CN106620978B

CN106620978B - 呼吸辅助设备

Info

Publication number: CN106620978B
Application number: CN201610982272.5A
Authority: CN
Inventors: A·J·达比; D·R·库里格; J·N·博特马; S·本特
Original assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Current assignee: Fisher and Paykel Healthcare Ltd
Priority date: 2012-02-02
Filing date: 2013-02-01
Publication date: 2019-02-19
Anticipated expiration: 2033-02-01
Also published as: CN104271189B; JP7071435B2; JP2022107620A; WO2014007655A2; JP7437443B2; EP2809383B1; JP2015506253A; AU2013285620B2; CN104271189A; WO2014007655A3; AU2013285620A1; EP2809383A2; EP3865169A1; JP6220349B2; CA3108658A1; JP2018008120A; AU2020202086B2; EP2809383A4; AU2020202086A1; CA2912244A1

Abstract

一种头部安装的呼吸辅助设备，被构造用于向使用者提供呼吸气流。所述头部安装的呼吸辅助设备具有能够固定至使用者头部的主体以及可操作用于通过来自周围大气的气体供应生成加压气流的鼓风单元。患者接口设置在主体上，所述患者接口具有流体连接至鼓风单元的进气口，并且被构造用于向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体。

Description

呼吸辅助设备

本申请是发明名称为“呼吸辅助设备”、国际申请日为2013年2月1日、国际申请号为PCT/NZ2013/000006、国家申请号为201380018302.5的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种向使用者提供气流以用于治疗用途的呼吸辅助设备。具体而非排地性地，所述呼吸辅助设备可以向需要供给气体以用于呼吸治疗的患者或使用者提供呼吸辅助，所述呼吸治疗例如是气道正压(PAP)治疗，所述气道正压治疗包括但不限于持续气道正压(CPAP)治疗、双级气道正压(Bi-PAP)治疗以及口腔气道正压(OPAP)治疗，并且所述呼吸治疗典型地用于治疗例如阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)、打鼾或慢性阻塞性肺炎(COPD)等疾病。

背景技术

向患者提供增湿和加热气流以用于治疗用途的呼吸辅助设备或系统在本领域中为大家所熟知。用于提供该类治疗(例如呼吸增湿)的系统通常具有这样的结构：其中气体从气源输送至增湿器室，气源例如是鼓风机(也称为压缩机、辅助呼吸单元、风扇单元、气流发生器或压力发生器)。当气体流经热水或流过增湿器室中的加热和增湿空气时，气体变成水蒸汽饱和。然后，加热和增湿的气体经由患者接口(包括柔性气体导管和患者接口)被输送至增湿器室下游的使用者或患者。

在一种形式中，这样的呼吸辅助系统可以是包括增湿器单元和鼓风单元的模块化系统，所述增湿器单元和鼓风单元是独立的(模块化的)构件。这些模块通过连接导管串联连接，以允许气体从鼓风单元流到增湿器单元。例如，图1示出了使用者1从模块化呼吸辅助系统接收加热和增湿的气流的示意图。加压空气从辅助呼吸单元或鼓风单元2a经由连接导管7提供给增湿器室4a。增湿、加热和加压的气流经由柔性软管或气体导管3离开增湿器室4a，并且经由患者接口5提供给患者或使用者1。

在一种替代形式中，呼吸辅助系统可以是集成系统，其中鼓风单元和增湿器单元被包含在同一外壳内。典型的集成系统由提供加压气流的主鼓风单元或辅助呼吸单元以及与鼓风单元相配合或以其它方式刚性地连接至鼓风单元的增湿器单元组成。图2示出了使用者1从集成的呼吸辅助系统6接收加热和增湿空气的示意图。该系统的操作方式与图1所示的模块化系统相同，区别在于增湿器室4b已与鼓风单元相集成而形成集成系统6。

图1和图2所示的患者接口5是覆盖使用者1的鼻子的鼻罩。但是，应当注意，在这些类型的系统中，覆盖嘴和鼻子的罩、全面罩、鼻插管或任何其它适合的患者接口都可以代替图示的鼻罩。也可以使用仅针对嘴的接口或口罩。并且，导管的患者端或使用者端可以连接至气管造口配件或气管插管。

叶轮式风扇或鼓风机在该类型的呼吸辅助系统中最为常用。叶轮的叶片单元被包含在叶轮外壳中。叶轮的叶片单元通过中心芯轴连接至某种形式的驱动器。图3和图4中示出了典型的叶轮外壳。图5和图6示出了典型的旋转叶轮单元10，其具有多个叶片11和盖罩12，所述旋转叶轮单元10在使用时位于外壳内部。空气通过孔口被吸入叶轮单元的中心，然后被旋转叶轮单元的叶片迫使从外壳的中心向外流向出口通道(通常位于外壳的一侧)。叶片11联接至中心芯轴13，所述中心芯轴13例如由马达带动旋转。

从设计角度看，上述类型的呼吸辅助系统对于制造商而言通常存在多种问题或挑战，下面将简要地介绍其中的一些内容。

有效的呼吸治疗经常需要使用者长期地每天使用上述类型的呼吸辅助系统。为了治疗OSA，使用者需要在晚上睡觉时使用呼吸辅助系统。患者在使用这样的呼吸辅助系统时的舒适性和便利性对于适应性的和有效的治疗来说至关重要。上述类型的呼吸辅助系统的使用者经常抱怨的是罩泄漏。罩泄漏通常是由于使用者在睡眠中活动时柔性气体导管3牵拉患者接口或罩5而引起的。

上述类型的用于以PAP疗法治疗OSA的大多数呼吸辅助系统向患者接口提供气体供应，但是没有用于气体从接口返回的路径。为了消除患者接口中积累的二氧化碳，患者接口需要用于将呼出的气体排放到大气中的气体清除出口，这常常被称作“偏流”。偏流意味着气体供应回路中的损失，并且鼓风单元必须具有动力足够强劲以保持偏流、同时还能在患者接口处生成所要求的气体压力的马达。气体清除出口也可能变为噪声源和可辨识的气流源。过大的噪音能够给患者及其同伴造成困扰。根据其位置，气流也可能会骚扰到患者。

气体在呼吸辅助系统中的增湿也增加了设计的复杂性。例如，经常需要对患者接口的气体导管3进行加热，以避免在气体导管中形成冷凝。

在本说明书中已经引用了专利说明书、其它外部文献或其它信息源，这通常是为了提供讨论本发明特征所用到的背景。除非另有特别说明，否则引用这样的外部文献不应被视为承认这样的文献或这样的信息源在任何法律意义上构成现有技术或者构成本领域内的公知常识的一部分。

本发明的目标是提供一种改进的呼吸辅助设备，或者至少为公众提供一种有效的选择。

发明内容

在第一方面，本发明主要包括一种头部安装的呼吸辅助设备，所述头部安装的呼吸辅助设备被构造用于向使用者提供呼吸气流，并且包括：能够固定至使用者头部的主体；设置在主体上的鼓风单元，所述鼓风单元具有用于从周围的大气接收气体供应的进气口，并且可操作用于在出气口处生成加压气流；以及设置在主体上的患者接口，所述患者接口具有经由气体流路流体连接至所述鼓风单元的出气口的进气口，并且被构造用于经由一个或多个出气口向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体，并且其中，气体流路从鼓风单元的进气口到患者接口的一个或多个出气口基本上是密封的，以使得沿着气体流路不存在偏流，并且其中，鼓风单元包括轻质叶轮和带有可旋转驱动轴的马达，所述马达被构造用于使叶轮旋转。

优选地，所述设备可以被构造用于利用在气体流路的至少一部分内积聚的蓄热和湿气，被动地增湿和温暖气体流路中的加压呼吸气体。在一种形式中，气体流路可以被构造用于通过让使用者呼出的气体从患者接口回流到气体流路中而在空气流路的至少一部分内积聚热量和湿气。

优选地，所述设备还可以包括位于呼吸辅助设备的气体流路中的一个或多个热量湿气交换器(HME)。

优选地，在鼓风单元的进气口与患者接口的出口或开口之间，设置有穿过该呼吸设备的气体或空气流路。

优选地，使用者呼出的过多气体可以通过空气流路在加压气流的相反方向上向后排出，并从鼓风单元的进气口离开呼吸辅助设备，进入大气。优选地，鼓风单元的进气口与患者接口的一个或多个出气口之间的气体流路体积或“死区(deads帕ce)”可以小于约200毫升，更优选地在约50毫升到约150毫升的范围内。

优选地，所述设备可以被构造用于能够操作性地连接至独立的基站，所述基站包括：电源系统，所述电源系统可操作用于向呼吸辅助设备供应电力；数据传输系统，所述数据传输系统可操作用于向呼吸辅助设备发送数据和从呼吸辅助设备接收数据；以及控制系统，所述控制系统可操作用于利用控制信号控制呼吸辅助设备。

优选地，所述设备还可以包括头饰，所述头饰被构造用于将主体固定或安装至使用者的头部，所述头饰包括一条或多条头带。在一种形式中，所述头饰可以包括：上头带，所述上头带连接至呼吸辅助设备的上部，并被构造用于围绕使用者头部的上部延伸；以及下头带，所述下头带连接至呼吸辅助设备的下部，并被构造用于围绕使用者头部的下部延伸，并且其中，所述头饰被构造用于将呼吸辅助设备的主体定位在使用者的脸部区域。

在一种形式中，头饰可以完全是柔性的，或者基本上由柔性部件形成。在另一种形式中，头饰可以是半刚性的，其中，所述头饰可以包括一个或多个刚性部件，例如但不限于在公布的专利申请WO2012/140514中所介绍的各种头饰实施例，通过引用将其内容并入本文。

优选地，呼吸辅助设备可以包括被构造用于向呼吸辅助设备供应电力的一个或多个机载电源模块，并且其中，所述电源模块被安装至所述头饰或与所述头饰相集成。可选地，电源模块可以与呼吸辅助设备一起以其它方式安装在头部，例如安装至呼吸辅助设备的主体或鼓风单元或者与之相集成。优选地，电源模块通过一根电缆或多根电缆连接至所述呼吸辅助设备。在一种形式中，一个或多个电源模块可以从呼吸辅助设备上拆卸或释放。

可选地或附加地，一个或多个电源模块可以是独立的、非头部安装的便携式模块，其通过电缆连接至呼吸设备。可选地或附加地，呼吸辅助设备可以被构造成连接至用于电力供应的AC电源适配器。

在一种形式中，在一条或多条头带内设置一个或多个口袋，一个或多个电源模块被保留在所述一个或多个口袋内。优选地，所述一个或多个口袋能够打开以允许移除一个或多个电源模块。在另一种形式中，一个或多个电源模块能够被可释放地安装至头饰的一部分，以使得能够从头饰上拆卸这一个或多个电源模块。在另一种形式中，一个或多个电源模块可以被设置在柔性包装内，所述柔性包装被固定至头饰且被构造用于至少部分地在使用者头部的顶部上延伸。优选地，柔性包装可以通过柔性材料的基层固定至头饰中的一条或多条头带。

优选地，头饰还可以包括一个或多个挡板，当使用者戴上头饰时，所述一个或多个挡板位于所述一个或多个电源模块与使用者头部的表面之间。

优选地，一个或多个电源模块包括从蓄电池或蓄电池组(可再充电的或一次性的)、燃料电池和/或电容器中选出的任意的一个或多个储能装置。

优选地，鼓风单元的轻质叶轮可以是无盖罩的，或者以其它方式具有减少的材料。

在一个实施例中，叶轮叶片的远端部在叶片旋转的方向上弯曲。在另一个实施例中，叶轮叶片在叶片旋转的相反方向上弯曲。

在一些实施例中，叶轮形成为单件。

在一些实施例中，叶轮具有15毫米到60毫米之间的半径。

在一些实施例中，叶轮的质量小于2克，且优选地在0.8克到1.8克之间。

在一些实施例中，叶轮被构造成具有的惯性压力与半径比大于50:1帕每克*毫米，且优选地大于80:1每克*毫米。

在一些实施例中，叶轮被构造成具有的惯性动量与半径比小于15克*毫米，且优选地在8克*毫米到12克*毫米的范围内。

在一些实施例中，叶轮被构造成具有的叶片扫掠体积与叶片体积比为16:1或更大。

优选地，鼓风单元还可以包括具有围起叶轮的上内表面和下内表面的壳体，并且其中，所述叶轮可以具有多个叶片，凭借没有盖罩或者以其它方式具有减少的材料，所述多个叶片基本上向着所述壳体的上内表面和下内表面敞开。在一种形式中，壳体形成呼吸辅助设备的一部分或与呼吸辅助设备相集成。

优选地，鼓风单元还可以包括限定所述壳体内的第一和第二内部区域的分隔部，所述第一区域由壳体和分隔部限定并且包括进气口和马达，所述第二区域由壳体和分隔部限定并且包括叶轮，并且其中，所述第一和第二区域通过形成于所述分隔部中或由所述分隔部形成的开口流体连接。

优选地，叶轮可以具有旋转轴线，分隔部从所述旋转轴线径向延伸。

优选地，鼓风单元的壳体还可以包括通过空气通道流体连接至第二区域的蜗壳，并且其中鼓风单元的出气口紧邻蜗壳的周边。

在第一种形式中，鼓风单元可以包括马达，所述马达包括：定子，以及用于在定子内支撑可旋转驱动轴的至少一个轴承结构，所述轴承结构包括一个或多个轴承，所述一个或多个轴承由所述可旋转驱动轴的轴线周围的一个或多个轴承安装件支撑。优选地，所述一个或多个轴承安装件为所述可旋转轴提供适应性的支撑。

优选地，定子可以包括定子架，并且所述一个或多个轴承安装件的外部接合定子和/或定子架的内表面。在一种形式中，所述一个或多个轴承安装件的外部接合定子和/或定子架和/或其它结构。

优选地，鼓风单元还可以包括马达安装件，所述马达安装件联接定子和壳体，以为马达提供适应性的支撑。

优选地，轴承安装件和/或马达安装件是柔性的和/或弹性的。

优选地，所述轴承安装件由提供弹性和/或柔性的材料制成，从而在处于接合构造中时提供预加载。

优选地，所述轴承安装件由提供阻尼的材料制成。

优选地，所述轴承安装件可以是柔性的和/或弹性的，并且其中，所述轴承安装件可以具有弯曲的环形本体，在与定子和/或定子架接合时，环形本体被压迫成为所述一个或多个轴承提供预加载的接合构造。

