CN117653836A - 用于呼吸保健护理并且用于训练和改善呼吸功能的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于呼吸保健护理并且用于训练和改善呼吸功能的设备。本发明涉及一种设备，该设备包括第一流量通道、第二流量通道和包括内部体积的主体部分。内部体积的第一空间被适于用液体填充，并且内部体积的第二空间被布置为接收蒸汽。该设备还包括用于在吸入期间经由第一流量通道，将来自内部体积的蒸汽空间的气体流流量通道输送到设备的外部的装置，以及用于经由第二流量通道将来自设备外部的呼出的气体流流量通道输送到内部体积的第一空间的装置。该设备还包括用于测量气流的流量和温度的装置，以及用于机械地和/或自动地调节气流的流量的装置。本发明还涉及一种方法和一种系统。

Description

用于呼吸保健护理并且用于训练和改善呼吸功能的设备

本申请是申请日为2019年11月18日、申请号为201911128669.8、发明名称为“用于呼吸保健护理并且用于训练和改善呼吸功能的设备”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于呼吸的健康和/或训练和改善肺部功能的设备，至少包括第一流量通道和用于液体的液体空间。此外，本发明涉及用于监测和控制在设备中的空气流和蒸汽流及温度的方法和系统，该设备至少包括第一流量通道和用于液体的液体空间的。

背景技术

呼吸问题仍然是巨大的全球性的、并且成本逐渐增加的现象。尽管由于更好的药物治疗，在发达国家中的严重哮喘发病率一直在下降，但是大概是由于较差的室内及室外空气质量，非典型哮喘的发病率已经增加。已知空气中产生的颗粒、一氧化二氮和臭氧在哮喘的恶化上有影响。并且，他们已经被指出是成为针对哮喘的发展的重要原因。因为过敏或较差的空气质量，进入气道的痰液的积聚使人暴露于气道感染。针对哮喘患者和COPD患者，痰液对可吸入药物成为了使药物与黏液层下的上皮接触的屏障。这可以导致无效的药物治疗，并且甚至会减轻副作用。

在阻塞性肺部疾病中(诸如哮喘和慢性阻塞性肺部疾病(COPD))，气道的阻塞限制了气流。在哮喘中，过敏反应引起支气管的反应，导致上皮增厚和内腔变窄，表现为急性呼吸问题。相反，COPD在肺泡和支气管中被表现为慢性炎症。在哮喘和COPD二者中的炎症导致支气管的形态和胸部运动性中的永久性改变。粘液的积聚在这些疾病中是常见的，并且在许多情况下，纤毛运动的功能障碍阻碍了其清除。粘液保留了有害的细胞碎片和刺激性成分，并暴露于病毒性和细菌性气道感染及恶化。因此，尤其是在病情恶化期间，最重要的是照看足够的粘液清除。在哮喘中，，支气管由于炎症被堵塞了。在COPD中，症状由长期的炎症引起。在COPD中，症状包括气短和气道中的粘液。此外，症状可以由来自疾病引起的胸肌紧张而被加剧。更多地，在急性呼吸道感染中，患者的支气管可以轻易地变得被刺激并且发炎。小气道中的压力梯度朝向更大的气道移除粘液，粘液更容易从更大的气道中被咳出。咳嗽移除粘液并且使其在气道中被升得更高。在哮喘患者中，过敏反应与支气管接触并阻挡了气流。相反地，刺激增强了粘液到支气管中的积聚。这将患者暴露于气道感染和肺炎。

吹瓶是有几十年历史的用于将粘液从气道移除的疗法。并且，从60年代开始就使用蒸汽吸入来缓解上气道的阻塞。当将气吹入瓶中时，患者通过软管将气吹入到装有水的瓶中。这种有阻力的吹气移除了粘液并且打开了支气管。蒸汽吸入转而湿润了支气管并且使粘液更加流动以及更容易被咳出。

肺部疾病增加了心脏载荷，并且加剧了诸如心律不齐(例如，房颤)的心脏相关的疾病的发生。

呼吸性疾病的护理基于可吸入药物，该可吸入药物在吸入器或雾化器的帮助下被服用到气道中。并且，蒸汽吸入器已经被用于缓解气道的堵塞。相反，由于潜在的烫伤的风险，煮沸的水不被建议用于蒸汽吸入。

发明内容

本发明的目的是提供改进的蒸汽吸入器。监测以及控制吸入蒸汽的温度和气流是有益的，以在气道上提供足够的能量而不造成伤害。因此，根据本发明的设备具有与气流量通道连接的传感器，以测量吸入的气流和蒸汽的气流和温度。根据实施例，传感器被集成到气流量通道中。所测量的参数用于计算指标，该指标基本上确切地告知了用户的暴露时间。所测量的参数还可以用于通知设备的正确使用。所记录的参数可以被存储、分析和监测，以便进一步分析用户的进度和她/他的健康训练程序。本发明抵抗呼出和吸入，以及作为吸入过程的一部分的蒸汽吸入。因此，这些方法协同作用，并且使得能够在呼吸上递送许多积极效果。

针对阻力的吹气对于打开处于肺下部中的小支气管是有效的，并且激活在呼出时压缩正胸廓压力和气流的外肋肌。作为结果，在吸入步骤中，潮湿的蒸汽可以更好地到达小支气管，并且与此同时将粘液变得更流动，并且更容易地可通过咳嗽移除。

本发明基于在呼出和吸入时的机械气流阻力。额外的，本发明的原理允许蒸汽在吸入时流入气道。因此，可能由潮湿的蒸汽所携带的药物或另一种活性剂的效果可以被更深地被送到气道中。根据实施例，反压呼吸和蒸汽吸入被组合以改善呼吸功能。此外，过高热可以被监测和控制。

本发明不仅可以用于医疗应用，还可以用于运动以及保健应用中以改善呼吸功能。

根据实施例，测量至少吸入的空气的流量以及吸入的气流的温度被以获取第一测量参数。根据实施例，呼出的气流的气流率和温度也被测量以获取第二测量参数。基于所述第一和/或第二测量参数的至少一个指标可以用于监测在气道中的过高热。至少一个指标是涉及热暴露的值。

