Система и способ регулирования дыхательного объема самовентилирующегося субъекта

Группа изобретений относится к медицине. Система содержит дыхательное устройство, выполненное с возможностью предоставлять поток под давлением вдыхаемого газа в дыхательные пути и дыхательные индикаторы, которые побуждают субъекта дышать так, чтобы дыхательный объем при дыхании превышал или был равен целевому дыхательному объему. Дыхательные индикаторы содержат изменения в давлении потока под давлением вдыхаемого газа. Датчики формируют один или более выходных сигналов, передающих информацию, связанную с параметрами вдыхаемого газа, которые связаны с дыхательным объемом при дыхании. Процессор выполнен с возможностью выполнять модули. Модуль определения параметров выполнен с возможностью определять параметр дыхания из одного или более выходных сигналов, сформированных посредством одного или более датчиков. Параметром дыхания является либо дыхательный объем, либо параметр вдыхаемого газа, который связан с дыхательным объемом. Модуль сравнения выполнен с возможностью сравнивать параметр дыхания с пороговым значением, которое соответствует целевому дыхательному объему. Модуль управления выполнен с возможностью управлять дыхательным устройством, чтобы регулировать дыхательные индикаторы, предоставленные для субъекта, на основе сравнения между параметром дыхания и пороговым значением посредством модуля сравнения. Раскрыт способ регулирования дыхательного объема. Технический результат состоит в обеспечении соответствия реального дыхательного объема целевому. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

По настоящей заявке на патент испрашивается приоритет согласно 35 U.S.C. §119(e) по предварительной заявке на патент США № 61/161881, поданной 20 марта 2009 года, содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.

Изобретение относится к предоставлению дыхательных индикаторов для самовентилирующегося субъекта, чтобы побуждать самовентилирующегося субъекта дышать в силу своих физических возможностей с увеличенным дыхательным объемом.

Артериальная гипертензия является существенной проблемой практически во всех западных культурах и является первопричиной инсульта и сердечного приступа. Известная как "тихий убийца" артериальная гипертензия затрагивает приблизительно каждого четвертого американца и еще более распространена в некоторых странах Европейского сообщества. Артериальная гипертензия также признана в качестве сопутствующего фактора в группах пациентов с подверженностью внезапной остановке дыхания во сне при нарушении проходимости дыхательных путей (OSA), причем последние исследования указывают на то, что до 80% пациентов, лечащихся от OSA, могут неосознанно страдать от этого заболевания.

Предусмотрено несколько традиционных систем и способов для побуждения субъекта изменять дыхание таким образом, который позволяет обеспечивать физиологические преимущества, к примеру, понижать артериальное давление. Тем не менее, эти системы и способы, в общем, ориентированы на регулирование времени и/или длительности вдоха и/или выдоха субъектов, а не на газовые параметры газа, вдыхаемого и/или выдыхаемого субъектами.

Например, заявка на патент США 11/836292 авторов Kirby и др. ("Kirby"), которая полностью включена в данное описание, раскрывает систему для модификации времени и/или длительности вдоха и выдоха субъекта через дыхательные индикаторы. Дыхательные индикаторы в Kirby предоставляются для субъекта в форме потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта. Патент США 5800337 автора Gavish ("Gavish"), который полностью включен в это описание, раскрывает другую интересующую систему.

Один аспект изобретения относится к системе, выполненной с возможностью регулировать дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта. В одном варианте осуществления система содержит устройство, выполненное с возможностью предоставлять дыхательные индикаторы для самовентилирующегося субъекта, которые побуждают самовентилирующегося субъекта дышать так, чтобы дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта превышал или был равен целевому дыхательному объему.

Другой аспект изобретения относится к способу регулирования дыхательного объема дыхания самовентилирующегося субъекта. В одном варианте осуществления способ содержит предоставление дыхательных индикаторов для самовентилирующегося субъекта, которые побуждают самовентилирующегося субъекта дышать так, чтобы дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта превышал или был равен целевому дыхательному объему.

Другой аспект изобретения относится к системе, выполненной с возможностью регулировать дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта. В одном варианте осуществления система содержит средство предоставления дыхательных индикаторов для самовентилирующегося субъекта, которые побуждают самовентилирующегося субъекта дышать так, чтобы дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта превышал или был равен целевому дыхательному объему.

Эти и другие цели, признаки и характеристики настоящего изобретения, а также способы работы и функции связанных элементов структуры и комбинации частей и изделий должны становиться более очевидными при рассмотрении последующего описания и прилагаемой формулы изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, все из которых являются частью этого подробного описания, при этом аналогичные ссылки с номерами обозначают соответствующие части на различных чертежах. В одном варианте осуществления изобретения структурные компоненты, проиллюстрированные в данном документе, нарисованы в масштабе. Тем не менее, следует точно понимать, что чертежи служат только для целей иллюстрации и описания и не являются ограничением изобретения. Помимо этого, следует принимать во внимание, что структурные признаки, показанные или описанные в любом варианте осуществления в данном документе, также могут использоваться в других вариантах осуществления. Тем не менее, следует точно понимать, что чертежи служат только для целей иллюстрации и описания и не предназначены в качестве ограничения изобретения. При использовании в подробном описании и в формуле изобретения форма единственного числа включает в себя несколько объектов ссылки, если контекст явно не предписывает иное.

