CN104349811A - 富含混合气体的便携式手持压力支持系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便携式手持压力支持系统，所述系统被配置成将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者的气道。所述压力支持系统被配置成治疗经受呼吸困难和/或其它病症的患者。提供给呼吸困难患者的疗法被配置成由受试者按需使用以快速缓解呼吸急促。所述压力支持系统被配置成小且轻的，使得所述受试者可携载所述系统并按需要使用所述系统而无需将装置戴在面部上。在一些实施例中，所述系统包括压力产生器、受试者界面、混合气体进入端口、一个或多个传感器、阀、一个或多个处理器、用户界面、电子存储器、便携式电源、外壳、手柄和/或其它部件中的一个或多个。

Description

富含混合气体的便携式手持压力支持系统和方法
相关申请的交叉引用
本专利申请案根据35U.S.C.§119(e)要求对2012年5月30日提交的美国临时申请案第61/653,052号的优先权益，所述美国临时申请案的内容以引用的方式并入本文中。
发明领域
本发明涉及一种便携式手持压力支持系统，所述系统被配置成将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者的气道。
背景技术
已知将正气压施加到患者气道以保持气道打并避免其在呼吸期间塌缩。这一正压力有效地“撑开”气道，从而维持通向肺部的开放通道。呼吸困难或呼吸短促是COPD的主要症状。COPD患者在自身用力时会出现呼吸困难。用力的形式可包含做家务、步行去当地商店或爬楼梯。呼吸困难的发生限制了患者进行活动的能力且可触发忧虑或恐慌，进一步降低患者的作用能力。许多COPD患者在自身用力和/或睡眠期间都需要氧气。COPD患者携带短效的支气管扩张剂以缓解其呼吸困难的症状。支气管扩张剂的缺点包括，它们是基于类固醇的，它们是短效的(4-20分钟)，它们仅对基于哮喘的症状有效，且它们依赖于昂贵的药物。
发明内容
因此，本发明的一个或多个方面涉及一种便携式手持压力支持系统，所述系统被配置成将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者的气道。所述压力支持系统包括压力产生器、受试者界面、一个或多个传感器、混合气体进入端口、阀、一个或多个处理器、便携式电源、外壳和手柄。所述压力产生器被配置成产生所述加压的可呼吸气体流。受试者界面被配置成将加压的可呼吸气体流传送到受试者气道。所述一个或多个传感器被配置成产生输出信号，所述输出信号传送与加压的可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息。所述混合气体进入端口被配置成联接到混合气体供应源。所述阀被配置成选择性地控制所述混合气体流穿过所述混合气体进入端口。所述一个或多个处理器被配置成运行计算机程序模块。
所述计算机程序模块包括产生器控制模块、混合模块和阀控制模块。所述产生器控制模块被配置成根据正压力支持治疗方案控制所述压力产生器的操作，以基于来自所述一个或多个传感器的输出信号而产生加压的可呼吸气体流。所述混合模块被配置成获得供受试者吸入的混合气体的混合潮气体积(blending tidal volume)和/或混合潮气流速。所述阀控制模块被配置成控制所述阀打开和闭合，以将所确定的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到受试者界面中的加压可呼吸气体流中以便由受试者吸入。所述便携式电源被配置成对压力产生器、所述一个或多个传感器、所述阀和所述一个或多个处理器供电。所述外壳被配置成容纳所述压力产生器、所述受试者界面、所述一个或多个传感器、所述混合进入端口、所述阀、所述一个或多个处理器以及所述电源。附接到所述外壳和/或由所述外壳形成的手柄被配置成由所述受试者抓住，以在将加压可呼吸气体流输送到受试者气道时将外壳相对于受试者气道保持于适当位置。
本发明的另一方面涉及一种借助包括外壳的手持式压力支持系统将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者气道的方法。所述外壳容纳压力产生器、受试者界面、一个或多个传感器、混合气体进入端口、阀、一个或多个处理器以及电源。所述外壳形成手柄和/或附接到手柄。所述方法包括：借助所述压力产生器产生所述加压可呼吸气体流；借助所述受试者界面将所述加压可呼吸气体流传送到受试者的气道；借助所述一个或多个传感器产生传送与所述加压可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；借助所述混合气体进入端口将所述外壳联接到混合气体的供应源；借助所述阀选择性地控制混合气体流经过所述混合气体进入端口；根据正压力支持治疗方案而基于来自所述一个或多个传感器的输出信号来控制所述加压可呼吸气体流的产生；获得供受试者吸入的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速；控制所述阀打开和关闭以将所获得的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到所述加压可呼吸气体流中以便由受试者吸入；借助所述电源便携地为所述压力产生器、所述一个或多个传感器、所述阀以及所述一个或多个处理器供电；以及在将所述加压可呼吸气体流输送到所述受试者气道时抓住所述手柄以将外壳相对于受试者的气道保持于适当位置。
