自動的上升時間調整的製作方法

2023-05-28 17:01:36

專利名稱：自動的上升時間調整的製作方法
自動的上升時間調整本專利根據35 U. S. C. § 119(e)要求於2008年12月9日提交的美國臨時申請 No. 61/120，955的優先權，以引用的方式將其內容併入本文。本發明大致涉及雙水平氣道正壓支持系統，並且，更具體地，涉及提供雙水平正壓支持的雙水平正壓支持系統及方法，在所述雙水平正壓支持中自動地調整從壓力支持的呼氣相至吸氣相的壓力的過渡的上升時間。以升高的壓力將呼吸氣體流提供至患者的氣道以處置醫療疾病的壓力支持系統是眾所周知的。一種壓力支持系統的基本形式是持續氣道正壓(CPAP)系統，該系統典型地涉及在整個患者的呼吸周期中以恆定的壓力將諸如空氣的呼吸氣體流提供至患者的氣道。 例如，當用於處置阻塞性睡眠呼吸暫停(OSA)時，以足以克服患者的氣道阻力的水平提供該恆定的壓力。還已知提供遞送至患者的氣體的壓力隨著患者的呼吸周期而改變的雙水平正壓治療。在雙水平壓力支持系統中，在患者的呼吸周期的吸氣相期間，提供吸氣氣道正壓 (IPAP)，並且，在呼氣相期間，提供呼氣氣道正壓(EPAP)。EPAP低於IPAP，從而使患者呼氣時抵抗與IPAP壓力相比相對低的壓力，由此增加患者的舒適度。由Wiilips Respironics, Inc. of Murrysville Ja製造的壓力支持設備的BiPAP 系列是提供該雙水平形式的壓力支持治療的壓力支持設備的示例。另外，若干個美國專利詳細地描述該雙水平壓力支持系統，包括 U. S.專利號 Nos. 5，433，193,5, 313，937,5, 239，995,5, 148，802,6, 532，960 以及 6，640，806，特此將所有專利的內容如以其整體在本文中闡述地以引用的方式明確地併入本文。如剛才所描述的雙水平壓力支持系統常常在家庭環境中使用，以處置各種呼吸障礙，例如但不限於0SA。家庭使用雙水平壓力支持系統目前需要有技術的提供者至少一次或常常是多次訪問患者家庭，以確保系統正確地設置從而將適當類型的治療提供至患者。因而，設置和維護用於家庭使用的雙水平壓力支持系統目前是費時並因此昂貴的建議。因此， 保健提供者重視減少該設置時間和/或將對患者的家庭的跟進訪問最小化的特徵。在一個實施例中，本發明提供一種將壓力支持提供至患者的方法，該方法包括確定與治療期間的患者的吸氣時間相關聯的度量；在患者的至少部分吸氣相期間以吸氣氣道正壓(IPAP)水平將呼吸氣體流遞送至患者；在患者的至少部分呼氣相期間以小於IPAP水平的呼氣氣道正壓(EPAP)水平將呼吸氣體流遞送至患者；以及基於與患者的吸氣時間相關聯的度量自動設置與從EPAP水平至IPAP水平的過渡相關聯的上升時間。在一個特定的實施例中，與患者的吸氣時間相關聯的度量是在預定數量的呼吸周期或預定的時間段上確定的患者的平均吸氣時間。在可替代的實施例中，與患者的吸氣時間相關聯的度量是與特定的呼吸周期相關聯的患者的吸氣時間。自動設置步驟可以包括將與患者的吸氣時間相關聯的度量乘以預定的常數以確定上升時間。可替代地，自動設置包括使用與患者的吸氣時間相關聯的度量來查閱所存儲的查找表以確定上升時間。在另一個實施例中，該方法還包括在使用壓力支持系統時確定與患者的總呼吸時間相關聯的度量。在該實施例中，自動設置步驟包括基於與患者的吸氣時間相關聯的度量和與患者的總呼吸時間相關聯的度量這兩者而自動設置與從EPAP水平至IPAP水平的過渡相關聯的上升時間。與患者的吸氣時間相關聯的度量是患者的平均吸氣時間，並且，與患者的總呼吸時間相關聯的度量是患者的平均總呼吸時間。可替代地，與患者的吸氣時間相關聯的度量可以是與特定的呼吸周期相關聯的患者的吸氣時間，並且，與患者的總呼吸時間相關聯的度量可以是與特定的呼吸周期相關聯的患者的總呼吸時間。另外，在該實施例中， 自動設置步驟可以包括使用與患者的吸氣時間相關聯的度量和與患者的總呼吸時間相關聯的度量這兩者來查閱所存儲的查找表以確定上升時間。在另一實施例中，本發明提供一種壓力支持系統，該系統包括壓力生成系統，其適於產生呼吸氣體流；患者迴路，其可操作地耦合至壓力生成系統，以將呼吸氣體流遞送至患者的氣道；以及控制器，其可操作地耦合至壓力生成系統。控制器適於控制壓力生成系統以實施如剛才所描述的各種實施例中的方法。在參考附圖考慮下列描述和所附權利要求書的基礎上，本發明的這些及其他目的、特徵和特性，以及操作方法和結構的相關元件的功能以及各部件的組合和製造的經濟成本將變得更加顯而易見，所有這些形成此說明書的一部分，其中，相似的參考數字標示各種圖中相應的部分。然而，將會明確地理解到，附圖僅用於圖解說明和描述的目的，而並不意在作為對本發明的限制的定義。如在說明書和權利要求書中所使用地，「一」、「一個」和 「該」的單數形式包括複數的指示對象，除非上下文清楚地另有所指。

