具有多支管系统的膨胀式缓冲装置

申请号 CN200680003012.3 申请日 2006-01-24 公开(公告)号 CN101123901B 公开(公告)日 2011-05-11
申请人 MPL有限公司; 发明人 约翰·W·威尔金森;
摘要 一种对身体 支撑 的缓冲装置,例如 床垫 、座垫、沙发或类似物,其中支撑来自 流体 囊内的流体,流体囊具有弹 性偏离 装置。缓冲装置可以自动充气和 自动调节 ,并且在病人全部 接触 面下提供低接触面压 力 。套筒装置能防止剪切力摩擦损伤。支撑系统装置提供可单独调节的压力支撑区。在理疗方面,交变压力系统在病人身下提供交变升高和降低的压力区。
权利要求

1.一种用于支撑表面的支撑系统装置,包括:
至少一个流体囊,其特征在于
所述的流体囊包括带有弹性偏离装置的封袋和至少一个端口;
所述的支撑系统装置包括可控减压,用于设定并保持封袋内流体的最大压等级;
当加载的负荷所具有的压力大于流体囊内力的总和(包括支撑负荷的流体囊面积乘以流体囊内流体的压力,加上流体囊的重新成形力)时,所述的流体囊便会塌陷;
当流体囊内流体的压力增加时,流体通过可控减压阀流出封袋;
当所述的负荷的压力减少到小于流体囊内的力和流体囊的重新成形力的总和时,所述的流体囊会重新成形;
当重量从流体囊上移除时,封袋中会形成部分真空,流体通过进给阀流回进入至封袋中;
其中所述的流体囊可自动膨胀。
2.如权利要求1所述的用于支撑表面的支撑系统装置,其中所述的流体囊具有圆形的直径。
3.如权利要求1所述的用于支撑表面的支撑系统装置,其中所述的流体囊的外形结构选自单螺旋、双螺旋或箱形的。
4.如权利要求1所述的用于支撑表面的支撑系统装置,其中所述的流体囊还包括弹簧和弹性材料,其中所述的弹性材料被所述弹簧有弹性地支撑着。
5.如权利要求4所述的用于支撑表面的支撑系统装置,其中该弹性材料选自织物、防材料、橡胶、塑料、吸潮材料或超细纤维
6.如权利要求1所述的用于支撑表面的支撑系统装置,其中所述流体囊包括垂直旋转轴,并且所述流体囊按照与垂直旋转轴平行的方向塌陷和重新成型。
7.如权利要求1所述的用于支撑表面的支撑系统装置,其中所述的制造流体囊的材料选自弹性材料和模压成型材料。
8.如权利要求1所述的用于支撑表面的支撑系统装置,还包括直接置于所述的流体囊上的进口和出口。
9.一种支撑表面,包括:
多个的能进行自动膨胀的如权利要求1-8任意一项所述的用于支撑表面的支撑系统装置,和
外壳,所述的外壳适合于容纳所述的多个的自动膨胀的用于支撑表面的支撑系统装置,以致于所述的外壳把所述的自动膨胀的用于支撑表面的支撑系统装置固定在一起以形成床垫结构。
10.如权利要求9的所述支撑表面,其中所述的自动膨胀的流体囊的外形结构选自螺旋、多重螺旋、风箱或由螺旋弹簧所支撑的弹性材料。
11.如权利要求9所述的支撑表面,还包括至少一个多支管系统,其中所述的多支管系统可操作地附接在多个相互连接的自动膨胀流体囊的至少一个端口上。
12.如权利要求9所述的支撑表面,还包括用于向所述的多支管系统供给流体的装置。
13.如权利要求9所述的支撑表面,还包括交变流体压力系统,所述的交变流体压力系统适合于施加流体压力到至少一个所述的多支管系统上,其中施加在至少一个所述多支管系统上的流体压力按时间顺序进行变换。
14.如权利要求9所述的支撑表面,其中所述外壳还包括多个衬垫,其中至少一个所述的衬垫适合于容纳所述的多个自动膨胀流体囊。
15.如权利要求9所述的支撑表面,还包括置于多个自动膨胀流体囊之上以起到进一步的缓冲作用的顶部罩子。
16.如权利要求9所述的支撑表面,还包括外罩子。
17.如权利要求9所述的支撑表面,还包括声响控制封条,其用于减少自动膨胀流体囊进给和排出流体时所产生的声响。
18.如权利要求17所述的支撑表面,其中所述的声响控制封条为网状泡沫材料。
19.如权利要求17所述的支撑表面,其中声响控制封条的表面具有多种不同样的结构。
20.如权利要求17所述的支撑表面,其中声响控制封条选自包含柔性材料或刚性材料。

说明书全文

具有多支管系统的膨胀式缓冲装置

技术领域

[0001] 本发明一般关于一种流体囊,其用于对身体独立支撑床垫或支撑表面上,并用于对身体独立支撑的支撑表面上。本发明包括重新成形元件,其为具有弹性偏离装置的弹性流体囊。
[0002] 背景技术
[0003] 迄今为止,用于身体支撑的充气缓冲装置,例如床垫、沙发、座垫或类似物,一般包括多个于充气后可以支撑人体的气囊或气泡。气囊为人体提供支撑,并可充气到预想的压等级以为人体提供预定的舒适和支撑程度。
[0004] 在医学领域,包括多个气囊的缓冲装置通常用来在病人的身体的不同部分下提供不同程度的支撑。例如,床垫的上、中和下部分可包括独立的气囊。这些气囊可充气到不同的气压而以不同的气压为病人的上、中和下部分提供支撑。
[0005] 在护理长期卧床病人的医院,病人的身体常常受到过度的压力而感到痛苦。在医学领域众所周知,施加在病人身体上的持续的压力可导致软组织损伤。施加在病人皮肤上的外部压力可导致运送血液的毛细血管关闭,从而致使软组织病变。这种软组织损伤可导致褥疮形成。例如,施加在病人的脚跟的持续压力可导致在脚跟上形成褥疮。上述多囊缓冲装置可缓解施加在病人身体特定部分的压力,例如要缓解施加在病人的脚跟上的压力,可给病人腿下的气囊充气,使脚跟从床垫上抬起。因此,这缓解了持续施加在脚跟上的压力,防止在脚跟形成褥疮。