本发明的另一方面涉及一种便携式手持压力支持系统，所述系统被配置成将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者的气道。所述压力支持系统包括：用于产生加压可呼吸气体流的装置；用于将所述加压可呼吸气体流传送到受试者气道的装置；用于产生输出信号的装置，所述输出信号传送与所述加压可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息；用于联接到混合气体供应源的装置；用于选择性地控制混合气体流经过所述混合气体进入端口的装置；以及用于运行计算机程序模块的装置。所述计算机程序模块包括：用于根据正压力支持治疗方案而基于来自所述一个或多个传感器的输出信号来控制压力产生器的操作以产生加压可呼吸气体流的装置；用于获得供受试者吸入的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速的装置；以及用于控制阀打开和闭合的装置，以将所确定的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到所述受试者界面中的加压可呼吸气体流中以便由受试者吸入。所述压力支持系统还包括用于便携地为所述压力产生器、所述一个或多个传感器、所述阀以及所述一个或多个处理器供电的装置；用于容纳所述压力产生器、所述受试者界面、所述一个或多个传感器、所述混合进入端口、所述阀、所述一个或多个处理器以及所述电源的装置；以及用于接合所述受试者手部以便由受试者抓住的装置，所述用于接合的装置连接到所述用于容纳的装置和/或由其形成，所述用于接合的装置被配置成在将所述加压可呼吸气体流输送到所述受试者气道时，由所述受试者抓住所述用于接合的装置，以将所述用于容纳的装置相对于受试者气道保持于适当位置。
在参考附图考虑到下面的描述和所附的权利要求书之后，本发明的这些和其它目的、特征和特点以及结构相关元件和部件组合的操作方法和功能、制造的经济性将变得更加显而易见，所有的这些描述以及权利要求和附图形成本说明书的一部分，其中，类似的元件符号指明不同的附图中的相应部分。然而，将会清楚地理解，这些附图仅出于例示和描述的目的，并不旨在作为对本发明的限制的限定。
附图说明
图1是便携式手持压力支持系统的示意图，所述系统被配置成将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者的气道；
图2是所述便携式手持压力支持系统的示例性实施例；
图3是可拆卸地联接到混合气体供应源的便携式手持压力支持系统的示例性实施例；并且
图4是将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者气道的方法。
具体实施方式
除非另有明确说明，否则用在本文中的单数形式的“一”、“一个”和“该”均包括复数含义。用在本文中的两个或更多部分或部件“联接”的陈述是指这些部分直接或间接(即通过一个或多个中间部分或部件)结合在一起或一起操作，只要出现连结即可。用在本文中的“直接联接”是指两个元件相互直接接触。用在本文中的“固定地联接”或“固定”是指将两个部件联接以像一个那样移动，而保持相对于彼此的恒定定向。
用在本文中的词语“单一的”是指部件作为单件或单元而产生。即，包括分开产生然后联接在一起作为一个单元的多个件的部件并不是“单一的”部件或主体。用在本文中的两个或更多部分或部件相互“接合”的陈述是指这些部分直接或者通过一个或多个中间部分或部件相互施加力。用在本文中的术语“数量”是指一个或大于一个的整数(即多个)。
除非另有明确说明，否则用在本文中的方向性短语，例如但不限于，顶部的、底部的、左边的、右边的、上部的、下部的、前面的、后面的以及它们的派生词涉及在图中示出的元件的定向，且并不是对权利要求书的限制。
图1示意性地示出了便携式手持压力支持系统10，所述系统被配置成将富含混合气体的压力支持疗法提供给受试者12。压力支持系统10被配置成以富含混合气体的加压可呼吸气体流的形式提供所述富含混合气体的压力支持疗法，所述加压可呼吸气体流被输送到受试者的气道。压力支持系统10被配置成治疗COPD和/或遭受呼吸困难和/或其它病症的患者。提供给呼吸困难患者的富含混合气体压力支持疗法被配置成由受试者12按需使用以快速缓解呼吸急促。压力支持系统10被配置成小且轻的，使得受试者12可携载系统10并按需要使用系统10而无需将装置戴在面部上。本发明预期可使用便携式手持压力支持系统10来治疗与COPD所致的呼吸困难有关的症状和/或病症，和/或用于其它用途。所述其它用途可包含(例如)治疗与肺癌有关的呼吸困难、治疗肺气肿、治疗肺炎、治疗陈施二氏呼吸和/或其它呼吸疾病、改善任何患者由于呼吸困难而受限的运动能力和/或其它用途。
在一些实施例中，系统10包括压力产生器14、受试者界面16、混合气体进入端口17、一个或多个传感器18、阀19、一个或多个处理器20、用户界面22、电子存储器24、便携式电源26、外壳28、手柄30和/或其它部件中的一个或多个。
压力产生器14被配置成产生气体流以输送到受试者12的气道。压力产生器14可以出于治疗目的和/或出于其它目的而控制气体流的一个或多个参数(例如，流速、压力、流量、温度、气体组分等)。通过非限制性实例，压力产生器14可以被配置成控制所述气体流的流速和/或压力以将压力支持提供到受试者12的气道。
压力产生器14从气体源(如大气环境)接收气体流，并提升所述气体的压力以输送到患者的气道。在一些实施例中，压力产生器14从气体源经过入口15接收气体流。压力产生器14是能够提升所接收气体的压力以便递送到患者的任何装置，例如泵、鼓风机、活塞或风箱。压力产生器14可以包括用于控制气体的压力/流量的一个或多个阀。本发明还预期单独地或与这些阀相结合地控制鼓风机的操作速度，以控制提供给患者的气体的压力/流量。
在一些实施例中，压力产生器14可以被配置成以高达约40cm水柱的压力供应加压可呼吸气体流。在一些实施例中，压力产生器14可以被配置成以高达约30cm水柱的压力供应加压可呼吸气体流。在一些实施例中，压力产生器14可以被配置成以高达约20cm水柱的压力供应加压可呼吸气体流。
受试者界面16被配置成将加压可呼吸气体流传送到受试者12的气道。因此，受试者界面16包括导管40、界面器具42、过滤器43和/或其它部件。在一些实施例中，过滤器43被配置成过滤细菌和/或其它材料。导管40被配置成将加压气体流输送到界面器具42。界面器具42被配置成将气体流输送到受试者12的气道。在一些实施例中，界面器具42被配置成由受试者12的嘴部非侵入性地接合。非侵入式接合包括：可移除地接合受试者气道的一个或多个外部孔口(如，鼻孔和/或嘴)，以在受试者12的气道与受试者界面42之间传送气体。