圖1是示出了由雙水平氣道正壓支持系統輸出的理論模型壓力曲線的示意圖；圖2A、2B以及2C示出從EPAP至IPAP的(在不同程度上)逐步過渡的示範性壓力曲線；圖3是根據本發明的一個特定、非限制性實施例的壓力支持系統的示意圖；圖4是示出了根據本發明的一個特定、非限制性實施例自動調整上升時間的方法的流程圖；圖5是示出了根據本發明的備選的特定、非限制性實施例自動調整上升時間的流程圖；圖6和7是示出了自動調整上升時間的又一備選方法的流程圖；以及圖8A、8B以及8C圖解說明根據一個特定的實施例使用所確定的平均吸氣時間來選擇若干個存儲的壓力特徵圖之一。如上面所討論地，雙水平正壓支持系統在吸入期間將吸氣氣道正壓(IPAP)提供至患者的氣道，並且，在呼出期間將呼氣氣道正壓(EPAP)提供至患者的氣道。對於需要雙水平治療的大部分患者而言，在吸入期間需要較高的IPAP壓力來維持氣道開放，並且，在呼出期間，更低得多的EPAP壓力足以維持氣道開放。實際上，已知針對某些患者而將EPAP 水平設置為低至大氣壓。通過提供具有最低的必要EPAP壓力的雙水平壓力支持，減少了患者呼出所需要的努力，並且，因此，增加患者的舒適度。這進而促進患者對指定治療的依從性。圖1示意性描繪了由雙水平氣道正壓支持系統輸出的理論模型壓力曲線5。在患者呼吸周期的呼氣相期間，壓力曲線5處於呼氣壓力(EPAP)IO。在呼出結束時，即在患者呼吸周期的隨後的吸入相開始發生時，壓力曲線5變化為吸氣壓力(IPAP) 15。在系統檢測到吸氣結束時，即，在隨後的呼出相開始發生時，壓力曲線5返回至較低的呼氣壓力 (EPAP) 10，並且，周期重新開始。EPAP 10和IPAP 15之間的壓力差在圖1中被指定為ΔΡ， 並且，通常被稱為壓力支持。在圖1中所示的理論模型中，該壓力變化瞬間地發生。因而， 圖1將模型壓力曲線5示為方波。然而，如果將根據該理論模型的壓力曲線5應用於患者，則可能未優化患者舒適度。更具體地，如果從EPAP至IPAP以及從IPAP至EPAP進行稍微更加逐步式的過渡，而不是從EPAP至IPAP的瞬間過渡(如在壓力曲線5中的情況)，那麼，可以優化患者舒適度。圖 2A、2B以及2C在示範性壓力曲線20、25以及30中示出了這樣的從EPAP 10至IPAP 15 (在不同的程度上)的逐步過渡。該逐步過渡效果由系統壓力從EPAP 10增加至IPAP15所花費的時間測量，該時間被稱為雙水平壓力支持系統的「上升時間」。類似地，圖2A、2B以及2C示出系統壓力從IPAP 15至EPAP 10的逐步過渡，而不是從IPAP 15至EPAP 10的瞬間過渡。該逐步過渡效果由系統壓力從IPAP 15減少至EPAP 10所花費的時間測量，該時間被稱為雙水平壓力支持系統的「下降時間」。如在本文中更詳細描述並根據本發明的實施例，可以由圖3中所示的雙水平壓力支持系統50生成示範性壓力曲線20、25以及30或具有逐步上升時間的其他類似的壓力曲線。如在圖2A、2B以及2C中所示，每個周期從壓力曲線20、25、30開始，如可以從EPAP 10處開始的情況。當壓力支持系統檢測到患者已完成呼氣或已開始吸氣或者已發生某個其他提示事件時，系統壓力朝向IPAP 15的水平傾斜上升。最後，如圖2A、2B以及2C中所示， 每個情況下的系統壓力達到IPAP 15並在IPAP 15持平。因而，圖2A、2B以及2C的每個中的上升時間分別由ΔΙ\、Δ T2以及Δ T3表示。此外，儘管從EPAP 10至IPAP 15的過渡在圖2Α、2Β以及2C的每個中示出為指數傾斜，但其僅意味著是示範性的，並且，應當理解，傾斜也可以是從一個大致恆定的水平至另一大致恆定的水平的直線或任何其他過渡波形。例如，可以使用任何單調遞增函數，例如但不限於sir^2*pi*t/trt*a )，其中，t是時間，Trt是至幅度的67%的上升時間，並且， a (alpha)是由arcsin(RT% ) A2*pi)給出的經驗係數(其中，對於某些產品而言，RT%是 67%，但是，能夠將RT%類推至> 0%至100%的範圍)。另外，儘管EPAP 10和EPAP 15在圖2A、2B以及2C中是恆定的，但要理解，EPAP 10 和EPAP 15在治療期間並不必須恆定。參見，例如，U. S.專利號Nos. 5，535，738、5，794，615 以及6，105，575，這些專利教導根據患者流量或預先建立的流量特徵圖改變IPAP和/或 EPAP壓力，通過引用將每個專利的內容併入本文。此外，在圖2A、2B以及2C中所示的示例中，上升時間是對系統壓力從EPAP 10變化至IPAP 15的時間的度量。然而，這並不意味著為限制性的。例如，也能夠將上升時間定義為系統壓力從其初始壓力值Gf^BEPAP)的諸如10%的百分比變化至其最終壓力值(例如，IPAP)的諸如90%的百分比所花費的時間，而不是測量從EPAP和IPAP之間的峰間值的上升時間。在一個特定、非限制性實施例中，將上升時間定義為EPAP和K*(IPAP-EPAP)之間的時間，其中，K典型地(但非必須)為50%和90%之間(例如67%)。因而，如本文中所使用地，術語「上升時間」是指對系統壓力從初始預定的壓力水平(例如，EPAP或EPAP的某個百分比)變化至最終預定的壓力水平(例如，IPAP、IPAP的某個百分比或者(IPAP-EPAP) 的某個百分比或分數)的時間的度量。
