СИСТЕМА ДЛЯ ПОДАЧИ ИМПУЛЬСОВ ДАВЛЕНИЯ В ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ПУТИ СУБЪЕКТА Российский патент 2018 года по МПК A61M16/00 

Настоящее изобретение относится к системе поддержки давлением, выполненной с возможностью обеспечения поддержки давлением в дыхательных путях субъекта.

Синдром обструктивного апноэ во сне (OSA) представляет собой состояние, при котором имеет место снижение и/или остановка потока воздуха через верхние дыхательные пути субъекта во время сна. Синдром обструктивного апноэ во сне является результатом того, что верхние дыхательные пути спадаются и препятствуют потоку воздуха через верхние дыхательные пути. Наиболее распространенный способ лечения этого состояния представляет собой непрерывное положительное давление в дыхательных путях (CPAP). Другие способы лечения апноэ во сне с использованием устройства положительного давления в дыхательных путях (PAP) включают в себя Auto CPAP (APAP), поддержку дыхательных путей двухуровневым положительным давлением (BiPAP) и сервовентиляцию. OSA также можно лечить лекарственными средствами, посредством хирургического вмешательства и/или других медицинских устройств.

Соответственно, один или более аспектов настоящего изобретения относятся к системе формирования давления для системы поддержки давлением. Система формирования давления содержит генератор давления, один или более датчиков и один или более процессоров. Генератор давления выполнен с возможностью формирования потока газа, пригодного для дыхания, под давлением для подачи в дыхательные пути субъекта. Один или более датчиков выполнены с возможностью формирования выходных сигналов, несущих информацию, относящуюся к одному или более параметрам потока газа, пригодного для дыхания, под давлением. Один или более процессоров выполнены с возможностью исполнять модули компьютерной программы. Модули компьютерной программы содержат модуль обнаружения дыхательных событий, модуль параметров импульсов и управляющий модуль. Модуль обнаружения дыхательных событий выполнен с возможностью обнаруживать обструкцию дыхательных путей. Обструкцию дыхательных путей обнаруживают на основании выходных сигналов датчиков. Модуль параметров импульсов выполнен с возможностью получения одного или более параметров импульса для импульса газа, пригодного для дыхания. Импульс содержит временную порцию газа, пригодного для дыхания. Импульс выполнен с возможностью раскрытия дыхательных путей субъекта. Управляющий модуль выполнен с возможностью управлять генератором давления для формирования в ответ на обнаружение обструкции дыхательных путей импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта в соответствии с получаемыми параметрами импульса.

Еще один другой аспект настоящего изобретения относится к способу формирования давления с использованием системы формирования давления для системы поддержки давлением. Система формирования давления содержит генератор давления, один или более датчиков и один или более процессоров. Один или более процессоров выполнены с возможностью исполнять модули компьютерной программы. Модули компьютерной программы содержат модуль обнаружения дыхательных событий, модуль параметров импульсов и управляющий модуль. Способ содержит формирование потока газа, пригодного для дыхания, под давлением для подачи в дыхательные пути субъекта с использованием генератора давления; формирование выходных сигналов, несущих информацию, относящуюся к одному или более параметрам потока газа, пригодного для дыхания, под давлением, в случае с использованием одного или более датчиков; обнаружение обструкции дыхательных путей с использованием модуля обструкции дыхательных путей, где обструкцию дыхательных путей обнаруживают на основании выходных сигналов, формируемых датчиками; получение одного или более параметров импульса для импульса газа, пригодного для дыхания, с использованием модуля параметров импульсов, импульс содержит временную порцию газа, пригодного для дыхания, импульс выполнен с возможностью раскрытия дыхательных путей субъекта; и управление генератором давления с использованием управляющего модуля для формирования в ответ на обнаружение обструкции дыхательных путей, импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта в соответствии с получаемыми параметрами импульса.

Еще один другой аспект настоящего изобретения относится к системе формирования давления для системы поддержки давлением. Система формирования давления содержит средство для формирования потока газа, пригодного для дыхания, под давлением для подачи в дыхательные пути субъекта; средство для формирования выходных сигналов, несущих информацию, относящуюся к одному или более параметрам потока газа, пригодного для дыхания, под давлением; и средство для исполнения модулей компьютерной программы. Модули компьютерной программы содержат средство для обнаружения обструкции дыхательных путей, где обструкцию дыхательных путей обнаруживают на основании выходных сигналов; средство для получения одного или более параметров импульса для импульса газа, пригодного для дыхания, импульс содержит временную порцию газа, пригодного для дыхания, импульс выполнен с возможностью раскрытия дыхательных путей субъекта; и средство управления средством для формирования потока под давлением для формирования в ответ на обнаружение обструкции дыхательных путей импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта в соответствии с получаемыми параметрами импульса.

Эти и другие задачи, признаки и характеристики настоящего изобретения, а также способы работы и функции соответствующих элементов структуры и сочетания частей, а также экономические аспекты изготовления, станут более понятны после рассмотрения следующего описания и приложенной формулы изобретения со ссылкой на сопровождающие чертежи, которые все вместе формируют часть этого описания, где аналогичные номера ссылочных позиций обозначают соответствующие части на различных чертежах. Однако следует явно понимать, что чертежи приведены только для иллюстрации и описания и не предназначены в качестве определения пределов изобретения.

На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация системы поддержки давлением, выполненной с возможностью обеспечения поддержки давлением дыхательных путей субъекта.

На фиг. 2 представлен профиль расхода во время полного дыхательного цикла.

На фиг. 3 проиллюстрировано возникновение дыхательного события между двумя нормальными дыхательными циклами.

На фиг. 4 проиллюстрирован импульс давления с определенными амплитудой и периодом.

На фиг. 5 проиллюстрирован регулярный профиль расхода для четырех последовательных дыхательных циклов.

На фиг. 6 проиллюстрирован способ обеспечения поддержки давлением дыхательных путей субъекта.

