專利名稱：對(duì)患者進(jìn)行氣體輸送的流量感應(yīng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及確定壓力支持系統(tǒng)給患者輸送的加壓呼吸氣流的一個(gè)或多 個(gè)參數(shù)。
背景技術(shù)：
用壓力支持設(shè)備，諸如持續(xù)氣道正壓通氣(CPAP)設(shè)備對(duì)呼吸障礙， 諸如阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)進(jìn)行治療是眾所周知的。CPAP設(shè)備在患 者呼吸循環(huán)的整個(gè)時(shí)期對(duì)患者的氣道輸送流體，以便"撐持"氣道，從而 防止其在睡眠時(shí)塌陷。此處所用的術(shù)語"流體"指代任何氣體，包括氣體 混合物或顆粒(諸如氣霧型藥物)懸浮于其中的氣體。最常見的，壓力支 持系統(tǒng)給患者輸送的流體是加壓空氣。這種CPAP設(shè)備的示例是由 Respironics， Inc.of Murrysville， Pa制造的REMsta,系列的CPAP設(shè)備。
常規(guī)的壓力支持設(shè)備通常依靠能夠?qū)o患者提供的氣流的流速、壓力 和/或體積進(jìn)行直接測(cè)量的傳感器。然而，這類傳感器增加了這些設(shè)計(jì)的成 本，并且這些傳感器易受有害操作狀況(例如，潮濕、高溫、振動(dòng)等)的 影響。對(duì)常規(guī)壓力支持設(shè)備給患者輸送的氣流參數(shù)進(jìn)行確定的常規(guī)技術(shù)同 樣存在其他缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及給患者的氣道輸送加壓呼吸氣流的壓力支持系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括壓力生成器、扭矩監(jiān)測(cè)器、旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè) 器以及處理器。所述壓力生成器包括葉輪(也稱之為推進(jìn)器)和電機(jī)。將 所述電機(jī)配置成生成扭矩。將所述葉輪耦合到所述電機(jī)，從而將由電機(jī)生 成的扭矩的至少一部分提供給電機(jī)中的轉(zhuǎn)子，其驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣 體的主體。隨著葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)葉輪施加扭矩， 而葉輪對(duì)呼吸氣體的主體施加相應(yīng)的力，所述呼吸氣體的主體生成輸送給 患者的加壓呼吸氣流。將所述扭矩監(jiān)測(cè)器配置成確定與電機(jī)生成的扭矩有 關(guān)的信息。將所述旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器配置成確定與葉輪和/或電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān) 的信息。將所述處理器配置成根據(jù)扭矩監(jiān)測(cè)器確定的信息和旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器確 走的信息，確定壓力生成器生成的加壓呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。加壓 呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的確定包括對(duì)電機(jī)生成的扭矩與呼吸氣體主體 對(duì)葉輪施加的扭矩之間的一部分差異進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明的另一方面涉及給患者的氣道輸送加壓呼吸氣流的方法。在一 個(gè)實(shí)施例中，所述方法包括用電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪，將所述電機(jī)配置成生成扭矩， 將所述葉輪耦合到所述電機(jī)，從而將電機(jī)生成的至少一部分扭矩提供給電 機(jī)中的轉(zhuǎn)子，其驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體。隨著葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼 吸氣體的主體，所述氣體對(duì)葉輪施加扭矩，而葉輪對(duì)所述氣體施加相應(yīng)的 力，所述氣體生成輸送給患者的加壓呼吸氣流。所述方法進(jìn)一步包括確定 與電機(jī)生成的扭矩有關(guān)的信息；確定與葉輪和/或電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信 息；以及根據(jù)與電機(jī)生成的扭矩有關(guān)的信息和與葉輪和/或電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度 有關(guān)的信息，確定葉輪旋轉(zhuǎn)生成的加壓呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。這樣 實(shí)現(xiàn)加壓呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的確定，使其包括對(duì)電機(jī)生成的扭矩 與呼吸氣體主體對(duì)葉輪施加的扭矩之間的一部分差異進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明的另一方面涉及給患者的氣道輸送加壓呼吸氣流的壓力支持系 統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括壓力生成器、扭矩監(jiān)測(cè)器、旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè) 器以及處理器。所述壓力生成器包括葉輪和電機(jī)。將所述電機(jī)配置成生成 扭矩。將所述葉輪耦合到所述電機(jī)，從而將電機(jī)生成的至少一部分扭矩提 供給電機(jī)中的轉(zhuǎn)子，其驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體。隨著葉輪旋轉(zhuǎn) 穿過呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)葉輪施加扭矩，而葉輪對(duì)呼吸氣體的主 體施加相應(yīng)的力，所述呼吸氣體的主體生成輸送給患者的加壓呼吸氣流。將所述扭矩監(jiān)測(cè)器配置成確定與電機(jī)生成的扭矩有關(guān)的信息。將所述旋轉(zhuǎn) 監(jiān)測(cè)器配置成確定與葉輪和/或電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息。
所述處理器包括扭矩調(diào)整模塊和流量模塊。將所述扭矩調(diào)整模塊配置 成從所述扭矩監(jiān)測(cè)器接收與電機(jī)生成的扭矩有關(guān)的信息、對(duì)電機(jī)生成的扭 矩與呼吸氣體主體對(duì)葉輪施加的扭矩之間的一部分差異進(jìn)行確定、以及根 據(jù)有關(guān)電機(jī)生成的扭矩與呼吸氣體主體對(duì)葉輪施加的扭矩之間的一部分差 異的信息，調(diào)整從所述扭矩監(jiān)測(cè)器接收的信息。將所述流量模塊配置成根 據(jù)與電機(jī)生成的扭矩和葉輪和/或電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的調(diào)整后信息，確定 壓力生成器生成的加壓呼吸氣流的流速。
本發(fā)明的另一方面涉及給患者的氣道輸送加壓呼吸氣流的壓力支持系 統(tǒng)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)包括用電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪的器件，將 所述電機(jī)配置成生成扭矩，將所述葉輪耦合到所述電機(jī)，從而將電機(jī)生成 的至少一部分扭矩提供給電機(jī)中的轉(zhuǎn)子，其驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的 主體。隨著葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)葉輪施加扭矩，而 葉輪對(duì)氣體的主體施加相應(yīng)的力，所述氣體生成輸送給患者的加壓呼吸氣 流。所述系統(tǒng)還包括確定與電機(jī)生成的扭矩有關(guān)的信息的器件；確定與葉
輪和/或電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息的器件；以及根據(jù)與電機(jī)生成的扭矩有
關(guān)的信息和與葉輪和/或電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息來確定葉輪旋轉(zhuǎn)生成的 加壓呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的器件。這樣實(shí)現(xiàn)對(duì)加壓呼吸氣流的一個(gè) 或多個(gè)參數(shù)的確定，使其包括對(duì)電機(jī)生成的扭矩與呼吸氣體主體對(duì)葉輪施 加的扭矩之間的一部分差異進(jìn)行調(diào)整。
在參考附圖對(duì)下面的描述和隨附權(quán)利要求進(jìn)行理解后(其全部形成本 說明書的一部分)，本發(fā)明的這些和其他目的、特征與特點(diǎn)，以及操作方法 和相關(guān)結(jié)構(gòu)元件的功能與各部件的組合以及制造的經(jīng)濟(jì)性將變得更加顯 然，其中相同的參考數(shù)字指代各附圖中對(duì)應(yīng)的部分。然而，可以清楚地理 解，各附圖只是用于描繪和描述的目的，并非擬作為本發(fā)明限制的界定。 如說明書和權(quán)利要求書中所用的，單數(shù)形式的"一"、"一個(gè)"和"該"包 括復(fù)數(shù)指示，除非上下文另有清晰地規(guī)定。


圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的壓力支持系統(tǒng)；
圖2描繪了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的流動(dòng)、電流和速度曲面；
和
圖3是流程圖，描繪了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的給患者輸送加 壓呼吸氣流的方法。
具體實(shí)施例方式