如在圖2A、2B以及2C中看出地，壓力曲線20的上升時間AT1比壓力曲線25的上升時間八1~2更短，進而比壓力曲線30的上升時間ΔΤ3更短。通常認為，由於壓力的「較急劇的」瞬變，較短的上升時間導致患者的舒適度降低。然而，較短的上升時間也被認為導致系統治療有效性的增加。因而，由於上升時間ΔΤ2比上升時間ΔΤ3更短，因而很可能導致降低的患者舒適度但增加的治療有效性。作為示出的最短的示範性上升時間的上升時間 AT2很可能導致進一步降低的患者舒適度但進一步增加的治療有效性。如本文中更詳細描述地，本發明提供一種雙水平壓力支撐系統及方法，該雙水平壓力支持系統及方法提供雙水平壓力支持，其中，基於在若干呼吸周期期間測量的患者的平均吸氣時間而將壓力支持的上升時間自動調整(至例如如在圖2Α、2Β以及2C中圖解說明的不同的值)，因而消除上升時間參數的手動設置和調整的需要。具體而言，在較快呼吸的時期期間，期望更快的上升時間，並且，在正常的或平靜的呼吸(相對較慢的呼吸)期間， 期望較慢的上升時間，因而根據吸氣時間自動調整上升時間使得能夠實時地採用最佳上升時間。本發明還預期，在基於微處理器(或類似的控制器)的雙水平壓力支持系統中實施各種實施例中的如本文所描述的上升時間調整算法。這樣的系統具有諸如流量傳感器、壓力傳感器或某個其他合適的傳感器的一個或多個傳感器，其生成指示與提供至患者的呼吸氣體流相關聯的一個或多個特徵的一個或多個信號。此外，在本發明的至少一個實施例中，並且，如在本文中更詳細描述地，由微處理器(或類似的控制器)基於所接收的(多個)信號實時地確定用於自動地控制上升時間的患者的平均測量吸氣時間。壓力支持系統還包括控制硬體，以允許微處理器(或類似的控制器)改變如通過實施算法而確定的上升時間。例如，能夠用於實施本發明的自動上升時間控制的合適的壓力支持設備是 BiPAP Duets 雙水平系統或BiPAP Duet LX雙水平系統，這兩者都由Wiilips Respironics of Murrysville，1 製造。這樣的壓力支持設備具有微處理器、存儲器、壓力傳感器以及流量傳感器，並且，能夠以「C」語言或某個其他計算機語言編程。圖3是根據本發明的一個特定、非限制性實施例的壓力支持系統50的示意圖，其在本文中用於在其各種實施例中圖解說明本發明。參考圖3，壓力支持系統50包括氣體流量發生器52，例如在常規的CPAP或雙水平壓力支持設備中使用的鼓風機，該氣體流發生器 52從例如氧氣或空氣的加壓罐、大氣環境或以上的組合的任何合適的源接收一般由箭頭C 指示的呼吸氣體。氣體流發生器52生成用於以相對較高和較低的壓力，即通常等於或高於周圍大氣壓力的壓力遞送至患者討的氣道的諸如空氣、氧氣或以上的混合物的呼吸氣體流。來自氣體流發生器52的通常由箭頭D指示的加壓呼吸氣體流經由遞送管道56而遞送至任何已知構造的呼吸面罩或患者接口 58，該呼吸面罩或患者接口 58典型地由患者 54佩戴或用別的方式附接至患者54，以將呼吸氣體流傳遞至患者的氣道。遞送管道56和患者接口設備58典型地被統稱為患者迴路。在示範性實施例中，壓力支持系統50包括可操作地耦合至控制器64的壓力傳感器，用於測量遞送至患者的氣體的壓力。該壓力測量能夠在患者接口處或更接近壓力發生器52處進行。在圖3中所示的壓力支持系統50是被稱為單肢系統的壓力支持系統，這意味著患者迴路僅包括將患者M連接至壓力支持系統50的遞送管道56。這樣，在遞送管道56中提供排氣孔57，以便如箭頭E所指示地將呼出氣體從系統排出。應當注意到，能夠除了在遞送管道56中以外或代替遞送管道56中的其他位置處提供排氣孔57，例如在患者接口設備 58中。還應當理解，排氣孔57取決於氣體將從壓力支持系統50排出的期望方式能夠具有各種各樣的配置。本發明還預期，壓力支撐系統50能夠是具有連接至患者M的遞送管道和排氣管道的雙肢系統。在雙肢系統中，排氣管道從患者M運送排出氣體，並且，包括處於遠離患者 54的末端處的排氣閥。典型地主動控制這樣的實施例中的排氣閥，以維持系統中一般被稱為呼氣末正壓(PEEP)的期望的水平或壓力。此外，在圖3中所示的本發明的圖解說明的示範性實施例中，患者接口 58是鼻罩。 然而，要理解，患者接口 58能夠包括鼻/ 口罩、鼻枕、氣管導管、氣管內管或提供合適的氣體流傳遞功能的任何其他設備。同樣，出於本發明的目的，短語「患者接口」能夠包括遞送管道56和將加壓呼吸氣體源連接至患者的任何其他結構。在圖解說明的實施例中，壓力支持系統50包括在遞送管道56中以閥60的形式提供的壓力控制器。閥60控制從流量發生器52遞送至患者M的呼吸氣體流的壓力。出於本目的，流量發生器52和閥60統稱為壓力生成系統，因為它們協力控制遞送至患者的氣體的壓力和/或流量。然而，應當顯而易見，本發明預期用於控制遞送至患者的氣體的壓力的其他技術，例如改變流量發生器52的鼓風機速度，其單獨地或與壓力控制閥結合地使用。因而，取決於用於控制遞送至患者M的呼吸氣體流的壓力的技術，閥60是任選的。