可以基于源数据选择至少一个指标，包括：

–在吸入期间获得的能量的计算量，

–在呼出期间使用的能量的计算量，

–潮气体积(TV)，

–吸入储备体积(IRV)，

–呼出储备体积(ERV)，

–余气体积(RV)，

–肺总容量(LTC)，

–心率变化，

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)。

根据实施例，基于包括以下项的组的参数被分析以及选择：

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，以及

–最大呼出流量(MEF)。

过高热的暴露可以通过以下项来控制以及检测：

–使用传感器，其测量至少来自吸入的气流的流量和温度、优选地来自吸入的和呼出的气流的流量和温度，

–计算值(即第一和/或第二指标)，其来自所述传感器的输出，以及

–基于所计算的指标，调节最佳温度、气流阻力和/或呼吸时间。

因此，本发明涉及用于例如呼吸健康护理、保健护理、和/或运动表现服务的测量过程、数据收集、转换和分析方法。

根据本发明的该设备可以包括

–用于吸入的第一流量通道；

–包括内部体积的主体部件，其中内部体积的第一空间被适于利用液体而被填充；

–内部体积的第二空间被布置以接收在内部体积的第一空间中形成的蒸汽，其中第一流量通道被布置为与内部体积的第二空间流动连接；

–用于在吸入期间将气体流经由第一流量通道从内部体积的蒸汽空间输送到设备的外部的装置；

–第二流量通道，被布置为与内部体积的第一空间流动连接，以适于将呼出的空气提供到液体中；

–用于将呼出的气体流经由第二流量通道从设备的外部输送至内部体积的第一空间，以增加在内部体积中的压力的装置；

–用于测量气流的流量和温度的装置；以及

–用于机械地和/或自动地调节气流的流量的装置。

本发明还涉及一种方法和一种系统。

根据本发明的方法可以包括如下步骤：

–经由设备的第二流量通道，将呼出气体输送到用液体填充的设备的主体部分的第一空间，

–在第一空间中由于呼出的空气而形成蒸汽；

–在设备的主体部分的第二空间中接收在第一空间中形成的蒸汽；

–在吸入期间经由第一流量通道，将气体流从第二空间输送到设备的外部。

–测量吸入的气流和呼出的气流的至少一个的流量和温度，以及

–调节第一流量通道和第二流量通道中的至少一个流量通道的流动阻力。

根据本发明的设备和方法在增加呼吸动力和护理气道的粘膜中是有用的。因此，它增加了呼吸保健并且帮助抵抗呼吸疾病。并行使用该设备和可吸入药物，可以减少药物的消耗，因为根据本发明的设备打开了气道并且允许药物与不使用该设备相比更深的渗透到气道中。

根据本发明的系统可以包括设备，该设备包括：

–用于吸入的第一流量通道；

–包括内部体积的主体部分，其中内部体积的第一空间被适于利用液体来被填充；

–内部体积的第二空间被布置以接收在内部体积的第一空间中形成的蒸汽，其中第一流量通道被布置为与内部体积的第二空间流动连接；

–用于在吸入期间将气体流经由第一流量通道从内部体积的蒸汽空间输送到设备的外部的装置；

–第二流量通道，被布置为与内部体积的第一空间流动连接，以适于将呼出的空气提供到液体中；

–用于将呼出的气体流经由第二流量通道从设备的外部输送至内部体积的第一空间，以增加在内部体积中的压力的装置；

–可选的本地显示器；

–用于测量吸入的气流的流量和温度的测量装置，以及

–可选地，用于测量呼出的气流的流量和温度的测量装置，以及

–可选地，第一阀门和第二阀门。

根据本发明的系统还可以包括：

–集成的压力和气流的检测以及控制单元，包括

–无线部件，

–处理器，以及

–至少一个存储器部件。

在吸入时，膈膜和外肋肌收缩，引起负胸廓压力并且气流进入肺。在呼出时，外肋肌和膈膜放松并且内肋肌收缩，引起正胸廓压力并且气流从肺部中出来。

根据本发明，该设备在提升儿童和老人的呼吸功能中也是有用的。随着年龄的增长，呼吸能力由于许多原因而降低(诸如肋骨壳体硬化和浅呼吸)。哮喘儿童则因为呼吸困难而热衷于限制他们的身体活动。这将他们暴露在恶性的循环中，其中减少的活动导致了甚至更差的呼吸。

因为在呼出时的反压打开了小支气管，并且生成了将痰液从肺部抬起的压力梯度，所以根据本发明的设备在粘液清理中是尤其有用的。

在本发明的有利的实施例中，呼出的空气穿过呼吸阻力调节器进入水空间。气流在水空间中产生气泡，这增加了水表面的面积并且生成蒸汽，该蒸汽上升到水空间的顶部。在吸入时，在水空间中的空气穿过止回阀和呼吸阻力调节器进入到肺部。在空气通道中的止回阀控制气流的方向并且防止水从水空间上升。在本发明的有利实施例中，该设备具有通气孔，该通气孔允许空气流入和流出设备。在呼出时，通气孔将过量的空气排出设备，并且在吸入时，通气孔将空气排入设备。该空气在水空间顶部上与蒸汽/空气被混合。在本发明的有利实施例中，化学品(诸如药物)可以被添加到水空间或吸入通道中，此处他们随气流飘移进入肺部。

根据实施例，测量至少吸入的空气的流量和温度，并且计算基于所述测量的指标。该指标可以用于优化在气道中的过高热。

可以基于包括以下项的源数据组选择指标：

–在吸入期间获得的能量的计算量，

–在呼出期间使用的能量的计算量，

–潮气体积(TV)，

–吸入储备体积(IRV)，

–呼出储备体积(ERV)，

–余气体积(RV)，

–肺总容量(LTC)，

–心率变化，

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)。

根据实施例，所计算的指标基于包括以下项的组来选择：

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，以及

–最大呼出流量(MEF)。

添加到吸入的空气通道的药物由吸入的空气被直接携带到肺部中，而添加到水空间中的物质则汽化到水空间的顶部中，从此处这些物质将由吸入的空气被携带到肺部中。

针对阻力的呼出增加了胸内压，因为下肺部中的压力更大，所以这打开了小支气管。积聚在下支气管中的粘液将朝向较低压力(即，较大的气管)飘移，并且最终通过咳嗽从身体排出。该现象被吸入的蒸汽减弱，该蒸汽令痰液更流动并且因此更容易被咳出。

根据实施例，测量至少呼出的气流的流量和温度，并且计算基于所述测量的指标。该指标可以用于监测在气道中的过高热。该指标可以基于源数据组来被选择，包括：

–在吸入期间获得的能量的计算量，

–在呼出期间使用的能量的计算量，

–潮气体积(TV)，

–吸入储备体积(IRV)，

–呼出储备体积(ERV)，

–余气体积(RV)，

–肺总容量(LTC)，

–心率变化，

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)。

根据实施例，所计算的指标基于包括以下项的组来选择：

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，以及

–最大呼出流量(MEF)。

由于该设备清理了来自气道的粘液，因此其降低了肺炎的风险，特别是针对那些患有粘液积聚到气道中的人。还已知的是，该设备通过拉伸胸部周围的肌肉和组织来添加肋骨壳体的弹性。这通过允许空气进入肺部的深处而改善呼吸。在将粘液从气道中清理中，吸入的蒸汽与增加的胸内压力协同作用。

根据实施例，在吸入和呼出通道中的气流可以利用(多个)传感器测量。所获取的信号被传输到诸如移动电话的数据处理系统，其可以存储并且分析该信号，并且将这些信号转化为信息。该信息在对用户进行激励、监测、和建议中是有用的。该信息可以经由数据处理器被传输到诸如健康库的数据池。

附图说明

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明，其中

图1在透视视图中示出了根据本发明的有利实施例的设备，

图2在缩减的截面视图中示出了根据图1的实施例的设备，

图3a和图3b在原理视图中示出了在不同呼吸步骤中流量通道的功能，

图4示出了用于在设备的不同功能性步骤中引导空气流动的备选的阀门布置，

图5示出了在设备中的流量通道的备选布置，

图6在缩减的截面视图中示出了根据本发明的另一个有利实施例的设备，

图7在缩减的截面图中示出了根据本发明的又一第三有利实施例的设备，

图8a根据实施例示出了用于系统的方法的示例，

图8b根据实施例示出了控制装置的示例的简化框图。

具体实施方式

以下附图标注用于该申请：

1设备，

2设备的主体部分，具有底部2a，

3 液体空间，

4 蒸汽空间，

5 第一流量通道，

5a、5b第一流量通道的端部，

6 第一阀门，

7 第二流量通道，

7a、7b第二流量通道的端部，

8 第二阀门，

9 第三流量通道，

10 咬嘴，

11 液体加热装置，

12 盖部分，

13 液体空间，

14 加压装置，

14a 活塞，

14b 棒，

15 透明部分

16 电能传输装置，

17 基底，

18 示出液体水平的虚线，

19 替代空气阀门，

21 第一传感器，

22 第二传感器，

24 电源，

25 处理器，

26 存储器部件，

27 显示器，

28 传输装置，

29 调节装置，

30呼吸云服务单元，以及

31控制装置，

图1示出了根据本发明的有利实施例的设备的透视视图，并且图2在简化的截面图中示出了图1的设备。设备1包括主体部分2，其内部体积提供有用于液体(诸如水)的液体空间3。主体部分2有利地部分地、或整体地热隔离，以防止用户直接接触热，并且保持水或液体的温度。在上文所述的液体空间3中，蒸汽空间4留住了从液体空间升起的蒸汽。流量通道5将空气从蒸汽空间4输送到设备1的用户中。止回阀6控制在气流通道5中的气流方向，允许空气从蒸汽空间4流入用户，反之则不然。气流通道5的端部被放置在液体空间3之上，使得其将不会被浸没在液体空间3中。

