专利名称：一种呼吸气体管理设备以及调节至少在某些阶段交变的呼吸气体压力的方法
技术领域：
本发明涉及一种向用户供给呼吸气体的设备，本发明也涉及一种在用户 中常用的、用于调节呼吸气体的静压力的方法，以便在至少某些阶段呼吸气 体压力高于周围环境的压力时交变地改变压力水平。
背景技术：
特别用于处置与睡眠相关的呼吸问题，众所周知，通过一呼吸罩装置以 及与所述呼吸罩装置相连接的进气设备，把呼吸气体，例如过滤的周围环境 的空气，以升高后高于周围环境空气压力的压力水平供给一病人。通过升高呼吸气体压力以高于周围环境压力， 一般是在4-18mbar之间 的范围，才可能防止在呼吸道的上游区域发生堵塞。在以升高的压力水平供 给呼吸气体时，减少在呼吸道的上游区域发生堵塞的可能性基于一种称为气 动夹板的效果。例如，当在呼吸道的上游区域有压力作用于呼吸道壁以及在 此过程中有径向压力支撑所述壁时，就会获得这种夹板效果。所需的支撑通 道中相关堵塞部分的压力水平取决于用户的生理学状态。特别是在临床情形 中，上呼吸道有一个显著的收缩，进气流就会因为这些收缩而引起压力降低。 这意味着必需一外部呼吸气体压力，即使由相关堵塞的区域中的流阻引起的支撑。在呼气阶段，由于呼吸道的流阻的缘故，没有引起支撑压力降低，这 样在呼气时，即使处于较低的压力，通常也能确保跟踪效果。为保持加载于用户上的压力负载尽可能的低，众所周知，例如通过测定中常用的呼吸气体压力能基本上同步地随检测的呼吸阶段变化，这样，在吸 气阶段，呼吸气体压力要高于呼气阶段的压力。 一般在睡眠实验室中对用户 进行检查时，调节峰值压力水平和压力水平的间隔分布。呼吸气体的压力可以按定义的方式改变。特别是，呼吸气体压力能以这
样的方式引导即在呼气阶段时，呼吸气体压力通常要比吸气阶段时的低些。也可以采用这样的呼吸气体压力，例如升高的呼吸气体压力或升高的级差直 到在治疗装置的预定的起动阶段或在用户入睡结束的阶段或在提供有呼吸 支持的用户处于预定的睡眠阶段时才进行调整。处于至少间歇地高于周围环境压力的不同压力水平下的呼吸气体的给 予要通过一些设备来进行，所述设备除了——般由鼓风机构成的输送装置用 于馈给呼吸气体外，还包括一控制单元，通过所述控制单元就调整了馈给设 备的馈给动力(例如，通过调节鼓风机叶轮的每分钟的转数)。所述控制单元可被这样实施，使得通过基本上基于程序来定义控制单元 配置的方法来实现一理想的压力调节特性。在一适当装备的控制单元中，根 据计算能力，就能执行相对复杂的压力调节策略，通过观察呼吸气体流量信 号来断定用户的瞬时生理状态和/或检测呼吸阶段，并能为吸入阶段和呼气阶 段计算不同设定点的压力水平。或者为防止堵塞而设定的一有利的压力水平有时会使所影响的用户主观觉 察到有不理想的或有压抑感的，或者甚至有不舒服的感觉。发明内容鉴于这个问题，本发明的目的就是要提供一些解决方案，以便能以使用 户主观觉察到舒服的或至少更能接受的感觉的方式引导压力，并进一步考虑 根据预期的治疗效果而限定的呼吸力学。在本发明的第一方面中，通过一设备来实现此目标，所述设备用于以至 少在某些阶段高于周围环境压力的交变的呼吸气体压力水平提供呼吸气体，其包括-一馈给设备，用于馈给呼吸气体。-一压力调节设备，所述压力调节设备用于触发馈给设备，使得关于一 设定点的呼吸气体压力信号，馈给设备就按一设定点的呼吸气体压力水平提 供呼吸气体。- 一压力指定设备，所述压力指定设备用于产生根据设定点呼吸气体压 力水平而进行定义的设定点的呼吸气体压力信号。-参数收集设备，所述参数收集设备用于提供至少代表瞬时呼吸气体压 力p、过程时间t和瞬时呼吸气体流量V的参数。-其中，压力指定设备包括一计算机电路，所述计算机电路如此构造， 使得它能作为由参数确定设备提供的某些参数的函数调节设定点的呼吸气 体压力水平。