用于使用气道正压支持治疗肺部疾病的系统和方法

专利名称：用于使用气道正压支持治疗肺部疾病的系统和方法
用于使用气道正压支持治疗肺部疾病的系统和方法这一专利申请根据35 U. S. C. § 119(e)要求于2008年12月19日提交的美国临时申请No. 61/139，064的优先权益，该临时申请的内容通过引用并入本文中。本发明涉及用于治疗诸如哮喘、COPD的肺部疾病，或者影响气道的其他肺部疾病的系统和方法，并且具体而言涉及用于使用气道正压支持来治疗这种肺部疾病的系统和方法。哮喘是侵害人支气管的慢性肺部疾病，支气管也称为气道，其是将空气运送至和运送出肺部的管状器官。有哮喘的人的气道由于肿胀和产生过多粘液而发炎。有哮喘的人的气道对于如锻炼、灰尘或者香烟烟雾之类的事物也是极度敏感的。这一极度敏感性使得当有哮喘的人进行锻炼或者吸入这种物质时包围气道的平滑肌收紧。气道发炎和肌肉收紧的一起使得气道狭窄并使气体难以移动通过气道。结果，有哮喘的人经受喘鸣、胸闷、呼吸短促和咳嗽的复发期，通常称为哮喘发作。典型地，用以下两种方法之一或者两者来药物治疗哮喘。第一种方法采用通常被称为抢救药物的药物。在需要时施予抢救药物以迅速停止急性发作的症状。第二种方法试着控制哮喘并且使用通常被称为控制药物的药物来防止发作发生。这种控制药物典型地为每日服用，无论发作是否已经发生，并且试着治疗与哮喘相关的气道发炎。虽然使用药物治疗哮喘已经在很多病例中被证明是有效的，但是一些人对药物完全没有反应和/或遭受不利的副作用。此外，大部分医师和/或哮喘患者通常更喜欢利用达到有效而必需的最小药物剂量。因而，需要使用另外的治疗方法并结合和/或(至少一部分)替代药物来治疗哮喘和/或影响气道的其他肺部疾病，例如C0PD。在另一实施例中，提供一种治疗例如哮喘或者COPD的肺部疾病的方法，该方法包括在多个呼吸循环期间给患者气道递送正压支持，并在该呼吸循环的若干中的该患者的吸气时相的至少一部分期间自动地改变该正压支持的压力水平。该压力水平的自动改变可以包括在预定的界限之内以伪随机的方式改变该压力水平，或者可选地，根据预定方案来改变该压力水平。此外，该方法也包括在该呼吸循环的若干中的该患者的呼气时相的至少一部分期间自动地改变该正压支持的第二压力水平。在进一步的可选实施例中，本发明提供一种治疗诸如哮喘或者COPD的肺部疾病的方法，该方法包括在多个呼吸循环期间给患者气道递送双水平正压支持，并在该呼吸循环的若干期间自动地改变该双水平压力支持的吸气气道正压(IPAP)水平和呼气气道正压 (EPAP)水平之间的差分。在一个特定实施例中，通过在预定界限之内以伪随机的方式改变该差分而自动地改变该差分。在另一实施例中，通过根据预定方案，例如但不限于，根据预定的水平模式改变该差分而自动地改变该差分。在另一特定实施例中，该双水平正压支持治疗在该呼吸循环的初始数量期间具有预定的基线IPAP水平和预定的基线EPAP水平，其中呼吸循环的初始数量与在其期间自动改变该差分的所述呼吸循环的所述若干不同。该差分的改变可以包括只改变IPAP水平，或者可选地，改变IPAP水平和EPAP水平之一或者两者ο在另一实施例中，本发明提供一种用于治疗诸如哮喘或者COPD的肺部疾病的压
4力支持系统，该系统包括压力生成系统、可操作地耦合到该压力生成系统的患者回路以及可操作地耦合到该压力生成系统的控制器。该控制器适于控制该压力生成系统在多个呼吸循环期间经由该患者回路给患者气道递送正压支持，并且在该呼吸循环的若干中的该患者的吸气时相的至少一部分期间自动地改变该正压支持的压力水平。该控制器可以适于在预定的界限之内以伪随机的方式自动改变该压力水平，或者可选地，该控制器可以适于根据预定方案来自动改变该压力水平。同样，该控制器可以进一步适于在该呼吸循环的若干中的该患者的呼气时相的至少一部分期间自动地改变该正压支持的第二压力水平。在又一实施例中，本发明提供一种用于治疗诸如哮喘或者COPD的肺部疾病的压力支持系统，该系统包括压力生成系统、可操作地耦合到该压力生成系统的患者回路以及可操作地耦合到该压力生成系统的控制器。该控制器适于控制该压力生成系统在多个呼吸循环期间经由该患者回路给患者气道递送双水平正压支持，并且在该呼吸循环的若干期间自动地改变该双水平正压支持的吸气气道正压(IPAP)水平和呼气气道正压(EPAP)水平之间的差分。因此，现在应该显而易见的是本发明大体上实现了所有的以上方面和优点。本发明的另外方面和优点将在以下的描述中阐明，并且在某种程度上将通过该描述而变得明显，或者可以通过本发明的实践而得到认识。此外，本发明的方面和优点可以借助于在权利要求书中特定指出的手段和组合来实现和获得。附示了本发明目前的优选实施例，并与以上给出的大致描述和以下给出的详细描述一起用于说明本发明的原理。如所有的附图所示，相似的附图标记表示相似或者相应的零件。