液体空间3和蒸汽空间4的体积可以随着添加到液体空间3中的液体的体积而变化。液体空间3是一定体积的液体，诸如水，并且蒸汽空间是一定体积的蒸汽，诸如分子水蒸汽。外部主体层2的部分可以是透明的，以允许在液体空间3中的液位18的视觉检测。也可以装备为具有温度显示器和设备以帮助用户来跟踪液体和/或蒸汽的温度。

设备1还可以被提供为具有盖部分12，诸如水的液体可以通过盖部分12被提供到液体空间3中。盖部分12可以被相对紧密地紧固到主体部分2，使得可以在设备1的使用期间在主体部件的内侧保持足够的压力和温度水平被。

主体部分2具有通气孔19，其允许在设备的使用期间空气的流入和流出。主体部分2或盖部分12优选地设置有替代空气阀门19，通过替代空气阀门19，在吸入步骤中替代空气可以被提供到主体部分的内部体积中。

设备1还具有空气通道7和止回阀8，其允许空气被吹入到液体空间3中。止回阀8阻挡了气流和液体从液体空间流入用户。空气通道7a的端部被放置在液体空间3中的液体表面18的下方。

设备1还具有空气通道9，其被连接到空气通道5和空气通道7，并且被连接到咬嘴10。咬嘴10可以是独立的可附接部分或被直接集成到空气通道9。

在一些状况中，咬嘴10可以是可替换的，其中使用该设备的人可以各自具有他们自己的咬嘴10。

该设备具有附接的或集成在空气通道9中的呼吸调节器。呼吸调节器在吸入和呼出时用作气流阻力器。呼吸调节器可以是可调节的，使得在呼出和吸入上的阻力可以由用户来选择。

呼吸调节器可以分别在气流通道5和气流通道7二者中实现。呼吸调节器通过使气流通道变窄来工作，从而增加在呼出和吸入上的呼吸阻力。

根据实施例，测量吸入的气流、蒸汽的流量，以及所述吸入的气流的温度。因此，设备1优选地包括第一传感器21(即，流量传感器)以测量吸入的气流的空气/或蒸汽的流量，以及第二传感器22(即温度传感器)以测量所述吸入的气流的温度。第一传感器21和第二传感器22被优选地与第三流量通道9结合放置。第一传感器21和/或第二传感器22还可以是可移动传感器，即：(多个)传感器21、22的位置可以根据当前的需要被确定。例如，(多个)传感器21、22可以被可移动地与第一流量通道5、第二流量通道7、和/或第三流量通道9结合放置。

更进一步的，也可以测量呼出的气流的流量以及所述呼出的气流的温度。第一传感器21(即流量传感器)可以用于测量呼出的气流的流量。第二传感器22(即温度传感器)可以用于测量所述呼出的气流的温度。

第一传感器21和第二传感器22可以与第三流量通道9或咬嘴10结合放置。因此，仅一个第一传感器21可以被需要以测量来自吸入的气流和呼出的气流两者的流量。此外，仅一个第二传感器22可以被需要以测量来自吸入的气流和呼出的气流两者的温度。这可以降低具有(多个)传感器21、22的设备1的制造成本。

根据实施例，第一流量通道5和第二流量通道7两者可以具有自己的流量传感器和/或温度传感器。这可以帮助测量参数的分析过程，因为不需要确定该测量参数是否来自吸入气体或呼出气体。

在不存在蒸汽的情况下，通常呼出的空气是较温暖的、具有较高湿度并且包含比吸入的空气更多的CO₂。这些变化可以用于指示呼吸率。气流温度及其波动也可以用于调节用户的设备1的最适合的气流温度。

例如，可以基于气流温度或压力检测气流。在基于温度的气流检测的情况下，可以不需要独立的流量传感器21。因此可以降低成本。另一方面，这可能不是非常准确的方法，因此设备有利地包括用于测量气流的独立的流体传感器21，其中流体传感器21被附接到设备1的气道5、气道7和气道9。

因此，设备1优选地包括用于针对吸入和/或呼出的气流的流量测量的传感器21，该传感器被附接到设备1的气道。(多个)气流可以通过使用下列传感器中的至少一个传感器来测量：

–气流传感器，

–鼻部或口部热敏电阻器，

–鼻部压力传感器，

–CO₂传感器。

优选地根据来自传感器21和传感器22的所述流量和温度测量计算第一指标(ix)。第一指标(ix)可以用于优化在个体气道中的过高热。换言之，第一指标(ix)是从传感器21和传感器22的输出所计算的值，并且可以用于调节最佳温度和气流阻力，以及优选地，第一指标(ix)还可以用于调节个体的最优呼吸时间。当确定最佳温度、气流阻力和/或呼吸时间时，先前获取的测量可以用作调节过程的参考值。

换言之，至少测量呼吸时间(诸如5至15秒)和吸入的气流的温度以及优选的还有吸入的气流的流量，并且计算基于所述测量的一个、两个或多个指数。

所计算的指标或指数可以用于优化在气道中的过高热。根据实施例，第一指标是热暴露值，并且其可以从吸入的气流计算，并且第二指标可以从呼出的气流计算。

可以基于源数据选择至少一个指标，包括：

–在吸入期间获得的能量的计算量，

–计算出的在呼出期间使用的能量的计算量，

–潮气体积(TV)，

–吸入储备体积(IRV)，

–呼出储备体积(ERV)，

–余气体积(RV)，

–肺总容量(LTC)，

–心率变化，

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)。

根据实施例，所计算的指标基于包括以下项的组来被选择：

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，以及

–最大呼出流量(MEF)。

根据实施例，第一指标作为至少总吸入时间(tINtot)和吸入的空气的温度(TIN)的函数而被计算。总吸入时间(tINtot)是用于预确定吸入次数tIN 1至tIN n的时间，即：针对吸入的次数所预确定的时间的总和。吸入的气流的所计算的温度(TavmaxIN)是TIN 1至TIN n的最大测量温度TmaxIN的平均值。

因此，可以根据下列等式计算第一指标：

第一指标＝TavmaxIN x tINtot。

第一指标可以示出通过蒸汽而被传输到气道中的能量。在预计在上气道中的过高热的水平时，第一指标可以是有用的。

第二指标可以作为至少总呼出时间(tEXtot)和呼出的空气的温度(TEX)的函数而被计算。总呼出时间(tEXtot)是用于预确定呼出次数tEX 1至tEX n的时间，即：针对呼出的次数所预确定的时间的总和。呼出的气流的所计算的温度(TavmaxEX)是TEX 1至TEX n的最大测量温度TmaxEX的平均值。

