用于打开气道的器械和方法_5

文档序号:9223860阅读:来源:国知局
述设备、和/或所述特性传感器的结果被存储以供将来使用、显示或从数据存 储的位置向外部用具的数据传输;
[0136] (X)所述治疗用具包括条带,以在低真空时期(例如,当在至少一部分治疗期间将 所述部分真空循环到较低的水平时)保持在使用者上的位置。
[0137] a.电池樽块
[0138] 本领域已知有许多电池技术,包括普通碱性电池、oxyride电池、锂电池,等。可以 采用的优选的电池技术有三种:镍镉(NiCad)电池、镍金属氢化物(NiMH)电池、和锂离子 (Li-ion)电池,最优选的是锂离子电池。
[0139] 电池供电系统的示例性的功耗为4. 8伏下每小时45毫安。在这样的配置(其可 以通过4节AAA型镍氢电池组提供)中,本文所述的系统可以在8小时的睡眠时间里方便 地运行。另外,在7. 4伏运行的2节的300毫安锂离子电池组可以提供类似的性能。最优 选的系统使用单节的3. 7伏锂离子电池(其提供至少600毫安)运行8小时。
[0140] b.再充电
[0141] 在充电电池的情况下,对电池可提供有线插口以连接到传统的充电器、提供接点 (其与电池充电"站"的接点匹配)、或者提供使用感应线圈(其设置于真空模块的表面) 的电感耦接。在将用具804或含有电池的模块803放置在吊架或接口区801 (其具有如图 8所示的匹配的感应线圈802)后,该感应电路即完成。
[0142]F.对務动导致的夺化直苧的补偿
[0143] 本发明之前没有人认识到,由于移动导致的所述用具的内体积的变化,简单的身 体动作即能够大大改变施加到使用者的颈部的力。例如,如果考虑到用具具有附着到成年 男性上的8. 6立方英寸的室内体积,由于咽喉的位移,吞咽动作可以增加所述室的体积达 1. 7立方英寸(增加将近20% )。
[0144] 虽然治疗用具可具有一定的挠曲能力,所述用具必须具有足够的刚性,以保持所 述用具和咽喉之间的间距。因此,移动导致的体积的增加量会被感觉为施加到使用者咽喉 的压力的突然增加。可以使用理想气体定律模拟所述治疗用具内的空气压力,理想气体定 律中规定,气体压力与空气所占据的体积有关。一定量的气体的状态根据公式PV = nRT,由 它的压力、体积和温度决定,其中P为绝对压力,V为容器体积,n为气体的摩尔数,R为通用 气体常数,T为绝对温度。
[0145] 如果假设,需要大于约7.6厘米水柱的部分真空以获得有益的治疗效果,并且由 于咽喉的位移,移动可以突然增加由所述治疗用具封闭的体积达20%以上,本领域的技术 人员将认识到,封闭的体积的增加量造成治疗用具内的部分真空的相当于20%的增加量。 由此产生的在所述用具的接触面的施加到使用者咽喉组织的力的突然增加可能会给佩戴 者造成不适、从睡眠觉醒等。
[0146] 在一体化的流动的用具设计(如,真空源及相关与真空室的连接均最小化入该体 积中的情况)中,该移动导致的真空的增加可能尤其成为问题。因此,相对于总的真空空间 体积,移动导致的体积变化以百分比表示会更为明显。换言之,所述用具的内室和和相关的 真空系统的体积越小,由吞咽或咳嗽造成的附加的力越大。
[0147] 因此,本发明提供了缓冲组件,以抑制由这些移动而造成的所述用具内的部分真 空波动。这可以最简单地模拟连接到弹簧上的可移动的隔板。弹簧张力被配置为当部分真 空在设计的容许范围内时,固定住隔板。也就是说,如果所述用具设计为产生约18厘米水 柱的部分真空,在该压力下,弹簧即不会压缩也不会扩张。可以在治疗真空水平下以预定量 预装该缓冲弹簧,使得所述用具的隔板在该真空水平下保持在预定的位置。如果超出了所 需的真空水平,例如在使用者进行吞咽的情况下,弹簧将允许隔板移动来补偿封闭的体积 中的突然增加的至少一部分。如果弹簧安装在隔板内(相对于部分真空),则弹簧将压缩; 如果弹簧安装在隔板外,则弹簧将扩张。一旦运动结束,弹簧就恢复初始形状,从而使隔板 返回到初始位置。其结果是缓冲了使用者感到的压力的增加。
[0148] 虽然就弹簧和隔板进行了描述,对于本领域的技术人员,其他的配置将是显而易 见的。例如,可以提供缓冲组件作为所述用具的部分表面,当内部真空超过所需水平,该表 面可以向内弯曲,然后,当真空增加消失,该表面返回到初始位置。此配置的例子如图11所 示,它描述了作为中央缓冲区的缓冲组件,该中央缓冲区由所述用具的更刚性的结构区域 包围。所述用具的这种相对更挠性的缓冲区1102被成形为具有逐渐变薄的壁厚(中心薄, 外边缘厚且相对挠性较小)。对于硬度计值50的材料,所述用具的所述结构区域的厚度为 约0. 17-0. 15in,而所述缓冲区会逐渐变薄,至中心厚度0. 10-0. 14in。随着压力超过了这 个区域的特定点的设计的刚性,缓冲组件将开始离开原位向内移动(如图11所示),而由 于弯曲点的刚度增加,较厚的区域将保留其结构。随着通过身体运动施加到该区域的力增 加,该力被分布在较大的表面面积,增加了该区域的承受力量的能力。这将有助于当移动导 致的真空增加量消失时,将该区域恢复到初始未发生位移时的形状。
