用于提供气道正压通气的装置和方法

专利名称：用于提供气道正压通气的装置和方法
用于提供气道正压通气的装置和方法相关申请的交叉引用本申请要求享有于2007年4月13日提交的编号为60/923,231(律师文档号12873.05314)的美国临时专利申请的权益，其内容通过引用而完整地结合在本文中。
背景
将呼吸气体应用于患者的气道来进行治疗。这个正压力可有效地"夹住"气道，从而保持通向肺的敞开的通道。在正压治疗期间可能需要使输
恒定。这种治疗技术通常^f皮称为恒定气道正压通气(CPAP)。利用开环或闭环控制可提供CPAP治疗。CPAP治疗可在固定的目标压力下通过利用控制单元来提供，控制单元基于固定的目标压力来控制呼吸气体压力。备选地，还可利用软化呼气目标压力(SoftXTM)来控制CPAP治疗。SoftXTM是Invacare公司的商标。在SoftXTM中，如同CPAP，呼吸气体在相对较恒定的压力下进行输送，并且在呼气的初始部分期间，减小压力设定值，但之后在呼气的后期部分期间朝恒定压力提高，以帮助保持恒定的气道正压通气。在另一类型的正压治疗中，输送^^患者的呼吸气体的压力可能随着患者的呼吸循环而变化，或者随着患者的努力而变化，使得呼气期间的压力小于吸气期间的压力。这种治疗技术可在治疗期间增加患者的舒适感，并通常^皮称为双水平气道正压通气(BiPAP)。在另一类型的正压治疗中，输送给患者的呼吸气体的压力按照与患者所产生的气流成比例的方式变化。这种治疗技术通常纟皮称为比例气道正压通气(PPAP)。任何各种类型的PAP设备都还可包括经过延长的时段(例如10-15分钟)使正压力从较低的压力水平斜线上升至较高的预期或规定的压力水平。这种斜线上升过程意图在患者清醒时和在期间预计患者可能要入睡的时间段内降低气道压力。随着斜线上升时段期满，气道正压通气达到所需或规定的水平。类似地，任何各种类型的PAP设备都还可自动地调节提供给患者的压力水平，直至达到最小压力或检测到异常呼吸状况，例如打鼾或感受到呼吸暂停、呼吸不足或上气道阻力。如果检测到异常呼吸，则可提高压力水平，直至达到最大压力或消除了异常呼吸状况。这种压力支持技术有时被称为表示自动滴定(auto-titration),因为PAP设备试图将提供给患者的正压力最大限度地减小至仅为治疗异常呼吸状况所需高度的水平。
概述—种示例性的头帽单元包括与鼓风电动机组件流体连通的呼吸接口 ，鼓风电动机组件包括操作地连接在鼓风机上的鼓风电动机，以用于通过呼吸接口将加压的呼吸气体提供给用户，其中呼吸接口和鼓风电动机组件由用户头部承载，并且鼓风电动4几和/或鼓风机定位在用户头部的顶部和/或用户头部的后部和/或用户卢贞骨的底部和/或用户颈部的后部附近。在备选方案中，鼓风电动机和/或鼓风机可定位在用户的面部附近或用户的颈部附近。在一个方面，提供了 一种用于将呼吸气体提供给用户的示例性装置。在一个示例性实施例中，该装置可包括头帽单元和与头帽单元操作连通的控制单元。在这个示例性实施例中，头帽单元包括呼吸接口；可调节的结构，其适于将头帽单元恰当地装配到用户头部上，使得呼吸接口设置成与用户的面部区域成操作关系；可释放地连接在可调节的结构上的鼓风电动机组件；以及第 一端联接在呼吸接口上且相对端联接在鼓风电动机组件上的通气室；鼓风电动机组件、通气室和呼吸接口形成呼吸气体流动路径。通气室可以是将鼓风机布置成与呼吸接口处于流体连接的导管。控制单元可以用于至少部分地基于呼吸气体的期望压力来有选择地控制鼓风电动机组件的操作。在这个示例性实施例中，鼓风电动机组件的操作经由呼吸气体流动路径以可调节的正压力将呼吸气体提供给至少一个用户气道。在另一示例性实施例中，该装置包括头帽单元和与该头帽单元操作连通的控制单元。头帽单元可包括i)呼吸接口， ii)可调节的结构，其适于将头帽单元恰当地装配到用户头部上，使呼吸接口设置成与用户的面部区域成操作关系，iii)可释放地连接在可调节的结构上的鼓风电动机组件，以及iv)通气室，其第一端联接在呼吸接口上，并且相对端联接在鼓风电动机组件上。鼓风电动机组件、通气室和呼吸接口形成呼吸气体流动路径。通气室可以是将鼓风机布置成与呼吸接口流体连接的导管。控制单元包括i)第一传感器，其与呼吸气体流动路径操作连通，以感测与呼吸气体相关联的第一特征，ii)闭环控制逻辑电路，其与第一传感器和鼓风电动机组件操作连通，以便至少部分地基于呼吸气体的期望压力和第 一被感测特征来有选择地控制鼓风电动机组件的操作，和iii)期望压力逻辑电路，其与第一传感器和闭环控制逻辑电路操作连通，期望压力逻辑电路至少部分地基于第一被感测特征来检测用户呼吸循环的吸气和呼气时段，其中，期望压力逻辑电路适于关于所检测的吸气和呼气时段来调节期望压力。在这个实施例中，鼓风电动机组件的操作经由呼吸气体流动路径以可调节的正压力将呼吸气体提供给至少一个用户气道。在另 一示例性方面，提供了 一种用于将呼吸气体提供给用户的示例性方法。在一个实施例中，该方法可包括a)将鼓风电动冲几组件可释放地连接在头帽单元的可调节的结构上，b)将通气室的第一端联接到呼吸接口上，将相对端联接到鼓风电动机组件上，以形成呼吸气体流动路径，c)调节可调节的结构，以将头帽单元恰当地装配到用户头部上，使呼吸接口设置成与用户的面部区域成操作关系，d)感测与呼吸气体相关联的第一特征，和e)至少部分地基于呼吸气体的期望压力和第一;f皮感测特征，有选择地以闭环控制方式控制鼓风电动枳j组件的操作，以便经由呼吸气体流动路径以可调节的正压力将呼吸气体提供给至少一个用户气道。通气室可以是将鼓风机布置成与呼吸接口流体连接的导管。
附图参照附图、以下说明和所附的权利要求书，本发明的这些
以及其它特征、方面和优势将得到更好的理解。图l提供了气道正压通气(PAP)设备的一个示例性实施例的方框图；图2显示了头帽单元的一个示例性实施例的透视图3提供头帽单元的另 一示例性实施例的透视图4显示了控制单元的 一个示例性实施例的正视图5提供了互连组件的 一个示例性实施例的局部图6显示了图5的互连组件的截面图7提供了 PAP设备的另一示例性实施例的方框图；和
图8显示了用于将呼吸气体提供给用户的过程的一个示例性实施例的流程图。
说明以下段落包括本公开中所使用的示例性用语的定义。除了另外注明的地方，所有用语的变体，包括单数形式、复数形式以及其它词缀形式，都落在各个示例性用语涵义范围内。除了另外注明的地方，所有用语的大写和非大写形式都落在各涵义范围内。本文所使用的"电路"包括但并不局限于执行功能或作用的硬件、固件、软件或各个的组合。例如，基于期望的特征或需求，电路可包括软件控制的微处理器、离散逻辑电路(例如专用集成电路
