專利名稱：：用于睡眠呼吸紊亂的適應(yīng)性加壓治療的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于控制睡眠呼吸紊亂的治療的方法和裝置。更特別地，涉及用于在睡眠呼吸紊亂的治療中進(jìn)行壓力控制的方法和裝置。
背景技術(shù)：
：如Sullivan和Lynch于1993年4月6日獲得授權(quán)的美國專利5，199，424所述，持續(xù)氣道正壓(CPAP)已被用作治療阻塞性睡眠呼吸暫停的發(fā)生的手段。將患者連接至由鼻面罩或鼻導(dǎo)管提供的正壓空氣。供患者呼吸的空氣供應(yīng)源的壓力略高于大氣壓。研究發(fā)現(xiàn)，持續(xù)氣道正壓的施加提供了可以形容為“氣動夾板”的機(jī)構(gòu)，支撐和穩(wěn)定上氣道，從而消除上氣道阻塞的發(fā)生。持續(xù)氣道正壓的施加可以有效地消除打鼾和阻塞性睡眠呼吸暫停，并且，在許多情形下，能夠有效地治療中樞性和混合呼吸暫停。在Gruenke的于1996年8月27日授權(quán)的美國專利5，549，106中，公開了一種裝置，用于在混合和阻塞性睡眠呼吸暫停的治療過程中幫助患者呼吸。文中說，該裝置能夠正好在吸氣之前提高輸送給患者的呼吸道的鼻腔氣壓，隨后降低氣壓，以便于呼氣。在美國專利5，245,995中，發(fā)明人Sullivan討論了怎樣才能在睡眠時(shí)通過吸氣和呼氣壓力測量來檢測打鼾和異常呼吸模式，從而早一步指示出阻塞前事件或其它形式的呼吸障礙。特別地，監(jiān)測呼吸參數(shù)的模式，CPAP壓力在預(yù)定模式的方向上上升，以提供上升的氣道壓力，以便，理想地，破壞阻塞性事件和其它形式的呼吸障礙的發(fā)生。根據(jù)Berthon-Jones在授權(quán)于1998年I月6日的美國專利5，704,345中的描述，已知有各種不同的技術(shù)來感知和檢測代表呼吸受到阻礙的異常呼吸模式，該文獻(xiàn)的內(nèi)容也在此引用結(jié)合到本申請中。Berthon-Jones在文中基于對一些事件如呼吸暫停、打鼾和呼吸流量限制的檢測描述了一些方法，所述呼吸流量限制例如吸氣部分流量曲線的變平。治療壓力可以響應(yīng)檢測到的病情而自動調(diào)整。Berthon-Jones還描述了用于檢測中樞性呼吸暫停的方法?，F(xiàn)有技術(shù)中還使用過其它用于檢測呼吸紊亂的方法。例如，在美國專利5，490，502和5，803，066中，公開了一種方法和裝置，該方法和裝置用于優(yōu)化受控的正壓，以使來自流量發(fā)生器的空氣流量最小化，同時(shí)嘗試確保病人氣道內(nèi)不會發(fā)生流量限制。施加于患者氣道的受控正壓可通過從吸氣流波形的形狀檢測流量限制而予以調(diào)節(jié)。根據(jù)是否檢測到流量限制以及系統(tǒng)是否已采取了行動來決定提高、降低或維持CPAP壓力設(shè)定。美國專利5，645,053描述了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在OAS(阻塞性睡眠呼吸暫停)治療過程中將鼻腔壓力水平自動、連續(xù)地調(diào)節(jié)至最優(yōu)值。確定與吸氣流的時(shí)間曲線的形狀有關(guān)的參數(shù)，包括吸氣曲線的圓度和平整度。接著通過自動地重新評估所施加的壓力、以及連續(xù)地尋找足夠擴(kuò)大患者咽部氣道所需的最小壓力，實(shí)施OSA治療。