用于在呼吸支持系统中控制呼气期间的气流的系统和方法

用于在呼吸支持系统中控制呼气期间的气流的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种被配置成控制在受试者(12)的呼气期间的气体流的呼气阀系统(10)。在一些实施例中，所述系统包括压力产生器(14)、受试者界面(16)、一个或多个传感器(18)、一个或多个处理器(20)、电子存储器(22)、用户界面(23)和/或其它部件中的一个或多个。所述系统被配置成基于所检测的紊乱呼吸事件的发生来调整所述受试者的再呼吸水平。通过再呼吸呼出的空气(和/或其它可呼吸气体)，受试者可最小化和/或避免中枢性睡眠呼吸暂停症。所述系统监控受试者的呼吸，以检测与中枢性睡眠呼吸暂停症有关的呼吸事件的发生。所述系统监控累积的逆行呼吸，并调整呼出的再呼吸的体积和/或影响受试者呼吸的其它系统设置。通过这些调整，所述系统可避免和/或减少与中枢性睡眠呼吸暂停症有关的呼吸事件。
【专利说明】用于在呼吸支持系统中控制呼气期间的气流的系统和方法 发明领域
[0001] 本发明涉及一种被配置成控制在受试者呼气期间的气体流的呼气阀系统。

【背景技术】
[0002] 中枢性睡眠呼吸暂停症出现于大脑暂时地停止向控制呼吸的肌肉发送信号时。在 无信号的情况下，肌肉并不像通常的那样操作以使肺部充满空气。用以治疗中枢性睡眠呼 吸暂停症的多种系统是已知的。其包括气道正压系统、自适应伺服通气系统和死腔增加系 统。典型的死腔增加系统通过将呼出气体（富含CO 2)固持于死腔中来治疗中枢性睡眠呼 吸暂停症，所述死腔被添加至并附接至患者呼吸回路。


【发明内容】

[0003] 因此，本发明的一个或多个方面涉及一种被配置成控制在受试者呼气期间的气体 流的呼气阀系统。所述系统包括压力产生器、受试者界面、一个或多个传感器以及一个或多 个处理器。所述压力产生器被配置成产生加压的可呼吸气体流以输送到受试者气道。受试 者界面被配置成将加压的可呼吸气体流传送到受试者气道。所述受试者界面包括呼气端口 和阀。呼气端口被配置成使受试者界面内部与受试者界面外部连通。所述阀定位于压力 产生器和气道之间，且被配置成选择性地控制经过呼气端口的气流。所述阀以第一模式和 第二模式操作，在第一模式中呼气端口打开以在呼气期间允许来自受试者气道的气体流流 出，在所述第二模式中相对于在第一模式下的气流限制经过呼气端口的气流。所述一个或 多个传感器被配置成产生输出信号，所述输出信号传送与加压的可呼吸气体流的一个或多 个气体参数有关的信息。所述处理器被配置成执行计算机程序模块。所述计算机程序模块 包括紊乱呼吸事件检测模块和控制模块。所述紊乱呼吸事件检测模块被配置成检测紊乱呼 吸事件的发生，其中所述紊乱呼吸事件的发生是基于传感器的输出信号来确定的。所述控 制模块被配置成基于紊乱呼吸事件检测模块的检测来控制阀在第一模式和第二模式之间 的操作。
[0004] 本发明的另一方面涉及一种在受试者呼气期间控制气体流的方法。所述方法由包 括以下各项的系统执行：压力产生器、受试者界面、一个或多个传感器以及一个或多个处理 器。所述方法包括：用压力产生器产生加压的可呼吸气体流，以输送到受试者气道；用受试 者界面将加压的可呼吸气体流输送到受试者气道；通过呼气端口提供受试者界面的内部与 受试者界面的外部之间的流体连通，所述呼气端口定位于压力产生器和气道之间；用所述 一个或多个传感器产生输出信号，所述输出信号传送与加压的可呼吸气体流的一个或多个 气体参数有关的信息；用所述一个或多个处理器检测紊乱呼吸事件的发生，其中所述紊乱 呼吸事件的发生是基于输出信号来检测的；以及由所述一个或多个处理器控制经过具有阀 的呼气端口的气流，其中所述控制包括：使所述阀在第一模式和第二模式之间切换，在所述 第一模式下所述呼气端口打开以在呼气期间允许来自受试者气道的气体流流出，在所述第 二模式下相对于在第一模式下的气流限制经过所述呼气端口的气流，其中此控制包括基于 检测紊乱呼吸事件的发生而使阀的操作在第一模式与第二模式之间切换。
[0005] 本发明的另一个方面涉及一种被配置成控制在受试者呼气期间的气体流的呼气 阀系统。所述系统包括：用于产生加压的可呼吸气体流以输送到受试者气道的装置；用于 将加压的可呼吸气体流输送到受试者气道的装置；用于提供所述用于将加压的可呼吸气体 流输送到受试者气道的装置的内部与所述用于将加压的可呼吸气体流输送到受试者气道 的装置的外部之间的流体连通的装置；用于产生输出信号的装置，所述输出信号传送与加 压的可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息；用于检测紊乱呼吸事件的发生的装 置，其中所述紊乱呼吸事件的发生是基于输出信号来检测的；以及用于控制经过所述用于 内部/外部流通的装置的气流的装置，该装置具有用于选择性地控制气流的装置，其中此 控制包括：使所述用于选择性地控制气流的装置在第一模式和第二模式之间切换，在所述 第一模式下所述用于内部/外部连通的装置打开以在呼气期间允许来自受试者气道的气 体流流出，在所述第二模式下相对于在第一模式下的气流限制经过所述用于内部/外部流 通的装置的气流，其中此控制包括基于检测紊乱呼吸事件的发生使所述用于选择性地控制 气流的装置的操作在第一模式与第二模式之间切换。
[0006] 在参考附图考虑到下面的描述和所附的权利要求书之后，本发明的这些和其它目 的、特征和特点以及结构相关元件和部件组合的操作方法和功能、制造的经济性将变得更 加显而易见，所有的这些描述以及权利要求和附图形成本说明书的一部分，其中，类似的元 件符号指明不同的附图中的相应部分。然而，将会清楚地理解，这些附图仅出于例示和描述 的目的，并不旨在作为对本发明的限制的限定。