[0006] 气垫装置一般需要一种外置的来给装置中的气囊充气。或者,气垫装置在生产厂房预先充气,再送到使用地点使用。当充气地点的大气压力不同于装置使用地点的大气压力时便会产生问题。例如,如果使用地点的大气压力比充气地点的大气压力低,在使用地点的气囊将膨胀并变得更结实。
[0007] 医院把一些减压支撑系统列为“治疗产品”,这些产品足以减少施加在病人身上的压力,减少组织损伤,并有助于治疗皮肤不适,诸如烧伤、褥疮等。一般被认定为合格“治疗产品”的减压支撑系统都是床上装置的,床里载有达和泵,以调校床垫的形状和气压。此类床是非常昂贵的,操作者并需要接受大量的培训去学习怎样使用和操作系统。此外,由于众多可移动机械零件失灵,“治疗产品”常常需要大量维护。并且,这些复杂的减压支撑系统不可用于一般的箱式弹簧床垫支撑, 而是需要特定化的床架。这些床的复杂的设计使维修非常困难,并常常需要完全替换整个的系统以提供适当的维修服务。所述产品的另一缺点在于在停电时,这些床垫失去了压力,使病人处于坚硬的表面上,如果不采取措施,就会形成褥疮。因此,是有需要促成一种足以避开这些缺点的身体支撑装置。

发明内容

[0008] 本发明提供一种用于床垫、座垫、沙发或类似物的缓冲装置,其从流体(例如空气)获取支撑压力。缓冲装置仅仅具有几个可移动零件,可由使用者操作,仅需要最少的维护,也易于维修。本发明的装置包括支撑系统装置、套筒装置、护套、上层床垫和外部覆盖物。
[0009] 支撑系统装置可包括至少一个支撑囊,以便为身体提供支撑。每个支撑囊包含一个有流体的封袋。施加在封袋的外表面的外部负荷导致封袋变形为受挤压的形状。封袋包括重新成形元件,其可给封袋的内表面提供重新成形力,以把封袋恢复到其原来无负荷的形状。重新成形元件优选由弹性泡沫材料制成,然而,也可使用其他弹性装置。 [0010] 每个支撑囊都包括有入口、出口、进给和排出阀。入口和出口都直接置于流体囊上,并互相邻接或靠近。每个支撑囊内的排出阀通过一个从流体囊直接延伸的分支管道来连接排出控制系统。每个支撑囊的进给阀连接到进给控制系统。每个进给阀包括进给止回阀,其许可流体流入支撑囊,同时防止流体流出支撑囊。每个排出阀包括排出止回阀,其许可流体流出支撑囊,同时防止流体流入支撑囊。进给控制系统连接到流体供给池。排出控制系统连接到流体排出池。供给和排出池内的流体优选为空气,然而,也可使用任何合适的流体,例如或氮气。流体供给和排出池可包含同样的池,并可包含周围的流体的来源(例如空气)。
[0011] 在使用时,人、病人或动物压在封袋上的身体的重量会使封袋变形。为了起到说明的目的,以置在封袋上的为病人的身体作例子。当封袋的体积在变形作用下减少时,在封袋内流体的压力增加。当流体的压力增加,封袋内的流体通过排出阀从封袋流出并流进排出控制系统。然后,流体从排出控制系统流进流体排出池。再之后,由于封袋变形以适应病人的不规则的体形,支撑负荷的封袋面积增加了。当封袋内的力(包括支撑负荷的封袋的面积乘以封袋内流体的压力,加上由重新成形元件提供的力)等于负荷的重量,就达到了平衡。
[0012] 可于排出控制系统内包含可控减压阀,以便可以设定并保持封袋内最大的流体压力等级。不同选定的最大流体压力等级使支撑囊能适应不同的重量或容许病人和封袋表面之间有不同程度的适应性。优选最大的流体压力等级设定为确保病人的全部接触表面的界面压力低于能使软组织损伤(例如褥疮发生)的压力。
[0013] 当病人的重量移离支撑囊,重新成形元件便会向封袋的内表面施加向外推的力量。当封袋膨胀,在封袋的内部空间形成了部分真空,导致流体被吸回封袋的内部空间。流体从流体供给池通过进给阀被吸入进给控制系统,并进入封袋的内部空间。进给阀包括单向进给止回阀,其许可流体重新进入封袋的内部空间,同时阻止流体流出封袋的内部空间。 [0014] 本发明所述的支撑囊可把大气压力作为充气的压力。因此,当流体供给和排出池包含空气时,充气过程不需要任何动力,无需之前的“治疗产品”中使用的昂贵吹机、泵或微处理器。多个支撑囊可通过分支管道来与进给控制系统互相连接,并通过分支通道连接到排出控制系统以形成支撑系统装置。支撑囊的互相连接使流体囊维持恒定的压力。支撑系统装置可通过对病人的全部接触表面提供自动调节压力来支撑病人。支撑系统装置在被支撑的病人的全部表面下提供低接触面压力。例如,如果病人躺在支撑系统装置上,支撑系统装置确保在病人的全部接触面下的接触面压力低于会使软组织损伤的压力。 [0015] 支撑系统装置也具有每次病人的移动或重新躺在支撑系统装置后自动适应的能力。当施于支撑系统装置的压力分布改变,在支撑系统装置内的支撑囊自动充气或放气以在病人整个身体下保持低的接触面压力。
[0016] 本发明的另一实施例是提供了一种每个支撑区域都可以单独控制的支撑系统装置。每个支撑区包含至少一个支撑囊。每个支撑囊包括至少一个进给阀和至少一个排出阀。每个支撑区中每个支撑囊的进给阀连接到多支管系统,多支管系统包含具有多个分支导管的导管,分支导管从此导管延伸,多支管系统包含在进给控制系统内。单个支撑区中的每个支撑囊的排出阀连接到多支管系统,多支管系统包含具有多个分支导管的导管,分支导管从此导管延伸,多支管包含在单个排出控制系统内。每个支撑区具有一个单独的排出控制系统。进给控制系统连接到流体供给池。每个支撑区的排出控制系统连接到流体排出池。
