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1、(10)授权公告号 CN 101924535 B (45)授权公告日 2014.09.24 CN 101924535 B (21)申请号 201010206017.4 (22)申请日 2010.06.17 12/484,385 2009.06.15 US A61B 5/00(2006.01) (73)专利权人 弗卢克公司 地址 美国华盛顿 (72)发明人 R罗森塔尔 MA肖赫 B霍格 (74)专利代理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 郑冀之 陈岚 WO 2009/031329 A1,2009.03.12, 说明书第 0021-0053 段及图 1. US 2005/01。
2、31307 A1,2005.06.16,说明书第 0016-0022 段及图 1. WO 2009/031329 A1,2009.03.12, 说明书第 0021-0053 段及图 1. WO 2009/031329 A1,2009.03.12, 说明书第 0021-0053 段及图 1. US 2005/0131307 A1,2005.06.16,说明书第 0016-0022 段及图 1. US 6984212 B1,2006.01.10, 全文 . WO 2009/031329 A1,2009.03.12, 说明书第 0021-0053 段及图 1. (54) 发明名称 动态脉冲模拟器 (。
3、57) 摘要 本发明的实施例涉及用来产生与病人监视器 结合使用的模拟脉冲的系统和方法。在许多实施 例中， 借助改变加压系统内的体积来模拟脉冲。 例 如， 在一个实施例中， 借助使管的第一端相对于被 保持固定的第二端进行旋转来改变加压系统中的 体积。 由于扭曲使得该系统内的体积减小， 因此使 管的一部分折叠。管的第一端可以被旋转回到它 的初始位置上， 从而使该系统内的体积返回到它 的初始状态。体积中的这种改变模拟了脉冲。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 谢楠 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明。
4、专利 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 (10)授权公告号 CN 101924535 B CN 101924535 B 1/2 页 2 1. 一种脉冲模拟器， 包括 ： 具有轴的致动器 ； 和 固定设备， 其定位成离该致动器一预定距离 ； 和 具有一长度的挠性管， 其具有连接到该轴上的第一部分和连接到该固定设备上的第二 部分， 该挠性管是可操作的以把压力保持成高于环境压力， 该致动器是可操作的从而使该 轴和该管的第一部分从第一位置沿着第一方向旋转到第二位置， 以使该挠性管变形， 并且 使该轴和该管的第一部分沿着第二方向旋转， 以使该挠性管变直并且回到该第一位置， 其 中当在该第一和第二位置。
5、时， 该管的长度在该致动器和该固定设备之间的该预定距离上延 伸。 2. 根据权利要求 1 所述的脉冲模拟器， 其特征在于， 该致动器被连接到控制器上， 以控 制该轴和该管的第一部分的旋转。 3. 根据权利要求 1 所述的脉冲模拟器， 其特征在于， 该致动器是旋转式步进电机。 4. 根据权利要求 1 所述的脉冲模拟器， 其特征在于， 该致动器使该轴和该管的第一部 分沿着第一方向在 45 度到 315 度之间旋转。 5. 根据权利要求 1 所述的脉冲模拟器， 其特征在于， 还包括微型处理器， 该微型处理器 是可操作的以控制作为时间函数的该轴旋转的速度。 6. 根据权利要求 1 所述的脉冲模拟器， 。
6、其特征在于， 沿着第一方向的旋转角度实质上 等于沿着第二方向的旋转角度。 7. 一种用于模拟血液监视器中的脉冲的系统， 该系统包括 ： 控制器 ； 致动器， 其连接到该控制器上 ； 固定设备， 其定位成离该致动器一预定距离 ； 气动线路， 其可移除地连接到该血液监视器上， 该气动线路具有内部， 该内部被加压到 高于环境压力 ； 及 具有一长度的挠性管， 其具有连接到该致动器上的第一端和保持固定的第二端， 该挠 性管被气动地连接到该气动线路上， 该致动器是可操作的以从第一位置到第二位置沿着第 一方向扭曲该挠性管的第一端及从第二位置到第一位置沿着第二方向扭曲该挠性管的第 一端， 以模拟该血液监视器。