【专利附图】

【附图说明】
[0007] 图1是被配置成控制在受试者呼气期间的气体流的呼气阀系统的示意图。
[0008] 图2是与呼气端口连通的阀的剖视图；
[0009] 图3示出了阀的另一剖视图，并且示出了肘形流动部件的剖视图；
[0010] 图4示出了并入到模块化流动部件中的阀；
[0011] 图5是包括可变泄漏调节圆盘的阀的视图；并且
[0012] 图6示出了用以控制在受试者呼气期间的气体流的方法。

【具体实施方式】
[0013] 除非另有明确说明，否则用在本文中的单数形式的"一"、"一个"和"该"均包括复 数含义。用在本文中的两个或更多部分或部件"联接"的陈述是指这些部分直接或间接（即 通过一个或多个中间部分或部件）结合在一起或一起操作，只要出现连结即可。用在本文 中的"直接联接"是指两个元件相互直接接触。用在本文中的"固定地联接"或"固定"是指 将两个部件联接以像一个那样移动，而保持相对于彼此的恒定定向。
[0014] 用在本文中的词语"单一的"是指部件作为单件或单元而产生。即，包括分开产生 然后联接在一起作为一个单元的多个件的部件并不是"单一的"部件或主体。用在本文中的 两个或更多部分或部件相互"接合"的陈述是指这些部分直接或者通过一个或多个中间部 分或部件相互施加力。用在本文中的术语"数量"是指一个或大于一个的整数（即多个）。
[0015] 除非另有明确说明，否则用在本文中的方向性短语，例如但不限于，顶部的、底部 的、左边的、右边的、上部的、下部的、前面的、后面的以及它们的派生词涉及在图中示出的 元件的定向，且并不是对权利要求书的限制。
[0016] 图1示意性地示出了被配置成控制在受试者12呼气期间的气体流的系统10。在 一些实施例中，系统10包括压力产生器14、受试者界面16、一个或多个传感器18、一个或多 个处理器20、电子存储器22、用户界面23和/或其它部件中的一个或多个。系统10被配 置成基于紊乱呼吸事件的所检测到的发生来调整受试者12的再呼吸水平。通过再呼吸呼 出的空气（和/或其它可呼吸气体），受试者可最小化和/或避免中枢性睡眠呼吸暂停症。 再呼吸水平或被再呼吸的空气的体积也称为逆行体积。系统10被配置成最小化系统中的 固定死腔。系统10监控受试者12的呼吸，其通过呼吸参数来表征，以检测与中枢性睡眠呼 吸暂停症有关的呼吸事件的发生。系统10监控累积的逆行性呼吸，并调整呼出的再呼吸的 体积和/或影响受试者呼吸的其它系统设置。通过这些调整，系统10可避免和/或减少与 中枢性睡眠呼吸暂停症有关的呼吸事件。
[0017] 压力产生器14被配置成提供加压的可呼吸气体流以输送到受试者12气道。压力 产生器14被配置成经由受试者界面16和/或其它装置来输送加压气体流。压力产生器14 从气体源（如大气环境）接收气体流，并提升所述气体的压力以输送到受试者12。
[0018] 压力产生器14被配置成使得根据治疗方案来控制加压的可呼吸气体流的一个或 多个气体参数。所述一个或多个气体参数可包括：例如，流速、压力、体积、逆行体积、累积逆 行体积、湿度、速度、加速度和/或其它参数中的一个或多个。在一些实施例中，压力产生器 14是呼吸机和/或气道正压装置。压力产生器14是能够提升所接收气体的压力以便输送 到患者的任何装置，例如泵、鼓风机、活塞或风箱。本发明设想（例如）单独地或结合受试 者界面16和/或其它装置来控制鼓风机的操作速度，以控制提供给受试者12的气体的压 力和/或流速。本发明还设想可将不同于环境大气的气体引入到系统10中以输送给患者。 在一些实施例中，系统10被配置成提供非通气和/或气道正压支持的治疗类型，包括其中 受试者12进行自发性吸气和/或排气的治疗类型，和/或其中压力产生器14提供负压力 的治疗类型。
[0019] 受试者界面16被配置成与受试者12气道交接。受试者界面16被配置成提供压 力产生器14与受试者12气道之间的流体连通。因此，受试者界面16包括导管24、界面器 具26、阀28、呼气端口 29和/或其它部件。导管24被配置成形成流路，所述加压的可呼吸 气体流经过所述流路在压力产生器14和界面器具26之间流通。导管24可为一定长度的 柔性软管或其它导管，其将界面器具26放置成与压力产生器14流体连通。导管24将气体 (如，空气）传输到界面器具26和/或传输来自界面器具26的气体，且界面器具26将导管 24放置成与受试者12气道连通。在一些实施例中，界面器具26是非侵入式的。因此，界面 器具26非侵入性地接合受试者12。非侵入式接合包括：可移除地接合围绕受试者12气道 的一个或多个外部孔口（如，鼻孔和/或嘴）的（一个或多个）区域，以在受试者12气道 与受试者界面16之间传送气体。非侵入式界面器具26的一些例子可包括：例如，吹气管、 鼻插管、鼻罩、鼻/ 口罩、全罩式面罩、整体式面罩、或者将气体流与受试者气道连通的其它 界面器具。
[0020] 在一些实施例中，阀28定位于压力产生器14与受试者12气道之间，在受试者界 面16中的呼气端口 29处（如，在界面器具26中）。相对于传统的实施例，其中使用受试者 界面16的单独分支或隔室来提供再呼吸的死腔，此实施例可减小受试者界面16的形状因 素。阀28的位置可有利于将阀28加装到先前并未配置用于再呼吸的受试者界面16和/ 或界面器具26的实施例中。例如，阀28可被配置用于安装到在气道正压治疗中使用的传 统面罩的排气端口中，阀28可包含于安装在导管25和界面器具26之间的回路插件（未示 出）中，和/或可有利于加装受试者界面16以用于以其它方式进行再呼吸治疗。
