具有語音檢測的呼吸輔助系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】具有語音檢測的呼吸輔助系統(tǒng)
[0001]交叉參照有關(guān)申請
[0002]該申請要求2012年8月22日提交的澳大利亞臨時申請?zhí)?012903613的權(quán)益，其公開內(nèi)容以參考方式全部被并入于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本技術(shù)涉及呼吸失調(diào)的診斷、治療和改善中的一個或多個。特別地，本技術(shù)涉及醫(yī)療設(shè)備，以及它們用于治療呼吸失調(diào)。
【背景技術(shù)】
[0004]呼吸失調(diào)
[0005]身體的呼吸系統(tǒng)促進氣體交換。鼻和嘴形成病人的氣道的入口。
[0006]氣道包括一系列支管(branching tube)，這些支管隨著它們進入肺越深而變得越窄、越短且越多。肺的主要功能是氣體交換，允許氧氣從空氣運動到靜脈血中并允許二氧化碳排出。氣管分成左右主支氣管，該主支氣管進一步最終分成末端細支氣管。支氣管構(gòu)成傳送氣道，并且不參加氣體交換。氣道的進一步分支(Further divis1ns)生成呼吸細支氣管，并且最終生成肺泡。肺的有肺泡的區(qū)域是氣體交換發(fā)生的區(qū)域，并稱為呼吸區(qū)域。參見，West, Respiratory Phys1logy-the Essentials。
[0007]—定范圍的呼吸失調(diào)存在
[0008]陳-施二氏呼吸(Cheyne-Stokes Respirat1n) (CSR)是病人的呼吸控制器的失調(diào)，其中存在盛衰(waxing and waning)換氣的有節(jié)奏的交替的周期，致使動脈血的反復(fù)性的脫氧和再氧化。可能的是，由于反復(fù)性的缺氧CSR是有害的。在一些病人中，CSR與從睡眠反復(fù)性的喚醒有關(guān)，其致使嚴重的睡眠中斷，增加了交感神經(jīng)活動，并且增加了后負荷(afterload)。參見，美國專利 6, 532, 959 (Berthon-Jones)。
[0009]肥胖換氣過度綜合征(OHS)被限定為在缺乏其他已知的用于換氣不足的原因的情況下的嚴重的肥胖和喚醒慢性多碳酸血的綜合。癥狀包括呼吸困難、早晨頭痛和過度的白天困倦。
[0010]慢性阻塞性肺病(COPD)包括一組具有共性的某些特征的下部氣道疾病中的任一個。這些包括增加的空氣運動阻力，擴展的呼吸的呼吸階段，以及肺的正常彈性的損失。COPD的例子是肺氣腫和慢性支氣管炎。COPD由慢性煙草煙霧(一級風(fēng)險因素)，職業(yè)性照射，空氣污染和基因因素，引起。癥狀包括:運動性呼吸困難，久咳嗽和生痰。
[0011]神經(jīng)肌肉疾病(NMD)是一廣義的術(shù)語，其包括直接地經(jīng)由內(nèi)附肌病理或間接地經(jīng)由神經(jīng)病理削弱肌肉的機能的許多疾病和病痛。一些NMD病人的特征是進行性的肌肉損傷導(dǎo)致步行損失，輪椅-限制，吞咽困難，呼吸肌虛弱以及，最終，因呼吸衰竭而死。神經(jīng)肌肉失調(diào)可分成快速進行性(rapidly progressive)和緩慢進行性的:(i)快速進行性的失調(diào):特征是肌肉損傷經(jīng)過幾個月惡化并導(dǎo)致在幾年內(nèi)死亡(例如，青少年時的肌萎縮性側(cè)索硬化(ALS)和杜興肌營養(yǎng)不良(DMD)) ;(ii)可變的或者緩慢進行性的失調(diào):特征是肌肉損傷經(jīng)過幾年惡化并且適度地降低預(yù)期壽命(例如，肢帶，面肩胛臂和強直性肌營養(yǎng)不良)。在NMD中的呼吸衰竭的癥狀包括:增加綜合的虛弱，吞咽困難，運動性和靜止性呼吸困難，疲勞，困倦，早晨頭痛，和專心困難和情緒改變。
