CN101888870B

CN101888870B - 换气稳定系统

Info

Publication number: CN101888870B
Application number: CN2008801133268A
Authority: CN
Inventors: 约翰·E·雷姆; 约翰·拉皮埃尔
Original assignee: UTI LP
Current assignee: UTI LP
Priority date: 2007-10-26
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2028-10-23
Also published as: WO2009052631A1; CN101888870A; US20090133696A1

Abstract

这个装置包含根据病人上颚来定位下颚位置的下颚定位器和呼吸协助装置。呼吸协助装置包含一个传感器，用以探测病人呼吸状态的至少一个代表性特征。呼吸气源包含病人面罩，拥有至少第一操作位置和第二操作位置。与第二操作位置相比，呼吸气源在第一操作位置能够向病人提供不同二氧化碳与氧气比率的气体。呼吸气源可以依据传感器的信号，相应地在第一和第二操作位置之间移动。例如，呼吸气源能够在第一操作位置向病人提供再呼吸气体，而在第二操作位置提供大气。呼吸面罩能够向病人提供呼吸气体。

Description

换气稳定系统

技术背景

中枢性睡眠呼吸暂停是一种典型的睡眠障碍性呼吸，其特点是睡眠中的大脑不能产生有规律，有节奏的触发神经活动。引起有节奏的呼吸停止，亦称为呼吸暂停，表明了调节呼吸的速率和深度的呼吸控制系统的失调。例如全面的肺部通气。应该将中枢性睡眠呼吸暂停和阻塞性睡眠呼吸暂停区分开来，后者的主要原因是咽部通气道障碍，尽管存在有节奏的神经活动控制呼吸肌。中枢性睡眠呼吸暂停和阻塞性睡眠呼吸暂停的差别有明确的规定，且这两者能够共存。

当通气道发生物理性阻塞时，阻塞性睡眠呼吸暂停才发生，例如由于咽部功能失效。通过鼻进行持续气道正压通气(CPAP)是治疗阻塞性睡眠呼吸暂停的标准疗法。鼻持续气道正压通气(CPAP)方法采用了对鼻气道进行正压通气，从而增加了咽内压力，保持了咽的通畅。这种治疗方法的一个问题是，压力产生装置和鼻腔导气管之间的接触面设置。为此目的，设计了许多的鼻部面罩，并且在商业上得到使用。鼻CPAP疗法的另一个有疑问的特征是，出现了气体从咽部经口腔进入外界的问题，也就是口漏气。这种从咽到口的气体泄露使得通过鼻流入的气体增加，从而导致鼻炎。此外，口漏气给病人及其同床的伙伴造成烦扰。最后，一些鼻CPAP治疗方法需要建立不漏的接口，这意味着排除口漏气。传统说来，口漏气的问题已经通过下巴托或者一个完整的脸部面罩得到解决。然而这些都为病人带来大量麻烦，且常常是无效的。

在鼻CPAP治疗方法中消除口腔泄露是困难的，因为嘴巴由一个固定的上牙弓或上颚和一个可移动的下牙弓或下颚组成。此外，在嘴唇部位进行密封是困难的。因此，为了建立一个口密封，需要固定下颌骨才能在在嘴唇处建立密封。防止口腔泄漏的一个方法是使用一个完整的面罩覆盖鼻子和嘴巴。然而，一个完整的脸部面罩往往并不能稳定下颌骨。因此密封整个脸部面罩时候，对下嘴唇和下巴的大量用力将使得下颌骨被迫后退。这种下颚骨后退的影响可能导致舌头往后的运动，收缩咽部。完整的脸部面罩的困难得到广泛的重视，此外，一个完整的脸部面罩，与鼻罩或者口鼻一体的接触面相比，更可能导致幽闭恐怖症。

与阻塞性睡眠呼吸暂停相比，中枢性睡眠呼吸暂停与呼吸控制系统的缺陷更加具有相关性。虽然中枢性睡眠呼吸暂停在许多临床情况下可能产生，但最经常观察到的是它与心脏衰竭或脑血管功能不全症状并发。切恩-斯托克斯氏呼吸(即潮式呼吸)指的是病人每次呼吸都增加呼气量(潮气量)与增加呼吸频率。这是一种不稳定的呼吸状态，可能由中枢性睡眠呼吸暂停所导致。化学反射反馈回路控制呼吸，切恩-斯托克斯呼吸由反馈回路中增益的增加而引起。一个反馈回路被称为外围反馈回路，涉及颈动脉的CO₂和O₂传感器。如果在这个闭环中增益过高，会导致呼吸不稳定。出现中枢性睡眠呼吸暂停和切恩-斯托克斯呼吸的其他原因还包括循环延迟和咽不稳定。

咽不稳定和化学反射循环的增益增加都将引起中枢性睡眠呼吸暂停症状的发生。虽然持续气道正压通气治疗法(CPAP)传统上历来用于稳定咽部，这也可以通过下颌前突来实现。实际上，中枢性睡眠呼吸暂停可以被看作是在阻塞性睡眠呼吸暂停下颚前突治疗情况下的突生现象。下颚前突装置用于调整下颌位置，以与上颌骨相对。申请人并不知道下颌突出装置用来治疗中枢性睡眠呼吸暂停的方法。此外，虽然下颌前突装置在阻塞性睡眠呼吸暂停治疗中广为人知，但是它们并不总是有效的。