在一些实施例中，界面器具42可移除地联接到导管40。界面器具42可出于清洁和/或出于其它目的而被移除。在一些实施例中，导管40被配置成将由受试者12嘴部接合的吹口。
在一些实施例中，可将其它非侵入式界面器具配置为界面器具42。非侵入式界面器具42的一些例子可包括：例如，鼻插管、鼻罩、鼻/口罩、全面罩、总面罩、或者将气体流与受试者气道连通的其它界面器具。本发明并不限于这些例子，而是设想了使用任何界面器具将气体流传递到受试者。在一些实施例中，系统10可以连接到传统的呼吸回路(例如，六英尺长的软管)，使得传统的呼吸回路用作受试者界面16。
混合气体进入端口17被配置成将系统10联接到混合气体供应源。在一些实施例中，所述混合气体可以包括氧气、雾化药物或其它流体、和/或另一混合气体(例如，氮气或氦气或多种气体的任意组合)。混合气体进入端口17将外壳28联接到混合气体供应源。在一些实施例中，联接可包括可移除附接。在一些实施例中，联接可通过附加管路和/或额外制造部分实现，以将外壳28联接到所述混合气体供应源。在一些实施例中，所述混合气体供应源可以含纳在(例如)小罐、含有雾化药物的吸入器、定剂量吸入器(MDI)和/或与系统10分离的其它便携式容器。在这些实施例中，所述额外容器可以是便携的、可再充注的和/或可替换的。在一些实施例中，所述便携的、可再充注的和/或可替换的混合气体供应源可含纳于系统10中。
一个或多个传感器18被配置成产生输出信号，所述输出信号传送与系统10内的气体的一个或多个参数有关的信息。系统10内的气体的一个或多个参数可以包括与加压可呼吸气体流有关的气体参数、与受试者12的呼吸有关的呼吸参数、与经过混合气体进入端口17的呼吸气体流有关的混合气体参数和/或其它参数。传感器18可包括一个或多个传感器，其直接测量此类参数(例如，通过与界面器具42中的气体流流体连通)。传感器18可包括一个或多个传感器，其产生与所述一个或多个参数间接相关的输出信号。例如，传感器18可包括一个或多个传感器，所述传感器被配置成基于压力产生器14的操作参数(例如，根据马达电流、电压、旋转速度和/或其它操作参数得出的患者气流和/或压力估计)和/或其它传感器的输出来产生输出。
所述加压可呼吸气体流的一个或多个气体参数可包括(例如)流速、体积、压力、湿度、温度、加速度、速度、一个或多个组分的浓度(例如，氧气的浓度)和/或其它气体参数中的一个或多个。与受试者12的呼吸有关的呼吸参数可包括潮气体积、时序(例如，吸气的开始和/或结束、呼气的开始和/或结束等)、呼吸率、持续时间(例如，吸气的、呼气的、单个呼吸循环的等)、呼吸频率和/或其它呼吸参数。与经过混合气体进入端口17的混合气体流有关的混合气体参数可以包括(例如)混合气体压力、混合气体流速、混合气体组分和/或其它混合气体参数。
在一些实施例中，一个或多个传感器18包括一个或多个流速传感器，所述流速传感器被配置成产生输出信号，所述输出信号传送与压力产生器14所产生的加压可呼吸气体流的流速和/或流动经过混合气体进入端口17的混合气体的流速有关的信息。适合用作传感器18的流速传感器可以包括(例如)机械流速传感器、基于压力的流速传感器、光学流速传感器、热质量流速传感器、磁性流速传感器和/或其它流速传感器。
在一些实施例中，一个或多个传感器18包括一个或多个压力传感器，所述压力传感器被配置成产生输出信号，所述输出信号传送与压力产生器14所产生的加压可呼吸气体流的压力和/或流动经过混合气体进入端口17的混合气体的压力有关的信息。适合用作传感器18的压力传感器可以包括(例如)机械传感器、电容传感器、电磁传感器、压电传感器、光学传感器和/或其它压力传感器。
在一些实施例中，传感器18可以包括一个或多个氧气传感器，所述氧气传感器被配置成产生输出信号，所述输出信号与被输送到受试者12的加压可呼吸气体流中的氧气浓度有关。
尽管已在图1中将处理器18示出为在系统10中的单个位置处，但这并非旨在进行限定。传感器18可以包括设置在多个位置中的传感器，例如在导管40内(或与其连通)、在压力产生器14内、在界面器具42内(或与其连通)、在混合气体进入端口17内(或与其连通)和/或其它位置的多个位置处。
阀19被配置成选择性地控制穿过混合气体进入端口17的所述混合气体流。在一些实施例中，经过混合气体进入端口17和阀19的混合气体的最大流速是约10升每分钟(lpm)。在一些实施例中，经过混合气体进入端口17和阀19的混合气体的最大流速是约8lpm。在一些实施例中，经过混合气体进入端口17和阀19的混合气体的最大流速是约6lpm。在一些实施例中，经过混合气体进入端口17和阀19的混合气体的最大流速是约4lpm。
在一些实施例中，阀19可包括串联和/或并联的一个或多个阀。阀和/或适合用作阀18的其它压力调节装置的例子包括：旋塞阀、球阀、止回阀、蝶形阀、螺线管、压力开关和/或其它压力调节装置。上文提及的压力调节装置和/或可用作阀19的其它压力调节装置可经由电动马达和/或被配置成打开和/或关闭阀和/或另一个压力控制装置的另一种控制模式以磁性方式、液压方式、气动方式来控制。
处理器20被配置成提供系统10中的信息处理能力。因此，处理器20可包括数字处理器、模拟处理器、被设计用于处理信息的数字电路、被设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机构。尽管已在图1中将处理器20示出为单一整体，但这仅是为了说明的目的。在一些具体实施中，处理器20可包括多个处理单元。这些处理单元可以物理上定位于同一装置(如，压力产生器14)内，或者处理器20可代表配合操作的多个装置的处理功能。
如图1所示，处理器20被配置成运行一个或多个计算机程序模块。所述一个或多个计算机程序模块可以包括参数模块50、过渡模块52、产生器控制模块54、混合模块56、阀控制模块58和/或其它模块中的一个或多个。处理器30可被配置成通过以下各项来运行模块50、52、54、56和/或58：软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的某种组合；和/或用于在处理器20上配置处理能力的其它机构。
