專利名稱：自動的上升時間調(diào)整的制作方法
自動的上升時間調(diào)整本專利根據(jù)35 U. S. C. § 119(e)要求于2008年12月9日提交的美國臨時申請 No. 61/120，955的優(yōu)先權(quán)，以引用的方式將其內(nèi)容并入本文。本發(fā)明大致涉及雙水平氣道正壓支持系統(tǒng)，并且，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(tǒng)及方法，在所述雙水平正壓支持中自動地調(diào)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(yī)療疾病的壓力支持系統(tǒng)是眾所周知的。一種壓力支持系統(tǒng)的基本形式是持續(xù)氣道正壓(CPAP)系統(tǒng)，該系統(tǒng)典型地涉及在整個患者的呼吸周期中以恒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，當用于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恒定的壓力。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(tǒng)中，在患者的呼吸周期的吸氣相期間，提供吸氣氣道正壓 (IPAP)，并且，在呼氣相期間，提供呼氣氣道正壓(EPAP)。EPAP低于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制造的壓力支持設(shè)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(shè)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(tǒng)，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(nèi)容如以其整體在本文中闡述地以引用的方式明確地并入本文。如剛才所描述的雙水平壓力支持系統(tǒng)常常在家庭環(huán)境中使用，以處置各種呼吸障礙，例如但不限于0SA。家庭使用雙水平壓力支持系統(tǒng)目前需要有技術(shù)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(tǒng)正確地設(shè)置從而將適當類型的治療提供至患者。因而，設(shè)置和維護用于家庭使用的雙水平壓力支持系統(tǒng)目前是費時并因此昂貴的建議。因此， 保健提供者重視減少該設(shè)置時間和/或?qū)颊叩募彝サ母M訪問最小化的特征。在一個實施例中，本發(fā)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(guān)聯(lián)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于IPAP水平的呼氣氣道正壓(EPAP)水平將呼吸氣體流遞送至患者；以及基于與患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的度量自動設(shè)置與從EPAP水平至IPAP水平的過渡相關(guān)聯(lián)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(guān)聯(lián)的度量是在預(yù)定數(shù)量的呼吸周期或預(yù)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(guān)聯(lián)的度量是與特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的患者的吸氣時間。自動設(shè)置步驟可以包括將與患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的度量乘以預(yù)定的常數(shù)以確定上升時間?？商娲?，自動設(shè)置包括使用與患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)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(tǒng)時確定與患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的度量。在該實施例中，自動設(shè)置步驟包括基于與患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的度量和與患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的度量這兩者而自動設(shè)置與從EPAP水平至IPAP水平的過渡相關(guān)聯(lián)的上升時間。與患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的度量是患者的平均吸氣時間，并且，與患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的度量是患者的平均總呼吸時間?？商娲兀c患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的度量可以是與特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的患者的吸氣時間，并且，與患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的度量可以是與特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的患者的總呼吸時間。另外，在該實施例中， 自動設(shè)置步驟可以包括使用與患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的度量和與患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)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(fā)明提供一種壓力支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括壓力生成系統(tǒng)，其適于產(chǎn)生呼吸氣體流；患者回路，其可操作地耦合至壓力生成系統(tǒng)，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(tǒng)?？刂破鬟m于控制壓力生成系統(tǒng)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(quán)利要求書的基礎(chǔ)上，本發(fā)明的這些及其他目的、特征和特性，以及操作方法和結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件的功能以及各部件的組合和制造的經(jīng)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(shù)字標示各種圖中相應(yīng)的部分。