优选地，利用场定向控制来操作所述马达。

在一种形式中，可旋转驱动轴可以是塑料的。优选地，马达还可以包括定子内的转子，并且其中，所述塑料的可旋转驱动轴通过注射成型而形成并联接至转子。在一种形式中，优选地，马达包括贯穿磁铁转子中的开口延伸并与该磁铁转子相联接的塑料可旋转轴。

本发明还介绍了一种制造用于马达的轴和转子组件的方法，所述方法包括：将带有中心开口的转子插入第一模制部分中，支撑贯穿所述中心开口延伸的轴，将第二模制部分联接至所述第一模制部分，以在中心开口周围形成模制空腔，在塑料轴和中心开口之间注射成型塑料插入件，以将塑料轴联接至转子。

本发明还介绍了一种制造用于马达的轴和转子组件的方法，所述方法包括：将带有中心开口的转子插入第一模制部分中，将第二模制部分联接至所述第一模制部分，以在中心开口周围形成模制空腔，注射成型塑料轴，所述塑料轴贯穿转子的中心开口延伸并联接至转子的中心开口。

在第二形式中，所述鼓风单元包括：马达，所述马达包括位于定子内的可旋转轴；用于支撑定子中的可旋转轴的轴承结构，所述轴承结构具有一个或多个轴承安装件。

在第三形式中，所述鼓风单元可以包括：由壳体内的马达驱动的离心式叶轮，所述壳体具有进气口、出气口以及用于限定第一和第二内部区域的分隔部(或分割部)，其中所述第一和第二区域由所述分隔部中的开口流体连接。

在第四形式中，所述鼓风单元可以包括：马达，所述马达具有可旋转轴和用于在定子内支撑可旋转轴的至少一个轴承结构，所述轴承结构具有一个或多个柔性和/或弹性的轴承安装件，用于为可旋转轴提供适应性和/或预加载和/或阻尼；联接至所述可旋转轴的轻质叶轮；柔性和/或弹性的马达安装件，其联接定子和外壳以为马达提供适应性和/或阻尼；分隔部，所述分隔部在所述外壳内限定第一和第二内部区域，其中所述第一和第二区域由形成于所述分隔部中或由所述分隔部形成的开口流体连接。

在第五形式中，所述鼓风单元包括：进气口、出气口、带有轴的马达和轻质叶轮，所述轻质叶轮连接至马达并且可旋转以从进气口抽取气体，并通过出气口排出气体，其中所述叶轮是无盖罩的，或者以其它方式具有减少的材料。

每一种形式的鼓风单元可以附加地包括针对其它形式的鼓风单元所提及的任意的一个或多个特征。

优选地，所述呼吸辅助设备包括具有机载控制器的可操作控制系统，所述机载控制器被构造用于控制鼓风单元，以在使用者的呼吸循环期间将加压气流以期望的压力和/或流速输送至使用者。举例来说，所述设备可以包括安装至所述呼吸辅助设备或安装在所述呼吸辅助设备内的机载电子控制器，所述机载电子控制器可操作用于通过控制鼓风单元内的马达转速来控制输送至使用者的呼吸气体的压力。

优选地，所述设备还可以包括安装至所述呼吸辅助设备或安装在所述呼吸辅助设备内的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被构造用于测量操作参数并生成代表性的传感器信号以供发送给控制器。

优选地，所述设备还可以包括机载无线电力输送接收器，其被构造用于从无线电力输送发射器接收电力。

优选地，所述设备还可以包括机载电源模块。

在一种形式中，鼓风单元能够被可释放地安装至主体。在另一种形式中，鼓风单元可以与主体相集成或固定至主体。

在一种形式中，主体可以包括：被构造用于与使用者的前额相接合的前额支撑部件；用于接收患者接口的罩密封组件的罩体；在前额支撑部件和罩体之间延伸的连接部件；以及流体连接至鼓风单元的出气口的进气口。优选地，主体的前额支撑部件可以水平地取向，且连接部件从前额支撑部件沿垂直的取向居中地延伸，使得这两个部件共同形成T形部分(或T形件)，并且其中，鼓风单元被安装至该T形部分。在一种形式中，鼓风单元可以设置在或者可以安装在主体的前额支撑部件上，以使得在使用时鼓风单元位于使用者的前额区域。

在一种形式中，所述设备被构造为气道正压(PAP)装置。例如，所述设备可以被构造成用作CPAP装置、双PAP装置或任意其它的PAP装置。

在一种形式中，患者接口被可释放地安装至主体。在另一种形式中，患者接口与主体相集成或固定至主体。

在一种形式中，患者接口可以包括鼻罩，所述鼻罩被构造用于与使用者的脸部密封地接合，以便覆盖使用者的鼻子。

在另一种形式中，患者接口可以包括下列项目中的任何一项：全面罩，所述全面罩被构造用于与使用者的脸部密封地接合，以便覆盖使用者的鼻子和嘴；鼻枕罩，所述鼻枕罩密封地接合使用者的鼻孔；非密封的鼻插管，所述鼻插管被构造用于定位在使用者的鼻孔内部；或者口腔接口，所述口腔接口被构造用于与使用者的嘴密封地接合或者密封地接合在使用者的嘴内。

优选地，所述主体还包括气体通道或导管，所述气体通道或导管将鼓风单元的出气口流体连接至患者接口的进气口，并且其中所述气体通道形成气体流路的一部分。

在一种形式中，所述主体可以被构造用于，当在使用中穿戴所述设备时，将鼓风单元安装或定位在使用者脸部的前额区域，并且将患者接口安装或定位在使用者脸部的鼻子和/或嘴的区域。可选地，鼓风单元能够固定地或可释放地安装至患者接口(例如罩)的前部。

在第二方面，本发明主要包括一种基站，所述基站能够操作性地连接至头部安装的呼吸辅助设备，所述头部安装的呼吸辅助设备被构造用于向使用者提供呼吸气流，所述头部安装的呼吸辅助设备包括：能够固定至使用者头部的主体；设置在主体上的鼓风单元，所述鼓风单元具有用于从周围的大气接收气体供应的进气口，并且可操作用于在出气口处生成加压气流；以及设置在主体上的患者接口，所述患者接口具有经由流路流体连接至所述鼓风单元的出气口的进气口，并且被构造用于经由一个或多个出气口向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体，所述基站包括：电源系统，所述电源系统可操作用于向呼吸辅助设备供应电力；数据传输系统，所述数据传输系统可操作用于向呼吸辅助设备发送数据和从呼吸辅助设备接收数据；以及控制系统，所述控制系统可操作用于利用控制信号控制呼吸辅助设备。

在一种形式中，电源系统可以被构造用于经由一根或多根电力输送电缆将电力输送至呼吸辅助设备。

在另一种形式中，电源系统可以包括无线电力输送电路，所述无线电力输送电路被构造用于将电力无线地输送至呼吸辅助设备。

优选地，数据传输系统可以包括第一通信模块，所述第一通信模块可操作用于通过有线或无线的通信介质在基站和呼吸辅助设备之间传输数据。

优选地，数据传输系统还可以包括第二通信模块，所述第二通信模块可操作用于通过有线或无线的通信介质在基站和外部服务器之间传输数据。

优选地，所述控制系统可操作用于向呼吸辅助设备发送控制信号，以控制下列操作模式中的任何一种或多种：开关模式、充电模式、干燥模式和/或数据传输模式。

在一种形式中，所述控制系统可以被构造用于向呼吸辅助设备自动地发送控制信号，以根据基站和呼吸辅助设备之间是否检测到有效连接来控制一个或多个操作模式。

在第三方面，本发明主要包括一种呼吸辅助系统，所述呼吸辅助系统包括：头部安装的呼吸辅助设备，所述头部安装的呼吸辅助设备被构造用于向使用者提供呼吸气流，所述头部安装的呼吸辅助设备包括：能够固定至使用者头部的主体；设置在主体上的鼓风单元，所述鼓风单元具有用于从周围的大气接收气体供应的进气口，并且可操作用于在出气口处生成加压气流；以及设置在主体上的患者接口，所述患者接口具有经由流路流体连接至所述鼓风单元的出气口的进气口，并且被构造用于经由一个或多个出气口向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体；以及无线电源系统，所述无线电源系统被构造用于将电力无线地供应至呼吸辅助设备。

优选地，所述无线电源可以被构造用于向呼吸辅助设备供应电力以供向鼓风单元供电。

优选地，所述呼吸辅助设备可以包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被构造用于测量各种操作参数并生成代表性的传感器信号，并且其中，所述无线电源被构造用于向传感器供应电力。

在第四方面，本发明主要包括一种呼吸辅助系统，所述呼吸辅助系统包括：头部安装的呼吸辅助设备，所述头部安装的呼吸辅助设备被构造用于向使用者提供呼吸气流，所述头部安装的呼吸辅助设备包括：能够固定至使用者头部的主体；设置在主体上的鼓风单元，所述鼓风单元具有用于从周围的大气接收气体供应的进气口，并且可操作用于在出气口处生成加压气流；以及设置在主体上的患者接口，所述患者接口具有经由流路流体连接至所述鼓风单元的出气口的进气口，并且被构造用于经由一个或多个出气口向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体；以及安装至所述呼吸辅助设备或安装在所述呼吸辅助设备内的一个或多个无线传感器，所述无线传感器被构造用于测量操作参数并生成代表性的传感器信号。

优选地，所述一个或多个无线传感器可以被构造用于向独立的外部装置或系统直接地或间接地无线传输所生成的传感器信号。

优选地，所述一个或多个无线传感器可以由无线电力输送系统无线地供电，所述无线电力输送系统无线地连接至所述呼吸辅助设备。

在第五方面，本发明主要包括一种呼吸辅助系统，所述呼吸辅助系统包括：头部安装的呼吸辅助设备，所述头部安装的呼吸辅助设备被构造用于向使用者提供呼吸气流，所述头部安装的呼吸辅助设备包括：能够固定至使用者头部的主体；设置在主体上的鼓风单元，所述鼓风单元具有用于从周围的大气接收气体供应的进气口，并且可操作用于在出气口处生成加压气流；以及设置在主体上的患者接口，所述患者接口具有经由流路流体连接至所述鼓风单元的出气口的进气口，并且被构造用于经由一个或多个出气口向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体；以及在所述呼吸辅助设备上机载的无线通信模块，所述无线通信模块可操作用于从外部装置和/或系统接收数据以及向外部装置和/或系统发送数据。

优选地，所述呼吸辅助设备包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器可以被构造用于测量操作参数并生成代表性的传感器信号，并且其中，所述通信模块被构造用于向独立的外部装置或系统发送所生成的传感器信号。

优选地，所述呼吸辅助设备可以包括机载电子控制器，所述机载电子控制器被构造用于储存表示使用者使用呼吸辅助设备的使用数据，并且其中，所述通信模块被构造用于向独立的外部装置或系统无线地传输所述使用数据。

在第六方面，本发明主要包括一种头部安装的呼吸辅助设备，所述头部安装的呼吸辅助设备被构造用于向使用者提供呼吸气流，头部安装的呼吸辅助设备包括：能够固定至使用者头部的主体；设置在主体上的鼓风单元，所述鼓风单元具有用于从周围的大气接收气体供应的进气口，并且可操作用于在出气口处生成加压气流；设置在主体上的患者接口，所述患者接口具有经由流路流体连接至所述鼓风单元的出气口的进气口，并且被构造用于经由一个或多个出气口向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体；以及头部安装的电源，所述头部安装的电源被构造用于向呼吸设备供给电力。

在另一方面，本发明还介绍了一种头部安装的呼吸辅助设备，所述头部安装的呼吸辅助设备被构造用于向使用者提供呼吸气流，所述头部安装的呼吸辅助设备包括：能够固定至使用者头部的主体；设置在主体上的鼓风单元，所述鼓风单元具有用于从周围的大气接收气体供应的进气口，并且可操作用于在出气口处生成加压气流；以及设置在主体上的患者接口，所述患者接口具有流体连接至鼓风单元的出气口的进气口，并且被构造用于向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体。

在一些实施例中，所述呼吸辅助设备可以被构造用于提供偏流，并且可以包括位于患者接口附近的一个或多个气体清除出口，一部分呼出气体可以通过所述气体清除出口离开所述呼吸辅助设备。在其它的实施例中，所述呼吸辅助设备可以被构造成具有零偏流。

在另一方面，本发明还介绍了一种呼吸辅助系统，所述呼吸辅助系统包括：根据上述方面中的任一方面所述的头部安装的呼吸辅助设备；以及基站，所述基站被构造用于在不使用时接收和保留所述呼吸辅助设备。

上述的本发明的每个方面可以附加地具有针对其它方面所提及的任意的一个或多个特征。

除非上下文另有暗示，否则本说明书和权利要求书中使用的短语“偏流”是用于表达气体从呼吸辅助设备通过一个或多个气体通气出口或气体清除出口而特意地或可控地泄漏或流动到周围的大气中，所述气体通气出口或气体清除出口设置在呼吸辅助设备上，并与所述设备内的空气或气体流路的一部分流体连接或者设置在该部分上或沿着该部分设置。

除非上下文另有暗示，否则本说明书和权利要求书中使用的短语“零偏流”或“零偏压”是用于表达无偏流，或者在一些实施例中是用于表达不大于5升每分钟的极少偏流。

在本说明书和权利要求书中使用的术语“包括”是指“至少部分地由……组成”。当解释本说明书和权利要求书中包含术语“包括”的的每个语句时，除了以该术语开头的那个或那些特征以外的特征也可能存在。“包括”的相关术语应当以相同的方式解释。

对在本文中所公开的数值范围(例如，1到10)的引用也包含对该范围内的所有合理数值(例如，1、1.1、2、3、3.9、4、5、6、6.5、7、8、9和10)以及该范围内的合理数值的任何范围(例如，2到8、1.5到5.5和3.1到4.7)的引用，因此，在本文中所明确公开的所有范围的全部子区间在此也被明确公开。这些仅仅是具体给出的示例，并且所列举的最小值和最大值之间的数值的所有可能的组合都应被认为在本申请中以类似的方式明确地表述。

