呼吸治療裝置、傳感器及使用方法
【專利說明】呼吸治療裝置、傳感器及使用方法
[0001]本發(fā)明涉及一種包括呼吸治療設備的這樣類型的呼吸治療裝置，所述呼吸治療設備是被布置為對通過所述設備的呼吸產(chǎn)生交替的阻力的那個類型。
[0002]本發(fā)明還關(guān)心評估呼吸治療裝置的患者使用的方法。
[0003]對于患有呼吸系統(tǒng)疾病比如哮喘、C0PD、囊性纖維癥等等的患者，黏液分泌過多是主要的病理生理學特征并且通常伴隨有受損的黏液運送。黏液運送和分泌之間的失衡導致黏液被保留在呼吸系統(tǒng)中。呼氣正壓(PEP)裝置，也就是提供通過所述設備的呼氣阻力的裝置，現(xiàn)在被廣泛地用于幫助治療遭受各種呼吸障礙的患者。最近，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)通過提供交替的流動阻力以施加胸腔物理療法的裝置是特別有效的。這樣的裝置的一個示例由SmithsMedical以商標名Acape I la (Smiths Medica I的注冊商標)出售，并且被描述在US6581598、US6776159、US7059324和US7699054中。其他的振動呼吸治療(V-PEP)裝置也是可獲得的，比如由Thayer制造的 “Quake”、由Monaghan制造的 “AeroPEP”、由Smiths Medical制造的“TheraPEP”、以及由Percuss1naire Corp制造的 “IPV Percuss1nator”。所產(chǎn)生的振動正壓致力于通過破壞黏液大分子的鍵合來機械地降低痰的黏彈性，所述破壞黏液大分子的鍵合促進黏液纖毛清除?？商娲b置，比如由Philips制造的“CoughAssist”，也是可獲得的。而呼吸治療裝置能在吸氣期間的提供交替的流動阻力。
[0004]盡管這些設備能非常有效，但是使用者通常忽視正確地使用它們或者沒有按規(guī)定的頻率定期地使用它們。保持所述設備的使用記錄是非常困難的，尤其是當所述患者在家里使用所述設備時。臨床醫(yī)生經(jīng)常不知道患者狀況的惡化是否是因為他未能按規(guī)定使用所述設備或者是否其他因素是原因。通過這樣的V-PEP設備的療法的有效性還決定性地依賴于所生成的振動的頻率和振幅。盡管已經(jīng)提議監(jiān)視這樣的設備的操作，但是這樣的提議并沒有解決如何測量肺部內(nèi)的實際振動。
[0005]本發(fā)明的目的是提供可替代的呼吸治療裝置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了上述具體說明類型的呼吸治療裝置，其特征在于所述裝置包括傳感器，所述傳感器被布置為被放置為與所述患者的胸腔振動連通，而且所述傳感器被布置為在所述設備的使用期間提供響應胸腔中的振動的信號。
[0007]所述傳感器優(yōu)選地包括加速計，比如三軸加速計。所述傳感器優(yōu)選地包括在其上呈現(xiàn)信息的顯示器。所述顯示器可以在直立配置和倒立配置之間切換，以供向下看所述傳感器的患者查看。所述傳感器優(yōu)選地顯示關(guān)于下述一個或全部兩個的信息:胸腔中的振動的頻率和使用所述治療設備的持續(xù)時間。所述裝置優(yōu)選地包括用于在所述患者的胸腔上支撐所述傳感器的支撐件，所述支撐件可以包括彈性帶。所述呼吸治療設備優(yōu)選地是呼氣治療設備。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了在根據(jù)本發(fā)明上述一個方面的呼吸治療裝置中使用的傳感器。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了一種傳感器，所述傳感器布置為與所述患者的胸腔振動連通地被放置，其中，在通過提供交替的呼吸阻力的設備進行呼吸所產(chǎn)生的那種類型的呼吸治療期間，所述傳感器被布置成提供響應胸腔中的振動的信號。
