CN113226421A - 压力支持系统以及向患者提供压力支持治疗的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于向患者提供压力支持治疗的压力支持系统(2)。压力支持系统包括：气流生成器(6)，被构造为生成到患者的呼吸气体流；若干传感器(22，27)，被构造为感测患者的呼吸特性；以及处理单元(24)，被构造为基于患者的呼吸特性计算患者的若干呼吸特征，基于所计算的若干呼吸特征中的一个或多个呼吸特征计算舒适度水平，并且基于所计算的舒适度水平调整气流生成器的增益。

Description

压力支持系统以及向患者提供压力支持治疗的方法
技术领域
本发明涉及一种压力支持系统，特别地，涉及基于患者的呼吸特征调整所提供的压力的压力支持系统。
背景技术
许多个体在睡眠时经受呼吸紊乱。睡眠呼吸暂停是世界各地数百万人经受的这种睡眠呼吸紊乱的常见示例。一种睡眠呼吸暂停是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)，这是其中由于气道(通常是上气道或咽区)的阻塞而无法呼吸，导致不断中断睡眠的状况。气道的阻塞通常被认为是至少部分由于使上气道段稳定的肌肉的普遍松弛，从而允许组织塌陷气道。另一类型的睡眠呼吸暂停是中枢性呼吸暂停，它是由于大脑的呼吸中枢没有呼吸信号而导致的呼吸中止。无论OSA，还是中枢性，还是作为OSA和中枢性的组合的混合性，呼吸暂停状况被定义为呼吸完全或接近中止，例如峰值呼吸气流减少90％或更多。
患有睡眠呼吸暂停的人在睡眠期间间歇性地经历睡眠片段化以及完全或几乎完全的通气中止，伴有潜在严重程度的氧合血红蛋白减饱和度。这些症状在临床上可能转化为白天极度嗜睡、心律失常、肺动脉高压、充血性心力衰竭和/或认知功能障碍。睡眠呼吸暂停的其他后果包括右心室功能障碍、觉醒期间和睡眠期间的二氧化碳潴留以及持续降低的动脉氧张力。睡眠呼吸暂停受害者可能由于这些因素而具有过高死亡率的风险，并且在驾驶和/或操作潜在危险设备时发生事故的风险升高。
即使患者没有遭受气道的完全或接近完全的阻塞，还已知在气道仅部分阻塞的情况下，也可能出现不良影响，诸如从睡眠中觉醒。气道的部分阻塞通常导致浅呼吸，称为呼吸不足。呼吸不足通常被定义为峰值呼吸气流减少50％或更多，随后是氧合血红蛋白减饱和度和/或皮质性觉醒。其他类型的睡眠呼吸紊乱包括但不限于上气道阻力综合征(UARS)和气道振动，诸如通常称为打鼾的咽壁振动。
通过使用气道压力支持系统向患者的气道施加气道正压(PAP)来治疗睡眠呼吸紊乱是众所周知的，气道压力支持系统通常包括面罩、压力生成设备以及导管，导管用于通过面罩向患者传送来自压力生成设备的正压呼吸气体。该正压有效地“固定(splint)”气道，从而保持到肺部的开放通道。在一种被称为持续气道正压(CPAP)的PAP治疗中，在患者的整个呼吸周期中，向患者递送的气体压力是恒定的。还已知提供如下正压治疗，其中向患者递送的气体压力随着患者的呼吸周期而变化，或随着患者的努力而变化，以增加患者的舒适度。该压力支持技术被称为双水平压力支持，其中向患者递送的吸气气道正压(IPAP)高于呼气气道正压(EPAP)。此外，还已知如下正压治疗，其中基于检测到的患者的状况(诸如患者是否正在经历呼吸暂停和/或呼吸不足)来自动调整压力。该压力支持技术被称为自动滴定型压力支持，因为压力支持设备试图向患者提供仅与治疗呼吸紊乱所必需的一样高的压力。
上述压力支持治疗涉及患者接口设备在患者的面部上的放置，该患者接口设备包括面罩部件，该面罩部件具有软的、柔性的密封垫。面罩部件包括但不限于覆盖患者的鼻子的鼻罩、覆盖患者的鼻子和口的鼻/口罩或覆盖患者的面部的全面罩。这种患者接口设备还可以使用其他患者接触部件，诸如前额支撑件、脸颊垫和下巴垫。患者接口设备通常通过头带部件固定到患者的头部。患者接口设备与气体递送管或导管连接，并且将压力支持设备与患者的气道连接，使得呼吸气体流可以从压力/流生成设备递送到患者的气道。