在本文中所使用的术语“和/或”是指“和”或者“或”或者两者兼具。

在本文中所使用的名词复数是指该名词的复数和/或单数形式。

本发明包括上述内容，并且还设想了下文中仅作为示例给出的构造。

附图说明

将参照附图仅通过举例来介绍本发明的优选实施例，在附图中：

图1示出了已知形式的呼吸辅助设备的示意图，所述呼吸辅助设备具有连接至增湿器单元的、模块化构造的鼓风单元；

图2示出了另一已知形式的呼吸辅助设备的示意图，其中鼓风单元和增湿器单元被集成到单个主外壳中；

图3示出了已知鼓风单元的一个示例的平面图；

图4示出了图3中的鼓风单元的侧视图；

图5示出了已知叶轮的轮廓图(profile view)；

图6示出了图5中叶轮的另一轮廓图；

图7示出了根据本发明实施例具有头部安装的鼓风单元的可穿戴的呼吸辅助设备的透视图，并且示出为安装至使用者的头部但并未示出头饰；

图8示出了图7中省略了使用者的呼吸辅助设备的前部的上透视图；

图9示出了图7中呼吸辅助设备的后侧的下透视图；

图10示出了图7中呼吸辅助设备的侧方正视图；

图11示出了图7中呼吸辅助设备的前方正视图；

图12示出了图7中呼吸辅助设备的后方正视图；

图13示出了图7中呼吸辅助设备的后部的下透视图，但从视图中省略了框架，并且特别示出了罩密封、鼓风单元和前额的缓冲器部件；

图14示出了图7中呼吸辅助设备的框架的后透视图；

图15和16分别示出了图7中呼吸辅助设备的框架的前透视图和侧方正视图；

图17和18分别示出了图7中呼吸辅助设备的鼓风单元的前透视图和后透视图；

图19示出了图17中鼓风单元的前透视图，其中移除了进气口过滤器，以便露出马达组件；

图20示出了图19中鼓风单元的前透视图，其中从鼓风单元壳体移除了马达组件；

图21示出了图17中鼓风单元的后透视图，壳体后侧的一部分被切除以露出叶轮；

图22示出了穿过图17中鼓风单元的壳体的横截面视图；

图23和24分别示出了根据本发明的一个实施例的用于图17中鼓风单元的叶轮的透视图和平面图；

图25A和25B分别示出了根据本发明另一实施例的用于图17鼓风单元的叶轮的透视图和平面图；

图26A和26B分别示出了根据本发明另一实施例的用于图17鼓风单元的具有减少的盖罩材料的叶轮的平面图和透视图；

图26C和26D分别示出了根据本发明另一实施例的用于图17鼓风单元的带有幅板结构的叶轮的平面图和透视图；

图27示出了根据本发明第一实施例的图17中鼓风单元的马达和叶轮组件的上透视图；

图28示出了根据本发明一实施例的图27中马达组件的定子隔离器的上透视图；

图29示出了图27中鼓风单元的马达和叶轮组件的上透视图，其中定子隔离器部件从视图中省略；

图30示出了图29中马达和叶轮组件的上透视图，其中上定子安装部分从视图中省略；

图31A示出了穿过图27中马达和叶轮组件的中心横截面视图；

图31B示出了图27中马达和叶轮组件的上轴承安装件和下轴承安装件、磁铁以及叶轮的侧方正视图；

图32A示出了根据本发明第二实施例的图17中鼓风单元的马达和叶轮组件的透视图；

图32B示出了第二实施例的马达的定子叠片；

图32C示出了第二实施例的马达的极面；

图32D示出了第二实施例的马达的轴承安装件；

图32E示出了第二实施例的马达和叶轮的横截面视图；

图32F示出了第二实施例的马达的马达安装结构；

图33A和33B示出了形成马达的一部分的金属轴和磁铁转子组件；

图33C示出了图33A、33B中组件的金属轴；

图33D示出了形成另一实施例的马达的一部分的塑料轴和磁铁转子组件；

图33E和33F示出了用于制造图33D中塑料轴和转子组件的注射成型工具；

图33G示出了用于金属轴/插入件转子组件的注射成型工艺的流程图；

图33H示出了用于塑料轴转子组件的注射成型工艺的流程图；

图34示出了根据本发明一实施例由使用者穿戴并通过头饰安装至使用者头部的图7中的呼吸辅助设备的透视图；

图35A示出了根据本发明另一实施例由使用者穿戴并通过头饰安装至使用者头部的图7中的呼吸辅助设备的透视图，其中头饰具有集成到上头带和/或下头带中的蓄电池；

图35B示出了根据本发明另一实施例由使用者穿戴并通过头饰安装至使用者头部的图7中的呼吸辅助设备的透视图，所述头饰具有上头带和下头带以及安装至使用者头部的顶部的蓄电池模块；

图36示出了根据本发明一可选实施例的安装至使用者头部的可穿戴的呼吸辅助设备的透视图；

图37示出了根据本发明另一可选实施例的安装至使用者头部的可穿戴的呼吸辅助设备的透视图；

图38示出了根据本发明另一可选实施例的安装至使用者头部的可穿戴的呼吸辅助设备的正视图；

图39示出了根据本发明另一可选实施例的安装至使用者头部的可穿戴的呼吸辅助设备的透视图；

图40示出了传统鼓风单元的压力响应曲线；

图41示出了根据本发明实施例的鼓风单元的压力响应曲线；

图42示出了传统鼓风单元的平均声压级曲线；

图43示出了根据本发明实施例的鼓风单元的平均声压级曲线；

图44示出了与可穿戴的呼吸辅助设备通信的基站第一实施例的示意图，所述基站驱动用于向呼吸辅助设备松散联接地、无线地输送电力的独立电源接线板；

图45示出了向可穿戴的呼吸辅助设备提供直接数据通信和无线电力输送的基站第二实施例的示意图，并且该图举例示出了可穿戴的呼吸辅助设备的两个不同实施例，一个带有机载蓄电池，一个没有机载蓄电池；

图46示出了采用与可穿戴的呼吸辅助设备数据通信的数据集线器(hub)形式的基站第三实施例以及另外的用于供电和/或充电的独立供电电缆的示意图，并且特别示出了用于具有机载蓄电池的可穿戴的呼吸辅助设备、用于无蓄电池的可穿戴的呼吸辅助设备或者为这样的设备的可移除蓄电池充电的各种不同的供电和/或充电构造；

图47示出了与可穿戴的呼吸辅助设备数据通信的基站第四实施例的示意图，所述基站包括蓄电池组充电配接站和用于供电和/或充电的供电电缆，并且特别示出了用于具有机载蓄电池的可穿戴呼吸辅助设备和用于无蓄电池的可穿戴呼吸辅助设备的供电和/或充电构造；

图48示出了与可穿戴的呼吸辅助设备数据通信的基站第五实施例的示意图，所述基站包括用于为呼吸辅助设备无线充电的集成充电接线板和用于供电和/或充电的供电电缆，并且特别示出了用于具有机载蓄电池的可穿戴呼吸辅助设备和用于无蓄电池的可穿戴呼吸辅助设备的供电和/或充电构造；

图49示出了与可穿戴的呼吸辅助设备数据通信的基站第六实施例的示意图，所述基站包括用于供电和/或充电的供电电缆，并且特别示出了用于具有机载蓄电池的可穿戴呼吸辅助设备、用于无蓄电池的可穿戴呼吸辅助设备或者为这样的设备的可移除蓄电池充电的各种不同的供电和/或充电构造；以及

图50示出了直接经由用于向呼吸系统设备松散联接地、无线地输送电力的独立电源接线板，与可穿戴的呼吸辅助设备通信的基站第七实施例的示意图。

具体实施方式

概述

本发明涉及一种呼吸辅助设备(呼吸设备)，其能够向使用者或患者供给呼吸气体流，以便进行呼吸治疗。将举例介绍被构造用作CPAP呼吸设备的呼吸设备的实施例，但是应该意识到呼吸设备也可以适用于或构造用于其它的PAP治疗，包括但不限于双PAP治疗或采用向使用者输送气流的任何其它适合的呼吸治疗。

可穿戴

参照图7-12，在该实施例中，呼吸设备20是便携式和完全可穿戴的。特别地，呼吸设备20采用头部安装的CPAP呼吸设备的形式。呼吸设备20可操作用于以可控的连续压力输送或供给呼吸气体(例如大气空气)流，正如CPAP设备和治疗领域的技术人员所熟知的那样。呼吸设备可以被构造用于一患者所需的任何想要的流速和/或压力输送气体，无论是定制成单个或多个分散流速和/或压力，或者无论被构造用于在流速和/或压力范围内运行。仅举例来说，呼吸设备可操作用于以0-120升每分钟范围内的流速输送气体，并可以建立0-25厘米水柱范围内的压力，或者根据患者需要，可以定制成在这些范围的子区间内运行。呼吸设备20是便携式的，主要部件全部设置在一可头部安装或其它方式穿戴的单元或组件中。正如后面将要更加详细地解释的，呼吸设备的电源也可以是头部安装的，或可选地能够硬连接(hardwired)至主单元，并由使用者携带或其它方式穿戴，例如在口袋中或皮带安装。呼吸设备20包括一基部或主体22，鼓风单元24和患者接口或罩26集成、固定或可释放地安装至所述基部或主体22。在图10中，呼吸设备20具有用箭头A指示的面向使用者侧(或后侧)和用箭头B指示的面向外侧(或前侧)。

鼓风单元24包括可旋转的叶轮，所述叶轮被构造用于通过鼓风机进气口28吸取或吸入周围的大气气体，然后将那些气体加压成加压气源或加压气流。CPAP设备和治疗领域的技术人员应当明白，鼓风单元24包括可控的变速风扇单元，所述可控变速风扇单元可由一个或多个控制信号控制，以在罩26处生成所希望水平的气体流量和/或压力。

鼓风单元24经由气道或气体通道与罩26流体连接或流体连通，由此，鼓风单元24生成的加压气体可以流入罩26的内部空腔30(参见图9)，以便根据所采用的罩的类型，经由使用者的鼻子和/或嘴，被使用者呼吸。在该实施例中，设置鼻罩26，其被构造用于在鼻子周围与使用者的脸部密封地接合，但是可选地，也可以使用其它的患者接口或罩，包括但不限于覆盖使用者鼻子和嘴的全面罩、用于使用者的嘴的口罩、鼻插管或鼻叉、或者用于呼吸气体的任何其它适合的罩或患者接口。

在呼吸设备20上设置有头饰(图7-12未显示)，用于将该设备固定到使用者头部上。可以采用各种头饰组件构造将呼吸设备固定到使用者头部上，头饰构造的一些示例将在后面举例介绍。一些示例的头饰构造包括上头带和下头带，所述上头带在鼓风单元24附近连接至或联接于呼吸设备的上部，并在使用者耳部上方的使用者头部的上部周围延伸，所述下头带在罩26附近联接于或连接至呼吸设备的下部，并在使用者头部的下部周围延伸，典型在耳部高度处或者低于耳部高度。

控制器

呼吸设备20具有机载电子控制器(例如微型控制器、微处理器或类似物)或控制系统，所述机载电子控制器或控制系统安装在鼓风单元24、主体22或呼吸设备的另一部分上或内。除了其它功能外，电子控制器主要被构造用于通过控制鼓风单元24内的马达转速，控制输送至使用者的呼吸气体的压力，这是CPAP呼吸设备领域的技术人员应当明白的。例如，鼓风单元在使用中被设置到使用者指定的压力级和/或可以自动地控制压力级。取决于使用者呼吸，优选实施例的流速将在使用期间变化。供给鼓风单元的电力可以变化以改变叶轮旋转的速度并且因此改变压力。

电子控制器可以通过包括设置在呼吸设备上的一个或多个开关、按钮、刻度盘、触摸屏控制面板的机载使用者界面或控制面板进行控制。另外或者可选地，所述机载控制器可由一外部控制装置(例如遥控器、个人电脑、诸如运行智能手机应用的智能手机的便携式通信装置、或任何其它的可编程装置，便携式的或其它的)操作或远程控制，所述外部控制装置经由无线通信介质与机载控制器通信，例如射频通信、蓝牙、Wi-Fi、红外、或任何其它的无线通信标准或技术。

在一些实施例中，控制器可以被构造用于对鼓风单元的马达采用无传感器的矢量控制(亦称场定向控制)。

控制系统可以包括位于呼吸设备内的一个或多个传感器，所述传感器被构造用于测量各种操作参数，为控制器生成代表性传感器信号。例如，在一些实施例中，呼吸系统可以包括位于空气流路中的流速传感器和/或压力传感器。所测量的信号由控制器处理，用于控制鼓风单元中的马达，以向使用者输送所希望的压力和/或流量，正如CPAP呼吸设备领域的技术人员所熟知的那样。

控制系统还可以包括另外的传感器，例如EEG、湿度、温度或加速度计，以根据需要提供另外的特征或益处。

传感器可以是硬连接的或无线的，或者是两者的组合。在一些实施例中，传感器可以硬连接到机载电源模块上，或者可选地，在连接范围内，由一无线电力输送系统无线地供以电力。在一些实施例中，传感器硬连接到机载控制器上，这样，控制器接收所生成的传感器信号和/或传感器数据。另外或者可选地，传感器可以被构造用于在连接范围内，向机载控制器或直接向外部系统或装置无线地传递传感器信号或传感器数据。

电源

呼吸设备20优选由头部安装的机载电源组或模块供以电力。电源模块可以采用储能装置的形式，例如但不限于，包括一个或多个蓄电池(通常不一定必须是可再充电的)的蓄电池组，燃料电池，电容器，或任何其它适合的储能装置。电源和相关联的电路可以安装到呼吸设备上或内，例如鼓风单元24或主体22，或者可以安装到呼吸设备的头饰或任何其它部分上或者与之相集成。另外或者可选地，电源模块可以是非头部安装的，而是以其它方式便携和穿戴，其可以通过电缆或其它硬连线连接至呼吸设备。在这样的实施例中，如果使用者正在移动，电源模块可以携带或穿戴(例如携带)在使用者衣服的口袋中或者皮带安装。另外，如果需要，电源模块也可以放置在使用者附近的方便的位置。通常，电源模块是DC电源。另外或者可选地，呼吸设备也可以构造用于选择连接一AC电源适配器，所述AC电源适配器连接至一AC电力网供电，并将其转换成用于呼吸设备的DC电源。由AC电源适配器供给的电力也可以被构造用于对呼吸设备上机载的任何蓄电池电源再充电。

如果电源模块是可再充电的储能装置，例如可再充电电池组，或者如果电源模块包括可再充电的蓄电池，可以通过有线或无线充电系统进行再充电，包括但不限于感应电力输送，将在后面参照图44-50解释一些示例。

应该意识到，在一些实施例中，呼吸设备可以是无蓄电池的(即没有机载电源模块)，其可以直接由上述的AC电源适配器供以电力，或者可选地，经由无线电力输送系统供以电力，正如后面所述的那样。

