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CN105451799B - 用于检测对患者接口设备的配合的系统 - Google Patents

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CN105451799B CN201480044616.7A CN201480044616A CN105451799B CN 105451799 B CN105451799 B CN 105451799B CN 201480044616 A CN201480044616 A CN 201480044616A CN 105451799 B CN105451799 B CN 105451799B
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Abstract

一种用于检测患者接口设备(8)的配合的方法包括当由用户穿上患者接口设备时,确定多个电容值。患者接口设备具有接触元件(14),所述接触元件具有用户接触表面(49),并且电容值中的每个与沿着接触表面的至少部分的多个位置中的一个相关联,其中,所述位置中的每个具有与其相关联的若干电极元件(54),所述若干电极元件被用于确定电容值。所述方法还包括将电容值中的每个分类为多个预定类别中的一个,并且使用经分类的电容值来识别沿着接触元件的若干预定配合状况。另外,呼吸治疗系统实施所述方法。

Description

用于检测对患者接口设备的配合的系统
相关申请的交叉引用
本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有于2013年8月12日递交的美国临时申请No.61/864878的优先权,这里通过引用将其内容并入本文。
技术领域
本发明涉及被构造为将呼吸气体流递送到患者的患者接口设备,并且具体涉及用于使用投射电容式技术(PCT)自动检测对患者接口设备的配合的各种方法和装置。
背景技术
存在将呼吸气体流无创地递送到患者的气道的需要或期望,即不对患者进行插管或不以手术方式将气管管道插入到患者的食管中。例如,已知使用被称为无创通气的技术为患者通气。还已知递送正气道压力(PAP)治疗以处置某些医学疾病,所述疾病中最显著的是阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)。已知的PAP治疗包括:连续正气道压力(CPAP),其中恒定正压力被提供到患者的气道,以便撑开患者的气道;以及可变气道压力,其中被提供到患者气道的压力随患者的呼吸循环和/或基于所监测的患者状况而变化。典型地在晚上当患者正在睡眠时将这样的治疗提供到患者。
如以上描述的无创通气和压力支持治疗涉及对患者接口设备的放置,所述患者接口设备包括具有在患者的脸上的软的、柔性的密封垫层的面罩部件。所述面罩部件可以是但不限于:覆盖患者的鼻子的鼻罩、覆盖患者的鼻子和嘴的鼻/口罩、被定位在患者的鼻子下并与患者的鼻子接合的鼻垫、或者覆盖患者的脸的全脸面罩。这样的患者接口设备也可以采用其他患者接触部件,例如前额支撑、面颊垫以及下巴垫。密封垫典型地具有被耦合到密封口盖(flap)部分的支撑部分,其可以被集成在一起作为单个部分,或者其可以是当在最终组装中被组合在一起时提供密封和支撑功能的分开的部件。患者接口设备被连接到气体递送管或导管,并且将通气机或压力支持设备与患者的气道连接,使得能够将呼吸气体流从压力/流发生设备递送到患者的气道。已知通过具有一个或多个带子的头戴件将这样的设备保持在佩戴者的脸上,所述带子适于配合在患者的头之上/周围。
无创通气和压力支持治疗中使用的这样的患者接口设备所必须的是,它们提供对用户的脸的有效密封以防止所供应的气体泄漏,同时还提供舒适的用户/密封接口。因为这样的患者接口设备典型地被长时间佩戴,所以该问题是重要的。例如,在如上所述的患者接口设备被用于提供压力支持治疗以处置医学疾病的情况下,在床上设备被佩戴数小时。这样的延长使用可能给用户创建若干不舒适的问题,例如在用户的脸上形成红色印记、皮肤刺激和/或热和湿的不舒适。由于患者可能希望避免佩戴不舒适的面罩,因此这些不舒适的问题可能导致患者的减小的治疗顺从性。
发明内容
在一个实施例中,提供了一种用于检测对患者接口设备的配合的方法。所述方法包括当由用户穿上所述患者接口设备时,确定多个电容值。所述患者接口设备具有接触元件,所述接触元件具有用户接触表面,其中,所述电容值中的每个与沿着所述接触表面的至少部分的多个位置中的一个相关联。所述位置中的每个具有与其相关联的若干电极元件,所述电极元件被用于确定所述电容值,将所述电容值中的每个分类为多个预定类别中的一个,并且使用经分类的电容值来识别沿着所述接触元件的若干预定配合状况。
