換氣穩定系統的製作方法

2023-04-24 18:31:26 3

專利名稱：換氣穩定系統的製作方法
換氣穩定系統
背景技術：
中樞性睡眠呼吸暫停是一種典型的睡眠障礙性呼吸，其特點是睡眠中的大腦不能 產生有規律，有節奏的觸發神經活動。引起有節奏的呼吸停止，亦稱為呼吸暫停，表明了調 節呼吸的速率和深度的呼吸控制系統的失調。例如全面的肺部通氣。應該將中樞性睡眠呼 吸暫停和阻塞性睡眠呼吸暫停區分開來，後者的主要原因是咽部通氣道障礙，儘管存在有 節奏的神經活動控制呼吸肌。中樞性睡眠呼吸暫停和阻塞性睡眠呼吸暫停的差別有明確的 規定，且這兩者能夠共存。當通氣道發生物理性阻塞時，阻塞性睡眠呼吸暫停才發生，例如由於咽部功能失 效。通過鼻進行持續氣道正壓通氣(CPAP)是治療阻塞性睡眠呼吸暫停的標準療法。鼻持續 氣道正壓通氣(CPAP)方法採用了對鼻氣道進行正壓通氣，從而增加了咽內壓力，保持了咽 的通暢。這種治療方法的一個問題是，壓力產生裝置和鼻腔導氣管之間的接觸面設置。為 此目的，設計了許多的鼻部面罩，並且在商業上得到使用。鼻CPAP療法的另一個有疑問的 特徵是，出現了氣體從咽部經口腔進入外界的問題，也就是口漏氣。這種從咽到口的氣體洩 露使得通過鼻流入的氣體增加，從而導致鼻炎。此外，口漏氣給病人及其同床的夥伴造成煩 擾。最後，一些鼻CPAP治療方法需要建立不漏的接口，這意味著排除口漏氣。傳統說來，口 漏氣的問題已經通過下巴託或者一個完整的臉部面罩得到解決。然而這些都為病人帶來大 量麻煩，且常常是無效的。在鼻CPAP治療方法中消除口腔洩露是困難的，因為嘴巴由一個固定的上牙弓或 上顎和一個可移動的下牙弓或下顎組成。此外，在嘴唇部位進行密封是困難的。因此，為了 建立一個口密封，需要固定下頌骨才能在在嘴唇處建立密封。防止口腔洩漏的一個方法是 使用一個完整的面罩覆蓋鼻子和嘴巴。然而，一個完整的臉部面罩往往並不能穩定下頌骨。 因此密封整個臉部面罩時候，對下嘴唇和下巴的大量用力將使得下頌骨被迫後退。這種下 顎骨後退的影響可能導致舌頭往後的運動，收縮咽部。完整的臉部面罩的困難得到廣泛的 重視，此外，一個完整的臉部面罩，與鼻罩或者口鼻一體的接觸面相比，更可能導致幽閉恐 怖症。與阻塞性睡眠呼吸暫停相比，中樞性睡眠呼吸暫停與呼吸控制系統的缺陷更加具 有相關性。雖然中樞性睡眠呼吸暫停在許多臨床情況下可能產生，但最經常觀察到的是它 與心臟衰竭或腦血管功能不全症狀並發。切恩-斯託克斯氏呼吸(即潮式呼吸)指的是 病人每次呼吸都增加呼氣量(潮氣量)與增加呼吸頻率。這是一種不穩定的呼吸狀態，可 能由中樞性睡眠呼吸暫停所導致。化學反射反饋迴路控制呼吸，切恩-斯託克斯呼吸由反 饋迴路中增益的增加而引起。一個反饋迴路被稱為外圍反饋迴路，涉及頸動脈的CO2和O2 傳感器。如果在這個閉環中增益過高，會導致呼吸不穩定。出現中樞性睡眠呼吸暫停和切 恩-斯託克斯呼吸的其他原因還包括循環延遲和咽不穩定。咽不穩定和化學反射循環的增益增加都將引起中樞性睡眠呼吸暫停症狀的發生。 雖然持續氣道正壓通氣治療法(CPAP)傳統上歷來用於穩定咽部，這也可以通過下頌前突 來實現。實際上，中樞性睡眠呼吸暫停可以被看作是在阻塞性睡眠呼吸暫停下顎前突治療情況下的突生現象。下顎前突裝置用於調整下頌位置，以與上頌骨相對。申請人並不知道 下頌突出裝置用來治療中樞性睡眠呼吸暫停的方法。此外，雖然下頌前突裝置在阻塞性睡 眠呼吸暫停治療中廣為人知，但是它們並不總是有效的。化學反射反饋迴路中的異常高增益產生的影響可以通過受控制的再呼吸得到減 輕。在這種方法中，採用了一種不漏的接觸面，同時在中樞性睡眠呼吸暫停期周期的臨界點 增加外界的呼吸死腔。這樣，在過度通氣階段出現了短暫再呼吸，緩和了這段時間內肺泡通 氣量的增加。受控制的再呼吸方法在中樞性睡眠呼吸暫停治療法中比較知名。例如，在美國 2006年7月11日授予的專利號為7073501的專利中有所描述，通過引用，在這裡有所描述。 在受控制的再呼吸中，病人再呼吸時呼出氣體，其中包含增加了的二氧化碳，和減少了的氧 氣含量。受控制的再呼吸影響外圍的反饋迴路，減少迴路增益。受控制的再呼吸並非一直有 效。在受控制的再呼吸中，需要一個接觸面來控制再呼吸。通過一個永久連接的軟管提供 一個呼吸死腔，病人能夠整晚進行再呼吸。但是病人可能會患頭痛，或者導致其他的問題。 並且身體將會對過量CO2的持續供應產生適應性。

發明內容
