Автоматическая регулировка синхронности с пациентом для неинвазионной вентиляции легких
Изобретение относится к медицинской технике. Система дыхательной терапии содержит генератор давления, датчики для формирования выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к одному или более параметрам газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа; и процессоры для выполнения компьютерных программных модулей. Компьютерные программные модули содержат триггерный модуль; модуль мышечного напряжения для определения мышечного напряжения субъекта на основании выходных сигналов; модуль обнаружения ошибок, модуль чувствительности для регулирования триггерных параметров и модуль управления. Модуль управления управляет генератором давления, чтобы регулировать параметры газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа в зависимости от времени в соответствии с режимом дыхательной терапии. Режим дыхательной терапии определяет регулировки параметров газа на основании обнаруженных триггерных событий. Технический результат состоит в обеспечении регулируемого в соответствии с обнаруженными триггерными событиями режима дыхательной терапии. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[01] Настоящее открытие относится к системам и способам для обеспечения дыхательной терапии и, в частности, для автоматической регулировки триггерной чувствительности, используемой, чтобы обнаруживать триггерные события, которые указывают дыхательное усилие субъекта. Триггерные события могут быть использованы, чтобы регулировать предоставляемый под давлением поток дыхательного газа.
2. ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ
[02] Хорошо известно, что пациент (или далее в данном документе "субъект") может получать пользу от дыхательной терапии, включающей в себя, но не только, терапию с поддержкой давлением. Хорошо известно, что в некоторых формах дыхательной терапии, включающих в себя, но не только, неинвазивную вентиляцию легких, субъект может инициировать одну или более фаз дыхательного цикла. Хорошо известно, что синхронизация фаз между субъектом и системой дыхательной терапии и/или устройством, включающим в себя, но не только, вентиляторы, является важной составляющей комфорта субъекта во время дыхательной терапии, эффективности терапии и/или других терапевтических факторов. Известно, что обнаружение момента времени, в который субъект начинает вдох, обычно называется триггерным действием.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[03] Соответственно, целью одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения является предоставление системы дыхательной терапии. Система содержит генератор давления, сконфигурированный, чтобы формировать поток дыхательного газа под давлением для доставки в дыхательные пути субъекта; один или более датчиков, сконфигурированных, чтобы формировать один или более выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к одному или более параметрам газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа; и один или более процессоров, сконфигурированных, чтобы выполнять компьютерные программные модули. Компьютерные программные модули включают в себя триггерный модуль, сконфигурированный, чтобы обнаруживать триггерные события, указывающие дыхательное усилие субъекта, на основе одного или более выходных сигналов и одного или более триггерных параметров, при этом один или более триггерных параметров являются регулируемыми, чтобы упрощать обнаружение триггерных событий с различными уровнями триггерной чувствительности; модуль мышечного напряжения, сконфигурированный, чтобы определять мышечное напряжение субъекта на основе одного или более выходных сигналов; модуль обнаружения ошибок, сконфигурированный, чтобы обнаруживать одно или оба из безрезультатного триггерного события и/или ложного триггерного события, при этом одно или оба обнаружения посредством модуля обнаружения ошибок основываются на определенном мышечном напряжении; модуль чувствительности, сконфигурированный, чтобы регулировать один или более триггерных параметров, чтобы регулировать триггерную чувствительность на основе одного или более обнаружений посредством модуля обнаружения ошибок; и модуль управления, сконфигурированный, чтобы управлять генератором давления, чтобы регулировать один или более параметров газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа как функции времени в соответствии с режимом дыхательной терапии, при этом режим дыхательной терапии задает регулировки в одном или более параметрах газа на основе обнаруженных триггерных событий.
[04] Еще одним аспектом одного или более вариантов осуществления настоящего изобретения является предоставление способа обеспечения дыхательной терапии. Способ содержит формирование потока дыхательного газа под давлением для доставки в дыхательные пути субъекта; формирование одного или более выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к одному или более параметрам газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа; обнаружение триггерных событий, которые указывают дыхательное усилие субъекта, на основе одного или более выходных параметров и одного или более триггерных параметров, при этом один или более триггерных параметров являются регулируемыми, чтобы упрощать обнаружение триггерных событий с различными уровнями триггерной чувствительности; определение мышечного напряжения субъекта на основе одного или более выходных сигналов; обнаружение одного или обоих из безрезультатного триггерного события и/или ложного триггерного события, при этом одно или оба обнаружения основываются на определенном мышечном напряжении; регулировку одного или более триггерных параметров, чтобы регулировать триггерную чувствительность на основе одного или обоих из обнаруженного безрезультатного триггера и/или обнаруженного ложного триггера; и регулировку одного или более параметров газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа как функции по времени в соответствии с режимом дыхательной терапии, при этом режим дыхательной терапии задает регулировки в одном или более параметрах газа на основе обнаруженных триггерных событий.
[05] Еще одним аспектом одного или более вариантов осуществления является предоставление системы, сконфигурированной, чтобы обеспечивать дыхательную терапию. Система содержит средство для формирования потока дыхательного газа под давлением для доставки в дыхательные пути субъекта; средство для формирования одного или более выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к одному или более параметрам газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа; средство для обнаружения триггерных событий, которые указывают дыхательное усилие субъекта, на основе одного или более выходных сигналов и одного или более триггерных параметров, при этом один или более триггерных параметров являются регулируемыми, чтобы упрощать обнаружение триггерных событий с различными уровнями триггерной чувствительности; средство для определения мышечного напряжения субъекта на основе одного или более выходных сигналов; средство для обнаружения одного или обоих из безрезультатного триггерного события и/или ложного триггерного события, при этом одно или оба обнаружения основываются на определенном мышечном напряжении; средство для регулировки одного или более триггерных параметров, чтобы регулировать триггерную чувствительность на основе одного или обоих из обнаруженного безрезультатного триггера и/или обнаруженного ложного триггера; и средство для регулировки одного или более параметров газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа как функции по времени в соответствии с режимом дыхательной терапии, при этом режим дыхательной терапии задает регулировки в одном или более параметрах газа на основе обнаруженных триггерных событий.