压力支持治疗对患者来说是舒适的，这一点很重要。不舒适的压力支持治疗可能阻碍患者继续进行治疗。例如，患者可能非常依从PAP治疗，但是当他醒来时，他感觉不舒适或没有精神。该患者可能怀疑治疗无效，或者以某种方式对他们的睡眠产生了负面影响。另一示例是不依从的患者。不依从可能出于许多原因，其中之一源于患者不相信治疗对他/她有效，而不顾来自咨询医生的信息。每次他使用PAP治疗时，他都觉得他比不使用时睡得更糟，因此拒绝继续常规治疗。
患者的舒适度可能受到向患者提供的压力补偿水平的影响。压力支持系统中的部件(诸如在压力生成设备和患者接口设备之间的患者回路中的部件，以及患者接口设备本身)可能影响向患者提供的压力水平。此外，患者的特性可能影响患者感受到的压力水平。压力支持系统最初可以被设置为补偿患者回路的部件和患者接口设备，但是系统的部件的改变或患者的改变可能导致从前使患者舒适的压力支持治疗方案不再舒适。过大的压力补偿可能使患者感到在吸气时似乎设备强迫他/她呼吸，并且可能使患者感到在呼气时似乎压力正在下降。过小的压力可能使患者在吸气时感到吸入困难，并且可能使患者在呼气时感到呼出困难。
发明内容
一种用于向患者提供压力支持治疗的压力支持系统，该压力支持系统包括：气流生成器，被构造为生成到患者的呼吸气体流；若干传感器，被构造为感测患者的呼吸特性；以及处理单元，被构造为基于患者的呼吸特性来计算患者的若干呼吸特征，以基于所计算的呼吸特征中的一个或多个呼吸特征来计算舒适度水平，并且基于所计算的舒适度水平来调整气流生成器的增益。
一种向患者提供压力支持治疗的方法，包括：生成到患者的呼吸气体流；感测患者的呼吸特性；基于患者的呼吸特性来计算患者的若干呼吸特征；基于所计算的若干呼吸特征中的一个或多个呼吸特征来计算舒适度水平；以及基于所计算的舒适度水平来调整到患者的呼吸气体流的增益。
一种存储一个或多个程序的非暂态计算机可读介质，该一个或多个程序包括指令，该指令在由计算机执行时使计算机执行向患者提供压力支持治疗的方法。方法包括：生成到患者的呼吸气体流；感测患者的呼吸特性；基于患者的呼吸特性计算患者的若干呼吸特征；基于所计算的若干呼吸特征中的一个或多个呼吸特征计算舒适度水平；以及基于所计算的舒适度水平调整患者的呼吸气体流的增益。
附图说明
图1是根据所公开概念的示例性实施例的气道压力支持系统的示意图；
图2是根据所公开概念的示例性实施例的压力支持系统的一部分的示意图；
图3是根据所公开概念的示例性实施例向患者提供压力支持治疗的方法的流程图；
图4是根据所公开概念的另一个示例性实施例向患者提供压力支持治疗的方法的流程图；以及
图5是示出了根据所公开概念的示例性实施例的感知舒适度水平和增益之间的关联的示图。
具体实施方式
如本文中使用的，除非上下文另有明确规定，否则“一”、“一个”和“该”的单数形式还包括复数意义。如本文中使用的，两个或更多个部分或部件“被耦合”的陈述应该意指部分直接或间接地联接在一起或一起操作，即通过一个或多个中间部分或部件，只要发生了链接。如本文中使用的，“直接耦合”意指两个元件直接接触。如本文中使用的，“固定耦合”或“固定”意指两个部件耦合，以便像一个部件一样移动，同时保持相对于彼此的恒定定向。
如本文中使用的，“单一的”一词意指部件作为单个片段或单元被创建。也就是说，包括单独创建然后被耦合在一起的片段的部件不是“单一的”部件或本体。如本文中采用的，两个或更多个部分或部件相互“接合”的陈述应该意指部分直接抵靠彼此施加力或通过一个或多个中间部分或部件抵靠彼此施加力。如本文中采用的，术语“数目”是指一或大于一的整数(即，复数)。
如本文中使用的方向性短语(诸如例如但不限于顶、底、左、右、上、下、前、后及其衍生)与附图中所示的元件的定向有关，并且除非另有说明，否则不限于权利要求。