具體表現之一，裝置包括一個用來調節病人的下頌骨與上頌骨關聯的下頌位置調 節器和呼吸協助裝置。病人擁有自己的呼吸狀態，呼吸協助裝置設置了一個傳感器，用來探 測病人的呼吸狀態的至少一個代表性特徵。呼吸氣源包括病人的呼吸面罩，並至少具有第 一個和第二操作位置。與在第二個位置相比，呼吸氣源在第一操作位置給病人提供了二氧 化碳和氧氣的不同比例的氣體。根據傳感器的信號響應，呼吸氣源在第一個和第二操作位 置之間是可移動的。另一個具體體現涉及促進病人呼吸的方法，包含利用下顎突出裝置使病人下顎突 出的步驟。在此方法中，檢測病人的呼吸，並確定其是否存在不正常的呼吸情況。當被確定 為處於不正常的呼吸情況時，提供給病人的二氧化碳的數量就做出相應的改變。另一個體現是關於加強病人呼吸的裝置。該裝置包含一個下顎定位裝置和一個接 觸面。接觸面的作用是用來將空氣提供給病人的呼吸孔道。在接口處設置有傳感器，探測 病人呼吸狀態的至少一個代表性特徵。一個與外界氣源連接的流體支管連接到接口上，並 且接口上還有個出口。一個可操作閥門連接到傳感器上，以改變由病人呼出的進入流體支 管的空氣數量。另一個具體體現是關於一種促進病人呼吸的裝置。該裝置包含一個下顎定位系統 和一個接口。接口的作用是用來將空氣提供給病人的呼吸孔道。在接口處設置有傳感器， 探測病人呼吸狀態的至少一個代表性特徵。一個外部的壓縮空氣源連接到接口上。依據傳 感器的信號，外部的壓縮空氣源為病人提供比大氣具有更高氧氣含量的氣體。在另一具體體現中，與病人連接的裝置向病人提供呼吸空氣。該裝置包括一個有 鼻密封的鼻罩，有口密封的口罩，依據上顎給病人定位下顎的下顎突出裝置和一個氣體通 道，通過鼻罩和口罩之一為病人提供呼吸氣體。在另一具體體現中，與病人連接的裝置向病人提供呼吸空氣。該裝置包括一個有 口密封的口罩，由圍繞口的內部的內測凸緣密封和圍繞口的外部的外側凸緣密封組成，和依據上顎骨給病人定位下顎的下顎突出裝置。在另一具體體現中，與病人連接的裝置向病人提供呼吸空氣。該裝置包含依據上 顎骨給病人定位下顎的下顎突出裝置。此外，還包括以下這些特徵中的一個或者更多一 個有鼻密封的鼻罩，一個有口密封的口罩，通過鼻罩和口罩之一為病人提供呼吸氣體的氣 體通道，由圍繞口的內部的內測凸緣密封和圍繞口的外部的外側凸緣密封組成的密封的口罩。這些裝置和方法的其它方面在權利要求書中有描述，這裡是只是引用，以為參考。


現在將依照附圖描述其具體實施方式
，下文也利用數字來代替某些元件。圖1是口罩在病人上的側面透視圖；圖2是口罩在病人上的正面透視圖；圖3是病人口中的牙科裝置的不完全正面透視圖；圖4是圖3中牙科裝置的正面透視圖；圖5是口罩中牙科裝置的頂視圖；圖6是圖5中的口罩和牙科裝置的側視圖；圖7是圖5中的口罩和牙科裝置的正視圖；圖8是有帽子的口罩和與有帽子的病人的鼻罩相連的側視圖；圖9是圖8中的口罩和鼻罩的正視圖；圖10是一位帶著下顎突出裝置和呼吸協助系統的病人的局部視圖；圖11是第二個體現中下顎突出裝置和第二個體現中呼吸協助系統的的局部側視 圖。圖12是展現牙科裝置的上下部分的下顎突出裝置的側視圖；圖13是下顎突出裝置的一個次要功能側視圖；圖14是下顎突出裝置的另一個特徵的頂視圖；圖15是受控制的再呼吸裝置的一個特徵的俯視圖；圖16是受控制的再呼吸系統中口罩的一個特徵的俯視圖；圖17是口罩一個特徵的透視圖；圖18是被動環路增益調試系統的一個特徵的側視圖；圖19是圖18中帶有計算機和流量表的被動環路增益調試系統的一個特徵的側視 圖。
具體實施例方式在權利要求中，「包含」這個詞僅用來表示其包含的字面意思，並不排除其它存在 的元素。不定冠詞，在一個權利要求的特定之前，並不排除其存在不止一個特徵。這裡描述 的個別特徵中的任何一個可能用於一個或者多個特徵之中，或者一個也不。由於僅僅在這 裡描述，在權利要求中所有特徵都是必不可少的。圖1和2表明口罩50貼在病人56的嘴上。外部凸緣52位於口罩50的上方。外 部凸緣52和嘴唇60之間有密封，外部凸緣52放置於病人口外部的周圍。口罩50可能和口罩的流體支管54連接。流體支管可能包含不止一個支管。流體支管可能由軟管構成。口 罩的流體支管54可能與外部的空氣源相連接，以向病人56提供透氣。外部凸緣52的連接 體82可能附在圖8中的帶子86上，以協助將口罩50緊靠在病人的嘴上。流體支管附屬於 氣體通道，通過它能夠給病人提供呼吸氣體。下顎定位裝置的上部分可能緊緊的與下部分相連。圖3和4展示了包含牙科裝置 58的整體結構。牙科裝置58放置在病人56的下部牙齒88和上部牙齒90之間。牙科裝置 58止住下部牙齒88和上部牙齒90。牙科裝置58擔任的作用是下顎骨調節器和依據上顎 骨的位置，調節病人下顎骨的位置。牙科裝置58可能由軟橡膠做成。當病人的牙齒被插入 牙科裝置58的軟橡膠之中時，牙齒可能進入軟橡膠成型的位置。例如，牙科裝置可能是模 塑的，這樣成型的門牙在同一個水平面上。如果病人的下部牙齒和下顎向後移，那麼上部牙 齒的門牙將位於下部牙齒的門牙的前面。