CN109641139A - 提升使用者舒适性的呼吸面罩 - Google Patents

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Abstract

提供了一种呼吸面罩(100)，包括：用于对面罩通气的通气系统(101)；用于提供使用者的呼吸数据并且定位成用于在使用者佩戴面罩时感测呼吸面罩(100)内侧的空气的至少一个物理性质的检测器(102)；配置成基于呼吸数据致动通气系统(101)的控制器(103)；其特征在于，控制器(103)配置成：基于至少一个在先检测到的吸气或呼气周期的历史呼吸数据预测未来呼吸数据；和基于所预测的未来呼吸数据确定未来吸气周期或者未来呼气周期将要发生；在所确定的未来吸气或呼气周期开始前致动通气系统(101)。此外，还提供了一种用于控制呼吸面罩的通气系统的方法。

Description

提升使用者舒适性的呼吸面罩
技术领域
本发明涉及呼吸面罩。具体地，本发明涉及提升使用者的佩戴舒适性的呼吸面罩。
背景技术
目前市面上的呼吸面罩由于呼吸阻力高而使得佩戴较长时间会感到不适。此外，在长时间佩戴面罩时，面罩内侧的温度、CO2和湿度也会增加。这进一步降低了佩戴舒适性。
现有技术的装置通过在呼吸面罩中安装主动通气系统来解决该问题。例如，WO/2015/183177描述了一种具有主动通气系统的呼吸面罩，该主动通气系统在使用者呼气时被致动。然而，这种面罩不会根据消费者的需要提升使用者舒适性。
存在对于相对现有产品具有提升的使用者舒适性并结合低功耗的呼吸面罩的需要。
发明内容
在本发明的第一方面中，提供了一种能够被使用者佩戴的呼吸面罩。该面罩包括：用于对面罩通气的通气系统；检测器，该检测器用于提供佩戴面罩的使用者的呼吸数据并且定位成使得面罩内侧的至少一个物理性质可被检测，该面罩内侧的至少一个物理性质为例如呼吸面罩在被使用者佩戴时其内侧的至少一个物理性质；配置成基于呼吸数据致动通气系统的控制器。该控制器配置成：基于由检测器提供的至少一个在先检测到的吸气或呼气周期的历史呼吸数据预测未来呼吸数据；基于所预测的未来呼吸数据确定未来吸气周期或者未来呼气周期将要发生；和在所确定的未来吸气或呼气周期开始前致动通气系统。
根据实施例，控制器配置成基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据的波形趋势。基于所预测的波形趋势，通气系统被适当地致动。根据实施例，控制器配置成基于呼吸数据的斜率值预测未来呼吸数据。根据实施例，波形趋势被基于呼吸数据的斜率值预测。例如，控制器配置成：确定由检测器检测到的实时/当前呼吸数据的斜率值；和将实时/当前呼吸数据的斜率值与历史呼吸数据的斜率值进行比较。
根据实施例，控制器配置成基于呼吸数据的斜率值和历史呼吸数据的基线值预测未来呼吸数据。根据实施例，波形趋势被基于呼吸数据的斜率值和历史呼吸数据的基线值预测。例如，控制器配置成：确定历史呼吸数据的基线值；和将由检测器检测到的实时/当前呼吸数据与所确定的基线值进行比较，以确定当前呼吸数据与吸气或呼气周期的哪个阶段相关。此外，控制器配置成：确定由检测器检测到的实时/当前呼吸数据的斜率值；和将实时/当前呼吸数据的斜率值与历史呼吸数据的斜率值进行比较。
根据实施例，控制器配置成基于至少一个物理性质的预定水平调节由通气系统产生的气流的速度。该预定水平可以由使用者经由联接至控制器的输入界面设定。可替代地，控制器可以构造成例如经由Wi-Fi、蓝牙、ZigBee或其它无线技术从使用者的例如智能手机的设备无线地接收诸如预定水平的数据。使用者可以提供他对例如温度、湿度、二氧化碳、压力、氧气水平或它们的组合的偏好。
根据实施例，通气系统是适用于将空气从面罩抽出的单向通气系统；和控制器配置成在所确定的未来呼气周期开始前致动单向通气系统；并且控制器配置成在所确定的未来吸气周期开始前关停单向通气系统。
根据实施例，控制器配置成至少在下个吸气或呼气周期开始前至少75毫秒致动通气系统。控制器可以配置成在下个吸气或呼气周期开始前75毫秒至150毫秒之间致动通气系统。
根据实施例，通气系统包括适用于在使用者佩戴面罩时将空气从面罩抽出的第一部件和适用于在使用者佩戴面罩时将空气吸入面罩的第二部件；并且控制器配置成在所确定的未来呼气周期开始前致动第一部件；和控制器配置成在所确定的未来吸气周期开始前致动第二部件。
