CN115666394A - 肺气道清除 - Google Patents

Abstract

一种系统，用于提供适于清除肺气道的治疗，所述系统包括:至少一个压力施加器，所述施加器在被启动时适于在患者躯干上的至少一个特定位置施加压力，且在被停用时用于释放压力；一传感器，用于感测与患者相关的信号的；以及一控制器，与所述传感器通信，其适于分析信号并至少部分地基于分析信号来控制至少一个压力施加器的启动和停用。还描述了相关的装置和方法。

Description

肺气道清除

相关申请

本申请是主张2020年4月22日提交的美国临时专利申请号63/013,614的优先权的PCT申请。

上述申请的内容通过引用的方式并入本文，就像是在此完全阐述一样。

技术领域和背景技术

在本公开的一些实施例中，本公开涉及一种用于在患者的胸部施加压力以清除患者的气道和/或帮助去除至少一个肺内的分泌物的方法和系统。

呼吸衰竭在因感染(病毒、细菌、寄生虫等)引起的重症肺炎(Pneumonia)或肺炎肿(Pneumonitis)患者中很常见。第一线条治疗是基于口服治疗和可能的氧气，但治疗的最后阶段是使患者镇静，给患者插管，用呼吸机给患者通气，从而中和肺的一个重要防御机制:咳嗽。呼吸机为患者提供一定容积或压力的空气，大部分时间提供富含氧气的空气，并能够进行气体交换。下气道严重感染患者肺部的临床特征通常是不均匀损伤、过度充气区域、肺不张区域(areas with atelectasis)(肺塌陷)、分泌物过多(痰、脓)和气道狭窄(这意味着更高的气道阻力)。不均匀的损坏导致空气分布不均。呼吸机为患者提供的空气量通常小于或等于潮气呼吸(tidal breathing)(成人通常为500毫升)。呼吸机所供应的空气量通常在肺部健康的正常期间是足够的，但在严重疾病期间，绝大多数空气停留在大气道中，几乎无法到达肺部周围。因此，结合狭窄的气道和过多的痰量，患者无法咳出，结果是过度的VP(通气灌注”ventilation perfusion”)不匹配，导致延长患者使用呼吸机的时间。

其他的背景技术包括:

美国专利申请公开号2016/0113839；

美国专利申请公开号2010/0326442；

美国专利号10,555,870；

美国专利号10,518,048；

美国专利号9,687,415；

美国专利号8,578,939；

美国专利号7,909,034；

美国专利号7,594,508；

美国专利号6,461,315；

美国专利号6,415,791；

美国专利号4,928,674；及

美国专利号4,424,806。

上述提及的所有参考文献和说明书所有的公开内容，以及那些参考文献中提及的所有参考文献的公开内容，均通过引用的方式并入本文。

发明内容

在一些实施例中，本公开涉及用于在患者的胸部施加压力以清除患者的气道和/或帮助去除至少一个肺内的分泌物的方法和系统，更具体地说，但不仅限于，用于对患者胸部外部施加压力的背心。

在一些实施例中，通过放置在患者胸部且被背心包围的一组充气囊或靠垫来施加压力。

在一些实施例中，背心囊袋以特定顺序充气，可选地与患者的呼吸和/或咳嗽和/或与患者的通气机(ventilation machine)同步。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于清除肺气道的系统，所述系统包括:用于围绕患者胸腔(一些实施例中，甚至在胸腔下方)的背心；以及用于放置在胸腔之间的多个充气囊。

根据本公开的一些实施例，包括在背心的材料是刚性的。

根据本公开的一些实施例，还包括用于放置充气囊的口袋。

根据本公开的一些实施例，还包括第二内软背心，其包括用于放置充气囊的口袋。

根据本公开的一些实施例，充气囊包括钩环附件，与包括在背心中的钩环部件的对应。

根据本公开的一些实施例，充气囊配置以在小于0.5秒内放气。

根据本公开的一些实施例，还包括连接到每个充气囊的输入的独立充气管。

根据本公开的一些实施例，还包括一充气泵，用于对充气囊进行充气。

根据本公开的一些实施例，还包括一控制器，用于控制充气囊的充气。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于清除肺气道的方法，所述方法包括将充气囊放置在围绕患者躯干的刚性背心中，以特定顺序对充气囊进行充气一特定持续时间，并给充气囊放气。

根据本公开的一些实施例，充气和放气的进行与患者的呼吸同步，无论是否有辅助。

根据本公开的一些实施例，充气和放气的进行与对患者进行通气的呼吸机的操作同步。

根据本公开的一些实施例，单个充气周期发生在呼吸机的一个以上吸气和呼气循环中。

根据本公开的一些实施例，单个放气周期发生在呼吸机的少于一个吸气或呼气循环中。

根据本公开的一些实施例，还包括通过充气囊的快速放气，在患者肺部产生比在呼吸机中更低的压力。

根据本公开的一些实施例，还包括通过在小于0.5秒内，对充气囊进行放气，而在患者肺部产生比在呼吸机中更低的压力。

根据本公开的一些实施例，还包括通过在小于0.25秒内，对充气囊进行放气，而在患者肺部产生比在呼吸机中更低的压力。

根据本公开的一些实施例，还包括通过充气囊的快速放气，以在患者肺部产生比在患者身体外部更低的压力。

根据本公开的一些实施例，充气和放气的进行由可编程的控制器所控制。

根据本公开的一些实施例，所述控制器接收传感器测量的输入，并基于测量控制充气和放气。

根据本公开的一些实施例，所述传感器是麦克风。

根据本公开的一些实施例，所述传感器是执行肺部听诊的麦克风，且控制器被编程以检测选自由:通气(air ventilation)、湿啰音(wet crackles)、干啰音(drycrackles)、细啰音(fine crackles)、分泌物输送、喘息和咳嗽所组成的群组中的一种或多种状态。

根据本公开的一些实施例，所述控制器被编程为基于传感器测量选择治疗方法。

根据本公开的一些实施例，所述传感器包括多个传感器，相对于背心对称布置。根据本公开的一些实施例，所述多个传感器包括位于患者躯干每一侧的至少三个传感器。

根据本公开的一些实施例，所述传感器是一容积计，用于测量相邻空间的容积。

根据本公开的一些实施例，分别对患者躯干的每一侧进行充气和放气。根据本公开的一些实施例，对每个充气囊分别进行充气和放气。

根据本公开的一些实施例，充气囊在小于0.5秒内放气。

根据本公开的一些实施例，在围绕患者躯干的刚性背心中放置充气囊的位置是通过对患者肺部图像的图像处理来确定的。

根据本公开的一些实施例，按特定顺序与特定持续时间对充气囊进行充气及对充气囊进行放气的程序，是通过对患者肺部图像的图像处理来确定的。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于提供适于清除肺气道的治疗的系统，所述系统包括:多个压力施加器，压力施加器适用于:当被启用时，在患者躯干的预定位置施加压力，且当被停用时，释放压力；一可穿戴部件，用于将压力施加器中的第一个定位在靠近躯干的第一位置并且将压力施加器中的第二个定位在靠近躯干的第二位置；以及一控制器，适用于控制压力施加器的启动和停用。

根据本公开的一些实施例，所述第一位置在躯干的较高部分，位置在躯干的较低部分。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于提供适合于清除肺气道的治疗的系统，所述系统包括:至少一个压力施加器，压力施加器在启用时，在患者躯干上的至少一个特定位置施加压力，且在停用时，释放压力；一传感器，用于感测与患者相关联的信号，以及一控制器，与所述传感器通信，其适于分析信号并至少部分地基于分析信号来控制至少一个压力施加器的启用和停用。

根据本公开的一些实施例，所述至少一个压力施加器的启动和停用包括控制由所述至少一个压力施加器施加的压力的持续时间或量或其组合。

根据本公开的一些实施例，包括一可穿戴部件，其中压力施加器的尺寸和形状设置为安装在所述可穿戴部件上。

根据本公开的一些实施例，所述控制器适于与另一个压力施加器分开地启动和停用至少一个压力施加器。

根据本公开的一些实施例，所述传感器包括多个传感器。

根据本公开的一些实施例，所述传感器包括选自由压力传感器、麦克风、容积计、阻抗传感器、成像系统、应变计、用于肺部听诊的传感器及其组合所组成的群组中的传感器。

根据本公开的一些实施例，所述控制器适于基于分析信号来检测患者的生理状态。

根据本公开的一些实施例，所述生理状态是选自由患者呼吸周期内的阶段、患者咳嗽、换气、湿啰音、干啰音、细啰音、分泌物运输、喘息、咳嗽意图及其组合的生理状态。

根据本公开的一些实施例，所述控制器适于向患者提供关于所需呼吸模式的引导。

根据本公开的一些实施例，所述控制器适于从由长且深的吸气、浅薄的吸气、延长呼气、延长吸气、快速呼吸及其组合所组成的群组中选择引导。

根据本公开的一些实施例，所述引导至少部分地基于至少一个压力施加器的启动和停用。

根据本公开的一些实施例，所述引导至少部分地基于感测。

根据本公开的一些实施例，所述引导选自书面指令、语音指令、声音指令、感官指令、振动、视觉指令及其组合。

根据本公开的一些实施例，将至少一个压力施加器安装在可穿戴部件上能够控制施加压力的位置。

根据本公开的一些实施例，所述至少一个压力施加器选自由充气囊、可填充垫、电启动垫、手动调节带、自动调节带、可拉伸带和前述组合。

根据本公开的一些实施例，所述控制器从选自由BiPAP装置、有创呼吸机、无创呼吸机、咳嗽刺激装置及其组合所组成的群组中的部件来接收数据。

根据本公开的一些实施例，所述控制器使至少一个压力施加器的启动和停用与部件的操作同步。

根据本公开的一些实施例，至少一个压力施加器的压力释放适于在小于0.5秒提供。

根据本公开的一些实施例，所述系统配置以通过停用至少一个压力施加器中的至少一个来辅助咳嗽。

根据本公开的一些实施例，压力施加器中的两个至少部分重叠。

根据本公开的一些实施例，配置以将至少一个压力施加器定位在患者的腹部上。

根据本公开的一些实施例，包括一数据库，用于存储与感测信号相关联的数据。

根据本公开的一些实施例，所述数据是选自:患者的呼吸模式、呼吸模式的趋势、呼吸模式的特征向量、呼吸模式的至少一部分的形状、呼吸模式的至少一部分下方的区域、呼吸模式的至少一部分的导数、治疗期间的咳嗽次数、治疗期间的咳嗽模式、一般依从性、患者在一段时间内接受的治疗次数，及前述组合。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于提供适合于清除肺气道的治疗的方法，所述方法包括：a.将至少一个压力施加器放在患者的躯干上；b.感测与患者相关的信号；c.分析信号；及d.执行治疗方案，治疗方案包括至少部分地基于对所述信号的分析，启动和停用至少一个压力施加器以在躯干上施加和释放压力，从而提供清除肺气道的治疗。

根据本公开的一些实施例，包括使治疗方案与患者的生理状态同步。

根据本公开的一些实施例，执行治疗方案包括在特定持续时间启动和停用所述至少一个压力施加器、或使用特定量的压力、或前述之组合。

根据本公开的一些实施例，执行治疗方案包括以特定顺序启动和停用压力施加器。

根据本公开的一些实施例，启动所述至少一个压力施加器包括启动固定压力，并持续超过对应于选自由以下各项所组成的群组中的一个的时间段的持续时间：患者吸气、患者呼气和患者的一个呼吸周期。