下面參考圖1描繪了根據(jù)本發(fā)明原理的壓力支持系統(tǒng)10的一般配置。 將壓力支持系統(tǒng)10配置成根據(jù)預(yù)先確定的患者治療法則，給患者12提供 加壓呼吸氣流。為了根據(jù)預(yù)先確定的患者治療法則給患者12提供加壓呼吸 氣流，在無需能夠直接測(cè)量流量、壓力和/或體積的傳感器(例如，在常規(guī) 壓力支持系統(tǒng)中所需要的)的情況下，壓力支持系統(tǒng)10能夠確定與加壓呼 吸氣流的流速、壓力和/或體積有關(guān)的信息。然而應(yīng)該意識(shí)到在一些實(shí)施例 中，在無需直接測(cè)量任何一個(gè)這些參數(shù)的情況下，對(duì)有關(guān)一個(gè)或多個(gè)這些 參數(shù)的信息確定可在同樣包括一個(gè)或多個(gè)直接測(cè)量其他這些參數(shù)的傳感器 的系統(tǒng)中進(jìn)行。
在一個(gè)實(shí)施例中，壓力支持系統(tǒng)10包括壓力生成器14、患者回路16、 處理器18和存儲(chǔ)器20。壓力生成器14可操作地生成經(jīng)患者回路16給患者 12輸送的加壓呼吸氣流。 一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)器(圖1中描繪為扭矩監(jiān)測(cè)器22 和旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器24)可監(jiān)測(cè)對(duì)壓力生成器14操作的各個(gè)方面，這將在后面討 論。根據(jù)一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)器所監(jiān)測(cè)的壓力生成器14操作的各個(gè)方面，處理 器18確定與加壓呼吸氣流的流速、壓力和/或體積有關(guān)的信息。處理器18 利用與加壓呼吸氣流的流速、壓力和/或體積有關(guān)的信息來控制壓力生成器 14，從而根據(jù)預(yù)先確定的患者治療法則，給患者12輸送加壓呼吸氣流。
如箭頭A所指示的，壓力生成器14從呼吸氣源(諸如環(huán)境大氣或呼吸 氣體儲(chǔ)藏箱或系統(tǒng))接收流體(諸如呼吸氣體)，并在其出口升高所述氣體 的壓力。壓力生成器14包括電機(jī)26和與電機(jī)耦合的葉輪28。在示范性實(shí) 施例中，葉輪經(jīng)驅(qū)動(dòng)桿耦合到所述電機(jī)。該耦合可以是直接的或間接的(例 如，通過齒輪組件耦合)。本發(fā)明還構(gòu)想將葉輪直接耦合到電機(jī)，例如通 形成葉輪與電機(jī)內(nèi)的轉(zhuǎn)子結(jié)合或?qū)⑷~輪固定到電機(jī)中的轉(zhuǎn)子上來實(shí)現(xiàn)。常常將電機(jī)26和葉輪28的組合稱之為吹風(fēng)機(jī)。
在操作中，電機(jī)26生成扭矩。將葉輪28耦合電機(jī)26，從而給葉輪28 提供電機(jī)26生成的至少一部分扭矩。這樣施加給葉輪28的扭矩驅(qū)動(dòng)葉輪 旋轉(zhuǎn)穿過壓力生成器14內(nèi)部存在的呼吸氣體主體。本發(fā)明構(gòu)想葉輪28可 具有多種配置。在美國(guó)專利no.6，622，724中公開了適于用在本發(fā)明中的一個(gè) 葉輪示例，其內(nèi)容作為參考結(jié)合于此。本發(fā)明進(jìn)一步構(gòu)想所述葉輪可以是 開啟或閉合的葉片，并可將其配置成具有扇形結(jié)構(gòu)和/或葉片布置。
隨著葉輪28旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體主體，葉輪28對(duì)所述呼吸氣體(例如， 沿箭頭A)施加相應(yīng)的力，這壓縮呼吸氣體以生成加壓呼吸氣流(例如， 由箭頭B所指示)。這樣，電機(jī)對(duì)葉輪施加扭矩，用于生成給患者輸送的加 壓氣流。
進(jìn)一步應(yīng)該理解的是所述氣體(例如，沿葉輪28的各個(gè)葉片)對(duì)葉輪 28施加扭矩。葉輪所穿過的、由氣體給葉輪施加的扭矩與這些事項(xiàng)有關(guān)， 諸如(1)沉浸葉輪的介質(zhì)的流體屬性；(2)吹風(fēng)機(jī)出口和/或入口處的流 量和/或壓力狀況，通常將其稱之為"流體負(fù)載"；以及(3)吹風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì) 和結(jié)構(gòu)，諸如葉輪的幾何形狀(葉片形狀、數(shù)量、間距、大小等)、葉輪相 對(duì)于吹風(fēng)機(jī)的其他部件的旋轉(zhuǎn)方向和吹風(fēng)機(jī)入口和出口的幾何形狀。流體 屬性的示例包括溫度、濕度、壓力、氣體成分、粘度、質(zhì)量/密度等(即對(duì) 葉輪穿過其中的介質(zhì)屬性產(chǎn)生影響的任何事物)。另外，將流體負(fù)載"視" 為對(duì)葉輪和電機(jī)的扭矩。流體負(fù)載包括例如在吹風(fēng)機(jī)出口處由患者引入的 壓力/流量變化，泄漏中的變化或者對(duì)吹風(fēng)機(jī)出口處的壓力和流量產(chǎn)生影響 的任何其他事項(xiàng)。要考慮所有這些作用到葉輪/電機(jī)上的不同扭矩成分，以 便確定與壓力支持系統(tǒng)給患者輸送的加壓呼吸氣流相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參 數(shù)，如下面詳細(xì)地討論。
電機(jī)26可包括A/C電機(jī)(例如，包括籠型轉(zhuǎn)子或繞線轉(zhuǎn)子的單相和/ 或多相電感，包括的磁阻、繞場(chǎng)和永磁體的同步機(jī)，包括開關(guān)磁阻和分節(jié) 器的不變磁阻電機(jī)等)或D/C電機(jī)(例如，無刷電機(jī)、空心電機(jī)等)。電機(jī) 26可由從電源30 (例如，A/C或D/C電源，諸如墻體上的插座、電池等) 引出的電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。通過對(duì)從電源30提供給電機(jī)26的電流量進(jìn)行控制， 可控制電機(jī)26的一個(gè)或多個(gè)方面的操作。例如，可控制扭矩、旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)加速度和/或電機(jī)26的其他操作方面。
在一個(gè)實(shí)施例中，患者回路16包括將流體(例如加壓的呼吸氣流)從 壓力生成器14的出口帶到位于含有壓力支持系統(tǒng)10各部件的外罩36上的 外部聯(lián)結(jié)器(通常指代為34)的管路32。在圖1中用圍繞外罩36內(nèi)所含 壓力支持系統(tǒng)10各部件的虛線示意性描繪外罩36。然而，應(yīng)該意識(shí)到，外 罩36的這種描繪并非擬進(jìn)行限定。在其他實(shí)施例中，在外罩36內(nèi)可包括 更多或更少的壓力支持系統(tǒng)10的部件。另外，可使用多個(gè)外罩來容納所指 示的各部件?；颊呋芈?6還包括附著到外罩36的外部聯(lián)結(jié)器34的管路38。 在另一實(shí)施例中，患者回路16可選地包括直接連接到壓力生成器14并延 伸到如下所述的壓力接口設(shè)備40中的單個(gè)管路。管路38將加壓呼吸氣流 從外罩36攜帶給患者12的氣道。
處于患者回路16末端的患者接口設(shè)備40將患者回路16中的加壓呼吸 氣流與患者12氣道連通。本發(fā)明構(gòu)想患者接口設(shè)備40是適于將患者回路 16的末端與患者12的氣道連通的任何設(shè)備。合適的患者接口設(shè)備的示例包 括鼻罩、口罩或吹口、鼻/口罩、鼻管、氣管導(dǎo)管、氣管插管、頭罩或全面 罩?？梢岳斫猓泻线m的接口設(shè)備并非擬是排他的或窮舉的。
由于將患者回路16描繪成單支回路，即它只具有一個(gè)將加壓呼吸氣流 與患者12的氣道進(jìn)行連通的管路，因此它包括從其他別的閉合系統(tǒng)中排放 氣體(諸如患者呼出的氣體)的排放元件42。該排放氣流在圖1中用箭頭 C來指示。本發(fā)明構(gòu)想將排放元件42設(shè)置在患者回路16中、患者接口設(shè) 備40上、或者這兩個(gè)位置處。例如，在授予Rapoport的美國(guó)專利 No.Re.35，339中、在授予Serowski等人的美國(guó)專利No.5,937，855中、授予 Lang的美國(guó)專利No.6，U2，745中以及在授予Gunaratnam等人的、公開的 PCT申請(qǐng)nos.W000/78381和授予Kwod的W098/34665中描述了常規(guī)排放 元件的示例。將這些文獻(xiàn)的全部?jī)?nèi)容作為參考結(jié)合到本說明書中。
可以理解，可將多種其他部件設(shè)置在患者回路16中或與之耦合。例如， 可將細(xì)菌過濾器、壓力控制閥、流量控制閥、傳感器、儀表、壓力過濾器、 加濕器和/或加熱器設(shè)在或附著到患者回路。類似地，在壓力生成器14的入 口處可設(shè)置其他部件，諸如傳感器、消聲器和過濾器。
雖然圖1中未顯示，但本發(fā)明還構(gòu)想提供與主呼吸氣流結(jié)合的副氣流。例如，可將來自任何合適來源的氧氣流設(shè)置在壓力生成器14入口的上游或
壓力生成器14的下游(例如，患者回路16中或患者接口設(shè)備40處)，以 控制給患者12輸送的吸氧分?jǐn)?shù)。
如上面簡(jiǎn)單提到的， 一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)器監(jiān)測(cè)壓力生成器14操作的一個(gè) 或多個(gè)方面。在圖1所描繪的實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)器包括扭矩監(jiān)測(cè) 器22和旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器24。扭矩監(jiān)測(cè)器22監(jiān)測(cè)與電機(jī)26生成的扭矩有關(guān)的信 息。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，與電機(jī)26生成的扭矩有關(guān)的信息包括與電機(jī) 26從電源30引出的電流有關(guān)的信息(例如，電機(jī)26—個(gè)腿上的電流、電 機(jī)26兩個(gè)腿上的電流、電機(jī)26三個(gè)腿上的電流、通量等)。監(jiān)測(cè)與電機(jī)26 從電源30引出的電流有關(guān)的信息包括提供表示以預(yù)先確定的間隔(例如， 以采樣率)引出的電流量的讀數(shù)。電機(jī)26引出的電流量與電機(jī)26生成的 扭矩有關(guān)。
雖然下面將討論關(guān)于按照與電機(jī)26生成的扭矩有關(guān)的信息對(duì)電機(jī)26 引出電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)的本發(fā)明的各個(gè)方面，但這只是為了便于說明?？梢詷?gòu) 想能夠?qū)﹄姍C(jī)26生成扭矩的其他度量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。例如，采用能夠?qū)τ嘘P(guān)力 的信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)的傳感器，以提供與電機(jī)26生成的扭矩有關(guān)的信息。作為 另一個(gè)示例，扭矩本身可由設(shè)置于電機(jī)26內(nèi)的內(nèi)置傳感器或者由設(shè)置的分 離式傳感器進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以產(chǎn)生由電機(jī)26生成的扭矩讀數(shù)。
旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器24監(jiān)測(cè)與電機(jī)26和/或葉輪28旋轉(zhuǎn)有關(guān)的信息。對(duì)與電機(jī) 26和/或葉輪28的旋轉(zhuǎn)有關(guān)的信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)可包括以預(yù)先確定的間隔提供 電機(jī)26和/或葉輪28的旋轉(zhuǎn)速度讀數(shù)。應(yīng)該意識(shí)到一個(gè)或兩個(gè)監(jiān)測(cè)器22 和24可能包括或可能不包括集成到壓力生成器14中的單獨(dú)硬件傳感器。 例如，在一個(gè)實(shí)施例中，扭矩監(jiān)測(cè)器22是設(shè)置于系統(tǒng)10內(nèi)的安培計(jì)，以 便直接測(cè)量供應(yīng)給電機(jī)26的電流，而在另一實(shí)施例中將扭矩監(jiān)測(cè)器22集 成到控制供應(yīng)給電機(jī)26的能量的處理器18內(nèi)的模塊中(例如控制模塊58)。
處理器18接收與電機(jī)26生成的扭矩有關(guān)的信息和來自監(jiān)測(cè)器22和24 的電機(jī)26和/或葉輪28的旋轉(zhuǎn)信息，并根據(jù)該信息確定與給患者12輸送的 加壓呼吸氣流的流量、壓力和/或體積有關(guān)的信息。處理器18對(duì)確定的信息 進(jìn)行平衡，以便根據(jù)一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的患者治療法則，對(duì)提供加壓呼 吸氣流的壓力生成器14進(jìn)行控制。如此處所用的，術(shù)語"預(yù)先確定的患者治療法則"指代給患者12輸送 加壓呼吸氣流使得一個(gè)或多個(gè)加壓呼吸氣流的流量、壓力和/或體積根據(jù)一 個(gè)或多個(gè)因素進(jìn)行改變的法則。這可包括根據(jù)患者12的呼吸(例如，根據(jù)
患者12的吸氣和/或呼氣觸發(fā)改變)、根據(jù)預(yù)先確定的計(jì)時(shí)間隔、根據(jù)患者 12的身體姿勢(shì)和/或根據(jù)一個(gè)或多個(gè)其他預(yù)先確定的事件或觸機(jī)改變一個(gè) 或多個(gè)加壓呼吸氣流的流量、壓力和/或體積。作為另一示例，為了保持流 量、壓力和/或體積中的另一個(gè)基本恒定(例如，CPAP通氣)，可改變一個(gè) 或多個(gè)加壓呼吸氣流的流量、壓力和/或體積。
在另一種形式中，呼吸治療療法(即，患者治療法則)涉及給患者提 供雙水平的正壓治療。在該治療療法中，給患者氣道輸送的流體壓力與患 者的呼吸周期一同變化或同步，以便使療效最佳并使患者感到舒服。在吸 氣期間，患者接收氣道吸氣正壓(IPAP)，而在呼氣期間，患者接收比IPAP 低的氣道呼氣正壓(EPAP)。提供"雙水平"壓力支持的壓力支持設(shè)備的示 例(其中在患者呼氣階段比吸氣階段給患者輸送更低的壓力)是由 Respironics， Inc. of Pittsburgh, Pennsylvania制造并分銷的BiPAP⑧系列的設(shè) 備。值得注意的是，雙水平的治療可提供具有多種不同模式的壓力波形。 例如，能以傳統(tǒng)方波或以更加逼真地模擬健康人類的波形壓力或流動(dòng)波形 的方式輸送所述壓力。
進(jìn)一步眾所周知地是提供呼吸治療療法，其中給患者提供的壓力根據(jù) 所探測(cè)的患者狀況(諸如患者是正在打鼾還是正在經(jīng)歷呼吸暫停、呼吸不 足或打鼾)自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。將該呼吸治療技術(shù)稱之為自動(dòng)滴定類型的壓力 支持，因?yàn)樗鰤毫χС衷O(shè)備試圖對(duì)只有必須接受障礙性呼吸治療的患者 提供壓力。根據(jù)患者是否打鼾而對(duì)輸送給患者的壓力進(jìn)行調(diào)整的設(shè)備示例 是由Respironics， Inc.制造并分銷的REMstar 自動(dòng)設(shè)備。
能提出其他模式的對(duì)患者提供正壓的其他壓力支持設(shè)備也是熟知的。 例如，成比例輔助通氣(PAV )模式的壓力支持提供正壓療法，其中給患 者輸送的氣體壓力與患者的呼吸動(dòng)作一同變化，從而增強(qiáng)患者的舒適感。 均授予Younes的美國(guó)專利Nos.5,044，362和5,107,830 (其內(nèi)容作為參考結(jié) 合于此)教導(dǎo)了能夠在PAV模式中進(jìn)行操作的壓力支持設(shè)備。
成比例氣道正壓(PPAP)設(shè)備根據(jù)患者生成的流量給患者輸送呼吸氣體。美國(guó)專利Nos.5，535,738;5,794,615;6，105,575;6，609,517;和6,932,084 (共 同稱之為"PPAP專利")(其內(nèi)容作為參考結(jié)合于此)教導(dǎo)了能夠在PPAP 模式中進(jìn)行操作的壓力支持設(shè)備。根據(jù)患者的呼吸流量對(duì)輸送給患者的壓 力進(jìn)行調(diào)整的設(shè)備示例是由Respironics， Inc.制造并分銷的REMstar Pro， Plus或Auto w他C-FlexTM或Bi-Flex⑧設(shè)備。術(shù)語"C-Flex"指代提供CPAP
呼吸治療療法的設(shè)備，其中給患者輸送的壓力與呼氣期間的流量成比例地 降低。術(shù)語"Bi-Flex"指代提供雙水平呼吸治療療法的設(shè)備，其中IPAP或 EPAP壓力進(jìn)一步與流量成比例地降低。
同樣眾所周知的是，可提供這些呼吸療法的組合。例如，具有C-Flex的 CPAP設(shè)備可以是自動(dòng)滴定的(諸如REMstar Auto withC-Flex )，使得 CPAP壓力在治療期間根據(jù)所監(jiān)測(cè)的患者狀況而改變。類似地，具有Bi-Flex 的雙水平設(shè)備可以是自動(dòng)滴定的(諸如8" ^@八1^0 ^1181^^乂71^)，使得 IPAP和EPAP壓力在治療期間根據(jù)所監(jiān)測(cè)的患者狀況而改變。在自動(dòng)滴定 的雙水平設(shè)備中，IPAP和EPAP之間的差別(將其稱之為壓力支持(PS)) 可根據(jù)自動(dòng)滴定法則而變化，或者它可依據(jù)如何對(duì)所述設(shè)備進(jìn)行配置而保 持恒定。
上面所述的是預(yù)先確定的患者治療法則的示例，并可包括CPAP、雙水 平通氣、C-Flex、 A-Flex、 B-Flex、自動(dòng)滴定、成比例輔助通氣(PAV)或 自動(dòng)伺服通氣及其組合。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)先確定的患者治療法則提供 設(shè)計(jì)成解決呼吸暫停、呼吸不足、氣流受限、cheyne-stoke呼吸和/或其他呼 吸現(xiàn)象中的一個(gè)或多個(gè)的療法。包括在預(yù)先確定的患者治療法則實(shí)施中的 操作可包括泄漏估計(jì)、吸氣/呼氣狀態(tài)、觸發(fā)、患者回路壓力、泄漏補(bǔ)償法 則和/或其他操作。
存儲(chǔ)器20提供可操作地與處理器18耦合的電子可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。在圖1 中用箭頭描繪了這種可操作的耦合。存儲(chǔ)器20可包括光學(xué)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例 如光盤等)、磁性可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，磁帶、磁性硬盤驅(qū)動(dòng)、軟盤驅(qū)動(dòng)等)、 固態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，閃驅(qū)等)和/或其他電子可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。存儲(chǔ)器20 可存儲(chǔ)軟件算法、數(shù)據(jù)和/或能夠使處理器18正確運(yùn)行的其他信息。
在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)10包括在處理器18和操作者或患者12之間提 供接口的用戶接口44。這能夠使信息、數(shù)據(jù)和/或指令以及任何其他通訊事項(xiàng)(共同稱之為"數(shù)據(jù)")在用戶和處理器18之間進(jìn)行通訊。該數(shù)據(jù)可通
過圖1中箭頭所描繪的可操作通訊鏈路從用戶接口 44向處理器18進(jìn)行通 訊。適于包括在接口44中的常規(guī)輸入設(shè)備的示例包括按鍵、按鈕、開關(guān)或 鍵盤。適于包括在接口44中的常規(guī)輸出設(shè)備的示例包括顯示器、光或其他
可視標(biāo)記或基于聲音的設(shè)備，諸如揚(yáng)聲器。
可以理解本發(fā)明也可構(gòu)想其他通訊技術(shù)(硬連線或無線)作為接口 44。
例如，本發(fā)明構(gòu)想提供智能卡終端，其能夠?qū)?shù)據(jù)從所述智能卡加載到處 理器18中或從處理器18加載到智能卡上。其他合適用于壓力支持系統(tǒng)10 的示范性接口設(shè)備和技術(shù)包括但不限于RS-232端口 、 CD讀取器/書寫器、 DVD讀取器/書寫器、RF鏈路和IR鏈路、(電話、有線或其他設(shè)備的)調(diào) 制解調(diào)器?？傊?，本發(fā)明構(gòu)想用于提供、接收或與處理器18交互數(shù)據(jù)的任 何技術(shù)作為接口44。
回到處理器18，應(yīng)該意識(shí)到，雖然圖1中將處理器18顯示為一個(gè)實(shí)體， 但這只是為了便于說明。在一些實(shí)施中，處理器18可包括多個(gè)處理單元。 這些處理單元可以是物理上位于同一設(shè)備內(nèi)(例如，位于系統(tǒng)10的外罩36 內(nèi))，或者處理器18可代表協(xié)同操作的多個(gè)設(shè)備的處理性能。在實(shí)施多個(gè) 設(shè)備的情形中，在各設(shè)備之間形成可操作通訊鏈路，從而在其之間進(jìn)行通 訊和協(xié)作。例如，在一些實(shí)施例中，處理器18可包括相對(duì)于系統(tǒng)10的其 他部件(例如主計(jì)算機(jī))而言處于外部的一個(gè)或多個(gè)處理器、全部包括于 系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)部件中的一個(gè)或多個(gè)處理器(例如，全部包括在外罩 36內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)處理器，等)或者兩者。在一些情況中，相對(duì)于系統(tǒng)IO 內(nèi)的其他部件而言處于外部的各處理器給和系統(tǒng)10內(nèi)的各部件集成在一起 的各處理器提供剩余的處理，和/或(各)外部處理器可提供額外的處理， 以確定與系統(tǒng)10的操作和/或給患者12輸送的加壓呼吸氣流有關(guān)的附加信