化学反射反馈回路中的异常高增益产生的影响可以通过受控制的再呼吸得到减轻。在这种方法中，采用了一种不漏的接触面，同时在中枢性睡眠呼吸暂停期周期的临界点增加外界的呼吸死腔。这样，在过度通气阶段出现了短暂再呼吸，缓和了这段时间内肺泡通气量的增加。

受控制的再呼吸方法在中枢性睡眠呼吸暂停治疗法中比较知名。例如，在美国2006年7月11日授予的专利号为7073501的专利中有所描述，通过引用，在这里有所描述。在受控制的再呼吸中，病人再呼吸时呼出气体，其中包含增加了的二氧化碳，和减少了的氧气含量。受控制的再呼吸影响外围的反馈回路，减少回路增益。受控制的再呼吸并非一直有效。在受控制的再呼吸中，需要一个接触面来控制再呼吸。通过一个永久连接的软管提供一个呼吸死腔，病人能够整晚进行再呼吸。但是病人可能会患头痛，或者导致其他的问题。并且身体将会对过量CO₂的持续供应产生适应性。

发明内容

具体表现之一，装置包括一个用来调节病人的下颌骨与上颌骨关联的下颌位置调节器和呼吸协助装置。病人拥有自己的呼吸状态，呼吸协助装置设置了一个传感器，用来探测病人的呼吸状态的至少一个代表性特征。呼吸气源包括病人的呼吸面罩，并至少具有第一个和第二操作位置。与在第二个位置相比，呼吸气源在第一操作位置给病人提供了二氧化碳和氧气的不同比例的气体。根据传感器的信号响应，呼吸气源在第一个和第二操作位置之间是可移动的。

另一个具体体现涉及促进病人呼吸的方法，包含利用下颚突出装置使病人下颚突出的步骤。在此方法中，检测病人的呼吸，并确定其是否存在不正常的呼吸情况。当被确定为处于不正常的呼吸情况时，提供给病人的二氧化碳的数量就做出相应的改变。

另一个体现是关于加强病人呼吸的装置。该装置包含一个下颚定位装置和一个接触面。接触面的作用是用来将空气提供给病人的呼吸孔道。在接口处设置有传感器，探测病人呼吸状态的至少一个代表性特征。一个与外界气源连接的流体支管连接到接口上，并且接口上还有个出口。一个可操作阀门连接到传感器上，以改变由病人呼出的进入流体支管的空气数量。

另一个具体体现是关于一种促进病人呼吸的装置。该装置包含一个下颚定位系统和一个接口。接口的作用是用来将空气提供给病人的呼吸孔道。在接口处设置有传感器，探测病人呼吸状态的至少一个代表性特征。一个外部的压缩空气源连接到接口上。依据传感器的信号，外部的压缩空气源为病人提供比大气具有更高氧气含量的气体。

在另一具体体现中，与病人连接的装置向病人提供呼吸空气。该装置包括一个有鼻密封的鼻罩，有口密封的口罩，依据上颚给病人定位下颚的下颚突出装置和一个气体通道，通过鼻罩和口罩之一为病人提供呼吸气体。

在另一具体体现中，与病人连接的装置向病人提供呼吸空气。该装置包括一个有口密封的口罩，由围绕口的内部的内测凸缘密封和围绕口的外部的外侧凸缘密封组成，和依据上颚骨给病人定位下颚的下颚突出装置。

在另一具体体现中，与病人连接的装置向病人提供呼吸空气。该装置包含依据上颚骨给病人定位下颚的下颚突出装置。此外，还包括以下这些特征中的一个或者更多：一个有鼻密封的鼻罩，一个有口密封的口罩，通过鼻罩和口罩之一为病人提供呼吸气体的气体通道，由围绕口的内部的内测凸缘密封和围绕口的外部的外侧凸缘密封组成的密封的口罩。

这些装置和方法的其它方面在权利要求书中有描述，这里是只是引用，以为参考。

附图说明

现在将依照附图描述其具体实施方式，下文也利用数字来代替某些元件。

图1是口罩在病人上的侧面透视图；

图2是口罩在病人上的正面透视图；

图3是病人口中的牙科装置的不完全正面透视图；

图4是图3中牙科装置的正面透视图；

图5是口罩中牙科装置的顶视图；

图6是图5中的口罩和牙科装置的侧视图；

图7是图5中的口罩和牙科装置的正视图；

图8是有帽子的口罩和与有帽子的病人的鼻罩相连的侧视图；

图9是图8中的口罩和鼻罩的正视图；

图10是一位带着下颚突出装置和呼吸协助系统的病人的局部视图；

图11是第二个体现中下颚突出装置和第二个体现中呼吸协助系统的的局部侧视图。

图12是展现牙科装置的上下部分的下颚突出装置的侧视图；

图13是下颚突出装置的一个次要功能侧视图；

图14是下颚突出装置的另一个特征的顶视图；

图15是受控制的再呼吸装置的一个特征的俯视图；

图16是受控制的再呼吸系统中口罩的一个特征的俯视图；

图17是口罩一个特征的透视图；

图18是被动环路增益调试系统的一个特征的侧视图；

图19是图18中带有计算机和流量表的被动环路增益调试系统的一个特征的侧视图。

具体实施方式

在权利要求中，“包含”这个词仅用来表示其包含的字面意思，并不排除其它存在的元素。不定冠词，在一个权利要求的特定之前，并不排除其存在不止一个特征。这里描述的个别特征中的任何一个可能用于一个或者多个特征之中，或者一个也不。由于仅仅在这里描述，在权利要求中所有特征都是必不可少的。