[0149] 如图17所示,通过提供具有相对更高的挠性的外周区(其包围所述用具的具有更 高刚性的结构区域)作为该缓冲区,可以将该配置从基本上反转。在该实施方案中,所述用 具的最外区域1703形成了与使用者皮肤的接触面。挠性区1702在所述用具的接触区1703 和结构区域1701之间。挠性区1702允许结构区域1701往复运动以响应移动导致的真空 变化。
[0150] 这种缓冲的净结果是减少了移动导致的真空变化。这是由图12描绘。在没有缓 冲组件的情况下,移动导致的体积变化与部分真空的相应增加直接相关(C线),而所需的 对于体积的这种变化的响应是部分真空不增加(A线)。缓冲组件抑制了这种真空的增加直 到这样的转折点,在该转折点处体积的变化超过了缓冲组件的补偿能力(B线)。
[0151] 尽管优选形成所述用具的材料提供必要的弹性,但是,如果需要,可以将金属或塑 料的形状记忆片材铸入该区的一部分,以进一步提高其实现缓冲功能的能力。在用具是由 挠性膜和上层结构形成的情况下,该金属或塑料的形状记忆材料的应用会更重要。上层结 构的一部分可以形成为这样:其以与上述的单一用具的凹区域相同的方式弯曲。
[0152] G.声音管理和治理
[0153] 由于本文所述的用具主要是为在睡眠中使用的,所以能够尽量避免由于噪声和/ 或振动的能力可以给使用者提供明显的优势。而许多本领域现有在使用过程中产生大量的 噪音。此外,在夜间,当泵循环开关时,声级的突然变化对睡眠特别具有破坏性。因此,在一 些实施方案中,将本文所述的用具与提供提高的舒适度的用具组合使用,所述提供提高的 舒适度的用具在使用所述治疗用具其间,通过管理产生的声音、掩蔽产生的声音、和/或消 除产生的声音来提供提高的舒适度。
[0154] 本文所用术语"声音管理"是指降低由用具产生的声级。高速运转的电动机往往是 嘈杂的;低速运转的电动机往往安静。如上所述,直流电动机的速度通常采用脉冲宽度调 制(PWM)来控制。大部分正排量泵不会施加给电动机恒转矩负荷,因为它旋转360度。相 反,它们有上冲程和下冲程。当快速运行时,转矩的这种变化在转动惯量上失常,电动机听 起来嘈杂。
[0155] 但是,在外部整流的直流电动机中,电子设备能够准确确定泵/电动机在360度旋 转的位置。在优选的实施方案中,控制器是用来增加抽气冲程中旋转部分期间的电脉冲宽 度,并减少抽气冲程中其余部分的脉冲宽度。通过映射电动机的泵施加的转矩特性、并采用 脉冲宽度特性对其进行复制,可使泵/电动机运行速度变慢,从而降低噪声和振动。
[0156] 在某些实施方案中,将本发明的治疗设备与掩蔽声音的电子设备相结合,以至少 部分地掩蔽由机械和电子元件产生的噪声。本文中所用术语"掩蔽声音"是指向环境中加 入不同的频率的自然或人工的声音(更通常被熟知为"白噪音"或"粉噪音",尽管这些称呼 不太准确)以通过听觉掩蔽"掩蔽"或掩盖不需要的声音。掩蔽声音减少或消除了对于特 定区域已经存在的声音的察觉,可以使工作环境更加舒适,同时产生讲话的隐私,所以工人 可以工作得更富有成效。掩蔽声音也可用于户外,以还原更加自然的周围环境。
[0157] 掩蔽声音经常用于结构声学领域和在电子音乐的生产,以掩蔽注意力分散和不良 噪音。简单的"白噪音"机器可以很简单,涉及封闭的风机和(可选的)速度开关。该风机 通过机器外壳中的小槽驱动空气,产生所需的声音。更复杂的机器可以为电子设备,并提供 各种"自然的声音"。如图9所示,声音发生器可装载在用具本身上,也可以提供作为一个独 立单元。
[0158] 同样,在一些实施方案中,将本发明的治疗用具与消声的电子设备相结合,以至少 部分地掩蔽由机械和电子元件产生的噪声。本文中所用术语"消声"是指压力波的相位抵 消的设备。声音可被认为是压力波,其由稠密相和稀疏相组成。消声扬声器发出与初始声 音具有相同的振幅和相反极性(在反相)的声波。这些波结合,在所谓的相干过程中,形成 新的波,并有效地相互抵消一一这种效果被称为相位抵消作用。根据不同的情况和所采用 的方法,由此产生的声波可以很微弱,以至人耳听不到。