根据本公开的一些实施例，所述治疗方案能够实现自体引流。

根据本公开的一些实施例，包括向患者提供引导，以指导患者期望的呼吸模式。

根据本公开的一些实施例，所述引导基于至少一个压力施加器的启动和停用。

根据本公开的一些实施例，所述引导是基于感测的。

根据本公开的一些实施例，所述引导包括对患者的呼吸指令，所述呼吸指令选自由长且深的吸气、浅薄的吸气、延长呼气、延长吸气、快速呼吸及前述组合所组成的群组。

根据本公开的一些实施例，在检测到咳嗽或咳嗽意图时，停用至少一个压力施加器中。

根据本公开的一些实施例，包括使所述治疗方案与患者的呼吸周期同步。

根据本公开的一些实施例，基于分析来自传感器的输入，来自动检测患者咳嗽或咳嗽的意图。

根据本公开的一些实施例，包括基于感测自动调整治疗方案。

根据本公开的一些实施例，感测包括从选自由BiPAP装置、有创呼吸机、无创呼吸机、咳嗽刺激装置及前述之组合所组成的群组中的装置所提供的数据。

根据本公开的一些实施例，所述治疗方案至少部分地基于数据与设备同步。

根据本公开的一些实施例，包括至少部分地基于患者肺部的图像来选择治疗方案。

根据本公开的一些实施例，包括至少部分地基于患者肺部的图像，将至少一个压力施加器放置在患者躯干上的特定位置。

根据本公开的一些实施例，包括首先启动压力施加器中的至少一个以感测信号。

根据本公开的一些实施例，所述治疗方案包括启动至少一个位于患者躯干顶部附近的压力施加器，在其上施加压力，以及启动至少一个位于患者躯干底部附近的压力施加器，在其上施加压力。

根据本公开的一些实施例，还包括停用位于患者躯干底部附近的至少一个压力施加器，从其移除压力。

根据本公开的一些实施例，包括多次重复启动和停用位于患者躯干底部附近的至少一个压力施加器。

根据本公开的一些实施例，包括重复进行:启动位于患者躯干顶部附近的至少一个压力施加器，在其上施加压力；启动位于患者躯干底部附近的至少一个压力施加器，在其上施加压力；停用位于患者躯干底部附近的至少一个压力施加器，从其移除压力；多次重复启动和停用位于患者躯干底部附近的至少一个压力施加器，停用所有压力施加器，并重复上述多次。

根据本公开的一些实施例，包括通过快速停用至少一个压力施加器来增加患者肺部的跨肺压力梯度(transpulmonary pressure gradient)。

根据本公开的一些实施例，感测包括执行肺部听诊。

根据本公开的一些实施例，包括将来自感测的数据存储在数据库中。

根据本公开的一些实施例，包括分析数据并至少部分地基于分析来执行向患者提供指导及至少部分地基于分析来调整方案中的至少一个。

除非另外定义，否则本文使用的所有技术和/或科学上的术语具有与本公开所属领域的一普通技术人员通常理解的含义相同的意思。虽然与本文所描述的那些类似或同等的方法及材料可用于实行或测试本公开的多个实施例，但示例性方法和/或材料于下文进行描述。如有冲突，以专利说明书(包括定义)为准。此外，这些材料、方法和示例仅是说明性的，并不意味着必然是限制性的。

如本领域的技术人员所理解的，本公开的一些实施例可以体现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开的一些实施例可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例的形式(包括固件、常驻软件、微代码等)或结合软件和硬件方面的实施例，这些方面在本文中统称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本公开的一些实施例可以采取体现在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，所述计算机可读介质具有在其上体现的计算机可读程序代码。本公开的一些实施例的方法和/或系统的实现可以涉及手动、自动或它们的组合来执行和/或完成所选择的任务。并且，根据本公开的方法和/或系统的一些实施例的实际仪器和设备，若干选定的任务可以通过硬件、软件或固件和/或它们的组合来实现，例如，使用操作系统。

例如，根据本公开的一些实施例的用于执行选定任务的硬件可以实现为芯片或电路。作为软件，根据本公开的一些实施例的选定任务可以被实现为由使用任何合适操作系统的计算机执行的多个软件指令。在本公开的一示例实施例中，根据如本文所述的方法和/或系统的一些示例实施例的一个或多个任务由一数据处理器执行，例如用于执行多个指令的一计算平台。可选择地，所述数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器(volatile memory)和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储器(non-volatilestorage)，例如磁性硬盘和/或移动媒体(removable media)。可选地，还提供网络连接。可选择地，还提供一网络连接。还可选地提供显示器和/或诸如键盘或鼠标之类的用户输入设备。

一个或多个计算机可读介质的任何组合可用于本公开的一些实施例。所述计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例将包括以下内容(非详尽列表)：具有一或多根电线的电连接、便携式计算机软盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、读取只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储设备、磁存储设备或任何前述的适当组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是包含或存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的任何有形介质。

计算机可读信号介质可以包括传播的数据信号，其中计算机可读程序代码体现在例如基带(baseband)中或作为载波的一部分。这种传播的信号可以采用多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁、光或其任何合适的组合。计算机可读信号介质不是计算机可读存储介质并且可以通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用。

包含在计算机可读介质上的程序代码和/或由此使用的数据可以使用任何适当的介质来传输，包括但不限于:无线、有线、光纤电缆、射频(RF)等，或前述的任何合适的组合。

用于执行本公开的一些实施例的操作的计算机程序编码可以用一种或多种编程语言的任何组合来编写，包括诸如Java、Smalltalk、C++等的面向对象的编程语言和诸如“C”编程语言或类似的编程语言的常规程序编程语言。程序编码可以完全在用户计算机上、部分在用户计算机上、作为独立软件包、部分在用户计算机上和部分在远程计算机上、或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情况下，远程计算机可以通过任何类型的网络连接到用户的计算机，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以连接到外部计算机(例如，通过Internet互联网使用Internet服务提供商)。

下面可以参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方块图来描述本公开的一些实施例。应当理解的是，流程图和/或方块图的每个方块，以及流程图和/或方块图中的方块的组合，可以通过计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器以生产机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行的指令，创建用于实现流程图和/或方块图块或方块中指定的功能/动作的装置。

这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读介质中，所述介质可以引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运行，使得存储在计算机可读介质中的指令产生制品包括执行流程图和/或方块图或方块中指定的功能/动作的指令。

计算机程序指令也可以加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他设备上，以使一系列操作步骤在计算机、其他可编程设备或其他设备上执行，从而产生计算机实现的过程，从而使在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现流程图和/或方块图或方块中指定的功能/动作的过程。

本文描述的一些方法通常仅设计用于由计算机使用，并且对于由人类专家纯粹手动执行可能不可行或不实用。想要手动执行类似任务的人类专家，例如医生或医疗技术人员，可能会使用完全不同的方法，例如，利用专家知识和/或人脑的模式识别能力，这将比手动完成本文所述方法的步骤要高效得多。

附图说明

本文仅通过示例的方式参考附图描述了本公开的一些实施例。现详细地具体参考附图，要强调的是，所示细节是示例性的且是为了对本公开的实施例进行说明性讨论。在这点上，对本领域技术人员而言，结合附图进行的描述使如何实施本公开的实施例变得显而易见。

在附图中：

图1A是现有技术系统的简化图示；

图1B是根据一示例实施例所构造和操作的系统的简化图示；

图1C是根据一示例实施例所构造和操作的系统的简化图示；

图2A-2C是在根据一示例实施例所构造和操作的系统中与患者相关的一个或多个充气囊的简化图示；

图2D是根据一示例实施例的自体引流气道清除疗法的简化图表说明；

图2E是根据一示例实施例的与呼吸周期同步的背心的腔室施加压力的简化图表说明；

图2F是根据一示例实施例的治疗周期的简化流程图示；

图2G是根据一示例实施例的治疗方法的简化流程图示；

图2H是根据一示例实施例的治疗方法的简化流程图示；

图2I是根据一示例实施例的治疗方法的简化流程图示；

图2J是根据一示例实施例的治疗方法的简化流程图示；

图2K是根据一示例实施例的治疗方法的简化流程图示；

图3A-3D是根据一示例实施例的三对充气囊的呼吸和压力的简化图示；

图4A-4D是根据一示例实施例的三对充气囊的呼吸和压力的简化图示；

图5是根据一示例实施例的三个充气囊的呼吸和压力的简化图示；

图6是根据一示例实施例所构造的系统的简化示意图；

图7是根据一示例实施例的用于清除肺气道的方法的简化流程图示；

图8A-8C是在根据一示例实施例所构造和操作的系统中与患者相关的一个或多个充气囊的简化图示；

图9A-9C是在根据一示例实施例所构造和操作的系统中与患者相关的一个或多个充气囊的简化图示；

图10是根据一示例实施例的用于提供适于清除肺气道的治疗的方法的简化流程图；及

图11是根据一示例实施例的用于提供适于清除肺气道的治疗的系统的简化方块图。

具体实施方式

在本公开的一些实施例中，本公开涉及一种用于在患者的胸部施加压力以清除患者的气道的方法和系统，并且更具体地但不排他地涉及一种用于在患者的胸部外部施加压力的背心。

介绍

某些疾病，例如由2020年全球COVID-19大流行引起的急性或慢性肺病，甚至慢性肺病，会导致严重的肺损伤，可能不均匀地通过肺，并干扰空气的输入和输出。痰积聚在肺部。引起人们想咳嗽以去除痰。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于提供适于清除肺气道的治疗的系统，所述系统包括：

a.至少一个压力施加器，当被启动时，适于向患者躯干的至少一个预定位置施加压力；并且，当停用时，从所述至少一个预定位置移除所述压力；

b.至少一个传感器，用于感测与所述患者的至少一个生理状态相关的至少一个参数；

c.一控制器，与所述至少一个传感器通信，适于根据预定治疗方案基于从所述至少一个传感器接收到的信息，控制所述至少一个压力施加器的启动和停用，使所述至少一个压力施加器的启动和停用与所述至少一个与所述患者的至少一种生理状态相关的参数同步。

需要说明的是，所述患者的生理状态选自包括:所述患者呼吸周期内的至少一个阶段、所述患者的肺部听诊、咳嗽及其组合的群组。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于提供适于清除肺气道的治疗的方法，所述方法包括：(a)将至少一个压力施加器放置在患者躯干上的预定位置上；(b)以一特定顺序启动和停用所述至少一个压力施加器，持续特定时间，以在所述躯干上分别施加和释放压力；从而清除肺气道。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于提供适合于清除肺气道的治疗的系统，所述系统包括：(a)至少一个充气囊，当充气时，所述充气囊适用于向患者躯干的至少一个预定位置施加压力；并且，当放气时，从所述至少一个预定位置移除所述压力；(b)至少一个传感器，用于感测与所述患者的至少一种生理状态相关的至少一个参数；以及一控制器，与所述至少一个传感器通信，适于根据预定治疗方案基于从所述至少一个传感器接收的信息，控制所述至少一个充气囊的充气和放气，以使所述至少一个压力施加器的充气和放气与所述至少一个与所述患者的至少一个生理状态相关的参数同步。

需要说明的是，所述患者的生理状态是选自由:患者呼吸周期内的至少一个阶段、肺部听诊、患者咳嗽及其任意组合所组成的群组。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种用于提供适于清除肺气道的治疗的方法，所述方法包括：(a)将至少一个充气囊放置在患者躯干上的预定位置；并且，以特定顺序对所述至少一个充气囊充气和放气特定持续时间，以分别在所述躯干上施加和释放压力；从而对所述预定位置施加压力并清除肺气道。