В контексте настоящего документа форма единственного числа включает в себя множественное число в той мере, в которой контекст явным образом не диктует иное. В контексте настоящего документа утверждение о том, что две или более частей или компонентов «соединены», следует понимать так, что части соединены или работают вместе или непосредственно или опосредованно, т.е. через одну или более промежуточных частей или компонентов, при условии, что возникает связь. В контексте настоящего документа «непосредственно соединенные» обозначает, что два элемента находятся в непосредственном контакте друг с другом. В контексте настоящего документа «неподвижно соединены» или «скреплены» обозначает, что два компонента соединены таким образом, что они движутся как один, при этом сохраняя постоянную ориентацию относительно друг друга.

В контексте настоящего документа слово «цельный» обозначает, что компонент создают в виде одного куска или блока. То есть компонент, который содержит части, созданные отдельно и затем соединенные в виде блока, не является «цельным» компонентом или телом. В контексте настоящего документа утверждение о том, что две или более части или компонента «взаимодействуют» друг с другом, должно обозначать, что части прикладывают усилия друг к другу непосредственно или через одну или более промежуточных частей или компонентов. В контексте настоящего документа термин «число» должен обозначать один или целое число более одного (т.е. множество).

Словосочетания о направлении, используемые в настоящем документе, такие как, например, и не ограничиваясь, верх, низ, лево, право, верхний, нижний, передний, задний и их производные, относятся к ориентации элементов, представленных на чертежах, и не являются ограничением формулы изобретения, если это не указано в явном виде.

На фиг. 1 представлена схематическая иллюстрация системы 10 поддержки давлением, выполненной с возможностью обеспечения поддержки давлением дыхательных путей субъекта 12. Система 10 выполнена с возможностью обнаруживать дыхательные события и управлять поддержкой давлением для формирования импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта 12. Дыхательные события могут включать в себя обструкцию дыхательных путей (например, синдром обструктивного апноэ во сне) и/или другие дыхательные события. Импульс может содержать временную порцию газа, пригодного для дыхания. Импульс можно при необходимости выдавать посредством системы 10 для раскрытия дыхательных путей субъекта 12. Импульс газа, пригодного для дыхания, выполнен с возможностью раскрытия дыхательных путей субъекта 12 перед последующим вдохом.

Существующие решения с использованием положительного давления в дыхательных путях (например, CPAP, APAP, BiPAP) для дыхательных событий, таких как синдром обструктивного апноэ во сне, могут обеспечивать большую поддержку давлением, чем необходимо для поддержания дыхательных путей раскрытыми. Дыхательные пути могут спадаться в конкретные моменты во время сна. Во многих случаях может быть необходимо только обеспечивать повышенное давление для раскрытия дыхательных путей в начале вдоха. Когда воздух течет через дыхательные пути, дыхательные пути спадаются с меньшей вероятностью. Может иметь место небольшая или нулевая необходимость поддерживать тот же уровень давления после начала вдоха. В конце выдоха поддержка давлением, обеспечиваемая типичной PAP системой, может становиться ненужной, поскольку может отсутствовать входящий и/или выходящий поток воздуха.

Например, на фиг. 2 представлен профиль 202 расхода во время полного дыхательного цикла. Расход возрастает 208 во время вдоха 206 и затем сменяет направление 210 во время выдоха 204. Относительно плоская часть 200 профиля 202 расхода в конце выдоха 204 демонстрирует недостаток потока воздуха в конце выдоха 204.

Возвращаясь к фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления система 10 содержит одно или более из генератора 14 давления, средства 16 взаимодействия с субъектом, одного или более датчиков 18, процессора 20, пользовательского интерфейса 22, электронного накопителя 24 и/или других компонентов.

Генератор 14 давления выполнен с возможностью формирования потока газа, пригодного для дыхания, под давлением для подачи в дыхательные пути субъекта 12. Генератор 14 давления может управлять одним или более параметрами потока газа (например, расходом, давлением, объемом, температурой, длительностью, временными характеристиками, составом газа и т.д.) для терапевтических целей и/или для других целей. В качестве неограничивающего примера генератор 14 давления может быть выполнен с возможностью формирования импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта 12. Импульс может иметь соответствующую амплитуду, период, временные характеристики и/или другие параметры.

Генератор 14 давления принимает поток газа из источника газа, такого как окружающая атмосфера, и повышает и/или понижает давление этого газа для подачи в дыхательные пути пациента. Генератор 14 давления представляет собой какое-либо устройство, такое как, например, насос, нагнетатель, поршень или мехи, которое способно повышать и/или понижать давление принимаемого газа для подачи пациенту. Генератор 14 давления может содержать один или более клапанов, например, для управления давлением и/или потоком газа. Настоящее изобретение также рассматривает управление скоростью работы нагнетателя, или отдельно или в сочетании с такими клапанами, чтобы управлять давлением и/или потоком газа, подаваемого пациенту.

Средство 16 взаимодействия с субъектом выполнено с возможностью подачи потока газа, пригодного для дыхания, под давлением в дыхательные пути субъекта 12. По существу средство 16 взаимодействия с субъектом содержит трубопровод 30, устройство 32 взаимодействия и/или другие компоненты. Трубопровод 30 выполнен с возможностью передавать поток газа под давлением в устройство 32 взаимодействия. Трубопровод 30 может представлять собой отрезок гибкого шланга или другого трубопровода, который помещает устройство 32 взаимодействия в соединение по текучей среде с генератором 14 давления. Устройство 32 взаимодействия выполнено с возможностью подачи потока газа в дыхательные пути субъекта 12. В некоторых вариантах осуществления устройство 32 взаимодействия является неинвазивным. По существу устройство 32 взаимодействия неинвазивно взаимодействует с субъектом 12. Неинвазивное взаимодействие включает в себя разъемное взаимодействие с областью (или областями), которая окружает одно или более внешних отверстий дыхательных путей субъекта 12 (например, ноздри и/или рот) для передачи газа между дыхательными путями субъекта 12 и устройством 32 взаимодействия. Некоторые примеры неинвазивного устройства 32 взаимодействия могут включать в себя, например, носовую канюлю, маску для носа, маску для носа/рта, маску на все лицо, сплошную маску для лица или другие устройства взаимодействия, которые передают поток газа в дыхательные пути субъекта. Настоящее изобретение не ограничено этими примерами и предусматривает подачу потока газа субъекту с использованием какого-либо устройства взаимодействия, включая инвазивное устройство взаимодействия, такое как эндотрахеальная трубка и/или другие устройства.