根据实施例，通气系统是包括空气过滤器的双向通气系统，并且控制器配置成致动双向通气系统，以使得例如在面罩被使用者佩戴时空气在所确定的未来呼气循环开始前被从面罩抽出；和控制器配置成致动双向通气系统，以使得例如在面罩被使用者佩戴时空气在所确定的未来吸气循环开始前被吸入面罩。
根据实施例，检测器包括温度传感器和/或湿度传感器，至少一个物理性质是面罩被佩戴时其内侧的温度或湿度。根据实施例，检测器包括压力传感器，至少一个物理性质是面罩被佩戴时其内侧的压力。根据实施例，检测器包括二氧化碳传感器，至少一个物理性质是面罩被佩戴时其内侧的二氧化碳水平。根据实施例，检测器包括氧气传感器，至少一个物理性质是面罩被佩戴时其内侧的氧气水平。
在本发明的第二方面中，提供了一种用于控制呼吸面罩的通气系统的方法。该包括：接收例如佩戴面罩的使用者的至少一个吸气或呼气周期的历史呼吸数据；基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据；基于所预测的未来呼吸数据确定未来吸气周期或者未来呼气周期将要发生；在所确定的未来吸气或呼气周期开始前致动通气系统。
根据实施例，基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据包括基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据的波形趋势。根据实施例，基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据包括基于当前和历史呼吸数据的斜率值预测未来呼吸数据。
本发明的特定和优选方面在所附独立和从属权利要求中被阐述。从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征以及与适当的其它从属权利要求的特征组合，而不仅仅是权利要求中明确阐述的。
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得显而易见并得以阐明。
附图说明
图1示出了被使用者佩戴的呼吸面罩的实施例；
图2示出了使用历史呼吸数据来确定风扇的关闭和打开控制点；
图3示出了被使用者佩戴的呼吸面罩的实施例，其特征在于两个独立的通气部件；
图4示出了被使用者佩戴的呼吸面罩的实施例，其特征在于两个独立的通气部件，所述通气部件中的一个的特征在于外部空气过滤器。
附图仅是示意性的并且是非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可能被扩大并且不按比例绘制。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
在不同的附图中，相同的附图标记表示相同或相似的元件。
具体实施方式
将参考特定实施例并参考某些附图来描述本发明，但是本发明不限于此，而仅由权利要求限定。所描述的附图仅是示意性的并且是非限制性的。在附图中，为了说明的目的，一些元件的尺寸可能被扩大并且不按比例绘制。尺寸和相对尺寸不对应于本发明实践中实际缩减量。
此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二等用于区分类似的元件，而不一定用于在时间上、空间上、以排序或以任何其它方式描述序列。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且在此所描述的本发明的实施例能够以不同于在此所描述或示出的其它顺序进行操作。
值得注意的是，权利要求中所使用的术语“包括”不应被解释为限于此后列出的装置；它不排除其它元件或步骤。因此，它被解释为指定设有所提及的特征、整体、步骤或组件，但不排除设有或添加一个或多个其它特征、整体、步骤或组件或者它们的组。因此，表述“装置包含A和B”的范围不应限于仅由部件A和B部件组成的装置。这意味着对于本发明，装置的唯一相关部件是A和B。
