RU2574360C2

RU2574360C2 - System and method for detecting sleep onset in patient by susceptibility to respiratory stimuli

Info

Publication number: RU2574360C2
Application number: RU2012154211/14A
Authority: RU
Inventors: ВЕЛЗИН Леонардо Альберто БАЛОА; ЛАПОЙНТ Мануэль ЛАУРА; Сара Мари САЙБЕНАЛЛЕР
Original assignee: Конинклейке Филипс Электроникс Н.В.
Priority date: 2010-05-14
Filing date: 2011-04-25
Publication date: 2016-02-10

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: group of inventions refers to medical equipment. A system for detecting patient's wake-sleep transition comprises a pressure generator supplying into the patient's airway, a sensor for forming output signals conveying pressure or gas flow information inside or nearby the patient's airway, a processor for executing programming modules. The programming modules comprise a control module for controlling the generator to create respiratory stimuli so that the patient is able to vary inhalation onset, exhalation gas flow and respiratory capacity, a matching module for detecting the time matching of the patient's respiration with the respiratory stimuli. The above detection is based on output signals formed by the sensor, and the respiratory stimuli created by the discharge respiratory gas mix flow. A sleep module is configured to detect if the patient is awake or sleeps. The detection is based on detecting the time matching of the patient's respiration and the respiratory stimuli for the patient that is executed by the matching module. Disclosed are a version of the system and a method for detecting patient's wake-sleep transition.

EFFECT: inventions provide reducing discomfort of sleep onset.

12 cl, 5 dwg

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND

Устройства, выполненные с возможностью проведения терапии пациента методом положительного давления в дыхательных путях, известны. Обычно упомянутые устройства применяют для поддержки дыхательных путей пациента во время сна, чтобы сократить или исключить приступы обструкции дыхательных путей (в дальнейшем обструктивные респираторные приступы) (например, апноэ) во сне. Один из недостатков, связанных с известными системами, заключается в том, что данные системы обычно доставляют дискомфорт до того, как пациент заснет. Хотя общепринятые системы обеспечивают механизмы для уменьшения данного дискомфорта, например медленное повышение давления, подаваемого в дыхательные пути пациента, данные системы могут сильно задерживать сон у пациента, если данные системы не задерживают терапию до времени после наступления сна.Devices configured to treat a patient by positive airway pressure are known. Typically, these devices are used to support the patient’s respiratory tract during sleep in order to reduce or eliminate airway obstruction attacks (hereinafter obstructive respiratory attacks) (eg, apnea) in sleep. One of the disadvantages associated with known systems is that these systems usually cause discomfort before the patient falls asleep. Although conventional systems provide mechanisms to reduce this discomfort, such as slowly increasing the pressure applied to the patient’s airways, these systems can greatly delay the patient’s sleep if the systems do not delay therapy until after sleep.

Один аспект настоящего изобретения относится к системе, выполненной с возможностью обнаружения перехода пациента от бодрствования ко сну. В одном варианте осуществления система содержит устройство, по меньшей мере, один датчик и процессор. Устройство выполнено с возможностью формирования нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси для доставки в дыхательные пути пациента. По меньшей мере, один датчик выполнен с возможностью формирования выходных сигналов, передающих информацию, имеющую отношение к, по меньшей мере, одному параметру газовой смеси внутри или вблизи дыхательных путей пациента. Процессор выполнен с возможностью исполнения компьютерных программных модулей, при этом компьютерные программные модули содержат управляющий модуль, модуль согласования и модуль сна. Управляющий модуль выполнен с возможностью управления устройством таким образом, что устройство регулирует, по меньшей мере, один параметр газовой смеси в нагнетаемом потоке дыхательной газовой смеси, чтобы создавать дыхательные стимулы для пациента. Модуль согласования выполнен с возможностью определения согласования дыхания пациента с дыхательными стимулами, создаваемыми нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси, при этом упомянутое определение основано на выходных сигналах, сформированных, по меньшей мере, одним датчиком, и дыхательных стимулах, создаваемых нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси. Модуль сна выполнен с возможностью определения, бодрствует или спит пациент, при этом упомянутое определение основано на определении согласования, выполняемом модулем согласования.One aspect of the present invention relates to a system configured to detect a patient's transition from wakefulness to sleep. In one embodiment, the system comprises a device, at least one sensor and a processor. The device is configured to form an inflated flow of respiratory gas mixture for delivery to the patient's airways. At least one sensor is configured to generate output signals transmitting information related to at least one parameter of the gas mixture in or near the respiratory tract of the patient. The processor is configured to execute computer program modules, while the computer program modules comprise a control module, a matching module, and a sleep module. The control module is configured to control the device so that the device controls at least one parameter of the gas mixture in the inflated stream of the respiratory gas mixture to create respiratory stimuli for the patient. The matching module is configured to determine the matching of the patient’s breathing with the respiratory stimuli generated by the pressurized flow of the respiratory gas mixture, the definition being based on the output signals generated by at least one sensor and respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture. The sleep module is configured to determine whether the patient is awake or asleep, wherein said definition is based on a determination of coordination performed by the coordination module.

Другой аспект настоящего изобретения относится к способу обнаружения перехода пациента от бодрствования ко сну. В одном варианте осуществления способ содержит этап формирования нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси для доставки в дыхательные пути пациента таким образом, что, по меньшей мере, один параметр газовой смеси в нагнетаемом потоке дыхательной газовой смеси регулируют для подведения дыхательных стимулов к пациенту; этап контроля, по меньшей мере, одного дыхательного параметра дыхания пациента; этап определения согласования дыхания пациента с дыхательными стимулами, создаваемыми нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси, при этом упомянутое определение основано на контролируемом, по меньшей мере, одном дыхательном параметре и стимулах, создаваемых нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси; и этап определения, бодрствует или спит пациент, причем упомянутое определение основано на определении согласования.Another aspect of the present invention relates to a method for detecting a patient's transition from wakefulness to sleep. In one embodiment, the method comprises the step of forming a pressurized stream of the respiratory gas mixture for delivery to the patient's airway so that at least one parameter of the gas mixture in the injected stream of the respiratory gas mixture is adjusted to bring respiratory stimuli to the patient; the step of monitoring at least one respiratory parameter of the patient’s respiration; a step of determining matching of the patient’s breathing with the respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture, said determination being based on the controlled at least one respiratory parameter and the stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture; and a step of determining whether the patient is awake or asleep, said definition being based on a definition of alignment.

Еще один аспект изобретения относится к системе, выполненной с возможностью обнаружения перехода пациента от бодрствования ко сну. В одном варианте осуществления система содержит средство для формирования нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси для доставки в дыхательные пути пациента таким образом, что, по меньшей мере, один параметр газовой смеси в нагнетаемом потоке дыхательной газовой смеси регулируют для подведения дыхательных стимулов к пациенту; средство для контроля, по меньшей мере, одного дыхательного параметра дыхания пациента; средство для определения согласования дыхания пациента с дыхательными стимулами, создаваемыми нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси, при этом упомянутое определение основано на контролируемом, по меньшей мере, одном дыхательном параметре и стимулах, создаваемых нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси; и средство для определения, бодрствует или спит пациент, причем упомянутое определение основано на определении согласования.Another aspect of the invention relates to a system configured to detect a patient's transition from wakefulness to sleep. In one embodiment, the system comprises means for generating a pressurized flow of the respiratory gas mixture for delivery to the patient's airway so that at least one parameter of the gas mixture in the pressurized flow of the respiratory gas mixture is adjusted to provide respiratory stimuli to the patient; means for monitoring at least one respiratory parameter of a patient’s respiration; means for determining the matching of the patient’s breathing with the respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture, said definition being based on the controlled at least one respiratory parameter and the stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture; and means for determining whether the patient is awake or asleep, said definition being based on a definition of alignment.