通过这种方式，至少在呼气阶段，把呼吸气体的压力调节为一 基于一动态的或非线性的引导函数而计算得到的压力水平，并把指示呼吸气 体的流量和过程时间的参数考虑进去，结果，降低与呼吸气体的流量范围相 关的呼吸气体压力的趋势会随着过程时间的增加而减小。所述非线性函数优先选择一三角函数，或者与三角函数近似并具有一明 确的非线性特征的函数。特别是，非线性函数可以为一反正切、正弦/余弦， 或者根函数。作为一调节的自变量，特别是可以使用瞬时呼吸气体流量和一 参考值的比值。参考值可以是一在前呼吸的呼吸气体流量的极限值，或者用 其他方法计算的值，优先选择自适应计算。作为一自适应计算值，它更适合 为最近呼吸的平均呼吸气体流量、 一预定呼吸次数内的平均呼吸气体流量， 或一预定时间内呼吸次数的平均呼吸气体流量。此函数优先定义，使得一定时间内的呼气只要能持续一典型的呼气阶段 之后，压力降低潜力就会減小，并优先选择设置为"0"。根据本发明，在预定时间长度或由自适应的语句而计算得到的时间长度 之后，也可能会引起一临时压力增加而高于一基准的治疗压力。这样，例如 在一未被检测出的呼气阶段的事件中，就会产生一使吸气阶段开始的触发效 果。在依赖于一正弦的特性中，也能实现超过实际基准治疗压力的平緩的过 冲，尤其是在满足一定的时间标准时。根据本发明，随着吸气阶段的减弱，就优选地可能在主观觉察到使呼吸更容易的程度上引起呼吸气体压力的逐渐减小；压力降低的程度随时间而变化，比如随时间的增加，呼气阶段的压力降低的潜力就减小。更可能的是， 它可以限制起始呼气压力降低又可限制最终呼气压力降低的潜力而没有被 用户明显地觉察到的门限。并且，如果呼气阶段的结束不能被精确地检测或 者如果存在持续的渗漏，就确保可靠地返回到治疗的压力水平。在本发明的一特殊方面中，在动态或非线性考虑了指示呼吸气体流量的 信号，也考虑了电气组件的瞬时或模拟的热负荷或者其他类型的设置极限温 度的组件。通过这种方法，特别是，就可能完全地利用设备的状态，其中， 设备组件尚未具有一受限的热负荷，以便执行如果需要的高动态的调节。只
有当基于温度的测量值或其他种类的有关设备的热负荷的结论需要较小的 动态调节时，或者假如推荐了一更受限制的压力调节范围，通过参数调节， 才能指定压力调节函数的相应的自变量，使得获得一较小的压力变化潜力， 或者发生其他种类的较小的压力变化。通过考虑呼吸气体馈给设备关^t组件的估计或实际的热负荷，就可能时 不时的，在更大程度上完全利用控制范围，直到实际或估计的设备负荷必需 控制范围时，才缩小此范围。结果，特别是在设备(此时还比较冷)的初始 操作阶段，如果需要高动态的调节，就可能在一较宽的控制范围内操作。优先选择的是，预期的用于计算设定点压力水平的函数被设计为带有至 少一非线性项的一求和函数，或被设计为带有一考虑了呼吸气体流量的自变 量的一非线性函数。特别是，这样设计函数，使得对于低于和高于平均呼吸 气体流量值的呼吸气体流量，就会发生衰减压力降低潜力。特别是在一平均 呼气阶段结束时间段的末端，压力衰减潜力可在很大程度上被限制、被设置 为0或可选地反向，使得接着发生的一轻微的压力过变动，例如可作为一吸 气触发。在压力变化中，可使用所绘制的呼吸气体流量和呼吸气体压力之间的关 系图，基于这种关系，可以得出关于此时是否存在堵塞的结论。从对堵塞状 态的评估中，就可能考虑呼吸气体压力水平、变化的带宽以及其他的技术调 节特性。也可用一些其他的方式，或者与在前的相结合，得出关于用户的瞬 时生理状态的结论，特别是此刻堵塞的程度。作为一些独立的方法，特别是 用于评估典型的堵塞或在其他方面提供一些关于电动呼吸的结论的呼吸流 动剖面的特性的方法是合适的，特别是在与此时普遍流行的呼吸气体压力相 结合就更显得合适。也可能给本发明的函数提供一项或一 自变量或把本发明的函数与 一项 或一 自变量相连系，由此就可以检测到任何可存在的渗漏状态或通过调节有 利地对任何渗漏状态补偿。特别是，如果存在明显增加的渗漏流，也可能收 缩压力变化范围的宽度，并在很大程度上引导呼吸气体压力稳定在一压力水 平，所述压力水平根据对一为渗漏状态而设计的压力确定方法的规则而被确定，所述压力水平例如与一预定的用户最小CPAP压力相对应。在上下文中，术语"呼吸气体流量"应当理解为由呼吸决定的每单位时 间的移位体积。通过合适的测量设备可以获得呼吸气体流量的相关信息，例