根据本公开的一些实施例的一个方面，提供了一种医疗装置，以使患有急性或慢性肺病的患者能够清除气道。

在一些实施例中，所述装置是一背心，其定位在患者的上身并与一个或多个致动器集成，用于在预定义的时间段内对其上的预定义位置施加压力。例如，所述背心可以成形为简单的带子，使得其收紧而导致在患者上身的所述预定位置上施加压力。根据这样的实施例，可选地使用应变计传感器来量化肺中的压力量和将施加在躯干上(或从躯干释放)的压力量。

在一些实施例中，在可穿戴背心内提供了多个电启动元件(例如，垫体、活塞等)的集成，使得一个或多个或所有元件可以独立激活以施加压力。

在一些实施例中，如本文所述，可以是手动和/或自动可拉伸的带状物或条状物，使其定位在患者躯干上并拉伸时，可对患者躯干施加压力。

在一些实施例中，如本文所述，提供了将多个可填充元件集成在可穿戴背心内，从而可以启动一个或多个或所有元件，例如填充液体，以施加压力。

在一些实施例中，所述装置是定位在患者上身的背心，且包括封套和位于背心内侧的几个充气囊，这些充气囊可选地由控制器自动控制。所述充气囊可以随意充气和放气，对患者上半身的各个部位施加压力，以帮助祛痰。

在患者上半身的各个区域施加压力的其他示例可能是：

用液体(例如水)使囊膨胀；

缩短围绕患者上身的绑带；及

机械地操作垫体靠在患者的上半身。

在一些实施例中，一些方法所基于的生理学原理是以不同的肺容积呼吸以沿着支气管树移动分泌物，这种技术被称为自体引流(Autogenic Drainage，AD)。

在一些实施例中，通过根据预定方案(例如，施加压力的时间和量)在患者上身的预定位置施加恒定/动态压力，从肺中去除分泌物；可能清除呼吸道。

根据一些实施例，提供了多个传感器，用于感测与患者的呼吸周期、肺听诊和所述患者的咳嗽中的一个或多个相关联的至少一个参数。

根据本公开的一些实施例的一个方面，这种压力的施加与提供呼吸指令(下文称为对患者的“引导”或“指导”)相结合。在一些实施例中，可选地提供这样的引导以支持自体引流气道清除技术。在一些实施例中，引导可选地与从传感器接收的患者呼吸数据同步。

根据一些实施例，所述背心与至少一个适于控制压力施加器(和/或背心)的操作的控制器集成。换言之，所述控制器可以适于控制施加的压力量、施加的时间以及施加压力的位置(在患者身体上)。

在一些实施例中，在患者换气的情况下，控制器与一通气机同步。

在一些实施例中，所述控制器与患者的呼吸周期同步。在一些实施例中，所述背心独立于患者的互动，例如，它不需要与患者合作。在一些实施例中，所述控制器使用基于生理学原理和呼吸物理治疗师经验的算法。

在一些实施例中，可选地基于传感器提供的数据，所述系统可选地向患者提供关于如何呼吸的引导，可选地基于监测，从而使患者能够配合和/或协助所提供的治疗。引导可以是一种或多种显示说明的形式(例如，书面和/或图形说明)；提供语音指令(例如，语音命令或任何可接受的声音来提供指令)；提供可感测的指令(例如，至少一个元件的振动，所述元件选自可穿戴背心、与所述背心通信的任何设备)；向患者显示所需类型的呼吸指导的视觉指示，以了解如何呼吸。

应当注意的是，根据一些实施例，可以采用多种生物反馈机制。生物反馈可用于感测(通过任何与患者身体通信的传感器)和/或基于感测到的信息向患者提供反馈(指导)；或前述两者。

术语“囊(sac)”和术语“靠垫(pillow)”以及所有语法形式的术语“垫(pad)”在本说明书和权利要求中可互换地使用，以表示可通过填充流体或气体而膨胀或加压并放气或放气的气囊。通过排空流体或气体来减压。

在一些实施例中，“囊”或“靠垫”或“垫”可指电启动元件(通过例如电动机)以在患者的上身施加机械压力。根据另一个实施例，所述元件是液压启动元件。

术语“放气(deflate)”以其所有语法形式在整个本说明书中使用，并声称意味着打开阀门，所述阀门能够释放压力和/或实际泵送气体或流体以使充气囊放气和/或释放由电动施加的压力启动元件或液压启动元件施加的压力。

改善气道通气的一种潜在解决方案是增加通气压力。然而，在这种情况下，患者会面临气压伤(barotrauma)(例如气胸)的风险，这可能会导致通气持续时间明显增加。

在一些实施例中，有效的气道清除潜在地用作补充治疗并且潜在地能够降低通气灌注(Ventilation Perfusion，VP)的失配，并缩短患者的通气持续时间。通气和灌注可选地相互调节，以使血液能够充分氧合。

在一些实施例中，背心和/或压力施加方法(例如，充气和放气元件)旨在使通气患者能够清除气道，其中患者可以潜在地使用来自系统的反馈和/或指令，并相应地改变呼吸。

在一些实施例中，背心和/或压力施加方法(例如，充气和放气元件)旨在使通气患者能够在患者没有合作的情况下清除气道。

在一些实施例中，背心和/或压力施加方法(例如，充气和放气元件)旨在使患有急性或慢性肺病的患者能够清除气道，例如慢性阻塞性肺病(chronic obstructive lungdiseases，COPD)、囊性纤维化(Cystic Fibrosis，CF)，支气管扩张，可选地包括患有冠状病毒肺炎(corona virus pneumonitis)的通气患者。在一些实施例中，所述装置不需要患者的配合，因此所述装置也适用于镇静、通气的患者。在一些实施例中，所述背心可选地定位在患者的躯干上。在一些实施例中，所述背心可选地与通气机同步。在一些实施例中，所述背心的目的是潜在地使患有一种或多种肺虚弱病症例如肺炎、肺炎肿和急性呼吸窘迫综合征(Acute Respiratory Disease Syndrome，ARDS)的患者的气道能够清除。

在一些实施例中，所述装置可能通过对肺的远端和封闭区域进行通气而使镇静患者能够排痰，可能不会增加通气压力。

根据一些实施例，患者的方位选包括坐姿、站立姿势、卧姿(例如，仰卧、俯卧和侧卧)及前述任意组合所组成的群组。

术语“呼吸机(ventilator)”以其所有语法形式在整个本说明书和权利要求书中使用，可与术语“正压呼吸(Positive Airway Pressure，PAP)装置”、“雙相呼吸道正壓換氣輔助(BiPAP)装置”和“咳嗽刺激装置(cough simulating device)”及其相应的语法形式互换。

在整个本说明书中使用了所有语法形式的术语“呼吸机”，并声称意味着：

有创呼吸机(Invasive ventilators)和无创呼吸机(non-invasiveventilators，NIV)。无创呼吸机的示例包括正压呼吸装置、雙相呼吸道正壓換氣輔助装置、机械注气-排气装置和咳嗽刺激器；及

正压装置和负压装置，例如一抽吸装置。

为了更好地理解本公开的一些实施例，如图1B和之后的附图所示，首先参考图1A所示的现有技术系统的简化图示的构造和操作。图1A示出了背心和背心充气系统的非限制性示例，以便为本文提供的各种描述设置上下文。

图1A示出了在前面开口的背心102和用于闭合所述背心102的带子108。

图1A还示出了充气机104或充气泵104及通向背心的管子106，显然，背心的每一侧都有一根管子。

在详细解释本公开的至少一个实施例之前，应当理解的是，本公开在其应用方面不一定限于在以下描述中阐述和/或在附图和/或实施例中说明的构件和/或方法的构造细节和布置。本公开能够具有其他实施例或能够以各种方式实践或执行。

在详细解释本公开的至少一个实施例之前，应理解本公开的应用不一定限于以下描述中阐述的或通过实施例举例说明的细节。本公开能够具有其他实施例或能够以各种方式实践或执行。

对患者躯干产生压力可能会导致空气从较健康的肺部区域移动到疾病较重的区域，从而可能清除气道中的分泌物，例如通过导致小气道中的开口和/或空气流动、分泌物的移动和/或导致咳嗽或抽吸以排出分泌物；有可能疏通呼吸道。

现参考图1B，其是根据一示例实施例所构造和操作的系统的简化图示。

图1B示出了背心122和背心压力施加器128的非限制性示例。

在各种实施例中，压力施加器128可以是电驱动机械垫；通过气压驱动的垫或充气囊；及液压驱动垫或充气囊。

在图1B的非限制性示例中，图1B示出了前面有开口的背心122，以及用于闭合背心122的拉链118。应注意的是，在其他实施例中，背心可以在背部有开口或在一侧或两侧有开口。

图1B还示出了一动力单元124和供电管道或电线116。

在一些实施例中，所述动力单元124可以是一电源和/或控制器124，并且图1B还示出了通向所述背心122的可选择的电线126。

在一些实施例中，所述动力单元124可以是气压源和/或控制器124，图1B还示出了通向所述背心122的管道或管子126。

在一些实施例中，所述动力单元124可以是液压源和/或泵和/或控制器124，并且图1B还示出了通向所述背心122的可选管道或管126。

图1B示出了多个线/管126。如图1B所示，所述线/管的数量不限于6个。

在一些实施例中，一个或多个压力施加器128可以在背心内。在一些实施例中，线/管126的数量可与所述背心中压力施加器128的数量相同。

在一些实施例中，一个线/管可以为一个相关的压力施加器128提供动力。在一些实施例中，一个线/管可以为不止一个压力施加器128提供动力。

图1B示出了两个线/管组，背心122的每一侧各有一组。但是，应该注意的是，同一组电线/管也可用于背心的两侧。

在一些实施例中，所述动力单元124可以是液体储存单元124并且管/管道126将液体(例如水或油)引导至所述背心122。

现在参考图1C，其是根据一示例实施例所构造和操作的系统的简化图示。

图1C示出了气动背心和背心充气系统的非限制性示例。

图1C的非限制性示例中，图1C示出了背心112在前面开口以及用于闭合背心112的拉链118。应注意的是，在其他实施例中，所述背心可以在背部开口或在一侧或两侧开口。

图1C还示出了充气机114或充气泵114和通向所述背心112的管道116。

图1C示出了多个管道116。管道的数量不限于图1C中所示的6个管道。在一些实施例中，一个或多个充气囊可以在所述背心内。在一些实施例中，管道116的数量可以与背心中的充气囊的数量相同。在一些实施例中，一根管子可以向一个相关的充气囊提供空气。在一些实施例中，一根管子可以向多于一个充气囊提供空气。

图1C示出了两个管组，背心112的每一侧有一个管组。

引导空气使囊膨胀或释放空气可由在控制器控制下的阀门和/或通过管道到一个或多个囊和与管道相关联的阀门执行，可选地也在控制器的控制下执行。

一些示例实施例的高等级设备描述

一些实施例的一个方面涉及一种个人化的胸部物理治疗系统，所述系统被设计为在临床或医院环境中或在他们的家中独立地为患有慢性肺病的患者提供有效的气道清除。

在一些实施例中，装置是定位在患者上身的背心，以及用于在其上的预定位置上施加压力预定时间段的装置。例如，所述背心可以成形为简单的带子，使其收紧时可导致在患者上身的所述预定位置上施加压力。