图1和2表明口罩50贴在病人56的嘴上。外部凸缘52位于口罩50的上方。外部凸缘52和嘴唇60之间有密封，外部凸缘52放置于病人口外部的周围。口罩50可能和口罩的流体支管54连接。流体支管可能包含不止一个支管。流体支管可能由软管构成。口罩的流体支管54可能与外部的空气源相连接，以向病人56提供透气。外部凸缘52的连接体82可能附在图8中的带子86上，以协助将口罩50紧靠在病人的嘴上。流体支管附属于气体通道，通过它能够给病人提供呼吸气体。

下颚定位装置的上部分可能紧紧的与下部分相连。图3和4展示了包含牙科装置58的整体结构。牙科装置58放置在病人56的下部牙齿88和上部牙齿90之间。牙科装置58止住下部牙齿88和上部牙齿90。牙科装置58担任的作用是下颚骨调节器和依据上颚骨的位置，调节病人下颚骨的位置。牙科装置58可能由软橡胶做成。当病人的牙齿被插入牙科装置58的软橡胶之中时，牙齿可能进入软橡胶成型的位置。例如，牙科装置可能是模塑的，这样成型的门牙在同一个水平面上。如果病人的下部牙齿和下颚向后移，那么上部牙齿的门牙将位于下部牙齿的门牙的前面。当病人将牙科装置58放入口中时，病人的下颚将突出，这样门牙处于同一水平上。牙科装置58在病人56的嘴唇50里。在牙科装置58的上面有一个开口62。开口62在牙科装置58的使用中，允许气体流入病人的口中。牙科装置58可能通过一个可动衬垫68(图6)附在口罩50上(图1)，可动衬垫嵌在牙科装置58的开口62中。

图5-7显示牙科装置66附在口罩50上。牙科装置66是个下颚定位装置。外侧凸缘52在图5-7中显示为向前突出。外侧凸缘在图1和2中显示为在操作位置上。内侧凸缘64从病人56(图3)的嘴唇60内侧为口提供密封。病人56的嘴唇60密封于外侧凸缘52和内侧凸缘56之间。外侧和内侧凸缘的组合使得在嘴唇60方向，口部得到密封。内侧凸缘和外侧凸缘可能相互之间为活动连接，这样，口部密封才不需要特定的设计。牙科装置66可能由软性可塑材料组成，以适合门牙。上下牙弓器具可能用橡胶带从侧面连接，这样当下颚适度前途时，能够从侧面给予下颚运动的自由度。牙科装置66可能给下颚提供定位，这样门牙才处于同一水平上。也就是说，门牙是相互衔接的。牙科装置66通过口罩50的一个可动衬垫而连接在口罩上，该衬垫穿越牙科装置的上下面。可动衬垫68提供了依据牙齿和上嘴唇而进行调整和运动的自由度。可动衬垫68可能内部是空的，允许空气从病人的口和口罩的流体支管54之间无缝流动。可动衬垫68提供了口罩50和牙科装置66之间的非刚性连接。口罩50可能以同样的方式，活动连接到牙科装置58上。牙科装置58、66之一和口罩50之间的非刚性连接使得在口罩50的应用中无需特定的设计。

牙科装置66为下颚提供稳定，可定衬垫68将牙科装置66与口罩50可动连接。口罩50因而在运动中受到限制。下颚突出不能向后运动，但是它可以依据使用中的牙科装置的情况，而作某种程度的侧边运动。口罩流体支管54与牙科装置之间的活动连接使得口罩50能够调整，以符合牙齿，橡胶和病人56的嘴唇，而无需为口罩做特定的设计。

图8和9显示了口罩50和鼻罩70一起使用的情况。在这个具体体现中，鼻部接口70是一个鼻罩。口罩流体支管54通过一个活动的流体支管74连接到阀门76上。活动的流体支管74可能用软管制成。鼻罩70通过鼻罩处的流体支管72与阀门76相连接。流体支管72也可能由软管制成。阀门76有一个进气口78，向系统提供呼吸气体。夹子84将带子86连接到外侧凸缘52的连接体82上。带子86使口罩50紧紧的贴在病人的嘴上。口部器具可能不需要带子，而直接附在病人的嘴上。鼻罩70，口罩50，鼻罩流体支管72，口罩流体支管54和阀门76一起组成了病人56的呼吸气源。进口78可能与外侧气源连接，例如，一个低流动性的吹风机，外置的正压通气装置，大气源或者其它可呼吸的空气源等。口罩50和牙齿接口66与下颚定位装置等一起作用形成呼吸支持系统。