如，压差测量挡板、动压测量装置或其他种类的适合检测气体体积流量的测 量装置。从控制的角度看，也能对其他种类的指示呼吸气体流量的信息或信 号进行评价，例如，被呼吸气体馈给设备消耗的电能。呼吸气体流量，或者 代表呼吸气体流量的信号，也可以通过其他的方式获得，特别是从鼓风机的 每分钟的转数以及从普遍存在于鼓风机处的压力梯度，用特性图表或基于映 射的方式来获得。在定常沖刷流系统中，也可以说，在一穿过冲刷出口来自面罩区域的含 有C02的连续空气分散流中，作为结果永久的包括在流信号中并且也可能随 变化的压力稍微变化的值要适当地被考虑进去，这样沖刷流就不能被解释为 呼吸或吸气作用。通过计算机使用合适的模型以及通过形成一积分值或一平 均值才能确定冲刷流，所述冲刷流以相对于一零基准线的偏差的形式被显示 在呼吸气体流量信号中。通过评价呼吸气体流量信号，特别是通过评价它的一阶求导，并考虑是 否达到零点或门限值就能检测呼吸阶段。对呼吸阶段发现的不同方法(体积、 曲率、和基于坡度的方法，以及其他种类的基于剖面的方法)可结合起来以 便能在呼吸阶段进行最可靠的检测和辨别。用 一 适当的基准参数就能把呼吸气体流量的变化范围设置成比例的形成，这样，呼吸气体流量的变化就在一标准的范围中，比如0-1或0-Ti之间；这样所实现的标准化可以通过一三角函数更进一步的被映射或图形化，并用 于计算瞬时的合适的压力值。在这方面，用于把体积流量的变化映射成呼吸气体压力变化的映射函数就被优先设计，使得在呼气的典型时间周期内，在 体积流量平均值的范围内，就会发生相对大的压力变化，然而，随着体积流 量的增加压力变化就会相反地减小。(这样，映射函数在中间部分就比起始 和结束部分倾斜的幅度大。)通过正弦和余弦方法，就能实现特別有利的映 射概念，以便把呼气体积流量映射为压力降低值。在呼气阶段，<formula>formula see original document page 9</formula>在此方程中P，(w表示呼气的静态呼吸气体压力。A^表示基准压力，例如推荐的、静态的、吸气治疗压力。 r表示呼吸气体流量。 P;表示最大呼吸气体流量，可选地为平均峰值。 ^表示调整因子。乙p表示吸气阶段持续的时间，可选地为在前呼吸周期的平均值。更有利的特征，特别是控制单元的结构特征就是从属权利要求的主题。本发明也涉及压力引导方法，这种方法可以基于本发明的设备而得到实施。在一般特征和特殊特征中，例如由列举的特殊设备的规范或在其他方面列举的某些效果指征而产生的那些特征。
从随后与图相结合的描述中，可以很明显的看到本发明的更进一步的细 节和特征。所示的是图1是^^艮据本发明解释一系统的示意图，所述系统用于在本质上同呼吸 同步交变的压力水平下输送呼吸气体。图2是解释呼吸气体压力基于瞬时呼吸气体流量的非线性从属性的示意图。图3是解释根据本发明为压力调节提供的调整规范的示意图。图4a是解释根据本发明用于压力调节的函数的第一变量的构成的示意图。图4b是解释用于压力调节的函数的另一变量的示意图。 图5是解释根据本发明用一函数生成的压力值的数据表。 图6是一用于图解图5中的数据的曲线图。图7a是基于曲线图解释另一压力引导函数的一函数分量fl的概要图。 图7b是基于曲线图解释另一压力引导函数的另一函数分量f2的概要图。图7c是一以公式形式表示的概要图，用于说明由自变量fl和G形成的 压力引导公式。
具体实施方式