[06] 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. Тем не менее, следует точно понимать, что чертежи служат только для целей иллюстрации и описания не предназначены в качестве задания ограничений изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[07] Фиг. 1 схематично иллюстрирует систему, сконфигурированную, чтобы обеспечивать дыхательную терапию согласно одному или более вариантам осуществления;
[08] Фиг. 2 иллюстрирует форму волны потока, относящуюся к одному или более вариантам осуществления;
[09] Фиг. 3A-B иллюстрируют формы волны потоков, относящиеся к триггерной чувствительности в системе, сконфигурированной, чтобы обеспечивать дыхательную терапию согласно одному или более вариантам осуществления; и
[10] Фиг. 4 иллюстрирует способ обеспечения дыхательной терапии согласно одному или более вариантам осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[11] Когда используется в данном документе, сингулярная форма "a", "an" и "the" включает в себя множественные референты, пока контекст явно не указывает иное. Когда используется в данном документе, утверждение, что две или более частей или компонентов "соединены", должно означать, что части присоединены или работают вместе либо непосредственно, либо косвенно, т.е. посредством одной или более промежуточных частей или компонентов, при условии, что возникает соединительное звено. Когда используется в данном документе, выражение "непосредственно соединенный" означает, что два элемента находятся непосредственно в соприкосновении друг с другом. Когда используется в данном документе, выражение "неподвижно соединенный" или "фиксированный" означает, что два компонента соединяются так, чтобы перемещаться как одно целое, в то же время сохраняя постоянную ориентацию относительно друг друга.
[12] Когда используется в данном документе, слово "цельный" означает, что компонент создан как единая часть или блок. Т.е. компонент, который включает в себя части, которые созданы отдельно и затем соединены вместе как блок, не является "цельным" компонентом или телом. Когда применяется в данном документе, утверждение, что две или более частей или компонентов "соприкасаются" друг с другом, означает, что части оказывают усилие друг против друга либо непосредственно, либо посредством одной или более промежуточных частей или компонентов. Когда применяется в данном документе, выражение "число" должно означать один или целое число, большее, чем один (т.е. множество).
[13] Фразы, направленного действия, использованные в данном документе, такие как, например, и без ограничения, верх, низ, лево, право, верхний, нижний, передний, задний и их производные, ссылаются на ориентацию элементов, показанных на чертежах, и не являются ограничивающими в формуле изобретения, если точно не изложены в данном документе.
[14] Фиг. 1 схематично иллюстрирует систему 100, сконфигурированную, чтобы обеспечивать дыхательную терапию согласно одному или более вариантам осуществления. Система 100 может быть реализована как объединенная и/или работающая совместно с устройством дыхательной терапии. Система 100 может автоматически регулировать триггерную чувствительность, используемую, чтобы обнаруживать триггерные события, которые указывают дыхательное усилие субъекта и которые используются, чтобы регулировать один или более параметров газа, определяющих предоставление и/или доставку находящегося под давлением потока дыхательного газа субъекту в соответствии с режимом дыхательной терапии. Режим дыхательной терапии может задавать регулировки в одном или более параметрах газа находящегося под давлением потока дыхательного газа. Регулировки могут быть основаны на обнаруженных триггерных событиях. Например, после того как триггерное событие обнаружено, впоследствии инициированное изменение в находящемся под давлением потоке дыхательного газа, например, чтобы поддерживать вдох, может быть реализовано. Режим дыхательной терапии может задавать, например, одно или более из целевого давления при вдохе и/или разности давлений с текущим давлением, целевого дыхательного объема, целевой продолжительности вдоха, целевой степени изменения давления при вдохе и/или изменения потока при вдохе и/или другие (газовые) параметры находящегося под давлением потока дыхательного газа. Любые из этих параметров могут регулироваться на основе одного или более из параметров окружающей среды, времени дня, хода дыхательной терапии (такого как, например, определенного посредством измерений параметров дыхания и/или дыхательных событий), производительности какого-либо оборудования и/или его компонентов, обратной связи от субъекта и/или других факторов. Регулировки могут быть выполнены на основе предварительно определенных задач и/или целей для одного или более параметров дыхания субъекта. Например, режим дыхательной терапии может быть предназначен, чтобы постепенно увеличивать общую емкость легких субъекта в течение периода множества дней или недель.
[15] Система 100 включает в себя один или более из генератора 140 давления, одного или более датчиков 142, электронного запоминающего устройства 130, пользовательского интерфейса 120, одного или более процессоров 110, триггерного модуля 111, модуля 112 мышечного напряжения, модуля 113 обнаружения ошибок, модуля 114 чувствительности, модуля 115 управления и/или других компонентов.
[16] Генератор 140 давления системы 100 может быть интегрирован, объединен или соединен с вентилятором и/или устройством формирования (положительного) давления в дыхательных путях (PAP/CPAP/BiPAP®/и т.д.) и сконфигурирован, чтобы обеспечивать поток дыхательного газа под давлением для доставки в дыхательные пути субъекта 106, например, через интерфейс 180 субъекта. Субъект 106 может инициировать одну или более фаз дыхания. Поддержание давления может быть реализовано как более высокое и более низкое положительное давление (многоуровневого) PAP-устройства. Например, чтобы поддерживать вдох, давление находящегося под давлением потока дыхательного газа может регулироваться до положительного давления в дыхательных путях на вдохе, или IPAP. Альтернативно, и/или одновременно, чтобы поддерживать выдох, давление находящегося под давлением потока дыхательного газа может регулироваться до положительного давления в дыхательных путях на выдохе, или EPAP. Предполагаются другие схемы обеспечения поддержки дыхания посредством доставки потока дыхательного газа под давлением, включающие в себя, но не только, режимы помощи/управления и/или спонтанной вентиляции, а также режимы управления давлением, режимы управления объемом, режимы поддержания давления и/или другие режимы. Генератор 140 давления может быть сконфигурирован, чтобы регулировать уровни давления, поток, объем, влажность, скорость, ускорение и/или другие параметры находящегося под давлением потока дыхательного газа в реальной синхронизации с циклом дыхания субъекта. В некоторых вариантах осуществления генератор 140 давления является частью устройства создания давления в дыхательных путях, сконфигурированным, чтобы предоставлять типы терапии, отличные от терапии для положительной поддержки дыхательных путей.
