CN104379204A - 用于供应气体的系统、设备以及方法 - Google Patents
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Abstract
提供用于向使用者供应气体的系统、设备以及方法。该供应包括亚治疗模式和用于将疗法递送给使用者的压力支持模式。分流装置或阀门从与该系统的该亚治疗模式相对应的第一模式切换到与该系统的该压力支持模式相对应的第二模式。与该第二模式相比,在该第一模式中,该阀门打开使用者接口的内部与周围空气之间的更大的流动路径。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2012年2月15日提交的美国临时申请61/599,273的优先权的权益,该申请通过引用以其全部内容结合在此。本申请也通过引用结合以下申请的全部内容:于2010年8月13日提交的美国临时申请号61/373,361;于2010年12月3日提交的美国临时申请号61/419,421;于2011年8月12日提交的国际申请号PCT/IB2011/002325;于2011年12月2日提交的国际申请号PCT/US2011/063137。
背景
领域
本发明总体上涉及用于将在正压下的呼吸气体供应给入睡的使用者(例如在阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的处理中)的设备和方法。更具体来说,本发明涉及使用者的身体状况在其中被感测到的这类设备和方法。甚至更具体来说,本发明涉及这类设备和方法,其特征在于响应呼吸并且包括控制机构中的阀门的气体供应。
相关技术的说明
一种处理阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)的常见方法涉及一种压力装置,该压力装置在使用者(通常称为患者)睡着时将呼吸气体(典型地为空气)提供给该使用者。这些机器属于PAP(正气道压力)装置或CPAP(连续PAP)装置的宽泛分类。
在这个宽泛分类中,存在广泛变化。例如,一些机器在使用者吸气期间提供与使用者呼气期间不同的压力(双PAP),一些机器提供自动设定或自动滴定模式,其中所供应的压力贯穿使用时期响应检测到的事件而变化。在这个背景下,检测到的事件可以包括打鼾、呼吸减弱以及阻塞性呼吸。一些机器例如通过减小递送的压力来响应使用者苏醒和面罩去除。一些机器递送预定的设定压力,该压力可以一夜又一夜地递送相同压力或可以通过物理调整或通过由该单元的自动调整而每夜变化。一些机器包括自动开始或由使用者选择而开始的斜升功能(Ramp Function)。该斜升功能引起机器在有时可设定的低压力下开始运行,并且逐渐地增加到更高压力,该更高压力可以是预定的处理压力或可以是中间压力。
这些机器典型地提供受控的压力递送。例如,这些机器典型地包括流量发生器(flow generator)、感测被递送到使用者的压力的压力传感器、以及反馈控制,该反馈控制基于传感器信号来控制该流量发生器的输出,这样使得被感测到的压力维持在接近所要求的压力下。可替代地,该流量发生器可以包括产生已知压力和流量响应的风扇。该流量发生器的输出可以受控制,以使用来自连接到该流量发生器上的电路中的流量传感器的反馈来递送所希望的压力。可替代地,该流量发生器可以包括风扇,该风扇以给定的旋转速度在有用的流量范围内提供基本上均匀的压力。压力随后可以通过设定恒定电机速度来控制。
甚至对于在斜升周期开始时的更低压力,大部分机器供应3cmH2O或更大的最小压力。与全处理压力相比,该最小压力对于使用者是更为舒适的并且引起充足的呼吸气体流穿过供应管线到使用者,这样使得呼吸气体穿过在或靠近连接到供应管线上的使用者接口处提供的偏流或受控泄漏端口而排出。
概述
本发明的目标在于提供用于向使用者提供呼吸气体的设备或方法,这些设备或方法至少在一定程度上有助于对现有系统的改进,或将至少为使用者提供有用的选择。
在一些配置中,一种设备包括流量发生器和被连接以控制该流量发生器的输出的控制器。导管从该流量发生器延伸以与使用者接口相连接,其中该导管的内部和该使用者接口的内部限定气体空间。阀门被定位在或邻近该使用者接口处。该阀门在其中该气体空间通过该阀门而显著地对周围环境打开的第一模式与其中该气体空间通过该阀门而显著地对周围环境关闭的第二模式之间可切换。该控制器包括一个或多个正气道压力支持模式,其中,该控制器可以引起流量发生器通过处于第二模式中的阀门向使用者的气道递送压力支持,并且该控制器包括一个或多个亚治疗(sub-therapeutic)模式,其中,该控制器可以引起流量发生器通过处于第一模式中的阀门向该使用者递送气体流。
该阀门可以包括将气体空间与周围环境联通的孔和阀门构件,该阀门构件在第二位置中关闭该孔并且基本上在穿过导管或接口的气体流动路径之外,并且在第一位置中使得该孔打开以用于从接口到周围环境的基本上无阻碍的流动。
在第一位置中,该阀门构件可以部分地而不是完全地封闭从流量发生器到接口的流动。在一些配置中,当使用者正在吸入时,该阀门的第一位置包括阀门朝向使用者弯曲。在一些配置中,当使用者正在呼出时,该阀门的第一位置包括阀门朝向流量发生器弯曲。
当处于第一位置时,该阀门构件优选地封闭约50%与约80%之间的从流量发生器到使用者接口的流动路径的截面积。
正气道压力支持模式可以包括向使用者的气体供应,这样使得流量发生器通过处于第一模式中的阀门向该使用者接口提供足够流量,这样使得用由使用者佩戴的接口产生大于约3cm H2O的压力。
传感器可以被包括来在气体空间中得到压力量度,这样使得在正气道压力模式中,该控制器根据命令压力和来自用于在气体空间中得到该压力量度的传感器的反馈而控制该流量发生器的输出。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器向该接口提供流量,该流量不足以迫使阀门进入关闭位置。
在亚治疗模式中,该控制器可以引起流量发生器提供大于约5升每分钟的流量(最优选地大于约10升每分钟)。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器引起流量发生器提供小于约20升每分钟的流量(最优选地小于15升每分钟)。
阀门在上升通过流量/压力的第一阈值时可以从第一模式移动到第二模式,并且在下降通过流量/压力的第二阈值时可以从第二模式移动到第一模式,其中流量/压力的第一阈值高于流量/压力的第二阈值。
在一些配置中,在该阀门处于第一模式中并且该控制器在亚治疗模式中运行的情况下,对于在低于约2cm H2O的递送压力下的高达至少约20升每分钟的流量而言,该阀门可以保持稳定。
在该阀门处于第二模式中并且该控制器在压力支持模式中运行的情况下,该阀门可以在低至约3cm H2O或更低的压力下保持稳定。
在一些配置中,当该控制器处于压力支持模式中时用于该阀门在第二模式中稳定的最低压力小于约1cm H2O,该压力大于阀门处于该第一模式并且控制器处于亚治疗模式时供应约15升每分钟的平均递送压力。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器控制流量发生器,以确保吹洗使用者接口但不触发阀门从第一模式切换到第二模式的水平,递送平均流量。
在一些配置中,该控制器控制流量发生器提供基本上恒定的在多次呼吸中的平均流量。
在一些配置中,设备包括流量发生器和被连接以控制该流量发生器的输出的控制器。导管从该流量发生器延伸以与使用者接口相连接。该使用者接口的内部限定气体空间。在或者邻近该使用者接口处的阀门可以在其中该气体空间通过该阀门而对周围环境打开的第一模式与其中该气体空间总体上通过该阀门而不对周围环境打开的第二模式之间切换。对该流量发生器的控制和该阀门的构造和安排可以为使得在到使用者的压力支持递送与到使用者的亚治疗供应之间的转换时期(在任何方向)中,使用者呼吸不会触发该第一模式与该第二模式之间的重复循环。
该控制器可以包括一个或多个正气道压力支持模式,其中该控制器可以引起流量发生器通过处于第二模式中的阀门向使用者的气道递送压力支持,并且可以包括一个或多个亚治疗模式,其中该控制器可以引起流量发生器通过处于第一模式中的阀门向该使用者递送气体流。
在一些配置中,该一个或多个正气道压力模式包括对使用者的气体供应,以使得流量发生器通过处于关闭位置的阀门向该使用者接口提供足够的流量,这样使得用由使用者佩戴的接口产生大于约3cmH2O的压力。
可以提供传感器来在气体空间中得到压力量度,其中在正气道压力模式中,该控制器根据命令压力和来自该传感器的、对在气体空间中的压力量度的反馈而控制流量发生器的输出。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器向接口提供流量,该流量不足以迫使该阀门进入第一模式。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器引起流量发生器提供大于约5升每分钟的流量(最优选地大于约10升每分钟)。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器引起流量发生器提供小于约20升每分钟的流量(最优选地小于约15升每分钟)。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器控制流量发生器,以确保吹洗使用者接口但不触发阀门从第一模式切换到第二模式的水平,递送平均流量。
该控制器可以控制流量发生器来提供基本上恒定的在多次呼吸中的平均流量。
该阀门可以包括将气体空间与周围环境联通的孔和阀门构件,该阀门构件在第一位置中关闭该孔并且在穿过导管或接口的气体流动路径之外,并且在第二位置中使得该孔打开以用于从接口到周围环境的基本上无阻碍的流动。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件部分地而不是完全地封闭从流量发生器到接口的流动。
在一些配置中,在第二位置中,该面积阀门构件封闭约50%与约80%之间的从流量发生器到使用者接口的流动路径的截面积。
在一些配置中,该阀门在上升通过流量/压力的第一阈值时从第一模式移动到第二模式,并且在下降通过流量/压力的第二阈值时从第二模式移动到第一模式,其中流量/压力的第一阈值高于流量/压力的第二阈值。
在一些配置中,在阀门处于该第一模式中并且控制器在亚治疗模式中运行的情况下,对于在低于约2cm H2O的递送压力下的高达至少约20升每分钟的流量而言,该阀门保持稳定。
在一些配置中,在阀门处于第二模式中并且控制器在压力支持模式中运行的情况下,阀门在低至约3cm H2O或更低的压力下保持稳定。
在一些配置中,当该控制器处于压力支持模式中时用于该阀门在第二模式中稳定的最低压力小于约1cm H2O,该压力大于阀门处于该第一模式并且控制器处于亚治疗模式时供应约15升每分钟的平均递送压力。
在一些配置中,一种设备包括流量发生器、被连接来控制该流量发生器的输出的控制器、以及导管,该导管从该流量发生器延伸以与使用者接口相连接,其中该导管的内部和该使用者接口的内部限定气体空间。阀门可以被定位在或邻近该使用者接口处并且可以包括将该气体空间与周围环境联通的孔和阀门构件,其中,在第一位置中,该阀门构件使得该孔基本上打开以用于从接口到周围环境的流动,并且在第二位置中,该阀门构件关闭该孔,并且其中,该阀门构件在上升通过流量/压力的第一阈值时从第一位置移动到第二位置,并且在下降通过流量/压力的第二阈值时从第二位置移动到第一位置,其中流量/压力的第一阈值高于流量/压力的第二阈值。
该控制器可以包括一个或多个正气道压力支持模式,其中,该控制器引起流量发生器通过处于第二模式中的阀门向使用者的气道递送压力支持,并且可以包括一个或多个亚治疗模式,其中,该控制器引起流量发生器通过处于第一模式中的阀门向该使用者递送气体流。
这些正气道压力模式可以包括对使用者的气体供应,这样使得该流量发生器通过处于关闭位置的阀门向该使用者接口提供足够流量,以使得通过由使用者佩戴的接口产生大于约3cm H2O的压力。
可以提供传感器来在气体空间中得到压力量度,这样使得在正气道压力模式中,该控制器根据命令压力和来自该传感器的、对在气体空间中的压力量度的反馈而控制流量发生器的输出。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器向该接口提供流量,该流量不足以迫使阀门进入关闭位置。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器引起流量发生器提供大于约5升每分钟的流量(最优选地大于约10升每分钟)。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器引起流量发生器提供小于约20升每分钟的流量(最优选地小于约15升每分钟)。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器控制流量发生器,以确保吹洗使用者接口但不触发阀门从第一位置切换到第二位置的水平,递送平均流量。
在一些配置中,该控制器控制流量发生器提供基本上恒定的在多次呼吸中的平均流量。
在一些配置中,在该阀门处于该第一位置中并且控制器在亚治疗模式中运行的情况下,对于在低于约2cm H2O的递送压力下的高达至少约20升每分钟的流量而言,该阀门保持稳定。
在一些配置中,在阀门处于第二位置中并且控制器在压力支持模式中运行的情况下,阀门在低至约3cm H2O或更低的压力下保持稳定。
在一些配置中,当该控制器处于压力支持模式中时用于该阀门在第二位置中稳定的最低压力小于约1cm H2O,该压力大于阀门处于第一位置中并且控制器处于亚治疗模式中时供应约15升每分钟的平均递送压力。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件部分地而不是完全地封闭从流量发生器到接口的流动。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件封闭约50%与约80%之间的从流量发生器到使用者接口的流动路径的截面积。
在一些配置中,一种设备包括流量发生器、被连接以控制该流量发生器的输出的控制器、以及用于覆盖佩戴者鼻道但使得嘴部暴露的鼻罩。导管从流量发生器延伸以与该鼻罩相连接,其中该导管的内部和该鼻罩的内部限定气体空间。阀门被定位在或邻近该鼻罩处,该阀门可以在其中该气体空间通过该阀门而对周围环境打开的第一模式与其中该气体空间通过该阀门而不对周围环境打开的第二模式之间切换。该控制器控制流量发生器来通过处于第一模式中的阀门和处于第二模式中的阀门来递送气体穿过该导管。
该控制器可以包括一个或多个正气道压力支持模式,其中该控制器可以引起流量发生器通过处于第二模式中的阀门向使用者的气道递送压力支持,并且可以包括一个或多个亚治疗模式,其中该控制器可以引起流量发生器通过处于第一模式中的阀门向该使用者递送气体流。
这些正气道压力模式可以包括对使用者的气体供应,这样使得流量发生器通过处于第一模式中的阀门向该使用者接口提供足够流量,以使得通过由使用者佩戴的接口产生大于3cm H2O的压力。
可以提供传感器来用于在气体空间中得到压力量度,其中在正气道压力模式中,该控制器根据命令压力和对气体空间中的压力量度的反馈而控制流量发生器的输出。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器向接口提供流量,该流量不足以迫使该阀门进入第二模式。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器引起流量发生器提供大于约5升每分钟的流量(最优选地大于约10升每分钟)。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器引起流量发生器提供小于约20升每分钟的流量(最优选地小于约15升每分钟)。
在一些配置中,在亚治疗模式中,该控制器控制流量发生器,以确保吹洗使用者接口但不触发该阀门从第一模式切换到第二模式的水平,递送平均流量。
在一些配置中,该控制器控制流量发生器提供基本上恒定的在多次呼吸中的平均流量。
在一些配置中,该阀门包括将气体空间与周围环境联通的孔和可以在对应于第二模式的第一位置与对应于第一模式的第二位置之间移动的阀门构件,在该第一位置中的阀门构件关闭该孔并且被定位在阀门进口与阀门出口之间的气体流动路径之外,并且在该第二位置中的阀门构件使得该孔打开以用于从阀门进口到周围环境的基本上无阻碍的流动。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件部分地而不是完全地封闭从阀门进口到阀门出口的流动。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件封闭约50%与约80%之间的从阀门进口到阀门出口的流动路径的截面积。
在一些配置中,该阀门在上升通过流量/压力的第一阈值时从第一模式移动到第二模式,并且在下降通过流量/压力的第二阈值时从第二模式移动到第一模式,其中流量/压力的第一阈值高于流量/压力的第二阈值。
在一些配置中,在该阀门处于第一模式中并且该控制器在亚治疗模式中运行的情况下,对于在低于2cm H2O的递送压力下的高达至少约20升每分钟的流量而言,该阀门保持稳定。
在一些配置中,在阀门处于第二模式中并且控制器在压力支持模式中运行的情况下,阀门在低至约3cm H2O或更低的压力下保持稳定。
在一些配置中,当该控制器处于压力支持模式中时用于该阀门在第二模式中稳定的最低压力小于约1cm H2O,该压力大于阀门处于该第一模式并且控制器处于亚治疗模式时供应约15升每分钟的平均递送压力。
可以在或邻近使用者接口处提供阀门以供使用。该阀门包括由至少壁限定的流动通道。该流动通道在阀门进口与被配置成朝向使用者接口打开的阀门出口之间延伸。穿过至少壁的孔限定该流动通道。该孔被定位在该阀门进口与该阀门出口之间,而阀门构件被定位在该阀门进口与该孔之间。该阀门构件在第一位置与第二位置之间是可移动的。在该第一位置中的阀门构件使得该孔打开以用于从该接口到周围环境的流动,并且在该第二位置中的阀门构件关闭该孔。该阀门构件被适配成在流动通道中上升通过流量/压力的第一阈值时从第一位置移动到第二位置,并且该阀门构件被适配成在流动通道中下降通过流量/压力的第二阈值时从第二位置移动到第一位置,其中流量/压力的第一阈值高于流量/压力的第二阈值。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件部分地而不是完全地封闭从阀门进口到阀门出口的流动。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件封闭50%与80%之间的从阀门进口到阀门出口的流动路径的截面积。