图1中的示意图表示呼吸罩3经由一头带装置2被固定于用户l上。这 个例子中的呼吸罩3是如此实施的，即它覆盖在鼻子区域，但没有把嘴覆盖 上。也可以这样来实施呼吸罩3，即也把嘴的开口部分覆盖住。也可经由其
他种类的结构输送呼吸气体，比如嘴插入元件，或者只是固定于鼻孔周围环 境区域的鼻垫。呼吸罩3经由一软管连接插头4和一柔性管5与设备6相连接，以便输 送呼吸气体(这种情况下，过滤的周围环境空气)。设备6包括一馈给设备， 在这里就实施为一鼓风机7，鼓风机7经由一吸入管线8和一吸入过滤设备 9在吸入侧与环境相通。在压力侧，鼓风机7与压力管路部分IO相连接。压力管路部分10经由 一消声器部分，(没有详细图示出来)通向一软管连接头11，柔性管5可分 离地与其配合在一起。在压力管路部分10的区域中，有一个信号拾取装置12用于拾取指示呼 吸气体流量的信号。在此所示的示例性的实施例中，信号拾取装置与一测量 挡板装置合作而被得到实施，指示呼吸气体流量的信号以压差信号的形式被 拾取，也就是说，以测量挡板装置的上游和下游的压力差的形式被拾取。指 示呼吸气体流量的信号也可以用其他方式获得，例如，基于检测的电机吸取 的功率、基于声学效果或者比如通过光波导方式，所述光波导会以指示穿过 它的呼吸气体流动的方式偏转。鼓风机7可被这样实施，即由鼓风机7在吸入管路8和压力管路部分10 之间建立的压差可通过调节在鼓风机7中设置的叶轮的每分钟的转数而被调 节。也可能采取其他的措施控制或调节吸入管路8和压力管路部分10之间 的压差。特别是，这些措施可以采用旁路管线或内置于鼓风机7内的形式。在此所示的示例性的实施例中，普遍存在于吸入管路8和压力管路部分 10之间的压差可通过调节鼓风机7的叶轮的每分钟的转速来得到适应。为 此，鼓风机7的驱动设备经由触发线路13与控制单元14相连接。控制单元 14可优先这样被实施，即由在最终分析中被所述控制单元14执行的压力调控制单元14可优先这样被实施，即通过此方式，就可以实施与特殊预定治 疗相适应的压力调节概念。这些压力调节概念可以直接存储在控制单元14 的合适的存储单元15中。也可能把存储单元15实施为可替代的单元，这样， 通过把相应的存储单元或电路单元插入或对接在控制单元14上的方式来提 供可应用的控制概念。也可能提供带有接口设备的控制单元14，这样，通过 临时连接到一配置系统的方式就可产生控制单元14的合适的配置。
在此所示的示例性的实施例中， 一数据组存储在存储单元15中，由此， 经由呼吸罩3应用于用户1的呼吸气体压力的适应，在如压力调节概念所定 义那样被实施，所述压力调节概念提供了至少间歇交变的与呼吸同步的压力 水平。特别是，通过借助于非线性压力引导函数，这些压力水平可被设置在一 呼气阶段，也可选择地设置在吸气阶段。例如，非线性压力引导函数就表现 为由时间t和瞬时呼吸气体流量V决定的一三维函数f。按照这里所示的函 数f,在呼气阶段，作为过程时间和瞬时呼吸气体流量的函数，就会在吸气 阶段的开始引起压力降低和任意选择地一稍微压力过变动。控制单元14可进一步地被实施，使得除了考虑指示瞬时呼吸气体流量 的信号以及经由信号拾取设备12被拾取的信号，也考虑了瞬时设置的呼吸 气体压力以及实际普遍存在的经由一模型定义计算而得到的设备6的某些组 件的热负荷。特别是，控制单元14可这样配置，使得直至达到设备6的热负荷的一 限定值，通过相对高地动态调节或者相对较宽的压力变化范围来实现呼吸气 体压力的调节。特别是在病人将要入睡的那一阶段，完全利用压力调节范围， 就可能获得特别舒适的压力调节。控制单元可以这样被实施，首先，用标准的配置形式，就可能在很大程 度上优先地免于过沖地调节给予用户治疗的压力(例如CPAP压力)。仅对某些使用或治疗的例子而言，配置的控制单元14用于执行更复杂 的压力控制概念。