[0012]胸腔壁失調(diào)是一組胸廓畸形，其導(dǎo)致呼吸肌和胸廓之間的低效的偶聯(lián)。這些失調(diào)通常的特征是限制性缺陷和共有長期高碳酸血呼吸衰竭的可能。脊柱側(cè)凸和/或脊柱后側(cè)凸會引起嚴重的呼吸衰竭。呼吸衰竭的癥狀包括:運動性呼吸困難，末梢區(qū)域浮腫，端坐呼吸，反復(fù)胸部感染，早晨頭疼，疲勞，差的睡眠質(zhì)量和食欲不振。
[0013]治療
[0014]換氣已經(jīng)用來治療CSR，OHS，COPD，MD和胸腔壁失調(diào)。
[0015]PAP 設(shè)備
[0016]用于換氣的處于正壓力下的空氣典型地通過PAP設(shè)備或換氣器(ventilator)例如電動吹風(fēng)機被供給到病人的氣道。吹風(fēng)機的出口經(jīng)由撓性的傳送管道連接到病人的氣道。
[0017]氣管造口術(shù)
[0018]氣管造口術(shù)是一種外科手術(shù)工序，其中頸前部上進行切口以便打開一氣道到病人的氣管中。通過由此產(chǎn)生的開口，氣管造口術(shù)管被插入到病人的氣管中以便允許他在沒有利用他的上氣道的情況下呼吸。
[0019]用于這樣的氣管造口術(shù)(tracheostomy)管的PAP設(shè)備或換氣器可通過在病人吸氣時經(jīng)由所述管給病人提供加壓空氣或其他的可呼吸氣體以及通過允許呼出的空氣在當(dāng)病人呼氣時經(jīng)由所述管排出，來輔助病人。
[0020]一個已知的適合于氣管造口術(shù)病人的換氣器是由ResMed制造的Elis6e。
[0021]語言困難
[0022]當(dāng)連接到帶閥門的換氣器時，例如在進行無袖口的氣管造口術(shù)時，病人會試圖說話。換氣器的正常操作將通過允許呼出空氣穿過氣管造口術(shù)管而不是穿過聲帶所在之處的上氣道削弱語音的質(zhì)量。
[0023]空氣是經(jīng)由氣管造口術(shù)管呼出的會在換氣時削弱(impair)病人的語音，因為呼出空氣從流過病人的上氣道轉(zhuǎn)移開并且沿著他的聲帶。為了能使說話，通常要求聲帶之下(肺和聲帶之間)的壓力在近似3hPa(百帕)的最小值以上。這在非作氣管造口的人中典型地是通過使聲帶收縮同時(在吸氣之后)在肺內(nèi)部存在空氣來實現(xiàn)的。所述壓力然后將是穿過聲帶然后穿過嘴的空氣的正常呼出的結(jié)果。然而，在作氣管造口的病人上，大部分的呼出空氣沒有通過上氣道，因為氣管造口術(shù)管位于聲帶之下，空氣穿過呼吸輔助系統(tǒng)的呼氣閥比穿過上氣道更容易。
[0024]根據(jù)現(xiàn)有的解決方案，PEEP(Positive End-Expiratory Pressure (正端呼氣壓)通過PAP設(shè)備增加以使得大部分的呼出空氣沿著上氣道重定向。根據(jù)另一解決方案，止逆閥，例如Passy-Muir閥，沿著所述管道定位以使得用于所述呼出空氣的僅可能的路線是經(jīng)由上氣道。
[0025]法國專利申請?zhí)朏R 2945217涉及一種用于氣管造口術(shù)病人的說是促進病人的呼吸和語音的呼吸輔助設(shè)備。所述組件具有呼氣電路，該呼氣電路具有用于使由病人呼出的空氣通過的出口，以及用于打開/關(guān)閉所述出口的閥門。當(dāng)病人吸氣時，閥門關(guān)閉出口，并且當(dāng)病人呼氣時，閥門打開所述出口。所述設(shè)備還設(shè)置有用于正控制(positive control)以便由病人起動用于在病人呼氣時選擇地使所述閥門運動到所述關(guān)閉位置的裝置，以使得呼氣經(jīng)由上氣道，即，當(dāng)他希望說話時，或者到呼氣是經(jīng)由氣管造口術(shù)管實現(xiàn)的狀態(tài)，即當(dāng)他不希望說話時。