[17] Находящийся под давлением поток дыхательного газа может быть доставлен от и/или через генератор 140 давления в дыхательные пути субъекта 106 посредством интерфейса 180 субъекта. Интерфейс 180 субъекта может включать в себя трубку 182 и/или приспособление 184 интерфейса субъекта. Трубка 182 может быть гибким куском шланга, или другой трубкой, которая размещает приспособление 184 интерфейса субъекта с генератором 140 давления с возможностью обмена текучей средой. Трубка 182 может формировать путь течения, по которому поток дыхательного газа под давлением передается между приспособлением 184 интерфейса субъекта и генератором 140 давления.
[18] Приспособление 184 интерфейса субъекта системы 100 на Фиг. 1 может быть сконфигурировано, чтобы доставлять поток дыхательного газа под давлением в или близко к дыхательным путям субъекта 106. По существу, приспособление 184 интерфейса субъекта может включать в себя любое приспособление, подходящее для этой функции. В одном варианте осуществления генератор 140 давления является специализированным вентиляционным устройством, и приспособление 184 интерфейса субъекта конфигурируется, чтобы съемным образом соединяться с другим интерфейсным приспособлением, используемым, чтобы предоставлять дыхательную терапию субъекту 106. Например, приспособление 184 интерфейса субъекта может быть сконфигурировано, чтобы зацепляться с и/или вставляться в эндотрахеальную трубку, трахеотомический портал и/или другие интерфейсные приспособления. В одном варианте осуществления приспособление 184 интерфейса субъекта конфигурируется, чтобы соединяться с дыхательными путями субъекта 106 без промежуточного приспособления. В этом варианте осуществления приспособление 184 интерфейса субъекта может включать в себя одно или более из эндотрахеальной трубки, носовой канюли, трахеотомической трубки, носовой маски, носовой/ротовой маски, шлема-маски, полнолицевой маски, маски для частичного возвратного дыхания или другие интерфейсные приспособления, которые связывают поток газа с дыхательными путями субъекта. Настоящее открытие не ограничивается этими примерами и предполагает доставку потока дыхательного газа под давлением субъекту 106 с помощью любого интерфейса субъекта.
[19] Обращаясь к Фиг. 1, электронное запоминающее устройство 130 системы 100 содержит электронные носители хранения, которые электронным образом хранят информацию. Электронные носители хранения электронного запоминающего устройства 130 могут включать в себя одно или оба из системного запоминающего устройства, т.е. предусмотренного как неотъемлемая часть (т.е. по существу, несъемная) с системой 100, и/или съемного запоминающего устройства, которое съемным образом способно подсоединяться к системе 100 через, например, порт (например, USB-порт, порт FireWire-порт и т.д.) или накопитель (например, дисковый накопитель и т.д.). Электронное запоминающее устройство 130 может включать в себя одно или более из оптически считываемых носителей хранения (например, оптические диски и т.д.), магнитно считываемых носителей хранения (например, магнитная лента, магнитный жесткий диск, гибкий диск и т.д.), носителей хранения на основе электрического заряда (например, EPROM, EEPROM, RAM и т.д.), твердотельных носителей хранения (например, флэш-накопитель и т.д.) и/или других электрически считываемых носителей хранения. Электронное запоминающее устройство 130 может хранить алгоритмы программного обеспечения, информацию, определенную процессором 110, информацию, принятую через пользовательский интерфейс 120, и/или другую информацию, которая позволяет системе 100 правильно функционировать. Например, электронное запоминающее устройство 130 может записывать или хранить один или более параметров газа и/или триггерных параметров (как обсуждается дополнительно в данном документе), информацию, указывающую, адекватно ли субъект выполняет курс лечения, информацию, указывающую, произошло ли и/или когда произошло дыхательное событие, и/или другую информацию. Электронное запоминающее устройство 130 может быть отдельным компонентом в системе 100, или электронное запоминающее устройство 130 может быть предусмотрено как неотъемлемая часть с одним или более других компонентами системы 100 (например, процессором 110).
[20] Пользовательский интерфейс 120 системы 100 конфигурируется, чтобы предоставлять интерфейс между системой 100 и пользователем (например, пользователем 108, субъектом 106, сиделкой, специалистом, принимающим решение по лечению, и т.д.), через который пользователь может предоставлять информацию в и принимать информацию от системы 100. Это предоставляет возможность передачи данных, результатов и/или инструкций и каких-либо других сообщаемых элементов, в общем называемых "информацией", между пользователем и системой 100. Примером информации, которая может быть передана субъекту 106, является отчет, детализирующий изменения в определенных параметрах газа в течение всего периода, во время которого субъект принимает (дыхательную) терапию. Примером информации, которая может быть передана субъектом 106 и/или пользователем 108, является начальная триггерная чувствительность, которая должна использоваться для системы 100. Примеры интерфейсных устройств, подходящих для включения в пользовательский интерфейс 120, включают в себя кнопочную панель, кнопки, переключатели, клавиатуру, вращаемые кнопки, рычаги, экран отображения, сенсорный экран, динамики, микрофон, индикаторную лампу, звуковую сигнализацию и принтер. Информация может быть предоставлена субъекту 106 посредством пользовательского интерфейса 120 в форме звуковых сигналов, визуальных сигналов, тактильных сигналов и/или других сенсорных сигналов.
[21] В качестве неограничивающего примера пользовательский интерфейс 120 может включать в себя источник излучения, способный излучать свет. Источник излучения может включать в себя, например, один или более, по меньшей мере, из одного LED, по меньшей мере, одной лампы накаливания, экрана отображения и/или другие источники. Пользовательский интерфейс 120 может управлять источником излучения, чтобы излучать свет способом, который передает субъекту 106 информацию, относящуюся к дыханию и/или потоку дыхательного газа под давлением. Отметим, что субъект и пользователь системы 100 могут быть одним и тем же 14
человеком.