Приведенные и другие цели, признаки и характеристики настоящего изобретения, а также способы работы и функции сопутствующих элементов конструкции и сочетание частей и организации изготовления будут более понятны при изучении нижеследующего описания и прилагаемой формулы изобретения, со ссылками на сопутствующие чертежи, которые, вместе взятые, входят в состав настоящего описания и на которых одинаковые числовые позиции обозначают соответствующие части на различных фигурах. В одном варианте осуществления конструктивные компоненты, изображенные на упомянутых фигурах, вычерчены в масштабе. Однако следует четко понимать, что чертежи предназначены только для иллюстрации и описания, а не для ограничения изобретения. Кроме того, следует понимать, что конструктивные элементы, показанные или описанные для какого-то одного варианта осуществления в настоящем описании, можно также использовать в других вариантах осуществления. Однако следует четко понимать, что чертежи предназначены только для иллюстрации и описания и не предназначены для описания пределов изобретения. В контексте описания и формулы изобретения признак единственного числа содержит ссылки на множественное число, если контекст прямо не предписывает иначе.The above and other objectives, features and characteristics of the present invention, as well as methods of operation and functions of related structural elements and a combination of parts and organization of manufacture will be better understood by studying the following description and the attached claims, with reference to the accompanying drawings, which, taken together, are included. in the composition of the present description and in which the same numerical positions denote the corresponding parts in various figures. In one embodiment, the structural components depicted in the figures are drawn to scale. However, it should be clearly understood that the drawings are intended only for illustration and description, and not to limit the invention. In addition, it should be understood that the structural elements shown or described for any one variant of implementation in the present description, can also be used in other embodiments. However, it should be clearly understood that the drawings are intended only for illustration and description and are not intended to describe the scope of the invention. In the context of the description and claims, the singular includes references to the plural, unless the context expressly prescribes otherwise.

Фиг.1 - изображение системы, выполненной с возможностью обнаружения перехода пациента от бодрствования ко сну, в соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления настоящего изобретения.Figure 1 - image of a system configured to detect the transition of the patient from wakefulness to sleep, in accordance with at least one embodiment of the present invention.

Фиг.2 - график потока внутри или вблизи дыхательных путей пациента, график состояния вдоха/выдоха пациента и график давления нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси, доставляемого в дыхательные пути пациента, для подведения дыхательных стимулов к пациенту.Figure 2 is a graph of the flow inside or near the patient’s airways, a graph of the patient’s inspiratory / expiratory state, and a pressure graph of the injected flow of the respiratory gas mixture delivered to the patient’s airway to supply respiratory stimuli to the patient.

Фиг.3 - график потока внутри или вблизи дыхательных путей пациента, график состояния вдоха/выдоха пациента и график давления нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси, доставляемого в дыхательные пути пациента, для подведения дыхательных стимулов к пациенту.Figure 3 is a graph of the flow in or near the patient’s airways, a graph of the patient’s inspiratory / expiratory state, and a pressure graph of the injected flow of the respiratory gas mixture delivered to the patient’s airways to bring the respiratory stimuli to the patient.

Фиг.4 - график частоты дыхания, когда пациент получает терапию посредством системы, выполненной с возможностью обнаружения перехода пациента от бодрствования ко сну, в соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления настоящего изобретения.FIG. 4 is a graph of respiratory rate when a patient is receiving therapy through a system configured to detect a patient’s transition from wakefulness to sleep, in accordance with at least one embodiment of the present invention.

Фиг.5 - представление способа обнаружения перехода пациента от бодрствования ко сну в соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления настоящего изобретения.5 is a view of a method for detecting a patient's transition from wakefulness to sleep in accordance with at least one embodiment of the present invention.

На фиг.1 изображена система 10, выполненная с возможностью обнаружения перехода пациента 12 от бодрствования ко сну. Система 10 обеспечивает нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси в дыхательные пути пациента 12 и регулирует, по меньшей мере, один параметр газовой смеси в нагнетаемом потоке дыхательной газовой смеси, чтобы создавать для пациента 12 дыхательные стимулы, которые стимулируют пациента 12 сознательно регулировать дыхание таким образом, чтобы изменять, по меньшей мере, один дыхательный параметр. По обнаруженному согласованию дыхания пациента 12 с дыхательными стимулами выполняется определение, бодрствует или спит пациент 12. В одном варианте осуществления система 10 может содержать устройство 14, электронное запоминающее устройство 16, пользовательский интерфейс 18, по меньшей мере, один датчик 20, процессор 22 и/или другие компоненты.Figure 1 shows the system 10, configured to detect the transition of the patient 12 from wakefulness to sleep. The system 10 provides a pressurized flow of the respiratory gas mixture into the respiratory tract of the patient 12 and adjusts at least one parameter of the gas mixture in the pressurized flow of the respiratory gas mixture to create respiratory stimuli for the patient 12 that stimulate the patient 12 to consciously regulate breathing so that change at least one respiratory parameter. According to the detected matching of the breathing of the patient 12 with the respiratory stimuli, a determination is made whether the patient 12 is awake or asleep. In one embodiment, the system 10 may include a device 14, an electronic memory 16, a user interface 18, at least one sensor 20, a processor 22 and / or other components.

В одном варианте осуществления устройство 14 содержит устройство поддержки положительного давления. Устройство поддержки положительного давления широко известно и описано, например, в патенте США 6105575, в полном объеме включенном в настоящее описание путем отсылки. В данном варианте осуществления устройство 14 выполнено с возможностью доставки нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси в дыхательные пути пациента 12.In one embodiment, device 14 comprises a positive pressure support device. A positive pressure support device is widely known and described, for example, in US Pat. No. 6,105,575, incorporated herein by reference in its entirety. In this embodiment, device 14 is configured to deliver an injected stream of respiratory gas mixture to the airways of patient 12.

Устройство 14 может быть выполнено с возможностью формирования нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси в соответствии с, по меньшей мере, одним режимом. Неограничивающим примером одного из упомянутых режимов является постоянное положительное давление в дыхательных путях (CPAP). Режим CPAP применялся уже много лет и оказался полезным для стимуляции регулярного дыхания. Другим режимом формирования нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси является положительное давление воздуха на вдохе (IPAP). Одним из примеров режима IPAP является двухуровневое положительное давление в дыхательных путях (BiPAP). В режиме BiPAP обеспечивают два уровня (высокий и низкий) положительного давления воздуха, подаваемого пациенту. Предполагается возможность других режимов формирования нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси.The device 14 may be configured to generate an injected stream of respiratory gas mixture in accordance with at least one mode. A non-limiting example of one of these modes is continuous positive airway pressure (CPAP). CPAP has been used for many years and has been found to be useful in stimulating regular breathing. Another mode of formation of the injected flow of the respiratory gas mixture is positive inspiratory air pressure (IPAP). One example of an IPAP regimen is bi-level positive airway pressure (BiPAP). BiPAP mode provides two levels (high and low) of positive air pressure supplied to the patient. The possibility of other modes of formation of the injected flow of the respiratory gas mixture is assumed.

В общем, распределением временных интервалов высокого и низкого уровней управляют так, чтобы высокоуровневое положительное давление воздуха подавалось субъекту 12 во время вдоха, а низкоуровневое давление подавалось субъекту 12 во время выдоха. В традиционных устройствах поддержки положительного давления распределение временных интервалов высокого и низкого уровней давления координируют, чтобы обеспечить согласование с дыханием пациента 12, на основании обнаружения параметров газовой смеси, которые указывают, вдыхает или выдыхает пользователь в данный момент.In general, the distribution of time intervals of high and low levels is controlled such that a high level positive air pressure is supplied to the subject 12 during inspiration, and a low level pressure is supplied to the subject 12 during exhalation. In conventional positive pressure support devices, the timing of the high and low pressure levels is coordinated to match the breathing of the patient 12, based on the detection of gas mixture parameters that indicate whether the user is currently breathing in or out.

Нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси доставляется в дыхательные пути пациента 12 через устройство 24 сопряжения с пациентом. Устройство 24 сопряжения с пациентом выполнено с возможностью передачи нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси, сформированного устройством 14 в дыхательные пути пациента 12. По существу, устройство 24 сопряжения с пациентом содержит трубку 26 и сопрягающее приспособление 28. Трубка проводит нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси к сопрягающему приспособлению 28, и сопрягающее приспособление 28 доставляет нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси в дыхательные пути пациента 12. Некоторые примеры сопрягающего приспособления 28 могут содержать, например, эндотрахеальную трубку, назальную канюлю, трахеотомическую трубку, назальную маску, назальную/ротовую маску, лицевую маску, полнолицевую маску или другие сопрягающие приспособления, которые обеспечивают сообщение потока газовой смеси с дыхательными путями пациента. Настоящее изобретение не ограничено приведенными примерами и предполагает возможность доставки нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси пациенту 12 с использованием любого устройства сопряжения с пациентом.The injection flow of the respiratory gas mixture is delivered to the airways of the patient 12 through the patient interface device 24. The patient interface device 24 is configured to transmit a pressurized flow of the respiratory gas mixture generated by the device 14 into the respiratory tract of the patient 12. Essentially, the patient interface device 24 includes a tube 26 and an interface device 28. The tube conducts the pressure stream of the respiratory gas mixture to the interface device 28, and the mating device 28 delivers a pressurized flow of the respiratory gas mixture into the airways of the patient 12. Some examples of the mating device 28 m Gut comprise, for example, an endotracheal tube, a nasal cannula, a tracheotomy tube, a nasal mask, nasal / oral mask, a face mask, full face mask or other mating devices that provide message flow of the gas mixture with the patient respiratory ways. The present invention is not limited to the examples given and suggests the possibility of delivering an injection flow of a respiratory gas mixture to a patient 12 using any patient interface device.