可以在或邻近使用者接口处提供阀门以供使用。该阀门包括由壁至少部分地限定的流动通道。该流动通道在阀门进口与被适配成流体地连接到使用者接口的阀门出口之间延伸。孔穿过该壁被限定。该孔被定位在该阀门进口与该阀门出口之间,而阀门构件被定位在该阀门进口与该孔之间。该阀门构件在第一位置与第二位置之间是可移动的。当该阀门构件处于该第一位置中时,使得该孔打开以供从接口到周围环境的流动。当该阀门构件处于该第一位置中时,穿过该流动通道的流动被部分地而不是完全地封闭。当该阀门构件处于该第二位置中时,该孔基本上被关闭。在该第一位置中的阀门构件封闭约50%与约80%之间的该阀门构件处的进口与出口之间的流动通道的截面积。
在一些配置中,该阀门构件处的穿过该阀门的流动通道的截面积是在约40mm2与约250mm2之间的。
在一些配置中,该孔的面积在穿过该阀门的流动通道的截面积的约10%与约50%之间。
在一些配置中,该孔的面积在穿过该阀门的流动通道的截面积的约15%与约25%之间。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件部分地而不是完全地封闭从流量发生器到接口的流动。
在一些配置中,在该第二位置中,该面积阀门构件封闭约50%与约80%之间的从流量发生器到使用者接口的流动路径的面积。
可以在或邻近使用者接口处提供阀门以供使用。该阀门包括由壁限定的流动通道。该流动通道在阀门进口与阀门出口之间延伸。孔穿过该壁被限定。该孔被定位在该阀门进口与该阀门出口之间。阀门构件被定位在该阀门进口与该孔之间。该阀门构件在第一位置与第二位置之间是可移动的,其中在该第一位置中的阀门构件使得孔打开以用于从该使用者接口到周围环境的流动,在该第二位置中的阀门构件至少部分地关闭孔,并且该阀门构件对于在多次呼吸中的高达30升每分钟的平均流量在使用者呼吸下稳定在第一位置中,从而递送低于约1.5cm H2O的压力,并且对于高于约1.7cm H2O的受控压力在使用者呼吸下稳定在第二位置中。
在一些配置中,从该进口到该出口的穿过阀门的流动通道的截面积是在约350mm2与约600mm2之间的。
在一些配置中,该孔的面积在穿过该阀门的流动通道的截面积的10%与50%之间。
在一些配置中,该孔的面积在穿过该阀门的流动通道的截面积的15%与25%之间。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件部分地而不是完全地封闭从流量发生器到接口的流动。
在一些配置中,在该第二位置中,该阀门构件封闭约50%与约80%之间的从流量发生器到使用者接口的流动路径的截面积。
在一些配置中,提供一种用于将呼吸气体供应给佩戴使用者接口的使用者的系统。该系统包括流量发生器和被适配以控制该流量发生器运行的控制器。该流量发生器具有流量控制模式和压力控制模式。该流量控制模式包括亚治疗气体流的产生,并且该压力控制模式包括治疗气体流的产生。分流阀门被定位在该流量发生器与该使用者接口之间。该分流阀门包括流动槽和孔。该孔将该流动槽放置成与周围环境流体地联通。该分流阀门进一步包括阀门构件,该阀门构件从壁中向外伸出并且朝向处于第一位置中的流动槽延伸。该阀门构件在第一位置与第二位置之间是可移动的。在该第二位置中,该阀门构件覆在该孔的至少一部分的上面,并且在该第一位置中,该阀门构件仅封闭该流动槽的一部分。当该流量发生器从流量控制模式转换到压力控制模式时,该阀门构件可以从第一位置移动到第二位置,并且当该流量发生器从压力控制模式转换到流量控制模式时,可以从第二位置移动到第一位置。
在一些配置中,该阀门构件在该第一位置中与阀门座不邻接。
在一些配置中,当没有穿过流动槽的流动时,该阀门构件处于第一位置中,并且该阀门构件在该第一位置中与阀门座不邻接。在一些配置中,当使用者正在吸入时,该阀门的第一位置包括阀门朝向使用者弯曲。在一些配置中,当使用者正在呼出时,该阀门的第一位置包括阀门朝向流量发生器弯曲。
在一些配置中,该阀门构件在处于第一位置中时封闭约50%与约80%之间的流动槽的截面积。
在一些配置中,该流量控制模式包括递送介于约15升每分钟与约17升每分钟之间的平均流速。
在一些配置中,该流量控制模式包括递送小于约4厘米水的压力。
在一些配置中,该阀门构件在该第二位置中与台面邻接。
在一些配置中,该台面从固定到阀门的本体上的阀门构件的一部分上朝向流动槽向内地偏移。
在一些配置中,该孔限定具有约90mm2截面积的开口。
在一些应用中,配置用于将呼吸气体供应给佩戴着使用者接口的使用者的系统。该系统包括流量发生器和控制该流量发生器的运行的控制器。该控制器运行在第一模式中的流量发生器,来产生低于治疗压力范围的第一压力,并且该控制器运行在第二模式中的流量发生器,来产生在该治疗压力范围内的第二压力。该系统与使用者的呼吸状态同步地在该第一模式与该第二模式之间转换。
在一些配置中,该系统与使用者的吸入同步地从该第一模式转换到该第二模式。
在一些配置中,该系统与使用者的呼出同步地从该第二模式转换到该第一模式。
在一些配置中,该系统在该第一模式中运行时监测流速,并且如果该流速下降到低于下阈值长达预设时间段,则该系统转换到该第二模式。
在一些配置中,该第二模式包括压力模式。
在一些配置中,当使用者被确定为在睡眠时,该系统从该第一模式转换到该第二模式。
在一些配置中,该系统基于对睡眠障碍呼吸事件的检测来确定使用者正在睡眠。
在一些配置中,如果在该第二模式中达到最小治疗压力,则该系统从该第二模式转换到该第一模式。
在一些配置中,该系统在第二模式中与使用者的吸入同步地增大压力。
在一些配置中,该系统在第二模式中与使用者的呼出同步地减小压力。
在一些配置中,该系统进一步包括到周围环境的端口和呈现第一位置和第二位置的阀门。在该第二位置中,该阀门基本上关闭该孔。该端口被定位在使用者与流量发生器之间。
在一些配置中,该阀门从该第一位置到该第二位置的转换是系统从该第一模式转换到该第二模式的结果。
在一些配置中,该系统在使用者的吸入期间从该第一模式转换到该第二模式。
在一些配置中,当系统检测到使用者的吸入开始时,该系统从该第一模式转换到该第二模式。
在一些应用中,配置用于将呼吸气体供应给佩戴着使用者接口的使用者的系统系统。该系统包括流量发生器和控制该流量发生器的运行的控制器。该控制器运行在第一模式中的流量发生器,从而产生低于治疗压力范围的第一压力,并且该控制器运行在第二模式中的流量发生器,从而产生在治疗压力范围内的第二压力。该控制器被配置成检测使用者的睡眠状态并且响应该睡眠状态的变化来使该系统在该第一模式与该第二模式之间转换。
在一些配置中,该系统进一步包括到周围环境的端口,该端口被定位在使用者与流量发生器之间。该系统被配置成通过减小该孔的通气面积而从该第一模式转换到该第二模式。
在一些配置中,该系统包括被配置成增大或减小该端口的通气面积的阀门。该阀门被配置成呈现第一位置和第二位置,其中在该第二位置中,该阀门通过封闭通气面积的一部分来基本上关闭该端口。
在一些配置中,由于该系统从该第一模式转换到该第二模式,所以该阀门从该第一位置转换到该第二位置。
在一些配置中,该系统与使用者的呼吸状态同步地在该第一模式与该第二模式之间转换。
在一些配置中,该系统与使用者的吸入同步地从该第一模式转换到该第二模式。
在一些配置中,该系统与使用者的呼出同步地从该第二模式转换到该第一模式。
在一些配置中,该第二模式包括压力模式。
在一些配置中,当使用者被确定为在睡眠时,该系统从该第一模式转换到该第二模式。
在一些配置中,该系统基于对睡眠障碍呼吸事件的检测来确定使用者正在睡眠。
在一些配置中,该系统在第二模式中与使用者的吸入同步地增大压力。
在一些配置中,该系统在第二模式中与使用者的呼出同步地减小压力。
在一些配置中,该系统在使用者的吸入期间从该第一模式转换到该第二模式。
在一些配置中,当系统检测到使用者的吸入开始时,该系统从该第一模式转换到该第二模式。
在一些配置中,该控制器运行在第一模式中的流量发生器来提供平均气体流速。在一些配置中,该平均流速小于或等于约20升每分钟。
在一些配置中,该控制器运行在第一模式中的流量发生器来提供平均低压力。在一些配置中,该平均低压力小于或等于约3cm H2O。
在一些配置中,该控制器运行在第一模式中的流量发生器来提供平均流速或平均低压力,并且该控制器被配置成将处于第一模式中的流量发生器的运行在提供该平均流速与该平均低压之间进行切换。
在一些配置中,当使用者在时间窗口内经历两次或更多次呼吸暂停、连续四次或更多次的限制流量呼吸、呼吸减弱、阻塞性呼吸减弱和/或呼吸暂停、呼吸减弱以及限制流量呼吸的某一组合时,该控制器确定使用者的睡眠状态为睡眠。
在一些配置中,当呼吸波形在频率或振幅上发生变化时或当呼吸波形显示指示苏醒的不规则性时,该控制器确定使用者的睡眠状态为苏醒。
在一些配置中,当该控制器确定该使用者的睡眠状态为苏醒时,该端口的通气面积被配置成大于或等于约60mm2。
在一些配置中,在该第一模式中,该端口的通气面积被配置成大于或等于约60mm2,并且该控制器运行流量发生器来提供小于或等于约0.5cm H2O的平均低压力。
一种具有随压力变化的阀门的分流装置可以被提供以供在靠近、邻近或在使用者接口处使用。该分流装置包括由至少壁限定的流动通道。该流动通道在进口部分与被配置成朝向该使用者接口打开的出口部分之间延伸。该分流装置包括延伸穿过该至少壁的流动端口,该流动端口连接该流动通道与周围环境。该流动端口被定位在该进口部分与该出口部分之间。该分流装置包括被定位在该流动端口中的随压力变化的阀门,其中该随压力变化的阀门在第一位置与第二位置之间是可移动的。该随压力变化的阀门被适配成响应流动通道中的第一压力范围而呈现第一位置,并且响应流动通道中的第二压力范围而呈现第二位置,该第一压力范围是低于该第二压力范围的。该第一位置中的随压力变化的阀门使得流动端口基本上打开以用于从使用者接口到周围环境的流动,并且该第二位置中的随压力变化的阀门基本上封闭该流动端口。
在一些配置中,该随压力变化的阀门包括底座,该底座具有开口和连接到该底座上的有弹性的阀门构件,该有弹性的阀门构件从该底座延伸并且形成阀门孔。该有弹性的阀门构件所形成的阀门孔被配置成响应穿过流动通道的在压力上的增大而在尺寸上减小。
在一些配置中,当在流动通道中,压力在第一压力范围内并且流速变化时,该随压力变化的阀门被配置成保持在该第一位置中。
在一些配置中,当在流动通道中,压力在第二压力范围内并且流速变化时,该随压力变化的阀门被配置成保持在该第二位置中。
在一些配置中,当在流动通道中的压力在第一压力范围内时,该随压力变化的阀门将该阀门构件维持在该第一位置,并且当该压力在第二压力范围内时,该随压力变化的阀门将该阀门构件维持在该第二位置。该随压力变化的阀门响应压力在该第一范围与该第二范围之间的变化并且不响应流量上的变化而使该阀门构件在该第一位置与该第二位置之间转换。
在一些配置中,该有弹性的阀门构件包括多个尖牙,其中多个邻近尖牙由具有尖牙缘的尖牙翼接合。这些尖牙缘被配置成彼此相接触以响应通过流动通道的第二压力范围而基本上靠近阀门孔。
在一些配置中,该分流装置包括连接到使用者接口的弯管接头。
一种具有恒定流量阀门的分流装置可以被提供以供在靠近、邻近或在使用者接口处使用。该分流装置包括由至少壁限定的流动通道。该流动通道在进口部分与被配置成朝向该使用者接口打开的出口部分之间延伸。该分流装置包括延伸穿过该至少壁的流动端口,该流动端口连接该流动通道与周围环境。该流动端口被定位在该进口部分与该出口部分之间。该分流装置包括定位在该分流装置内的恒定流量阀门。当通过该流动通道的压力超过恒定流量压力阈值时,该恒定流量阀门被适配成提供通过该流动通道的恒定流速。该恒定流量阀门被适配成可以在第一位置与第二位置之间移动,其中在该第一位置中,该流动通道被基本上封闭,从而使得流动端口基本上打开以用于从使用者接口到周围环境的流动,并且在该第二位置中,流动端口被基本上封闭,从而使得流动通道基本上打开以用于从进口部分到出口部分的流动。
在一些配置中,该恒定流量阀门包括在靠近流动端口处连接到至少一个壁上的弯曲的阀门构件,该弯曲的阀门构件被配置成在该第一位置中基本上封闭该流动通道并且在该第二位置中基本上封闭该流动端口,其中该弯曲的阀门构件被配置成在该第一位置与该第二位置之间移动。
在一些配置中,该弯曲的阀门构件具有基本上抛物线型截面。
在一些配置中,当通过该流动通道的压力在第一压力范围内时,该恒定流量阀门将弯曲的阀门构件维持在该第一位置,并且当通过该流动通道的压力在第二压力范围内时,将该弯曲的阀门构件维持在该第二位置。
在一些配置中,当通过该流动通道的流速在第一流量范围内时,该恒定流量阀门将该弯曲的阀门构件维持在该第一位置,并且当通过该流动通道的流速在第二流量范围内时,将该弯曲的阀门构件维持在该第二位置。
在一些配置中,该分流装置包括连接到使用者接口的弯管接头。
对于本发明涉及的领域的普通技术人员,在构造上的许多变化以及本发明的广泛不同的实施例和应用将表明它们自身在不脱离如所附权利要求书中所界定的本发明的范围的情况下。在此的披露和说明完全是说明性的,并不是旨在进行任何意义上的限制。
在说明书和权利要求书中使用术语“包括”意味着“至少部分由……组成”。当解释本说明书和权利要求书中的包含“包括”的陈述时,也可能存在以该术语开始的那个特征或那些特征之外的特征。相关的术语如“包括”(comprise)和“包括”(comprises)将以同样的方式解释说明。
附图简要说明
现将参见优选实施例的附图描述本发明的这些和其他特征、方面以及优点,这些实施例旨在说明本发明而不对本发明进行限制,并且在图中:
图1为示出一种控制方法的流程图,该控制方法根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置,并且可以由气体供应设备的控制器实施。
图2为示出一种气体供应系统的框图,该气体供应系统根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置。
图3a和图3b为使用根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的一种设备针对会话的多个部分的压力和流量对时间的图的两个非限制性实例。
图4为用于评估根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的机器的实验设置的框图。
图5A至图5F为示出根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的一种分流装置的打开和关闭特征的图。
图6A至图6F为示出根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的一种分流装置的打开和关闭特征的图。
图7A和图7B为示出针对两个阀门中的每一个的流量和压力对时间的图,并且示出两个阀门之间的阀门特征上的差异。
图8A和图8B为示出流量和压力对时间的图,这些图示出当这些阀门即将关闭时在流量控制模式中运行与在压力控制模式中运行之间的差异。
图9A为根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的一种分流阀门的截面侧视图。
图9B为图9A的阀门的透视图。
图9C为示出阀门的轮廓的、图9A的阀门的截面。
图10A为根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的一种分流阀门的侧面透视图。
图10B为图10A的阀门的截面俯视图。
图10C为沿在图10B中的线C-C截取的、图10A的阀门的截面图。
图10D为图10C的截面阀门的透视图。
图11为阀孔尺寸对流速的影响的图形表示。
图12A为包括尖牙阀门的实例通气安排的截面图,该通气安排被配置成随压力变化。
图12B为在图12A中示出的实例通气安排中的阀门的透视图。
图12C为在图12A中示出的实例通气安排中的阀门的俯视图,其中该阀门是基本上打开的。
图12D为在图12A中示出的实例通气安排中的阀门的俯视图,其中该阀门是基本上关闭的。
图13A为被配置成提供恒定流量的实例通气安排的透视图。
图13B为在图13A中示出的恒定流量通气安排的截面侧视图,该图展示弯曲的阀门构件。
图13C为在图13A中示出的实例恒定流量通气安排的弯曲的阀门构件的透视图。
图14为示出阀门位置、不同运行模式以及运行压力之间的关系的图形描绘。
图15a至图15c为在呼出期间对阀门关闭的示意描绘。
图16a至图16c为在吸入期间对阀门关闭的示意描绘。
图17为用于在吸气期间的阀门的受控关闭的流程例程。
图18为用于在呼出期间的阀门的受控打开的流程例程。
图19为系统控制实施的图形表示。
图20为用于在零模式与压力模式之间变化的流程例程。
图21为用于确定是否应该跳过零模式的流程例程。
图22为用于确定一次吸入开始和一次呼出开始的流程例程。
图23为呼吸模式的图形表示。
详细说明
以下说明呈现一种可以在处理会话开始时提供对确定的压力斜升(pressure ramp)的替代的系统和该系统的多个元件。该系统和该系统的这些元件也可以在当使用者被认为是苏醒的其他时候提供对低治疗压力(即苏醒压力)的替代。
本发明的某些特征、方面以及优点涉及一种亚治疗控制模式,在该亚治疗模式中,使用者接收在此称为“零压力”的接近周围环境或大气压力的面罩压力。零压力的使用与传统的治疗CPAP形成对比,传统的治疗CPAP在需要用于阻塞性睡眠呼吸暂停的治疗的任何时候均维持在治疗压力水平。术语治疗压力或治疗压力范围可以意味着适用于处理患者的任何压力或压力范围,或其中该处理可以包括处理患者的阻塞性睡眠呼吸暂停的处理压力。例如,治疗压力可于为介于约3cm H2O与约30cm H2O之间,或者介于3cm H2O与约20cm H2O之间的压力。术语亚治疗压力或亚治疗压力范围可以包括非处理压力的压力。例如,亚治疗压力可以小于或等于约4cm H2O。
亚治疗控制模式在不需要、不希望或不想要治疗的时候允许非常低的面罩压力。这种非常低的面罩压力通过尽可能去除不必要或不希望的压力同时减小折衷该系统的多个其他功能的可能性(例如外部通气来减小CO2再呼吸的可能性)来使得使用该系统对于使用者来说更为令人愉悦。由于当不需要或不希望治疗气道支持时由减小的感知压力所产生的增大的舒适性,亚治疗控制模式据信会促进增大的依从性,这将延长使用者佩戴该系统并且接受治疗CPAP处理的时间。
在使用现有CPAP机器的亚治疗气体递送的实施中的限制因素在于,目前与CPAP机器一起使用的基本上所有系统依靠非零面罩和回路压力来迫使空气在整个呼吸周期中通过“泄漏端口”。被迫通过该泄漏端口出来的空气提供对呼出的二氧化碳的通气,特别是在呼出期间,并且减小在下一次吸入期间对呼出气体的再呼吸可能性。当面罩和回路压力下降到某低水平(例如取决于泄漏端口尺寸而总体上为约2cmH2O到5cm H2O)之下时,通过固定尺寸的泄漏端口的通气变得总体上无效。