口罩50和鼻罩70都是非常规设计，相互之间并非刚性连接，因此在不需要特定设计的情况下就能够适应任何脸型。鼻罩处有密封，口罩处也有密封。

口罩50和鼻罩70可能用于向病人提供持续气道正压通气，受控制的再呼吸和其它类型的呼吸气体。口罩50和鼻罩可以单独使用。如果事先并未封闭的话，这种情况下可能导致从鼻子或者口的气体泄露。此外，口罩50可单独的与鼻塞装置使用。鼻罩70可通过提供可动衬垫68，在没有气道情况下，作为病人单独的气源使用。口罩50则必须阻止气体从病人的口中流出。

口罩和鼻罩可能通过一个容积和阻力可变化的流体支管相连接。这就要选择连接口罩50和鼻罩70的外部呼吸死腔。外部呼吸死腔的选择在治疗换气过度的病人受控制的再呼吸疗法中有效。在一些具体体现中，至少流体支管的一部分根据内部呼吸死腔大小的变化而可做出相应调整。图8和9中所示的位于口罩50和鼻罩70之间的流体支管74是活动的，病人容易做出调整。

图10所示装置包含一台呼吸协助装置100和用于依据病人56上颚来调整下颚的下颚定位器58(图3)。病人56处于呼吸状态。呼吸协助装置100有一个传感器，例如流量计132(图15)，用来探测病人呼吸状态的至少一个代表性指标。呼吸气源包括病人面罩94，并且至少拥有第一操作位置和第二操作位置。呼吸气源在第一个和第二操作位置，向病人56提供二氧化碳和氧气不同比例的气体。依据传感器的信号，呼吸气源在第一操作位置和第二操作位置之间做相应的移动。因此，在第一操作位置，向病人提供的二氧化碳与氧气的比例可能要高于在第二操作位置的情况。呼吸气源包括一个附在流体支管92上的鼻罩94。鼻部接口94可以是任何类型的鼻罩，例如鼻部接口94可能就是鼻罩70(图1)。

图11所示为图10中的呼吸协助装置和图12中的下颚突出装置。呼吸气源包括一个拥有第一和第二阀位置的阀门108。呼吸气源的第一和第二操作位置与阀门108的第一和第二阀位置各自相对应。阀门108的位置依据探测的病人呼吸状态至少一个方面的参数来做出改变。阀门108与一个流体支管出口连接。阀门可能用于图15-19中所描述的为病人提供再呼吸气体。再呼吸气体，也就是最近从病人的肺部流出的气体，与正常情况下的空气相比，拥有更高的二氧化碳和氧气比例。

有关图12-14，所示为一个下颚突出装置，由全拱的上侧牙科装置110和下侧牙科装置112组成，其间由可调整的支柱114连接。支柱可以从后面和侧面重新调整下颚的位置。在图12-14中，下颚突出装置与下牙科装置一起，处于与上牙科装置110有关的治疗位置。突出的机理是从磨牙侧面放置，这样使得下颚突出递增而避免妨碍了牙弓内的舌头。支杆114可能用塑料制成，附于下侧和上策牙科装置上。通过在支杆114的两端开孔，利用突出于牙科装置110.112上的旋钮116连接。支杆114与旋钮116之间需要紧紧的安装，以防止支杆114在旋钮116上旋转。为了便利于支杆114安装在旋钮116上，旋钮116的端部制成不对称的，有一个突出部118突出。这样支杆114的开孔首先安装在旋钮116端部的较短的一侧了，压在突出部118上。其它机理可能也用来保持下侧牙科装置110和上侧112之间的距离。一个开口楔形粘结在上侧或下侧牙科装置最靠近磨牙的咬合面上。这形成了牙科装置咬合面上一个3-5mm的空隙，当嵌入一个舌头球茎时候，使口张开足以容纳门牙之间舌头的伸展。

下颚前突装置扩大了咽通气道，使得关闭气道更加困难。扩大气道降低了咽内的关闭压力，最大通气量得到了扩大。因此，当呼吸期间肌肉松弛时，咽并没有缩小。相反的是，下颚前突装置保持了气道的开放，稳定了咽，以致咽部由开放到关闭时不会移动。咽的不稳定性增进了中枢性睡眠呼吸暂停，因此下颚前突装置的使用降低了中枢性睡眠呼吸暂停的发生。