В одном варианте осуществления электронное запоминающее устройство 16 содержит электронный носитель информации, который сохраняет информацию средствами электроники. Электронный носитель информации электронного запоминающего устройства 16 может содержать какое-то одно или оба из системного запоминающего устройства, которое обеспечено интегрально (т.е. по существу, без возможности съема) с системой 10, и/или съемного запоминающего устройства, которое является съемно подключаемым к системе 10 через, например, порт (например, порт USB (универсальной последовательной шины), порт FireWire (стандарта IEEE 1394) и т.п.) или накопитель (например, дисковод и т.п.). Электронное запоминающее устройство 16 может содержать, по меньшей мере, какой-то один из оптически считываемых носителей информации (например, оптических дисков и т.п.), магнитно-считываемых носителей информации (например, магнитной ленты, жесткого магнитного диска, гибкого диска и т.п.), носителей информации на принципах сохранения электрических зарядов (например, электрически-стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EEPROM), оперативное запоминающее устройство (RAM) и т.п.), твердотельных носителей информации (например, флэш-накопитель и т.п.) и/или других электронно-считываемых носителей информации. Электронное запоминающее устройство 16 может хранить программно-реализованные алгоритмы, информацию, обнаруженную процессором 22, информацию, полученную посредством пользовательского интерфейса 18, и/или другую информацию, которая делает возможным надлежащее функционирование системы 10. Электронное запоминающее устройство 16 может быть (в целом или частично) отдельным компонентом в системе 10, или электронное запоминающее устройство 16 может быть обеспечено (в целом или частично) в виде интегральной части, по меньшей мере, одного другого компонента системы 10 (например, устройства 14, пользовательского интерфейса 18, процессора 22 и т.п.).In one embodiment, the electronic storage device 16 comprises an electronic storage medium that stores information electronically. The electronic storage medium of the electronic storage device 16 may comprise one or both of the system storage device, which is provided integrally (i.e., essentially without removability) with the system 10, and / or a removable storage device, which is removably connected to system 10 via, for example, a port (e.g., a USB port (universal serial bus), a FireWire port (IEEE 1394 standard), etc.) or a storage device (e.g., a drive, etc.). The electronic storage device 16 may comprise at least one of optically readable storage media (e.g., optical disks, etc.), magnetically readable storage media (e.g., magnetic tape, hard disk, floppy disk, and etc.), storage media based on the principles of conservation of electric charges (e.g., electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), random access memory (RAM), etc.), solid-state storage media (e.g. Lash drive, etc.) and / or other electronically readable storage media. The electronic storage device 16 may store software-implemented algorithms, information detected by the processor 22, information obtained through the user interface 18, and / or other information that enables the proper functioning of the system 10. The electronic storage device 16 may be (in whole or in part) ) as a separate component in the system 10, or the electronic storage device 16 can be provided (in whole or in part) in the form of an integral part of at least one other com a component of system 10 (e.g., device 14, user interface 18, processor 22, and the like).

Пользовательский интерфейс 18 выполнен с возможностью обеспечения интерфейса между системой 10 и пациентом 12, посредством которого пациент 12 может вводить информацию и получать информацию в систему 10 или из нее. Данная возможность позволяет осуществлять обмен данными, результатами и/или командами и любыми другими передаваемыми элементами данных, в совокупности называемыми «информацией», между пациентом 12 и, по меньшей мере, чем-то одним из устройства 14, электронного запоминающего устройства 16 и/или процессора 22. Примеры интерфейсных устройств, пригодных для включения в состав пользовательского интерфейса 18, содержат клавишную панель, кнопки, переключатели, клавиатуру, ручки управления, рычаги управления, экран дисплея, сенсорный экран, динамики, микрофон, светоиндикатор, звуковой сигнализатор, принтер и/или другие устройства. В одном варианте осуществления пользовательский интерфейс 18 содержит множество отдельных интерфейсов. В одном варианте осуществления пользовательский интерфейс 18 содержит, по меньшей мере, один интерфейс, который обеспечен как неотъемлемая часть устройства 14.The user interface 18 is configured to provide an interface between the system 10 and the patient 12, through which the patient 12 can enter information and receive information in or out of the system 10. This feature allows the exchange of data, results and / or commands and any other transmitted data elements, collectively called “information”, between the patient 12 and at least one of the device 14, the electronic memory device 16 and / or processor 22. Examples of interface devices suitable for inclusion in user interface 18 include a keypad, buttons, switches, keyboard, control knobs, control levers, display screen, touch screen, speaker , Microphone, LED, a buzzer, a printer and / or other devices. In one embodiment, the user interface 18 comprises many separate interfaces. In one embodiment, user interface 18 comprises at least one interface that is provided as an integral part of device 14.

Следует понимать, что в настоящем изобретении предполагается использование других, проводных или беспроводных, методов связи в качестве пользовательского интерфейса 18. Например, в настоящем изобретении предполагается, что пользовательский интерфейс 18 может быть объединен с интерфейсом съемного запоминающего устройства, обеспеченным электронным запоминающим устройством 16. В приведенном примере информацию можно загружать в систему 10 со съемного запоминающего устройства (например, интеллектуальной карты, флэш-накопителя, съемного диска и т.п.), что позволяет пользователю(ям) индивидуально приспосабливать исполнение системы 10. Другие примерные устройства и методы ввода, предназначенные для применения с системой 10 в качестве пользовательского интерфейса 18, содержат, но без ограничения перечисленным, порт RS-232, радиочастотную (РЧ) линию связи, инфракрасную (ИК) линию, модем (телефон, кабель или другое средство). Короче говоря, любой метод обмена информацией с системой 10 предусмотрен настоящим изобретением в качестве пользовательского интерфейса 18.It should be understood that the present invention contemplates the use of other, wired or wireless, communication methods as the user interface 18. For example, the present invention contemplates that the user interface 18 can be combined with a removable storage interface provided by the electronic storage device 16. B the above example, information can be loaded into the system 10 from a removable storage device (for example, a smart card, flash drive, removable disk ka, etc.), which allows the user (s) to individually adapt the system 10. The other exemplary devices and input methods for use with system 10 as user interface 18 include, but are not limited to, the RS-232 port radio frequency (RF) communication line, infrared (IR) line, modem (telephone, cable or other means). In short, any method for exchanging information with system 10 is provided by the present invention as user interface 18.

По меньшей мере, один датчик 20 выполнен с возможностью формирования, по меньшей мере, одного выходного сигнала, передающего информацию, имеющую отношение к, по меньшей мере, одному параметру газовой смеси для газовой смеси, вдыхаемой/выдыхаемой пациентом 12. По меньшей мере, один параметр может содержать, например, по меньшей мере, что-то одно из расхода потока, объема, давления, состава (например, концентрации(ций), по меньшей мере, одной составляющей), влажности, температуры, ускорения, скорости, акустических характеристик, изменений параметра, указывающих на дыхание, и/или других параметров газовой смеси. В варианте осуществления, в котором нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси доставляется пациенту 12 из устройства 14, датчики 20 содержат датчики, сообщающиеся с газовой смесью внутри устройства 24 сопряжения с пациентом.At least one sensor 20 is configured to generate at least one output signal transmitting information related to at least one parameter of the gas mixture for the gas mixture inhaled / exhaled by the patient 12. At least one the parameter may contain, for example, at least one of the flow rate, volume, pressure, composition (e.g., concentration (s) of at least one component), humidity, temperature, acceleration, speed, acoustic characteristics, change parameter a, indicating breathing, and / or other parameters of the gas mixture. In an embodiment in which a pressurized flow of respiratory gas mixture is delivered to the patient 12 from the device 14, the sensors 20 comprise sensors communicating with the gas mixture inside the patient interface device 24.