(ASIC))或另外的程序化逻辑电路设备。电路还可完全实施为软件。本
文使用的"电路"一皮认为是与"逻辑电路"同义的。除了另外注明的地方，本文使用的"包括"、"含有"、"具有" 和"包含"是同义的，并且是开放式的。换句话说，使用任何这些用语(或 其变体)都不排除与一个或多个所描绘的元件或方法步骤结合来添加 一个或多个另外的元件或方法步骤。本文使用的"计算机构件"包括但不局限于计算机相关的实 体，如硬件、固件、软件、其组合、或执行中的软件。例如，计算机 构件可以是但不局限于处理器、对象、可执行程序、在处理器上运行 的进程、执行线程、程序和计算机。作为举例，在服务器上运行的应 用程序和该服务器都可以是计算机构件。执行进程或线程中可存在一 个或多个计算机构件，并且计算机构件可本地化在一个计算机中，或 分布在两个或更多个计算机之间。本文使用的"计算机通信"包括但不局限于两个或更多个计 算机构件之间的通信，并且可以是例如网络传输、文件传输、小应用 程序传输、电子邮件、超文本传输协议(HTTP)报文、数据报、对象传 输、二进制大对象(BLOB)传输等等。计算机通信可发生在例如无线系 统(例如IEEE802.11)、以太网系统(例如IEEE802.3)、令牌环系统(例 如正EE802.5)、局域网(LAN)、广域网(WAN)、点对点系统、线路交 换系统、包交换系统等等上。本文使用的"控制器"包括但不局限于协作并控制一个或多 个输入或输出设备的操作的任何电路或设备。例如，控制器可包括具 有能够经编程来执行输入或输出功能的一个或多个处理器、微处理器 或中央处理单元(CPU)的设备。本文使用的"逻辑电路"包括但不局限于硬件、固件、软件 或各个的组合，其执行功能或作用，或者引起另一构件的功能或作用。 例如，基于期望的应用或需求，逻辑电路可包括软件控制的微处理器、离散逻辑电路(例如专用集成电路(ASIC))或其它程序化逻辑电路设 备。逻辑电路还可完全实施为软件。本文使用的"逻辑电路4皮认为与" 电路"是同义的。本文使用的"测量值"包括但不局限于通过测量而确定的范 围、大小、尺寸、容量、数量、尺度、特征或量。可提供示例性的测 量值，但这样的示例并不意图限制本文所述的系统和方法可采用的测 量值的范围。本文使用的"可操作的连接"(或将实体"可操作地连接起来" 的连接)包括但不局限于可在其中发送或接收信号、物理通信流或逻辑 通信流的连接。通常，可操作的连接包括物理接口、电气接口或数据 接口 ，但可操作的连接可包括足以允许进行可操作的控制的这些或其 它类型的连接的不同组合。本文使用的"操作连通"包括但不局限于在设备、逻辑电路 或电路之间的连通关系，包括机械关系和气动关系。直接和间接的电 气、电磁和光连接是有助于操作连通的连接的示例。连杆、齿轮、链 条、带、推杆、凸轮、键、连接硬件以及有助于事物之间的机械关系 的其它构件，都是有助于操作连通的构件示例。气动设备和互连气动 管道也可有助于操作连通。如果来自 一个设备的作用对另一设备造成 影响，不管这种作用是否受到某些其它设备的更改，这两个设备都处 于操作连通。例如^皮以下其中之一或多个所分隔开的两个设备i)放 大器、ii)滤波器、iii)变压器、iv)光隔离器、v)数字或模拟緩存器、vi) 摸拟积分器、vii)其它电子电路、viii)光纤收发器、ix)蓝牙通信链路、 x)802.11通信链路、xi)卫星通信链路、和xii)其它无线通信链路。作 为另一示例，如果电磁传感器接收到来自信号的电磁辐射，则该电磁 传感器与该信号操作连通。作为最后一个示例，彼此不直接相连，但 都能够与第三设备(例如中央处理单元(CPU))交互的两个设备操作连 通。除了另外注明的地方，本文使用的"或者"都是包括性的，
15而非排他性的。换句话说，"或者'用于描述备选事物的列表，人们可 从其中选择一个选项或备选选项的任何组合。例如，"A或B"意味着
"A或B或两者"，并且"A、 B或C"意味着"任何組合的A、 B或C"。 如果"或者"用于指示备选项的排他选择，或者如果对于备选项的组合 存在任何限制，则备选项的列表特别指出该选择是排他性的，或者不 包含某些组合。例如，"A或B但非两者"用于指示排他性的"或"条件 的使用。类似地，"A、 B或C但非组合"和"A、 B或C但非A、 B和 C的组合"是其中某些备选项组合不包含在与该列表相关联的选择中 的示例。本文使用的"处理器"包括但不局限于实际上任意数量的处 理器系统或独立处理器中的一个或多个，例如任意组合的微处理器、 微控制器、中央处理单元(CPU)和数字信号处理器(DSP)。处理器可与 支持处理器操作的各种其它电路相关联，例如随机存取存储器(RAM)、 只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储 器(EPROM)、时钟、解码器、内存控制器或中断控制器等等。这些辅 助电路可位于处理器或其相关联的电子封装的内部或外部。辅助电路 与处理器操作连通。在方框图或其它图中不一定独立于处理器来显示 辅助电路。本文使用的"信号"包括但不局限于一个或多个电信号，包 括才莫拟或数字信号、 一个或多个计算机指令、比特或比特流等等。本文使用的"软件"包括但不局限于一个或多个计算机可读 或可执行指令，该指令使得计算机或另 一电子设备以期望的方式执行 功能、作用或行为。指令可以实施为各种形式，例如例程、算法、模 块或包括来自动态链接库的独立应用程序或代码的程序。软件还可以 实施为不同的形式，例如独立程序、函数、小服务程序、小应用程序、 储存在存储器中的指令、操作系统的 一部分或其它类型的可执行指 令。本领域普通技术人员将了解的是，软件的形式取决于例如所需应 用的需求、其运行环境或设计师/程序员的期望等等。个计算机 可读或可执行指令的汇集，这些指令使得计算机或其它电子设备以期 望的方式执行功能、作用或行为。指令可以实施为各种形式，例如例 程、算法、模块、方法、线程或程序。软件构件可以实施为各种可执 行或可加载的形式，包括但不局限于独立程序、小服务程序、小应用 程序、储存在存储器中的指令等等。软件构件可在单个计算机构件中 实施，或者可分布在计算机构件之间。
的定义。除了另外注明的地方，所有首字母缩略词的变体，包括单数 形式、复数形式以及其它词缀形式，都落在各个示例性首字母缩略词 涵义范围内。除了另外注明的地方，所有首字母缩略词的大写和非大 写形式都落在各涵义范围内。 首字母缩略词长形式
ASIC 专用集成电路
BLOB 二进制大对象
BiPAP 双水平气道正压通气
CPAP 恒定气道正压通气
CPU 中央处理单元