可以用于根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的系统中的两类阀门为“非再呼吸(non-rebreathing)”阀门和“呼出阀门”。这两类阀门中各自形成第二端口,穿过该端口呼出的气体可以被引导以减小再呼吸的可能性。当相关压力基本上为零或为零(例如当气体供应设备已停止起作用时)或当流动在回路内逆转时,非再呼吸阀门总体上是被动地被打开的。呼出阀门也可以用于非CPAP回路中并且随着呼出期间的压力上升而典型地从闭锁触发到打开。呼出阀门通常由检测呼气的外部触发机构驱动;然而,当用在CPAP期间时,这些呼出阀门不能够仅随在阀门处的压力而变化,因为在治疗CPAP和呼出期间压力是高的。另外,该阀门必须由外部控制器来主动地触发或驱动。在一些实施例中,该系统可以用具有在本说明书中稍后描述的特征的特别适配的阀门来实施。
亚治疗模式的一些实施利用关于阀门的哪模式是运行的外部决定。在预定点处,该预定点可能在所希望的CPAP压力下或在使用者的唤醒状态中被预测,该控制器调整在回路中的流量和压力特征以触发回路泄漏上的增大,例如像但不局限于打开额外的端口或另外产生泄漏流量上的增大。在治疗CPAP模式中,该控制器在流量和压力下递送气体,这样使得阀门最小化泄漏的尺寸(例如通过关闭额外的端口)。优选地,阀门行为的变化总体上作为阀门被动响应、但响应由控制CPAP递送的算法产生的一些信号而发生。
优选地,从亚治疗模式到常规运行治疗模式(即CPAP)的转换以基本上“平滑的”方式发生,并且没有以呼吸摆动显著地振动。因此,模式变化可以在很大程度上不被检测到或在很小程度上打扰使用者。使得转换总体上对使用者透明的方面是最小化系统条件(例如压力和流量)的变化,该变化启动阀门运行模式上的变化同时保持阀门模式的稳定性。
本发明的某些特征、方面以及优点涉及具有两个模式的阀门。本发明的某些特征、方面以及优点涉及在没有对阀门的其他外部控制信号的情况下通过CPAP气体供应的行为上的变化来启动对阀门模式的控制。优选地,尽管压力变化最小,但在所希望的时候,阀门在“打开”状态(在回路中具有最小压力并且具有给使用者的低但是重要的流量的状态)与“关闭”状态(具有可以升高到治疗水平的压力的状态)之间切换,并且该转换发生,而由使用者感知到的系统条件几乎没有或没有变化。换句话说,“打开”状态指通过阀门将回路的内部向周围环境打开,而“关闭”状态指阀门不允许回路内部与周围环境之间的相同的大量流量通过该阀门。然而,对于关闭状态而言,可以在回路内部与周围环境之间提供一些流量。例如,该阀门可以并入偏流通气口以在治疗期间提供适合的泄漏。
参照图2,该系统总体上包括气体供应装置200、使用者接口204、用于该供应装置200与该使用者接口204之间的连接的供应导管或管202以及分流装置250。该分流装置优选地位于使用者接口204处或总体上邻近使用者接口204。
分流装置250可以在至少两个模式中运行。在一些配置中,分流装置250可以仅在两个模式中运行。在第一模式中,在使用者接口204内的气体空间通过分流装置250向周围环境基本上打开或打开。在第二模式中,分流装置250允许使用者在治疗处理压力下从气体供应装置200接收气体流。
优选地,分流装置250包括以下一类阀门:阀门250在低压力或流量条件(即亚治疗供应条件)下处于第一模式或状态中。在这个状态中,使用者接口204的内部通过阀门250向周围环境基本上打开。在第二模式或状态中,阀门250关闭并且在使用者接口204内的气体空间显著地减少通过阀门250向周围环境打开。
典型地,使用者接口204内的气体空间可以始终通过通气口206,如偏流通气口或其他受控的泄漏端口,与周围环境相连接。例如,图2中示出在使用者接口204上的通气口206。在一些配置中,通气口206可以为分流装置250自身的部分。
优选地,与穿过通过通气口206提供的受控泄漏的流动路径相比,穿过分流装置250到周围环境的流动路径在阀门处于第一模式的情况下为具有低得多的阻力的路径。因此,在分流装置250处于第一模式中的情况下,气体供应装置200与使用者接口204内的气体空间之间的流动路径在一定程度上受限制但不关闭,而相对打开的流动路径穿过分流装置250被提供在使用者接口204内的气体空间与周围环境条件之间。在第二模式中,在使用者接口204内的气体空间与这些周围环境条件之间穿过分流装置250存在相对小的流量或没有流量,而分流装置250在使用者接口204内的气体空间与气体供应装置200之间呈现相对低的流量限制。
优选地,气体供应装置200的控制和分流装置250(例如阀门)的安排被适配成使得在对使用者的压力支持递送与对使用者的亚治疗供应递送之间的任何方向上的转换时期,使用者呼吸不会触发分流装置250的第一模式与第二模式之间的重复循环。因此,阀门250在这个转换处不会颤动到任何显著的程度。
优选地,分流装置250根据占优势的流量和压力条件而从第一模式切换到第二模式并且从第二模式切换到第一模式。典型地,这些流量和压力条件由气体供应装置200和使用者的呼吸产生。因此,气体供应装置200提供基本条件(例如流量和/或压力),并且当使用者吸入和呼出流量被叠加到来自气体供应装置200的流量上时,使用者呼吸在流量和/或压力上叠加短暂的变化。
除了对阀门250和相关阀门构件起作用的占优势的流量和/或压力条件之外,分流装置250优选地无法进行控制。除了受改变占优势的压力和/或流量条件的流量发生器200控制之外,阀门250不主动地被控制。
当系统在气体供应中逐渐在亚治疗压力与治疗支持压力之间移动时,分流装置250关闭以进入第二模式。类似地,在从治疗支持压力到亚治疗水平移动时,分流装置250打开以进入第一模式。
对于常规压力或速度控制流量发生器而言,该转换可能是不稳定的。具体来说,当条件达到阀门250将从第一模式移动到第二模式的水平时,由使用者呼吸导致的多个条件的波动可以引起阀门250随着每一次使用者呼吸而打开并且关闭。在压力支持向亚治疗水平减小并且到达用于分流装置250的转换条件的情况下,可以注意到类似的效果。
因此,在示出的系统中的分流装置250在第一组条件下从第一模式(即打开模式)切换到第二模式(即关闭模式),并且在第二组条件下从第二模式(即关闭模式)切换到第一模式(即打开模式)。该第一组条件相对高于该第二组条件。因此,在平均压力和/或流量增大的情况下,当分流装置250从第一模式切换到第二模式时,最小压力和/或流量已经大于分流装置将会从第二模式切换到第一模式时的压力和/或流量。类似地,当平均压力和/或流量减小时,一旦分流装置250从第二模式切换到第一模式,最小压力和/或流量已经低于分流装置将会从第一模式切换到第二模式时的压力和/或流量。
优选地,这些条件在水平上的差异大于仅由使用者呼吸引起的条件的波动。该波动取决于多个系统条件。例如,阀门250的区域内的压力波动取决于离开该系统的流动阻力。在分流装置250打开的情况下,使用者接口204的内部和分流装置250更加打开地连接到周围环境条件中,并且与在分流装置250关闭的情况相比,波动的压力产生更小的压力摆动。此外,对于大偏置通气口206而言,由呼吸导致的压力摆动减小。
气体供应设备200的某些特征可能加剧来自使用者呼吸的压力摆动。举例而言,运行来控制流量发生器的输出的压力反馈控制可能扩大流量上的波动。
阀门250朝向打开状态偏置。在亚治疗模式中,递送的供应旨在允许阀门250保持在打开状态中。当递送的供应接近在稳定状态中将会触发阀门250切换到关闭状态的条件时,压力反馈控制可能具有不利的影响。具体来说,在每一次呼吸周期内,在相对于呼出的吸入期间,压力控制增大流量发生器的输出。这使穿过阀门250的流量到达临界点,由此引发阀门250关闭。在使用者的下一次呼出期间,回路202中的压力迅速增大,并且“被引发”或部分地关闭的阀门250现在完全关闭。
在一些实施例中,气体供应装置200用一种控制方法运行,该方法减少由来自使用者呼吸的流量波动导致的阀门不稳定性(即阀门颤动)的发生。具体来说,用于气体供应装置200的控制方法(至少在供应条件接近在第一模式与第二模式之间的转换条件时)被适配成不显著地加剧并且优选地减轻在导致阀门250的切换的具体系统条件下的波动。例如,稍后将描述的阀门250是对流量敏感的。具体来说,阀门250对从气体供应装置200到使用者接口204的流量、对穿过阀门250到周围环境的流量或对以上两者是敏感的。当供应条件接近其中阀门250可能不稳定的水平时,该控制方法根据估定的平均供应流量和所希望的平均流量来控制气体供应装置200的输出。例如,气体供应200的控制可以基于平均气体流量实施反馈控制。优选地,在这个时期期间,该方法不包括基于压力的反馈控制。这稳定了流量,或至少去除了对由流量发生器或气体供应装置200递送的流量的不稳定影响。流量仍随着使用者呼吸而波动,但是控制器不采取扩大这个波动的步骤。
因此,在一些实施例中,该控制引起基本上恒定的低流量发生器速度和/或基本上恒定的低压力发生器速度并且在呼吸周期期间不通过改变流量发生器的速度来响应使用者呼吸。因为流量是低的并且在使用者吸气时不增大与用于压力反馈控制一样多的流量,所以阀门250没有“被引发”关闭,并且因此在呼气期间不关闭。
在一些实施例中,在亚治疗模式中供应给患者的压力可以在基本上连续的压力值幅度中或在离散数目的压力值之间变化。递送的压力值可以至少部分地基于关于患者的反馈,并且可以响应患者的呼吸、患者的睡眠状态、由该患者经历的呼吸事件、以及类似物而变化。在一些实施例中,该控制可以被配置成在亚治疗模式中运行,以提供可以在压力上变化的递送气体供应。例如,压力可以在亚治疗压力范围内响应患者的呼吸而变化,从而在吸入期间以吸入压力提供气体,并且在呼出期间提供呼出压力,该吸入压力高于该呼出压力并且该吸入压力处于亚治疗压力范围之内。作为另实例,压力可以至少部分地基于关于患者的呼吸的反馈而在亚治疗压力范围内变化,这样使得递送的供应可以具有在亚治疗压力范围内的变化的压力。
在治疗CPAP模式(例如在高于约2-3cm H2O的低阈值的回路压力下)中,控制器提供对流量发生器的反馈以维持“压力控制”。在吸气期间,这引起在递送的流量上的增大以维持压力,从而使得穿过阀门250的流量到达引发阀门250关闭的水平。在使用者的下一次呼出期间,回路202中的压力迅速增大,并且“被引发”或部分地关闭的阀门250现在完全关闭。此外,阀门250由目前的连续正压(例如CPAP)随后保持关闭。
在一些实施例中,在治疗模式中供应给患者的压力可以在基本上连续的压力值幅度中或在离散数目的压力值之间变化。递送的压力值可以至少部分地基于关于患者的反馈,并且可以响应患者的呼吸、患者的睡眠状态、由该患者经历的呼吸事件、以及类似物而变化。在一些实施例中,该控制可以被配置成在治疗模式中运行,以提供可以在压力上变化的递送的气体供应。例如,压力可以在治疗压力范围内响应患者的呼吸而变化,从而在吸入期间以吸入压力提供气体,并且在呼出期间提供呼出压力,该吸入压力高于该呼出压力并且至少该吸入压力处于该治疗压力范围之内。作为另实例,压力可以至少部分地基于关于患者的呼吸的反馈而在治疗压力范围内变化,这样使得递送的供应可以具有在治疗压力范围内的变化的压力。
事实上,上述两个模式由以下产生:调节CPAP流量发生器对使用者的呼吸的振动性质的响应,并且使用压力和流量的所得的交互作用来切换阀门模式,而没有实际上主动地用具有单独控制器的阀门250来进行交互作用。
气体供应装置200的压力控制和流量控制与使用者呼吸之间的这个调节的益处在于当流量发生器在多个模式之间切换时,阀门状态可以在切换时受到控制,而到使用者的压力或者流量仅有最小变化。
当根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置时,该系统在该会话开始时或在设备认为使用者苏醒时提供亚治疗压力。如在此所使用,亚治疗压力包括低于约4cm H2O,优选低于约3cm H2O的压力,并且更优选地低于约1.5cm H2O的压力,并且最优选地为约1cm H2O的压力。亚治疗模式可以由使用者选择,可以由设备的总控制算法选择,或者可以为在设备使用的每会话开始时的自动功能。一旦使用者进入睡眠,或在亚治疗递送的初始时间设定时期之后,该设备转换并且递送治疗压力。
优选地,与监测递送到使用者的流量一起,亚治疗压力被提供给使用者。设备的控制器监测递送到使用者的流量,并且调整流量发生器的控制,以便减小可能不足以提供对使用者接口的适合吹洗的流速的可能性,或消除可能不足以提供对使用者接口的适合吹洗的流速。例如,该控制可以减小下降到约10升每分钟以下的平均流速的可能性,优选地减小下降到约12升每分钟以下的平均流速的可能性,最优选地减小下降到约15升每分钟以下的平均流速的可能性。
对给定的使用者接口而言,可以考虑足以提供适当吹洗的具体流速。对目前可用的大部分使用者接口而言,约15升每分钟的平均流速被认为是足够的。无论选择什么流速,而在亚治疗模式中,设备优选地调整流量发生器的运行以维持接近选定流速的平均流速。例如,该控制器可以维持这个量的约5升每分钟内的平均流量,或最优选地这个量的约2升每分钟内。
举例来说,设备的控制器可以通过控制对流量发生器的功率输入来控制流量发生器。在这种情况下,在亚治疗模式中,该控制器可以在测量出的平均流量超过希望的流量范围时减小对流量发生器的功率输入,并且可以在平均流量低于所希望的范围时增大流量发生器功率。
可替代地或者另外,该控制器可以控制流量发生器的某个其他参数,例如像但不局限于电机速度。在这样一种情况下,如果流量低于所希望的范围则控制器可以命令电机速度增大,并且如果流量高于所希望的范围则控制器可以命令电机速度减小。
可替代地或者另外,该流量发生器可以包括压力源和压力调节器。在这种情况下,该控制器可以在测量出的流量超过所希望的范围时减小该压力调节器的设定压力,并且可以在流量低于所希望的范围时增大该压力调节器的设定压力。类似地,该控制器可以在测量出的压力超过所希望的、选定的或默认的范围时减小该压力调节器的设定压力,并且可以在测量出的压力低于所希望的、选定的或默认的范围时增大该压力调节器的设定压力。此外,该控制器可以至少部分地基于关于患者的反馈,如患者的呼吸、患者的睡眠状态、呼吸障碍事件或类似物而改变该压力调节器的设定压力。该压力调节器的设定压力的变化在本质上可以是基本上连续的(例如能够呈现压力值范围)或在本质上其可以是基本上离散的(例如能够呈现一组压力值中的压力值)。该压力调节器的设定压力可以具有对应于第一组标准的第一值和对应于第二组标准的第二值,如患者吸入时的第一压力值和患者呼出时的第二压力值。该控制器可以至少部分地取决于CPAP装置、运行模式、关于患者的反馈或这些的任何组合来运行以改变压力。
在一些实施例中,该控制器可以运行流量发生器来提供平均流量或该控制器可以被运行来提供平均低压力。例如,该控制器可以控制流量发生器来提供小于或等于约20升每分钟、小于或等于约15升每分钟、小于或等于约12升每分钟或小于或等于约10升每分钟的平均流量。该控制器可以控制流量发生器来提供小于或等于约3cm H2O、小于或等于约2cm H2O、小于或等于约1.5cm H2O、小于或等于约1cm H2O或小于或等于约0.5cm H2O的平均低压力。在一些实施例中,该控制器可以被配置成至少部分地基于平均流量或平均压力来运行流量发生器。在某些实施例中,该控制器可以至少部分地基于平均流量或平均压力来在运行之间变化。
有利地,该设备可以在使用者苏醒时期期间在亚治疗递送模式中运行,但当使用者睡着时在治疗递送模式中运行。
因此,该控制器可以在使用的每会话期间提供在亚治疗模式中的初始的运行时期。这个特征也可以用在一种包括用于确定使用者在该会话内的时期期间苏醒的功能的设备中。例如,具有“感测苏醒(Sensawake)”功能的费雪派克医疗保健HC250装置(Fisher&PaykelHealthcare HC250device)确定使用者唤醒的情况,并且一旦其确定了使用者可能为苏醒时,则将递送的压力减小到预先设定的苏醒压力。通过在这样一类装置中实施上述控制,该装置会在达到苏醒压力之后进入亚治疗模式。
在该亚治疗模式中,在一些实施例中,该控制的目的在于在被选定以足够维持对使用者接口204的适当吹洗的流量水平上维持基本上稳定的流量。如在此所使用,基本上稳定的流量意味着,尽管改变多个系统条件,但多次呼吸(例如,约20次呼吸)时期的平均流量仍保持基本上恒定或保持在限制范围内(例如,高达约5升每分钟的范围)。改变系统条件包括,例如但不局限于,由于使用者接口的密封有效性的改变而改变多个泄漏条件。通过阐明和比较,将预期在大于约5升每分钟的恒定压力受控系统下的流量的增大的系统条件的改变是对具有亚治疗模式中的基本上稳定的流量的响应。
在亚治疗模式中,在一些实施例中,该控制的目的在于在被选定以对使用者舒适的压力下维持基本上稳定的低压力。该系统可以包括压力反馈控制,或该系统可以包括在给定的运行速度下输出稳定的压力的流量发生器。例如,该控制可以被配置成维持小于或等于约3cmH2O、小于或等于约2cm H2O、小于或等于约1.5cm H2O、小于或等于约1cm H2O或小于或等于约0.5cm H2O的平均低压力。如同基本上稳定的流量,基本上稳定的低压力指在多次呼吸中的平均低压力。该控制可以被配置成提供基本上稳定的低压力同时维持足够的流量来维持对使用者接口204的适当的吹洗。
在治疗模式中,该控制器递送基本上稳定的压力。这可以包括压力反馈控制,或为具有针对给定运行速度的稳定压力输出的流量发生器的结果。如同基本上稳定的流量,基本上稳定的压力是指在多次呼吸中的平均压力。在一些实施例中,在治疗模式中,该控制器递送在可以变化的治疗压力范围内的压力,而不是递送基本上稳定的压力。在一些实施例中,在治疗模式中,控制器在患者吸入时递送在治疗压力范围内的吸入压力,并且在患者呼出时递送呼出压力。
