CN104870040A - 用于患者界面的eap驱动气泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将加压气体流供应给受试者(50)的患者界面(30)的气体供应系统(10)、具有这一气体供应系统(10)的相应患者界面(30)和一种具有这一气体供应系统的治疗装置。根据本发明的所述气体供应系统包括泵装置(55)，所述泵装置具有用于泵送致动的至少一个隔膜(58)。这一隔膜(58)是经由电活性聚合物材料构件(60)致动的。

Description

用于患者界面的EAP驱动气泵

发明领域

本发明涉及一种气体供应系统、一种患者界面，以及一种用于使用具有电活性聚合物材料构件的泵装置将受控的加压气体流提供给受试者的治疗装置。

背景技术

患者界面，例如用于覆盖嘴部和/或鼻部的面罩，用于将气体输送给受试者。这类气体，如空气、清洁空气、氧气或氧气的任何改性形式，以加压或未加压的方式经由患者界面被传送给受试者。

对于数种慢性疾病和病症，将这种患者界面长期附着到受试者身上是必要的，或至少是建议的。

此类病症的一个非限制性实例是阻塞性睡眠呼吸暂停或阻塞性睡眠呼吸暂停综合征(OSA)。OSA通常是由于上呼吸道的阻塞引起的。其特征为睡眠期间的重复性呼吸停止，且通常与血氧饱和度降低相关联。这些呼吸停止(称为呼吸暂停)通常会持续20秒到40秒。上呼吸道的阻塞通常是由于在睡眠期间出现的身体肌张力降低引起的。人体呼吸道是由软组织形成的壁组成的，所述软组织壁可在睡眠期间塌缩并因此阻塞呼吸。舌部组织在睡眠期间会朝向喉咙后部移动，并因此阻塞空气通道。因此，OSA通常伴随有打鼾。

已知针对OSA的不同侵入式和非侵入式治疗。最有效的非侵入式治疗方法之一是使用连续气道正压通气(CPAP)或双正压气道通气(BiPAP)，其中将患者界面(如面罩)附接到管道和机器，所述机器将加压气体(优选地为空气)吹到所述患者界面中并使加压空气通过气道，以便保持气道敞开。因此，通过连接到受试者所佩戴的患者界面或呼吸界面(例如面罩)的软管将正压空气提供给受试者。由于患者界面的佩戴发生在受试者的睡眠期间，因此导致了患者界面的前述长期使用。

患者界面的实例是：

-鼻罩，其配合到鼻部上且将气体输送经过鼻通道，

-口罩，其配合到嘴部上且将气体输送经过嘴部，

-全面罩，其配合到鼻部和嘴部上，且将气体输送经过鼻部和嘴部，

-整体式面罩，其配合在整个面部上，以及

-鼻枕块，其被视为也在本发明范围内的面罩，且其由将气体直接输送到鼻通道的小型鼻插件组成。

所述患者界面通常是使用某种头盔定位于受试者头部上的。

前述的长期使用患者界面以便在夜晚实现设想的治疗效果通常会导致患者或受试者的不舒适。这是由于前述的将患者界面连接到外部治疗装置的软管限制了患者本身的活动自由度且干扰了患者或受试者的睡眠，例如由于软管的有限长度，或者由于在睡眠期间的常见运动而使软管到了患者身下。这一治疗装置包括基于某些参数和治疗需求来控制的泵装置。由于所提及的治疗装置通常静止地设置于床边，因此受试者或患者在夜间经由软管长时间地连接到此静止装置，这导致了前述的不舒适。

另外，现存的治疗装置具有相当于两本较大的书的尺寸和相应较大的重量，如果受试者或患者并未保留在同一位置睡眠，例如如果受试者想要或需要旅行，则这导致了进一步的不舒适。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于患者界面的气体供应系统，一种相应的患者界面和一种手持式治疗装置，所述手持式治疗装置减少成夜地佩戴此患者界面的受试者的不舒适性且还促进了相应治疗装置的易携性。

根据本发明的一方面，提供一种用于将加压气体流供应给受试者的患者界面的气体供应系统，所述气体供应系统具有

-至少一个泵装置，包括：

-具有电活性聚合物材料构件的至少一个隔膜，和

-至少一个阀，和

-用于控制所述至少一个泵装置的控制器，

其中所述至少一个隔膜被布置成使得其与至少一个闭合容积操作性连通，且还被设计用于基于通过所述电活性聚合物材料构件以周期性方式进行的致动来更改所述至少一个闭合容积的大小，从而导致产生加压气体流。

根据本发明的另一方面，提供一种用于将加压气体流供应给受试者的患者界面，所述患者界面具有：

-与所述受试者接触的交接部分，和

-根据本发明所述的气体供应系统。

根据本发明的另一方面，提供一种用于将受控的加压气体流提供给患者界面的治疗装置，其具有根据本发明的气体供应系统。

用在本发明上下文中的术语“气体”应被理解为涵盖了可被供应或提供给活体受试者的气体，例如但不限于空气、清洁后的空气、氧气或氧气的任何变化形式。

用在本发明上下文中的术语“气体源”应被理解为涵盖了前述气体的任何适合的源，例如但不限于气瓶、气体管线(例如引导至气罐)、周围空气或环境空气等。

用在本发明上下文中的术语“电活性聚合物材料构件”应被理解为能够由于施加电场而改变其属性、优选地改变其形状、更优选地改变其厚度和/或长度的聚合物材料构件。这一电活性聚合物材料构件的一个非限制性实例是电介质电活性聚合物(DEAP)。

前述控制器可被实现为任何适合的电子装置，例如包括处理器、存储器等或微控制器。其中，一个控制器可以控制相应的气体供应系统的所有泵装置或者所有隔膜。另外，可能的情况是，每个泵装置或者甚至每个隔膜都具有单独的控制器，且在这种布置下，控制器的连接是可能的，以便实现隔膜的协调移动或者泵装置的工作。这可以通过使各个控制器彼此连接或者通过使一个或多个主控制器控制所述各个控制器来完成。在本发明的上下文中和以下说明中，提及“控制器”应当被理解为涵盖所有前述变化形式。

优选地，所述控制器被设计成控制至少一个泵装置以将受控的加压气体流经由患者界面供应给受试者。更优选地，所述控制器还被设计成控制所述至少一个泵装置，使得其以适合基于预定和/或确定的参数在受试者身上实现预期治疗作用的方式提供此受控的加压流。

例如，现在通常用于CPAP治疗的装置具有借助一个或多个鼓风机产生加压气体流的外部治疗装置。因此，这些装置的设计、大小和重量受限。通过包含和使用具有电活性聚合物材料构件的泵装置作为致动器以便实现期望的加压气体流，整个装置、也就是说包含于患者界面中或治疗装置中的气体供应系统就其设计和形式而言变得更加灵活。这意味着整个装置的形式可以适应期望的形状，且所述装置可以更容易地整合到其他结构中，例如但不限于患者界面。