可以这样生成这种特殊的配置，使得控制单元14扩展一 意在对一设定点的压力信号进行更复杂计算的控制模块，这样，作为界面信 息，只有控制模块所需的设定点压力得到交换。在确定设定点的压力时，可 能要考虑具体装置的特性，特别是要考虑鼓风机7的传输特性，这样，通过 对设定点压力信号的指定，就已经考虑了系统的某些传输特性。在此情况中， 设定点的压力信号不是与最终被调节的压力相对应，而是与一预先所需的控 制变量相对应，以便获得所需的压力。如图2所示，据本发明，基于控制单元14的配置，特别是通过借助存 储在存储单元15中的数据组定义控制单元14的调节策略，能够设置至少在 某些阶段与呼吸同步交变的呼吸气体压力水平。借助于一程序，特别是代表过程时间、瞬时的呼吸气体流量以及设置用
于输送呼吸气体的馈给设备的热负荷的程序，就可能在呼气阶段用可被用户 主观觉察为舒适的方法来降低呼吸气体压力。压力降低可以这样被实现，即 压力降低对呼出气流量之间的关系在本质上是显著的非线性，特别是会随时 间变化而变化。结果，特别是在接近平均呼气周期时间段结束时，就可能获 得返回到意在防止堵塞的治疗压力水平。也可能设计这样的函数，使得在接 近呼气阶段结束时，或在吸气阶段的早期开始阶段，就能获得意在高于预期 的呼吸压力水平的某一过变动压力。在此所示的第一个呼吸周期a中，基于根据本发明的所述函数，在呼气 阶段就能获得关于呼吸气体流量呈非线性关系的压力降低。在此所示的呼吸 周期b中，由于压力引导函数的适应，就会在压力降低和瞬时呼吸气体流量 之间产生非比例的和显著的非线性关系。对于呼吸周期c,例如，基于馈给设备的一已升高的热负荷，结果为在 呼气阶段时，就会在呼吸气体流量和压力降低之间产生一进一步改变的非比 例的和非线性的关系。图3用于图解闭合控制回路，据本发明所提供的闭合控制回路用于调节 应用于病人的呼吸气体静态压力P。通过鼓风机7建立起呼吸气体压力。鼓 风机7的馈给能量要通过控制模块ml而得到调节。控制模块ml基于压力 信号P的反馈可形成闭合控制回路的一部分。通过主控制模块m2,压力指定信号SP就会被传送到压力控制模块ml。 主控制模块m2可被这样实施，使得通过所述主控制模块m2,就能在压力 控制信号SP中产生一由压力指定模块m3指定的设定点的值，所述压力控 制信号SP可根据包括有控制模块ml的闭合控制回路的传输特性被方便地 处理。这里所示的控制单元，如离散模块ml、 m2和m3在单个计算机设备 中，以基于程序和多分支的形式都能被实现。然而，也可这样形成控制模块ml,使得它是一标准设备或基础设备的 一组件，所述标准或基础设备允许产生压力指定信号SP的各种可能性。例 如，在呼吸气体供给设备6 (见图1)的一基础配置或标准配置中，用户可 以用一简单的馈给设备调节压力指定信号SP。在改进或装备设备6的例子中，控制单元14或控制单元15的配置可以 基于程序的方式而变化。也可能用另外的信号处理或数据处理或者数据存储 介质硬件装备控制单元14，以便提供控制压力控制信号SP。
通过压力指定模块m3,特别是可经由例如图l所示的信号拾取设备12 获得的瞬时呼吸气体流量的指定信号，被进行处理。同样通过模块m3,有 关设备6的瞬时热负荷的信息和此刻应用于病人的压力p的信息以及时间信 息可得到处理。通过钟表或定时设备，在模块m3中就能直接提供时间信息 以及任由选择的关于设备的热状态信息。也可通过提供在设备6处的温度检 测设备或者通过模块m3处的模型定义检测热负荷。为了检测设备6的热负 荷或估计热负荷，也可能评估其他的在设备中可被拾取的信息或信号。特别 是，也可确定有关鼓风机吸取的功率信息以便确定鼓风机电机的热负荷，或 确定所提供的用于触发鼓风机电动机的功率等级。这些信息可从压力指定信 号SP、所产生的用于获得压力指定信号SP的中间结果或触发功率等级的信o 刁曰可犾付。