Процессор 22 выполнен с возможностью обеспечения характеристики обработки информации в системе 10. По существу, процессор 22 может содержать, по меньшей мере, что-то одно из цифрового процессора, аналогового процессора, цифровой схемы, предназначенной для обработки информации, аналоговой схемы, предназначенной для обработки информации, конечного автомата и/или других механизмов для электронной обработки информации. Хотя на фиг.1 процессор 22 изображен в виде единственной структурной единицы, данное изображение служит только для иллюстрации. В некоторых исполнениях процессор 22 может содержать множество блоков обработки информации. Упомянутые блоки обработки информации могут быть физически размещены внутри одного и того же устройства, или процессор 22 может представлять функцию обработки информации множеством устройств, работающих скоординировано.The processor 22 is configured to provide information processing characteristics in the system 10. Essentially, the processor 22 may comprise at least one of a digital processor, an analog processor, a digital circuit for processing information, an analog circuit for processing information, state machine and / or other mechanisms for electronic information processing. Although in FIG. 1, processor 22 is depicted as a single structural unit, this image is for illustrative purposes only. In some implementations, the processor 22 may comprise a plurality of information processing units. Said information processing units may be physically located within the same device, or processor 22 may represent an information processing function by a plurality of coordinated devices.

Как показано на фиг.1, процессор 22 может быть выполнен с возможностью, по меньшей мере, одного компьютерного программного модуля. По меньшей мере, один компьютерный программный модуль может содержать, по меньшей мере, какой-то один из модуля 30 параметров газовой смеси, управляющего модуля 32, модуля 34 дыхательных параметров, модуля 36 согласования, модуля 38 сна, модуля 40 терапии и/или других модулей. Процессор 22 может быть выполнен с возможностью исполнения модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 с помощью программного обеспечения; аппаратного обеспечения; микропрограммного обеспечения; некоторой комбинации программного обеспечения, аппаратного обеспечения и/или микропрограммного обеспечения; и/или других механизмов для настройки конфигурации характеристики обработки информации в процессоре 22.As shown in FIG. 1, processor 22 may be configured to have at least one computer program module. At least one computer program module may comprise at least one of a gas mixture parameter module 30, a control module 32, a respiratory parameter module 34, a matching module 36, a sleep module 38, a therapy module 40, and / or other modules. The processor 22 may be configured to execute modules 30, 32, 34, 36, 38 and / or 40 using software; hardware firmware some combination of software, hardware, and / or firmware; and / or other mechanisms for configuring information processing characteristics in the processor 22.

Следует понимать, что, хотя на фиг.1 модули 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 изображены совместно расположенными в одном блоке обработки информации, в исполнениях, в которых процессор 22 содержит несколько блоков обработки информации, по меньшей мере, один из модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 может находиться удаленно от других модулей. Описание функций, обеспечиваемых разными нижеописанными модулями 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40, служит для иллюстрации и не предполагает ограничения, так как любой из модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 может обеспечивать больше или меньше функций, чем описано. Например, по меньшей мере, один из модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40 можно исключить, и некоторые или все его функции могут обеспечиваться другими модулями из модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40. В другом примере процессор 22 может быть выполнен с возможностью исполнения, по меньшей мере, одного дополнительного модуля, который может выполнять некоторые или все функции, присвоенные ниже одному из модулей 30, 32, 34, 36, 38 и/или 40.It should be understood that, although in Fig. 1, modules 30, 32, 34, 36, 38 and / or 40 are shown co-located in one information processing unit, in embodiments in which processor 22 comprises several information processing units, at least one of the modules 30, 32, 34, 36, 38 and / or 40 may be located remotely from other modules. The description of the functions provided by the various modules 30, 32, 34, 36, 38 and / or 40 described below is for illustration and is not intended to be limiting, since any of the modules 30, 32, 34, 36, 38 and / or 40 may provide more or fewer functions than described. For example, at least one of the modules 30, 32, 34, 36, 38 and / or 40 can be excluded, and some or all of its functions can be provided by other modules from the modules 30, 32, 34, 36, 38 and / or 40 In another example, the processor 22 may be configured to execute at least one additional module that may perform some or all of the functions assigned below to one of the modules 30, 32, 34, 36, 38 and / or 40.

Модуль 30 параметров газовой смеси выполнен с возможностью определения информации, имеющей отношение к, по меньшей мере, одному параметру газовой смеси нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси, который формируется устройством 14 и доставляется в дыхательные пути пациента 12 устройством 24 сопряжения с пациентом. По меньшей мере, один параметр газовой смеси определяется по выходным сигналам датчиков 20. По меньшей мере, один параметр газовой смеси может содержать, по меньшей мере, что-то одно из давления, расхода потока, максимального потока, состава, влажности, температуры, ускорения, скорости, рассеянной тепловой энергии (например, в массовом расходомере и т.п.) и/или других параметров газовой смеси.The gas mixture parameter module 30 is configured to determine information related to at least one gas mixture parameter of the pressurized flow of the respiratory gas mixture, which is generated by device 14 and delivered to the airways of patient 12 by patient interface device 24. At least one parameter of the gas mixture is determined by the output signals of the sensors 20. At least one parameter of the gas mixture may contain at least one of pressure, flow rate, maximum flow, composition, humidity, temperature, acceleration , speed, dissipated thermal energy (for example, in a mass flow meter, etc.) and / or other parameters of the gas mixture.

Управляющий модуль 32 выполнен с возможностью управления устройством 14. Управление устройством 14 содержит регулировку дыхательных стимулов, которыми воздействует на пациента 12 устройство 14. Как упоминалось выше, в одном варианте осуществления дыхательные стимулы, которыми воздействует на пациента 12 устройство 14, содержат изменения, по меньшей мере, одного параметра нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси, подаваемого из устройства 14 пациенту 12. Например, по меньшей мере, один параметр может содержать давление, расход потока и/или объем нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси. Управляющий модуль 32 регулирует дыхательные стимулы, которыми воздействует на пациента 12 устройство 14, чтобы стимулировать пациента 12 приводить, по меньшей мере, один дыхательный параметр в согласование с заданным значением.The control module 32 is arranged to control the device 14. The control of the device 14 comprises adjusting the respiratory stimuli that affect the patient 12 of the device 14. As mentioned above, in one embodiment, the respiratory stimuli that affects the patient 12 of the device 14 contain at least at least one parameter of the pressurized flow of the respiratory gas mixture supplied from the device 14 to the patient 12. For example, at least one parameter may include pressure, flow rate, and / or bemsya discharge flow rate of the respiratory gas mixture. The control unit 32 regulates the respiratory stimuli that the device 14 acts on the patient 12 to stimulate the patient 12 to bring at least one respiratory parameter in accordance with the set value.

Например, в варианте осуществления, в котором устройство 14 формирует нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси в соответствии с режимом BiPAP, управляющий модуль 32 может управлять устройством 14 для регулировки давления, расхода и/или объема газовой смеси, подаваемой в дыхательные пути пациента 12 в то время, когда нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси формируется под высоким давлением (например, во время вдоха). Регулировка давления, расхода и/или объема газовой смеси, подаваемой в дыхательные пути пациента 12 в то время, когда нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси формируется под высоким давлением, будет направлена на формирование дыхательных стимулов, которые стимулируют пациента 12 начинать вдох, изменять объем вдыхаемой газовой смеси, изменять длительность вдоха, изменять расход при вдохе, изменять дыхательный объем и/или иначе сознательно изменять, по меньшей мере, один другой дыхательный параметр.For example, in an embodiment in which the device 14 generates a pressurized flow of the respiratory gas mixture in accordance with the BiPAP mode, the control unit 32 can control the device 14 to adjust the pressure, flow rate and / or volume of the gas mixture supplied to the respiratory tract of the patient 12 at that time when the pressurized flow of the respiratory gas mixture is formed under high pressure (for example, during inspiration). Adjusting the pressure, flow rate and / or volume of the gas mixture supplied to the respiratory tract of the patient 12 at a time when the injected flow of the respiratory gas mixture is formed under high pressure will be aimed at the formation of respiratory stimuli that stimulate the patient 12 to start inhaling, change the volume of the inhaled gas mixtures, change the duration of inspiration, change the flow rate during inspiration, change the tidal volume and / or otherwise consciously change at least one other respiratory parameter.