然而，將會明確地理解到，附圖僅用于圖解說明和描述的目的，而并不意在作為對本發(fā)明的限制的定義。如在說明書和權(quán)利要求書中所使用地，“一”、“一個”和 “該”的單數(shù)形式包括復(fù)數(shù)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(tǒng)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)逐步過渡的示范性壓力曲線；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個特定、非限制性實施例的壓力支持系統(tǒng)的示意圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個特定、非限制性實施例自動調(diào)整上升時間的方法的流程圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的備選的特定、非限制性實施例自動調(diào)整上升時間的流程圖；圖6和7是示出了自動調(diào)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(jù)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征圖之一。如上面所討論地，雙水平正壓支持系統(tǒng)在吸入期間將吸氣氣道正壓(IPAP)提供至患者的氣道，并且，在呼出期間將呼氣氣道正壓(EPAP)提供至患者的氣道。對于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，并且，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(shè)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，并且，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(tǒng)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處于呼氣壓力(EPAP)IO。在呼出結(jié)束時，即在患者呼吸周期的隨后的吸入相開始發(fā)生時，壓力曲線5變化為吸氣壓力(IPAP) 15。在系統(tǒng)檢測到吸氣結(jié)束時，即，在隨后的呼出相開始發(fā)生時，壓力曲線5返回至較低的呼氣壓力 (EPAP) 10，并且，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， 并且，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(fā)生。因而， 圖1將模型壓力曲線5示為方波。然而，如果將根據(jù)該理論模型的壓力曲線5應(yīng)用于患者，則可能未優(yōu)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)，那么，可以優(yōu)化患者舒適度。圖 2A、2B以及2C在示范性壓力曲線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(tǒng)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(tǒng)的“上升時間”。類似地，圖2A、2B以及2C示出系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的“下降時間”。如在本文中更詳細描述并根據(jù)本發(fā)明的實施例，可以由圖3中所示的雙水平壓力支持系統(tǒng)50生成示范性壓力曲線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(tǒng)檢測到患者已完成呼氣或已開始吸氣或者已發(fā)生某個其他提示事件時，系統(tǒng)壓力朝向IPAP 15的水平傾斜上升。最后，如圖2A、2B以及2C中所示， 每個情況下的系統(tǒng)壓力達到IPAP 15并在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，盡管從EPAP 10至IPAP 15的過渡在圖2Α、2Β以及2C的每個中示出為指數(shù)傾斜，但其僅意味著是示范性的，并且，應(yīng)當理解，傾斜也可以是從一個大致恒定的水平至另一大致恒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(diào)遞增函數(shù)，例如但不限于sir^2*pi*t/trt*a )，其中，t是時間，Trt是至幅度的67%的上升時間，并且， a (alpha)是由arcsin(RT% ) A2*pi)給出的經(jīng)驗系數(shù)(其中，對于某些產(chǎn)品而言，RT%是 67%，但是，能夠?qū)T%類推至> 0%至100%的范圍)。另外，盡管EPAP 10和EPAP 15在圖2A、2B以及2C中是恒定的，但要理解，EPAP 10 和EPAP 15在治療期間并不必須恒定。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(dǎo)根據(jù)患者流量或預(yù)先建立的流量特征圖改變IPAP和/或 EPAP壓力，通過引用將每個專利的內(nèi)容并入本文。此外，在圖2A、2B以及2C中所示的示例中，上升時間是對系統(tǒng)壓力從EPAP 10變化至IPAP 15的時間的度量。然而，這并不意味著為限制性的。例如，也能夠?qū)⑸仙龝r間定義為系統(tǒng)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(shù)語“上升時間”是指對系統(tǒng)壓力從初始預(yù)定的壓力水平(例如，EPAP或EPAP的某個百分比)變化至最終預(yù)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(shù))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，由于壓力的“較急劇的”瞬變，較短的上升時間導(dǎo)致患者的舒適度降低。然而，較短的上升時間也被認為導(dǎo)致系統(tǒng)治療有效性的增加。