用于可变阻力气道正压设备管路补偿的气压传感器制造技术

一种压力支持系统，包括：压力生成系统，其被构造为生成呼吸气体流；患者管路，其包括患者接口设备，所述患者管路被耦合到所述压力生成系统并且被构造为运送呼吸气体流；气压传感器，其在所述患者管路的气体流动路径内被耦合到所述患者管路，其中，所述气压传感器被构造为生成气压信号，所述气压信号指示所述气体流动路径内靠近患者处的气压；以及控制系统。所述控制系统被构造为至少基于所述气压信号以补偿由于所述患者管路的气动阻力导致的跨所述患者管路的压降的方式来控制压力生成系统的出口压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于可变阻力气道正压设备管路补偿的气压传感器
本专利技术涉及气道压力支持设备，并且具体涉及在气流路径中采用气压(baromatricpressure)传感器来补偿患者管路中的可变阻力的气道正压支持设备以及相关联的方法。
技术介绍
许多个体在睡眠期间遭受呼吸障碍。睡眠呼吸暂停是在世界范围内数百万人遭受的这样的睡眠呼吸障碍的常见范例。一种类型的睡眠呼吸暂停是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)，其是由于气道(通常是上气道或咽部区域)阻塞导致不能呼吸而使睡眠反复中断的情况。一般认为气道阻塞至少部分是由于稳定上气道段的肌肉的总体松弛，从而允许组织塌陷气道。另一种类型的睡眠呼吸暂停综合征是中枢性呼吸暂停，其是由于没有来自大脑呼吸中枢的呼吸信号而导致的呼吸停止。呼吸暂停状况，无论是阻塞性的、中枢性的、或是混合性的(其是阻塞性和中枢性的组合)，都被定义为呼吸的完全停止或接近停止，例如呼吸气流峰值降低90％或更多。患有睡眠呼吸暂停的那些患者在睡眠期间经历睡眠碎片化以及间歇性通气的完全或几乎完全停止，具有潜在严重程度的氧合血红蛋白去饱和。这些症状可以在临床上转变为极度日间嗜睡、心律不齐、肺动脉高压、充血性心力衰竭和/或认知功能障碍。睡眠呼吸暂停的其他后果包括右心室功能障碍、觉醒期间以及睡眠期间的二氧化碳潴留以及持续减少的动脉氧含量。睡眠呼吸暂停患者可能因为这些因素而导致死亡率过高，以及在驾驶和/或操作具有潜在危险的器械时增加的事故风险。即使患者没有遭受气道的完全或几乎完全的阻塞，也已知在仅气道的部分阻塞时会发生的不利影响，诸如从睡眠中唤醒。气道的部分阻塞通常导致浅呼吸，称为呼吸不足。呼吸不足通常被定义为峰值呼吸气流减少50％或更多。其他类型的睡眠呼吸障碍包括，但不限于：上气道阻力综合征(UARS)和气道的振动，诸如咽壁的振动，通常被称为打鼾。众所周知，通过对患者气道施加持续正气道压力(CPAP)来处置睡眠呼吸障碍。这种正压有效地“撑开”气道，从而保持了通向肺部的开放通道。也已知提供以下正压治疗，其中，向患者递送的气体的压力随着患者的呼吸周期而变化，或者随着患者的呼吸努力而变化，以增加患者的舒适度。这种压力支持技术被称为双水平压力支持，其中，被递送至患者的吸气气道正压(IPAP)高于呼气气道正压(EPAP)。还已知提供以下正压治疗，其中，基于所检测到的患者状况，诸如患者是否正在经历呼吸暂停和/或呼吸不足，来自动地调节压力。该压力支持技术被称为自动滴定类型的压力支持，因为压力支持设备试图向患者提供仅必要高的压力以处置呼吸障碍。刚刚所描述的压力支持治疗涉及将患者接口设备放置在患者的面部上，所述患者接口设备包括具有柔软的柔性密封垫的面罩部件。所述面罩部件可以是，但不限于：覆盖患者的鼻子的鼻罩、覆盖患者鼻子和嘴的鼻/口罩或者覆盖患者的面部的全脸面罩。这样的患者接口设备也可以采用其他患者接触部件，诸如前额支撑体、脸颊垫和下巴垫。患者接口设备通常通过头戴部件被紧固到患者的头部。患者接口设备被连接到气体递送管或导管以形成通常所称的患者管路。患者管路将压力支持设备与患者的气道相接连，使得呼吸气体流能够从压力/流生成设备被递送到患者的气道。刚刚所描述的患者管路具有气压阻力(其是流量的函数)，其需要由压力支持设备以额外的压力进行补偿。