在本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书中的各个地方的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现不一定都是指同一实施例，而是可能指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，特定的特征、结构或特性能够以任何合适的方式组合，从本公开来看这对于本领域普通技术人员是显而易见的。
类似地，应当理解的是，在本发明的示例性实施例的描述中，为了简化本公开并且有助于理解各种发明方面中的一个或多个的目的，本发明的各种特征有时被分组在单个实施例、附图或它们的描述中。然而，这种公开的方法不应被解释为反映所要求保护的发明要求比每个权利要求中明确叙述的特征的更多的特征。相反，如以下权利要求所反映的，创造性的方面在于少于单个以上公开的实施例中的所有特征。因此，紧随详细描述的权利要求特此明确地并入本详细描述中，其中，每个权利要求独立地作为本发明的单独实施例。
此外，虽然本文所描述的一些实施例包括一些并未被包括在其它实施例中的特征，但是，如本领域技术人员将理解的，不同实施例的特征的组合意图在本发明的范围内，并且形成不同的实施例。例如，在所附权利要求中，任何要求保护的实施例能够以任何组合使用。
在本文提供的描述中，阐述了许多具体细节。然而，应当理解的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例。在其它情况中，为了不模糊对该描述的理解，没有详细地示出公知的方法、结构和技术。
在本公开中，提到“呼吸面罩”和“内部空间”。呼吸面罩是被使用者佩戴、并在外侧空气到达使用者的嘴或鼻子之前将其过滤的面罩。面罩防止诸如污染物的颗粒到达使用者的呼吸道。典型的呼吸面罩在诸如拥挤的城市的受污染的环境中被佩戴。当使用者佩戴面罩时，在使用者的面部和面罩本身之间形成内侧空间。当使用者吸气时，内侧空间内充有经过滤的外侧空气，并且当使用者呼气时，内侧空间内充有使用者呼出的空气。
在本发明的第一方面，提供一种呼吸面罩。呼吸面罩包括用于对面罩通气的通气系统。这种通气系统可以包括诸如风扇或微型风扇的主动通气系统。主动通气系统也可以是例如电控阀的阀。
此外，检测器位于面罩中或其上。检测器定位成使得能够感测当面罩被使用者佩戴时面罩内的空气的至少一个物理特性。存在于内侧空间中的空气的至少一个物理特性可以由检测器感测。空气的至少一个物理性质表示佩戴面罩的使用者的呼吸数据。空气的至少一个物理性质可以是温度、压力、湿度、CO2水平、O2水平或它们的组合。检测器可以是能够感测空气的一个或多个物理性质的任何基于光或电的部件。
此外，在面罩中或其上设有控制器。控制器可以是处理器或微控制器。控制器有线或无线联接至检测器，以使得来自检测器的呼吸数据可以被控制器接收。控制器进一步联接至通气系统，并且被配置成基于所接收的呼吸数据致动通气系统。控制器被进一步配置成基于至少一个较早检测到的吸气或呼气周期的历史呼吸数据来预测未来呼吸数据。因此，当使用者佩戴面罩时，检测器提供使用者的呼吸数据。该呼吸数据由控制器接收并存储在控制器内部或外部的存储器中。控制器被进一步配置成：基于所存储的呼吸数据预测未来呼吸数据；基于所预测的未来呼吸数据确定未来吸气周期或者未来呼气周期将会发生；在所确定的未来吸气或呼气周期开始前致动通气系统。
基于所预测的未来呼吸数据致动通气系统。通过如此，通气系统在实际吸气或呼气周期开始之前被致动。本发明的优点在于，代替使用面罩内侧的空气的物理参数的阈值来控制通气系统，使用所预测的数据可以更精确地控制主动通气系统，这产生更好的通气并提升使用者舒适性。更准确的通气导致面罩内低的温度、低的湿度水平和低的二氧化碳水平。本发明的另一优点在于，通过对通气系统的这种精确控制，可以节省电力，这是电池供电的便携式呼吸面罩装置的关键参数。
图1示出了被使用者200佩戴的呼吸面罩100的实施例。当面罩被佩戴时，在使用者200和呼吸面罩100之间存在内侧空间107。在内侧空间107中发生内侧空间107中的空气和面罩外侧的空气之间的空气交换。在这种实施例中，呼吸面罩100的盖体106覆盖使用者200的嘴和鼻子。盖体106起到呼吸面罩100的空气过滤器的作用。盖体106由阻止外侧空气中的污染物到达使用者200的嘴和鼻子的材料制成，使得仅清洁的空气被提供至使用者的嘴和鼻子。通气系统101位于盖体106中，使得来自呼吸面罩内侧的空气可以从面罩被排出。盖体106被成形为实现面罩在被佩戴时与使用者的面部的紧密配合。检测器102位于盖体106上或其中并且面向内侧空间107，使得内侧空间107中的空气的物理参数被感测。控制器103位于盖体106上或其中并且被联接(未示出)至检测器和通气系统101。可以设有电池(未示出)，以对呼吸面罩100的电子部件供电。电池可以位于盖体106上。