如圖1所示，在一個(gè)實(shí)施例中處理器18包括扭矩調(diào)整模塊46、流量模 塊50、壓力模塊52、體積模塊54、治療模塊56和控制模塊58。模塊46、 50、 52、 54、 56和/或58能夠以軟件、硬件、固件、 一些軟件、硬件和/或 固件的組合來實(shí)施，以及/或以其他方式實(shí)施。應(yīng)該意識(shí)到雖然在圖1中將 模塊46、 50、 52、 54、 56和/或58描繪成共同位于一個(gè)處理單元內(nèi)，但是在處理器18包括多個(gè)處理單元的不同的實(shí)施中，模塊46、 50、 52、 54、 56 和/或58可能在距其他模塊很遠(yuǎn)的地方定位，并且模塊46、 50、 52、 54、 56和/或58之間可操作的通訊經(jīng)一個(gè)或多個(gè)通訊鏈路而實(shí)現(xiàn)。這種通訊鏈 路可以是無線的或硬連線的。
扭矩調(diào)整模塊46對(duì)與扭矩監(jiān)測(cè)器22提供的、由電機(jī)26生成的扭矩有 關(guān)的信息進(jìn)行調(diào)整。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，扭矩調(diào)整模塊46對(duì)扭矩監(jiān)測(cè) 器22提供的、由電機(jī)26引出的電流讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整。如上面提到的，電機(jī) 26引出的電流量與電機(jī)26生成的扭矩有關(guān)。這種關(guān)系可表示為
T=KT*I， (1)
其中T代表電機(jī)26生成的扭矩，KT與電機(jī)扭矩感應(yīng)常數(shù)有關(guān)，而I 代表電機(jī)26從電源30引出的電流?？蓪?duì)公式(1)中表達(dá)的關(guān)系進(jìn)行平衡 以便根據(jù)電機(jī)26引出的總電流，確定電機(jī)26生成的扭矩總量。然而，加 壓呼吸氣流的各個(gè)參數(shù)(例如，流速、壓力、體積等)并非(根據(jù)電機(jī)26 生成的總扭矩)相似地進(jìn)行確定，因?yàn)椴⒎请姍C(jī)26生成的所有扭矩都傳送 給葉輪28和/或加壓呼吸氣流。由扭矩調(diào)整模塊46進(jìn)行的對(duì)電流讀數(shù)和/ 或與電機(jī)26生成的扭矩有關(guān)的其他度量進(jìn)行的調(diào)整，能夠從扭矩監(jiān)測(cè)器22 提供的信息中增強(qiáng)一個(gè)或多個(gè)加壓呼吸氣流參數(shù)的確定。
隨著驅(qū)動(dòng)電機(jī)26以旋轉(zhuǎn)葉輪28，電機(jī)26生成的扭矩等于電機(jī)26/葉輪 28系統(tǒng)受到的反作用力之和。這可大體表達(dá)如下
T電機(jī)-T流動(dòng)+T風(fēng)力修正+丁摩擦+T加速度+丁其它， (2 )
其中T電機(jī)代表電機(jī)26生成的總扭矩，T流動(dòng)代表隨著葉輪28旋轉(zhuǎn)穿過 所述氣體，由呼吸氣流對(duì)葉輪28所施加扭矩(例如，與對(duì)所述氣體進(jìn)行加 壓的壓迫力相對(duì)應(yīng))，T風(fēng)力修正代表電機(jī)26由于電機(jī)26內(nèi)整體產(chǎn)生的風(fēng)力修 正而經(jīng)歷的扭矩，T 擦代表電機(jī)26/葉輪28系統(tǒng)中由于摩擦/靜摩擦而損耗 的扭矩，T加速度代表用于改變?nèi)~輪28的旋轉(zhuǎn)速度的扭矩(例如，由于慣性)， 而T ^代表被電機(jī)26/葉輪28系統(tǒng)所經(jīng)歷的一個(gè)或多個(gè)其他扭轉(zhuǎn)所損耗的 扭矩。例如，T郞包括作用于葉輪28上的扭矩，諸如(1)葉輪浸沒其中 的介質(zhì)的流體屬性；和(2)吹風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)或配置。
由于電機(jī)26生成的扭矩(T電機(jī))與電機(jī)26從電源30引出的電流(I電 機(jī))之間的關(guān)系(公式(1)所描繪的)，并且根據(jù)公式(2)，電機(jī)26從電源30引出的電流(I總量)可分解成與電機(jī)26生成的總扭矩(T電機(jī))的各個(gè)
部分相對(duì)應(yīng)的各個(gè)部分。這可描繪如下
I總量=1流動(dòng)+I風(fēng)力修正+I摩擦+I加速度+I其它， (3)
其中I總s代表電機(jī)26引出的總電流，I流動(dòng)代表電機(jī)26為生成T流動(dòng)部分 而引出的電流，I風(fēng)力修正代表電機(jī)26為生成等于且與T風(fēng)力修正反向的扭矩而引 出的電流，I摩擦代表電機(jī)26為生成等于且與T摩擦反向的扭矩而弓1出的電流， I加速度代表電機(jī)26為生成等于且與T加速度反向的扭矩而引出的電流，而I其它 代表電機(jī)26為生成等于且與T ^反向的扭矩而弓I出的電流。
為了便于從反映電機(jī)26生成總扭矩(例如，在一個(gè)實(shí)施例中的I總量) 的扭矩監(jiān)測(cè)器22所提供的信息中增強(qiáng)由電機(jī)26通過葉輪28的旋轉(zhuǎn)所生成 的加壓呼吸氣流的流速、壓力和/或體積測(cè)量的確定，扭矩調(diào)整模塊46調(diào)整 所述信息，使得所調(diào)整的信息更精確地對(duì)應(yīng)呼吸氣體對(duì)所述葉輪施加的扭 矩。例如，在扭矩監(jiān)測(cè)器22提供與電機(jī)26引出電流有關(guān)的信息的一個(gè)實(shí) 施例中，調(diào)整后的電流測(cè)量將更真實(shí)地反應(yīng)與扭矩成分(或T流動(dòng))相對(duì)應(yīng) 的電流成分(該電流成分在公式(3)中表示為I流動(dòng))，所述扭矩成分與葉輪 28的旋轉(zhuǎn)造成加壓呼吸氣流的壓縮相關(guān)聯(lián)。使用公式(1)中描繪的電流和 扭矩之間的關(guān)系，依據(jù)I,將T,表達(dá)如下
T流動(dòng)=1^1"*1流動(dòng) (4) 在調(diào)整扭矩監(jiān)測(cè)器22提供的(I腫的)電流讀數(shù)以便與I流動(dòng)更加一致 的過程中，扭矩調(diào)整模塊46確定一個(gè)或多個(gè)電機(jī)26引出的電流成分，所 述成分與電機(jī)26生成的總扭矩量(T *機(jī))和呼吸氣體對(duì)葉輪28施加的扭矩 (T流動(dòng))之間的至少一部分差異相對(duì)應(yīng)。例如，這些電流成分可包括I風(fēng)力修 正、I摩擦、I加速度等。然后扭矩調(diào)整模塊46通過去除己經(jīng)確定的多余電流成分 (例如，通過從I總量中減去I風(fēng)力修正、1 擦和/或1加速度)來調(diào)整扭矩監(jiān)測(cè)器22 提供的I.M的讀數(shù)。
同樣應(yīng)該意識(shí)到，由于電機(jī)26/葉輪28運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)屬性，用于改變?nèi)~ 輪28旋轉(zhuǎn)速度的電機(jī)26生成的扭矩(T力魄s)可表達(dá)如下 T加速度Jn^a， (5) 其中Jm是電機(jī)26/葉輪28系統(tǒng)的慣性力矩；而a代表在葉輪28旋轉(zhuǎn)速 度的增加或減少期間電機(jī)26/葉輪28系統(tǒng)的角加速度。類似地，對(duì)公式(l)中描繪的關(guān)系進(jìn)行平衡，T加速度可書寫成
丁加速度-Kt承I加速度 (6) 組合公式5和6能夠?qū) ^Es依據(jù)電機(jī)26/葉輪28系統(tǒng)的角加速度(oc) 書寫成如下
I加速度Jm/kt氺(x (7)
扭矩調(diào)整模塊46對(duì)a與I加速度之間的關(guān)系進(jìn)行平衡，以便從a的測(cè)量或 估計(jì)中確定I加速度。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，(例如，經(jīng)由制造時(shí)的校準(zhǔn)、編 程等)KT和Jm是己知的，并且扭矩調(diào)整模塊46可根據(jù)公式(7)基于所測(cè) 量的或所估計(jì)的a來確定I加艦。在另一實(shí)施例中，對(duì)于多個(gè)不同的a，可先 驗(yàn)地確定作為a函數(shù)的I ^s，并將結(jié)果保存在可由扭矩調(diào)整模塊46訪問的 査詢表中，從而根據(jù)所測(cè)量的或所估計(jì)的a來確定I力^度。
在一個(gè)實(shí)施例中，并非直接測(cè)量a。相反，在如圖l所示的實(shí)施例中， 系統(tǒng)10只包括葉輪28的旋轉(zhuǎn)速度監(jiān)測(cè)器，而不包括它的旋轉(zhuǎn)加速度監(jiān)測(cè) 器。這并非擬進(jìn)行限定，因?yàn)橐恍?shí)施例包括直接監(jiān)測(cè)葉輪28的旋轉(zhuǎn)加速 度并將葉輪28的旋轉(zhuǎn)加速度讀數(shù)(例如以預(yù)先確定的時(shí)間間隔)提供給扭 矩調(diào)整模塊46的旋轉(zhuǎn)加速度監(jiān)測(cè)器。然而，在不直接測(cè)量葉輪28旋轉(zhuǎn)加 速度的實(shí)施例中，根據(jù)旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器24提供的葉輪28的旋轉(zhuǎn)速度讀數(shù)，扭 矩調(diào)整模塊46可確定葉輪28的瞬時(shí)cc的近似值或估計(jì)。例如，旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器 24提供的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)速度讀數(shù)(例如兩個(gè)最新的讀數(shù))間的差異可用作a的測(cè) 量結(jié)果(例如，cot-rcot"a，其中C0t代表時(shí)間t時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度，而(Ow代表實(shí) 際t-l時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度)。在一些情形中，連同兩次讀數(shù)之間的時(shí)間間隔(例
如，提供這種測(cè)量結(jié)果的采樣周期(T)(例如，一同使用這
