呼吸輔助設備的制作方法

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呼吸輔助設備的制作方法
【專利摘要】一種頭部安裝的呼吸輔助設備，被構造用于向使用者提供呼吸氣流。所述頭部安裝的呼吸輔助設備具有能夠固定至使用者頭部的主體以及可操作用于通過來自周圍大氣的氣體供應生成加壓氣流的鼓風單元。患者接口設置在主體上，所述患者接口具有流體連接至鼓風單元的進氣口，并且被構造用于向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體。
【專利說明】呼吸輔助設備

【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種向使用者提供氣流以用于治療用途的呼吸輔助設備。具體而非排地性地，所述呼吸輔助設備可以向需要供給氣體以用于呼吸治療的患者或使用者提供呼吸輔助，所述呼吸治療例如是氣道正壓（PAP)治療，所述氣道正壓治療包括但不限于持續氣道正壓（CPAP)治療、雙級氣道正壓（Bi-PAP)治療以及口腔氣道正壓（OPAP)治療，并且所述呼吸治療典型地用于治療例如阻塞性睡眠呼吸暫停（OSA)、打鼾或慢性阻塞性肺炎 (COPD)等疾病。

【背景技術】
[0002] 向患者提供增濕和加熱氣流以用于治療用途的呼吸輔助設備或系統在本領域中為大家所熟知。用于提供該類治療（例如呼吸增濕）的系統通常具有這樣的結構：其中氣體從氣源輸送至增濕器室，氣源例如是鼓風機（也稱為壓縮機、輔助呼吸單元、風扇單元、氣流發生器或壓力發生器）。當氣體流經熱水或流過增濕器室中的加熱和增濕空氣時，氣體變成水蒸汽飽和。然后，加熱和增濕的氣體經由患者接口（包括柔性氣體導管和患者接口）被輸送至增濕器室下游的使用者或患者。
[0003] 在一種形式中，這樣的呼吸輔助系統可以是包括增濕器單元和鼓風單元的模塊化系統，所述增濕器單元和鼓風單元是獨立的（模塊化的）構件。這些模塊通過連接導管串聯連接，以允許氣體從鼓風單元流到增濕器單元。例如，圖1示出了使用者1從模塊化呼吸輔助系統接收加熱和增濕的氣流的示意圖。加壓空氣從輔助呼吸單元或鼓風單元2a經由連接導管7提供給增濕器室4a。增濕、加熱和加壓的氣流經由柔性軟管或氣體導管3離開增濕器室4a，并且經由患者接口 5提供給患者或使用者1。
[0004] 在一種替代形式中，呼吸輔助系統可以是集成系統，其中鼓風單元和增濕器單元被包含在同一外殼內。典型的集成系統由提供加壓氣流的主鼓風單元或輔助呼吸單元以及與鼓風單元相配合或以其它方式剛性地連接至鼓風單元的增濕器單元組成。圖2示出了使用者1從集成的呼吸輔助系統6接收加熱和增濕空氣的示意圖。該系統的操作方式與圖1 所示的模塊化系統相同，區別在于增濕器室4b已與鼓風單元相集成而形成集成系統6。
[0005] 圖1和圖2所示的患者接口5是覆蓋使用者1的鼻子的鼻罩。但是，應當注意，在這些類型的系統中，覆蓋嘴和鼻子的罩、全面罩、鼻插管或任何其它適合的患者接口都可以代替圖示的鼻罩。也可以使用僅針對嘴的接口或口罩。并且，導管的患者端或使用者端可以連接至氣管造口配件或氣管插管。