Фиг.1 иллюстрирует систему, выполненную с возможностью регулировать дыхательный объем при дыхании субъекта, в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения.

Фиг.2 иллюстрирует график давления потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта, и график дыхательного объема при дыхании субъекта, принимающего поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, согласно одному или более вариантам осуществления изобретения.

Фиг.3 иллюстрирует график давления потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта, и график дыхательного объема при дыхании субъекта, принимающего поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, согласно одному или более вариантам осуществления изобретения.

Фиг.4 иллюстрирует способ терапевтического управления дыхательным объемом дыхания субъекта, в соответствии с одним или более вариантами осуществления изобретения.

Фиг.1 иллюстрирует систему 10, выполненную с возможностью регулировать дыхательный объем при дыхании субъекта 12. Субъект 12 является самовентилирующимся (дышит в силу своих физических возможностей). Регулирование дыхательного объема, выполняемое посредством использования системы 10, может уменьшать артериальную гипертензию (например, понижать артериальное давление), уменьшать стресс и/или тревогу (и связанные заболевания), улучшать релаксацию, уменьшать латентный период сна, улучшать качество сна, разрешать другие нарушения сна и/или предоставлять другую пользу для здоровья. Система 10 является эффективной в регулировании дыхательного объема, когда субъект 12 бодрствует и/или спит. Чтобы регулировать дыхательный объем при дыхании субъекта 12, система 10 может предоставлять дыхательные индикаторы для субъекта 12, которые стимулируют субъекта 12 поддерживать дыхательный объем, который равен или выше целевого дыхательного объема. В одном варианте осуществления система 10 может включать в себя устройство 14, электронное устройство 16 хранения данных, пользовательский интерфейс 18, один или более датчиков 20, процессор 22 и/или другие компоненты.

В одном варианте осуществления устройство 14 включает в себя устройство поддержки положительного давления. Устройство поддержки положительного давления известно и раскрыто, например, в патенте США № 6105575, полностью включенном в настоящее описание посредством ссылки. В этом варианте осуществления устройство 14 выполнено с возможностью доставлять поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа в дыхательные пути субъекта 12.

Устройство 14 может быть выполнено с возможностью формировать поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа согласно одному или более режимам. Неограничивающим примером одного такого режима является непрерывное положительное давление в дыхательных путях (CPAP). CPAP используется в течение многих лет и доказало свою полезность в помощи регулярному дыханию. Другим режимом для формирования потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа является инспираторное положительное давление в дыхательных путях (IPAP). Одним примером IPAP-режима является двухуровневое положительное давление в дыхательных путях (BiPAP). В BiPAP два уровня (высокий и низкий) положительного давления в дыхательных путях предоставляются пациенту. Предполагаются и другие режимы формирования потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа.

В общем, время высокого и низкого уровней давления управляется так, чтобы высокий уровень положительного давления в дыхательных путях доставлялся для субъекта 12 во время вдоха, а низкий уровень давления доставлялся для субъекта 12 во время выдоха. В традиционных устройствах поддержки положительного давления время высокого и низкого уровней давления координируется так, чтобы оно совпадало с дыханием субъекта 12 на основе определения газовых параметров, которые указывают, вдыхает или выдыхает пользователь в настоящее время.

Как упомянуто выше, устройство 14 может быть выполнено с возможностью доставлять дыхательные индикаторы для субъекта 12, чтобы влиять на дыхание субъекта 12, чтобы достигать целевого дыхательного объема во время дыхания. В одном варианте осуществления дыхательные индикаторы включают в себя изменения одного или более параметров потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа. Это не имеет намерения быть ограничивающим, поскольку в некоторых вариантах осуществления дыхательные индикаторы могут включать в себя один или более из звуковых индикаторов, визуальных индикаторов, тактильных индикаторов и/или сенсорных индикаторов, которые предоставляют регулирование дыхания для субъекта 12. В вариантах осуществления, включающих в себя звуковые индикаторы, визуальные индикаторы и/или тактильные индикаторы, устройство 14 может не включать в себя устройство поддержки положительного давления, которое доставляет поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа.

Поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа доставляется в дыхательные пути субъекта 12 через интерфейс 24 субъекта. Интерфейс 24 субъекта выполнен с возможностью передавать поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, сформированного посредством устройства 14, в дыхательные пути субъекта 12. Также, интерфейс 24 субъекта включает в себя трубку 26 и интерфейсное устройство 28. Трубка передает поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа в интерфейсное устройство 28, и интерфейсное устройство 28 доставляет поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа в дыхательные пути субъекта 12. Некоторые примеры интерфейсного устройства 28 могут включать в себя, например, эндотрахеальную трубку, назальную канюлю, трахеотомическую трубку, назальную маску, назальную/пероральную маску, полнолицевую маску, маску на все лицо или другие интерфейсные устройства, которые связывают поток газа с дыхательными путями субъекта. Настоящее изобретение не ограничено этими примерами и предполагает доставку потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа для субъекта 12 с использованием любого интерфейса субъекта.

В одном варианте осуществления электронное устройство 16 хранения данных содержит электронные носители хранения данных, которые электронным образом сохраняют информацию. Электронные носители хранения данных электронного устройства 16 хранения данных могут включать в себя одно или оба из системных устройств хранения данных, которые предоставляются интегрально (т.е. практически стационарно) для системы 10, и/или съемных устройств хранения данных, которые съемно подключаются к системе 10 через, например, порт (например, USB-порт, Firewire-порт и т.д.), или накопитель (например, накопитель на дисках и т.д.). Электронное устройство 16 хранения данных может включать в себя один или более из оптически считываемых носителей данных (например, оптических дисков и т.д.), магнитно-считываемых носителей данных (например, магнитной ленты, магнитного жесткого диска, накопителя на гибких дисках и т.д.), носителей данных на основе электрического заряда (например, EEPROM, RAM и т.д.), полупроводниковых носителей данных (например, флэш-память и т.д.) и/или других электронно-считываемых носителей данных. Электронное устройство 16 хранения данных может сохранять программные алгоритмы, информацию, определенную посредством процессора 22, информацию, принятую через пользовательский интерфейс 18, и/или другую информацию, которая дает возможность системе 10 функционировать надлежащим образом. Электронное устройство 16 хранения данных может быть (полностью или частично) отдельным компонентом в системе 10, или электронное устройство 16 хранения данных может предоставляться (полностью или частично) неразъемно с одним или более других компонентов системы 10 (например, устройством 14, пользовательским интерфейсом 18, процессором 22 и т.д.).

Пользовательский интерфейс 18 выполнен с возможностью предоставлять интерфейс между системой 10 и субъектом 12, через который субъект 12 может предоставлять информацию и принимать информацию из системы 10. Это дает возможность обмена данными, результатами и/или инструкциями и любыми другими поддерживающими передачу элементами, совместно называемыми "информацией", между субъектом 12 и одним или более из устройства 14, электронного устройства 16 хранения данных и/или процессора 22. Примеры интерфейсных устройств, подходящих для включения в пользовательский интерфейс 18, включают в себя клавишную панель, кнопки, переключатели, клавиатуру, рукоятки, рычаги, экран дисплея, сенсорный экран, динамики, микрофон, индикаторную лампу, устройство звуковой аварийной сигнализации, принтер и/или другие интерфейсные устройства. В одном варианте осуществления пользовательский интерфейс 18 включает в себя множество отдельных интерфейсов. В одном варианте осуществления пользовательский интерфейс 18 включает в себя, по меньшей мере, один интерфейс, который предоставляется неразъемно с устройством 14.

Следует понимать, что другие технологии связи, проводные или беспроводные, также предполагаются посредством настоящего изобретения в качестве пользовательского интерфейса 18. Например, настоящее изобретение предполагает, что пользовательский интерфейс 2180 может интегрироваться с интерфейсом съемного устройства хранения данных, предоставленным посредством электронного устройства 16 хранения данных. В этом примере информация может быть загружена в систему 10 из съемного устройства хранения данных (например, смарт-карты, флэш-памяти, съемного диска и т.д.), что предоставляет возможность пользователю(ям) настраивать реализацию системы 10. Другие примерные устройства ввода и технологии, выполненные с возможностью использования в системе 10 в качестве пользовательского интерфейса 18, включают в себя, но не только, RS-232-порт, линию RF-связи, линию IR-связи, модем (телефонный, кабельный и т.п.). Вкратце, любая технология обмена информацией с системой 10 предполагается в настоящем изобретении в качестве пользовательского интерфейса 18.

Один или более датчиков 20 выполнены с возможностью формировать один или более выходных сигналов, передающих информацию, связанную с одним или более газовых параметров для газа, вдыхаемого субъектом 12. Один или более параметров могут включать в себя, например, одно или более из расхода, объема, давления, состава (например, концентрации(й) одной или более составляющих), влажности, температуры, ускорения, скорости, акустики, изменений в параметре, указывающем дыхание и/или в других газовых параметрах. В варианте осуществления, в котором поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа доставляется для субъекта 12 из устройства 14, датчики 20 включают в себя датчики, поддерживающие связь с газом в интерфейсе 24 субъекта.