因而，由于上升時間ΔΤ2比上升時間ΔΤ3更短，因而很可能導(dǎo)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范性上升時間的上升時間 AT2很可能導(dǎo)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(fā)明提供一種雙水平壓力支撐系統(tǒng)及方法，該雙水平壓力支持系統(tǒng)及方法提供雙水平壓力支持，其中，基于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(diào)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(shù)的手動設(shè)置和調(diào)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，并且，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(jù)吸氣時間自動調(diào)整上升時間使得能夠?qū)崟r地采用最佳上升時間。本發(fā)明還預(yù)期，在基于微處理器(或類似的控制器)的雙水平壓力支持系統(tǒng)中實施各種實施例中的如本文所描述的上升時間調(diào)整算法。這樣的系統(tǒng)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(guān)聯(lián)的一個或多個特征的一個或多個信號。此外，在本發(fā)明的至少一個實施例中，并且，如在本文中更詳細描述地，由微處理器(或類似的控制器)基于所接收的(多個)信號實時地確定用于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(tǒng)還包括控制硬件，以允許微處理器(或類似的控制器)改變?nèi)缤ㄟ^實施算法而確定的上升時間。例如，能夠用于實施本發(fā)明的自動上升時間控制的合適的壓力支持設(shè)備是 BiPAP Duets 雙水平系統(tǒng)或BiPAP Duet LX雙水平系統(tǒng)，這兩者都由Wiilips Respironics of Murrysville，1 制造。這樣的壓力支持設(shè)備具有微處理器、存儲器、壓力傳感器以及流量傳感器，并且，能夠以“C”語言或某個其他計算機語言編程。圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個特定、非限制性實施例的壓力支持系統(tǒng)50的示意圖，其在本文中用于在其各種實施例中圖解說明本發(fā)明。參考圖3，壓力支持系統(tǒng)50包括氣體流量發(fā)生器52，例如在常規(guī)的CPAP或雙水平壓力支持設(shè)備中使用的鼓風機，該氣體流發(fā)生器 52從例如氧氣或空氣的加壓罐、大氣環(huán)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(fā)生器52生成用于以相對較高和較低的壓力，即通常等于或高于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(fā)生器52的通常由箭頭D指示的加壓呼吸氣體流經(jīng)由遞送管道56而遞送至任何已知構(gòu)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(shè)備58典型地被統(tǒng)稱為患者回路。在示范性實施例中，壓力支持系統(tǒng)50包括可操作地耦合至控制器64的壓力傳感器，用于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(fā)生器52處進行。在圖3中所示的壓力支持系統(tǒng)50是被稱為單肢系統(tǒng)的壓力支持系統(tǒng)，這意味著患者回路僅包括將患者M連接至壓力支持系統(tǒng)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(tǒng)排出。應(yīng)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(shè)備 58中。還應(yīng)當理解，排氣孔57取決于氣體將從壓力支持系統(tǒng)50排出的期望方式能夠具有各種各樣的配置。本發(fā)明還預(yù)期，壓力支撐系統(tǒng)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(tǒng)。在雙肢系統(tǒng)中，排氣管道從患者M運送排出氣體，并且，包括處于遠離患者 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(tǒng)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(fā)明的圖解說明的示范性實施例中，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(dǎo)管、氣管內(nèi)管或提供合適的氣體流傳遞功能的任何其他設(shè)備。同樣，出于本發(fā)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(jié)構(gòu)。在圖解說明的實施例中，壓力支持系統(tǒng)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(fā)生器52遞送至患者M的呼吸氣體流的壓力。出于本目的，流量發(fā)生器52和閥60統(tǒng)稱為壓力生成系統(tǒng)，因為它們協(xié)力控制遞送至患者的氣體的壓力和/或流量。然而，應(yīng)當顯而易見，本發(fā)明預(yù)期用于控制遞送至患者的氣體的壓力的其他技術(shù)，例如改變流量發(fā)生器52的鼓風機速度，其單獨地或與壓力控制閥結(jié)合地使用。因而，取決于用于控制遞送至患者M的呼吸氣體流的壓力的技術(shù)，閥60是任選的。如果去除閥60，那么，壓力生成系統(tǒng)僅與流量發(fā)生器52相對應(yīng)，并且，例如通過控制流量發(fā)生器52的電動機速度而控制患者回路中的氣體的壓力。壓力支持系統(tǒng)50還包括測量遞送管道56內(nèi)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的下游。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，并且，由控制器64 使用以確定患者M處的氣體的流量。當然，本發(fā)明預(yù)期用于測量患者M的呼吸流量的其他技術(shù)，例如但不限于，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、基于流量發(fā)生器52的操作測量患者流量以及使用閥60的上游的流量傳感器來測量患者流量?？刂破?4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(shè)備，所述存儲器提供的存儲介質(zhì)用于數(shù)據(jù)和由控制器64執(zhí)行以控制壓力支持系統(tǒng)50的操作的軟件，如在本文中更詳細描述地，包括監(jiān)測患者呼吸的特性和基于患者呼吸的特性控制呼吸氣體流。最終，提供輸入/輸出設(shè)備66，從而設(shè)置壓力支持系統(tǒng)50所使用的各種參數(shù)，以及對諸如臨床醫(yī)師或照顧者的用戶顯示并輸出信息和數(shù)據(jù)。