Датчики 18 выполнены с возможностью формирования выходных сигналов, несущих информацию, относящуюся к одному или более параметрам газа для потока газа, пригодного для дыхания, под давлением. Датчики 18 выполнены с возможностью формирования выходных сигналов, несущих информацию, относящуюся к одному или более параметрам дыхания, относящимся к дыханию субъекта 12. Один или более параметров газа и/или один или более параметров дыхания могут содержать одно или более из расхода, объема, давления, состава (например, концентрации(й) одной или более составляющих), температуры, влажности, ускорения, скорости, акустических свойств, изменений параметра, отражающего дыхательное усилие субъекта 12, временные характеристики, длительность, частоту и/или другие параметры. Датчики 18 могут содержать один или более датчиков, которые измеряют такие параметры непосредственно (например, через соединение по текучей среде с потоком газа в средстве 16 взаимодействия с субъектом). Датчики 18 могут включать в себя один или более датчиков, которые формируют выходные сигналы, опосредованно связанные с одним или более параметрами потока газа. Например, один или более из датчиков 18 могут формировать выходной сигнал на основании рабочего параметра генератора 14 давления (например, ток привода клапана или двигателя, напряжение, скорость вращения и/или другие рабочие параметры). Несмотря на то, что датчики 18 проиллюстрированы в одном местоположении внутри трубопровода 30 (или в связи с ним) между устройством 32 взаимодействия и генератором 14 давления, это не предполагается в качестве ограничения. Датчики 18 могут включать в себя датчики, расположенные во множестве местоположений, таких как, например, внутри генератора 14 давления, внутри устройства 32 взаимодействия (или в связи с ним), в связи с субъектом 12 и/или в других местоположениях.

Процессор 20 выполнен с обеспечением возможности обработки информации в системе 10. По существу процессор 20 может содержать один или более из цифрового процессора, аналогового процессора и цифровой схемы, выполненной с возможностью обработки информации, аналоговой схемы, выполненной с возможностью обработки информации, конечного автомата и/или других механизмов для электронной обработки информации. Несмотря на то, что процессор 20 представлен на фиг. 1 в виде одного объекта, это служит лишь иллюстративным целям. В некоторых реализациях процессор 20 может содержать множество блоков обработки. Эти блоки обработки могут быть физически расположены внутри одного и того же устройства (например, генератора 14 давления), или процессор 20 может представлять обрабатывающую функциональность множества устройств, работающих скоординированно.

Как показано на фиг. 1, процессор 20 выполнен с возможностью исполнять один или более модулей компьютерной программы. Один или более модулей компьютерной программы могут содержать один или более из модуля 50 параметров газа, модуля 52 параметров дыхания, модуля 54 обнаружения дыхательных событий, модуля 56 параметров импульсов, управляющего модуля 58 и/или других модулей. Процессор 20 может быть выполнен с возможностью исполнения модулей 50, 52, 54, 56 и/или 58 посредством программного обеспечения; аппаратного обеспечения; встроенного программного обеспечения; некоторого сочетания программного обеспечения, аппаратного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения; и/или других механизмов для конфигурирования обрабатывающих возможностей в процессоре 20.

Следует учитывать, что при том, что модули 50, 52, 54, 56, и 58 показаны на фиг. 1 расположенными вместе внутри одного блока обработки, в вариантах реализации, в которых процессор 20 содержит множество блоков обработки, один или более из модулей 50, 52, 54, 56 и/или 58 можно располагать удаленно от других модулей. Описание функциональности, обеспечиваемой различными модулями 50, 52, 54, 56 и/или 58, описанными ниже, служит иллюстративным целям и не предназначено в качестве ограничения, поскольку любой из модулей 50, 52, 54, 56 и/или 58 может обеспечивать большую или меньшую функциональность, чем описано. Например, один или более модулей 50, 52, 54, 56 и/или 58 могут быть устранены, и некоторая или вся их функциональность может быть обеспечена другими модулями 50, 52, 54, 56 и/или 58. В качестве другого примера, процессор 20 может быть выполнен с возможностью исполнения одного или более дополнительных модулей, которые могут осуществлять некоторую или всю функциональность, приписанную ниже одному из модулей 50, 52, 54, 56 и/или 58.

Модуль 50 параметров газа выполнен с возможностью определять один или более параметров газа для потока газа, пригодного для дыхания, под давлением. Модуль 50 параметров газа выполнен с возможностью определять один или более параметров газа на основании выходных сигналов датчиков 18. Один или более параметров газа для потока газа, пригодного для дыхания, под давлением могут включать в себя, например, одно или более из расхода, объема, давления, влажности, температуры, ускорения, скорости и/или других параметров газа. Информацию, определяемую модулем 50 параметров газа, можно использовать для управления генератором 14 давления, определения параметров дыхания субъекта 12 и/или другого использования.

Модуль 52 параметров дыхания выполнен с возможностью определять один или более параметров дыхания субъекта 12. Один или более параметров дыхания определяют на основании выходных сигналов датчиков 18, информации, определяемой модулем 50 параметров газа, и/или на основании другой информации. Параметры дыхания могут отражать дыхательное усилие субъекта 12. Это включает в себя одно или более из грудного дыхательного усилия, абдоминального дыхательного усилия и/или других параметров, отражающих дыхательное усилие. Один или более параметров дыхания могут включать в себя, например, дыхательный объем, состав, временные характеристики (например, начало и/или конец вдоха, начало и/или конец выдоха и т. д.), длительность (например, вдоха, выдоха, одного дыхательного цикла и т. д.), частоту дыхания, частоту дыхательных движений и/или другие параметры.