在另一实施例中,提供了一种呼吸治疗系统,包括:患者接口设备,其具有接触元件,所述接触元件具有用户接触表面,其中,沿着所述接触表面的至少部分的多个位置中的每个具有与其相关联的若干电极元件;感测电路,其被耦合到所述电极元件;以及处理装置,其与所述感测电路通信,所述感测电路和所述处理装置被构造为:(i)当由用户穿上所述患者接口设备时,使用所述电极元件来确定多个电容值,其中,所述电容值中的每个与所述位置中的一个相关联,(ii)将所述电容值中的每个分类为多个预定类别中的一个,并且(iii)使用经分类的电容值来识别沿着所述接触元件的若干预定配合状况。
参考附图考虑说明书和权利要求书,本发明的这些和其他目的、特征和特性,以及操作的方法和相关结构元件的功能,以及部件的组合和生产经济性将变得更加显而易见,所有附图构成了本说明书的一部分,其中,类似的附图标记在各图中指代对应部分。然而,应当明确理解,附图仅出于说明和描述的目的,并非旨在界定本发明的限制。
附图说明
图1和图2分别是根据一个示范性实施例的、适于将呼吸治疗方案提供到患者的系统的示意性前视图和侧视图;
图3是根据一个具体非限制性示范性实施例的、形成图1和图2的系统的部分的压力发生设备的示意图;
图4是示出了根据一个具体非限制性示范性实施例的、形成图1和图2的系统的部分的面罩部件的两个备选实现方式的示意图;
图5是图示了根据一个具体非限制性示范性实施例的、检测在用户的脸与图1-图4的面罩部件的密封表面的各区域之间的接触程度的方法的流程图;
图6是示出了根据一个具体非限制性示范性实施例的、指示潜在泄漏、最优配合和过紧的区域的视觉图的示意图;
图7是示出了根据备选示范性实施例的、可以形成图1和图2的系统的部分的患者接口设备的备选实现方式的前向示意图;
图8是示出了根据另一具体非限制性示范性实施例的、指示潜在泄漏、最优配合和过紧的区域的视觉图的示意图;
图9和图10分别是根据备选示范性实施例的、适于将呼吸治疗的方案提供到患者的系统的示意性前视图和侧视图;
图11是根据一个具体非限制性示范性实施例的、形成图9和图10的系统的部分的压力发生设备的示意图;
图12是根据一个具体非限制性示范性实施例的、形成图9和图10的系统的患者接口设备的部分的局部电子设备的示意图;并且
图13是根据另一备选示范性实施例的、适于将呼吸治疗的方案提供到患者的系统的示意性前视图。
具体实施方式
如在本文中使用的,单数形式的“一”、“一个”和“所述”包括多个引用对象,除非上下文中明确做出其他说明。如在本文中使用的,两个或更多个部分或部件被“耦合”的陈述应该意指该部分直接或间接地(即通过一个或多个中间部分或部件)被结合或一起运行,只要发生链接。如在本文中使用的,“直接耦合”意指两个元件彼此直接接触。如在本文中使用的,“固定耦合”或“固定的”意指两个部件被耦合从而作为一体移动,同时保持相对于彼此的恒定取向。
如在本文中使用的,单词“单式”意指部件被作为单件或单元来创建。亦即,包括分别创建然后耦合到一起作为单元的件的部件不是“单式”部件或主体。如在本文中采用的,两个或更多个部分或部件相互“接合”的陈述应该意指该部分直接或通过一个或多个中间部分或部件互相施力。如在本文中采用的,术语“数量”应该意指一或大于一的整数(即多个)。
本文中所使用的单词“轮廓线”意指包围或指示对象或对象的部分的形状的线,例如但不限于,对象的表面。本文中使用的方向性短语,例如但不限于顶部、底部、左、右、上、下、前、后及其派生词,涉及在附图中示出的元件的取向,并且不对权利要求书构成限制,除非其中明确记载。
投射电容技术(PCT)最近已经在采用触摸屏接口的产品(例如许多不同的商用智能手机,例如)中变得被广泛使用。一般地,PCT落入两个实现方式类别中的一个中:(i)自电容技术,以及(ii)互电容技术。自电容技术和互电容技术都采用嵌入在介电材料(例如玻璃屏幕)下面的电极阵列。在自电容技术中,每个电极用作电容器的一半,并且当手指或其他导体进入与带电的电极相对极为贴近(典型地<20mm)时,电流经过手指(其有效地变成电容器中的另一“板”),并且与该电极相关联的电容改变(即如与基线值相比)。电子被用于测量每个电极上到地面的电流和/或与该电极相关联的电容的变化(ΔC)。
在互电容技术中,测量在若干相邻带电电极之间的电容(称为“互电容”)。当手指或其他导体进入与相邻带电电极极为贴近(典型地<2mm)时,相邻电极之间的互电容由于电场的扰动而改变(即如与基线值相比)。电子部件被用于测量与相邻电极相关联的互电容的变化(ΔMC)。在自电容技术和互电容技术两者中,测得的电容信息(ΔC和ΔMC)被用于跟踪手指或其他导体相对于电极阵列的位置和移动。