一般每个支撑区的压力等级可设为不同的等级。例如,如果支撑系统装置包含床垫,支撑装置的上、中和下部区域可设为对病人的身体的上、中和下部分提供不同等级的压力或结实度。
[0017] 套筒装置包含一个围绕每个支撑囊的囊罩子。对多个支撑囊,每个囊罩子都附接到一个邻接的囊罩子上。支撑囊的封袋的表面可沿囊罩子的第一侧面自由滑动,而不会传输滑动运动到囊罩子的第二侧面。囊罩子的第二侧面可以是病人躺卧的一侧。因此,支撑囊的移动运动没有传送到病人处,因而防止了摩擦力或剪切力对于病人皮肤的损伤。当需要维修支撑囊时,套筒装置使得每个支撑囊易于移除并替换。
[0018] 本发明的另一个实施例额外提供了一种交变压力系统,用于向多个区提供交变供给压力。交变压力系统可与支撑系统装置一起使用。每个区包含至少一个支撑囊。交变压力系统包含加压的流体供给源,加压的流体供给源包括泵、加压的流体箱等。此外,交变压力系统包括控制系统,以对多个区域顺序地持续供给流体压力。病人身下的交变区的升高或降低对病人的骨骼和组织的活动是有益的。这种活动可促进病人的血液循环和淋巴液运动。当交变压力系统停用或失灵,支撑系统装置对病人的身体继续提供自动压力调整。 [0019] 护套包覆支撑系统装置、进给和排出控制系统,以及交变压力系统的一部分。护套可由任何适合的可拉伸材料制成,优选可由可拉伸的织物材料制成。
[0020] 上罩子进一步的对于病人的躯体提供弹性支撑。上罩子可由分层纤维充填的材料或其他适合的材料制成。上罩子可包括弹性脚跟支撑元件以减少在病人敏感的脚跟区的压力。上罩子可放在护套上方,并且由外罩子覆盖。或者上罩子可放在支撑系统装置上方。 [0021] 外罩子提供低摩擦和低剪切表面,进一步防止病人组织摩擦损伤。此外,外罩子提供防水和防污表面。医用的外罩子可由抗菌类材料制成。
[0022] 本发明的另一个实施例提供包含多个的支撑囊的支撑表面或床垫,支撑囊为具有重新成形能力的独立流体囊。每个独立流体囊具有弹性偏离装置。当负荷所施加的力大于流体囊内的力的总值(包括支撑负荷的流体囊的面积乘以流体囊内流体压力,加上流体囊的重新成形力)时,施加在流体囊的外表面上的外部负荷使流体囊变形为压缩的形状。一旦负荷减少,流体囊的重新成形力可使流体囊重新变为原来无负荷的形状。当封袋内的力等于负荷的重量时,就取得了平衡,封袋内的力为由支撑负荷的封袋的面积乘以在封袋内流体的压力加上由重新成形元件提供的力。根据所承受的不同负荷,流体囊施加不同的力度并进行膨胀以及收缩。
[0023] 支撑系统装置包含弹性偏离流体囊,也包含底部外套或外壳,其可包裹着流体囊,并把它们固定在一起以形成床垫结构。具有外套的流体囊与进给控制系统和排出控制系统(包括可控减压阀)相连接以制成支撑系统装置。流体囊的移动性和流体囊的结实度和柔软性是受流体囊本身的特质和可控压力减压阀所设定的压力等级决定的。例如,可如基底材料高度、ILD(载荷挠度发生率)、流体囊材料的密度、气压、流体囊高度,气流控制、空气声响控制、气流方向以及空气移动的速度等可变量,都影响流体囊对力的反应。利用声响控制封条可减少在含气囊的进给和排出期间所发出的声响,达至空气声响控制。 [0024] 本发明的缓冲装置允许使用者可在使用地点调节每个支撑囊的最大压力等级。当支撑系统被大气空气包围,支撑系统装置可以自动充气、自动调节,并且不需要如在相关的“治疗产品”领域般,需要的昂贵的气泵和控制系统。另外由于本发明有较少的可移动零件,和复杂的相关技术相比,其维护和修理是简单的,并且花费也是合理的。
[0025] 当需要对人体或病人的进行自动调节动态压力支撑时,本发明的缓冲装置可与 任何支撑装置一起使用。
[0026] 例如,这些支撑装置可以是床垫、沙发、坐垫等。
[0027] 本发明的第一方面在于提供了用于支撑表面的流体囊,包括:在该支撑表面该流体囊内的弹性偏离装置,以重新形成该流体囊,以便当加载的负荷具有的力大于流体囊内力的总值(包括支撑负荷的流体囊的面积乘以在流体囊内的流体的压力,加上流体囊的重新成形力)时,每个流体囊都会塌陷,并且当该负荷减少到其具有的力小于在流体囊内的力和流体囊的重新成形力的总值时,该流体囊重新成形,其中该流体囊会自动充气。 [0028] 本发明的第二方面是提供了支撑表面,包括:多个的自动充气流体囊,其中每个该自动充气流体囊具有弹性偏离装置以重新成形自动充气的流体囊和至少一个进出口;以及一个适于接收该多个自动充气流体囊的外壳,其中该外壳把该自动充气流体囊相连接在一起形成床垫结构。
[0029] 附图说明
[0030] 本发明的特征可从发明详述和优选实施例以及附图来得到较好的理解: [0031] 图1为本发明所述可充气缓冲装置的结构示意图;
[0032] 图2为包括重新成形元件和进给阀的支撑囊的部分截面示意图;
[0033] 图3为支撑系统装置的侧视图;
[0034] 图4为包含多个的受控支撑区的支撑系统装置的另一实施例的俯视图; [0035] 图5为沿图4的5-5线截取的支撑系统装置的横截面示意图;
[0036] 图6为图5的支撑系统装置内的多个区的压力分布的示意图;
[0037] 图7为包含交变压力系统的支撑系统装置的另一实施例的俯视图;
[0038] 图8为沿图7的8-8线截取的支撑系统装置的横截面图;