在图1中示出一种根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的非限制性示例性控制方法。所示出的控制方法可以并入到一种根据本发明的某些特征、方面以及优点来安排并且配置的设备之中。多种其他控制方法是可能的:包括在于2011年8月12日提交的标题为“用于向使用者提供气体的设备和方法(APPARATUS ANDMETHOD FOR PROVIDING GASES TO A USER)”的PCT公开号WO 2012/020314中所描述的方法,该公开通过引用以其全部内容结合在此。图1中示出的方法总体上检测使用者的睡眠状态,进入控制模式并且至少部分地基于所进入的控制模式来改变多个运行参数。例如,如果使用者被确定为苏醒,则该方法进入亚治疗模式,其中流量发生器向使用者提供确定的、选定的或所希望的流量或压力。如果使用者被确定为睡着,则该方法进入治疗模式,其中流量发生器向使用者提供确定的、选定的或所希望的流量或压力。在多个控制模式之间的转换可以包括改变通气面积的尺寸,其中该通气面积为系统中的气体提供到周围环境的路径。在一些实施例中,该通气面积在该方法转换到亚治疗模式时增大,并且在该方法转换到治疗模式时减小。在一些实施例中,该通气面积的尺寸至少部分地由系统中的阀门的位置确定。该通气面积可以由通气口口提供,该通气口口优选地尽可能靠近地位于二氧化碳源(例如患者)处。例如,该通气口口可以被定位在面罩或使用者接口上、在供应管与使用者接口之间的接头上或在供应管中。多个控制模式之间的转换可以包括改变从系统中的CO2去除的状态,以便将CO2去除水平维持在足以最小化或消除CO2再呼吸的某阈值水平之上。CO2去除可以包括被配置成将CO2吹洗出系统的CO2吸收安排和/或抽吸安排的使用。在一些实施例中,CO2去除状态可以取决于控制模式而改变。例如,用于抽吸安排的CO2去除状态在亚治疗模式中和/或当患者苏醒时可以为高的,并且在治疗模式中运行时和/或在患者睡着时为低的。类似地,CO2源在装置在亚治疗模式中运行和/或当患者苏醒时可以更多地向CO2吸收器暴露,而在治疗模式中运行和/或患者睡着时更少地或不向该吸收器暴露。CO2去除可以由CO2去除安排提供,该安排优选地尽可能靠近地位于二氧化碳源(例如患者)处。例如,CO2去除安排可以被定位在面罩或使用者接口上、在供应管与使用者接口之间的接头上或在供应管中。用于实施亚治疗模式的示出的方法在100处开始并且可能由有意识的使用者选择来触发,例如但不局限于,通过使用电使用者控制接口的控制模式来选择。在一些实施例中,该模式可以为用于设备的初始起动模式或可以由根据更广泛的控制策略的设备开始。
在起动之后,控制命令向流量发生器发布以引起该流量发生器在初始水平上运行。参见102。例如但不局限于,该控制器可以提供命令电机速度作为到流量发生器的输入,并且该流量发生器的电机可以在转速上受控于该命令电机速度。在一些应用中,该设备可以提供一个或多个命令压力值、一个或多个命令流量值或一个或多个电机功率输入中的一个或多个作为输入参数。优选地,用于该流量发生器的初始命令输入参数处于水平,该水平通常会提供介于约0.2cm H2O与2cm H2O之间的与使用者接口正确配合的亚治疗压力。在所示出的实例中,电机速度被设定为约4000rmp。
随后对于使用者是否睡着做出评估。参见104。优选地,控制器维持表示控制器的判断使用者是睡着还是苏醒的值。这个值可以是由该控制器对使用者是睡着还是苏醒估定的概率。该值可以针对标准来估定以决定是在使用者睡着的基础上进行还是在使用者苏醒的基础上进行。该值可以通过例如但不局限于估定使用者的最近呼吸型式,估定呼吸暂停事件的最近历史和/或该使用者的阻塞性呼吸来维持。这可以在时间段中进行检查,例如像但不局限于前面的几分钟、十分钟或其他类似时间段。可以使用对使用者是睡着还是苏醒做出确定的任何适合方法。一些适合方法在多个其他专利公开中描述,例如US6,988,994和US 2008/0092894,这些公开通过引用以其全部内容结合在此。
“睡着”估定和对睡眠值的维持可以根据与参照图1描述的控制程序平行运行的单独的控制程序而做出。多个单独的控制程序可以总体上为多个单独的子例程,这些例程可以在给定的执行周期中顺序地执行,但也可以平行地运行。如果使用单独的控制程序,则图1的控制程序将基于由其他控制程序维持或者输出的输入参数而确定使用者是睡着的还是苏醒的。
如果该程序确定使用者睡着,则施加治疗压力。参见106。治疗压力施加的应用可以例如通过立即进行到用于治疗的预定起动点压力(例如约3cm H2O或4cm H2O或更大)而开始。这个压力可以为装置的预先设定值或可以为由医生设定的可变压力。在一些配置中,该方法可以直接进行到全处理压力,例如由医生规定并且预先配置在该装置中的处理压力。在一些配置中,该控制方法可以进行到自动滴定模式,该模式在起动治疗压力下开始并且根据呼吸事件,如呼吸暂停、呼吸减弱、流量阻塞以及正常呼吸时期来调整供应压力。
在治疗模式中,该控制方法优选地设法维持基本上稳定的压力。例如,控制器可以基于来自感测使用者接口204中的压力的压力传感器的输入,使用来自该压力传感器的反馈,以便控制流量发生器的速度或到流量发生器的功率输入或控制压力调节器的输入参数,来控制该流量发生器。患者接口204中的压力可以以任何适合方式来感测。举例而言,压力可以由直接定位在使用者接口204中的传感器或者由与到使用者接口204的在流量发生器下游的流动路径的一部分交互的传感器来感测。
在一些实施例中,基本上稳定的压力可以使用风扇产生,该风扇针对给定风扇速度在流量的广泛范围中具有基本上恒定的压力输出,或可以从压力调节器中产生,如自动调节压力调节器,例如但不局限于,可以(例如但不局限于)使用机械运行的反馈控制来根据具体输入参数调整压力输出。
在一些实施例中,基本上稳定的压力可以影响到系统的通气面积的尺寸。例如,压力上的增大可以减小通气面积的尺寸,恒定的压力可以维持通气面积的尺寸,并且压力上的减小可以增大通气面积的尺寸。在一些实施例中,该系统包括可适配的通气安排,该通气安排对应于治疗模式和亚治疗模式而在两个位置之间移动,其中这两个位置影响到通气面积的尺寸。例如,当转换到治疗模式时,至少部分地由于压力和/或流量上的增大,可适配的通气安排可以减小通气面积的尺寸(与初始状态或亚治疗模式相比较)。
治疗模式(例如正压、CPAP或自动滴定)可以根据任何适合的处理程序和/或方法来进行。在这些方法中对具体施加的压力的控制可以由平行运行的单独的控制程序或例程或者结合参照图1描述的控制程序来进行。
再次参照图1,所示出的控制方法开始循环以确定使用者何时苏醒,这样使得机器可以响应使用者的苏醒。参见108。例如,控制循环取决于单独的控制循环的输出,该单独的控制循环在连续基础上确定使用者的苏醒状态。
如在110处所示,如果使用者仍为睡着的,则该方法继续施加治疗处理压力。参见106。控制循环106、108、110继续直到确定了使用者为苏醒。如果确定了使用者为苏醒,则该方法开始亚治疗压力模式。例如但不局限于,该亚治疗模式可以通过改变针对流量发生器的输入参数来开始,这样使得该流量发生器在亚治疗压力下提供气体。参见102。在一些实施例中,当从治疗模式转换到亚治疗模式时,该系统的通气面积在尺寸上增大。例如,至少部分地由于压力和/或流量上的减小,可适配的通气安排可以增大通气面积的尺寸(与治疗模式相比较)。
再次,该方法确定使用者是否为苏醒。参见104。如果使用者为苏醒,则该方法继续进行测量流量。参见118。在118、120、124处,流量的量度与优选流量范围进行比较,并且在124、128处,发送到流量发生器的输入参数相应地作出调整。优选地,该方法针对更低流量值检查(参见118)估定的流量。例如,该方法检查最近平均流量(例如在前面的5次呼吸、10次呼吸、10秒、30秒或类似时期)是否小于下阈值(例如约15L/min)。
该下阈值可以为固定的预定值。例如,该值可以被选择以适用于所有适合的使用者接口。在一些实施例中,下阈值的值可以是例如可设定的值,这样使得其可以根据由使用者使用的具体使用者接口而设定。在一些实施例中,下阈值的值可以基于使用者接口的确定的标志从值表中获得或可能在由该设备执行的测试模式中针对具体的接口而估定。在最简单的情况下,固定的预先设定的流量值,如约15升每分钟的下限流量值,被认为是与现有技术设备相比足以提供舒适上的显著改进,而不会折衷安全性。
如果估定的平均流量小于下阈值水平,则该控制方法调整到流量发生器的输入参数以增大该流量发生器的输出。例如,该控制器可以增大需求电机速度。参见124。
可以在确定平均流量低于控制下限之后提供额外的检查。参见122。该额外的检查确定压力是否达到治疗压力水平。虽然所示的是发生在控制下限检查(参见118)之后,但压力水平检查可以在任何适合的时间发生。例如,在所示出的方法中,额外的检查可以在下阈值水平检查与输出增大之间实施。参见122、118、124。优选地,该方法针对压力阈值,例如但不局限于4cm H2O来检查在使用者供应中的估定的压力。参见122。在流量在118处被估定为低于下限时并且在压力在122处被估定为高于阈值的情况下,该方法优选地继续进行以离开亚治疗模式并且切换控制到治疗模式,如以上参照106所论述。
在一些实施例中,在亚治疗模式中,该控制方法测量压力并且控制流量发生器以在亚治疗压力下提供气体。流量发生器可以被运行来在平均低压力下提供气体,该平均低压力在压力范围内或在压力上阈值之下。类似于上述用于使用估定的控制来控制流量发生器的方法,该控制方法可以接收估定的压力并且调整发送到流量发生器的输入参数,以便实现在压力范围内或在压力上阈值之下的目标压力。
该控制方法也可以例如在126处设定故障条件。控制器可以提供对该故障条件的指示,作为对装置的电使用者控制接口的警报,或将该故障条件记录在由该装置维持的会话数据日志中,以供使用者、医生或其他利害关系方稍后审查。
在控制方法在124处增大流量发生器输出的情况下,即,例如通过增大用于该流量发生器的需求参数。该增大可以为固定的预定的增量增大,根据目前参数值变化的增量增大,或者为根据目前平均流量值与所希望的流量范围之间的差或根据目前平均压力值与所希望的压力范围之间的差而变化的增量增大。例如但不局限于,新的输入参数(例如在控制电机速度实施例中的新的电机速度)可以为目前电机速度、目前平均流量值、所希望的平均流量值、目前平均压力以及所希望的平均低压力的函数。
可替代地,如果平均流量值高于最小范围值(参见118),则该控制方法针对该范围的流量值上阈值来检查平均流量值。参见120。优选地,为了维持在低亚治疗压力,在最小值与最大值之间的流量范围被保持在最小范围。例如,该流量范围可以为约5升每分钟或以下,优选地约3升每分钟或以下,并且最优选地约2升每分钟或以下。
可替代地,用于流量发生器的控制参数的向上调整与向下调整两者都可以基于单一的所希望的平均流量值或基于单一的所希望的平均低压力值而做出。这特别适用于控制参数的调整增量是目前平均流量或压力值与所希望的平均流量或压力值的函数的情况。在这种方法中,例如,在平均流量值不小于所希望的流量值的情况下,用该方法进行从118到128的针对流量值上阈值的检查(参见120)可以被去除。这个安排将引起对电机输入参数的频繁的调整,但是如果频繁的调整是小的,则这些调整可以是不显著的。类似地,可以使用不具有流量下阈值的配置。
如果在120处(或根据以上论述的修改的方法在118处)平均流量或压力被确定为高于优选范围,则在128处,控制方法减小到流量发生器的输入参数。例如,该减小可以为预定减量,或为根据目前平均流量或压力、目前的输入参数值或目前平均流量或压力与所希望的平均流量或压力范围之间的差而变化的减量。该方法随后返回到104。在104、118、124、120以及128处阐述的方法大体上构成反馈控制,该反馈控制根据所希望的流速或压力(或所希望的流速或压力范围)并且基于估定的平均流速值或估定的平均压力值而控制流量发生器的输出。
在一些实施例中,可以与使用者的呼吸同步地进行在多个运行模式之间的转换。对流量发生器的控制可以对应于运行模式上的变化来增大或减小压力和/或流量,并且该控制可以与使用者的一次吸气、使用者的一次呼气同步,或与使用者的一次吸气和一次呼气同步地做出变化,如在此更加详细地描述。例如,如果使用者被确定为睡着的,则该控制方法可以与使用者的吸入同步地转换到治疗模式并且增大平均压力。在一些配置中,与使用者的呼吸同步的在多个控制模式之间的转换对应于增大或减小可适配通气安排的通气面积,如在此参照图14a至图14c所更加详细地描述。在一些实施例中,从压力到另压力的转换在具体呼吸状态期间被初始化。例如,从亚治疗模式到治疗模式的转换可以通过在患者呼出的峰值处开始加速鼓风电机而与呼吸状态同步地实现。以此方式,电机将被足够加速以恰好在患者开始吸入时递送治疗压力。以此方式,与呼吸状态同步的在多个模式之间的转换可以包括在第一呼吸状态期间开始并且在随后的呼吸状态期间结束(例如在一次呼出期间开始并且在随后的吸入期间终止)的一次转换。
图3A和图3B示出根据本发明的某些特征、方面以及优点运行的控制的效果。这些图仅旨在具有代表性并且因此已被简化。图3A的区段A示出会话开始时的正常呼吸。压力为低的(例如约为0cmH2O),然而流量取平均值为小于约15l/min。
图3A的区段B示出:该装置响应区段A中的低流速,这导致增大的流量发生器速度(例如在图1中的118、124),由此引起流量和压力上升。
图3A的区段C示出被引入的泄漏(例如发生面罩泄漏)并且流量的水平相应地增大。压力由于该泄漏而略微下降。
图3A的区段D示出响应增大的流量水平通过减小流量发生器的速度直到流量再次取平均值为约15l/min(例如在图1中的120、128)的算法。速度上的下降进一步减小了压力。
图3B的区段E示出正常呼吸。
图3B的区段F示出具有呼吸暂停的使用者。呼吸暂停由流量信号的变扁示出。
图3B的区段G示出:响应图3B的区段F中的事件,该装置提高了压力和正常呼吸恢复(例如在图1中的104、106)。
区段G末端处的混乱的流量信号指示使用者已经苏醒,并且在区段H处,压力被相应地减小,直到再次维持约15l/min的平均流量(例如在图1中的108、102)。
再次参照图2,图2呈现示出一种呼吸气体供应系统的实施例的框图,该呼吸气体供应系统根据本发明的某些特征、方面以及优点安排并且配置。该完整的系统包括:气体供应装置200,其为用于递送呼吸气体的供应的设备;供应导管202;以及使用者接口204。如以上所论述,分流装置250可以位于使用者接口204处、在该使用者接口上或邻近该使用者接口。优选地,分流装置250在这些位置中的中,因为这允许在某些运行条件下向大气通气,从而限制二氧化碳再呼吸并且提供氧气。供应导管202从气体供应装置200的出口延伸到使用者接口204。在一些实施例中,呼吸气体供应系统包括被配置成从气体供应系统中去除二氧化碳的CO2去除安排。优选地,该CO2去除安排可以被定位成靠近患者,如在供应导管202中或在使用者接口204处。
使用者接口优选地包括允许从使用者接口204的受控泄漏的偏流通气口206。受控泄漏允许使用者接口204的内部由供应装置200供应的新鲜气体连续地吹洗。使用者接口204可以包括用于PAP递送的许多类典型的使用者接口中的任何一类,包括但不局限于,例如但不局限于,鼻罩、全罩式面罩、口罩、口接口、鼻枕、鼻塞(nasal seal)或鼻套管。
例如但不局限于,通气口206可以直接位于使用者接口204上,通气口206可以邻近使用者接口204而位于使用者接口204与供应管202之间的接头上,或通气口206可以穿过供应管202的壁而位于靠近使用者接口204的位置。
例如但不局限于,CO2去除安排(如果包括)可以位于使用者接口204上,邻近使用者接口204而位于使用者接口204与供应管202之间的接头上,或其可以在靠近该使用者接口的位置位于供应管202的壁处。CO2去除安排可以包括例如CO2吸收安排和/或CO2抽吸安排。
所示出的供应设备200包括流量发生器,该流量发生器可以包括由电机212驱动的风扇210。空气由风扇210穿过进口214被吸入设备壳体中。例如,被加压的空气离开风扇210并且穿过供应导管202被供应到使用者。在一些实施例中,可控制的流量发生器可以利用高压气体源并且调节来自该高压源的气体流量。
设备200可以包括增湿器216。在一些实施例中,该增湿器216包括传递型增湿器(pass-over humidifier),其中通过增湿器腔室的空气从含在蓄水池218中的水供应来获得一些水蒸汽。蓄水池218可以由加热器220加热。增湿器216可以整合到与流量发生器210相同的同一壳体中,或者可以为可以用作可选项的单独的部件。
加热器220和电机212由电源222供电。到电机212的功率量和到加热器220的功率量可以由控制器224的输出来控制。控制器224也由该电源222供电。例如但不局限于,控制器224接收来自电使用者控制接口226的输入。控制器224优选地包括具有存储的控制程序或类似程序的嵌入式微型计算机。
控制器224也配备有用于与外部数据源相连接的接口228。例如但不局限于,该外部数据源可以为如调制解调器的通信接口,或可以为到外部存储器的接口,如智能卡、磁盘驱动器、闪存或类似物。为了通用使用,接口228可以是根据许多可用标准中的任安排并且配置的任何适合的数据通信端口(例如通用串行总线(USB)端口)。接口228可以用于连接广泛范围的外围装置。在一些配置中,接口228可以由无线通信装置(例如蓝牙、Wi-Fi等)替代或扩充。
控制器224优选地包括用于接收来自电使用者控制接口226的输入并且用于接收来自一个或多个传感器的输入的接口。传感器可以包括流量传感器230和压力传感器232。压力传感器232可以被定位在风扇210的下游。流量传感器230可以被定位在风扇210的上游或下游。
该设备优选地被配置成执行呈控制程序形式的控制方法,这些控制程序可以由例如但不局限于控制器224的微型计算机执行。在一些实施例中,控制器224可以包括实施多个控制程序的固定的电子电路、实施多个控制程序的程控的逻辑电路(例如FPGA)或类似物。可以使用实施控制程序的任何适合的电子电路和逻辑电路。事实上,在此描述的所有方法和过程可以在由一个或多个通用计算机或处理器执行的多个软件代码模块中实施并且通过这些软件代码模块而全部自动化。这些代码模块可以被存储在任何类型的计算机可读媒质或其他计算机存储装置中。这些方法中的一些或所有可以在专用计算机硬件中实施。另外,在此所涉及的这些部件可以在硬件、软件、固件或其组合中实施。
优选地根据在此所描述的控制方法运行的所示出的设备提供亚治疗运行模式,该模式在使用者为苏醒时被应用到该使用者。与在由其他装置在治疗开始时施加的低治疗压力下呼吸相比,在这个更低压力下呼吸可以是费力更小的。这对于终端使用者来说是更为舒适并且更为令人愉悦的,由此改进治疗接受性和依从性。同时,提供通过供应导管202的最小流量来将充足的新鲜呼吸气体流量供应给接口204,以吹洗使用者接口204,并且减小使用者再呼吸的可能性。
如以上所描述,当检测到睡眠或呼吸障碍事件时,该设备将以舒适的并且可以忍受的速率来将递送的压力增大到预定的或者自动确定的治疗水平。当发生睡眠或呼吸障碍事件时,使用者可以被认为是睡着的。因此,使用者不会意识到或不会有意识地经历要求的更高治疗压力,由此再次有希望地改进依从性。
优选地,如果使用者在睡眠期间苏醒,则该设备将回复到亚治疗状态。因为设备返回到亚治疗状态,所以现在有意识的使用者将不经历或将仅经历一段有限时间的在使用者睡着时供应的更高治疗压力。这也会增大使用者依从性,特别是在睡眠会话的后面阶段中,否则的话,在这些后面阶段中,在试图返回到睡眠之前使用者可能去除并且抛弃使用者接口。
如所描述的方法可以通过进一步变化而改编。一些这些变化已经在以上描述并且将在以下再描述若干变化。这不是详尽的概述,并且在不偏离本发明的某些特征、方面以及优点的范围内,许多进一步变化和替代方案是可能的。