被动增湿

在该实施例中，呼吸设备20被构造用于利用罩空腔内积聚的湿气或湿度提供呼吸气体的被动增湿和温暖或加热，以及在呼吸设备内保持由使用者呼出的气体形成的空气流动通道或空气流路的体积。该被动增湿也可以加热呼吸气体。该被动增湿方法消除了主动增湿的需要，主动增湿通常由包括鼓风单元之后的增湿腔的传统增湿单元实施，正如传统CPAP治疗呼吸设备中大家所熟知的那样。在一些实施例中，还可以在空气流路中提供一个或多个热量湿气交换器(HME)，以进一步提高被动增湿循环效果。

在一些实施例中，可以采用罩凝结控制/减少方法。这包括但不限于：可渗透的罩材料，液滴收集系统和罩表面的加热。

零偏流

在该实施例中，呼吸设备20没有采用偏流帮助排出使用者呼出的气体，正如参照图1和2所介绍的传统CPAP治疗呼吸设备中所熟知的，其中呼吸气体沿着柔性气体导管3到诸如鼻罩的患者接口5被输送至患者。在该实施例中，呼吸设备具有零偏流构造。呼吸设备20被构造用于在鼓风机入口28和罩26的出口区域之间限定一基本上密封的内部空气流动通道或空气流路，所述空气流动通道或空气流路具有足够小的容积，以控制或减少CO2再呼吸到可接受或所希望的程度，不像传统CPAP呼吸设备中那样需要偏流帮助吹出呼出的气体。呼吸设备20内的内部空气流动通道总容积或气体路径总容积通常由空气通道或气体路径在大气和使用者嘴之间穿过呼吸辅助设备的总累积容积限定，即，从鼓风单元24的进气口到使用者鼻子和/或嘴处(取决于患者接口的类型)的患者接口或罩26的出气口或出口区域，所述内部空气流动通道总容积或气体路径总容积包括鼓风单元24的内部容积、鼓风单元24的出口和主体22上罩26的入口之间的任何空气通道或连接端口、以及罩26的内部容积或空腔30。由于受控的容积允许一部分呼出气体通过呼吸设备从后面排放，并控制CO2从鼓风单元进气口28离开呼吸辅助设备，进入大气，所以空气流动通道容积被构造用于在预定范围内，以致控制CO2再呼吸到所希望的程度。在该实施例中，内部空气流动通道总容积优选小于200毫升。

在其它的实施例中，呼吸设备可以被构造用于选择性地经由通常在患者接口或罩中的或者在空气流路中的其它地方处的一个或多个气体清除出口，提供“减少”或少量的偏流，通常较图1和2中的传统CPAP治疗呼吸设备所提供的程度减少。偏流的程度在一些实施例中是可控的。

加热

在一些实施例中，鼓风单元24中可以提供对呼吸气体的附加加热，其中，通过强制对流传热，从马达和控制电路散逸的热量起到将进来的呼吸气体加热到高于外界温度的作用。

基站

在该实施例中，呼吸设备还选择性地设置有独立的基站，所述基站被构造用于向呼吸设备供应电力，以便操作和/或为任何机载储能装置充电，例如蓄电池组或类似物。基站另外还可以被构造用于提供数据通信用于适应数据传输，和/或可以被构造用于配接站或安装机架，当不使用时，呼吸设备可以配接或安装或其它方式储存在所述配接站或安装机架上。基站可以是被构造用于搁置在一平的表面上、例如一平台上的单元或组件，或者可选地，可以在一方便的部位壁装或固定到任何其它结构上。基站可以设置有或控制一集成或独立的电力模块或系统，所述电力模块或系统被构造用于在运行期间连接至呼吸设备并为其供以电力和/或为任何机载电源再充电，或者当其配接时或者以其它方式在连接范围内。电力系统可以经由硬连接电缆连接至呼吸设备或一无线能量输送系统(例如但不限于电磁感应电力输送、电磁辐射电力输送或类似物)。另外或者可选地，基站可以提供其它任选的特征和功能，例如通信模块用于适应数据传输，存储器插入接口、校准、干燥、清洁、时钟收音机、音乐播放器。仅举例来说，各种基站实施例将在后面参照图44-50介绍。

型式变化

在一些实施例中，呼吸辅助设备的一些或所有元件或部件可以是一次性的或可更换的，包括但不限于，罩或罩组件、鼓风单元、和主体，它们本身或它们的部件。

在一些实施例中，鼓风单元和患者接口中的任一个或两个可以是模块化部件，这些模块化部件可释放地或可移除地安装至或附着于主体，使得不同类型、不同规格、不同尺寸或不同任何其它特性的不同患者接口或鼓风单元可以连接至主体，以改变或定制呼吸设备的操作、性能、规格、特性和或功能，满足特定的应用或终端使用者需求。

在一些实施例中，呼吸辅助设备可以设置或被构造用于在限定的压力范围内、例如在1-4厘米水柱内运行的打鼾治疗装置。在这样的实施例中，呼吸辅助设备的尺寸应小于构造为用于PAP治疗的装置。

在一些实施例中，呼吸辅助设备可以被构造用于以诊断模式运行，或者用于家庭，或者用于住宿诊所。在这样的实施例中，呼吸辅助设备可以具有一个或多个辅助传感器(EEG，加速度计，SpO2等)。

在一些实施例中，一旦检测到患者醒来，就可以将呼吸辅助设备切换到“零压力”或“低压力”模式，或通过患者人工干预进行切换，例如按设备上的按钮或检测指示醒来状态的头部或身体动作。

在一些实施例中，可以设置多个不同型式的呼吸辅助设备，每个被构造用于在一特定的限定压力范围下运行，以对于每个压力范围最小化设备的重量和尺寸，并且每个均具有针对该型式的目标压力范围优化的鼓风单元和电源。例如，在一个实施例中，可以提供三种独立的型式，分别覆盖4-10、8-14、和12-20厘米水柱的压力范围。

主体和罩组件

参照图7-16，将更加详细地介绍呼吸设备20的主体22和罩26。图14-16示出了隔离中的主体22。在该实施例中，主体22的上或顶部分包括被构造用于相对于主体的其余部分大体上水平地或侧向地延伸的前额支撑部件32。当使用者穿戴时，前额支撑部件32被构造用于位于使用者前额附近。主体22的下或底部分包括罩体34，所述罩体34形成为呼吸设备20的罩26或罩组件的一部分。前额支撑部件32和罩体34通过一中心垂直延伸的垂直支撑部件或连接部件36连接在一起。在该实施例中，前额支撑部件32、垂直支撑部件36和罩体34优选由硬塑料材料形成，例如但不限于，聚碳酸酯，尼龙，乙酰基或其它类似硬塑料。这些部件32、34、36优选一体形成为单件，不过应当理解，在可选实施例中，这些部件可以分别形成，然后连接、固定或其它方式可释放地联接在一起，形成本体22。水平前额支撑部件32和垂直支撑部件36共同形成一T形，可以统称作“T形件”。

在该实施例中，前额支撑部件32基本上在水平方向延长，并在第一端38a和第二端38b之间延伸。在各端或朝着各端，设置一连接孔40，头带的相应端可释放地或固定地连接或联接于所述连接孔40。前额支撑部件32也设置有一个或多个安装孔42，借此，一个或多个垫片或衬垫44可释放地或固定地安装在主体22的面向使用者侧。在该实施例中，为接收和保持相应的衬垫部件44(参见图13)，设置一对安装孔42，每个安装孔42位于朝着前额支撑部件32相对于中心的相应侧。在该实施例中，安装孔42被构造用于可释放地接收和保持设置在衬垫部件44的后侧上的互补安装形式44a。在使用时，前额支撑部件32靠着使用者的前额，并在装配时对罩26提供稳固。

在该实施例中，主体22的罩体34形成一内部空腔30(参见图14)，呼吸气体从所连接的鼓风单元24供给到所述内部空腔30中，鼓风单元24经由主体22的空气通道与罩体34流体连通。参照图15和16，罩体34设置有在罩体前侧顶上或朝着罩体前侧顶的进气口50，在该实施例中，进气口50位于中心或与主体22的垂直支撑部件36对齐。一气体流路或通道从罩体入口50延伸，终止或通向罩体34的内部空腔30。

在该实施例中，罩26或罩密封组件被构造用于可释放地安装至罩体34。参照图13，罩26在该实施例为一鼻罩，其被构造用于在鼻子周围与使用者的脸部密封地接合，并且具有接合使用者的前侧26a和用于接合罩体34的后侧26b。罩密封组件26可以包括位于前侧26a上的弹性密封或衬垫，所述弹性密封或衬垫的形状设计成基本上适合或符合使用者脸部的外形，以便密封接合，一塑料夹子可设置在后侧26b上，用于可释放地安装或接合设置在罩体34上的互补接收保持形式。例如，罩密封组件26的塑料或刚性夹子可以是绕后侧26a上的罩密封组件26的周缘延伸的形式，并且所述形式接合或可释放地联接绕罩体34的周缘34a(参见图14)延伸的互补形状的凹部或形式。罩密封组件26的前侧26a上的弹性密封可以例如由软塑料材料形成，例如硅酮。患者接口领域的技术人员应当明白由罩体34和罩密封组件26形成的罩组件的形式和构造，举例来说，可以是US2010/0006101中所述的那种类型，该申请的内容在此引入作为参考。虽然罩26优选可释放地安装至罩体34以便可以根据需要移除、更换或清洁，但是，在可选实施例中，应当明白，罩可以与罩体34一体形成，或者罩可以固定至罩体34。

在该实施例中，罩体34的前侧设置有被构造用于滑动地接收和保持头饰组件的一部分的一个或多个夹子52(参见图15和16)或保持形式。例如，头饰组件可以具有在使用者头部周围、在耳部高度下方或耳部高度处延伸的下带，所述下带通过夹子52连接至呼吸设备的下部。在一个实施例中，下头带可以包括一细长滑行部件，所述细长滑行部件可以在所述一个或多个夹子52内滑动或滑行，使得罩组件可以相对于头饰侧向移动，正如后面将要更加详细地解释的那样。

在该实施例中，鼓风单元24安装到主体22上，使之在使用时位于使用者的前额区域中。例如，鼓风单元24设置在或安装至主体的上部上，例如T形件上。在该实施例中，鼓风单元24安装到前额支撑部件32上或安装在T形件的前额支撑区域中，并且通常位于主体侧面中心。

在该实施例中，鼓风单元24可释放地安装至主体22。前额支撑部件32设置有一中心安装孔54(参见图15)，安装孔54被构造用于接收和保持设置在鼓风单元24的后侧上的互补安装突起或形式56(参见图13)。在该实施例中，安装孔54具有由一延伸或重叠至一较小下孔中的上圆孔形成的锁眼型形状。在使用时，鼓风单元的保持形式56采用圆柱形突起的形式，该圆柱形突起终止于较大直径的圆形止动部件，使得形式56可以被插入贯穿锁眼型孔54的大孔，然后向下滑动至与锁眼型安装孔54的小孔牢固地保持接合。应该明白，这仅仅是用于将鼓风单元24附着于呼吸设备20的主体22的可释放安装构造的一种类型。可选地，可以使用各种其它替代的可释放安装配置或构造，例如但不限于磁联接、夹子或夹持系统、钩环紧固构造等等。此外，在可选实施例中，鼓风单元的壳体或外壳可以与主体22一体形成。

鼓风单元24的底部或下侧设置有出气口(参见图13)，鼓风单元的旋转风扇或叶轮生成的加压气流通过该出气口离开鼓风单元。在该实施例中，出气口包括终止于出口孔58或开口的管状连接件57。连接件57被构造用于，当鼓风单元牢固地安装至主体上时，密封地接合到罩体34的进气口50或密封地接合罩体34的进气口50。这允许呼吸气体从鼓风单元24贯穿流入主体22的空气流动通道中，然后流入罩体34的内部空腔30中。

鼓风单元壳体

现在参照图17-33H，将更加详细地介绍呼吸设备20的鼓风单元24的实施例。在该实施例中，从平面图观察，鼓风单元24包括基本上环形的壳体或外壳60。壳体60具有由箭头C整体指示的前侧或前表面以及由箭头D整体指示的后侧或后表面以及在两侧之间延伸的周壁72。壳体60限定一带有用于接收和保持鼓风机零件、例如马达和叶轮的一个或多个区域的大体上中空的内部。

壳体的前侧或表面包括形成进气口的一个或多个孔或开口64。在该实施例中，进气口64是位于壳体60的前侧或表面的近似中心的圆孔，并从壳体的外部延伸到内部。在使用时，鼓风单元24的前面背对(face away from)使用者，大气空气经由进气口64被吸入鼓风单元的壳体，在这里，大气空气被旋转叶轮压缩，在鼓风单元的出气口生成加压气流。虽然呼吸气体流动的主导方向是从鼓风单元的进气口64到鼓风单元的出气口，然后进入用于由使用者凭借罩26接收的罩体22内，但是，在使用者呼吸循环终了期间，还存在沿着相反方向的逆流，其中，呼出气体可以通过罩26回流，并从鼓风单元的进气口64离开呼吸设备，回到大气。所以，所谓的进气口/出气口都是双方向的，不限制在任何特定方向上的流动。在该实施例中，进气口64包括过滤器66，所述过滤器66可以是具有过滤进入的空气并充当热量湿气交换器(HME)的双重目标的泡沫材料。在可选实施例中，进气口不一定必须包括过滤器。在使用时面向使用者的壳体的后侧或表面包括如前所述的用于将鼓风单元安装到主体22上的安装突起或形式56(参见图18)。

鼓风单元壳体60容纳有被构造用于旋转或驱动叶轮的马达，所述叶轮也安装在壳体中。在该实施例中，鼓风单元包括轻质/低惯性叶轮。叶轮的轻质特性提供了低惯性。在使用时，鼓风单元24可以被控制或设置成在使用者指定的流速和/或压力级下输送呼吸气体。取决于使用者的呼吸，流速可以在使用期间变化。输送至鼓风单元的马达的电力可以通过来自控制器的控制信号变化，以改变叶轮旋转的速度并且因此改变罩26处呼吸气体的流速和/或压力。