В некоторых вариантах осуществления модуль 52 параметров дыхания выполнен с возможностью определять один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания. Один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания могут относиться к нормальному дыханию субъекта 12. В некоторых вариантах осуществления модуль 52 параметров дыхания определяет один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания на основании предыдущего дыхания субъекта 12. В качестве неограничивающего примера, модуль 52 параметров дыхания может определять по меньшей мере один базовый уровень по меньшей мере одного параметра дыхания для каждого вдоха в ряду последовательных вдохов. По меньшей мере один определяемый параметр дыхания может включать в себя, например, дыхательный объем и/или другие параметры дыхания. Модуль 52 параметров дыхания может определять базовый уровень дыхательного объема для каждого вдоха. В качестве другого неограничивающего примера, модуль 52 параметров дыхания может определять по меньшей мере один параметр дыхания для ряда последовательных вдохов в дополнение к параметру дыхания, определяемому для каждого отдельного вдоха. Например, модуль 52 параметров дыхания может определять средний дыхательный объем для ряда последовательных вдохов. Модуль 52 параметров дыхания может определять средний базовый уровень дыхательного объема для ряда последовательных вдохов.

Модуль 54 обнаружения дыхательных событий выполнен с возможностью обнаруживать дыхательные события во сне. Эти события включают в себя события, которые ведут к нерегулярному дыханию во время сна или состояний, близких к сну. Такие события могут включать в себя, например, обструкцию дыхательных путей и/или другие события. Дыхательные события во сне, в том числе обструкцию дыхательных путей, можно обнаруживать на основании выходных сигналов датчиков 18, информации, определяемой модулем 50 параметров газа, информации, определяемой модулем 52 параметров дыхания, и/или на основании другой информации. В некоторых вариантах осуществления дыхательные события во сне, обнаруживаемые модулем 54 обнаружения дыхательных событий, могут относиться к синдрому обструктивного апноэ во сне.

Модуль 54 обнаружения дыхательных событий выполнен с возможностью обнаруживать дыхательные события во сне (например, обструкцию дыхательных путей) во время нормального дыхания субъекта 12. В некоторых вариантах осуществления информация, указывающая на дыхательные события во сне, содержит один или более параметров газа (например, давление, расход и/или другие параметры газа), один или более параметров дыхания (например, дыхательный объем, состав, временные характеристики, длительность, частоту дыхания, пиковый поток, давление в дыхательных путях и/или другие параметры дыхания) и/или другую информацию. Обнаружение дыхательных событий во сне может содержать, например, выходные сигналы и/или параметры, которые отражают дыхательное усилие (например, грудное дыхательное усилие и/или абдоминальное дыхательное усилие) без соответствующего вхождения газа, пригодного для дыхания, снижения дыхательного объема и/или изменений в других выходных сигналов и/или параметров. В некоторых вариантах осуществления дыхательные события во сне можно определять на основании сравнения параметров от текущего вдоха с параметрами, определяемыми во время предыдущего вдоха субъекта 12. В некоторых вариантах осуществления модуль 54 обнаружения дыхательных событий может быть выполнен с возможностью обнаружения дыхательных событий во сне, таких как обструкция дыхательных путей, на основании способа вынужденных колебаний. Это не предназначено в качестве ограничения, поскольку можно реализовать любое число способов обнаружения дыхательных событий во сне, не выходя за рамки объема настоящего изобретения.

Например, на фиг. 3 проиллюстрировано возникновение события 300 между двумя нормальными дыхательными циклами 302, 304. В некоторых вариантах осуществления событие 300 может указывать, например, на синдром обструктивного апноэ во сне. В приведенном примере на фиг. 3 событие 300 можно обнаруживать, поскольку расход не возрастает 306, 308 в событии 300, как это будет во время нормального вдоха.

Возвращаясь к фиг. 1, в некоторых вариантах осуществления модуль 54 обнаружения дыхательных событий выполнен с возможностью обнаруживать дыхательные события во сне на основании одного или более параметров газа, одного или более параметров дыхания и/или одного или более других параметров, переходящих пороговый уровень (например, давление и/или расход, переходящие пороговую величину(ы)). Пороговые уровни могут быть конфигурированы пользователем (например, субъектом 12, врачом, лицом, осуществляющим уход, исследователем и/или другими пользователями), заданы при изготовлении, определены на основании предшествующего дыхания субъекта 12 и/или определены другим способом. Пороговые уровни могут включать в себя один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания, определяемых модулем 52 параметров дыхания. Например, обструкцию дыхательных путей можно обнаруживать в ответ на то, что субъект 12 не достигает минимального вдыхаемого дыхательного объема в течение заданного количества времени для текущего дыхательного цикла после выдоха предыдущего дыхательного цикла.

Модуль 56 параметров импульсов выполнен с возможностью получать один или более параметров импульса для импульса газа, пригодного для дыхания. Импульс газа, пригодного для дыхания, может содержать временную порцию газа, пригодного для дыхания. Импульс газа, пригодного для дыхания, выполнен с возможностью раскрытия дыхательных путей субъекта 12 перед последующим вдохом. Один или более параметров импульса для импульса получают перед формированием импульса. Параметры можно получать на основании статистического анализа эффективности предыдущих импульсов газа, пригодного для дыхания. Набор начальных параметров импульса можно задавать из меню с использованием множества опций параметров. Однако когда процессор 20 собирает достаточно данных, набор начальных условий можно динамически корректировать во время каждого использования, поскольку процессор 20 собирает больше информации об эффективности импульсов. Параметры импульса могут включать в себя, например, одно или более из амплитуды, периода, временных характеристик импульса и/или других параметров.

Например, на фиг. 4 проиллюстрирован импульс давления 400 с амплитудой 402 и периодом 404. В некоторых вариантах осуществления импульсу давления можно придавать форму (например, форму волны) в виде прямоугольной волны (как показано на фиг. 4), синусоидальной волны, треугольной волны и/или волн других геометрических форм.