在一些实施例中，如本文所述，包括多个电启动元件，集成在可穿戴背心内，使得每个元件被独立地启动以施加压力。

在一些实施例中，可以通过以下方式对患者上身的各个区域施加压力：

用液体(例如水)使囊膨胀；

缩短患者上身周围的绑带；及

机械地操作垫靠在患者的上半身。

根据一些实施例，所述系统包括具有独立充气腔室的背心，其递送一系列胸部按压，以促进在不同肺容积和位置处的呼吸。

在一些实施例中，与系统集成的传感器使启动与患者的呼吸周期和/或使用有创或无创通气同步。作为非限制性示例，这种无创通气可以是BiPAP装置。

在一些实施例中，所述同步可选地由跟踪一个或多个指定腔室中的压力的压力传感器完成。呼吸时的胸部运动可能导致腔室中的压力变化，并且可选地基于采样的压力信号来检测用户的呼吸模式。

在一些实施例中，呼吸周期检测可能使压力的施加(例如，背心腔室的充气和放气)与吸气和呼气同步。

在一些实施例中，呼吸周期检测潜在地能够检测患者何时咳嗽。

在一些实施例中，呼吸周期检测潜在地能够检测患者何时移除呼吸面罩，例如BiPAP面罩。

在一些实施例中，当检测到患者移除呼吸面罩或检测到患者开始咳嗽周期时，可选地控制所述背心，以使背心放气并暂停治疗。

在一些实施例中，可选地，通过对背心中气囊的充气和/或放气，定时帮助患者咳嗽。

在一些实施例中，所述系统可选地在治疗期间提供反馈和/或引导，以根据治疗算法指导患者期望的呼吸模式—通过非限制性示例指导患者何时进行长的深吸气而不是浅吸气、何时延长呼气、何时延长吸气、何时进行快速呼吸。

现参考图2A-2C，图2A-2C是在根据一示例实施例构造和操作的系统中与患者相关的一个或多个充气囊的简化图示。

图2A-2C示出了患者和一个或多个充气囊的非限制性示例，以便为本文提供的各种描述设置上下文。

图2A-2C没有显示背心(如图1B和1C所示)，因此背心不会遮住囊的视野。

图2A示出了代表患者的骨骼202的侧视图，以及放置在患者一侧的第一示例位置上的充气囊204。

图2B示出了代表患者的骨骼202的后视图，以及两个充气囊206放置在两个示例位置，在患者的背部，每侧一个。

图2C示出了代表患者的骨骼202的正面斜视图，以及放置在患者前面的六个示例位置上的六个充气囊208。

应注意的是，囊可以放置在由医生和/或物理治疗师和/或医疗技术人员选择的位置，可选地根据选择的位置对要清除分泌物和/或要清除气道的肺部分施加压力。

在一些实施例中，肺的部分可选地基于患者肺的成像来选择。

在一些实施例中，囊可选地放置在固定位置，并且根据患者的体型、性别和其他身体因素，为医生提供了几种带囊背心的模型或实例，供医生为患者选择。

应注意的是，图2A-2C中所示的囊位置并非旨在限制，而是旨在作为非限制性示例。

一些实施例的一个方面包括使用背心以在患者胸部外部施加压力。

所述背心包括至少一个适于对患者身体施加压力的元件。

如上所述，压力施加可以是例如充气囊(使得当用空气膨胀时，施加相同的压力)、流体可填充元件(使得当充满液体时，施加相同的压力)、机械启动元件、将简单的腰带应用到患者躯干上并拉伸(以在其上施加压力)等。

在一些实施例中，所述背心可选地与患者肺部的通气同时使用。

在一些实施例中，所述背心可选地与肺的侧支通气同时使用。

本文中的各种描述涉及可充气/可放气的囊。然而，如本文所述，可以使用其他施加压力。

根据一些实施例，所述系统包括一控制单元，具有空气压缩机和连接到空气压缩机的充气背心。充气背心包括一个或多个腔室，其通过气动管连接到所述空气压缩机。

在一些实施例中，所述腔室可选地依次充气，以在患者的胸部施加局部外部压力，从而促进不同肺容积的呼吸。

在一些实施例中，在呼吸期间调整肺容积的深度和/或位置可能会产生由气流引起的剪切力，这可能会使分泌物从外周向中央气道松弛和/或移动和/或移动。一旦分泌物或粘液移动到较大的气道，它可能会通过咳嗽排出。

在一些实施例中，所述背心包括在前面的拉链。在一些实施例中，所述背心包括用于调整合身的钩和环。

在一些实施例中，所述系统可选地通过无线(例如蓝牙)通信和/或有线通信连接到应用程序，以通过计算机、平板电脑、智能手机等进行可选控制。

在一些实施例中，应用程序可选地包括用于治疗和用于装置使用的视觉和/或声音和/或口头和/或感官(例如，振动)的反馈。

在一些实施例中，所述反馈用于引导患者如何呼吸，从而潜在地提高治疗效果。

作为非限制性示例，可设计6个独立的压力施加器(例如，所述背心前侧的6个可充气腔室)，相对于肺叶定位，以用于在胸部施加局部外部压力。在一些实施例中，压力施加器可以根据预定义的充气顺序独立地启动。

要注意的是，数量为6个并非旨在限制。可以使用任何整数的数量，大到用于定位患者身体上的压力。充气囊的数量可以在1到40或100个之间。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气腔室)的数量可以是偶数，并且充气腔室可以对称地定位在患者上身的右侧和左侧。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气腔室)的数量可能不是偶数，并且充气腔室可以相对于患者上身的右侧和左侧不对称地定位。

在一些实施例中，一个或多个压力施加器(例如，充气腔室)可相对于患者上身的右侧和左侧居中放置定位。在一些实施例中，一个或多个可充气腔室可以定位成靠近患者的隔膜(diaphragm)和/或胸骨和/或背部放置。

在一些实施例中，所述背心可以是硬的，提供压力施加器(例如，充气囊)可以推靠的硬表面，从而在患者的躯干上施加压力。此外，当压力施加器停用(例如，放气)时，可以快速释放肺的压缩。

在一些实施例中，所述背心可以是柔性的，提供压力施加器(例如，充气囊)可以推压的柔性表面，从而在患者的躯干上施加压力。

在一些实施例中，所述背心可以是柔性的和可拉伸的，其中拉伸可能会承受一些压力，但仍会在患者的躯干上留下一些压力。

压力施加器位置

在一些实施例中，压力施加器放置在所述背心的口袋中和/或集成在所述背心中。

在一些实施例中，将第二个内部的、柔性的、可能类似布的背心放置在患者的躯干上。在一些实施例中，口袋被缝在第二个内部背心中，所述内部背心紧靠患者的躯干放置，位于外部背心下方。在一些实施例中，内部背心口袋决定压力施加器(例如，充气囊)的可能位置。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气囊)可选地包括钩环紧固件的一侧(例如尼龙扣Velcro)，且背心包括钩环紧固件的另一侧，可能使医生/物理治疗师/技术人员可以灵活地将充气囊放置在医生/物理治疗师/技术人员希望的任何位置。

压力施加器(例如，充气囊)可以放置以：

覆盖一个肺叶；

覆盖每个肺叶；

覆盖肺叶，可选地，每个肺叶的囊数不同，

每个计划施压的位置配有至少一个压力施加器(例如，充气囊)；及

可选地，每个计划施压的位置配有一个以上的压力施加器(例如，充气囊)，从而可能使两个或多个压力施加器堆叠在一个位置上。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气囊)的数量可选地从肺叶的解剖位置得出。

在一些实施例中，其中压力施加器是充气囊，囊由气体例如空气膨胀。

在一些实施例中，当所述囊被放气时，气体不会离开系统，而是被吸入腔室，可选地用于在封闭系统中重复使用。

在一些实施例中，所述囊是由流体(例如水或油)膨胀。

在一些实施例中，当囊被流体充气时，流体不会在所述囊放气时离开系统，而是被吸入流体容器中，可选地用于在封闭系统中重复使用。

在封闭系统中使用气体或流体的示例实施例的潜在优势可以是来自患者周围环境的空气不会被泵入所述囊中，不会潜在地流向不同的患者，不会潜在地在不同的新患者位置释放。这样的系统可适用于传染病环境，例如COVID-19。

数据分析

根据一些实施例，所述系统与传感器(例如，感测所述压力施加器、应变仪、至少一个执行肺部听诊的麦克风中的至少一个的压力的压力传感器)集成在一起，用于感测与所述患者的至少一种生理状态(例如，所述患者的呼吸周期内的至少一个阶段、肺部听诊、所述患者的咳嗽等)相关的至少一个参数

根据一些实施例，所述系统另外包括适于在所述治疗期间提供引导的反馈，以向所述患者指示所需的呼吸模式。

在一些实施例中，这种引导基于对所述患者的所述生理状态中的至少一种的所述感测。

根据一些实施例，所述系统与用于收集和存储来自传感器的此类数据的可通信和可读数据库通信。数据库可选地包括一个或多个参数，包括：患者的呼吸模式、所述呼吸模式的趋势、所述呼吸模式的特征向量、所述呼吸模式的至少一部分的形状、所述呼吸模式的至少一部分下方的面积。所述呼吸模式、所述呼吸模式的至少一部分的任何衍生物、治疗中的咳嗽次数、咳嗽模式、对治疗方案的总体依从性(compliance)、治疗的持续时间和患者在预定时间段内接受的治疗次数(例如，周、月等。

在一些实施例中，分析数据库，并相应地调整所述引导(和/或治疗)。

在一些实施例中，患者指导(即，指导如何呼吸)可以基于(a)所述患者的感测参数，(b)对从存储在所述数据库中的多个患者收集的数据进行统计(或任何数据分析)分析，以及，(c)其任意组合。

在一些实施例中，使用机器学习(Machine Learning，ML)和/或人工智能(AI)算法。

术语“机器学习(ML)”或“人工智能(AI)”在下文中是指研究通过经验和使用数据自动改进的计算机算法。机器学习算法基于样本数据(称为“训练数据”)构建模型，以便在没有明确编程的情况下做出预测或决策。机器学习算法通常用于难以或无法开发传统算法来执行所需任务的地方。

此类机器学习和/或人工智能可用于分析收集的数据，并为更好地指导患者以提高治疗效果提供建议。

根据一些实施例，通过利用基于机器学习能力的神经网络分析(Neural NetworkAnalysis，NNA)，随着数据库的增长，每增加一个性能，数据库的分析就会不断改进。因此，可以提供更好的、量身定制的引导(即呼吸指导)。这种学习过程(通过ML、AI或NNA)可选地用于“教育”数据分析，以在其解决方案空间中包含更多变化。

根据一些实施例，如上定义的系统可选地包括两种操作模式：(a)学习阶段；(b)操作阶段。

本公开的一个目的是提供如上定义的系统，其中：在所述学习阶段，机器学习模型被训练以分析数据库中的至少一个参数(如上所述)、对其应用的治疗和临床结果，以便生成指示所述治疗和/或所述指导以提供增强治疗的信息。

在一些实施例中，此类信息包括治疗方案和从此类治疗方案获得的相应临床结果。

根据一些实施例，收集在所述数据库中的所述数据是有监督(supervised)的或无监督(unsupervised)的数据。

根据一些实施例，在所述操作阶段，所述系统适于基于所述分析提供不同治疗方案的建议和/或推荐。

可清洁的、可消毒的

一些实施例的一个方面包括:系统的部件的表面可清洁和/或消毒到医疗标准。

在一些实施例中，可选地使用可更换的和/或一次性的外背心罩，以保持背心清洁，并在需要更换时和/或从一名患者转移到另一名患者时更换。

充气和/或放气的编程时间

一些实施例的一个方面包括对施加压力(例如，对一个或多个充气囊充气和/或放气)的特定顺序进行编程。

在一些实施例中，压力施加的时间(例如，充气/放气)可选地与使患者换气的通气机的操作同步。在一些实施例中，时间可选地与自然呼吸同步。在一些实施例中，与呼吸的同步可选地基于传感器对吸气/呼气的检测，如本文别处所述。