参照图22，由于从视图中省略了马达和叶轮，所以可以更清楚地看到壳体60的总体内部构造。如图所示，壳体内部被分割或分隔成一个或多个流体连接区域。在该实施例中，壳体60内部被分割或分成邻近前侧的第一或上内部区域82和邻近后侧的第二或低内部区域92。在该实施例中，上部区域82和下部区域92由分隔层或分割件84形成或建立。在该实施例中，分割件84为平行于壳体的前侧和后侧的水平定向圆形板或部件，其延伸横跨在中间位置的周壁72的内表面之间或在壳体的前侧和后侧之间的内部区域。

马达组件80安装在壳体60的上部区域82中，其限定在包括进气口64和过滤器66的壳体的前侧与分割件84之间，如图19所示。图20示出了壳体60，移除了马达80，使上部区域的安装马达的接收空腔露出来。如图所示，分割件84包括中心孔86，马达的可旋转驱动轴贯穿所述中心孔86延伸，以联接于下方的下部区域92中的叶轮90。该孔86也是足够大以允许气体流过或被吸过上部区域82和下部区域92之间的孔。例如，在运行时，大气气体经由进气口64和过滤器66被吸入到马达所在的上部区域82中，然后经过分割件孔86，流入叶轮90所在的下部区域92。应该明白，可以在分割件84上设置一个或多个另外的孔，以增加空气从上部区域82到下部区域92的流量。

在可选实施例中，气体在上部区域和下部区域之间流过的分割件84中的孔可以是位于或靠近分割件的外边缘的开口。例如，所述开口可以是分隔层84中的切口或壳体的某一其它构造/形状，使得分隔层84和壳体的组合/布置在两者之间形成孔/开口。例如，切口可以在壳体和分隔层84之间形成圆周孔。圆周孔的曲率/半径的中心优选偏离分隔层84的半径的中心，或者具有不同于分隔层84的圆周的曲率，由此在分隔层的圆周周围生成偏心的或其它方式偏移的圆周孔。这生成了带有从前沿跨越到后沿的月牙形(“微笑”)开口的孔。但是，该孔可以是相对于叶轮旋转平面逐渐打开和关闭的任何形状。该孔允许从鼓风机顶部的高静压源逐渐供给压力和流量。该孔打开和关闭的角度被调成允许逆流以稳定的方式通过系统返回。而且，由于其在几何形状上没有急剧豁口，有助于叶片经过噪音的降低。

叶轮90安装在壳体60的下部区域92中，所述下部区域92限定在壳体的后侧与分割件84之间，如图21所示，图21示出了壳体后侧的剖视图，以露出叶轮90。

在该实施例中，鼓风单元24的出气口从壳体的周壁72向外延伸。参照图17、18和22，出气口包括连接至壳体60的内部区域的出气通道70，所述出气通道70从壳体的周侧壁72、在鼓风单元的底部或朝着该底部向外延伸。出口通道70在其外端设置有一管状连接件57，连接件57终止于一出口孔58，加压气流可以流过该出口孔58。连接件57在该实施例中为圆形横截面，其被构造用于连接或联接主体22的进气口50，以便将鼓风单元流体连接至主体22和罩26，用于气体流动。在该实施例中，出口通道70具有大体上圆形的横截面，并且从壳体的中心径向向外延伸。但是，出口通道70也可以布置成与圆形壳体成任何替换的适合角度地向外延伸，例如定位成基本上切向于壳体的侧壁，或者在切向和径向之间成任何适合的角度。应该明白，出口通道70和连接件57的横截面形状不一定必须是圆形的，其可以是任何其它所希望的或适合的形状。出口通道70使由叶轮90向外推动的气体合并成一气流，并且限定了气流从鼓风单元流出的方向。

回到图22，壳体60还设置有一内部构造93，所述内部构造93形成或提供了从下部区域92到蜗壳96或渐变区域的空气通道94或路径。在经由出口通道70从鼓风单元排出之前，蜗壳96收集旋转叶轮90向外推动的气体，所述出口通道70流体连接至蜗壳。在运行时，蜗壳96中循环的气体被分流到出口通道70中，形成压缩气流。在该实施例中，蜗壳96是在壳体内绕壳体的上部区域82的外部周向延伸的流道或通道。在该实施例中，空气通道94从下部区域向上延伸到蜗壳96中，并且周向位于壳体60内部的周边周围。

应该意识到，从壳体60的进气口64到叶轮90所在的下部区域92的气体路径能够以其它方式设置，不一定必须流过马达所在的上部区域82。例如，在一可选实施例中，进气口可以设置在壳体的后侧，邻近下部区域92中的叶轮。

运行

在鼓风单元24运行期间，马达80带动叶轮90旋转，通过进气口64抽吸气体，进入壳体的上部区域82中，然后经过马达组件80，到达分割件84的中心孔86。经过马达组件80的空气还可以起到冷却马达的作用。无盖罩的叶轮允许空气以该方式抽吸经过马达，从而提供冷却。气体经过孔86流入下部区域92，然后通过叶轮的叶片，流向下部区域中的壳体的周侧壁72。叶轮叶片将强旋转力施加到在鼓风机壳体的下部区域92中循环的气体，由此生成高循环气体速度。由于区域之间的压力差，下部区域92中的气体将通过空气通道94自然流入蜗壳96中。当下部区域92中的具有高速度和低压力的气体进入蜗壳96时，气体速度下降，压力增加。典型地，蜗壳96具有比下部区域92更大的体积以有助于促进气体压力增加。

通过将鼓风机内部空间分割成两个独立区域，可以实现许多优点。在传统鼓风机中，离开叶轮的高速气体入射到限定一物理边界的边缘或突舌，在所述物理边界处，气体由蜗壳分开进入出口通道。在突舌处入射的高速气流是紊流，并且对于鼓风机性能是效率低的。由突舌导致的紊流(turbulence)也引起噪声源。相反，通过将鼓风单元的壳体分割成独立的、但相连的气体区域，减小了由突舌引起的碰撞。下部区域92允许气体以高速度循环。气体路径或通道94提供了到蜗壳96的没有空气动力学紊流边缘的流体路径。当循环气体已进入蜗壳区域96时，蜗壳的扩大体积促使气体减慢并且压力增加。减小的气体速度将通常由突舌引起的紊流的碰撞减小到低或可忽略的程度。因此，与其它鼓风机相比，该鼓风单元能够以显著降低的噪声输出在宽压力和流量范围上运行。更宽的通道94增加了蜗壳相对于下部区域的流速。所以，根据鼓风单元的希望流速和压力范围选择通道94的尺寸。

叶轮

图23和24中示出了叶轮90的第一实施例。叶轮90具有从中心轮毂100向外延伸的多个叶片98。叶轮为离心式叶轮。轮毂100限定了叶轮旋转的轴线。优选地，轮毂100具有孔102或凹部，以允许接合马达80的可旋转驱动轴，所述可旋转驱动轴促进叶轮旋转。但是，也可以使用其它接合机构，例如用轴覆盖模制轮毂。当叶轮旋转时，空气在紧邻轮毂100的区域进入叶轮叶片，径向向外行进，紧邻叶片尖端离开叶片。与分成多个部分模制然后结合相比，所述叶轮优选制成单件(“单件构造”)。当没有盖罩或者至多有一个盖罩时，这是可行的。这减少了可能导致不平衡或其它缺点的部件不对准。在优选实施例中，没有盖罩(与如图5和6所示的盖罩12对照)。

叶片98优选地从轮毂100到叶片尖端提供了基本上平的表面，相关的旋转方向由箭头R指示，以离心分离气体。在该实施例中，叶片98从轮毂100到叶片尖端为弓形的或弯曲的，该弯曲优选在箭头R所指是的叶轮旋转的相反方向上向后扫掠。叶轮为面向后的叶轮，每个叶片98从轮毂100沿着从轮毂延伸的相关半径相对于叶轮旋转方向R的向后方向延伸。例如，在图24中，叶片99被显示为相对于其相关半径X向后延伸。

图25A和25B中示出了第二实施例的叶轮90a。叶轮90a构造类似于叶轮90，不同在于叶片轮廓98a。在该第二实施例中，叶片98a具有一轮廓，所述轮廓包括在叶轮旋转方向R上部地弯曲的叶片尖端104。也就是说，叶片尖端104为前掠。前掠叶片尖端有助于对流过叶轮的气体施加比直叶片或后掠叶片更强的旋转力。前掠叶片尖端有助于在每个叶片的尖端之外生成高压环空。例如，叶轮在叶片尖端和壳体的周侧壁的内面之间生成高压环空。轮毂100和叶片尖端104之间的叶轮叶片98a的内部106可以稍微后掠。后掠叶片允许气体在叶片表面本身上一定程度的再循环。后掠内叶片部分106有利于增加所生成的压力，并允许稳定的、低的气体逆流量。在该实施例中，叶轮为面向后的叶轮，每个叶片98a从轮毂100沿着从轮毂延伸的相关半径相对于叶轮旋转方向R的向后方向延伸。例如，在图25B中，叶片99a被显示为从其相关半径Y向后延伸。

应该明白，鼓风单元的叶轮可以设置为具有任何适合的叶片轮廓，无论向前、向后还是径向叶片，或者任何其它适合的轮廓。

在任一实施例中，叶轮90、90a被构造为轻质的。优选地，这通过使叶轮无盖罩或至少部分地无盖罩，由此移除重量。为了获得轻质叶轮，如图23-25B所示，叶轮的每个叶片在叶片之间敞开(也就是说，叶轮的上和下“面”或“平面”向鼓风单元24的壳体60的内表面开放)，由此限定无盖罩的离心式叶轮。通过省略叶轮叶片的上和/或下面上的盖罩，叶轮的重量可以显著减小。除了省略盖罩之外或替代地，叶轮的重量也可以以其它方式减小。例如，可以使用轻质材料。而且，可以实施具有最少材料和叶片之间的大间隙的薄叶片以减小重量。

可选地，可以使用例如图26A和26B中第三实施例的叶轮90b所示的移除一些材料的盖罩101。提供扇弧形103盖罩，由此移除叶片98a之间的一些材料。可以移除任何适合量的材料。盖罩从叶轮引导空气。在移除相当多材料的情况下，由此生成的结构实际上可以不再执行盖罩的这种功能，而是仅仅为叶轮叶片98a提供支撑。在这种情况下，叶轮90b仍然可以被认为是无盖罩的，尽管具有叶轮叶片98a之间的某个结构。在图26C和26D中所示的进一步的第四实施例的叶轮90c中，叶轮叶片98a之间的结构是居中地设置在叶轮的上和下平面之间的幅板105。这样的结构不用作盖罩。减少材料的结构或幅板105可以具有任何形状(不仅仅是扇弧形)或范围，图26A-26D示出了其中两个示例。

轻质叶轮提供了诸如制造成本、低旋转惯性的益处，并且一旦制造就平衡或需要很少的努力进行旋转平衡。具有低旋转惯性的叶轮可以很快地加速和减速。轻质、无盖罩的叶轮因此能够快速地响应脉动压力要求，例如连接到叶轮在其中运行的呼吸辅助设备的患者的正常吸气和呼气循环。在其它实施例中，叶轮不一定必须是轻质的。

例如，通常在呼吸辅助设备上使用的、重量为大约17克并且具有6千克·平方毫米的惯性的传统带盖罩叶轮可以在大约2秒内响应10厘米水柱的压力脉动。相比之下，根据任一实施例90、90a的重量为大约1.7克并且具有0.5千克·平方毫米的惯性的叶轮在大约100毫秒内响应10厘米水柱的压力脉动。图40示出了重量为17克的传统带盖罩叶轮的压力与时间曲线图。叶轮操作以试图在患者的正常吸气和呼气循环期间保持4厘米水柱的恒定压力。与之相比，图41示出了优选叶轮90、90a的压力与时间曲线图。可见,早期叶轮上的质量和旋转惯性的减小具有比图40的传统叶轮小得多的压力脉动。减小的压力脉动对患者的呼吸过程的破坏较小，并且因此有利地增加了患者舒适性。

如上所述，可以通过省略盖罩获得轻质。然而，不必省略整个盖罩，而是仅仅省略足够的盖罩以将叶轮的重量减小到合适程度，例如如图26A-26D中所示。所以，可以通过在叶片之间具有尽可能多的敞开空间(面积或体积)获得轻质。可以根据叶片体积与叶片扫掠体积比/百分比限定敞开空间。也就是说，叶片在旋转时扫掠体积X，并且叶片自身具有组合体积Y(其是每个叶片的组合体积)。可选地，从平面角度看，可以根据叶片面积与叶片扫掠面积比限定敞开空间。这些比率应保持尽可能地低。在一个实施例中，例如叶轮的扫掠体积大约为19,000立方毫米，其中叶片构成的体积大约为1,200立方毫米。扫掠体积与叶片体积比因此为大约16:1，由此限定与用于传统鼓风单元中的较小、设计更致密并且更重的叶轮相比轻质的叶轮。

轻质叶轮可以具有例如小于2克，并且优选地在0.8到1.8克之间，或更优选地在1.2到1.7克之间，甚至更优选地为1.7克的重量。这些仅仅是示例或优选实施例，叶轮不必是该重量，可以是使它轻质的某个其它重量。

可选地，轻质叶轮可以设计成移除尽可能多的盖罩以将惯性动量与半径比降低到优选小于15克*毫米，并且更优选地在8-12克*毫米之间，并且在一个可能的实施例中为大约11克*毫米。例如，在一个可能的实施例中，这样的叶轮可以具有35毫米的半径、219毫米的周长以及在15,000rpm转速下的344.22的惯性力矩、54.98米/秒的尖端速度、1,800帕的压力以及3.5或更大例如5.59的惯性尖端速度与半径比。一般地说，轻质叶轮可以具有在以下范围内的尺寸/参数(应当注意这些范围是象征性的而不是限制)：半径：15毫米-60毫米；重量：小于2克；在1,000帕下惯性压力与半径比大于50:1帕/克*毫米，并且优选为80:1帕/克*毫米。

可以通过用任何合适的手段移除质量、例如从叶轮移除盖罩和/或材料和/或使用更轻的材料，获得叶轮的轻质性质。减小叶轮质量的一种可能方式是减少叶片数量。

马达

参照图27-31B，现在比照第一叶轮90实施例介绍仅作为示例的马达80的第一实施例，不过应当明白，该马达可以作为选择驱动第二实施例的叶轮90a或任何其它适合的叶轮结构。用于驱动叶轮90的马达在图31A中的横截面中被显示，待介绍的马达部件的各个视图还可以参见图27-30和31B。优选地，所述马达是无刷DC马达或永磁同步电机。控制器优选包含微型控制器、微处理器或利用无传感器矢量控制(也被称为“场定向控制方法”)的类似物。叶轮90的中心轮毂100与从马达80延伸的驱动轴110接合。多个优选小的磁性区段安装到轴上以形成转子112。在一个实施例中，磁铁112的直径为20毫米，更一般来说，直径可以小于20毫米，优选在10毫米到15毫米之间。典型地，磁铁体积小于1600立方毫米并且可以在500立方毫米到1600立方毫米之间。具有多个极和绕组的叠片定子114(也参见图30)围绕转子112。绕组由控制器经由连接件选择性地通电，以促进转子112的旋转并进而促进驱动轴110和叶轮90围绕轴的中心线所限定的中心轴线的旋转。