图1是双水平正压支持系统输出的典型的现有技术压力曲线；图2是根据本发明的一个非限制性实施例的压力支持系统；图3AJB和3C的流程图示出了根据本发明的一个特定非限制性实施例的使用双水平正压支持治疗的哮喘治疗方法；图4是可以由图3A JB和3C的方法得到的示例性压力曲线；图5的流程图示出了根据本发明的可选实施例的使用双水平正压支持治疗的哮喘治疗方法；以及图6和图7示出了可以由图5的方法得到的示例性压力曲线。如于此采用地，两个或者更多个零件或者部件被“耦合”在一起的表述应意味着该零件直接地或者经由一个或多个中间零件或者部件连接在一起或者一起运转。如于此采用地，术语“若干”应意味着一个或者大于一个的整数(也即，多个)。已经假设哮喘是平滑肌细胞的化学缺乏(也即，p38MAPK和HSP27抑制)和动态平滑肌扩张缺乏(也即，力学微扰的缺失和无阻碍肌肉缩短导致的气道的过度受限)的结果。通俗地说，这意味着正常人群的上气道是保持打开的，因为他们的上气道平滑肌均能够处理造成肌肉变长的关键蛋白质，并且因为他们通过更多不同的呼吸模式(也即，深吸气和更多的浅吸气两者的正常组合)而机械地操作气道肌肉。在患哮喘的个体中，出于一些原因这些关键蛋白质的处理被抑制，这使得他们的气道肌肉变得更短(更加收缩)。哮喘个体也不具有相同的呼吸动态范围，或许归因于刚刚所描述的肌肉缩短状态。以提高的压力给患者气道提供呼吸气流的正压支持系统是公知的。这种压力支持的一种形式被称为双水平正压支持治疗。在双水平正压支持治疗中，递送给患者的气体的压力随着患者的呼吸循环而改变。具体地，在患者呼吸循环的吸气时相期间提供吸气气道正压(IPAP)，在患者呼吸循环的呼气时相期间提供呼气气道正压(EPAP)。EPAP比IPAP低， 从而使患者呼气时抵抗与IPAP压力相比相对低的压力，由此提高患者的舒适度。由宾夕法尼亚州Murrysville的Respironics公司制造的BiPAP *Bi-Flex 系列的压力支持设备是压力支持设备的例子，其提供各种形式的双水平正压支持治疗。此外，几个美国专利详细描述了双水平正压支持系统，包括U. S.专利号Nos. 5，433，193 ；5, 313，937 ；5, 239，995 ； 5，148，802 ；6, 532，960和6，640，806，它们据此通过引用清楚地并入本文中，就好像在本文中将它们完全地阐述一样。如以上讨论地，双水平正压支持系统(如本文中使用的术语)在吸气的至少一部分期间给患者气道提供IPAP压力水平，并在呼气的至少一部分期间提供EPAP压力水平。 图1示意性地描述了由示例性的双水平正压支持系统输出的典型压力曲线5。在患者呼吸循环的呼气时相期间，压力曲线5处于呼气压力(EPAP)IO。在呼气的末期，也即，在患者呼吸循环的随后的吸气时相开始时，压力曲线5变为吸气压力(IPAP) 15。当系统检测到吸气的末期时，也即，在随后的呼气时相开始时，压力曲线5返回至更低的呼气压力(EPAP) 10， 并且该循环重新开始。在图1中，EPAP 10和IPAP15之间压力的差表示为ΔΡ。如图1中所见，在其中所示的示例性压力波形中，这一压力改变逐渐地(而不是瞬间地)发生，这帮助改善了患者的舒适性。这一逐渐转变效果通过系统压力从EPAP 10增加到IPAP 15所花费的时间来衡量，并被称为双水平压力支持系统的“上升时间”。同样，图1示出了系统压力从IPAP 15到EPAP 10的逐渐转变，而不是从IPAP 15到EPAP 10的瞬间转变。这一逐渐转变效果通过系统压力从IPAP 15下降到EPAP 10所花费的时间来衡量，并被称为双水平压力支持系统的“下降时间”。此外，虽然在图1中(以及在本文中别处所描述的图4、6和 7中)将从EPAP 10到IPAP 15的转变和从IPAP 15到EPAP 10的转变示出为指数斜面，但是那只是示例性的，并且应该理解的是，斜面也可以是从一个大致恒定水平到另一个的直线(固定的转变率)或者任意其他转变波形(包括方波)。如于此更加详细描述地，本发明在各种实施例中使用正压支持治疗，优选双水平正压支持治疗来提供对影响气道的肺部疾病，例如哮喘和COPD的治疗。具体地，本发明采用正压支持治疗，优选双水平正压支持治疗来解决对于遭受影响气道的肺部疾病的个体， 例如哮喘个体而言常见的上气道肌肉力学微扰问题和缺乏。更具体地，在一个实施例中，本发明使用正压支持治疗，优选双水平正压支持治疗来治疗诸如哮喘或者COPD的肺部疾病， 该治疗是通过确定指示患者肺部力学的参数，例如但不限于，上气道阻力或者肺部顺应性， 然后基于该确定的参数来确定并改变正压支持治疗的设置(例如，在吸气时相的至少一部分期间的压力水平或者IPAP和EPAP设置)。在另一实施例中，本发明使用正压支持治疗， 优选双水平正压支持治疗来治疗诸如哮喘或者COPD的肺部疾病，该治疗是通过动态地并且优选以伪随机的方式改变在正压支持治疗疗程期间采用的正压支持治疗设置(例如在吸气时相的至少一部分期间的压力水平，或者IPAP和EPAP设置的范围)。于此描述的正压支持治疗方法优选旨在由个体规律地使用，例如但不限于，每天一次或者更多次，以治疗个体状况，而无论该个体当前是否遭受任何急性症状。该治疗的一个目的或者目标是减少个体对控制药物和/或抢救药物的需要。