[0021] 阀28被配置成选择性地控制经过呼气端口 29的气流。阀28被配置成以第一模 式、第二模式和/或其它模式操作。阀28以第一模式操作，其中呼气端口 29打开以在呼气 期间允许来自受试者12气道的气体流流出。阀28以第二模式操作，其中相对于在第一模式 下的气流限制经过呼气端口 29的气流。在一些实施例中，限制气体流以使得在呼气期间， 基本上不从受试者气道穿过呼气端口 29传送任何气体。在一些实施例中，限制气体流以使 得减少的（但非零）气体量继续流动经过呼气端口 29。在一些实施例中，阀28可位于界面 器具26上、导管24上、在界面器具26和导管24之间的接面处和/或其它位置处。
[0022] 在一些实施例中，阀28联接到加压控制管线30的第一端部。加压控制管线30的 第二端部联接到与受试者界面16分离的压力产生器14。在一些实施例中，加压控制管线 30的第二端部可联接到非压力产生器14的压力源。加压控制管线30可为一定长度的柔性 软管或其它导管，其将阀28放置成与压力产生器14流体连通。压力控制管线30被配置成 将控制气体流（如，空气）传输到阀28。在一些实施例中，输送到加压控制管线30的控制 气体流与输送到导管24的加压的可呼吸气体流分离开。在一些实施例中，由压力产生器14 产生的控制气体流由压力产生器14、处理器20和/或系统10的其它部件内的一个或多个 阀控制。阀28被配置成经由加压控制管线30接收来自压力产生器14的控制气体流。阀 28被配置成以第一模式和第二模式操作由压力产生器14产生的气体流。响应于控制气体 流的压力改变，阀28被配置成在第一模式和第二模式之间切换。在一些实施例中，阀28可 包括串联和/或并联的一个或多个阀。在一些实施例中，阀28在IcmH 2O和更高的压力水 平下起作用。在一些实施例中，阀28在2cm H2O和更高的压力水平下起作用。在一些实施 例中，阀28在4cm H2O和更高的压力水平下起作用。
[0023] 传感器18被配置成产生输出信号，所述输出信号传送与受试者界面16内的气体 的一个或多个气体参数有关的信息。所述一个或多个气体参数包括流速、体积、压力、温度、 湿度、速度和/或其它气体参数。传感器18可包括直接测量此类参数（例如，通过与受试者 界面16中的气体流流体连通）的一个或多个传感器。传感器18可包括产生与气体流的一 个或多个参数间接相关的输出信号的一个或多个传感器。借助非限制性实例，一个或多个 传感器18可产生基于压力产生器14的操作参数（例如，马达电流、电压、旋转速度和/或 其它操作参数）和/或其它传感器的输出。借助第二个非限制性实例，传感器18可产生传 送与受试者12的呼吸努力有关的信息。这包含胸部呼吸努力、腹部呼吸努力和/或指示呼 吸努力的其它参数的输出信号。尽管已将传感器18示出为位于阀28和压力产生器14之 间的导管24内（或与其连通）的单个位置处，但这并非旨在进行限定。传感器18可包括 被设置在多个位置处的传感器，例如在压力产生器14内、在界面器具26内（或与其连通）、 附接到受试者12和/或其它位置。
[0024] 处理器20被配置成提供系统10中的信息处理能力。因此，处理器20可包括数字 处理器、模拟处理器、被设计用于处理信息的数字电路、被设计用于处理信息的模拟电路、 状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机构中的一个或多个。尽管已在图1中将处 理器20示出为单一整体，但这仅是为了说明的目的。在一些具体实施中，处理器20可包括 多个处理单元。这些处理单元可以物理上定位于同一装置内，或者，处理器20可代表配合 操作的多个装置的处理功能。
[0025] 如图1所示，处理器20可被配置成执行一个或多个计算机程序模块。所述一个或 多个计算机程序模块包括气体参数模块50、呼吸参数模块52、紊乱呼吸事件检测模块54、 控制模块56和/或其它模块中的一个或多个。处理器30可被配置成通过以下各项来执行 模块50、52、54和/或56 :软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的某种组合；和/或用 于配置处理器20的处理能力的其它机构。
[0026] 应当理解，尽管在图1中将模块50、52、54和56示出为一起定位于单个处理单元 中，但在其中处理器20包含多个处理单兀的具体实施中，模块50、52、54和/或56中的一 个或多个可远离其它模块定位。通过下文所述的不同模块50、52、54和/或56所提供功能 的说明仅是出于示例性目的，且并非旨在限制，因为模块50、52、54和/或56中的任一个均 可提供比所述功能更多或更少的功能。例如，可消除模块50、52、54和/或56中的一个或 多个，且模块50、52、54和/或56的功能中的一些或全部可由其它模块提供。作为另一实 例，处理器20可被配置成执行一个或多个额外模块，所述一个或多个额外模块可执行在下 文中归因于模块50、52、54和/或56中的一者的功能的一些功能或全部功能。
[0027] 气体参数模块50被配置成确定加压的可呼吸气体流的一个或多个气体参数。气 体参数模块50被配置成基于传感器18的输出信号来确定所述一个或多个气体参数。所述 加压的可呼吸气体流的一个或多个气体参数可包括（例如）流速、体积、压力、湿度、温度、 加速度、速度和/或其它气体参数中的一个或多个。由气体参数模块50确定的信息可用于 控制压力产生器14、确定受试者12的呼吸参数和/或其它用途。