[0039] 图9为图8的多个的支撑囊内的交变压力系统提供的第一压力分布模式示意图; [0040] 图10为图8的多个的支撑囊的交变压力系统提供的第二压力分布模式示意图; [0041] 图11为床垫缓冲装置的剖视图;
[0042] 图12为具有外罩子的床垫缓冲装置的视图;
[0043] 图13为传统的床垫上躺着的病人的横截面图;
[0044] 图14为病人的横截面图,病人被本发明的缓冲装置所支撑,其中在病人身下具有低的接触面压力;
[0045] 图15为椅座缓冲装置的结构示意图;
[0046] 图16为具有交变压力支撑囊的缓冲装置的另一实施例的俯视图;
[0047] 图17为螺旋弹簧弹性支撑的结构示意图;以及
[0048] 图18为风箱弹性支撑的结构示意图;
[0049] 图19为包含按照本发明的弹性偏离流体囊的缓冲装置的结构示意图; [0050] 图20A为具有弹性偏离流体囊的外壳的实施例的侧视图;
[0051] 图20B为外壳的实施例的侧视图;
[0052] 图21为装有弹性偏离流体囊的外壳实施例的侧视图,;
[0053] 图22为未装空气舱的外壳的结构示意图;
[0054] 图23为包含弹性偏离结构的流体囊的侧视图;
[0055] 图24为具有弹性偏离装置的流体囊的实施例的横截面图,弹性偏离装置包含声响控制封条。
[0056] 具体实施方式
[0057] 尽管本发明的某些优选实施例将在以下详述,但应知道可对所述内容作出各种改变和修改仍没有偏离所附权利要求范围。本发明的范围不限于组件的数量、材料、外形、相关的设置等,所示仅为优选实施例的范例。本发明的特征和优点与所附附图一起详述,其中相同的编号指代附图中的相同的元件。尽管附图是解释本发明的,但附图无需按比例绘制。 [0058] 参见图1,图1为按照本发明的优选实施例的缓冲装置10的结构示意图。当需要对人体或病人56(图14)进行自动调节动态压力支撑时,缓冲装置10可与任何支撑装置一起使用。例如,支撑装置可包括床垫、沙发、坐垫等。缓冲装置10包括支撑系统装置12,支撑系统装置12包含至少一个支撑囊14、套筒装置16(图5)、护套18(图5)以及上衬垫20。
[0059] 支撑系统装置12包括至少一个用于对病人56提供提升支撑的支撑囊14。每个支撑囊14包括一个进给阀40和一个排出阀42。如图1所示,缓冲装置10也可包括两个端壁24、26,以及两个侧壁28、30。端壁24、26和侧壁28、30可由弹性材料制成,例如泡沫材料或橡胶。上衬垫20设于护套18之上并且对身体起到进一步的缓冲作用。上衬垫20可由任何弹性材料组成,例如泡沫材料、绒毛、充气垫等。
[0060] 图2为包含封袋34A和重新成形元件32A的支撑囊14A的部分横截面示意图。封袋34A中包含流体36。施加在封袋34A上的外部负荷使封袋34A变形为压缩状态。重新成形元件32A为封袋34A的内表面38A提供重新成形力。当外部负荷从封袋34A上消失时,重新成形力使封袋34A恢复到其原来的形状。重新成形元件32A优选的材料为弹性泡沫材料,然而,也可使用其他弹性装置,例如螺旋弹簧500(图17)或风箱520(图18)。螺旋弹簧500被弹性材料502所包围。风箱520可由柔韧弹性材料(例如塑料)制成并充入流体(例如空气)。类似于图23所示的流体 囊614,重新成形元件的外部结构可具有两个或成对的螺旋样式530。
[0061] 图1和图3显示了适用于床垫的支撑系统装置12的例子,其包括多个支撑囊14A、14B、14C和14D。图1和3所示的部件14A、14D为内部支撑囊的例子,部件14B和14C为末端支撑囊的例子。如图3所示,部件40A、40B、40C、40D为进给阀和部件42A、42B、42C和42D为排出阀。每个进给阀40包括一个进给止回阀48,其可使流体36流入支撑囊14,同时防止流体36从支撑囊14流出。每个排出阀42包括一个排出止回阀50,其可使流体36从支撑囊14流出,同时防止流体36流回支撑囊14。每个排出阀42通过在总管60中的T形接头60A、60B、60C和60D连接排出导管,总管60包含在排出控制系统46中。每个进给阀40优选通过总管58中的T形接头58A、58B、58C和58D连接到进给导管,总管58包含在进给控制系统44中。
[0062] 进给控制系统44与流体供给池52相连接。排出控制系统46与流体排出池54相连接。一般包括在流体供给池52和流体排出池54中的流体36为空气,然而也可使用任何合适的流体36(例如水或氮气)。流体供给池52和流体排出池54的池可以是相同的,并且所包含流体36的来源(例如大气空气)也可以是相同的。
[0063] 如图14所示,置于在缓冲装置10上的身体(例如病人56)的重量使在每个支撑囊14内的封袋34变形。在变形的作用下,封袋34的体积减少,此时每个封袋34内的流体36的压力增加。当流体36的压力增加时,每个封袋34内的流体36通过相应的排出阀42从封袋34流出,并进入排出控制系统46(参见图1和3)使得每个流体囊的的压力独立于每个其他流体囊的压力。然后,流体36从排出控制系统46流入流体排出池54。此外,由于每个封袋34为适应病人56的不规则的体形而进行的变形,支撑负荷的封袋34面积增加了。当封袋34内的力等于负荷的重量时,就获得了平衡。封袋内的力包括由支撑负荷的封袋34的面积乘以封袋34内的流体54的压力加上由重新成形元件32提供的力。 [0064] 如图3所示,可控减压阀62包含在排出控制系统46中,并附接在排出导管60的末端64上。可控减压阀62的出口66附接在流体排出池54上。可控减压阀62控制排出导管60和每个支撑囊14内的每个封袋34内的流体的最大压力等级。使用者通过调节可控减压阀62上的旋钮68或其他调整装置控制受控的最大压力等级。为了使支撑系统装置