应当理解，尽管在图1中将模块50、52、54、56和58示出为一起定位于单个处理单元中，但在其中处理器20包含多个处理单元的具体实施中，模块50、52、54、56和/或58中的一个或多个可远离其它模块定位。对下文所述的不同模块50、52、54、56和/或58所提供功能的说明仅是出于示例性目的，且并非旨在限制，因为模块50、52、54、56和/或58中的任一个均可提供比所述功能更多或更少的功能。例如，可消除模块50、52、54、56和/或58中的一个或多个，且其功能中的一些或全部可由其它模块50、52、54、56和/或58来提供。作为另一实例，处理器20可被配置成运行一个或多个额外模块，所述一个或多个额外模块可执行在下文中归因于模块50、52、54、56和/或58中的一者的功能的一些或全部。
参数模块50被配置成确定系统10内的一个或多个参数。系统10内的所述一个或多个参数可包括与加压可呼吸气体流有关的气体参数和/或其它参数。所述加压的可呼吸气体流的一个或多个气体参数可包括(例如)流速、体积、压力、湿度、温度、加速度、速度和/或其它气体参数中的一个或多个。参数模块50被配置成基于传感器18的输出信号来确定所述一个或多个参数。由参数模块50确定的信息可用于控制压力产生器14、存储于电子存储器24中和/或用作其它用途。
过渡模块52被配置成在受试者12的呼吸期间确定呼吸阶段(例如，吸气、呼气)。由模块52做出的呼吸阶段确定是基于来自传感器18的输出信号、由参数模块50确定的信息和/或其它信息。过渡模块52可以被配置成确定与受试者12的呼吸有关的额外呼吸参数。与受试者12的呼吸有关的额外呼吸参数可包括潮气体积、时序(例如，吸气的开始和/或结束、呼气的开始和/或结束等)、呼吸率、持续时间(例如，吸气的、呼气的、单个呼吸循环的等)、呼吸频率和/或其它呼吸参数。由过渡模块52做出的确定可由产生器控制模块54使用以控制压力产生器14，从而控制被输送到受试者12的加压可呼吸气体流，所述确定还可以被存储在电子存储器24中和/或用作其它用途。在一些实施例中，过渡模块52被配置成基于压力、流速、由参数模块50确定的其它参数和/或其它信息来确定呼吸阶段(例如，吸气、呼气)。
产生器控制模块54被配置成根据正压力支持治疗方案来控制压力产生器14以产生气体流。在气道正压支持疗法中，由压力产生器产生的加压气体流被控制以替换和/或补充患者的规则呼吸。气道正压支持疗法可用于维持患者的气道打开，使得氧气和二氧化碳可以更容易地交换，很少和/或完全不需要来自患者的努力。利用非限制性实例，产生器控制模块54可控制压力产生器14，使得经由气体流提供给受试者的压力支持包括连续气道正压支持(CPAP)、双水平气道正压支持(BPAP)、成比例气道正压支持(PPAP)、强迫振荡技术和/或其它类型的压力支持疗法。
CPAP供应固定正压力以维持患者体内具有连续水平的气道正压。BPAP提供第一吸气压力和第二(通常较低的)呼气压力以在通气期间更容易地呼气。在一些治疗模式(例如，PPAP)中，产生器控制模块54可以控制压力产生器14以施加可变压力支持，其中在吸气和/或在呼气期间输送给患者的压力量被确定并基于呼吸来输送。在一些实施例中，产生器控制模块54可以被配置成控制压力产生器14以在呼气期间(C-Flex)暂时降低所供应压力，从而减少患者所需的呼气努力。
在一些实施例中，产生器控制模块54被配置成控制压力产生器14以输送分阶段压力支持。在分阶段压力支持疗法中，由压力产生器14输送的压力随时间逐渐增加。在一些实施例中，产生器控制模块54可以控制压力产生器14以基于与受试者12的呼吸有关的信息和/或其它信息来切换治疗模式。例如，产生器控制模块54可以控制压力产生器54以在受试者12的一定次数的呼吸之后从BPAP改变成CPAP。
产生器控制模块54被配置成基于以下信息来控制压力产生器14：与来自传感器18的输出信号有关的信息、由参数模块50确定的信息、由过渡模块52确定的信息、由用户输入到用户界面22的信息和/或其它信息。
混合模块56被配置成获得混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速以便由受试者12吸入。混合模块56被配置成通过基于来自传感器18的输出信号、治疗方案、由用户输入到用户界面22的信息和/或其它信息来确定混合潮气体积和/或混合潮气流速，来获得混合潮气体积和/或混合潮气流速。在一些实施例中，混合模块56被配置成基于与从压力产生器14流动的气体的流速和/或压力有关的信息、和/或与从混合气体源流动的气体的流速和/或压力有关的信息，来确定混合潮气体积和/或混合潮气流速。在一些实施例中，混合模块56可以被配置成基于混合算法来做出确定。所述混合算法可在制造时确定、通过将算法编程到处理器20中来确定、响应于用户通过用户界面12输入的信息(因此允许用户滴定测量被输送到受试者12的气体组成)来确定、基于由一个或多个传感器18产生的一个或多个输出信号直接确定、基于受试者12的上一次呼吸来确定、和/或通过另一种方法确定。在一些实施例中，混合模块56被配置成在使用期间针对一系列连续吸气中的一次或多次呼吸获得混合潮气体积和/或混合潮气流速。
阀控制模块58被配置成控制阀19打开和闭合，以将确定的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到加压可呼吸气体流中以便由受试者12吸入。阀控制模块58进一步被配置成响应于呼吸阶段过渡模块52做出的受试者12已经开始吸气的确定而打开和闭合阀19，以将所获得的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到加压可呼吸气体流中以供吸入。