如果一个病人不能充分的适应下颚前突装置，也可以使用受控制的在呼吸。再呼吸是一种与病人政策呼吸情况下相比，具有不同的二氧化碳和氧气比例的呼吸气源。不过这个需要得到控制，以避免由于持续的过量二氧化碳供应导致的头痛等其它问题。再呼吸的量可以及时调整。当需要使用再呼吸时，利用传感器来决定是否需要调整。例如，当传感器发现切恩-斯托克斯呼吸发生时，在增强的呼吸时段，需要提供少量的再呼吸气体。传感器记录呼吸持续时间，计算结果转而影响提供的呼吸频率。当有较高的潮气量V和较高的呼吸频率F，其结果是较高的VxF，传感器能够探测到切恩-斯托克斯呼吸。当增益已经非常高的时候，小量的再呼吸能够减少环路增益。再呼吸的量能够做出调整。测量呼吸持续时间，转而影响到频率。当呼吸正常时，病人简单的呼吸空气。只有在外界空气具有低流动性时候，使用该系统才可取，这样可以向面罩内持续提供新鲜空气。当与传感器连接的电脑探测到发生了切恩-斯托克斯呼吸时，阀门开关转换，这样病人从呼吸低流动性的空气转到可控制的再呼吸中。例如，从一段呼吸死腔中，例如与面罩连接的流体支管。增加的二氧化碳和减少的氧气含量消除了换气过度的影响。

下颚突出装置和可控制的再呼吸以用于非CPAP环境下。下颚突出装置和口腔器具一起使用，在睡眠过程中保持咽的稳定张开，因此减少了在某些情况下对于鼻CPAP的需求。牙科装置为鼻气道接口提供了一个可用而方便的连接点。固定着鼻接口的牙科装置能够为外部呼吸死腔提供一个方便而不漏气的连接。这种固定着接口的牙科装置是非常规的鼻罩或时下在鼻CPAP治疗法下常用的整体面罩，惯常的鼻罩或者时下在鼻CPAP治疗法中用到的整体面罩，是惯例配备的口\鼻接口。这种接口有环路附着点，其中阀门控制着鼻气道与周围空气或者再呼吸流体支管之间的连接。

与面罩连接的阀门受到调节器的控制。调节器从记录胸腔运动或者面罩内的气流的传感器接收到关于通气量记录的反馈来调节。调节器监测潮气量和频率，计算即使通气量和即时肺泡通气量。这容许鉴定极限环行为湖综合接近极限环行为。如果这种出现在与外界大气连接的鼻接口时，阀门转换到再呼吸位置，这样通过外部呼吸死腔进行再呼吸。

总的说来，下颚前突，受控制的再呼吸和包含无泄漏面罩的牙科装置一起能够有效的解决问题。将鼻通气道与外界大气或者外侧呼吸死腔连接的双头阀门受到调节器的控制，根据收到的通气情况的反馈信息做出调整。

再呼吸装置可能的特征如下，图15-19的情况，原来由雷姆等人在美国2006年7月11日授予的专利号为7,073,501的专利中有所描述。

图15的简图说明了再呼吸装置的控制情况。呼吸气源包括一个吹风机120，一个流体支管122和病人面罩124。流体支管122可能有由软管制成。病人面罩124由一个口罩和鼻塞装置组成，和脸部形成紧凑的空气密封。病人面罩124可能用来提供持续气道正压通气治疗。对于CPAP疗法的讨论和首选的CPAP装置在雷姆等人的专利号位5,645,053的美国专利“自动CPAP系统和利用气流信息防止病人烦扰的方法”中有所描述。在传统的CPAP中，一个吹风机用来保持面罩内相对较高的恒定压力，提供从吹风机到面罩新鲜空气的偏流。

在图15中，流体支管126例如软管连接到病人面罩的排气孔131上，将气体导入可变电阻器128。另外的选择是，阀门也可以连在病人面罩的排气孔上。流体支管122在中枢性睡眠呼吸暂停的某些阶段用来作为再呼吸的呼吸死腔。当阀门128打开时，没有再呼吸发生，因为所有呼出的空气都通过流体支管126在偏流作用下经过阀门排出，当阀门128关闭时，偏流终止，没有呼出气体经过流体支管126流出。在这种情况下，不完全的再呼吸发生了，因为呼出的气体逆向流动，经过流体支管122导入了吹风机120之中。在流体支管126中的气体与室内空气相比，有更高的二氧化碳含量，而较低的氧气含量。当病人吸气时，气体导入吹风机120中进而入病人体内，从而先前呼出的气体现在又被病人吸入。

通常地，从吹风机120经过病人面罩124到出口130的气体偏流在呼吸周期的呼气阶段，足够完全的使系统通畅，因此病人呼出的气体没有留在系统中的。所以，病人吸入的气体是混合型的气体，包含通常的21％含量的氧气和0％的二氧化碳。相反的，如果通过彻底堵塞阀门128的出口130，将气体偏流降低到0，病人呼出的气体将填满连接病人面罩124和吹风机120的流体支管122。这种呼出的气体一般含有5％的二氧化碳，以及16％的氧气。当吸入的时候，病人将先吸入填满整个流体支管的高含量的二氧化碳，低含量的氧气混合体，继而吸入从吹风机120来的室内空气。根据于管的长度，这种混合气体占到再呼吸气体潮气量的20-60％。通过改变排气孔的流出阻力，再呼吸的程度能够在这两个极限之间变化，吸入的二氧化碳和氧气的含量也能够控制。与电脑134相连接的流量计132用来探测流入流出吹风机120的气体流量。电脑134用来计算中枢性睡眠呼吸暂停导致的肺部通气周期，同时控制阀门128，在中枢性睡眠呼吸暂停的特定周期内促使再呼吸。