另一種類型的用于治療睡眠呼吸紊亂的設(shè)備是PCT申請PCT/US2004019598(國際公布號WO2004/112680)和相應(yīng)的美國專利7，128，069中所公開的設(shè)備，這些專利文獻(xiàn)的內(nèi)容也在此引用結(jié)合到本發(fā)明中。施加到患者的CPAP壓力可以調(diào)節(jié)，以治療睡眠呼吸紊亂事件，例如檢測到的部分或全部阻塞。在檢測病人呼氣時(shí)，輸送的壓力可稍低于設(shè)定的CPAP壓力。這種呼氣壓力降低(expiratorypressurerelief,EPR)可在患者呼氣時(shí)為患者提供舒適，因?yàn)樵诮档偷膲毫ο潞魵饪赡鼙仍诟叩腃PAP壓力下呼氣更容易些。接下來在檢測患者吸氣時(shí)，輸送的壓力回到設(shè)定CPAP壓力。盡管可以獲得這種用于治療OSA的設(shè)備，但有些設(shè)備仍然不能治療某些睡眠呼吸紊亂事件。因此，需要一種改進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備，來對付睡眠呼吸紊亂問題，同時(shí)平衡病人舒適度的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例的一個(gè)方面涉及用于治療睡眠呼吸紊亂的呼吸壓力治療裝置的自動化控制方法。本發(fā)明的一些實(shí)施例的另一方面是在檢測睡眠呼吸紊亂事件時(shí)，對壓力設(shè)定或壓力控制參數(shù)的調(diào)節(jié)進(jìn)行自動化控制。在有些實(shí)施例中，呼氣壓力降低的各種水平或幅度的自動化控制可在呼氣期間提供用于患者舒適度的不同壓力降低。在有些實(shí)施例中，用于這些水平的控制參數(shù)可以基于對開放氣道的檢測而自動地進(jìn)行修改，例如在檢測呼吸暫停和/或患者氣流或患者通氣測量值降低的同時(shí)，檢測開放氣道。類似地，在有些實(shí)施例中，所述水平可以基于對持續(xù)性阻塞的檢測而自動調(diào)節(jié)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可在檢測流量限制時(shí)自動調(diào)節(jié)與吸氣壓力治療的早期部分的上升時(shí)間有關(guān)的控制參數(shù)。這可將輸送的壓力從更舒適(comfortable)的波形改變至更尖銳(aggressive)的波形,用于治療睡眠呼吸紊亂。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，例如，在睡眠呼吸紊亂的治療過程中，提供了氣道正壓通氣治療的合適形式。優(yōu)選地，基于呼吸狀況的檢測來修改壓力-時(shí)間曲線的形狀。更特別地，響應(yīng)流量限制檢測，或氣道的部分阻塞，壓力-時(shí)間曲線可能比沒有檢測到流量限制或部分阻塞時(shí)的情形(此時(shí)壓力時(shí)間曲線的形狀更平緩，或者具有更小或更淺的坡度)更尖銳，或者具有更大或更陡的坡度。更特別地，基于呼吸狀況的檢測來修改壓力的初始上升。更特別地，在患者呼吸循環(huán)的呼氣部分修改壓力-時(shí)間曲線。在附加或替代性形式中，基于呼吸狀況的檢測來修改患者呼吸循環(huán)的呼氣部分的壓力改變幅度。在一個(gè)形式中，在檢測第一組呼吸時(shí)間時(shí)，呼氣時(shí)壓力改變幅度上升，在檢測第二組呼吸事件時(shí)，呼氣時(shí)的壓力改變幅度下降，而在檢測第三組呼吸事件時(shí)，呼氣時(shí)的壓力改變幅度保持不變。優(yōu)選地，所述第三組包括沒有檢測到流量限制。