[0026]大部分的已知解決方案是不變的，S卩，它們在治療期間保持恒定。雖然允許病人說話，但是它們與氣管造口術(shù)的整個目的背道而馳。僅根據(jù)FR 2945217的設(shè)備不是不變的，在于它提供給病人一由該病人起動的按鈕。該起動由此要求來自病人的有意識的動作以及這樣做的能力。這是有問題的，因為將受益于這樣的特征的病人種類(例如神經(jīng)肌肉病人)經(jīng)常具有非常有限的能力來這樣做。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0027]本技術(shù)致力于提供醫(yī)療設(shè)備，該醫(yī)療設(shè)備用于診斷、改善、治療或防止呼吸失調(diào)并具有改善的舒適性、成本、效力、容易使用和可制造性中的一個或多個。
[0028]本技術(shù)特別地涉及一呼吸輔助系統(tǒng)和方法，其檢測經(jīng)歷換氣的作氣管造口的病人正在說話或試圖說話，響應(yīng)于此，呼吸輔助系統(tǒng)改變它的行為以便促進或改善病人的語音的質(zhì)量。
[0029]優(yōu)選地，本技術(shù)包括傳感器，例如檢測聲帶的振動的喉頭送話器，和一模塊，其將該振動信號轉(zhuǎn)換為語音信號例如布爾信號，指示是否病人正在說話或試圖說話。該語音信號可由呼吸輔助系統(tǒng)使用以有條件地改變它的行為以便促進或改善病人的語音的質(zhì)量。優(yōu)選地，行為改變采取促進呼出的空氣經(jīng)由病人的上氣道流動到大氣的形式，從而至少部分地抑制呼出的空氣經(jīng)由氣管造口術(shù)管向上游流動。至少相當(dāng)大部分的呼出空氣因此經(jīng)由病人的上氣道，特別地通過他的聲帶，流動，以促進或改善病人的語音的質(zhì)量。
[0030]一旦病人使呼吸輔助系統(tǒng)，特別地傳感器，根據(jù)本技術(shù)安裝好，不再需要來自病人的干涉以便清晰地說話。特別地，本技術(shù)可改善一類病人的語音的質(zhì)量，包括不能積極地與系統(tǒng)相互作用，例如通過按下按鈕的那些病人。由使用本技術(shù)引起的語音是更清晰由此增加了病人的生活質(zhì)量而不需要通過病人的行為的任何修改。
[0031]本技術(shù)的一個方面涉及低于聲帶大約3hPa的最低壓力的提供。
[0032]根據(jù)本技術(shù)的一個方面，公開了一種呼吸輔助系統(tǒng)，包括:換氣器，布置成在換氣器和病人的氣管中的氣管造口術(shù)管之間傳送氣流的呼吸管腔，以及被配置為產(chǎn)生表示病人的聲帶振動的振動信號的傳感器，其中所述系統(tǒng)被配置為響應(yīng)于由病人在語音或試圖的語音的振動信號中的檢測來促動呼出的空氣經(jīng)由病人的上氣道流動到大氣。
[0033]根據(jù)本技術(shù)的一個方面，公開了一種被配置為與呼吸輔助系統(tǒng)相互作用的聲音檢測模塊，該模塊適合于:提供表示病人的聲帶振動的振動信號，所述病人的換氣正在通過呼吸輔助系統(tǒng)經(jīng)由病人的氣管中的氣管造口術(shù)管正在維持；檢測通過病人的振動信號語音或試圖的語音；以及響應(yīng)語音或試圖語音的振動信號中的檢測量，改變呼吸輔助系統(tǒng)的行為以便促進或改善語音的質(zhì)量。
[0034]根據(jù)本技術(shù)的一個方面，公開了一種促進或改善作氣管造口的病人的語音的質(zhì)量的方法，所述方法包括:經(jīng)由病人的氣管中氣管造口術(shù)管維持病人的換氣，檢測病人的語音或試圖的語音，以及響應(yīng)于病人的語音或試圖的語音的檢測來促進呼出的空氣經(jīng)由病人的上氣道流動到大氣。