用于支撑受试者的气道的设备和方法
【专利说明】用于支撑受试者的气道的设备和方法发明领域
[0001]本发明涉及缓解打鼾领域，并且具体地涉及用于支撑受试者的气道的设备和方法。
【背景技术】
[0002]打鼾涉及睡眠期间上气道的变窄或阻塞(睡眠呼吸障碍)。据信，打鼾影响多达50%的成人，包括男人和女人，即超过45，000, 000美国人。几乎每两个美国成人中就有一人偶尔打鼾，并且四分之一经常打鼾。打鼾在中断患者和/或他/她伴侣的睡眠周期方面带来不便，这导致白天嗜睡和困倦并导致患者和/或他/她伴侣的生活质量的大幅下降。
[0003]一种缓解打鼾的方式是利用气道阻挡装置，该气道阻挡装置抑制受试者的呼气流，从而在呼气期间支撑气道。然而，常规气道阻挡装置在固定流阻的情况下发挥恒定作用，或仅在呼气期间以非常简单的方式调整流阻。例如，国际专利申请WO 2010/076704A1公开了一种被配置成支撑受试者的气道的呼吸器具，该呼吸器具一方面在确定不发生打鼾时将呼气流阻保持在低值，另一方面，在确定发生打鼾时增大呼气流阻以支撑受试者的气道。在一些情况下，受试者认为不舒适的常规气道阻挡装置可能无法向受试者提供足够支撑。
【发明内容】
[0004]本发明的一个目标是提供一种用于支撑受试者的气道的改善的设备和方法。
[0005]根据本发明的一个方面，提供了一种用于支撑受试者的气道的设备，该设备包括:
[0006]主体，该主体被配置成封闭受试者的气道的一个或多个外部孔口，其中该主体在一个或多个外部孔口和周围环境之间形成至少一个流动路径；
[0007]电动阀，该电动阀设置于流动路径中以用于呼气，其中该电动阀的流阻在吸气期间保持恒定并且可在呼气期间调整；
[0008]传感器，该传感器被配置成感测受试者的打鼾并输出对应信号；和
[0009]控制模块，该控制模块连接至传感器，其中该控制模块被配置成:对从传感器输出的信号进行采样；基于采样信号在预定时间点检测打鼾的存在和水平；一旦已检测到在某一预定时间点存在打鼾，则控制电动阀以从低流阻被触发至高流阻，所述高流阻被维持直至下一个预定时间点以便支撑受试者的气道；和控制电动阀以根据在后续预定时间点打鼾的存在和水平来调整流阻，以便获得针对受试者的最适合流阻。
[0010]因为用于支撑受试者的气道的设备能够自动地微调电动阀的流阻以在呼气期间根据打鼾的存在和水平获得最适合的流阻，所以受试者的舒适度可极大地改善。
[0011]根据本发明的一个实施例，根据在后续预定时间点打鼾的存在和水平来调整流阻包括:
[0012]当检测到不存在打鼾时，在后续预定时间点将流阻减小至较低值；
[0013]当检测到打鼾的水平低于打鼾的先前水平时，在后续预定时间点将流阻保持稳定；和
[0014]当检测到打鼾的水平高于打鼾的先前水平时，在后续预定时间点将流阻增大至较高值。
[0015]根据本发明的另一个实施例，如果流阻达到最大并且打鼾仍存在，则用于支撑受试者的气道的设备给出指示以示出该设备不适于所讨论的受试者。
[0016]根据本发明的一个实施例，为节省功率以延长设备的电池寿命，两个连续的预定时间点之间的时间间隔可优选地根据控制模块的操作发生变化。
[0017]根据本发明的另一个实施例，在控制模块检测到打鼾存在之前，时间间隔设定为预定值，在控制模块检测到打鼾存在时，时间间隔减少以小于该预定值，并且在控制模块检测到打鼾不再存在时，时间间隔恢复为该预定值。
[0018]在本发明的优选实施例中，控制模块在某一时段不执行采样操作和检测操作，并且电动阀在通电之后的所述某一时段维持低流阻，并且在所述某一时段之后，控制模块开始执行采样操作和检测操作并开始控制电动阀的操作。因此，这可帮助受试者调整以改变流阻。
[0019]根据本发明的另一个方面，提供了一种支撑受试者的气道的方法，该方法包括:
[0020]将电动阀提供于流动路径中以用于在受试者的气道的一个或多个外部孔口和周围环境之间的呼气，其中电动阀的流阻在吸气期间保持恒定并且可在呼气期间调整；
[0021]在预定时间点检测受试者的打鼾的存在和水平；
[0022]一旦已检测到在某一预定时间点存在打鼾，则控制电动阀以从低流阻被触发至高流阻，所述高流阻被维持直至下一个预定时间点以便支撑受试者的气道；和
[0023]控制电动阀以根据在后续预定时间点打鼾的存在和水平来调整流阻，以便获得针对受试者的最适合流阻。
[0024]参考结合附图做出的描述，本发明的其它目标和优点将为更显而易见的，并将容易理解。
【附图说明】
[0025]本发明将通过实施例和参考附图在下文中更详细地描述和解释，其中:
[0026]图1示出了根据本发明的一个实施例的用于支撑受试者的气道的设备；
[0027]图2示出了根据本发明的一个实施例的电动阀；
[0028]图3示出了根据本发明的一个实施例的支撑受试者的气道的方法的流程图。
[0029]图中的相同附图标记表明类似或对应的特征和/或功能。
【具体实施方式】
[0030]本发明的实施例将参考附图在下文中更详细地描述。
[0031]参考图1，该图示出了根据本发明的一个实施例的用于支撑受试者的气道的设备10。特别地，设备10包括主体110、电动阀120、传感器130和控制模块140，主体110封闭受试者的气道的一个或多个外部孔口。主体110在一个或多个外部孔口和周围环境之间形成至少一个流动路径，并且电动阀120设置于流动路径中以用于呼气。一方面，电动阀120的流阻可调整以在呼气期间调节气体从受试者的气道的一个或多个外部孔口至周围环境的流动，和另一方面，电动阀120的流阻在吸气期间保持恒定。
[0032]现参考图2，该图根据本发明的一个实施例示出了电动阀120。在这个实施例中，电动阀120为电磁阀，该电磁阀可包括第一部件220a和第二部件220b。第一部件220a充当随输入电压变化的磁场产生源。相应地，第一部件220a包括带有多个中空结构的厚塑料板和由铜线制成的线圈，其中磁芯形成于多个中空结构的处于中心的一个中空结构中，其中该磁芯帮助集中磁通量，并因此增强磁场。第二部件220b具有带有嵌入式软铁的软膜，在所述软膜中存在多个开口以用于允许气体穿过。另外，电磁阀还可包括塑料壳体以用于将第一部件220a和第二部件220b组装于设备10的主体110中。
[0033]如图2所示，当将输入电压施加至第一部件220a时，在第二部件220b中的软膜结构和第一部件220a的线圈结构之间产生吸引力，因此，软膜结构朝向第一部件220a的塑料板的表面偏离(deflect)。软膜结构可保持在不同的稳定偏离位置，使得与软膜结构接触第一部件220a的塑料板的表面时相比，如果所产生的吸引力可被软膜结构的柔性力抵消，则该阀具有不同的流阻，使得如果所产生的吸引力不能被软膜结构的柔性力抵消，则该阀完全关闭。在移除输入电压时，偏离软膜结构将自动地恢复其原始位置。
[0034]然而，应理解，本发明不限于本实施例，并且可采用压电阀或任何其它合适的电动阀。
[0035]再次参考图1，控制模块140连接至传感器130，传感器130感测表示受试者的打鼾状态的参数并输出对应信号。在一个说明性实例中，传感器130可为设置于受试者上的粘接压电传感器，该粘接压电传感器感测受试者的气道周围的组织由打鼾引起的振动并将该振动转换成电输出信号。在另一个说明性实例中，优选的是，传感器130可为麦克风，该麦克风能够感测打鼾声音并将该打鼾声音转换成电输出信号。受试者可感觉更舒适，因为麦克风不必设置在受试者上。
[0036]另外，控制模块HO被配置成对由传感器130输出的信号进行采样并基于采样信号在预定时间点检测打鼾的存在和水平。例如，如果将麦克风用作传感器并且未感测到打鼾声音，则其输出信号为零并因此采样信号也为零。这意味着打鼾不存在。另一方面，如果麦克风感测到打鼾声音，则其输出信号大于零并因此采样信号也大于零。这意味着打鼾存在，并且采样信号的幅度代表了打鼾的水平。
[0037]当控制模块140检测到打鼾在某一预定时间点存在时，电动阀120在控制模块140的控制之下从低流阻被触发至高流阻，并且维持该高流阻直至下一个预定时间点以支撑受试者的气道。其后，电动阀120的流阻在后续预定时间点在控制模块140的控制之下根据打鼾的存在和水平来调整，使得可获得针对受试者的最适合流阻。
[0038]在一个实施例中，控制模块140可以下述方式在后续预定时间点调整电动阀120的流阻。特别地，当控制模块140检测到在后续预定时间点不存在打鼾时，控制模块140将电动阀120的流阻减小至较低值。此外，当控制模块140检测到打鼾的水平低于打鼾的先前水平时，控制模块140在后续预定时间点将电动阀120的流阻保持稳定；而当控制模块140检测到打鼾的水平高于打鼾的先前水平时，控制模块140在后续预定时间点将电动阀120的流阻增大至较高值。
[0039]有时，甚至当电动阀120的流阻达到最大时，打鼾仍存在。在这种情况下，设备10可通过任何适当的手段(诸如发出蜂鸣声或发光)表明该设备不适于受试者。
[0040]根据本发明，两个相邻预定时间点(即，打鼾的采样和检测频率)之间的时间间隔可根据控制模块140的操作发生变化，从而节省功率以延长设备10的电池寿命。通过说明性实例的方式，在控制模块140检测到打鼾存在之前，时间间隔可设定为预定值(例如，10分钟)，并且在已检测到打鼾存在之后，时间间隔减少至较低值(例如，5分钟)。然后，如果控制模块140检测到打鼾不再存在，则时间间隔可恢复为预定值。
[0041]此外，为帮助受试者调整以改变流阻，优选的是，控制模块140在某一时间段(例如，20分钟)不