这使得允许将泵装置直接包含在患者界面中，使得将软管连接到床侧的静止系统变得不必要，且因此增加了受试者的舒适度。另外，所述气体供应系统可以包括减小的尺寸，且可以比已知的治疗装置更加轻量。通过如上文提及将所述泵装置和治疗装置包含在患者界面中、或者通过提供手持式(即，易于携带的)治疗装置，这一较小且轻量的设计赋予了包含治疗装置的整个患者界面系统的易于输送的可能性。为此，控制器被设计成以使得产生受控的加压气体流的方式控制所述泵装置，例如由所述电活性聚合物材料构件致动的至少一个隔膜。在此上下文中，受控的气流意味着此气流对于活体受试者来讲是生物上可接受的，也就是说，不会伤害受试者且优选地导致预期的治疗效果。这些受控气流的特性包含但也不限于压力和单位时间的体积(流速)，以及这些特性的相应的依赖于时间的值。为了实现此目的，控制器的控制优选地是基于预定的和/或确定的参数。这些参数可以是预定参数，例如压力或单位时间体积的阈值，包括上限和下限阈值两者，以及从例如但不限于键盘、传感器或诸如此类的输入界面读取的确定参数。所有参数均可基于期望的治疗效果和受试者的生物或医学数据，例如但不限于重量、高度、肺容积等。另外，确定的参数也可以是实时确定的，也就是说在装置操作期间例如基于读取受试者呼吸频率、其脉搏、系统内的压力等的传感器来确定。

除了所述泵装置包括至少一个阀以外，更优选的是所述泵装置包括至少两个阀。这样，可以实现更好的压力和流速效果，且因此实现更好的效率。

本发明的优选实施例被限定在从属权利要求中。应当理解，所要求的患者界面、所要求的治疗装置和所要求的用途可以具有与所要求的气体供应系统相似的优选实施例，且如对应的从属装置权利要求中所限定。

根据本发明的气体供应系统的实施例，所述气体供应系统包括至少两个泵装置。所述至少两个泵装置可以主要按两种不同的方式来布置：相对于彼此并联或串联。在其中气体供应系统包括多于两个泵装置的情况下，所述至少三个泵装置的布置可以是前述的并联和串联布置的任意组合。例如，所有三个泵装置可以相对于彼此以并联或串联的布置来布置，或者，所述泵装置中的两个以并联布置与第三个泵装置的组合也是可能的，所述第三个泵装置布置成与两个泵装置的前述组合串联布置在一起。并联布置，也就是说，其中具体来讲所述至少两个泵装置的气体输出端在端部结合的布置，与单个泵装置相比，赋予了增加流速的可能性。另一方面，串联布置所述泵装置，也就是将第一泵装置的输出端布置在第二泵装置的输入端提供了增加总输出压力的可能性。毫无疑问，在具有至少三个泵装置的情况下的任意组合可提供前述两种效果。

根据本发明的气体供应系统的另一实施例，所述气体供应系统包括至少两个隔膜，每个隔膜都由于其在致动时的移动而产生了力，其中所述隔膜布置在所述气体供应系统中使得所述隔膜的力的总和小于所述隔膜的每个单独的力。在此布置中，电活性聚合物材料构件导致的所述隔膜的致动引起的力是周期性的且由于这些周期性移动的频率而引起了振动，且所述力可被减小，优选地减小至小于所述相应隔膜的单别力的10％，或者更优选地被完全取消。这是有利的，因为取决于气体供应系统的实现，初始所得的力作用在佩戴患者界面的受试者身上，或者至少作用在所述治疗装置上，从而导致移动或至少导致干扰振动声音。这两种效果都增加了受试者的不舒适且应当优选地被避免。这可以基于本实施例通过以不同方式将隔膜布置在气体供应系统中来完成，也就是说，所述隔膜的致动方向沿不同方向，使得一个隔膜的致动所致的力被另一个隔膜的致动所致的力减少或优选地被所述力抵消。优选地，这可以形成一种不展示出受试者可检测到的振动的装置，例如患者界面或治疗装置。当然，这增加了受试者的舒适度。

对于此布置而言，控制器进一步优选地被设计成以使得隔膜的移动协力一致地发生的方式来控制所述隔膜，即所述电活性聚合物材料构件。这一协力一致的移动是通过就致动时间且还就相应隔膜的致动(例如，偏转)幅度的协调致动来实现的。因此，根据本实施例不仅可实现具有两个隔膜的设置，且还可以实现具有三个或三个以上隔膜的设置，从而导致形成由于隔膜的协力一致或协调控制而不显示出明显振动的装置。其中，每个隔膜可以由控制器单独地且以下述的方式解决，所述方式还导致各个隔膜相对于彼此不同的致动幅度，以便减小或消除所述力且相应地减小或消除所述振动。除了在这一方面控制每个隔膜，还可能使至少一个隔膜具有独立的振动，也就是说，关于所产生的力是独立的，但并非必须独立于前述参数，且剩余的隔膜被控制以便减小所述各个力，优选地减小至小于所述各个力的10％，或者更优选地消除所述装置的总力且因此消除所述振动。

根据本发明的气体供应系统的另一实施例，所述至少一个泵装置包括至少两个隔膜，每个隔膜包括至少一个电活性聚合物材料构件。在这种布置下，由于至少两个隔膜负责了容积大小的改变，因此可以增加单独的泵装置的效率。这可以导致更好和更高的流速，或者还增加了压力(如果需要)。

根据本发明的气体供应系统的另一实施例，所述泵装置包括闭合容积，且所述隔膜布置在所述闭合容积的相对侧上。在这种布置下，如之前提及的力的减小或优选地消除可以在单个泵装置内实现。另外，由于至少所述两个隔膜负责所述泵装置内的闭合容积尺寸的改变，因此这些隔膜的致动可以被协调一致以便改善泵装置的输出，也就是说流量和压力，同时可以实现力的减小或消除且因此可以实现任何振动的减小或消除。

根据本发明的气体供应系统的另一实施例，所述至少一个阀是主动阀。借助也称为可控阀的主动阀，不仅能够通过控制器对泵装置就其隔膜进行控制，而且还可以实现对所述阀的打开和关闭就时间以及其程度(extend)方面进行控制。这优选地是由控制器完成的。除了具有另一可控构件的积极效果，可控阀的有益之处还在于，与不可控阀相比，其允许实现更高频率的打开和关闭。这允许实现所述阀的打开和关闭与隔膜的致动之间的协调一致。其中在具有被动阀的泵装置中，在从抽吸到排尽步骤(或从排尽到抽吸步骤)的切换期间的延迟阀响应可以导致离开泵装置(或在泵装置中)的非期望气流，这可以通过主动/可控阀来避免，因为所述阀的打开和关闭可以较快地实现，且与泵装置的操作协力一致。这增加了泵装置的总体效率，且因此增加了气体供应系统的总效率。

根据本发明的气体供应系统的另一实施例，所述至少一个阀是由电活性聚合物材料构件致动的。通过使用电活性聚合物材料构件来致动所述阀，与常见的机械布置相比，通过使用小型致动器实现所述阀的主动布置是可能的。另外，此类所得的阀也是轻量的，这还有助于实现如之前提及的轻量患者界面或轻量治疗装置。

根据本发明的气体供应系统的另一实施例，所述至少一个阀的致动与所述至少一个隔膜的致动是同步的。由于所述泵装置的这些元件(即所述阀和所述隔膜)的致动的此同步性和相应的协调一致，泵装置的效率可被优化，且经由由所述电活性聚合物材料构件驱动的所述隔膜的致动可以用更为有效的方式实现。

根据本发明的气体供应系统的另一实施例，所述至少一个阀布置在所述至少一个隔膜中。此布置将所有前述的可移动部件(即隔膜和阀)置于同一位置。用于将阀包含在泵装置的外壳的侧部或使其至少位于所述隔膜附近的其他开口或附件是不必要的。对于整合到诸如患者界面的装置内来说，这是尤其可行的。