Процессор 22 выполнен с возможностью предоставлять возможности обработки информации в системе 10. Также, процессор 22 может включать в себя одно или более из цифрового процессора, аналогового процессора, цифровой схемы, выполненной с возможностью обрабатывать информацию, аналоговой схемы, выполненной с возможностью обрабатывать информацию, конечного автомата и/или других механизмов электронной обработки информации. Хотя процессор 22 показан на Фиг.1 в качестве одного объекта, это служит только в качестве иллюстрации. В некоторых реализациях процессор 22 может включать в себя множество модулей обработки. Эти модули обработки могут физически находиться в одном и том же устройстве, или процессор 22 может представлять функциональность обработки множества устройств, работающих совместно. В одном варианте осуществления функциональность, приписываемая ниже процессору 22, предоставляется, по меньшей мере, частично посредством компонентов обработки, расположенных в устройстве 14.

Как показано на Фиг.1, в одном варианте осуществления процессор 22 включает в себя модуль 30 определения параметров, модуль 32 сравнения, модуль 34 управления, целевой модуль 36, модуль 38 синхронизации, модуль 40 альтернативных режимов и/или другие модули. Модули 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 могут быть реализованы в программном обеспечении; аппаратных средствах; микропрограммном обеспечении; некоторой комбинации программного обеспечения, аппаратных средств и/или микропрограммного обеспечения; и/или реализованы иным образом. Следует принимать во внимание, что хотя модули 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 проиллюстрированы на Фиг.1 как совместно размещаемые в одном модуле обработки, в реализациях, в которых процессор 22 включает в себя несколько модулей обработки, модули 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 могут находиться удаленно от других модулей. Дополнительно, описание функциональности, предоставленной посредством различных модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40, описанных ниже, служит в качестве иллюстрации и не имеет намерения быть ограничивающим, поскольку любой из модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 может предоставлять большую или меньшую функциональность, чем описано. Например, один или более модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 может исключаться, и часть или вся его функциональность может предоставляться посредством других модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40. В качестве другого примера процессор 22 может включать в себя один или более дополнительных модулей, которые могут выполнять часть или всю функциональность, приписываемую ниже одному из модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40.

Модуль 30 определения параметров выполнен с возможностью определять параметр дыхания из одного или более выходных сигналов, сформированных посредством датчиков 20. Параметром дыхания является либо дыхательный объем при дыхании субъекта 12, либо газовый параметр газа, вдыхаемого субъектом 12, который связан с дыхательным объемом. Также, параметр дыхания описывает параметр газа, который вдыхается субъектом 12, а не просто любой параметр дыхания, в целом. Например, временные параметры вдоха и/или выдоха (например, длительность, частота, относительная длительность и т.д.), в целом, могут считаться параметрами дыхания, но не должны составлять параметры дыхания, определенные посредством модуля 30 определения параметров. Вместо этого параметр дыхания, определенный посредством модуля 30 определения параметров, ограничивается параметрами фактического газа 12, вдыхаемого субъектом (например, расход, пиковый поток, дыхательный объем, давление, состав, влажность, температура, ускорение, скорость, акустика, рассеянная тепловая энергия (например, массовый расходомер), изменения в параметре, указывающем дыхание, и/или в других параметрах, связанных с фактическим газом 12, вдыхаемым субъектом). Если параметром дыхания является параметр отдельных вдохов и выдохов (например, дыхательный объем, пиковый поток и т.д.), определение параметра дыхания может включать в себя агрегирование значения параметра дыхания за несколько вдохов и выдохов. Например, определенные значения параметра дыхания за несколько вдохов и выдохов могут усредняться.

Модуль 32 сравнения выполнен с возможностью сравнивать параметр дыхания, определенный посредством модуля 30 определения параметров, с целевым пороговым значением. Если параметром дыхания является дыхательный объем, целевым пороговым значением является целевой дыхательный объем. Если параметром дыхания является газовый параметр, связанный с дыхательным объемом, целевое пороговое значение является пороговым значением, которое соответствует целевому дыхательному объему. Целевой дыхательный объем является дыхательным объемом, при котором система 10 пытается заставлять субъекта 12 дышать.

Модуль 34 управления выполнен с возможностью управлять устройством 14. Управление устройством 14 включает в себя регулирование дыхательных индикаторов, предоставленных для субъекта 12 посредством устройства 14. Как упомянуто выше, в одном варианте осуществления дыхательные индикаторы, введенные для субъекта 12 посредством устройства 14, включают в себя изменения одного или более параметров потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, доставленного из устройства 14 для субъекта 12. Например, один или более параметров могут включать в себя давление, расход и/или объем потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа. Модуль 34 управления регулирует дыхательные индикаторы, предоставленные для субъекта 12 посредством устройства 14, чтобы побуждать субъекта 12 дышать с дыхательным объемом, который равен или выше целевого дыхательного объема.