如果去除閥60，那麼，壓力生成系統僅與流量發生器52相對應，並且，例如通過控制流量發生器52的電動機速度而控制患者迴路中的氣體的壓力。壓力支持系統50還包括測量遞送管道56內的呼吸氣體流的流量傳感器62。在圖 3所示的特定實施例中，流量傳感器62同軸地介入遞送管道56中，例如閥60的下遊。流量傳感器62生成流量信號Qmeasuked，該流量信號Qmeasuked提供至控制器64，並且，由控制器64 使用以確定患者M處的氣體的流量。當然，本發明預期用於測量患者M的呼吸流量的其他技術，例如但不限於，直接在患者處或在沿著遞送管道56的其他位置處測量流量、基於流量發生器52的操作測量患者流量以及使用閥60的上遊的流量傳感器來測量患者流量。控制器64可以例如是微處理器、微控制器或者包括或可操作地耦合至存儲器(未顯示)的一些其他合適的處理設備，所述存儲器提供的存儲介質用於數據和由控制器64執行以控制壓力支持系統50的操作的軟體，如在本文中更詳細描述地，包括監測患者呼吸的特性和基於患者呼吸的特性控制呼吸氣體流。最終，提供輸入/輸出設備66，從而設置壓力支持系統50所使用的各種參數，以及對諸如臨床醫師或照顧者的用戶顯示並輸出信息和數據。如在本文中別處更詳細描述地，根據本發明各種實施例中的方面，在操作期間，由壓力支持系統50連續地處理與患者吸氣時間有關的數據，從而得到基於與患者吸氣時間有關的數據對上升時間進行連續自動調整。由於自動地調整上升時間，因而對於足夠的治療所必需的上升時間可以針對不同患者進行優化，或者針對不同夜晚進行優化、並且甚至在特定患者上針對不同分鐘進行優化，並且，不需要患者或照顧者的任何介入。圖4是示出了根據本發明的一個特定、非限制性實施例的自動調整上升時間的方法的流程圖。如下面更詳細描述地，在圖4中所示的方法測量N個周期上患者的平均吸氣時間，並且，基於所確定的平均吸氣時間而調整提供至患者的雙水平正壓支持治療的上升時間。可替代地，可以在一設定的時間段(例如30秒)上測量患者的平均吸氣時間，而不是在一設定數量的周期上測量患者的平均吸氣時間。另外，在圖4中所示的方法採用若干變量，包括用於累積時間以便進行平均吸氣時間計算的總吸氣時間變量、用於對呼吸周期進行計數的周期計數器變量以及用於控制提供至患者的雙水平正壓支持的上升時間的上升時間變量。同樣，例如通過使用輸入/輸出設備66來將針對所建立的IPAP水平和EPAP 水平的值輸入至壓力支持系統50中而由臨床醫師(或患者)針對將提供的治療而設置所建立的IPAP水平和EPAP水平。參考圖4，該方法在步驟100開始，其中，將總吸氣時間變量和周期計數器變量初始化為零值。接下來，在步驟105，將上升時間變量設置為等於初始值，在示範性實施例中由臨床醫師(或患者)通過使用輸入/輸出設備66來將值輸入壓力支持系統50從而設置初始值。然後，在步驟110，由壓力支持系統在單個呼吸周期內以所建立的IPAP水平和EPAP 水平及當前的上升時間將雙水平正壓支持提供至患者。在步驟115，測量呼吸周期的吸氣時間。這可以通過若干合適的已知的方式或今後開發的方式的任何一種而進行。例如，可以基於由作為患者接口 58的一部分的壓力傳感器生成的壓力信號和由流量傳感器62使用若干眾所周知的技術中的任何一種生成的流量信號Qmeasuked而確定吸氣時間。可替代地，可以基於從呼吸肌所測量的EMG信號、所測量的呼出C02、溫度或溼度、或者使用感應體積描記法所測量的胸壁運動來確定吸氣時間。接下來，在步驟120，使總吸氣時間變量增加等於剛剛測量的吸氣時間的量，並且， 周期計數器變量增加1。然後，在步驟125，確定周期計數器是否等於N，N為將在其上計算平均吸氣時間的呼吸周期的數量。如果回答為否，那麼，該方法返回至步驟110，以便以當前的上升時間繼續雙水平正壓治療。然而，如果在步驟125回答為是，那麼，在步驟130，基於總吸氣時間變量而計算平均吸氣時間(即，總吸氣時間變量除以N得到平均值)。接下來，在步驟135，基於所計算的平均吸氣時間而確定上升時間變量的新值。這可以通過許多方式進行。在一個實施例中，所計算的平均吸氣時間乘以預定的常數以獲得上升時間的新值(即，上升時間=K*平均吸氣時間)。例如，吸氣時間的典型範圍是0. 5秒至3秒，極端為1-2秒更典型。對於1秒的平均吸氣時間而言「舒適的」上升時間可能是0.2 秒，因而在該實施例中，常數K為0.2秒/1秒或0.2。注意到，常數K無單位。如果平均吸氣時間增加至1. 5秒，然後，根據該實施例，上升時間的新值為0. 2*1. 5秒或0. 3秒。類似地，如果平均吸氣時間縮小至0. 5秒，那麼，根據該實施例，上升時間的新值為0. 2*0. 5秒或 0. 1秒。在該實施例中，上升時間的新值還受到僅在某些預定的安全上限和下限內的約束。 因而，如果計算值新值超過極限(上限或下限)，那麼，在該實施例中將其設置為等於極限值。在剛剛描述的實施例中，遞送壓力特徵圖Pp (t)完全由上升時間、IPAP和EPAP描述，並且可以由Pp(t) = (l-e_atArt) · (IPAP-EPAP)+EPAP給出。α的值調整行為，從而上升時間(Trt)能夠被定義為達到IPAP-EPAP的定義的百分比所花費的時間。