因此，可以根据下列等式计算第二指标：

第二指标＝TavmaxEX x tEXtot。

第二指标示出了从气道传输的能量。特别是，当与第一指标共同使用时，第二指标可以是有用的。

为了实现表示总吸入能量的准确的第一指标，总吸入的空气体积可以被确定。总吸入的空气体积可以基于所测量的气流和用于一次吸入的时间来计算。

因此，第一指标通过下列项被优选地确定：

–测量吸入的气流的流量，

–测量吸入的气流的温度，

–确定吸入的气流的时间，

–通过使用吸入的气流以及所述吸入的气流所使用的时间来计算总体积，

–从吸入的气流的温度确定水蒸汽密度，

–通过使用水蒸汽密度和所计算的总体积来计算在气流中的水的量，–在所测量的温度中确定水蒸汽的比热容，和/或

–基于测量和分析(即：基于比热容、在气流中的水的量、以及时间)来计算在吸入期间获得的能量的量。

接下来的示例图示了可以如何计算指标：

测量示出个体的吸入的气流的流量是10L/min并且气流的温度是60℃。此外，个体的吸入时间是10秒。因此，从气流和时间所计算的总体积是10L/min*1/6min，约为1.67L。温度是60℃且气体密度可以基于温度被确定(130.5mg/L在60℃)，因此可以计算水的量。考虑水蒸汽的比热容(2.0J/g)能量，在单次循环呼吸期间获得的能量的最大量是0.783J。因此，随着所述10s的吸入时间，用于设置气流并且针对该吸入时期的能量总量是783J。

当计算能量总量时，为了获得能量的预确定的量，可以调节例如吸入的气流的温度、用于吸入和/或呼出的时间、和/或呼出和/或吸入的流动阻力。因此，为了获得能量的预确定的量，该方法优选地包括调节至少吸入的气流的温度、用于吸入的时间、和/或用于吸入的流动阻力。

为了实现表示总呼出能量的准确的第二指标，总呼出的空气体积也可以被计算。总呼出的空气体积可以基于所测量的气流和用于一次呼出的时间来计算。

因此，第二指标被优选地通过测量呼出的气流的流量、测量呼出的气流的温度、确定呼出的气流的时间、通过使用呼出的气流和所述呼出的气流的时间来计算的总体积、从呼出的气流的温度确定气体密度、使用气体密度和总体积来计算水的量、在所述温度中确定水蒸汽比热容、基于所述比热容、在气流中水的量、以及时间计算在呼出期间的能量的量来计算。

为了获得能量的预确定的量，该方法还可以包括调节吸入的气流的温度、可选地调节用于吸入所使用的时间、可选地调节用于呼出所使用的时间、调节用于呼出的流动阻力、以及调节用于吸入的流动阻力。

优选地调节至少吸入的气流的温度。此外，优选地调节至少用于呼出的流动阻力。此外，优选地调节至少用于吸入的流动阻力。

根据实施例，第一指标和第二指标可以基于以下项被计算：

–潮气体积(TV)，其代表了在一次正常(安静)呼吸循环期间可以被吸入和呼出的空气的量，

–吸入储备体积(IRV)，其代表了可以被强制吸入的超出潮气吸入的空气的量，

–呼出储备体积(ERV)，其代表了可以被强制呼出的超出潮气呼出的空气的量，

–在气道监测和调节过程期间进行监测。

此外，余气体积(RV)，其代表了在ERV之后剩余在肺部中的空气量；以及肺总容量(LTC)(被称为：呼吸容量、肺容量、功能性反转能力、肺活量、总肺容量)可以用于第一指标和/或第二指标的计算。

潮气体积可以通过使用吸入和/或呼出的气流的流量测量以及用于吸入和/或呼出的时间来被计算，其中测量在正常呼吸循环期间进行。

当空气被强制吸入、且潮气体积是已知的时，在吸入的气流的流量和吸入的气流的时间被测量时，吸入储备体积可以被计算。

当空气被强制呼出、且潮气体积是已知的时，在呼出的气流的流量和呼出的气流的时间被测量时，呼出储备体积可以被计算。

当呼出储备体积和肺总容量被确定时，余气体积可以被计算。

根据实施例，设备1还包括用于将测量结果(传感器21、22的输出)传递到例如控制装置31的装置，其示例在图8b中作为简化的框图被描绘。控制装置31包括处理器25、用于存储由处理器25执行的数据和计算机代码以的存储器26、具有例如显示器和键盘(在图中未示出)的用户界面27。控制装置31还包括用于接收来自传感器21和传感器22的输出传感器接口，以及用于调节阻力和/或温度的调节元件29。还存在用于为控制装置31的操作提供电力的电源24。用于通信目的，控制装置31可以被装备具有通信接口28，其经由短距离和/或长距离通信连接可以能够与一些其他设备通信(例如云服务单元31)。

为了调节吸入和/或呼出的气流的流动阻力和温度以及可选的呼吸时间，处理器25可以用于分析从传感器21和传感器22获取的测量。

因此，例如通过使用传感器21和传感器22来测量至少吸入和/或呼出的空气的气流和温度，可以至少监测过高热的暴露。根据实施例，过高热的暴露不仅是被监测，还被调节以改善呼吸功能。

设备1可以至少包括：

–用于测量吸入的气流和/或呼出的气流的流量的装置，诸如传感器21，以及

–用于测量吸入的气流和/或呼出的气流的温度的装置，诸如传感器22，

–用于调节第一流量通道5和第二流量通道7的至少一个流量通道的流动阻力的装置。

系统(在图8a和图8b中示出)优选地至少包括设备1、控制装置31、以及用于测量的至少一个传感器21、22。

根据实施例，呼吸云服务单元30可以是系统的一部分。

根据实施例，系统包括用于收集来自上文所述的温度和/或流量测量数据的装置、用于分析所收集的数据以形成第一指标(ix)(该第一指标(ix)通过使用上文所述的测量来计算的)的装置、用于调节气流的流动阻力和/或温度的调节装置29、以及用于确定呼吸时间(诸如8至10秒)的装置。

系统还可以包括用于分析所收集的数据以形成第二指标(id)的装置，该第二指标通过使用上文所述的来自呼出的气流的测量来计算的。

系统还可以包括用于分析所收集的数据以形成第三指标、和/或第四指标的装置，第三指标和第四指标是通过使用上文所述的测量而计算的值。

根据实施例，基于以下源数据组选择每个指标：

–在吸入期间获得的能量的计算量，

–在呼出期间使用的能量的计算量，

–潮气体积(TV)，

–吸入储备体积(IRV)，

–呼出储备体积(ERV)，

–余气体积(RV)，

–肺总容量(LTC)，

–心率变化，

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)。

优选地，每个指标基于以下组来选择：

–在吸入期间获得的能量的计算量，和/或

–在呼出期间使用的能量的计算量，

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)。

最优选的，每个指标基于以下组来被选择：

–在吸入期间获得的能量的计算量，和/或

–在呼出期间使用的能量的计算量。

因此，包括设备1的系统可以包括用于计算至少一个指标的装置，诸如：

–用于计算在吸入期间获得的能量的量的装置，

–用于计算在呼出期间传输的能量的量的装置，

–用于计算潮气体积(TV)的装置，

–用于计算吸入储备体积(IRV)的装置，

–用于计算呼出储备体积(ERV)的装置，

–用于计算余气体积(RV)的装置，

–用于计算肺总容量(LTC)的装置，

–用于计算心率变化的装置，

–用于计算个体的最大吸入压力(MIP)的装置，

–用于计算个体的最大呼出压力(MEP)的装置，

–用于计算个体的最大吸入流量(MIF)的装置，和/或

–用于计算个体的最大呼出流量(MEF)的装置。

用于计算至少一个指标的装置至少包括处理器25。

这些值可以用于帮助个体(即设备的用户)利用调节装置29通过调节可调节流量节流设备(诸如第一阀门6和/或第二阀门8)来调节气流阻力。根据实施例，该调节利用调节装置29由引导用户手动地经由显示器27或自动地被执行，例如：在处理器25的控制下或在从远程位置接收的调节信息的基础上(例如从呼吸云服务单元30或软件应用以及基于在设备和/或用户界面中的预定义步骤大小)。例如，通过控制设备1的阀门6和阀门8的至少一个阀门的位置，可以实现对调节装置29的流动阻力的调节。