根据本发明的气体供应系统的另一实施例，所述泵装置包括：

-至少一个入口阀，和

-至少一个出口阀。具有分别用于以气体流的形式接收和提供气体的单独的阀导致了加压气体流的产生，所述加压气体流可以更容易地控制且还允许实现更高的压力。如果泵装置是自身完备的(self-contained)，则这是尤其有益的。

根据本发明的患者界面的实施例，所述气体供应系统是所述患者界面的一体部分。通过将所述气体供应系统包含在所述患者界面中，使得所述气体供应系统是一体部分，整个患者界面变成非常紧凑且舒适的装置。其中气体供应系统特征可以分布在整个患者界面上，所述患者界面包含但不限于面罩或诸如此类、前额支撑件、软管连接器、头帽等。因此，可以针对整个气体供应实现优化的效率，同时可以以下述方式将气体供应系统的部件和特征布置在患者界面中，所述方式是指所述气体供应系统的元件的单个重量的分布尽可能地均匀。这再次导致了受试者更舒适的和改善的不同体验。

根据本发明的患者界面的另一实施例，所述交接部分包括具有外部壳体的面罩，且所述泵装置的所述至少一个隔膜布置在所述面罩的壳体中。这样，所述气体供应系统直接包含在所述患者界面中。为了此目的，所述隔膜可布置在患者界面上/中的任何期望和适合位置上，所述位置优选地具有允许相应隔膜在此位置的最佳配合的形状。因此，根据本发明的此患者界面的设计可以是非常灵活的，且允许所述隔膜的相应位置被选择成使得能够实现最佳且有效的加压气体流，同时优选地改善重量分布，且因此改善患者的舒适度。这样，可以避免将笨重和/或沉重的部件附接在患者界面外部，这种附接将也导致患者/受试者的不舒适。因此，如之前所提及在患者界面外部具有较少的附件和元件也增加了受试者的舒适度。所述隔膜可以用技术上可能的任何期望方式设置和成形在患者界面上。因此，可以将一个或多于一个的单个隔膜包含在患者界面面罩的壳体中，优选地以其中将多个隔膜相对于彼此相对布置的方式，以便减小或消除致动力，或者(例如)可以将单个隔膜或者多个隔膜以环形或圆形方式布置在面罩的边缘附近。

根据本发明的另一方面，提供一种根据本发明的气体供应系统在患者界面中的用途。

附图说明

根据下文所述的实施例将显而易见本发明的这些和其它方面，并将结合所述实施例来说明这些和其它方面。在下图中

图1示出了由受试者佩戴的具有根据本发明的气体供应系统的患者界面的示意图，

图2示出了根据本发明在患者界面上的气体供应系统的另一示例性实施例，

图3示出了根据本发明在患者界面上的气体供应系统的另一示例性实施例，

图4示出了根据本发明在患者界面上的气体供应系统的另一示例性实施例，

图5示出了根据本发明穿过气体供应系统的泵装置的示意性剖视图，

图6示出了根据本发明穿过气体供应系统的另一泵装置的示意性剖视图，

图7示出了根据本发明的气体供应系统的泵装置的并联布置的示意图，

图8示出了根据本发明的气体供应系统的泵装置的串联布置的示意图，

图9示出了用在根据本发明所述气体供应系统中的阀的示例性实施例的示意图，

图10a和10b示出了用在根据本发明气体供应系统中的阀的另一示例性实施例，

图11a和11b示出了用在根据本发明气体供应系统中的阀的另一示例性实施例，

图12示出了根据本发明的患者界面的另一示例性实施例的示意图，

图13示出了根据本发明的患者界面的另一示例性实施例的示意图，

图14示出了根据本发明的手持式治疗装置示意图，并且

图15示出了根据本发明的患者界面的另一示例性实施例的示意图。

具体实施方式

根据本发明的气体供应系统的实施例是贯穿图1-15示出并借助所述图加以描述的，且其整体分别以附图标记10、12、14、16、18、20、22和24指定。另外，包括根据本发明的气体供应系统的根据本发明的患者界面的实施例是贯穿图1至4、12、13和14示出并借助所述图加以描述的，且其整体分别以附图标记30、32、34、36、38、40和42指定。另外，根据本发明的治疗装置的实施例(包括根据本发明的气体供应系统)是在图14和15中示出并借助所述图加以描述的，且其整体由附图标记46和48指定。

图1示出的气体供应系统10直接布置在患者界面30上且因此成为其一部分。患者界面30布置在受试者50上，以便向受试者50提供加压气体流，例如作为OSA的治疗。所述患者界面包括全面罩52和头盔54。在这种情况下(以及在以下情况中)，面罩52主要用作至受试者50的交接部分。

在本实施例中，气体供应系统10布置在面罩52的一部分上，在该部分处通常设置用于软管的连接器。气体供应系统12包括具有外壳56的泵装置55，所述外壳包括在远端上的隔膜58和近侧隔膜59(图5)。隔膜58和59包括相应的电活性聚合物材料构件60(和61，图5)和内板62(和63，图5)。内板62(和63)包括阀64(和65，图5)。

外壳56经由支撑元件66布置在面罩52上。此支撑元件66被设计成可压缩材料，且用作外壳56与面罩52之间的连接元件。由于支撑元件66的可压缩性，由于隔膜58和59的致动所致的任何振动可被吸收且因此不经由面罩52输送到受试者50。

除了可压缩支撑元件66对振动的这一被动吸收外，支撑元件66以及本文所述的用于减少传输给受试者的振动的任何其他支撑元件可被设计成主动补偿由气体供应系统产生的任何振动。这一主动支撑元件66的非限制性实例可以包括电活性聚合物材料构件。这些电活性聚合物材料构件可以用它们也产生振动的方式来致动，所述振动可以与(例如)泵装置产生的振动叠加，且因此减小或优选地消除气体供应系统的总体振动。例如，这可以通过由控制器控制支撑元件的电活性聚合物材料构件的致动来实现，所述控制器还控制所述隔膜的致动。因此，这些电活性聚合物材料构件的致动可以与泵装置中的隔膜的致动协调一致。这导致了振动的有效主动补偿/减少。

在气体供应系统10的操作期间，隔膜58和59由电活性聚合物材料构件60致动，如稍后将阐释，且环境空气68经由阀64被泵送到外壳56中。这由箭头70指示。空气68从这里被进一步输送，导致在面罩52中产生加压气体流，即加压的环境空气68流，且因此被输送到受试者50。这导致将加压的环境空气流68提供给受试者50，例如，这被预期为一种治疗且用于实现OSA的治疗作用。

图2示出了布置在患者界面32上且因此是其一部分的气体供应系统12。

患者界面32类似于患者界面30。因此，相似或相同部件由相同的附图标记指定，仅以引号(')区分。

气体供应系统12包括具有外壳74的泵装置72。外壳74还包括在其远端上的隔膜76和在其近端上的另一隔膜(未示出)。隔膜76包括电活性聚合物材料构件60和刚性的内板80。所述近侧隔膜包括同样的配置。与气体供应系统10的实施例相对，气体供应系统12的外壳74还包括气体入口82和气体出口84。而气体入口82朝向外部环境开放，使得环境空气68可以经由气体入口82进入外壳74，气体出口84连接外壳74的内部容积和面罩52'的内部。例如，这可以通过气体出口84(是一个管)实现。尽管也被指示为管状布置，但气体入口82也可以由外壳74中的孔状开口实现。