在期望高度的压力递送准确度和/或具有高的或可变的患者管路阻力的应用中，监测与患者的接口(即，患者近端)处的压力是必要的，使得能够确定和提供恰当的量的额外补偿压力。为此目的，本领域已知使用位于患者处(即，在患者接口设备)或者位于压力支持设备内部的表压(gaugepressure)传感器来测量在患者处的表压(在这种情况下，气体通过气动截取管被从患者接口设备连通到表压传感器)。表压传感器价格昂贵并且通常非常大。另外，表压传感器的功耗通常较高。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种克服常规压力支持系统的缺点的压力支持系统。根据本专利技术的一个实施例，通过提供一种用于向患者的气道递送呼吸气体流的压力支持系统来实现该目的，所述压力支持系统包括：压力生成系统，其被构造为生成呼吸气体流；患者管路，其包括患者接口设备，所述患者管路被耦合到所述压力生成系统并且被构造为运送所述呼吸气体流；气压传感器，其在所述患者管路的气体流动路径内被耦合到所述患者管路，其中，所述气压传感器被构造为生成气压信号，所述气压信号指示所述气体流动路径内靠近患者处的气压；以及控制系统。所述控制系统被构造为至少基于所述气压信号以补偿由于所述患者管路的气动阻力导致的跨所述患者管路的压降的方式来控制压力生成系统的出口压力。本专利技术的又另一目的是提供一种控制压力支持系统的方法，所述方法不受与常规控制技术相关联的缺点的影响。该目的是通过提供以下方法来实现的，所述方法包括：确定患者管路的气体流动路径内靠近患者处的气压；并且至少基于所述气压信号以补偿由于所述患者管路的气动阻力导致的跨所述患者管路的压降的方式来控制压力生成系统的出口压力。本专利技术的这些和其他目的、特征和特性，以及相关结构元件以及部件组合的操作方法和功能以及制造的经济性将在参考附图理解本专利技术和权利要求后变得更加明显，所有附图均形成说明书的一部分，其中，各个附图中相似的附图标记指代对应的部件。然而，应当清楚地理解，附图仅仅是出于图示说明的目的，而并不意图定义本专利技术的限制。附图说明图1是示出了根据一个具体的、非限制示例性实施例的气道压力支持系统的示意图；图2是示出了根据所公开的概念的示例性实施例的、可以在图1的压力支持系统中实施以补偿由于患者管路的气动阻力导致的跨患者管路的压降的方法的流程图；并且图3是示出了根据备选的、非限制示例性实施例的气道压力支持系统的示意图。具体实施方式如在本文中所使用的，单数形式的“一”、“一个”以及“该”包括多个指代物，除非上下文中明确另行指出。如在本文中所使用的，两个或更多个零件或部件被“耦合”的表述应当意指所述零件直接地或间接地(即，通过一个或多个中间零件或部件，只要生成连接)被接合到一起或一起操作。如在本文中所使用的，“直接耦合”意指两个元件彼此直接接触。如在本文中所使用的，“固定耦合”或“固定”意指两个部件被耦合以作为一体移动，同时维持相对于彼此的固定取向。如在本文中所使用的，词语“一体的”意指部件被创建为单个件或单个单元。亦即，包括单独创建并且然后被耦合到一起成为单元的多个件的部件不是“一体的”部件或实体。如在本文中所采用的，两个或更多个零件或部件相互“接合”的表述应当意指所述零件直接地或通过一个或多个中间零件或部件而相互施加力。如在本文中所采用的，术语“数目”应当意指一或大于一的整数(即，多个)。在本文中所使用的方向性短语，诸如，例如但不限于：顶部、底部、左、右、上、下、前、后以及其派生词涉及附图中所示的元件的取向，并且不对权利要求构成限制，除非在权利要求中明确记载。图1是示出了根据一个具体的、非限制示例性实施例的气道压力支持系统2的示意图。如在本文中详细描述的，压力支持系统2使用气压传感器替代表压传感器来确定在可变阻力患者管路上的压降，并且由此确定克服由于可变阻力导致的压降所需的压力补偿的量。