根据实施例，来自测量数据的至少一些数据在设备1和/或呼吸云服务单元30中被存储以及分析。有利地，使用至少在呼吸期间获得的能量的计算量的、在呼出期间使用的能量的计算量、最大吸入压力、最大呼出压力、最大吸入流量、和/或最大呼出流量的历史数据定义用户气流阻力配置。此外，基于所测量的(历史)数据和参考数据，可以为用户推荐建议的气流阻力(在设备1中的推荐的阀门位置)。这例如是基于总肺容量数据对比用户在锻炼期间所使用的阻力来定义的。

根据实施例，示出推荐的气流阻力的数据被存储在处理器单元的存储器部件26中，并且在显示器27上显示(例如在设备1的显示器27上显示)。此外，示出推荐的气流阻力的数据可以用于软件应用中和/或用于呼吸训练程序使用的云服务数据库中。例如，通过使用推荐的数据，个体(即用户)可以选择最合适的气流阻力。

气流阻力可以利用调节装置29被机械地/手动地调节。它可以例如通过使用外围调节器被机械地调节，以及例如可以通过在软件应用的用户界面中选择选项来自动地调节。

此外，测量(诸如最大吸入压力MIP的测量和最大呼出压力MEP的测量)可以用于评估用户的肌肉压力。另外，在肺部和心脏疾病的诊断和跟进中，例如所述MIP和MEP的值可以是非常有用的。此外，在由吸入肌肉生成的压力和MIP值之间的不平衡可以导致在具有慢性阻塞性肺疾病(COPD)的患者中高碳酸血症的发生。

因此，尤其是MIP和MEP在预测冠状动脉旁路移植术后的肺部并发症中可以是非常有用的。在呼吸机械载荷和呼吸肌肉容量之间的不平衡也可能是在使患者戒断机械通气时的困难的原因。同样地，MIP可以是成功戒断的非常敏感的预测值。

方法可以包括下列步骤：

–测量吸入的气流的流量和温度，其中测量通过使用至少一个传感器21、22来被实现，

–可选地，确定吸入的气流的时间，

–收集来自(多个)吸入的气流测量的数据，

–分析所收集的数据，从而形成第一指标(ix)，该第一指标(ix)通过使用上文所述的来自吸入的气流的测量计算，以及

–通过使用所述第一指标(ix)，调节以下参数的至少一个参数，优选地调节所有以下参数：

–吸入的气流的流动阻力，

–呼出的气流的流动阻力，以及

–吸入的气流的温度。

根据实施例，该方法还包括：

–测量呼出的气流，以及呼出的气流的温度，

–确定呼出的气流的时间，

–收集来自呼出的气流测量的数据，–分析所收集的数据，可选地与(多个)吸入的气流测量数据一同分析，从而形成第二参数(id)，该第二参数(id)至少通过使用上文所述的来自呼出的气流的测量来计算，

–通过使用所述第二指标(id)和可选地也使用第一指标(ix)，调节以下参数的至少一个参数，优选地调节所有以下参数：

–可选地，吸入的气流的时间，

–吸入的气流的流动阻力，

–呼出的气流的流动阻力，

–吸入的气流的温度，以及

–可选地，呼出的气流的时间。

根据实施例，该方法包括：

–测量吸入的气流的压力，

–测量呼出的气流的压力，

–测量吸入的气流的流量，

–测量呼出的气流的流量，

–计算：

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)，以及

–使用所计算的值的至少一个值作为第一指标和/或第二指标。

归功于上文所述的测量、分析和调节，尤其是，帮助用户调节气流阻力和选择他/她的个性化训练程序是可能的。

接下来，参考图3a和图3b在护理情况中描述根据图1的设备的操作。该设备的流体空间3用液体(诸如水)填充到给定高度水平。该高度水平是有利的，使得第一流量通道5的一个端部5a在液体水平之上，但是第二流量通道7的一个端部7a在液体的表面之下。将提供到液体空间的液体优选地是加热的，例如：通过独立的加热设备、或来自建筑的热水水龙头的温水被提供到液体空间等等。液体的目标温度可以在不同的情况中变化，但已经发现的是，在呼吸疾病的护理中，液体的温度不应当是沸点温度，而例如是最多60至70度或甚至更凉的。因此，如果液体的温度在加热阶段中升高到高于目标温度，可能需要允许液体在被人使用设备1护理之前冷却。

当液体空间3已经用合适量的液体填充并且液体的温度是合适的时，护理测量可以开始。设备包括温度显示器或其他温度监测装置，以便用户在开始锻炼之前可以跟踪温度的度数。被护理的人将咬嘴10放置到他/她的嘴中并且开始吹气。因此，来自对象的肺部的空气流向第三流量通道9之中并且从此处进一步进入到第二流量通道7。在使用中，空气也可以流向第一流量通道5中，但在第一流量通道中的第一阀门6处于防止空气进一步流动到第一流量通道5中的位置中。换言之，第一阀门6防止空气经由第一流量通道5流到蒸汽空间4中。相反地，在第二流量通道7中的第二阀门8处于允许呼出的空气流到液体空间3中的位置中。在该流体空间3中的液体引起了流体阻力，其具有使该人员必须更用力地吹气使得呼出的空气可以流到液体空间3中的效果。这已经发现在护理中是有用的，因为在肺部功能中所涉及的肌肉必须更用力地工作，这也在护理继续时加强这些肌肉。更进一步地，当针对呼出而产生明显的阻力效果时，支气管的打开更有效。该步骤的空气流动在图3a中用箭头A示出。

在液体空间3中，呼出具有在液体中形成气泡(孔)、并且将在主体部分(例如，在液体空间3中)内的压力增加的效果。结果，即使液体的温度在液体的沸点之下，在液体空间3中的液体的部分被蒸发，并且该蒸汽升起至蒸汽空间4。如果液体空间3或蒸汽空间4包含药物，则利用吸入蒸汽将药物递送到肺部中也增强了。呼出步骤之后是吸入步骤，这导致在设备1中的以下连锁操作。当此人开始通过将空气提取穿过咬嘴10吸入到他/她的肺部中时，在第一流量通道5和第二流量通道7两者中形成负压。因此，在第二流量通道7中的第二阀门被关闭，并且防止空气穿过第二流量通道流动到肺部中。相反地，在第一流量通道5中的第一阀门6被打开并且使来自蒸汽空间4的空气穿过第一流量通道5流动到肺中。该吸入的空气也夹带了来自蒸汽空间4的蒸汽；换言之，该设备如蒸汽吸入器一般工作。该步骤的空气流动在图3b中利用箭头B示出。因为吸入步骤基本上立刻紧跟呼出步骤，支气管没有时间关闭，这是基本上有效的，并且通过蒸汽和可能包含在其中的药物增强了对肺的进入。因为肺和支撑它们的肌肉也在抵抗的吸入中被激活，所以吹气阻力和吸入阻力两者都可以被调节。