类似于气体供应系统10，气体供应系统12经由支撑元件66'布置在面罩52'上。

如果如稍后将描述的来操作隔膜76，则环境空气68经由气体入口82被泵送至外壳74中。这由箭头86指示。外壳74内的空气/气体从外壳74经由气体出口84被进一步泵送至面罩52'中。这导致将加压气体流提供至面罩52'，因此提供至患者界面32且相应地提供至佩戴此患者界面32的受试者50，为清晰起见在图2中未示出这一受试者。图2中同样未示出的是气体供应系统12的阀，在这一示例性实施例中所述阀被整合在外壳74中。

图3示出的气体供应系统14是患者界面34的一部分且因此布置在患者界面34上。与图1和2的气体供应系统10和12的实例相对，气体供应系统14布置在患者界面34的头盔54'上

气体供应系统14包括外壳90。外壳90包括隔膜92(在这种情况下也布置在外壳90的远端上)和近侧隔膜93(图6)。隔膜92和93分别包括电活性聚合物材料构件94(和95，图6)和面板96(和97，图6)。类似于图2的气体供应系统12的实施例，气体供应系统14的外壳90还包括气体入口98和气体出口100。在此示例性实施例中，气体入口98被设计成位于外壳90内的开口。气体出口100连接外壳90(也就是说外壳90的内部容积162(图6))与面罩52”。这可以通过气体出口100(也是一个管)实现。气体出口100的这一个管可以终止于面罩支撑件中，所述面罩支撑件可以包括内部通道(未示出)。此内部通道则终止于面罩52”中。

在隔膜92和93的操作期间，环境空气68被泵送至外壳90中，如箭头104所指示。从外壳90内侧，气体进一步经由气体出口100且例如经由面罩支撑件102的通道(未示出)被输送到面罩52”中。这同样导致经由患者界面34将连续的加压气体/环境空气68流提供给受试者50，为清晰起见在图3中未示出该受试者。

类似于图1和2示出的气体供应系统10和12的示例性实施例，气体供应系统14经由支撑元件106与受试者50分离，所述支撑元件在这种情况下布置在头盔54”上。这一支撑元件106也由可压缩材料设计，这导致对可能源自操作期间的气体供应系统14的任何振动的吸收。

图4示出的气体供应系统16布置在患者界面36上且因此成为其一部分。所述气体供应系统包括两个泵装置110和112。由于两个泵装置110和112均包括相对于彼此相似或一致的特征，因此在泵装置112中，相对于泵装置110，相同或一致的特征由相同的附图标记指定，仅后跟有一个引号(')。

泵装置110包括外壳114。这一外壳114包括布置在外壳114的远端上的隔膜116和在近端上的另一隔膜(未示出)。隔膜116包括电活性聚合物材料构件118和面板120。所述近侧隔膜包括同样的配置。外壳114还包括气体入口122和气体出口124。气体入口122被设计成泵装置110的外壳114中的开口。气体出口124被设计成一个管，且类似于图3所示的实施例，连接到面罩52”'。这是通过将泵装置110和112的气体出口124和124'组合成组合的气体出口126来实现的。这一组合的气体出口126然后经由患者界面36的面罩支撑件102'中的通道(未示出)连接到面罩52”'。

根据前述实施例，将加压气体/环境空气68流提供至面罩52”'中源于泵装置110和112的隔膜116和116'和相应近侧隔膜的操作。基于此操作，将环境空气68经由气体入口122和122'泵送至外壳114或114'中。这由箭头128和128'指示。然后将空气从这里经由气体出口124和124'且然后经由组合的气体出口126输送至面罩52”'中。

为了减少传输到佩戴这样的患者界面36的受试者50的任何振动，还将支撑元件106'设置在患者界面36的头盔54”'上，类似于图3的患者界面34的示例性实施例。

图5示出了气体供应系统10的示意性剖视图。这一剖视图是穿过图1的气体供应系统10的剖面，源于相对于图1的视图的矢形剖面，其中患者界面30由受试者50佩戴。

如之前提及，气体供应系统10包括具有外壳56的泵装置55。除了具有电活性聚合物材料构件60、面板62和阀64的隔膜58，气体供应系统10还包括具有电活性聚合物材料构件61、面板63和第二阀65的隔膜59。这一隔膜59与外壳56上的隔膜58相对布置，如图5可见。另外，隔膜58和59经由弹簧连接，在本实施例中为两个弹簧128和129。这些弹簧128、129附接到面板62和63。这些弹簧128、129的目的将在下文中阐释。

另外，气体供应系统10包括控制器130。控制器130连接到电源132，所述电源132由箭头134指示。控制器130控制隔膜58和59的操作，即致动。这是经由控制施加至电活性聚合物材料构件60和61的电场来实现的。这由箭头136和137指示。另外，控制器130还可以被设计成从电活性聚合物材料构件60和61接收电/电子信号。借助这些接收的电/电子数据，控制器130可以检测到作用在电活性聚合物材料构件60和61上、且因此作用在隔膜58和59上的任何力。例如，这些力可以是由于故障或者由于受试者50呼气所致的反压力的结果。从电活性聚合物材料构件60和61接收信号这一点由其他箭头138和139指示。基于这些数据或参数，控制器130可以相应地调整隔膜58和59的致动，或者将所述数据提交到其他控制装置或报警装置。

出于预期目的，控制器130和电源132可以是任何适合的控制器和任何适合的电源。例如，两个元件均布置在相应的患者界面30中/上。所述布置优选地使得这些部分不会导致佩戴患者界面30的受试者50的任何不舒适。

在这一示例性实施例中，阀64和65被设计成被动阀。例如，此类被动阀可以被设计成鸭嘴阀。如图5的示例性视图所指示，阀64布置于面板62内，使得其朝向内侧开放，也就是说所述阀允许将(例如)环境空气68流进入外壳56中。另一方面，阀65布置在面板63中，使得其仅向外部开放，也就是说，仅允许外壳56内的空气或任何其他气体向外移动，例如移动到面罩52中。图5示出了处于未致动状态下的泵装置55。在致动电活性聚合物材料构件60和61时，固定地保持于外壳56上的隔膜相对于内部闭合容积140向外移动。这由箭头142和143指示。隔膜58和59的这一向外移动导致闭合容积140的尺寸膨胀或增加。由于闭合容积140的这一膨胀的结果，这一容积140内的瞬时压力减小且落至环境空气68的外部压力之下。因此，阀64打开以便实现压力的均衡，且允许环境空气68流动到容积140中，即流动到外壳56中。

之前提及的弹簧128和129引起隔膜58和59朝向外壳56的内侧偏压。这意味着前述膨胀(即隔膜58和59根据箭头142和143的移动)是抵抗这一偏压的移动。在隔膜58和59的这一膨胀步骤之后，控制器130停止了电活性聚合物材料构件60和61的致动，使得由于弹簧128、129所致的这一偏压而使隔膜58和59往回移动，也就是说向内移动。这由箭头144和145指示。在隔膜58和59的这一向内移动期间，闭合容积140被压缩。因此，容积140内、也就是说外壳56内的压力增加，且至少在某一点达到超过面罩52内的压力的压力。在这一点处，阀65打开，而阀54闭合，且允许外壳56内的气体/空气(例如)向外流动至面罩52中。这由箭头146指示。

