出。在每个充气/排气循环中重复进行上述排气、监测压力衰减、比较数据、以及自动调节压缩机输出的工序，以便提供一新的操作压力。这样通过自动腔室压力节就能适应人体姿势的任何改变，即能适应从仰卧变化为侧卧或坐姿，从而防止触底以及防止出现很高的接触面压力。

Description

充气式支撑件

技术领域

本发明涉及一种用于防止和治疗压迫疼痛的充气式支撑件。

背景技术

压迫疼痛是组织逐渐坏死的一种状态，它主要是由作用于人体尤其是作用于骨头突起区域例如坐骨、股骨转子和脚后跟上的压力和剪切作用力联合造成的。人体内微循环的作用是把新鲜养分(包括氧气)带到皮肤下的软组织并把废物从皮肤下的软组织中除去，上面所述这些作用力会使微循环减弱或停止，从而对人体产生影响。压迫疼痛总是会使人虚弱无力，并常常是极其危险的，即使进行最好的治疗也需要花几个星期至几个月才能完全治愈。在发达国家(包括NATRA，欧盟，澳大利亚西亚，日本)，防止和治疗这种压迫疼痛所需的费用每年达1亿至6亿英磅。

减轻或减小压力的支撑件有用于在手术时供人躺卧的床垫，也有用于支撑屁股有时也支撑背部的座椅产品。所有这些支撑件产品利用了不同的技术，但是，根据这些支撑件产品通过支撑人体重量来减小作用在易受伤的骨头突起(这些骨头突起遭受压迫疼痛的危险性最大)上的压力的方式，可以把这些支撑件产品分成两类。

这些压力必须被减小到会危及或阻碍微循环的毛细管基输送养分和排除废物功能的压力以下。对于一个健康人来说，这个压力大约是32毫米汞柱(mmHg)，但是，对于有些人来说，在毛细管基处，这个压力可能低达12-14毫米汞柱。

减小压力的产品是这样来起作用的，即，通过围绕与该产品相接触的人体部分的形状来模制成这种产品本身，使得接触面积达到最大，从而就能减小接触压力。所采用的技术包括：泡沫、充气袋、充有胶体的袋、水垫和水床。这些技术可以被单独采用，也可以结合采用，并且使微细的流体化硅珠，以便形成一种液体似的物质，这种液体似的物质根据向上冲和移动平衡的阿基米德原理支撑着病人的身体。

虽然人体皮肤面积一般为1.82平方米，但在处于仰卧背躺姿势时，接触面积至多为该面积的一半，这样就使最终的压力减小受到限制。

在另一种减轻压力的构思中，与床垫或座椅产品接触的人体部位只通过一些接触点被部分地支撑着，通过在一段时间中使这种产品的每个部分按一预定的顺序升起和下降，从而使所述这些接触点的位置被移动。这个工作原理可以这样来执行，即，对这种产品内被称作腔室的气囊按预定的顺序进行充气或放气。这些产品通常被称作交替充气的产品。根据这些静态的或交替充气原理所制成的防压迫疼痛床垫和座椅产品是所有这些产品中最具有临床效果的产品。

气垫作用在人体上的压力被称作接触面压力，该压力是这种装置内部压力或操作压力的一个函数。如果内部压力太低，那么，人体的一些被支撑的部位会接触到下面的基底。但是，如果内部压力太高，那么就会产生压迫疼痛。大部分人的感觉是，压力越低越舒适。病人的舒适感是非常重要的，以便能获得高度灵活且良好的睡眠方式，从而能更快地治愈。

已经知道，应针对具体的病人来对所述操作压力进行优化，这个操作压力取决于病人身体的密度在与床垫或座椅产品相接触的区域上的空间分布，并且该操作压力也随着每个病人以及病人在床垫上的位置的不同而改变。

由于人体的平均密度在躯干(低平均密度)和其它部位例如脚后跟(高平均密度)之间变化很大，因此，许多充气产品都被分成几个部分或几个区域，使每个部分或区域具有不同的操作压力。

为了最恰当地减小或减轻压力，许多这种产品甚至分成多个区域的产品都通过人工设定操作压力，这种人工设定完全依赖使用者或护理者来进行恰当的调节。

然而，对操作压力进行人工控制会产生许多问题，即，在医院内会需要很大的人力，对于在家里护理尤其是家庭护理也是不实际的，因为在家中没有经过专门培训的人员，并且也容易被错误地设定成无效或不安全的状态，这是很不利的。此外，除了间距设定(见下面)之外，没有任何指导可以被遵循以便在设定时能设定成适当的值从而保证病人不会到达底部并获得良好的治疗效果，使病人具有满意的舒适感。

间距调节涉及对操作压力的设定，以便在病人身体的最低部分与床垫或座椅基底之间具有两个指头或三个指头宽度或手掌厚度的间距。这种调节会打扰病人的身体，而且很难或不能具有最适当的床垫结构，这是由于充气结构的部件会造成阻碍所导致的。

一些交替充气的装置通过附加的传感器能对操作压力进行半自动化调节，其中的传感器被设置在床垫的下面，或设置在床垫的内部，用于指示何时病人具有触底的危险，并且对泵进行控制，以便对床垫进行再充气。

然而，这种装置不能调节病人在床垫上的不同位置，并且非常复杂，并且在第一次使用时仍需要使用者调节初始的操作压力。静态装置也是已知的，对于这种静态装置，在调节操作压力时，要保持保持所期望的操作压力将取决于使用者的重量，于是可以利用一些对照检查表和压力传感器来调节床垫的内部压力。对于交替充气的装置，使用者或护理者仍需要调节这种装置的初始压力。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种简单的装置，这种装置不需要人工调节交替充气床垫或静态装置的操作压力，当使用者使用这种装置时，这种装置能自动地设定正确的操作压力，更重要地是，当使用者相对于床垫的姿势发生改变时，这种装置能自动地重新设定操作压力并保持该操作压力。

因此，本发明提供了一种支撑使用者的充气式支撑件，它包括：一个或多个可充气的腔室，从一流体源(source)向所述腔室充填流体，使所述腔室达到一设定的压力；用于通过一个公知的节流器对至少一个腔室进行排气并测量在一段时间上的压力变化的装置；控制装置，用于把这种压力变化时间数值转换成一数学系数，并与已知的实验数据进行比较，并选择最适宜的支撑压力，然后调节所述流体源的输出，以便提供最适宜的支撑压力。

本发明的优点在于：它采用了已有的腔室空气和压力传感器，从而在床垫内没有增加任何部件。由于在床垫中没有传感器，因此，可以用任何充气式床垫。

优选地，在交替充气的装置中，在每个充气和放气循环中，所述腔室被放气一次，以便连续地监测和重新设定所述最适宜的支撑压力。

在一个优选实施例中，在放气循环期间，启动所述用于对其中至少一个腔室进行放气的装置。或者是，在充气循环期间启动所述放气装置。

优选地，通过一系列节流器，优选地是通过一个可变节流器来排放腔室中的空气。

优选地，所述控制装置存储有具有不同身体骨骼结构的大量使用者在具有不同初始设定压力的床垫和垫子上时压力随时间衰减的实验数据；以及相关的数学系数。

更优选地是，该控制装置记录和存储在已知实验数据中未出现的新的病人骨骼结构类型和相应的实验数据。

优选地，充气式支撑件可以具有一附加的防止触底的传感器，以便允许使用较低的总体操作压力，从而使使用者感觉更舒适。

所述防止触底的传感器可以包括这样一种传感垫，这种传感垫在欧洲专利No.560563中被描述了，在此加以引用，并作为参考。

在一个优选的实施例中，该充气式支撑件可以通过与所述控制装置相连接的遥控装置来控制。

附图说明

下面将只通过举例的方式，并结合附图来详细描述本发明，在附图中：

图1是根据本发明的一支撑件表面的示意图；

图2是根据本发明另一实施例的一支撑件表面10的示意图；

图3是用于操作本发明的支撑件的一遥控装置的电路图。

具体实施方式

参照图1，一支撑件表面10包括一系列可充气的腔室30，40，通过一压缩机11利用转子定子或电磁线圈20来对这些腔室进行交替地进行充气。可以通过排气口50使这些腔室30，40排气，该排气口设有一节流器60，该节流器具有已知的直径。一个压力测量传感器70对腔室30，40内的压力进行测量。

在使用时，把支撑件表面充气到一个设定的压力，例如35毫米汞柱。在一个通常持续10分钟的循环中，利用转子定子或电磁线圈20分别对腔室30，40交替地进行充气和放气。然后，在腔室的放气循环期间，通过排气口50对至少一些腔室30，40进行排气，在这些腔室被完全排气之前的一段例如90秒的时间段内对腔室压力的衰减进行监测。从而使得由于腔室30，40内的压力损失对使用者的舒适度所造成的影响达到最小。

微处理器计算出关于腔室压力随时间衰减的数学函数，并把所计算出的值与所收集的实验数学函数数据进行比较，然后相应地调节压缩机的输出。已经在实验中，根据对使用者的不同的骨骼结构所设定的操作压力来测量腔室压力随时间的衰减，校对了这些数值。在每个充气/排气循环中可重复通过排气口50的排气顺序，并且对压力衰减进行监测，并把该压力衰减与已知的数据进行比较。系数值的任何变化都被自动地转变成压缩机输出的调节，从而提供一个新的操作压力。通过这种方式，人体位置的任何改变，即，从仰面躺变为侧躺或变为坐姿，都能通过自动调节腔室的压力来适应，从而可以防止触底，也可以防止出现很高的接触表面压力。我们已经发现，如果不是在腔室30，40的放气期间而是在腔室的充气期间对腔室压力与时间之间的相互关系进行监测，那么在这种情况下，本发明的原理也同样适用。