如本文中详细描述的,投射电容(例如自电容或互电容)的原理被用于检测在患者的脸与患者接口设备的接触元件(例如垫子构件)的密封表面之间的接触,以使得能够自动确定关于患者接口设备的预定配合状况,例如潜在泄漏位置、过紧区域和/或最优配合的区域。更具体地,并且结合本发明的各示范性实施例在本文中详细描述的,电极的阵列被提供在患者接口设备的部分(例如但不限于,患者接口设备的垫子构件的面罩支撑部分或密封口盖部分,或者患者接口设备的另一接触元件,例如前额垫或面颊垫)上或嵌入其内,并且(在由患者穿上患者接口设备之后)进行ΔC或ΔMC测量。
接着这样的测量结果的幅值被用于检测在脸与患者接口设备的密封表面的各区域之间的接触程度,以识别预定配合状况(例如潜在泄漏、过紧和/或最优配合)的位置。如在本文中其他地方描述的,在示范性实施例中,ΔC或ΔMC测量结果被用于创建数据图,所述数据图识别沿着患者接口设备的密封表面的轮廓线的这样的区域,所述数据图可以被用于生成用于使这些区域可视化的视觉图。本文中还描述了对数据图信息的其他潜在使用。
图1和图2分别是根据一个示范性实施例的、适于将呼吸治疗的方案提供到患者的系统2的示意性前视图和侧视图。为了图示目的,并且如本文详细描述的,在图1和图2的示范性实施例中,自电容技术被用于使得能够自动确定患者接口设备的潜在泄漏、过紧和/或最优配合区域。然而,应当理解,这意味着仅是示范性的,并且诸如互电容技术的其他PCT实现方式也可以被用于实施本发明的原理。
如在图1和图2中看出的,系统2包括压力发生设备4、递送导管6和患者接口设备8,所述患者接口设备8包括面罩部件10和弯管导管12。压力发生设备4被构造为生成呼吸气体流,并且可以包括但不限于通气机、恒压支持设备(例如连续正气道压力设备或CPAP设备)、可变压力设备(例如由宾夕法尼亚州Murrysville的Philips Respironics制造和分销的 或C-FlexTM设备)和自动滴定压力支持设备。递送导管6被构造为将呼吸气体流从压力发生设备4连通到与患者接口设备8。
在图示的实施例中,面罩部件10包括被构造为覆盖患者的鼻子的鼻面罩。然而,可以使用促进呼吸气体流到患者的气道的递送或呼气气体流从患者的气道的移除的其他类型的面罩部件,例如不限于,覆盖患者的鼻子和嘴的鼻/口面罩、被定位在患者的鼻子下面并接合患者的鼻子的鼻垫、或覆盖患者的脸的全脸面罩,同时保持在本发明的范围内。在图1和图2所示的实施例中,面罩部件10包括垫子器件14,其具有开口16,弯管导管12被耦合到所述开口16以允许呼吸气体流被从压力发生设备4连通到由垫子器件14限定的内部空间,并且接着连通到患者的气道。在备选实施例(未示出)中,垫子构件可以被耦合到由刚性或半刚性材料(例如但不限于注塑成型热塑性塑料或硅酮)制成的框架构件,以提供额外的结构支撑。如已知的,这样的框架构件可以包括用于将头戴件部件和/或前额、面颊和/或下巴支撑部件附接到面罩部件10作为患者接口设备8的部分的元件。
图3是根据一个具体的非限制性示范性实施例的压力发生设备4的示意图。参考图3,压力发生设备4包括气体流量发生器18,例如在常规CPAP或双水平压力支持设备中使用的鼓风机,所述气体流量发生器12从任何适合的源(例如,氧气或空气的加压罐、环境大气或其组合)接收一般由箭头A指示的呼吸气体。气体流量发生器18生成呼吸气体(例如空气、氧气或其混合物)流,用于以相对较高的压力和相对较低的压力(即大体等于或高于环境大气压力)递送到患者的气道。在示范性实施例中,气体流量发生器18能够提供从3至30cmH2O的压力范围中的呼吸气体流。如本文中描述的,经由递送管20通过递送导管6将一般由箭头B指示的呼吸气体的加压流从气体流量发生器18递送到患者接口设备8。
在图示的实施例中,压力发生设备4包括被提供在递送管20中的阀22的形式的压力控制器。阀22控制来自流量发生器18的被递送到患者的呼吸气体流的压力。为了该目的,流量发生器18和阀22被共同称为压力发生系统,这是因为它们一致行动来控制被递送到患者的气体的压力和/或流量。然而,应当意识到,本发明预期用于单独地或与压力控制阀组合地控制被递送到患者的气体的压力的其他技术(例如改变流量发生器18的鼓风机速度)。因此,取决于用于控制被递送到患者的呼吸气体流的压力的技术,阀22是任选的。如果消除阀22,则压力发生系统单独与流量发生器18相对应,并且例如通过控制流量发生器18的马达速度来控制患者回路中的气体的压力。
压力发生设备4还包括流量传感器24,所述流量传感器24测量在递送管20内的呼吸气体流。在图3所示的具体实施例中,流量传感器24被与递送管20一致地介入,最优选地在阀22的下游被介入。流量传感器24生成流量信号Q测得,所述流量信号Q测得被提供到处理装置26并被处理装置26用来确定在患者处的气体的流量(Q患者)。