向内移动的结果同样是如图5所示的状态。优选地，弹簧128和129被设计成使得隔膜58和59在图5所示的这一位置之后的向内移动是不可能或者至少不适宜的，使得在致动时隔膜58和59根据箭头142和143来移动。隔膜58和59由于弹簧128和129所致的这一预应变或偏压导致了较快且较强的向内移动。相应地，可以实现较高流速和压力，且结果实现泵装置的较好效率。

由于隔膜58和59的周期性快速移动，环境空气68(也就是说气体)流可被视为恒定且连续的，如箭头70和146所指示。为此，可以使用20至200Hz的致动频率。

气体供应系统10的阀64和65是被动的单向阀。与使用被动阀64和65相对，也可以使用可由控制器控制的阀。这将在图6的上下文内更详细地阐释。

图6示出了气体供应系统14的剖视图。这一剖视图也相应地对应于考虑到由受试者50佩戴图3所示患者界面34的矢形剖面。

气体供应系统14包括具有外壳90的前述泵装置88。这一外壳90在一侧包括隔膜92，且在另一相对侧包括隔膜93。类似于包括电活性聚合物材料构件94和94'以及面板96的隔膜92，隔膜93包括电活性聚合物材料构件95和95'以及面板97。与图5所示的气体供应系统10的设计相反，气体供应系统14的泵装置88在每个隔膜92或93中包括两个电活性聚合物材料构件94和94'或95和95'。电活性聚合物材料构件94和94'布置成使得其在外壳90上的相应附接是彼此远离的，其中所述电活性聚合物材料构件在面板96处接合。面板96因此优选地将电活性聚合物材料构件94和94'以并联取向保持在一起。这导致了电活性聚合物材料构件94和94'的自由平放部分的三角形布置，如在图6的剖视图中可见。这一点以相同的方式适用于具有面板97的隔膜93的电活性聚合物材料构件95和95'。

而且，与气体供应系统10的设计相反，泵装置88包括布置在泵装置88的外壳90中的气体入口98和气体出口100。气体入口98包括阀150，而气体出口100包括阀152。这些阀150和152被设计成主动阀，如下文将阐释。

类似于图5所示气体供应系统10的泵装置55，气体供应系统14的泵装置88也通过隔膜92和93的由于将电场施加到电活性聚合物材料构件94、94'和95、95'所致的向外和向内移动来操作。所述向外移动由箭头142'和143'指示，而隔膜92和93的向内移动由箭头144'和145'指示。在经由图5的泵装置55的由于弹簧128和129所致的预应变隔膜58和59实现这些移动以便实现所述向内移动的情况下，泵装置88中的向内和向外移动都是通过相应的电活性聚合物材料构件来主动控制的。为此，电活性聚合物材料构件94和94'或95和95'分别以对抗方式起作用，如下文将阐释。

尽管未将任何阀布置在隔膜92和93中，(例如)如同图5的泵装置55的情况，但隔膜92和93也可以分别具有内板96和97。类似于在图5的隔膜58和59中一样，除了使得更易于将阀容纳在隔膜内以外，这些刚性内板96和97也有助于避免内部偏转模式。这些偏转模式导致声音的产生，且还导致了泵装置88的效率丧失。因此，内板96和97提高了泵装置88的效率，且还有助于佩戴相应患者界面34的受试者50的舒适度。另外，在图6的实例中，面板96和97用于相应地接合电活性聚合物材料构件94、94'和95、95'。毫无疑问，除了借助图5所示的内板62和63或者图6所示的面板96和97示出的实例外，两个实施例也适用于本发明的包括柔性内板或者完全不包含任何面板的范畴，例如如果可以由于其他材料设计或某些控制问题而接受或避免前述的逆行气流(back draft)。

气体供应系统14还包括控制器154。控制器154还连接到由箭头156指示的电源(未示出)。控制器154被设计成经由电活性聚合物材料构件94、94'和95、95'的致动来控制隔膜92和93的操作。这由箭头158、158'和159、159'指示。另外，控制器154也可以控制可控阀150和152。这由箭头160和161指示。尽管在图6中未示出，但毫无疑问，控制器154也可以从隔膜92和93或者阀150和152接收电/电子信号。这对应于在图5的控制器130的上下文之前做出的阐释，且出于明晰的目的而未在这里详细示出。

隔膜92和93经由控制器154的操作是由成对的电活性聚合物材料构件94、94'和95、95'的协调控制来实现的。在隔膜92和93的向外移动142'、143'中，控制器154可以致动平放在内部的电活性聚合物材料构件94'和95'。这由箭头158'和159'指示。同时，外部电活性聚合物材料构件94和95并未被控制器154致动。因此，电活性聚合物材料构件94'和95'膨胀了。同时，对应的对抗物，即电活性聚合物材料构件94和95优选地沿箭头142'和143'的方向施加拉力，因为其优选地以应变方式布置在外壳90中，尤其是以图6所示的状态。结果是隔膜92和93的整体向外移动，如箭头142'和143'所指示。在这一向外移动中，控制器154可以同时地、或在最后、或在任何其他适合的时间打开阀150。同时，阀152优选地被闭合。因此，内部闭合容积162的压力可以被保持为外部气体源(在这一实例中为环境空气68)的压力。相应地，环境空气68流动到由箭头104指示的容积162中。毫无疑问，除此处提及的示例性环境空气68外，可以相应地使用任何其他气体源，无论是加压还是不加压的。在所述膨胀步骤(即，向外移动142'、143')结束时，阀150可以被控制器154闭合。在此之后，可以借助控制器154对电活性聚合物材料构件94和95的致动来开始所述向内移动。这由箭头158和159指示。另外，电活性聚合物材料构件94'和95'的致动(即膨胀)被停止。这导致了电活性聚合物材料构件94和95的膨胀，以及电活性聚合物材料构件94'和95'沿箭头144'和145'的方向收缩所致的同时拉动。而且，电活性聚合物材料构件94'和95'优选地也以应变方式布置。结果是隔膜92和93的向内移动，如箭头144'和145'所指示。因此，闭合容积中的压力将再次增加，如针对内部容积140在图5的上下文中已经阐释。在这一向内移动144'、145'期间的某一点，控制器154可以打开阀152。这可以在向内移动144'、145'开始时或任何其他适合时间处完成。结果是气体/空气从容积162经由气体出口100的流动，如箭头164所指示。例如，这一气体流动则可能导致形成图3的面罩52”。

阀150和152可以是任何适合的主动阀。此类阀的实例将在稍后加以展示，且(例如)还可以是包括电活性聚合物材料构件的阀。控制器154对阀150和152的致动或控制优选地使得避免其中同时打开两个阀150和152的状态。这提高了泵装置88的效率，因为避免了任何与箭头104和164相反的流动，也就是说，在向内移动144'、145'期间不出现任何朝向环境空气68的流动，且现在在向外移动142'、143'期间出现了经由气体出口100(例如来自面罩52)的流动。

在图5和6所示的气体供应系统10和14中，隔膜58和59或92和93的移动被描述为使得相应隔膜被设计和控制成沿相反方向同时地且协调一致地移动。这一协调和移动是由相应控制器130和154控制的。由于相应隔膜58、59、92或93的这一移动，大体产生了作用在外壳90或泵装置88上的相应力矩和对应力。由于隔膜59和59或者92和93的周期性操作/致动，这一力或力矩通常将导致外壳56或90的振动。由于相应的隔膜对58和59或92和93布置成使得其相应移动是协调一致的，且使得其分别彼此相对地取向，因此由于隔膜58和59或92和93(其也可被视为相应的箭头对142和143、144和145等)的致动所致的力的总和低于由于隔膜58、59或92、93的相应移动所致的每个单独的力。换句话说，所得的力彼此中和且总和优选地被减小到最小值，甚至更优选地减小到零。结果，将可能的振动减小到最小值，或者甚至更优选地消除。