阀控制模块58被配置成基于以下信息来控制阀19：与来自传感器18的输出信号有关的信息、由参数模块50确定的信息、由过渡模块52确定的信息、由控制模块54确定的信息、由混合模块56获得的信息、由用户输入到用户界面22的信息和/或其它信息。
用户界面22被配置成提供系统10和受试者12和/或其它用户之间的界面，其中受试者12和/或其它用户可通过所述界面将信息提供给系统10并接收来自系统10的信息。其它用户可以包括(例如)护理人员、医生和/或其它用户。这使得数据、线索、结果、和/或指令及任何其它可传送项(统称为“信息”)能够在用户(如，受试者12)与压力产生器14、处理器20、和/或系统10的其它部件中的一个或多个之间传送。例如，用户可以使用用户界面22指定将被输送给受试者12的一个或多个治疗方案。然后，产生器控制模块54可以基于由用户对用户界面做出的一个或多个输入来定制输送给受试者的治疗方案。用户可以指定将被输送给受试者12的混合气体剂量。混合模块56和/或阀控制模块58然后可以基于由用户对用户界面做出的一个或多个输入来定制和/或控制输送给受试者的剂量。作为另一实例，累计的剂量、治疗压力、受试者12的呼吸速率、便携式电源的电力水平和/或其它信息可以通过用户界面22显示给用户(例如，受试者12)。
适合包含于用户界面22中的界面装置的实例包括小键盘、按钮、开关、键盘、旋钮、杠杆、显示屏、触控屏、扬声器、麦克风、指示灯、音频报警器、打印机、触觉反馈装置、和/或其它界面装置。在一个实施例中，用户界面22包括多个单独界面。在一个实施例中，用户界面22包括与外壳28一体地提供的至少一个界面。
应当了解，本发明还预期将其它通信技术(硬接线或无线的)作为用户界面22、例如，本发明预期可将用户界面22与电子存储器24所提供的可移除存储界面整合在一起。在此实例中，可将信息从可移除存储器(例如，智能卡、快闪驱动器、可移除盘等)加载到系统10中，使得用户能够定制系统10的具体实施。适于作为用户界面22与系统10一起使用的其它示例性输入装置和技术包含(但不限于)RS-232端口、射频链路、红外线链路、调制解调器(电话、电缆或其它)。简言之，本发明想到了将用于与系统10传送信息的任何技术作为用户界面22。
在一些实施例中，电子存储器24包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子存储器24的电子存储介质可包括与系统10整体提供(即，基本上不可移除)的系统存储器和/或经由(例如)端口(如，USB端口、火线端口等)或驱动器(如，磁盘驱动器等)可移除地连接到系统10的可移除存储器中的一个或两个。电子存储器24可包括可光学读取的存储介质(如，光盘等)、可磁性读取的存储介质(如，磁带、磁性硬盘、软磁盘等)、基于电荷的存储介质(如，EPROM、RAM等)、固态存储介质(如，闪存盘等)和/或其它可电子读取的存储介质中的一个或多个。电子存储器24可存储软件算法、由处理器20确定的信息、经由用户界面22接收的信息、和/或使系统10能够正确地起作用的其它信息。电子存储器24可(整体地或部分地)为系统10内的单独部件，或者电子存储器24可以(整体地或部分地)与系统10的一个或多个其它部件(如，用户界面22、处理器20等)一体地提供。
由处理器20确定和/或由电子存储器24存储的信息可以包括与受试者12的呼吸、相容性、使用频率、混合气体剂量和/或其它信息有关的信息。由电子存储器24存储的信息可以通过连接(有线和/或无线)到单独计算机和/或通过其它方法连接到其它部分而经由用户界面22观看。由电子存储器24存储的信息可用于(例如)调整设置、对电源26进行调整、由医生用来制定医学决策和/或用于其它用途。
便携式电源26被配置成以便携的方式对压力产生器14、一个或多个传感器18、阀19、一个或多个处理器20、用户界面22、电子存储器24和/或系统10的其它部件供电。电源26可以包括串联和/或并联连接的一个或多个电源。在一些实施例中，电源26是可再充电的。电源26可以通过家用交流电源、车载电池输出口、飞机电源输出口、USB端口、非接触式充电电路和/或其它再充电方法来再充电。在一些实施例中，便携式电源26可以供应高达10V。在一些实施例中，便携式电源26可以供应高达15V。在一些实施例中，便携式电源26可以供应高达20V。可以包含为便携式电源26的便携式电源的实例包括一个或多个直流电池、锂离子电池、锂聚合物电池、镍金属氢化物和/或其它便携式电源。在一些实施例中，便携式电源26被配置成为系统10供电使用达10个或更多个小时。在一些实施例中，便携式电源26被配置成为系统10供电使用多达10个小时。在一些实施例中，便携式电源26被配置成为系统10供电使用多达8个小时。在一些实施例中，便携式电源26被配置成为系统10供电使用多达6个小时。
外壳28被配置成容纳压力产生器14、受试者界面16、混合气体进入端口17、一个或多个传感器18、阀19、一个或多个处理器20、用户界面22、电子存储器24、电源26、流路60、排气口62、手柄30和/或系统10的其它部件。外壳28被配置成将系统10的部件容纳在足够小的空间中，以便被手持且便于携带，因此可在受试者12的正常日常活动期间随时输送压力支持疗法。在一些实施例中，系统10的重量高达三磅。在一些实施例中，系统10的重量高达两磅。在一些实施例中，系统10的重量高达一磅。在一些实施例中，外壳28的体积达到135立方英寸。在一些实施例中，外壳28的体积达到100立方英寸。在一些实施例中，外壳28的体积达到60立方英寸。
流路60被配置成将受试者界面16放置成与压力产生器14、阀19和/或排气口62流体连通。排气口62被配置成将来自流路60和/或压力产生器14的呼出气体引导到环境大气。在一些实施例中，经过排气口62的气流可以由阀63控制。阀63可以由处理器20控制以在受试者12吸气期间闭合且在呼气期间打开。通过非限制性实例，阀控制模块58可以控制阀63以基于由参数模块50确定的一个或多个参数、由过渡模块52确定的信息和/或其它信息而打开和/或闭合。在一些实施例中，外壳28可以包含一个或多个额外端口(例如USB)，所述额外端口被配置成提供连接点，使得便携式电源26可以被再充电，电子存储器24可以被访问，和/或用于其它目的。