如果α設置為1，那麼，該示例中的Pp (t)的第一項在t = Trt時達到IPAP-EPAP的63. 2%。該方法由於其簡單性和產業認可而是有利的方法。然而，可以使用其他函數來根據上升時間而計算Pp(t)。例如，正弦波的第一個四分之一周期可以如Pp (t) = (IPAP-EPAP) sin (2 π at/1Trt)+EPAP所表示地計算，其中，對於Pp(Trt) = IPAP而言，α = 1/4，或者，對於Pp (t) =0. 67*(IPAP-EP AP)+EPAP而言，α =0.117。可替代地，組合的方法可以包括對於 Tinsp < 1.5 秒而言，Pp (t) = (l-e-at/Trt) · (ΙΡΑΡ-ΕΡΑΡ)+EPAP，以及其他情況，Pp (t)= (IPAP-EPAP)sin(2 πt/Trt)+EPAP。在可替代的實施例中，能夠由壓力支持系統50建立並存儲查找表，該查找表將多個平均吸氣時間值(或這樣的值的範圍)的每個映射至對應的上升時間的值。在該實施例中，步驟135因而包括查閱查找表以確定與在步驟130中計算的平均吸氣時間相對應的上升時間的值。在再一實施例中，能夠由壓力支持系統50建立並存儲查找表，該查找表將多個平均吸氣時間值(或這樣的值的範圍)的每個映射至對應的第一值，該第一值在乘以常數K時，將給出上升時間的值。在該實施例中，步驟135因而包括查閱查找表以確定與在步驟130中計算的平均吸氣時間相對應的第一值以及然後將所獲得的第一值乘以常數以獲得上升時間的新值。無論如何實施步驟135，在步驟135之後，該方法繼續進行至步驟140，其中，將上升時間變量設置為等於在步驟135中確定的新值。同樣，在步驟140中，總吸氣時間變量和周期計數器變量重新設置為零。在步驟140之後，該方法返回至步驟110，其中，以新的(當前的)上升時間將雙水平正壓支持治療提供至患者。此外，所確定的平均吸氣時間可以用於選擇在由圖8A、8B以及8C中所示的圖表圖解說明的表中存儲的若干壓力特徵圖之一。能夠使用線性插值或在信號處理中眾所周知的任何其他方法來調整時間和幅度，以匹配所需要的IPAP-EPAP和Trt。有時患者的吸氣時間保持相對恆定(例如僅改變+/-20% )，而總呼吸時間(為整個呼吸周期的持續時間並包括吸氣時間和呼氣時間)能夠可變得多。例如，典型的總呼吸時間能夠在從1. 5秒至6秒的範圍變化。對於給定的吸氣時間，當總呼吸時間減少，患者可能優選較短的上升時間。這裡的臨床思維是，慢呼吸(比方說，小於15BPM或大於4秒的總呼吸時間)無需快速上升時間，但對於較快節奏的呼吸(例如，大於20BPM或小於三3秒的總呼吸時間)，患者很可能傾向於較短的上升時間。因而，在某些情況下，可能期望不僅基於吸氣時間，而且還基於總呼吸時間而自動調整雙水平正壓支持治療中的上升時間。圖5是示出了根據本發明的另一特定、非限制性實施例的自動調整上升時間的方法的流程圖，其中，上升時間調整是基於吸氣時間和總呼吸時間這兩者。如下面更詳細描述地，在圖5中所示的方法在N個周期上測量平均吸氣時間和平均總呼吸時間，並且，基於 (即，根據)所確定的平均吸氣時間和所確定的平均總呼吸時間調整提供至患者的雙水平正壓支持治療的上升時間。可替代地，可以在一設定的時間段(諸如60秒)上測量患者的平均吸氣時間，而不是在一設定數量的周期上測量患者的平均吸氣時間和平均總呼吸時間。另外，像在圖4中所示的方法那樣，在圖5中所示的方法採用若干變量，包括總吸氣時間變量、周期計數器變量以及在本文中別處描述的上升時間變量。另外，圖5的方法還採用用於累積時間以便進行平均總呼吸時間計算的累積總呼吸時間變量。同樣，如在本文中別處描述地，採用所建立的IPAP水平和EPAP水平。參考圖5，該方法在步驟150開始，其中，將總吸氣時間變量、累積總呼吸時間變量以及周期計數器變量初始化為零值。接下來，在步驟155，將上升時間變量設置為等於初始值，由臨床醫師(或患者)通過使用輸入/輸出設備66將值輸入到壓力支持系統50中從而設置所述初始值。然後，在步驟160，由壓力支持系統在單個呼吸周期內以所建立的IPAP 水平和EPAP水平及當前的上升時間將雙水平正壓支持提供至患者。在步驟165，測量呼吸周期的吸氣時間和總呼吸時間。這可以通過若干合適的已知的方式或今後開發的方式的任何一種而進行。例如，可以基於由作為患者接口 58的一部分的壓力傳感器生成的壓力信號和由流量傳感器62使用若干眾所周知的技術中的任何一種生成的流量信號Qmeasuked而確定吸氣時間和總呼吸時間。可替代地，可以基於從呼吸肌所測量的EMG信號、所測量的呼出 C02、溫度或溼度、或者使用感應體積描記法所測量的胸壁運動來確定吸氣時間和總呼吸時間。 接下來，在步驟170，使總吸氣時間變量增加等於剛剛測量的吸氣時間的量，使累積總呼吸時間變量增加等於剛剛測量的總呼吸時間的量，並且，使周期計數器變量增加1。 然後，在步驟175，確定周期計數器是否N，所述N為將在其上計算平均吸氣時間和平均總呼吸時間的呼吸周期的數量。如果回答為否，那麼，該方法返回至步驟160，以便以當前的上升時間繼續雙水平正壓治療。然而，如果在步驟175回答為是，那麼，在步驟180，基於總呼吸時間變量計算平均吸氣時間(即，總吸氣時間變量除以N以得到平均值)，並且，基於累積總呼吸時間變量計算平均總呼吸時間(即，累積總呼吸時間變量除以N以得到平均值)。