毫无疑问，尽管根据本发明的控制器是在图5和图6的上下文中明确地且示例性地示出和描述的，但本文示出和描述的每个气体供应系统均包括用于控制相应泵装置的相应电活性聚合物材料构件的致动的控制器，例如图5或6所示的控制器。

之前所述的、尤其是在图5和图6的上下文内描述的电活性聚合物材料构件会在致动时膨胀。这一膨胀导致至少一个闭合(内部)容积的尺寸改变。除了这一示例性布置外，相反的方式(即，通过收缩来致动)也在本发明的范畴内。因此，也可以使用DEAP作为电活性聚合物材料构件，以及其他种类的电活性聚合物材料构件，例如但不限于离子聚合物金属复合物(IPMC)。一个可能的示例性实施例可以被设计成类似于图5所示的泵装置。因此，图5的视图将示出被致动的状态。致动将沿箭头144和145的方向发生，而后续膨胀将根据箭头142和143发生且将导致对应隔膜58、59的凹面形状。这一实施例可以在没有任何其他偏压装置的情况下起作用。然而，也可以将弹簧类元件、如弹簧128和129用作偏压装置，其与图5的实施例相反，在电活性聚合物材料构件的致动时被压缩且因此提供沿箭头142、143的方向的偏压，即向外。偏压装置的另一非限制性实例可以通过蜂巢形结构元件实现，所述元件在所附接的电活性聚合物材料构件的致动时被压缩且沿相反方向提供偏压，这导致期望的后续膨胀。

类似于基于图5所示泵装置的实施例，对应实施例可以基于图6所示泵装置的设计来实现。代替使在隔膜中的电活性聚合物材料构件膨胀以导致如之前所述的移动，也可以借助收缩电活性聚合物材料构件来提供所述致动力。就图6而言，电活性聚合物材料构件94的收缩将导致隔膜92沿箭头142'方向的移动，而沿相反方向的移动(即，沿箭头144'的方向)将在电活性聚合物材料构件94'的致动时、且因此在其收缩时实现。同一原理将反过来适用于这一实施例中的隔膜93。

图7示出了气体供应系统17。这一气体供应系统17包括两个泵装置170和172。泵装置170包括气体入口174和气体出口176。泵装置172包括气体入口178和气体出口180。泵装置170和172的设计可以是在本发明范畴内的任何设计，且在此处不再另外阐释。例如，泵装置170和172可以类似于图6的泵装置88或与其一致。

因此，在泵装置170和172的操作期间，气体可以经由气体入口174和178流动到相应的泵装置170和172中。这由箭头182和183指示。参照之前做出的阐释，例如在图5和图6的上下文中，泵装置170和172的操作结果是气体穿过气体出口176和180流出泵装置170和172。这由箭头184和185指示。泵装置170和172的输出(如箭头184和185分别指示)导致在图7的实例中的组合气体出口186且因此导致如箭头188所指示的组合气体流。进入到泵装置170和172内部的气体流(如箭头182和183分别指示)可以使得两个气体入口174和178都连接到相应气体源，或者(例如)连接到环境空气68。作为另外一种选择，气体入口174和178可以组合成组合的气体入口190。这一气体入口190由图7中的虚线示出。因此，相应气体(例如，环境空气68)可以经由这一组合的气体入口190流动到气体供应系统17中，如箭头192所指示。前述组合的气体出口186和气体入口190可以经由管194和196的恰当连接的系统来实现。

图7所示气体供应系统17的泵装置170和172的布置使得每个泵装置170和172可以独立于彼此来操作。然而，在优选的实施例中，期望泵装置170和172的协调一致或协力一致操作。因此，可以实现进一步的振动减少以及优化的气体流。气体供应系统17的所示实例可以被视为泵装置170和172相对于彼此的并联布置。这一并联布置影响了总体气体流，如箭头192(或182和183)和箭头188所指示。尤其是，气流的连续性以及流速可以通过这一并联布置来改善。

与图7所示泵装置170和172的前述并联布置相反，图8示出了相应泵装置170'和172'的串联布置。在图8的这一后续说明中，类似于图7上下文内示出和描述的元件和特征或与其一致的元件和特征是由相同附图标记指定的，仅以后面的引号(')加以区分。

在这一串联布置中，泵装置170'的气体出口176'连接到泵装置172'的气体入口178'。例如，这可以通过相应泵装置170'和172'的直接附接来实现，或经由如图8所示的气体供应系统17'的示例性实施例中示出的管198来实现。类似于图7，流动到泵装置170'中的气体流(如箭头182'所指示)导致了流出泵装置170'的气体流，如箭头184'所指示。这一气体流184'则导致经由气体入口178'进入到泵装置172'内部的气体流。结果是经由气体出口180'离开泵装置172'的气体流。这由箭头200指示。

这一串联布置具有以下效果：因此能够借助这一气体供应系统17'来优化和增加压力。因此，相应的泵装置170'和172'优选地包括如图6的上下文内所述的泵，以及具有泵装置88的气体供应系统14。

关于图7所示气体供应系统17的并联布置，这一布置也存在于图4的气体供应系统16中。其中所示的患者界面36还包括相对于彼此并联布置的两个泵装置110和112。由于两个泵装置110和112包括相应的独立气体入口122(泵装置112的气体入口在图4中未示出)，因此所述设置可被视为图7所示的不包括虚线的配置。在这一方面，气体供应系统17可以被视为类似于图4所示的气体供应系统16，或优选地与其一致，或者反之亦然。

即使如此，并未针对根据本发明的气体供应系统的每个示例性实施例示出相应的阀，每个气体供应系统包括至少一个阀以便实现连续的加压气体/空气流。相应的阀可以从以下非限制性实例中的一个选出。

图9在对应于穿过这一阀的气流的轴线的剖视图中示出了具有鸭嘴阀设计的阀202。这一鸭嘴阀通常被配置成被动阀，其中鸭嘴状元件204和206发生预应变，使得其沿箭头208所指示的方向移动，且导致了通路210的闭合。沿与这些箭头208相反的方向具有适当强度和压力的气体流导致所述阀的打开，因此允许了穿过这一阀202的气流。与此相反，避免了沿对应于箭头208的方向(即，沿相反方向)的气体流。

除了将这一阀202作为被动阀的常见布置和设计外，还可能和优选地在本发明的范围内包含由可被主动控制的材料制成的元件204和206。这些材料的非限制性实例是前述的电活性聚合物材料构件。通过使用电活性聚合物材料构件或任何其他适合的可控材料，所述阀可由控制器控制，如图6的控制器154。这导致了一种打开和闭合阀202的受控方式。代替前述预应变，所述控制可以导致通过施加电场而引起沿对应于箭头208的方向的力来闭合阀202。相反的操作将是改变电场以使得阀202的阀元件204和206将沿对应于相反方向(如箭头208所指示)的方向移动。

