用于支撐受試者的氣道的設(shè)備和方法
【專利說(shuō)明】用于支撐受試者的氣道的設(shè)備和方法發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及緩解打鼾領(lǐng)域，并且具體地涉及用于支撐受試者的氣道的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]打鼾涉及睡眠期間上氣道的變窄或阻塞(睡眠呼吸障礙)。據(jù)信，打鼾影響多達(dá)50%的成人，包括男人和女人，即超過(guò)45，000, 000美國(guó)人。幾乎每?jī)蓚€(gè)美國(guó)成人中就有一人偶爾打鼾，并且四分之一經(jīng)常打鼾。打鼾在中斷患者和/或他/她伴侶的睡眠周期方面帶來(lái)不便，這導(dǎo)致白天嗜睡和困倦并導(dǎo)致患者和/或他/她伴侶的生活質(zhì)量的大幅下降。
[0003]一種緩解打鼾的方式是利用氣道阻擋裝置，該氣道阻擋裝置抑制受試者的呼氣流，從而在呼氣期間支撐氣道。然而，常規(guī)氣道阻擋裝置在固定流阻的情況下發(fā)揮恒定作用，或僅在呼氣期間以非常簡(jiǎn)單的方式調(diào)整流阻。例如，國(guó)際專利申請(qǐng)WO 2010/076704A1公開(kāi)了一種被配置成支撐受試者的氣道的呼吸器具，該呼吸器具一方面在確定不發(fā)生打鼾時(shí)將呼氣流阻保持在低值，另一方面，在確定發(fā)生打鼾時(shí)增大呼氣流阻以支撐受試者的氣道。在一些情況下，受試者認(rèn)為不舒適的常規(guī)氣道阻擋裝置可能無(wú)法向受試者提供足夠支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一種用于支撐受試者的氣道的改善的設(shè)備和方法。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于支撐受試者的氣道的設(shè)備，該設(shè)備包括:
[0006]主體，該主體被配置成封閉受試者的氣道的一個(gè)或多個(gè)外部孔口，其中該主體在一個(gè)或多個(gè)外部孔口和周圍環(huán)境之間形成至少一個(gè)流動(dòng)路徑；
[0007]電動(dòng)閥，該電動(dòng)閥設(shè)置于流動(dòng)路徑中以用于呼氣，其中該電動(dòng)閥的流阻在吸氣期間保持恒定并且可在呼氣期間調(diào)整；
[0008]傳感器，該傳感器被配置成感測(cè)受試者的打鼾并輸出對(duì)應(yīng)信號(hào)；和
[0009]控制模塊，該控制模塊連接至傳感器，其中該控制模塊被配置成:對(duì)從傳感器輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣；基于采樣信號(hào)在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)打鼾的存在和水平；一旦已檢測(cè)到在某一預(yù)定時(shí)間點(diǎn)存在打鼾，則控制電動(dòng)閥以從低流阻被觸發(fā)至高流阻，所述高流阻被維持直至下一個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)以便支撐受試者的氣道；和控制電動(dòng)閥以根據(jù)在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)打鼾的存在和水平來(lái)調(diào)整流阻，以便獲得針對(duì)受試者的最適合流阻。
[0010]因?yàn)橛糜谥问茉囌叩臍獾赖脑O(shè)備能夠自動(dòng)地微調(diào)電動(dòng)閥的流阻以在呼氣期間根據(jù)打鼾的存在和水平獲得最適合的流阻，所以受試者的舒適度可極大地改善。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，根據(jù)在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)打鼾的存在和水平來(lái)調(diào)整流阻包括:
[0012]當(dāng)檢測(cè)到不存在打鼾時(shí)，在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)將流阻減小至較低值；
[0013]當(dāng)檢測(cè)到打鼾的水平低于打鼾的先前水平時(shí)，在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)將流阻保持穩(wěn)定；和
[0014]當(dāng)檢測(cè)到打鼾的水平高于打鼾的先前水平時(shí)，在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)將流阻增大至較高值。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，如果流阻達(dá)到最大并且打鼾仍存在，則用于支撐受試者的氣道的設(shè)備給出指示以示出該設(shè)備不適于所討論的受試者。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，為節(jié)省功率以延長(zhǎng)設(shè)備的電池壽命，兩個(gè)連續(xù)的預(yù)定時(shí)間點(diǎn)之間的時(shí)間間隔可優(yōu)選地根據(jù)控制模塊的操作發(fā)生變化。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，在控制模塊檢測(cè)到打鼾存在之前，時(shí)間間隔設(shè)定為預(yù)定值，在控制模塊檢測(cè)到打鼾存在時(shí)，時(shí)間間隔減少以小于該預(yù)定值，并且在控制模塊檢測(cè)到打鼾不再存在時(shí)，時(shí)間間隔恢復(fù)為該預(yù)定值。