图1是根据可实现本发明的一个特定的、非限制性的示例性实施例的气道压力支持系统2的示意图。参考图2，气道压力支持系统2包括压力支持设备4，压力支持设备4容纳气流生成器6，诸如在常规CPAP或双水平压力支持设备中使用的鼓风机。压力生成器6从环境大气通过被提供作为压力支持设备4的部分的空气过滤入口8接收呼吸气体(一般由箭头C表示)，并且由此生成呼吸气体流，以用于以相对较高或较低的压力(即，一般等于或高于环境大气压力)递送到患者10的气道，以生成压力，以经由患者回路12、14向患者10提供压力补偿。在示例性实施例中，气流生成器6能够提供压力范围为3-30cmH2O的呼吸气体流。来自气流生成器的经加压的呼吸气体流(一般由箭头表示D)经由递送导管12被递送到具有任何已知构造的呼吸面罩或患者接口14，呼吸面罩或患者接口14通常由患者10佩戴或以其他方式附接到患者10，以使呼吸气体流和患者的气道连通。递送导管12和患者接口设备14通常统称为患者回路。
图1中所示的压力支持系统2是所谓的单分支系统，意指患者回路只包括将患者10连接到压力支持系统2的递送导管12。这样，排气孔16被设置在导管12中以用于从系统排出呼出气体，由箭头E表示。应该注意，除在导管12中之外，或者代替在导管12中，排气孔16还可以被设置在其他位置(诸如患者接口设备14)处。还应该理解的是，根据从压力支持系统2排出气体所需的方式，排气口16可以具有各种的配置。
本申请的概念还预期，压力支持系统2可以是两分支系统，具有连接到患者10的递送导管和排气导管。在两分支系统(也称为双分支系统)中，排气导管携带来自患者10的废气，并且包括位于距患者的10远端的排气阀。这种实施例中的排气阀通常被主动控制以维持系统中的期望水平或压力，通常称为呼气末正压(PEEP)。
此外，在图1所示的示例性实施例中，患者接口14是鼻/口罩。但是，应当理解的是，患者接口14可以包括鼻罩、鼻枕、气管管、气管内管或提供合适的气流流通功能的任何其他设备。此外，出于本发明的目的，短语“患者接口”可以包括递送导管12和将经加压的呼吸气体的源耦合到患者10的其他任何结构。
在所述实施例中，压力支持系统2包括以阀18的形式的压力控制器，阀18被设置在在压力支持系统4的外壳中提供的内部递送导管20中。阀18控制从气流生成器6向患者10递送的呼吸气体流的压力。出于当前目的，气流生成器6和阀18被统称为压力生成系统，因为它们共同作用以生成和控制向患者10递送的气体的压力和/或流量。然而，很明显，本发明还预期用于控制向患者10递送的气体的压力的其他技术，诸如单独地或与压力控制阀结合地改变气流生成器6的鼓风机速度。因此，根据用于控制递送到患者10的呼吸气体流的压力的技术，阀18是可选的。如果阀18被消除，则压力生成系统对应单独的气流生成器6，并且例如通过控制气流生成器6的电机速度来控制患者回路中的气体压力。
压力支持系统2进一步包括流量传感器22，流量传感器22测量在递送回路20和递送回路12之间的呼吸气体的流量。在图1所示的示意性实施例中，流量传感器22被插入与递送回路20和12对齐，最优选地在阀18的下游。压力支持系统2附加地包括压力传感器27，压力传感器27检测递送回路20中的经加压的流体的压力。在流量由流量传感器22测量并且压力由压力传感器27测量所在的点被图示为在压力支持系统4内，但是可以理解的是，实际的流量和压力测量发生的位置可以是沿着递送回路20或12的任何位置。由流量传感器22测量的呼吸气体的流量和由压力传感器27测量的压力被提供给处理单元24，以确定在患者10处的气体流量(QPATIENT)。