7、内的脉冲， 其中当在该第一和第二位置时， 该管的长度在该致动 器和该固定设备之间的预定距离上延伸。 8. 根据权利要求 7 所述的系统， 其特征在于， 该血液监视器是血压监视器或者心率监 视器中的一个。 9. 根据权利要求 7 所述的系统， 其特征在于， 沿着第一方向扭曲该挠性管的第一端使 得该管的一部分扭曲或者变形。 10. 根据权利要求 7 所述的系统， 其特征在于， 沿着第二方向扭曲该挠性管的第一端使 该管变直成实质上它的原始形式。 11. 根据权利要求 7 所述的系统， 其特征在于， 该第一方向与该第二方向相反。 12. 根据权利要求 7 所述的系统， 还包括泵， 该泵可气动地连接到该。
8、气动线路上， 该泵 是可操作的以把该气动线路的内部和该挠性管加压到高于环境压力。 13. 一种模拟血压监视器中的脉冲的方法， 包括 ： 权 利 要 求 书 CN 101924535 B 2 2/2 页 3 将具有一长度的管定位在致动器和固定设备之间的预定距离上 ； 给该管加压至大于环境压力的压力 ； 及 使该管的第一部分从第一位置到第二位置扭曲， 同时保持该管的第二部分固定， 及从 该第二位置到第一位置解开该管的第一部分， 同时保持该管的第二部分固定， 以模拟该血 压监视器中的脉冲， 其中当在该第一和第二位置时， 该管的长度在该致动器和该固定设备 之间的该预定距离上延伸。 14. 根据权利要求。
9、 13 所述的方法， 其特征在于， 使该管的第一部分扭曲同时保持该管 的第二部分固定的动作包括使该管变形以减小该管内的空间体积并且增大该气动线路中 的压力。 15. 根据权利要求 14 所述的方法， 其特征在于， 解开该管的第一部分同时保持该管的 第二部分固定包括使该管变直以增大该管内的空间体积并且减小该气动线路中的压力。 16. 根据权利要求 13 所述的方法， 其特征在于， 使该管的第一部分扭曲同时保持该管 的第二部分固定及解开该管的第一部分同时保持该管的第二部分固定以模拟该血压监视 器中的脉冲的动作包括以特定的间隔来交替地扭曲和解开。 17. 根据权利要求 13 所述的方法， 其特征在于。
10、， 给管加压至大于环境压力的压力的动 作包括给该管加压至大于环境压力的静态压力并且随着时间的过去慢慢地降低该压力。 18. 根据权利要求 13 所述的方法， 其特征在于， 该管的第一部分被扭曲成这样的旋转 角度， 即该旋转角度实质上等于该管的第一部分被解开的旋转角度。 权 利 要 求 书 CN 101924535 B 3 1/4 页 4 动态脉冲模拟器 技术领域 0001 本发明涉及产生模拟脉冲， 更加具体地说， 本发明的一个或者多个实施例涉及产 生与病人监视器相结合使用的模拟脉冲。 背景技术 0002 病人监视器如血压监视器、 心电图 (ECG) 监视器和心率监视器监视着病人的健康 状态。 。
11、病人监视器可以是侵入式或者非侵入式的。 与侵入式病人监视器相比， 非侵入式病人 监视器通常是优选的， 因为非侵入式病人监视器对被监视的病人健康所产生的危险较低。 由于病人监视器对病人的健康护理起着非常重要的作用， 因此监视器适当地起作用是重要 的。例如， 在诊断病人时， 健康护理专家可以依赖于病人监视器。因此， 病人监视器形成精 确的读数是至关重要的。为了确定病人监视器适当地起作用， 可以检验和 / 或测试病人监 视器。 0003 测试和检验病人监视器的一种方法是借助使用脉冲发生器或者模拟器。常常地， 现有技术的脉冲模拟器较大并且很贵。此外， 大型脉冲模拟器不是很便于携带并且不便于 技术人员在。
12、医院内运输到要被测试和 / 或检验的各种病人监视器。因此， 需要一种不贵且 易于携带的脉冲模拟器来测试病人监视器。 发明内容 0004 本发明的一个或者多个实施例涉及一种用于产生模拟脉冲的系统和方法。 在本发 明的一个方面中， 脉冲模拟器包括具有轴的致动器和挠性管。挠性管可以具有连接到轴上 的第一部分和连接到固定设备上的第二部分。 挠性管可以是可操作的以把压力保持成高于 环境压力。致动器可以是可操作的从而使该轴和管的第一部分沿着第一方向旋转， 以使挠 性管的一部分扭曲， 并且使轴和管的第一部分沿着第二方向旋转， 以使挠性管变直。 附图说明 0005 图 1 是本发明的一个实施例的动态脉冲模拟器。