一差異。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度時(shí)間上最近的讀數(shù)對(duì)進(jìn)行的兩 次或多次a的測(cè)量取平均，以確定葉輪28的a的代表值。在一個(gè)實(shí)施例中， 確定a的閉環(huán)估計(jì)包括將電機(jī)26/葉輪28的旋轉(zhuǎn)速度與a估計(jì)的時(shí)間積分相 比較(例如，根據(jù)上述其中一種方法實(shí)施)以便進(jìn)一步完善a的估計(jì)。
在一個(gè)實(shí)施例中，假設(shè)T風(fēng)力修正和T摩擦(以及對(duì)應(yīng)的電流成分I風(fēng)力修正和I 摩擦)可以忽略不計(jì)，并且扭矩調(diào)整模塊46確定I加艦(例如，如上所述)，
或扭矩度量的其他一些對(duì)應(yīng)成分，并相應(yīng)地調(diào)整IfiS，或扭矩度量的其他一
些對(duì)應(yīng)成分。然而，應(yīng)該意識(shí)到，該實(shí)施例并非擬進(jìn)行限定，而在其他實(shí)
施例中，可類似地確定或調(diào)整lM力^E和I自的一個(gè)或兩個(gè)，或者扭矩度量的其他一些對(duì)應(yīng)成分。例如，為了調(diào)整I加速度，扭矩調(diào)整模塊46從總電流(在 扭矩監(jiān)測(cè)器22提供的對(duì)應(yīng)讀數(shù)中指代為I ^歪)中減去由扭矩調(diào)整模塊46為 I加速度確定的值。所述調(diào)整能夠使扭矩調(diào)整模塊46提供和電機(jī)26引出的、 與葉輪28提供給加壓呼吸氣流的壓縮力相對(duì)應(yīng)的電流成分(I流s)近似相 等的調(diào)整后的電流。
從公式(5)中應(yīng)該意識(shí)到，由于葉輪28的a降低，T加速度和由扭矩調(diào) 整模塊46對(duì)T柳進(jìn)行的對(duì)應(yīng)調(diào)整同樣將變得更小。因此，在電機(jī)26以基 本恒定的速度驅(qū)動(dòng)葉輪28的期間，扭矩調(diào)整模塊46對(duì)加壓呼吸氣流的流 速、壓力和/或體積的確定施加的影響將相對(duì)變小。然而，當(dāng)葉輪28的速度 改變時(shí)，扭矩調(diào)整模塊46進(jìn)行的調(diào)整將變得更大，并將顯著增強(qiáng)系統(tǒng)10 的加壓呼吸氣流流速、壓力和/或體積的確定精度。
將流量模塊50配置成確定由葉輪28的旋轉(zhuǎn)所生成的加壓呼吸氣流的 流速。流量模塊50根據(jù)呼吸氣流的流速是葉輪28旋轉(zhuǎn)速度以及葉輪28對(duì) 氣體施加壓縮力(例如與T縫對(duì)應(yīng)的葉輪28給氣體施加的力)的函數(shù)的原 理，確定所述流速。在一個(gè)實(shí)施例中，流量模塊50平衡T流s與I流量(上面 公式(1)中所述)以及旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器24提供的旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量結(jié)果之間的關(guān) 系，以便根據(jù)旋轉(zhuǎn)速度的測(cè)量結(jié)果和電流調(diào)整模塊46提供的、由電機(jī)26 從電源30引出的電流的調(diào)整后測(cè)量結(jié)果(例如I縫的確定)來確定加壓呼 吸氣流的流速。
例如，流量模塊50包括先驗(yàn)預(yù)先確定的電流、速度和流變曲線的代表， 所述流變曲線作為葉輪28的旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量結(jié)果和所調(diào)整的電流測(cè)量結(jié)果 (例如，1^的確定)的函數(shù)返回加壓呼吸氣流的流速。所述電流、速度和 流變曲線的代表包括査詢表，所述査詢表包括來自預(yù)先確定的曲線、預(yù)先 確定的曲線的數(shù)學(xué)模型和/或三個(gè)可變函數(shù)或曲線的其他代表的值。作為示 例，圖2描繪了電流、速度和流變曲線。
回到圖1，將壓力模塊52配置成確定由葉輪28的旋轉(zhuǎn)所生成的加壓呼 吸氣流的壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，壓力模塊52根據(jù)(例如，由流量模塊50 所確定的)所述氣體的流速來確定呼吸氣流的壓力。在根據(jù)所述氣體的流 速確定呼吸氣流的壓力中，壓力模塊52考慮患者回路16的多個(gè)變量。壓 力模塊52所考慮的患者回路16的變量包括一個(gè)或多個(gè)回路橫截面、回路路徑長(zhǎng)度、患者回路16中幵孔的幾何結(jié)構(gòu)(例如，大小、形狀等)、開孔
在患者回路16上的位置、患者接口設(shè)備40的一個(gè)或多個(gè)方面，以及/或其 他患者回路16的變量。應(yīng)該意識(shí)到，如此處關(guān)于系統(tǒng)10所描述的，首先 確定加壓呼吸氣流的流速，然后根據(jù)該流速確定呼吸氣流的壓力并非是擬 進(jìn)行限定。在一些實(shí)施例中，壓力模塊52使用預(yù)先確定的曲線(例如，如 上關(guān)于流量模塊50使用預(yù)先確定的流量、速度和電流曲線所述)，從葉輪 28的旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量結(jié)果和調(diào)整后的電機(jī)26生成的扭矩測(cè)量結(jié)果(或相關(guān)度 量)，直接確定呼吸氣流的壓力。
將體積模塊54配置成確定葉輪28的旋轉(zhuǎn)所生成的加壓呼吸氣流的體 積測(cè)量。在一個(gè)實(shí)施例中，體積模塊54根據(jù)所述氣體的流速(例如由流量 模塊50所確定的)，確定呼吸氣流的體積測(cè)量。然而，應(yīng)該意識(shí)到，如此 處關(guān)于系統(tǒng)10所描述的，首先確定加壓呼吸氣流的流速，然后根據(jù)該流速 確定呼吸氣流的體積測(cè)量并非是擬進(jìn)行限定。在一些實(shí)施例中，體積模塊 54使用預(yù)先確定的曲線(例如，如上關(guān)于流量模塊50使用預(yù)先確定的流量、 速度和電流曲線所述)，從葉輪28的旋轉(zhuǎn)速度測(cè)量結(jié)果和調(diào)整后的電機(jī)26 生成的扭矩測(cè)量結(jié)果(或相關(guān)度量)，直接確定呼吸氣流的體積測(cè)量結(jié)果。
治療模塊56分析由一個(gè)或多個(gè)流量模塊50、壓力模塊52和/或體積模 塊54確定的加壓呼吸氣流的各個(gè)參數(shù)，以便根據(jù)預(yù)先確定的患者治療法則， 確保給患者12提供的呼吸氣流。為了執(zhí)行這一功能，治療模塊56可分析 相關(guān)(各)參數(shù)，以確定與患者12呼吸有關(guān)的信息(例如，患者吸氣和/ 或呼氣的開始和/或結(jié)束、呼吸活動(dòng)、呼吸計(jì)時(shí)、與患者12呼吸有關(guān)的其他 信息等)和/或?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)測(cè)量參數(shù)的當(dāng)前水平與一個(gè)或多個(gè)測(cè)量參數(shù)的 理想水平相比較。根據(jù)這些和其他分析，治療模塊56確定應(yīng)該進(jìn)行的調(diào)整， 以便確保以恰當(dāng)?shù)姆绞捷斔秃粑鼩饬?。例如，治療模塊58可根據(jù)患者12 的呼吸模式、患者12的身體姿勢(shì)和/或其他現(xiàn)象，動(dòng)態(tài)確定應(yīng)該增加或減少 氣流的流速和/或壓力。
如上所述，預(yù)先確定的患者治療法則可包括CPAP、雙水平、C-Flex、 A-Flex、 bi-Flex、自動(dòng)滴定、成比例氣道正壓輔助通氣治療或自動(dòng)伺服通氣。 在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)先確定的患者治療法則提供設(shè)計(jì)成解決呼吸暫停、呼 吸不足、氣流受限、Cheyne-Stokes呼吸和/或其他呼吸現(xiàn)象中一個(gè)或多個(gè)的療法。包括在治療模塊56所實(shí)施的預(yù)先確定的患者治療法則的操作可包括 泄漏估計(jì)、吸氣/呼氣狀態(tài)、觸發(fā)、患者回路壓力、泄漏補(bǔ)償法則和/或其他 操作。
控制模塊58控制壓力生成器14，以便根據(jù)預(yù)先確定的患者治療法則給 患者12提供加壓的呼吸氣流。在一個(gè)實(shí)施例中，這包括控制壓力生成器14， 以便對(duì)從治療模塊56傳達(dá)給控制模塊58的、加壓呼吸氣流的流速、壓力 和/或體積進(jìn)行調(diào)整(例如，如上所確定的)。控制模塊58控制壓力生成器 14，以便通過例如控制電機(jī)26生成的扭矩量來增大或降低葉輪28的旋轉(zhuǎn) 速度，從而提供呼吸氣流的流速、壓力和/或體積中的適當(dāng)?shù)脑龃蠡蚪档汀?br> 葉輪28旋轉(zhuǎn)速度中的這些增大或降低產(chǎn)生了扭矩調(diào)整模塊46進(jìn)行的 調(diào)整在確定呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)中(由于上述原因)變得非常重要 的時(shí)期。在不包括扭矩調(diào)整模塊46功能的壓力支持系統(tǒng)中，在這些時(shí)期壓 力生成器一個(gè)或多個(gè)部件經(jīng)歷的慣性會(huì)妨礙這些系統(tǒng)精確確定一個(gè)或多個(gè) 氣流參數(shù)，直到葉輪28的旋轉(zhuǎn)速度"穩(wěn)定"到相對(duì)恒定的速度。這會(huì)在這 些系統(tǒng)中造成滯后，阻礙預(yù)先確定的患者治療法則的實(shí)施。
圖3包括流程圖，描繪了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的給患者氣道輸送 加壓呼吸氣流的方法60。應(yīng)該意識(shí)到，雖然在關(guān)于由系統(tǒng)10各部件(例如， 圖1中描繪并如上所述)執(zhí)行的方法60的各種操作下進(jìn)行了具體的介紹， 但這只是為了便于描述。在其他實(shí)施例中，可采用除系統(tǒng)10以外的其他系 統(tǒng)來執(zhí)行方法60的一些或所有操作。
方法60包括操作62，其中電機(jī)生成驅(qū)動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體主體的 扭矩。隨著葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)葉輪施加扭矩，而 葉輪對(duì)呼吸氣體的主體施加相應(yīng)的壓縮力，生成給患者輸送的加壓呼吸氣 流。電機(jī)由從電源引出的電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，電機(jī)可包括類 似于電機(jī)26 (例如，圖1中描繪并如上所述)的電機(jī)，而葉輪可包括類似 于葉輪28 (例如，圖l中描繪并如上所述)的葉輪。