用于基于Q测得来计算Q患者的技术是公知的,并且考虑患者回路的压降,来自系统的已知泄漏,即来自回路的气体的预期排气,以及来自系统的未知泄漏,例如在患者接口设备8处的泄漏。本发明预期使用任何已知或以后发展出的技术用于计算泄漏流量Q泄漏,并且在基于Q测得计算Q患者中使用该确定。由美国专利NO.5148802;No.5313937;No.5433193;No.5632269;No.5803065;No.6029664;No.6539940;No.6626175和No.7011091教导了这样的技术的范例,通过引用将其每个的内容并入本发明。
当然,本发明预期用于测量患者的呼吸流量的其他技术,例如但不限于,在患者处或在沿着递送管20的其他位置处直接测量流量;基于流量发生器18的操作来测量患者流量;以及使用在阀22上游的流量传感器来测量患者流量。
如本文更详细描述的,处理装置26包括:处理部分28,其可以是例如微处理器、微控制器或一些其他适合的处理设备;以及存储部分30,其可以在处理部分28的内部或被操作地耦合到处理部分28,并且其为能由处理部分28运行以控制压力发生设备4的操作的数据和软件提供存储介质。
如本文中其他地方描述的,输入装置32被提供用于设定由压力发生设备4使用的各个参数,并且显示器34被提供用于向用户(例如患者或临床医生或护理者)显示并输出信息和数据。
如在图3中看出的,压力发生设备4还包括电源34、感测电路36、以及被操作地耦合到感测电路36和处理部分28的模数转换器38。调制解调器36被构造并配置为使得压力支持系统4能够在适合的网络(例如因特网)上与中央计算机系统6通信。压力发生设备4还可以包括(有线的或无线的)调制解调器或类似设备(未示出),其被构造并配置为使得压力支持系统4能够在适合的网络(例如因特网)上与远程定位的计算机系统通信。本文在其他地方更详细地描述了元件中的每个的功能和目的。
如在图4中示意性示出的(其包括沿着图1的线A-A取得的横截面视图),在示范性实施例中,垫子器件14包括限定密封表面49的密封口盖部分48,以及被提供在密封口盖部分48下面的支撑部分50。而且在示范性实施例中,垫子构件14包括软的、柔性的、垫子似的弹性材料(例如但不限于,硅酮或适当的软热塑性弹性体,或这些材料的任意组合)的单体块。然而,应当理解,在本发明的范围内垫子构件14不需要是单体的。而是,垫子构件14及其部分可以由通过适合的器件被耦合到彼此的单独的部件(例如单独的密封口盖部分48和支撑部分50)制成。此外,如在图1中最佳看出的,示范性垫子构件14具有大体三角形的形状(即密封表面49的轮廓线的形状大体是三角形),包括底部区域40、与底部区域40相对定位的顶部区域42、第一侧部区域44和与第一侧部区域44相对定位的第二侧部区域46。
而且,在图1-图3所示的示范性实施例中,垫子构件14被提供有电极阵列52,所述电极阵列52包括沿着密封表面49的轮廓线而被提供并隔开并且与密封表面49的轮廓线对齐的多个电极元件54。具体而言,在当前图示的示范性实施例中,在沿着密封表面49的轮廓线的任何位置处,都存在直接与所述位置对齐的恰好一个电极元件54(如将认识到,沿着密封表面49的轮廓线的一些位置将没有直接与其对齐的电极元件54)。此外,如在图4中以备选形式示出的,每个电极元件54可以被提供在密封口盖部分48内或在支撑部分50内(在该方面,由于投射电容技术不要求每个电极元件54确实接触面部以进行测量,因此投射电容技术是有利的)。在另外的备选方案中,每个电极元件54可以被提供在垫子构件14中或上的其他位置处,例如但不限于,在密封口盖部分48的顶表面上或在支撑部分50的顶表面上。
每个电极元件54包括由适合的导电材料制成的导电构件,例如但不限于金属、导电聚合物、导电液体或导电硅酮(具有混合在其中的导电添加剂的硅酮材料)。此外,在图示的示范性实施例中(如本文中其他地方指出的,采用自电容技术),每个电极元件54通过提供在垫子构件14上或其内的各自的导线或多根导线56而被单独地电气耦合到压力发生设备4的电源39和感测电路36,所述导线56被耦合到沿着弯管导管12和递送导管6提供的有线连接58。可以使用适当铸造和/或喷射处理以该配置来形成垫子构件14。
该示范性实施例的感测电路36包括被配置为并适于测量每个电极元件54的当前电容值(以模拟的形式)的若干电子部件。接着模拟电容值信号可以通过A/D 38而被数字化,并且被提供到处理部分28。因此,在操作中,当由用户穿上患者接口设备8(例如在治疗中使用)时,能够针对每个电极元件54来计算所得到的ΔC(即与在患者接口设备8没有被佩戴时的一些基线值相比所得到的电容变化)。如本文中描述的,这样的ΔC测量结果的幅值可以被用于检测用户的脸与垫子构件14的密封表面49的各区域之间的接触程度,以识别潜在泄漏、过紧和/或最优配合的位置。