優(yōu)選地，所述第二組包括流量限制的存在的檢測，或者流量限制的繼續(xù)存在的檢測。在一個(gè)形式中，在檢測到持續(xù)性阻塞時(shí)，CPAP壓力可能上升，同時(shí)呼吸循環(huán)呼氣部分中壓力的改變幅度保持不變。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，呼吸壓力治療裝置包括一流量發(fā)生器，以產(chǎn)生可呼吸氣體流給患者接口。選擇性地，所述裝置可包括以傳感器，以測量可呼吸氣體的流量。所述裝置的控制器用于控制所述流量發(fā)生器，以輸送可呼吸氣體流，所述可呼吸氣體流具有與呼氣和吸氣同步的呼氣壓力部分和吸氣壓力部分。在輸送的氣體流中，呼氣壓力部分可低于吸氣壓力部分。所述控制器也可用于根據(jù)流量的測量來控制開放氣道呼吸暫停的檢測(例如，通過檢測呼吸或流量限制呼吸的缺失)，以基于開放氣道的檢測來修改呼氣壓力部分的控制參數(shù)，從而減少呼氣壓力的降低，同時(shí)仍然允許用于呼氣壓力部分的呼氣壓力降低。附加性或替代性地，用壓力傳感器檢測流量限制和/或開放氣道的存在或缺失。附加性或替代性地，用應(yīng)力傳感器來檢測和/或辨別人的呼吸狀況。附加性或替代性地，用運(yùn)動傳感器來檢測或辨別人的呼吸狀況。在所述裝置的一些實(shí)施例中，開放氣道的控制包括中樞性呼吸暫停的檢測和/或中樞性呼吸不足的檢測?？蛇x地，所述控制器可以進(jìn)一步地用于響應(yīng)在一段時(shí)間內(nèi)沒有檢測到中樞性呼吸暫停的檢測結(jié)果、中斷呼氣壓力不復(fù)的修改。在另一實(shí)施例中，所述呼吸壓力治療裝置可具有一控制器，以控制流量發(fā)生器，輸送具有呼氣壓力部分或吸氣壓力部分的可呼吸同步氣流，并使得至少一個(gè)呼氣壓力部分的壓力低于至少一個(gè)吸氣壓力部分的壓力。所述控制器還可用于根據(jù)流量測量結(jié)果來控制持續(xù)性流阻塞的檢測，并基于所述持續(xù)性阻塞的檢測結(jié)果修改呼氣壓力部分的控制參數(shù)，以改變呼氣壓力部分過程中輸送的壓力。在這樣一些實(shí)施例中，所述控制器用于在呼氣相呼氣壓力降低程度下降時(shí)，修改呼氣壓力部分?？蛇x地，所述控制器也可用于響應(yīng)流量限制檢測結(jié)果，在呼氣壓力部分的壓力的一個(gè)或多個(gè)自動上升之后，修改呼氣壓力部分?？蛇x擇地，所述控制器可用于通過部分阻塞或阻塞性睡眠呼吸暫停的檢測結(jié)果來檢測流量限制。在一些實(shí)施例中，所述呼氣壓力部分的受控修改可包括禁止呼氣相出現(xiàn)呼氣壓力降低。在其它實(shí)施例中，所述控制器可用于響應(yīng)在一段時(shí)間內(nèi)檢測不到阻塞的檢測結(jié)果來中斷(或停止)呼氣壓力部分的修改。在所述呼吸壓力治療裝置的一些實(shí)施例中，所述控制器可用于控制所述流量發(fā)生器，以向患者接口輸送具有吸氣壓力部分和呼氣壓力部分的可呼吸同步氣體流，并使得吸氣壓力部分在高于呼氣壓力的第一壓力處達(dá)到峰值。接著所述控制器還可根據(jù)流量測量結(jié)果來控制流量限制的檢測，并基于流量限制的檢測結(jié)果來修改吸氣壓力部分的早期部分的壓力上升時(shí)間。接著所述控制器可以控制患者接口處具有吸氣壓力部分的另一可呼吸氣體流的產(chǎn)生，所述吸氣壓力部分在所述第一壓力處達(dá)到峰值，并根據(jù)修改后的壓力上升時(shí)間上升。