如以上所述，在优选实施例中，提供给患者的正压支持是双水平正压支持。因而， 为了便于图示和说明，以下描述的特定实施例(从图2到7)将采用这种双水平正压支持。 然而，应该理解的是，这不意味着是限制性的，并且在吸气时相的至少一部分期间和同样可能的在患者的呼气时相的至少一部分期间提供的其他形式的正压支持(也即，递送给用户的压力高于大气压力的其他治疗波形)也是预期的。图2是根据一个特定的非限制性实施例的压力支持系统50的示意图，如于此描述地，该系统适于提供双水平正压支持治疗以治疗诸如哮喘或者COPD的肺部疾病。参照图2，压力支持系统50包括气流发生器52，例如在常规的CPAP或者双水平压力支持设备中使用的鼓风机，其从任意的适当的源，例如氧气或者空气加压罐、周围大气或者其组合，接收由箭头C大致指示的呼吸气体。气流发生器52 生成呼吸气流，例如空气、氧气或者其混合物，以用于以相对更高和更低的压力(也即，大致等于或者高于周围大气压力)递送至患者M的气道。通过来自气流发生器52的箭头D 大致指示的加压呼吸气流经由递送管道56被递送至任意已知构造的呼吸面罩或者患者接口 58，该呼吸面罩或者患者接口 58在治疗期间典型地由患者M戴上或者以其他方式附接于患者54，以将呼吸气流传送至患者气道。递送管道56和患者接口设备58典型地被共同称为患者回路。图2中所示的压力支持系统50是被称为单肢系统的系统，意味着患者回路只包括将患者M与压力支持系统50连接的递送管路56。因此，排气口 57设置于递送管道56中以将呼气气体从该系统如箭头E所指示的排出。应该注意的是，排气口 57能够设置在除递送管道56以外或者替代于递送管道56的其他位置处，例如在患者接口设备58中。同样应该理解的是，取决于气体从压力支持系统50中排出的期望方式，排气口 57能够具有各种各样的构造。本发明也预期压力支持系统50可以是双肢系统，具有递送管道和与患者M连接的排气管道。在双肢系统中，排气管道从患者M运送排出气体，并在远离患者M的末端处包括排气阀。在这种实施例中的排气阀典型地是主动受控的，以维持系统中的期望水平或压力，该水平或压力通常被称为呼气末正压(PEEP)。此外，在图2所示的压力支持系统50的图示示例性实施例中，患者接口 58是鼻面罩。然而，应理解的是，患者接口 58能够包括鼻/ 口面罩、鼻枕、或者提供适当气流传送功能的任意其他设备。同样，出于本发明的目的，短语“患者接口，，能够包括递送管道56和将加压呼吸气体源与患者连接的任意其他结构。在图示的实施例中，压力支持系统50包括压力控制器，其为在递送管道56中设置的阀60的形式。该阀60控制来自流量发生器52并递送给患者M的呼吸气流的压力。出于本发明的目的，流量发生器52和阀60被共同称为压力生成系统，因为它们一致行动来控制递送给患者的压力和/或气流。然而，应该显而易见的是，本发明预期用于控制递送给患者的气体压力的其他技术，例如改变流量发生器52的鼓风机速度，单独或者结合压力控制阀。因而，取决于用于控制递送给患者M的呼吸气流压力的技术，阀60是任选的。如果取消阀60，压力生成系统单独对应于流量发生器52，并且例如通过控制流量发生器52的电机速度来控制在患者回路中的气体压力。压力支持系统50还包括流量传感器62，其测量在递送管道56之内的呼吸气流的流量。在图2所示的特定实施例中，流量传感器62与递送管道56成一直线地插入，最优选地在阀60的下游。流量传感器62生成提供给控制器64的流量信号Qmeasuked,该流量信号被控制器64用于确定患者M处的气流。当然，本发明预期用于测量患者M的呼吸气流的其他技术，例如但不限于，在患者M处直接测量或者沿着递送管道56的其他位置处测量流量，基于流量发生器52的操作来测量患者气流，以及使用阀60上游的流量传感器来测量患者流量。控制器64例如可以是微处理器，微控制器或者一些其他适当的处理设备，其包括存储器(未示出)或者可操作地与存储器(未示出)连接，该存储器提供针对数据和软件的存储介质，所述软件可由控制器64执行以控制压力支持系统50的操作，包括监视患者的呼吸特性以及基于如本文中更加详细描述的来控制呼吸气流。