如在本文中其他地方指出的,在备选实施例中,也可能使用互电容技术来实施患者接口设备8。在这样的备选实施例中,每个电极元件52不需要被单独地电气耦合到电源39和感测电路36。而是,制造到电极元件54的适合的电气连接,使得感测电路36能够响应于由用户穿上患者接口设备8(以模拟形式)测量与若干相关联的相邻电极元件54中的每个相关联的互电容(ΔMC)的变化。如在本文中描述的,这样的ΔMC测量结果的幅值可以被用于检测用户的脸与垫子构件14的密封表面49的各区域之间的接触程度,以识别潜在泄漏、过紧和/或最优配合的位置。
图5是图示了(在如刚刚描述的自电容或互电容实现方式中)用于基于使用电极阵列52做出的测量结果来检测在用户的脸与垫子构件14的密封表面49的各区域之间的接触程度的方法的一个示范性实施例的流程图。将意识到,在示范性实施例中,将在由压力发生设备4的处理部分28运行的一个或多个软件例程中实施图5的方法的特定步骤。在示范性实施例中,图5的方法在步骤60中开始,其中,当患者接口设备8未被佩戴时针对患者接口设备8测量基线电容值。在自电容实现方式的情况下,如本文中描述的,基线电容值是电容(C),并且是由感测电路36针对每个电极元件54测得的,并且被提供到处理部分28。在互电容实现方式的情况下,如本文中描述的,基线电容值是互电容(MC),并且是由感测电路36针对相关联的电极元件54中的每组(例如两个相邻电极元件54)测得的,并且被提供到处理部分28。在备选实施例中,可以省略步骤60。具体而言,在这样的实施例中,电极元件54的电容属性能够被充分表征,使得不要求基线测量结果。
接下来,在步骤62中,用户穿上患者接口设备8并且对其进行认为适当的任何调节(例如头戴件带子可以被系紧,和/或可以进行其他配合调节)。接着,在步骤64中,针对患者接口设备8测量当前电容值(取决于实现方式,适当地是C或MC),并且处理部分28确定(在自电容实现方式的情况下)每个电极元件54的ΔC或(在互电容实现方式的情况下)相关联的电极元件54中的每组的ΔMC。在步骤66中,计算出的ΔC或ΔMC值被存储作为患者接口设备8的当前原始数据图。
如将意识到,在这样的原始数据图中,沿着密封表面49的轮廓线的每个位置将具有相关联的ΔC或ΔMC值。接下来,在本实施例中,在步骤68中,根据预定方法论将ΔC或ΔMC值中的每个分类为指示以下中的一个的类别:(i)潜在泄漏、(ii)最优配合、以及(iii)过紧,以便生成并存储经分类的数据图。如将意识到,在这样的经分类的数据图中,沿着密封表面49的轮廓线的每个位置将具有相关联的经分类/经分类别的数据项。下面描述了可以在步骤68中使用的若干不同的示范性预定分类方法论。接下来,在步骤70中,基于经分类的数据图来生成并显示视觉图。下面也描述了可以在步骤70中生成并显示的这样的视觉图的若干具体示范性实现方式。而且,作为对在步骤70中生成并显示视觉图的补充和替代,可以基于当前原始数据图和/或经分类的数据图采取若干其他动作。本文中其他地方描述了这样的其他动作的范例。
在图5的方法的备选实施例中,通过来自压力发生设备4的泄露警报来触发包括步骤64至70的测量序列。另外,来自压力发生设备4的(如本文中其他地方描述而计算出的)估计的泄露值能够被用于将每个电极元件54或相关联的电极元件54的组的ΔC或ΔMC值转换成实际泄露流率。
在一个具体示范性实施例中,如下地生成经分类的数据图和对应的视觉图。首先,将原始数据图中的每个值分类为:(i)ΔC或ΔMC≤低阈值,则分类为指示潜在泄漏(L);(ii)低阈值>ΔC或ΔMC<高阈值,则分类为指示最优配合(Op);以及(iii)ΔC或ΔMC≥高阈值,则分类为指示过紧(OT)。接着,生成如在图6中示意性示出的视觉图80。如在图6中看出的,视觉图80具有与垫子构件14的密封表面49的轮廓线相匹配的形状。视觉图80具有沿着密封表面49的轮廓线间隔的多个指示符82,其中,每个指示符82对应于并在视觉上指示与在轮廓线上的该位置相关联的原始数据(步骤66)和所得到的分类(步骤68)。因此,查看者(例如患者或护理人员)在查看例如在显示器34上显示的视觉图80(图3)时,能够容易地看到潜在泄漏、最优配合和/或过紧的区域,使得能够进行适当的调节。
若干备选具体示范性实施例采用在图7中示意性地示出的备选患者接口设备8′。患者接口设备8′类似于患者接口设备8,并且相同的部件被标注有相同的附图标记。然而,如在图7中看出的,备选垫子构件14′(类似于垫子构件14)具有备选电极阵列52′,在沿着密封表面49′的轮廓线的多个位置中的每个处,所述备选电极阵列52′具有与其相关联的两个或更多个电极元件54的组84。