根据变化,该设备可以监测流量、压力或可以指示使用者呼吸率的其他参数中的一个或多个。从使用者呼吸率中,控制器可以确定增大的呼吸率或增大的呼吸体积。在存在增大的呼吸率或呼吸体积或两者的情况下,控制器224可以增大在亚治疗模式中所希望的流量水平。增大的呼吸率或增大的呼吸体积可以指示二氧化碳再呼吸。增大在亚治疗模式中所希望的流量水平可以适配亚治疗模式流量水平解释占优势的系统条件。控制器224可以根据目前使用者睡眠状态进一步过滤这个响应,从而可以帮助减小由于做梦、面罩泄漏及类似物的假阳性可能性。
根据另变化,可以提供一个或多个例程来检查在亚治疗供应模式期间在使用者接口204中的负压力的发生。例如,在使用者吸入期间,控制器224的控制程序可以在连续的基础上或至少在时间点一个或多个时间点处测量、导出或计算面罩或接口204中的压力。如果面罩或接口压力在使用者吸入期间下降到低于预定阈值(例如约0cm H2O或略微低于约0cm H2O)之下,则控制程序适配递送的治疗以试图减小或消除这些零下压力。这些负压力否则可能作为缺少空气的一种不希望的感觉而由使用者经历。控制程序可以瞬时地(例如在呼吸周期内应用)或在更长时间段(例如定期地调整吸入递升参数)应用该适配。
控制器224可以通过在接口204处提供传感器来接收对使用者接口处内部压力的直接测量而获得接口204中的压力。在一些实施例中,控制器224可以从对离开流量发生器210(例如在增湿器216之前或之后)的递送流量压力的测量和在测量地点与接口204之间(例如在整个供应导管的长度上)的预测的压力下降,来预测在接口204处的压力。例如,该控制程序可以基于沿着导管202的瞬时流量来预测压力下降。该控制程序可以假设导管202具有某流量阻力,或可以通过对照没有连接到导管的使用者接口的递送压力和流量来实施预先治疗测试而计算导管202一个或多个部件的其他组件的阻力。该控制程序可以实施任何适合的方法。
该控制程序可以按多个方式适配亚治疗供应。可选项将会递升目标平均流量。然而,递升目标平均流量可以在使用者呼出期间递升峰值压力,并且将递升总平均压力,由此减小预期的舒适优点中的一些。
在一些配置中,控制器可以例如通过增大在吸入开始时流量发生器的输出,并且随后将流量发生器的输出减小回到供呼出的更低水平,来递升供应在使用者吸入上的流量。该控制程序在连续呼吸(breath-by-breath)基础上可以通过监测递送流量或压力上的变化来监测使用者呼吸以确定吸入的开始和结束。尽管多次呼吸的平均流量维持基本上恒定,但流量与使用者呼吸同时以一种基本上正弦的方式变化。流量在吸入期间比在呼出期间高。该控制程序可以从这个变化中确定吸入阶段。
根据另变化,该控制程序(例如由控制器运行的控制程序)可以提供可设定参数,该可设定参数提供递升的吸入流量。例如,可设定参数可以在规模上提供。在相对于呼出的吸入期间,0值指示对用于流量发生器的输入参数没有递升。在相对于呼出的吸入期间,渐进升高的值指示对使用的流量发生器的输入参数的渐进升高的递升。使用者或使用者的医生可以根据测量、根据对使用者的总呼吸体积的定性估定或根据在亚治疗供应阶段报告的呼吸急促的情况来设定参数。
当实施亚治疗阶段时,控制器224可以根据平均递送流量控制到流量发生器210的基准输入参数,并且在吸入时期或呼出时期期间,可以根据基准参数与可设定吸入递升的组合来控制到流量发生器210的输入参数。根据这个,该基准可以在吸入或呼出期间被应用。如果该基准在呼出期间被应用,则吸入参数为高于该基准的递升。在该基准在吸入期间被应用的情况下,呼出压力根据设定参数为低于基准的减小。通过在相对于呼出的吸入期间递升流量(即递升到超过由使用者呼吸单独提供的正常波动),这些变化减小在接口204处的任何缺少的感觉的可能性。
根据另变化,控制方法可以包括对呼吸气体的增湿的控制(例如通过改变到增湿加热器220的功率输入),这样使得在亚治疗模式中的增湿递送独立于在治疗模式中的增湿递送而被控制。例如,在亚治疗模式中,该控制器可以减小增湿或使增湿失效(例如通过减小或切断到增湿加热器220的功率)。
根据另外的变化,设备可以包括使用者可选择的或自动开始的测试顺序。根据测试顺序,该控制程序引起流量发生器210、212递送受控治疗压力长达一段时间。目的在于使用者在接口204处将没有意识地经历高压。该测试顺序将为使用者提供机会以确保面罩恰当地配合。该控制程序可以在电使用者控制接口处提供可由使用者选择的测试顺序,或可以提供测试顺序以在会话开始时自动开始,或提供这两者。该测试顺序可以在预先设定的最小治疗压力、预先设定的最大治疗压力、预先设定的测试压力、或根据装置的先前使用选定的另压力(例如从先前会话中建立的第95百分位压力)下提供压力递送。
在设备的一些配置中,如参照图2所描述,该设备包括流量传感器230和压力传感器232。每传感器230、232可以为任何适合类型。例如,流量传感器230可以为与流量限制一起运行的压差传感器。在此情况下,该压差传感器的多个部分可以兼作压力传感器。在一些应用中,估定的压力可以独立地由分离的压力传感器导出。在一些应用中,递送的压力,例如但不局限于,可以从鼓风机速度中推测,或者从感测到的流量和鼓风机速度中计算。递送压力的评估也可以解释PAP设备与使用者之间的估计的压力下降,例如通过根据测量出的流量来解释沿着导管202的压力下降。另外,在压力传感器232存在的情况下,流量可以从鼓风机速度和压力传感器的输出中推断,而不是使用单独的流量传感器。否则的话,可以使用任何适合的流量传感器。
图9A至图9C示出分流装置900,该分流装置可以用于一种根据本发明的某些特征、方面以及优点安排并且配置的系统的实施。分流装置900可以被安排成用于简化与多个其他预先存在部件装配的接头。
所示出的分流装置900包括进口部分902与出口部分904。在一些实施例中,进口部分902包括进口接头部分902,并且出口部分904包括出口接头部分904。进口接头部分902包括外部锥形连接表面。该外部锥形连接表面可以是标准的锥形。出口接头部分904包括内部锥形连接表面。例如但不局限于,该内部锥形连接表面用于固定转环接头。多种其他配置是可能的。
流动通道或流腔穿过分流装置900的本体从进口部分902的进口末端到出口部分904的出口末端来提供。中心部分906包括延伸穿过分流装置900的壁的流动端口908。穿过分流装置900的流动路径可以穿过端口908与周围环境相联通。
柔性阀门构件910延伸到流动路径中的在到进口部分902的进口与端口908之间的位置处。环绕端口908的内部周界表面920可以充当用于分流装置900处于关闭状态中时的台面或阀座。在关闭状态中,阀瓣切断穿过端口908从使用者接口204内部到周围环境的流动。
穿过分流装置900从进口部分902的进口到出口部分904的出口的流动推挤阀门构件910,从而将阀门构件910推向关闭状态。从出口部分904流到进口部分902的流动(例如在使用者呼出的情况下)推挤阀门构件910,以便将其推向进口部分902和打开状态。
阀门构件910优选地从壁的内部表面向外伸出从而形成流动通道。阀门构件910可能能够通过弯曲而邻近其与壁的连接或通过沿着其长度弯曲而朝向或远离关闭状态挠曲。在一些配置中,当阀门构件910处于打开状态中时(即在进口与出口之间延伸到流动路径中),阀门构件910在吸入期间向使用者弯曲和/或在呼出期间向流量发生器弯曲。在所示出的分流装置900中,阀门构件910的被固定的末端被夹持在分流装置900的两个部分之间。例如,阀门构件910的底部可以被夹持在进口部分902的端面914与出口部分904的端面916之间。
参照图9C,阀门构件910可以与衬垫912整体地形成。衬垫912可以为周界衬垫。在一些配置中,衬垫912仅延伸了分流装置900的全部周界的一部分。衬垫912可以环绕接头900的圆周被夹在端面914与端面916之间。在所示出的配置中,含有分流装置900的端面914、916的两个部分由多个螺钉930固定在一起。在其他配置中,分流装置900的这两个部分可以由卡扣配合连接、胶黏剂、过模制(over-moulding)、超声波焊接或类似方式固定。在一些应用中,阀瓣910是可去除的部件。
在阀瓣910通过沿着其长度弯曲而移位的情况下,用于端口908的台面或阀座920优选地被安置在或靠近与阀门构件的插入的部分间隔开的平面上。换句话说,台面或阀座920在所示出通道的横向上是偏移的,这样使得,当阀门构件910弯曲以覆盖端口908时,阀门构件910的朝向阀门构件910的自由端的一部分可以抵靠台面920就座并且基本上关闭出口端口908。这个偏移有利地允许阀门构件910通过绕弯曲位置简单地弯曲,而轻松地覆盖出口端口908的至少一部分。在一些应用中,该偏移允许阀门构件910基本上覆盖出口端口908,而阀门构件910不必采用盘卷形状。
在简单安排中,该偏移由移位远离台面920的回步或偏移918提供。替代回步918,可以在阀门构件910的底部与端口908之间提供弯曲的表面,在底部,阀门构件嵌入分流装置900的壁之中。当阀门由占优势的条件偏转以基本上覆盖出口端口908时,弯曲的表面可以匹配阀门构件910的预期的弯曲。
在一些配置中,阀门构件910的区域中的流动通道截面基本上为正方形或矩形截面,并且阀门构件910包括匹配的但略微更小的轮廓(例如正方形或矩形形状)。优选地,在阀门构件910的至少一部分周界与限定流动通道的壁的内部表面之间提供显著的间隙或空间。如图9A所示,在阀门910处于打开状态的情况下该间隙或空间提供穿过阀门910的位置的显著流动路径。举例来说,参见图9C,所示阀门的总流动通道可以具有约470mm2的截面积。阀瓣可以为约16mm宽和约19mm长,这样使得其限定约300mm2的面积。因此,阀瓣周界与流动通道的壁的内部表面之间的开口可以为约165mm2。根据这样一类配置,在阀门910处于打开位置中的情况下,流动路径的相当大部分(例如略微大于1/3)保持不受阀门阻碍。在一些实施例中,阀门910可以封闭约50%、约60%、约70%或约80%的流动路径。换句话说,阀门910可以封闭约50%与约80%之间的流动路径。优选地,阀门910可以封闭约50%与约70%之间的流动路径。在一些实施例中,阀门910可以封闭约60%与约80%之间的流动路径。在一些实施例中,阀门910可以封闭约60%与约70%之间的流动路径。在一些实施例中,阀门910可以封闭约65%的流动路径。
优选阀瓣910是非常有柔性的,并且可以由一种适合的、柔性的聚合材料形成为单一叶片。例如,所示出的阀门中的阀瓣910可以由具有约40肖氏A硬度的LSR硅酮制得。所示阀瓣910可以被模制为约0.45mm的厚度。该0.45mm的厚度提供足够薄的阀瓣,其中阀瓣910具有宽约16mmx长约19mm的表面尺寸。也可以使用其他大小。
阀门端口908位于阀瓣910的下游。阀门端口908可以为例如在阀瓣910的下游的约5mm到下游的约10mm处,并且优选地在阀瓣910的下游的约7mm处。所示出的端口908在周界形状上约为梯形的,其中两个平行侧边的更短侧边更靠近阀瓣910。在图9A至图9C中所示的示出的实施例中,端口908具有约86mm2的面积、约36mm2的周长、约11mm的总宽度以及约8mm的总长度。因此,端口908的面积可以为约10%与约50%之间的流动路径,并且最优选地为约15%与约25%之间的流动路径的面积。
现参照图10A到图10D,示出另分流装置1000。如在图10A中所示,分流装置包括进口部分1002和出口部分1004。进口部分1002和出口部分1004可以具有任何适合配置,并且可以类似于上述进口部分902和出口部分904而配置。
流动通道或流腔由分流装置1000的本体1005从进口部分1002到出口部分1004而限定。本体1005的中心部分1006包括延伸穿过分流装置1000的本体1005的壁的流动端口1008。穿过分流装置1000的流动路径可以穿过端口1008与周围环境相联通。
柔性阀门构件1010延伸到流动路径中的在到进口部分1002的进口与端口1008之间的位置处。环绕端口1008的内部表面1020可以充当用于分流装置1000处于关闭状态中时的台面或阀座。在关闭状态中,阀门构件1010总体上切断穿过端口1008从使用者接口204的内部到周围环境的流动。
端口1008,类似于端口908,优选地足够大以允许呼出流量的大部分通过端口1008进入环境大气。如果端口1008的面积太小,则取而代之的是,呼出流动将采用环绕端口1008的最小阻力的路径,并且穿过分流装置1000和回路。因为在这样一类情况下,至少一大部分的呼出流量保持在分流装置和回路内,所以至少一大部分的呼出流量可能会在下一次吸入中被再呼吸。这是不希望的。
一方面,如果端口1008的面积太大,则所有呼出的气体将流动通过端口1008到周围环境,并且将存在很少的呼出气体碰撞在阀门构件1010上。阀门构件1010,当不被定位在端口1008的上方时,产生对来自流量发生器210、212的气体流的阻力。如果端口1008太大,则推动端口1008到阻力产生位置的流量将太小并且将不能指示患者呼吸。
在多个正常呼吸条件下(例如约25L/min的流量)并且在鼓风机在流量控制模式中以约15升每分钟至20升每分钟的流速运行的情况下,已发现,端口1008优选地具有约90mm2的截面。在一些应用中,端口1008可以具有介于约40mm2与约250mm2之间的截面。在一些应用中,端口1008可以具有介于约85mm2与约180mm2之间的截面。图11表示不同大小的端口1008和对流速的影响。
就阀门构件1010而言,针对阀门构件1010用作非再呼吸阀门,阀门构件1010的大小优选地为足够大的以基本上封闭从出口部分1004到进口部分1002的流动路径。如果阀门构件1010太小,则呼出流量将采用最小阻力路径并且向回路流去。如果呼出流量向回路流去,则呼出流量可能会在下一次吸入中被再呼吸。
在阀门构件1010总体上垂直于气体流时,对来自流量发生器的流量的阻力可以被最大化。因此,在呼出期间,更大阀门构件1010可以增大对来自流量发生器的流量的阻力。目前据信,关于使用者的呼吸的信息可以被放大,并且当与更小阀门构件相比较时,具有更大阀门构件的控制器224,或者当与具有阀座的阀门构件相比较时,具有无阀座的阀门构件的控制器由此可以接收具有更好分辨率的数据。然而,阀门构件1010希望地是足够小的以允许阀门构件1010的基本上自由的移动。在所示出的配置中,阀门构件1010在从流量发生器到接口的流动路径中不具有底座。
在所示出的配置中,端口1008由护罩1040覆盖。护罩1040围绕本体1005的外表面的至少一部分延伸。在一些配置中,本体1005总体上是圆柱形的并且护罩1040环绕本体1005的圆周的一部分延伸。在所示出的配置中,护罩1040环绕本体1005的中心部分1006的外表面延伸。护罩1040具有限定多个开口1042的第一末端和第二末端1041。流出端口1008的气体通过在所示出的护罩1040与本体1005的中心部分1006之间限定的通道,并且通过开口1042排放到环境大气中。类似地,空气可以通过此同一通道进入端口1008并且进入分流装置900。
现参照图12A至图12D,示出另外的分流装置1200,该分流装置可以用于一种根据在此描述的特征、方面以及优点安排和配置的系统的实施。分流装置1200可以被安排成用于简化与多个其他预先存在部件装配的接头。在一些实施例中,分流装置1200包括可适配的通气安排,该通气安排被配置成响应压力上的变化而改变通气面积的大小。
如图12A中所示,分流装置1200包括进口部分1202和出口部分1204。进口部分1202和出口部分1204可以具有任何适合的配置,并且可以对应地类似于在此参照图9和图10描述的进口部分902、1002和出口部分904、1004而配置。例如但不局限于,进口部分1202可以包括接头部分,该接头部分包括被配置成与如气体导管的连接元件中的相应特征相配合的外部锥形连接表面或外部特征。出口部分1204可以包括接头部分,该接头部分包括被配置成与如转环接头的相应连接元件相配合的外部锥形连接表面。其他接头配置是可能的。
流动通道或流腔1206穿过分流装置1200的本体1205从进口部分1202到出口部分1204来提供。在进口部分1202与出口部分1204之间,分流装置1200包括延伸穿过分流装置1200的壁的流动端口1208。穿过该分流装置1200的流动通道1206的流径可以穿过该流动端口1208与周围环境相联通。
分流装置1200包括定位在流动端口1208中的随压力变化的阀门1210,这样使得通过流动通道1206与周围环境之间的气体通过该随压力变化的阀门1210。该随压力变化的阀门1210被适配成呈现打开配置,从而允许从流动通道1206穿过流动端口1208到周围环境的气体通过,并且被适配成呈现基本上封闭流动端口1208的关闭配置。该随压力变化的阀门1210被适配成响应第一压力范围内的压力而呈现打开配置,并且响应第二压力范围内的压力而呈现关闭配置。在一些实施例中,第二压力范围中的最小值是大于第一压力范围中的最大值的。在一些实施例中,第一压力范围与第二压力范围重叠。
如在图12B中所示,随压力变化的阀门1210包括底座1212。该底座1212的周界可以为圆形、椭圆形、正方形、矩形或可以具有任何规则或不规则形状。底座1212可以包括开口1214,其中流过随压力变化的阀门1210的气体通过开口1214。底座1212和开口1214可以被配置成与流动端口1208和分流装置1200的本体1205相连接。例如,底座1212可以包括沿着底座1212的特征或凸起元件1213,该特征或凸起元件与分流装置1200的本体1205上的相应特征相配合,如在图12A中所示。当被安装时,底座1212的凸起元件1213与本体1205之间的交互作用可以产生环绕底座1212的周界的密封。底座1212、本体1205以及流动端口1208可以因此被配置成允许气体通过阀门1210的开口1214在流动通道1206与周围环境之间流动,并且被配置成以其他方式阻止气体从周围环境进入流动通道1206。
返回参照图12B,随压力变化的阀门1210包括连接到底座1212上的有弹性的阀门构件,该有弹性的阀门构件包括多个尖牙1216,其中多个尖牙翼1218附接多个邻近尖牙1216。该多个尖牙1216中各自被配置成具有连接到底座1212上的近端和从底座1212延伸的远端,每尖牙1216总体上在相同方向上延伸。随压力变化的阀门1210包括多个尖牙翼1218,这些尖牙翼附接多个邻近尖牙,这样使得尖牙翼的左边缘附接至第一尖牙的右端,并且该尖牙翼的右边缘附接至第二尖牙的左端,该第二尖牙邻近该第一尖牙。以此方式,尖牙1216与尖牙翼1218的组合形成密封的阀门流动通道。如在图12B中所示,随压力变化的阀门1210包括三个尖牙1216和三个尖牙翼1218,但是可以使用任何适合数量的尖牙和尖牙翼。例如但不局限于,可以使用两个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个尖牙和尖牙翼。如所示的,在尖牙1216与尖牙翼1218之间存在弯曲的接口,但该接口可以是,例如但不局限于,弯曲的、直的、凹凸不平的、波状的或任何其他适合配置。