當病人將牙科裝置58放入口中時，病人的下顎將 突出，這樣門牙處於同一水平上。牙科裝置58在病人56的嘴唇50裡。在牙科裝置58的 上面有一個開口 62。開口 62在牙科裝置58的使用中，允許氣體流入病人的口中。牙科裝 置58可能通過一個可動襯墊68 (圖6)附在口罩50上(圖1)，可動襯墊嵌在牙科裝置58 的開口 62中。圖5-7顯示牙科裝置66附在口罩50上。牙科裝置66是個下顎定位裝置。外側 凸緣52在圖5-7中顯示為向前突出。外側凸緣在圖1和2中顯示為在操作位置上。內側 凸緣64從病人56 (圖3)的嘴唇60內側為口提供密封。病人56的嘴唇60密封於外側凸 緣52和內側凸緣56之間。外側和內側凸緣的組合使得在嘴唇60方向，口部得到密封。內 側凸緣和外側凸緣可能相互之間為活動連接，這樣，口部密封才不需要特定的設計。牙科裝 置66可能由軟性可塑材料組成，以適合門牙。上下牙弓器具可能用橡膠帶從側面連接，這 樣當下顎適度前途時，能夠從側面給予下顎運動的自由度。牙科裝置66可能給下顎提供定 位，這樣門牙才處於同一水平上。也就是說，門牙是相互銜接的。牙科裝置66通過口罩50 的一個可動襯墊而連接在口罩上，該襯墊穿越牙科裝置的上下面。可動襯墊68提供了依據 牙齒和上嘴唇而進行調整和運動的自由度。可動襯墊68可能內部是空的，允許空氣從病人 的口和口罩的流體支管54之間無縫流動。可動襯墊68提供了口罩50和牙科裝置66之間 的非剛性連接。口罩50可能以同樣的方式，活動連接到牙科裝置58上。牙科裝置58、66 之一和口罩50之間的非剛性連接使得在口罩50的應用中無需特定的設計。牙科裝置66為下顎提供穩定，可定襯墊68將牙科裝置66與口罩50可動連接。口 罩50因而在運動中受到限制。下顎突出不能向後運動，但是它可以依據使用中的牙科裝置 的情況，而作某種程度的側邊運動。口罩流體支管54與牙科裝置之間的活動連接使得口罩 50能夠調整，以符合牙齒，橡膠和病人56的嘴唇，而無需為口罩做特定的設計。 圖8和9顯示了口罩50和鼻罩70 —起使用的情況。在這個具體體現中，鼻部接口 70是一個鼻罩。口罩流體支管54通過一個活動的流體支管74連接到閥門76上。活動的 流體支管74可能用軟管制成。鼻罩70通過鼻罩處的流體支管72與閥門76相連接。流體 支管72也可能由軟管制成。閥門76有一個進氣口 78，向系統提供呼吸氣體。夾子84將帶 子86連接到外側凸緣52的連接體82上。帶子86使口罩50緊緊的貼在病人的嘴上。口 部器具可能不需要帶子，而直接附在病人的嘴上。鼻罩70，口罩50，鼻罩流體支管72，口罩 流體支管54和閥門76 —起組成了病人56的呼吸氣源。進口 78可能與外側氣源連接，例
7如，一個低流動性的吹風機，外置的正壓通氣裝置，大氣源或者其它可呼吸的空氣源等。口 罩50和牙齒接口 66與下顎定位裝置等一起作用形成呼吸支持系統。口罩50和鼻罩70都是非常規設計，相互之間並非剛性連接，因此在不需要特定設 計的情況下就能夠適應任何臉型。鼻罩處有密封，口罩處也有密封。口罩50和鼻罩70可能用於向病人提供持續氣道正壓通氣，受控制的再呼吸和其 它類型的呼吸氣體。口罩50和鼻罩可以單獨使用。如果事先並未封閉的話，這種情況下可 能導致從鼻子或者口的氣體洩露。此外，口罩50可單獨的與鼻塞裝置使用。鼻罩70可通 過提供可動襯墊68，在沒有氣道情況下，作為病人單獨的氣源使用。口罩50則必須阻止氣 體從病人的口中流出。口罩和鼻罩可能通過一個容積和阻力可變化的流體支管相連接。這就要選擇連接 口罩50和鼻罩70的外部呼吸死腔。外部呼吸死腔的選擇在治療換氣過度的病人受控制的 再呼吸療法中有效。在一些具體體現中，至少流體支管的一部分根據內部呼吸死腔大小的 變化而可做出相應調整。圖8和9中所示的位於口罩50和鼻罩70之間的流體支管74是 活動的，病人容易做出調整。圖10所示裝置包含一臺呼吸協助裝置100和用於依據病人56上顎來調整下顎的 下顎定位器58 (圖3)。病人56處於呼吸狀態。呼吸協助裝置100有一個傳感器，例如流 量計132(圖15)，用來探測病人呼吸狀態的至少一個代表性指標。呼吸氣源包括病人面罩 94，並且至少擁有第一操作位置和第二操作位置。呼吸氣源在第一個和第二操作位置，向病 人56提供二氧化碳和氧氣不同比例的氣體。依據傳感器的信號，呼吸氣源在第一操作位置 和第二操作位置之間做相應的移動。因此，在第一操作位置，向病人提供的二氧化碳與氧氣 的比例可能要高於在第二操作位置的情況。呼吸氣源包括一個附在流體支管92上的鼻罩 94。鼻部接口 94可以是任何類型的鼻罩，例如鼻部接口 94可能就是鼻罩70 (圖1)。