如在本文中別處更詳細描述地，根據(jù)本發(fā)明各種實施例中的方面，在操作期間，由壓力支持系統(tǒng)50連續(xù)地處理與患者吸氣時間有關(guān)的數(shù)據(jù)，從而得到基于與患者吸氣時間有關(guān)的數(shù)據(jù)對上升時間進行連續(xù)自動調(diào)整。由于自動地調(diào)整上升時間，因而對于足夠的治療所必需的上升時間可以針對不同患者進行優(yōu)化，或者針對不同夜晚進行優(yōu)化、并且甚至在特定患者上針對不同分鐘進行優(yōu)化，并且，不需要患者或照顧者的任何介入。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個特定、非限制性實施例的自動調(diào)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，并且，基于所確定的平均吸氣時間而調(diào)整提供至患者的雙水平正壓支持治療的上升時間?？商娲?，可以在一設(shè)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(shè)定數(shù)量的周期上測量患者的平均吸氣時間。另外，在圖4中所示的方法采用若干變量，包括用于累積時間以便進行平均吸氣時間計算的總吸氣時間變量、用于對呼吸周期進行計數(shù)的周期計數(shù)器變量以及用于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(shè)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(tǒng)50中而由臨床醫(yī)師(或患者)針對將提供的治療而設(shè)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(shù)器變量初始化為零值。接下來，在步驟105，將上升時間變量設(shè)置為等于初始值，在示范性實施例中由臨床醫(yī)師(或患者)通過使用輸入/輸出設(shè)備66來將值輸入壓力支持系統(tǒng)50從而設(shè)置初始值。然后，在步驟110，由壓力支持系統(tǒng)在單個呼吸周期內(nèi)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后開發(fā)的方式的任何一種而進行。例如，可以基于由作為患者接口 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(shù)中的任何一種生成的流量信號Qmeasuked而確定吸氣時間?？商娲?，可以基于從呼吸肌所測量的EMG信號、所測量的呼出C02、溫度或濕度、或者使用感應(yīng)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于剛剛測量的吸氣時間的量，并且， 周期計數(shù)器變量增加1。然后，在步驟125，確定周期計數(shù)器是否等于N，N為將在其上計算平均吸氣時間的呼吸周期的數(shù)量。如果回答為否，那么，該方法返回至步驟110，以便以當前的上升時間繼續(xù)雙水平正壓治療。然而，如果在步驟125回答為是，那么，在步驟130，基于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，基于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(yù)定的常數(shù)以獲得上升時間的新值(即，上升時間=K*平均吸氣時間)。例如，吸氣時間的典型范圍是0. 5秒至3秒，極端為1-2秒更典型。對于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(shù)K為0.2秒/1秒或0.2。注意到，常數(shù)K無單位。如果平均吸氣時間增加至1. 5秒，然后，根據(jù)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，那么，根據(jù)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(yù)定的安全上限和下限內(nèi)的約束。 因而，如果計算值新值超過極限(上限或下限)，那么，在該實施例中將其設(shè)置為等于極限值。在剛剛描述的實施例中，遞送壓力特征圖Pp (t)完全由上升時間、IPAP和EPAP描述，并且可以由Pp(t) = (l-e_atArt) · (IPAP-EPAP)+EPAP給出。α的值調(diào)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(shè)置為1，那么，該示例中的Pp (t)的第一項在t = Trt時達到IPAP-EPAP的63. 2%。該方法由于其簡單性和產(chǎn)業(yè)認可而是有利的方法。然而，可以使用其他函數(shù)來根據(jù)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，對于Pp(Trt) = IPAP而言，α = 1/4，或者，對于Pp (t) =0. 67*(IPAP-EP AP)+EPAP而言，α =0.117?？商娲?，組合的方法可以包括對于 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(tǒng)50建立并存儲查找表，該查找表將多個平均吸氣時間值(或這樣的值的范圍)的每個映射至對應(yīng)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(yīng)的上升時間的值。在再一實施例中，能夠由壓力支持系統(tǒng)50建立并存儲查找表，該查找表將多個平均吸氣時間值(或這樣的值的范圍)的每個映射至對應(yīng)的第一值，該第一值在乘以常數(shù)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(yīng)的第一值以及然后將所獲得的第一值乘以常數(shù)以獲得上升時間的新值。無論如何實施步驟135，在步驟135之后，該方法繼續(xù)進行至步驟140，其中，將上升時間變量設(shè)置為等于在步驟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(shù)器變量重新設(shè)置為零。在步驟140之后，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于選擇在由圖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征圖之一。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(diào)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恒定(例如僅改變+/-20% )，而總呼吸時間(為整個呼吸周期的持續(xù)時間并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秒的范圍變化。