控制模块ml可被这样实施，即它触发鼓风机电机，使得鼓风机电机引 起与其相连接的叶轮以能实现所需的呼吸气体压力的转速旋转。可以通过定 义传送给驱动电机的功率设置，设定鼓风机每分钟的转数的改变。特别为了 实现快速的压力改变，经由控制模块ml，也可能任由选择地运行电机，由 此，就会发生临时制动叶轮装置或别的运动体的制动时刻。也可能经由控制 模块ml实现电机触发操作，在此，至少间歇地、基本上无功率传送给电机， 在此过程中鼓风机自我制动，特別是在呼吸气体压力的影响下自我制动。考 虑到电机上的最小可能的热负荷，这种压力降低证明是有利的。相关功率等级上的瞬时热负荷的函数。例如，在设备状态中，其中普遍存在 一高热负荷或一至少估计的高热负荷，这就特别可能以这样的方式改变鼓风 机的压力或叶轮设备的每分钟转数，以致不会期望出现一不允许的更进一步 的热负荷增加。到病人的呼吸气体压力的变化的情况下，则通过控制模块ml —相应的控制 结构，例如， 一旁路阀或其他种类的控制设备，就能被触发。据本发明，在压力指定模块m3处被执行的、用于确定一确定应用到用 户的压力结果的非线性函数可以这样被实施，即它有许多通过算子Ol、 02被连接在一起的自变量Al、 A2.....AN。自变量A1可以是三角函数，特别是可以是一正弦、余弦或反正切函数，它们的角增量或轴向增量把反映瞬 时呼吸气体流量v的参数考虑了进去。通过自变量A2，就能实现一定时电 路，由此，随时间的增加就可能产生一所期望的自变量Al的效果衰减，特别是自从在前的吸气阶段结束以后已经进行的时间。自变量AN用于反映瞬时存在的设备的热负荷，或设备的估计的热负荷。算子Ol、 02可被特别是作为乘数算子而被实现。通过自变量A1、 A2.....AN以及相关的算子Ol、 02、 ...ON而实现的整个压力引导函数，在压力指 定模块m3中，被任由选择地分成一 系列以及用适当的近似方法被任由选择 地执行。如图4b所示，也可以设计自变量A1，使得它反映瞬时呼吸气体压力和 瞬时存在的呼气流量之间的一预定的非线性关系。为此，可提供至少一另外 的自变量，特别是时间自变量A2，作为自变量A1的增量。通过算子02， 自变量AN可用函数式与自变量Al连接在一起，特别是把02当作一乘子。 也可以把自变量AN作为自变量Al的另一增量并入到预定的函数中，以便 指定呼吸气体压力。图5表示是基于图4a中所示的一组成的非线性函数的一压力曲线，其 中，自变量Al和A2用反正切函数表示，算子01是一乘子。图6表示的是基于给出的函数而计算得到的一治疗压力。在吸气阶段， 治疗压力被保持在一预定的值，例如，这里表示的是20mbar。在呼气阶段， 治疗压力降低了 ；此压力降低以非线性方式与在呼气阶段普遍存在的呼吸气 体流量相关。在图7a, 7b和7c中，表示的是用于确定治疗压力的另 一函数，其中， 所述治疗压力在呼气阶段被降低到不同压力水平。这里所示的函数在组成上 与图4a中所绘制的示意图相对应。自变量fl是一非线性的自变量。自变量 fl用于把瞬时呼吸气体流量考虑进去。自变量f2用于结合一时间项。通过 自变量fl，就实现了呼气流量和相关的压力降低之间的关联，由并入图7a 的图a)中可以看出这一点。通过图7b中所示的函数f2，可通过自变量fl获得的压力降低的衰减， 作为从吸气阶段结束以后已经过的时间的函数而被获得。在此所示的函数 中，时间项具有抑制效果，这可由并入图7b的图b)中看出。从如图7c所示的压力引导函数中可发现所需的呼吸气体压力p。 本发明不仅限于以上所述的压力引导函数以及示例性的实施例。特别 是，对预定的函数而言，也可用于决定设定点的呼吸气体压力或一指定给闭 合压力控制回路以便参数化的值，这样，由此，就能实现许多来自于以上所 描述的函数的压力引导特性。通过另外的基于信号处理过程的措施，也可考虑确定在吸气阶段存在的 压力、压力降低间隔范围、呼吸阶段的检测、渗漏状态的检测、以及确定用 于确定设定点压力的最后的函数的其他特性。