手柄30被配置成附接到外壳28和/或由外壳28形成。手柄30被配置成由受试者12抓住，以在将加压的富含混合气体的可呼吸气体流输送到受试者12的气道时，将外壳相对于受试者12的气道保持于适当位置。通过在一个或多个位置处使用螺钉和/或用于将手柄30固定到外壳28的另一种方法而将手柄30联接到外壳28，可将手柄30附接到外壳28。手柄30可利用隆起的、压花的和/或其它纹理状表面形成到外壳28中。形成于外壳28中的手柄30可以包括外壳28中的指状表面凹陷，使得用户的手指可以配合到手指凹陷以用于抓住系统10。所述安装方法和/或用于由本发明中描述的外壳28形成的手柄30的形状因子并非旨在限定。手柄30可以通过允许手柄起到本文所述功能的任何方法、任何形状和/或在任何位置而附接和/或形成到外壳28中。
通过非限制性实例，图2示出了系统10的可能实施例的透视图。在这一实施例中，外壳28具有沿着第一轴线201从第一侧202延展到第二侧204的长度200，所述长度小于约7英寸。长度200可介于约5英寸与约7英寸之间。长度200可为约6英寸。在一些实施例中，外壳28可以具有沿着第二轴线208从第三侧210延展到第四侧212的宽度206，所述宽度大于约3英寸。宽度206可介于约2英寸与约3英寸之间。宽度206可以是约2.5英寸。外壳28具有沿着第三轴线216从第五侧218朝向第六侧220延展的厚度214，所述厚度小于约5英寸。厚度214可以介于约4英寸与约5英寸之间。厚度214可以是约4.5英寸。图2所示的外壳28的大体矩形形状和近似尺寸并非旨在进行限定。外壳28可以采取允许其起到如本发明所述的功能的任何形状。
图2还示出了用户界面22。在图2的实例中，用户界面22位于第五侧218上且包括电源按钮222、调整按钮224和显示屏226。在这一实施例中，显示屏226具有沿着第二轴线208从第三侧210延展到第四侧212的宽度230，所述宽度大于约2英寸。宽度230可介于约1英寸与约2英寸之间。宽度230可以是约1.8英寸。显示屏226具有沿着第一轴线201从第一侧202朝向第四侧204延展的高度234，所述高度大于约0.5英寸。高度234可以介于约0.5英寸与约1英寸之间。高度234可以是约0.6英寸。
受试者界面16、手柄30和混合气体进入端口17的实例也在图2中示出。在图2中，手柄30形成于外壳28中，在第六侧220上朝向第二侧204，与用户界面22相反。受试者界面16位于第五侧218上(与用户界面22相同的侧)朝向第一侧202。受试者界面16位于其中厚度214沿着第三轴线朝向第五侧218增加且在第一侧202附近的区域中。在图2的实例中，混合气体进入端口17位于第三侧210上且在第一侧202附近。在一些实施例中，混合气体进入端口17可具有不同于圆形的形状。
图2所示且本文所述的用户界面22、受试者界面16、手柄30和/或混合气体进入端口17的大体形状、位置和/或大致尺寸并非旨在进行限定。上述特征可用允许其起到本发明所述的功能的任何方式来布置。
图3示出了联接到混合气体源300的系统10。所述混合气体被保持在小罐302中。小罐302经由管路304可移除地联接到混合气体进入端口17。混合气体源300的相对尺寸类似于系统10的尺寸。混合气体源300被配置成可随系统10一起携带。联接可以包括可拆卸附接。在一些实施例中，联接可以通过管路304和/或额外制造部分实现，以将外壳28联接到所述混合气体供应源。在一些实施例中，所述混合气体供应源可以容纳在(例如)小罐302、含有雾化药物的吸入器、定剂量吸入器(MDI)和/或与系统10分离的其它便携式容器中。在这些实施例中，小罐302和/或其它可能的容器可以是便携的、可再充注的和/或可替换的。图3所示且在本文描述的混合气体源300的大体形状、联接管路304和/或联接位置并非旨在进行限定。上述特征可用允许其起到本发明所述的功能的任何方式来布置。
图4示出了一种借助包括外壳的手持式压力支持系统将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者气道的方法。所述外壳容纳压力产生器、受试者界面、一个或多个传感器、混合气体进入端口、阀、一个或多个处理器以及电源。所述外壳形成手柄和/或附接到手柄。下面表示的方法400的操作旨在做出示例。在一些实施例中，方法400可借助并未描述的一个或多个额外操作实现，和/或不借助所论述的操作中的一个或多个而实现。另外，图4所示且下文描述的方法400的操作次序并非旨在进行限定。
在一些实施例中，方法400可在一个或多个处理装置(如，数字处理器、模拟处理器、被设计用于处理信息的数字电路、被设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机构)中实施。所述一个或多个处理装置可包括响应于以电子方式存储于电子存储介质上的指令来执行方法400的一些或全部操作的一个或多个装置。所述一个或多个处理装置可包括通过专门设计用于执行方法400的操作中的一个或多个的硬件、固件和/或软件配置的一个或多个装置。
在操作402处，借助压力产生器产生加压可呼吸气体流。在一些实施例中，用与压力产生器14(图1所示，且本文所述)相同或相似的压力产生器执行操作402。
在操作404处，借助受试者界面将加压可呼吸气体流传送到受试者气道。在一些实施例中，用与受试者界面16(图1所示，且本文所述)相同或相似的受试者界面执行操作404。
在操作406处，借助所述一个或多个传感器产生一个或多个输出信号，其传送与所述加压可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息。在一些实施例中，用与传感器18(图1所示，且本文所述)相同或相似的传感器执行操作406。
在操作408处，借助混合气体进入端口将混合气体供应源联接到所述外壳。在一些实施例中，用与混合气体进入端口17(图1所示，且本文所述)相同或相似的进入端口执行操作408。
在操作410处，借助所述阀选择性地控制经过所述混合气体进入端口的混合气体流。在一些实施例中，用与阀19(图1所示，且本文所述)相同或相似的阀执行操作410。
