用于提供呼吸气体的系统和方法技术方案

提供了一种提供呼吸气体的系统和方法。在一个实施例中，该方法包括：感测与呼吸气体的输送相关的感测参数；响应于呼吸周期的第一部分期间的感测参数和第一预定感测参数值之间的差别而变化与流量／压力控制元件相关的控制参数；至少部分地根据变化控制参数来确定从呼吸周期的第一部分转变到第二部分；至少部分地根据已确定的转变，变化控制参数以导致呼吸周期的第二部分期间的感测参数的第一变化；以及至少部分地根据第一预定感测参数值，变化控制参数以导致呼吸周期的第三部分期间的感测参数的第二变化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术基本涉及输送呼吸气体到患者呼吸道，并且尤其涉及与患者的呼吸周期协 调地输送呼吸气体。
技术介绍
阻塞性睡眠呼吸暂停是由上呼吸道的肌肉松弛到上呼吸道衰竭或逐渐由这些相 同的肌肉阻塞的程度而导致的呼吸道呼吸紊乱。已知阻塞性睡眠呼吸暂停能够通过将加压 的空气应用到患者的鼻道而治疗。加压空气的该应用在患者的上呼吸道中形成了气夹板 (pneumaticsplint)，由此阻止上呼吸道衰竭或阻塞。在阻塞性睡眠呼吸暂停的治疗中，具有多种已知的CPAP疗法，包括例如单级别 CPAP和双级别CPAP。单级别CPAP包括恒定地应用单一的治疗性的或医疗指定的CPAP级 别。即，在整个呼吸周期中，单一的治疗正气压被输送到患者。虽然这种疗法在治疗阻塞性 睡眠呼吸暂停中是成功的，由于在呼气过程中正输送到患者呼吸道中的正气压级别，一些 患者在呼气时感受到不适。响应于该不适，开发了双级别CPAP疗法。双级别CPAP包括在吸气期间输送较高的 治疗CPAP和在呼气期间输送较低的治疗CPAP。该较高的治疗CPAP级别通常已知是吸气正 呼吸道压力或“IPAP”。该较低的治疗CPAP级别通常已知是呼气正呼吸道压力或“EPAP”。 由于EPAP低于IPAP，和单级别CPAP疗法相比，患者在呼气期间需要费较少的力呼气并且因 此感受到较少的不适。然而，双级别CPAP的开发显著增加了 CPAP设备的复杂性，因为这些设备必须精确 地确定何时患者吸气和呼气，并且合适地协调其IPAP和EPAP级别。一种方法是确定正输 送到患者的空气的即时和平均流速并且而后比较两者以确定患者在吸气还是在呼气。如果 即时流速大于平均流速，认为患者在吸气。如果即时流速小于平均流速，认为患者在呼气。虽然在治疗阻塞性睡眠呼吸暂停和其它诸如慢性阻塞性肺病和影响呼吸肌肉和 组织的神经肌肉紊乱的与呼吸相关的疾病中，CPAP已经成功，还非常需要提供输送治疗呼 吸气体到患者的附加方法。
技术实现思路
在一方面，提供了一种提供呼吸气体的方法。在一个实施例中，该方法包括a)感 测与呼吸气体的输送相关的感测参数，b)响应于当前呼吸周期的第一部分期间的感测参数 和第一预定感测参数值之间的差别而变化与流量/压力控制元件相关的控制参数，c)至少部分地根据变化控制参数来确定从当前呼吸周期的第一部分转变到第二部分，d)至少部分 地根据已确定的转变，变化控制参数以导致当前呼吸周期的第二部分期间的感测参数的第 一变化，以及e)至少部分地根据第一预定感测参数值，变化控制参数以导致当前呼吸周期 的第三部分期间的感测参数的第二变化。附图说明在包括在说明书中并构成其一部分的附图中，示出了本专利技术的实施例，其与上面 给出的本专利技术的一般描述和下面给出的详细描述一起，作为本专利技术原理的例子。图1是示出用于输送呼吸气体的系统的一个实施例的功能框图。图2是示出用于该系统的控制处理的实施例的流程图。图3是示出用于该系统的一个实施例中的随时间的阀档位位置和罩压力的图。图4是示出用于该系统的另一实施例中的随时间的阀档位位置和罩压力的图。图5是示出用于该系统的又一实施例中的随时间的阀档位位置和罩压力的图。