[0010]所述傳感器優(yōu)選地包括顯示器，所述顯示器顯示關(guān)于胸腔中的振動的信息。所述顯示器可以在直立配置和倒立配置之間切換，以供向下看所述傳感器的患者查看。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，提供了一種監(jiān)視呼吸治療的方法，所述方法包括如下步驟:將傳感器與患者的胸腔振動連通地放置，以及在所述患者使用振動呼吸治療設備時利用來自所述傳感器的輸出。
[0012]優(yōu)選地，通過在所述傳感器上顯示胸腔中的振動的頻率的指示并查看所述傳感器以確定所述治療是否正在有效地進行，來利用所述傳感器的所述輸出。
[0013]現(xiàn)在將通過示例，參照附圖來描述包括振動PEP設備的裝置，其中:
[0014]圖1示出了使用中的裝置；
[0015]圖2是所述呼吸治療設備的分解視圖；
[0016]圖3是所述傳感器的前視圖；
[0017]圖4是所述傳感器的示意橫截面?zhèn)纫晥D；
[0018]圖5A、5B和5C是表示來自所述傳感器中的加速計的輸出的圖形；以及
[0019]圖6A、6B和6C示出了在處理所述加速計輸出后所得到的信號。
[0020]首先參照圖1，示出了通過呼吸治療設備100呼吸并穿戴傳感器構(gòu)件30的患者20，傳感器構(gòu)件30通過彈性帶22與患者20的胸腔相接觸地被支撐。傳感器構(gòu)件30響應由于使用設備100而引起的所述患者的肺部中的振動，并且傳感器構(gòu)件30在下文中被詳細描述。
[0021]所述呼吸治療設備可以是能在使用者的肺部內(nèi)產(chǎn)生振動的任意常規(guī)類型的設備。在圖2中所示的設備100是由Smiths Medical出售的Acapella呼吸呼氣治療設備。設備100包括搖桿組件I，搖桿組件I容納在由基本上半圓柱形的上部3和下部4組成的外部殼體2內(nèi)。所述設備最后一個部分是圓形截面的可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤5。搖桿組件I包括空氣流管6，空氣流管6在一個端部處具有呼吸入口 7并且在相對的端部處具有吸氣入口 8，吸氣入口 8包括允許空氣流入空氣流管6但阻止空氣通過所述吸氣入口流出的單通閥(未示出)?？諝饬鞴?具有帶有非線性輪廓的出口開口 10，通過安裝在搖桿臂12上的圓錐形閥元件11打開和關(guān)閉出口開口 10，所述搖桿臂12在其長度一半處繞橫向軸線樞轉(zhuǎn)。空氣流管6和殼體2提供了安裝搖桿臂12的結(jié)構(gòu)。在搖桿臂12的遠離呼吸入口 7的遠端部，搖桿臂12攜帶有鐵銷13，鐵銷13與安裝在可調(diào)節(jié)的支撐架14上的永磁體(不可見)所產(chǎn)生的磁場相互作用。所述磁體如此布置，使得當所述患者不通過所述設備呼吸時，搖桿臂12的所述遠端部被壓低，這樣使得它的閥元件11也被壓低，且與出口開口 10密封接合。在支撐架14的一個端部處的凸輪從動件凸部15定位在轉(zhuǎn)盤5中的凸輪槽16中，這樣使得通過旋轉(zhuǎn)所述轉(zhuǎn)盤，支撐架14與其磁體一起能向上或向下運動以改變與鐵銷13相互作用的所述磁場的強度。轉(zhuǎn)盤5使得能夠調(diào)節(jié)操作頻率和針對通過所述設備的空氣的流動阻力從而最大化對所述使用者的治療效益。
[0022]當所述患者通過呼吸入口7吸氣時，空氣通過吸氣入口 8被吸入并沿空氣流管6流至所述呼吸入口。當所述患者呼氣時，在吸氣入口 8中的所述單通閥關(guān)閉，從而阻止任何空氣沿該路徑流出。相反，呼氣壓力被施加在搖桿臂12上的閥元件11的底側(cè)上，從而導致閥元件11抵抗著磁吸引力抬升而離開開口 10，進而允許空氣流出至大氣中。開口 10具有非線性輪廓，這導致有效排放面積隨著搖桿臂12的所述遠端部提升而增大，進而允許所述臂向下回落并關(guān)閉所述開口。只要所述使用者保