圖11所示為圖10中的呼吸協助裝置和圖12中的下顎突出裝置。呼吸氣源包括 一個擁有第一和第二閥位置的閥門108。呼吸氣源的第一和第二操作位置與閥門108的第 一和第二閥位置各自相對應。閥門108的位置依據探測的病人呼吸狀態至少一個方面的參 數來做出改變。閥門108與一個流體支管出口連接。閥門可能用於圖15-19中所描述的為 病人提供再呼吸氣體。再呼吸氣體，也就是最近從病人的肺部流出的氣體，與正常情況下的 空氣相比，擁有更高的二氧化碳和氧氣比例。有關圖12-14，所示為一個下顎突出裝置，由全拱的上側牙科裝置110和下側牙科 裝置112組成，其間由可調整的支柱114連接。支柱可以從後面和側面重新調整下顎的位 置。在圖12-14中，下顎突出裝置與下牙科裝置一起，處於與上牙科裝置110有關的治療位 置。突出的機理是從磨牙側面放置，這樣使得下顎突出遞增而避免妨礙了牙弓內的舌頭。支 杆114可能用塑料製成，附於下側和上策牙科裝置上。通過在支杆114的兩端開孔，利用突 出於牙科裝置110. 112上的旋鈕116連接。支杆114與旋鈕116之間需要緊緊的安裝，以 防止支杆114在旋鈕116上旋轉。為了便利於支杆114安裝在旋鈕116上，旋鈕116的端 部製成不對稱的，有一個突出部118突出。這樣支杆114的開孔首先安裝在旋鈕116端部 的較短的一側了，壓在突出部118上。其它機理可能也用來保持下側牙科裝置110和上側 112之間的距離。一個開口楔形粘結在上側或下側牙科裝置最靠近磨牙的咬合面上。這形 成了牙科裝置咬合面上一個3-5mm的空隙，當嵌入一個舌頭球莖時候，使口張開足以容納門牙之間舌頭的伸展。下顎前突裝置擴大了咽通氣道，使得關閉氣道更加困難。擴大氣道降低了咽內的 關閉壓力，最大通氣量得到了擴大。因此，當呼吸期間肌肉鬆弛時，咽並沒有縮小。相反的 是，下顎前突裝置保持了氣道的開放，穩定了咽，以致咽部由開放到關閉時不會移動。咽的 不穩定性增進了中樞性睡眠呼吸暫停，因此下顎前突裝置的使用降低了中樞性睡眠呼吸暫 停的發生。如果一個病人不能充分的適應下顎前突裝置，也可以使用受控制的在呼吸。再呼 吸是一種與病人政策呼吸情況下相比，具有不同的二氧化碳和氧氣比例的呼吸氣源。不過 這個需要得到控制，以避免由於持續的過量二氧化碳供應導致的頭痛等其它問題。再呼吸 的量可以及時調整。當需要使用再呼吸時，利用傳感器來決定是否需要調整。例如，當傳感 器發現切恩_斯託克斯呼吸發生時，在增強的呼吸時段，需要提供少量的再呼吸氣體。傳感 器記錄呼吸持續時間，計算結果轉而影響提供的呼吸頻率。當有較高的潮氣量V和較高的 呼吸頻率F，其結果是較高的VxF，傳感器能夠探測到切恩-斯託克斯呼吸。當增益已經非 常高的時候，小量的再呼吸能夠減少環路增益。再呼吸的量能夠做出調整。測量呼吸持續 時間，轉而影響到頻率。當呼吸正常時，病人簡單的呼吸空氣。只有在外界空氣具有低流動 性時候，使用該系統才可取，這樣可以向面罩內持續提供新鮮空氣。當與傳感器連接的電腦 探測到發生了切恩-斯託克斯呼吸時，閥門開關轉換，這樣病人從呼吸低流動性的空氣轉 到可控制的再呼吸中。例如，從一段呼吸死腔中，例如與面罩連接的流體支管。增加的二氧 化碳和減少的氧氣含量消除了換氣過度的影響。下顎突出裝置和可控制的再呼吸以用於非CPAP環境下。下顎突出裝置和口腔器 具一起使用，在睡眠過程中保持咽的穩定張開，因此減少了在某些情況下對於鼻CPAP的需 求。牙科裝置為鼻氣道接口提供了一個可用而方便的連接點。固定著鼻接口的牙科裝置能 夠為外部呼吸死腔提供一個方便而不漏氣的連接。這種固定著接口的牙科裝置是非常規的 鼻罩或時下在鼻CPAP治療法下常用的整體面罩，慣常的鼻罩或者時下在鼻CPAP治療法中 用到的整體面罩，是慣例配備的口 \鼻接口。這種接口有環路附著點，其中閥門控制著鼻氣 道與周圍空氣或者再呼吸流體支管之間的連接。與面罩連接的閥門受到調節器的控制。調節器從記錄胸腔運動或者面罩內的氣流 的傳感器接收到關於通氣量記錄的反饋來調節。調節器監測潮氣量和頻率，計算即使通氣 量和即時肺泡通氣量。這容許鑑定極限環行為湖綜合接近極限環行為。如果這種出現在與 外界大氣連接的鼻接口時，閥門轉換到再呼吸位置，這樣通過外部呼吸死腔進行再呼吸。總的說來，下顎前突，受控制的再呼吸和包含無洩漏面罩的牙科裝置一起能夠有 效的解決問題。將鼻通氣道與外界大氣或者外側呼吸死腔連接的雙頭閥門受到調節器的控 制，根據收到的通氣情況的反饋信息做出調整。再呼吸裝置可能的特徵如下，圖15-19的情況，原來由雷姆等人在美國2006年7 月11日授予的專利號為7，073，501的專利中有所描述。圖15的簡圖說明了再呼吸裝置的控制情況。呼吸氣源包括一個吹風機120，一個 流體支管122和病人面罩124。