最后，提供输入/输出设备 66以用于设置由压力支持系统50使用的各种参数，以及用于显示并输出信息和数据给诸如临床医生或者看护者的用户。图3AJB和3C的流程图示出了根据本发明一个特定的非限制性实施例使用双水平正压支持治疗来治疗例如哮喘或者COPD的肺部疾病的方法。图3AJB和3C所示的方法可以在图2所示的示例性压力支持系统50 (或者在另一适当的压力支持系统)中实施。出于说明性的目的，于此将以在压力支持系统50中实施来描述该方法。在图3A JB和3C所示的方法中，对于诸如哮喘或者COPD的肺部疾病，通过确定指示患者肺部力学的参数，然后基于所确定的参数来确定并改变双水平正压支持治疗的设置(例如但不限于，IPAP/EPAP 的差分ΔΡ)。在图3AJB和3C所示的特定实施例中，所采用的指示患者肺部力学的参数是患者上气道阻力。应理解的是，那只是可以使用的优选参数，并不意味着是限制性的。也可采用通过压力支持系统50可以确定其他适当参数，例如但不限于，肺部顺应性。用于使用压力支持系统50确定上气道阻力和/或肺部顺应性的多种不同的适当方法是可能的。这种方法包括基于所测量的流量信号(例如，图2中的Qmeasuked)的方法。然而，众所周知的是，在上气道阻力和/或肺部顺应性的无创估计中最具有挑战性的问题之一涉及如何从所测量的流量信号中消除隔肌压力(Pmus)的影响，因为在流量信号中的Pmus 分量典型地导致大的估计误差。本发明的受让人已经提出了一种用于上气道阻力和/或肺部顺应性的无创估计的基于流量信号的方法，该方法基于单腔肺部模型并使用双水平治疗来解决Pmus分量的问题。具体地，对连续的呼吸施加两个不同的IPAP压力(例如，间隔2cmH20)，测量流量响应， 然后彼此相减。减去该流量响应将除去由隔膜引起的流量分量(也即，Pmus分量)，剩下的信号是外部源所施加的压力差的结果。然后可以使用数据的最小二乘拟合误差来确定上气道阻力和肺部顺应性。具体地，对单腔模型对外部压力源的指数流量响应的自然对数的最小二乘线性回归分析，能够确定截距和斜率。从这些值，能够确定时间常数和肺部顺应性， 其然后允许确定出上气道阻力。本发明的受让人也已经提出了一种类似的但略有不同的用于估计肺部顺应性和气道阻力的方法，其使用单腔肺部模型的一阶方程和变化的压力支持的随机模式(压力支持是在吸气和呼气期间所施加的压力之间的差值)。这一可选方法通过在连续呼吸上针对两个不同的吸气压力设置获得系统的体积响应的差值而解决了 Pmus分量的问题。利用这一技术，能够使用差分体积信号的稳态响应，或者经由数值方法来近似这一稳态值，从而简单地估计出肺部顺应性和pmus。气道阻力的估计能够通过使用差分体积信号中的时间响应信息和顺应性估计来进行。
虽然刚刚描述的用于确定肺部顺应性和/或气道阻力的特定方法被认为是特定适用于于此描述的本发明，但是用于确定上气道阻力和/或肺部顺应性的很多其他方法在现有技术中是已知的，并且也可在本发明中使用。例如，题为“Method and Breathing Apparatus for Assessing Pulmonary Stress”的美国专利申请公开No. 2004/097821 描述了用于确定肺部阻力和顺应性的、利用单腔模型的方法。具体而言，将压力和单腔模型的流量相关的方法被直接用于确定阻力和顺应性。这些值然后被用于确定代表在呼吸系统中存在的月市部应力的应力索弓I值。题为"Apparatus and Method for Determining Respiratory Mechanics of a Patient and for Controlling a Ventilator Based Thereon，，的美国专利No. 6，257，234描述了一种用于无创地检测患者呼吸系统的阻力和弹回性的方法，其使用范围在3-lOHz和2-10cmH20的受迫单压力振荡。通过控制通气机来在治疗压力上叠加至少一个受迫单压力振荡，然后观察压力-流量关系，从而检测出阻力。通过控制通气机来提供具有暂时堵塞呼吸系统的效果的压力，等待直到呼吸系统已经达到平衡，并且评估压力-体积关系，从而检测出弹回性。使用来自压力、流量和体积信号中的两个或者更多的数据点来计算出弹回性参数中的阻力。题为“Method and Device for Controlling a Respirator for Therapeutic Treatment of Sleep Apnea，，的美国专利 No. 5，881，724 描述了一种基于通过示波阻力测量学而测量的压力幅值来确定个体的呼吸阻力的方法。具体地，正弦波流量被叠加于呼吸流量上，并且合成压力振荡被用于确定阻力。题为“Method and Apparatus for Determining Respiratory System Resistance During Assisted Ventilation"的美国专利No. 