在本发明的实施例中，呼吸面罩仅覆盖使用者的嘴或鼻子。在其它实施例中，使用者的嘴和鼻子都被呼吸面罩覆盖。
在本发明的实施例中，设有电池以便对检测器、控制器和通气系统提供电力。在本发明的实施例中，设有联接至发电机的可充电电池，该发电机适用于从使用者的吸气和呼气周期产生电力。
根据本发明的实施例，控制器被配置成基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据的波形趋势。在对未来呼吸数据进行评估后，主动通气系统被致动。
根据特定实施例，预测未来呼吸数据是基于呼吸数据的斜率值。根据特定实施例，预测未来呼吸数据是基于当前和历史呼吸数据的斜率值。因此，斜率值被用作未来呼吸波形预测值输入。根据实施例，控制器被配置成：确定由检测器检测到的实时或当前呼吸数据的斜率值；和将当前呼吸数据的斜率值与历史呼吸数据的斜率值进行比较。
根据本发明的实施例，历史呼吸数据的波形基线值被确定。基于历史呼吸数据的最大和最小采样值的平均值来计算基线。
基线＝(Tmax+Tmin)/2
T表示温度，但也可以使用压力、湿度、CO2或O2的最大和最小采样值来确定基线值。历史基线值可以被存储在控制器中。控制器根据至少一个呼吸周期、例如四个周期计算平均基线值。因此，控制器被进一步配置成考虑这种波形基线值，以精确地确定当前的呼吸数据与吸气或呼气周期的哪个阶段相关，并且使所确定的当前呼吸数据的斜率值与该阶段相关。因此，使用历史呼吸数据的波形基线信息来更精确地执行基于所预测的未来呼吸数据确定未来吸气周期或者未来呼气周期将要发生。
示例：
控制器正在接收来自检测器的实时数据。控制器计算所接收的实时数据的瞬时斜率信号。实时数据被与所确定的基线进行比较，以确定使用者在吸气或呼气周期的哪个阶段。例如，以便确定实时数据与吸气/呼气周期的前半部分或者吸气/呼气周期的后半部分相关。由于实时数据的斜率值在吸气或呼气周期的不同阶段可能相等，这种比较很重要。控制器被配置成仅在吸气周期或呼气周期处于吸气周期或呼气周期的后半部分时致动通气系统。瞬时斜率信号还被与从至少一个在先的吸气和/或呼气周期计算所得的斜率信号进行比较，或者被与多于一个吸气和/或呼气周期的平均计算斜率值进行比较，该多于一个吸气和/或呼气周期例如为四个周期。因此，根据斜率比较和基线值比较可以精确地确定使用者将在哪个时间点从吸气周期切换到呼气周期或者使用者将在哪个时间点从呼气周期切换到吸气周期。在这种切换发生前，控制器会根据将要发生的下一个周期的类型命令通气系统适当地致动。
根据本发明的实施例，历史呼吸数据代表来自已经发生的至少一个吸气和/或呼气周期的数据。优选地，历史呼吸数据代表来自已经发生的至少四个吸气和/或呼气周期的数据。
图2示出了呼吸面罩的由四个呼吸期组成的自学习期，每个呼吸期由吸气和呼气周期组成。基于在自学习期中获取的数据并基于由检测器感测的实时数据，确定下一个吸气或呼气周期将何时开始。在下一个周期开始前，适当地控制面罩的通气系统。
根据本发明的实施例，吸气和/或呼气周期的历史呼吸数据被求平均值并用于预测未来呼吸数据。
根据本发明的实施例，控制器被配置成连续地存储已经发生的至少一个吸气和/或呼气周期的呼吸数据，该至少一个吸气和/或呼气周期例如为四个周期。因此，当使用者正在使用面罩时，历史呼吸数据根据在先的吸气和/或呼气周期中的一个或多个的呼吸数据持续更新。换言之，控制器被配置成使用基于滑动窗口的数据来存储历史呼吸数据。