Например, в варианте осуществления, в котором устройство 14 формирует поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа согласно BiPAP-режиму, модуль 34 управления может управлять устройством 14, чтобы регулировать давление, расход и/или объем газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта 12, в то время как поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа формируется при высоком давлении (например, во время вдоха). Увеличение давления, расхода и/или объема газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта 12, в то время как поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа формируется при высоком давлении, увеличивает объем газа, вдыхаемого субъектом 12, тем самым увеличивая дыхательный объем при дыхании субъекта 12. Аналогично, уменьшение давления, расхода и/или объема газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта 12, в то время как поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа формируется при высоком давлении, должно побуждать субъекта 12 уменьшать дыхательный объем при дыхании.

В качестве другого примера, в варианте осуществления, в котором устройство 14 формирует поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа согласно BiPAP-режиму, модуль 34 управления может управлять устройством так, чтобы регулировать расход при противопотоке и/или объем газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта 12, в то время как поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа формируется при низком давлении (например, во время выдоха). Уменьшение давления, расхода и/или объема газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта 12, в то время как поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа формируется при низком давлении, может увеличивать объем газа, который выдыхается субъектом 12, тем самым увеличивая дыхательный объем при дыхании субъекта 12. Увеличение давления, расхода и/или объема газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта 12, в то время как поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа формируется при низком давлении, должно побуждать субъекта 12 уменьшать дыхательный объем при дыхании.

В качестве иллюстрации Фиг.2 иллюстрирует график давления 41 потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа и графика дыхательного объема 42 субъекта, принимающего поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа (например, субъекта 12, проиллюстрированного на Фиг.1) на идентичной временной оси. Как можно видеть на Фиг.2, по мере того, как давление, при котором поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа доставляется для субъекта, увеличивается в течение периодов высокого давления, дыхательный объем вдохов и выдохов зачастую увеличивается пользователем намеренно посредством более глубокого дыхания.

Возвращаясь к Фиг.1, в одном варианте осуществления, регулирования параметров потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, выполняемые посредством модуля 34 управления, осуществляются с возможностью обратной связи. В этом варианте осуществления регулирования параметров потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа могут быть определены на основе сравнения между параметром дыхания и целевым пороговым значением, выполняемого посредством модуля 32 сравнения. Например, если модуль 32 сравнения определяет то, что параметр дыхания ниже целевого порогового значения (и/или остается равным целевому пороговому значению в течение предварительно определенного периода времени), модуль 34 управления может увеличивать давление, расход и/или объем газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта 12, в то время как поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа формируется при высоком давлении. Если модуль 32 сравнения определяет то, что параметр дыхания превышает целевое пороговое значение на предварительно определенную величину и/или в течение предварительно определенного периода времени, модуль 34 управления может уменьшать расход при противопотоке и/или объем газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта 12, в то время как поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа формируется при высоком давлении. Это может иметь дополнительный эффект предоставления индикатора субъекту 12, чтобы увеличивать или уменьшать глубину дыхания.

В одном варианте осуществления регулирование параметров потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа не осуществляется с возможностью обратной связи. В этом варианте осуществления взаимосвязи между дыхательным объемом и одним или более параметров потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа определяются заранее. Эти предварительно определенные взаимосвязи затем используются для того, чтобы формировать поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа с параметрами, которые соответствуют целевому дыхательному объему. В этом варианте осуществления процессор 22 может не включать в себя модуль 32 сравнения и/или датчики 20.

Целевой модуль 36 определяется, чтобы получать целевой дыхательный объем. В одном варианте осуществления целевой дыхательный объем принимается от пользователя (например, сиделки, субъекта 12 и т.д.). Пользователь может вводить целевой дыхательный объем через пользовательский интерфейс 18. Ввод целевого дыхательного объема может включать в себя ввод нового целевого дыхательного объема или регулирование ранее полученного целевого дыхательного объема.

В одном варианте осуществления целевой дыхательный объем определяется посредством целевого модуля 36 на основе определения типичного дыхательного объема субъекта 12. Например, целевой дыхательный объем может быть задан при предварительно определенной величине выше типичного дыхательного объема субъекта 12. Определение типичного дыхательного объема субъекта 12 может основываться на параметре дыхания, определенном посредством модуля 30 определения параметров.

В одном варианте осуществления целевой модуль 36 задает целевой дыхательный объем на начальном уровне и затем медленно увеличивает целевой дыхательный объем во времени. Начальный уровень может основываться на базовом дыхательном объеме субъекта 12 и/или может быть предварительно установленным значением. Базовый дыхательный объем субъекта 12 может быть определен до периода более глубокого дыхания. Целевой дыхательный объем может быть увеличен во времени до тех пор, пока он не достигнет конечного целевого дыхательного объема. Увеличение целевого дыхательного объема во времени может улучшать комфорт дыхательных индикаторов 12, предоставленных для субъекта. Увеличение целевого дыхательного объема во времени может включать в себя пошаговое увеличение целевого дыхательного объема, плавное увеличение целевого дыхательного объема во времени и/или иное увеличение целевого дыхательного объема.