12适应不同体重的病人56,在支撑囊14A、14B、14C和14D内可以设定不同的最大容许压力。在支撑囊14A、14B、14C和14D内不同最大的可容许压力的设定也可使病人56和每个封袋34的表面之间获得不同程度的适应性。优选设定的最大压力应确保病人56的全部接触表面下的接触面压力低于可导致软组织损伤的压力。本发明所述的缓冲装置10的使用者可在使用地点上调节并设定每个支撑囊14的最大压力等级。最大压力在6英寸水柱的压力之上为佳,但 最好在大约8至12英寸水柱的压力之间。取决于操作要求、使用者的偏好等,也可使用其他范围。
[0065] 图13所示的为躺在传统的床垫72上的病人56。病人56身上的高压区由代表力的箭头PA、PB、PC、PD和PE表示。图14所示的为躺在本发明所述的缓冲装置10上的病人56。如图所示,衬垫装置10提供既低又均匀的接触面压力PX,此压力PX支撑病人56的全部接触表面。接触面压力低于可导致软组织损伤的压力,因此防止了形成褥疮和其他损伤。 [0066] 当病人56的体重移离每个支撑囊14时,重新成形元件32(如图2所示)在每个封袋34的内表面38上施加重新成形力。当每个封袋34膨胀,在每个封袋34的内部空间70中形成了部分真空。真空使流体36从流体供给池52吸入进给控制系统44中。然后,流体
36从进给控制系统44抽出,通过相应的进给阀40吸入每个封袋34的内部空间70中。当流体供给池52和流体排出池54包含空气时,无需之前的“治疗产品”中所需的昂贵的吹风机、泵或微处理器亦可完成充气过程。本发明的支撑系统装置12也具有当每次病人56移动或重新躺在支撑系统装置12上时自动调节的能力。当施加在支撑系统装置12上的压力分布改变时,在支撑系统装置12内的支撑囊14会进行自动充气或放气以恢复在病人全身下的低接触面压力PX(如图14所示)。
[0067] 图4为本发明的另一实施例,其提供了在支撑系统装置80内的独立受控支撑区“A”、“B”和“C”。每个支撑区“A”、“B”和“C”中包括至少一个支撑囊14。每个支撑囊14包括至少一个进给阀40和至少一个排出阀42。如图4所示,每个进给阀40A-40H连接进给控制系统44。“C”区的排出阀42A和42B连接排出控制系统82。“B“区内的排出阀42C、42D、42E连接排出控制系统84。“A”区内的排出阀42G和42H连接排出控制系统86。每个进给阀40A-40H可使流体36分别流入每个支撑囊14A-14H,同时阻止流体36分别回流出每个支撑囊14A-14H。每个排出阀42A-42H可使流体36分别流出每个支撑囊14A-14H,同时阻止流体36分别回流入每个支撑囊14A-14H。进给控制系统44连接流体供给池52。排出控制系统82、84和86连接到流体排出池54。一般来说,包含在流体供给池52内和流体排出池54内的流体36为空气,然而也可使用其他流体36。
[0068] 每个排出控制系统82、84和86分别包括减压阀88、90和92,减压阀使“A”、“B”和“C”区内的流体36的压力低于设定的水平。使用者通过调节每个减压阀88、90和92内的旋钮68或其他调整装置控制每个“A”、“B”和“C”区内的流体36的最大压力等级。 [0069] 图5为沿图4的5-5线截取的支撑系统装置80和“A”、“B”和“C”区的横截面图。当空气供给至流体供给池52时,无需吹风机或泵供给压缩流体36。 如上所述的支撑系统装置12,当病人56的体重移离,每个支撑囊14A-14H自动充气。每个排出控制系统82、84和86让使用者能独立控制每个“A”、“B”和“C”区内流体36的最大压力等级。如图6所示为在“A”、“B”和“C”区设定的不同压力等级的实施例。例如,如果支撑系统装置80包含在床(图中未显示)的床垫内,可为病人身体56的上、中和下部提供不同等级的压力或结实度。
[0070] 如图5所示,套筒装置16包括围绕每个支撑囊14的囊罩子96。每个囊罩子96A、96B、96C、96D、96E、96F、96G和96H,通过连接件98A、98B、98C、98D、98E、98F和98G附接在每个邻接的囊罩子96上。例如,连接件98A-98G可通过粘合的、热封或缝合连接来制成。每个囊罩子96可使相应的封袋34的外表面100沿囊罩子96的内表面102自由滑动,而不把这个运动传送到囊罩子96的外表面104上。例如在图5中所示,支撑囊14A包含被囊罩子
96A围绕的封袋34A。封袋34A的外表面100A沿囊罩子96A的内表面102A自由滑动。滑动运动并未传送到囊罩子96A的固定外表面104A。固定外表面104A置于病人所躺的外罩子22(图11)的侧面,以便封袋34A的滑动运动不会传送到病人身上。因此,套筒装置16的囊罩子96防止摩擦剪切力磨伤病人56的皮肤。