在上文所述的步骤1中，第一阀门6和第二阀门8是自动的压力-操作阀门(反压阀的一种)，通过这些阀门，气流的引导可以如期望的控制方式中来操作。在设备1中，使用其他类型的阀门也是可能的，通过这些阀门，气流的控制可以通过应用上文所述的原理来实现。作为示例，可以提出手动操作的阀门。该用户(他/她)或他/她的助理可以根据需要调节阀门；接着在呼出步骤中，防止穿过第一流量通道5的流动，并且在吸入步骤中对应的方式，防止空气穿过第二流量通道7的流动。在实施例中，第一阀门6和第二阀门8可以由具有遮板的单个阀门(例如图4的遮断器16)来被替换，其可以交替地将第一流量通道5和第二流量通道7关闭。阀门6和阀门8的控制也可以通过自动化来实现，其中可能需要传感器或类似物以检测是否此人正在呼出或呼入，并且在此基础上，在合适的方式中控制阀门6和阀门8的操作。

此外，在本申请中公开的测量、分析和调节的至少一些用于最优化气道中的过高热。

在图1的设备1中，第一流量通道5在一个端部5b和第二流量通道7在一个端部7b被连接至单个流量通道，也就是第三流量通道9。然而，根据本发明的设备1也可以以这样的方式实现：不需要第三流量通道9，但是第一流量通道5和第二流量通道7两者都通向咬嘴10，其中第一流量通道5的第二端部5b和第二流量通道的第二端部7b在咬嘴中，并且此人在使用该设备时将它们放置在他/她的嘴中。所述第一流量通道5的第二端部5b和第二流量通道7的第二端部7b与彼此接近，有利地处于彼此平行、重叠或倾斜中，以使两个流量通道的第二端部5b和7b同时适于对象的嘴中。此类实现的一个示例在图5中示出。

关于上文所述设备1的操作，提及了例如通过独立的加热器，诸如咖啡机、水壶等使液体在设备1的外部加热。该实现方式可以以这样的方式完成：将液体的加热设置在设备1本身中，或设备1可以从外部加热以加热设备的液体空间3中的液体。图6根据另一个实施例示出了设备1缩减的截面图，包括了用于加热液体的液体加热装置11。因此，液体空间3中的液体的加热可以通过液体加热装置11来执行。液体加热装置11可以例如通过加热电阻器的方式被实现，其中加热的时候，电被接通至加热电阻器。加热所需的电能可以例如通过电能传输装置16传导，该装置被设置在主体部分的底部2a，或在加热被需要时，该设备可以设置有例如被连接到插座或转换器的固定电线。如果所述电能传输装置被设置在设备的底部2a，则设备1可以被设置具有基底17，基底17具有对应的可以被直接或感应地被连接到设备的电能传输装置的装置。对本领域的技术人员来说，如何在有线或无线方式中将这种电能传输装置实现是明显的，因此在该背景下的更详细的描述将不是必须的。

有利地，设备1还包括了盖部12，，其可以被打开和/或移除，例如用于填充液体空间3。盖部12或主体部分2也可以设置有减压阀13，其可以防止在设备1内的压力升的过高。盖部12还可以设置有开口，药物或另一种物质可以通过该开口被供给到在液体空间中的液体。另一方面，设备1的内部体积(例如主体部件的内表面)可以被设置有容器或类似物，其中药物可以提供到该容器等中，并且药物可以从其中被逐渐传递到在液体空间3中的液体。

如果设备1设置有上文所述的类型的液体加热装置11，则也可以需要为设备1提供控制装置(在附图中未示出)用于控制加热过程、尤其是避免过度加热。例如，可以利用控制装置去控制液体的温度，其中可以针对不同的用途而使用处于不同温度的液体。

在有利的实施例中，也可以使用加热装置11，尤其是针对消毒设备。因此，液体被加热到比在护理情况中更高的温度，例如被加热到沸点(100度)。这将清理至少部分的杂质，其中在护理情况中使用设备1可以更加安全。在消毒步骤期间，优选地防止使用护理的设备。例如，这可以以这样的方式实现：将第一阀门6和第二阀门8放置在防止空气从液体空间3和蒸汽空间4流动到咬嘴10的位置中。

设备1还可以用手或在洗碗机内用洗碗液清洗，、或者可以使用超声清洗等类似物。

接下来，我们将简要地呈现一些另外的加热方法。在实践中应用它们可以需要在装置1的结构中考虑不同的加热方法的要求，包括例如耐热性。一种可能的加热方法是将设备放置在加热元件上(例如，电炉灶的加热板)，其中加热元件的热穿过主体部分的底部被传导到在液体空间3中的液体。对应类型的加热方法是使用篝火来加热液体。又一种可能性可以是使用微波炉，其中设备1被放置在微波炉中。因此，设备1不应当包含阻碍微波炉的操作的材料，并且该材料应基本上很难通过微波加热。也可以使用基于热化学现象或超声波液体雾化器的一些类型的加热方法。在该背景中，应该提到所谓的加热盒，其可以被放置在设备的底部用于加热。基于使用，加热盒可以是例如：乙酸钠、铁粉、生石灰、或氯化铝。

在一些情况中，设备1的加热装置可以由例如电池来驱动，从而使设备也可以在没有可用的独立电源时的情况中使用。

设备1还可以设置有其他自动化和控制，例如通知设备的用户可能需要维护、显示液体的温度等。

在一种有利的实施例中，设备1用于将治疗过程存储在存储器中，使得监测治疗结果并跟进护理的进展成为可能。这可能是有用的，例如对于护理人员有用，他们可以使用数据来确保在适当的时候适当地进行护理。

图7示出了设备1的又一有利实施例的缩减的截面图。其包括用于增加在液体空间3中的普遍压力的加压装置14。例如，在需要被护理的人在呼出期间不能够将足够强的空气吹到设备1中的情况中，这可以是被需要的。例如，加压装置14包括可以在主体部分的内部体积中移动的活塞14a或类似物等，例如朝向底部部分2a以及远离底部部分2a。例如，该移动可以由向下按压棒14b或由向上抬起棒14b被产生。因为压力提升优选地必须产生在液体空间3的液体中，并且在液体中形成的蒸汽仍应当进入蒸汽空间4，活塞14a有利地装备有通道或类似物，蒸汽可以通过该通道或类似物上升到蒸汽空间4。虽然活塞14a因此不完全封闭，但是活塞14a仍可以用于增加在液体空间3中的压力。例如，这样的加压装置14可以由设备的用户或他/她的助手采用。所需要的压力水平可以根据用户的感觉被设置，其中可以避免施加太高的压力。

在一些实施例中，可以使用外部压力源，诸如用于增加在液体空间3中的压力的压缩机(未示出)。

此外，可以使用在本申请中公开的测量、分析和调节的至少一些，以便优化独立的气道中的过高热。

图8a示出了方法的示例，并且图8b示出了包括设备1的系统的示例。

根据实施例，测量81吸入的气流的空气/蒸汽流量和温度，并且可选地，确定用于吸入的时间。

此外，根据实施例，优选地测量呼出的气流的流量和温度，并且可选地，确定用于呼出的时间。

此外，收集来自上文所述的来自吸入的气流和/或呼出的气流的测量的数据，优选地收集来自这两者气流的数据，并且可选地，将所收集的数据或所收集的数据的至少一些数据使用本地显示器27示出82给用户。