在操作64中，確定與電機(jī)/葉輪系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息。這可包括 提供電機(jī)/葉輪系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)速度的周期性讀數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，操作64 可由類似于旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器24 (例如，圖1中描繪并如上所述)的旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器 來運(yùn)行。在操作66中，確定與電機(jī)生成的扭矩有關(guān)的信息。這可包括提供指示 電機(jī)生成的扭矩量的一個(gè)或多個(gè)度量(例如，電流、通量、力、扭矩等) 的周期性讀數(shù)。值得注意的是，測(cè)量通量包括測(cè)量電機(jī)內(nèi)或電機(jī)外的繞組 通量和/或磁通量。如果電流是所監(jiān)測(cè)的度量，則可以理解，電流能以多種 方式的任意其中一種進(jìn)行監(jiān)測(cè)，諸如基于流電或通量的電流測(cè)量技術(shù)。在
一個(gè)實(shí)施例中，操作66可由類似于扭矩監(jiān)測(cè)器22 (例如，圖1中描繪并如 上所述)的扭矩監(jiān)測(cè)器進(jìn)行實(shí)施。
在操作68中，對(duì)指示電機(jī)生成扭矩的讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整以說明電機(jī)生成的 扭矩與呼吸氣流施加給葉輪的扭矩之間的至少一部分差異。該差異可包括 以下差異中的一種或多種由電機(jī)/葉輪系統(tǒng)中的摩擦造成的一部分差異、 由風(fēng)力修正引起的一部分差異、由葉輪旋轉(zhuǎn)速度的加速和/或減速引起的一 部分差異，以及/或者由電機(jī)/葉輪系統(tǒng)經(jīng)歷的其他扭矩造成的一部分差異。 在一個(gè)實(shí)施例中，操作68包括(i)確定與電機(jī)生成的扭矩和呼吸氣體主體 施加給葉輪的扭矩之間至少一部分差異有關(guān)的信息成分，和(ii)通過從與 電機(jī)生成扭矩總量有關(guān)的信息中減去與電機(jī)生成的扭矩和呼吸氣體主體施 加給葉輪的扭矩之間的一部分差異相關(guān)的確定的信息成分，調(diào)整與電機(jī)生 成的扭矩總量有關(guān)的信息讀數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，操作68由類似于扭矩調(diào) 整模塊46 (例如，圖1中描繪并如上所述)的扭矩調(diào)整模塊來運(yùn)行。
在操作70中，根據(jù)有關(guān)操作68中確定的調(diào)整后扭矩信息，確定加壓 呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。因此，在操作70中確定的一個(gè)或多個(gè)加壓呼 吸氣流的參數(shù)反映了對(duì)電機(jī)生成的扭矩與呼吸氣體主體施加給葉輪的扭矩 之間至少一部分差異進(jìn)行調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例中，操作70包括根據(jù)與電機(jī) 生成扭矩有關(guān)的調(diào)整后信息和與葉輪的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息(例如，由操 作64提供)，確定加壓呼吸氣流的流速、壓力和/或體積中一個(gè)或多個(gè)。在 一個(gè)實(shí)施例中，操作70由類似于流量模塊50、壓力模塊52和/或體積模塊 54 (例如，圖1中描繪并如上所述)的流量模塊、壓力模塊和/或體積模塊 中的一個(gè)或多個(gè)來執(zhí)行。
根據(jù)在操作70中確定的一個(gè)或多個(gè)加壓呼吸氣流的參數(shù)，可根據(jù)預(yù)先 確定的患者治療法則輸送加壓呼吸氣流。例如，在操作72中，根據(jù)預(yù)先確 定的患者治療法則確定對(duì)一個(gè)或多個(gè)加壓呼吸氣流的參數(shù)的調(diào)整，并在操作74中，確定對(duì)電機(jī)/葉輪系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)方面(例如，扭矩、旋轉(zhuǎn)速度
等)進(jìn)行的調(diào)整以提供操作72中確定的調(diào)整。然后在操作62中執(zhí)行操作 74所確定的對(duì)一個(gè)或多個(gè)方面的電機(jī)/葉輪系統(tǒng)操作的調(diào)整。在一個(gè)實(shí)施例 中，操作72和74分別可由分別類似于治療模塊56和控制模塊58 (例如，
圖1中描繪并如上所述)的治療模塊和控制模塊來執(zhí)行。
以上關(guān)于旋轉(zhuǎn)電機(jī)描述了本發(fā)明?？梢岳斫?，本發(fā)明同樣可應(yīng)用線性 電機(jī)。在這種情形中，將扭矩表示為力，而本發(fā)明的所有其他方面可適用 于線性電機(jī)中。此外，術(shù)語"葉輪"擬包括適于移動(dòng)流體的任何結(jié)構(gòu)，不 論是旋轉(zhuǎn)的、線性的或是其他結(jié)構(gòu)。
雖然為了便于描述，根據(jù)當(dāng)前認(rèn)為是最實(shí)際且最優(yōu)選的實(shí)施例己經(jīng)詳 細(xì)描述了本發(fā)明，但是可以理解，這些細(xì)節(jié)只是用來說明公開的實(shí)施例并 且本發(fā)明并不限于所公開的各實(shí)施例，相反，本發(fā)明擬覆蓋隨附權(quán)利要求 的精神和范圍內(nèi)的多種修改和等同布置。例如，可以理解，在盡可能的程 度上本發(fā)明構(gòu)想，任何實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)特征可與任何其他實(shí)施例的一 個(gè)或多個(gè)特征進(jìn)行組合。
權(quán)利要求
1、一種給患者的氣道輸送加壓呼吸氣流的壓力支持系統(tǒng)(10)，所述系統(tǒng)包括壓力生成器(14)，其包括葉輪(28)和電機(jī)(26)，將所述電機(jī)配置成生成扭矩，將所述葉輪耦合到所述電機(jī)，使得將所述電機(jī)生成的至少一部分所述扭矩提供給所述葉輪，以驅(qū)動(dòng)所述葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體，其中，隨著所述葉輪旋轉(zhuǎn)穿過所述呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)所述葉輪施加扭矩，而所述葉輪對(duì)所述呼吸氣體的主體施加相應(yīng)的力，所述呼吸氣體的主體生成給患者輸送的加壓呼吸氣流；扭矩監(jiān)測(cè)器(22)，將其配置成確定與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息；旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器(24)，將其配置成確定與所述葉輪和/或所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息；和處理器(18)，將其配置成根據(jù)所述扭矩監(jiān)測(cè)器確定的信息和所述旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器確定的信息，確定所述壓力生成器生成的所述加壓呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，其中，對(duì)所述加壓呼吸氣流的所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的所述確定包括對(duì)所述電機(jī)生成的所述扭矩與所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分差異進(jìn)行調(diào)整。
2、如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，對(duì)所述電機(jī)生成的所述所述差異進(jìn)行調(diào)整包括由風(fēng)力修正引起的至少一部分所述差異、由摩擦引 起的一部分所述差異、或由所述葉輪的所述旋轉(zhuǎn)速度的一次或多次變化引 起的一部分所述差異中的一種或多種。
3、如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述加壓呼吸氣流的所 述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)包括所述加壓呼吸氣流的壓力、流速或體積中的一個(gè)或 多個(gè)。
4、 如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述電機(jī)引出一電流量以生成扭矩，并且其中，與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息包括與所 述電機(jī)引出的所述電流量有關(guān)的信息。
5、 如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，將所述處理器配置成通過如下步驟對(duì)所述呼吸氣流的所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的確定進(jìn)行調(diào)整(a) 確定與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉 輪施加的所述扭矩之間的至少一部分所述差異有關(guān)的信息，(b) 根據(jù)所確定的與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸氣體的主體 對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分所述差異有關(guān)的信息，調(diào)整 與所述電機(jī)生成扭矩總量有關(guān)的信息，和(c) 根據(jù)與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的調(diào)整后信息和與所述葉輪 和/或所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息，確定所述壓力生成器生成的所 述加壓呼吸氣流的所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。