DSP数字信号处理器
EPROM 可擦可编程只读存储器
HTTP 超文本传输协议
LAN局域网
LCD 液晶显示器
LED 发光二极管
PAP 气道正压通气
PFL持续流动限制
PPAP 比例气道正压通气
PROM可编程只读存储器PSG 多导睡眠图
RAM 随机存取存储器 ROM只读存储器 RTV 室温石克化
SoftX软化呼气目标压力(PAP的商标) WAN 广域网参看

图1,气道正压通气(PAP)设备20的一个示例性实施例 可包括头帽单元22和控制单元24。例如，PAP设备20可包括CPAP 设备(即标准CPAP，或带有SoftXTM的CPAP等等)、BiPAP设备、PPAP 设备、自动滴定PAP设备、通风设备、气体治疗设备、氧气治疗设备 或另一类型的PAP设备。所有这些治疗的组合都是可行的，诸如在吸 气期间使用任何一种治疗，并且在呼气期间使用任何其它治疗，例如 吸气期间使用PPAP，呼气期间使用CPAP或无压力夹板(splint)。控 制单元24可适于从任何合适的电源26(例如公用电力插座出口 、公用 电力适配器、电池组或另一类型的功率存储设备)中接收电功率。头帽单元22可包括鼓风电动机组件27和呼吸接口 28。鼓 风电动机组件27可包括电动机29和鼓风机30。举例来说，径向鼓风 机，例如由瑞士 Tagelswangen的Micronel AG制造的型号No.U64, 可用作鼓风电动机组件。鼓风机30可通过入口接收呼吸气体。鼓风 机30可通过例如通气室或软管与呼吸接口 28流体连通。呼吸接口 28 可包括鼻枕或鼻罩或面罩或某些其它可装配到用户上的接口。电动机 29可机械地链接在鼓风机30上，使得电动机29的操作使鼓风机30 对呼吸气体进行加压，其导致呼吸气体通过呼吸接口 28中的出口流 向用户。当将头帽单元22恰当地装配至用户上时，呼吸接口28设置
成与用户的面部区域成操作关系，使得出口为至少一个用户气道，例 如用户的鼻腔气道或口腔气道，提供加压的呼吸气体。从鼓风机30
的入口至呼吸接口 28的出口的路径可^皮称为呼吸气体流动路径。控制单元可以非常简单，例如是将电源26连接到鼓风电动机29上的开关(在开环PAP或CPAP设备情况下)。在备选方案中， 控制单元可具有 一 个或多个检测提供给用户的流体的某些方面的传 感器(例如检测正提供给用户的空气压力的压力传感器和/或感测正提 供给用户的空气的流率的流率传感器)以及用来控制提供给用户的流 体的某些方面的控制逻辑电路，例如闭环CPAP， BiPAP， PPAP等等。 示例性控制单元24是带有至少一个传感器的后一种类型的控制单元。
示例性控制单元24可包括功率分配器32、控制器逻辑电路 34、 一个或多个输入设备36、 一个或多个指示器38、期望压力逻辑 电路40、闭环控制逻辑电路42和传感器逻辑电路44。功率分配器32 将功率分配给PAP设备20的某些构件。所分配的功率可通过功率分 配器32进行切换、融合、过滤或以其它方式调整，从而与期望的操 作^:莫式和功率分配于其上的构件相容。当电源26是^^用电力时，功
率分配系统可包括对公用电力插座出口或公用电力适配器的接口。当 电源26是功率存储设备(例如电池组)时，功率分配器32可包括适于 接收功率存储设备的接口。控制单元24可装备成以便从公用电力和 功率存储设备两者中接收功率。如果接收公用电力和功率存储设备两 者，则功率分配器32缺省可分配公用电力，并对功率存储设备进行 充电。控制器逻辑电路34可与一个或多个输入设备36、 一个或多 个指示器38、期望压力逻辑电路40、闭环控制逻辑电路42及传感器 逻辑电路44连通。如图所示，控制器逻辑电路34可分别通过闭环控 制逻辑电路42和传感器逻辑电路44与头帽单元22的电动机29和呼 吸接口28操作连通。例如，控制器逻辑电路34可结合PAP设备20 的控制操作从该一个或多个输入设备36或传感器逻辑电路44中接收 一个或多个信号。例如，控制器逻辑电路34可通过以下方式来响应 这样的信号即起动鼓风电动机组件27的操作；控制电动机29和鼓 风机30的速度，以控制呼吸气体流动路径中的呼吸气体的压力；控 制一个或多个指示器38;或停止鼓风电动机组件27的操作。
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—个或多个输入设备36例如可包括操作开关，用于在各种 操作模式(例如CPAP、带SoftXTM的CPAP、 BiPAP、 PPAP等等)之间 进行选择或选择一个或多个期望的或规定的压力(例如10 cm H20、 2-40cmH2O、 10-28 cm H20、 15-20 cm H20)。控制器逻辑电路34例 如可交互式地控制与一个或多个指示器38相关联的显示器，从而有 助于例如利用一个或多个输入设备36来选择期望压力。传感器逻辑 电路44例如可与呼吸气体流动路径(例如呼吸接口 28)流体连通，并且 可包括用于检测呼吸气体流动路径中的压力的压力传感器和逻辑电 路。在另一实施例中，传感器逻辑电路44可与呼吸气体流动路径(例 如呼吸接口 28)中的压力传感器电气连通。在其它实施例中，可通过 传感器逻辑电路44或控制器逻辑电路34来监测和调整有关压力的一 个或多个呼吸气体特征，以便为闭环控制逻辑电路42提供反馈。例 如，压力、流量和流率是有关压力的呼吸气体特征的示例。控制器逻辑电路34和期望压力逻辑电路40可操纵期望压 力和^皮测压力。最终，闭环控制逻辑电路42可将一皮测压力的某些代 表值和期望压力进行比较，并以闭环控制方式控制电动机29的速度， 以便最大限度地减小这样的压力之间的差异。例如，当选择或预期使 用标准CPAP操作才莫式时，闭环控制逻辑电路42可控制电动机29， 以便在至少 一个呼吸循环内在呼吸气体流动路径中保持相对恒定的 正压力。在另 一实施例中，最终提供给闭环控制逻辑电路42的期望 压力，可通过控制器逻辑电路34或期望压力逻辑电路40而经过延长 的时段(例如10-15分钟)从减少的压力水平逐渐提高至期望的或规定 的压力水平。这是一种斜线上升技术实施方式，用于使较高的期望压 力的应用延迟到直至预期用户可能睡眠时的时间。在另外的实施例中，提供给闭环控制逻辑电路42的期望压 力可基于操作沖莫式的选择而进行调节，以遵循呼吸循环曲线，对于该 循环曲线而言，对于呼气时段(例如带SoftXTM或BiPAP的CPAP)的至少一部分，压力是降低的。在各种实施例中，所引起的期望呼吸循环 曲线、传感器和闭环控制机制都可至少部分地基于可指示呼吸作用(即 患者呼吸)的一个或多个特征，它们受传感器逻辑电路44的监测。例