В одном варианте осуществления целевой модуль 36 регулирует целевой дыхательный объем на основе параметра дыхания, определенного посредством модуля 30 определения параметров. Например, после того, как целевой модуль 36 увеличивает целевой дыхательный объем, дыхательные индикаторы 12, предоставленные для субъекта посредством устройства 14, должны регулироваться посредством модуля 34 управления так, чтобы отражать новый целевой дыхательный объем. Целевой модуль 36 затем может контролировать соблюдение субъектом 12 нового целевого дыхательного объема (например, на основе сравнений, выполняемых посредством модуля 32 сравнения). Если определено, что субъект 12 соблюдает новый целевой дыхательный объем, то целевой модуль 36 должен продолжать увеличивать целевой дыхательный объем до конечного целевого дыхательного объема. Если определено, что субъект 12 не соблюдает новый целевой дыхательный объем, то целевой модуль 36 должен предпринимать другое действие. Например, целевой модуль 36 может поддерживать целевой дыхательный объем на постоянном уровне до тех пор, пока субъект 12 не начнет его соблюдение, или целевой модуль 36 может уменьшать целевой дыхательный объем до тех пор, пока субъект 12 снова не соблюдает его, до того как возобновлять увеличение целевого дыхательного объема.

В одном варианте осуществления параметр дыхания, определенный посредством модуля 30 определения параметров и используемый для сравнения посредством модуля 32 сравнения, является газовым параметром, отличным от дыхательного объема. В этом варианте осуществления целевой модуль 36 управляет и/или регулирует целевой дыхательный объем посредством управления или регулирования целевого порогового значения для параметра дыхания, который соответствует целевому дыхательному объему. Как упомянуто выше, это целевое пороговое значение для параметра дыхания затем используется посредством модуля 32 сравнения, чтобы контролировать соблюдение субъектом 12 целевого дыхательного объема.

В одном варианте осуществления модуль 38 синхронизации выполнен с возможностью определять количество времени, в течение которого субъект 12 поддерживает свой дыхательный объем равным или выше целевого дыхательного объема. Это количество времени обозначает объем лечения, которое субъект 12 принимает из системы 10. Модуль 38 синхронизации определяет количество времени, в течение которого субъект 12 поддерживает надлежащий дыхательный объем, из одного или более выходных сигналов, сформированных посредством датчиков 20. Например, модуль 38 синхронизации может определять количество времени, в течение которого субъект 12 поддерживает надлежащий дыхательный объем, на основе сравнений посредством модуля 32 сравнения. Определение количества времени, в течение которого субъект 12 поддерживает надлежащий дыхательный объем, может включать в себя добавление отдельных, временно несмежных периодов времени, в течение которых субъект 12 поддерживает надлежащий дыхательный объем.

В одном варианте осуществления система 10 выполнена с возможностью предоставлять лечение для субъекта 12 для предварительно определенного объема лечения, которое определяется количественно посредством количества времени, в течение которого дыхательный объем субъекта 12 поддерживается равным или выше целевого дыхательного объема. В этом варианте осуществления как только предварительно определенный объем терапии достигнут (как определено посредством модуля 38 синхронизации), модуль 38 синхронизации предоставляет вывод для субъекта 12 (например, через пользовательский интерфейс 18), указывающий то, что предварительно определенный объем лечения достигнут.

В одном варианте осуществления модуль 38 синхронизации предоставляет информацию, связанную с объемом лечения, принятого субъектом 12, пользователю (например, сиделке, субъекту и т.д.). Например, модуль 38 синхронизации может выводить информацию пользователю через пользовательский интерфейс 18. В качестве другого примера модуль 38 синхронизации может сохранять информацию в электронном устройстве 16 хранения данных для доступа пользователем.

Модуль 40 альтернативных режимов выполнен с возможностью управлять устройством 14 в одном или более режимов, отличных от предоставления дыхательных индикаторов для субъекта 12, чтобы увеличивать дыхательный объем. Например, если устройство 14 выполнено с возможностью формировать поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, модуль 40 альтернативных режимов управляет устройством 14 в одном или более альтернативных режимов формирования давления. Один или более альтернативных режимов формирования давления могут включать в себя, например, один или более режимов поддержки дыхательных путей, один или более режимов диагностики дыхания при нарушении сна, один или более режимов вентиляции и/или другие режимы формирования давления. В одном варианте осуществления модуль 40 альтернативных режимов выполнен с возможностью брать на себя управление устройством 14, как только предварительно определенный объем лечения достигнут (как определено посредством модуля 38 синхронизации).

Например, устройство 14 может управляться первоначально посредством модуля 34 управления, чтобы предоставлять дыхательные индикаторы для субъекта 12, которые увеличивают дыхательный объем, тем самым увеличивая релаксацию субъекта 12. Релаксация, испытываемая субъектом 12, может приводить к сонливости или даже сну. После приема предварительно определенного объема лечения субъект 12 спит или готов ко сну, и модуль 40 альтернативных режимов допускает управление устройством 14 так, чтобы поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа предоставлял поддержку дыхательных путей для субъекта 12 во время сна.