[22] Следует понимать, что другие технологии связи, либо проводные, либо беспроводные, также предполагаются в данном документе в качестве пользовательского интерфейса 120. Например, в одном варианте осуществления пользовательский интерфейс 120 может быть объединен с интерфейсом съемного запоминающего устройства, предоставляемым посредством электронного запоминающего устройства 130. В этом примере информация загружается в систему 100 со съемного запоминающего устройства (например, смарт-карты, флэш-накопителя, съемного диска и т.д.), что предоставляет возможность пользователю(ям) настраивать реализацию системы 100. Другие примерные устройства ввода и технологии, адаптированные для использования с системой 100 в качестве пользовательского интерфейса 120, включают в себя, но не только, порт RS-232, RF-линию связи, IR-линию связи, модем (телефон, кабель, Ethernet, Интернет или другие). Вкратце, любая технология для обмена информацией с системой 100 рассматривается в качестве пользовательского интерфейса 120.
[23] Датчик(и) 142 системы 100 может быть сконфигурирован, чтобы формировать выходные сигналы, например, выходной сигнал, передающий показатели, относящиеся к параметрам дыхательного воздушного потока или механическим свойствам дыхательных путей, включающие в себя, но не только, оценки сопротивления легких от вдоха к вдоху, растяжимость легких и/или другие механические свойства дыхательных путей. Эти параметры могут включать в себя одно или более из потока, давления (в дыхательных путях), влажности, скорости, ускорения и/или других
параметров. Датчик 142 может находиться в соединении с возможностью обмена текучей средой с трубкой 182 и/или приспособлением 184 интерфейса субъекта. Например, датчик 142 может содержать один или более из датчика потока, датчика давления, газометра, термометра, датчика тока, электрооптического датчика, инфракрасного датчика, датчика приближения, гидрометра и/или других датчиков.
[24] Иллюстрация датчика 142, включающая в себя один элемент на Фиг. 1, не задумана как ограничивающая. В одном варианте осуществления датчик 142 включает в себя множество датчиков, работающих, как описано. Один или более датчиков 142 формируют выходные сигналы, передающие информацию, относящуюся к параметрам газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа, и/или параметрам, ассоциированным с состоянием и/или условиями дыхательных путей субъекта 106, дыханием субъекта 106, газом, вдыхаемым субъектом 106, и/или доставкой газа в дыхательные пути субъекта 106. Например, параметр может быть связан с механической единицей измерения компонента генератора 140 давления (или устройства, в которое генератор 140 давления интегрирован, объединен или с которым соединен), такой как скорость ротора, скорость электромотора, скорость нагнетательного вентилятора, скорость вентилятора или связанный показатель, который может служить в качестве посредника для любого из ранее перечисленных параметров через предварительно известное и/или выверенное математическое соотношение. Результирующие сигналы или информация от датчика 142 могут передаваться процессору 110, пользовательскому интерфейсу 120, электронному запоминающему устройству 130 и/или другим компонентам системы 100. Эта передача может быть проводной и/или беспроводной.
[25] Процессор 110 системы 100 конфигурируется, чтобы предоставлять возможности обработки информации в системе 100. По существу, процессор 110 включает в себя одно или более из цифрового процессора, аналогового процессора, цифровой схемы, предназначенной, чтобы обрабатывать информацию, аналоговой схемы, предназначенной, чтобы обрабатывать информацию, конечного автомата и/или других механизмов для электронной обработки информации. Хотя процессор 110 показывается на Фиг. 1 в качестве одного объекта, это служит только в качестве иллюстрации. В некоторых реализациях процессор 110 включает в себя множество блоков обработки.
[26] Как показано на Фиг. 1, процессор 110 конфигурируется, чтобы выполнять один или более компьютерных программных модулей. Один или более компьютерных программных модулей включают в себя один или более из триггерного модуля 111, модуля 112 мышечного напряжения, модуля 113 обнаружения ошибок, модуля 114 чувствительности, модуля 115 управления и/или других модулей. Процессор 110 может быть сконфигурирован, чтобы исполнять модули 111, 112, 113, 114 и/или 115 посредством программного обеспечения; аппаратных средств; микропрограммного обеспечения; некоторой комбинации программного обеспечения, аппаратных средств и/или микропрограммного обеспечения; и/или других механизмов для конфигурирования возможностей обработки в процессоре 110.
[27] Следует понимать, что хотя модули 111, 112, 113, 114 и 115 иллюстрируются на Фиг. 1 как совместно расположенные в едином блоке обработки, в реализациях, в которых процессор 110 включает в себя множество блоков обработки, один или более модулей 111, 112, 113, 114 и/или 115 могут быть расположены удаленно от других модулей. Описание функциональности, предоставляемой различными модулями 111, 112, 113, 114 и/или 115, описанными ниже, служит для иллюстративных целей и не предназначено быть ограничивающим, поскольку любой из модулей 111, 112, 113, 114 и/или 115 может предоставлять большую или меньшую функциональность, чем описывается. Например, один или более из модулей 111, 112, 113, 114 и/или 115 могут быть устранены, и некоторая или вся их функциональность может быть предоставлена другими модулями из модулей 111, 112, 113, 114 и/или 115. Отметим, что процессор 110 может быть сконфигурирован, чтобы выполнять один или более дополнительных модулей, которые могут выполнять некоторую или всю функциональность, приписанную ниже одному из модулей 111, 112, 113, 114 и/или 115.
[28] Один или более компьютерных программных модулей системы 100 может быть сконфигурирован, чтобы определять один или более параметров дыхания, параметров газа и/или других параметров из выходных сигналов, сформированных датчиком(ами) 142. Один или более параметров газа могут быть функцией, относиться к и/или быть получены из измерений одного или более из (пикового) потока, скорости потока, (приливно-отливного) объема, давления, температуры, влажности, скорости, ускорения, состава газа (например, концентрации(ий) одного или более составных компонентов), рассеиваемой тепловой энергии, (намеренной) утечки газа и/или других измерений, относящихся к (находящемуся под давлением) потоку дыхательного газа. Один или более параметров дыхания могут быть получены из параметров газа и/или других выходных сигналов, передающих показания находящегося под давлением потока дыхательного газа. Один или более параметров дыхания могут включать в себя одно или более из частоты дыхания, периода дыхания, времени или периода вдоха, времени или периода выдоха, формы кривой потока дыхания, времени перехода от вдоха к выдоху и/или наоборот, времени перехода от пиковой скорости потока при вдохе к пиковой скорости потока при выдохе и/или наоборот, формы кривой дыхательного давления, максимального ближайшего падения давления (в каждом дыхательном цикле и/или фазе), доли вдыхаемого кислорода и/или другие параметры дыхания.