随压力变化的阀门1210包括在尖牙翼1218各自的远端处的尖牙缘1220,这些尖牙缘1220形成阀门孔1222。因此,在图12C中示出的第一配置中,随压力变化的阀门1210被配置成允许气体通过阀门孔1222和开口流动。在图12D中示出的第二配置中,随压力变化的阀门1210通过将这些尖牙缘1220移动到靠近彼此或彼此接触而被配置成基本上靠近阀门孔1222,由此基本上阻止气体流过所密封的阀门流动通道。在一些实施例中,连接到底座1212上的有弹性的阀门构件包括形成限定阀门孔1222的缘1220的柔性安排,但不包括如在图12B至图12D中所示的多个边。例如,该柔性安排可以具有基本上圆形、椭圆形或其他圆化的截面。以此方式配置,该柔性安排可以被配置为具有缘1220的圆柱或锥形圆柱,该圆柱或锥形圆柱被配置成响应压力上的变化而打开并且关闭。
随压力变化的阀门1210被适配以响应通过流动通道1206的压力上的增大而减小阀门孔1222的大小,并且响应压力上的减小而增大阀门孔1222的大小。在一些实施例中,当通过流动通道1206的压力低于低压力阈值时,阀门孔1222基本上打开,从而接近最大孔大小。例如,最大孔大小可以为至少约90mm2、至少约60mm2、至少约40mm2、至少约30mm2或至少约20mm2。在一些实施例中,当通过流动通道1206的压力高于高压力阈值时,阀门孔1222基本上关闭。例如,当压力超过该高压力阈值时,这些尖牙缘1220可以响应升高的压力而相接触,如在图12D中所示。在一些实施例中,随压力变化的阀门1210被适配成作为压力的函数改变阀门孔1222的大小。例如,阀门孔1222的大小可以在大气压力下具有最大孔径,并且该大小可以随着压力上的稳定增大而平缓地减小,直到压力超过其中阀门孔1222的大小处于最小值的高压力阈值。作为另实例,当暴露在低压力范围内的压力下时,阀门孔1222的大小可以接近最大的大小,并且当暴露在高压力范围内的压力下时,阀门孔1222的大小可以接近最小的大小。
在一些实施例中,当压力是基本上恒定时,随压力变化的阀门1210可以是抗流量上的改变的。例如,随压力变化的阀门1210可以被适配成当流动通道1206中的压力落入第一压力范围内、甚至其中流量发生变化时保持基本上打开。随压力变化的阀门1210可以被适配成当流动通道1206中的压力落入第二压力范围内、甚至其中流量发生变化时保持基本上关闭。随压力变化的阀门1210可以被适配成当流动通道1206中的压力是在该第一压力范围内时保持处于第一配置中并且当该压力是在该第二压力范围内时保持处于第二配置中,并且当穿过流动通道1206的流量发生变化时不会改变配置。随压力变化的阀门1210可以被配置成响应该第一压力范围与该第二压力范围之间在压力上的改变而不是响应流量上的改变来在该第一配置与该第二配置之间转换。在一些实施例中,随压力变化的阀门1210不是由流量启动的,而是基本上随压力变化的。
该多个尖牙1216和该多个尖牙翼1218可以由一种适合的、弹性体材料制成。当经受压力上的差时,例如,当这些尖牙1216和这些尖牙翼1218的这些外部表面上的压力超过这些内部表面上的压力时,这些尖牙1216和尖牙翼1218可以变形,从而引起这些尖牙缘1220朝向彼此。当该压力差增大时,这些尖牙缘1220可能变得更靠近彼此,并且当该压力差减小时,这些尖牙缘1220可能变得相距更远。当不存在压力差时,阀门孔1222可能具有与基本上打开的配置相对应的默认或平衡尺寸。当压力差超过高压阈值时,该阀门孔1222可能具有与基本上关闭的配置相对应的近似最小尺寸。
返回图12A,分流装置1200包括可以被连接至使用者接口上的弯管接头。该分流装置1200可以具有被设计成在该使用者接口、流量发生器与周围环境之间引导气体流动的任何适合的形状或配置。如在此描述的,随压力变化的阀门1210可以被配置成分流装置1200的部分并且通过改变阀门孔1222的尺寸来调整流动通道1206与周围环境之间的气体流动。
现在参照图13A至图13C,所示出的是可以用于根据在此描述的多个特征、方面以及优点被安排并且配置的系统的实施中的另外的分流装置1300。分流装置1300可以被安排成用于简化与多个其他预先存在部件装配的接头。在一些实施例中,该分流装置1300包括可适配的通气安排,该通气安排被配置成在经受压力范围内的压力时,改变通气面积的尺寸并且提供穿过该分流装置1300的基本上恒定的流量。在一些实施例中,该分流装置1300可以在压力范围中调整流量,这样使得通过在该压力范围内改变压力来在该通气口处提供基本上恒定的流速。该压力范围可以是,例如,在0cm H2O与约30cm H2O之间,或在约0cm H2O与约20cm H2O之间。与多个其他分流装置相比,这种装置可以减少噪声、吸入量和/或耗水量。
如图13A中所示,分流装置1300包括进口部分1302和出口部分1304。该进口部分1302和出口部分1304可以具有任何适合的配置并且可以被配置成对应地类似于在此参照图9、图10以及图12描述的、包括被配置成与该系统的多个其他元件(如气体导管和/或使用者接口)相连接的多个元件和特征的进口部分902、1002、1202和出口部分904、1004、1204。该分流装置1300包括本体1306和一个或多个流动端口1308。如所示出的,这些流动端口1308包括在周围环境与本体1305的内部之间的多个通路,但是其他配置也是有可能的。例如,该流动端口1308可以是本体1305中的单一通路或开口,或被安排成行和列、成交错列、成圆形图案、成随机图案或成任何其他适合或令人希望的配置的多个开口。
参照图13B,分流装置1300可以包括被提供从进口部分1302穿过该分流装置1300的本体1305到出口部分1304的流动通道或流腔1306。在该进口部分1302与该出口部分1304之间,该分流装置1200包括延伸穿过该分流装置1300的壁的流动端口1308。穿过该分流装置1300的流动通道1306的流径可以穿过该流动端口1308与周围环境相联通。
分流装置1300包括被配置成通过增大压力来提供恒定流量的恒定流量阀门1310。该恒定流量阀门1310被定位在该分流装置1300内来调整穿过流动通道1306的气体流动。在一些实施例中,该恒定流量阀门1310可以被适配成当穿过该流动通道1306的压力超过恒定流量压力阈值时提供穿过该流动通道1306的恒定流速。该恒定流量阀门1310可以被适配成在第一位置与第二位置之间是可移动的,其中在该第一位置中,该流动通道1306是基本上封闭的,从而使得该流动端口1308基本上打开以用于从使用者接口到周围环境的流动,并且在该第二位置中,该流动端口1308是基本上封闭的,从而使得该流动通道1306基本上打开以用于从进口部分1302到出口部分1302的流动。
在一些实施例中,恒定流量阀门1310包括连接至与流动端口1308邻近的至少一个壁上的弯曲阀门构件1312。该弯曲阀门构件1312可以被配置成在该第一位置中基本上封闭流动通道1306并且在该第二位置中基本上封闭流动端口1308。该弯曲阀门构件1312可以被配置成在该第一位置与该第二位置之间移动。该弯曲阀门构件1312可以在阀门构件锚定件1314处被连接至本体1305上。可以使用包括但不局限于多个紧固件、粘合剂、摩擦等的任何适合的手段将该锚定件1314固定至该本体1305上。
在一些实施例中,如图13C中所示,弯曲阀门构件1312具有基本上抛物线型截面。该弯曲阀门构件1312可以具有多种其他截面,包括但不局限于椭圆弧、圆弧、双曲线、多边形的一部分、近似以上中任的一系列的直边等。如在分流装置1300中所实施的,该弯曲阀门构件1312的设计可以被配置成随着增大压力而逐渐地变得难以关闭,从而通过增大压力提供基本上恒定的流量。
返回图13B,恒定流量阀门1310可以被配置成至少部分地基于弯曲阀门构件1312对压力上的增大的响应来提供基本上恒定的流量。随着流动通道1306中的压力增大,该弯曲阀门构件1312逐渐地变得难以移动。这种性能的结果是:随着压力增大,该恒定流量阀门1310提供基本上恒定的流量。在一些实施例中,当穿过该流动通道的压力是在第一压力范围内时,该恒定流量阀门1310将该弯曲阀门构件维持在该第一位置中,并且当穿过该流动通道的压力是在第二压力范围内时,该恒定流量阀门将该弯曲阀门构件维持在该第二位置之中。在一些实施例中,当穿过该流动通道的流速是在第一流量范围内时,该恒定流量阀门1310将该弯曲阀门构件维持在该第一位置中,并且当穿过该流动通道的流速是在第二流量范围内时,该恒定流量阀门将该弯曲阀门构件维持在该第二位置之中。
分流装置1300可以包括被配置成为弯曲阀门构件1312提供停止件的台面或阀座1316。在一些实施例中,当恒定流量阀门1310是在该第一位置中时,该弯曲阀门构件1312邻接该台面或阀座1316,由此基本上打开流动端口1308以允许气体从使用者接口向周围环境流动。在一些实施例中,当该恒定流量阀门1310是在该第二位置中时,该弯曲阀门构件1312基本上封闭该流动端口1308,从而允许气体从进口部分1302向出口部分1304流动。
弯曲阀门构件1312可以由任何适合的材料制成。在一些实施例中,该弯曲阀门构件1312是由一种柔性的、聚合的或弹性的材料制成。该弯曲阀门构件1312可以响应压力上的多种变化而弯曲或挠曲。在一些实施例中,该弯曲阀门构件1312可以由一种基本上刚性材料制成并且可以在充当枢轴的锚定件1314处旋转地连接至本体1305上。恒定流量阀门1310可以例如并且不局限于通过使用多个弹簧、摩擦力或一些其他方法的这样一种方式被安装至分流装置1300上,以便提供对该弯曲阀门构件的转动的阻力。至少部分地基于这个阻力,当该恒定流量阀门1310暴露于近似零的压力差时,该弯曲阀门构件1312呈现默认或平衡位置,并且当该恒定流量阀门暴露于大于高压力阈值的压力差时,该弯曲阀门构件1312呈现基本上封闭该流动端口1308的位置。
分流装置1300包括可以被连接至使用者接口上的弯管接头。该分流装置1300可以具有被设计成在该使用者接口、流量发生器与周围环境之间引导气体流动的任何适合的形状或配置。如在此描述的,恒定流量阀门1310可以被配置成该分流装置1300的部分并且通过改变弯曲阀门构件1312的位置来调整流动通道1306与周围环境之间的气体流动。
在不偏离本发明的总体范围的情况下,多种其他阀门构造也是可能的。在一些配置中,可以使用的阀门类似于2011年7月4日以代理人案件编号FPHCR.270PR2提交的、其整体内容通过引用结合在此的美国临时专利申请号61/504,295中所描述的那些阀门。另外,尽管不如参照图9A至图9C所描述的阀门,但是瑞思迈(ResMed)的卡特罗(Quattro)防窒息阀门具有多个适合的特征。可以一种稳定的方式就这些主导条件而言设计满足用于打开和关闭的所需要的功能标准的其他阀门构造。参照图5、图6、图7以及图8将从以下的论述显而易见这些优选的功能方面。此外,在此描述并且通过引用结合在此的这些阀门构造可以协同在一起被使用。例如,图12A至图12D中所示出的随压力变化的阀门可以连同图13A至图13C中所示出的恒定流量阀门被使用。这些阀门构造可以按照彼此的任何适合的组合并且以任何适合的配置被用于该系统中以提供所需要的压力和/或流量。
阀门(Values)和系统的实例测试
以下描述已经根据本发明的某些特征、方面以及优点(例如,利用参照图9A-9C描述的阀门并且还利用替代可商购的阀门)被安排并且被配置的系统的行为。这些测试表明这些阀门的比较性能和不同控制方法在通过这些阀门使用时的比较性能。使用如图4中所示的测试设置来进行多个测试。
图4中所示的测试设置包括被连接以将流量递送至人工肺404的CPAP流量发生器402。用于在此描述的这些实验中的CPAP流量发生器402是从新西兰奥克兰的费雪派克医疗保健有限公司(Fisher&Paykel Healthcare Limited)可获得的费雪派克爱康自动(Fisher&Paykel ICON Auto)。该CPAP流量发生器402特征在于被修改以去除下限的修改的软件。该人工肺是从可美国匹兹堡英格玛医学有限公司(Ingmar Medical Ltd of Pittsburgh)获得的ASL5000。
CPAP流量发生器402经由递送导管406连接至人工肺404。该递送导管406是由ICON Auto提供的1.8m的供应软管。
在递送导管406的使用者端与该人工肺的进口端口之间连续地是受测试的阀门408、偏流接头410以及接头412,该接头包括用于测量气体流的特征的端口414。该偏流接头410是来自从费雪派克医疗保健有限公司(Fisher&Paykel Healthcare Limited)可获得的HC407鼻罩的弯管。在所示出的设置中,该接头412的端口414被连接至数据采集单元416上以用于测量在该人工肺的入口处的压力。将由CPAP流量发生器402收集到的额外的数据,包括被递送流量供应到数据接口箱418并且供应到数据采集单元416上。将来自数据采集单元416的所收集到的数据提供至一台计算机420或其他适合的处理单元。该计算机420可以被连接至该人工肺404上以向该人工肺404提供多个控制信号并且被连接至该CPAP流量发生器402上以向该CPAP流量发生器402提供多个控制信号。
在多种不同控制模式下的阀门特征的测试
在第一组测试中,图4中所示的设备被用于考虑图9A-9C中所示的阀门的这些特征和现有防窒息阀门的这些特征。这些测试示出这些阀门的比较性能和这些控制方法的比较性能二者。该现有防窒息阀门是由瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)全罩式使用者接口(从澳大利亚悉尼的瑞思迈专营有限公司(ResMed Pty Limited)可获得)供应。这些测试表明优选控制(即,如用于任阀门的控制)的这些优点中的一些和图9A-9C的阀门优于该瑞思迈(ResMed)防窒息阀门在这个应用中的这些优点中的一些。
针对每个阀门进行两个系列的测试。针对各系列中的各项测试,人工肺被设置为可通过呼吸测试顺序,包括:(1)潮气量为250ml的四次呼吸;(2)暂停;(3)潮气量为500ml的四次呼吸;(4)暂停;(5)潮气量为750ml的四次呼吸;(6)暂停;以及(7)潮气量为1000ml的四次呼吸。所有呼吸在以1:1的呼气与吸气比的15次呼吸/分钟下都是正弦的。
在第一测试系列中,CPAP流量发生器402被控制来以恒定电机速度运行达每个测试的持续时间。也就是说,该装置在没有压力或流量反馈控制的情况下运行。该装置402被设定来以速度运行,在该速度下,被递送的平均流量被预期是低的并且阀门408打开。上演该呼吸顺序并且注意该阀门408的行为。将速度提高1000rpm并且重复该过程。继续这个周期,每次将该速度提高1000rpm直到该阀门408达到稳定的关闭状态。然后重复该过程,在这些测试顺序中的每中使该速度减小1000rpm直到该阀门408达到稳定的打开状态。在这些测试的每中,记录该阀门408的行为、平均面罩压力以及平均流速。
针对图9A-9C中所示的阀门,图5A-5C中示出这个顺序的测试的结果。以下对这些图进行更详细的论述。针对瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门,图6A-6C中示出这个顺序的测试的结果。以下对这些结果进行更详细的论述。
在对每个阀门408的第二顺序的测试中,CPAP流量发生器402在一种压力反馈模式下运行。该顺序中的第一测试使得该流量发生器的设定压力为1cm H2O。随后的测试在多个增大压力下进行,针对每个随后的测试使该设定压力增大0.5cm H2O。一旦该阀门408达到稳定的关闭状态,则反向重复该过程:针对每个随后的测试将该设定压力减小0.5cm H2O。针对每个测试记录该阀门408的状态、平均流量以及平均压力。图5D-5F中示出针对图9A-9C的阀门的这个测试的结果。图6D-6F中示出针对瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门的这个测试的结果。
图9A-9C的阀门的测试结果
图5A至图5C示出图9A-9C中所示的阀门408(即,分流装置900)在恒定流量发生器速度条件下的行为。这示出(例如)当该流量发生器402基于平均流量受到缓慢反馈的控制时,该阀门408将会运转的方式。该流量发生器402将不会对流量或压力上的呼吸周期改变起反应,并且在顺序的呼吸中将会基本上维持恒定的流量发生器速度。随着使用者呼吸,瞬时流量和压力将会发生波动。指示所测量到的压力的图5B和指示所测量到的流量的图5C二者都代表在该测试的这些呼吸时的压力或流量的平均值。观察图5A中的阀门状态行为。响应呼吸周期,该阀门408在贯穿所有该顺序的呼吸时保持关闭、该阀门408在贯穿所有该顺序的呼吸时保持打开,或是不稳定的并且在打开状态与关闭状态之间移动。
该顺序的测试由以下顺序的数据点指示:501、502、504、506、508、510、512、514、516、518。为了简化,在图5A、图5B以及图5C中的每个图中,这个序顺序的数据点由相同的参考数字指示。
在图5A中可以看出:当以打开状态开始时,在鼓风机速度为3000rpm、4000rpm以及5000rpm(图5A中的数据点501、502以及504)下,所示出的阀门的行为在该打开状态中保持稳定。在这些鼓风机速度下,被递送至人工肺的压力保持低于约1.5cm H2O(图5B中的数据点501、502以及504)。还是在这个范围内,3000rpm下的被递送流量在约15升每分钟以上并且5000rpm下的被递送流量在约30升每分钟以上。因此,所示出的阀门提供对被递送流量的实质性调节,以便在不会过分地增大所递送的亚治疗压力并且该阀门在打开位置中保持稳定的情况下来补偿面罩处的多个大的偏流通气口或漏隙。
就图9A-9C的所示出的阀门和所示出的流量发生器而言,当响应使用者苏醒而减小该流量发生器的输出,并且随后进入恒定的平均流量(即,恒定转子旋转速度)模式时,初始流量发生器速度应当在或低于4000rpm,这样使得该阀门表现出初始稳定行为(参见例如图5A中的数据点516与518之间的转换)。
图5D-5F示出在压力反馈模式下的测试的结果。如以上所论述,一旦使用者睡着,就进入该压力反馈模式以提供治疗压力。图9A-9C中所示出的阀门的优选特征是:当该阀门行为在恒定的转子转动速度控制下是稳定打开时,在压力反馈控制在设定压力下时表现出稳定的关闭行为,该设定压力靠近之前刚刚被递送的平均面罩压力。