6、 如權(quán)利要求5所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，將所述處理器配置成確 定與所述葉輪和/或所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度變化率有關(guān)的信息，并且其中， 根據(jù)所確定的與所述葉輪和/或所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度變化率有關(guān)的信 息，由所述處理器確定與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸氣體的主體 對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的差異有關(guān)的信息。
7、 如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，將所述處理器配置成實(shí) 施對(duì)所述加壓呼吸氣流的所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的確定，以控制所述壓力生 成器來根據(jù)預(yù)先確定的患者治療法則給所述患者提供所述加壓呼吸氣流。
8、 如權(quán)利要求7所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先確定的患者治 療法則包括CPAP、 C-flex、 bi-flex、 A-flex、雙水平、自動(dòng)滴定、自動(dòng)伺服 通氣或成比例氣道正壓輔助通氣治療中的一個(gè)或多個(gè)。
9、 如權(quán)利要求7所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先確定的患者治療法則包括對(duì)呼吸暫停、呼吸不足、氣流受限或Cheyne-Stokes呼吸中的一 種或多種的療法。
10、 如權(quán)利要求7所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，根據(jù)預(yù)先確定的患者 治療控制所述壓力生成器給所述患者提供所述加壓呼吸氣流包括實(shí)施泄漏 估計(jì)、吸氣/呼氣狀態(tài)、觸發(fā)、患者回路壓力或泄漏補(bǔ)償法則中的一個(gè)或多 個(gè)。
11、 一種給患者的氣道輸送加壓呼吸氣流的方法，所述方法包括用電機(jī)(26)驅(qū)動(dòng)葉輪(28)，將所述電機(jī)配置成生成扭矩，將所述葉 輪耦合到所述電機(jī)，使得將所述電機(jī)生成的至少一部分所述扭矩提供給所 述葉輪，以驅(qū)動(dòng)所述葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體，其中，隨著所述葉輪 旋轉(zhuǎn)穿過所述呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)所述葉輪施加扭矩，而所述葉 輪對(duì)所述氣體施加相應(yīng)的力，所述氣體生成給患者輸送的加壓呼吸氣流； 確定與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息； 確定與所述葉輪和/或所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息；和 根據(jù)與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息和與所述葉輪和/或所述電 機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息，確定由所述葉輪的所述旋轉(zhuǎn)生成的所述加 壓呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，其中，這樣對(duì)所述加壓呼吸氣流的所述一 個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行確定，使其包括對(duì)所述電機(jī)生成的所述扭矩與所述呼吸 氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分差異進(jìn)行調(diào)整。
12、 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中，對(duì)所述電機(jī)生成的所述扭矩與 所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分所述差 異進(jìn)行氣體調(diào)整包括由風(fēng)力修正引起的至少一部分差異、由摩擦引起的至 少一部分所述差異、或由所述葉輪和/或所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度的一次或 多次變化引起的至少一部分所述差異中的一種或多種。
13、 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述加壓呼吸氣流的所述一個(gè) 或多個(gè)參數(shù)包括所述加壓呼吸氣流的流速、壓力或體積中的一個(gè)或多個(gè)。
14、 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中，所述電機(jī)引出一電流量以生成扭矩，并且其中，與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息包括與所述電機(jī) 引出的所述電流量有關(guān)的信息。
15、 如權(quán)利要求ll所述的方法，其中，確定所述加壓呼吸氣流的所述 一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，使其反映對(duì)由所述電機(jī)提供給所述葉輪的力的量進(jìn)行的 調(diào)整，所述力不從所述葉輪向所述加壓呼吸氣流轉(zhuǎn)移從而對(duì)所述氣體加壓，這包括確定與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分所述差異有關(guān)的信息；根據(jù)所確定的與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸氣體的主體對(duì)所 述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分所述差異有關(guān)的信息，調(diào)整與所 述電機(jī)生成的所述扭矩總量有關(guān)的信息；和根據(jù)與所述電機(jī)的所述扭矩有關(guān)的調(diào)整后信息和與所述葉輪和/或所述 電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息，確定所述壓力生成器生成的所述呼吸氣 流的所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。
16、 如權(quán)利要求15所述的方法，還包括確定與所述葉輪和/或所述電機(jī) 的所述旋轉(zhuǎn)速度變化率有關(guān)的信息，其中，根據(jù)所確定的與所述葉輪和/或 所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度變化率有關(guān)的信息，確定與所述電機(jī)生成的所述 扭矩和所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分 所述差異有關(guān)的信息。
17、 如權(quán)利要求ll所述的方法，還包括控制所述電機(jī)以根據(jù)預(yù)先確定 的患者治療法則給所述患者提供所述加壓呼吸氣流。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述預(yù)先確定的患者治療法則 包括CPAP、 C-flex、 bi-flex、 a-flex、雙水平、自動(dòng)滴定、成比例氣道正壓 輔助通氣治療或自動(dòng)伺服通氣中的一個(gè)或多個(gè)。
19、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述預(yù)先確定的患者治療法則 包括對(duì)呼吸暫停、呼吸不足、氣流受限或Cheyne-Stokes呼吸中的一種或多 種的療法。
20、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，根據(jù)預(yù)先確定的患者治療控制 所述壓力生成器給所述患者提供所述加壓呼吸氣流包括實(shí)施泄漏估計(jì)、吸 氣/呼氣狀態(tài)、觸發(fā)、患者回路壓力或泄漏補(bǔ)償法則中的一個(gè)或多個(gè)。
21、 一種給患者的氣道輸送加壓呼吸氣流的壓力支持系統(tǒng)(10)，所述 系統(tǒng)包括壓力生成器(14)，其包括葉輪(28)和電機(jī)(26)，將所述電機(jī)配置 成生成扭矩，將所述葉輪耦合到所述電機(jī)，使得將所述電機(jī)生成的至少一 部分所述扭矩提供給所述葉輪，以驅(qū)動(dòng)所述葉輪旋轉(zhuǎn)穿過氣體的主體，其 中，隨著所述葉輪旋轉(zhuǎn)穿過所述呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)所述葉輪施 加扭矩，而所述葉輪對(duì)所述呼吸氣體的主體施加相應(yīng)的力，所述呼吸氣體 的主體生成給患者輸送的加壓呼吸氣流；扭矩監(jiān)測(cè)器(22)，將其配置成確定與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的"(曰息5旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器(24)，將其配置成確定與所述葉輪和/或所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速 度有關(guān)的信息；處理器(18)，其包括扭矩調(diào)整模塊(46)，將其配置成從所述扭矩監(jiān)測(cè)器接收與所述電 機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息、對(duì)與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸 氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分差異有關(guān)的信息 進(jìn)行確定、以及根據(jù)與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸氣體的主體對(duì) 所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分差異有關(guān)的信息，調(diào)整從所述 扭矩監(jiān)測(cè)器接收的信息；和流量模塊(50)，將其配置成根據(jù)與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所 述葉輪和/或所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的調(diào)整后信息來確定所述壓力生成器生成的所述加壓呼吸氣流的流速。