В другом примере в варианте осуществления, в котором устройство 14 формирует нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси в соответствии с режимом BiPAP, управляющий модуль 32 может управлять устройством 14 для регулировки нагнетаемого расхода и/или объема газовой смеси, подаваемой в дыхательные пути пациента 12 в то время, когда нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси формируется под низким давлением (например, во время выдоха). Регулировка давления, расхода и/или объема газовой смеси, подаваемой в дыхательные пути пациента 12 в то время, когда нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси формируется при низком давлении, может давать в результате дыхательные стимулы, которые стимулируют пациента 12 начинать выдох, регулировать длительность выдоха, расход при выдохе, максимальный поток при дыхании, дыхательный объем и/или иначе сознательно изменять, по меньшей мере, один другой дыхательный параметр.In another example, in an embodiment in which the device 14 generates a pressurized flow of the respiratory gas mixture in accordance with the BiPAP mode, the control unit 32 can control the device 14 to adjust the discharge flow rate and / or the volume of the gas mixture supplied to the respiratory tract of the patient 12 at that time when the injected stream of the respiratory gas mixture is formed under low pressure (for example, during exhalation). Adjusting the pressure, flow rate and / or volume of the gas mixture supplied to the respiratory tract of the patient 12 at a time when the injected flow of the respiratory gas mixture is formed at low pressure can result in respiratory stimuli that stimulate the patient 12 to begin exhaling, adjust the duration of exhalation, expiratory flow, maximum respiration flow, tidal volume, and / or otherwise consciously change at least one other respiratory parameter.

В еще одном примере в варианте осуществления, в котором устройство 14 формирует нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси в соответствии с режимом BiPAP, управляющий модуль 32 может управлять устройством 14 для регулировки длительности циклов высокого и/или низкого давления, формы кривой давления во время перехода между циклами высокого и/или низкого давления, формы кривой расхода во время перехода между циклами высокого и/или низкого давления и/или регулировки других параметров газовой смеси в нагнетаемом потоке дыхательной газовой смеси. Следует понимать, что упомянутые регулировки параметров газовой смеси в нагнетаемом потоке дыхательной газовой смеси будут способствовать подведению дыхательных стимулов к пациенту 12, чтобы последний сознательно изменял, по меньшей мере, один дыхательный параметр. Например, упомянутые дыхательные стимулы могут стимулировать пациента 12 изменять, по меньшей мере, что-то одно из частоты дыхания, периода дыхания, формы кривой потока во время дыхания, формы кривой давления во время дыхания, распределения временных интервалов перехода от вдоха к выдоху, распределения временных интервалов перехода от выдоха к вдоху и/или других дыхательных параметров.In yet another example, in an embodiment in which the device 14 generates a pressurized flow of the respiratory gas mixture in accordance with the BiPAP mode, the control unit 32 can control the device 14 to adjust the duration of the high and / or low pressure cycles, the shape of the pressure curve during the transition between cycles high and / or low pressure, the shape of the flow curve during the transition between high and / or low pressure cycles and / or adjusting other parameters of the gas mixture in the injected flow of the respiratory gas mixture . It should be understood that the said adjustments to the parameters of the gas mixture in the injected stream of the respiratory gas mixture will facilitate the supply of respiratory stimuli to the patient 12, so that the latter consciously changes at least one respiratory parameter. For example, the mentioned respiratory stimuli can stimulate the patient 12 to change at least one of the respiration rate, respiration period, the shape of the flow curve during breathing, the shape of the pressure curve during breathing, the distribution of the time intervals for the transition from inspiration to expiration, distribution time intervals for the transition from exhalation to inspiration and / or other respiratory parameters.

Модуль 34 дыхательных параметров выполнен с возможностью определения, по меньшей мере, одного дыхательного параметра дыхания пациента 12. Модуль 34 дыхательных параметров может определять, по меньшей мере, один дыхательный параметр на основании, по меньшей мере, одного параметра газовой смеси, обнаруженного модулем 30 параметров газовой смеси и/или из выходных сигналов, сформированных датчиков 20. По меньшей мере, один дыхательный параметр содержит, по меньшей мере, один дыхательный параметр, сознательное изменение которого пациентом 12 стимулируется дыхательными стимулами, создаваемыми нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси. Например, по меньшей мере, один дыхательный параметр может содержать, по меньшей мере, что-то одно из расхода при вдохе, длительности вдоха, расхода при выдохе, длительности выдоха, дыхательного объема, частоты дыхания, периода дыхания, максимального потока, формы кривой потока, формы кривой давления, переходов от выдоха к вдоху, переходов от вдоха к выдоху и/или других дыхательных параметров.Respiratory parameter module 34 is configured to determine at least one respiratory parameter of the patient’s breathing 12. Respiratory parameter module 34 may determine at least one respiratory parameter based on at least one gas mixture parameter detected by the parameter module 30 the gas mixture and / or from the output signals generated by the sensors 20. At least one respiratory parameter contains at least one respiratory parameter, a conscious change of which by the patient 12 stimulus It is stimulated by respiratory stimuli created by the forced flow of the respiratory gas mixture. For example, at least one respiratory parameter may contain at least one of the flow rate during inspiration, the duration of inspiration, the flow rate during expiration, expiration time, tidal volume, respiratory rate, respiration period, maximum flow, flow curve shape , the shape of the pressure curve, transitions from exhalation to inhalation, transitions from inspiration to exhalation and / or other respiratory parameters.

Модуль 36 согласования выполнен с возможностью определения согласования дыхания пациента 12 с дыхательными стимулами, создаваемыми нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси. Определение согласования, выполняемое модулем 36 согласования, основано на выходных сигналах, сформированных датчиками 20, и стимулах, создаваемых нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси. В одном варианте осуществления модуль 36 согласования сравнивает, по меньшей мере, один дыхательный параметр, обнаруженный модулем 34 дыхательных параметров (которые определяются по выходным сигналам датчиков 20) со стимулами.The matching module 36 is configured to determine the matching of the breathing of the patient 12 with the respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture. The matching determination performed by the matching module 36 is based on the output signals generated by the sensors 20 and the stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture. In one embodiment, matching module 36 compares at least one respiratory parameter detected by the respiratory parameter module 34 (which are determined from the outputs of the sensors 20) with stimuli.

Определение согласования дыхания пациента 12 с дыхательными стимулами содержит определение показателя, который количественно выражает согласование или синхронность дыхания пациента 12 с дыхательными стимулами. Например, частота дыхания пациента 12 или разность между частотой дыхания пациента 12 и частотой дыхания, стимулируемой дыхательными стимулами, может указывать согласование дыхания пациента 12.The determination of the coordination of the respiration of the patient 12 with the respiratory stimuli contains the definition of an indicator that quantifies the coordination or synchronization of the respiration of the patient 12 with the respiratory stimuli. For example, the respiratory rate of the patient 12, or the difference between the respiratory rate of the patient 12 and the respiratory rate stimulated by the respiratory stimuli, may indicate the matching of the respiration of the patient 12.

Показатель может количественно выражать согласование для каждого дыхательного акта. В неограничивающем примерном варианте, согласование дыхания пациента 12 может быть количественно выражено разностью между периодом времени, в течение которого дыхательные стимулы, создаваемые нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси, стимулируют пациента 12 делать вдох, и фактическим периодом времени, в течение которого пациент 12 делает вдох. В дальнейшем упомянутая разность называется «временем удлинения вдоха». Аналогично другой неограничивающий пример показателя, который количественно выражает согласование дыхания пациента 12, является разностью между периодом времени, в течение которого дыхательные стимулы, создаваемые нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси, стимулируют пациента 12 делать выдох, и фактическим периодом времени, в течение которого пациент 12 делает выдох. Упомянутая разность называется «временем удлинения выдоха».The indicator can quantify agreement for each respiratory act. In a non-limiting exemplary embodiment, the coordination of respiration of the patient 12 can be quantified by the difference between the period of time during which the respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture stimulate the patient 12 to take a breath and the actual period of time during which the patient 12 takes a breath. Hereinafter, the difference mentioned is called the “inspiration lengthening time”. Similarly, another non-limiting example of an indicator that quantifies the coordination of respiration of the patient 12 is the difference between the period of time during which the respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture stimulate the patient 12 to exhale and the actual period of time during which the patient 12 makes exhale. The difference mentioned is called the “expiration time”.