[0028] 呼吸参数模块52被配置成确定受试者12的一个或多个呼吸参数。所述一个或多 个呼吸参数是基于以下各项确定的：由传感器18产生的一个或多个输出信号、由气体参数 模块52确定的气体参数和/或其它信息。所述呼吸参数可指示受试者12的呼吸努力。这 包含胸部呼吸努力、腹部呼吸努力和/或指示呼吸努力的其它参数中的一个或多个。所述 一个或多个呼吸参数可包括（例如）潮气量、组成、时序（如，吸气的开始和/或结束、呼气 的开始和/或结束等）、持续时间（如，吸气的、呼气的、单个呼吸周期的等）、呼吸速率、呼 吸频率、逆行体积、积累逆行体积、泄漏体积和/或其它参数。
[0029] 在一些实施例中，呼吸参数模块52基于受试者12的前一次呼吸来确定所述一个 或多个呼吸参数。借助非限制性实例，呼吸参数模块52可确定一系列连续呼气中每一次呼 气的至少一个呼吸参数。所述至少一个确定的呼吸参数可包含（如）逆行体积和/或其它 呼吸参数。借助另一非限制性实例，除了针对每一次单独呼气的呼吸参数，呼吸参数模块52 还可确定一系列连续呼气的至少一个呼吸参数。例如，呼吸参数模块52可确定一系列连续 吸气的累积逆行体积。
[0030] 紊乱呼吸事件检测模块54被配置成检测紊乱呼吸事件的发生和/或产生。模块 54被配置成基于以下各项来检测紊乱呼吸事件的发生和/或产生：来自传感器18的输出 信号、由气体参数模块50确定的参数、由呼吸参数模块52确定的参数和/或其它信息。在 一些实施例中，由模块54检测的紊乱呼吸事件可与中枢性睡眠呼吸暂停症有关。在一些实 施例中，紊乱呼吸事件检测模块54可检测与非中枢性睡眠呼吸暂停症的紊乱呼吸有关的 紊乱呼吸事件的发生和/或产生。例如，模块54可检测陈-施氏呼吸、阻塞性睡眠呼吸暂 停症、呼吸不足、打鼾、过度换气和/或其它紊乱呼吸的发生。
[0031] 紊乱呼吸事件检测模块54被配置成检测在受试者12通过受试者界面16的正常 呼吸期间的紊乱呼吸事件。此呼吸出现于阀18以第一模式操作时，使得受试者12可通过 受试者界面16自由地吸气和呼气。在一些实施例中，指示紊乱呼吸事件的信息包括一个或 多个气体参数（如，压力、流速和/或其它气体参数）、一个或多个呼吸参数（如，潮气量、组 成、时序、持续时间、呼吸速率、峰值流量、气道压力和/或其它呼吸参数）和/或其它信息。 紊乱呼吸事件可包括（例如）指示呼吸努力（如，胸部呼吸努力和/或腹部呼吸努力）不 足（或水平显著减少）、潮气量减少的输出信号和/或参数，和/或其它输出信号和/或参 数的改变。在一些实施例中，紊乱呼吸事件可基于受试者12的前一次呼吸来确定。
[0032] 在一些实施例中，紊乱呼吸事件检测模块54被配置成基于以下各项来检测紊乱 呼吸事件：一个或多个气体参数、一个或多个呼吸参数、和/或一个或多个突破阈值水平的 其它参数（如，突破阈值的压力和/或流速）。所述阈值水平可由用户配置（如，受试者12、 医生、护理人员、研究人员和/或其它用户）、在制造时预定、基于受试者12的上一次呼吸来 确定、和/或以其它方式确定。
[0033] 控制模块56被配置成控制阀28在第一模式和第二模式之间的操作。控制模块 56被配置成基于以下各项来控制阀28 :紊乱呼吸事件检测模块54的检测、与传感器18的 输出信号有关的信息、逆行体积再呼吸算法、和/或其它信息。基于紊乱呼吸事件检测模块 54对紊乱呼吸事件的检测（和/或对紊乱呼吸事件的发生的检测），控制模块56被配置成 使得阀28以第二模式操作，其中经过呼气端口 29的气流受限。经过呼气端口 29的受限气 流可通过以下方式调整受试者12的再呼吸水平（再呼吸气体体积）：将上一次呼吸的气体 固持于受试者界面16中，直到受试者12再次吸入为止，此时受试者12被迫再呼吸固持于 受试者界面16中的上一次呼吸气体的至少一些。控制模块56可通过控制经由阀28流动 经过呼气端口 29的呼出气体的量，来控制逆行体积（再呼吸气体体积）和/或累积逆行体 积。控制模块56通过改变输送到阀28的控制气体流的压力来打开和/或关闭阀28而控 制流动经过呼气端口 29的呼出气体的量。
[0034] 控制模块56可基于算法来控制逆行体积。所述算法可在制造时确定、通过将算法 编程到处理器20中来确定、基于用户（如，医生、受试者12等）经由用户界面23输入的信 息来确定、基于由一个或多个传感器18产生的一个或多个输出信号来确定、基于受试者的 上一次呼吸来确定、和/或通过另一种方法确定。
[0035] 在一些实施例中，控制模块56被配置成控制压力产生器14和/或其它装置，以根 据呼吸机疗法、气道正压治疗疗法、再呼吸治疗疗法和/或其它治疗疗法来产生气体流。利 用非限制性实例，控制模块56可控制压力产生器14,使得经由气体流提供给受试者12的 压力支持包括非侵入式通气、气道正压支持、连续气道正压支持、双水平支持、Bi ΡΛΡΙ和 /或其它类型的压力支持疗法。
[0036] 在一些实施例中，电子存储器22包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子 存储器22的电子存储介质可包括与系统10 -体地提供（即，基本上不可移除）的系统存 储器和/或经由（例如）端口（如，USB端口、火线端口等）或驱动器（如，磁盘驱动器等） 可移除地连接到系统10的可移除存储器中的一个或两个。电子存储器22可包括可光学读 取的存储介质（如，光盘等）、可磁性读取的存储介质（如，磁带、磁性硬盘、软磁盘等）、基 于电荷的存储介质（如，EPROM、RAM等）、固态存储介质（如，闪存盘等）和/或其它可电子 读取的存储介质中的一个或多个。电子存储器22可存储软件算法、由处理器20确定的信 息、经由用户界面23接收的信息、和/或使系统10能够正确地起作用的其它信息。电子存 储器22可为（整体地或部分地）系统10内的单独部件，或者电子存储器22可（整体地或 部分地）与系统10的一个或多个其它部件（如，压力产生器14、处理器20等）一体地提 供。