6，837，242描述了一种使用顺应性的已知值和所测量的压力、体积和流量来计算阻力的方法。具体地，通过经由在压力、流量和体积中引入微扰以找出压力-流量关系来测量出阻力。使用总压力、体积和流量来估计出Pmus。参照图3AJB和3C，现在将描述其中所示的方法。如以下更加详细描述地，那一方法假设已经建立了基线上气道阻力范围，该范围代表了正常的、未患病的(例如，无哮喘的)状况。那一基线阻力范围例如可以由临床医生预先设置，或者由压力支持系统50通过在患者未遭受疾病(例如，哮喘)症状的时间期间进行多个阻力测量来建立。此外，图3A、 3B和3C所示的方法也假设已经建立了双水平正压支持的处于基线IPAP和EPAP水平的基线水平，优选由临床医生通过压力支持系统50输入。因而，基线双水平正压支持将具有基线IPAP/EPAP差分，ΔΡ，例如在图1中所示。如在以下更加详细描述地，根据本发明在治疗期间被提供给患者的实际双水平正压支持将基于所作出的特定气道阻力测量而在这一基线治疗附近改变，并与这一基线治疗相比较。参照图3A，该方法从步骤100开始，其中患者M以规定方式附接于患者接口 58， 并通过压力支持系统50提供处于基线IPAP和EPAP水平的双水平正压支持。图3AJB和 3C所示方法的特定实施例将在作出阻力测量和改变支持水平之前针对初始治疗期提供这一支持的基线水平。因而，在步骤105，确定初始治疗期是否已经逝去。这种初始治疗期例如可以是五到十分钟。如果在步骤105的回答为否，那么该方法返回步骤100。然而，如果在步骤105的回答为是，意味着该初始治疗期已经逝去，那么，在步骤110，压力支持系统50 使用，例如但不限于，在本文中别处所描述的方法之一来确定患者讨的气道阻力。接着，在步骤115，确定所测量的气道阻力是否在预先建立的基线范围之内。如果回答为是，那么，在步骤120，确定预设的总治疗期是否已经逝去。那一预设总治疗期是在当前治疗疗程中提供本发明的治疗的总时期。如果在步骤120的回答为是，那么该治疗就结束并且压力支持系统50不再提供双水平正压支持。然而，如果步骤120的回答为否，那么该方法返回至步骤 100。如图3A所见，如果在步骤115的回答为否，意味着所确定的气道阻力不处于预先建立的正常基线范围，那么该方法继续进行至图3B中所示的步骤125。如以下将详细描述地，图3AJB和3C中所示的方法实施例能够将IPAP/EPAP差分增加至某预设的最大水平。 因而，在步骤125，确定当前的IPAP/EPAP差分是否等于预设的最大IPAP/EPAP差分(即， 是否已经到达最大IPAP/EPAP差分)。如果在步骤125的回答为否，那么，在步骤130，将该 IPAP/EPAP差分增加至预定量。例如，这可以通过增加IPAP水平和减小EPAP水平、通过只增加IPAP水平或者通过只减少EPAP水平来实现。增加的量是预定的步进量，其优选由临床医生使用压力支持系统50的输入/输出设备66来设置。在图3AJB和3C所示的实施例中，每当IPAP/EPAP差分增加，该治疗将被允许在预定的停留期内停留。那一预定停留期可以是，例如但不限于，患者的一个或者多个呼吸循环。因而，在步骤135，确定预定的停留期是否已经终止。如果回答为否，那么该方法返回至步骤135。然而，如果回答为是，那么， 在步骤140，优选根据本文中描述的方法之一再次确定气道阻力。接着，在步骤145，确定所确定的气道阻力是否在预定基线范围之内。如果在步骤145的回答为否，那么，该方法返回至步骤125。然而，如果在步骤145的回答为是，那么该方法继续进行至以下更加详细描述的步骤150。再次参照步骤125，如果回答为是，意味着当前的IPAP/EPAP差分等于最大的 IPAP/EPAP差分，该方法继续进行至步骤155。在步骤155中，患者被告知用他们的药物 (例如，哮喘药物)来增强所提供的治疗。例如，患者讨可以暂时移除患者接口 58并服用抢救药物。在递送药物之后，患者M重新附接上患者接口 58。可选地，诸如喷雾器的药物递送设备可耦合至患者接口 58，所述药物递送设备例如但不限于在题为“Medication Inhaler Mixer”的美国专利No. 5，297，543和题为“Nebulizer Drug Delivery Device for Ventilator"的美国专利申请公开No. 2006/0201500中描述，上述两者都由于此的受让人所拥有，其公开内容通过引用合并于此。在这种实施例中，在步骤155，压力支持系统50将在治疗继续进行时自动令药物递送设备给患者M递送药物。接着，在步骤155之后(无论其实现方式)，该方法继续进行至步骤160，其中处于最大IPAP/EPAP差分的双水平正压支持治疗继续进行一预定时段。此后，在步骤165，再次确定气道阻力。然后，在步骤170，确定所确定的阻力是否在预定基线范围之内。如果回答为否，那么，在步骤175，确定总治疗期是否已经逝去。如果回答为是，那么治疗结束。然而，如果回答为否，那么该方法返回步骤 160。然而，如果在步骤170的回答为是，意味着所确定的气道阻力在基线范围之内，那么该方法继续进行至步骤150。到达步骤150可以是在步骤145的肯定回答或者在步骤170的肯定回答的结果 (两者都意味着当前所确定的阻力在基线范围之内)，在步骤150，然后以当前的IPAP/EPAP 差分提供双水平正压支持治疗。此外，将在预定的停留期内提供该治疗水平。因而，在步骤 180，确定停留期是否已经终止。如果回答为否，那么该方法返回步骤150，其中该治疗继续进行。然而，如果在步骤180的回答为是，意味着停留期已经终止，然后该方法继续进行至图3C的步骤185。
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在步骤185，IPAP/EPAP差分被减少预定的步进量。这一步骤实际上与步骤130相反，并将优选以相反的方式执行，意味着取决于用于(以上描述的)增加的特定实现方式， 可以减小IPAP水平并且可以增加EPAP水平、可以仅减小IPAP、或者可以仅增加EPAP水平， 以便实现预定的步进减少。接着，在步骤190，确定预定的停留期是否已经终止。如果回答为否，那么该方法返回步骤190，以实际上创造等待停留期的终止的循环。然而，如果在步骤190的回答为是，意味着停留期已经终止，那么在步骤195，如在本文中别处所描述地来确定患者M的气道阻力。在步骤200，确定所确定的阻力是否在预定的基线范围之内。如果在步骤200的回答为否，那么该方法返回图:3B的步骤130，并且如先前描述地增加IPAP/ EPAP差分。然而，如果在步骤200的回答为是，那么在步骤205，确定是否已经达到基线IPAP 和EPAP水平。如果在步骤205的回答为否，那么该方法返回步骤185，并且IPAP/EPAP差分如所描述地被进一步减小一预定步进量。如果在步骤205的回答为是，意味着已经达到治疗的基线水平，那么该方法返回至图3A的步骤100，并且如先前描述地继续进程。因而，总之，根据本发明的一方面，并且如图3AJB和3C的特定示例性实施例所示，当气道阻力测量指示与基线相比气道阻力的增加时(该增加指示患者M的系统的恶化)，将以预定的增量或者幅值增加IPAP/EPAP差分。IPAP/EPAP差分将将继续增加直到患者的气道阻力改善，或者直到达到预定的最大IPAP/EPAP差分。如果达到最大IPAP/EPAP 差分而没有获得患者M气道阻力的期望改善，那么患者M被告知用他们的药物(例如，哮喘药物)来增强双水平正压支持治疗(可选地，该药物可以通过所整合的递送设备如本文中所描述地被自动施予)。如果随着增加IPAP/EPAP差分患者M的气道阻力能够改善，那么该治疗将以那一设置停留预定的持续时间，并且其后IPAP/EPAP差分将以阶梯式的方法减小。如果随着IPAP/EPAP差分的减小而患者的气道阻力保持正常，那么IPAP/EPAP差分将被减小直到达到基线水平。否则，如果在IPAP/EPAP差分减小期间气道阻力偏离正常，那么IPAP/EPAP差分被再次增加以试图重新建立正常的气道阻力。图4示出了根据图3AJB和3C所示方法的给患者M提供双水平正压支持治疗的示例性压力曲线225。如图4所见，压力曲线225包括其中提供基线双水平正压支持治疗的部分230和235，在部分MO中IPAP/EPAP差分增加，而在部分M5中IPAP/EPAP差分减小。出于图示的目的，省略了压力曲线225中的可以包括由确定气道阻力的一个或者多个方法所导致的变化的部分。此外，将意识到压力曲线225仅仅是图3AJB和3C所示方法可导致的一个示例性可能，并且很多其他变型都是可能的。此外，在图3AJB和3C所示的特定实施例中，所采用的指示患者肺部力学的参数是上气道阻力。然而，应该理解的是，那不意味着是限制性的，并且替代地，也可以采用其他这种参数而不脱离本发明的范围，包括但不限于，肺部顺应性。此外，在图3AJB和3C所示的特定实施例中，根据所得到的治疗(其优选具有固定持续时间)在分开的步骤中确定指示患者肺部力学的参数。然而，并不是必须如此。相反，能够在治疗期间确定表示患者肺部力学的参数(例如，阻力或者肺部顺应性)，并且可以实时地同时修正/滴定该压力。此外，在图2、3A、;3B和3C所示的特定实施例中，通过压力支持系统50来确定表示患者肺部力学的参数。这仅仅是一个特定的实施例。可选地，指示患者肺部力学的参数的确定可以通过单独的设备(在压力支持系统50的外部)来完成，并有线地或者无线地传输给压力支持系统50。例如，手持(便携式)肺活量计，其是由哮喘患者使用来确定治疗效力的设备，可以被用来确定指示患者肺部力学的参数，并且将所确定的数据经由作为压力支持系统50的一部分而提供的适当接口自动传输，以用于在本文别处所描述的方法。进一步可选地，能够使用在本文别处所描述的方法中使用的适当用户接口(例如键盘或者触摸屏)将由例如肺活量计的单独设备所确定的数据手动输入(与自动传输相反)压力支持系统50。在又一特定实施例中，如调制解调器、存储卡的设备、或者其他数据连接方法可以用于给患者护理提供者发送与一预定时期间内的治疗顺应性和有效性有关的数据(例如， 在一天或者更多天内的呼吸阻力或者肺部顺应性)。此外，在另一特定实施例中，压力支持系统50能够具有给用户指示他们是如何良好地拉伸其肺部的反馈部件。例如，“治疗有效性”反馈部件可以在作为压力支持系统50的一部分而提供的显示器上数字式地和/或图形式地显示，和/或使用例如作为压力支持系统50的一部分而提供的扬声器的反馈设备来以听觉反馈的形式提供。一种反馈方法可以指示由一预定时间期间的治疗导致的用户潮气量的增加(或者减少)，或者实现或超过目标潮气量。如现有技术中公知地，能够通过在部分呼吸循环中对气流求积分来确定潮气量。图5的流程图示出了根据本发明的可选实施例使用双水平正压支持治疗的哮喘治疗方法。图5的方法可以在图2所示的示例性压力支持系统50中(或者在另一适当的压力支持系统中)实施。在图5所示的方法中，通过与基线水平相比周期性地改变提供给患者M的IPAP/EPAP差分来提供哮喘治疗。换言之，在这一实施例中，改变IPAP和EPAP 设置的范围以动态地操纵患者上气道的肌肉。优选地，以伪随机的方式确定和设置该特定 IPAP和EPAP设置(也即，特定IPAP/EPAP差分)。可选地，可以根据某些预定方案(例如， 预设模式)来改变特定IPAP和EPAP设置，以提供对患者上气道肌肉的适当动态操纵。参照图5，该方法从步骤250开始，其中通过压力支持系统50来给患者M提供处于预定基线水平(也即，处于预定基线IPAP和EPAP水平)的双水平正压支持。优选地，由临床医生使用压力支持系统50的输入/输出设备66来确定那一基线水平。在图5所示的实施例中，在预定初始治疗期间提供那一基线双水平正压支持治疗，该治疗也优选由临床医生使用压力支持系统50的输入/输出设备66来建立。因而，在步骤255，确定初始治疗期是否已经逝去。如果回答为否，那么该方法返回步骤250，并且基线治疗继续进行。然而， 如果在步骤255的回答为是，那么，在步骤沈0，以伪随机的方式(在某些预定的安全界限值之内)或者根据由控制器64存储的预定方案来改变IPAP/EPAP差分。在图5所示的实施例中，在特定的停留期提供处于新的IPAP/EPAP差分的新的双水平正压支持治疗。因而， 在步骤260之后，该方法继续进行至步骤沈5，其中确定停留期是否已经终止。如果在步骤 265的回答为否，那么该方法返回步骤沈5。然而，如果在步骤沈5的回答为是，意味着停留期已经终止，那么该方法继续进行至步骤270，其中确定预定的总治疗期是否已经逝去。优选地，由临床医生和/或患者使用压力支持系统50的输入/输出设备66来建立指示提供图5的治疗所用的总时间的那一预定总治疗期。如果在步骤270的回答为否，意味着治疗将继续进行，那么该方法返回步骤260，其中再次改变IPAP/EPAP差分。如果在步骤270的回答为是，意味着总治疗期已经逝去，那么治疗结束。因而，在基线治疗的初始期之后，图5 的方法将得到的双水平正压支持治疗具有提供给患者M的周期性改变的IPAP和EPAP设置，直到预定治疗期已经逝去。步骤沈5的停留期例如可以等于患者M的一个呼吸循环的长度，在这种情况下 IPAP/EPAP差分将在各呼吸之间改变，或者可选地，步骤沈5的停留期可以包括患者M的多个呼吸循环，在这种情况下IPAP/EPAP差分对于多个呼吸循环将保持相同，然后对于多个呼吸循环变为新的水平等等。图6和7分别示出了示例性压力曲线275和观0，其是图5所示方法的结果。如图6和7所见，压力曲线275和280包括由AP1指示的基线IPAP/EPAP差分，以及由Δ P2、 Δ P3指示的变化的IPAP/EPAP差分，以及在压力曲线观0的情况下，ΔΡ4。此外，图6和7 分别所示的压力曲线275和280仅意味着示例性的而不意味着限制性的。因而，具有以其他方式改变的IPAP/EPAP差分的其他压力曲线也可以由图5所示的方法得到，并因而处于本发明的范围之内。虽然以上已经描述并图示了本发明的优选实施例，但是应该理解的是这些是本发明的示例性的而不视为是限制性的。能够做出添加、删除、替代以及其他修改而不脱离本发明的精神或者范围。例如，本文中别处已经结合对哮喘的治疗而描述了所公开的实施例。然而，可以采用在本文所描述的方法和系统来治疗影响气道的其他肺部疾病，例如但不限于， 慢性阻塞性肺病(COPD)。因此不将本发明视为由前述的描述限定，而只由权利要求书的范围限定。