流體支管122可能有由軟管制成。病人面罩124由一個口 罩和鼻塞裝置組成，和臉部形成緊湊的空氣密封。病人面罩124可能用來提供持續氣道正 壓通氣治療。對於CPAP療法的討論和首選的CPAP裝置在雷姆等人的專利號位5，645，053的美國專利「自動CPAP系統和利用氣流信息防止病人煩擾的方法」中有所描述。在傳統的 CPAP中，一個吹風機用來保持面罩內相對較高的恆定壓力，提供從吹風機到面罩新鮮空氣 的偏流。在圖15中，流體支管126例如軟管連接到病人面罩的排氣孔131上，將氣體導入 可變電阻器128。另外的選擇是，閥門也可以連在病人面罩的排氣孔上。流體支管122在中 樞性睡眠呼吸暫停的某些階段用來作為再呼吸的呼吸死腔。當閥門128打開時，沒有再呼 吸發生，因為所有呼出的空氣都通過流體支管126在偏流作用下經過閥門排出，當閥門128 關閉時，偏流終止，沒有呼出氣體經過流體支管126流出。在這種情況下，不完全的再呼吸 發生了，因為呼出的氣體逆向流動，經過流體支管122導入了吹風機120之中。在流體支管 126中的氣體與室內空氣相比，有更高的二氧化碳含量，而較低的氧氣含量。當病人吸氣時， 氣體導入吹風機120中進而入病人體內，從而先前呼出的氣體現在又被病人吸入。通常地，從吹風機120經過病人面罩124到出口 130的氣體偏流在呼吸周期的呼 氣階段，足夠完全的使系統通暢，因此病人呼出的氣體沒有留在系統中的。所以，病人吸入 的氣體是混合型的氣體，包含通常的21%含量的氧氣和0%的二氧化碳。相反的，如果通過 徹底堵塞閥門128的出口 130，將氣體偏流降低到0，病人呼出的氣體將填滿連接病人面罩 124和吹風機120的流體支管122。這種呼出的氣體一般含有5%的二氧化碳，以及16%的 氧氣。當吸入的時候，病人將先吸入填滿整個流體支管的高含量的二氧化碳，低含量的氧氣 混合體，繼而吸入從吹風機120來的室內空氣。根據於管的長度，這種混合氣體佔到再呼吸 氣體潮氣量的20-60 %。通過改變排氣孔的流出阻力，再呼吸的程度能夠在這兩個極限之間 變化，吸入的二氧化碳和氧氣的含量也能夠控制。與電腦134相連接的流量計132用來探 測流入流出吹風機120的氣體流量。電腦134用來計算中樞性睡眠呼吸暫停導致的肺部通 氣周期，同時控制閥門128，在中樞性睡眠呼吸暫停的特定周期內促使再呼吸。從吹風機120出來的氣流包含偏流(病人面罩的出口流出和洩露)加上呼吸的氣 流。電腦134監測這個流動，計算偏流，洩露流量，逆向流量，以及逆流呼出量和排出量等。電腦能夠134計算在中樞性睡眠呼吸暫停周期中的幅度，以此相應地調整閥門 128的阻力。例如，在中樞性睡眠呼吸暫停周期中，如果肺部通氣量有大的變化，閥門128能 夠在換氣過度時候徹底的關閉。在中樞性睡眠呼吸暫停周期中，如果肺部通氣量變化小，閥 門128能夠在換氣過度時候部分的打開。因此，在中樞性睡眠呼吸暫停周期中，當肺部通氣 量變化較大時候，再呼吸的水平比肺部通氣量較小的時候要高。由於CPAP吹風機120的較低的阻力，在外流中的阻力變化對於病人面罩壓力幾乎 不能帶來影響。相應地，在欲求的CPAP病人面罩內壓力時，不產生較大的偏離就能夠得到 外流阻力的整個變化幅度。流量計132和電腦134能夠測定肺部通氣的水平。例如，呼吸量和呼吸周期的比 率就能夠表示肺部通氣的即時水平。其它的一些表徵例如吸氣流速的平均數或者峰值也能 用來作為指示。許多的技術用來控制再呼吸的程度和時間，與閥門128—起使用，減少中樞性睡 眠呼吸暫停的發生。一種控制再呼吸以降低中樞性睡眠呼吸暫停的方法是預測在中樞性睡 眠呼吸暫停中呼吸的不同周期。例如，當系統預測換氣過度的時間段時候，如圖15中所示 關閉閥門128，再呼吸開始了。在換氣過度出現的時候，也有了某種程度的再呼吸。因此，在換氣過度時段內，肺部換氣變得效率較低，引起的肺部氧氣的上升和二氧化碳的減少的量 將變少。所以，在血液中的氧氣的含量不會太高，而二氧化碳的含量也不會太低。這穩定了 動脈中的氧氣和二氧化碳的壓強，也就降低了隨後的呼吸不足的程度。當預測到呼吸不足 時候，系統打開閥門128，這樣再呼吸也不會發生了。圖18所示簡圖為被動環路增益調製系統。圖18描述的是系統供氣方式，例如吹 風機150與一段輸入管152連接，然後與病人面罩154連接。系統為病人面罩154提供了 一個簡單的固定出氣口。在該系統中使用的是比在阻塞性睡眠呼吸暫停中正常使用的容積 更大的軟管。例如，不是6英寸，而是使用了 10英寸的的管子。吹風機150最好是具有較 低的阻力。這就是說，氣流的變化不會顯著的改變吹風機提供的氣體壓力。這能夠幫助保 持病人面罩內一個相對穩定的壓力，即使流體支管內的發生逆向流動。