[0037] 用户界面23被配置成提供系统10和受试者12之间的界面，受试者12通过所述 界面将信息提供给系统10并接收来自系统10的信息。这使得能够在受试者12与受试者 界面16、处理器20、和/或系统10的其它部件中的一个或多个之间传送数据、结果、和/或 指令及任何其它可传送物项（统称为"信息"）。适合包含于用户界面23中的界面装置的 实例包含小键盘、按钮、开关、键盘、旋钮、杠杆、显示屏、触控屏、扬声器、麦克风、指示灯、报 警器、印刷机、触觉反馈装置、姿势辨别装置和/或其它界面装置。在一些具体实施中，用户 界面23可包括多个单独界面。应当了解，本发明还想到了将其它通信技术（硬接线或无线 的）作为用户界面23、适于作为用户界面23与系统10 -起使用的其它示例性输入装置和 技术包含（但不限于）RS-232端口、射频链路、红外线链路、数据机（电话、电缆或其它）。 简言之，本发明想到了将用于与系统10传送信息的任何技术作为用户界面23。
[0038] 图2是与呼气端口 29连通的阀28的剖视图。阀28包括加压控制管线入口 202、 柱体204、腔室206、壳体盖帽208和/或其它部件。呼气端口 29包括孔口 210、腔室212和 /或其它部件。
[0039] 在一些实施例中，加压控制管线入口 202通常为"L"（或肘形）形状的，其具有沿 着第一轴线216从第一侧218延伸到第二侧220的第一长度214和沿着第二轴线224从第 三侧226朝向第四侧228延伸的第二长度222。在一些实施例中，加压控制管线入口 202包 括第一孔口 230、流路232、第二孔口 234和肘形壳体236。
[0040] 肘形壳体236包括第一管子238,所述第一管子在长度和方向上对应于第一长度 214,且接合到第二管子240,所述第二管子在长度和方向上对应于第二长度222。第一管子 238包括锥形端242,其中所述管子的外径从第一侧218 (较窄）朝向第二侧220 (较宽）延 伸。在一些实施例中，管形加压控制管线可通过套锥形端242上而联接到肘形壳体236。朝 向肘形壳体236的与锥形端242相反的一端，第二管子240的内径被配置成套在柱体204 上。在一些实施例中，第一管子238和/或第二管子240的剖面形状可为非圆形的其它形 状。
[0041] 加压控制管线入口 202通过肘形壳体236的第一侧218上的第一孔口 230来接收 来自压力源的控制气体流。在一些实施例中，第一孔口 230可为大体圆形形状的。流路232 从第一孔口 230沿着第一轴线216经过肘形壳体236朝向肘形壳体236的与第一侧218相 反的第二侧220延伸。在一些实施例中，举例来说，流路232可为大体圆柱形状的。在一些 实施例中，流路232的一部分或全部可具有不同于圆形的剖面。朝向流路232的与第一孔 口 230相反的一端，流路232经历了一段朝向第四侧228的弯曲。在流路232的与第一孔 口 230相反的一端，流路232形成压力控制管线入口 202中的第二孔口 234。在一些实施例 中，第二孔口 234可为大体圆形形状的。
[0042] 在一些实施例中，柱体204从加压控制管线入口 202沿着第二轴线224朝向第四 侦U 228定位。在一些实施例中，柱体204可为大体圆柱形状的，例如具有第一长度224、第二 长度246、第一半径248和第二半径250。在一些实施例中，柱体204的一部分或全部可具 有非圆形的剖面形状。
[0043] 柱体204容纳了孔口 252、流路254和孔口 256。孔口 252与加压控制管线入口 202 的肘形壳体236中的第二孔口 234连通。在一些实施例中，孔口 252可为大体圆形形状的。 流路254从孔口 252沿着第二轴线224经过柱体204、朝向柱体204的第四侧228延伸，且 终止于孔口 256。在一些实施例中，举例来说，流路254可为大体圆柱形状的。在一些实施 例中，孔口 256可为大体圆形形状的。在一些实施例中，孔口 252、流路256的一部分或全 部、和/或孔口 256可具有非圆形的剖面。
[0044] 孔口 256与腔室206连通。腔室206包括与孔口 256连通、朝向阀28的第四侧228 的中空区域。腔室206的壁接合到柱体204,使得没有任何气体从腔室206逸出。腔室206 的壁由柔性材料形成，使得腔室206的容积在由控制气体流加压时膨胀且在控制气体流的 压力减小和/或停止时收缩。控制气体流可由压力产生器产生、经由加压控制管线传送到 阀28、和/或用如上文相对于图1所述的处理器控制。在处理器控制压力产生器以使提供 到阀28 (相对于图1描述）的控制气体流的压力减小时，腔室206的容积减小。在一些实 施例中，腔室206的壁可由柔性材料制成，例如低硬度（0至大约40肖氏硬度）材料、聚合 物、热塑性聚合物、弹性材料和/或其它材料。
[0045] 呼气端口 29的孔口 210与在第二轴线224上朝向第四侧228定位的受试者界面 16、以及在第二轴线224上朝向第三侧226定位的呼气端口 29的腔室212连通。在一些实 施例中，孔口 210可为大体圆形形状的。在一些实施例中，腔室212可为大体圆柱形状的。 在一些实施例中，孔口 210和/或腔室212可具有非圆形的剖面。
[0046] 柱体204和腔室206定位于腔室212内部，其中腔室206沿着第二轴线224朝向 第四侧228,使得在腔室206的容积随着来自控制气体流的加压而膨胀时，孔口 210可基本 上被腔室206密封。在处理器控制压力产生器以使提供到阀28 (相对于图1描述）的控制 气体流的压力减小时，经过孔口 210的气流可恢复，使得腔室206收缩和并使孔口 210解密 封。