[29] Триггерный модуль 111 системы 100 на Фиг. 1 конфигурируется, чтобы обнаруживать триггерные события, указывающие дыхательное усилие субъекта. Триггерные события обнаруживаются на основе одного или более из одного или более выходных сигналов, сформированных датчиком 142, параметров газа и/или дыхания, определенных из одного или более выходных сигналов, одного или более триггерных параметров и/или других параметров. Указанное дыхательное усилие может быть началом фазы вдоха и/или другим дыхательным усилием. Один или более триггерных параметров может быть регулируемым, чтобы упрощать обнаружение триггерных событий с различными уровнями триггерной чувствительности. Для одной и той же активности субъекта, например, конкретной модели или объема потока при вдохе, первое триггерное событие может быть обнаружено на основе меньшего изменения в одном или более выходных сигналах и/или меньшего изменения в одном или более параметрах, определенных из выходных сигналов, по сравнению со вторым триггерным событием. В таком случае первое триггерное событие, можно сказать, должно быть обнаружено с помощью сравнительно более высокого и/или повышенного уровня триггерной чувствительности. Наоборот, первое триггерное событие может быть обнаружено на основе большего изменения в одном или более выходных сигналах и/или большего изменения в одном или более параметрах, определенных из выходного сигнала, по сравнению со вторым триггерным событием. В таком случае, первое триггерное событие, можно сказать, должно быть обнаружено с помощью сравнительно более низкого и/или уменьшенного уровня триггерной чувствительности.
[30] В качестве иллюстрации, Фиг. 2 иллюстрирует форму волны 20 потока для приблизительно восьми дыхательных циклов субъекта. Y-ось изображает положительный и отрицательный поток в или рядом с дыхательными путями субъекта во время дыхания. X-ось изображает время. Настройка по умолчанию или "нормальная" настройка для триггерной чувствительности может быть изображена с помощью метки "N". На Фиг. 2 триггерная чувствительность соответствует уровню потока. Триггерное событие на Фиг. 2 изображается как "X", что обозначает пересечение формы 20 колебаний потока с уровнем потока, который соответствует триггерной чувствительности, находящейся в диапазоне от "N", для наименьшей чувствительности, до "+7" для наибольшей чувствительности. Отметим, что более высокий уровень триггерной чувствительности соответствует меньшему изменению в уровне потока формы 20 колебаний потока, что является достаточным для обнаружения триггерного события. Иллюстрация на Фиг. 2 восьми уровней триггерной чувствительности не задумана как ограничивающая, а является просто примерной.
[31] Триггерный модуль 111 может использовать один или более из следующих технических приемов, чтобы обнаруживать триггерные события: переключение по форме волны, переключение по объему и/или другие технические приемы, чтобы обнаруживать триггерные события, указывающие дыхательное усилие субъекта, в частности, относящееся к фазе вдоха.
[32] Переключение по форме волны триггерного модуля 111 может использовать один или более предварительно определенных потоков субъекта, например, прогнозируемую форму потока субъекта. Отметим, что выражение "форма потока" используется взаимозаменяемо с "формой колебаний потока". В качестве иллюстрации, Фиг. 3A иллюстрирует формы 30-33 колебаний потока, относящиеся к инициированию формы волны. Форма 30 колебаний потока изображает фактический (оцененный, измеренный и/или определенный) поток субъекта для субъекта 106. Прогнозируемые формы 31, 32 и 33 колебаний потока изображают прогнозируемые формы потока субъекта, имеющие различные триггерные чувствительности. Прогнозируемые формы 31, 32 и 33 колебаний потока могут характеризоваться преднамеренной задержкой на величину 34 задержки относительно фактической формы 30 колебаний потока. Задержка может применяться относительно наилучшего соответствия и/или любого предварительно определенного соответствия и/или совпадения для прогнозируемой формы потока субъекта относительно фактической формы 30 колебаний потока. Величина 34 задержки может быть 200 мс, 300 мс, 400 мс и/или другими величинами задержки. Временной период 310 соответствует окончанию периода выдоха. Прогнозируемые формы 31, 32 и 33 колебаний потока могут характеризоваться более высоким потоком, чем фактическая форма 30 колебаний потока в течение, по меньшей мере, временного периода 310. Например, прогнозируемая форма 32 колебаний потока может иметь смещение 32a потока по сравнению с фактической формой 30 колебаний потока. Смещения потока могут изменяться в диапазоне 1-20 LPM или использовать другой диапазон смещений потока. Меньшее смещение потока может соответствовать более высокому уровню триггерной чувствительности. Прогнозируемая форма 31 колебаний потока соответствует триггерной чувствительности по умолчанию или "нормальной" чувствительности, как описано в отношении Фиг. 2. Обращаясь к Фиг. 3A, прогнозируемая форма 32 колебаний потока может соответствовать триггерной чувствительности "+3". Прогнозируемая форма 33 колебаний потока может соответствовать триггерной чувствительности "+7". Иллюстрация и/или вовлечение на Фиг. 3A восьми уровней триггерной чувствительности не подразумевается как ограничение, а является просто примером. Триггерный модуль 111 может обнаруживать триггерное событие в ответ на пересечение фактической формы 30 колебаний потока с прогнозируемой формой потока субъекта, которая соответствует текущей триггерной чувствительности. Например, для триггерной чувствительности "+3" триггерное событие 32b может означать пересечение прогнозируемой формы 32 колебаний потока с фактической формой 30 колебаний потока. Отметим, что более высокий уровень триггерной чувствительности может соответствовать меньшему смещению потока соответствующей прогнозируемой формы потока субъекта. Меньшее смещение потока прогнозируемой формы потока субъекта может соответствовать меньшему изменению в одном или более выходных сигналах и/или меньшему изменению в одном или более параметрах, определенных из выходных сигналов, что является достаточным для обнаружения пересечения между прогнозируемой формой потока субъекта и фактической формой 30 колебаний потока. Например, меньшее изменение уровня потока в фактической форме 30 колебаний потока может соответствовать обнаруженному триггерному событию.