[0006] 葉輪式風扇或鼓風機在該類型的呼吸輔助系統中最為常用。葉輪的葉片單元被包含在葉輪外殼中。葉輪的葉片單元通過中心芯軸連接至某種形式的驅動器。圖3和圖4中示出了典型的葉輪外殼。圖5和圖6示出了典型的旋轉葉輪單元10,其具有多個葉片11和蓋罩12,所述旋轉葉輪單元10在使用時位于外殼內部。空氣通過孔口被吸入葉輪單元的中心，然后被旋轉葉輪單元的葉片迫使從外殼的中心向外流向出口通道（通常位于外殼的一側）。葉片11聯接至中心芯軸13,所述中心芯軸13例如由馬達帶動旋轉。
[0007] 從設計角度看，上述類型的呼吸輔助系統對于制造商而言通常存在多種問題或挑戰，下面將簡要地介紹其中的一些內容。
[0008] 有效的呼吸治療經常需要使用者長期地每天使用上述類型的呼吸輔助系統。為了治療0SA，使用者需要在晚上睡覺時使用呼吸輔助系統。患者在使用這樣的呼吸輔助系統時的舒適性和便利性對于適應性的和有效的治療來說至關重要。上述類型的呼吸輔助系統的使用者經常抱怨的是罩泄漏。罩泄漏通常是由于使用者在睡眠中活動時柔性氣體導管3牽拉患者接口或罩5而引起的。
[0009] 上述類型的用于以PAP療法治療OSA的大多數呼吸輔助系統向患者接口提供氣體供應，但是沒有用于氣體從接口返回的路徑。為了消除患者接口中積累的二氧化碳，患者接口需要用于將呼出的氣體排放到大氣中的氣體清除出口，這常常被稱作"偏流"。偏流意味著氣體供應回路中的損失，并且鼓風單元必須具有動力足夠強勁以保持偏流、同時還能在患者接口處生成所要求的氣體壓力的馬達。氣體清除出口也可能變為噪聲源和可辨識的氣流源。過大的噪音能夠給患者及其同伴造成困擾。根據其位置，氣流也可能會騷擾到患者。
[0010] 氣體在呼吸輔助系統中的增濕也增加了設計的復雜性。例如，經常需要對患者接口的氣體導管3進行加熱，以避免在氣體導管中形成冷凝。
[0011] 在本說明書中已經引用了專利說明書、其它外部文獻或其它信息源，這通常是為了提供討論本發明特征所用到的背景。除非另有特別說明，否則引用這樣的外部文獻不應被視為承認這樣的文獻或這樣的信息源在任何法律意義上構成現有技術或者構成本領域內的公知常識的一部分。
[0012] 本發明的目標是提供一種改進的呼吸輔助設備，或者至少為公眾提供一種有效的選擇。

【發明內容】

[0013] 在第一方面，本發明主要包括一種頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，并且包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由氣體流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體，并且其中，氣體流路從鼓風單元的進氣口到患者接口的一個或多個出氣口基本上是密封的，以使得沿著氣體流路不存在偏流，并且其中，鼓風單元包括輕質葉輪和帶有可旋轉驅動軸的馬達，所述馬達被構造用于使葉輪旋轉。
[0014] 優選地，所述設備可以被構造用于利用在氣體流路的至少一部分內積聚的蓄熱和濕氣，被動地增濕和溫暖氣體流路中的加壓呼吸氣體。在一種形式中，氣體流路可以被構造用于通過讓使用者呼出的氣體從患者接口回流到氣體流路中而在空氣流路的至少一部分內積聚熱量和濕氣。
[0015] 優選地，所述設備還可以包括位于呼吸輔助設備的氣體流路中的一個或多個熱量濕氣交換器（HME)。
[0016]優選地，在鼓風單元的進氣口與患者接口的出口或開口之間，設置有穿過該呼吸設備的氣體或空氣流路。
[0017] 優選地，使用者呼出的過多氣體可以通過空氣流路在加壓氣流的相反方向上向后排出，并從鼓風單元的進氣口離開呼吸輔助設備，進入大氣。優選地，鼓風單元的進氣口與患者接口的一個或多個出氣口之間的氣體流路體積或"死區（deads帕ce) "可以小于約200 毫升，更優選地在約50毫升到約150毫升的范圍內。