参考图1，气道压力支持系统2包括压力生成设备基座单元4，压力生成设备基座单元4容纳气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向患者(10)的气道递送呼吸气体流的压力支持系统(2)，包括：压力生成系统(6、16)，其被构造为生成所述呼吸气体流；患者管路，其包括患者接口设备(14)，所述患者管路被耦合到所述压力生成系统并且被构造为运送所述呼吸气体流；气压传感器(29)，其在所述患者管路的气体流动路径内被耦合到所述患者管路，其中，所述气压传感器被构造为生成气压信号，所述气压信号指示所述气体流动路径内靠近所述患者处的气压；以及控制系统(22)，其被构造为至少基于所述气压信号以补偿由于所述患者管路的气动阻力导致的跨所述患者管路的压降的方式来控制由所述压力生成系统生成的出口压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.30 US 62/186,4311.一种用于向患者(10)的气道递送呼吸气体流的压力支持系统(2)，包括：压力生成系统(6、16)，其被构造为生成所述呼吸气体流；患者管路，其包括患者接口设备(14)，所述患者管路被耦合到所述压力生成系统并且被构造为运送所述呼吸气体流；气压传感器(29)，其在所述患者管路的气体流动路径内被耦合到所述患者管路，其中，所述气压传感器被构造为生成气压信号，所述气压信号指示所述气体流动路径内靠近所述患者处的气压；以及控制系统(22)，其被构造为至少基于所述气压信号以补偿由于所述患者管路的气动阻力导致的跨所述患者管路的压降的方式来控制由所述压力生成系统生成的出口压力。2.根据权利要求1所述的压力支持系统，其中，所述压力生成系统被提供在压力生成基座单元(4)内，其中，所述压力生成基座单元包括流量传感器(20)和基座单元压力传感器(17)，所述流量传感器被构造为生成指示由所述压力生成系统生成的总流率的流量信号(Q测量)，所述基座单元压力传感器被构造为生成基座单元压力信号，并且其中，所述控制系统被构造为基于所述气压信号、所述流量信号和所述基座单元压力信号以补偿由于所述患者管路的所述气动阻力导致的跨所述患者管路的所述压降的方式来控制所述出口压力。3.根据权利要求2所述的压力支持系统，其中，所述基座单元压力传感器是表压传感器，并且其中，所述基座单元压力信号是指示由所述压力生成系统生成的表压的表压信号。4.根据权利要求3所述的压力支持系统，其中，所述流量信号为Q测量，所述气压信号为P气压，并且所述表压信号为P表，其中，所述控制系统被构造为根据Q测量、P气压和P表来确定所述出口压力(Poutlet)。5.根据权利要求4所述的压力支持系统，其中，所述控制系统被构造为根据以下公式来确定所述出口压力(Poutlet)：Poutlet＝Pptset+Pdropcalc，其中，Pptset是期望的患者压力设定点，其中，Pdropcalc＝A*Q测量2+B*Q测量，并且其中，A和B是使用多个收集和存储的Q测量、P气压和P表的值而导出的系数。6.根据权利要求5所述的压力支持系统，其中，Pdiff是P表与P气压之间的差，其中，A和B是通过以下操作来导出的：使用所述收集和存储的Q测量、P气压和P表的值来生成Pdiff-Q测量曲线，并且根据所述Pdiff-Q测量曲线的曲线拟合来导出A和B。7.根据权利要求6所述的压力支持系统，其中，所述曲线拟合是最小二乘估计曲线拟合。8.根据权利要求6所述的压力支持系统，其中，所述控制器被构造为周期性地更新A和B。9.根据权利要求1所述的压力支持系统，其中，所述气压传感被直接连接到所述患者接口设备。10.根据权利要求1所述的压力支持系统，其中，所述压力生成系统被提供在压力生成基座单元(4)内，所述压力支持系统还包括被提供在所述压力生成基座单元内...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·I·谢利，
申请(专利权)人：皇家飞利浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL