【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于流量治疗设备的流动路径感测
本披露涉及用于在将气体递送至患者的流量治疗设备中进行流动路径感测的方法和系统。特别地，本披露涉及使用包括声发射器和/或接收器的声传感器进行流动路径感测。本申请要求于2017年4月14日提交的美国临时申请62/485614和2017年6月7日提交的美国临时申请62/516579的优先权，这两个临时申请的全部内容通过援引并入本文。
技术介绍
呼吸辅助设备在各种环境(比如医院、医疗设施、寄宿护理或家庭环境)中用于向用户或患者递送气体流。呼吸辅助设备或流量治疗设备可以用于与气体流一起递送补充氧气，和/或加湿设备用于递送经加热和加湿的气体。流量治疗设备可以允许对气体流的特性(包括流量、温度、气体浓度、湿度、压力等)进行调节和控制。使用比如加热后温度感测元件和/或压力传感器的传感器来测量气体流的这些特性。
技术实现思路
包括超声发射器和/或接收器的超声传感器可用于测量声信号的飞行时间以确定气体速度和/或组成，其可以用于流量治疗设备中，例如于2016年12月2日提交的名称为“用于流量治疗...
【技术保护点】
1.一种用于向患者提供气体流的呼吸辅助系统，该系统包括：/n第一声发射器，该第一声发射器定位在气体流动路径中或附近的第一位置并且配置为发射第一声信号；/n第二声发射器，该第二声发射器定位在该气体流动路径中或附近的第二位置并且配置为发射第二声信号；以及/n一个或多个声接收器，该一个或多个声接收器定位在该第一位置与该第二位置之间并且配置为接收所发射的该第一声信号和该第二声信号，/n其中，这些声发射器和该一个或多个声接收器与硬件处理器电通信，该硬件处理器配置为基于所接收的该第一声信号和该第二声信号来确定该气体流的一个或多个特性。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170414 US 62/485,614;20170607 US 62/516,5791.一种用于向患者提供气体流的呼吸辅助系统，该系统包括：
第一声发射器，该第一声发射器定位在气体流动路径中或附近的第一位置并且配置为发射第一声信号；
第二声发射器，该第二声发射器定位在该气体流动路径中或附近的第二位置并且配置为发射第二声信号；以及
一个或多个声接收器，该一个或多个声接收器定位在该第一位置与该第二位置之间并且配置为接收所发射的该第一声信号和该第二声信号，
其中，这些声发射器和该一个或多个声接收器与硬件处理器电通信，该硬件处理器配置为基于所接收的该第一声信号和该第二声信号来确定该气体流的一个或多个特性。
2.如权利要求1所述的呼吸辅助系统，其中，该一个或多个声接收器包括两个声接收器。
3.如权利要求2所述的呼吸辅助系统，其中，一个声接收器位于另一声接收器的下游。
4.如权利要求1至3中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声发射器和该第二声发射器沿着该气体流动路径面向彼此，使得由每个声发射器产生的声信号被引向另一声发射器。
5.如权利要求1至4中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声发射器和该第二声发射器是一对配对的声发射器。
6.如权利要求1至5中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该一个或多个声接收器是麦克风。
7.如权利要求1至6中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该一个或多个声接收器位于该第一声发射器与该第二声发射器之间并以足够的距离与该第一声发射器和该第二声发射器间隔开，以减轻近场效应。
8.如权利要求1至7中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声发射器与该第二声发射器包括两个声换能器，该两个声换能器配置为既充当声发射器又充当声接收器。
9.如权利要求1至8中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声发射器配置为向该第二位置发射声信号，并且该第二声发射器配置为向该第一位置发射声信号。
10.如权利要求1至9中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该气体流的该一个或多个特性包括气体浓度或气体流量中的一个或多个。
11.如权利要求10所述的呼吸辅助系统，其中，该气体浓度包括氧气浓度、二氧化碳浓度或氦氧混合气浓度。
12.如权利要求1至11中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该一个或多个声接收器位于该气体流动路径中。
13.如权利要求12所述的呼吸辅助系统，其中，该硬件处理器配置为将该一个或多个声接收器的温度估计为与该流动路径中的气体的测得温度处于相同的温度。
14.如权利要求1至13中任一项所述的呼吸辅助系统，包括温度传感器、压力传感器、湿度传感器和/或流量传感器中的一个或多个。
15.如权利要求14所述的呼吸辅助系统，其中，该流量传感器是加热后温度感测元件。
16.如权利要求14或15所述的呼吸辅助系统，其中，该硬件处理器配置为与该温度传感器、该压力传感器、该湿度传感器和/或该流量传感器中的该一个或多个通信并且使用该温度传感器、该压力传感器、该湿度传感器和/或该流量传感器中的该一个或多个的输出来确定该气体流的该一个或多个特性。
17.如权利要求14至16中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该处理器配置为在确定该气体流的该一个或多个特性时至少部分地基于该温度传感器的测量值来补偿该一个或多个声接收器与该气体流之间的温度差。
18.如权利要求14至16中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该处理器配置为基于由该流量传感器测量的流量来计算或调整这些声发射器和/或该一个或多个声接收器的校准参数。
19.如权利要求1至18中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一位置与该第二位置之间的气体流动路径包括弯曲的流动路径。
20.如权利要求19所述的呼吸辅助系统，其中，该第一位置与该第二位置之间的气体流动路径包括该流动路径的具有直线流动路径的部分。
21.如权利要求1至20中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声发射器和该第二声发射器是超声发射器。
22.如权利要求1至21中任一项所述的呼吸辅助系统，进一步包括鼓风机。
23.如权利要求22所述的呼吸辅助系统，其中，该鼓风机配置为向患者提供高流量治疗。
24.如权利要求22或23所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声发射器和该第二声发射器以及该一个或多个声接收器被包括在可移除的传感器模块内。
25.如权利要求22或23所述的呼吸辅助系统，其中，该鼓风机、该第一声发射器和该第二声发射器以及该一个或多个声接收器被包括在可移除的鼓风机与传感器模块内。
26.如权利要求24或25所述的呼吸辅助系统，其中，该可移除的传感器模块或鼓风机与传感器模块配置为插入该呼吸辅助系统的壳体中。
27.如权利要求22或23所述的呼吸辅助系统，其中，该鼓风机、该第一声发射器和该第二声发射器以及该一个或多个声接收器被包括在不可移除的传感器模块或鼓风机/传感器模块内。
28.如权利要求24至27中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该传感器模块或该鼓风机与传感器模块包括感测电路板。
29.如权利要求28所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声发射器和该第二声发射器以及该一个或多个声接收器位于该感测电路板上。
30.如权利要求1至29中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该声信号包括超声信号。
31.一种用于向患者提供气体流的呼吸辅助系统，该系统包括：
声发射器，该声发射器配置为发射声信号；
表面，该表面配置为反射该声信号；以及
声接收器，该声接收器配置为接收反射的声信号并且位于该声发射器与该表面之间的气体流动路径中，
该声发射器和该声接收器与硬件处理器电通信，该硬件处理器配置为基于所接收的声信号来确定该气体流的至少一个特性。
32.如权利要求31所述的呼吸辅助系统，其中，该声接收器配置为接收所发射的声信号。
33.如权利要求31或32所述的呼吸辅助系统，其中，该处理器配置为基于所发射的声信号的飞行时间测量值与所反射的声信号的飞行时间测量值之间的差来确定该气体流的至少一个特性。
34.如权利要求31至33中任一项所述的呼吸辅助系统，进一步包括第二声接收器，该第二声接收器位于该声发射器与该表面之间的气体流动路径中。
35.如权利要求34所述的呼吸辅助系统，其中，该第二声接收器配置为接收所发射的声信号。
36.如权利要求34或35所述的呼吸辅助系统，其中，该至少两个声接收器位于气体流动路径的测量部分内。
37.如权利要求31至36中任一项所述的呼吸辅助系统，包括压力传感器、湿度传感器和/或流量传感器中的一个或多个。
38.如权利要求36所述的呼吸辅助系统，其中，该流量传感器包括加热后温度感测元件。
39.如权利要求36或37所述的呼吸辅助系统，其中，该硬件处理器配置为使用该压力传感器、该湿度传感器和/或该流量传感器中的该一个或多个的输出来确定该气体流的至少一个特性。
40.如权利要求31至39中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该气体流的该至少一个特性包括气体浓度或流量中的一个或多个。
41.如权利要求40所述的呼吸辅助系统，其中，该气体浓度包括氧气浓度、二氧化碳浓度或氦氧混合气浓度。
42.如权利要求31至41中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该声接收器和/或该第二声接收器是麦克风。
43.如权利要求31至42中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该声发射器是超声发射器。
44.如权利要求31至43中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该声信号包括超声信号。
45.如权利要求31至44中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该声发射器与该表面之间的气体流动路径包括弯曲的流动路径。
46.如权利要求45所述的呼吸辅助系统，其中，该声发射器与该表面之间的气体流动路径包括该流动路径的具有直线流动路径的部分。
47.如权利要求31至46中的任一项所述的呼吸辅助系统，进一步包括鼓风机。
48.如权利要求47所述的呼吸辅助系统，其中，该鼓风机配置为向患者提供高流量治疗。
49.如权利要求47或48所述的呼吸辅助系统，其中，该声发射器以及该声接收器被包括在可移除的传感器模块内。
50.如权利要求47或48所述的呼吸辅助系统，其中，该鼓风机、该声发射器以及该声接收器被包括在可移除的鼓风机与传感器模块内。
51.如权利要求49或50所述的呼吸辅助系统，其中，该可移除的传感器模块或鼓风机与传感器模块配置为插入该呼吸系统的壳体中。
52.如权利要求47或48所述的呼吸辅助系统，其中，该鼓风机、该声发射器以及该声接收器被包括在不可移除的传感器模块或鼓风机与传感器模块内。