如，压力、流量、流率、温度、湿度、02、 C02、电动机霍耳效应、 电动机电压或电流、电动机速度、呼吸气体阀门位置和呼吸气体排气 口位置都是可指示呼吸作用的特征的示例。备选地，传感器逻辑电路 44可监测一个或多个可指示呼吸作用的患者生理特征。例如，在多导 睡眠图监测(PSG)(即用于诊断睡眠窒息的特别试验)期间所监测的特 征是可指示呼吸作用的患者生理特征的示例。在Richey II的美国专利No.6,990,980和Morris等人的序号 为No.lO/601,720和No.11/157,089的两个美国专利申请(它们都转让给 了 Invacare公司)中公开了各种用于PAP设备的控制机制的示例，其 内容通过引用而完整地结合在本文中。上述图1的任何方面可以是自 动的、半自动的或手动的，并可通过硬件、软件、固件或其组合来实 现。参看图2，头帽单元22'的一个示例性实施例可包括鼓风电 动机組件27、鼻罩45、前锚定器46、通气室48(其可以是管道或其它 导管)、导引器50、上锚定器52、可调节的脊柱部件54和后锚定器 56。鼻罩45可包括一对鼻枕58、壳体60、排气口 62和可调节的互 连部件64。后锚定器56和上锚定器52可连接在可调节的脊柱部件 54上。可调节的脊柱部件54可将上锚定器52和后锚定器56连接在 导引器50上。前锚定器46可连接在导引器50上。前锚定器46、导引器50、上锚定器52、可调节的脊柱部件 54和后锚定器56可沿着用户头部的对称轴线基本对齐。可调节的脊 柱部件54可包括由弹簧钢形成的弹簧。例如，通过在可调节的脊柱 部件54的中心部分的管套中使可伸展的脊柱延伸或收缩，可调节后 锚定器56和上锚定器52之间的距离。可调节的脊柱部件54可对着用户的枕叶偏置后锚定器56,
21对着用户的头顶偏置上锚定器52，对着用户的前额偏置前锚定器46, 以便将头帽单元22'装配到用户的头部上。因此，后锚定器56、前锚 定器46和上锚定器52可独立地使头帽单元22'保持就位。在其它实施 例中，后锚定器56、前锚定器46和上锚定器52中的眼孔可与各种条 带或线束布置互连，以便提供用于使头帽单元22'保持就位的额外的支 撑。条带或线束可包括织物或弹性材料。
如图所示，鼓风电动机组件27可以可释放地固定在上锚定 器52上。在其它实施例中，鼓风电动机组件27可以可释放地或永久 地固定在头帽单元22'的其它构件上，例如后锚定器56、前锚定器46、 可调节的脊柱部件54上的任意位置、锚定器之间的条带(未显示)、或 与线束相关联的条带或肋条(未显示)。通气室46联接在鼻罩45和鼓 风电动机组件27上，以形成呼吸气体流动^各径。将鼓风电动片几组件 27布置在用户头部的顶部处或其附近，容许由用户承载鼓风电动机组 件27,而不会在用户的头部上添加将倾向于使用户头部在直立时倾斜 的任何额外力矩。将鼓风电动机组件27布置在脑后或用户颅骨底部， 容许鼓风电动机组件27提供这样的力矩该力矩倾向于抵消由于罩 组件或枕组件的质量而产生的作用在用户头部上的力矩。
导引器50提供了用于将通气室48和鼻罩45固定到头帽单 元22'上的位置。在另一实施例中，通气室48可以是导引器50的组成 部分。通气室48可具有任何合适的截面积及任何合适的长度。用于 通气室48的截面积的示例性范围可为大约100至500 mm2。用于通气 室48的长度的示例性范围为大约20至46 cm。在一个示例性实施例， 中，通气室48可小于大约25厘米长，并且可具有大约175mn^的截 面积。
可通过将鼻枕58和可调节的互连部件64连接到壳体60上 来形成鼻罩45。可调节的互连部件64可将鼻罩45联接到通气室48 上，使得可沿着竖直或水平轴线来调节鼻罩45，以便正确地使鼻枕 58对准用户的鼻腔气道。在PAP设备20(图l)的操作期间，用户呼出的富含二氧化碳的气体通过排气口 62而离开呼吸气体流动路径。通 常，排气口 62大小设置成使得通气室48中的正压力将富含二氧化碳 的气体冲出排气口 62。
与头帽单元22'—起显示了互连组件IOO的一个示例性实施 例。互连组件100可有助于呼吸气体流动路径和传感器逻辑电路44(图 l)之间的流体连通，并且可有助于鼓风电动机组件27和闭环控制逻辑 电路42(图l)之间的电气连通。
参看图3，头帽单元22"的另一示例性实施例可包括鼓风电 动机组件27、通气室48、导引器50、上锚定器52、可调节的脊柱部 件54、后锚定器56和面罩65。面罩65可包括密封件66、壳体68、 排气口 70和可调节的互连部件72。面罩65可适于配合在用户的鼻腔 气道、口腔气道或鼻腔气道和口腔气道两者上。鼓风电动机组件27、 通气室48、导引器50、上锚定器52、可调节的脊柱部件54、后锚定 器56和互连组件100都按照与以上关于图2的头帽单元22'所述相同 的方式起作用。
如图所示，鼓风电动机组件27可以可释放地固定在上锚定 器52上。在其它实施例中，鼓风电动机组件27可以可释》文地或永久 地固定在头帽单元22'的其它构件上，例如后锚定器56、前锚定器、 可调节的脊柱部件54上的任意位置、锚定器之间的条带(未显示)、或 与线束相关联的条带或肋条(未显示)。通气室46联接在鼻罩45和鼓 风电动机组件27上，以形成呼吸气体流动路径。将该组件27布置在 用户头部的顶部或其附近，容许由用户承载鼓风电动机组件27，而不 会在用户头部上添加将倾向于使得用户头部在直立时倾斜的任何额 外力矩。将鼓风电动机组件27布置在脑后或用户颅骨底部，容许鼓 风电动机组件27提供这样的力矩该力矩倾向于抵消由于罩组件或 枕组件的质量而产生的作用在用户头部上的力矩。
继续参照图3,通过将密封件66和可调节的互连部件72 连接到壳体60上来形成面罩65。可调节的互连部件72将鼻罩65联接到通气室48上，使得可沿着水平或竖直轴线调节鼻罩65,以便使 密封件66与用户气道中的至少一个正确地对准，并使密封件坐落在 相应的面部区域中。在PAP设备20(图l)的操作期间，用户呼出的富 含二氧化碳的气体通过排气口 70而离开呼吸气体流动路径。通常， 排气口 70大小设置成使得通气室48中的正压力将富含二氧化碳的气 体沖出排气口 70。
参看图4,控制单元24'的一个示例性实施例可包括电源开 关74、电源指示器76、模式开关78、三个模式指示器80、提高/降低 期望压力开关82和显示器84。电源开关74和电源指示器76可以是 示例性功率分配器32(图l)的一部分。电源开关74可包括任何合适的 开关，对其进行操作，以便在功率分配器32(图1)和PAP设备20(图 l)的其它构件之间连接和断开功率。例如，电源开关74可包括滑动开 关、拨动开关、按钮开关、旋转开关或任何其它合适的开关。电源指 示器76可包括任何合适的指示灯，其在将功率从功率分配器32(图1) 连接到PAP设备20(图l)的其它构件上时发光，并且在断开功率时熄 灭。例如，电源指示器76可包括发光二极管(LED)、白炽灯或任何其 它合适的指示器。