图10a和10b在沿对应于穿过这一阀的气流的轴线的剖视图中示出了主动阀214的另一实例。这一主动阀214基本上包括了本身包括可控元件218的管状元件216。可控元件218可以是被设计成且允许形状更改的任何适合元件。在本实例中，可控元件218围绕管状元件216布置成环状。在这一特定实例中，其被设计用于沿箭头220所指示的方向收缩。这导致了在可控元件218的致动时如图10b所示的配置。其中，穿过管状元件216的通路222被闭合。因此，在图10b的视图中阀214处于闭合状态，且在图10a的视图中处于打开状态。用于这一可控元件218的材料也可以是电活性聚合物材料构件。然而，可以使用任何其他适合的变形材料，其允许实现类似于图10b所示的压缩。

图11a和11b示出了阀226的另一示例性实施例。这一视图也对应于对应了穿过这一阀的气流的轴线的剖视图。这一阀226还包括管状元件228。在这一管状元件228中，存在通路230。管状元件228包括在致动时导致材料的膨胀(如双箭头232所指示)的材料。这一膨胀232基本上导致在阀226区域中通路230的压缩。其结果示出于图11b中。因此，图11b示出了阀226的闭合状态，而图11a示出了阀226的打开状态。

由于在图10a至图11b中示出的阀214和226中所使用的管状元件216和228，这些阀也被称为管阀。

图12示出了具有面罩236的患者界面38的另一实例。面罩236包括壳体238。在这一壳体238中，布置了三个隔膜240、242和244。类似于图5所示泵装置55的隔膜58，每个隔膜240、242和244都包括电活性聚合物材料构件246、面板248和布置在面板248中的阀250。每个隔膜240、242和244均由控制器(未示出)控制和致动。隔膜240、242和244一起形成了泵装置252。

这些隔膜240、242和244的工作原理相应地类似于图5所示隔膜58的工作原理。因此，向外移动导致了气体流(在本实例中为环境空气68)进入到内部闭合容积(未示出)中。在这里，这一内部闭合容积是由面罩236的壳体238的内表面与患者或受试者50之间的空间实现的，所述患者或受试者出于清晰起见而未在图12中示出。在下一步骤中，相应隔膜240、242和/或244的向内移动导致了前述内部容积内的气体/空气的压缩。由于相应隔膜240、242和244的这些向内和向外移动的周期性重复，发生了环境空气68进入到面罩236的前述内部容积中的流动。

将两个隔膜相对于彼此布置(例如，如借助图5中隔膜58和59所示)的前述效果，也就是说振动的减小或消除，是在泵装置252的本实例中通过布置隔膜240、242和244实现的，使得向内和向外移动的所得力被定向成导致相应力的总和小于隔膜240、242和/或244的操作所致的所述各个力中的每一个。优选地，所述相应力的总和(几乎)为零。

图13示出了患者界面40上的气体供应系统20的另一实例。患者界面40还包括具有壳体262的面罩260。这一壳体262包括外部部分264、内部部分266和电活性聚合物材料构件268，所述电活性聚合物材料构件连接内部部分266与外部部分264。电活性聚合物材料构件268可以按偏压或预应变方式布置，例如如图5的上下文内示出和描述，或者具有对抗性布置的电活性聚合物材料构件(未示出)，例如如图6的上下文内示出和描述。在致动这一电活性聚合物材料构件268时，优选地为刚性的内部部分266相对于由面罩260的壳体262和佩戴面罩260的受试者(未示出)形成的内部容积向内和向外移动。参照之前做出的阐释，电活性聚合物材料构件268和内部部分266形成了隔膜269。

由于可根据之前提及的任意实施例实现的阀系统267，可以提供相应的加压气体流。与本发明的其他实施例相比，由于隔膜269的大面积，可以实现相对大的气流，且可以使用较低的频率。隔膜269与根据本发明的其它部分一起形成了泵装置258。

图14在剖视图中示出了治疗装置46的示意图。这一治疗装置46被设计成手持式或便携式治疗装置46。本发明上下文内的“手持式”或“便携式”装置应当被理解为相当轻量(例如，小于4kg)且尺寸小(例如，小于两本标准书的大小)的装置。

治疗装置46包括外壳270。在外壳270中，提供了气体入口272。经由这一气体入口272，气体(例如环境空气68)可被泵送或抽吸至治疗装置46中。另外，外壳270包括连接器274。经由这一连接器274，患者界面的软管(未示出)可以连接到这一治疗装置46。作为这一连接的结果，可由这一治疗装置46为相应患者界面(未示出)供应加压气体流。

在外壳270内，提供了四个泵装置276、278、280和282。这些泵装置276、278、280和282可被设计(单独地)成根据本发明的任何泵装置。尽管泵装置276和278和泵装置280和282是串联布置的，也就是说相对于彼此串联，但泵装置276和278的组与泵装置280和282的组是相对于彼此并联布置的。因此，就这一布置所代表的工作原理和所带来的益处而言，参考在图7和8的上下文内提供的视图和阐释。

如图14的示例性实施例内可见，不仅可将两个泵装置(分别如图7和8所示)组合成并联或串联布置，而且还可以将并联和串联布置彼此组合，且可将不止两个泵装置用于设置中。另外，不仅可将两个泵装置分别用于并联或串联设置，而且三个或更多个泵装置沿一条直线的串联布置以及三个或更多个装置相对于彼此的并联设置也在本发明的范畴内。相应泵装置的数量选择及其设置以及其配置均取决于所期望目的给出的需要和可能性。这些需要和可能性取决于相应装置的尺寸(所述尺寸应容纳相应的泵装置)，以及取决于期望的压力和流速(其应由这些泵装置的组合提供)。

泵装置276、278、280和282由控制器284控制，这由箭头286指示。关于相应泵装置276至282的工作原理和控制，这里再次参照之前做出的阐释，例如在图7和图8的上下文内，或者在图5和6的上下文内。

相应泵装置276、278、280和282的操作的结果是穿过气体入口272进入到治疗装置46中的气体流(在这种情况下为环境空气68)。这由箭头288指示。另外，连续且受控的加压气体流是经由连接器274提供到期望目的装置的，例如患者界面(未示出)。这由箭头290指示。为了实现更恒定的气流且为了稳定压力变化，治疗装置46还包括缓冲容积292。这一缓冲容积292也可以用作缓冲器，使得泵装置276、278、280和282不必由于受试者/患者对气流需求的高波动可能性而在其操作中进行调整，而是可以以连续方式工作。

通过使用这些泵装置276至282(其也包括根据本发明的隔膜)，也就是具有用于致动的电活性聚合物材料构件，可以使总体的治疗装置46具有期望的特征。这些特征是如之前提及的较小且灵活的尺寸，以及减小的重量，同时还将所提供气流290的压力和流速保持在也由典型治疗装置提供的水平。因此，治疗装置46可理想地用于旅行目的，或者其中这一治疗装置46的使用者(例如受试者50)通常在不同地点睡眠且需要相应治疗装置的任何目的。

泵装置276至282、控制器284、缓冲容积292和根据本发明的阀(未示出)一起形成气体供应系统22。

图15示出了由受试者50佩戴的患者界面42。患者界面42包括面罩52””、头盔300和气体供应系统24。头盔300包括头帽301。这一头帽301由受试者50佩戴以便实现面罩52””的最佳配合，从而实现加压气体/空气流到受试者50的最佳供应。在这一示例性实施例中，气体供应系统24包括三个泵装置302、304和306。每个泵装置302、304、306包括具有电活性聚合物材料构件310和面板312的隔膜308。在面板312中，布置有阀314。当前的泵装置302、304和306的设计类似于图5和12的上下文内示出和描述的泵装置。由这些泵装置302、304和306提供的加压气体/空气流是经由头盔300的头帽301和面罩支撑件102”内的通道和管路(未示出)被引导到面罩52””中的。而且，气体供应系统24包括用于根据之前提及的示例性实施例来控制泵装置302、304和306的控制器(未示出)。

