[发明专利]可穿戴式氧气发生器和使得能够具有更高氧气流量容量的对接站

说明书

一种可穿戴式氧气浓缩器可用于非走动模式和静止模式。可穿戴式氧气浓缩器在静止模式下物理地连接到对接站，使得其可以从对接站获取电力并且在两种模式下都保持能量有效。所公开的氧气发生系统通过用于在较低流量的走动模式和较高流量的静止模式中使用的压缩机构造来结合有效的气体流量。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年6月22日提交的共同未决的美国临时专利申请序列号62/182845的优先权。要求优先于上述申请日，并且该临时专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及可穿戴式和便携式氧气系统，比如适用于向患者提供可吸入氧气的可穿戴式压力/真空变压吸附氧气系统。所公开的装置和方法适用于例如走动式/可穿戴式、移动式/便携式以及静止式应用。

背景技术

患有慢性阻塞性肺病(COPD)的患者通常通过氧气增加来治疗，其中向患者提供富含氧气的空气。静止或非走动患者的治疗通常涉及患者从变压吸收器系统呼吸，该系统优先将氧气相对于氮气传递给患者。这些系统是电力驱动的装置，其最常见的形式是成本驱动的，能源效率低下且很重。

对于移动式(即走动式)患者，已经开发了便携式或可穿戴式浓缩器，其由电池驱动并且通常使用更加能量有效的真空—变压循环和脉冲流动递送来最小化电力获取以延长电池寿命。然而，电池很重，便携式浓缩器通常只能使用几个小时而不需要充电或连接到诸如AC电源的主电源。对于大多数患者来说，这意味着至少需要两个装置来进行适当的氧气增加：一个用于静止状态，另一个用于移动状态。这可能又昂贵又麻烦，使得许多患者必须在没有便携式装置的便利的情况下进行操作。

发明内容

公开了一种可穿戴式氧气浓缩器，其可用于非走动模式和静止模式，并且在这两种模式下都保持能量有效。所公开的氧气发生系统通过改进的和新颖的压缩机配置结合有效的气体流动，用于较低流量的走动模式，一直到较高流量的静止式应用，如下面详细描述。

对于患者来说，紧凑且高效的可穿戴式紧凑型氧气浓缩器单元是理想的。例如，申请人已经确定具有以下非限制性规范的可穿戴式紧凑型氧气浓缩器对于走动的患者来说是期望的，并且所公开的系统符合这样的规范：其以2.0升每分钟(1pm)的连续净化氧气流量产生和输送氧气，重量小于9磅(或小于7磅)，并在一次电池充电后可持续约2小时。作为非限制性示例的这些规范是具有挑战性的，并且与现在生产中的最先进的氧气浓缩器相比，需要减轻两倍的重量。

所公开的可穿戴式装置可以在由患者随着其日常生活时由走动的患者携带。例如，该装置可以由医师携带、由患者携带、由士兵携带或者由处于高海拔/低氧环境的人员携带，结合到撤离平台中。这种装置非常适合走动的患者，并需要适应静止使用。患者以大于2升/分钟(lpm)的速率被给予氧气，主要是在他们静止或睡眠时。静止使用(当连接到对接站时)的流量要求可以高达例如5lpm。这种装置/系统在使用时获取壁挂AC电力而不是电池电力。本公开涉及一种配置，通过该配置，2lpm可穿戴式装置与比如对接站之类的附加设备组合机械联接，从而可穿戴式装置可被转换成5lpm静止单元。

所公开的装置和方法使得当需要时和当主电源可用时能够将可穿戴式氧气浓缩器用于更高流量的静止使用。这允许仅使用一个装置即可穿戴式氧气浓缩器用于整个患者的氧气流量需求。

氧气浓缩器是从空气中提取氧气的装置。这些装置避免了在压力下储存氧气的危险。只要能源来自电池、发电机或其他电源，它们就可以持续地供应氧气。在外部或极端条件下，患者经常需要氧气，例如使伤员继续存活和为其他患有COPD和/或肺气肿的患者提供氧气。在偏远地区可能需要这样做，因为没有电，也没有可以携带的物资。患者在日常生活中也可能需要，并且在比如航空旅行的小空间中的更长时间来说可能也需要。

理想的氧气源是与内置的可再充电电池一起工作的轻便高效的可穿戴式装置，并且可以一次连续提供氧气几个小时。由于技术障碍，目前的技术没有真正地满足这些要求。