對于給定的吸氣時間，當總呼吸時間減少，患者可能優(yōu)選較短的上升時間。這里的臨床思維是，慢呼吸(比方說，小于15BPM或大于4秒的總呼吸時間)無需快速上升時間，但對于較快節(jié)奏的呼吸(例如，大于20BPM或小于三3秒的總呼吸時間)，患者很可能傾向于較短的上升時間。因而，在某些情況下，可能期望不僅基于吸氣時間，而且還基于總呼吸時間而自動調(diào)整雙水平正壓支持治療中的上升時間。圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明的另一特定、非限制性實施例的自動調(diào)整上升時間的方法的流程圖，其中，上升時間調(diào)整是基于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，并且，基于 (即，根據(jù))所確定的平均吸氣時間和所確定的平均總呼吸時間調(diào)整提供至患者的雙水平正壓支持治療的上升時間?？商娲兀梢栽谝辉O(shè)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(shè)定數(shù)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中所示的方法采用若干變量，包括總吸氣時間變量、周期計數(shù)器變量以及在本文中別處描述的上升時間變量。另外，圖5的方法還采用用于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，采用所建立的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(shù)器變量初始化為零值。接下來，在步驟155，將上升時間變量設(shè)置為等于初始值，由臨床醫(yī)師(或患者)通過使用輸入/輸出設(shè)備66將值輸入到壓力支持系統(tǒng)50中從而設(shè)置所述初始值。然后，在步驟160，由壓力支持系統(tǒng)在單個呼吸周期內(nèi)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后開發(fā)的方式的任何一種而進行。例如，可以基于由作為患者接口 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(shù)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，可以基于從呼吸肌所測量的EMG信號、所測量的呼出 C02、溫度或濕度、或者使用感應(yīng)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于剛剛測量的吸氣時間的量，使累積總呼吸時間變量增加等于剛剛測量的總呼吸時間的量，并且，使周期計數(shù)器變量增加1。 然后，在步驟175，確定周期計數(shù)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(shù)量。如果回答為否，那么，該方法返回至步驟160，以便以當前的上升時間繼續(xù)雙水平正壓治療。然而，如果在步驟175回答為是，那么，在步驟180，基于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)，并且，基于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，基于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(tǒng) 50建立并存儲查找表，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(yīng)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(guān)聯(lián)的范圍對， 并且，將每個相關(guān)聯(lián)的范圍對映射至上升時間值。因而，對于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?qū)⒃搶χ禂M合至特定的相關(guān)聯(lián)的范圍對中，然后， 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(yīng)的上升時間的值。無論如何實施步驟185，在步驟185之后，該方法繼續(xù)進行至步驟190，其中，將上升時間變量設(shè)置為等于在步驟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(shù)器變量在步驟190中重新設(shè)置為零。在步驟190之后，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(tǒng)的“求平均”技術(shù)而計算某些患者呼吸參數(shù)(即吸氣時間和總呼吸時間)的平均值(即，真正的平均值)。然而，那并不意味著為限制性的，因為也可以使用其他“求平均”技術(shù)。因而，如在本文中所使用地，術(shù)語“平均”應(yīng)當是指指示數(shù)據(jù)集的集中趨勢的值，包括但不限于均值、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(shù)的替代方案，可以使用濾波來執(zhí)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(shù)可以是有用的，因為在實際的臨床應(yīng)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(guī)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(shù)來將這些呼吸從呼吸統(tǒng)計中去除是有益的。本發(fā)明預(yù)期，施加選擇/拒絕標準，以去除可能由于咳嗽、噴嚏、呃逆、身體運動或與呼吸無關(guān)的其他外部事件而生成的呼吸統(tǒng)計。因而，應(yīng)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，并且，Tbreath是總呼吸時間。 同樣，可以采用統(tǒng)計分析來尋找(吸氣時間和總呼吸時間這兩者的)“典型的”呼吸值并因此消除錯誤的吸氣時間和呼吸時間。同樣，用于執(zhí)行濾波的中值濾波器是有利的，原因是完全忽略了極端數(shù)據(jù)。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(jù)N次連續(xù)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后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后計算至在每L次呼吸之后計算的連續(xù)，其中，對于經(jīng)典的矩形波串平均而言，L= 1，對于N個的連續(xù)塊的平均而言，L = N0如上面所描述的圖4和5的方法基于某些患者呼吸參數(shù)(例如，吸氣時間和總呼吸時間)的平均值而自動調(diào)整上升時間。