图6是用于输送呼吸气体系统的另一实施例。图7A-7C示出用于该系统的控制处理的另一实施例。图8A-8C示出了图6中所示的用于系统实施例的随时间的肺流量、阀档位位置、控 制压力和感测压力。图9是用于输送呼吸气体系统的又一实施例。 具体实施例方式在讨论各种实施例之前，回顾整个公开文本中使用的一些典型术语的定义是合适 的。所有术语的单数和复数形式落入各自的定义在此使用的“逻辑”包括而不限于硬件、固件、软件和/或每一个的组合，以执行功 能或动作，和/或导致另一部件的功能或动作。例如，根据所需应用或需求，逻辑可以包括 软件控制的微处理器、诸如特定用途集成电路(ASIC)的离散逻辑或其它编程逻辑设备。逻 辑还可以完全嵌入作为软件。在此使用的“软件”包括而不限于一个或多个计算机可读和/或可执行指令，其导 致计算机或其它电子设备以所需方式执行功能、动作或/行为。指令可以以各种形式嵌入， 诸如程序、算法、块或包括各个应用或来自动态链接库的代码的程序。软件可以还以各种形 式实施，诸如单机程序、功能调用、JAVA服务小程序(Servlet)、小应用程序、存储在存储器 中的指令、部分操作系统或其它类型的可执行指令。本领域普通技术人员将意识到，软件的 形式是根据例如所需应用的需求、其运行的环境和/或设计者/编程者等的需求。在此使用的“呼吸状态”包括任何状态或状态组合，其中气体引入肺和/或从肺中 排出。例如，第一呼吸状态可以与将空气引入肺相关，并且第二呼吸状态可以与将空气从肺 中排出相关。另外，呼吸状态能够具有一个或多个子状态。例如，吸气开始能够是一种呼吸 状态，并且吸气的结束可以是另一种呼吸状态，具有其间定义一个或多个其它呼吸状态的 范围。相似的，呼气的开始和结束，以及其间的范围，也能够由一个或多个呼吸状态定义。在此描述的系统和方法尤其适于协助自然呼吸患者的呼吸，虽然他们还可以应用 到其它呼吸疗法，包括例如急性和家庭护理通风。现在参考图1，示出了图示系统的一个实施例的框图100。系统包括具有控制逻辑104的控制器102、吹风机106、具有双向步进马达 的可变位置提升阀108和压力传感器112。流动通道110为可呼吸气体提供了从阀102到 患者界面114的通路。患者界面114能够是任何鼻罩、面罩、插管或类似设备。压力传感器 112感测诸如流动通道110中压力的呼吸气体参数，其与患者界面114中的压力有关并指 示该压力。控制器102优选是基于处理器的，并且能够包括各种输入/输出电路，包括模数 (A/D)输入和数模(D/A)输出。控制器102将阀档位位置数据116发送到阀108，以控制其 位置并且传感器112将压力数据118发送回控制器102以用于读取。阀档位位置优选由步进马达说明书定义并且能够包括少于1个档或是整个档的 档位位置。一般地，阀档位位置的范围可以从任何负数到任何正数。一个优选的阀档位位 置范围包括0到100，其中档位位置0与完全封闭的阀位置相关，而档位100与完全打开的 阀位置相关。因此，为给出的吹风机速度和阀构造，每个阀档位位置能够被确定为与近似压 力变化相等(例如，一个阀档位位置等于0. 2cm水柱的压力变化)。虽然参考以可变位置阀108形式的流量/压力控制元件和以压力传感器112形式 的传感器元件，已经描述了图1的实施例，但流量/压力控制和传感器元件能够包括其它类 型的设备。例如，流量/压力控制元件能够是可变速吹风机、与线性阀或螺线管阀组合的可 变速吹风机、与步进马达控制的可变位置阀组合的可变速吹风机、与线性阀或螺线管阀或 步进马达控制的可变位置阀组合的可变速吹风机或这些部件的任何其它合适组合。传感器 元件能够包括流量传感器、温度传感器、红外光发射/传感器、马达电流传感器或者单独或 与压力传感器组合的马达速度传感器。从这些传感器产生的数据反馈到控制器102用于处 理。