例如，在有些實(shí)施方式中，修改后的壓力上升時(shí)間降低，從而當(dāng)流量限制檢測顯示存在阻塞時(shí)，形成比原先的氣體流的吸氣壓力部分更尖銳的另一氣體流的吸氣壓力部分。在一些這樣的實(shí)施例中，受控的修改增加了壓力上升時(shí)間，從而在流量限制檢測結(jié)果表明不存在阻塞時(shí)，形成比先前的氣體流的吸氣壓力部分更平緩的所述另一氣體流的吸氣壓力部分。在一些實(shí)施例中，所述早期部分的壓力上升時(shí)間的修改可通過從作為確定的流量限制的函數(shù)的一個(gè)查找表中選擇一組值來實(shí)施?？蛇x地，所述查找表可包括代表具有不同上升時(shí)間的多個(gè)吸氣壓力波形的比例因子。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，呼吸壓力治療裝置包括一流量發(fā)生器，以產(chǎn)生可呼吸氣流至患者接口。所述裝置的控制器控制所述流量發(fā)生器，以向患者接口輸送可呼吸氣流。所述可呼吸氣流與呼吸循環(huán)同步。所述可呼吸氣流還包括多個(gè)呼氣壓力部分和多個(gè)吸氣壓力部分，其中，至少一個(gè)呼氣壓力部分的壓力低于至少一個(gè)吸氣壓力部分的壓力。在所述裝置中，所述控制器還可控制睡眠狀態(tài)的檢測。該控制器還基于睡眠狀態(tài)的檢測結(jié)果來改變用于所述吸氣壓力部分的上升時(shí)間的控制參數(shù)。例如，所述控制器可以響應(yīng)指示睡眠的睡眠狀態(tài)檢測結(jié)果來調(diào)節(jié)所述控制參數(shù)，以降低上升時(shí)間。此外，所述控制器可響應(yīng)指示睡眠的睡眠狀態(tài)檢測結(jié)果，坡度調(diào)節(jié)所述控制參數(shù)，以逐漸減少上升時(shí)間。可選地，所述控制器響應(yīng)指示覺醒的睡眠狀態(tài)檢測結(jié)果來調(diào)節(jié)所述控制參數(shù)，以增加上升時(shí)間。此外，所述控制器也可響應(yīng)指示覺醒的睡眠狀態(tài)檢測結(jié)果，坡度調(diào)節(jié)所述控制參數(shù)，以逐漸增加上升時(shí)間。可選地，響應(yīng)指示睡眠的睡眠狀態(tài)檢測結(jié)果，所述控制器可以基于睡眠呼吸紊亂事件的檢測結(jié)果啟動用于調(diào)節(jié)上升時(shí)間控制參數(shù)的控制協(xié)議。此外，響應(yīng)表示覺醒的睡眠狀態(tài)檢測結(jié)果，所述控制器可以基于睡眠呼吸紊亂事件的檢測結(jié)果解除用于調(diào)節(jié)上升時(shí)間控制參數(shù)的控制協(xié)議。仍然是在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，呼吸壓力治療裝置包括流量發(fā)生器，以產(chǎn)生供給患者接口的可呼吸氣流。所述裝置的控制器控制所述流量發(fā)生器在患者接口處輸送可呼吸氣流。所述可呼吸氣流與呼吸循環(huán)同步。所述可呼吸氣流還包括多個(gè)呼氣壓力部分和多個(gè)吸氣壓力部分，其中，至少一個(gè)呼氣壓力部分的壓力低于至少一個(gè)吸氣壓力部分的壓力。所述裝置的控制器還可控制通氣測量結(jié)果的確定。接著該控制器可控制呼氣壓力部分的控制參數(shù)的變化，以修改呼氣壓力降低，同時(shí)仍然允許呼氣壓力部分的呼氣壓力降低、所述受控變化為通氣測量值的函數(shù)。例如，所述通氣測量值的函數(shù)可包括所述測量值與目標(biāo)通氣量的比較。