[0159] 循环声音(甚至复杂声音)比随机更声音易于消除,因为循环声音的波形是重复 的。因此,对于本发明,消声特别适用。在优选的实施方案中,将麦克风放在靠近耳朵,电子 电路(其产生"抗噪"声音,该"抗噪"声音具有与来自话筒的声音相反的极性)以耳机或 耳塞的形式通过放置在耳边的话筒传输。这导致破坏性干扰,该干扰消除耳内封闭的体积 中的噪音。可以将消声电路或声音掩蔽电路902装载在用具903本身上,也可以作为单独 的单元提供。来自该电路的声音可以通过小话筒或耳塞901提供。
[0160] H.本f所沭的元素的优诜组合
[0161] 可以以各种组合来提供上述这些不同的元素。
[0162] 第一种特别优选的组合提供了一种治疗用具,该治疗用具包括:外周表面,所述 外周表面被配置为与覆盖上呼吸道的咽喉的外部区域相匹配并进而封闭,由此当匹配时, 所述治疗用具在该治疗用具的内表面和所述咽喉之间提供充满空间的室,该室具有〇. 5至 12in3的封闭体积;和气泵,所述气泵可操作地连接于所述室,并被配置为在所述室中保持 部分真空为7. 6厘米至61厘米水柱的水平,同时产生低于40dB SPL的声级。
[0163] 第二种特别优选组合提供了一种治疗用具,该治疗用具包括:外周表面,所述外周 表面被配置为与覆盖上呼吸道的咽喉的外部区域相匹配并进而封闭,由此当匹配时,所述 治疗用具在该治疗用具的内表面和所述咽喉之间提供充满空间的室,该室具有〇. 5至12in3 的封闭体积;和气泵,所述气泵可操作地连接于所述室,并被配置为在所述室中保持部分真 空,其中所述气泵包括正排量泵。
[0164] 第三种特别优选组合提供了一种治疗用具,该治疗用具包括:外周表面,所述外周 表面被配置为与覆盖上呼吸道的咽喉的外部区域相匹配并进而封闭,由此当匹配时,所述 治疗用具在该治疗用具的内表面和所述咽喉之间提供充满空间的室,该室具有〇. 5至12in3 的封闭体积;其中所述治疗用具包括缓冲组件,所述缓冲组件被配置为抑制由使用者移动 而在所述用具内造成的部分真空波动;和气泵,所述气泵可操作地连接于所述充满空间的 室,以在所述室中提供部分真空。
[0165] 第四种特别优选组合提供了一种治疗用具,该治疗用具包括:外周表面,所述外周 表面被配置为与覆盖上呼吸道的咽喉的外部区域相匹配并进而封闭,由此当匹配时,所述 治疗用具在该治疗用具的内表面和所述咽喉之间提供充满空间的室,该室具有〇. 5至12in3 的封闭体积,其中所述外周边缘被配置为在所述封闭体积中的部分真空为约7. 6厘米至约 61厘米水柱的水平时,沿与使用者皮肤的接触面提供不超过60毫米汞柱的压力;和气泵, 所述气泵可操作地连接于所述室,并被配置为在所述室中保持部分真空。
[0166] 第五种特别优选组合提供了一种治疗用具,该治疗用具包括外周表面,所述外周 表面被配置为与覆盖上呼吸道的咽喉的外部区域相匹配并进而封闭,由此当匹配时,所述 治疗用具在该治疗用具的内表面和所述咽喉之间提供充满空间的室,该室具有〇. 5至12in3 的封闭体积,并且空气向该空间的渗入速率在〇. 005至0. 5in3/min之间;气泵,所述气泵可 操作地连接于所述室,并被配置为在所述室中保持部分真空,其中所述气泵包括正排量泵; 和真空控制模块,所述真空控制模块包括与真空或压力传感器耦接的微控制器和电动机控 制电路,所述电动机控制电路控制泵的开/关周期和/或速度。
[0167] 第六种特别优选组合提供了一种治疗用具,该治疗用具是一种生物相容性单一的 整合元件,该元件在皮肤界面处提供有密封,该密封的空气向该密封室的渗入速率较低,优 选渗入速率在0. 005和0. 5in3/min之间,最优选在0. 01和0. lin3/min之间;隔板泵,该隔 板泵使用旋转无刷直流电动机或线性直流电动机驱动,其单冲程位移在〇. 001和〇. Olin3 之间,优选在〇. 003和0. 005in3之间;以及真空控制模块,该真空控制模块包括与真空或压 力传感器耦接的微控制器和电动机控制电路,所述电动机控制电路控制泵的开/关周期和 /或速度。
[0168] 第七种优选组合包括前6种组合中的任一种,包括:气泵、驱动电动机、控制模块、 以及对所述驱动电动机和所述控制模块提供电力的电池,由所述治疗用具可佩带地支撑, 优选在单一外壳中,从而提供流动的治疗设备。
[0169] 第八种优选组合包括前7种组合中的任一种,其中所述治疗用具进一步包括缓冲 组件,
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