此外，所收集的数据的至少一些数据可以用传输装置28被传输83到接近设备，在此处处理84(即，分析)所传输的呼吸数据。可选地，所收集的数据在本地显示器27中显示85，并且可选地，基于上文所公开的测量和分析，提供86气流阻力调节和/或用户引导的信息。

此外，被处理的数据的至少一些数据可以利用传输装置28传输到呼吸云服务单元30。提供87气流阻力调节和用户引导的信息也可以是可能的。所收集的数据可以显示在设备1的显示器27中。

所处理的数据可以用于，例如健康护理(即，健康护理数据)、针对运动锻炼(即，运动锻炼数据)、和/或保健(即，保健数据)。例如，所处理的数据可以与用户的心率变化一起用于将性能反馈给用户。

分析(处理)步骤，其中处理所收集的呼吸数据，可以至少包括以下步骤。，分析所收集的数据以便形成第一指标(ix)，其中第一指标(ix)通过使用上文所述的来自气流的测量被计算。例如通过使用所述第一指标(ix)，气流阻力被调节；并且例如通过使用所述第一指标(ix)，气流的温度被调节，和/或呼吸时间被调节。

根据实施例，第一指标可以基于包括以下项的源数据组选择：

–在吸入期间获得的能量的计算量，

–在呼出期间使用的能量的计算量，

–潮气体积(TV)，

–吸入储备体积(IRV)，

–呼出储备体积(ERV)，

–余气体积(RV)，

–肺总容量(LTC)，

–心率变化，

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)。

呼吸云服务单元30(RCS)可以存储全部或至少部分的以下呼吸数据：

–最大测量温度的平均值，

–总吸入时间，

–最大测量温度的平均值，

–在吸入期间获得的能量的计算量，

–在呼出期间使用的能量的计算量，

–潮气体积(TV)，

–吸入储备体积(IRV)，

–呼出储备体积(ERV)，

–余气体积(RV)，

–肺总容量(LTC)，

–心率变化，

–最大吸入压力(MIP)，

–最大呼出压力(MEP)，

–最大吸入流量(MIF)，和/或

–最大呼出流量(MEF)。

此外，呼吸云服务单元30还可以至少针对预确定的时间来保留历史数据。呼吸云服务单元30还可以提供装置以处理和分析所述数据。

系统可以包括

–设备1，以及

–集成的压力和气流监测以及控制单元(PAM)。

集成的压力和气流监测以及控制单元(PAM)可以至少包括：

–无线部件，

–处理器25，

–电源24，以及

–至少一个存储器部件26。

呼吸云服务单元30，诸如无线部件的传输装置28，以及接收数据可以基于

–射频识别(RFID)

–BT(蓝牙)，

–无线局域访问网络(WLAN)，或

–近场通信(NFC)

但其可以备选地基于任何其他技术，优选地无线技术。

用于处理数据的处理器25可以是例如，移动电话、平板计算机、或个人计算机(诸如膝上式计算机)的处理器。

此外，呼吸应用可以被使用以收集数据、生成生物反馈和/或监测相关数据。呼吸应用可以使用广域网络或固定网络以使用传输装置28将数据传输到例如呼吸云服务单元30的呼吸云计算单元(CCU)。软件应用的用户界面(UI)可以用于对用户提供即时呼吸反馈。

根据实施例，集成的压力和气流监测以及控制单元(PAM)包括：–装置，其用于从吸入/呼出的气流，优选地从这两者气流获得数据，–数据储存器，

–处理器25，其用于处理被收集的数据，

–传输装置28，诸如用于将数据传输到接近无线设备或局域网络、或是从接近无线设备或局域网络接收数据的部件。

经由系统(诸如无线系统)的气流数据传输，可以在实时中或基于预定时间段重复被执行。例如，数据可以传输到基于WLAN的站、移动系统基站(BS)或被传输到固定网络。

呼吸云服务单元30可以用于针对用户基于他们的独立数据和静态信息而用于提供生成个性化呼吸分析、“量身定制的”训练计划和/或健康护理程序的装置，并且基于呼吸云服务单元30以及通过使用其应用用户界面(UI)来生成数据建模方案。此外，呼吸云服务单元30优选地提供(多个)应用界面(API)以将相关的数据传输至健康护理、保健、和/或运动锻炼应用以及从健康护理、保健、和/或运动锻炼应用中接收相关的数据。

呼吸云服务单元30使得健康护理系统和专业人员、以及训练员和个人能够收集、分析和定义可以在任何时间、在任何地点实时地提供的定制疗法和训练程序。

也可能为用户提供跟踪他们生命周期(life-time)数据和程序的装置，以护理他们的呼吸健康和整体保健以及表现。

并且，呼吸云服务单元30可以用于整合所检测的数据。根据实施例，呼吸的CO₂排放、血氧定量探头SpO₂、以及心电图(ECG)的波动、心率及其变化数据被组合并分析。此外，呼吸云服务单元30可以用于集成和分析所检测到的数据。

所收集和分析的数据可以包含不同的参数，诸如：

–呼吸时间，

–气流的变化，

–肺总容积(LTC)，以及

–呼吸速率。

根据实施例，例如，在数据1和/或呼吸云服务单元30中，该数据被储存且分析。

气流温度及其波动也可以用于调节最适合的设备1的独立气流温度。

该方法可以包括以下步骤：

–使用在吸入期间获得的能量的计算量和/或在呼出期间使用的能量的计算量的历史数据，来定义用户气流阻力配置。

附加地或备选地，该方法包括以下步骤：

–使用最大吸入压力(MIP)、最大呼出压力(MEP)、最大吸入流量(MIF)、和最大呼出流量(MEF)的历史数据来定义用户气流阻力配置。

附加地或备选地，该方法包括以下步骤：

–使用潮气体积(TV)、吸入储备体积(IRV)、呼出储备体积(ERV)、余气体积(RV)、和/或肺总容量的历史数据来限定用户气流阻力简档。

根据实施例，该方法包括例如，基于历史数据和基于在设备1中的气流阻力来定义的参考数据，为个体(即，用户)推荐优选的阻力步骤。

该系统可以包括：

–用于使用历史数据来定义用户配置的装置，诸如用于使用历史数据来定义用户气流阻力配置的装置，以及

–用于示出用户优选值的装置，例如用于示出用户优选的阻力步骤的装置(诸如显示器27)，其中该推荐基于历史数据和基于例如在设备1中的气流阻力定义的参考参数数据。

通过使用所推荐的数据，用户可以选择最适合的调节(诸如温度和/或气流步骤调节)。

最适合的气流步骤调节可以利用调节装置29实现，例如：

–机械地，例如通过使用外围调节器，或

–自动地，例如经由自动被调节的步骤通过在软件应用的用户界面中来选择选项。

所推荐的气流阻力步骤数据可以被存储并且使用设备1的显示器27显示。

根据实施例，吸入的气流的润湿率被测量并且被用于调节阻力/润湿率和温度。因此，有效地打开并且湿润气道是可能的，这可以导致加强的呼吸肌肉。设备1利用可调节呼吸阻力训练了吸入和呼出肌肉。设备1还产生温暖的分子水蒸汽到气道中。

由于上文所述的测量和分析，可以向用户提供未来治疗和锻炼计划、以及和建议。针对此目的，网络基础结构和应用优选地用于将所述计划和建议提供给用户。

根据一种实施例，集成的压力和气流监测以及控制单元(PAM)监测吸入和呼出的气流，控制并且调节推荐的个性化气流，以及进一步地提供数据和生物反馈的显示。

根据实施例，一旦测量数据被分析，就本地地显示在设备1的显示器27中用于快速生物反馈、和/或通过使用无线设备应用显示、和/或使用传输装置28(例如，通过无线电系统的空中接口)传输到骨干网络。