图2表示出了一支撑件表面10，它由可充气的腔室100构成，利用已知输送量的压缩机130来向其中的腔室100不停地充气。在通向腔室100的流体线路160中，用一压力测量传感器150来测量腔室压力。与上面所描述的实施例相类似，把腔室充气到一设定的压力，例如充到30毫米汞柱，然后，在一段时间上通过已知的节流器对腔室压力随时间的衰减进行监测。所监测得的数值被转变成一数学系数，把该数学系数与微处理器内所收集的关于具有不同骨骼结构的使用者使用这种床垫时的类似数据进行比较，然后调节操作压力和压缩机的输出，以便提供与系数值相对应的操作压力。已经发现，在提供最适宜的支撑压力方面，用于特定的单独的使用者骨骼结构的腔室压力与时间的相互关系和操作压力的系数关系在很大范围上是一致的，以致于包括所有的人体骨骼结构的变化。

应当知道，在上面的一些实施例中，由传感器所监测到的腔室压力的变化与流量变化之间具有直接的相互关系。因此，可以不采用监测压力变化的方式来调节压缩机的输出，而是采用监测流量的变化，并与相关的实验数据进行对比。

本发明提供了一种支撑件表面，该支撑件表面考虑到了使用者的骨骼并能自动提供最适宜的支撑压力，而无需输入任何使用者的信息。

通过在支撑件的下方设置附加的防止触底的传感器，就可以使支撑压力更优化，向使用者提供更好的舒适度。在我们的欧洲专利No.560563中所描述的一种典型的防止触底的传感器包括一垫子，该垫子能确保支撑件被充分地充气，从而防止使用者触底，也就是说，防止使用者接触支撑件的基底。

使用者还可以通过一个用于调节支撑压力的遥控装置来调节舒适度，但这并不影响护理者为了治疗所作的设定。

如图3所示，遥控装置80包括一系列开关81，这些开关可以是低压的，并被并联连接到膜片控制板上，并能重复地进行操作。

这些开关81通过电线经过连接器82与泵相连。传统的连接器82可以是电话插口或类似的装置。

当一开关81被关闭时，在连接器82处可以看到从0(例如0V)到1(例如5V)的一数字信号。这个信号能被输入泵中的微型控制器或控制系统内，并进行相应的动作。

遥控装置80成本低，它自带电力，并与泵自然(physically)连接。

由于遥控装置80具有调节床的状态以及调节舒适度的一些开关81，因此，连接器82还可以被连接到床架上。

Claims (10)

1、一种用于支撑使用者的充气式支撑件，包括：一个或多个可充气的腔室，从一流体源向所述腔室充气，使所述腔室达到一设定压力；用于在一段时间上通过一已知的节流器对至少一个腔室进行排气并对压力变化进行测量的装置；控制装置，用于把这种压力变化一时间值转换成一数学系数，并与已知的实验数据进行比较，选择最适宜的支撑压力，并调节流体源的输出，从而提供最适宜的支撑压力。

2、根据权利要求1所述的充气式支撑件，其特征在于，在用于连续监测压力并重新设定最适宜支撑压力的交替充气系统中，在每个充气和放气循环期间对所述腔室进行排气一次。

3、根据权利要求1或2所述的充气式支撑件，其特征在于，用于对所述腔室中的至少一个腔室进行排气的装置走在排气循环期间被启动的。

4、根据权利要求1或2所述的充气式支撑件，其特征在于，用于对所述腔室中的至少一个腔室进行排气的装置是在充气循环期间被启动的。

5、根据权利要求1或2所述的充气式支撑件，其特征在于，所述腔室中的空气是通过一系列节流器被排出的。

6、根据权利要求1或2所述的充气式支撑件，其特征在于，所述腔室中的空气是通过一可变节流器被排出的。

7、根据权利要求1所述的充气式支撑件，其特征在于，所述控制装置存储有具有不同身体骨骼结构的大量使用者在具有不同初始设定压力的床垫和垫子上时压力随时间衰减的实验数据；以及相关的数学系数。

8、根据权利要求7所述的充气式支撑件，其特征在于，所达控制装置记录和存储在已知实验数据中未出现的新的病人骨骼结构类型和相应的实验数据。

9、根据权利要求1所述的充气式支撑件，其特征在于，该充气式支撑件具有一附加的防止触底的传感器，以便允许该支撑件具有较低的总体操作压力，使使用者具有更大的舒适度。

10、根据权利要求1、7或8所述的充气式支撑件，其特征在于，该充气式支撑件由与所述控制装置相连接的遥控装置来控制。

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