用于计算QPATIENT的技术是众所周知的，考虑患者回路的压力下降、来自系统的已知泄漏(即，如图1中的箭头E所示的从回路的气体的有意泄漏)以及来自系统的未知泄漏(诸如在面罩/患者接口处的泄漏)。本发明预期使用任何已知的或此后开发的技术来计算泄漏流量，并且在使用测得的流量和压力计算QPATIENT时使用该确定。美国专利号5,148,802、5,313,937、5,433,193、5,632,269、5,803,065、6,029,664、6,539,940、6,626,175、6,920,875和7,011,091教导了这种技术的示例，其中的每个专利的内容通过引用并入本发明中。
当然，本发明预期用于测量患者10的呼吸流量的其他技术，诸如但不限于直接测量在患者10处的流量或测量在沿递送导管12的其他位置处的流量，基于气体流生成器6的操作测量患者流量，使用在阀18的上游的流量传感器测量患者流量。
提供了输入/输出设备26，用于设置由压力支持系统2使用的各种参数以及向用户(诸如临床医生或护理人员)显示和输出信息和数据。
处理单元24被构造为控制气流生成器6以针对患者10实施压力支持治疗方案。处理单元24还被构造为计算患者10的呼吸特征，并且基于所计算的呼吸特征控制气流生成器6。在一个示例性实施例中，处理单元24被构造为基于若干呼吸特征计算患者舒适度并控制气流生成器6以优化患者舒适度。例如，患者舒适度可以在从匮乏(压力补偿太少)到最优舒适到过通风(压力补偿太多)的范围进行计算。如果处理单元24基于呼吸特征计算出患者舒适度处于匮乏区域，则处理单元24可以控制气流生成器6，以增加提供给患者10的压力支持治疗的增益(即压力补偿)。类似地，如果处理单元24基于呼吸特征计算出患者舒适度处于过通风区域，则处理单元24可以控制气流生成器6，以减少提供给患者10的压力支持治疗的增益。
图2是根据所公开概念的示例性实施例的压力支持系统2的一部分的示意图。在图2中更详细地示出了根据所公开概念的示例性实施例的处理单元24。
处理单元24包括处理器30、存储器32和通信单元34。处理器30可以形成处理部分的全部或部分，该处理部分可以是例如微处理器、微控制器或一些其他合适的处理设备。存储器32可以形成存储器部分的全部或部分，该存储器部分可以在处理部分的内部或与处理部分操作性地耦合，并且为由处理部分可执行的软件和数据提供存储介质，以实现处理单元23的功能并且控制压力支持系统2的操作。存储器32可以是各种类型的内部和/或外部存储介质(诸如不限于RAM、ROM、(多个)EPROM、(多个)EEPROM、FLASH等)中的任何一者或多者，各种类型的内部和/或外部存储介质提供存储寄存器(即机器可读介质)以用于诸如以计算机的内部存储区的方式的数据存储，并且存储器32可以是易失性存储器或非易失性存储器。
通信单元34可以提供处理单元24与压力支持设备4的其他部件、患者回路的部件或其他外部设备之间的通信。通信单元34还可以促进与外部设备的通信。例如但不限于，通信单元34可以促进与电子设备(诸如电话、平板电脑、计算机或其他设备)直接或经由网络进行通信。由通信单元34促进的通信可以允许处理单元24从与其通信的部件或设备发送和/或接收数据。
图3是根据所公开概念的示例性实施例的控制压力支持系统以优化舒适度的方法的流程图。该方法可以在图1的压力支持系统2或任何其他合适的压力支持系统中实施。在50处，呼吸特征被计算。呼吸特征可以由例如且不限于处理单元24计算。在52处，基于呼吸特征计算患者的舒适度水平。在54处，确定所计算的舒适度水平是否等于目标舒适度水平。如果所计算的舒适度水平不等于目标舒适度水平，则在56处调整增益。在56之后，方法返回到50。例如且不限于此，处理单元24可以控制气流生成器6以增加或减少增益。如果所计算的舒适度水平等于目标舒适度水平，则方法返回到50。通过重复该方法，持续计算舒适度水平，并调整增益，以使舒适度水平达到目标舒适度水平。