模式开关82和提高/降低期望压力开关82是一个或多个输 入设备36(图l)的示例。类似地，三个模式指示器80和显示器84是 一个或多个指示器38(图l)的示例。模式开关可以是一种组合式旋转 按钮开关，其用于在PAP设备20(图l)的备选操作模式(例如设置、标 准CPAP、带SoftXTM的CPAP、以及BiPAP)之间进行选择。旋转开 关部分例如可包括3位置旋转开关或任何合适的多位置开关，其中对 于各个可用的操作模式有至少一个位置。在其它实施例中，可通过一 个或多个按钮开关或拨动开关的组合来选择操作才莫式。才莫式开关的按 钮开关部分可包括中心按钮，其启动设置冲莫式，从而可利用例如提高 /降低期望压力开关82来输入与由旋转开关部分所选择的操作模式相 关联的期望压力。设置模式可以是安全模式，例如，其中按纽开关是用键操作的。在其它实施例中，可实施将设置模式访问局限于授权用 户的任何适合的硬件或软件安全形式。在另外的实施例中，可实施各 种输入设备和软件控制的机制来选择操作模式。
在设置模式期间，可启动提高/降低期望压力开关82，以提 高或降低与所选择的正常操作才莫式(例如CPAP)相关联的期望压力或 规定的压力。例如，当启动提高/降低期望压力开关82时，可在显示 器84上更新期望压力。提高/降低期望压力开关82例如可包括两位置 的瞬时复位至中心的开关或任何合适的开关或开关组合。显示器84 可包括液晶显示器(LCD)、数字显示器、图形显示器或任何合适的显 示器。在正常操作^t式期间，显示器84可指示期望压力或^^皮测压力， 或者这两种压力。在一个实施例中，在正常操作模式期间交替启动期 望压力开关82的提高和降低功能，可使显示器84在显示期望压力和 显示#1测压力之间切转。
与控制单元24'—起显示了互连组件100的一个示例性实施 例。如图所示，互连组件100可包括导管120和多个电导线122。导 管120可有助于传感器逻辑电路44(图l)和呼吸气体流动路径之间的 流体连通，并且多个电导线122可有助于闭环控制逻辑电路42(图1) 和电动机29(图l)之间的电气连通。图4或上述相关实施例的任何方 面都可以是自动的、半自动的或手动的，并可通过硬件、软件、固件 或其组合来实施。
参看图5和6,互连组件100的一个示例性实施例可包括配 件102，其具有内部空腔104和第一、第二及第三端口 106,108,110， 这三个端口带有通向内部空腔104的相应的通孔112,114,116。互连组 件100还可包括第一导管和第二导管118,120。第一导管118可包括 联接在头帽单元22(图l)中的呼吸气体流动路径上的第一端和联接在 第一端口 106上的相对端。第二导管120可包括联接在第二端口 108 上的第一端和操作地连通至控制单元24(图l)中的传感器逻辑电路 44(图l)上的相对端。互连组件IOO还可包括多个电导线122，其i)操25作地连通至控制单元24(图l)中的闭环控制逻辑电路42(图l)上，ii) 传送穿过第二导管122而到达配件102， iii)传送穿过第二端口 108的 孔114、配件102的内部空腔104以及第三端口 110的孔116,并且 iv)操作地连通至头帽单元22(图1)中的鼓风电动机组件27(图l)上。
第三端口 110中的孔116可一皮多个电导线122结合填充材 料124恰当地密封，使得第一导管118、配件104和第二导管122形 成从呼吸气体流动路径至控制单元24(图l)的流体路径。例如，填充 材料124可包括室温硫化(RTV)材料等等。在另一实施例中，至少保 留在配件102中的电导线122的部分可利用收缩包裹、应变释放技术 和类似的实践来进行恰当的保护以免受干扰，从而增强线材的绝缘， 并且在最终制造的组件中限制导线在配件102中的运动。
参看图7,用于将呼吸气体提供给用户的PAP设备200的控制单元204。在这个实施例中，头帽单元202可包括呼吸接口 206 和可调节的结构208，可调节的结构208适于恰当地将头帽单元202 装配至用户头部上，使得呼吸接口 206设置成与用户的面部区域成操的鼓风电动^L组件210和通气室212,通气室212第一端联4矣在呼吸 接口 206上，且相对端联接在鼓风电动机组件210上。鼓风电动机组 件210、通气室212和呼吸接口 206形成呼吸气体流动路径214。鼓 风电动机组件210可布置在可调节的结构208中或其附近的许多位置 中的任何位置上，例如头顶处，靠近可调节的结构208的后部的任何 位置，例如靠近头顶，脑后的任何位置，颅骨的底部，颈部的后部等 等。在该备选方案中，鼓风电动机组件210可布置在用户的面部或颈 部附近。在这个示例性实施例中，控制单元204可至少部分地基于呼 吸气体的期望压力来有选择地控制鼓风电动机组件210的操作。鼓风 电动机组件210的操作可经由呼吸气体流动路径214以可调节的正压 力将呼吸气体提供给至少一个用户气道。
在另 一示例性实施例中，PAP设备200可包括第一传感器， 其与呼吸气体流动路径214操作连通，以感测与呼吸气体相关联的第 一特征。在这个实施例中，控制单元204可包括与笫一传感器和鼓风 电动机组件210操作连通的闭环控制逻辑电路42(图1)，以便至少部 分地基于期望压力和第 一被感测特征来有选择地控制鼓风电动机组 件210的操作。在又一实施例中，闭环控制逻辑电路42(图l)可有选 择地控制鼓风电动机组件210，以便在至少一个用户呼吸循环^争度上 在呼吸气体流动路径210中保持相对较恒定的正压力。在各种实施例 中，第一传感器可包括压力传感器、流量传感器、流率传感器、温度 传感器、湿度传感器、02传感器、C02传感器、电动机霍耳效应传感 器、电动机电压或电流传感器、电动机速度传感器、呼吸气体阀门位 置传感器或呼吸气体排气口位置传感器。备选地，第一传感器可感测 一个或多个可指示呼吸作用的患者生理特征。例如，在PSG期间所监 测的特征是可指示呼吸作用的患者生理特征的示例。在又一示例性实施例中，控制单元还可包括与第一传感器 操作连通的期望压力逻辑电路40(图1)和闭环控制逻辑电路42(图1)。 期望压力逻辑电路40(图1)可至少部分地基于第一^皮感测特征来检测 用户呼吸循环的吸气时段和呼气时段。期望压力逻辑电路40(图l)还 可适于关于所检测的吸气和呼气时段来调节期望压力。在又一实施例 中，期望压力逻辑电路40(图l)可依据所检测的吸气和呼气时段在至 少两个连续的用户呼吸循环的跨度上调节期望压力，使得在所检测的 吸气时段期间将期望压力设于正常水平，并且在所检测的呼气时段期 间设于减小的水平。在另一实施例中，期望压力逻辑电路40(图l)可 依据所检测的吸气和呼气时段在至少两个连续的用户呼吸循环的跨 度上调节期望压力，使得在所检测的吸气时段期间将期望压力设于正 常水平，在所检测的呼气时段的初始部分期间设于减小的水平，并且 在所检测的呼气时段的剩余部分期间逐步从减小的水平提高至正常 水平。在又一示例性实施例中，期望压力逻辑电路40(图l)可至少部
27分地基于笫一被感测特征来检测至少一种类型的异常用户呼吸，并且 可随着时间调节期望压力，以便降低期望压力，直至达到最小压力， 或者检测到异常的用户呼吸。在又一示例性实施例中，PAP设备200还可包括第二传感 器，其与呼吸气体流动路径216操作连通，以感测与呼吸气体相关联 的第二特征。在这个实施例中，控制单元204还可包括与第二传感器 和闭环控制逻辑电路42(图1)操作连通的期望压力逻辑电路40(图1)。 期望压力逻辑电路40(图l)可至少部分地基于第二被感测特征来检测 用户呼吸循环的吸气和呼气时段。期望压力逻辑电路40(图l)还可适 于关于所检测的吸气和呼气时段来调节期望压力。另外，期望压力逻 辑电路40(图l)可至少部分地基于第二一皮感测特征来检测至少一种类 型的异常的用户呼吸，并可随着时间调节期望压力，以便降低期望压 力，直至达到最小压力或检测到异常的用户呼吸。在各种实施例中， 第二传感器可包括压力传感器、流量传感器、流率传感器、温度传感 器、湿度传感器、02传感器、C02传感器、电动机霍耳效应传感器、 电动机电压或电流传感器、电动机速度传感器、呼吸气体阀门位置传 感器或呼吸气体排气口位置传感器。备选地，第一传感器可感测一个 或多个可指示呼吸作用的患者生理特征。例如，在PSG期间所监测的 特征是可指示呼吸作用的患者生理特征的示例。在又一实施例(其中第一传感器设置在控制单元204中，例 如设置在传感器逻辑电路44(图l)中)中，PAP设备200还可包括互连 组件216，其有助于呼吸气体流动路径214和第一传感器之间的流体 连通，并且有助于闭环控制逻辑电路42(图1)和鼓风电动^L组件210 之间的电气连通。在另一实施例中，呼吸接口 206可包括鼻罩45(图 2)，鼻罩45适于相对于用户鼻部来定位，以便在鼻腔气道处将呼吸气 体提供给用户。在又一实施例中，呼吸接口 206可包括面罩65(图3)， 面罩65适于相对于用户的鼻部和口部中的至少一个来定位，以通过 鼻腔气道和口腔气道中的至少一个将呼吸气体提供给用户。
在又一示例性实施例中，鼓风电动机组件210可包括无刷 DC电动机，其适于响应于来自控制单元204的可调节的交替信号以 各种预定的速度旋转。在又一实施例中，鼓风电动机组件210在靠近 用户头部顶部的位置处可释放地连接在可调节的结构208上。图7或 上述相关实施例的任何方面都可以是自动的、半自动的或手动的，并 可通过硬件、软件、固件或其组合来实施。参看图8,用于将呼吸气体提供给用户的过程300的一个示 例性实施例开始于步骤302，在该步骤中可将鼓风电动机组件可释放 地连接到头帽单元的可调节的结构上。在304处，可将通气室的第一 端联^接到呼吸^接口上，并且可将相对端联4妄到鼓风电动才几组件上，以 形成呼吸气体流动路径。接下来，可对可调节的结构进行调节，以便 将头帽单元恰当地装配至用户头部上，使呼吸接口设置成与用户的面 部区域(306)成操作关系。在308处，可感测与呼吸气体相关联的第一 特征。在各种实施例中，第一^L感测特征可包括压力、流量、流率、 温度、湿度、02、 C02、电动才几霍耳效应、电动4几电压或电流、电动 机速度、呼吸气体阀门位置或呼吸气体排气口位置。备选地，第一被 感测特征可包括一个或多个可指示呼吸作用的患者生理特征。例如， 在PSG期间所监测的特征是可指示呼吸作用的患者生理特征的示例。 接下来，可至少部分地基于呼吸气体的期望压力和第一被感测特征以 闭环控制方式有选择地控制鼓风电动机组件的操作，以便经由呼吸气 气道: 、。。、、、'" 八在另 一示例性实施例中，310中的控制可有选择地控制鼓风 电动机组件，以便在至少一个用户呼吸循环的跨度上在呼吸气体流动 路径中保持相对4^为恒定的正压力。在又一实施例中，过程300还可 包括至少部分地基于第 一被感测特征来检测用户呼吸循环的吸气和 呼气时段，并且依据所检测的吸气和呼气时段在至少两个连续的用户 呼吸循环的跨度上调节期望压力。在又一示例性实施例中，过程300可包括至少部分地基于第 一被感测特征来检测至少一种类型的异常 的用户呼吸，以及随着时间调节期望压力，以便降低该期望压力，直 至达到最小压力或检测到异常的用户呼吸。在再一示例性实施例中，过程300可包括感测与呼吸气体 相关联的第二特征。在各种实施例中，第二^皮感测特征可包括压力、 流量、流率、温度、湿度、02、 co2、电动机霍耳效应、电动机电压 或电流、电动机速度、呼吸气体阀门位置或呼吸气体排气口位置。备 选地，第一^皮感测特征可包括一个或多个可指示呼吸作用的患者生理 特征。例如，在PSG期间所监测的特征是可指示呼吸作用的患者生理 特征的示例。在这个实施例中，可至少部分地基于第二一皮感测特征来 检测用户呼吸循环的吸气和呼气时段。另外，可关于所检测的吸气和 呼气时段来调节期望压力。还可至少部分地基于第二被感测特征来检 测至少 一种类型的异常的用户呼吸。还可随着时间来调节期望压力， 以降低该期望压力，直至达到最小压力或检测到异常的用户呼吸。图 8或上述相关实施例的任何方面都可以是自动的、半自动的或手动的， 并可通过硬件、软件、固件或其組合来实施。虽然本文结合一个或多个示例性实施例描述了本发明，但 是很明显许多备选方案、改型和变体对于本领域中的技术人员将是显 而易见的。例如，虽然各种实施例是相对于电动机/鼓风机组件定位在 一个位置或另 一位置进行论述的，但是这些部件可分开定位在各种位 置上，并进行操作连接。作为另一示例，在各种实施例中的任何实施 例中，可利用可选的增湿器提供呼吸气体的增湿作用，其可在鼓风机 入口和用户接口之间的某些位置处(例如在鼓风机和用户4妄口之间的
管道或另一导管中)包括润湿器或其它润湿设备。因此，前面的描述中 的示例性实施例意图是说明性的，而非限制本发明的精神和范围。更 具体地说，意图本发明包含本文所述的示例性实施例的、落在所附的 权利要求或其等效体的精神和范围内的所有备选方式、改型和变体。 权利要求中的没有明确陈述用于执行特定功能的"装置"或用于执行特定功能的"步骤"的任何要素都不应理解为35U.S.C.§112,16中规定的"
装置"或"步骤"条款。特别地，本文权利要求中的"步骤"的使用并不意
图援引35U.S.C.§112,，6的规定。
权利要求
1.一种用于将呼吸气体提供给用户的装置，其包括头帽单元，其包括呼吸接口；可调节的结构，其适于将所述头帽单元恰当地装配至用户头部上，使所述呼吸接口设置成与用户的面部区域成操作关系；鼓风电动机组件，其可释放地连接在所述可调节的结构上，使所述组件定位在用户的头部或颈部的顶部处或后面部分处；和通气室，其具有联接在所述呼吸接口上的第一端和联接在所述鼓风电动机组件上的相对端，所述鼓风电动机组件、通气室和呼吸接口形成呼吸气体流动路径；以及控制单元，其与所述头帽单元操作连通，以便至少部分地基于所述呼吸气体的期望压力有选择地控制所述鼓风电动机组件的操作；其中，所述鼓风电动机组件的操作经由所述呼吸气体流动路径以可调节的正压力将所述呼吸气体提供给至少一个用户气道。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括 第一传感器，其与所述呼吸气体流动路径操作连通，以便感测与所述呼吸气体相关联的第一特征；和 所述控制单元，其包括闭环控制逻辑电路，所述闭环控制逻辑电路与所述第一传 感器及所述鼓风电动机组件操作连通，以便至少部分地基于所 述期望压力和所述第一^1感测特征有选择地控制所述鼓风电动 机组件的操作。
3. 根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述闭环控制逻 辑电路有选择地控制所述鼓风电动机组件，以便在至少一个用户呼吸 循环的跨度上在所述呼吸气体流动路径中保持相对恒定的正压力。
4. 根据权利要求2-3中的任一权项所述的装置，其特征在于，所 述控制单元还包括期望压力逻辑电路，其与所述第 一传感器及所述闭环控制逻辑电 路操作连通，所述期望压力逻辑电路至少部分地基于所迷第一被感测 特征来检测用户呼吸循环的吸气和呼气时段，其中，所述期望压力逻 辑电路适于关于所检测的吸气和呼气时段来调节所述期望压力。
5. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述期望压力逻 辑电路根据所检测的吸气和呼气时段在至少两个连续的用户呼吸循 环的跨度上调节所述期望压力，使得在所检测的吸气时段期间将所述 期望压力设于正常水平，并且在所检测的呼气时段期间设于减小的水 平。
6. 根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述期望压力逻 辑电路依据所检测的吸气和呼气时段在至少两个连续的用户呼吸循 环的跨度上调节所述期望压力，使得在所检测的吸气时段期间将所述 期望压力设于正常水平，在所检测的呼气时段的初始部分期间设于减 小的水平，并且在所检测的呼气时段的剩余部分期间从所述减小的水 平逐步提高至所述正常水平。
7. 根据权利要求4-6中的任一权项所述的装置，其特征在于，所 述期望压力逻辑电路至少部分地基于所述第 一净皮感测特征来检测至 少一种类型的异常的用户呼吸，并随着时间而调节所述期望压力，以 便降低所述期望压力，直至或者达到最小压力或者^^企测到异常的用户 呼吸。
8. 根据权利要求2-7中的任一权项所述的装置，其特征在于，还 包括第二传感器，其与所述呼吸气体流动路径操作连通，以便感测与 所述呼吸气体相关联的第二特征；且 所述控制单元还包括期望压力逻辑电路，其与所述第二传感器及所述闭环控制逻辑电路操作连通，所述期望压力逻辑电路至少部分地基于所 述第二被感测特征来检测用户呼吸循环的吸气和呼气时段，其 中，所述期望压力逻辑电路适于关于所检测的吸气和呼气时段来调节所述期望压力； 其中，所述期望压力逻辑电路至少部分地基于所述第二被感测特 征来检测至少一种类型的异常的用户呼吸，并随着时间而调节所述期 望压力，以便降低所述期望压力，直至或者达到最小压力或者^r测到 异常的用户呼吸。
9. 根据权利要求2-8中的任一权项所述的装置，其特征在于，所 述第一传感器设置在所述控制单元中，所述装置还包括互连组件，其有助于所述呼吸气体流动路径和所述第一传感器之 间的流体连通，并且有助于所述闭环控制逻辑电路和所述鼓风电动机 组件之间的电气连通。
10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述互连组件包括具有内部空腔和第一端口、第二端口及第三端口的配件，所述第 一端口 、第二端口和第三端口带有通向所述内部空腔的相应的通孔；具有联接在所述呼吸气体流动路径上的第一端和联接在所述第 一端口上的相对端的第一导管；具有联接在所述第二端口上的第一端和操作地连通至所述第一 传感器的相对端的第二导管；和多个电导线，其i)操作地连通至所述闭环控制逻辑电路，ii)传送 穿过所述笫二导管而到达所述配件，iii)传送穿过所述第二端口的孔、 所述配件的内部空腔和所述第三端口的孔，并且iv)操作地连通至所述 鼓风电动机组件；其中，所述第三端口中的孔由所述多个电导线结合填充材料恰当 地密封，使得所述第一导管、配件和第二导管形成从所述呼吸气体流 动路径至所述控制单元的流体路径。
11. 根据权利要求1-10中的任一权项所述的装置，其特征在于，所述呼吸接口包括鼻罩，其适于相对于用户的鼻部进行定位，以便在鼻腔气道处将 所述呼吸气体提供给用户。
12. 根据权利要求1-10中的任一权项所述的装置，其特征在于， 所述呼吸接口包括面罩，其适于相对于用户的鼻部和口部中的至少一个进行定位， 以便通过鼻腔气道和口腔气道中的至少一个将所述呼吸气体提供给 用户。
13. 根据权利要求1-12中的任一权项所述的装置，其特征在于， 所述鼓风电动机组件包括无刷直流电动机，其适于响应于来自所述控制单元的可调节的交 替信号以各种预定的速度旋转。
14. 根据权利要求1-13中的任一权项所述的装置，其特征在于， 所述鼓风电动机组件在靠近用户头部顶部的位置处可释^:地连接在 所述可调节的结构上。
15. 根据权利要求1-13中的任一权项所述的装置，其特征在于， 所述鼓风电动机组件在靠近用户头部后面的位置处可释放地连接在 所述可调节的结构上。
16. 根据权利要求1-13中的任一权项所述的装置，其特征在于， 所述鼓风电动机组件在靠近用户颅骨底部的位置处可释放地连接在 所述可调节的结构上。
17. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括 第一传感器，其与所述呼吸气体流动路径操作连通，以感测与所述呼吸气体相关联的第一特征，其中，所述第一传感器设置在所述控 制单元中；所述控制单元，包括闭环控制逻辑电路，其与所述笫 一传感器及所迷鼓风电动机组件操作连通，以至少部分地基于所述期望压力和所述第一被感测特征来有选择地控制所述鼓风电动机组件的操作； 所述装置还包括期望压力逻辑电路，其与所述第 一 传感器以及所述闭环控 制逻辑电路操作连通，所述期望压力逻辑电路至少部分地基于 所述第一被感测特征来检测用户呼吸循环的吸气和呼气时段， 其中，所述期望压力逻辑电路适于关于所检测的吸气和呼气时 段来调节所述期望压力，其中，所述期望压力逻辑电路至少部 分地基于所述第 一被感测特征来检测至少 一种类型的异常的用 户呼吸，并且随着时间而调节所述期望压力，以便降低所述期 望压力，直至或者达到最小压力或者检测到异常的用户呼吸； 和互连组件，其有助于所述呼吸气体流动路径和所述第一传 感器之间的流体连通，并且有助于所述闭环控制逻辑电路和所 述鼓风电动机组件之间的电气连通；所述互连组件包括具有内部空腔和第一端口、第二端口及第三端口的配 件，所述第一端口、第二端口和第三端口带有通向所述内部空腔的相应的通孔；具有联接在所述呼吸气体流动路径上的第 一 端和联接 在所述第 一端口上的相对端的第 一导管；具有联接在所述第二端口上的第一端和操作地连通至 所述第一传感器的相对端的第二导管；和多个电导线，其i)操作地连通至所述闭环控制逻辑电 路，ii)传送穿过所述第二导管而到达所述配件，iii)传送穿 过所述第二端口的孔、所述配件的内部空腔和所述第三端 口的孔，并且iv)操作地连通至所述鼓风电动机组件；其中，所述第三端口中的孔由所述多个电导线结合填 充材料恰当地密封，使得所述第一导管、配件和笫二导管形成从所述呼吸气体流动路径至所述控制单元的流体路 径5 和所述鼓风电动机组件，包括无刷直流电动机，其适于响应于来自所述控制单元的可调 节的交替信号以各种预定的速度旋转。
18. —种用于将呼吸气体提供给用户的方法，包括a) 将鼓风电动机组件可释放地连接在头帽单元的可调节的结构 上，从而将所述组件定位在用户的头部或颈部的顶部处或后面部分 处；b) 将通气室的第一端联接到呼吸接口上，并且将相对端联接到所 述鼓风电动机组件上，以形成呼吸气体流动路径；c) 调节所述可调节的结构，以便将所述头帽单元恰当地装配至用 户的头部上，使所述呼吸接口设置成与所述用户的面部区域成操作关系；d) 感测与所述呼吸气体相关联的第一特征；以及e) 至少部分地基于所述呼吸气体的期望压力和所述第一被感测特 征以闭环控制方式有选择地控制所述鼓风电动机组件的操作，以便经 由所述呼吸气体流动路径以可调节的正压力将所述呼吸气体提供给 至少一个用户气道。
19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，e)中的控制有选 择地控制所述鼓风电动机组件，以便在至少一个用户呼吸循环的跨度 上在所述呼吸气体流动路径中保持相对恒定的正压力。
20. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括f) 至少部分地基于所述第一^皮感测特征来冲企测用户呼吸循环的吸 气和呼气时段；和g) 依据所检测的吸气和呼气时段在至少两个连续的用户呼吸循环 的跨度上调节所述期望压力。
21. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括f) 至少部分地基于所述第一被感测特征来检测至少一种类型的异常的用户呼吸；和g) 随着时间而调节所述期望压力，以降低所述期望压力，直至或 者达到最小压力或者检测到异常的用户呼吸。
22. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括f) 感测与所述呼吸气体相关联的第二特征；和g) 至少部分地基于所述第二被感测特征来检测用户呼吸循环的吸 气和呼气时段；h) 关于所检测的吸气和呼气时段来调节所述期望压力；i) 至少部分地基于所述第二被感测特征来检测至少 一种类型的异 常的用户呼吸；和j)随着时间调节所述期望压力，以降低所述期望压力，直至或者 达到最小压力或者检测到异常的用户呼吸。
23. —种用于将呼吸气体提供给用户的装置，其包括 头帽单元，其包括i)呼吸接口， ii)可调节的结构，其适于将所述头帽单元恰当地装配到用户的头部上，使得所述呼吸接口设置成与 用户的面部区域成操作性的关系，iii)可释放地连接在所述可调节的结 构上的鼓风电动机组件，以及iv)通气室，第一端联接在所述呼吸接口 上且相对端if关4妾在所述鼓风电动机组件上，所述鼓风电动才几组件、通 气室和呼吸-接口形成了呼吸气体流动路径；和与所述头帽单元操作连通的控制单元，所述控制单元包括i)第 一传感器，其与所述呼吸气体流动路径操作地连通，以感测与所述呼 吸气体相关联的第一特征，ii)闭环控制逻辑电路，其与所述第一传感 器及所述鼓风电动机组件操作连通，以便至少部分地基于所述呼吸气 体的期望压力和所述第 一被感测特征来有选择地控制所述鼓风电动 机组件的操作，和iii)期望压力逻辑电路，其与所述第一传感器及所述 闭环控制逻辑电路操作连通，所述期望压力逻辑电路至少部分地基于 所述第一^皮感测特征来检测用户呼吸循环的吸气和呼气时段，其中，所述期望压力逻辑电路适于关于所检测的吸气和呼气时段来调节所述期望压力；其中，所述鼓风电动机组件的操作经由所述呼吸气体流动路径以 可调节的正压力将所述呼吸气体提供给至少一个用户气道。
全文摘要
一种用于将呼吸气体提供给用户的装置可包括头帽单元和控制单元。头帽单元可包括呼吸接口；可调节的结构，其适于将头帽单元装配至用户头部，使呼吸接口相对于用户的面部区域来设置；连接在可调节的结构上的鼓风电动机组件；以及通气室，其联接在呼吸接口和鼓风电动机组件上，以形成呼吸气体流动路径。控制单元基于呼吸气体的期望压力来控制鼓风电动机组件的操作。鼓风电动机组件的操作经由呼吸气体流动路径以可调节的正压力将呼吸气体提供给用户气道。本文还提供了该装置的另外的实施例以及相关方法的各种实施例。
文档编号A62B7/00GK101678220SQ200880020253
公开日2010年3月24日 申请日期2008年4月10日 优先权日2007年4月13日
发明者J·B·里奇二世 申请人:英瓦卡尔公司