驱动轴110由轴承结构保持在马达内。优选地，轴承结构具有一个或多个轴承116和一个或多个轴承安装件118。如图所示的轴承安装件118在内表面上与轴承116并且在外表面上与定子组件接合。轴承安装件与轴承和定子组件之间的接合优选是摩擦接合。为了促进摩擦接合，轴承安装件118由柔软、但弹性和/或柔性的材料、例如硅橡胶或其它弹性体材料制造。材料可以具有低蠕变、温度性能稳定、具有高正切角的低压缩变形(高粘性)、高阻尼。示例包括：

·捏塑橡胶，例如NBR、腈和氟硅树脂；

·热塑性弹性体(TPE's)，例如由Exxon生产的Santoprene；

·热塑性氨甲酸乙酯，例如由GLS Corporation生产的Dynaplast；

·热固化铸造氨甲酸乙酯，例如由National Urethanes生产的10T90；和

·多种其它冷铸橡胶化合物，例如由Dow Corning生产的RTV(室温固化硬橡胶)、Whacker等。

这样的材料允许轴承安装件118在安装时压缩，然后膨胀到它们的选定位置以通过用接合膨胀尺寸限制地保持就位。安装件118可选地由设置在定子组件或定子架的上定子安装件120a(绕线管)和下定子安装件120b(绕线管)上的相应悬突119限制，定子114被夹在上定子安装件120a和下定子安装件120b之间。定子架可以被构造用于电绝缘件/隔离件。同样，轴承116可以由形成为轴承安装件118的一部分的悬突118a限制。悬突之一或两者可以围绕轴承安装件的内、外环空分离地定位，或者，围绕安装件的圆周延伸以限定安装件所在的凹部。

轴承安装件118为可旋转驱动轴110提供适应性。作为可旋转物体、例如转子112，轴110和叶轮90通常受到一定程度的旋转不平衡，轴承安装件能够将旋转引起的固有振动从马达转子隔离。已经发现，如上所述具有低旋转惯性的轻质、无盖罩的叶轮与轴承安装件的给定适应性的组合允许制造转子112、轴110和叶轮90并且完全省略用于旋转部件的任何制造后平衡工序。这些优点有利于制造成本和时间减少。叶轮的轻质性质允许由轴承安装件补偿任何不平衡。轻质叶轮还允许叶轮对变化状态更快速响应。由于缺少盖罩引起的任何不希望的压力脉动可以通过快速改变叶轮速度以将压力返回到所希望的水平而进行补偿。

应当注意，虽然图31A示出了安装在定子组件内的轴承安装件118，但是它们可以等效地容纳在马达的外部。例如，安装件118可以改为安装在形成于鼓风机壳体内的轴颈内。图31B示出了在压缩形式、而不是在休止形式的轴承安装件118。

为了进一步提供鼓风机的旋转部件的振动阻尼，马达和叶轮可以任选地安装在适应性的安装装置上。图28示出了这种安装装置120的一个实施例。根据本发明的实施例，安装件120最优选由柔软、柔性、且弹性的材料制造，例如硅橡胶，并且可以作为定子隔离件。安装装置120具有接收并保持定子的内凹部或支座122。优选地，内凹部小于马达的外表面，以促进这些部件之间的干涉配合。图27示出了位于安装装置120内的马达80。在该实施例中，第一组多个突起124从安装装置120的外周壁延伸。另外，第二组多个突起126在安装装置120的下表面下方延伸。突起124、126为安装件和马达组件提供支撑杠杆作用。在马达运行期间，通过允许安装件120的本体相对于突起124、126支撑或接合在其上的表面移动，由旋转部件的任何不平衡导致的振动被每个突起124、126吸收。第一组突起124被构造用于抵接或接合壳体60的上部区域82中的周侧壁的内表面。第二组突起126被构造用于搁置在或接合壳体的分割件84的上表面。

图42是在消声室中测试的传统鼓风单元的声压级曲线图。图43是根据上述实施例的鼓风单元的声压级曲线图。可见,轻质和无盖罩的叶轮90、90a、柔性轴承安装件118和柔性马达安装件120有助于在50Hz到10kHz的测试频谱范围上的噪声输出的显著降低。

马达和叶轮组件的第二实施例显示在图32A-32F中。该实施例的许多方面与上述实施例相同。未在该实施例中介绍的关于上述实施例所述的特征在适当的情况下可以被认为存在于该实施例中。同样的特征将使用与上述实施例相同的附图标记。用于驱动叶轮90a的马达在图32E中的横截面中被显示，虽然该实施例的马达被显示为驱动叶轮90a，但是，应当明白，可以替代使用所述的其它叶轮实施例的任何一个。优选地，马达是使用无传感器矢量控制(也被称为“场定向控制”)运行的无刷DC马达，其由微控制器、微处理器或类似控制器控制，例如经由安装至PCB/衬底230(例如在图32A中所示的)的连接件131。可以调节控制以适应低惯性叶轮。参照图32A、32B和32E，叶轮90a的中心轮毂100与从马达161延伸的轴160接合。多个优选小的磁性区段安装到轴上以形成转子162。具有一环形外部242和多个极243和绕组168的叠片定子241围绕转子162。定子安装到PCB或其它衬底256上，绕组168联接于连接件255。定子241具有覆盖环形部分242和极243的顶部和底部的电绝缘件/隔离件(形成定子架)270a、270b。每个绕组168优选组装在每个极243之上的绝缘件270a、270b上。围绕向上延伸的圆周271并且在向上272a和向下272b延伸的极的端部处设置用于接合和保持的突起。

参照图32B中的其中一个叠片240的平面图，每个叠片包括环形外部242和向内径向延伸的极部分243。每个极部分243的边缘244包括波形。波形包括在中心顶点244c处会合的两个凹入部分244a、244b。参照图32C，当多个叠片240堆叠以形成定子241时，每个极243具有带波形的内径向面250，如图32C所示。所述面250包括在中心顶点250c处会合的两个凹入部分250a、250b。该布置减小了齿槽效应。定子和/或转子可以具有偏斜磁化。绕组使用控制器经由连接件255可选择地通电，以促进转子的旋转并进而促进轴160和叶轮90a围绕轴160的中心线所限定的中心轴线的旋转。

轴160由轴承结构保持在马达内。优选地，轴承结构具有一个或多个轴承164和一个或多个轴承安装件260(参见图32D)。如图所示的轴承安装件260在内表面261上与轴承164并且在如图32E所示的外表面上与定子241/绝缘件270a/270b接合。轴承安装件260包括从中心孔263处的低点向外圆周262处的高点弯曲的主环形本体265。外圆周包括接合唇部264，所述接合唇部264优选带有在外圆周262与主环形本体265的相交处的倒角264a。内孔263与主体265的内圆周261的相交处也优选具有倒角261a。环形壁/凸台266在内孔263处从主环形本体265向上延伸。环形壁266的顶部分267具有悬臂式接合唇部268。唇部268与环形壁266和与悬臂式唇部侧壁268a的相交处优选具有倒角268b、268c。轴承安装件260与轴承164和定子241之间的接合优选是摩擦接合。为了促进摩擦接合，轴承安装件260由柔软、但弹性和/或柔性的材料、例如硅橡胶或其它弹性体材料制造。材料可以具有低蠕变、温度性能稳定、具有高正切角的低压缩变形(高粘性)、高阻尼。关于上述实施例介绍了可能的材料。这样的材料允许轴承安装件260在安装时压缩，然后膨胀到它们的选定位置以通过用接合膨胀尺寸限制地保持就位。它们还提供了适应性。

图32E用实线示出了处于未安装/未组装状态的具有向上曲率的轴承安装件。虚线示出了夹持到定子/绝缘件279a、270b的处于已安装/已组装状态的轴承安装件260。在已安装状态(也称为接合状态或构造)下，环形本体与定子241和/或定子架270a、270b接合，并且环形本体265从弯曲状态(以实线显示)被压迫成接合(平坦)构造(以虚线显示)，通过提供偏压的轴承安装件的作用将预加载提供给所述一个或多个轴承，所述偏压通过弹性/柔性本体作用于定子和/或定子架和轴承而提供。安装件260可选地由形成于绝缘件270a、270b上的悬突272c、272d限制。同样，轴承164可以由形成为轴承安装件260上的凸台266的一部分的悬突268限制。悬突之一或两者可以围绕轴承安装件的内、外环空分离地定位，或者，围绕安装件的圆周延伸以限定安装件所在的凹部。通过将轴承164组装在轴160上、将轴承安装件260组装在轴承164上并且操作轴承安装件260(用手、夹具或其它装置)将叶轮/轴/转子组装到定子241中，使得它们在每个极243处与定子绝缘件270a、270b接合。在可选实施例中，轴承安装件260不是直接联接于定子或绝缘件270a/241，而是联接于另一结构，例如外壳。可以设置带有任何合适结构的任何联接布置，其提供如下面所述的所需功能。

轴承安装件260为可旋转轴160提供适应性。作为可旋转物体、例如转子162，轴160和叶轮90a通常受到一定程度的旋转不平衡，轴承安装件能够将旋转引起的固有振动从马达转子隔离。已经发现，如上所述具有低旋转惯性的轻质、无盖罩的叶轮与轴承安装件的给定适应性的组合允许制造转子162、轴160和叶轮90a并且完全省略用于旋转部件的任何制造后平衡工序。这些优点有利于制造成本和时间减少。叶轮24的轻质性质允许由轴承安装件260补偿任何不平衡/未对准——由于轴承安装件的适应性(例如由于弹性和/或柔性)，该布置是自对准的。包括几何形状和材料的轴承安装件构造也提供例如高达7牛顿的作用于轴承的轴向预加载。轴承的环形性质提供围绕轴承64的一致/均匀的预加载。弹性/柔性弯曲环形本体允许轴承安装在适当位置，并提供预加载。轴承安装件260的环形性质提供了围绕轴承的均匀预加载，同时低蠕变构造材料保持预加载。轴承安装件260的材料也优选是提供阻尼的粘弹性阻尼材料，其减小马达运行期间的共振的可能性。这样的粘弹性材料也可以提供所需的弹性/柔性，以便提供预加载。这样的材料的示例是热塑性氨甲酸乙酯，例如由GLS Corporation生产的Dynaplast。用于轴承安装件260的上述其它弹性和/或柔性材料可以适合于通过加入云母提供所需的阻尼。轻质叶轮还允许叶轮对变化状态更快速响应。由于缺少盖罩引起的任何不希望的压力脉动可以通过快速改变叶轮速度以将压力返回到所希望的水平而进行补偿。轴承安装件还提供了振动隔离。

为了进一步提供鼓风机的旋转部件的振动阻尼，马达和叶轮可以任选地安装在适应性的安装装置(马达安装件)280上。图32A、32E和32F示出了这样的安装装置280的一个实施例。根据本发明的实施例，安装件最优选由柔软、柔性、且弹性的材料制造，例如硅橡胶。安装装置280具有环形本体282，所述环形本体282具有限定其中设置定子241的内凹部281的上和下接合唇部282a、282b。优选地，内凹部281小于定子的外表面，以促进这些部件之间的干涉配合。图32E示出了位于安装凹部281内的马达。

多个突起283环绕安装件280的上表面和下表面。突起的端部延伸经过安装件的上表面和下表面，以为安装件和马达组件提供支撑杠杆作用。在马达运行期间，通过允许安装件280的本体相对于突起283支撑在其上的表面移动，由旋转部件的任何不平衡导致的振动被每个突起吸收。

上文介绍了包括轻质叶轮组件的鼓风单元的实施例。图31A和32E示出了带有组装在磁铁转子112、162上的金属(例如钢)轴110、160。金属轴压配合到磁铁转子的孔中。这需要精公差控制，以确保有效的紧配合，减少滑动。但是，这种紧应该不能紧得导致磁铁转子破裂的危险。

可选的轴和磁铁转子组件显示在图33A-33F中，其可以代替图31A或32E中所示的组件在定子中使用。

图33A、33B和33C示出了上述实施例的可能的替换转子组件。该组件包括金属轴400(参见图33C)和磁铁转子401。磁铁转子401具有中心开口402。中心开口402包括带有凹痕403a-403d的中心部分。中心开口还包括穿过中心横截面的轮廓边缘，提供了阶梯爪(stepped ledge)408(参见图33B)。金属轴400在其外部具有刻痕部分409b，金属轴400贯穿中心开口402延伸。在轴400和磁铁转子401之间在中心开口402中注射成型一塑料插入件403。塑料插入件403覆盖模制在磁铁转子的阶梯爪408上。这使得插入件403具有类似于中心开口402的外部形状。一互锁装置(齿槽卡爪)形成在轴400和覆盖模制的(插入件)材料403之间，使得金属轴刻痕部分409b与覆盖模制的插入件403相接合，以将轴400联接于磁铁转子401。组件404可用于诸如31A和32E的上述实施例中，其中，那些实施例的轴110、160和磁铁转子112、162替换为如图33A、33B和32C中所述的金属轴400/塑料插入件403/磁铁转子401组件404。所述组件可以如图33G所示那样形成。步骤440，将转子放置在模具中，步骤441，引入轴，步骤442，引入另一个半型，步骤443，在轴/转子之间注射成型插入件，然后步骤444，移除模具。

图33D示出了根据另一可选实施例的磁铁转子和轴组件420的平面图、仰视图和立体图。该组件420包括由磁性材料形成的转子401。磁铁转子401具有中心开口402。中心开口402包括带有凹痕403a-403d的中心部分。中心开口还包括穿过中心横截面的轮廓边缘，提供了阶梯爪408。

组件420还包括贯穿插入件开口410的中心延伸的塑料轴421，所述塑料轴421覆盖模制在磁铁转子401上，如下所述。当覆盖模制时，轴包括整体覆盖模制的磁性插入部分423。轴421可以成型为包括一六角形部422或其它定位轮廓，用于压配合联接于叶轮。塑料轴421包括任何适合的塑料或其组合，例如乙酰或聚丙烯，不过也可以使用任何适合的注射成型或其它塑料。