В качестве иллюстрации Фиг.3 показывает график давления 43 в или около дыхательных путей субъекта (например, субъекта 12) во времени. График иллюстрирует, как во время первого периода времени 44 дыхательный объем субъекта увеличивается посредством обработки давления, потока и/или объема потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, передаваемого в дыхательные пути субъекта. График дополнительно иллюстрирует, как во время второго периода времени 46 поток под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа доставляется субъекту, чтобы предоставлять поддержку дыхательных путей, которая преодолевает дыхание при нарушении сна.

В одном варианте осуществления переход управления устройством 14 от модуля 34 управления к модулю 40 альтернативных режимов может быть инициирован посредством фактора, отличного от определения объема принятой терапии. Например, процессор 22 может определять из выходных сигналов датчиков 20 то, спит субъект 12 или бодрствует, и может инициировать переход управления устройством 14 от модуля 34 управления к модулю 40 альтернативных режимов, когда определяется то, что субъект 12 заснул.

Фиг.4 иллюстрирует способ 48 терапевтического управления дыхательным объемом дыхания субъекта, который является самовентилирующимся. Этапы способа 48, представленного ниже, имеют намерение быть иллюстративными. В некоторых вариантах осуществления способ 48 может быть выполнен с одним или более не описанных дополнительных этапов и/или без одного или более поясненных этапов. Дополнительно, порядок, в котором этапы способа 48 проиллюстрированы на Фиг.4 и описываются ниже, не имеет намерения быть ограничивающим. В некоторых вариантах осуществления способ 48 может быть реализован в системе, которая является аналогичной или идентичной системе 10 (показанной на Фиг.1 и описанной выше).

На этапе 50 дыхательные индикаторы предоставляются для самовентилирующегося субъекта. Дыхательные индикаторы побуждают субъекта дышать так, чтобы дыхательный объем при дыхании субъекта превышал или был равен целевому дыхательному объему. В одном варианте осуществления дыхательные индикаторы включают в себя изменения одного или более параметров потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, доставляемого в дыхательные пути субъекта. В одном варианте осуществления дыхательные индикаторы предоставляются посредством устройства, которое является идентичным или аналогичным устройству 14 (показанному на Фиг.1 и описанному выше). Устройство может управляться посредством модуля управления, который является идентичным или аналогичным модулю 34 управления (показанному на Фиг.1 и описанному выше).

На этапе 52 определяется параметр дыхания субъекта. Параметром дыхания является либо дыхательный объем при дыхании субъекта, либо газовый параметр, такой как газ, вдыхаемый субъектом, который связан с дыхательным объемом. Также, параметром дыхания не является время и/или длительность вдоха и/или выдоха. В одном варианте осуществления этап 52 выполняется посредством модуля определения параметров, который является идентичным или аналогичным модулю 30 определения параметров (показанному на Фиг.1 и описанному выше).

На этапе 54 параметр дыхания, определенный на этапе 52, сравнивается с целевым пороговым значением. Целевое пороговое значение является или соответствует целевому дыхательному объему. В одном варианте осуществления этап 54 выполняется посредством модуля сравнения, который является идентичным или аналогичным модулю 32 сравнения.

В одном варианте осуществления целевое пороговое значение регулируется во времени так, чтобы целевой дыхательный объем увеличивался во времени. Например, регулирование целевого порогового значения может выполняться посредством целевого модуля, который является идентичным или аналогичным целевому модулю 36 (показанному на Фиг.1 и описанному выше).

На этапе 56 регулируются дыхательные индикаторы, предоставленные для субъекта. Регулирование дыхательных индикаторов определяется на основе сравнения, выполняемого на этапе 54. В одном варианте осуществления этап 56 выполняется посредством модуля управления, который является аналогичным или идентичным модулю 34 управления (показанному на Фиг.1 и описанному выше).

На этапе 58 определяется объем терапии, принятой субъектом. Объем терапии может включать в себя количество времени, в течение которого дыхательный объем при дыхании субъекта поддерживается равным или выше целевого дыхательного объема. Определение объема терапии, принятой субъектом, может быть определено на основе параметра дыхания, определенного на этапе 54, и/или сравнения параметра дыхания с целевым пороговым значением на этапе 56. В одном варианте осуществления этап 56 выполняется посредством модуля синхронизации, который является идентичным или аналогичным модулю 38 синхронизации (показанному на Фиг.1 и описанному выше).

На этапе 60 индикатор относительно объема терапии, принятой субъектом, предоставляется пользователю (например, субъекту, сиделке и т.д.). Индикатор относительно объема терапии, принятой субъектом, может включать в себя аудио- и/или видеовывод, изменение одного или более параметров потока под давлением вдыхаемого и выдыхаемого газа, предоставляемого в дыхательные пути субъекта, сохранение информации, связанной с объемом терапии, принятой субъектом, и/или другие индикаторы. В одном варианте осуществления этап 60 предоставляется посредством модуля синхронизации, который является идентичным или аналогичным модулю 38 синхронизации (показанному на Фиг.1 и описанному выше).