特别是，基于指示用户生理状 态的信号评估结果，可调节最大压力和最小压力。本发明可用于以下所描述的方面当一堵塞性睡眠呼吸暂停的病人在睡眠实验室中时，基于过压呼吸维 持，做了一个关于是否存在一治疗的可能性的评估。对于此过压呼吸维持， 在停留在睡眠实验中时，就可能确定一合适的治疗压力。为了在家中能进行 过压呼吸，就给病人制作了一可利用的呼吸气体输送系统，此系统包括一基 本设备、 一湿度调节器、 一软管以及一呼吸罩装置。所述基本设备经由 一接口设备被连接到 一 配置系统，并被如此配置以便 使适应于睡眠实验室中的病人。在此配置中，就可能以这种方式调节基本设 备的压力控制特性，以便依照根据本发明所建议的压力引导概念引导呼吸气 体压力。然后，病人就可以在家中使用如此配置的设备。与呼吸同时地被调节。在呼气阶段，呼吸气体压力根据压力引导值的指定来 调节，所述压力引导值可通过从在前呼气阶段结束已经经过的时间t和瞬时 呼吸气体流量之间的非线性关系计算。如果以需要一相对大的功率的方式调 节馈给设备的馈给功率，设备的热状态可能变得很关键，那么调节策略就能估计的负荷值。
权利要求
1.一种设备，所述设备用于以至少在某些阶段高于周围环境压力的交变的呼吸气体压力水平提供呼吸气体，包括-一馈给设备，所述馈给设备用于馈给呼吸气体。-一压力调节设备，所述压力调节设备用于触发馈给设备，使得关于一设定点的呼吸气体压力信号，馈给设备就在一设定点的呼吸气体压力水平下提供呼吸气体。-一压力指定设备，所述压力指定设备用于产生根据设定点呼吸气体压力水平而进行定义的设定点的呼吸气体压力信号。-参数确定设备，所述参数确定设备用于提供代表至少瞬时呼吸气体压力p、过程时间t和瞬时呼吸气体流量v的参数。-其中，压力指定设备包括一计算机电路，所述计算机电路如此构造，使得它能作为由参数确定设备提供的某些参数的函数调节设定点的呼吸气体压力水平。通过这种方式，至少在呼气阶段，就能实现把呼吸气体的压力调节到基于一动态的或非线性的压力引导函数计算出的压力水平，并把指示呼吸气体的流量和过程时间的参数考虑进去，结果，与呼吸气体的流量范围相关地降低呼吸气体压力的趋势会随着过程时间的增加而减小。
2. 如权利要求l的设备，其特征在于参数Vi由参数确定设备提供， 参凄t v！与在前呼吸期间吸气体积相对应，或与许多次在前呼吸的平均吸气 体积相对应。
3. 如权利要求1或2的设备，其特征在于V隨由参数确定设备提供， Vmax参数与在前呼吸期间吸气流量值相对应，或与许多次在前呼吸的平均吸 气流量值相对应。
4. 如权利要求1到3至少其中之一的设备，其特征在于指示鼓风机 或其他电气部件的热负荷的参数T由参数确定设备所提供。
5. 如权利要求1到4至少其中之一的设备，其特征在于基于一模型 定义估计热负荷。
6. 如权利要求1到5至少其中之一的设备，其特征在于以允许的方 式遵守负荷限定值对设备进行操作。
7. 如权利要求1到6至少其中之一的设备，其特征在于压力动力学 基于一斜坡定义的指定调节，这样在一斜坡的开始阶段，就能获得比斜坡的 结束阶段更大的压力降。
8. 如权利要求1到7至少其中之一的设备，其特征在于计算机电路 的配置是通过一数据存储介质而实现的。
9. 如权利要求8中的设备，其特征在于数据存储介质设计为一存储 卡的形式。
10. 如权利要求1到9至少其中之一的设备，其特征在于使得压力水 平间距定义为一平均或最大压力的函数来实现压力引导。
11. 如权利要求10中的设备，其特征在于允许的压力间距同样随最 小压力水平的增加而增加。
12. 如权利要求1到11至少其中之一的设备，其特征在于压力引导 函数设计为一反正切、正弦，余弦，根，以及/或者指数函数。
13. 如权利要求1到12至少其中之一的设备，其特征在于调节压力 引导函数使得它的一阶求导在呼吸气体流量的范围内存在一最大值。