组件420可用于诸如31A和32E的上述实施例中。其中，那些实施例的轴110、160和磁铁转子112、162替换为如图33D所述的塑料轴421/磁铁转子401组件420。

图33E和33F示出了可用于制造轴/转子组件420的注射成型工具，图33H是制造方法的流程图。所述工具420为包括第一模具部分431a和第二模具部分431b的启闭两箱造型工具，第一模具部分431a和第二模具部分431b并拢在一起，形成包括磁性夹具433的模具/空腔432。该模具包括用于形成轴421、六角形配合形状422和覆盖模制部分423的空腔。在组件420制造期间，步骤450，上述带有开口402的磁铁转子401被引入到模具中，并放置到形成夹具433的模具的一半中的适当位置。步骤451，模具的顶部421a放置在适当位置上，以与底部421b形成模具空腔432。步骤452，开始注射成型工序，注射模制塑料，以形成覆盖模制在磁铁转子401上的轴421。注射成型工序将塑料覆盖模制在磁铁转子401的阶梯爪408部分上，以形成插入件部分423。步骤453，一旦完成注射成型工序，就移除模具部分421a、421b，留下组件420。然后，可以将组件420用于例如图31A或图32E的马达中。

以前，在CPAP机器或类似物的鼓风机的马达中使用塑料轴/马达组件是不可能的。塑料轴不足够结实，不能承受这种马达中所涉及的力。但是，在上述轻质叶轮实施例中，力的大小使得塑料轴转子变得可能。转子的轻质和低惯性、适应性的轴承安装件以及减少不平衡力和其它力的其它特征实现了塑料轴的使用。塑料转子组件及其制造方法都优于现有金属轴转子。

马达和叶轮的各种特征的组合提供了很多优点，其可以利用单个叶轮实现。轻质/低惯性叶轮的使用(例如通过移除盖罩的一部分或全部和/或减少叶片材料)，减少了由于制造公差引起的叶轮的不平衡。以前，在制造之后、组装鼓风机期间，必须移除/添加材料使叶轮改善平衡。叶轮的轻质性质意思是不需要调整，可以容许任何小的不平衡。在不平衡不足够小的情况下，联接于叶轮的弹性/柔性轴承结构安装件118和/或定子安装件120可以补偿叶轮上的任何不平衡。由于叶轮足够轻质，任何不平衡的幅度小得足以由轴承结构安装件118去补偿，不需要在组装期间改变叶轮的重量。除此之外，马达中的小磁铁(与轴承结构组合)移除了在组装期间平衡的需要，改善了动态特性。

弹性/柔性轴承结构允许叶轮和轴组件自我调整、适应性、阻尼和预加载。这使得组装更容易，与轻质/低惯性叶轮组合，减少了或取消了在组装期间平衡改变的需要，如前所述。当补偿较大公差时，该轴承结构提供了在制造期间的减轻(relaxed)的公差。轴承结构还隔离和/或阻尼了振动，并且在必要时允许叶轮的高PRM速度。定子架/马达安装件还提供了振动隔离。

将鼓风机分成不同内部区域的壳体的构造将高速区域分出以降低噪声。这允许并且保持恒定的高流动速度，同时将速度扩散到压力。

与金属(例如钢)轴相比，塑料轴的使用还提供了很多优点，包括(但不限于)以下内容：

与异质材料相关的可靠性危险降低。

不必监测齿槽/卡爪插入件与轴之间的刻痕交接面是否有裂纹、滑动、跑出、皱缩、流体进入/腐蚀。

叶轮与轴交接面得到改善，并带来了类似的减小的可靠性危险。由于类似的热膨胀(因为是塑料在塑料上压配合)，不易于破裂。由于可以添加某一键锁特征，像六角形或凹槽，所以减少了滑动的可能性。

塑料轴组件是压配合的，而不是滑动配合，因此更加稳定，发出卡嗒声的可能性小。

相对于金属轴，成本降低。这是因为：

不需要制造轴使之具有用于滑动配合的容许误差，因为塑料轴的塑性允许更宽容许误差或更宽偏差地压配合轴承。

刻痕后不需要研磨轴以重建平直度。

不需要操持轴并将轴插入到模具中。

可以使用具有比钢更好的减震性能的材料。

可以通过用六角形减小轴径，底切轴的叶轮侧，减小轴承压配合接合的长度，改善组装的简易性。

总的来说，该实施例中马达和叶轮的下列优点是通过下述一个或多个特征的组合提供的：

头饰

参照图34-39，将更加详细地介绍用于将呼吸设备20固定至使用者头部的各种头饰构造的实施例。这些实施例仅仅是作为示例提供的，呼吸设备患者接口领域的技术人员应当明白，作为选择，可以使用各种替换头饰构造。通常，所述头饰包括一条或多条头带，所述头带连接至呼吸设备，并在使用者头部周围延伸，以将呼吸设备固定或安装到用于的头部。

参照图34，示出了用于将呼吸设备20固定至使用者头部1的头饰201的第一个实施例。在该实施例中，头饰包括上头饰带203，所述上头饰带203在每个端部联接于前额支撑部件32的相应一侧，并且在一高度处绕用于头部的后面延伸，所述高度在使用者耳部上方的使用者头部的前额区域中。特别地，头饰带203的每个端部联接或连接至在主体22的前额支撑部件32中设置的相应连接孔40中。头饰201还包括一下头饰带205，下头饰带205被构造用于在靠着使用者脸部的罩26的区域中固定或保持呼吸设备20的下部，并且主要被构造用于使罩26保持与使用者脸部在鼻子周围的密封接合。在该实施例中，头饰带203、205由夹在两薄片织物之间的开口泡沫层压板形成，不过也可以使用任何其它适合的材料。

在该实施例中，下头饰带205通过一细长滑行部件207连接至呼吸设备的主体22的罩体34。特别地，伸长滑行部件横跨罩体34的前部延伸，并经由至少一个夹子52附着于罩体。在该实施例中，细长滑行部件207可以在夹子52内部滑动或滑行，使得罩组件可以相对于头饰带205侧向移动。下头饰带205在任一端联接于细长滑行部件207的相应端。在该实施例中，下带205的每一端联接于或绕回一钩状形式207a，所述钩状形式207a形成在细长滑行部件207的每个端上。在可选实施例中，应该明白，可以采用连接下带和中哦阿提的固定或静止配置。

集成蓄电池的头饰

参照图35A，示出了用于将呼吸设备20安装至使用者头部1的头饰211的第二个实施例。在该实施例中，头饰201还包括上头饰带213和下头饰带205，上头饰带213和下头饰带205以类似于图34的头饰实施例201所介绍的上、下头饰带的方式联接于呼吸设备。但是，在该实施例中，呼吸设备的电源模块或模块可以采用一个或多个蓄电池组的形式，所述蓄电池组集成、固定或安装到头饰上。在该实施例中，上头饰带213和下头饰带215中的任一个或两者包括集成的蓄电池组或蓄电池模块，集成的蓄电池组或蓄电池模块连接在一起，并被构造用于经由连接至蓄电池的电力编织管或电缆217向呼吸设备20供电。

蓄电池可以以各种方式集成到带213、215内部。在一个实施例中，所述带可以由包括内部小袋、口袋或腔室的材料形成，所述蓄电池保持在所述内部小袋、口袋或腔室内。头带中的凹部或空腔可以密封或打开，以根据需要移除或更换蓄电池。蓄电池组不一定必须安装在头饰内或头饰内部。例如，所述一个或多个蓄电池组可以可释放地安装至头饰的任何部分上，使得其可从头饰上拆卸。

典型地，应根据参数选择蓄电池的型号和构造，例如每容积和每质量能量密度，即每千克瓦特-小时和每立方厘米瓦特-小时。一些实施例可以采用高密度蓄电池，例如锂聚合物和锂离子蓄电池。可选地，应该明白，根据需要，可替换采用非充电或一次性蓄电池。

参照图35B，示出了用于将呼吸设备20安装至使用者头部的头饰221的第三个实施例。头饰221也设置有关于图34中第一个实施例的头饰所述类型的上头带203和下头带205。另外，还设置有柔性蓄电池包装模块223，其被构造用于至少部分地在使用者头部的顶部上延伸，蓄电池包装模块223经由幅板或网格材料固定到头饰的上带203上。特别地，材料基层，无论是幅板材料、网格材料还是其它柔性材料，被构造用于在头部的顶部的至少一部分上延伸，并且在使用者头部的任一侧固定到上带203上。蓄电池包装模块223可以包括一个或多个蓄电池，其经由参照图35A所介绍的电缆217向呼吸设备供电。蓄电池包装模块223可以包括具有用于牢固地接收和保持一个或多个蓄电池的内部小袋、口袋或凹部的柔性材料。

在蓄电池组设置在头饰上或其它方式安装至头饰的这些实施例中，头饰还可以包括一个或多个挡板，当使用者戴上头饰时，所述挡板位于所述蓄电池与使用者头部表面之间。挡板为使用者提供了物理和电磁屏蔽。在一些实施例中，挡板可以由金属材料形成。在一些实施例中，挡板可以嵌入到头饰材料内部，或者与头饰材料整体形成，以便使用者舒适。可选地，挡板可以以其它适合的方式固定或可释放地安装到头饰上。

更多的可选头饰构造

图36-39示出了各种其它呼吸设备构造和替换头饰构造，其操作和功能类似于之前所述的呼吸设备20。

图36示出了包括主外壳231的呼吸设备230，主外壳231具有位于呼吸设备顶部的鼓风单元232、罩组件233和主体231，所述鼓风单元232被构造用于安装在使用者1的前额区域中。呼吸设备的头饰包括上头饰带234和下头饰带205，上头饰带234和下头饰带205被构造用于以参照图34-35B所述的方式将呼吸设备固定至使用者。在该实施例中，鼓风单元232设置有用于使用者界面的一个或多个使用者操作控制按钮236，所述使用者操作控制按钮236可以被构造用于接通和断开鼓风单元和/或控制一个或多个操作模式。图37-39示出了带有各种不同控制按钮236构造的呼吸设备203。使用者界面可以包括单个按钮、2个按钮或多个按钮，所述按钮可以独立作用或交互作用，以控制设备的一个或多个操作模式和/或功能。应该明白，控制按钮可以是任何形式的触觉开关、刻度、或球形把手，或触感或任何其它可操作的使用者界面机构。在一些实施例中，控制按钮位于呼吸设备的前额区域中鼓风单元的前面，但是可选地，根据需要，也可以位于呼吸设备的主体或患者接口或其它区域上。

基站构造

参照图44-50，将通过示例，更加详细地介绍之前所述类型的可穿戴呼吸设备的各种基站构造。阐明了各种无线电力输送构造，这种系统的发射器和接收器之间的典型连接范围在一些实施例中高达2m，但是，应当明白，根据所采用的硬件，可以实现更大的范围。应该明白，各种基站实施例的特征可以根据需要组合和互换，以形成进一步的构造。

概括来说，在各种实施例中，基站可以包括下列模块或系统中的任何一种或多种：电源系统，其可操作用于向头部安装的呼吸设备供应电力；数据传输系统，其可操作用于向头部安装的呼吸设备发送数据和从头部安装的呼吸设备接收数据；和控制系统，其可操作用于经由控制信号控制头部安装的呼吸设备。控制系统可以自动操作和/或可以包括可操作使用者界面，以使使用者能够控制头部安装的呼吸设备。这些系统中的每一个系统可操作用于连接至头部安装的呼吸设备，通过硬连线连接，例如连接电缆，和/或通过无线介质无线地连接。

在一些实施例中，基站另外还构造为物理配接站，当不使用时，头部安装的呼吸设备可以存放和/或安装在所述配接站上。但是，在其它实施例中，当经由硬连线连接时或者在无线连接范围内，基站实现电力供应、数据传输和/或控制应用。

基站第一实施例-带有独立的无线电力输送接线板

参照图44，在该第一实施例中，基站300是被构造用于可位于使用者的床附近的床侧模块的形式，不过应当理解，基站是便携式的，使得其在使用时可以位于呼吸设备范围内的任何适合的位置上。基站包括数据传输系统，所述数据传输系统具有用于通过任何类型的无线通信介质、协议或网络或者使用硬连接通信链路与呼吸设备301及其它外部设备或系统通信的一个或多个通信模块，所述无线通信介质、协议或网络包括但不限于Wi-Fi、蓝牙、3G网格或类似物。在该实施例中，基站包括第一通信模块302，所述第一通信模块302被构造用于与外部系统307或网络通信，用于将适应性的数据输送至保健服务提供者或有关使用者使用呼吸设备的其它有关方面。在该实施例中，基站的第一通信模块302通过无线介质与外部系统307通信，但是做为替换，也可以采用硬连接通信链路或连接。例如，基站可以利用USB或以太网或类似物经由通信电缆链路连接至外部系统，例如个人电脑、服务器、诸如LAN的网络等等。应当明白，可选地，基站可以无线或经由硬连接连接至独立通信或传输装置，用于将数据发送给另一装置或系统。

基站还包括第二通信模块303a，其无线地或经由硬连接与呼吸设备上机载的互补通信模块303b通信。第二通信模块可用于从呼吸设备回收使用适应性的数据，用于储存在基站的集成数据存储介质上和/或进一步输送至上述外部系统。第二通信模块303a还可操作用于发送控制信号，以配置呼吸设备的工作参数或设定。基站包括用于自动地或者响应于使用者界面生成的信号而生成控制信号的控制系统，所述使用者界面可由使用者操作，以经由第二通信模块303a控制这样的工作参数或设定。举例来说，控制信号可用来启动呼吸设备的各种操作模式，这些操作模式包括但不限于在开和关之间切换设备的开关模式、为机载电源充电的充电模式、使鼓风单元运行一预定时间以在使用后干燥气体流路的干燥模式、以及将使用者使用数据和/或传感器数据传输给基站的数据传输模式。

在一些实施例中，所述控制系统可被构造用于自动地向呼吸设备发送控制信号，以根据基站和呼吸设备之间是否检测到有效连接(有线或者无线)来控制一个或多个操作模式，包括启动、停止或其它方式控制操作模式。