从吹风机120出来的气流包含偏流(病人面罩的出口流出和泄露)加上呼吸的气流。电脑134监测这个流动，计算偏流，泄露流量，逆向流量，以及逆流呼出量和排出量等。

电脑能够134计算在中枢性睡眠呼吸暂停周期中的幅度，以此相应地调整阀门128的阻力。例如，在中枢性睡眠呼吸暂停周期中，如果肺部通气量有大的变化，阀门128能够在换气过度时候彻底的关闭。在中枢性睡眠呼吸暂停周期中，如果肺部通气量变化小，阀门128能够在换气过度时候部分的打开。因此，在中枢性睡眠呼吸暂停周期中，当肺部通气量变化较大时候，再呼吸的水平比肺部通气量较小的时候要高。

由于CPAP吹风机120的较低的阻力，在外流中的阻力变化对于病人面罩压力几乎不能带来影响。相应地，在欲求的CPAP病人面罩内压力时，不产生较大的偏离就能够得到外流阻力的整个变化幅度。

流量计132和电脑134能够测定肺部通气的水平。例如，呼吸量和呼吸周期的比率就能够表示肺部通气的即时水平。其它的一些表征例如吸气流速的平均数或者峰值也能用来作为指示。

许多的技术用来控制再呼吸的程度和时间，与阀门128一起使用，减少中枢性睡眠呼吸暂停的发生。一种控制再呼吸以降低中枢性睡眠呼吸暂停的方法是预测在中枢性睡眠呼吸暂停中呼吸的不同周期。例如，当系统预测换气过度的时间段时候，如图15中所示关闭阀门128，再呼吸开始了。在换气过度出现的时候，也有了某种程度的再呼吸。因此，在换气过度时段内，肺部换气变得效率较低，引起的肺部氧气的上升和二氧化碳的减少的量将变少。所以，在血液中的氧气的含量不会太高，而二氧化碳的含量也不会太低。这稳定了动脉中的氧气和二氧化碳的压强，也就降低了随后的呼吸不足的程度。当预测到呼吸不足时候，系统打开阀门128，这样再呼吸也不会发生了。

图18所示简图为被动环路增益调制系统。图18描述的是系统供气方式，例如吹风机150与一段输入管152连接，然后与病人面罩154连接。系统为病人面罩154提供了一个简单的固定出气口。在该系统中使用的是比在阻塞性睡眠呼吸暂停中正常使用的容积更大的软管。例如，不是6英寸，而是使用了10英寸的的管子。吹风机150最好是具有较低的阻力。这就是说，气流的变化不会显著的改变吹风机提供的气体压力。这能够帮助保持病人面罩内一个相对稳定的压力，即使流体支管内的发生逆向流动。

另外地，吹风机150能够提供比传统CPAP吹风机低得多的气压。吹风机150能够调节，以提供低于4厘米水柱压强的气体(更好的能够达到2厘米水柱或者更低)。提供如此低压的流动能够保证下文将要讨论的逆向流动。病人面罩154为病人配置有通气道。在正常的呼吸下，从吹风机150和流体支管152向病人面罩154提供的气体不会引起任何的再呼吸，因为任何呼出的气体都将在下一个吸气时段到来前就被排出了。在呼吸比较困难的时候，预设的气流流动压强使得足够的呼出气流逆流到流体支管中，这样在下一个呼吸时刻到来时，一些呼出的气体被再呼吸。在这个体现中，换气过度只发生在与中枢性睡眠呼吸暂停相关的睡眠周期的特定时段内。在中枢性睡眠呼吸暂停期间的换气过度时间内的再呼吸导致降低血液中氧气峰值的水平。因此，在中枢性睡眠呼吸暂停周期中，继换气过度而来的换气不足也会有所减少。

发生在换气过度周期内的再呼吸可以降低换气不足和换气过度的的交变周期。再呼吸使得动脉中氧气峰值衰减，由换气过度导致的动脉中二氧化碳含量降低。因此，当血液达到其化学感应器时候，肺换气不足减少。因此，周期性换气的幅度有所降低。

图18中体现的不同于传统的CPAP，其中预设的气流压力要更低，且病人面罩的出气口与传统的CPAP系统的更小一些。通过降低典型CPAP气流的压力，和减小病人面罩出气口的尺寸，在换气过度期间的逆流就产生了。