22、 如權(quán)利要求21所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，對(duì)所述電機(jī)生成的所 述扭矩與所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部 分所述差異進(jìn)行調(diào)整包括由風(fēng)力修正引起的至少一部分所述差異、由摩擦 引起的至少一部分所述差異、或由所述葉輪和/或所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度 的一次或多次變化引起的至少一部分所述差異中的一種或多種。
23、 如權(quán)利要求21所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述電機(jī)引出一電流 量以生成扭矩，并且其中，與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息包括與 所述電機(jī)弓I出的所述電流量有關(guān)的信息。
24、 如權(quán)利要求21所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述扭矩調(diào)整模塊根 據(jù)所述葉輪和/或所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度變化率，確定所述電機(jī)生成的所 述扭矩與所述呼吸氣體的主體給所述葉輪施加的所述扭矩之間的所述至少 一部分差異。
25、 如權(quán)利要求21所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述處理器還包括控 制模塊(58)，將其配置成對(duì)所述壓力生成器的一個(gè)或多個(gè)操作方面進(jìn)行控 制，從而根據(jù)預(yù)先確定的患者治療法則，給所述患者輸送所述加壓呼吸氣 流。
26、 如權(quán)利要求25所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先確定患者治 療法則包括CPAP、 C-flex、 A-flex、 bi-flex、雙水平、自動(dòng)滴定、成比例氣 道正壓輔助通氣治療或自動(dòng)伺服通氣中的一個(gè)或多個(gè)。
27、 如權(quán)利要求25所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先確定的患者 治療法則包括對(duì)呼吸暫停、呼吸不足、氣流受限或Cheyne-Stokes呼吸中的一種或多種的療法。
28、 如權(quán)利要求25所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，根據(jù)預(yù)先確定的患者 治療控制所述壓力生成器給所述患者提供所述加壓呼吸氣流包括實(shí)施泄漏 估計(jì)、吸氣/呼氣狀態(tài)、觸發(fā)、患者回路壓力或泄漏補(bǔ)償法則中的一個(gè)或多 個(gè)。
29、 給患者的氣道輸送加壓呼吸氣流的壓力支持系統(tǒng)(10)，所述系統(tǒng)包括用電機(jī)(26)驅(qū)動(dòng)葉輪(28)的器件，將所述電機(jī)配置成生成扭矩， 將所述葉輪耦合到所述電機(jī)，使得將所述電機(jī)生成的至少一部分所述扭矩 提供給所述葉輪，以驅(qū)動(dòng)所述葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體，其中，隨著 所述葉輪旋轉(zhuǎn)穿過所述呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)所述葉輪施加扭矩， 而所述葉輪對(duì)所述氣體施加相應(yīng)的力，所述氣體生成給患者輸送的加壓呼 吸氣流；確定與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息的器件； 確定與所述葉輪和/或所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息的器件； 根據(jù)與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息和與所述葉輪和/或所述電 機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息，確定由所述葉輪的所述旋轉(zhuǎn)生成的所述加 壓呼吸氣流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的器件，其中，這樣對(duì)所述加壓呼吸氣流的 所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)進(jìn)行確定，使其包括對(duì)所述電機(jī)生成的所述扭矩與所 述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分差異進(jìn)行 調(diào)整。
30、 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，對(duì)所述電機(jī)生成的所述扭矩與 所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分所述差 異進(jìn)行氣體調(diào)整包括由風(fēng)力修正引起的至少一部分差異、由摩擦引起的至 少一部分所述差異、或由所述葉輪和/或所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度的一次或 多次變化引起的至少一部分所述差異中的一種或多種。
31、 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，所述加壓呼吸氣流的所述一個(gè) 或多個(gè)參數(shù)包括所述加壓呼吸氣流的流速、壓力或體積中一個(gè)或多個(gè)。
32、 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，所述電機(jī)引出一電流量以生成 扭矩，并且其中，與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的信息包括與所述電機(jī) 弓I出的所述電流量有關(guān)的信息。
33、 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，其中，確定所述加壓呼吸氣流的所述 一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，使其反映對(duì)由所述電機(jī)提供給所述葉輪的力的量進(jìn)行的 調(diào)整，所述力不從所述葉輪向所述加壓呼吸氣流轉(zhuǎn)移，這包括.-確定與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施 加的所述扭矩之間的至少一部分所述差異有關(guān)的信息；根據(jù)所確定的與所述電機(jī)生成的所述扭矩和所述呼吸氣體的主體對(duì)所 述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一部分所述差異有關(guān)的信息，調(diào)整與所 述電機(jī)生成的所述扭矩總量有關(guān)的信息；和根據(jù)與所述電機(jī)生成的所述扭矩有關(guān)的調(diào)整后信息和與所述葉輪和/或 所述電機(jī)的所述旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息，確定所述壓力生成器生成的所述加 壓呼吸氣流的所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。
34、 如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，還包括確定與所述葉輪和/或所述電機(jī) 的所述旋轉(zhuǎn)速度變化率有關(guān)的信息的器件，其中，確定與所述電機(jī)生成的 所述扭矩和所述呼吸氣體的主體對(duì)所述葉輪施加的所述扭矩之間的至少一 部分所述差異有關(guān)的信息是基于所確定的與所述葉輪和/或所述電機(jī)的所述 旋轉(zhuǎn)速度變化率有關(guān)的信息。
35、 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng)，還包括根據(jù)預(yù)先確定的患者治療法則 控制所述電機(jī)給所述患者提供所述加壓呼吸氣流的器件。
36、 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先確定患者治療法則包 括CPAP、 C-flex、 bi-flex、 A-flex、雙水平、自動(dòng)滴定、成比例氣道正壓輔 助通氣治療或自動(dòng)伺服通氣中的一個(gè)或多個(gè)。
37、 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，所述預(yù)先確定的患者治療法則 包括對(duì)呼吸暫停、呼吸不足、氣流受限或Cheyne-Stokes呼吸中的一種或多 種的療法。
38、 如權(quán)利要求35所述的系統(tǒng)，其中，根據(jù)預(yù)先確定的患者治療控制 所述壓力生成器給所述患者提供所述加壓呼吸氣流包括實(shí)施泄漏估計(jì)、吸 氣/呼氣狀態(tài)、觸發(fā)、患者回路壓力或泄漏補(bǔ)償法則中的一個(gè)或多個(gè)。
全文摘要
給患者的氣道輸送呼吸氣流的壓力支持系統(tǒng)(10)。所述系統(tǒng)包括壓力生成器(14)、扭矩監(jiān)測(cè)器(22)、旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器(24)和處理器(18)。壓力生成器包括葉輪(28)和電機(jī)(26)。所述葉輪耦合到所述電機(jī)，從而將由電機(jī)生成的扭矩的至少一部分提供給葉輪。隨著葉輪旋轉(zhuǎn)穿過呼吸氣體的主體，所述氣體對(duì)葉輪施加扭矩，而葉輪對(duì)所述氣體施加力，生成氣流。扭矩監(jiān)測(cè)器確定與電機(jī)生成的扭矩有關(guān)的信息。旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器確定與葉輪和/或電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)的信息。所述處理器基于扭矩監(jiān)測(cè)器和旋轉(zhuǎn)監(jiān)測(cè)器確定信息，確定一個(gè)或多個(gè)氣流參數(shù)。
文檔編號(hào)A61M15/00GK101626797SQ200880007211
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2008年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月7日
發(fā)明者A·D·亞歷山大, C·S·盧奇, J·R·普霍爾 申請(qǐng)人:Ric投資有限責(zé)任公司