权利要求
1.一种治疗肺部疾病的方法，包括在多个呼吸循环期间给患者气道递送正压支持；以及在所述呼吸循环的若干中的所述患者的吸气时相的至少一部分期间自动地改变所述正压支持的压力水平。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述自动地改变压力水平包括在预定的界限之内以伪随机的方式改变所述压力水平。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述自动地改变压力水平包括根据预定方案来改变所述压力水平。
4.如权利要求1所述的方法，还包括在所述呼吸循环的所述若干中的所述患者的呼气时相的至少一部分期间自动地改变所述正压支持的第二压力水平。
5.如权利要求1所述的方法，其中，所述递送包括在所述多个呼吸循环期间给所述患者的所述气道递送双水平正压支持，并且其中，所述自动地改变包括在所述呼吸循环的所述若干期间自动地改变所述双水平正压支持的吸气气道正压(IPAP)水平和呼气气道正压 (EPAP)水平之间的差分。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述自动地改变差分包括在预定的界限之内以伪随机的方式改变所述差分。
7.如权利要求5所述的方法，其中，所述自动地改变差分包括根据预定方案来改变所述差分。
8.如权利要求5所述的方法，其中，在所述呼吸循环的初始数量期间，所述双水平正压支持治疗具有预定的基线IPAP水平和预定的基线EPAP水平，其中所述呼吸循环的所述初始数量与在其期间自动改变所述差分的所述呼吸循环的所述若干不同。
9.如权利要求5所述的方法，其中，所述自动地改变所述差分包括只改变所述IPAP水平。
10.如权利要求5所述的方法，其中，所述自动地改变包括改变所述IPAP水平和所述 EPAP水平之一或者两者。
11.如权利要求1所述的方法，其中，所述肺部疾病是哮喘。
12.如权利要求1所述的方法，其中，所述肺部疾病是C0PD。
13.一种用于治疗肺部疾病的压力支持系统，包括 压力生成系统；患者回路，其可操作地耦合到所述压力生成系统；以及控制器，其可操作地耦合到所述压力生成系统，所述控制器适于控制所述压力生成系统在多个呼吸循环期间经由所述患者回路给患者的气道递送正压支持，并且在所述呼吸循环的若干中的所述患者的吸气时相的至少一部分期间自动地改变所述正压支持的压力水平。
14.如权利要求13所述的系统，其中，所述控制器适于在预定的界限之内以伪随机的方式自动改变所述压力水平。
15.如权利要求13所述的系统，其中，所述控制器适于根据预定方案来自动改变所述压力水平。
16.如权利要求13所述的系统，其中，所述控制器还适于在所述呼吸循环的所述若干中的所述患者的呼气时相的至少一部分期间自动改变所述正压支持的第二压力水平。
17.如权利要求13所述的系统，其中，所述控制器适于控制所述压力生成系统在所述多个呼吸循环期间经由所述患者回路给患者气道递送双水平正压支持，并且在所述呼吸循环的所述若干期间自动地改变所述双水平正压支持的吸气气道正压(IPAP)水平和呼气气道正压(EPAP)水平之间的差分。
18.如权利要求17所述的系统，其中，所述控制器适于在预定的界限之内以伪随机的方式自动改变所述差分。
19.如权利要求17所述的系统，其中，所述控制器适于根据预定方案来自动改变所述差分。
20.如权利要求17所述的系统，其中，在所述呼吸循环的初始数量期间，所述双水平正压支持治疗具有预定的基线IPAP水平和预定的基线EPAP水平，其中所述呼吸循环的所述初始数量与在其期间自动改变所述差分的所述呼吸循环的所述若干不同。
21.如权利要求17所述的系统，其中，所述控制器适于通过只改变所述IPAP水平来自动地改变所述差分。
22.如权利要求17所述的系统，其中，所述控制器适于通过改变所述IPAP水平和所述 EPAP水平之一或者两者来自动地改变所述差分。
全文摘要
提供一种治疗例如哮喘或者COPD的肺部疾病的方法，该方法包括在多个呼吸循环期间给患者气道递送正压支持，并且在该呼吸循环的若干中的患者的吸气时相的至少一部分期间自动地改变正压支持的压力水平。
文档编号A61M16/00GK102256650SQ200980150871
公开日2011年11月23日 申请日期2009年11月21日 优先权日2008年12月19日
发明者D·梅希伦伯格 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司