Возвращаясь к фиг. 1, модуль 56 параметров импульсов может быть выполнен с возможностью коррекции параметров импульса для импульса газа, пригодного для дыхания. Коррекция параметров импульса выполнена с возможностью увеличения эффективности текущего импульса относительно эффективности одного или более предыдущих импульсов. Эффективность импульса относится к величине раскрытия дыхательных путей субъекта 12, уровню, при котором субъект 12 начинает дышать, и/или другой информации и/или количественно зависит от них. Коррекция основана на информации, переданной выходными сигналами от датчиков 18 во время одного или более предыдущих импульсов, информации, определяемой модулем 50 параметров газа, информации, определяемой модулем 52 параметров дыхания, информации, вводимой субъектом 12 и/или другими пользователями в пользовательский интерфейс 22, и/или другой информации. В некоторых вариантах осуществления модуль 56 параметров импульсов может быть выполнен с возможностью определения эффективности импульса посредством анализа информации о газе и/или параметрах дыхания, относящейся к одному или более предыдущим импульсам и одному или более соответствующим вдохам. Анализируемую информацию можно использовать для коррекции текущего импульса. Коррекция включает в себя изменение одного или более из амплитуды (например, уровня давления в импульсе), периода, временных характеристик и/или других параметров импульса. В некоторых вариантах осуществления период (например, длительность) сохраняют на минимальном уровне, тогда как амплитуду, временные характеристики и/или другие параметры корректируют. В некоторых вариантах осуществления геометрическую форму волны импульса давления можно корректировать посредством коррекции амплитуды, периода, временных характеристик и/или других параметров импульса.

В качестве первого неограничивающего примера, если заданный импульс давления имеет уровень поддержки давлением 3 см H₂O и неэффективен при раскрытии дыхательных путей субъекта 12, следующий импульс давления может составлять 4 см H₂O. В качестве второго неограничивающего примера, другая коррекция может увеличивать и/или уменьшать период (длительность) импульса давления. В некоторых вариантах осуществления период импульса давления можно сохранять короче, чем время вдоха. В некоторых вариантах осуществления период импульса давления может быть приблизительно меньше чем половина времени вдоха, так что импульс представляет собой временную порцию газа, пригодного для дыхания.

В качестве третьего неограничивающего примера, модуль 56 параметров импульсов может быть выполнен с возможностью коррекции временных характеристик импульса газа, пригодного для дыхания. Временные характеристики импульса газа, пригодного для дыхания, могут быть основаны на вычислении частоты дыхания. Если частота дыхания субъекта 12 составляет десять дыхательных циклов в минуту, субъект 12 имеет дыхательные циклы по шесть секунд в среднем. Таким образом, если субъект 12 не делает обычный вдох, импульс можно формировать самое большее после шести секунд. Допуская соотношение одной половины времени вдоха ко времени выдоха для этого примера, оптимальная подача импульса давления может быть через четыре секунды после конца предыдущего вдоха. Однако импульс давления можно подавать каждые шесть секунд, чтобы избегать пробуждения пользователя. Управляющий модуль 58 может быть выполнен с такой возможностью, что если выдох длится дольше, чем четыре секунды (например, если субъект 12 не делает обычный вдох) и/или обнаруживают дыхательное событие во сне (например, обструкцию дыхательных путей), можно подавать импульс давления. Следует отметить, что допущения и/или временные характеристики, рассмотренные в этом примере, относящиеся к временным характеристикам импульса, не предназначены в качестве ограничения.

Управляющий модуль 58 выполнен с возможностью управлять генератором 14 давления для формирования импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта 12. Управляющий модуль 58 выполнен с возможностью управлять генератором 14 давления для подачи импульса в ответ на обнаружение дыхательных событий во сне (например, обструкции дыхательных путей) модулем 54 обнаружения дыхательных событий. Импульс подают в дыхательные пути субъекта 12 так, что дыхательные пути субъекта 12 раскрывают перед последующим вдохом и/или вентиляцией. Управляющий модуль 58 выполнен с возможностью управлять генератором 14 давления для подачи импульса в соответствии с параметрами импульса, получаемыми и/или корректируемыми модулем 56 параметров импульсов перед импульсом. Например, управляющий модуль 58 может быть выполнен с возможностью управления генератором 14 давления для подачи импульса в ответ на обнаружение обструкции дыхательных путей и/или в соответствии с временными характеристиками, полученными модулем 56 параметров импульсов. В некоторых вариантах осуществления импульс газа, пригодного для дыхания, может представлять собой прямоугольную волну. Кроме того, прямоугольная волна может иметь сглаженные края для увеличения комфорта и снижения вероятности пробуждения субъекта 12. В некоторых вариантах осуществления импульс газа, пригодного для дыхания, может представлять собой пилообразную волну с временем линейного изменения, корректируемым на основании эффективности терапии, чтобы смягчать обструкции во время дыхания. Наконец, параметры, которые контролируют длительность и величину импульса газа, пригодного для дыхания, можно изначально выбирать из меню управления и затем автоматически корректировать посредством управляющего модуля 58 на основании статистической эффективности при устранении обструкции дыхательных путей предыдущими импульсами.