在一些实施例中，在患者的多于一个吸气/呼气周期中保持压力的施加，并在持续超过一个患者呼吸周期。

在一些实施例中，可选地检测患者准备和/或想要咳嗽，且压力施加(例如，充气/放气)的时间可选地与检测同步。

在一些实施例中，可选地通过施加压力的时间(例如，充气/放气)帮助患者咳嗽。

控制台

在一些实施例中，控制台可选地包括系统的电子模块、控制单元、电源、用于施加压力的可选来源(例如，空气压缩机、气动系统)、可选的显示屏和操作按钮。

在一些实施例中，当使用充气囊时，所述气动系统包括空气压缩机，所述空气压缩机通过管道连接到一组电磁阀，电磁阀用于将压缩空气引导至所需的气袋。

在一些实施例中，压力传感器用于调节腔室内的压力，且可选地使用压力释放阀以防止压力过载。

智能、自适应

一些实施例的一个方面包括对控制器进行编程，以改变压力施加器的启动顺序(例如，对充气囊进行充气和/或放气)。

在一些实施例中，编程的改变可选地由医生输入。

在一些实施例中，编程的改变可选地基于与测量和分析患者呼吸相关的生理参数的测量。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气囊)的放置位置可选地基于对患者肺部图像的图像分析而自动生成。作为非限制性示例，压力施加器(例如，充气囊)可选地放置在显示有分泌物迹象的肺叶上，潜在地对该肺叶施加压力。在一些实施例中，同样可以放置在显示肺叶清晰或相对清晰的证据的肺叶上，可能地对肺叶施加压力。

在一些实施例中，用于使充气囊充气的编程可选地基于对患者肺部图像的图像分析而自动生成。

封闭装置的控制回路

一些实施例的一个方面包括收集传感器测量值，以及基于所述测量值确定治疗方案。

一些实施例的一个方面包括收集传感器测量值，以及基于所述测量值启动背心操作。

在一些实施例中，使用多于一种类型的传感器，并且可以可选地组合来自多于一种传感器的输入以确定治疗方案。

在一些实施例中，传感器是一个或多个麦克风，可选地插入背心，或者甚至附接到背心。麦克风可以进行听诊，检测肺部参数，例如空气流通，或者，如果没有通气，则可以检测湿啰音、干啰音、细啰音、分泌物运输、喘息和咳嗽。

在一些实施例中，呼吸感测和/或测试可选地通过使用背心中的专用囊袋或靠垫来完成。

在一些实施例中，感测是通过使用感测专用囊袋/靠垫的压力传感器进行的。在一些实施例中，专用囊袋可在与其他囊袋不同的时间充气，以实现与使用其他囊袋对患者肺部施加压力无关的压力感应。在一些实施例中，专用囊袋可以在其他囊袋之前被充气。在一些实施例中，即使在其他囊袋被放气时，专用囊袋也可以不被放气。

在一些实施例中，感测是通过使用在专用囊袋/靠垫处的麦克风感测。

在一些实施例中，呼吸感测和/或测试可选地通过使用围绕患者胸部的带体或条带来完成，其包括应变计。所述应变计提供一个信号，所述信号可选地用于估计与呼吸相关和/或与施加在带子和胸部之间的压力相关的胸围变化。

在一些实施例中，传感器是一个或多个容积计，潜在地能够估计肺充气和/或放气和/或肺依从性(lung compliance)。在一些实施例中，传感器可以测量相邻空间的容积。这种传感器潜在地能够测量肺充气和/或放气。

在一些实施例中，传感器是一个或多个压力传感器。

在一些实施例中，传感器是一个或多个阻抗传感器。

在一些实施例中，传感器可选地相对于背心对称地布置。

在一些实施例中，传感器是一个或多个成像系统，其可选地提供患者肺部的一幅或多幅图像，这些图像可选地用于确定压力施加器(例如，充气囊)的位置，和/或应被启动(例如，充气囊的充气/放气)。

目标人群

示例实施例可潜在使用的人群的非限制范围包括患有囊性纤维化(CysticFibrosis，CF)、慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、支气管扩张、哮喘和具有分泌问题的肺部疾病的患者、患有影响有效咳嗽能力的神经肌肉疾病的患者。

清除患者的气道或为患者通气或两者都进行

上述“封闭回路”的描述可选地涉及基于传感器测量和/或图像处理执行清除患者气道的治疗，并且可选地涉及结合清除患者气道和给患者通气。

负压

一些实施例的一个方面包括潜在地在患者的肺部产生负压状态。在一些实施例中，由压力施加器(例如，充气囊)施加的压力在小0.5秒或小于0.25秒内快速释放，作为非限制性示例。患者的躯干可能会反弹，导致患者肺部压力迅速降低，或者至少在压力施加器(例如，充气囊)停用的位置。压力的降低可使空气可选地进入患者的肺部。

在一些实施例中，如本文所述的系统潜在地改善粘液运输并且潜在地改善抽吸的效果。

在一些实施例中，如本文所述的系统潜在地有助于产生负压的装置。

在一些实施例中，如本文所述的系统潜在地帮助使用呼气正压(positiveexpiratory pressure，PEP)装置的人。呼气正压设备可选地允许空气在患者吸气时自由流动，但在患者呼气时不允许。患者抵抗阻力而更加努力地呼气。在一些实施例中，背心通过按压患者的身体来帮助患者呼气。

现提供一些实施例的非限制性示例的更详细描述。

在一些实施例中，充气背心定位在患者的躯干上，具有以下一个或多个特征:

a.所述背心可以选择有一个坚固的封套。

b.至少一个压力施加器(例如，充气囊)，可选地2、3、4、5、6、7、8、9、10个，以及多达40个或甚至50个。

c.所述系统可能会提高过度膨胀区域的胸腔阻力。

d.所述系统可能将气流引导到肺部的封闭外围区域。

e.所述系统通过潜在地增加小气道中的气流来潜在地增加肺的有效容积。

f.所述系统可能通过将分泌物输送到更大的气道来清除分泌物。

g.所述系统可选择与通气机同步。

在一些实施例中，所述系统包括一个或多个传感器，如本文别处所述。

在一些实施例中，所述系统包括一控制器，如本文别处所述。

在一些实施例中，控制器配置以向患者和/或护理人员提供反馈和/或引导，如本文其他地方所述。

在一些实施例中，至少两个压力施加器在它们的位置上重叠，以便更好地施加压力在患者的躯干上。

在一些实施例中，作为非限制性示例，如图9A-9C所示，第一对充气囊是U形的并且覆盖上叶区域，第二对充气囊被放置在第一对的正下方,也是U形的，第三对也是如此。

在一些实施例中，第一对抵靠患者躯干的下部分，第二对位于更高的位置，在第一对的上方沿着躯干朝向患者的头部，且第三对位于更高的位置，在第二对的上方，沿着躯干更靠近患者的头部。

在一些实施例中，控制器可以：

控制压力施加器的启动和/或停用；在充气囊的情况下-充气囊的充气和/或放气，可选地分别控制每个充气囊的充气和放气；

与呼吸机同步运行；

可选地通过测量充气囊的充气压力，控制充气以防止高压可能对肺造成损害；及

包括用于监控系统的算法。

在各种实施例中，所述背心与除呼吸机之外的装置结合操作，例如BiPAP装置和/或咳嗽刺激装置。

在各种实施例中，所述背心结合正压装置(例如BiPAP装置)和/或与负压装置一起操作。

每个充气囊的示例压力限制可选地为大约50-150毫巴。控制器可选择控制和防止压力高于限值；

在一些实施例中，所述系统可选地与通气系统连接。在一些实施例中，连接到通气机的通气管。在一些实施例中，连接可选地配置为不从通气管传送空气。

在一些实施例中，所述系统被包装为可清洁和/或消毒的密封包装。

在一些实施例中，所述系统在0.5米的距离处产生不超过60dB的噪声。

在一些实施例中，所述系统独立于电源，例如由电池供电。

在一些实施例中，所述系统使用环境空气进行充气，例如局部室内空气，可选地未经过滤。

在一些实施例中，放置在患者身上的所述系统的一部分重量不超过8公斤。

示例实施例背心的一些特征包括：

a.所述背心可选地容易从患者身上穿脱；

b.所述背心可选地舒适地贴着患者的皮肤，可选地直接贴着患者的皮肤；

c.所述背心可通过各种闭合方法闭合，例如拉链、带子、钩环和扣子。在一些实施例中，闭合是可调节的，例如通过使用束带和/或带子和/或带扣，和/或钩环(Velcro)闭合；

d.所述背心配置以在闭合后不会在患者的躯干上过度移动，即上下移动不超过1-3厘米，和/或左右移动不超过1-3厘米；

e.所述背心可选地配置以在压力下不膨胀，从而将压力导向患者；

f.每个压力施加器(例如，充气囊)都是独立启动的；或同时启动多个(或所有)压力施加器；

g.可选地，所述背心重量轻，便于患者手拿；

h.所述背心由可通过医疗级灭菌消毒的材料制成，例如浓缩酒精溶液。

控制器的示例实施例的一些特征包括：

a.在0.25到0.5秒的期间释放充气囊的压力。

b.控制器可选地包括以下一项或多项的指示或警告：

电源开/关；

高压力；

每个压力施加器(例如，充气囊)的压力；

每个压力施加器(例如，充气囊)的低压力；

每个压力施加器(例如，充气囊)的停用(例如，放气)状态；

选定的操作程序；及

时间和/或日期。

在一些实施例中，从充气囊释放压力是到较低的压力，不一定是零正压。

在一些实施例中，释放压力是通过打开能够释放压力的阀。压力可能不会降至环境压力或为零，但会相对于先前存在并施加在患者上半身的压力而下降。

在一些实施例中，所述控制器将在初始操作时执行系统测试。

在一些实施例中，当所述系统确定患者正在咳嗽或将要咳嗽时，控制器可选地停用压力施加器(例如，充气囊＝使囊袋放气)。

在一些实施例中，所述控制器可选地通过测量通气系统中或充气囊中由咳嗽或咳嗽准备引起的压力，来检测开始或准备咳嗽的患者。

在一些实施例中，可选地校准所述控制器，以检测每个患者的咳嗽、设定压力水平和/或持续时间。

在一些实施例中，可选地校准所述控制器，以设置咳嗽的放气持续时间，可选地设置每位患者的放气持续时间和/或速率。

在一些实施例中，可选地保留充气和放气时间的记录。

在一些实施例中，囊袋的充气和放气可选地与呼吸机同步。

在各种实施例中，所述背心与无创呼吸机结合操作，例如BiPAP装置和/或咳嗽刺激装置。

在各种实施例中，所述背心与有创呼吸机一起操作。

在各种实施例中，所述背心与患者的自然呼吸一起操作，而不使用通气装置。

在一些实施例中，用户界面能够设置和/或选择压力启动/停用(例如，充气/放气)程序(例如每个囊袋的顺序和/或持续时间)。

在一些实施例中，所述控制器运行程序，程序在3-4个呼吸周期内逐渐对所有充气囊充气，并且一次放气所有充气囊。

在一些实施例中，如本文所述的系统基于自体引流气道清除疗法。这种治疗方法旨在不同代(generation)的支气管中产生呼气气流。

在一些实施例中，治疗的目的是在主动呼气的同时产生呼气气流，而不是强制呼气。

通过以较低的肺容积呼吸，分泌物系统地从外周气道输送到更中央的气道，在那里有效的咳嗽可将它们咳出。

通常，自体引流包括三个呼吸阶段—解粘、收集和排出。

在解粘阶段，进行小量呼吸，这会影响胸部的外围气道。这种缓慢而深沉的空气运动可能会放松外周分泌物。

在收集阶段，进行中等大小的呼吸，这会影响胸部更近端的气道，且可能通过低至中等肺容积呼吸从中央气道收集分泌物。

在排出阶段，以中高肺容积进行全呼吸，排出中央气道的分泌物。在一些实施例中，呼吸是缓慢的呼吸。在呼吸过程中调整肺容积的深度和位置可能会产生由气流引起的剪切力，这会使分泌物从外周气道松弛、动员并移动到中央气道，从而可以通过咳嗽将其排出。