上文所公开的呼吸数据的收集、监测和分析方法以及系统可以对收集、分析和跟进个性化呼吸数据带来前所未有的可能性并且促进用户的保健和表现。

根据本发明的方法和系统可以使现有肺部功能测试变得更加灵活、有效和准确，并且可追溯。其可以帮助诸如哮喘和慢性阻塞性肺疾病(COPD)的呼吸问题的及时诊断。此外，它可以为宽范围的用户带来通用的呼吸服务和支持，帮助他们去改善他们的保健。它可以基于历史、参考以及训练数据，帮助容易地锻炼呼吸、跟进呼吸条件并且系统地将其改善。

根据本发明的设备1可以用在各种情况中，以在对象的呼吸器官功能方面中帮助对象的呼吸器官。设备1是适合用于护理例如哮喘、呼吸道的过敏、慢性阻塞性肺疾病、以及其他肺部疾病、上呼吸道感染(感冒)等。通过根据本发明的设备1，针对运动员来改善他们的表现也是可能的，例如：通过加强他们的呼吸肌并且改善他们肺部的功能，以及通过将有害的粘液移除和打开气道。

在一些情况中，根据本发明的设备1也可以应用于动物的护理。这可能需要在设备的结构中的一些改变，然而操作的原理保持相同。

根据本发明的设备1的使用并不仅限于疾病的护理，而且设备1也可以用于改善歌手、语音用户等的呼吸器官的功能。因为该设备适合所有年龄段的人使用，作为护理例如咳嗽和/或感冒，包括其他等的形式。它可以同时加强呼吸机制，该设备适合在人的一生中使用。

虽然在上文中通过使用温暖液体的应用作为在护理阶段的示例来描述本发明，使用与设备1相关的冷液体也是可能的。在一些治疗或对应的情况中，使用冷液体、甚至是温度在0度以下的液体可以是有利的。在此类情况中，冷蒸汽可以从液体空间上升，在吸入步骤期间被输送到对象的肺部。

此外，应注意的是，在上述本发明的描述中使用空气作为的气体流的示例，但明显的是除了空气之外，将被输送到设备以及来自设备的气体流还可以包括除了空气的其他物质(诸如从药物蒸发的部分)。

本发明并不限于上文所述的实施例，但可以在所附权利要求书的范围内对其进行修改。

Claims (10)

1.一种设备(1)，包括：

第一流量通道(5)，其用于吸入；

主体部分(2)，其包括内部体积(3、4)，其中所述内部体积的第一空间(3)适于用液体填充，

所述内部体积的第二空间(4)，其被布置为接收在所述内部体积的所述第一空间(3)中形成的蒸汽，由此所述第一流量通道(5)被布置成与所述内部体积的所述第二空间(4)流连接；

装置(6)，其用于在吸入期间将气体流经由所述第一流量通道(5)从所述内部体积的所述蒸汽空间(4)输送到所述设备(1)的外部；

第二流量通道(7)，其被布置成与所述内部体积的所述第一空间(3)流连接，适于将呼出的空气提供到所述液体中；以及

装置(8)，其用于经由所述第二流量通道(7)将来自所述设备(1)的所述外部的所述呼出的气体流输送到所述内部体积的所述第一空间(3)，以增加所述内部体积(3、4)中的压力，

其特征在于，所述设备(1)还包括：

用于测量气流的流量和温度的装置，以及

用于手动地和/或自动地调节所述气流的所述流量的装置。

2.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于：

所述装置(6)，其用于经由所述第一流量通道(5)将所述气体流从所述蒸汽空间(4)输送到所述设备(1)的所述外部，所述装置(6)包括第一阀门(6)，其中所述阀门(6)是由负压关闭的阀门，和/或

所述装置(8)，其用于经由所述第二流量通道(7)将所述气体流从所述设备(1)的所述外部输送到所述液体空间(3)，所述装置(8)包括第二阀门(8)，其中所述阀门(8)是由负压关闭的阀门。

3.根据权利要求1所述的设备(1)，其特征在于：

用于测量所述气流的所述流量和所述温度的所述装置包括：

用于测量所述气流的所述流量的第一传感器，以及

用于测量所述气流的所述温度的第二传感器。

4.根据权利要求2或3所述的设备(1)，其特征在于所述设备(1)还包括：

用于传输经测量的数据中的至少一些数据的装置。

5.根据权利要求1至4的任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)还包括：

加热装置(11)，其用于加热在所述液体空间(3)中的所述液体，和/或

加压装置(14)，其用于增加所述液体空间(3)中的压力。

6.根据权利要求1至5的任一项所述的设备(1)，其特征在于，所述设备(1)还包括第三流量通道(9)，所述第一流量通道(5)和所述第二流量通道(7)被连接到所述第三流量通道(9)，使得将所述气体流从所述设备(1)的所述外部输送到所述第二流量通道(7)，以及将所述气体流从所述第一流量通道(5)输送到所述设备(1)的所述外部经由所述第三流量通道(9)而被布置。

7.根据权利要求1至6的任一项所述的设备(1)，其特征在于：

所述设备还包括装置，其用于确定：

在吸入期间获得的能量的量，和/或

在呼出期间使用的能量的量。

8.根据权利要求1至7的任一项所述的设备(1)，其特征在于：

所述设备还包括装置，所述装置用于确定：

潮气体积TV，

吸入储备体积IRV，

呼出储备体积ERV，

余气体积RV，和/或

肺总容量LTC，

心率变化。

9.一种方法，包括：

经由设备(1)的第二流量通道(7)将呼出的空气输送到用液体填充的所述设备(1)的主体部分(2)的第一空间(3)，

由于所述呼出的空气，在所述第一空间(3)中形成蒸汽；

在所述设备(1)的所述主体部分(2)的第二空间(4)中接收在所述第一空间(3)中形成的蒸汽；

在吸入期间经由第一流量通道(5)将气体流从所述第二空间(4)输送到所述设备(1)的外部；

其特征在于，所述方法还包括：

测量所述吸入的气流和所述呼出的气流的至少一个的流量和温度，以及

调节所述第一流量通道(5)和所述第二流量通道(7)中的至少一个流量通道的流动阻力。

10.一种系统，包括：

设备(1)，包括：

第一流量通道(5)，其用于吸入；

主体部分(2)，其包括内部体积(3、4)，其中所述内部体积的第一空间(3)适于用液体填充，

所述内部体积的第二空间(4)，其被布置为接收在所述内部体积的所述第一空间(3)中形成的蒸汽，由此所述第一流通道(5)被布置为与所述内部体积的所述第二空间(4)流连接；

装置(6)，其用于在吸入期间将气体流经由所述第一流量通道(5)从所述内部体积的所述蒸汽空间(4)输送到所述设备(1)的外部；

第二流量通道(7)，其被布置为与所述内部体积的所述第一空间(3)流连接，适于将呼出的空气提供到所述液体中；以及

装置(8)，其用于经由所述第二流量通道(7)将来自所述设备(1)的所述外部的所述呼出的气体流输送到所述内部体积的所述第一空间(3)，以增加在所述内部体积(3、4)中的压力，

可选地，本地显示器(27)，

测量装置，其用于测量吸入的气流的流量和温度，以及

可选地，测量装置，其用于测量呼出的气流的流量和温度，可选地，第一阀门(6)和第二阀门(8)，

其中所述系统还包括：

集成的压力和气流监测和控制单元，包括：

无线部件，

处理器(25)，以及

至少一个存储器部件(26)。