根据本发明的实施例，控制器被配置成基于至少一个物理性质的预定水平来调节由通气系统产生的气流的速度。例如，当通气系统是风扇时，控制器被配置成基于实时物理性质数据或由检测器感测的空气和至少一个物理性质的预定水平来提升或降低风扇的速度。技术效果是当面罩内侧的空气的例如温度、湿度水平、CO2水平、压力、O2水平的某一物理性质的预定值被超过时，风扇的速度可以被增大，以降低所感测的物理性质的水平。此外，当面罩内侧的空气的例如温度、湿度水平、CO2水平、压力、O2水平的某一物理性质低于预定值时，风扇的速度可以被减小，以降低所感测的物理性质的水平。换句话说，风扇的速度可以根据面罩内侧的实时感测的物理性质的水平而被增大或者减小，以总是降低所感测的物理性质的水平。作为优点，使用者舒适性被进一步提高。至少一个物理性质的预定水平可由使用者设定。例如，使用者可以设定空气的令他感到舒适的物理性质。这允许面罩由使用者定制。例如，使用者可以在一年中的不同季节或者在世界的不同地区选择例如温度和湿度的不同的预定水平。
根据本发明的实施例，通气系统是适用于例如在使用者呼气时将空气从面罩中抽出的单向通气系统。控制器适于在所确定的未来呼气周期开始前致动单向通气系统。这使得面罩的内侧空间中的空气能够被排出，并且在使用期间不会对使用者造成不适。控制器可以进一步适于在所确定的未来吸气周期开始前停止单向通气系统。根据本发明的特定实施例，单向通气系统构造成在单向通气系统不工作时阻止空气经由单向通气系统进入面罩。例如，单向通气系统可以包括构造成在单向通气系统不工作时关闭的阀。在主动阀的情况中，该阀可以联接至控制器并且被馈送与单向通气系统相同的控制信号。可替代地，阀是适于在面罩内侧的压力低于预定阈值时关闭的被动阀。
根据本发明的实施例，通气系统包括第一通气部件和第二通气部件。第一通气部件适于例如在面罩被使用者佩戴时将空气从面罩抽出。第一通气部件可以是风扇或微型风扇。第二通气部件适于例如在面罩被使用者佩戴时将空气吸入面罩。第二通气部件可以是风扇或微型风扇。控制器被配置成在所确定的未来呼气周期开始前致动第一通气部件。控制器被进一步配置成在所确定的未来吸气周期开始前致动第二通气部件。因此，第一通气部件和第二通气部件被控制器基于预测的呼吸数据彼此分开地控制。
图3示出了本发明的实施例。呼吸面罩100包括盖体106。在盖体106中设有两个通气部件104、105。通气部件104和通气部件105都联接至位于盖体106上的控制器103。第一通气部件104由控制器致动并且适于将空气从呼吸面罩100内侧抽出到外侧、例如抽出到周围环境。第二通气部件105由控制器103致动并且适于将空气从外侧吸入呼吸面罩100并吸入到内侧空间107中。此外，设有检测器102并且检测器102定位成使得可以感测内侧空间107中的空气的至少一个物理参数。
根据特定实施例，第二通气部件包括空气过滤器，使得吸入到面罩中的空气在到达使用者前被过滤。例如，空气过滤器被集成在第二通气部件中。
根据本发明的实施例，呼吸面罩包括空气过滤器，其定位成使得通过第二通气部件吸入到面罩中的空气在到达使用者前被过滤。例如，当面罩被使用者佩戴时，空气过滤器位于第二通气部件和使用者的面部之间。图4示出了这种实施例。
图4示出了呼吸面罩100的实施例。呼吸面罩100类似于图3所示的呼吸面罩。然而，除了图3中的面罩的特征外，该面罩还包括位于盖体106上的空气过滤器108。第一通气部件104位于盖体106中。空气过滤器108被定位成使得被从呼吸面罩100的外侧吸入内侧空间107中的空气例如在到达使用者200之前通过空气过滤器108。
根据本发明的实施例，第一通气部件可以包括第一阀。第一阀适于在第一通气部件不工作时关闭。例如，第一阀可以是适于在空气从面罩被抽出时打开并且在空气被吸入面罩中时关闭的被动阀。第一阀也可以是联接至控制器的主动阀。例如，第一阀由与被提供至第一通气部件的同一信号控制。因此，控制器配置成在所确定的未来呼气周期开始前打开第一阀并且在所确定的未来吸气周期开始前关闭第一阀。
根据本发明的实施例，第二通气部件可以包括第二阀。第二阀适于在第二通气部件不工作时关闭。例如，第二阀可以是适于在空气被吸入面罩中时打开并且在空气从面罩中抽出时关闭的被动阀。第二阀也可以是联接至控制器的主动阀。例如，第二阀由与被提供至第二通气部件的同一信号控制。因此，控制器配置成在所确定的未来吸气周期开始前打开第二阀并且在所确定的未来呼气周期开始前关闭第二阀。
根据本发明的实施例，通气系统包括适用于将空气吸入面罩并且将空气抽出面罩的双向通气系统。例如，双向通气系统是能够通过沿着一个方向转动风扇将空气吸入面罩并且能够通过沿着相反方向转动转风扇将空气抽出面罩的双向风扇。控制器被配置成致动通气系统，以使得在所确定的未来呼气周期开始前将空气从面罩抽出。控制器进一步被配置成致动通气系统，以使得在所确定的未来吸气循环开始前将空气吸入面罩。