另外地，吹風機150能夠提供比傳統CPAP吹風機低得多的氣壓。吹風機150能夠 調節，以提供低於4釐米水柱壓強的氣體(更好的能夠達到2釐米水柱或者更低)。提供如 此低壓的流動能夠保證下文將要討論的逆向流動。病人面罩154為病人配置有通氣道。在 正常的呼吸下，從吹風機150和流體支管152向病人面罩154提供的氣體不會引起任何的 再呼吸，因為任何呼出的氣體都將在下一個吸氣時段到來前就被排出了。在呼吸比較困難 的時候，預設的氣流流動壓強使得足夠的呼出氣流逆流到流體支管中，這樣在下一個呼吸 時刻到來時，一些呼出的氣體被再呼吸。在這個體現中，換氣過度只發生在與中樞性睡眠呼 吸暫停相關的睡眠周期的特定時段內。在中樞性睡眠呼吸暫停期間的換氣過度時間內的再 呼吸導致降低血液中氧氣峰值的水平。因此，在中樞性睡眠呼吸暫停周期中，繼換氣過度而 來的換氣不足也會有所減少。發生在換氣過度周期內的再呼吸可以降低換氣不足和換氣過度的的交變周期。再 呼吸使得動脈中氧氣峰值衰減，由換氣過度導致的動脈中二氧化碳含量降低。因此，當血液 達到其化學感應器時候，肺換氣不足減少。因此，周期性換氣的幅度有所降低。圖18中體現的不同於傳統的CPAP，其中預設的氣流壓力要更低，且病人面罩的出 氣口與傳統的CPAP系統的更小一些。通過降低典型CPAP氣流的壓力，和減小病人面罩出 氣口的尺寸，在換氣過度期間的逆流就產生了。圖18所示系統的一個優勢是它不需要主動控制吹風機的壓強，保證病人處於睡 眠中樞，合適的吹風機壓強和病人面罩出氣口的尺寸大小。然後，系統每晚被置於病人的通 氣道，而不需要昂貴的控制系統。依據出氣口 154引起的氣流阻力，正常的呼出氣流壓強和 換氣過度的呼出壓強，調整吹風機壓的壓強。如果氣體供應壓強系統是吹風機150，則通過 更改吹風機的每分鐘轉動次數，就能夠設置氣流壓強。向中樞性睡眠呼吸暫停，而不是阻塞 性睡眠呼吸暫停的病人提供氣源壓力可以設置在一個相對較低的水平，例如4釐米水柱。 在這個壓強下，正常的病人面罩出氣口能夠產生需要的效果。呼吸結束時的二氧化碳和吸 氣的二氧化碳含量能夠通過與病人面罩連接的帶有吸氣管的二氧化碳流量計來監測。所有 的口部洩露必須避免，採用一個防洩漏的病人面罩，使得呼出的氣流能夠流入管道152中。 這個可以通過使用下巴託，或者使用口腔器械125 (圖16)，或者兩者都使用達到。另一個可 供選擇的方法是用整個臉部面罩覆蓋嘴和鼻。這意味著，從鼻子或者嘴呼出的氣體逆流通 過管道152，進入吹風機中。重要的是，在病人面罩和病人之間的洩露盡力減小，同等重要的 是，病人呼出的氣體得到保存用來進行再呼吸。因此，如果病人面罩與鼻子連接，嘴通氣道則應該封閉。同樣，如果病人面罩與嘴連接，則鼻通氣道應該封閉。在任何一種情況下，都 應盡力減少未使用的通氣道洩露。在一些具體情況下，氣道通過鼻面罩和口部面罩之間的 至少一個，通過它們向病人提供呼吸的空氣。在一些情況下，鼻面罩和口部面罩各自擁有自 己的氣道，流體支管與各自的氣道相互連接。口腔器具125的簡圖在圖16中所示。對口腔器具125更詳細的簡圖在圖17中。 圖17中的口腔器具125安裝在病人的嘴上，直接與嘴唇相接，而不使用到牙齒。圖17中的 口腔器具125帶有面罩136緊靠在病人上，面罩通過帶子和頭部後面的護墊138安裝在病 人的通氣道上。帶有正常偏流孔142和低流動性偏流孔144的流體支管140，通過CPAP連 接體146與CPAP裝置箱連接。流體支管140的長度要考慮到再呼吸氣體的可控制數量。在專利文件中所描述的技術作用方式特點與肺通氣過高階段裝置的情況相關。在 這種情況下，當肺通氣過高的情況出現，病人產生大量的潮氣量和較短的呼氣持續時間。同 時，這些導致逆流入CPAP導管的呼出氣體的再呼吸。導管140將CPAP吹風機連接到病人 面罩例如口部面罩125上。為了口部面罩低流動性CPAP的有效應用，例如口部器具125， 應該和鼻塞同時使用。鼻塞可以通過插入鼻孔的塞子或者正如遊泳者使用的U形外置夾子 148 (圖 17)。如果患者有輕微的阻塞性睡眠呼吸暫停，可以用下顎定位器突出病人的下顎，直 到上氣道阻塞的所有跡象消除為止。此外，病人面罩內的壓力需要增加，以協助減少上氣道 阻塞。如果病人由於心力衰竭而接受鼻CPAP治療，則病人面罩內的壓力設置到理想的水 平，一般是8-10釐米水柱。偏流(病人面罩的出氣孔大小)可以減少，直到再不增加呼吸 死腔情況下，中樞性睡眠呼吸暫停得到消除為止。在圖18和19中，經過流體支管152的流量取決於吹風機(例如吹風氣出氣口的 壓強)和病人面罩內的壓強差。吹風機的壓強由其每分鐘的轉動次數所設定，由於吹風機 內部的阻力較小，事實上壓強將保持恆定。