53.如权利要求49至52中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该传感器模块或该鼓风机与传感器模块包括感测电路板。
54.如权利要求53所述的呼吸辅助系统，其中，该声发射器以及该声接收器位于该感测电路板上。
55.一种用于向患者提供气体流的呼吸辅助系统，该系统包括：
声源，该声源配置为产生声信号；以及
两个声接收器，该声接收器配置为接收该声信号，
该两个声接收器与硬件处理器电通信，该硬件处理器配置为基于所接收的声信号来确定该气体流的至少一个特性。
56.如权利要求55所述的呼吸辅助系统，其中，该气体流的该至少一个特性包括气体浓度或流量中的一个或多个。
57.如权利要求56所述的呼吸辅助系统，其中，该气体浓度包括氧气浓度、二氧化碳浓度或氦氧混合气浓度。
58.如权利要求55至57中任一项所述的呼吸辅助系统，包括压力传感器、湿度传感器和/或流量传感器中的一个或多个。
59.如权利要求58所述的呼吸辅助系统，其中，该流量传感器包括加热后温度感测元件。
60.如权利要求58或59所述的呼吸辅助系统，其中，该硬件处理器配置为使用该压力传感器、该湿度传感器和/或该流量传感器中的该一个或多个的输出来确定该气体流的至少一个特性。
61.如权利要求55至60中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该处理器配置为通过确定该至少两个声接收器中的第一声接收器接收到该至少第一声信号与该至少两个声接收器中的第二声接收器接收到该至少第一声信号之间的时间差来确定该声信号的飞行时间。
62.如权利要求61所述的呼吸辅助系统，其中，该系统配置为基于该至少两个声接收器中的该第一声接收器接收到该至少第一声信号与该至少两个声接收器中的该第二声接收器接收到该至少第一声信号之间的时间差来生成该系统的气体流的至少一个特性的测量值。
63.如权利要求55至62中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该至少两个声接收器是麦克风。
64.如权利要求55至63中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该声源是声发射器。
65.如权利要求55至64中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该声源包括第一声换能器和第二声换能器。
66.如权利要求65所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声换能器和该第二声换能器包括第一超声换能器和第二超声换能器。
67.如权利要求65或66所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声换能器和该第二声换能器是一对配对的声换能器。
68.如权利要求65至67中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声换能器和该第二声换能器中的每一个被配置成既发射又接收声信号，使得该声信号沿着该第一声换能器与该第二声换能器之间的声路径在上游方向和下游方向上被发射。
69.如权利要求65至67中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该至少两个声接收器位于该第一声换能器与该第二声换能器之间。
70.如权利要求65至69中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一声换能器和该第二声换能器基本上位于气体流动路径的测量部分的每端处或附近。
71.如权利要求55至70中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该至少两个声接收器位于气体流动路径的中心轴线上。
72.如权利要求55至71中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该硬件处理器配置为将该至少两个声接收器的温度估计为与该流动路径中的气体的测得温度处于相同的温度。
73.如权利要求55至72中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该至少两个声接收器以在测量区域中避免死空间的构型位于该气体流动路径的该测量部分中。
74.如权利要求55至73中任一项所述的呼吸辅助系统，包括在该至少两个声接收器中的第一声接收器与该声源之间限定的第一距离以及在该至少两个声接收器中的第二声接收器与该声源之间限定的第二距离，该声源是单个声换能器、或是该第一声换能器或该第二声换能器中的一个。
75.如权利要求74中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该硬件处理器配置为使用沿着该第一距离获得的飞行时间测量值以提供飞行时间的估计值。
76.如权利要求75所述的呼吸辅助系统，其中，该硬件处理器配置为使用沿着该第二距离获得的飞行时间测量值以提供对飞行时间的更准确的评估。
77.如权利要求74至76中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该第一距离短于该第二距离。
78.如权利要求74中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，该声源包括该第一声换能器或该第二声换能器。
79.如权利要求74至78中任一项所述的呼吸辅助系统，其中，这些飞行时间测量值是在沿着声路径的两个方向上在该...
【专利技术属性】
技术研发人员：R·W·布格斯，D·A·巴克尔，
申请(专利权)人：斐雪派克医疗保健有限公司，
类型：发明
国别省市：新西兰;NZ
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