在這樣的一些情形下，如果目標(biāo)通氣量超過所述通氣測量值，則所述呼氣壓力降低減少。在其它一些情形下，如果所述通氣測量值超過目標(biāo)通氣量，則所述呼氣壓力降低增加。在一些實(shí)施例中，所述控制器可用于控制所述吸氣壓力部分的上升時(shí)間控制參數(shù)的變化，其中，該受控的變化可以是通氣測量值的函數(shù)。例如，所述通氣測量值的函數(shù)可包括該測量值與目標(biāo)通氣量的比較。在有些情形下，如果目標(biāo)通氣量超過所述通氣測量值，則所述上升時(shí)間增加。在有些情形下，如果所述通氣測量值超過所述目標(biāo)通氣量，則所述上升時(shí)間減少。在本發(fā)明的另外一些實(shí)施例中，呼吸壓力治療裝置包括一流量發(fā)生器，以產(chǎn)生可呼吸氣流至患者接口。所述裝置的控制器控制所述流量發(fā)生器在患者接口處輸送可呼吸氣流。所述可呼吸氣流與呼吸循環(huán)同步。所述可呼吸氣流還包括多個(gè)呼氣壓力部分和多個(gè)吸氣壓力部分，其中，至少一個(gè)呼氣壓力部分的壓力低于至少一個(gè)吸氣壓力部分的壓力。可選地，所述控制器可在終止前時(shí)期(pre-terminationperiod)內(nèi)控制預(yù)定壓力治療方案的激活，其中，用于設(shè)置吸氣壓力部分或呼氣壓力部分的壓力的控制參數(shù)的變化被啟動。例如，在預(yù)定壓力治療方案的有些實(shí)施例中，用于設(shè)定吸氣壓力部分的壓力的控制參數(shù)的變化包括呼氣壓力降低的增加。在預(yù)定壓力治療方案的一些實(shí)施例中，用于設(shè)定吸氣壓力部分壓力的控制參數(shù)的變化包括用于吸氣壓力的早期部分的上升時(shí)間的減少。在預(yù)定壓力治療方案的另一些實(shí)施例中，用于設(shè)定壓力的控制參數(shù)的變化包括峰值吸氣壓力的成坡度下降。該峰值吸氣壓力可在一定范圍內(nèi)成坡度下降，從終止前時(shí)期之前治療中的峰值吸氣水平下降到終止前時(shí)期之前治療中的呼氣壓力部分的壓力水平。在這種情形下，所述成坡度下降可包括延伸于終止前時(shí)期之內(nèi)的峰值吸氣壓力的逐步下降。在這樣一些實(shí)施例中，所述控制器可啟動所述終止前時(shí)期為預(yù)設(shè)終止時(shí)間的函數(shù)?？蛇x地，所述控制器可啟動所述終止前時(shí)期為由控制器測量的、已經(jīng)流逝的睡眠狀態(tài)中可歸于睡眠的時(shí)間測量值的函數(shù)。此外，所述控制器可啟動所述終止前時(shí)期為控制器測得的可歸于覺醒的睡眠狀態(tài)測量結(jié)果的函數(shù)。所述示例性實(shí)施方式的各個(gè)方面可與其它示例性實(shí)施方式的方面相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)其它的實(shí)施方式。本發(fā)明的其它特征可從下面的詳細(xì)描述中所包含的信息的理解中得以明確。以下附圖通過示例而非限制的方式描述了本發(fā)明，其中，相似附圖標(biāo)記代表類似的元件圖I展示了本發(fā)明的呼吸壓力治療設(shè)備的示例性部件；圖2展示了用于呼吸壓力降低的控制的示例性方法；圖3展示了根據(jù)圖2的方法調(diào)節(jié)的壓力波形的例子；圖4展示了用于呼氣壓力降低的控制的方法的另一例子；圖5展示了根據(jù)圖4的方法調(diào)節(jié)的壓力波形的例子；圖6展示了用于本發(fā)明的壓力治療控制的方法的另一個(gè)例子；圖7展示了根