[0071] 如图7所示为支撑系统装置106的另一实施例。支撑系统装置106提供额外的交变压力系统130,其提供交变供给压力给如图7的多个的“E”和“F”区。交变压力系统130可包括任何可供给流体36压力的装置,如泵、压缩机等。包含在交变压力系统130内的也可是任何装置,例如可周期性在导管132和134之间转换压缩流体36的阀(未图示)。每个支撑区“E”和“F”,包含至少一个支撑囊14。每个支撑囊14包含至少一个进给阀40和至少一个端口43。每个进给阀40包括一个止回阀(图中未显示),其可使流体36流入支撑囊14内,同时防止流体36流出支撑囊14。每个端口43允许未受阻止的流体36流入或流出支撑囊14。如图7所示,每个进给阀40J-40Q均连接到进给控制系统44。 [0072] “E”区内的端口43Q、430、43M和43K与导管或总管108相连接。“F”区内的端口43J、43L、43N和43P与导管或总管110相连接。导管108的第一末端112与止回阀114相连接,导管108的第二末端118与关闭阀120相连接。导管110的第一末端122与止回阀
124相连接,导管110的第二末端126与关闭阀128相连接。导管132与具有交变压力系统
130的关闭阀120相连接。导管134与具有交变压力系统130的关闭阀128相连接。导管
136和138与止回阀114相连接。止回阀124与排气控制系统140相连接。
[0073] 关闭阀120可为“快速断开”型,使当导管132连通时流体36可流经关闭阀120,并当导管132断开时阻止流体36流动。关闭阀128也可为“快速断开”型,使当导管134连通时流体36可流经关闭阀128,并当导管134断开时阻止流体36 流动。止回阀114可使流体36从导管108流入导管136内,并阻止流体36从导管136和138流入导管108。止回阀124可使流体36从导管110流入导管138,并阻止流体36从导管138和136流入导管110内。排出控制系统140包括类似于上述减压阀的减压阀142。
[0074] 当关闭阀120和128关闭时,减压阀142把在导管108和110中的流体36的压力保持在低于选定的水平。每个进给阀40J-40Q可使流体36分别流入每个支撑囊14J-14Q中,同时阻止流体36分别流出每个支撑囊14J-14Q之外(如图7所示)。每个进给阀40J-40Q连接进给控制系统44,进给控制系统44连接流体供给池52。一般包含在流体供给池52中的流体36为空气,然而任何其他适合的流体也可使用。导管108和110通过端口43J-43Q连接“E”和“F”区。因此,减压阀142把流体36的压力保持在“E”和“F”区选定的水平。使用者通过调节减压阀142内的旋钮144或其他调整装置控制“E”和“F”区中流体36的最大压力。减压阀142连接流体排出池54。当使用的流体为空气,而且关闭阀120和128关闭时,支撑系统装置106可自动充气和自动调节。
[0075] 交变压力系统130向导管108和110交替供给具有高和低压力的流体36。当导管132与关闭阀120相连通,同时导管134也与关闭阀128相连通时,就向导管108和110供给交变压力。导管108和110向“E”和“F”区交替供给流体36压力。
[0076] 例如,交变压力系统130为导管108提供高压流体36,同时为导管110中提供低压流体36。此时就在“E”区形成高流体36压力,在“F”区形成低流体36压力。流体36流经止回阀114流入导管136和138,但被止回阀124阻止流入导管110。如图8所示,由交变压力系统130所提供的流体36的流量比通过减压阀142流出的流体的流量要高很多,以致高压流体36充满“E”区支撑囊14K、14M、140和14Q。图9所示的为“E”和“F”区的支撑囊的压力等级。这个条件下,“E”区的支撑囊14在病人56身下升高,并且“F”区的支撑囊14在病人56身下下降。
[0077] 然后,向导管110供给高压力流体36,并且向导管108供给低压力流体36,迫使高压流体36流入“F”区,低压流体36流入“E”区。流体36流经止回阀124流入导管138和136,但是被止回阀114阻止流回导管108。由交变压力系统130提供的流体36流量大大高于通过减压阀142流出的流体36流量,以致高压流体36充满“F”区的支撑囊14J、14L、14N和14P。图10为“E”和“F”区支撑囊14的压力等级。这个条件下,“F”区支撑囊14在病人56身下升高,并且“E”区支撑囊14在病人56身下下降。
[0078] 病人56身下的“E”和“F”区的支撑囊14的交替抬起和降低对病人的骨骼和组织都是有益的。这种运动能促进病人56的血液循环和淋巴液运动。
[0079] 交变压力系统130包括计算机控制系统131,计算机控制系统131程序可设置为按使用者喜好的任何次序向多个的支撑囊14供给交变压力。
[0080] 图16为另一实施例,其为具有多个支撑囊14的支撑系统装置180。这个实施例显示支撑囊14AA-14SS的外形的另一例子。支撑囊14可按与支撑系统装置12和支撑系统装置106相似的模式互相连接,以向支撑系统装置提供自动充气、自动调节、分区压力控制,以及向躺在支撑系统装置180上的人提供交变压力支撑和运动。包含在交变压力系统130内的计算机控制系统131可按使用者的喜好依任何次序来把程序设计为向多个支撑囊
14AA-14SS供给交变压力。