接下來，在步驟185，基於所計算的平均吸氣時間和所計算的平均總呼吸時間而確定上升時間變量的新值。這可以通過許多方式進行。在非限制性實施例中，由壓力支持系統 50建立並存儲查找表，該查找表將平均吸氣時間值和平均總呼吸時間值映射至上升時間的相應值。例如，這樣的表可以提供平均吸氣時間和平均總呼吸時間的若干相關聯的範圍對， 並且，將每個相關聯的範圍對映射至上升時間值。因而，對於任何給定對的所計算的平均吸氣時間值和平均總呼吸時間值而言，能夠將該對值擬合至特定的相關聯的範圍對中，然後， 映射至上升時間的值。因而，在該實施例中，步驟185包括查閱查找表以確定與在步驟180 中計算的平均吸氣時間和平均總吸氣時間相對應的上升時間的值。無論如何實施步驟185，在步驟185之後，該方法繼續進行至步驟190，其中，將上升時間變量設置為等於在步驟185中確定的新值。同樣，將總吸氣時間、累積總呼吸時間以及周期計數器變量在步驟190中重新設置為零。在步驟190之後，該方法返回至步驟160， 其中，以新的(當前的)上升時間將雙水平正壓支持治療提供至患者。在圖4和5中所示的特定方法中，通過使用傳統的「求平均」技術而計算某些患者呼吸參數(即吸氣時間和總呼吸時間)的平均值(即，真正的平均值)。然而，那並不意味著為限制性的，因為也可以使用其他「求平均」技術。因而，如在本文中所使用地，術語「平均」應當是指指示數據集的集中趨勢的值，包括但不限於均值、中值、模式或另一如本文所描述地確定的類似的值。例如，作為圖4和5中所示技術的替代方案，可以使用濾波來執行對吸氣時間和呼吸時間的「求平均」，以消除錯誤的吸氣時間和呼吸時間的影響。這樣的濾波技術可以是有用的，因為在實際的臨床應用中，患者做某些事情，例如咳嗽、交談、打嗝、 呃逆和/或運動，這常常引起若干呼吸無規律。因而，如本文所描述地在計算更新的上升時間之前使用這樣的濾波技術來將這些呼吸從呼吸統計中去除是有益的。本發明預期，施加選擇/拒絕標準，以去除可能由於咳嗽、噴嚏、呃逆、身體運動或與呼吸無關的其他外部事件而生成的呼吸統計。因而，應當對生理上合理的時間而測試當前的呼吸時間。例如，這可以由下列標準定義=(I)iTexp > Tinsp > 4*Texp ； (2)3秒> Tinsp > 0. 5 秒以及(3)6秒>Tbreath > 1秒，其中，Texp是呼氣時間，Tinsp是吸氣時間，並且，Tbreath是總呼吸時間。 同樣，可以採用統計分析來尋找(吸氣時間和總呼吸時間這兩者的)「典型的」呼吸值並因此消除錯誤的吸氣時間和呼吸時間。同樣，用於執行濾波的中值濾波器是有利的，原因是完全忽略了極端數據。另外， 使用如剛才所描述的中值或類似的濾波器的「求平均」可以使用如在圖4和5中描述的根據N次連續呼吸計算平均時間的塊法(block method)來進行，或通過意為在每次呼吸之後計算平均值的所謂的眾所周知的矩形波串平均而進行。當然，存在著從在每次呼吸之後計算至在每L次呼吸之後計算的連續，其中，對於經典的矩形波串平均而言，L= 1，對於N個的連續塊的平均而言，L = N0如上面所描述的圖4和5的方法基於某些患者呼吸參數(例如，吸氣時間和總呼吸時間)的平均值而自動調整上升時間。因而，在多個呼吸周期之後，周期性地調整那些實施例中的上升時間。可替代地，可以基於患者呼吸參數的當前值而調整每個呼吸周期的上升時間。圖6和7是以該方式調整上升時間的方法的示範性實施例的流程圖。參考圖6，在其中所示的方法中，在每個呼吸周期之後測量吸氣時間，並且，基於所測量的值而調整下一個周期的上升時間。該方法在步驟200開始，其中，將上升時間變量設置為等於初始值，由臨床醫師(或患者)通過使用輸入/輸出設備66來將值輸入至壓力支持系統50中而設置所述初始值。然後，在步驟205，由壓力支持系統在單個呼吸周期內以所建立的IPAP水平和EPAP水平及當前的上升時間將雙水平正壓支持提供至患者。在步驟 210，測量吸氣時間。如在本文中別處所描述地，這可以通過若干合適的已知的方式或今後開發的方式中的任何一種而進行。接下來，在步驟215，基於所確定的吸氣時間而確定上升時間變量的新值。如在本文中別處所描述地，這可以通過若干方式進行(例如通過乘以常數或查閱查找表)。無論如何實施步驟215，在步驟215之後，該方法繼續進行至步驟220， 其中，將上升時間變量設置為等於在步驟215中確定的新值。在步驟220之後，該方法返回至步驟205，其中，以新的(當前的)上升時間將雙水平正壓支持治療提供至患者。參考圖7，在其中所示的方法中，在每個呼吸周期之後測量吸氣時間和總呼吸時間，並且，基於所測量的值調整下一個周期的上升時間。該方法在步驟225開始，其中，將上升時間變量設置為等於初始值，由臨床醫師(或患者)通過使用輸入/輸出設備66來將值輸入至壓力支持系統50中而設置所述初始值。