在一些实施例中，所述背心的充气顺序被设计成模拟自体引流气道清除疗法的呼吸阶段。所述背心逐渐对胸部施加局部外部压力，以促进不同肺容积和不同肺区域的呼吸。

在一些实施例中，首先，所述背心的最上面的腔室被充气，然后是下一层的腔室，依次类推。

接下来，对所有腔室进行充气，用于“解粘”阶段。在一些实施例中，此时指示患者以低肺容积呼吸。

接下来，将底部一排腔室交替放气和充气几个循环，从解粘转变为收集阶段。

完成后，所述背心的所有腔室同时放气，进入“排出”阶段。

可以重复上述顺序。

在一些实施例中，背心的启动与呼吸机提供的正压气道压力(Positive AirwayPressure，PAP)相结合，潜在地使空气能够对支气管树中的更远侧区域进行通气。

在一些实施例中，呼气正压(Positive Expiratory Pressure)帮助患者在治疗期间平衡呼气力，从而导致更长和更深的呼气并潜在地防止较小气道的塌陷。

现参考图2D，其是根据示例实施例的自体引流气道清除疗法的简化图表说明。

图2D示出了图表220，其具有时间的X轴224和呼吸量的Y轴222。

图2D示出了自体引流治疗周期的一个示例，包括几个呼吸周期。

图2D示出了第一阶段254:低容积呼吸阶段，以调动外周气道的分泌物，在质量上对应于自体引流治疗周期中的解粘阶段；第二阶段256:中等或潮气量(tidal volume)呼吸阶段，用于从中间气道收集粘液，在质量上对应于自体引流治疗周期中的收集阶段；第三阶段:更大容积的呼吸阶段，以便能够从中央气道排痰，在质量上对应于自体引流治疗周期中的排出阶段。

图2D示出了患者肺中空气容积随时间变化的线232。

第一阶段254包括几个低容积呼吸周期，接着是第二阶段256包括几个高容积呼吸周期，然后是第三阶段258包括几个甚至更高容积呼吸周期。

在一些实施例中，第三阶段之后可选地是突然放气(图2D中未示出)。

图2D示出了与通常与患者肺部相关的几个生理特征相关的线232：总肺容积(Total Lung Capacity，TLC)242；功能残气量(Functional residual capacity,FRC)244；潮气容積(tidal volume，TV)243；及残气量(residual volume，RV)245。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气囊)分别通过与患者的自然呼气和吸气同步而被启动和停用。可选择追踪患者的呼吸周期，并可选择根据“循环间隔”设置启动阶段之间的转换。

作为一个非限制性示例，在“循环间隔”设置为3个循环的情况下，在顶部腔室完全充气后，在完成3个呼吸周期后，当用户呼气时，连续水平的腔室被充气。

在一些实施例中，当检测到咳嗽时，背心内的压力施加器(例如，充气囊)自动停用(例如，放气)。在一些实施例中，可以通过从患者接收患者想要咳嗽的指示。在一些实施例中，检测咳嗽部分可以自动完成，例如通过监测压力并检测与常规呼吸模式的变化或常规呼吸监测信号上的噪声。

根据一些实施例，使用至少一个麦克风来执行肺部听诊，使得能够检测空气通气、湿啰音、干啰音、细啰音、分泌物输送、喘息、咳嗽及前述任意组合。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气囊)可以在患者呼气时被启动(即，充气)。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气囊)可以在患者吸气时停用(即，放气)。

现参考图2E，其是根据示例实施例的与呼吸周期同步的背心的腔室施加压力的简化图。

图2E示出了图表260，其具有时间的X轴262和压力的Y轴261。

图表260示出了描述患者肺部压力随时间变化的线263，其可以用作呼吸模式的指示。元件符号268和267分别指呼气和吸气。

图表260示出了治疗周期的一个示例，包括施加和去除压力的几个呼吸周期(例如，通过对充气囊充气和放气)。

图表260示出了可选的初始时间段264，在时间段期间监测和/或检测患者的呼吸。

在一些实施例中，患者的呼吸由麦克风传感器监测。

在一些实施例中，患者的呼吸由压力传感器监测。在一些实施例中，患者的呼吸由其中一个压力施加器(例如，充气囊)监测。例如，一个或多个充气囊被充气，或者一个或多个充气囊已经充气，因此可以通过测量紧靠患者肺上半身的充气囊中的相关压力来监测患者肺的压力。

图2E示出了另外的时间段265，在时间段内压力施加器(例如，充气囊)被启动(例如，膨胀)以提供自体引流治疗周期。

在另外的时间段265期间，紧靠患者上身顶部的充气囊被充气269A，并且在另外的时间段265结束时，紧靠患者上身顶部的充气囊被放气269D。

在另一个时间段266中，紧靠患者上身底部的充气囊被充气269B，并且在另一个时间段266结束时，紧靠患者上身底部的充气囊被放气269C。

在一些实施例中，背心气囊的充气和放气可选地分别与患者的自然呼气和吸气同步。可选择追踪患者的呼吸周期，并可选择根据“循环间隔”设置启动阶段之间的转换。

在一些实施例中，当患者呼气时，压力施加器(例如充气囊)被启动(例如充气)。

在一些实施例中，当患者吸气时，压力施加器(例如充气袋)可能会停用(放气)。

在一些实施例中，当检测到咳嗽时，背心自动放气。

现参考图2F，其是根据示例实施例的治疗周期的简化流程图示。

图2F示出了一个过程，其包括：

开始治疗(272)；

使用位于顶部的压力施加器(例如，充气囊)施加压力(例如充气)(274)；

使用位于底部的压力施加器(例如充气袋)施加压力(例如充气)(276)；

释放位于底部的压力施加器(例如，充气囊)施加的压力(例如放气)(278)；

可选地重复进行启动(例如充气)位于底部的压力施加器(例如，充气囊)(276)和停用(例如放气)位于底部上的压力施加器(278)N次循环(280)；及

释放所有压力(282)。

在一些实施例中，释放所有压力(282)包括:释放了除一个或多个压力施加器中的可用于感测的压力之外的所有压力。

现参考图2G，其是根据示例实施例的治疗方法的简化流程图示。

图2G示出了一个流程，其中包括：

开始治疗(290)；

对一个或多个监测腔室进行充气(291)。在一些实施例中，一个或多个腔室用于在背心上监测患者的肺和/或呼吸，并且一个或多个监测腔室可选地在其他腔室之前充气；

对顶部腔室充气(292)；

对底部腔室充气(293)；

对底部腔室放气(294)；

可选地重复进行充气底部腔室(293)和放气底部腔室(294)N次循环(295)；及

对所有腔室放气(296)。

在一些实施例中，对所有腔室放气(296)包括:释放一个或多个腔室中的可用于感测的压力之外的所有压力。

在一些实施例中，在对一个或多个监测腔室(291)充气之后，监测患者的呼吸。

在一些实施例中，可以监测一个或多个监测腔室中的压力。在一些实施例中，可选地分析压力信号以检测患者的呼吸周期。压力信号可用于检测在呼吸周期期间患者在特定时间的位置。

在一些实施例中，可以监测一个或多个监测腔室旁边的麦克风。在一些实施例中，可选地分析声音以检测患者的呼吸周期。声音可用于检测患者在呼吸周期中某个时间的位置。

在一些实施例中，所述系统可选地基于患者在特定时间在呼吸周期期间所处的位置来控制充气和放气。

在一些实施例中，系统可选地基于监测向患者提供关于如何呼吸的引导，从而使患者能够配合和/或协助所提供的治疗。

引导可以是一种或多种显示书面说明的形式；提供语音指令的形式；提供声音指令的形式；提供感官指令的形式，例如振动并显示所需呼吸类型的视觉指令。

在一些实施例中，监测可用于检测咳嗽。在一些实施例中，当检测到咳嗽时，充气囊被放气。

示例算法说明

在一些实施例中，系统通过压力传感器追踪一个或多个指定腔室中的压力。呼吸时的胸部运动会导致腔室中的压力变化，并且基于采样的压力信号检测用户的呼吸模式。呼吸周期的检测可使背心腔室的充气和放气分别与患者的呼气和吸气同步。

现参考图2H，其是根据示例实施例的治疗方法的简化流程图示。

图2H的方法包括：

对靠近患者躯干顶部的一个或多个充气囊进行充气(284)；

对靠近患者躯干底部的一个或多个充气囊进行充气(285)；

对靠近患者躯干底部的一个或多个充气囊进行放气(286)；

多次重复对靠近患者躯干底部的一个或多个充气囊进行充气和放气(287)；及

对所有充气囊进行放气(288)。

现参考图2I，其是根据示例实施例的治疗方法的简化流程图示。

图2I的方法包括：

感测与患者呼吸相关的信号(342)；

分析信号(344)；及

引导患者以控制患者的呼吸(346)。

现参考图2J，其是根据示例实施例的治疗方法的简化流程图示。

图2J的方法包括：

感测与患者呼吸相关的信号(352)；

分析信号(354)；及

基于分析启动或停用压力施加器(356)。

在一些实施例中，启动压力施加器包括改变施加在患者肺部上的压力量。

在一些实施例中，启动压力施加器包括改变施加在患者肺部上的压力的位置，可选地通过控制启动要哪些压力施加器。

在一些实施例中，改变施加在患者肺上的压力的位置和/或量包括:改变定位成对患者肺和/或腹部施加压力的一个或多个充气囊的充气和/或放气。

现参考图2K，其是根据示例实施例的治疗方法的简化流程图示。

图2K的方法包括：

启动或停用患者躯干上的压力施加器(362)；

感测和分析与患者呼吸相关的信号(364)；及

可选地引导患者以控制患者的呼吸(368)。

在一些实施例中，感测和分析包括控制366启动或停用患者躯干上的压力施加器(362)。

在一些实施例中，图2K的方法还包括改变施加在患者肺上的压力的位置和/或量。

在一些实施例中，改变施加在患者肺上的压力的位置和/或量包括:改变定位成对患者肺和/或腹部施加压力的一个或多个充气囊的充气和/或放气。

用户界面示例

在一些实施例中，控制台上的显示屏和/或操作按钮用于调整治疗设置和管理装置操作。

在一些实施例中，显示屏和/或操作按钮可选地位于与空气压缩机一起包装的控制台上。在一些实施例中，显示屏和/或操作按钮可选地位于附接到背心的控制台上。

在一些实施例中，显示屏和/或操作按钮可选地位于智能手机或平板电脑或其他类型的移动计算设备上。

患者或护理人员可以选择所需的压力水平、治疗持续时间和治疗方案，以遵守医生要求的处方治疗。

在一些实施例中，在治疗期间，患者可按下“咳嗽暂停”，使背心放气并且使用户能够咳嗽以清除分泌物。

在一些实施例中，用户界面可以包括作为显示书面指令中的一项或多项的患者呼吸引导；提供语音指令；提供语音指令；并显示所需呼吸类型的视觉指令。

现参考图3A-3D，它们是根据示例实施例的三对充气囊的呼吸和压力的简化图示。

图3A-3D都是图表，X轴304、314、324、334显示定性时间(qualitative time)，其中X轴304的单位代表吸气或呼气，而Y轴302、312、322、332显示定性压力(qualitativepressure)，没有单位。