13、的等角示意图。 0006 图 2 是本发明第一实施例的、 管的第一端被旋转的动态脉冲模拟器的等角示意 图。 0007 图 3 是时序图， 它示出了由本发明的一个实施例的动态脉冲模拟器所产生的脉 冲。 0008 图 4 是包括本发明一个实施例的脉冲模拟器的系统的方框图。 具体实施方式 0009 本发明的实施例涉及病人监视器， 及尤其地， 该发明的一个或者多个实施例涉及 模拟脉冲如心搏， 从而与病人监视器相结合使用。某些细节在下面提出从而能够充分地理 解本发明的实施例。 但是， 本领域普通技术人员应该清楚的是， 在没有这些特殊细节的情况 说 明 书 CN 101924535 B 4 2/4 页 5。
14、 下可以实施本发明的各种实施例。 0010 图 1 是本发明一个实施例的动态脉冲模拟器或者发生器 100 的等角示意图。该动 态脉冲模拟器 100 可以被用来检验和 / 或测试病人监视器 ( 未示出 )。例如， 在一个实施 例中， 动态脉冲模拟器 100 可以被用来测试非侵入式血压监视器、 ECG 监视器或者心律监视 器。此外， 动态脉冲模拟器 100 可以是可操作的从而培训医疗人员使用特定的监视器。在 许多实施例中， 借助移置 (displacing) 气动系统内的体积， 动态脉冲模拟器 100 产生了气 动脉冲。例如， 借助暂时增大加压系统内的压力， 在加压系统内可以产生脉冲。如在下面 进。
15、一步解释的那样， 借助使加压管的端部旋转， 从而该管变形， 因此减小了气动系统内的体 积， 来暂时地增大该压力。 0011 图 1 中的动态脉冲模拟器 100 可以包括致动器 102、 挠性管 104、 固定结构 106、 第一和第二夹 108 和 110、 连接件 112 和装配件 114。致动器 102 可以包括从那里延伸的 轴 116。致动器 102 可以是双向致动器。例如， 致动器 102 可以是可操作的以使轴 116 逆 时针和顺时针交替地旋转。在一个实施例中， 致动器 102 是可操作的以使轴 116 旋转 180 度。在一个实施例中， 致动器 102 是旋转式步进电机。致动器 1。
16、02 可以包括自动寻的设备 (homingdevice)， 以指示何时致动器被定位在基准位置上。自动寻的设备可以是机械的或 者电动的。自动寻的设备可以与致动器 102 形成一体或者与之分开。挠性管 104 的第一 端 120 借助连接件 112 可以被连接到从致动器 102 延伸的轴 116 上。挠性管 104 的第二端 122 可以被保持固定。例如， 挠性管 104 的第二端 122 可以被连接到固定结构 106 上， 从而 挠性管 104 的第二端 122 被保持固定。在另一个实施例中， 挠性管 104 的第二端 122 可以 被连接到装配件 114 上。在这个实施例中， 装配件 114 。
17、被固定到固定结构 106 上， 从而挠性 管 104 的第二端 122 可以被保持固定。 0012 挠性管 104 可以是由挠性材料如聚合体或者弹性体所形成的任何管。管 104 可以 被相对于环境压力密封。在一个实施例中， 管 104 在第一端 120 和第二端 122 处分别借助 软管夹 108 和 110 来密封。然而， 可以使用任何可操作的来使管 104 与环境压力相密封的 方法或者设备。挠性管 104 的第二端 122 可以与装配件 114 流体连通。尤其地， 挠性管 104 的第二端 122 可以被连接到装配件 114 的第一端上。在一个实施例中， 装配件 114 是带倒 钩的 (b。
18、arbed) 装配件。装配件 114 的第二端可以被连接到管线或者软管 120 上。软管 120 可以被连接到如泵 ( 未示出 ) 的设备上， 该设备是可操作的从而用气体如空气给管 104 和 软管 120 加压。软管 120 或者其它管线也可以被连接到病人监视器上。与泵相结合的软管 120和管104产生了气动系统， 该气动系统可以被气动地连接到病人监视器上。 在一些实施 例中， 管 104 和软管 120 可以被加压到通常是静态的压力， 及然后， 该系统内的该压力逐渐 降低， 同时产生了脉冲。 0013 为了模拟脉冲， 致动器 102 可以沿着第一方向旋转管 104 的第一端 120。例如，。