[33] Инициирование объема триггерного модуля 111 может обнаруживать триггерное событие, когда субъектом был выполнен вдох предварительно определенного объема. Обнаружение может быть ответным на достижение фактическим потоком субъекта, по меньшей мере, пороговой величины потока. Предварительно определенный объем вдоха может быть регулируемым согласно триггерной чувствительности. Обнаружение может быть ответным на определение того, что произошла одна или более из предварительно определенных фаз в дыхательном цикле, предварительно определенный момент или событие в дыхательном цикле и/или другой предварительно определенный момент времени. Например, обнаружение начала вдоха с помощью переключения по объему может быть ответным на определение того, что предшествующая фаза выдоха находится за пределами своего пикового отрицательного потока. Другие предварительно определенные моменты времени, которые указывают, что вдох еще не начался, также рассматриваются. В качестве иллюстрации, Фиг. 3B иллюстрирует форму 30 колебаний потока, относящуюся к переключению по объему. Форма 30 колебаний потока изображает фактический (оцененный, измеренный и/или определенный) поток субъекта для субъекта 106. Порог 36 потока изображает порог положительного потока, ниже которого вдыхаемый объем вдоха субъекта не может быть измерен и/или подсчитан по отношению к предварительно определенному объему вдоха, используемому, чтобы обнаруживать триггерное событие. Пик 38 фактической формы 30 колебаний изображает объем потока, который нарушает порог 36 потока. Соответственно, объем 37a ниже порога 36 потока не может быть измерен и/или подсчитан по отношению к предварительно определенному объему вдоха, используемому, чтобы обнаруживать триггерное событие, в отличие от объема 37b выше порога 36 потока. Диапазон 38 объема вдоха изображает диапазон объемов вдохов, которые соответствуют различным триггерным чувствительностям и, таким образом, различным обнаруженным триггерным событиям. Диапазон 38 объема вдоха может колебаться в диапазоне от 0,3 миллиметра в минуту (mLPM) до 6 mLPM и/или любом другом подходящем диапазоне. Иллюстрация на Фиг. 3B восьми уровней триггерной чувствительности не задумана как ограничивающая, а является просто примерной. Отметим, что более высокая триггерная чувствительность, до и включающая в себя триггерную чувствительность "+7", соответствует меньшему измеренному и/или подсчитанному объему вдоха, что достаточно для обнаружения триггерного события.
[34] Модуль 112 мышечного напряжения системы 100 на Фиг. 1 конфигурируется, чтобы определять мышечное напряжение, или Pmus, субъекта на основе одного или более выходных сигналов, сформированных датчиком 142. С помощью модели активного легкого Pmus может быть определено посредством решения следующего уравнения: Pmus = P-(R⋅Q/1000+V/C+P0), где единицей давления может быть cmH2O, P может быть давлением в дыхательных путях субъекта, Q может быть потоком субъекта, V может быть объемом субъекта в мл, который может быть получен независимо, например, для каждого вздоха. R может быть сопротивлением легких, а C может быть растяжимостью легких. Получая, оценивая и/или определяя близкое (или в дыхательных путях) давление субъекта (например, в начале вдоха), поток субъекта и давление P0 в конце выдоха, непосредственно следующего за вдохом, растяжимость легких и сопротивление легких могут быть определены, вычислены и/или оценены с помощью вышеуказанной формулы. Способы и системы для определения Pmus, например, с помощью модели активного легкого, раскрываются в патентной заявке США № 61/527186, зарегистрированной 25 августа 2011 г., озаглавленной "Non-Invasive Ventilation Measurement", по меньшей мере, одного или более из тех же изобретателей (номер в досье 2011PF01122), которая, таким образом, содержится по ссылке в данном документе во всей своей полноте.
[35] Модуль 113 обнаружения ошибок конфигурируется, чтобы обнаруживать одно или оба из безрезультатного триггерного события и/или ложного триггерного события. Обнаружение ошибок основано на мышечном напряжении, которое определено модулем 112 мышечного напряжения.
[36] Обнаружение безрезультатного, или отсутствующего, триггерного события модулем 113 обнаружения ошибок происходит, когда обнаружено, по меньшей мере, некоторое диафрагмальное усилие субъекта, обнаружена попытка субъекта вдохнуть и/или обнаружено инициирование субъектом вдоха, без случая обнаружения триггерного события. Безрезультатное триггерное событие может характеризоваться отрицательным колебанием мышечного напряжения Pmus субъекта, которому не удается следовать за пиковым давлением в дыхательных путях, например, с предварительно определенным IPAP-значением. Безрезультатное триггерное событие определяется посредством комбинации следующих трех обнаруженных условий: i) поток субъекта определяется как больший, чем предварительно определенный порог потока, равный 0,5 LPM, 1,0 LPM, 2,0 LPM и/или другой порог потока, ii) максимальное давление при вдохе определяется как меньшее, чем предварительно определенный порог давления, равный, например, среднему между предварительно определенными IPAP и EPAP-значениями, и/или другому предварительно определенному значению, и iii) максимальное мышечное напряжение |Pmus|max при вдохе (например, во время вдоха или попытке вдоха) определяется как большее, чем предварительно определенный порог мышечного напряжения, равный, например, 0,5 cmH2O, 1,0 cmH2O, 2,0 cmH2O и/или другому предварительно определенному порогу мышечного напряжения. Безрезультатное триггерное событие определяется посредством меньшего количества обнаруженных условий и/или может включать в себя одно или более дополнительных обнаруженных условий. Например, обнаружение безрезультатного триггерного события может принимать во внимание самое последнее число циклов дыхания или предыдущие обнаружения триггерных событий и/или ошибок в течение самых последних 30 секунд, одной минуты и/или другого предварительно определенного периода времени. Обнаружение безрезультатного триггерного события может быть основано на статистическом анализе самой последней статистики триггерных событий и/или ошибок, чтобы определять тенденцию и/или аномалию.