在操作412处，根据正压力支持治疗方案而基于输出信号来控制加压可呼吸气体流的产生。在一些实施例中，用与产生器控制模块54(图1所示，且本文所述)相同或相似的处理器模块执行操作412。
在操作414处，获得供受试者吸入的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速。在一些实施例中，用与混合模块56(图1所示，且本文所述)相同或相似的处理器模块执行操作414。
在操作416处，阀19被控制打开和闭合，以将所获得的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到加压可呼吸气体流中以便由受试者吸入。在一些实施例中，用与阀控制模块58(图1所示，且本文所述)相同或相似的处理器模块执行操作416。
在操作418处，借助所述便携式电源对压力产生器、所述一个或多个传感器、所述阀和所述一个或多个处理器供电。在一些实施例中，用与电源26(图1所示，且本文所述)相同或相似的便携式电源执行操作418。
在操作420处，手柄被抓住以在将加压可呼吸气体流输送到受试者气道时将外壳相对于受试者气道保持于适当位置。在一些实施例中，用与手柄30(图1所示，且本文所述)相同或相似的手柄执行操作420。
在权利要求书中，置于括号内的任何元件符号不应理解为对权利要求进行限制。词语“包括”或“包含”并不排除列于权利要求中的元件或步骤之外的其它元件或步骤的存在。在列出几种部件的装置权利要求中，这些部件中的几个可用一种且相同的硬件来实施。出现在元件前面的词语“一个”和“一”并不排除多个这些元件的存在。在列出几种部件的任何装置权利要求中，这些部件中的几个可用一种且相同的硬件来实施。在相互不同的从属权利要求中描述某些元件并不表明这些元件不能够结合起来使用。
虽然上文提供的说明出于图示的目的在目前认为最实用和最优选的实施例基础上进行了详细描述，但将会理解，这些细节仅仅是为了该目的，且本发明并不限于所明确公开的实施例，而是相反，本发明旨在涵盖在所附的权利要求的精神和范围内的变化和等同布置。例如，将会理解，本发明预期在可能的范围内，任何实施例的一个或多个特征能够与任何其它实施例的一个或多个特征相结合。

Claims (15)

1.一种便携式手持压力支持系统(10)，所述压力支持系统被配置成将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者(12)的气道，所述压力支持系统包括：
压力产生器(14)，其被配置成产生所述加压可呼吸气体流；
受试者界面(16)，其被配置成将所述加压可呼吸气体流传送到所述受试者的气道；
一个或多个传感器(18)，其被配置成产生输出信号，所述输出信号传送与所述加压可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息；
混合气体进入端口(17)，其被配置成联接到混合气体供应源；
阀(19)，其被配置成选择性地控制经过所述混合气体进入端口的混合气体流；
一个或多个处理器(20)，其被配置成运行计算机程序模块，所述计算机程序模块包括：
产生器控制模块(54)，其被配置成根据正压力支持治疗方案而基于来自所述一个或多个传感器的所述输出信号来控制所述压力产生器的操作以产生所述加压可呼吸气体流；
混合模块(56)，其被配置成获得供受试者吸入的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速；以及
阀控制模块(58)，其被配置成控制所述阀打开和闭合，以将所获得的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到所述加压可呼吸气体流中以便由所述受试者吸入；
便携式电源(26)，其被配置成对所述压力产生器、所述一个或多个传感器、所述阀和所述一个或多个处理器供电；
外壳(28)，其被配置成容纳所述压力产生器、所述受试者界面、所述一个或多个传感器、所述混合气体进入端口、所述阀、所述一个或多个处理器以及所述电源；以及
附接到所述外壳和/或由所述外壳形成的手柄(30)，其被配置成由所述受试者抓住，以在将所述加压可呼吸气体流输送到所述受试者气道时将所述外壳相对于所述受试者的气道保持于适当位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述混合模块被配置成通过基于所述输出信号和/或所述治疗方案来确定所述混合潮气体积和/或所述混合潮气流速而获得所述混合潮气体积和/或所述混合潮气流速。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述外壳的最大体积是135立方英寸。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述计算机程序模块还包括呼吸阶段过渡模块(52)，其被配置成确定吸气的开始和/或呼气的开始以便用于所述受试者的呼吸，
由所述呼吸阶段过渡模块做出的所述确定是基于所述输出信号的，且
所述阀控制模块进一步被配置成响应于所述呼吸阶段过渡模块做出的所述受试者已经开始吸气的确定而打开和闭合所述阀，以将所获得的混合气体的所述混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到所述加压可呼吸气体流中以供吸入。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述一个或多个传感器包括被配置成产生输出信号的一个或多个传感器，所述输出信号传送与由所述压力产生器所产生的所述加压可呼吸气体流的流速和/或流动经过所述混合气体进入端口的所述混合气体的流速有关的信息。
6.一种借助包括外壳(28)的手持式压力支持系统(10)将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者(12)的气道的方法(400)，所述外壳容纳压力产生器(14)、受试者界面(16)、一个或多个传感器(18)、混合气体进入端口(17)、阀(19)、一个或多个处理器(20)以及电源(26)，所述外壳形成手柄(30)和/或附接到手柄(30)，所述方法包括：