Управляющий модуль 58 выполнен с возможностью управлять генератором 14 давления для подачи потока газа, пригодного для дыхания, под давлением в дыхательные пути субъекта в соответствии с терапевтическим режимом поддержки дыхательных путей положительным давлением (например, CPAP, APAP, BiPAP). Управляющий модуль 58 выполнен с возможностью управлять генератором 14 давления для обеспечения минимальной величины поддержки дыхательных путей положительным давлением во время вдоха (например, IPAP) и/или выдоха (например, EPAP). Обеспечение минимальной величины поддержки давлением и подача импульса, когда необходимо, может увеличивать уровень комфорта субъекта 12 во время терапии. Минимальное количество поддержки дыхательных путей положительным давлением может содержать подачу потока газа, пригодного для дыхания, под давлением при минимальном уровне давления. Минимальный уровень давления может быть выполнен с возможностью по существу исключения рециркуляции диоксида углерода во время терапии поддержкой давлением. В некоторых вариантах осуществления положительное давление на вдохе в дыхательных путях может быть приблизительно меньше чем 7 мм H₂O. В некоторых вариантах осуществления положительное давление на вдохе в дыхательных путях может составлять приблизительно между 1 см H₂O и приблизительно 7 см H₂O. В некоторых вариантах осуществления уровень положительного давления в дыхательных путях на вдохе может быть ноль, если отсутствует повторное дыхание субъекта 12 диоксидом углерода. Управляющий модуль 58 управляет генератором 14 давления для подачи импульса при необходимости в дополнение к поддержке дыхательных путей положительным давлением.

Управляющий модуль 58 выполнен с возможностью управлять генератором 14 давления для формирования импульсов при необходимости таким образом, что субъект 12 может поддерживать регулярный режим дыхания. На фиг. 5 проиллюстрирован регулярный профиль 500 расхода для четырех последовательных дыхательных циклов 502, 504, 506 и 508. Одному или более из дыхательных циклов 502, 504, 506 и/или 508 может предшествовать управление генератором давления (представлен на фиг. 1) посредством управляющего модуля (представлен на фиг. 1) для формирования импульса для подачи в дыхательные пути субъекта (представлен на фиг. 1) так, что дыхательные пути субъекта раскрывают перед вдохом и/или в его начале.

Возвращаясь к фиг. 1, пользовательский интерфейс 22 выполнен с возможностью обеспечения интерфейса между системой 10 и субъектом 12 и/или другими пользователями, через который субъект 12 и/или другие пользователи могут вводить информацию в систему 10 и получать информацию из нее. Пользовательский интерфейс 22 может быть выполнен с возможностью приема ввода и/или выбора управляющих входных сигналов, относящихся к терапевтическому режиму поддержки дыхательных путей положительным давлением, параметров импульса и/или другой информации от субъекта 12 и/или других пользователей. Другие пользователи могут включать в себя лиц, осуществляющих уход, врача, лицо, принимающее решение, и/или других пользователей. Это позволяет передавать данные, команды вызова, результаты и/или инструкции и какие-либо другие передаваемые объекты, совместно обозначаемые как «информация», между пользователем (например, субъектом 12) и одним или более из генератора 14 давления, процессора 20 и/или других компонентов системы 10. Примеры интерфейсных устройств, подходящих для включения в пользовательский интерфейс 22, включают в себя клавишную панель, кнопки, переключатели, клавиатуру, ручки, рычаги, экран дисплея, сенсорный экран, громкоговорители, микрофон, индикаторную лампу, слышимый сигнал, принтер, устройство тактильной обратной связи и/или другие интерфейсные устройства. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс 22 содержит множество отдельных интерфейсов. В некоторых вариантах осуществления пользовательский интерфейс 22 содержит по меньшей мере один интерфейс, предусмотренный как единое целое с генератором 14 давления.

Следует понимать, что другие способы связи, аппаратные или беспроводные, также предусмотрены настоящим изобретением в качестве пользовательского интерфейса 22. Например, настоящее изобретение предполагает, что пользовательский интерфейс 22 можно интегрировать с интерфейсом съемного накопителя, предусмотренным электронным накопителем 24. В этом примере информацию можно загружать в систему 10 со съемного накопителя (например, интеллектуальной карты, флэш-привода, съемного диска и т.д.), что позволяет пользователю(ям) настраивать реализацию системы 10. Другие примерные устройства и способы ввода, адаптированные для использования с системой 10 в качестве пользовательского интерфейса 22, включают в себя, не ограничиваясь, порт RS-232, РЧ-канал, ИК-канал, модем (телефонный, кабельный или другой). Вкратце, любой способ обмена информацией с системой 10 предусмотрен настоящим изобретением в качестве пользовательского интерфейса 22.

В некоторых вариантах осуществления электронный накопитель 24 содержит электронные носители, которые хранят информацию в электронной форме. Электронные носители электронного накопителя 24 могут содержать одно или оба из системного накопителя, который предусмотрен как единое целое (т. е., по существу является несъемным) с системой 10, и/или съемного накопителя, который может быть разъемно соединен с системой 10, например, через порт (например, порт USB, порт Firewire и т. д.), или привода (например, привод дисков и т. д.). Электронный накопитель 24 может содержать одно или более из оптически считываемых носителей (например, оптические диски и т. д.), магнитно считываемых носителей (например, магнитная лента, магнитный жесткий диск, гибкий диск и т. д.), носителей на основе электрических зарядов (например, EPROM, RAM и т. д.), твердотельных носителей (например, флэш-привод и т. д.) и/или других электронно считываемых носителей. Электронный накопитель 24 может хранить алгоритмы программного обеспечения, информацию, определяемую процессором 20, информацию, получаемую через пользовательский интерфейс 22 и/или другую информацию, которая позволяет системе 10 функционировать должным образом. Электронный накопитель 24 может представлять собой (целиком или частично) отдельный компонент внутри системы 10 или электронный накопитель 24 может быть предусмотрен (целиком или частично) как единое целое с одним или более другими компонентами системы 10 (например, пользовательский интерфейс 22, процессор 20 и т. д.).

На фиг. 6 проиллюстрирован способ 600 обеспечения поддержки дыхательных путей субъекта давлением с использованием системы поддержки давлением. Система содержит генератор давления, один или более датчиков и один или более процессоров. Один или более процессоров выполнены с возможностью исполнять модули компьютерной программы. Модули компьютерной программы содержат модуль обнаружения дыхательных событий, модуль параметров импульсов и управляющий модуль. Операции способа 600, который представлен ниже, предназначены в качестве иллюстративных. В некоторых вариантах осуществления способ 600 может быть выполнен с использованием одной или более дополнительных операций, которые не описаны, и/или без одной или более рассмотренных операций. Дополнительно, порядок, в котором операции способа 600 проиллюстрированы на фиг. 6 и описаны ниже, не предназначен в качестве ограничения.