根据特定实施例，双向通气系统包括空气过滤器，以使得吸入到面罩中的空气在到达使用者前被过滤。例如，空气过滤器被集成在双向通气系统中。
根据本发明的实施例，呼吸面罩包括空气过滤器，该空气过滤器定位成使得通过双向通气系统吸入面罩的空气在到达使用者前被过滤。例如，当使用者佩戴面罩时，空气过滤器位于双向通气系统和使用者之间。
根据本发明的实施例，检测器包括定位成感测面罩在被使用者佩戴时面罩内侧的温度的温度传感器。因此，当使用者佩戴面罩时，面罩的内侧空间中的温度可以被测量。在这种实施例中，至少一个物理性质是温度。传感器可以是Sensirion公司的STS3x传感器。
根据本发明的实施例，检测器包括定位成感测面罩在被使用者佩戴时面罩内侧空气的湿度的湿度传感器。因此，当使用者佩戴面罩时，面罩的内侧空间中的湿度可以被测量。在这种实施例中，至少一个物理性质是相对湿度。传感器可以是Sensirion公司的SHT3x传感器。传感器可以由微控制器通过SPI、I2C或UART接口控制。采样率可以被控制为诸如10Hz的采样率或更高的采样率的相对高的模式。
根据本发明的实施例，检测器包括定位成感测面罩在被使用者佩戴时面罩内侧的压力的压力传感器。因此，当使用者佩戴面罩时，面罩的内侧空间中的压力可以被测量。在这种实施例中，至少一个物理性质是压力。传感器可以是Sensirion公司的SPD60x系列的差动传感器。测量范围为-500Pa至500Pa。这个测量范围覆盖了呼吸压力范围。
根据本发明的实施例，检测器包括定位成感测面罩在被使用者佩戴时面罩内侧空气的二氧化碳水平的二氧化碳传感器。因此，当使用者佩戴面罩时，面罩的内侧空间中的二氧化碳水平可以被测量。在这种实施例中，空气的至少一个物理性质是二氧化碳水平。传感器可以是GC-0017二氧化碳计。
根据本发明的实施例，检测器包括定位成感测面罩在被使用者佩戴时面罩内侧空气的氧气水平的氧气传感器。因此，当使用者佩戴面罩时，面罩的内侧空间中的氧气水平可以被测量。在这种实施例中，空气的至少一个物理性质是氧气水平。
根据本发明的实施例，检测器可以包括上述任何传感器的组合。
根据本发明的实施例，可以使用设在呼吸面罩中的检测器来测量、检测或记录呼吸数据，或者可以从能够从呼吸面罩外部检测、记录或测量呼吸数据的装置接收呼吸数据。
根据本发明的第二方面，提出了一种用于控制呼吸面罩的通气系统的方法。在第一步中，接收至少一个先前的吸气和呼气周期的历史呼吸数据。存储该数据。在第二步中，使用至少一个先前的吸气和呼气周期的历史呼吸数据预测未来呼吸数据。在第三步中，基于所预测的未来呼吸数据确定未来吸气周期或者未来呼气周期将要发生。在第四步中，响应未来呼吸周期是吸气周期或者呼气周期来决定相应地致动通气系统。
根据本发明的实施例，基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据包括基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据的波形趋势。
根据本发明的实施例，基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据包括基于当前和历史呼吸数据的斜率值预测未来呼吸数据。
根据本发明的实施例，基于历史呼吸数据预测未来呼吸数据包括确定实时呼吸数据的斜率值；和将实时斜率值与历史呼吸数据的斜率值进行比较。

Claims (15)

1.一种呼吸面罩(100)，包括：
用于使所述面罩通气的通气系统(101)；
用于提供佩戴所述面罩(100)的使用者的呼吸数据的检测器(102)，其中，所述检测器(102)定位成使得所述呼吸面罩(100)内侧的空气的至少一个物理性质被检测；
配置成基于所述呼吸数据致动所述通气系统(101)的控制器(103)；
其特征在于，
所述控制器(103)配置成：
基于至少一个在先检测到的吸气或呼气周期的历史呼吸数据预测未来呼吸数据；
基于所预测的未来呼吸数据确定未来吸气周期或者未来呼气周期将要发生；和
在所确定的未来吸气周期或未来呼气周期开始前致动所述通气系统(101)。
2.根据权利要求1所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，所述控制器(103)配置成基于所述历史呼吸数据预测未来呼吸数据的波形趋势。