第二通信模块303a可以任选地被构造用于从呼吸设备上机载的任何无线传感器直接地接收传感器信号和/或传感器数据。

可移除的数据存储介质也可以设置在呼吸设备301和基站300中的任一个或两者上，以允许传输适应性的数据。

基站可以由电源供电，电源例如是联接至主AC电压源306的独立AC电源适配器304。应该明白，在可选实施例中，AC电源适配器电路可以集成到基站中。

在该实施例中，基站提供了相连的电源接线板305形式的电源系统，所述电源接线板305被构造用于经由无线电力输送向解下的呼吸设备301输送电力。在使用时，当使用者穿戴着呼吸设备睡觉时，电源接线板305位于使用者枕头下，以便不联接地电力输送。来源于电源接线板的电力可用来为呼吸设备供电和/或为呼吸设备上机载的任何储能装置充电，例如蓄电池组、超电容器等等。在该实施例中，利用磁谐振电力输送或类似方法，将电力从电源接线板305输送至呼吸设备301。

电源系统也可以任选地被构造用于向呼吸设备上机载的任何无线传感器供电。

基站第二实施例-带有集成无线电力输送

参照图45，第二实施例的基站310类似于第一实施例，同样的参考标记代表同样的特征和功能。第二实施例的主要区别在于，无线电力输送硬件被集成到基站中，使得数据通信和电力输送能够在同一连接处同时进行，即在基站和可穿戴呼吸设备之间的无线连接介质处。如图所示，基站可以向不具有机载储能装置(例如蓄电池组或超电容器)的可穿戴呼吸设备312无线供电311，或者向具有机载储能装置的可穿戴呼吸设备313供电和/或充电。如图所示，基站和呼吸设备还包括如第一实施例中所述的通信模块。

基站第三实施例-带有数据集线器

参照图46，第三实施例基站采用数据集线器320的形式。数据集线器320通过之前所述的通信模块303a、303b与呼吸设备322通信。数据集线器320还与外部系统321无线通信302，例如计算机或便携式通信装置，例如膝上计算机、平板、智能电话或类似物。使用者可操作在外部系统上运行的计算机或应用程序，以无线控制呼吸设备的设定或工作参数。应该明白，在可选实施例中，外部系统321和呼吸设备322可以直接通信，不需要数据集线器320。如前所述，适应性的数据和设备设定从呼吸设备无线转播给独立数据集线器320，用于储存和/或进一步无线输送至外部系统。可移除介质还可以用来为这两个步骤中的任一步骤传输数据。

在该第三实施例的构造中，电源304，例如连接至AC电网电压306的AC适配器，可经由电力电缆327连接至呼吸设备部件，用于供电或充电，即，呼吸设备实际上用插头插入电源，以便运行和/或充电任何机载储能装置。目标是在设备没有使用时为蓄电池充电，但是，在325处所示的系栓(tethered)操作模式，可以同时使用和充电该装置。同样，在324，可以从头饰/鼓风机上移除蓄电池进行充电，如图所示，或者在326，可以将电源直接用插头插入呼吸设备，以便无蓄电池使用，如图所示。至蓄电池或呼吸设备的电源接头可以包括断开电接头(breakaway electrical connection)，以允许在施加大的应变的情况下，从蓄电池或设备拉开电缆。

基站第四实施例-带有蓄电池配接站

参照图47，第四实施例的基站330也包括通信模块302、303，用于允许传输和储存适应性的数据，以及允许使用者经由基站上的使用者界面改变呼吸设备工作设定。

基站由连接至AC电网电压源306的AC适配器304供以电力，不过应当明白，可选地，AC适配器电路也可以集成到基站中。基站包括用于接收呼吸设备的可移除储能装置、例如蓄电池或蓄电池组331的蓄电池配接站，以便再充电，即，蓄电池被从呼吸设备的头饰上物理移除，并配接到基站中以充电。电缆332从基站延伸，并可选择地连接至呼吸设备，以便供电运行和/或充电。例如，电缆332可以连接到带有机载蓄电池334的呼吸设备333上，以允许系栓使用呼吸设备，同时为蓄电池充电。可选地或附加地，在335，如图所示，电缆可以用插头插入到无蓄电池的呼吸设备中，以允许系栓使用该设备。而且，至蓄电池或呼吸设备的电缆接头可以包括断开电接头，以允许在施加大的应变的情况下，从蓄电池或设备拉开电缆。

基站第五实施例-带有集成无线电力输送接线板

参照图48，第五实施例的基站340具有类似于第四实施例的构造，同样的参考标记代表同样的特征和功能。主要区别在于第五实施例的基站340不具有蓄电池配接站，而是设置有在第一实施例的基站所述类型的集成充电接线板341，该集成充电接线板341被构造用于经由无线电力输送向呼吸设备342输送电力。例如，呼吸设备的蓄电池物理放置在充电接线板341上以便充电。充电可以在蓄电池还附着于呼吸设备(如图所示)的情况下或者在蓄电池被移除并本身放置在接线板上的情况下进行。充电接线板341可以是侧面开口的(如图所示)或者结合到一封闭物中，这样设备在充电时可以隐藏起来。

基站第六实施例-带有插入式充电

参照图49，第六实施例的基站350具有类似于第四实施例的构造，同样的参考标记代表同样的特征和功能。主要区别在于第六实施例的基站350不具有蓄电池配接站，而是根据需要，电缆332连接至呼吸设备的可移除蓄电池组336。

基站第七实施例-带有独立无线电力和数据传输接线板

参照图50，第七实施例的基站360类似于第一实施例，同样的参考标记代表同样的特征和功能。第七实施例的主要区别在于，用于与呼吸设备301通信的通信模块被集成到电源接线板305中。特别地，电源接线板305既包括无线电力输送发射器或发射器电路305a，又包括通信模块通信电路305b。无线电力输送发射器305a被构造用于不联接地电力输送至互补无线电力输送接收器或接收电路362a，所述无线电力输送接收器或接收电路362a设置在呼吸设备301的控制板362上。同样，控制板还包括用于与电源接线板305的通信模块305b通信的通信模块通信电路362b。这种构造允许电力和数据两者都从电源接线板305通过相同或单一的无线连接介质或链路365传输至电源接线板305。

如图所示，在305，电力输送经由电缆367连接至基站360。该连接367允许基站360向电源接线板305的无线电力输送电路供电，以及还向呼吸设备发送数据和从呼吸设备接收数据。特别地，基站可以发送控制信号，以为呼吸设备配置工作参数或设定，并且可以从呼吸设备接收使用适应性的数据，正如参照图44中第一实施例的基站所述的那样。

来源于电源接线板的电力可以用于为呼吸设备供电和/或为呼吸设备上机载的任何储能装置例如蓄电池组、超级电容器等充电，正如参照图44的第一实施例中所述的那样。

在该第七实施例中，呼吸设备上机载的控制板362被图示为安装至头饰363，特别地在使用者头部的顶部的部位安装至顶部的头带。然后控制板362经由电缆364连接至呼吸设备301的鼓风单元和/或鼓风机外壳中的任何另外的控制电路。但是，应当明白，在可选实施例中，控制板362可以集成到呼吸设备主外壳中，而不是如图所示地安装至头饰。

本发明的上述说明包括其优选形式。在并不背离由所附权利要求限定的本发明的保护范围的情况下，可以对本发明进行多种修改。

Claims

1.一种能够在头部安装的呼吸辅助设备，所述呼吸辅助设备被构造用于向使用者提供呼吸气流，并且包括：患者接口；以及包括轻质叶轮的鼓风单元，所述鼓风单元固定地或可释放地安装至患者接口的前部并且具有用于从周围的大气接收气体供应的进气口，并且可操作用于在出气口处生成加压气流，并且其中患者接口具有流体连接至鼓风单元的出气口的进气口，并且被构造用于经由一个或多个出气口向使用者的鼻子和/或嘴输送加压气体，并且其中从鼓风单元的进气口到患者接口的一个或多个出气口的气体流路基本上是密封的，以使得沿着气体流路不存在偏流，并且其中，所述呼吸辅助设备被构造成这样：使用者呼出到患者接口内的气体通过气体流路在加压气流的相反方向上向后排出并从鼓风单元的进气口离开能够在头部安装的所述呼吸辅助设备进入大气中。

2.根据权利要求1所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，鼓风单元的进气口与患者接口的一个或多个出气口之间的气体流路容积小于200毫升。

3.根据权利要求2所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，鼓风单元的进气口与患者接口的出气口之间的气体流路容积在50毫升到150毫升的范围内。

4.根据权利要求1所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，还包括头饰，所述头饰被构造用于将所述呼吸辅助设备固定至使用者的头部，所述头饰包括一条或多条头带。

5.根据权利要求4所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述呼吸辅助设备还包括被构造用于向呼吸辅助设备供应电力的一个或多个机载电源模块，并且其中，所述机载电源模块被安装至所述头饰或与所述头饰相集成。

6.根据权利要求5所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，在一条或多条头带内设置一个或多个口袋，所述一个或多个机载电源模块被保留在所述一个或多个口袋内。

7.根据权利要求6所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述一个或多个口袋能够打开以允许移除所述一个或多个机载电源模块。

8.根据权利要求5所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述一个或多个机载电源模块被可释放地安装至头饰的一部分，以使得能够从头饰上拆卸这一个或多个机载电源模块。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述一个或多个机载电源模块包括从蓄电池、燃料电池和/或电容器中选出的一个或多个储能装置。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，鼓风单元的轻质叶轮是无盖罩的。

11.根据权利要求10所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，鼓风单元还包括具有围起叶轮的上内表面和下内表面的壳体，并且其中，所述叶轮具有多个叶片，凭借没有盖罩，所述多个叶片基本上向着所述壳体的上内表面和下内表面敞开。

12.根据权利要求1至8中任一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，还包括安装至所述呼吸辅助设备或安装在所述呼吸辅助设备内的机载电子控制器，所述机载电子控制器可操作用于通过控制鼓风单元来控制输送至使用者的呼吸气体的压力。

13.根据权利要求12所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，还包括安装至所述呼吸辅助设备或安装在所述呼吸辅助设备内的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被构造用于测量操作参数并生成代表性的传感器信号。

14.根据权利要求13所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述一个或多个传感器是无线传感器。

15.根据权利要求14所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述一个或多个无线传感器被构造用于将所生成的传感器信号发送给控制器。

16.根据权利要求14所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述一个或多个无线传感器被构造用于向独立的外部装置或系统直接地或间接地无线传输所生成的传感器信号。

17.根据权利要求14所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述一个或多个无线传感器由无线电力输送系统无线地供电，所述无线电力输送系统无线地连接至所述呼吸辅助设备。

18.根据权利要求1至8中任一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，还包括无线通信模块，所述无线通信模块可操作用于从外部装置和/或系统接收数据以及向外部装置和/或系统发送数据。

19.根据权利要求18所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述呼吸辅助设备包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被构造用于测量操作参数并生成代表性的传感器信号，并且其中，所述无线通信模块被构造用于向独立的外部装置或系统发送所生成的传感器信号。

20.根据权利要求18所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，还包括机载电子控制器，所述机载电子控制器被构造用于储存表示使用者使用呼吸辅助设备的使用数据，并且其中，所述无线通信模块被构造用于向独立的外部装置或系统无线地传输所述使用数据。

21.根据权利要求1至8中任一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，还包括机载无线电力输送接收器，其被构造用于从无线电力输送发射器接收电力。

22.根据权利要求1至4中任一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，还包括机载电源模块。

23.根据权利要求1至8中任一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，所述呼吸辅助设备被构造为气道正压(PAP)装置。

24.根据权利要求1至8中任一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，患者接口包括鼻罩，所述鼻罩被构造用于与使用者的脸部密封地接合，以便覆盖使用者的鼻子。

25.根据权利要求1-8中的任意一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，其中，患者接口包括下列项目中的任何一项：全面罩，所述全面罩被构造用于与使用者的脸部密封地接合，以便覆盖使用者的鼻子和嘴；鼻枕罩，所述鼻枕罩密封地接合使用者的鼻孔；非密封的鼻插管，所述鼻插管被构造用于定位在使用者的鼻孔内部；或者口腔接口，所述口腔接口被构造用于与使用者的嘴密封地接合或者密封地接合在使用者的嘴内。

26.一种呼吸辅助系统，所述呼吸辅助系统包括：

根据权利要求1-8中的任意一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备；以及

无线电源系统，所述无线电源系统被构造用于将电力无线地供应至呼吸辅助设备。

27.根据权利要求26所述的呼吸辅助系统，其中，所述无线电源被构造用于向呼吸辅助设备供应电力以供向鼓风单元供电。

28.根据权利要求26所述的呼吸辅助系统，其中，所述呼吸辅助设备包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被构造用于测量各种操作参数并生成代表性的传感器信号，并且其中，所述无线电源被构造用于向传感器供应电力。

29.一种呼吸辅助系统，所述呼吸辅助系统包括根据权利要求1-8中的任意一项所述的能够在头部安装的呼吸辅助设备，所述呼吸辅助设备被构造成能够操作性地连接至独立的基站，所述基站包括：

电源系统，所述电源系统可操作用于向呼吸辅助设备供应电力；

数据传输系统，所述数据传输系统可操作用于向呼吸辅助设备发送数据和从呼吸辅助设备接收数据；以及

控制系统，所述控制系统可操作用于利用控制信号控制呼吸辅助设备。

30.根据权利要求29所述的呼吸辅助系统，其中，所述基站的电源系统被构造用于经由一根或多根电力输送电缆将电力输送至呼吸辅助设备。

31.根据权利要求29所述的呼吸辅助系统，其中，所述基站的电源系统包括无线电力输送电路，所述无线电力输送电路被构造用于将电力无线地输送至呼吸辅助设备。

32.根据权利要求31所述的呼吸辅助系统，其中，所述基站的数据传输系统包括第一通信模块，所述第一通信模块可操作用于通过有线或无线的通信介质在基站和呼吸辅助设备之间传输数据。

33.根据权利要求32所述的呼吸辅助系统，其中，所述基站的数据传输系统还包括第二通信模块，所述第二通信模块可操作用于通过有线或无线的通信介质在基站和外部服务器之间传输数据。

34.根据权利要求29所述的呼吸辅助系统，其中，所述基站的控制系统可操作用于向呼吸辅助设备发送控制信号，以控制下列操作模式中的任何一种或多种：开关模式、充电模式、干燥模式和/或数据传输模式。

35.根据权利要求34所述的呼吸辅助系统，其中，所述基站的控制系统被构造用于向呼吸辅助设备自动地发送控制信号，以根据基站和呼吸辅助设备之间是否检测到有效连接来控制一个或多个操作模式。