當沒有呼吸氣流時(例如在呼氣結束的時候)， 病人面罩內的壓力比吹風機的小。具體的數量則由連接流體支管的流動阻力和偏流速率所 規定。一般大約是1-2釐米水柱，當偏流大約是每秒0.5-1. 5L時候。當對病人使用面罩時 候，病人呼吸時其面罩內的壓力在呼吸周期中式變化的，取決於連接的流體支管的流動阻 力特性和病人產生的氣流。在吸氣時，病人面罩內的壓力下降，一般是1-2釐米水柱。在呼 氣時候，面罩內的壓力短暫的上升一點點。在平靜呼吸時候，病人面罩內的壓強峰值之間的 漲落比重呼吸或者喘息的時候小。因此，在平靜呼吸中呼氣階段病人面罩內的壓力上升，縮小了吹風機和病人面罩 之間的驅動壓差。這樣減小了流體支管內的流動。如果呼出潮氣量增長，呼氣流量峰值將 增長，這樣導致病人面罩內的壓力進一步增大。如果病人面罩內的壓力增加到與吹風機內 壓力相等，則流體支管內的流動停滯。當病人面罩內的壓力超過吹風機內的壓力時，流體支 管內的壓力降朝反方向逆流。例如，從病人面罩到吹風機。這種逆向氣流受限出現在呼氣 的早期，當病人面罩內壓力下降，進入連接流體支管的空氣將在呼氣時被排出，從吹風機到 病人面罩的流動將有所增大。儘管如此，如果偏流較小，潮氣量很大，大量的逆流將出現，隨 之大量的呼出空氣進入流體支管內。因為偏流較小，排出流體支管的氣流較小，這樣，在下 一個吸氣來臨時，並不是說有的逆流氣體都將被排出。結果是，在整個吸氣階段中，氧氣的 含量有所降低，而二氧化碳的含量得到增加。
在正常的呼吸階段，很少或者不出現再呼吸。圖15-19的系統中，在正常的呼吸階 段中並沒有添加呼吸死腔。這一點是重要的，因為呼吸死腔的加入能夠增加供給血液循環 的二氧化碳含量。如果增加的二氧化碳水平停留數天，則身體會意想不到的調整期內部反 饋系統。圖19中所示為圖18的裝置加上電腦157和流量計159的效果。流量計159用來 探測流體支管152中的空氣流動。吹風機150然後可以相應地調整，這樣在呼吸過度時候， 能夠提供逆向氣流，在其它情況下，則不提供。圖19中的裝置可以用來為病人校準圖18中 的裝置。圖中的下顎定位器能夠被可以依據上顎來調整下顎位置的下顎前突裝置所取代。 一個下顎前突裝置的例子是帶有全拱和牙齒連接系統，可以更好的安裝。也就是說，做了個 顎的模子，能夠精確的安裝裝置。上下顎能夠通過下顎突出裝置連接，這樣向前的力可以施 加在下顎上。下顎前突裝置是可調整的，這樣施加在下顎的力可以日益增加。病人可以整 晚的帶著下顎前突裝置。受控制的再呼吸也可以和CPAP裝置一起使用。CPAP是一個被證實有效果的治療 呼吸不穩定的方法。在CPAP治療中，通過將面罩和吹風機相連，給病人提供了可控制的氣 流壓力。注意到持續的呼吸和CPAP —起使用，由CPAP流動構成低流動性氣流，足夠對面罩 進行通氣。另一個選擇是，將低流動氧氣和下顎定位器一起使用。低流動氧氣是一種可控制 的氣流源。當呼吸氣流源處於第一操作位置時，面罩可以向病人提供大氣或者再呼吸的氣 體。然後呼吸氣源能夠在第二操作位置從可控制的氣流源向面罩內提供可控制的氧氣。提 供低流動氧氣的影響是在病人化學反射控制迴路中，減小環路增益。低流動氧氣可能通過 鼻部彈簧或者鬆動零件的面罩提供，流量大約為每分鐘幾升。CPAP也可以和鼻罩，口罩或者通過和兩者一起使用來給病人提供治療。CPAP可能 和下顎定位器一起使用。向病人提供外部的二氧化碳，而不選擇再呼吸氣體，目的是向病人 提供不同等級的二氧化碳和氧氣。外部的呼吸死腔可以是任何形狀，只要它能夠容納一定容量的呼出空氣。流體支 管可以使用任何材料，只要在需要流體轉移或者承載流體和大部分的氣體時，它有供流體 和大部分的氣體流動的通道。在很多情況下，軟管要滿足流體支管，但是流體支管未必是任 意形狀的。在一些具體情況下，裝置可能包含以下的一個或者多個特徵擁有鼻密封的鼻罩， 擁有口密封的口罩，通過鼻罩或者口罩之一向病人提供呼吸氣體的通氣道，具有圍繞口內 的內側密封凸緣和口外的外側密封凸緣的口罩，當第一個和第二個特徵都具有時，第一個 口罩和第二個口罩可以理解為同一個。在不違背說明書的情況下，可以對權利要求所描述的一些特徵做非實質的改進。
權利要求
一種裝置，包括根據病人的上顎來調整下顎位置的下顎定位器。病人的呼吸狀態。呼吸協助裝置包含用來探測病人呼吸狀態至少一個方面特徵的傳感器；呼吸氣源包括病人面罩，至少有第一操作位置和第二操作位置。設定呼吸氣源以向病人提供不同二氧化碳和氧氣比例的氣體，當在第一操作位置和第二操作位置時。呼吸氣源是可以根據傳感器的信號在第一，第二操作位置間移動的。
2.權利要求1中的裝置包含呼吸氣源包含一個閥門，擁有至少第一閥門位置和第二閥門位置。呼吸氣源的第一個 和第二操作位置對應於閥門的第一，二閥位。
