用于呼吸装置的压力传感器评估制造方法及图纸

评估压力传感器的准确度的呼吸装置，例如当仅设有单一压力传感器时。所述压力传感器的准确度可以根据所述压力传感器所得的压力测量值和所述呼吸装置的从属或次级特征(例如海拔高度或大气压)来评估。控制器或处理器可以部分根据所述压力测量值来计算所述呼吸装置的海拔高度。在一些实施例中，所述压力传感器的评估可以涉及评估海拔高度计算值。在一些情况下，所述压力传感器的评估可以涉及根据海拔高度计算值来确定压力估计值，并将从所述压力传感器获得的压力测量值与所述压力估计值相比较。

【技术实现步骤摘要】
用于呼吸装置的压力传感器评估相关申请交叉引用本申请要求2012年6月29日提交的美国临时专利申请61/666367的申请日优先权，该申请的公开内容在此以引用方式全文并入。
本技术涉及用于监控呼吸装置上所用的传感器的准确度的方法，例如用于确定压力传感器准确度的方法和仪器。
技术介绍
诊断有呼吸紊乱问题(例如睡眠呼吸紊乱、打鼾、上呼吸道气流受限、呼吸不足、呼吸暂停等)的患者，可以依赖呼吸装置，例如连续气道正压(CPAP)或双水平正压装置，以协助保持气道敞开。其他形式的呼吸装置包括通气机。通气机通过向肺部提供氧气并从身体移除二氧化碳，来帮助用户呼吸。通气机可用在自身呼吸能力缺失或或下降的患者(例如因为肺病)身上。呼吸装置可以包括连接在患者界面(例如，面罩或套管等)上的气流发生器，以生成正压气体，以一种或多种压力输送至患者气道。呼吸装置还可以包括一个或多个传感器(例如压力传感器)，以监控提供给患者的可呼吸气体的特征(例如压力)。根据所测得的特征，该装置可以控制对呼吸参数的调整，例如通过将治疗压力变为高于大气压，以撑开受阻或部分受阻的患者呼吸道，或改变压力支持(PS)以提供符合目标体积的通气，所述压力支持是吸气压力和乎其压力之间的差值。所述调整可以通过控制器设定或天正气流发生器的电机转速，或通过控制器设定系统减压阀孔径来进行。可呼吸气体控制中所涉及的任何传感器错误读数，均可能使得控制不准确，从而对患者呼吸、舒适度或安全造成负面影响。为了保证呼吸装置的准确性能，可能需要开发出用于在使用之前和/或期间，监控或检测传感器(例如压力传感器)准确度，或用于检测所述传感器故障的方法。
技术实现思路
本技术的一些实施例中，包括一种用于监控呼吸治疗控制中涉及的传感器的准确度的方法。本技术的一些实施例中，包括一种能监控呼吸治疗控制中涉及的传感器的准确度的呼吸装置。一些实施例中，可以根据该装置的从属或次级特征来评估压力传感器。一些实施例中，可以根据该装置的海拔高度来评估压力传感器。一些实施例中，可以根据大气压，例如该装置的大气压或该装置操作中所处的大气压，来评估压力传感器。一些实施例中，可以无需多余传感器来达成所述监控。例如，一些实施例中，可以无需额外的压力传感器，来评估压力传感器。一些实施例中，可以无需高度计来评估压力传感器。本技术的一些实施例中，包括一种用于确定呼吸装置中的压力传感器的准确度的方法。该方法可以包括，使用该压力传感器来测定呼吸装置生成的可呼吸气体的气流压力。该方法还可以包括，用处理器根据该呼吸装置的压力测量值和海拔高度，来确定所述压力传感器的准确度。在一些情况下，该呼吸装置可以包括内部含有电机的气流发生器，用于生成可呼吸气体的加压流。该呼吸装置的海拔高度可以由用户输入。该呼吸装置的海拔高度可以由呼吸装置的高度计来测量。在一些情况下，所述处理器可以计算所述呼吸装置的海拔高度的估计值。此外，该处理器可以根据所述海拔高度计算值的估计值，来确定所述压力传感器的准确度。在一些情况下，所述处理器可以将所述呼吸装置的海拔高度计算为(a)和(b)的函数，其中(a)为所述压力传感器所测量的压力，且(b)为以下两者或其中之一：(b)(1)所述可呼吸气体流的流速测量值，以及(b)(2)所述气流发生器的电机转速测量值。可选地，所述处理器可以将所述呼吸装置的海拔高度计算为可呼吸气体流的温度测量值的函数。所述处理器可以在所述气流发生器将所述可呼吸气体控制在恒定的预定流速时(例如约20升/分钟，或低于50升/分钟)，或控制为约10-60升/分钟的范围内的恒定预定流速时，计算所述呼吸装置的海拔高度。进一步地，所述处理器可以在所述气流发生器控制在恒定的预定电机转速时，计算所述呼吸装置的海拔高度。在一些情况下，所述处理器可以通过比较所述海拔高度计算值和预定海拔高度范围，来评估所述海拔高度计算值。在一些情况下，所述海拔高度的预定范围可以在海平面以上0-9000英尺之间。