泵装置302、304和306布置在头帽301中/处。这一布置允许实现更大和/或更多的泵装置，使得较大气流的提供成为可能，优选地同时针对所使用泵装置的隔膜使用降低的致动频率。由于以电活性聚合物材料构件310作为致动器的隔膜308的形状和形式的灵活性，泵装置302、304、306可以被容易地容纳到头帽301的圆形外形中。优选地，还可以实现薄型的泵装置302、304、306，使得头帽301不会产生不得不被受试者50佩戴的厚的壳体，而是产生不会在受试者睡眠期间干扰受试者50且佩戴舒适的相对薄的头帽301。除了具有三个泵装置302、304和306的所示示例性实施例外，可以使用具有相应隔膜的任何适合数目和/或形式的泵装置以实现关于压力和流速的期望结果(即泵效率)和对受试者50的舒适性。另外，头帽301处/中所使用的泵装置的优选分布式布置导致了前述源自这些泵装置的操作的力的减少。类似于之前提及的示例性实施例，所产生的由受试者50感觉到的总力低于所述各个力中的每一个，优选地小于每个单独力的10％，且更优选地被消除。

如之前提及，诸如头帽301的头帽的使用还允许用于更大和/或更多的泵装置。尽管头帽301的示例性实施例的关注点在于更大且更多的泵装置，但毫无疑问，仅具有一个大型泵装置的头帽也在本发明的范围内。这一泵装置则将类似于图13所示的气体供应系统20的泵装置258来设计，其中使用了呈内部部分266和电活性聚合物材料构件268的形式的较大隔膜269。这意味着可在根据本发明的头帽上使用具有相当于图13的实施例的面积的隔膜或甚至更大的隔膜。这导致了用于致动所述隔膜的频率甚至更低，且还可以更有效地提供加压气体流。

尽管在图15的示例性实施例中以此方式示出，但根据本发明的头帽301或任何其他头帽无需覆盖整个头部。因此，仅有必要很大以容纳泵装置的头帽也在本发明的范围内。

尽管，具有气体供应系统24的头帽301被描述为本示例性实施例中的患者界面42的一部分，但毫无疑问，根据本发明，头帽301也可以被视为气体供应系统24本身的一部分。这一气体供应系统24独立于某些患者界面、如患者界面42，且可被用作和应用为大体与现有患者界面或面罩分离的装置。

因此，头帽301或根据本发明的任何其他头帽可被视为根据本发明的治疗装置48。除了将根据本发明的这一治疗装置布置为如图14的上下文内示出和描述的单独(手持式)装置，或者布置为如图15的上下文内示出和描述的头帽外，其他形式的此类治疗装置也是可能的，例如但不限于可经由一个或多个条带附接到患者、例如附接到患者胸部的便携式治疗装置。这一示例性治疗装置可以被配置得相对薄，且还可以具有适合于其所附接的患者身体部位的形状。由于根据本发明的隔膜和相应泵装置以及所得气体供应系统的设计灵活性，这些薄的和适应性的设计再次成为可能。

尽管已在附图和前述说明中详细示出和描述了本发明，但此类图示和说明应当视为例示性或示例性而非约束性的；本发明并不限于所公开的实施例。根据对附图、公开内容和随附权利要求的研究，本领域的技术人员可理解和实施所公开实施例的其它变化形式，以实践所要求的本发明。

在权利要求书中，词语“包括”并不排除其它元件或步骤，而不定冠词“一”或“一个”并不排除多个。一个元件或其它单元可满足权利要求书中陈述的若干物项的功能。在相互不同的从属权利要求中描述某些措施并不表明这些措施不能够有利地结合起来使用。

在权利要求书中的任何元件符号不应视为限制其范围。

Claims (15)

1.一种用于患者界面的气体供应系统，所述患者界面用于将加压气体流供应给受试者，所述气体供应系统具有：

-至少一个泵装置(55、72、88、110、112、170、172、258、276、278、280、282、302、304、306)，所述至少一个泵装置包括：

-具有电活性聚合物材料构件(60、61、78、94、95、118、246、268、310)的至少一个隔膜(58、59、76、92、93、116、240、242、244、269、308)，和

-至少一个阀(64、65、150、152、202、214、226、250、267、314)；和

-用于控制所述至少一个泵装置的控制器(130、154)，

其中所述至少一个隔膜被布置成使得所述至少一个隔膜与至少一个闭合容积(140、162)操作性连通，且还被设计用于基于通过所述电活性聚合物材料构件以周期性方式进行的致动来更改所述至少一个闭合容积的大小，从而导致产生加压气体流。

2.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述气体供应系统具有至少两个泵装置(55、72、88、110、112、170、172、258、276、278、280、282、302、304、306)。

3.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述气体供应系统包括至少两个隔膜(58、59、76、92、93、116、240、242、244、269、308)，每个隔膜由于其在致动时的移动而产生力，其中所述隔膜被布置在所述气体供应系统中，使得所述隔膜的所述力的总和小于所述隔膜的每个单独的力。

4.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述至少一个泵装置(55、72、88、110、112、170、172、258、276、278、280、282、302、304、306)包括至少两个隔膜(58、59、76、92、93、116、240、242、244、269、308)，每个隔膜包括至少一个电活性聚合物材料构件(60、61、78、94、95、118、246、268、310)。

5.根据权利要求4所述的气体供应系统，其特征在于，所述泵装置包括所述闭合容积(140、162)，且所述隔膜(58、59、76、92、93、116、240、242、244、269、308)布置在所述闭合容积的相对侧上。

6.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述至少一个阀(64、65、150、152、202、214、226、250、267、314)是主动阀。

7.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述至少一个阀(64、65、150、152、202、214、226、250、267、314)是由电活性聚合物材料构件致动的。

8.根据权利要求6所述的气体供应系统，其特征在于，所述至少一个阀(64、65、150、152、202、214、226、250、267、314)的致动与所述至少一个隔膜(58、59、76、92、93、116、240、242、244、269、308)的所述致动同步。

9.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述至少一个阀(64、65、150、152、202、214、226、250、267、314)被布置在所述至少一个隔膜(58、59、76、92、93、116、240、242、244、269、308)中。

10.根据权利要求1所述的气体供应系统，其特征在于，所述泵装置包括：

-至少一个入口阀(64、150)，和

-至少一个出口阀(65、152)。

11.一种用于将加压气体流供应给受试者的患者界面，具有：

-与所述受试者(50)接触的交接部分(52、236、260)，和

-根据权利要求1所述的气体供应系统(10、12、14、16、18、20、22、24)。

12.根据权利要求11所述的患者界面，其特征在于，所述气体供应系统(10、12、14、16、18、20、22、24)是所述患者界面的一体部分。

13.根据权利要求11所述的患者界面，其特征在于，所述交接部分包括具有外部壳体(238、262)的面罩(52、236、260)，且所述泵装置(252、258)的所述至少一个隔膜(240、242、244、269)被布置在所述面罩的所述壳体中。

14.一种用于将受控的加压气体流提供给患者界面的治疗装置，所述治疗装置具有根据权利要求1所述的气体供应系统(22、24)。

15.根据权利要求1所述的气体供应系统在患者界面(30、32、34、36、38、40、42)中的用途。