19、 作 为例子， 致动器可以沿着顺时针方向使管104的第一端120旋转180。 如本领域普通技术 人员清楚知道的那样， 致动器 102 使管 104 的第一端 120 旋转到位于 0 度到 360 度之间的 任何角度上， 并且沿着顺时针方向或者沿着逆时针方向旋转。图 2 是动态脉冲模拟器 100 的等角示意图， 它示出了根据本发明的一个实施例旋转的管 104 的第一端 120。在这个实 施例中， 管 104 的第二端 122 被保持固定。例如， 在这个实施例中， 借助把管的第二端 122 连接到装配件 114 上来将管 104 的第二端 122 保持固定， 该装配件 114 被固定到固定结构 说。
20、 明 书 CN 101924535 B 5 3/4 页 6 106 上。如上面所示那样， 管 104 由挠性材料形成。因此， 如图 2 所示那样， 沿着顺时针方 向旋转管 104 的第一端 120， 而管 104 的第二端 122 被保持固定， 这扭曲了管 104， 从而使它 扭曲或者变形。例如， 在这个实施例中， 管 104 的第一端 120 旋转， 以致管 104 扭曲成沙漏 状形状。该扭曲减小了管 104 内的用于空气的空间体积并且增大了该系统内的压力。在这 一点上， 致动器 102 可以沿着第二方向旋转管 104 的第一端 120， 例如沿着逆时针方向旋转 180。因此， 管 104 。
21、可以解开回到它的原始状态或者解开回到这样的状态， 即与在沿着顺 时针方向旋转时相比， 管 104 至少扭曲得较小。解开该管 104 增大了管 104 内的用于空气 的空间体积， 并且减小了该系统内的压力。气动系统内的短暂压力增大模拟了病人监视器 中的气动脉冲， 而该脉冲模拟器 100 被机械地或者气动地连接到该病人监视器上。 0014 在一个实施例中， 致动器 102 被连接到控制器和微型处理器上。微型处理器控制 脉冲模拟器 100 的定时。具体地， 微型处理器控制脉冲模拟器 100， 从而以特定的脉冲速率 和 / 或频率来产生脉冲， 从而产生气动模拟的脉冲。该控制器控制致动器 102 的工作。
22、。例 如， 控制器可以是可操作的从而控制致动器 102 旋转的角度、 致动器 102 旋转的速度、 致动 器 102 的加速或者减速、 和 / 或响应于从微型处理器所接收到的信号致动器 102 每隔多久 有多少次旋转。如本领域普通技术人员清楚知道的那样， 这些和其它变量控制模拟的脉冲 速率。 0015 图 3 是时序图， 它示出了由本发明一个实施例的、 图 1 和 2 所示的动态脉冲模拟器 100 所产生的脉冲。在时间 T0处， 轴 116 和管 104 的第一端 120 未旋转。在时间 T1处， 致 动器 102 开始使轴 116 和管 104 的第一端 120 沿着顺时针方向旋转。在时间 。
23、T2处， 轴 116 和管 104 的第一端 120 已经沿着顺时针方向被旋转 180。如上述那样， 管 104 的第一端 120 的旋转， 而管 122 的第二端 122 被保持固定， 这使得管 104 扭曲和折叠。该变形增大了 气动系统内的压力。在 T2之后的某时， 致动器 102 开始使轴 116 和管 104 的第一端 120 沿 着逆时针方向旋转。在时间 T3处， 轴 116 和管 104 的第一端 120 已经沿着逆时针方向被旋 转180。 借助使管104的第一端120旋转回到它的原始位置， 该系统内的压力减小到该系 统内的初始压力， 例如在时间T1之前的压力。 如上面所示那样， 。
24、在该系统中的压力可以是动 态的， 从而该系统内的压力被慢慢地降低， 同时产生了脉冲。在该实施例中， 如本领域普通 技术人员清楚知道的那样， 在管被扭曲回到它的初始位置上时， 该系统内的压力不会精确 地减小到该系统内的压力。 而是， 该系统内的压力会减小到稍稍小于该系统内的初始压力。 0016 在 T1和 T3之间的时间限定出了模拟脉冲的持续时间。在时间 T4上， 致动器 102 又开始使轴 116 和管 104 的第一端 120 沿着顺时针方向旋转。在 T3和 T4之间的时间限定 出了在模拟脉冲之间的间隔。在时间 T5上， 轴 116 和管 104 的第一端 120 已经沿着顺时针 方向被旋转。