[0047] 壳体盖帽208被配置成封闭腔室212的朝向腔室212的第三侧226的开口端。壳 体盖帽208被配置成通过在螺纹260处螺纹接合到腔室212来封闭腔室212的开口端。本 发明想到，可使用非螺纹接合的其它方法将壳体盖帽208接合到腔室212。阀28可适于通 过经由各种不同的接合方法进行附接而配接各种受试者界面。壳体盖帽208的剖面是大体 半圆形状的，其中所述半圆的开口侧面向第四侧228。壳体盖帽208的内径262可介于约 0. 6英寸到约0. 8英寸之间，且足够大以适配到腔室212和/或其它受试者界面的外径上 并螺纹接合到所述外径。在一些实施例中，壳体盖帽208的内径262由一个或多个壳体盖 帽孔口 266的最大直径和/或腔室206的最大直径控制。壳体盖帽208被配置成使得柱体 204穿过壳体盖帽208。柱体204的环形垫片被配置成抵靠底座264安放。壳体盖帽208 和柱体204被配置成使得没有任何气体从腔室212经过壳体盖帽208和柱体204之间的区 域逸出。本文相对于壳体盖帽208所述的大体形状和大致尺寸并非旨在进行限定。壳体盖 帽208可包括允许其起到如本发明所述作用的其它形状和/或尺寸。例如，对受试者界面 16的尺寸改变可导致对壳体盖帽208和/或阀28的其它特征的尺寸改变。
[0048] 一个或多个壳体盖帽孔口 266在壳体盖帽208的第四侧228上与腔室212连通， 且在壳体盖帽208的第三侧226上与周围环境连通。阀28被配置成使得在腔室206并未 密封孔口 210时，气体可经过呼气端口 29从受试者界面16呼出。呼出的气体然后经过孔 口 266流出到周围环境。在一些实施例中，在腔室206的充气和/或放气期间，壳体盖帽孔 口 266打开（未被堵塞）和/或腔室206的运动不受限。
[0049] 图3示出了阀28的另一剖视图，且还示出了肘形流动部件300的剖视图。图3示 出了安装到肘形流动部件300的阀28,以及安装到面罩302的一部分的肘形流动部件300。 在一些实施例中，肘形流动部件300是用于面罩制造的标准部件。肘形流动部件300可被 配置成替换许多界面器具（如面罩）变体的肘形流动部件。在一些实施例中，肘形流动部 件300可以是零部件市场附件，其被配置成将阀28适配到现有的界面器具（如，面罩）和/ 或受试者界面的其它部件。在腔室206的容积随着来自控制气体流的加压而膨胀时，孔口 210可被腔室206基本上密封，减少和/或停止从肘形流动部件300经过呼气端口 29的气 流。在处理器控制压力产生器以使提供到阀28 (相对于图1描述）的控制气体流的压力减 小时，从肘形流动部件300经过呼气端口 29的孔口 210的气流可恢复，使得腔室206收缩 并使孔口 210解密封。
[0050] 图4示出了并入到模块化流动部件400中的阀28。模块化流动部件400具有半 径402,使得模块化流动部件400可被可移除地并入到一个或多个标准受试者界面中。模块 化流动部件400可被并入到受试者界面（如，来自图1的受试者界面16)中，所述受试者界 面与导管（如图1所示的导管24)、界面器具（如，图1所示的界面器具26)和/或其它部 件（如，图3所示的肘形流动部件300)相符合。在一些实施例中，阀28和模块化流动部件 400可在受试者界面中被并入到导管和界面器具之间，尽可能地接近界面器具，以最小化呼 吸回路的固定死腔。在一些实施例中，阀28可被直接并入到受试者界面（如，图1所示的受 试者界面16)的导管（如，图1所示的导管24)中。如图4所示，在腔室206的容积随着来 自控制气体流的加压而膨胀时，孔口 210可被腔室206基本上密封，减少和/或停止从模块 化流动部件400经过呼气端口 29的气流。在处理器控制压力产生器以使提供到阀28(相 对于图1描述）的控制气体流的压力减小时，从模块化流动部件400经过呼气端口 29的孔 口 210的气流可恢复，使得腔室206收缩并使孔口 210解密封。
[0051] 在一些实施例中，阀28可直接附接到界面器具（如OptiLife面罩）和/或设计 用于二氧化碳再呼吸的其它界面。在一些实施例中，阀28可包含于套件中，所述套件被配 置成使得医生、患者和/或其他用户可将阀28部署于现成的标准界面器具和/或导管中。 所述套件可包含（例如）端口切割器、被配置成将阀28安装到界面器具的适配器、导管和/ 或肘形流动部件、用以消除经过泄露端口（标准面罩的一部分）的泄露的泄露端口密封件 和/或其它部件。
[0052] 图5是包括可变泄露调节圆盘500的阀28的视图。在一些实施例中，阀28可包 括可变泄露调整圆盘500,所述可变泄露调整圆盘被配置成控制从受试者界面16经过阀28 的气体泄漏。可变泄露调整圆盘500包括一个或多个抓取点502、一个或多个泄露孔口 504 和/或其它部件。可变泄露调整圆盘500被配置成在壳体盖帽208的与腔室212相反的一 侧上接合壳体盖帽208。可变泄露调整圆盘500被配置成使得用户可相对于壳体盖帽208 手动旋转可变泄露调整圆盘500,以使一个或多个可变泄露孔口 504与一个或多个壳体盖 帽孔口 266对准和/或部分对准，从而手动控制从阀28泄漏的气体量。一个或多个泄露孔 口 504与一个或多个壳体盖帽孔口 266对准的程度控制了经过阀28的泄露量。泄露孔口 504与壳体盖帽孔口 266的对准导致了经过阀28的最大泄露量。在泄露孔口 504不与壳体 盖帽孔口 266对准以使得任何泄露孔口 504的任何部分均不与任何壳体盖帽孔口 266的任 何部分重叠时，手动泄露调整圆盘500形成与壳体盖帽208的密封，使得基本上没有任何气 体经过阀28泄漏。在一些实施例中，阀28与泄露调整圆盘500相结合，可被配置成允许经 过阀28的流速相对于单独经过阀28的流速（如图1-4所述）增加。在一些实施例中，阀 28与泄露调整圆盘500相结合，可被配置成允许经过阀28的流速相对于单独经过阀28的 流速（如图1-4所述）减小。