Если показатель количественно выражает согласование дыхания пациента 12 с дыхательными стимулами для каждого дыхательного акта, то определение согласования пациента 12 может содержать определение среднего показателя по каждому дыхательному акту для множества дыхательных актов. Данный метод может подавлять шум, порождаемый для отдельных дыхательных актов нерегулярностью дыхания, кратковременной невнимательностью и/или другими эффектами. Число дыхательных актов, используемых для определения среднего значения, может быть конфигурируемым параметром настройки, реконфигурируемым пользователем, или может быть установленным значением. В одном варианте осуществления модуль 36 согласования выполнен с возможностью определения числа дыхательных актов, используемых для определения среднего значения, посредством наблюдения за пациентом 12 с течением времени. Например, для первого числа дыхательных актов среднее значение может оказаться слишком зашумленным (например, приводящим к ложным обнаружениям сонливости), тогда как для второго числа дыхательных актов среднее значение может оказаться недостаточно чувствительным (например, приводящим к запоздалым обнаружениям сонливости). Модуль 36 согласования может быть выполнен с возможностью экспериментального определения упомянутых результатов и определения, между первым числом и вторым числом, третьего числа дыхательных актов как числа дыхательных актов, подходящего для выполнения при определении среднего значения показателя для пациента 12.If the indicator quantitatively expresses the coordination of the breathing of the patient 12 with respiratory stimuli for each respiratory act, then the determination of the coordination of the patient 12 may include determining the average indicator for each respiratory act for a variety of respiratory acts. This method can suppress the noise generated for individual respiratory acts by irregular breathing, short-term inattention and / or other effects. The number of respiratory acts used to determine the average value may be a configurable setting, user-configurable, or may be a set value. In one embodiment, the matching module 36 is configured to determine the number of respiratory acts used to determine the average value by monitoring patient 12 over time. For example, for the first number of respiratory acts, the average value may be too noisy (for example, leading to false detection of drowsiness), while for the second number of respiratory acts, the average value may be insufficiently sensitive (for example, leading to delayed detection of drowsiness). Matching module 36 may be configured to experimentally determine the results and determine, between the first number and the second number, the third number of respiratory acts as the number of respiratory acts suitable for determining the average value of the indicator for patient 12.

На фиг.2 представлены график 42 потока внутри или вблизи дыхательных путей пациента, график 44 состояния вдоха/выдоха пациента и график 46 давления нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси, доставляемого в дыхательные пути пациента, для подведения дыхательных стимулов к пациенту. В частности, как видно из фиг.2, пациент бодрствует и характеризуется дыханием, которое согласуется с дыхательными стимулами. По существу, переходы дыхания пациента между выдохом и вдохом и между вдохом и выдохом совпадают с изменениями давления нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси. Например, время удлинения вдоха и/или время удлинения выдоха для графиков 44 и 46 будет равным нулю или малозначительным.Figure 2 presents a graph 42 of the flow inside or near the patient’s airways, a graph 44 of the patient’s inspiratory / expiratory state, and a graph 46 of the pressure of the pressurized flow of the respiratory gas mixture delivered to the patient’s respiratory tract to supply respiratory stimuli to the patient. In particular, as can be seen from figure 2, the patient is awake and characterized by breathing, which is consistent with respiratory stimuli. Essentially, the patient’s breathing transitions between exhalation and inhalation and between inhalation and exhalation coincide with changes in the pressure of the injected flow of the respiratory gas mixture. For example, inspiratory lengthening time and / or exhalation lengthening time for graphs 44 and 46 will be equal to zero or insignificant.

На фиг.3 представлены график 48 потока внутри или вблизи дыхательных путей пациента, график 50 состояния вдоха/выдоха пациента и график 52 давления нагнетаемого потока дыхательной газовой смеси, доставляемого в дыхательные пути пациента, для подведения дыхательных стимулов. Как видно из графиков 48, 50 и 52, пациент спит и поэтому не отслеживает дыхательные стимулы, создаваемые нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси. Например, вдохи пациента не продолжаются до полной длительности дыхательных стимулов. По существу, время удлинения вдоха для упомянутых дыхательных актов будет намного больше, чем время удлинения вдоха для дыхательных актов, изображенных на фиг.2.Figure 3 presents a graph 48 of the flow inside or near the patient’s respiratory tract, a graph 50 of the patient’s inspiratory / expiratory state, and a graph 52 of the pressure of the pressurized flow of the respiratory gas mixture delivered to the patient’s respiratory tract to provide respiratory stimuli. As can be seen from graphs 48, 50 and 52, the patient is sleeping and therefore does not monitor the respiratory stimuli created by the injected flow of the respiratory gas mixture. For example, the patient’s breaths do not last until the respiratory stimuli are fully extended. As such, the inspiratory lengthening time for said respiratory acts will be much longer than the inspiratory lengthening time for the respiratory acts depicted in FIG. 2.

Как показано на фиг.1, модуль 38 сна выполнен с возможностью определения, бодрствует или спит пациент 12. Определение основано на определении согласования модулем 36 согласования. Например, в одном варианте осуществления модуль 38 сна сравнивает показатель, количественно выражающий согласование, которое было обнаружено модулем 36 согласования, с пороговым уровнем согласования. Если показатель, количественно выражающий согласование, не превышает пороговый уровень, то модуль 38 сна определяет, что пациент 12 еще бодрствует, и дыхание согласуется со стимулами, создаваемыми нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси. Если показатель, количественно выражающий согласование, не превышает пороговый уровень, то модуль 38 сна определяет, что пациент 12 спит, что делает дыхание пациента 12 более не согласующимся со стимулами, создаваемыми нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси. Порог может быть статическим значением или уровнем. Статическое значение или статический уровень могут быть установлены по выбору пользователя и/или на основании постоянного (или полупостоянного) параметра настройки. Порог может быть динамическим значением или уровнем. Например, модуль 38 сна может индивидуально определять подходящий порог пациента 12 с течением времени. Модуль 38 может решать данную задачу точной настройкой значения или уровня, используемого в качестве порога, чтобы минимизировать как ложные обнаружения сна, так и запаздывающие обнаружения сна.As shown in FIG. 1, the sleep module 38 is configured to determine whether or not the patient 12 is awake or asleep. The determination is based on the definition of matching by matching module 36. For example, in one embodiment, the sleep module 38 compares a metric that quantifies the matching that was detected by the matching module 36 with a threshold matching level. If the indicator quantitatively expressing the agreement does not exceed the threshold level, then the sleep module 38 determines that the patient 12 is still awake, and breathing is consistent with the stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture. If the indicator quantifying the agreement does not exceed the threshold level, then the sleep module 38 determines that the patient 12 is sleeping, making the patient’s breath 12 no longer consistent with the stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture. The threshold may be a static value or level. A static value or a static level can be set at the option of the user and / or based on a permanent (or semi-permanent) setting parameter. The threshold may be a dynamic value or level. For example, sleep module 38 may individually determine a suitable threshold for patient 12 over time. Module 38 can solve this problem by fine-tuning the value or level used as a threshold to minimize both false sleep detections and delayed sleep detections.

В одном варианте осуществления управляющий модуль 32 выполнен так, чтобы дыхательные стимулы, создаваемые для пациента 12 нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси, оставались постоянными в течение сеанса терапии. В одном варианте осуществления управляющий модуль 32 выполнен так, чтобы дыхательные стимулы, которыми воздействуют на пациента 12 нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси, медленно изменялись в течение сеанса. Например, дыхательные стимулы могут изменяться в течение сеанса, чтобы медленно изменять частоту дыхания, время вдоха, время выдоха и/или другие дыхательные параметры. Упомянутые постепенные изменения дыхательных стимулов могут облегчать обнаружение сна, так как отсутствие синхронизации между дыханием пациента 12 и дыхательными стимулами может легче обнаруживаться, если дыхательные стимулы являются динамическими.In one embodiment, the control module 32 is configured so that the respiratory stimuli created for the patient 12 by the pressurized flow of the respiratory gas mixture remain constant during the treatment session. In one embodiment, the control module 32 is configured so that the respiratory stimuli that affect the patient 12 by the pressurized flow of the respiratory gas mixture change slowly during the session. For example, respiratory stimuli may vary during a session to slowly change respiratory rate, inspiratory time, expiratory time, and / or other respiratory parameters. The mentioned gradual changes in respiratory stimuli may facilitate sleep detection, since a lack of synchronization between the patient’s breathing 12 and respiratory stimuli can be more easily detected if the respiratory stimuli are dynamic.

В одном неограничивающем примере время вдоха дыхательных стимулов может медленно увеличиваться в течение сеанса терапии. Данное изменение будет направлять пациента 12 к расслаблению, но будет также выделять момент времени, когда пациент 12 больше не отслеживает дыхательные стимулы вследствие наступления сна. Причина в том, что как только пациент 12 засыпает, время вдоха пациента 12 вернется к своему естественному состоянию.In one non-limiting example, the inspiratory time of respiratory stimuli can slowly increase during a therapy session. This change will guide patient 12 toward relaxation, but will also highlight the point in time when patient 12 no longer tracks respiratory stimuli due to sleep. The reason is that as soon as patient 12 falls asleep, the inspiratory time of patient 12 will return to its natural state.