在采用备选患者接口设备8′的一个实施例中,在图5的步骤64和66期间,针对组84中的每个电极元件54来确定的ΔC值。接着,在步骤68中,通过确定每个组84的分类(潜在泄漏、最优配合或过紧)来生成经分类的数据图,所述经分类的数据图将组84的个体ΔC值组合。在一个具体的非限制性实现方式中,通过首先对组84的ΔC值求平均并且接着使用如上所述的低阈值和高阈值将平均的ΔC值分类以创建经分类的数据图,确定每个组84的分类。接着,所述经分类的数据图可以被用于生成如图6所示的视觉图80。
在采用备选患者接口设备8′的另一备选实施例中,在图5的步骤64和66期间,使用组84中的电极元件54来针对每个组84确定ΔMC值(即对于互电容,每个组84中的电极元件54彼此相关联)。接着,在步骤68中,通过基于如上所述的组84的ΔMC值以及低阈值和高阈值确定每个组84的分类(潜在泄漏、最优配合和过紧),生成经分类的数据图。接着,所述经分类的数据图可以被用于生成如图5所示的视觉图80。
在采用备选患者接口设备8′的又一备选实施例中,生成如图8所示的视觉图86。在该实施例中,垫子构件14′,并且具体是密封表面49′,被划分成若干不同区域。在图8的非限制性图示示范性实施例中,提供八个这样的区域(被标注为“区域1”到“区域8”),并且包括:左尖端(区域1)、右尖端(区域2)、左上侧(区域3)、右上侧(区域4)、左下侧(区域5)、右下侧(区域6)、左底部(区域7)和右底部(区域8)。针对每个区域来确定的状况(潜在泄漏、最优配合、过紧),并且如图8所示地显示所述状况。更具体地,在图5的步骤64和66期间,针对电极阵列52′中的每个电极元件54(自电容)或相关联的电极元件54的组(互电容)来确定并存储(取决于具体实现方式的)ΔC或ΔMC值。
接着,在步骤68中,通过首先针对电极元件54中的每个确定其是否具有等于或大于接触阈值(选择的指示接触/触摸的特定程度的水平)的ΔC或ΔMC,来生成经分类的数据图。接下来,针对每个区域(在图示的实施例中的1到8),确定其中具有等于或大于接触阈值的ΔC或ΔMC的电极元件54的数量(n接触)。接着,基于针对所述区域确定的n接触值,将每个区域(在图示的实施例中的1到8)进行如下分类:(i)n接触≤低接触数量,则分类为指示潜在泄漏(L);(ii)低接触数量>n接触<高接触数量,则分类为指示最优配合(Op);以及(iii)n接触≥高接触数量,则分类为指示过紧(OT)。接着,所述经分类的数据图可以被用于生成如图8所示的、具有针对每个区域的指示符88的视觉图86。
图9和图10分别是根据另外的备选示范性实施例的、适于将呼吸治疗的方案提供到患者的系统90的示意性前视图和侧视图。如本文中其他地方描述的,可以采用系统90来实现图5的方法的各实施例,以创建原始数据图、经分类的数据图和/或视觉图。出于图示目的,并且如本文中详细描述的,在图9和图10的示范性实施例中,采用自电容技术来实现对患者接口设备的潜在泄漏、过紧和/或最优配合的区域的自动确定。然而,将理解,这仅意味着是示范性的,并且其他PCT实现方式(例如互电容技术)也可以被用于实现本发明的原理。
如在图9和图10中看出的,系统90包括压力发生设备92、递送导管94以及患者接口设备96,所述患者接口设备96包括面罩部件98和弯管导管100。在图11中示出了压力发生设备92,并且其类似于图3中示出的压力发生设备4(相同的部件被标注有相同的附图标记)。然而,压力发生设备98不包括感测电路36和A/D 38,并且作为替代,包括无线接收器102,在本文中其他地方描述了所述无线接收器102的功能。
在图示的实施例中,面罩部件98包括鼻面罩,其被构造为覆盖患者的鼻子。然而,可以使用其他类型的面罩部件,例如但不限于,覆盖患者的鼻子和嘴的鼻/口罩、被定位在患者的鼻子下面并且接合患者的鼻子的鼻垫、或覆盖患者的脸的全脸面罩,所述其他类型的面罩部件促进呼吸气体流到患者的气道的递送以及从患者的气道移除呼出气体流,同时仍然在本发明的范围内。在图9和图10所示的实施例中,面罩部件98包括具有开口106的垫子构件104,弯管导管100被耦合到所述开口106以允许来自压力发生设备92的呼吸气体流被连通到由垫子构件104限定的内部空间,并且接着被连通到患者的气道。
另外,在图9-图10中示出的示范性实施例中,如本文中其他地方、在包括沿着垫子构件104的密封表面105的轮廓线提供并间隔、并且与垫子构件104的密封表面105的轮廓线对齐的多个电极元件54(如本文中其他地方描述的)的各实施例中描述的,垫子构件104被提供有电极阵列52(或52′)。在图9和图10的范例性实施例中,通过在垫子构件104中提供的各自的导线或多根导线56,每个电极元件54被电气耦合到本地电子设备108。
图12是根据示范性实施例的本地电子设备108的示意图。在示范性实施例中,本地电子设备108被构造为测量电容值并通过无线接收器102将电容值无线传输到压力发生设备92。