所述海拔高度的预定范围可以在海平面以下500英尺和海平面以上10000英尺之间。当所述海拔高度计算值处于所述海拔高度预定范围内时，所述处理器可以将所述海拔高度计算值视为可接受的。当所述海拔高度计算值处于所述海拔高度预定范围外时，所述处理器可以将所述海拔高度计算值视为不可接受。在一些情况下，所述处理器可以在一段预定时间内以预定频率计算所述呼吸装置的海拔高度。所述预定频率可以优选为在1-2赫兹之间。所述预定时间可以为约5秒。可选地，所述处理器根据所述海拔高度计算值的平均值来评估所述压力传感器。所述处理器甚至可以在所述海拔高度计算值的平均值满足阈值比较时，认为所述压力传感器准确。所述处理器可以在所述呼吸装置向患者提供治疗前的初始化过程中，评估所述压力传感器。在一些情况下，所述处理器可以将所述呼吸装置的海拔高度存储在存储器中。在一些情况下，所述处理器可以通过以下步骤评估所述压力传感器的准确度：计算所述呼吸装置生成的气体的压力期望值；以及将压力测量值与所述压力期望值比较。所述处理器可以根据所述呼吸装置的海拔高度、可呼吸气体流的流速测量值，以及所述气流发生器的电机转速测量值，来计算所述压力期望值。所述处理器从可以所述可呼吸气体流的温度测量值来计算所述压力期望值。所述处理器可以通过将所述压力测量值和压力期望值之间的差值与预定阈值相比较，来确定所述压力传感器的准确度。所述预定阈值可以为约5cmH2O。当所述差值超过预定阈值时，所述处理器可以判定所述压力传感器不准确。当所述差值在预定阈值之内时，所述处理器可以判定所述压力传感器准确。在一些情况下，所述压力测量、压力期望值的计算，以及所述压力测量值与压力期望值之间的比较，可以是在预定时间内以预定频率来执行的。所述预定频率可以在约1-2赫兹之间。所述预定时间可以为约5秒。在一些情况下，所述处理器可以根据压力计算值和压力期望值之间的多次比较，来判定所述压力传感器不准确。在一些情况下，所述呼吸装置的海拔高度可以为第一海拔高度，且所述处理器可以通过以下步骤确定所述压力传感器的准确度：计算所述呼吸装置的第二海拔高度；以及将所述呼吸装置的第二海拔高度与所述呼吸装置的第二海拔高度相比较。所述处理器可以用所述可呼吸气体的气流流速、所述气流发生器的电机转速测量值以及所述压力传感器测得的压力值，计算所述呼吸装置的第二海拔高度。所述处理器可以用所述可呼吸气体的气流温度测量值计算所述呼吸装置的第二海拔高度。所述处理器可以通过将所述第一海拔高度与第二海拔高度之间的差值与预定阈值相比较，确定所述压力传感器的准确度。所述预定阈值可以为例如约600英尺。当所述差值超过所述预定阈值时，所述处理器可以认定所述压力传感器不准确。当所述差值在所述预定阈值之内时，所述处理器可以认定所述压力传感器准确。所述处理器可以在预定时间内以预定频率计算所述第二海拔高度。所述预定频率可以在约1-2赫兹之间。所述预定时间可以为约5秒。在一些所述情况下，当在所述预定时间上计算所得的第二海拔高度的平均值与所述第一海拔高度之间的偏差大于预定阈值时，所述处理器可以认定所述压力传感器不准确。当在所述预定时间上计算所得的第二海拔高度的平均值与所述第一海拔高度之间的偏差不大于预定阈值时，所述处理器可以认定所述压力传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼吸装置，用于为具有呼吸紊乱的患者提供治疗，所述呼吸装置包括：气流发生器，其具有用于为患者界面产生压力高于大气压的可呼吸气体流的风机，所述风机包括电机；一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于分别输出下述a)至d)中一个或多个的测量值：a)可呼吸气体流的压力；b)可呼吸气体流的温度；c)所述电机的转速；以及d)可呼吸气体流的流速；以及处理器，其包括高度估计单元，其中，所述处理器用于根据由所述一个或多个传感器输出的测量值来确定所述呼吸装置的海拔高度的估计值，并且其中，所述处理器用于根据所述海拔高度的所述估计值控制所述风机。

【技术特征摘要】
2012.06.29 US 61/666,3671.一种呼吸装置，用于为具有呼吸紊乱的患者提供治疗，所述呼吸装置包括：气流发生器，其具有用于为患者界面产生压力高于大气压的可呼吸气体流的风机，所述风机包括电机；一个或多个传感器，所述一个或多个传感器用于分别输出下述a)至d)中一个或多个的测量值：a)可呼吸气体流的压力；b)可呼吸气体流的温度；c)所述电机的转速；以及d)可呼吸气体流的流速；以及处理器，其包括高度估计单元，其中，所述处理器用于根据由所述一个或多个传感器输出的测量值来确定所述呼吸装置的海拔高度的估计值，并且其中，所述处理器用于根据所述海拔高度的所述估计值控制所述风机。2.根据权利要求1所述的呼吸装置，其特征在于，所述高度估计单元用于将所述海拔高度的所述估计值计算为所述压力和所述转速的函数。3.根据权利要求1至2中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述高度估计单元用于将所述海拔高度的所述估计值计算为所述温度的函数。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述高度估计单元用于将所述海拔高度的所述估计值计算为所述气体流的函数。5.根据权利要求1至4中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述高度估计单元用于利用包含由经验推导得来的常数的多项式函数来计算所述海拔高度的所述估计值。6.根据权利要求1至5中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述处理器用于为所述高度估计单元控制所述风机的所述电机的运行，其中，在所述风机的所述电机的运行期间进行用于计算所述海拔高度的所述估计值的测量。7.根据权利要求6所述的呼吸装置，其特征在于，所述运行根据具有固定的流速设定点的流量控制回路而产生恒定的流速。8.根据权利要求6所述的呼吸装置，其特征在于，所述运行根据具有固定的转速设定点的速度控制回路而使所述电机在恒定的电机转速下运行。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述处理器的所述高度估计单元用于根据如下函数计算所述海拔高度的所述估计值：其中：h是所述海拔高度的所述估计值；P是所述压力；Q是所述流量；ω是所述电机的转速；θ2、θ1、θ0、δ2、δ1和δ0是由测试得来的预定的经验性常数；α和β是预定的常数。10.根据权利要求9所述的呼吸装置，其特征在于，所述电机的转速ω是基于温度的电机转速ωtemp，其包括：ωtemp＝ω+χn·Tn+χn-1·Tn-1+...χ1·T+χ0其中:ω是所述电机的转速；T是所述温度；以及χn、χn-1,…、χ1、χ0是由测试得来的经验性地确定的常数。11.一种呼吸装置中的控制方法，该控制方法配置为控制具有呼吸紊乱的患者的治疗，所述控制方法包括：利用处理器，控制具有风机的气流发生器的运行，以为患者界面产生压力高于大气压的可呼吸气体，所述风机包括电机；使用一个或多个传感器测量下述a)至d)中的一个或多个：a)可呼吸气体流的压力；b)可呼吸气体流的温度；c)电机的转速；以及d)可呼吸气体流的流速；并且在所述处理器的高度估计单元中，根据所述测量来确定所述呼吸装置的海拔高度的估计值，并根据所述海拔高度的所述估计值确定一种设定以控制所述风机。12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述高度估计单元将所述海拔高度的所述估计值计算为所述压力和所述转速的函数。13.根据权利要求11至12中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述高度估计单元将所述海拔高度的所述估计值计算为所述温度的函数。14.根据权利要求11至13中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述高度估计单元将所述海拔高度的所述估计值计算为所述气体流的函数。15.根据权利要求11至14中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述高度估计单元利用包含由经验推导得来的常数的多项式函数来计算所述海拔高度的所述估计值。16.根据权利要求11至15中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述处理器为所述高度估计单元控制所述风机的所述电机的运行，其中，在所述风机的所述电机的运行期间进行用于计算所述海拔高度的所述估计值的测量。17.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述运行根据具有固定的流速设定点的流量控制回路而产生恒定的流速。18.根据权利要求16所述的控制方法，其特征在于，所述运行根据具有固定的转速设定点的速度控制回路而使所述电机在恒定的电机转速下运行。19.根据权利要求11至18中任意一项所述的控制方法，其特征在于，所述处理器的所述高度估计单元根据如下函数计算所述海拔高度的所述估计值：其中：h是所述海拔高度的所述估计值；P是所述压力；Q是所述流量；ω是所述电机的转速；θ2、θ1、θ0、δ2、δ1和δ0是由测试得来的预定的经验性常数；α和β是预定的常数。20.根据权利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述电机的转速ω是基于温度的电机转速ωtemp，其包括：ωtemp＝ω+χn·Tn+χn-1·Tn-1+...χ1·T+χ0其中:ω是所述电机的转速；T是所述温度；以及χn、χn-1,…、χ1、χ0是由测试得来的经验性地确定的常数。21.一种呼吸装置，其用于提供呼吸治疗，所述呼吸装置包括：气流发生器，其具有用于为患者界面产生压力高于大气压的可呼吸气体流的风机；压力传感器，用于测量所述压力；控制器，其与所述压力传感器和所述气流发生器连接，所述控制器用于，根据具有来自所述压力传感器的信号的压力控制回路，将来自所述气流发生器的呼吸治疗的递送控制在第一模式；所述控制器还用于：测试所述压力传感器的准确度；当检测到所述压力传感器不准确时，将对利用所述气流发生器的所述呼吸治疗的递送的控制由所述第一模式改变至安全运行模式；并且随后根据所述安全运行模式控制呼吸治疗的递送。22.根据权利要求21所述的呼吸装置，其特征在于，所述安全运行模式为压力控制模式，并且其中，所述控制器还用于：确定气流生成器的将要设定的压力水平期望值；设定电机转速阈值；从所述压力传感器获取压力读数；以及若(i)所述压力读数未超过所述压力水平期望值，且(ii)下一电机转速未超过电机转速最大值，则将所述气流发生器的电机转速增加至下一电机转速。23.根据权利要求21至22中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述电机转速最大值为对应于所述压力水平期望值的电机转速。24.根据权利要求21至22中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述电机转速最大值为对应于压力水平最大值的电机转速。25.根据权利要求21至24中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述控制器用于将所述气流发生器的所述电机转速反复增加至下一电机转速，除非增加所述电机转速将(i)导致所述压力读数超过所述压力水平期望值，或者(ii)导致下一电机转速超过所述电机转速最大值。26.根据权利要求21所述的呼吸装置，其特征在于，所述运行模式为速度控制模式，并且其中，所述控制器还用于：确定所述气流发生器的将要设定的压力水平期望值；根据所述压力水平期望值确定电机转速期望值；以及将呼吸治疗的递送控制在所述电机转速期望值。27.根据权利要求26所述的呼吸装置，其特征在于，所述呼吸治疗装置还包括存储器，所述存储器包含用于定义多个不同电机转速与多个不同压力水平之间的一对一映射的查询表，并且其中，所述控制器用于根据所述查询表确定所述电机转速期望值。28.根据权利要求21至27中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述压力水平期望值是在所述呼吸治疗的一个疗程内始终被保持的恒定压力值。29.根据权利要求21至27中任意一项所述的呼吸装置，其特征在于，所述压力期望值根据一个或多个检测到的呼吸状况而在所述呼吸治疗的一个疗程内始终改变。30.根据权利要求21所述的呼吸装置，其特征在于，所述控制器用于根据压力测量值和所述呼吸装置的海拔高度来测试所述压力传感器的准确度。31.根据权利要求30所述的呼吸装置，其特征在于，所述控制器用于将所述呼吸装置的所述海拔高度计算为(a)和(b)的函数，其中(a)为所述压力传感器所测得的压力，且(b)为以下两者或其中之一：(b1)所述可呼吸气体流的流速测量值，以及(b2)所述气流发生器的电机转速测量值。32.根据权利要求31所述的呼吸装置，其特征在于，所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：约珥·卡佩利，西恩·塔拉克西，巴顿约翰·凯尼恩，
申请(专利权)人：瑞思迈有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚,AU