[0018] 優選地，所述設備可以被構造用于能夠操作性地連接至獨立的基站，所述基站包括：電源系統，所述電源系統可操作用于向呼吸輔助設備供應電力；數據傳輸系統，所述數據傳輸系統可操作用于向呼吸輔助設備發送數據和從呼吸輔助設備接收數據；以及控制系統，所述控制系統可操作用于利用控制信號控制呼吸輔助設備。
[0019] 優選地，所述設備還可以包括頭飾，所述頭飾被構造用于將主體固定或安裝至使用者的頭部，所述頭飾包括一條或多條頭帶。在一種形式中，所述頭飾可以包括：上頭帶，所述上頭帶連接至呼吸輔助設備的上部，并被構造用于圍繞使用者頭部的上部延伸；以及下頭帶，所述下頭帶連接至呼吸輔助設備的下部，并被構造用于圍繞使用者頭部的下部延伸，并且其中，所述頭飾被構造用于將呼吸輔助設備的主體定位在使用者的臉部區域。
[0020] 在一種形式中，頭飾可以完全是柔性的，或者基本上由柔性部件形成。在另一種形式中，頭飾可以是半剛性的，其中，所述頭飾可以包括一個或多個剛性部件，例如但不限于在公布的專利申請W02012/140514中所介紹的各種頭飾實施例，通過引用將其內容并入本文。
[0021] 優選地，呼吸輔助設備可以包括被構造用于向呼吸輔助設備供應電力的一個或多個機載電源模塊，并且其中，所述電源模塊被安裝至所述頭飾或與所述頭飾相集成。可選地，電源模塊可以與呼吸輔助設備一起以其它方式安裝在頭部，例如安裝至呼吸輔助設備的主體或鼓風單元或者與之相集成。優選地，電源模塊通過一根電纜或多根電纜連接至所述呼吸輔助設備。在一種形式中，一個或多個電源模塊可以從呼吸輔助設備上拆卸或釋放。
[0022] 可選地或附加地，一個或多個電源模塊可以是獨立的、非頭部安裝的便攜式模塊，其通過電纜連接至呼吸設備。可選地或附加地，呼吸輔助設備可以被構造成連接至用于電力供應的AC電源適配器。
[0023] 在一種形式中，在一條或多條頭帶內設置一個或多個口袋，一個或多個電源模塊被保留在所述一個或多個口袋內。優選地，所述一個或多個口袋能夠打開以允許移除一個或多個電源模塊。在另一種形式中，一個或多個電源模塊能夠被可釋放地安裝至頭飾的一部分，以使得能夠從頭飾上拆卸這一個或多個電源模塊。在另一種形式中，一個或多個電源模塊可以被設置在柔性包裝內，所述柔性包裝被固定至頭飾且被構造用于至少部分地在使用者頭部的頂部上延伸。優選地，柔性包裝可以通過柔性材料的基層固定至頭飾中的一條或多條頭帶。
[0024] 優選地，頭飾還可以包括一個或多個擋板，當使用者戴上頭飾時，所述一個或多個擋板位于所述一個或多個電源模塊與使用者頭部的表面之間。
[0025] 優選地，一個或多個電源模塊包括從蓄電池或蓄電池組（可再充電的或一次性的）、燃料電池和/或電容器中選出的任意的一個或多個儲能裝置。
[0026] 優選地，鼓風單元的輕質葉輪可以是無蓋罩的，或者以其它方式具有減少的材料。
[0027] 在一個實施例中，葉輪葉片的遠端部在葉片旋轉的方向上彎曲。在另一個實施例中，葉輪葉片在葉片旋轉的相反方向上彎曲。
[0028] 在一些實施例中，葉輪形成為單件。
[0029] 在一些實施例中，葉輪具有15毫米到60毫米之間的半徑。
[0030] 在一些實施例中，葉輪的質量小于2克，且優選地在0. 8克到1. 8克之間。