参照数据点520和524,在该压力反馈控制在1cm H2O的设定压力下时,不论以这个设定压力开始还是从更高的设定压力返回到这个设定压力,图9A-9C的阀门表现出不稳定行为。然而,如数据点522所指示,在1.5cm H2O的设定压力下,该阀门表现出稳定行为。在这个设定压力下,该系统递送约1.7cm H2O的平均压力并且递送约20升每分钟的平均流量。
与多种优选控制模式相组合的图9A-9C中的阀门的性能
阀门稳定并且关闭时所递送的平均面罩压力(例如,约1.7cmH2O)与该阀门稳定打开时的在恒定转子转动速度控制下所递送的平均面罩压力(图5B中的数据点501、502以及504)相比高出小于约1cm H2O。这种设置下的被递送平均流量在由图5C中的数据点501、502以及504所指示的被递送平均流量的范围之内。
数据点522与稳定并且关闭(即,压力模式)的阀门有关并且产生约1.7cm H2O的面罩压力。数据点518与稳定并且打开(即,速度模式)的阀门有关并且产生约0.9cm H2O的面罩压力。阀门稳定并且关闭时所递送的平均面罩压力(约1.7cm H2O)与该阀门稳定打开时的在恒定的转子转动速度控制下所递送的平均面罩压力(即,图5B中的数据点501、502以及504)相比可以高出小于约1cm H2O。这种设置下的被递送平均流量可以在由图5C中的数据点501、502以及504所指示的被递送平均流量的范围之内。
因此,使用所示出的阀门和流量发生器控制组合,该系统可以从亚治疗模式移动到治疗模式,该亚治疗模式具有递送约0.9cm H2O的平均面罩压力和约25升每分钟的平均流量的约4000rpm的流量发生器速度,该治疗模式具有递送约1.7cm H2O的平均面罩压力和约20升每分钟的平均流量的压力反馈控制。
当从该治疗递送模式切换到该亚治疗递送模式(例如,响应使用者苏醒)时,系统可以预期多个系统条件之间的总体上相同的转换,但是情况相反。
瑞思迈(ResMed)防窒息阀门的测试结果
图6A至图6C示出瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门在恒定流量发生器速度下的行为。这示出在该流量发生器受到基于平均流量的缓慢反馈的控制的情况下,如在根据本发明的某些特征、方面以及优点的优选亚治疗模式下,该阀门将会运转的方式。图6A示出在这些测试中的每个测试中所观察到的阀门状态。图6B指示这些测试中的每个测试中的平均测量压力并且图6C示出这些测试中的每个测试中的平均测量流量。该顺序的测试由以下顺序的数据点指示:600、602、604、606、608、610、612、614、616。为了简化,在图6A、图6B以及图6C中的每个图中,这个顺序的数据点由相同的参考数字指示。
从图6A可以看出:当以打开状态开始时,在鼓风机速度为3000rpm、4000rpm以及5000rpm(数据点600、602以及604)下,瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门的行为在该打开状态下保持稳定。在这些鼓风机速度下,被递送至人工肺的压力近似为1cm H2O(图6B中的数据点600、602以及604)。4000rpm下的被递送流量是约20升每分钟并且5000rpm下的被递送流量是约30升每分钟。然而,3000rpm下的被递送流量仅是约10升每分钟,这小于所需要的。因此,在流量发生器速度的整个范围下,与图9A-9C的阀门的近似15升每分钟至35升每分钟的平均流速相比,该瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门在其下处于稳定的平均流速是近似10升每分钟至30升每分钟。
参照图6D至图6F,这些图示出在压力反馈模式下的测试结果。参照数据点620、622、624、626,在该压力反馈控制在1cm H2O的设定压力下时,不论在这个设定压力下开始还是从更高的设定压力返回到这个设定压力,瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门都表现出不稳定行为。在1.5cm H2O的设定压力(图6A中的数据点622和626)下,该阀门保持不稳定。一旦该设定压力达到2cm H2O(图6A中的数据点624),该阀门表现出稳定行为。在2cm H2O的设定压力时,所递送的平均压力是约2.2cm H2O(图6E中的数据点624)。在2cm H2O下,所递送的平均流速是约15升每分钟(图6F中的数据点624)。
与优选控制模式相组合的瑞思迈(ResMed)阀门的性能
在该瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门在稳定关闭阀门行为的最低设定压力下所递送的平均面罩压力是在该阀门打开时在恒定速度控制下所递送的平均面罩压力以上约1.2cm H2O。该被递送平均流速是在使用电机速度控制的平均流速范围的下端。
使用这种阀门和流量发生器组合,可以预期从递送约1cm H2O的平均面罩压力和约20升每分钟的平均流量的亚治疗模式(即,在约4000rpm的流量发生器速度下)转换到在压力反馈控制下的递送约2.2cm H2O的面罩压力和约15升每分钟的平均流量的治疗模式。当从该治疗递送切换到该亚治疗递送时,系统可以预期多个系统条件之间的相同转换,但是情况相反。
图9A-9C阀门性能与瑞思迈(ResMed)阀门性能的比较
图9A-9C的阀门和ResMed阀门二者在从亚治疗模式到治疗模式的转换时提供适当的性能连同优选控制(从开环控制切换到压力反馈控制)。在每种情况下,与仅在压力反馈控制下的转换相比,在相同转换时的被递送流量是足够的并且压力梯级被减小。然而,当与瑞思迈阀门(例如,约1.2cm H2O)相比时,图9A-9C的阀门提供面罩压力的更低梯级(例如,约0.8cm H2O)并且在转换时在亚治疗压力和治疗压力二者下提供更大的流量。
在顺序的模拟呼吸中使用实例控制方法的比较
对瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门和图9A-9C的阀门中的每所执行的额外的测试顺序的结果中可以看出具体阀门行为的作用。根据第二测试顺序,设置人工肺以模拟潮气量为1000ml的连续的呼吸,其中所有呼吸在以一比一呼气与吸气比的15次呼吸/分钟下是正弦的。控制流量发生器来以为3000rpm的恒定速度开始。在一段时间之后,该流量发生器被切换至具有1.5cm H2O的设定压力的压力反馈模式。贯穿该测试,观察阀门行为并且记录被递送流量(即,离开该流量发生器的流量)和在该人工肺处的压力。
图7A绘制瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门的压力和流量对时间的曲线图。图7B绘制图9A-9C的阀门的压力和流量对时间的曲线图。
具体地参照图7A,该压力曲线图示出在流量发生器处于恒定速度模式时的第一部分708和在该流量发生器在时间702处转换至具有1.5cm H2O的设定压力的压力反馈模式之后的第二部分714。在该流量发生器在部分708处于恒定速度模式的情况下,压力以由该人工肺强加的正弦呼吸图案波动。在转换至压力反馈模式之后,该压力反馈控制尝试坚持对压力的控制并且减小所强加的呼吸的影响。
在流动端口中,部分710在转换702之前并且部分712是在该转换702之后。在部分710中,流量随使用者呼吸近似地与压力的波动相反地波动。当人工肺呼气时,压力上升并且被递送流量减小。当人工肺吸气时,压力下降并且被递送流量增大。
在转换702之后,被递送流量712随使用者呼吸维持同相位。被递送压力714更加复杂,因为反馈控制尝试响应瞬时压力。
这些曲线图的特征是:1.5cm H2O的设定压力不足以使得这个阀门处于稳定的、关闭状况之中。这由该压力曲线图中被突出显示的尖峰704和该流量曲线图中被突出显示的不规则性706示出。在进入该压力反馈模式之后,尖峰704和不规则性706出现在该顺序中的每次呼吸之中。这些尖峰和不规则性指示:阀门在1.5cm H2O下是不稳定的并且与阀门突然闭合相对应。该阀门然后在该循环中的某一时刻重新打开并且在下一次呼气开始时再次突然闭合。
图7B示出图9A-9C中所示的阀门的类似曲线图。同样,这些曲线图包括部分720、722,这些部分在到具有约1.5cm H2O的设定压力的压力反馈控制的转换724之前。对于这个阀门来说,在该转换724之前的时期720与在该转换724之后的时期726之间在平均压力上的差低于针对瑞思迈(ResMed)卡特罗(Quattro)阀门的在时期708期间的平均压力与时期714中的平均压力的差。尽管如此,图9A-9C的阀门在时刻728已经进入稳定关闭状况,并且,如在730处所指示,在该压力曲线图中不存在突出的尖峰并且不存在流量曲线的显著不连续的峰值或不规则性。这与该阀门已经进入稳定、关闭状况的观察相对应。
因此,通过以更低被递送压力实现稳定关闭的行为并且伴有从稳定打开状况的在系统条件上的更小的增大,图9A-9C的阀门胜过瑞思迈(ResMed)防窒息阀门。
图8A和图8B示出图9A-9C的阀门在开环控制下和在压力反馈控制下的不同特征。图8A示出与阀门不稳定性相对应的多个特征。图8B示出压力反馈对流量波动的作用。图8A和图8B二者与处于关闭状态中的阀门有关。首先在流量发生器被控制以具有5000rpm的恒定转子转动速度的情况下运行该顺序。在第二测试中,在具有1.5cmH2O的设定压力的压力反馈模式下运行该流量发生器。
在这两个模式下观察图9A-9C的阀门的行为。此外,贯穿这些测试记录流量和压力。
图8A提供在开环控制并且在CPAP速度被控制在5000rpm的情况下所进行的测试的流量和压力对时间的曲线图。图8B示出在压力反馈控制并且在CPAP流量发生器压力被设定至约1.5cm H2O的情况下的压力和流量对时间的曲线图。
图8A示出所示出的阀门在以先前已经更高的5000rpm的鼓风机速度下正在变得不稳定。图8A中的不稳定性由以下指示:压力尖峰802在每次呼吸中的呼气的早期部分中变得明显。
这可以与图8B中在压力控制模式下记录的阀门的性能相比较。在该压力控制模式中,在1.5cm H2O的设定压力的情况下,该压力曲线中不存在大的瞬态峰值,从而指示该阀门是稳定的。然而,峰与峰的流量波动与图8A中所示的开环控制模式中的流量波动相比大得多。
分流装置和控制技术的运行特征综述
令人希望的是,该分流装置与对该流量发生器运行的控制彼此合作。在一些配置中,在该流量发生器不产生流量时,使用者将会穿过该分流装置的端口吸入周围空气并且穿过该端口将空气呼出到周围环境。在呼气期间,被呼出气体的一些小部分可以推动阀门构件以使该阀门构件向下朝向该流量发生器弯曲,并且这些被呼出气体的一小部分可以沿导管行进越过该阀门构件。
在一些配置中,在该流量发生器产生亚治疗流量的气体(即,流量控制模式)的情况下,使用者将会穿过端口主要地吸入周围空气,同时来自该流量发生器的流量使该阀门构件略微朝向该使用者弯曲,并且因此向该使用者提供一小部分的流量。在呼气期间,大多数的呼气穿过该端口,其中该呼气的一些部分使该阀门构件向后朝向该流量发生器移动,这减缓了来自该流量发生器的流量。取决于来自该使用者的呼气流量,来自该使用者的流速可以发生变化。因此,该变化的流速可以指示使用者呼吸,这使得控制器224可以监控呼吸图案并且识别事件(例如,呼吸暂停)。
在一些配置中,在流量发生器产生治疗流量的气体(即,压力控制模式)时,在吸入期间,该阀门构件覆在端口的上方并且使用者吸入来自该流量发生器的气体。在呼气期间,该使用者逆着来自该流量发生器的流动呼吸并且该阀门构件覆在该端口上。
在一些配置中,该分流装置包括被配置成改变通气面积的尺寸的可适配通气安排,该通气面积在该分流装置与周围环境之间提供路径。例如,在此参照图9、图10、图12以及图13描述的这些阀门可以被配置成通过可变地封闭通向周围环境的端口来改变通气面积的尺寸。以相似的方式,多个其他阀门或类似装置可以被包括在该分流装置中以与对该流量发生器的控制合作地运行,以便通过改变该通气面积的尺寸来提供所需要的、选定的或限定的流量或压力。
可适配的通气安排可以与对流量发生器的控制合作地使用,以便在以一种亚治疗模式运行时提供例如相对更低的压力(与具有固定的通气安排的系统相比)。例如,当该系统以亚治疗模式运行(例如,当该系统确定使用者苏醒时)时,该通气安排可以被配置成具有通气面积,该通气面积是至少约60mm2、至少约40mm2、至少约30mm2或至少约20mm2。在一些配置中,当该可适配的通气安排提供约60mm2的通气面积时,气体压力可以小于或等于约1cm H2O或小于或等于约0.5cm H2O。减小该通气面积的尺寸可以增大该系统中的压力。增大该通气面积的尺寸可以减小该系统中的压力,但是它也可能能减小流量。如果该流量减小至点,其中该流量不再可以吹洗使用者接口,则减小该流量可能是不利的。在一些配置中,当该通气面积是约60mm2并且气体压力是小于或等于约0.5cm H2O时,该系统可以被适配成提供足够的流量以吹洗该使用者接口。例如,在该通气面积至少为约60mm2并且该气体压力小于或等于约0.5cm H2O的情况下,该流量发生器可以被适配成提供至少约15升每分钟、至少约12升每分钟或至少约10升每分钟的流量。以下可能是令人希望的:在亚治疗模式中供应大气压或接近大气压的气压以提高使用者的舒适,因此以下可以是令人希望的:增大该通气面积的尺寸同时维持足够的流量以吹洗该使用者接口。
在一些实施例中,该系统被配置成至少部分地基于睡眠状态来改变CO2去除的状态以维持从该系统的CO2去除的最小水平。CO2去除在患者被确定为苏醒时可以处于第一状态,并且在该患者被确定为睡着时可以处于第二状态。作为替代方案,CO2去除安排的水平可以在不同模式中贯穿该装置的运行保持恒定以维持从该系统的CO2去除的最小所需要的水平。
现在参照图14,当使用如以上描述的那些的阀门时,存在该阀门从打开位置(例如,亚治疗压力)到关闭位置(例如,治疗压力)的转换。如所示出的,在所谓的“零”模式中(在这个期间,该阀门不会覆在端口上),该阀门是打开的。在所示出的配置中,该阀门在低二氧化碳吹洗模式和在常规CPAP模式(例如,治疗模式)二者中关闭或基本上关闭该端口。在该零模式与该低二氧化碳吹洗模式之间中,该阀门是基本上不稳定的。通过这两种相邻模式之间的快速进展优选地使得其中该阀门是总体上不稳定的区域最小化。此外,通过该零模式与该常规CPAP模式之间的快速进展还优选地使得花费在该低二氧化碳模式吹洗模式上的时间最小化。
在一些配置中,通过将压力从零模式压力(例如,约0.5cm H2O)增大到至少低二氧化碳吹洗模式(例如,约2.0cm H2O)的梯级改变,该阀门可以被移动至该关闭位置。该梯级改变导致该阀门从打开移动到关闭而不会使得该阀门停止在该阀门不稳定范围之内。在该梯级改变之后,压力然后可以迅速地增大至该常规CPAP范围中以使得处于该低二氧化碳吹洗地带的时间最小化。
然而,已经发现,从零模式到低二氧化碳吹洗模式或常规CPAP模式的梯级改变可能导致由于该阀门突然闭合所引起的可听的重击声并且还可能导致由使用者经历的压力尖峰。这两种结果都是所不希望的。参照图13a-13c,图示地示出从零模式到低二氧化碳吹洗或常规CPAP模式的不受控制的转换。如所示的,如果不受控制的话,该转换可能出现在呼出过程之中。在零模式中,如图15a中所示,在呼出期间,被呼出空气的一部分通过通向周围环境的端口同时该被呼出空气的更小部分经过偏向的阀门。因为压力在该阀门关闭之前增大,所以如果使用者呼出,则从压力源递送的空气以及所呼出的空气通过该端口到周围环境,这起作用以阻止该阀门完全密封闭合。当该阀门完全关闭时,使用者继续逆着来自该压力源的流动呼气,该流动不再能够通过现在已关闭的端口逸散。该阀门的关闭极大地减少或防止来自压力源的流动的分散,并且因此该阀门的关闭作为突然的压力尖峰被使用者经历,并且然后运行可以继续使该阀门封闭通向周围环境的端口。
图14a-14c示出阀门在吸气周期期间关闭时的行为。将图13a-13c与图14a-14c进行比较表明改善的关闭并且帮助解释在关闭该阀门时没有经历压力尖峰的原因。如图15a中所示,在零模式期间,一小部分的空气来源于压力源而更大部分的空气通过端口从周围环境流进。随着压力源的压力增大,该阀门朝向关闭位置移动,这减少穿过该端口来自周围环境的流量同时增大来自该压力源的流量。最后,当该阀门完全关闭时,该压力源向使用者供应全部流量。因此,在吸入期间关闭该阀门不会导致显著的压力尖峰并且允许该阀门更安静地关闭。
图17示出可以被用于该阀门在使用者的吸入期间从打开到关闭的转换的控制例程。可以使用任何适合的例程做出对该阀门的转换的决定。
图17的控制例程可以任何适合的方式来实施。在一些配置中,可以每20ms或根据需要的频率来启动该例程。令人希望地,在压力上的每个有限的增大与自发吸气的开始是同步的。在一些配置中,呼吸的总次数与其中应用了改变的呼吸的次数可以被用来确定正压的两个水平之间在压力上的调节的速度。
参照图17,在开始(S-1)时,该例程评估患者呼吸率。例如,可以使用以下关系使用平均流速(fb(t)=平均流量*100)和瞬时流速(fi(t))来确定该患者呼吸率(fp(t)):
fp(t)=fi(t)-fb(t)
可以使用任何适合的传感安排来确定该流速。在一些配置中,可以使用压差流量传感器,这样使得可以区别开在第一方向上的流量与在第二方向上的流量。总体上来说,在配置中,在吸气开始时的流速将会高于在呼出期间的流速,因为被呼出气体妨碍来自压力源的流量。因此,该患者呼吸率顾及了可以被用于确定吸气周期的开始的在流速上的瞬时变化。
患者呼吸率fp(t)然后可以与范围相比较,以便确定所计算出的患者呼吸率fp(t)何时落到指示吸气的范围之内。参见S-2。在所示的配置中,所计算出的呼吸率fp(t)与在约-2L/min与约3L/min之间的范围相比较。多个其他范围也是有可能的。
如果所计算出的患者呼吸率fp(t)落到这个范围之外,则清除计数器并且再次开始例程。参见S-3。另一方面,如果所计算出的患者呼吸率fp(t)落到这个范围内,则该计数器被增加(参见S-4)并且存储瞬时流量值fi(t)。还对照值来检查该计数器(参见S-5)。在所示的配置中,对照值2来检查该计数器。通过使用该计数器,可以过滤掉多个瞬态波动并且这样使得非吸气波动将不太可能引起压力上的改变。如果该计数器未超过该值(参见S-5),那么该例程继续检查所计算出的患者呼吸率直到该计数器超过该值。
当该计数器超过该值时,那么将最新的瞬时流速fi(t)与所存储的瞬时流速fi(t-1)之间的差与指示波动的流速值(例如,0.5L/min)相比较。(参见S-6)。如果结果未超过这个值,那么重复该例程。如果该结果超过这个值,那么该例程指示从零模式到压力模式(例如,常规CPAP模式)的改变(参见S-7)并且该计数器被重置(参见S-3)。