图3A-3D示出了一种可选地与通气机同步的对充气囊充气的示例程序。

图3A示出了第一条线306，指出了通气机中的空气压力。

图3B-3D示出了指示提供给充气囊的压力的线。

图3B示出了第二条线316，指出了提供给第一对充气囊的压力。

图3C示出了第三条线326，指出了提供给第二对充气囊的压力。

图3D示出了第四条线336，指出了提供给第三对充气囊的压力。

图3A-3D示出了示例程序在通气机的几个(3-4)呼吸周期内，逐渐对充气囊进行充气。应当注意的是，上述公开内容涉及充气囊；然而，在一些实施例中，它可以涉及电启动的机械垫或任何其他压力施加装置。

现参考图4A-4D，其是根据示例实施例的三对充气囊处的呼吸和压力的简化图示。

图4A-4D是图表，X轴404、414、424、434示出定性时间，Y轴402、412、422、432示出定性压力。

附图的描述与充气囊有关；然而，它也可以涉及电启动的机械垫或任何其他压力施加装置。

图4A-4D示出了一种可选地与通气机同步的对充气囊进行充气的示例程序。

图4A示出了第一条线406，指出了通气机中的空气压力。

图4B-4D示出了指示提供给充气囊的压力的线。

图4B示出了第二条线416，指出了提供给第一对充气囊的压力。

图4C示出了第三条线426，指出了提供给第二对充气囊的压力。

图4D示出了第四条线436，指出了提供给第三对充气囊的压力。

图4A-4D示出了示例程序在通气机的几个(3-4)个呼吸周期内，逐渐充气充气囊，首先是第一对囊，然后是第二对囊，然后是第三对囊。

现参考图5，其是根据示例实施例的三个充气囊处的呼吸和压力的简化图示。

图5的描述与充气囊有关；然而，它也可以涉及电启动的机械垫或任何其他压力施加装置。

图5是图表，X轴504示出定性时间，Y轴502示出定性压力。

图5示出了一个示例程序，用于对充气囊充气，可选地与通气机同步。

图5示出了第一水平条505，其中白色部分表示呼气，而深色部分表示呼气。

图5示出了指示提供给充气囊的压力的线。

图5示出了指示提供给第一充气囊的压力的第一线条506、指示提供给第二充气囊的压力的第二线条507、和指示提供给第三充气囊的压力的第三线条508。

图5还示出了第四线条510，指示正吸气压力(Positive Inspiratory Pressure，PIP)。

图5显示提供给充气囊的压力增加到高于PIP压力。作为非限制性示例，所提供的压力大约在20-40cm H₂O的范围内。

在一些实施例中，肺在一侧可能是健康的或更健康的，而在另一侧可能是病态的或更病态的。

下面的表1描述了治疗患者肺部的程序、方法或算法。表1示出了与患者呼吸周期相关的压力施加器(例如，充气囊)的启动和停用(例如，充气和放气)时间。表1显示“+”表示启动压力施加器的压力(例如，充气囊处于充气状态)，“-”表示停用压力施加器的压力(例如，充气囊处于非充气状态)。表1的列表示吸气(Ins)和呼气(Exp)周期，表1的行表示三个充气囊“H1”、“H2”和“H3”的其中一个在肺部健康或更健康的一侧的状态，三个充气囊“S1”、“S2”和“S3”肺部患病或更严重的一侧的状态。表1的方法在本文中称为“健康患者(HealthySick)”算法。

表1：

Ins1

Exp1

Ins2

Exp2

Ins3

Exp3

Ins4

Exp4

Ins5

Exp5

Ins6

新周期

H1

-

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

+

H2

-

-

-

+

+

+

+

+

+

+

-

-

H3

-

-

-

-

-

+

-

-

-

+

-

-

S1

-

+

+

+

+

+

-

+

+

+

-

+

S2

-

-

-

+

+

+

-

-

-

+

-

-

S3

-

-

-

-

-

+

-

-

-

+

-

-

下表2描述了治疗患者肺部的程序、方法或算法，其中“+”表示启动压力施加器的压力(例如，充气囊处于充气状态)，“++”表示正在施加更大压力的状态(即，更加膨胀的状态)，“+++”标记正在施加更多压力的状态(即，更加膨胀的状态)，以及“-”标记停用压力施加器的压力(例如，充气囊释放的压力)。表2的列表示吸气和呼气周期，表2的行表示三个右侧充气囊“R1”、“R2”和“R3”和三个左侧充气囊“L1”、“L2”和“L3”之一状态。表2的方法在本文中称为“逐渐压缩偏移(gradual compression shift”)”。

表2：

下表3描述了治疗患者肺部的程序、方法或算法，其中“+”表示充气囊的膨胀状态，“++”表示更加膨胀的状态，“+++”表示更加膨胀的状态，“-”表示充气囊的非充气状态。表3的列表示吸气和呼气周期，表3的行表示三个右侧充气囊“R1”、“R2”和“R3”和三个左侧充气囊“L1”、“L2”和“L3”之一的状态”。表3的方法在本文中称为“下叶通气(Lower LobesVentilation)”。

表3：

Ins1

Exp1

Ins2

Exp2

Ins3

Exp3

Ins4

Exp4

Ins5

Exp5

Ins6

新周期

R1

-

+

+

++

++

+++

++

++

+

+

-

+

R2

-

+

+

++

++

+++

++

++

+

+

-

+

R3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

L1

-

+

+

++

++

+++

++

++

+

+

-

+

L2

-

+

+

++

++

+++

++

++

+

+

-

+

L3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

在一些实施例中，上表中的每个“+”可选地代表大约5-15cm H₂O的压力。

现参考图6，其是根据示例实施例构造的系统的简化示意图。

图6示出了一个基本实施例，包括一背心602和压力施加器(例如，充气囊)604，它们定性地放置在患者躯干606的图上。

现参考图7，其是根据示例实施例的用于清除肺气道的方法的简化流程图示。

图7示出了基本实施例的方法的流程图。

图7的方法包括：

将压力施加器(例如充气囊)放置在患者躯干周围的背心中(702)；

以特定的顺序启动(例如，充气)压力施加器(例如，充气囊)，持续特定的时间(704)；及

停用(例如，放气)压力施加器(例如，充气囊)(706)。

现描述充气囊的附加位置和附加布置。

现参考图8A-8C，图8A-8C是在根据示例实施例构造和操作的系统中与患者相关的一个或多个充气囊的简化图示。

图8A-8C示出了患者和压力施加器(例如，充气囊)的非限制性示例。

图8A-8C没有显示背心(如图1所示)，因此背心不会遮挡囊袋的视野。

图8A示出了代表患者的骨骼802的侧视图，以及位于患者右侧的示例位置上的充气囊R1 804A、R2 804B、R3 804C。标记R1、R2、R3用于指示患者右侧的示例位置。

图8B示出了代表患者的骨骼802的后视图，以及患者背部的充气囊的位置，充气囊L1 806A、L2 806B、L3 806C位于患者背部左侧，充气囊R1808A、R2 808B、R3 808C位于患者背部右侧。

图8C示出了代表患者的骨骼802的正面斜视图，以及位于患者前部右侧的充气囊R1 810A、R2 810B、R3 810C和位于患者前侧的左侧的充气囊L1 812A L2、812B、L3 812C。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气囊)可选地成形为U形囊袋。

在一些实施例中，压力施加器(例如，充气囊)可选地从患者的前部开始放置，沿患者躯干的圆周横向继续放置，并在患者的后侧继续放置。

现参考图9A-9C，图9A-9C是根据示例实施例构造和操作的系统中与患者相关的一个或多个充气囊的简化图示。

在图9A-9C中，提供了一个额外的腹部压力施加器(例如，充气囊)。这种腹压施加器可能能够治疗患有神经肌肉疾病和脊髓损伤且呼气肌受损的患者。

图9A-9C示出了示例性腹部充气囊，以及一些新月形或U形的充气囊。

图9A-9C示出了患者和充气囊的非限制性示例。图9A-9C没有显示背心(如图1所示)，因此背心不会遮挡囊袋的视野。

图9A示出了代表患者的骨骼902的侧视图，以及放置在患者右侧示例位置上的充气囊R1 904A、R2 904B、R3 904C以及紧靠患者腹部放置的腹部充气囊905。

图9B示出了代表患者的骨骼902的后视图，以及患者背部上的充气囊位置、充气囊L1 906A、L2 906B、L3 906C位于患者背部左侧，充气囊R1 908A、R2 908B、R3 908C位于患者背部右侧。

图9C示出了代表患者的骨骼902的正面斜视图，以及在患者正面的充气囊位置，充气囊R1 910A、R2 910B、R3 910C位于患者正面的右侧，充气囊L1 912A、L2 912B、L3 912C位于患者前侧左侧，且充气囊911紧贴患者腹部放置。

在一些实施例中，充气囊可选地成形为U形或新月形囊袋。

在一些实施例中，例如在图9A和图9C中用“A”标记的腹囊可选地从前侧位于上腹部，可选地位于胸腔和脐部之间。腹囊可支持腹部器官，并可通过模仿卧姿来改善氧合(oxygenation)。

现参考图10，其是根据示例实施例的用于提供适于清除肺气道的治疗的方法的简化流程图示。

图10的方法包括：

a.将至少一个压力施加器放置在患者的躯干上(1002)；

b.感测与所述患者相关的信号(1004)；

c.分析所述信号(1006)；及

d.执行治疗方案，所述治疗方案包括至少部分地基于分析所述信号来启动和停用所述压力施加器，以在所述躯干上施加和释放压力(1008)。

现参考图11，其是根据示例实施例的用于提供适于清除肺气道的治疗的系统的简化方块图示。

图11的系统包括：

至少一个压力施加器1102，在被启动时适于在患者1105的躯干上的至少一个特定位置施加压力；并且在停用时释放所述压力；

一传感器1104，用于感测与所述患者1105相关的信号；及，

一控制器1106，与所述传感器1104通信1108，适于分析所述信号并至少部分地基于分析所述信号来控制1110所述压力施加器1102的启动和停用。

如本文所用，关于数量或数值，术语“约(about)”或“大约(approximately)”是指“在20％以内”。

术语“包括(comprising)”、“包括(including)”、“具有(having)”及其词形变化是指“包括但不限于”。

术语“由…组成”旨在表示“包括并限于”。

术语“基本上由…组成”是指组合物、方法或结构可以包括额外的成分、步骤和/或部分，但前提是额外的成分、步骤和/或部分不会实质性地改变要求保护的基本和新颖的特征组成、方法或结构。

术语“基本上由......组成(essentially consisting of)”是指组合物、方法或结构可包括额外的成分、步骤和/或部分，但只有当额外的成分、步骤和/或部分实质上不改变所要求保护的组合物、方法或结构的基本特征及新特征。

本文所使用的单数型式“一(a)”、“一(an)”及“所述(the)”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。例如，术语“一个单元”或“至少一个单元”可以包括多个单元，包括它们的组合。

本文所使用的词语“示例”和“示例性”表示“用作示例、举例或说明”。描述为“示例”或“示例性”的任何实施例不一定被解释为优选或优于其他实施例和/或排除对其他实施例的特征的结合。