借助所述压力产生器产生所述加压可呼吸气体流；
借助所述受试者界面将所述加压可呼吸气体流传送到所述受试者的气道；
借助所述一个或多个传感器产生输出信号，所述输出信号传送与所述加压可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息；
借助所述混合气体进入端口将所述外壳联接到混合气体供应源；
借助所述阀选择性地控制经过所述混合气体进入端口的混合气体流；
根据正压力支持治疗方案而基于来自所述一个或多个传感器的所述输出信号来控制所述加压可呼吸气体流的产生；
获得供受试者吸入的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速；
控制所述阀打开和闭合，以将所获得的混合气体的所述混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到所述加压可呼吸气体流中以便由所述受试者吸入；
借助所述电源对所述压力产生器、所述一个或多个传感器、所述阀和所述一个或多个处理器供电；并且
抓住所述手柄以在将所述加压可呼吸气体流输送到所述受试者的气道时将所述外壳相对于所述受试者的气道保持于适当位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获得所述混合潮气体积和/或所述混合潮气流速进一步包括基于所述输出信号和/或所述治疗方案来确定所述混合潮气体积和/或所述混合潮气流速。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述外壳的最大体积是135立方英寸。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括确定吸气的开始和/或呼气的开始以便用于所述受试者的呼吸，
所述确定是基于所述输出信号做出的，并且
响应于所述受试者已经开始吸气的确定，打开和闭合所述阀，以将所获得的混合气体的所述混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到所述加压可呼吸气体流中以供吸入。
10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，产生输出信号传送与所述加压可呼吸气体流的流速和/或所述混合气体的流速有关的信息。
11.一种便携式手持压力支持系统(10)，所述压力支持系统被配置成将富含混合气体的加压可呼吸气体流输送到受试者(12)的气道，所述压力支持系统包括：
用于产生所述加压可呼吸气体流的装置(14)；
用于将所述加压可呼吸气体流传送到所述受试者的气道的装置(16)；
用于产生输出信号的装置(18)，所述输出信号传送与所述加压可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息；
用于联接到混合气体供应源的装置(17)；
用于选择性地控制经过所述混合气体进入端口的混合气体流的装置(19)；
用于运行计算机程序模块的装置(20)，所述计算机程序模块包括：
用于根据正压力支持治疗方案而基于来自所述一个或多个传感器的所述输出信号来控制所述用于产生所述加压可呼吸气体流的装置的操作以产生所述加压可呼吸气体流的装置(54)；
用于获得供受试者吸入的混合气体的混合潮气体积和/或混合潮气流速的装置(56)；以及
用于控制所述阀的装置(58)，其用于控制所述阀打开和闭合以将所获得的混合气体的所述混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到所述加压可呼吸气体流中以便由所述受试者吸入；
用于便携地对所述压力产生器、所述一个或多个传感器、所述阀和所述一个或多个处理器供电的装置(26)；
用于容纳的装置(28)，其用于容纳所述压力产生器、所述受试者界面、所述一个或多个传感器、所述混合进入端口、所述阀、所述一个或多个处理器以及所述电源；以及
用于接合的装置(30)，其用于接合所述受试者手部以便由所述受试者抓住，所述用于接合的装置连接到所述用于容纳的装置和/或由所述用于容纳的装置形成，所述用于接合的装置被配置成由所述受试者抓住，以在将所述加压可呼吸气体流输送到所述受试者的气道时将所述用于容纳的装置相对于所述受试者的气道保持于适当位置。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，用于获得所述混合潮气体积和/或所述混合潮气流速的装置被配置成通过基于所述输出信号和/或所述治疗方案来确定所述混合潮气体积和/或所述混合潮气流速而获得所述混合潮气体积和/或所述混合潮气流速。
13.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述用于容纳的装置的最大体积是135立方英寸。
14.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述计算机程序模块还包括用于确定吸气的开始和/或呼气的开始以便用于所述受试者的呼吸的装置(52)，
由用于确定吸气的开始和/或呼气的开始的装置做出的所述确定是基于所述输出信号的，且
所述用于控制所述阀的装置进一步被配置成响应于所述用于确定吸气的开始和/或呼气的开始的装置做出的所述受试者已经开始吸气的确定而打开和闭合所述阀，以将所获得的混合气体的所述混合潮气体积和/或混合潮气流速释放到所述加压可呼吸气体流中以供吸入。
15.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述用于产生输出信号的装置传送与所述加压可呼吸气体流的流速和/或所述混合气体的流速有关的信息。
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