如在图12中看出的,本地电子设备108包括感测电路110、模数转换器112、电源114和无线送射器116。该示范性实施例的感测电路110包括被配置为并适于测量每个电极元件54的当前电容值(以模拟的形式)的若干电子部件。接着模拟电容值信号可以由A/D 112数字化,并且被提供到无线发射器116。无线发射器116被构造为使用任何适合的无线通信协议(例如但不限于协议)将这些值传输到无线接收器102(图11)。因此,在操作中,当由用户穿上患者接口设备96(例如在治疗中使用)时,能够基于由压力发生设备92从本地电子设备108无线接收的电容信息,由处理部分28针对每个电极元件54计算所得到的ΔC(即与患者接口设备8未被佩戴时的一些基线值相比所得到的电容变化)。如本文中描述的,这样的ΔC测量结果的幅值可以被用于检测用户的脸与垫子构件104的密封表面105的各区域之间的接触程度,以识别潜在泄漏、过紧和/或最优配合的位置。
在备选实施例中,本地电子设备8还能够与计算设备而不是压力发生设备92(例如但不限于单独的监视器、个人计算机、平板PC等)通信,其中,这样的其他计算设备被配置为并适于以本文中描述的方式处理电容值。在又一实施例中,所有电子设备(包括用于以本文中描述的方式处理电容值的处理器件)能够被定位在本地电子设备108中。
如本文中其他地方指出的,在备选实施例中,也可能使用互电容技术来实施患者接口设备96。在这样的备选实施例中,每个电极元件52不需要被单独地电气耦合到本地电子设备108。而是,做出到电极元件54的适合的电气连接,使得感测电路110能够响应于由用户穿上患者接口设备8(以模拟形式)测量与若干相关联的相邻电极元件54中的每个相关联的互电容。如本文中描述的,这些测量结果的幅值可以被用于检测用户的脸与垫子构件104的密封表面105的各区域之间的接触程度,以识别潜在泄漏、过紧和/或最优配合的位置。
如本文中其他地方陈述的,作为对在图5的步骤70中生成并显示视觉图的补充或替代,基于当前原始数据图和/或经分类的数据图可以采取若干其他动作。例如,压力发生设备4或压力发生设备92可以适于并被编程为生成智能警报,所述智能警报基于当前原始数据图和/或经分类的数据图建议用户特定的校正动作。这样的警报可以是指导用户采取诸如“拉紧顶部带子”或“放松低部带子”的动作以校正检测到的状况(例如泄漏或过紧状况)的音频信号和/或视觉显示。
作为另一范例,可以基于当前原始数据图和/或经分类的数据图对面罩部件进行自动调节。例如,图13示出了类似于本文中描述的系统2的备选系统120(相同的部件被标注有相同的附图标记),除了所述备选系统120还包括用于响应于所生成的原始数据图和/或经分类的数据图来进行自动调节的若干部件。具体而言,如在本文的该实施例中描述的包括电极阵列的患者接口设备8包括以下额外特征中的一个或两个:(i)具有若干可充气区域122的面罩部件被流体耦合到歧管124和压力发生设备4,使得能够基于所生成的原始数据图和/或经分类的数据图通过线126对单个区域122进行选择性的和单独的自动充气,以便自动解决并纠正所关心的状况,例如识别出的泄露和/或过紧区域,以及(ii)可自动调节的头戴件部件128,其具有通过线132电气耦合到压力发生设备4的头戴件致动单元130,使得能够基于所生成的原始数据图和/或经分类的数据图自动调节头戴件部件128的大小,以便自动解决并纠正所关心的状况,例如识别出的泄露和/或过紧区域。
作为又一范例,(使用本文中其他地方描述的到类似设备的调制解调器)可以将原始数据图和/或经分类的数据图信息从压力发生设备4传输到护理者或技师的远程计算机系统,以允许护理者或技师远程查看面罩/脸接触型线并排除故障,而不要求到患者家的行程。也可以将原始数据图和/或经分类的数据图信息从压力发生设备4传输到产品设计团队的远程计算机系统,以允许对实际使用的评估和对未来设计的改进。
在权利要求中,位于括号中的任何附图标记都不得被解释为对权利要求的限制。词语“包括”或“包含”不排除在权利要求中列出那些之外的元件或步骤的存在。在任何列举了若干器件的装置型权利要求中,这些器件中的若干可以由同一件硬件来体现。元件前的词语“一”或“一个”不排除多个这样的元件的存在。在任何列举了若干器件的装置型权利要求中,这些器件中的若干可以由同一件硬件来体现。在互相不同的从属权利要求中记载特定元件并不指示这些元件不能被组合使用。
虽然基于目前认为是最实际并且最优选的实施例出于说明的目的已经详细描述了本发明,但是应当理解这样的细节只是出于该目的,并且本发明不限于公开的实施例,而是相反,本发明旨在覆盖权利要求的精神和范围内的修改和等价布置。例如,应当理解,本发明预期可以将任何实施例的一个或多个特征在可能的范围内与任何其他实施例的一个或多个特征组合。