图4是根据所公开概念的另一示例性实施例的控制压力支持系统以优化舒适度的方法的流程图。方法可以在图1的压力支持系统2或任何其他合适的压力支持系统中实施。在60处，检查呼吸质量。患者的呼吸质量被评估，以确定它在临床上是否正常。在一个示意性实施例中，不符合阈值质量的呼吸不被处理以用于确定呼吸特征。呼吸的质量可以基于通过若干测试评估的呼吸。测试评估可以包括但不限于：检查吸气量和呼气量在彼此的50％之内，检查吸气时间和呼气时间在预定正常值的70％之内，检查吸气期间的最大患者流量在呼气期间的最小患者流量的70％之内，检查吸气期间的最大患者流量大于10lpm。检查吸气期间的患者最大流量小于75lpm，检查吸气量大于150ml，检查吸气量小于1800ml，检查呼气量大于150ml，检查呼气量小于1800ml，检查吸气时间大于0.5秒，检查吸气时间小于2秒，检查呼气时间大于0.5秒，以及检查呼气时间小于2秒。如果呼吸通过了指定数目的测试评估，则可以确定呼吸满足阈值质量。测试评估被提供作为可以采用的一组测试评估的示例。然而，应当理解的是，在不偏离所公开概念的范围的情况下，可以修改测试评估的示例。还可以理解的是，在不偏离所公开概念的范围的情况下，可以采用不同的测试评估来确定呼吸质量。满足阈值质量的呼吸被进一步处理以确定呼吸特征，而不满足阈值质量的呼吸被省略。在一些示例性实施例中，可以省略60。
在62处，计算呼吸特征。在一个示意性实施例中，呼吸特征还被归一化。任何合适数目和类型的呼吸特征都可以被计算。在一些实施例中，一组选择的已被发现与患者舒适度水平有关的呼吸特征被计算。在64处，基于所计算的呼吸特征，计算患者的舒适度水平。在66处，在多个窗口上计算患者的平均舒适度水平。例如，平均舒适度水平可以通过10、20和30次呼吸的移动窗口进行计算。然而，应当理解的是，任何数目或长度的窗口都可以被使用而不偏离所公开概念的范围。还应当理解的是，可以计算其他统计特性，例如但不限于中值、范围、标准差等。
在68处，选择最佳平均舒适度水平。在一个示意性实施例中，选择与66中的最长窗口对应的平均舒适度水平。例如，一旦最短窗口(例如，10次呼吸)被填充，则中等窗口(例如，20次呼吸)开始填充，并且一旦中等窗口被填充，则长窗口(例如，30次呼吸)开始填充。平均舒适度水平可以在预定时间段后被选择，并且所选择的平均舒适度值可以对应于在该预定时间段期间填充的最长的窗口。在一些实施例中，预定时间段可以基于一个或多个状况来改变。例如，平均舒适度水平的统计特性可以指示系统阻力的改变(例如，压力支持系统的部件(诸如加湿器、导管或面罩)的改变，或患者的改变(诸如鼻阻力或上气道阻力))。响应于感测到系统阻力的改变，预定时间段可以被缩短，以便快速对改变做出反应。作为使用预定时间段的备选，可以选择特定窗口。例如，可以选择最短的窗口，以便快速对改变做出反应。一旦最短窗口被填充，就可以输出与最短窗口相关联的平均舒适度值。
在70处，将66处输出的平均舒适度水平与目标舒适度水平进行比较。目标舒适度水平可以来自一个或多个源，诸如但不限于，与压力支持系统相关联的预定舒适度水平或用户选择的舒适度水平。在一个示例实施例中，目标舒适度水平可以基于实验数据生成。在72处，气流生成器的增益被调整以朝向目标舒适度水平驱动平均舒适度水平。例如，如果平均舒适度水平处于匮乏区域，则气流生成器的增益可以增加，以朝向舒适区域中的目标舒适度水平驱动平均舒适度水平。应当理解的是，增益可以被限制到在与压力支持系统相关联的最低和最高水平之间的增益水平。
图5是示出由患者感知的舒适度水平与由气流生成器提供的增益(即，补偿)相关的一个示例的示图。在图5的示图中，感知舒适度水平为4是理想的，并且对患者来说处于舒适的范围。较高的感知舒适度水平对应于过通气区域，并且较低的感知舒适度水平对应于匮乏区域。如图5所示，随着增益的增加，感知舒适度水平从匮乏区域到舒适区域再到过通风区域。4的增益对应于理想的感知舒适度水平为4。在图5的示图中，增益值是有代表性的，并且由气流生成器提供的实际增益将与图5中示出的增益值成正比。