[0081] 图11所示为床垫缓冲装置200的剖视图。床垫缓冲装置200包括躯干支撑系统220、脚跟支撑系统240以及套筒装置260、护套18、上衬垫20和外罩子22。躯干支撑系统装置220包括多个的支撑囊14、侧壁28、端壁26以及侧壁30。侧壁28和30以及端壁26由弹性材料制成。套筒装置260包括囊罩子96。每个囊罩子96围绕支撑囊14以防止滑动和摩擦运动传送到病人56。支撑囊14向躺于支撑系统装置220上的病人56的躯干提供自动充气和自动调节压力支撑。支撑囊14沿床垫缓冲装置200的纵向延伸。并且,可在病人
56身下的独立支撑囊14上施加交变压力,以向病人56的身体提供治疗运动。 [0082] 脚跟支撑系统装置240包括多个的支撑囊14、端壁29、侧壁242以及侧壁244。脚跟支撑系统240向病人56的脚跟区提供支撑。支撑囊14沿床垫缓冲装置200的横向延伸。
[0083] 护套18包覆着躯干支撑系统装置220和脚跟支撑系统装置240。上衬垫20放在护套18上,并向病人提供进一步的缓冲和令病人舒适。上衬垫20可由任何弹性材料组成,例如泡沫材料、软绒毛、充气垫等。
[0084] 图11和12所示为外罩子22。床垫缓冲装置200的外罩子22提供低摩擦和低剪切力表面,进一步防止病人56组织损伤。此外,外罩子22提供防水和防污表面。为了适合在医学应用,外罩子22可由抗菌类材料制成。外罩子22包括端壁202和204、侧壁206和208、顶壁210和底壁212。闭合装置214使外罩子22的上部分216与下部分218相连接。
闭合装置214可包含例如拉链、扣、吊钩和扣眼扣件等。侧壁206和208可包含可拉伸的面板222和224,使当支撑囊14在外罩子22内抬起和下降时外罩子22可膨胀和收缩。可拉伸的面板222和224可以容纳支撑囊14的移置,以防止顶壁210的拉伸。因此,顶壁并不把剪切力传送到躺于顶壁210上的病人56身上。外罩子22上可附接上柔性把手226,使用者可以凭借把手226抓住并移动床垫缓冲装置200。
[0085] 图15为本发明所述的座位缓冲装置260的实施例。座位缓冲装置260包括三个支撑部件262、264和266。支撑部件262、264和266每个都包含至少一个支撑囊14。支撑囊14可以类似于支撑系统装置12、支撑系统装置180和支撑系统装置106的方式互相连接而向坐在座位缓冲装置260上的人提供具有自动充气、自动调节、分区压力控制和交变压力支撑和移动功能。例如,每个支撑部件262、264和266可包含进给阀263和排出阀265。排出阀265与具有可控制减压阀269的排出控制系统267互连接在一起。与本发明之前的实施例一样,减压阀269控制每个支撑部件262、264和266中的流体的最大压力等级。 [0086] 图19所示的为另一实施例的支撑系统装置612,其包括嵌入容纳装置或外壳620内的至少一个支撑囊或流体囊614,置于囊上方的提供进一步的缓冲的上衬垫650和外罩子652。图19的实施例所示的为支撑囊614A-6140的外形的另一例子。支撑囊614可以类似于支撑系统装置12和支撑系统装置106的方式互相连接以向躺在支撑系统装置612上的人提供具有自动充气、自动调节、分区压力控制和交变压力支撑和运动功能。包含在交变压力系统130内的计算机控制系统131其程序可设计为按使用者喜好的任何次序向多个支撑囊614A-6140供给交变压力。
[0087] 支撑系统装置612包括至少一个向病人56提供支撑的支撑囊或流体囊614。流体囊614可指代为舱。流体囊614的数量越多,装置对重量或负荷的反应就越灵敏。图23所示为典型的流体囊614的侧视图,所述的流体囊614具有螺旋样式530的外在结构、一个垂直旋转轴540和多个端口640A和640B。流体囊614的外结构上可具有单个螺旋样式或双螺旋样式。然而,流体囊614也可为任何具有能使流体囊重新成形的弹性偏离装置的流体囊,以便于当加载的负荷具有的力大于流体囊内的力的总值(包括由支撑负荷的流体面积乘以流体囊内流体的压力,加上流体囊的重新成形力)时,流体囊会塌陷;而在该负荷减少到具有的力小于流体囊内的力和流体囊的重新成形力的总值时,该流体囊重新成形。换而言之,一旦流体囊614被人或物品的重量所挤压时,流体囊614就产生重新成形力以便当重量减少时重新成形。向流体囊614施加的外部负荷导致流体囊614变形为受压的外形。流体囊614提供重新成形力,当外部负荷从流体囊614上移离时,重新成形力使流体囊614恢复其原来的形状,所以流体囊是自动充气的。
[0088] 流体囊614由可容纳流体(例如空气、水或氮气)的弹性材料制成。流体囊614可由塑料树脂或任何可模压成型的人造橡胶材料制成。然而,流体囊614也可为金属造的螺旋弹簧500(如图17所示),其被作为表面包覆物502的弹性材料所包围。表面包覆物502可为织物、防水材料、橡胶、塑料、吸潮材料、超细纤维或任何其他材料。所述的材料需要有弹性地或柔韧地包覆弹簧500,并当含有流体时被弹簧500有弹性地或柔韧地支撑。流体614也可为风箱520(如图18所示)的形状,其由柔软的弹性材料(例如塑料)制成,并且以流体(例如空气)填充。