然後，在步驟230，由壓力支持系統50在單個呼吸周期內以所建立的IPAP水平和EPAP水平及當前的上升時間將雙水平正壓支持提供至患者。在步驟235，測量吸氣時間和總呼吸時間。如在本文中別處所描述地，這可以通過若干合適的已知的方式或今後開發的方式的任何一種而進行。接下來，在步驟M0，基於所確定的吸氣時間和所確定的總呼吸時間而確定上升時間變量的新值。這可以通過若干不同的方式進行。在示範性非限制性的實施例中，如在本文中別處描述地，這通過查閱查找表來進行。無論如何實施步驟MO，在步驟240之後，該方法繼續進行至步驟M5，其中，將上升時間變量設置為等於在步驟MO中確定的新值。在步驟245之後，該方法返回至步驟230，其中，以新的(當前的)上升時間將雙水平正壓支持治療提供至患者。因而，如在本文中詳細描述地，本發明提供可以在合適的壓力支持系統中實施的若干不同的方法的實施例，以自動調整雙水平正壓支持治療的上升時間。通過自動調整雙水平正壓支持治療的上升時間，從而由於需要臨床醫師或其他提供者的較少的家庭訪間， 因而將與在家庭環境中提供雙水平正壓支持治療相關聯的成本最小化。
儘管已基於目前被認為是最實用且示範性的實施例出於圖解說明的目的詳細描述了本發明，但要理解的是，這樣的細節僅僅是出於該目的，並且，本發明不限於所公開的實施例，與此相反，其意在涵蓋所附權利要求書的精神和範圍內的修改和等同布置。例如， 要理解的是，本發明預期，在可能的程度上，任何實施例的一個或多個特徵能夠與任何其他實施例的一個或多個特徵相結合。
權利要求
1.一種壓力支持系統，包括壓力生成系統，其適於產生呼吸氣體流；患者迴路，其可操作地耦合至所述壓力生成系統，以將所述呼吸氣體流遞送至患者的氣道；以及控制器，其可操作地耦合至所述壓力生成系統，所述控制器適於在使用所述壓力支持系統時確定與所述患者的吸氣時間相關聯的度量，並且適於控制所述壓力生成系統以(i) 在所述患者的至少部分吸氣相期間以吸氣氣道正壓(IPAP)水平將所述呼吸氣體流遞送至所述患者，並在所述患者的至少部分呼氣相期間以小於所述IPAP水平的呼氣氣道正壓 (EPAP)水平將所述呼吸氣體流遞送至所述患者，以及(ii)基於與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量自動設置與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的過渡相關聯的上升時間。
2.如權利要求1所述的壓力支持系統，還包括可操作地耦合至所述控制器的傳感器， 所述傳感器適於測量與所述呼吸氣體流相關聯的特性，並且適於生成指示所述特性的信號，其中，所述控制器適於接收所述信號，並且適於基於所述信號確定與所述患者的吸氣時間相關聯的所述度量。
3.如權利要求2所述的壓力支持系統，其中，所述傳感器包括流量傳感器，並且，所述信號包括流量信號，或者，其中，所述傳感器包括壓力傳感器，並且，所述信號包括壓力信號。
4.如權利要求1所述的壓力支持系統，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量是在(a)預定數量的呼吸周期或(b)預定的時間段上確定的所述患者的平均吸氣時間。
5.如權利要求1所述的壓力支持系統，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量是與特定的呼吸周期相關聯的所述患者的吸氣時間。
6.如權利要求1所述的壓力支持系統，其中，所述控制器適於基於與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量通過以下方式自動設置與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的過渡相關聯的上升時間(a)將與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量乘以預定的常數以確定所述上升時間或(b)使用與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量來查閱所存儲的查找表以確定所述上升時間。
7.如權利要求1所述的壓力支持系統，其中，所述控制器適於在使用所述壓力支持系統時確定與所述患者的總呼吸時間相關聯的度量，並且適於基於與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量這兩者自動設置與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的所述過渡相關聯的所述上升時間。
8.如權利要求7所述的壓力支持系統，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量是所述患者的平均吸氣時間，並且其中，與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量是所述患者的平均總呼吸時間。