[37] Обнаружение ложного триггерного события модулем 113 обнаружения ошибок может происходить, когда было обнаружено небольшое или не было обнаружено диафрагмальное усилие субъекта, была обнаружена небольшая или не была обнаружена попытка вдохнуть, и/или было обнаружено небольшое или не было обнаружено инициирование вздоха, но возникновение триггерного события, тем не менее, обнаруживается. Такая ошибка вызывается случайным шумом в (дыхательной) схеме, водой в схеме, мышечными сокращениями и/или спазмами, утечками в схеме, сердечными пульсациями и/или другими причинами. Ложное триггерное событие определяется посредством комбинации следующих двух обнаруженных условий: i) максимальное давление при вдохе определяется как большее, чем предварительно определенное пороговое значение, равное, например, среднему между предварительно определенными IPAP и EPAP-значениями и/или другому предварительно определенному значению, и ii) максимальное мышечное напряжение |Pmus|max при вдохе (например, во время вдоха или попытке вдоха) определяется как меньшее, чем предварительно определенный порог мышечного напряжения, равный, например, 0,5 cmH2O, 1,0 cmH2O, 2,0 cmH2O и/или другой предварительно определенный порог мышечного напряжения. Ложное триггерное событие может быть определено посредством меньшего количества обнаруженных условий и/или может включать в себя одно или более дополнительных обнаруженных условий. Например, обнаружение ложного триггерного события может принимать во внимание самое последнее число циклов дыхания или предыдущие обнаружения триггерных событий и/или ошибок в течение самых последних 30 секунд, одной минуты и/или другого предварительно определенного периода времени. Обнаружение ложного триггерного события может быть основано на статистическом анализе новейшей истории триггерных событий и/или ошибок, чтобы определять тенденцию и/или аномалию.
[38] Модуль 114 чувствительности конфигурируется, чтобы регулировать один или более триггерных параметров, чтобы регулировать триггерную чувствительность. Регулировки посредством модуля 114 чувствительности могут быть основаны на одном или более обнаружениях посредством модуля 113 обнаружения ошибок и/или посредством множества таких обнаружений в течение предварительно определенного периода времени. В некоторых вариантах осуществления модуль 114 чувствительности может уменьшать триггерную чувствительность в ответ на определение того, что квота (например, предварительно определенный порог) для обнаружений ложных триггерных событий была достигнута. Альтернативно, и/или одновременно, модуль 114 чувствительности может увеличивать триггерную чувствительность в ответ на определение того, что квота (например, предварительно определенный порог) для обнаружений безрезультатных триггерных событий была достигнута. Такие квоты могут быть использованы в одном или более из скользящего окна периода наблюдения, частоты дыхания субъекта, вручную введенных настроек, персональных предпочтений, регулируемых периодов получения выборки и/или других значениях. Модуль 114 чувствительности может определять автоматически и/или автономно, регулировать ли или как регулировать триггерную чувствительность, на основе, по меньшей мере, частично, результатов обнаружений от триггерного модуля 111 и/или модуля 113 обнаружения ошибок.
[39] Модуль 115 управления конфигурируется, чтобы управлять генератором 140 давления, чтобы регулировать один или более параметров газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа как функцию по времени в соответствии с режимом дыхательной терапии. Режим дыхательной терапии может задавать регулировки в одном или более параметрах газа на основе обнаруженных триггерных событий. Например, когда обнаруживается триггерное событие, модуль 115 управления может регулировать один или более параметров газа находящегося под давлением потока дыхательного газа, так что предварительно определенное и/или предписанное положительное давление в дыхательных путях при вдохе (или IPAP) обеспечивается в дыхательных путях субъекта. Альтернативно, и/или одновременно, режим дыхательной терапии может задавать, например, как и когда переходить к фазе выдоха. Например, модуль 115 управления может регулировать один или более параметров газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа, так что предварительно определенное и/или предписанное положительное давление в дыхательных путях при выдохе (или EPAP) обеспечивается в дыхательных путях субъекта.
[40] Фиг. 4 иллюстрирует способ 400 обеспечения дыхательной терапии. Этапы способа 400, представленного ниже, предполагаются как иллюстративные. В некоторых вариантах осуществления способ 400 может быть выполнен с одной или более дополнительными неописанными этапами и/или без одной или более обсуждаемых этапов. Дополнительно, порядок, в котором этапы способа 400 иллюстрируются на Фиг. 4 и описываются ниже, не предполагает быть ограничивающим. В некоторых вариантах осуществления способ 400 может быть реализован в одном или более устройств обработки (например, цифровом процессоре, аналоговом процессоре, цифровой схеме, предназначенной, чтобы обрабатывать информацию, аналоговой схеме, предназначенной, чтобы обрабатывать информацию, конечном автомате и/или других механизмах для электронной обработки информации). Одно или более устройств обработки могут включать в себя одно или более устройств, выполняющих некоторые или все из этапов способа 400 в ответ на инструкции, сохраненные электронным образом на электронном носителе хранения. Одно или более устройств обработки могут включать в себя одно или более устройств, сконфигурированных через аппаратные средства, микропрограммное обеспечение и/или программное обеспечение, так что они специально спроектированы для выполнения одного или более этапов способа 400.
[41] На этапе 402 формируется поток дыхательного газа под давлением для доставки в дыхательные пути субъекта. В одном варианте осуществления этап 402 выполняется посредством генератора давления, аналогичного или, по существу, такого же, что и генератор 140 давления (показанный на Фиг. 1 и описанный выше).
[42] На этапе 404 формируются один или более выходных сигналов, которые передают информацию, относящуюся к параметрам газа находящегося под давлением потока дыхательного газа. В одном варианте осуществления этап 404 выполняется посредством датчика, аналогичного или, по существу, такого же, что и датчик 142 (показанный на Фиг. 1 и описанный выше).
[43] На этапе 406 одно или более триггерных событий, которые указывают дыхательное усилие субъекта, обнаруживаются на основе одного или более выходных сигналов и одного или более триггерных параметров. Один или более триггерных параметров являются регулируемыми, чтобы упрощать обнаружение триггерных событий с различными уровнями триггерной чувствительности. В одном варианте осуществления этап 406 выполняется посредством триггерного модуля, аналогичного или, по существу, такого же, что и триггерный модуль 111 (показанный на Фиг. 1 и описанный выше).
[44] На этапе 408 мышечное напряжение субъекта определяется на основе одного или более выходных сигналов. В одном варианте осуществления этап 408 выполняется посредством модуля мышечного напряжения, аналогичного или, по существу, такого же, что и модуль 112 мышечного напряжения (показанный на Фиг. 1 и описанный выше).
[45] На этапе 410 один или оба из безрезультатного триггера и/или ложного триггера обнаруживается на основе определенного мышечного напряжения. В одном варианте осуществления этап 410 выполняется посредством модуля обнаружения ошибок, аналогичного или, по существу, такого же, что и модуль 113 обнаружения ошибок (показанный на Фиг. 1 и описанный выше).
[46] На этапе 412 один или более триггерных параметров регулируются, чтобы регулировать триггерную чувствительность на основе одного или более обнаружений модуля обнаружения ошибок. В одном варианте осуществления этап 412 выполняется посредством модуля чувствительности, аналогичного или, по существу, такого же, что и модуль 114 чувствительности (показанный на Фиг. 1 и описанный выше), в сочетании с модулем обнаружения ошибок, аналогичным или, по существу, таким же, что и модуль 113 обнаружения ошибок (показанный на Фиг. 1 и описанный выше).
[47] На этапе 414 один или более параметров газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа регулируются, по времени, в соответствии с режимом дыхательной терапии. Режим дыхательной терапии задает регулировки в одном или более параметрах газа на основе обнаруженных триггеров. В одном варианте осуществления этап 414 выполняется посредством модуля управления, аналогичного или, по существу, такого же, что и модуль 115 управления (показанный на Фиг. 1 и описанный выше).
[48] В формуле изобретения все ссылки с номерами, помещенные в круглые скобки, не должны рассматриваться как ограничивающие формулу изобретения. Слово "содержащий" или "включающий в себя" не исключает наличия элементов или этапов, не перечисленных в пункте формулы изобретения. В пункте формулы изобретения по устройству, перечисляющем несколько средств, несколько этих средств могут быть осуществлены посредством одного и того же элемента аппаратных средств. Слово "a" или "an" перед элементом не исключает наличия множества таких элементов. В пункте формулы изобретения на устройство, перечисляющем несколько средств, некоторые из этих средств могут быть осуществлены посредством идентичного элемента аппаратных средств. Простой факт того, что определенные элементы излагаются во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает того, что эти элементы не могут быть использованы в комбинации.
[49] Хотя изобретение описано подробно для цели 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 объема прилагаемой формулы изобретения. Например, следует понимать, что настоящее изобретение предполагает то, что в максимально возможной степени один или более признаков любого варианта осуществления могут быть комбинированы с одним или более признаков любого другого варианта осуществления.
1. Система дыхательной терапии, содержащая:
генератор (140) давления, выполненный с возможностью формирования потока дыхательного газа под давлением для подачи в дыхательные пути субъекта;
один или более датчиков (142), выполненных с возможностью формирования одного или более выходных сигналов, передающих информацию, относящуюся к одному или более параметрам газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа; и
один или более процессоров (110), выполненных с возможностью выполнения компьютерных программных модулей, причем компьютерные программные модули содержат:
триггерный модуль (111), выполненный с возможностью обнаружения триггерных событий, указывающих на дыхательное усилие субъекта, на основании одного или более выходных сигналов и одного или более триггерных параметров, при этом один или более триггерных параметров являются регулируемыми, чтобы способствовать обнаружению триггерных событий с различными уровнями триггерной чувствительности;
модуль (112) мышечного напряжения, выполненный с возможностью определения мышечного напряжения субъекта на основании одного или более выходных сигналов;
модуль (113) обнаружения ошибок, выполненный с возможностью обнаружения одного или обоих из безрезультатного триггерного события и/или ложного триггерного события, при этом одно или оба обнаружения посредством модуля обнаружения ошибок основаны на определенном мышечном напряжении;
модуль (114) чувствительности, выполненный с возможностью регулирования одного или более триггерных параметров, чтобы регулировать триггерную чувствительность на основании одного или более обнаружений посредством модуля обнаружения ошибок; и
модуль (115) управления, выполненный с возможностью управления генератором давления, чтобы регулировать один или более параметров газа для находящегося под давлением потока дыхательного газа в зависимости от времени в соответствии с режимом дыхательной терапии, при этом режим дыхательной терапии определяет регулировки одного или более параметров газа на основании обнаруженных триггерных событий.
2. Система по п. 1, при этом триггерный модуль выполнен с возможностью обнаружения триггерных событий посредством одного или обоих из:
обнаружения пересечения фактической формы колебаний потока субъекта с заданной формой колебаний потока субъекта, и/или
обнаружения заданного объема вдоха, выполненного субъектом после заданного момента времени.
3. Система по п. 1, в которой мышечное напряжение определяется на основании оценок динамического сопротивления легкого и динамической растяжимости легкого при каждом вздохе, при этом оценки при каждом вздохе отражают модель активного легкого.
4. Система по п. 1, в которой обнаружение безрезультатного триггерного события дополнительно основано на сравнении потока субъекта с заданным порогом потока, и при этом обнаружение ложного триггерного события дополнительно основано на сравнении давления в дыхательных путях с заданным порогом давления.
5. Система по п. 1, в которой модуль чувствительности уменьшает триггерную чувствительность в ответ на определение того, что достигнута первая заданная пороговая величина для обнаружений ложного триггерного события, и при этом модуль чувствительности увеличивает триггерную чувствительность в ответ на определение того, что достигнута вторая заданная пороговая величина для обнаружений безрезультатных триггерных событий.