Хотя изобретение описано подробно для иллюстрации на основе того, что в настоящее время считается наиболее практически полезными и предпочтительными вариантами осуществления, следует понимать, что такая подробность служит исключительно для этой цели и что изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а, наоборот, имеет намерение охватывать модификации и эквивалентные компоновки, которые находятся в рамках сущности и объема прилагаемой формулы изобретения. Например, следует понимать, что настоящее изобретение предполагает то, что, в возможной степени, один или более признаков любого варианта осуществления могут быть комбинированы с одним или более признаков любого другого варианта осуществления.

1. Система регулирования дыхательного объема при дыхании самовентилирующегося субъекта (12), при этом система (10) содержит:
- дыхательное устройство (14), выполненное с возможностью предоставлять поток под давлением вдыхаемого газа в дыхательные пути самовентилирующегося субъекта (12) и предоставлять дыхательные индикаторы для самовентилирующегося субъекта (12), которые побуждают самовентилирующегося субъекта (12) дышать так, чтобы дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта (12) превышал или был равен целевому дыхательному объему, причем дыхательные индикаторы, предоставленные для самовентилирующегося субъекта (12) посредством дыхательного устройства (14), содержат изменения в давлении потока под давлением вдыхаемого газа;
- один или более датчиков (20), которые формируют один или более выходных сигналов, передающих информацию, связанную с одним или более параметрами газа, вдыхаемого самовентилирующимся субъектом (12), которые связаны с дыхательным объемом при дыхании самовентилирующегося субъекта (12); и
- процессор (22), выполненный с возможностью выполнять модули (30, 32, 34), содержащие:
- модуль (30) определения параметров, выполненный с возможностью определять параметр дыхания из одного или более выходных сигналов, сформированных посредством одного или более датчиков (20), при этом параметром дыхания является либо (i) дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта (12), либо (ii) параметр газа, вдыхаемого самовентилирующимся субъектом (12), который связан с дыхательным объемом при дыхании самовентилирующегося субъекта (12);
- модуль сравнения (32), выполненный с возможностью сравнивать параметр дыхания с пороговым значением, которое соответствует целевому дыхательному объему; и
- модуль управления (34), выполненный с возможностью управлять дыхательным устройством (14), чтобы регулировать дыхательные индикаторы, предоставленные для самовентилирующегося субъекта (12), на основе сравнения между параметром дыхания и пороговым значением посредством модуля сравнения (32).

2. Система по п.1, в которой один или более модулей (30, 32, 34) дополнительно содержат модуль синхронизации, выполненный с возможностью определять из одного или более выходных сигналов, сформированных посредством одного или более датчиков (20), количество времени, в течение которого самовентилирующийся субъект (12) поддерживает параметр дыхания выше порогового значения.

3. Система по п.1, в которой параметр дыхания является параметром отдельных вдохов и выдохов самовентилирующегося субъекта (12), и причем определение параметра дыхания включает в себя усреднение определенных значений параметров дыхания по нескольким вдохам и выдохам.

4. Способ регулирования дыхательного объема при дыхании самовентилирующегося субъекта (12), включающий использование системы по одному из пп.1-3, включающий этапы, на которых:
- предоставляют (50) поток под давлением вдыхаемого газа в дыхательные пути самовентилирующегося субъекта (12) и предоставляют дыхательные индикаторы для самовентилирующегося субъекта (12), которые побуждают самовентилирующегося субъекта (12) дышать так, чтобы дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта (12) превышал или был равен целевому дыхательному объему, причем дыхательные индикаторы, предоставленные для самовентилирующегося субъекта (12), содержат изменения в давлении потока под давлением вдыхаемого газа;
- определяют (52) параметр дыхания при дыхании самовентилирующегося субъекта (12), при этом параметром дыхания является либо (i) дыхательный объем при дыхании самовентилирующегося субъекта (12), либо (ii) параметр газа, вдыхаемого самовентилирующимся субъектом (12), который связан с дыхательным объемом при дыхании самовентилирующегося субъекта (12);
- сравнивают (54) параметр дыхания с пороговым значением, которое соответствует целевому дыхательному объему; и
- регулируют (56) дыхательные индикаторы, предоставленные для самовентилирующегося субъекта (12), на основе сравнения между параметром дыхания и пороговым значением.

5. Способ по п.4, дополнительно содержащий этап, на котором определяют (58) длительность времени, в течение которого самовентилирующийся субъект (12) поддерживает параметр дыхания выше порогового значения.

6. Способ по п.4, в котором параметр дыхания является параметром отдельных вдохов и выдохов самовентилирующегося субъекта (12), и причем определение параметра дыхания включает в себя усреднение определенных значений параметров дыхания по нескольким вдохам и выдохам.