[0089] 流体囊的可运动性和流体囊的坚固性及柔软性都由流体囊614本身的性能和可控减压阀62所设定的压力水平来决定。例如,基底材料高度、ILD(载荷挠度发生率)、流体囊材料的密度、空气压力、流体囊高度、气流控制、空气声响控制、气流方向、和空气移动的速度等变数都影响流体囊对力的反应。此外,流体囊的高度、流体囊的直径、流体囊的壁厚、用来制造流体囊的树脂的类型以及与螺旋的外径(0D)和内径(ID)范围相联系的螺旋的斜度或度,都对流体囊614的结实度的控制起作用。流体囊614可包含空气或任何合适的流体(例如空气、氮气、水等)。
[0090] 图23所示的为具有两个或成对螺旋样式530的圆柱状流体囊或舱的实施例。双螺旋样式530控制流体囊614的稳定性和偏转度,流体囊614得以在受压和重新成形时与其垂直的旋转轴540紧密地保持平行的状态。如图23和24所示,每个流体囊614具有多个的端口640。还可以有进给端口640A和排出端口640B。进给端口640A可含有可使流体36流入支撑囊614的进给止回阀642A,同时防止流体36流出支撑囊614。同样地,每个排出端口640B可包括可使流体流出流体囊的排出止回阀642B,同时防止流体36流回流体囊
614。
[0091] 利用端口640内或从流体囊614延伸的导管内的声响控制封条648(如图24所示),可用作空气声响控制。如图24所示,声响控制封条648可设置在进给和/或排出端口640A和640B内,或设置在以可操作的方式连接流体囊614的导管363内。声响控制封条648用于减少流体囊614的进给和排出期间的声响。声响控制封条648可由网状泡沫塑料制成,其表面具有多种不同样的结构,或由任何其他材料制成。只要其可嵌入端口、导管或从端口延伸的接头,并在进给和排出期间减少空气移动的声响即可。声响控制封条648可由弹性或刚性材料制成。声响控制封条648也可包含在图1、3、4、7和16所示的实施例中。
[0092] 图19所示为包括多个的流体囊614A、614B、614C、614D、614E、614F、614G、614H、614I、614J、614K、614L、614M、614N和614O的用于床垫的支撑系统装置612的实施例。基底外套或外壳620将流体囊614固定在一起。所述的基底外套或外壳620适合于容纳流体囊
614。外壳620为容纳装置,其控制空气舱的相对于表面的移动。外壳620可由空气或泡沫或其他液体能渗透或不能渗透的的材料组成。外壳620可为泡沫材料外壳、塑料边带或任何能把流体囊固定在一起以形成床垫、衬垫或支撑装置。图19所示的外壳620为包含分隔舱622,以容纳流体囊614的泡沫材料外壳。外壳620是用作流体囊容纳器并且是把流体囊固定在一起以形成床垫结构。外壳620通过利用底部的各种高度(H)、改变ILD、密度和底部外壳(不限于泡沫材料)的质量的空气压力、基底材料与规定区域内流体囊的数量参数关系这些性质向流体囊提供稳定性。外壳620支撑、包覆并防止流体囊614和空气供给系统630移动。
[0093] 图20A所示的为装有流体囊614的外壳620的侧视图。点状线表明在此实施例中泡沫材料的外壳620可为各种高度(H),其影响分隔舱622的深度。如图20A所示,外壳的高度(H)比流体囊614的高度低很多。相反,外壳620可垂直延伸到或接近于与流体囊614同样的高度。为了把流体囊614维持在外壳内,外壳可包括在开口内的螺纹状的构造624或适合于容纳外表面为螺纹状(即螺旋状的)的流体囊614的分隔舱622。
[0094] 如图21所示的为具有多个的衬垫621的外壳620的另一实施例。至少一个衬垫,在本实施例中为顶部衬垫或第一衬垫626,适合于容纳多个的流体囊。例如,如图21所示,衬垫包括开口或隔舱622,其一般适应于流体囊614的外形并且在使用装置612期间能固定流体囊614的位置。外壳620可具有一个或更多的侧壁628,以及底部衬垫或第二衬垫627。
[0095] 图22所示的为未装有流体囊的外壳620的俯视图,以及容纳流体囊614的分隔舱622A-6220。外壳620可包括在分隔舱622之间的通道660以容纳使流体囊614(如图22所示)互相连接的导管。通道660可为外壳620内的开口或狭长切口。所述的通道660并可通过切割或模塑的方式设置在基底外壳620中。
[0096] 如图19所示,支撑系统装置具有上衬垫650和外罩子652。上衬垫650置于流体囊614和外壳620的上方以进一步的起到缓冲的作用。上衬垫650可由分层纤维充填的材料或其他提供缓冲的适合材料制成(例如泡沫材料、羊毛或吸潮材料)。外壳620、流体囊614和上衬垫650包含在外罩子652内,外罩子652可具有低摩擦和低剪切力表面以进一步防止病人的组织摩擦损伤。此外,外罩子652提供防水和防污的表面。外罩子652为可膨胀的、防水或吸潮的。外罩子652可包括一个或更多的可拉伸的面板以提供膨胀空间。为了医学应用,外罩子652可由抗菌类材料制成。
[0097] 本发明的上述介绍仅为图示和叙述而作。其无意做到极其详尽或把发明限定于所披露的精确形式,根据上述揭示也可有许多改进和变体。例如,本发明的缓冲装置适合于向任何受支撑的身体提供自动充气、自动调节、分区压力控制和交变压力支撑。并且,本发明的缓冲装置适合于任何要求在缓冲装置和被支撑的身体表面之间的保持低接触面压力的应用场合。此类改进和变体对本领域的专家是明显的,并且包括在权利要求界定的本发明的范围内。
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