據(jù)圖6所示方法例子調(diào)節(jié)的吸氣壓力波形的幾個(gè)例子；圖8展示了帶有根據(jù)圖6的方法實(shí)施例的說明性吸氣壓力波形比例因子數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)表;圖9展示了本發(fā)明的示例性控制器架構(gòu)的框圖；圖10為表示成坡度下降過程的壓力時(shí)間曲線的圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明包括用于治療患有睡眠呼吸紊亂(sleepdisorderedbreathing,SDB)的患者的方法和設(shè)備。用于實(shí)施本發(fā)明的呼吸壓力治療裝置102的一個(gè)實(shí)施例如圖I所示。在該實(shí)施例中，所述設(shè)備包括控制器104，以檢測SDB事件，并根據(jù)一種或多種控制方法改變治療壓力。所述裝置102還包括一流量發(fā)生器，例如伺服控制風(fēng)機(jī)110。所述裝置可用于與患者接口連接，所述患者接口例如輸送管112和面罩108。所述面罩可選擇為鼻罩、口鼻罩、全面罩或鼻枕或其它設(shè)備，以便為患者的呼吸系統(tǒng)提供密封，從而允許高于大氣壓或環(huán)境壓力的一個(gè)或多個(gè)壓力處的壓力治療。所述裝置102還可包括傳感器，例如壓力傳感器105和/或流量傳感器106。在這一實(shí)施例中，壓力傳感器105，例如壓力傳感器總匯，可以感測由風(fēng)機(jī)110產(chǎn)生的壓力，并產(chǎn)生指示壓力測量值的壓力信號P(t)。類似地，所述流量傳感器產(chǎn)生指示患者的呼吸流量的信號。例如，可以用呼吸速度描記器和差壓傳感器或類似設(shè)備來測量靠近患者接口108或感測管(未圖示)處的流量，例如有人用一束管子來獲得流量信號f(t)?？捎闷渌鼈鞲衅鱽懋a(chǎn)生指示用于所述裝置的控制方法的目的的流量或壓力數(shù)據(jù)。基于流量信號f(t)和壓力信號p(t)，具有一個(gè)或多個(gè)處理器的控制器104產(chǎn)生風(fēng)機(jī)控制信號。例如，控制器可產(chǎn)生想要的壓力設(shè)定點(diǎn)和伺服控制所述風(fēng)機(jī)，以通過將所述設(shè)定點(diǎn)與壓力傳感器的測量條件相比較來達(dá)到所述設(shè)定點(diǎn)。因此，控制器104可使風(fēng)機(jī)全文摘要呼吸壓力治療裝置，包括用于在存在睡夢呼吸紊亂事件時(shí)控制壓力變化的自動方法。在一示例性裝置中，各種水平的呼氣壓力降低可以提供用于呼氣時(shí)的患者舒適度的不同壓力降低(333-A，333-B，333-C)。用于這些水平的控制參數(shù)可以基于開放氣道檢測而自動調(diào)節(jié)。類似地，在一些實(shí)施例中，所述水平可以基于持續(xù)性阻塞的檢測而自動調(diào)節(jié)。在另一實(shí)施例中，與吸氣壓力治療的早期部分的上升時(shí)間有關(guān)的控制參數(shù)可在檢測流量限制后自動調(diào)節(jié)，以使用于治療睡眠呼吸紊亂事件的波形從更尖銳波形變化為更舒適波形。文檔編號A61M16/00GK102711888SQ201080061562公開日2012年10月3日申請日期2010年11月16日優(yōu)先權(quán)日2009年11月16日發(fā)明者杰弗里·P·亞米斯德,狄翁·C·C·馬丁,迪內(nèi)希·拉馬南申請人:雷斯梅德有限公司