因而，在多個呼吸周期之后，周期性地調(diào)整那些實施例中的上升時間。可替代地，可以基于患者呼吸參數(shù)的當前值而調(diào)整每個呼吸周期的上升時間。圖6和7是以該方式調(diào)整上升時間的方法的示范性實施例的流程圖。參考圖6，在其中所示的方法中，在每個呼吸周期之后測量吸氣時間，并且，基于所測量的值而調(diào)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(shè)置為等于初始值，由臨床醫(yī)師(或患者)通過使用輸入/輸出設(shè)備66來將值輸入至壓力支持系統(tǒng)50中而設(shè)置所述初始值。然后，在步驟205，由壓力支持系統(tǒng)在單個呼吸周期內(nèi)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后開發(fā)的方式中的任何一種而進行。接下來，在步驟215，基于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(shù)或查閱查找表)。無論如何實施步驟215，在步驟215之后，該方法繼續(xù)進行至步驟220， 其中，將上升時間變量設(shè)置為等于在步驟215中確定的新值。在步驟220之后，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，在每個呼吸周期之后測量吸氣時間和總呼吸時間，并且，基于所測量的值調(diào)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(shè)置為等于初始值，由臨床醫(yī)師(或患者)通過使用輸入/輸出設(shè)備66來將值輸入至壓力支持系統(tǒng)50中而設(shè)置所述初始值。然后，在步驟230，由壓力支持系統(tǒng)50在單個呼吸周期內(nèi)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后開發(fā)的方式的任何一種而進行。接下來，在步驟M0，基于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。在示范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之后，該方法繼續(xù)進行至步驟M5，其中，將上升時間變量設(shè)置為等于在步驟MO中確定的新值。在步驟245之后，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(fā)明提供可以在合適的壓力支持系統(tǒng)中實施的若干不同的方法的實施例，以自動調(diào)整雙水平正壓支持治療的上升時間。通過自動調(diào)整雙水平正壓支持治療的上升時間，從而由于需要臨床醫(yī)師或其他提供者的較少的家庭訪間， 因而將與在家庭環(huán)境中提供雙水平正壓支持治療相關(guān)聯(lián)的成本最小化。
盡管已基于目前被認為是最實用且示范性的實施例出于圖解說明的目的詳細描述了本發(fā)明，但要理解的是，這樣的細節(jié)僅僅是出于該目的，并且，本發(fā)明不限于所公開的實施例，與此相反，其意在涵蓋所附權(quán)利要求書的精神和范圍內(nèi)的修改和等同布置。例如， 要理解的是，本發(fā)明預(yù)期，在可能的程度上，任何實施例的一個或多個特征能夠與任何其他實施例的一個或多個特征相結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種壓力支持系統(tǒng)，包括壓力生成系統(tǒng)，其適于產(chǎn)生呼吸氣體流；患者回路，其可操作地耦合至所述壓力生成系統(tǒng)，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(tǒng)，所述控制器適于在使用所述壓力支持系統(tǒng)時確定與所述患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的度量，并且適于控制所述壓力生成系統(tǒng)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，并在所述患者的至少部分呼氣相期間以小于所述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)基于與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量自動設(shè)置與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的過渡相關(guān)聯(lián)的上升時間。
2.如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，還包括可操作地耦合至所述控制器的傳感器， 所述傳感器適于測量與所述呼吸氣體流相關(guān)聯(lián)的特性，并且適于生成指示所述特性的信號，其中，所述控制器適于接收所述信號，并且適于基于所述信號確定與所述患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量。
3.如權(quán)利要求2所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述傳感器包括流量傳感器，并且，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，并且，所述信號包括壓力信號。
4.如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量是在(a)預(yù)定數(shù)量的呼吸周期或(b)預(yù)定的時間段上確定的所述患者的平均吸氣時間。
5.如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量是與特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的所述患者的吸氣時間。
6.如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述控制器適于基于與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量通過以下方式自動設(shè)置與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的過渡相關(guān)聯(lián)的上升時間(a)將與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量乘以預(yù)定的常數(shù)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(guān)聯(lián)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(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述控制器適于在使用所述壓力支持系統(tǒng)時確定與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的度量，并且適于基于與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的所述度量這兩者自動設(shè)置與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的所述過渡相關(guān)聯(lián)的所述上升時間。