图18所示系统的一个优势是它不需要主动控制吹风机的压强，保证病人处于睡眠中枢，合适的吹风机压强和病人面罩出气口的尺寸大小。然后，系统每晚被置于病人的通气道，而不需要昂贵的控制系统。依据出气口154引起的气流阻力，正常的呼出气流压强和换气过度的呼出压强，调整吹风机压的压强。如果气体供应压强系统是吹风机150，则通过更改吹风机的每分钟转动次数，就能够设置气流压强。向中枢性睡眠呼吸暂停，而不是阻塞性睡眠呼吸暂停的病人提供气源压力可以设置在一个相对较低的水平，例如4厘米水柱。在这个压强下，正常的病人面罩出气口能够产生需要的效果。呼吸结束时的二氧化碳和吸气的二氧化碳含量能够通过与病人面罩连接的带有吸气管的二氧化碳流量计来监测。所有的口部泄露必须避免，采用一个防泄漏的病人面罩，使得呼出的气流能够流入管道152中。这个可以通过使用下巴托，或者使用口腔器械125(图16)，或者两者都使用达到。另一个可供选择的方法是用整个脸部面罩覆盖嘴和鼻。这意味着，从鼻子或者嘴呼出的气体逆流通过管道152，进入吹风机中。重要的是，在病人面罩和病人之间的泄露尽力减小，同等重要的是，病人呼出的气体得到保存用来进行再呼吸。因此，如果病人面罩与鼻子连接，嘴通气道则应该封闭。同样，如果病人面罩与嘴连接，则鼻通气道应该封闭。在任何一种情况下，都应尽力减少未使用的通气道泄露。在一些具体情况下，气道通过鼻面罩和口部面罩之间的至少一个，通过它们向病人提供呼吸的空气。在一些情况下，鼻面罩和口部面罩各自拥有自己的气道，流体支管与各自的气道相互连接。

口腔器具125的简图在图16中所示。对口腔器具125更详细的简图在图17中。图17中的口腔器具125安装在病人的嘴上，直接与嘴唇相接，而不使用到牙齿。图17中的口腔器具125带有面罩136紧靠在病人上，面罩通过带子和头部后面的护垫138安装在病人的通气道上。带有正常偏流孔142和低流动性偏流孔144的流体支管140，通过CPAP连接体146与CPAP装置箱连接。流体支管140的长度要考虑到再呼吸气体的可控制数量。

在专利文件中所描述的技术作用方式特点与肺通气过高阶段装置的情况相关。在这种情况下，当肺通气过高的情况出现，病人产生大量的潮气量和较短的呼气持续时间。同时，这些导致逆流入CPAP导管的呼出气体的再呼吸。导管140将CPAP吹风机连接到病人面罩例如口部面罩125上。为了口部面罩低流动性CPAP的有效应用，例如口部器具125，应该和鼻塞同时使用。鼻塞可以通过插入鼻孔的塞子或者正如游泳者使用的U形外置夹子148(图17)。

如果患者有轻微的阻塞性睡眠呼吸暂停，可以用下颚定位器突出病人的下颚，直到上气道阻塞的所有迹象消除为止。此外，病人面罩内的压力需要增加，以协助减少上气道阻塞。如果病人由于心力衰竭而接受鼻CPAP治疗，则病人面罩内的压力设置到理想的水平，一般是8-10厘米水柱。偏流(病人面罩的出气孔大小)可以减少，直到再不增加呼吸死腔情况下，中枢性睡眠呼吸暂停得到消除为止。

在图18和19中，经过流体支管152的流量取决于吹风机(例如吹风气出气口的压强)和病人面罩内的压强差。吹风机的压强由其每分钟的转动次数所设定，由于吹风机内部的阻力较小，事实上压强将保持恒定。当没有呼吸气流时(例如在呼气结束的时候)，病人面罩内的压力比吹风机的小。具体的数量则由连接流体支管的流动阻力和偏流速率所规定。一般大约是1-2厘米水柱，当偏流大约是每秒0.5-1.5L时候。当对病人使用面罩时候，病人呼吸时其面罩内的压力在呼吸周期中式变化的，取决于连接的流体支管的流动阻力特性和病人产生的气流。在吸气时，病人面罩内的压力下降，一般是1-2厘米水柱。在呼气时候，面罩内的压力短暂的上升一点点。在平静呼吸时候，病人面罩内的压强峰值之间的涨落比重呼吸或者喘息的时候小。

因此，在平静呼吸中呼气阶段病人面罩内的压力上升，缩小了吹风机和病人面罩之间的驱动压差。这样减小了流体支管内的流动。如果呼出潮气量增长，呼气流量峰值将增长，这样导致病人面罩内的压力进一步增大。如果病人面罩内的压力增加到与吹风机内压力相等，则流体支管内的流动停滞。当病人面罩内的压力超过吹风机内的压力时，流体支管内的压力降朝反方向逆流。例如，从病人面罩到吹风机。这种逆向气流受限出现在呼气的早期，当病人面罩内压力下降，进入连接流体支管的空气将在呼气时被排出，从吹风机到病人面罩的流动将有所增大。尽管如此，如果偏流较小，潮气量很大，大量的逆流将出现，随之大量的呼出空气进入流体支管内。因为偏流较小，排出流体支管的气流较小，这样，在下一个吸气来临时，并不是说有的逆流气体都将被排出。结果是，在整个吸气阶段中，氧气的含量有所降低，而二氧化碳的含量得到增加。

在正常的呼吸阶段，很少或者不出现再呼吸。图15-19的系统中，在正常的呼吸阶段中并没有添加呼吸死腔。这一点是重要的，因为呼吸死腔的加入能够增加供给血液循环的二氧化碳含量。如果增加的二氧化碳水平停留数天，则身体会意想不到的调整期内部反馈系统。