9.如權利要求7所述的壓力支持系統，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量是與特定的呼吸周期相關聯的所述患者的吸氣時間，並且其中，與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量是與所述特定的呼吸周期相關聯的所述患者的總呼吸時間。
10.如權利要求7所述的壓力支持系統，其中，所述控制器適於基於與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量這兩者通過使用與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量這兩者來查閱所存儲的查找表以確定與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的過渡相關聯的上升時間，從而自動設置所述上升時間。
11.如權利要求1所述的壓力支持系統，其中，從所述EPAP水平至所述IPAP水平的所述過渡是(a)具有可變斜率的指數傾斜或(b)具有恆定斜率的直線傾斜。
12.—種將壓力支持提供至患者的方法，包括確定與測量治療期間的所述患者的吸氣時間相關聯的度量；在所述患者的至少部分吸氣相期間以吸氣氣道正壓(IPAP)水平將呼吸氣體流遞送至所述患者；在所述患者的至少部分呼氣相期間以小於所述IPAP水平的呼氣氣道正壓(EPAP)水平將呼吸氣體流遞送至所述患者；以及基於與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量自動設置與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的過渡相關聯的上升時間。
13.如權利要求12所述的方法，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量是在(a)預定數量的呼吸周期或(b)預定的時間段上確定的所述患者的平均吸氣時間。
14.如權利要求12所述的方法，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量是與特定的呼吸周期相關聯的所述患者的吸氣時間。
15.如權利要求12所述的方法，其中，所述自動設置包括(a)將與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量乘以預定的常數以確定所述上升時間或(b)使用與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量來查閱所存儲的查找表以確定所述上升時間。
16.如權利要求12所述的方法，還包括在使用所述壓力支持系統時確定與所述患者的總呼吸時間相關聯的度量，其中，所述自動設置包括基於與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量這兩者自動設置與從所述 EPAP水平至所述IPAP水平的所述過渡相關聯的所述上升時間。
17.如權利要求16所述的方法，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量是所述患者的平均吸氣時間，並且其中，與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量是所述患者的平均總呼吸時間。
18.如權利要求16所述的方法，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量是與特定的呼吸周期相關聯的所述患者的吸氣時間，並且其中，與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量是與所述特定的呼吸周期相關聯的所述患者的總呼吸時間。
19.如權利要求16所述的方法，其中，所述自動設置包括使用與所述患者的所述吸氣時間相關聯的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關聯的所述度量這兩者來查閱所存儲的查找表以確定所述上升時間。
全文摘要
一種將壓力支持提供至患者的方法，包括確定與治療期間的患者的吸氣時間相關聯的度量；在患者的至少部分吸氣相期間以吸氣氣道正壓(IPAP)水平將呼吸氣體流遞送至患者；在患者的至少部分呼氣相期間以小於IPAP水平的呼氣氣道正壓(EPAP)水平將呼吸氣體流提供至患者；以及基於與患者的吸氣時間相關聯的度量而自動地設置與從EPAP水平至IPAP水平的過渡相關聯的上升時間。還提供適於執行該方法的壓力支持系統。
文檔編號A61M16/00GK102245243SQ200980149435
公開日2011年11月16日 申請日期2009年11月21日 優先權日2008年12月9日
發明者P·D·希爾, W·K·達夫 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司