Claims (12)

1.一种呼吸治疗系统,包括:
患者接口设备(8、8′、96),其具有接触元件(14、14′、104),所述接触元件具有用户接触表面(49、49′、105),其中,沿着所述接触表面的至少部分的多个位置中的每个具有与其相关联的若干电极元件(54);
感测电路(36、110),其被耦合到所述电极元件(54);以及
处理装置(26),其与所述感测电路通信,所述感测电路和所述处理装置被构造为:(i)当由用户穿上所述患者接口设备时,使用所述电极元件(54)来确定多个电容值,其中,所述电容值中的每个与所述位置中的一个相关联,(ii)将所述电容值中的每个分类为多个预定类别中的一个,并且(iii)使用经分类的电容值来识别沿着所述接触元件的若干预定配合状况,其中,所述若干预定配合状况包括潜在泄漏状况、最优配合状况和过紧状况,其中,所述多个预定类别包括潜在泄漏类别、最优配合类别和过紧类别。
2.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,其中,所述感测电路和所述处理装置是压力发生设备(4)的部分,所述压力发生设备被构造为将呼吸气体流提供到所述患者接口设备。
3.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,其中,所述处理装置是压力发生设备(4)的部分,所述压力发生设备被构造为将呼吸气体流提供到所述患者接口设备,并且其中,所述感测电路被提供为局部电子设备(108)的被耦合到所述接触元件的部分,所述局部电子设备与所述压力发生设备无线通信。
4.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,其中,所述接触元件是垫子构件,所述垫子构件形成所述患者接口设备的面罩部件的部分。
5.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,所述处理装置被构造为基于经分类的电容值来创建并在显示设备上显示所述患者接口设备的视觉图(80、86),所述视觉图包括多个指示符(82、88),所述指示符中的每个与所述位置中的一个相关联并且指示所述预定配合状况中的一个。
6.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,所述处理装置被构造为基于沿着所述接触元件的所识别数量的预定配合状况中的至少一个预定配合状况令所述患者接口设备的部件被自动调节。
7.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,其中,所述位置中的每个具有所述电极元件中与其相关联的单个电极元件,其中,所述电容值中的每个与所述电极元件中的相应一个相关联,并且其中,对于每个电容值,所述分类包括(i)如果所述电容值小于或等于低阈值,则将所述电容值分类在所述潜在泄漏类别中,(ii)如果所述电容值大于所述低阈值且小于高阈值,则将所述电容值分类在所述最优配合类别中,以及(iii)如果所述电容值大于或等于所述高阈值,则将所述电容值分类在所述过紧类别中。
8.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,其中,所述位置中的每个具有与其相关联的电极元件的组,其中,对于每个位置,使用与所述位置相关联的所述电极元件的所述组来确定所述电容值,并且其中,对于每个电容值,所述分类包括(i)如果所述电容值小于或等于低阈值,则将所述电容值分类在所述潜在泄漏类别中,(ii)如果所述电容值大于所述低阈值且小于高阈值,则将所述电容值分类在所述最优配合类别中,以及(iii)如果所述电容值大于或等于所述高阈值,则将所述电容值分类在所述过紧类别中。
9.根据权利要求8所述的呼吸治疗系统,其中,对于每个位置,所述电容值是使用与所述位置相关联的所述电极元件的所述组而确定的互电容的变化ΔMC。
10.根据权利要求8所述的呼吸治疗系统,其中,对于每个位置,所述电容值是使用与所述位置相关联的所述电极元件的所述组而确定的电容的变化ΔC。
11.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,其中,所述接触元件具有多个区域,其中,对于每个电容值,所述分类包括确定所述电容值是否大于或等于阈值,并且其中,所述处理装置被构造为对于每个区域(i)确定与该区域相关联的、大于或等于所述阈值的所述电容值的数量,以及(ii)基于所确定的数量来指定所述预定配合状况中的一个。
12.根据权利要求1所述的呼吸治疗系统,其中,所述电极元件中的每个是由导电硅树脂制成的。
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