呼吸治疗装置、传感器及使用方法
【专利说明】呼吸治疗装置、传感器及使用方法
[0001]本发明涉及一种包括呼吸治疗设备的这样类型的呼吸治疗装置，所述呼吸治疗设备是被布置为对通过所述设备的呼吸产生交替的阻力的那个类型。
[0002]本发明还关心评估呼吸治疗装置的患者使用的方法。
[0003]对于患有呼吸系统疾病比如哮喘、C0PD、囊性纤维症等等的患者，黏液分泌过多是主要的病理生理学特征并且通常伴随有受损的黏液运送。黏液运送和分泌之间的失衡导致黏液被保留在呼吸系统中。呼气正压(PEP)装置，也就是提供通过所述设备的呼气阻力的装置，现在被广泛地用于帮助治疗遭受各种呼吸障碍的患者。最近，已经发现通过提供交替的流动阻力以施加胸腔物理疗法的装置是特别有效的。这样的装置的一个示例由SmithsMedical以商标名Acape I la (Smiths Medica I的注册商标)出售，并且被描述在US6581598、US6776159、US7059324和US7699054中。其他的振动呼吸治疗(V-PEP)装置也是可获得的，比如由Thayer制造的 “Quake”、由Monaghan制造的 “AeroPEP”、由Smiths Medical制造的“TheraPEP”、以及由Percuss1naire Corp制造的 “IPV Percuss1nator”。所产生的振动正压致力于通过破坏黏液大分子的键合来机械地降低痰的黏弹性，所述破坏黏液大分子的键合促进黏液纤毛清除。可替代装置，比如由Philips制造的“CoughAssist”，也是可获得的。而呼吸治疗装置能在吸气期间的提供交替的流动阻力。
[0004]尽管这些设备能非常有效，但是使用者通常忽视正确地使用它们或者没有按规定的频率定期地使用它们。保持所述设备的使用记录是非常困难的，尤其是当所述患者在家里使用所述设备时。临床医生经常不知道患者状况的恶化是否是因为他未能按规定使用所述设备或者是否其他因素是原因。通过这样的V-PEP设备的疗法的有效性还决定性地依赖于所生成的振动的频率和振幅。尽管已经提议监视这样的设备的操作，但是这样的提议并没有解决如何测量肺部内的实际振动。
[0005]本发明的目的是提供可替代的呼吸治疗装置。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了上述具体说明类型的呼吸治疗装置，其特征在于所述装置包括传感器，所述传感器被布置为被放置为与所述患者的胸腔振动连通，而且所述传感器被布置为在所述设备的使用期间提供响应胸腔中的振动的信号。
[0007]所述传感器优选地包括加速计，比如三轴加速计。所述传感器优选地包括在其上呈现信息的显示器。所述显示器可以在直立配置和倒立配置之间切换，以供向下看所述传感器的患者查看。所述传感器优选地显示关于下述一个或全部两个的信息:胸腔中的振动的频率和使用所述治疗设备的持续时间。所述装置优选地包括用于在所述患者的胸腔上支撑所述传感器的支撑件，所述支撑件可以包括弹性带。所述呼吸治疗设备优选地是呼气治疗设备。
[0008]根据本发明的另一个方面，提供了在根据本发明上述一个方面的呼吸治疗装置中使用的传感器。
[0009]根据本发明的第三个方面，提供了一种传感器，所述传感器布置为与所述患者的胸腔振动连通地被放置，其中，在通过提供交替的呼吸阻力的设备进行呼吸所产生的那种类型的呼吸治疗期间，所述传感器被布置成提供响应胸腔中的振动的信号。
[0010]所述传感器优选地包括显示器，所述显示器显示关于胸腔中的振动的信息。所述显示器可以在直立配置和倒立配置之间切换，以供向下看所述传感器的患者查看。
[0011]根据本发明的第四个方面，提供了一种监视呼吸治疗的方法，所述方法包括如下步骤:将传感器与患者的胸腔振动连通地放置，以及在所述患者使用振动呼吸治疗设备时利用来自所述传感器的输出。
[0012]优选地，通过在所述传感器上显示胸腔中的振动的频率的指示并查看所述传感器以确定所述治疗是否正在有效地进行，来利用所述传感器的所述输出。
[0013]现在将通过示例，参照附图来描述包括振动PEP设备的装置，其中:
[0014]图1示出了使用中的装置；
[0015]图2是所述呼吸治疗设备的分解视图；
[0016]图3是所述传感器的前视图；
[0017]图4是所述传感器的示意横截面侧视图；
[0018]图5A、5B和5C是表示来自所述传感器中的加速计的输出的图形；以及
[0019]图6A、6B和6C示出了在处理所述加速计输出后所得到的信号。
[0020]首先参照图1，示出了通过呼吸治疗设备100呼吸并穿戴传感器构件30的患者20，传感器构件30通过弹性带22与患者20的胸腔相接触地被支撑。传感器构件30响应由于使用设备100而引起的所述患者的肺部中的振动，并且传感器构件30在下文中被详细描述。
[0021]所述呼吸治疗设备可以是能在使用者的肺部内产生振动的任意常规类型的设备。在图2中所示的设备100是由Smiths Medical出售的Acapella呼吸呼气治疗设备。设备100包括摇杆组件I，摇杆组件I容纳在由基本上半圆柱形的上部3和下部4组成的外部壳体2内。所述设备最后一个部分是圆形截面的可调节转盘5。摇杆组件I包括空气流管6，空气流管6在一个端部处具有呼吸入口 7并且在相对的端部处具有吸气入口 8，吸气入口 8包括允许空气流入空气流管6但阻止空气通过所述吸气入口流出的单通阀(未示出)。空气流管6具有带有非线性轮廓的出口开口 10，通过安装在摇杆臂12上的圆锥形阀元件11打开和关闭出口开口 10，所述摇杆臂12在其长度一半处绕横向轴线枢转。空气流管6和壳体2提供了安装摇杆臂12的结构。在摇杆臂12的远离呼吸入口 7的远端部，摇杆臂12携带有铁销13，铁销13与安装在可调节的支撑架14上的永磁体(不可见)所产生的磁场相互作用。所述磁体如此布置，使得当所述患者不通过所述设备呼吸时，摇杆臂12的所述远端部被压低，这样使得它的阀元件11也被压低，且与出口开口 10密封接合。在支撑架14的一个端部处的凸轮从动件凸部15定位在转盘5中的凸轮槽16中，这样使得通过旋转所述转盘，支撑架14与其磁体一起能向上或向下运动以改变与铁销13相互作用的所述磁场的强度。转盘5使得能够调节操作频率和针对通过所述设备的空气的流动阻力从而最大化对所述使用者的治疗效益。
[0022]当所述患者通过呼吸入口7吸气时，空气通过吸气入口 8被吸入并沿空气流管6流至所述呼吸入口。当所述患者呼气时，在吸气入口 8中的所述单通阀关闭，从而阻止任何空气沿该路径流出。相反，呼气压力被施加在摇杆臂12上的阀元件11的底侧上，从而导致阀元件11抵抗着磁吸引力抬升而离开开口 10，进而允许空气流出至大气中。开口 10具有非线性轮廓，这导致有效排放面积随着摇杆臂12的所述远端部提升而增大，进而允许所述臂向下回落并关闭所述开口。只要所述使用者保