尽管图17中阐述例程的实施,但是在患者吸气的情况下有可能对压力从零模式增大到压力控制模式进行计时。这样计时导致更少的感知到的压力尖峰和更少的感知到的阀门拍击声或噪声。当患者感知不是那么重要时,从压力反馈模式改变到零模式能够以采用与患者呼出同时发生的压力上的下降的一种方式来执行。通过实行这样改变,有可能减少一种感知到的“空气缺乏”感觉,当压力源改变至可以在零模式期间使用的基本上恒定的速度模式时,使用者可能会经历该“空气缺乏”感觉。
图18示出可以被用来促进从压力反馈模式到零模式的转换的例程的实例。图18的控制例程可以任何适合的方式来实施。在一些配置中,可以每20ms或根据需要的频率来启动该例程。令人希望地,在压力上的每个有限的减小与自发呼出的开始是同步的。参照图18,在开始(T-1)时,该例程将该瞬时流速的存储值(fi(t-1))和该瞬时流速的当前值(fi(t))与当前平均流速(fb(t)=平均流速*100)进行比较。参见T-2。如果先前的瞬时流速大于或等于该平均流速并且如果该当前瞬时流速小于该平均流速,那么该例程启动到零模式的改变。如果不是,那么该例程继续监控该例程将会转换至零模式的条件。
图19图解地示出包括零模式和压力模式的实施。如所示的,该实施能够以零模式进行运行,在该零模式期间,亚治疗压力正在向使用者供应基础水平的流量和/或基础水平的压力。该实施还能够以压力模式进行运行,在该压力模式期间可以供应适合的治疗压力一个或多个治疗压力。
在该零模式中,该压力源可以供应至少足以吹洗使用者的接口(例如,面罩)的流量。在一些配置中,可以监控瞬时流速并且如果该瞬时流速下降至小于设定值(例如,约15L/min)的流量达设定时间段(例如,20秒),那么可以呈现故障并且该实施可以转到以压力模式进行运行,由此可以提供足够的流量以通过偏流连续地吹洗该接口。
在一些配置中,在该零模式期间,该压力源提供至少约15L/min的平均流量。在其中该压力源是由电机驱动的风扇的配置中,该电机可以被驱动以供应所需要的流速。在配置中,该电机以设定值进行运行,在一些应用中,该设定值可以是约4000rpm。在一些配置中,在该零模式期间,该压力源提供小于或等于约3cm H2O、或小于或等于约0.5cm H2O的平均低压力。在其中该压力源是由电机驱动的风扇的配置中,该电机可以被驱动以供应所需要的低压力。
如所示的,在某一时刻,该实施从零模式转换至压力模式。优选地,该转换是在检测到使用者正在睡眠之后或在出现导致呈现该使用者正在睡眠的事件之后。例如,在一些应用中,如果该使用者在短的时间窗(例如,等于2.5分钟)内经历两次或更多次呼吸暂停,则发生转换。在一些应用中,如果该使用者连续地经历四次或更多次流量受限的呼吸,则发生转换。在一些应用中,如果该使用者经历了单一呼吸减弱,则发生转换。在一些应用中,如果该使用者经历了单一阻塞性呼吸减弱,则发生转换。在一些应用中,如果该使用者经历了呼吸暂停、呼吸减弱以及限制流量呼吸的组合,则发生转换。在应用中,可以监控这些实例中的一个或多个的条件一个或多个条件并且在检测到任一条件时启动转换。
如以上论述的,为了控制阀门运行,从零模式到压力模式的转换可以发生在吸入过程之中。在一些应用中,从零模式到压力模式的转换可以发生在吸入开始时。优选地,该转换涉及将所施加的压力增大到导致阀门关闭通向周围环境的端口的点,如以上所论述的。在配置中,零模式涉及在约或接近约0.5cm H2O下对压力源的运行,并且可以通过在压力上增加到约3.0cm H2O来启动压力模式。
在从零模式到压力模式的转换之后,该实施可以根据任何适合的技术来施加压力。在图19中所示的安排中,当确定该使用者已经苏醒时或当确定该使用者处于苏醒的期间时,可以减小所施加的压力。任何适合的技术可以被用于确定该使用者何时已经苏醒或正在苏醒。随着压力被减小,如果该压力达到最小压力(例如,3.0cm H2O),那么该实施可以等待呼出和在呼出期间回到零模式的转换。在一些应用中,还可以在呼出期间的压力模式期间减小该压力。
图20是可以被用来实现图19中图解地描绘的实施的控制例程的实例。参照图20,该例程可以在例如呼吸设备(例如,如CPAP机器的正压设备)被通电时开始。该例程通过确定是否存在该设备不应当以零模式进行运行的指示来开始。参见U-1。
在一些应用中,零模式的使用取决于阀门的存在,使用者可以穿过该阀门吸进周围空气以补充在零模式的更低压力下所提供的空气。因此,在一些应用中,可以在该设备上提供指示应当是跳过该零模式还是使用该零模式的可改变设置。在这类应用中的一个或多个中,该使用者或该使用者的指定监护人可以调节那个设置。在一些应用中,含有该阀门的部件可以与该设备进行通信,这样使得该设备可以确定该阀门是否存在。例如,该阀门可以被提供有无线通信装置,例如但不局限于如射频识别装置(RFID)标签,这样使得可以向该设备传达该阀门的存在。通过另实例,其中加热的导管被用于该设备或其中该导管另外含有一根或多根线,该阀门的存在可以由有线连接来指示。
图21示出基于流量特征来确定是否应当使用零模式的子例程。如所示的,初始化用于对事件进行计时的变量。参见V-1。在初始化了该计时变量的情况下,该子例程进入到偏流控制运行之中。参见V-2。可以通过例如控制电机速度来控制该偏流。优选地,该偏流被控制到在约15L/min与约22L/min之间的水平。在一些配置中,该电机速度具有约6000rpm的上限,但是其他配置是有可能的。
如所示的,在该偏流控制期间监控平均偏流。令人希望的是,提供了最小水平的流量。在所示的配置中,所需要的是在约15L/min之上的水平。参见V-3。如果超过了这个约15L/min的水平,那么该子例程继续监控该偏流水平。如果该偏流水平减小到低于约15L/min,那么增加了低于那个水平的时间。参见V-4。当低于15L/min的时间超过20秒时(参见V-5),那么设定标记以引起该设备跳过零模式。参见V-6。否则,该水平仅仅继续被监控。
返回图20,检查与是否跳过该零模式有关的标记。参见-U-2。如果该零模式未被跳过,那么控制偏流,这样使得该偏流水平被维持在所需要的水平,该水平优选地在约15-22L/min的范围之内。参见U-3。在一些配置中,偏流的零模式控制实行图21的子例程,以便降低该偏流减小至将不足以吹洗该接口的水平的可能性。
在该设备供应亚治疗压力时监控使用者。具体来说,可以监控该使用者以便确定该使用者何时睡着。可以使用任何适合的技术。在一些配置中,可以使用任何适合的技术来检测睡眠呼吸紊乱事件。例如,美国专利号7,882,834和美国专利号6,988,994中所描述的技术可以被用来检测多个事件,这些专利各自以其全部内容通过引用结合在此。参见U-4。只要没有压力增大被请求,该子例程就继续循环。如果请求压力增大或如果该系统进入到该压力控制模式中,那么该系统等待吸入的开始。
图22示出用于确定使用者何时开始吸入和使用者何时开始呼出的子例程。如图22中所示的,当该例程开始时,可以将多个值初始化成多个初值。参见W-1。例如,在所示的配置中,代表时间段(例如,7.5秒)内的平均流速的偏差值可以被设定为0,如与瞬时流量有关的瞬时流量(iFlow)值可以被设定的一样。此外,指示该使用者是正在吸入还是正在呼出的标记可以被设定为值。虽然所示的配置示出被设定成代表呼出的EXP的breathState(呼吸状态)变量,但是也可以使用多个其他值(例如,INSP)。参见W-1。
图22中所示的子例程基于所感测到的iFlow变量(即,瞬时流量)计算该偏差变量(即,平均流速)。在一些配置中,如以上直接论述的,该偏差变量是在设定时间段内获得的移动平均值。在配置中,该时间段是约7.5秒,但是可以使用多个其他时间段。参见W-2。
一旦获得了针对iFlow变量和偏差变量的一组值,则该子例程继续通过检查该breathState标记来确定该使用者是否已经被确定是正在吸入还是正在呼出。参见W-3。如果该标记指示最新指示是呼出(即,breathState=EXP),那么将最新瞬时流速(即,iFlow)与平均流速(即,偏差)和常数K的和进行比较。
如图23中所示,已经确定常数K的使用允许对吸入的开始的更一致的确定。总体上是水平线的虚线指示来自压力源的总体上稳定的偏流。叠加在这个总体上水平线上的是代表在呼吸期间来自使用者的流量的总体上正弦线。因为是处于吸入期间的停顿期,在此期间呼吸流速是基本上恒定的、并且总体上等于偏流速,申请人已经确定,使用常数K可以使得触发值高于在包括这些传感器的系统中的噪音可能达到的水平。在一些配置中,该常数K是约2L/min。在一些应用中,该常数K是该偏流速的约400%。也可以使用多个其他值。
再次参照图22,如果平均流量和常数的和不大于瞬时流量,那么指示吸气开始的标记被设定成假并且指示呼出开始的标记被设定成假(参见W-5),因为该使用者没有开始吸入,该使用者也没有开始呼出(因为该breathState标记指示呼出已经在进行)。另一方面,如果该平均流量和该常数的和大于该瞬时流量,那么指示吸气开始的标记被设定成真,指示呼出开始的标记被设定成假并且该breathState标记被改变以反映吸气正在发生(例如,该标记被设定成INSP)。参见W-6。然后该例程返回W-2以用于对这些流速进一步进行评估。
随着该breathState标记被设定成INSP而不是EXP,然后该子例程检查该瞬时流量(即,iFlow)是否小于该平均流量(即,偏差)和该常数(即,K)的和。参见W-7。如果不是,那么确定吸气正在进行并且指示吸气开始的标记被设定成假而指示呼出开始的标记仍设定成假。另一方面,如果该瞬时流量已经下降至低于该偏流和该常数的和的流速,那么确定呼出已经开始。因此,指示吸气开始的标记被设定成假,指示呼出开始的标记被设定成真,并且指示呼吸状态的标记被设定成指示呼出(即,EXP)。参见W-8。然后该例程返回到W-2。
再次返回图20,在确定吸气的开始的情况下,该设备可以造成压力上的改变。参见U-7。例如,在一些配置中,压力可以从约0.5cm H2O增大至约3.0cm H2O,这将是足以将以上所描述的阀门从打开位置移动到关闭位置的压力上的增大。在该阀门关闭的情况下,该设备然后可以开始以压力递送模式或压力模式进行运行。参见U-8。在一些配置中,在压力模式中的压力增大可以被定时成与吸入的时间总体上相对应,而在压力模式中的压力减小可以被定时成与呼出的时间总体上相对应。这样的定时可以减小使用者对压力改变的感觉。在一些配置中,压力增大是梯级改变。在一些配置中,该压力增大是逐步斜升。在一些配置中,压力增大曲线与瞬时流量曲线基本上相匹配以减小或消除该感觉。可以使用包括美国专利号5,148,802中所披露的那些技术的任何适合的技术来调节压力,该专利通过引用结合在此。当以压力模式进行运行时,监控使用者以获得苏醒信号。参见U-9。例如,可以在频率、振幅或一些其他方式(这些方式表明将会指示该使用者正在苏醒的不规则性)上改变呼吸波形。可以使用包括但不局限于美国专利号6,988,994中所披露的那些技术的任何适合的技术,该专利以其全部内容通过引用结合在此。
当以压力模式进行运行时,该运行压力可以由于各种因素而被减小。只要该压力被维持在最小压力以上,该压力模式就继续如以上所描述地进行运行。参见U-10。另一方面,如果该压力下降至该最小压力,则该系统等待对呼出的开始的检测。参见U-11和U-12。当使用者开始呼出时,该系统减小该压力,这样使得该阀门打开并且该系统以足够低的亚治疗压力进行运行以便减小该阀门关闭的可能性。在一些配置中,在该系统移动到该亚治疗地带中之前,该系统确保用于跳过零模式的标记未被设定成将会引起跳过零模式的值。
尽管已经根据某些实施例对本发明的某些特征、方面以及优点进行了描述,但是对于本领域普通技术人员来说显而易见的是,其他实施例也在本发明的范围之内。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以做出各种改变和修改。例如,可以根据需要重新放置各种部件。另外,已经参照特别供在阻塞性睡眠呼吸暂停的处理中使用的呼吸气体供应装置对本发明的某些特征、方面以及优点进行描述。PAP装置也被用在如COPD的其他健康状况的处理中,并且可以被用于混合气体而不是空气的供应,该混合气体例如空气和氧气的混合物或氮气和氧气的混合物或类似物。本发明的方法和设备可以同等地应用到气体供应设备上以供用于这些其他处理中。此外,这些特征、方面以及优点中不是所有都是实践本发明所必要的。因此,本发明的范围旨在只由以下权利要求书来限定。
Claims (31)
1.用于将呼吸气体供应给佩戴着使用者接口的使用者的系统,该系统包括:
流量发生器;以及
控制器,该控制器控制该流量发生器的运行,该控制器运行在第一模式中的该流量发生器以产生低于治疗压力范围的第一压力,并且该控制器运行在第二模式中的该流量发生器以产生在该治疗压力范围内的第二压力,该系统与该使用者的呼吸状态同步地在该第一压力与该第二压力之间转换。
2.如权利要求1所述的系统,其中该系统与该使用者的吸入同步地从该第一模式转换到该第二模式。
3.如权利要求1所述的系统,其中该系统与该使用者的呼出同步地从该第二模式转换到该第一模式。
4.如权利要求1所述的系统,其中该系统在该第一模式中运行时监测流速,并且如果该流速下降到低于下阈值长达预设时间段时,则该系统转换到该第二模式。
5.如权利要求1所述的系统,其中该第二模式包括压力模式。
6.如权利要求1所述的系统,其中当该使用者被确定为正在睡眠时,该系统从该第一模式转换到该第二模式。
7.如权利要求6所述的系统,其中该系统基于对睡眠障碍呼吸事件的检测来确定该使用者正在睡眠。
8.如权利要求1所述的系统,其中当在该第二模式中达到最小治疗压力时,该系统从该第二模式转换到该第一模式。
9.如权利要求1所述的系统,其中该系统在该第二模式中与该使用者的吸入同步地增大压力。
10.如权利要求1所述的系统,其中该系统在该第二模式中与该使用者的呼出同步地减小压力。
11.如权利要求1所述的系统,其进一步包括到周围环境的端口和呈现第一位置和第二位置的阀门,当处于该第二位置中时,该阀门基本上关闭该端口,该端口被定位在该使用者与该流量发生器之间。
12.如权利要求11所述的系统,其中该阀门从该第一位置到该第二位置的转换是该系统从该第一模式转换到该第二模式的结果。
13.如权利要求12所述的系统,其中该系统在该使用者的吸入期间从该第一模式转换到该第二模式。
14.如权利要求12所述的系统,其中当该系统检测到该使用者的吸入开始时,该系统从该第一模式转换到该第二模式。
15.用于将呼吸气体供应给佩戴着使用者接口的使用者的系统,该系统包括:
流量发生器;
控制器,该控制器控制该流量发生器的运行,该控制器运行在第一模式中的该流量发生器,从而产生低于治疗压力范围的第一压力,并且该控制器运行在第二模式中的该流量发生器,从而产生在该治疗压力范围内的第二压力;以及
到周围环境的端口,该端口被定位在该使用者接口与该流量发生器之间,
其中该控制器被配置成检测该使用者的睡眠状态并且响应该睡眠状态的变化通过改变该端口的通气面积来使该系统在该第一模式与该第二模式之间转换。
16.如权利要求15所述的系统,其中该系统被配置成通过减小该端口的通气面积而从该第一模式转换到该第二模式。
17.如权利要求15所述的系统,其进一步包括被配置成增大或减小该端口的该通气面积的阀门,其中该阀门被配置成呈现第一位置和第二位置,其中在该第二位置中,该阀门基本上通过封闭该通气面积的一部分而关闭该端口。
18.如权利要求17所述的系统,其中由于该系统从该第一模式转换到该第二模式,该阀门从该第一位置转换到该第二位置。
19.如权利要求15所述的系统,其中该系统与该使用者的呼吸状态同步地在该第一模式与该第二模式之间转换。
20.如权利要求15所述的系统,其中当该使用者被确定为正在睡眠时,该系统从该第一模式转换到该第二模式。
21.如权利要求15所述的系统,其中该系统基于对睡眠障碍呼吸事件的检测来确定该使用者正在睡眠。
22.如权利要求15所述的系统,其中该控制器运行在该第一模式中的该流量发生器来提供小于或等于约20升每分钟的平均气体流速。
23.如权利要求15所述的系统,其中该控制器运行在该第一模式中的该流量发生器来提供小于或等于约3cm H2O的平均低压。
24.如权利要求15所述的系统,其中该控制器运行在该第一模式中的该流量发生器来提供平均流速或平均低压,并且该控制器被配置成将处于该第一模式中的该流量发生器的该运行在提供该平均流速与该平均低压之间切换。
25.如权利要求15所述的系统,其中当该使用者在时间窗口内经历两次或更多次呼吸暂停、连续四次或更多次的限制流量呼吸、呼吸减弱或阻塞性呼吸减弱时,该控制器确定该使用者的该睡眠状态为正在睡眠。
26.如权利要求15所述的系统,其中当呼吸波形在频率或振幅上发生变化时,该控制器确定该使用者的该睡眠状态为苏醒。
27.如权利要求15所述的系统,其中当该控制器确定该使用者的该睡眠状态为苏醒时,该端口的该通气面积被配置成大于或等于约60mm2。
28.如权利要求15所述的系统,其中在该第一模式中,该端口的该通气面积被配置成大于或等于约60mm2并且该控制器运行该流量发生器来提供小于或等于约0.5cm H2O的平均低压。
29.具有供在靠近、邻近或在使用者接口处使用的随压力变化的阀门的分流装置,该分流装置包括:
由至少一个壁限定的流动通道,其中该流动通道在进口部分与被配置成朝向该使用者接口打开的出口部分之间延伸;
延伸穿过该至少一个壁的流动端口,该流动端口连接该流动通道与周围环境,其中该流动端口被定位在该进口部分与该出口部分之间;以及
被定位成靠近该流动端口的随压力变化的阀门,该随压力变化的阀门在第一位置与第二位置之间是可移动的,
其中该随压力变化的阀门被适配来响应该流动通道中的第一压力范围而呈现该第一位置,并且响应该流动通道中的第二压力范围而呈现该第二位置,该第一压力范围是低于该第二压力范围的,并且
其中在该第一位置中的该随压力变化的阀门使得该流动端口基本上打开以用于从该使用者接口到周围环境的流动,并且在该第二位置中的该随压力变化的阀门基本上封闭该流动端口。
30.用于将呼吸气体供应给佩戴着使用者接口的使用者的系统,该系统包括:
流量发生器;以及
控制器,该控制器控制该流量发生器的运行,该控制器运行在第一模式中的该流量发生器以产生在非处理压力范围内的第一压力,并且该控制器运行在第二模式中的该流量发生器以产生在处理压力范围内的第二压力,该系统与该使用者的呼吸状态同步地在该第一压力与该第二压力之间转换。
31.用于将呼吸气体供应给佩戴着使用者接口的使用者的系统,该系统包括:
流量发生器;
控制器,该控制器控制该流量发生器的运行,该控制器运行在第一模式中的该流量发生器,从而产生低于治疗压力范围的第一压力,并且该控制器运行在第二模式中的该流量发生器,从而产生在该治疗压力范围内的第二压力;以及
被定位在该流量发生器之后的CO2去除安排,
其中该控制器被配置成检测该使用者的睡眠状态,并且响应该睡眠状态的变化通过改变该CO2去除安排的状态而使该系统在该第一模式与该第二模式之间转换。
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