[0018]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，控制模塊在某一時(shí)段不執(zhí)行采樣操作和檢測(cè)操作，并且電動(dòng)閥在通電之后的所述某一時(shí)段維持低流阻，并且在所述某一時(shí)段之后，控制模塊開(kāi)始執(zhí)行采樣操作和檢測(cè)操作并開(kāi)始控制電動(dòng)閥的操作。因此，這可幫助受試者調(diào)整以改變流阻。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了一種支撐受試者的氣道的方法，該方法包括:
[0020]將電動(dòng)閥提供于流動(dòng)路徑中以用于在受試者的氣道的一個(gè)或多個(gè)外部孔口和周圍環(huán)境之間的呼氣，其中電動(dòng)閥的流阻在吸氣期間保持恒定并且可在呼氣期間調(diào)整；
[0021]在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)受試者的打鼾的存在和水平；
[0022]一旦已檢測(cè)到在某一預(yù)定時(shí)間點(diǎn)存在打鼾，則控制電動(dòng)閥以從低流阻被觸發(fā)至高流阻，所述高流阻被維持直至下一個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)以便支撐受試者的氣道；和
[0023]控制電動(dòng)閥以根據(jù)在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)打鼾的存在和水平來(lái)調(diào)整流阻，以便獲得針對(duì)受試者的最適合流阻。
[0024]參考結(jié)合附圖做出的描述，本發(fā)明的其它目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)將為更顯而易見(jiàn)的，并將容易理解。
【附圖說(shuō)明】
[0025]本發(fā)明將通過(guò)實(shí)施例和參考附圖在下文中更詳細(xì)地描述和解釋，其中:
[0026]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于支撐受試者的氣道的設(shè)備；
[0027]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)閥；
[0028]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的支撐受試者的氣道的方法的流程圖。
[0029]圖中的相同附圖標(biāo)記表明類似或?qū)?yīng)的特征和/或功能。
【具體實(shí)施方式】
[0030]本發(fā)明的實(shí)施例將參考附圖在下文中更詳細(xì)地描述。
[0031]參考圖1，該圖示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的用于支撐受試者的氣道的設(shè)備10。特別地，設(shè)備10包括主體110、電動(dòng)閥120、傳感器130和控制模塊140，主體110封閉受試者的氣道的一個(gè)或多個(gè)外部孔口。主體110在一個(gè)或多個(gè)外部孔口和周圍環(huán)境之間形成至少一個(gè)流動(dòng)路徑，并且電動(dòng)閥120設(shè)置于流動(dòng)路徑中以用于呼氣。一方面，電動(dòng)閥120的流阻可調(diào)整以在呼氣期間調(diào)節(jié)氣體從受試者的氣道的一個(gè)或多個(gè)外部孔口至周圍環(huán)境的流動(dòng)，和另一方面，電動(dòng)閥120的流阻在吸氣期間保持恒定。
[0032]現(xiàn)參考圖2，該圖根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例示出了電動(dòng)閥120。在這個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)閥120為電磁閥，該電磁閥可包括第一部件220a和第二部件220b。第一部件220a充當(dāng)隨輸入電壓變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生源。相應(yīng)地，第一部件220a包括帶有多個(gè)中空結(jié)構(gòu)的厚塑料板和由銅線制成的線圈，其中磁芯形成于多個(gè)中空結(jié)構(gòu)的處于中心的一個(gè)中空結(jié)構(gòu)中，其中該磁芯幫助集中磁通量，并因此增強(qiáng)磁場(chǎng)。第二部件220b具有帶有嵌入式軟鐵的軟膜，在所述軟膜中存在多個(gè)開(kāi)口以用于允許氣體穿過(guò)。另外，電磁閥還可包括塑料殼體以用于將第一部件220a和第二部件220b組裝于設(shè)備10的主體110中。