8.如權(quán)利要求7所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量是所述患者的平均吸氣時間，并且其中，與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的所述度量是所述患者的平均總呼吸時間。
9.如權(quán)利要求7所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量是與特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的所述患者的吸氣時間，并且其中，與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的所述度量是與所述特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的所述患者的總呼吸時間。
10.如權(quán)利要求7所述的壓力支持系統(tǒng)，其中，所述控制器適于基于與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)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(guān)聯(lián)的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)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(guān)聯(lián)的上升時間，從而自動設(shè)置所述上升時間。
11.如權(quán)利要求1所述的壓力支持系統(tǒng)，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(shù)傾斜或(b)具有恒定斜率的直線傾斜。
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(guān)聯(lián)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于所述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；以及基于與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量自動設(shè)置與從所述EPAP水平至所述IPAP水平的過渡相關(guān)聯(lián)的上升時間。
13.如權(quán)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(guān)聯(lián)的所述度量是在(a)預(yù)定數(shù)量的呼吸周期或(b)預(yù)定的時間段上確定的所述患者的平均吸氣時間。
14.如權(quán)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(guān)聯(lián)的所述度量是與特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的所述患者的吸氣時間。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述自動設(shè)置包括(a)將與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量乘以預(yù)定的常數(shù)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(guān)聯(lián)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(quán)利要求12所述的方法，還包括在使用所述壓力支持系統(tǒng)時確定與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的度量，其中，所述自動設(shè)置包括基于與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的所述度量這兩者自動設(shè)置與從所述 EPAP水平至所述IPAP水平的所述過渡相關(guān)聯(lián)的所述上升時間。
17.如權(quán)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(guān)聯(lián)的所述度量是所述患者的平均吸氣時間，并且其中，與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的所述度量是所述患者的平均總呼吸時間。
18.如權(quán)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(guān)聯(lián)的所述度量是與特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的所述患者的吸氣時間，并且其中，與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)的所述度量是與所述特定的呼吸周期相關(guān)聯(lián)的所述患者的總呼吸時間。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述自動設(shè)置包括使用與所述患者的所述吸氣時間相關(guān)聯(lián)的所述度量和與所述患者的總呼吸時間相關(guān)聯(lián)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(guān)聯(lián)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于IPAP水平的呼氣氣道正壓(EPAP)水平將呼吸氣體流提供至患者；以及基于與患者的吸氣時間相關(guān)聯(lián)的度量而自動地設(shè)置與從EPAP水平至IPAP水平的過渡相關(guān)聯(lián)的上升時間。還提供適于執(zhí)行該方法的壓力支持系統(tǒng)。
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(yōu)先權(quán)日2008年12月9日
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