虽然图5所示的示图表示感知舒适度和增益之间的理想关系，但它有实际局限性。压力支持系统的部件和患者本身的状况会引入系统阻力，必须对其进行补偿。例如，当系统阻力被引入时，应增加增益以补偿系统阻力。当压力支持系统被初始配置时，系统阻力可以被确定，并且增益可以被设置以补偿系统阻力，从而提供与理想的感知舒适度水平相对应的增益。然而，如果任何部件被改变，则系统阻力被改变，并且增益应该被调整以补偿被改变的系统阻力。在常规的压力支持系统中，这种调整或重新校准是手动进行的，并且需要知道压力支持系统中有哪些部件以及它们引入了哪些系统阻力。例如，添加细菌过滤器将引入已知的系统阻力，然后在下次校准系统时该已知的系统阻力将被补偿。然而，即使在改变系统部件后进行手动重新校准，常规的压力支持系统也不能连续补偿由患者本身造成的系统阻力。例如，患者的上、下气道阻力是系统阻力的分量。患者变得鼻塞将增加系统阻力。在常规的压力支持系统中，该增加将无法得到补偿，并且患者的感知舒适度将下降。
在本公开的概念中，患者的感知舒适度水平与患者的呼吸特征之间的关联已被确定。通过这种方式，患者的若干呼吸特征可以被用于计算患者的舒适度水平。然后增益可以被调整以朝向目标舒适度水平驱动患者的舒适度水平。下文将描述呼吸特征以及呼吸特征与患者的感知舒适度水平之间的关联。
患者的若干呼吸特征可以基于压力支持系统中的传感器的输出(诸如图1的压力支持系统2中的流量和压力传感器22、27的输出)来计算。从流量和压力传感器22、27的输出，可以确定到患者的流量。一旦到患者的流量被确定，就可以计算若干呼吸特征。临床医生经常用来描述患者的呼吸的一些一般呼吸特征是吸气潮气量、呼气潮气量、吸气峰值流量振幅、呼气峰值流量振幅、吸气时递送总流量的0.707所需的时间以及呼气时递送总流量的0.707所需的时间。若干其他的呼吸特征可以从流量传感器22和压力传感器27的输出中得到。
在本公开的概念中，呼吸特征和感知舒适度水平之间的关联已经被确定。关系式基于等式1：
等式1：Y＝M1X1+M2X2+M3X3…+B
在等式1中，Y是感知舒适度水平，X1、X2、X3等均是呼吸特征的值(在一些示例性实施例中可以被归一化)，M1、M2、M3等是以呼吸特征对应的系数，并且B为偏差值。等式1表示多元线性回归，描述了两个以上的输入变量与目标输出变量的关系。这种技术的应用是众所周知的，并且适用于这项工作。认识到，任何数目的附加技术都可以用于对这种关系建模，包括人工智能的高级领域，如神经网络。
为了应用等式1，在若干患者中展开了研究。患者在压力支持治疗期间提供了他们的感知舒适度水平，并且在压力支持治疗期间患者的呼吸特征被监测。当该数据被应用于等式1时，Y和X1、X2、X3等是已知的，并且M1、M2、M3等和B是未知的。然而，使用数据分析(诸如套索回归或其他机器学习技术)，可以从研究数据中得出M1、M2、M3等和B的值。一旦确定了M1、M2、M3等和B，对于后续的患者，可以计算患者在压力支持治疗期间的呼吸特征，并且可以使用等式1计算患者的感知舒适度水平。例如，参照图5，患者的呼吸特征可以被监测，并且使用等式1，他们的感知舒适度水平可以被确定为2。根据图5，2的舒适度水平位于匮乏区域。作为响应，增益被增加以朝向舒适区域驱动患者的感知舒适度水平。
将理解，在等式1中可以使用任何数目的呼吸特征。然而，在所公开概念的某些实施例中，选择数目的呼吸特征被使用。在一个实施例中，以下呼吸特征被使用：患者吸气流量波形的不对称性、吸气潮气量除以吸气时间、吸气时间除以呼气时间、呼气潮气量除以呼气期间观察到的最小患者流量、呼吸速率除以潮气量、吸入吸气潮气量的67％所需的以秒计的持续时间、以及吸气潮气量除以吸气期间观察到的最大流量值。在一些实施例中，以下呼吸特征被使用：呼气期间的最小患者流量除以呼气期间观察到的压力差、吸气期间的最大患者流量除以吸气期间观察到的压力差、吸气潮气量除以吸气期间的压力差、以及呼气潮气量除以呼气期间的压力差。将理解，在图1和图2的压力支持系统或图3和图4的方法中，可以采用前述的全部或部分呼吸特征列表和等式1，以计算患者的舒适度水平。
前述的呼吸特征列表使用了作为多个呼吸特征的复合的许多呼吸特征。例如，许多呼吸特征是一个呼吸特征除以另一呼吸特征。使用这些类型的复合呼吸特征使呼吸特征对患者特性的变化更加稳健。将理解，前述的呼吸特征列表被提供作为与感知患者舒适度相关联的呼吸特征的示例列表，但是将理解，所公开的概念并不限于使用这种呼吸特征。将理解，根据所公开的概念，任何一组呼吸特征都可以用来计算患者的感知舒适度值。
根据所公开的概念，使用图1和图2的压力支持系统2、图3和图4的方法或其他合适的系统或方法，患者的感知舒适度水平可以基于患者的呼吸特征进行计算，并且增益可以被调整，以将感知舒适度水平驱动到目标舒适度水平。当患者正在接受压力支持治疗时，可以定期计算感知舒适度水平。如果系统的部件被改变或者患者的状况导致系统阻力的改变，则基于患者的呼吸特征的感知舒适度水平将改变，并且增益可以被自动调整，以朝向目标舒适度水平驱动感知舒适度水平。系统阻力的任何改变可以被自动补偿，而不是使技术人员或其他医疗提供者手动重新校准压力支持系统。
预期所公开的概念的各个方面可以在有形的计算机可读记录介质上体现为计算机可读代码。计算机可读的记录介质是可以存储数据的任何数据存储设备，该数据随后可以被计算机系统读取。计算机可读记录介质的示例包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、CD-ROM、磁带、软盘和光学数据存储设备。
在权利要求中，括号之间的任何附图标记不应被解释为对权利要求的限制。词语“包含”或“包括”并不排除与权利要求书中所列的元件或步骤不同的元件或步骤的存在。在列举多个装置的设备权利要求中，这些装置中的数个装置可以具体化在同一硬件项中。元件前面的词语“一”或“一个”不排除多个这种元件的存在。在列举多个装置的任何设备权利要求中，这些装置中的数个装置可以具体化在同一硬件项中。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的纯粹的事实并不指示这些元件不能组合使用。
虽然本发明已经参照目前被认为是最实用和最优选的实施例对本发明进行了详细描述，但是应该理解，这种详细描述仅仅是为了该目的，并且本发明不限于所公开的实施例，相反，旨在包含处于所附权利要求的精神和范围内的修改和等同布置。例如，将理解，在可能的程度内，本发明预期任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征相结合。

Claims (15)

1.一种用于向患者提供压力支持治疗的压力支持系统(2)，所述压力支持系统包括：
气流生成器(6)，被构造为生成到所述患者的呼吸气体流；
若干传感器(22，27)，被构造为感测所述患者的呼吸特性；以及
处理单元(24)，被构造为基于所述患者的所述呼吸特性计算所述患者的若干呼吸特征，以基于所计算的所述若干呼吸特征中的一个或多个呼吸特征计算舒适度水平，并且以基于所计算的所述舒适度水平来调整所述气流生成器的增益。
2.根据权利要求1所述的压力支持系统，其中所述患者的所述舒适度水平是在一定水平的压力补偿被提供在所述压力支持治疗中的情况下所述患者的所感知的舒适度的表示。
3.根据权利要求1所述的压力支持系统，其中所述若干呼吸特征包括以下至少一项：患者吸气流量波形的不对称性、吸气潮气量除以吸气时间、吸气时间除以呼气时间、呼气潮气量除以呼气期间观察到的最小患者流量、呼吸速率除以潮气量、吸入吸气潮气量的67％所需的以秒计的持续时间以及吸气潮气量除以吸气期间观察到的最大流量值。