3.根据前述任意权利要求所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，所述控制器配置成基于所述呼吸数据的斜率值和所述历史呼吸数据的基线值预测所述未来呼吸数据。
4.根据权利要求3所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，预测所述未来呼吸数据包括：
确定所述历史呼吸数据的基线值；
将当前呼吸数据与所确定的基线值进行比较，以确定所述当前呼吸数据与吸气或呼气周期的哪个阶段相关；
确定由所述检测器(102)检测到的所述当前呼吸数据的斜率值；和
将所述当前呼吸数据的所述斜率值与所述历史呼吸数据的斜率值进行比较。
5.根据前述任意权利要求所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，所述控制器(103)配置成基于所述至少一个物理性质的预定水平调节由所述通气系统(101)产生的气流的速度。
6.根据前述任意权利要求所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，
所述通气系统(101)是适用于将空气从所述面罩抽出的单向通气系统；
所述控制器(103)配置成在所确定的未来呼气周期开始前致动所述单向通气系统；和
所述控制器(103)配置成在所确定的未来吸气周期开始前关停所述单向通气系统。
7.根据权利要求1至5中任意权利要求所述的呼吸面罩，其特征在于，
所述通气系统(101)包括适用于将空气从所述面罩(100)抽出的第一部件(104)和适用于将空气吸入所述面罩的第二部件(105)；
所述控制器(103)配置成在所确定的未来呼气周期开始前致动所述第一部件(104)；和
所述控制器(103)配置成在所确定的未来吸气周期开始前致动所述第二部件(105)。
8.根据权利要求1至5中任意权利要求所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，所述通气系统(101)是包括空气过滤器的双向通气系统，并且
所述控制器(103)配置成致动所述通气系统(101)，使得在所确定的未来呼气周期开始前将空气从所述面罩抽出；和
所述控制器配置成致动所述通气系统(101)，使得在所确定的未来吸气周期开始前将空气吸入所述面罩。
9.根据前述任意权利要求所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，所述检测器(102)包括温度传感器和/或湿度传感器。
10.根据前述任意权利要求所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，所述检测器(102)包括压力传感器，并且所述至少一个物理性质是压力。
11.根据前述任意权利要求所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，所述检测器(102)包括二氧化碳传感器，并且所述至少一个物理性质是二氧化碳水平。
12.根据前述任意权利要求所述的呼吸面罩(100)，其特征在于，所述检测器(102)包括氧气传感器，并且所述至少一个物理性质是氧气水平。
13.一种用于控制呼吸面罩的通气系统的方法，包括：
接收佩戴所述面罩的使用者的至少一个吸气或呼气周期的历史呼吸数据；
基于所述历史呼吸数据预测未来呼吸数据；
基于所预测的未来呼吸数据确定未来吸气周期或者未来呼气周期将要发生；
在所确定的未来吸气周期或未来呼气周期开始前致动所述通气系统。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述基于所述历史呼吸数据预测未来呼吸数据包括基于所述历史呼吸数据预测所述未来呼吸数据的波形趋势。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述基于所述历史呼吸数据预测未来呼吸数据包括基于当前和历史呼吸数据的斜率值预测所述未来呼吸数据。
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