图19中所示为图18的装置加上电脑157和流量计159的效果。流量计159用来探测流体支管152中的空气流动。吹风机150然后可以相应地调整，这样在呼吸过度时候，能够提供逆向气流，在其它情况下，则不提供。图19中的装置可以用来为病人校准图18中的装置。

图中的下颚定位器能够被可以依据上颚来调整下颚位置的下颚前突装置所取代。一个下颚前突装置的例子是带有全拱和牙齿连接系统，可以更好的安装。也就是说，做了个颚的模子，能够精确的安装装置。上下颚能够通过下颚突出装置连接，这样向前的力可以施加在下颚上。下颚前突装置是可调整的，这样施加在下颚的力可以日益增加。病人可以整晚的带着下颚前突装置。

受控制的再呼吸也可以和CPAP装置一起使用。CPAP是一个被证实有效果的治疗呼吸不稳定的方法。在CPAP治疗中，通过将面罩和吹风机相连，给病人提供了可控制的气流压力。注意到持续的呼吸和CPAP一起使用，由CPAP流动构成低流动性气流，足够对面罩进行通气。

另一个选择是，将低流动氧气和下颚定位器一起使用。低流动氧气是一种可控制的气流源。当呼吸气流源处于第一操作位置时，面罩可以向病人提供大气或者再呼吸的气体。然后呼吸气源能够在第二操作位置从可控制的气流源向面罩内提供可控制的氧气。提供低流动氧气的影响是在病人化学反射控制回路中，减小环路增益。低流动氧气可能通过鼻部弹簧或者松动零件的面罩提供，流量大约为每分钟几升。

CPAP也可以和鼻罩，口罩或者通过和两者一起使用来给病人提供治疗。CPAP可能和下颚定位器一起使用。向病人提供外部的二氧化碳，而不选择再呼吸气体，目的是向病人提供不同等级的二氧化碳和氧气。

外部的呼吸死腔可以是任何形状，只要它能够容纳一定容量的呼出空气。流体支管可以使用任何材料，只要在需要流体转移或者承载流体和大部分的气体时，它有供流体和大部分的气体流动的通道。在很多情况下，软管要满足流体支管，但是流体支管未必是任意形状的。

在一些具体情况下，装置可能包含以下的一个或者多个特征：拥有鼻密封的鼻罩，拥有口密封的口罩，通过鼻罩或者口罩之一向病人提供呼吸气体的通气道，具有围绕口内的内侧密封凸缘和口外的外侧密封凸缘的口罩，当第一个和第二个特征都具有时，第一个口罩和第二个口罩可以理解为同一个。

在不违背说明书的情况下，可以对权利要求所描述的一些特征做非实质的改进。

Claims

1.一种加强病人呼吸的装置，其特征在于，包括：

根据病人的上颚来调整下颚位置的下颚定位器；所述病人具有病人呼吸状态，所述下颚定位器具有配置成延伸到病人的下齿部之后和之下的第一部分和配置成延伸到病人的上齿部之前和之上的第二部分以相对于所述上颚阻挡所述下颚的向后运动；以及

呼吸协助装置，所述呼吸协助装置包含：

用来探测病人呼吸状态的至少一个方面特征的传感器；

呼吸气源，包括病人面罩，且至少有第一操作位置和第二操作位置；设定呼吸气源以在小于4cmH₂O的气压提供呼吸气体给病人以当在第一操作位置和第二操作位置时向病人提供不同二氧化碳和氧气比例的气体；

呼吸气源是可以根据传感器的信号在第一，第二操作位置间移动的。

2.权利要求1中的装置，其特征在于，呼吸气源包含一个阀门，拥有至少第一阀门位置和第二阀门位置；呼吸气源的第一个和第二操作位置对应于阀门的第一，二阀门位置。

3.权利要求2中的装置，其特征在于，当阀门处于第二阀门位置时，呼吸气源用来向病人提供大气。

4.权利要求3的装置，其特征在于，还包含一个或者多个以下的特征：

当处于第一阀门位置时，呼吸气源用来向病人提供与大气相比，二氧化碳有所增加，而氧气含量有所减小的呼吸气体；当检测到病人呼吸状态的代表特征显示处于异常呼吸状态时，呼吸气源从第一操作位置转换到第二操作位置；下颚定位器包含至少与病人上颚相连接的上部分，至少与病人下颚相连接的下部分以及一个根据上部分来移动下部分位置的松紧带和包含鼻罩的面罩。

5.权利要求1中的装置，其特征在于，呼吸气源包含一个流体支管，能够与面罩可动连接并且面罩包含一个出口。

6.权利要求5的装置，其特征在于，在呼吸气源的第一操作位置，病人呼出的一些气体逆流进入流体支管内，然后从出口流出，这样当病人下一次吸气时候，就发生了再呼吸。

7.权利要求1的装置，其特征在于，包含可控制的气流源，当呼吸气流处于第二操作位置时候，可控制的气流源向病人面罩内提供比大气具有更高氧气含量的可控制气流。

8.权利要求7的装置，其特征在于，当呼吸气源处于第一操作位置时，面罩向病人提供大气。