4.根据权利要求1所述的压力支持系统，其中所述若干呼吸特征包括以下至少一项：呼气期间的最小患者流量除以呼气期间的压力差、吸气期间的最大患者流量除以吸气期间的压力差、吸气潮气量除以所述吸气期间的压力差、呼气潮气量除以所述呼气期间的压力差。
5.根据权利要求1所述的压力支持系统，其中所述舒适度水平基于以下等式进行计算：
Y＝M1X1+M2X2+M3X3...+B
其中Y为所述舒适度水平，X1、X2、X3均为所述若干呼吸特征中的一个呼吸特征的值，M1、M2、M3为与所述若干呼吸特征对应的系数，并且B为偏差值。
6.根据权利要求5所述的压力支持系统，其中与所述若干呼吸特征对应的所述系数和所述偏差值基于对实验数据的分析。
7.根据权利要求1所述的压力支持系统，其中所述处理单元被构造为比较所计算的所述舒适度水平与目标舒适度水平，并且如果所计算的所述舒适度水平低于所述目标舒适度水平则提高所述气流生成器的所述增益，并且如果所计算的所述舒适度水平高于所述目标舒适度水平则降低所述气流生成器的所述增益。
8.一种向患者提供压力支持治疗的方法，所述方法包括:
生成到所述患者的呼吸气体流；
感测所述患者的呼吸特性；
基于所述患者的所述呼吸特性，计算所述患者的若干呼吸特征；
基于所计算的所述若干呼吸特征中的一个或多个呼吸特征，计算舒适度水平；以及
基于所计算的所述舒适度水平，调整到所述患者的所述呼吸气体流的增益。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述患者的所述舒适度水平是在一定水平的压力补偿被提供在所述压力支持治疗中的情况下所述患者的所感知的舒适度的表示。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述若干呼吸特征包括以下至少一项：患者吸气流量波形的不对称性、吸气潮气量除以吸气时间、吸气时间除以呼气时间、呼气潮气量除以呼气期间观察到的最小患者流量、呼吸速率除以潮气量、吸入吸气潮气量67％所需的以秒计的持续时间以及吸气潮气量除以吸气期间观察到的最大流量值。
11.根据权利要求8的方法，其中所述若干呼吸特征包括以下至少一项：呼气期间的最小患者流量除以呼气期间的压力差、吸气期间的最大患者流量除以吸气期间的压力差、吸气潮气量除以所述吸气期间的压力差以及呼气潮气量除以所述呼气期间的压力差。
12.根据权利要求8的方法，其中所述舒适度水平基于以下等式进行计算：
Y＝M1X1+M2X2+M3X3...+B
其中Y为所述舒适度水平，X1、X2、X3均为所述若干呼吸特征中的一个呼吸特征的值，M1、M2、M3为与所述若干呼吸特征对应的系数，并且B为偏差值。
13.根据权利要求12的方法，其中与所述若干呼吸特征对应的系数和所述偏差值基于对实验数据的分析。
14.根据权利要求8的方法，进一步包括：
比较所计算的所述舒适度水平与目标舒适度水平；以及
如果所计算的所述舒适度水平低于所述目标舒适度水平，则提高所述气流生成器的所述增益；并且如果所计算的所述计算舒适度水平高于所述目标舒适度水平，则降低所述气流生成器的所述增益。
15.一种存储一个或多个程序的非暂态计算机可读介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令在由计算机执行时使所述计算机执行向患者提供压力支持治疗的方法，所述方法包括：
生成到所述患者的呼吸气体流；
感测所述患者的呼吸特性；
基于所述患者的所述呼吸特性，计算所述患者的若干呼吸特征；
基于所计算的所述呼吸特征中的一个或多个呼吸特征，计算舒适度水平；以及
基于所计算的所述舒适度水平，调整到所述患者的所述呼吸气体流的增益。
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