3.權利要求2中的裝置，當閥門處於第二閥門位置時，呼吸氣源用來向病人提供大氣。
4.權利要求3的裝置，還包含一個或者多個一下的特徵當處於第一閥門位置時，呼吸氣源用來向病人提供與大氣相比，二氧化碳有所增加，而 氧氣含量有所減小的呼吸氣體；當檢測到病人呼吸狀態的代表特徵顯示處於異常呼吸狀態 時，呼吸氣源的從第一操作位置轉換到第二操作位置；下顎定位器包含至少與病人上顎相 連接的上部分，至少與病人下顎相連接的下部分以及一個根據上部分來移動下部分位置的 鬆緊帶和包含鼻罩的面罩。
5.權利要求1中的裝置，呼吸氣源包含一個流體支管，能夠與面罩可動連接並且面罩 包含一個出口。
6.權利要求5的裝置，在呼吸氣源的第一操作位置，病人呼出的一些氣體逆流進入流 體支管內，然後從出口流出，這樣當病人下一次吸氣時候，就發生了再呼吸。
7.權利要求1的裝置，包含可控制的氣流源，當呼吸氣流處於第二操作位置時候，可控 制的氣流源向病人面罩內提供比大氣具有更高氧氣含量的可控制氣流。
8.權利要求7的裝置，當呼吸氣源處於第一操作位置時，面罩向病人提供大氣。
9.協助病人呼吸的方法，包含以下步驟利用下顎前突裝置，將病人的下顎突出，檢測病人的呼吸狀態，判斷病人是否處於非正 常的呼吸狀態，當非正常呼吸狀態被確定時候，向病人提供改變二氧化碳含量的氣體。
10.權利要求9中的方法，向病人提供改變二氧化碳含量氣體的方法包含以下的一個， 或者更多增加二氧化碳的含量，將病人的至少一個呼吸孔與外側呼吸死腔連接。
11.權利要求9的方法，監測病人的呼吸狀態包括將傳感器與病人的至少一個呼吸孔 連接和測量病人使用傳感器的至少一個呼吸孔。
12.包含一種呼吸狀態的協助病人呼吸的裝置，該裝置包含下顎定位裝置，能夠向病人的呼氣孔提供呼吸氣體的面罩，與面罩連接，能夠探測病人 呼吸狀態至少一個代表特徵的傳感器，一個與外側氣源相連接的流體支管，同時與面罩連 接；面罩上有個出氣孔，操作的閥門與傳感器連接，以改變病人呼出的流入流體支管內的氣體數量。
13.權利要求12中的裝置，當探測到病人呼吸狀態的至少一個代表性特徵，確定為非 正常時，閥門依據傳感器的信號相應地調整，這樣病人呼出的一部分氣體逆流入流體支管 之中，經出氣口流出。
14.包含一種呼吸狀態的協助病人呼吸的裝置，該裝置包含下顎定位裝置，能夠向病人的呼氣孔提供呼吸氣體的面罩，與面罩連接，能夠探測病人 呼吸狀態至少一個代表特徵的傳感器，與流體支管連接；一個外側壓縮氣源與面罩連接，能 夠依據傳感器的信號，向病人提供高於大氣中氧氣含量的氣體。
15.與病人接觸並向其提供呼吸氣體的裝置；該裝置包含下顎定位裝置，根據病人下顎來定位病人的上顎；裝置包含特徵A或者特徵B，或者包 含A和B ；特徵A包含有鼻密封的鼻罩，或者口密封的口罩和通過口罩或者鼻罩之一向病人 提供呼吸氣體的通氣道；特徵B包含一個口罩，口內有內測密封凸緣和口外有外側密封凸緣。
16.權利要求15的裝置，該裝置中包含特徵A，一個與通氣道相連的流體軟管，可以通 過它向病人提供呼吸氣體。
17.權利要求16的裝置，鼻罩和口罩有各自的通氣道；流體支管分別於各自的通氣道 相連，以通過鼻罩和口罩向病人提供呼吸氣體。
18.權利要求16-17任一項的裝置，還包含下面的一個或者多個特徵流體支管在鼻罩和口罩之間有一個可動的連接，至少流體支管的一側能夠調整，以改 變內部的呼吸死腔。
19.權利要求15-18的裝置包含特徵B且內測凸緣和外側凸緣相互之間的連接都是活 動的。
20.權利要求15-19任一項的裝置，下顎定位裝置通過一個可動插銷與口罩相連接。
21.權利要求15-20任一項的裝置，下顎定位器包括至少與病人上顎部分連接的上部 分，至少與病人下顎部分連接的下部分，上下之間相連接，還包含以下的特徵下部分可以 根據上部分從側面移動，上部分和下部分之間是剛性連接。
全文摘要
這個裝置包含根據病人上顎來定位下顎位置的下顎定位器和呼吸協助裝置。呼吸協助裝置包含一個傳感器，用以探測病人呼吸狀態的至少一個代表性特徵。呼吸氣源包含病人面罩，擁有至少第一操作位置和第二操作位置。與第二操作位置相比，呼吸氣源在第一操作位置能夠向病人提供不同二氧化碳與氧氣比率的氣體。呼吸氣源可以依據傳感器的信號，相應地在第一和第二操作位置之間移動。例如，呼吸氣源能夠在第一操作位置向病人提供再呼吸氣體，而在第二操作位置提供大氣。呼吸面罩能夠向病人提供呼吸氣體。
文檔編號A61M16/06GK101888870SQ200880113326
公開日2010年11月17日 申請日期2008年10月23日 優先權日2007年10月26日
發明者約翰·E·雷姆, 約翰·拉皮埃爾 申請人:優特埃合夥有限公司