本文中所用的词语“可选择地(optionally)”表示“在一些实施例中提供，而在其它实施例中不提供”。任何本公开的特定实施例可以包括多个“可选择的”特征，除非此类特征相冲突。

在整个本申请中，本公开的各种实施例可以以一个范围的型式存在。应当理解的是，以一范围型式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本公开范围的硬性限制。因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所数范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。

无论何时在本文中指出的数值范围(例如“10-15”、“10至15”，或由这些另一个此类范围指示链接的任何一对数字)，其意在包括在所指出的范围内的任何引用的数字(分数或整数)，包括范围限制，除非上下文另有明确规定。术语“第一指示数字及第二指示数字之间的范围”、及“第一指示数字到第二指示数字的范围”在本文中可互换，并指包括第一指示数字及第二指示数字，及其间的所有小数及整数。

除非另有说明，否则本文使用的数字和基于其的任何数字范围是本领域技术人员理解的合理测量精度和舍入误差范围内的近似值。

本文所用的术语“方法”是指用于完成给定任务的方式、手段、技术和程序，包括但不限于已知的或容易从已知方式、手段开发的那些方式、手段、技术和程序，由化学、药理学、生物、生化和医学领域的从业者所采用的技术和程序。

本文所用的术语“治疗”包括消除、实质上抑制、减缓或逆转病状的进展，实质上改善病状的临床或外观症状或实质上防止病状的临床或外观症状的出现。

应当理解的是，为清楚起见，在单独实施例的上下文中描述的本公开的某些特征也可以在单一实施例的组合中提供。相反地，为简洁起见，在单一实施例的内文中所描述的各种特征，也可以分开地、或者以任何合适的子组合、或者在适用于本公开的任何其他描述的实施例中提供。在各种实施例的内文中所描述的特定特征，并不被认为是那些实施方案的必要特征，除非所述实施例没有那些元素就不起作用。

虽然本公开结合其具体实施例而被描述，显而易见的是，许多替代、修改及变化对于那些本领域的技术人员将是显而易见的。因此，其意在包括落入所附权利要求书的范围内的所有替代、修改及变化。

在本说明书中提及的所有出版物、专利及专利申请以其整体在此通过引用并入本说明书中。其程度如同各单独的出版物、专利或专利申请被具体及单独地指明而通过引用并入本文中。此外，所引用的或指出的任何参考文献不应被解释为承认这些参考文献可作为本公开的现有技术。本申请中标题部分在本文中用于使本说明书容易理解，而不应被解释为必要的限制。此外，本申请的任何优先权文件在此通过引用的方式整体并入本文中。

Claims (50)

1.一种系统，用于提供适于清除肺气道的治疗，其特征在于：所述系统包含︰

至少一个压力施加器，适于当被启动时，在一患者的躯干上的至少一个特定位置施加压力；以及在停用时释放所述压力；

一传感器，用于感测与所述患者相关的信号；及

一控制器，与所述传感器通信，适于分析所述信号并至少部分地基于分析所述信号来控制所述至少一个压力施加器的启动和停用。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于：所述至少一个压力施加器的启动和停用包括控制由所述至少一个压力施加器施加的压力的持续时间或量，或其组合。

3.如权利要求1-2任一项所述的系统，其特征在于：所述系统包括一可穿戴部件，其中压力施加器的尺寸和形状设计为安装在所述可穿戴部件上。

4.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于：所述控制器适于与另一压力施加器分开地启动和停用所述至少一个压力施加器。

5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其特征在于：所述传感器包括多个传感器。

6.如权利要求1-5中任一项所述的系统，其特征在于：所述传感器包括选自由以下各项所组成的群组的传感器：

一压力传感器；

一麦克风；

一容积计；

一阻抗传感器；

一成像系统；

一应变计；

用于肺部听诊的传感器；及

前述的组合。

7.如权利要求1-6中任一项所述的系统，其特征在于：所述控制器适于基于分析所述信号来检测所述患者的生理状态。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于：所述生理状态是选自由以下各项所组成的群组的生理状态：

所述患者的呼吸周期内的阶段；

所述患者咳嗽；

空气流通；

湿啰音；

干啰音；

细啰音；

分泌物运输；

喘息；

咳嗽的意图；及

前述的组合。

9.如权利要求1-8中任一项所述的系统，其特征在于：所述控制器适于向患者提供关于所需呼吸模式的引导。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于：所述控制器适于从包括以下各项所组成的群组中选择所述引导：

长且深的吸气；

浅薄的吸气；

延长呼气；

延长吸气；

快速呼吸；及

前述的组合。

11.如权利要求9-10中任一项所述的系统，其特征在于：所述引导至少部分地基于所述至少一个压力施加器的启动和停用。

12.如权利要求9-11中任一项所述的系统，其特征在于：所述引导至少部分地基于感测。

13.如权利要求9-12中任一项所述的系统，其特征在于：所述引导选自由以下各项所组成的群组：

书面指令；

语音指令；

声音指令；

感官指令；

振动；

视觉指令；和

前述的组合。

14.如权利要求3所述的系统，其特征在于：将所述至少一个压力施加器安装在所述可穿戴部件上，能够控制所述压力的施加位置。

15.如权利要求1-14中任一项所述的系统，其特征在于：所述至少一个压力施加器选自由以下各项所组成的群组：

一充气囊；

一可填充垫；

一电启动垫；

一可手动调节皮带；

一可自动调节皮带；

一可伸缩带；及

前述的组合。

16.如权利要求1-15中任一项所述的系统，其特征在于：所述控制器从选自由以下各项所组成的群组中的部件接收数据：

一BiPAP装置；

一有创呼吸机；

一无创呼吸机；

一咳嗽刺激装置；及

前述的组合。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于：所述控制器使所述至少一个压力施加器的启动和停用与部件的操作同步。

18.如权利要求1-17中任一项所述的系统，其特征在于：所述至少一个压力施加器的压力释放适于在小于0.5秒提供。

19.如权利要求1-18中任一项所述的系统，其特征在于：所述系统配置以通过停用所述至少一个压力施加器中的至少一个，来辅助咳嗽。

20.如权利要求1-19中任一项所述的系统，其特征在于：所述压力施加器中的两个至少部分地重叠。

21.如权利要求1-20中任一项所述的系统，其特征在于：所述系统配置以将至少一个压力施加器定位在所述患者的腹部上。

22.如权利要求1-21中任一项所述的系统，其特征在于：所述系统包括一数据库，用于存储与感测的所述信号相关联的数据。

23.如权利要求22所述的系统，其特征在于：所述数据选自由以下各项所组成的群组：

所述患者的呼吸模式；

所述呼吸模式的趋势；

所述呼吸模式的特征向量；

所述呼吸模式的至少一部分的形状；

所述呼吸模式的至少一部分下方的区域；

所述呼吸模式的至少一部分的导数；

治疗期间的咳嗽次数；

治疗期间的咳嗽模式；

一般依从性；

所述患者在一段时间内接受的治疗次数；及

前述的组合。

24.一种方法，用于提供适于清除肺气道的治疗，其特征在于：所述方法包括；

a.将至少一个压力施加器放在一患者的躯干上；

b.感测与所述患者相关的信号；

c.分析所述信号；及

d.执行一治疗方案，所述治疗方案包括至少部分地基于分析所述信号，来启动和停用所述至少一个压力施加器，以在所述躯干上施加和释放压力，从而提供清除肺气道的治疗。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于：所述方法包括使所述治疗方案与所述患者的生理状态同步。

26.如权利要求24-25中任一项所述的方法，其特征在于：执行所述治疗方案包括在特定持续时间启动和停用所述至少一个压力施加器、或使用特定量的压力、或前述之组合。

27.如权利要求24-26中任一项所述的方法，其特征在于：执行所述治疗方案包括以特定顺序启动和停用所述压力施加器。

28.如权利要求24-27中任一项所述的方法，其特征在于：所述启动所述至少一个压力施加器包括启动一固定压力，并持续超过对应于选自由以下各项所组成的群组中的一个的时间段的持续时间：

所述患者的吸气时间；

所述患者的呼气时间；及

所述患者的一个呼吸周期。

29.如权利要求24-28中任一项所述的方法，其特征在于：所述治疗方案能够实现自体引流。

30.如权利要求24-29中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括向所述患者提供引导，以指导所述患者关于期望的呼吸模式。

31.如权利要求30所述的方法，其特征在于：所述引导基于所述至少一个压力施加器的所述启动和停用。

32.如权利要求30-31中任一项所述的方法，其特征在于：所述引导基于感测。

33.如权利要求30-32中任一项所述的方法，其特征在于：所述引导包括对所述患者的呼吸指导，所述呼吸指导选自由以下各项所组成的群组：

长且深的吸气；

浅薄的吸气；

延长呼气；

延长吸气；

快速呼吸；及

前述的组合。

34.如权利要求24-33中任一项所述的方法，其特征在于：在检测到咳嗽或咳嗽意图时，停用至少一个压力施加器。

35.如权利要求24-34中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括将所述治疗方案与所述患者的呼吸周期同步。

36.如权利要求24-35中任一项所述的方法，其特征在于：基于分析来自一传感器的输入来自动检测患者咳嗽或咳嗽意图。

37.如权利要求24-36中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括基于感测来自动调整所述治疗方案。

38.如权利要求24-37中任一项所述的方法，其特征在于：感测包括从选自由以下各项所组成的群组中的装置提供的数据：

一BiPAP装置；

一有创呼吸机；

一无创呼吸机；

一咳嗽刺激装置；及

前述的组合。

39.如权利要求38所述的方法，其特征在于：所述方法至少部分地基于所述数据，使所述治疗方案与所述装置同步。

40.如权利要求24-39中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括至少部分地基于所述患者肺部的图像来选择所述治疗方案。

41.如权利要求24-40中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括至少部分地基于所述患者的肺部的图像，将所述至少一个压力施加器放置在所述患者的躯干上的一特定位置。

42.如权利要求24-41中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括首先启动至少一个压力施加器，以感测所述信号。

43.如权利要求24-42中任一项所述的方法，其特征在于：所述治疗方案包括：

启动位于所述患者躯干的顶部附近的至少一个压力施加器，在其上施加压力；及

启动位于所述患者躯干的底部附近的至少一个压力施加器，在其上施加压力。

44.如权利要求43所述的方法，其特征在于：所述方法还包括停用位于所述患者躯干的底部附近的所述至少一个压力施加器，从其移除压力。

45.如权利要求44所述的方法，其特征在于：所述方法包括多次重复启动和停用位于患者躯干底部附近的所述至少一个压力施加器。

46.如权利要求42所述的方法，其特征在于：所述方法包括重复进行：

启动位于患者躯干顶部附近的至少一个压力施加器，在其上施加压力；

启动位于所述患者躯干底部附近的至少一个压力施加器，在其上施加压力；

停用位于所述患者躯干底部附近的所述至少一个压力施加器，从其移除压力；

多次重复启动和停用位于患者躯干底部附近的所述至少一个压力施加器；

停用所有压力施加器；及

重复以上多次。

47.如权利要求24-42中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括通过快速停用至少一个压力施加器，来增加所述患者肺部的跨肺压力梯度。

48.如权利要求24-47中任一项所述的方法，其特征在于：感测包括进行肺听诊。

49.如权利要求24-48中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法包括将来自感测的数据存储在数据库中。

50.如权利要求49所述的方法，其特征在于：所述方法包括分析所述数据并执行以下至少一项：

至少部分地基于所述分析，向所述患者提供指导；及

至少部分地基于所述分析，来调整所述治疗方案。

Images