[0053] 图6示出了用以控制在受试者呼气期间的气体流的方法600。下面表示的方法600 的操作旨在做出示例。在一些实施例中，方法600可借助并未描述的一个或多个额外操作 实现，和/或不借助所论述的操作中的一个或多个而实现。另外，图6所示且下文描述的方 法600的操作次序并非旨在进行限定。
[0054] 在一些实施例中，方法600可在一个或多个处理装置（如，数字处理器、模拟处理 器、被设计用于处理信息的数字电路、被设计用于处理信息的模拟电路、状态机和/或用于 以电子方式处理信息的其它机构）中实施。所述一个或多个处理装置可包括响应于以电子 方式存储于电子存储介质上的指令来执行方法600的一些或全部操作的一个或多个装置。 所述一个或多个处理装置可包括通过专门设计用于执行方法600的操作中的一个或多个 的硬件、固件和/或软件来配置的一个或多个装置。
[0055] 在操作602处，产生加压的可呼吸气体流以输送到受试者气道。在一些实施例中， 用与压力产生器14(图1所示，且本文所述）相同或相似的压力产生器执行操作602。
[0056] 在操作604处，借助受试者界面将加压的可呼吸气体流输送到受试者气道。在一 些实施例中，用与受试者界面16 (图1所示，且本文所述）相同或相似的受试者界面执行操 作 604。
[0057] 在操作606处，借助呼气端口在受试者界面内部与受试者界面外部之间提供流体 连通。在一些实施例中，用与呼气端口 29 (图1所示，且本文所述）相同或相似的呼气端口 执行操作606。
[0058] 在操作608处，产生输出信号，其传送与加压的可呼吸气体流的一个或多个气体 参数有关的信息。在一些实施例中，用与传感器18(图1所示，且本文所述）相同或相似的 传感器执行操作608。
[0059] 在操作610处，检测紊乱呼吸事件的发生。紊乱呼吸事件的发生是基于输出信号 来确定的。在一些实施例中，用与紊乱呼吸事件检测模块54(图1所示，且本文所述）相同 或相似的处理器模块执行操作610。
[0060] 在操作612处，用阀控制经过呼气端口的气流，其中此类控制包括使阀在第一模 式和第二模式之间切换，在所述第一模式下所述呼气端口打开以在呼气期间允许来自受试 者气道的气体流流出，在所述第二模式下相对于第一模式下的气流来限制经过呼气端口的 气流，其中此类控制包括基于检测紊乱呼吸事件的发生而使所述阀的操作在第一模式和第 二模式之间切换。在一些实施例中，用与控制模块56(图1所示，且本文所述）相同或相似 的处理器模块执行操作612。
[0061] 在权利要求书中，置于括号内的任何元件符号不应理解为对权利要求进行限制。 词语"包括"或"包含"并不排除列于权利要求中的元件或步骤之外的其它元件或步骤的存 在。在列出几种部件的装置权利要求中，这些部件中的几个可用一种硬件或相同的硬件来 实施。出现在元件前面的词语"一个"和"一"并不排除多个这些元件的存在。在列出几种 部件的任何装置权利要求中，这些部件中的几个可用一种硬件或相同的硬件来实施。在相 互不同的从属权利要求中描述某些元件并不表明这些元件不能够结合起来使用。
[0062] 虽然上文提供的说明出于图示的目的在目前认为最实用和最优选的实施例基础 上进行了详细描述，但将会理解，这些细节仅仅是为了该目的，且本发明并不限于所明确公 开的实施例，而是相反，本发明旨在涵盖在所附的权利要求的精神和范围内的变化和等同 布置。例如，将会理解，本发明预期在可能的范围内，任何实施例的一个或多个特征能够与 任何其它实施例的一个或多个特征相结合。
【权利要求】
1. 一种被配置成控制在受试者（12)呼气期间的气体流的呼气阀系统（10)，所述系统 包括： 压力产生器（14)，其被配置成产生加压的可呼吸气体流以输送到所述受试者的气道； 受试者界面（16)，其被配置成将所述加压的可呼吸气体流传送到所述受试者的气道， 所述受试者界面包括： 呼气端口（29)，其被配置成使所述受试者界面的内部与所述受试者界面的外部连通； 阀（28)，其定位于所述压力产生器和所述气道之间且被配置成选择性地控制经过所述 呼气端口的气流，所述阀以第一模式和第二模式操作，在第一模式中所述呼气端口打开以 在呼气期间允许来自所述受试者的气道的气体流流出，在第二模式中相对于在所述第一模 式下的所述气流限制经过所述呼气端口的气流； 一个或多个传感器（18)，其被配置成产生输出信号，所述输出信号传送与所述加压的 可呼吸气体流的一个或多个气体参数有关的信息；以及 一个或多个处理器（20)，其被配置成执行计算机程序模块，所述计算机程序模块包 括： 紊乱呼吸事件检测模块（54)，其被配置成检测紊乱呼吸事件的发生，其中所述紊乱呼 吸事件的发生是基于所述传感器的输出信号来检测的；以及 控制模块（56)，其被配置成基于所述紊乱呼吸事件检测模块的检测来控制所述阀在所 述第一模式和所述第二模式之间的操作。
2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块被配置成通过以下方式来 控制所述阀在所述第一模式和所述第二模式之间的操作：响应于所述紊乱呼吸事件检测模 块检测到紊乱呼吸事件的发生而将所述阀置于所述第二模式下，使得在呼气期间，基本上 没有气体被从所述受试者的气道传送经过所述阀。
3. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阀联接到加压控制管线（30)。