В некоторых вариантах осуществления способ 600 можно реализовать в одном или более устройствах обработки (например, цифровой процессор, аналоговый процессор, цифровая схема, выполненная с возможностью обработки информации, аналоговая схема, выполненная с возможностью обработки информации, конечный автомат и/или другие механизмы для электронной обработки информации). Одно или более устройств обработки могут включать в себя одно или более устройств, исполняющих некоторые или все операции способа 600 в ответ на инструкции, хранимые в электронной форме на электронном носителе. Одно или более устройств обработки могут включать в себя одно или более устройств, конфигурированных посредством аппаратного обеспечения, встроенного программного обеспечения и/или программного обеспечения, специально разработанного для исполнения одной или более операций способа 600.

В операции 602 поток газа, пригодного для дыхания, под давлением формируют для подачи в дыхательные пути субъекта. В некоторых вариантах осуществления операцию 602 осуществляют посредством генератора давления, такого же как или схожего с генератором 14 давления (представлен на фиг. 1 и описан в настоящем документе).

В операции 604 формируют выходные сигналы, несущие информацию, относящуюся к одному или более параметрам потока газа, пригодного для дыхания, под давлением. В некоторых вариантах осуществления операцию 604 осуществляют посредством датчиков, таких же как или схожих с датчиками 18 (представлены на фиг. 1 и описаны в настоящем документе).

В операции 606 обнаруживают обструкцию дыхательных путей. В операции 606 можно обнаруживать другие дыхательные события во сне вместо и/или в дополнение к обструкции дыхательных путей. В некоторых вариантах осуществления операцию 606 осуществляют посредством модуля компьютерной программы, одинакового или схожего с модулем 54 обнаружения дыхательных событий (представлен на фиг. 1 и описан в настоящем документе).

В операции 608 получают один или более параметров импульса для импульса газа, пригодного для дыхания. В некоторых вариантах осуществления операцию 608 осуществляют посредством модуля компьютерной программы, одинакового или схожего с модулем 56 параметров импульсов (представлен на фиг. 1 и описан в настоящем документе).

В операции 610 в ответ на обнаружение обструкции дыхательных путей и/или других дыхательных событий во сне, формируют импульс газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта в соответствии с получаемыми параметрами импульса. В некоторых вариантах осуществления операцию 610 осуществляют посредством генератора давления, одинакового или схожего с генератором 14 давления (представлен на фиг. 1 и описан в настоящем документе). В некоторых вариантах осуществления генератором давления управляют для формирования импульса газа, пригодного для дыхания, посредством модуля компьютерной программы, одинакового или схожего с управляющим модулем 58 (представлен на фиг. 1 и описан в настоящем документе).

В формуле изобретения любые ссылочные позиции, помещенные в круглые скобки, не следует толковать в качестве ограничения пункта формулы изобретения. Слово «содержит» или «включает в себя» не исключает наличия элементов или этапов, отличных от тех, которые перечислены в пункте формулы изобретения. В пункте формулы изобретения об устройстве, где перечислены несколько средств, несколько из этих средств можно осуществлять посредством одного и того же элемента аппаратного обеспечения. Элемент в единственном числе не исключает присутствия множества таких элементов. В любом пункте формулы изобретения об устройстве, где перечислены несколько средств, несколько из этих средств могут быть реализованы посредством одного и того же элемента аппаратного обеспечения. Сам по себе факт того, что определенные элементы перечислены в различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что эти элементы нельзя использовать в сочетании.

При том, что представленное выше описание обеспечивает подробности для иллюстрации на основании того, что в настоящее время считается наиболее практичными и предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что такие детали служат лишь этой цели и что изобретение не ограничено вариантами осуществления, раскрытыми в явной форме, но, напротив, предназначено для того, чтобы покрывать модификации и эквивалентные компоновки, которые входят в сущность и объем приложенной формулы изобретения. Например, следует понимать, что настоящее изобретение подразумевает, что, насколько это возможно, один или более признаков какого-либо варианта осуществления можно комбинировать с одним или более признаками какого-либо другого варианта осуществления.

Группа изобретений относится к медицинской технике. Система формирования давления содержит генератор давления. Датчики системы сконфигурированы с возможностью формирования выходных сигналов о параметрах потока газа под давлением. Процессоры сконфигурированы с возможностью исполнения модулей компьютерной программы. Модуль обнаружения дыхательных событий сконфигурирован с возможностью обнаружения обструкции дыхательных путей на основании сигналов датчиков. Модуль параметров импульсов сконфигурирован с возможностью определения параметров импульса газа. Импульс содержит временную порцию газа. Импульс имеет возможность раскрытия дыхательных путей субъекта. Модуль параметров импульсов выполнен с возможностью коррекции параметров текущего импульса газа для увеличения эффективности текущего импульса относительно предыдущих импульсов на основании информации, переданной выходными сигналами во время предыдущих импульсов. Коррекция состоит в изменении амплитуды, периода или временных характеристик импульса. Параметры текущего импульса газа определяют перед формированием текущего импульса на основе анализа эффективности предыдущих импульсов. Параметры текущего импульса определяют импульс от начала до конца и включают в себя амплитуду, период и/или временные характеристики первого параметра импульса. Управляющий модуль сконфигурирован для управления генератором давления для формирования в ответ на обнаружение обструкции дыхательных путей импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта в соответствии с полученными параметрами импульса. Управляющий модуль выполнен с возможностью управления генератором давления для обеспечения минимальной величины поддержки дыхательных путей положительным давлением. Управляющий модуль управляет генератором давления для подачи импульса в дополнение к поддержке дыхательных путей положительным давлением. Раскрыт способ формирования давления. Технический результат состоит в формировании давления для поддержки давлением при лечении апноэ. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система формирования давления для системы (10) поддержки давлением, причем система формирования давления содержит:

генератор (14) давления, выполненный с возможностью формирования потока газа, пригодного для дыхания, под давлением для подачи в дыхательные пути субъекта (12);

один или более датчиков (18), сконфигурированных с возможностью формирования выходных сигналов, несущих информацию, относящуюся к одному или более параметрам потока газа, пригодного для дыхания, под давлением; и

один или более процессоров (20), сконфигурированных с возможностью исполнения модулей компьютерной программы, причем модули компьютерной программы содержат:

модуль (54) обнаружения дыхательных событий, сконфигурированный с возможностью обнаружения обструкции дыхательных путей, причем обструкцию дыхательных путей обнаруживают на основании выходных сигналов датчиков;

модуль (56) параметров импульсов, сконфигурированный с возможностью определения одного или более параметров импульса для импульса газа, пригодного для дыхания, причем импульс содержит временную порцию газа, пригодного для дыхания, причем импульс выполнен с возможностью раскрытия дыхательных путей субъекта, причем модуль (56) параметров импульсов выполнен с возможностью коррекции параметров текущего импульса для импульса газа, пригодного для дыхания, причем коррекция выполнена с возможностью увеличения эффективности текущего импульса относительно одного или более предыдущих импульсов,

причем эффективность относится к величине раскрытия дыхательных путей субъекта, причем коррекция основана на информации, переданной выходными сигналами во время одного или более предыдущих импульсов, причем коррекция содержит изменение одного или более из амплитуды, периода или временных характеристик импульса,

причем параметры текущего импульса для импульса газа, пригодного для дыхания, определяют перед формированием текущего импульса на основе анализа эффективности одного или более предыдущих импульсов, и параметры текущего импульса определяют импульс от начала до конца, причем параметры текущего импульса включают в себя амплитуду первого параметра импульса, период первого параметра импульса и/или временные характеристики первого параметра импульса;

управляющий модуль (58), сконфигурированный с возможностью управления генератором давления для формирования в ответ на обнаружение обструкции дыхательных путей импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта в соответствии с полученными параметрами импульса,

причем управляющий модуль выполнен с возможностью управления генератором давления для обеспечения минимальной величины поддержки дыхательных путей положительным давлением, и причем управляющий модуль управляет генератором давления для подачи импульса в дополнение к поддержке дыхательных путей положительным давлением.

2. Система по п. 1, в которой модули компьютерной программы дополнительно содержат модуль (52) параметров дыхания, выполненный с возможностью определения одного или более базовых уровней одного или более параметров дыхания субъекта, причем один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания относятся к нормальному дыханию субъекта, причем один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания определяют на основании выходных сигналов датчиков,

и в которой модуль обнаружения дыхательных событий выполнен с возможностью обнаружения обструкции дыхательных путей в ответ на то, что один или более из параметров дыхания переходят один или более базовых уровней.

3. Система по п. 1, в которой управляющий модуль выполнен с возможностью управления генератором давления для подачи потока газа, пригодного для дыхания, под давлением в дыхательные пути субъекта в соответствии с терапевтическим режимом поддержки дыхательных путей положительным давлением.

4. Способ (600) формирования давления с использованием системы формирования давления по п. 1 для системы (10) поддержки давлением,

причем способ содержит этапы, на которых:

формируют поток газа, пригодного для дыхания, под давлением для подачи в дыхательные пути субъекта (12) посредством генератора давления;

формируют выходные сигналы, несущие информацию, относящуюся к одному или более параметрам потока газа, пригодного для дыхания, под давлением посредством одного или более датчиков;

обнаруживают обструкцию дыхательных путей с использованием модуля обструкции дыхательных путей, причем обструкцию дыхательных путей обнаруживают на основании выходных сигналов, формируемых датчиками;

получают один или более параметров импульса для импульса газа, пригодного для дыхания, посредством модуля параметров импульсов, причем импульс содержит временную порцию газа, пригодного для дыхания, причем импульс выполнен с возможностью раскрытия дыхательных путей субъекта, причем параметры импульса для импульса газа, пригодного для дыхания, получают перед формированием импульса, и они определяют импульс от начала до конца, причем параметры импульса включают в себя амплитуду первого параметра импульса, период первого параметра импульса и/или временные характеристики первого параметра импульса; и

управляют генератором давления посредством управляющего модуля для формирования в ответ на обнаружение обструкции дыхательных путей импульса газа, пригодного для дыхания, для подачи в дыхательные пути субъекта в соответствии с полученными параметрами импульса.

5. Способ по п. 4, в котором модули компьютерной программы дополнительно содержат модуль (52) параметров дыхания, причем способ дополнительно содержит этап, на котором определяют один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания субъекта посредством модуля параметров дыхания, причем один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания относятся к нормальному дыханию субъекта, причем один или более базовых уровней одного или более параметров дыхания определяют на основании выходных сигналов, формируемых датчиками, и в котором обструкцию дыхательных путей обнаруживают в ответ на то, что один или более из параметров дыхания переходит один или более базовых уровней.

6. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этап, на котором корректируют параметры импульса для импульса газа, пригодного для дыхания, посредством модуля параметров импульсов, причем коррекция выполнена с возможностью увеличения эффективности текущего импульса относительно одного или более предыдущих импульсов, причем эффективность относится к величине раскрытия дыхательных путей субъекта, причем коррекция основана на информации, переданной выходными сигналами во время одного или более предыдущих импульсов, причем коррекция содержит этап, на котором изменяют одно или более из амплитуды первого параметра импульса, периода первого параметра импульса или временных характеристик первого параметра импульса.

7. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этапы, на которых управляют генератором давления посредством управляющего модуля для подачи потока газа, пригодного для дыхания, под давлением в дыхательные пути субъекта в соответствии с терапевтическим режимом поддержки дыхательных путей положительным давлением, управляют генератором давления для обеспечения минимальной величины поддержи дыхательных путей положительным давлением и управляют генератором давления для подачи импульса в дополнение к поддержке дыхательных путей положительным давлением.