[0033]如圖2所示，當(dāng)將輸入電壓施加至第一部件220a時(shí)，在第二部件220b中的軟膜結(jié)構(gòu)和第一部件220a的線圈結(jié)構(gòu)之間產(chǎn)生吸引力，因此，軟膜結(jié)構(gòu)朝向第一部件220a的塑料板的表面偏離(deflect)。軟膜結(jié)構(gòu)可保持在不同的穩(wěn)定偏離位置，使得與軟膜結(jié)構(gòu)接觸第一部件220a的塑料板的表面時(shí)相比，如果所產(chǎn)生的吸引力可被軟膜結(jié)構(gòu)的柔性力抵消，則該閥具有不同的流阻，使得如果所產(chǎn)生的吸引力不能被軟膜結(jié)構(gòu)的柔性力抵消，則該閥完全關(guān)閉。在移除輸入電壓時(shí)，偏離軟膜結(jié)構(gòu)將自動(dòng)地恢復(fù)其原始位置。
[0034]然而，應(yīng)理解，本發(fā)明不限于本實(shí)施例，并且可采用壓電閥或任何其它合適的電動(dòng)閥。
[0035]再次參考圖1，控制模塊140連接至傳感器130，傳感器130感測(cè)表示受試者的打鼾狀態(tài)的參數(shù)并輸出對(duì)應(yīng)信號(hào)。在一個(gè)說(shuō)明性實(shí)例中，傳感器130可為設(shè)置于受試者上的粘接壓電傳感器，該粘接壓電傳感器感測(cè)受試者的氣道周圍的組織由打鼾引起的振動(dòng)并將該振動(dòng)轉(zhuǎn)換成電輸出信號(hào)。在另一個(gè)說(shuō)明性實(shí)例中，優(yōu)選的是，傳感器130可為麥克風(fēng)，該麥克風(fēng)能夠感測(cè)打鼾聲音并將該打鼾聲音轉(zhuǎn)換成電輸出信號(hào)。受試者可感覺(jué)更舒適，因?yàn)辂溈孙L(fēng)不必設(shè)置在受試者上。
[0036]另外，控制模塊HO被配置成對(duì)由傳感器130輸出的信號(hào)進(jìn)行采樣并基于采樣信號(hào)在預(yù)定時(shí)間點(diǎn)檢測(cè)打鼾的存在和水平。例如，如果將麥克風(fēng)用作傳感器并且未感測(cè)到打鼾聲音，則其輸出信號(hào)為零并因此采樣信號(hào)也為零。這意味著打鼾不存在。另一方面，如果麥克風(fēng)感測(cè)到打鼾聲音，則其輸出信號(hào)大于零并因此采樣信號(hào)也大于零。這意味著打鼾存在，并且采樣信號(hào)的幅度代表了打鼾的水平。
[0037]當(dāng)控制模塊140檢測(cè)到打鼾在某一預(yù)定時(shí)間點(diǎn)存在時(shí)，電動(dòng)閥120在控制模塊140的控制之下從低流阻被觸發(fā)至高流阻，并且維持該高流阻直至下一個(gè)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)以支撐受試者的氣道。其后，電動(dòng)閥120的流阻在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)在控制模塊140的控制之下根據(jù)打鼾的存在和水平來(lái)調(diào)整，使得可獲得針對(duì)受試者的最適合流阻。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，控制模塊140可以下述方式在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)調(diào)整電動(dòng)閥120的流阻。特別地，當(dāng)控制模塊140檢測(cè)到在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)不存在打鼾時(shí)，控制模塊140將電動(dòng)閥120的流阻減小至較低值。此外，當(dāng)控制模塊140檢測(cè)到打鼾的水平低于打鼾的先前水平時(shí)，控制模塊140在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)將電動(dòng)閥120的流阻保持穩(wěn)定；而當(dāng)控制模塊140檢測(cè)到打鼾的水平高于打鼾的先前水平時(shí)，控制模塊140在后續(xù)預(yù)定時(shí)間點(diǎn)將電動(dòng)閥120的流阻增大至較高值。
[0039]有時(shí)，甚至當(dāng)電動(dòng)閥120的流阻達(dá)到最大時(shí)，打鼾仍存在。在這種情況下，設(shè)備10可通過(guò)任何適當(dāng)?shù)氖侄?諸如發(fā)出蜂鳴聲或發(fā)光)表明該設(shè)備不適于受試者。
[0040]根據(jù)本發(fā)明，兩個(gè)相鄰預(yù)定時(shí)間點(diǎn)(即，打鼾的采樣和檢測(cè)頻率)之間的時(shí)間間隔可根據(jù)控制模塊140的操作發(fā)生變化，從而節(jié)省功率以延長(zhǎng)設(shè)備10的電池壽命。通過(guò)說(shuō)明性實(shí)例的方式，在控制模塊140檢測(cè)到打鼾存在之前，時(shí)間間隔可設(shè)定為預(yù)定值(例如，10分鐘)，并且在已檢測(cè)到打鼾存在之后，時(shí)間間隔減少至較低值(例如，5分鐘)。然后，如果控制模塊140檢測(cè)到打鼾不再存在，則時(shí)間間隔可恢復(fù)為預(yù)定值。
[0041]此外，為幫助受試者調(diào)整以改變流阻，優(yōu)選的是，控制模塊140在某一時(shí)間段(例如，20分鐘)不