现在参考图2，将参考其中图示的流程图描述系统的操作。在下文中的流程图中， 矩形元件表示处理块并表现软件指令或指令组。四边形元件表示数据输入/输出处理块， 并代表涉及数据的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供呼吸气体的装置，包括：流量／压力控制元件，适于控制呼吸气体的输送；传感器，感测与呼吸气体的输送相关的感测参数；以及控制器，与流量／压力控制元件和传感器通信，该控制器响应于呼吸周期的吸气状态期间的感测参数和第一预定感测参数值之间的差值而变化与流量／压力控制元件相关的控制参数，至少部分地根据控制参数确定从呼吸周期的吸气状态到呼气状态的转变，至少部分地根据已确定的转变而在呼气状态的卸载部分期间变化控制参数以引起感测参数的第一变化；以及至少部分地根据第一预定感测参数值在呼气状态的加载部分期间变化控制参数以引起感测参数的第二变化。

【技术特征摘要】
US 2004-6-18 60/580845一种用于提供呼吸气体的装置，包括流量/压力控制元件，适于控制呼吸气体的输送；传感器，感测与呼吸气体的输送相关的感测参数；以及控制器，与流量/压力控制元件和传感器通信，该控制器响应于呼吸周期的吸气状态期间的感测参数和第一预定感测参数值之间的差值而变化与流量/压力控制元件相关的控制参数，至少部分地根据控制参数确定从呼吸周期的吸气状态到呼气状态的转变，至少部分地根据已确定的转变而在呼气状态的卸载部分期间变化控制参数以引起感测参数的第一变化；以及至少部分地根据第一预定感测参数值在呼气状态的加载部分期间变化控制参数以引起感测参数的第二变化。2.根据权利要求1的装置，其中，感测参数是呼吸气体压力、呼吸气体流量、呼吸气体 温度或呼吸气体成分。3.根据权利要求1或2的装置，其中，流量/压力控制元件包括可变位置阀，而控制参 数是阀档位位置。4.根据权利要求3的装置，其中，在吸气状态期间，控制器至少部分地根据感测参数和 第一预定感测参数值确定阀档位误差并且变化控制参数以最小化阀档位误差。5.根据任意在前权利要求所述的装置，其中，流量/压力控制元件包括可变位置阀，控 制参数是阀档位位置，并且为了确定从吸气状态到呼气状态的卸载部分的转变，控制器确 定卸载阈值并确定可变位置阀在变化过程中的阀档位位置是否小于卸载阈值。6.根据权利要求5的装置，其中，为了确定卸载阈值，控制器确定呼吸率，确定中值阀 档位位置，为一个或多个在先呼吸周期确定峰值阀档位位置，辨认与确定的呼吸率相关的 预定百分比卸载因子，并至少部分地根据已确定的中值阀档位位置计算卸载阈值。7.根据任意在前权利要求的装置，其中，在呼气状态的卸载部分期间，控制器确定第二 预定感测参数值，将减少计时器的计时时间设置到预定卸载时间，至少部分地根据第一和 第二预定感测参数值而为呼气状态的卸载部分确定预定感测参数值序列，并至少部分地根 据该预定感测参数值序列而变化控制参数直到减少计时器终止。8.根据权利要求7的装置，其中，流量/压力控制元件包括可变位置阀，控制参数是 阀档位位置，第一预定感测参数值与规定的压力相关，第二预定感测参数值是卸载压力，并 且，为了确定第二预定感测参数值，控制器确定峰值阀档位位置，确定中值阀档位位置，通 过从峰值阀档位位置减去中值阀档位位置以获得第一中间结果，用第一恒量乘以第一中间 结果以获得第二中间结果，用规定的压力乘以第二中间结果，由此计算压力偏移，并通过从 规定的压力中减去压力偏移计算卸载压力。9.根据权利要求1-6中的任意权利要求所述的装置，其中，在呼气状态的加载部分期 间，控制器确定第二预定感测参数值、将增加计时器的计时时间设置到预定加...

【专利技术属性】
技术研发人员：M莫里斯，GW弗洛利德，NJ卡兰，
申请(专利权)人：英瓦卡尔公司，
类型：发明
国别省市：US[]