14. 一种设备，所述设备用于以至少在某些阶段高于周围环境压力的交 变的呼吸气体压力水平提供呼吸气体，其包括-一馈给设备，所述馈给设备用于馈给呼吸气体。-一压力调节设备，所述压力调节设备用于触发馈给设备，使得关于一 设定点的呼吸气体压力信号，馈给设备就在一设定点的呼吸气体压力水平下 提供呼吸气体。- 一压力指定设备，所述压力指定设备用于产生根据设定点呼吸气体压 力水平而进行定义的设定点的呼吸气体压力信号。-参数确定设备，所述参数确定设备用于提供至少代表瞬时呼吸气体压 力p、过程时间t和瞬时呼吸气体流量v的参数。-其中，压力指定设备包括一计算机电路，所述计算机电路如此构造， 使得它能作为由参数确定设备提供的某些参数的函数调节设定点的呼吸气 体压力水平。通过这种方式，至少在呼气阶段，就能实现把呼吸气体的压力 调节到基于 一压力引导函数计算出的压力水平，并把指示呼吸气体的流量和 过程时间的参数考虑进去，结果，与呼吸气体的流量范围相关地降低呼吸气 体压力的趋势会随着过程时间的增加而减小。
15. —种设备，所述设备用于以至少在某些阶段高于周围环境压力的交变的呼吸气体压力水平提供呼吸气体，其包括-一馈给设备，所述馈给设备用于馈给呼吸气体。-一压力调节设备，所述压力调节设备用于触发馈给设备，使得关于一 设定点的呼吸气体压力信号，馈给设备就在一设定点的呼吸气体压力水平下 提供呼吸气体。- 一压力指定设备，所述压力指定设备用于产生根据设定点呼吸气体压 力水平而进行定义的设定点的呼吸气体压力信号。力p、过程时间t和瞬时呼吸气体流量v的参数。-其中，压力指定设备包括一计算机电路，所述计算机电路如此构造， 使得它能作为由参数确定设备提供的某些参数的函数调节设定点的呼吸气 体压力水平。通过这种方式，至少在呼气阶段，就能实现把呼吸气体的压力 调节到基于 一压力引导函数计算出的压力水平，并把指示设备热负荷的参数 考虑进去，结果，降低呼吸气体压力的趋势会随着热负荷水平一起减小。
16. —种方法，所述方法用于以至少在某些阶段高于周围环境压力的交 变的呼吸气体压力水平提供呼吸气体，通过使用-一馈给设备，所述馈给设备用于馈给呼吸气体。-一压力调节设备，所述压力调节设备用于触发馈给设备，使得关于一 设定点的呼吸气体压力信号，馈给设备就在一设定点的呼吸气体压力水平下 提供呼吸气体。-一压力指定设备，所述压力指定设备用于产生根据设定点呼吸气体压 力水平而进行定义的设定点的呼吸气体压力信号。力p、过程时间t和瞬时呼吸气体流量v的参数。-其中，设定点的呼吸气体压力水平作为由参数确定设备提供的某些参 数的函数被调节。以这种方式，至少在呼气阶段就能实现把呼吸气体的压力 调节到基于一压力引导函数通过计算得出的压力水平，并把指示呼吸气体的 流量和过程时间的参数考虑进去，结果，与呼吸气体的流量范围相关地降低 呼吸气体压力的趋势会随着过程时间的增加而减小。
全文摘要
本发明设计一种以交变压力水平提供呼吸气的设备(6)，所述设备包括一馈给呼吸气体的馈给设备(7)、一压力调节设备(14)，用于触发馈给设备，一产生压力信号的压力指定设备(14)、一参数确定设备(12)，用于提供至少代表瞬时呼吸气体压力(p)、过程时间(t)和瞬时呼吸气体流量(v)的参数。其中，压力指定设备包括一如此构造的计算机电路，使得至少在呼气阶段，能基于一动态的或非线性的压力引导函数实现压力调节，并把指示呼吸气体的流量和过程时间的参数考虑进去，结果，与呼吸气体的流量范围相关地降低呼吸气体压力的趋势会随着过程时间的增加而减小。
文档编号A61B5/087GK101132825SQ200680007029
公开日2008年2月27日 申请日期2006年3月6日 优先权日2005年3月4日
发明者克努特·约克勒, 克劳斯·尼格勒, 雷纳·雅各布斯 申请人:Map医药-技术有限责任公司