В другом неограничивающем примере на фиг.4 представлен график 54 частоты дыхания, когда пациент получает терапию посредством системы, аналогичной или идентичной системе 10 (показанной на фиг.1 и описанной выше). График 54 отражает, каким образом дыхательные стимулы, которыми воздействуют на пациента, могут медленно снижать частоту дыхания пациента с течением времени, и каким образом формируется локальный минимум 56 частоты дыхания после засыпания пациента потому, что частота дыхания начинает снова медленно повышаться обратно к своему естественному значению.In another non-limiting example, FIG. 4 is a graph 54 of the respiratory rate when a patient is receiving therapy through a system similar or identical to system 10 (shown in FIG. 1 and described above). Figure 54 shows how the respiratory stimuli that affect the patient can slowly reduce the patient’s respiratory rate over time, and how the local minimum 56 respiratory rate is formed after the patient falls asleep because the respiratory rate begins to slowly rise again back to its natural value .

Из фиг.1 становится ясно, что модуль 38 сна может быть выполнен с возможностью определения того факта, бодрствует или спит пациент 12, на основании более чем одного показателя согласования, обнаруженного модулем 36 согласования. Кроме того, в одном варианте осуществления модуль 38 сна дополняет определение того факта, бодрствует или спит пациент 12, другим анализом дыхательных параметров, обнаруженных модулем 34 дыхательных параметров, которые могут указывать на сонливость. В одном неограничивающем примере упомянутые дыхательные параметры могут содержать, по меньшей мере, что-то одно из вариации дыхательного параметра (например, объема, длительности, процентного отношения вдоха, процентного отношения выдоха, минутного объема вентиляции, частоты дыхания и т.п.) между дыхательными циклами, вариации, по меньшей мере, одного дыхательного параметра в пределах одного дыхательного цикла, снижения, по меньшей мере, одного дыхательного параметра, динамической частоты вариации между дыхательными циклами и/или другим анализом дыхательных параметров.From FIG. 1, it becomes clear that the sleep module 38 may be configured to determine whether the patient 12 is awake or asleep, based on more than one matching indicator detected by the matching module 36. In addition, in one embodiment, the sleep module 38 complements the determination of whether the patient 12 is awake or asleep with another analysis of the respiratory parameters detected by the respiratory parameter module 34, which may indicate drowsiness. In one non-limiting example, said respiratory parameters may comprise at least one of a variation of a respiratory parameter (e.g., volume, duration, percentage of inspiratory, percentage of exhalation, minute volume of ventilation, respiratory rate, etc.) between respiratory cycles, variations of at least one respiratory parameter within one respiratory cycle, reduction of at least one respiratory parameter, dynamic frequency of variation between respiratory cycles and / or another analysis of respiratory parameters.

Модуль 40 терапии выполнен с возможностью управления устройством 14 для проведения терапии пациента 12 поддержкой давления во время сна пациента 12. Проведение терапии поддержкой давления включается, как только модуль 38 сна определяет, что пациент 12 спит. Модуль 40 терапии выполнен с возможностью начала терапии поддержкой давления в ответ на определение модулем 38 сна, что пациент 12 спит. Начало терапии поддержкой давления может содержать повышение давления внутри или вблизи дыхательных путей пациента 12, чтобы поддерживать дыхательные пути пациента 12 во время сна для сокращения обструктивных респираторных приступов. Терапия поддержкой давления может содержать, например, по меньшей мере, что-то одно из терапии двухуровневым положительным давлением в дыхательных путях (BiPAP®), постоянным положительным давлением в дыхательных путях и/или других форм терапии положительным давлением в дыхательных путях.The therapy module 40 is adapted to control the device 14 for treating the patient 12 with pressure support while the patient 12 is sleeping. The pressure support therapy is turned on as soon as the sleep module 38 determines that the patient 12 is sleeping. The therapy module 40 is configured to initiate pressure support therapy in response to the determination by sleep module 38 that the patient 12 is sleeping. The initiation of pressure support therapy may include increasing the pressure in or near the airways of patient 12 to maintain the airways of patient 12 during sleep to reduce obstructive respiratory attacks. Pressure support therapy may include, for example, at least one of a two-level positive airway pressure therapy (BiPAP®), continuous positive airway pressure and / or other forms of positive airway pressure therapy.

На фиг.5 представлен способ 58 обнаружения перехода пациента от бодрствования ко сну. Нижеописанные операции способа 58 служат только для наглядности. В некоторых вариантах осуществления способ 58 может быть реализован с использованием, по меньшей мере, одной дополнительной неописанной операции и/или без, по меньшей мере, одной из описанных операций. Кроме того, порядок, в котором операции способа 58 изображены на фиг.5 и поясняются ниже, не предполагает никаких ограничений.Figure 5 presents a method 58 for detecting a patient's transition from wakefulness to sleep. The following operations of method 58 are for illustrative purposes only. In some embodiments, method 58 may be implemented using at least one additional undescribed operation and / or without at least one of the described operations. In addition, the order in which the operations of method 58 are depicted in FIG. 5 and explained below does not imply any restrictions.

В некоторых вариантах осуществления способ 58 может быть реализован в, по меньшей мере, одном устройстве для обработки информации (например, цифровом процессоре, аналоговом процессоре, цифровой схеме, предназначенной для обработки информации, аналоговой схеме, предназначенной для обработки информации, конечном автомате и/или других механизмах для электронной обработки информации). По меньшей мере, одно устройство для обработки информации может содержать, по меньшей мере, одно устройство, выполняющее некоторые или все операции способа 58 в ответ на команды, хранимые электронными методами на электронном носителе информации. По меньшей мере, одно устройство для обработки информации может содержать, по меньшей мере, одно устройство, выполненное с помощью аппаратного обеспечения; микропрограммного обеспечения и/или программного обеспечения, чтобы быть предназначенным специально для выполнения, по меньшей мере, одной из операций способа 58.In some embodiments, method 58 may be implemented in at least one information processing device (e.g., digital processor, analog processor, digital circuitry for processing information, analogue circuitry for processing information, state machine and / or other mechanisms for electronic information processing). At least one device for processing information may contain at least one device that performs some or all of the operations of method 58 in response to instructions stored by electronic methods on an electronic storage medium. At least one device for processing information may include at least one device made using hardware; firmware and / or software to be specifically designed to perform at least one of the operations of method 58.

В ходе операции 60 формируют нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси для доставки в дыхательные пути пациента. Нагнетаемый поток дыхательной газовой смеси формируют так, чтобы, по меньшей мере, один параметр газовой смеси в нагнетаемом потоке дыхательной газовой смеси регулировался для подведения дыхательных стимулов к пациенту. Дыхательные стимулы стимулируют пациента изменять, по меньшей мере, один дыхательный параметр. В одном варианте осуществления операцию 60 выполняют посредством устройства, аналогичного или идентичного устройству 14 (показанному на фиг.1 и описанному выше), под управлением управляющего модуля, аналогичного или идентичного управляющему модулю 32 (показанному на фиг.1 и описанному выше).During operation 60, an injection flow of the respiratory gas mixture is formed for delivery to the patient's airways. The pressurized flow of the respiratory gas mixture is formed so that at least one parameter of the gas mixture in the injected flow of the respiratory gas mixture is adjusted to bring respiratory stimuli to the patient. Respiratory stimuli stimulate the patient to change at least one respiratory parameter. In one embodiment, operation 60 is performed by a device similar or identical to device 14 (shown in FIG. 1 and described above), under the control of a control module similar or identical to control module 32 (shown in FIG. 1 and described above).

В ходе операции 62 контролируют, по меньшей мере, один дыхательный параметр дыхания пациента. Контроль, по меньшей мере, одного дыхательного параметра может содержать определение, по меньшей мере, одного дыхательного параметра. Определение, по меньшей мере, одного дыхательного параметра может выполняться по выходным сигналам, сформированным датчиками, передающими информацию, имеющую отношение к параметрам газовой смеси внутри или вблизи дыхательных путей пациента. В одном варианте осуществления операцию 62 можно выполнять в модуле дыхательных параметров, аналогичном или идентичном модулю 34 дыхательных параметров (показанному на фиг.1 и описанному выше).During operation 62, at least one respiratory parameter of the patient’s respiration is monitored. The control of at least one respiratory parameter may comprise determining at least one respiratory parameter. The determination of at least one respiratory parameter can be performed by output signals generated by sensors transmitting information related to the parameters of the gas mixture in or near the patient’s airways. In one embodiment, operation 62 may be performed in a respiratory parameter module similar or identical to respiratory parameter module 34 (shown in FIG. 1 and described above).