25、 180。在 T5之后的某个时间， 致动器 102 又开始使轴 116 和管 104 的第一端 120 沿着逆时针方向旋转。在时间 T6上， 轴 116 和管 104 的第一端 120 已经沿着逆时针方 向被旋转 180。 0017 如本领域普通技术人员清楚知道的那样， 微型处理器可以是可操作的以控制脉冲 的持续时间、 脉冲的幅度和每个脉冲之间的间隔。 此外， 微型处理器可以是可操作的以控制 脉冲的形状。尤其地， 微型处理器可以是可操作的以控制这样的速度， 即轴 116 以作为时间 函数的该速度来旋转。例如， 如果与它沿着第二方向旋转相比轴 116 沿着第一方向旋转得 更快， 那么与下降边缘相。
26、比， 脉冲在上升边缘可以具有更陡的倾斜。 如本领域普通技术人员 说 明 书 CN 101924535 B 6 4/4 页 7 清楚知道的那样， 随着时间的过去， 借助改变轴 116 的旋转速度， 可以产生各种各样的成形 脉冲。 0018 图 4 是本发明的一个实施例的系统 400 的方框图。系统 400 可以包括脉冲模拟器 100、 微型处理器 130、 泵 140、 血压监视器 150、 控制器 160、 压力传感器和 / 或换能器 170、 模拟到数字的转换器 (ADC)180 和箍带 (cuff) 和 / 或容器 190。脉冲模拟器 100 可以是图 1 和 2 的脉冲模拟器 100。微。
27、型处理器 130 和控制器 160 被连接到脉冲模拟器 100 上。微 型处理器 130 可以是可操作的以控制脉冲的定时。控制器 160 可以是可操作的以控制脉冲 模拟器 100 中的致动器。脉冲模拟器 100 被气动地和机械地连接到泵 140 上以产生气动系 统。泵 140 是可操作的以给脉冲模拟器 100 加压。此外， 脉冲模拟器 100 被气动地连接到 血压监视器 150 上。在一些实施例中， 泵 140、 微型处理器 130、 控制器 160、 压力传感器和 / 或换能器 170 和 ADC 转换器 180 被设置在与脉冲模拟器 100 相同的设备上。系统 400 可以 包括反馈系统。。
28、在反馈系统中， 压力传感器和 / 或换能器 170 可以是可操作的以测量该系 统内的压力并且把模拟信号提供到 ADC 180。ADC 把数字信号提供到微型处理器 130。 0019 如上所示那样， 微型处理器 130 可以是可操作的以控制模拟脉冲的幅度、 频率和 持续时间。例如， 产生脉冲的速率如搏动 / 分钟和 / 或模拟的血压可以被选择为至脉冲模 拟器 100 的输入。尤其地， 脉冲模拟器 100 可以被设定到特定的程度， 从而气动系统以设定 在脉冲模拟器上的该特定程度来产生气动模拟脉冲。例如， 为了测试血液监视器 150， 使用 者可以把脉冲模拟器设置到特定的血压水平并且选择测试按扭以开。
29、始测试循环。相反地， 产生脉冲的速率可以被选择为至血液监视器 150 的输入。 0020 尽管已经参照所公开的实施例描述了本发明， 但是本领域普通技术人员知道， 在 没有脱离本发明的精神实质和范围的情况下， 可以进行形式和细节的改变。 例如， 如本领域 普通技术人员清楚知道的那样， 动态脉冲发生器可以包括液压系统而不是气动系统。 例如， 图 1 中的管 104 和软管 120 可以填充有液体， 而不是填充有气体。因此， 管 104、 软管 120 和 泵形成了液压系统。液压系统通过气动线路可以被连接到病人监视器上。这样的改进也落 入本领域普通技术人员的普通知识范围内。 因此， 除了附加的权利要求来限制之外， 本发明 不受限制。 说 明 书 CN 101924535 B 7 1/3 页 8 图 1 说 明 书 附 图 CN 101924535 B 8 2/3 页 9 图 2 图 3 说 明 书 附 图 CN 101924535 B 9 3/3 页 10 图 4 说 明 书 附 图 CN 101924535 B 10 。