4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述加压控制管线联接到与所述受试者 界面分离的所述压力产生器，且其中所述阀被控制成通过由所述压力产生器所产生的控制 气体流而在所述第一模式和所述第二模式下操作。
5. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述紊乱呼吸事件与中枢性呼吸暂停症 有关。
6. -种控制在受试者（12)的呼气期间的气体流的方法￠00)，所述方法由一个系统执 行，所述系统包含压力产生器（14)、受试者界面（16)、一个或多个传感器（18)和一个或多 个处理器（20)，所述方法包括 ： 用所述压力产生器产生加压的可呼吸气体流以输送到所述受试者的气道； 用所述受试者界面将所述加压的可呼吸气体流输送到所述受试者的气道； 通过呼气端口（29)提供所述受试者界面的内部与所述受试者界面的外部之间的流体 连通，所述呼气端口定位于所述压力产生器和所述气道之间； 用所述一个或多个传感器产生输出信号，所述输出信号传送与所述加压的可呼吸气体 流的一个或多个气体参数有关的信息； 用所述一个或多个处理器检测紊乱呼吸事件的发生，其中所述紊乱呼吸事件的发生是 基于所述输出信号来检测的；以及 通过所述一个或多个处理器借助阀（28)控制经过所述呼气端口的气流，其中这样的 控制包括使所述阀在第一模式和第二模式之间切换，在所述第一模式下所述呼气端口打开 以在呼气期间允许来自所述受试者的气道的气体流流出，在所述第二模式下相对于所述第 一模式下的所述气流限制经过所述呼气端口的气流，其中这样的控制包括基于对所述紊乱 呼吸事件的发生的检测而使所述阀的操作在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括由所述一个或多个处理 器通过以下方式来控制所述阀在所述第一模式和所述第二模式之间的操作：响应于检测到 所述紊乱呼吸事件的发生而将所述阀置于所述第二模式下，使得在呼气期间，基本上没有 气体被从所述受试者的气道传送经过所述阀。
8. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括借助加压控制管线（30) 将所述阀联接到所述压力产生器。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括控制所述阀借助由所述 压力产生器产生的控制气体流而在所述第一模式和所述第二模式下操作，其中来自所述压 力产生器的控制气体流由所述处理器控制。
10. 根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述紊乱呼吸事件与中枢性呼吸暂停症 有关。
11. 一种被配置成控制在受试者（12)呼气期间的气体流的呼气阀系统（10)，所述系统 包括： 用于产生的装置（14)，其用于产生加压的可呼吸气体流以输送到所述受试者的气道； 用于将所述加压的可呼吸气体流输送到所述受试者的气道的装置（16); 用于内部/外部连通的装置（29)，其用于提供所述用于将所述加压的可呼吸气体流输 送到受试者气道的装置的内部和所述用于将所述加压的可呼吸气体流输送到受试者气道 的装置的外部之间的流体连通； 用于产生输出信号的装置（18)，所述输出信号传送与所述加压的可呼吸气体流的一个 或多个气体参数有关的信息； 用于检测紊乱呼吸事件的发生的装置（54)，其中所述紊乱呼吸事件的发生是基于所述 输出信号来检测的；以及 用于控制的装置（56)，其用于借助用于选择性地控制气流的装置（28)来控制经过所 述用于内部/外部连通的装置的气流，其中这样的控制包括使所述用于选择性地控制气流 的装置在第一模式和第二模式之间切换，在所述第一模式下所述用于内部/外部连通的装 置打开以在呼气期间允许来自所述受试者的气道的气体流流出，在所述第二模式下相对于 所述第一模式下的所述气流限制经过所述用于内部/外部连通的装置的气流，其中这样的 控制包括基于对所述紊乱呼吸事件的发生的检测而使所述用于选择性地控制气流的装置 的操作在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
12. 根据权利要求11所述的系统，其特征在于，响应于检测到所述紊乱呼吸事件的发 生，所述用于控制的装置将所述用于选择性地控制气流的装置置于所述第二模式下，使得 在呼气期间，基本上没有气体被从所述受试者的气道传送经过所述用于选择性地控制气流 的装置。
13. 根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述系统还包括用于联接的装置（30)， 其将所述选择性地控制气流的装置联接到所述用于产生的装置。
14. 根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述用于控制的装置控制所述用于选 择性地控制气流的装置借助由所述用于产生的装置产生的控制气体流而在所述第一模式 和所述第二模式下操作。
15. 根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述紊乱呼吸事件与中枢性呼吸暂停 症有关。
【文档编号】A61M16/20GK104271190SQ201380023053
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2012年5月1日
【发明者】C·托马斯, M·劳拉拉普安特 申请人:皇家飞利浦有限公司