В ходе операции 64 определяют согласование дыхания пациента с дыхательными стимулами, подведенными в ходе операции 60. Определение согласования дыхания пациента с дыхательными стимулами может содержать определение показателя, который количественно выражает согласование. В одном варианте осуществления показатель количественно выражает согласование для каждого дыхательного акта. В данном варианте осуществления определение согласования дыхания может содержать определение среднего показателя по множеству дыхательных актов (например, последовательных дыхательных актов, дыхательных актов, которые являются близкими во времени и т.п.). Согласование дыхания пациента с дыхательными стимулами можно определять на основании контролируемого, по меньшей мере, одного дыхательного параметра и/или дыхательного стимула. В одном варианте осуществления операцию 64 выполняют в модуле согласования, аналогичном или идентичном модулю 36 согласования (показанному на фиг.1 и описанному выше).In step 64, the matching of the patient’s breathing with the respiratory stimuli failed during step 60 is determined. The determination of the matching of the patient’s breathing with the respiratory stimuli may comprise determining a metric that quantifies the matching. In one embodiment, the indicator quantifies expression for each respiratory act. In this embodiment, the definition of matching breathing may include determining the average of multiple respiratory acts (for example, consecutive respiratory acts, respiratory acts that are close in time, etc.). The coordination of the patient’s breathing with respiratory stimuli can be determined based on the controlled at least one respiratory parameter and / or respiratory stimulus. In one embodiment, operation 64 is performed in a matching module similar or identical to matching module 36 (shown in FIG. 1 and described above).

В ходе операции 66 выполняют определение, спит или бодрствует пациент. Данное определение может содержать сравнение согласования дыхания пациента с дыхательными стимулами (обнаруженного в ходе операции 64) с пороговым уровнем согласования. Если согласование дыхания пациента не превышает пороговый уровень, то выполняют определение, что пациент все еще бодрствует. Если согласование дыхания пациента превышает пороговый уровень, то выполняют определение, что пациент спит. Определение, спит или бодрствует пациент, может быть дополнено другим анализом дыхательных параметров, обнаруженных в ходе операции 64. В одном варианте осуществления операцию 66 выполняют в модуле сна, аналогичном или идентичном модулю 38 сна (показанному на фиг.1 и описанному выше).During operation 66, a determination is made whether the patient is awake or awake. This definition may contain a comparison of the patient’s breathing incentive matching with respiratory stimuli (detected during operation 64) with a matching threshold level. If the coordination of the patient’s breathing does not exceed the threshold level, then a determination is made that the patient is still awake. If the coordination of the patient’s breathing exceeds a threshold level, then a determination is made that the patient is sleeping. The determination of whether the patient is sleeping or awake can be supplemented by another analysis of the respiratory parameters detected during operation 64. In one embodiment, operation 66 is performed in a sleep module similar or identical to sleep module 38 (shown in FIG. 1 and described above).

Если в ходе операции 66 выполняют определение, что пациент бодрствует, то способ 58 продолжает повторять последовательность операций 60, 62, 64, вплоть до операции 66. Если в ходе операции 66 выполняют определение, что пациент спит, то способ 58 переходит к операции 68. В ходе операции 68 обеспечивают дыхательную терапию пациента нагнетаемым потоком дыхательной газовой смеси. Например, дыхательная терапия может содержать терапию положительным давлением в дыхательных путях. В одном варианте осуществления операцию 68 выполняют посредством модуля терапии, аналогичного или идентичного модулю 40 терапии (показанному на фиг.1 и описанному выше).If during operation 66 it is determined that the patient is awake, then method 58 continues to repeat the sequence of operations 60, 62, 64, up to operation 66. If during operation 66 it is determined that the patient is sleeping, then method 58 proceeds to operation 68. During operation 68, the patient is provided with respiratory therapy with an injected stream of respiratory gas mixture. For example, respiratory therapy may include positive airway pressure therapy. In one embodiment, operation 68 is performed by a therapy module similar or identical to therapy module 40 (shown in FIG. 1 and described above).

Хотя подробное описание настоящего изобретения приведено выше для пояснения на примерах вариантов осуществления, которые в настоящее время считаются наиболее практически осуществимыми и предпочтительными, следует понимать, что приведенное подробное описание служит только для упомянутой цели, и что настоящее изобретение не ограничено представленными вариантами осуществления, а, напротив, предполагает охват модификаций и эквивалентных систем, которые не выходят за пределы сущности и объема притязаний прилагаемой формулы изобретения. Например, следует понимать, что настоящее изобретение предусматривает, что, насколько возможно, по меньшей мере, один признак любого варианта осуществления можно объединять с, по меньшей мере, одним признаком любого другого варианта осуществления.Although the detailed description of the present invention is given above for explanation with examples of embodiments that are currently considered the most practicable and preferred, it should be understood that the detailed description is only for the purpose mentioned, and that the present invention is not limited to the presented embodiments, but on the contrary, involves the coverage of modifications and equivalent systems that do not go beyond the essence and scope of the claims of the attached claims . For example, it should be understood that the present invention provides that, as far as possible, at least one feature of any embodiment may be combined with at least one feature of any other embodiment.

Claims

1. A system for detecting a patient's transition from wakefulness to sleep, comprising:
a pressure generator (14) configured to form an injected stream of the respiratory gas mixture to be supplied to the patient's respiratory tract (12);
a sensor (20), configured to generate output signals that transmit information about the pressure or flow rate of the gas mixture inside or near the respiratory tract of the patient;
a processor (22) configured to execute computer program modules, the computer program modules comprising:
a control module (32) configured to control the pressure generator in such a way that the pressure generator is configured to control the pressure or flow rate of the gas mixture in the injected stream of the respiratory gas mixture to create respiratory stimuli for the patient to consciously change the start of inspiration, expiratory flow or respiratory volume;
a matching module (36), configured to determine matching of the patient’s breathing with the respiratory stimuli generated by the pressurized flow of the respiratory gas mixture, said definition being based on the output signals generated by the sensor and respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture; and a sleep module (38), configured to determine whether the patient is awake or asleep, said determination being based on the definition of matching the patient’s breathing with respiratory stimuli for the patient, made by the matching module.

2. The system of claim 1, wherein the determination by the matching module is further based on whether the threshold level of matching is exceeded.

3. The system of claim 1, wherein the matching module is configured so that the matching definition contains a metric definition that quantifies the matching for each individual respiratory cycle.

4. The system of claim 3, wherein the matching module is further configured so that the matching determination comprises averaging an indicator over a plurality of respiratory cycles.

5. A method for detecting a patient's transition from wakefulness to sleep, comprising the steps of:
forming (60) an injected stream of the respiratory gas mixture in such a way that the pressure or flow rate of the gas mixture in the injected stream of the respiratory gas mixture is adjusted to provide respiratory stimuli for the patient to consciously change the start of inspiration, expiratory flow rate or tidal volume;
control (62) the pressure or respiration rate of the patient;
determining (64) matching the patient’s breathing with the respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture, said definition being based on the controlled pressure or flow rate and the respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture; and
determine (66) whether the patient is awake or asleep, said definition being based on the definition of matching the patient’s breathing with respiratory stimuli for the patient.

6. The method of claim 5, wherein the determination of matching is further based on whether the threshold level of matching is exceeded.

7. The method of claim 5, wherein the step of determining alignment comprises determining an indicator that quantifies expression of alignment for each individual respiratory cycle.

8. The method of claim 7, wherein the step of determining alignment further comprises averaging the indicator over a plurality of respiratory cycles.

9. A system for detecting a patient's transition from wakefulness to sleep, comprising:
means (14, 32) for forming an injected respiratory gas mixture flow for supplying to the patient’s airways so that the pressure or flow rate of the gas mixture in the injected respiratory gas mixture flow is adjusted to provide respiratory stimuli for the patient to consciously change the start of inspiration, expiratory flow, or tidal volume;
means (20, 30, 34) for monitoring the pressure or flow rate of the patient’s breathing;
means (36) for determining the alignment of the patient’s breathing with the respiratory stimuli generated by the pressurized flow of the respiratory gas mixture, said definition being based on the controlled pressure or flow rate and respiratory stimuli created by the pressurized flow of the respiratory gas mixture; and
means (38) for determining whether the patient is awake or asleep, said definition being based on the determination of matching the patient’s breathing with respiratory stimuli for the patient.

10. The system of claim 9, wherein the operation of the means for determining coordination is further based on whether the threshold level of coordination is exceeded.

11. The system of claim 9, wherein the means for determining alignment is configured to determine an indicator that quantifies expression for each individual respiratory cycle.

12. The system of claim 11, wherein the means for determining alignment is further configured to average the indicator over a plurality of respiratory cycles.