[0031] 在一些實施例中，葉輪被構造成具有的慣性壓力與半徑比大于50:1帕每克*毫米，且優選地大于80:1每克*毫米。
[0032] 在一些實施例中，葉輪被構造成具有的慣性動量與半徑比小于15克*毫米，且優選地在8克*毫米到12克*毫米的范圍內。
[0033] 在一些實施例中，葉輪被構造成具有的葉片掃掠體積與葉片體積比為16:1或更大。
[0034] 優選地，鼓風單元還可以包括具有圍起葉輪的上內表面和下內表面的殼體，并且其中，所述葉輪可以具有多個葉片，憑借沒有蓋罩或者以其它方式具有減少的材料，所述多個葉片基本上向著所述殼體的上內表面和下內表面敞開。在一種形式中，殼體形成呼吸輔助設備的一部分或與呼吸輔助設備相集成。
[0035] 優選地，鼓風單元還可以包括限定所述殼體內的第一和第二內部區域的分隔部，所述第一區域由殼體和分隔部限定并且包括進氣口和馬達，所述第二區域由殼體和分隔部限定并且包括葉輪，并且其中，所述第一和第二區域通過形成于所述分隔部中或由所述分隔部形成的開口流體連接。
[0036] 優選地，葉輪可以具有旋轉軸線，分隔部從所述旋轉軸線徑向延伸。
[0037] 優選地，鼓風單元的殼體還可以包括通過空氣通道流體連接至第二區域的蝸殼，并且其中鼓風單元的出氣口緊鄰蝸殼的周邊。
[0038] 在第一種形式中，鼓風單元可以包括馬達，所述馬達包括：定子，以及用于在定子內支撐可旋轉驅動軸的至少一個軸承結構，所述軸承結構包括一個或多個軸承，所述一個或多個軸承由所述可旋轉驅動軸的軸線周圍的一個或多個軸承安裝件支撐。優選地，所述一個或多個軸承安裝件為所述可旋轉軸提供適應性的支撐。
[0039] 優選地，定子可以包括定子架，并且所述一個或多個軸承安裝件的外部接合定子和/或定子架的內表面。在一種形式中，所述一個或多個軸承安裝件的外部接合定子和/ 或定子架和/或其它結構。
[0040] 優選地，鼓風單元還可以包括馬達安裝件，所述馬達安裝件聯接定子和殼體，以為馬達提供適應性的支撐。
[0041] 優選地，軸承安裝件和/或馬達安裝件是柔性的和/或彈性的。
[0042] 優選地，所述軸承安裝件由提供彈性和/或柔性的材料制成，從而在處于接合構造中時提供預加載。
[0043] 優選地，所述軸承安裝件由提供阻尼的材料制成。
[0044] 優選地，所述軸承安裝件可以是柔性的和/或彈性的，并且其中，所述軸承安裝件可以具有彎曲的環形本體，在與定子和/或定子架接合時，環形本體被壓迫成為所述一個或多個軸承提供預加載的接合構造。
[0045] 優選地，利用場定向控制來操作所述馬達。
[0046] 在一種形式中，可旋轉驅動軸可以是塑料的。優選地，馬達還可以包括定子內的轉子，并且其中，所述塑料的可旋轉驅動軸通過注射成型而形成并聯接至轉子。在一種形式中，優選地，馬達包括貫穿磁鐵轉子中的開口延伸并與該磁鐵轉子相聯接的塑料可旋轉軸。 [0047] 本發明還介紹了一種制造用于馬達的軸和轉子組件的方法，所述方法包括：將帶有中心開口的轉子插入第一模制部分中，支撐貫穿所述中心開口延伸的軸，將第二模制部分聯接至所述第一模制部分，以在中心開口周圍形成模制空腔，在塑料軸和中心開口之間注射成型塑料插入件，以將塑料軸聯接至轉子。
[0048] 本發明還介紹了一種制造用于馬達的軸和轉子組件的方法，所述方法包括：將帶有中心開口的轉子插入第一模制部分中，將第二模制部分聯接至所述第一模制部分，以在中心開口周圍形成模制空腔，注射成型塑料軸，所述塑料軸貫穿轉子的中心開口延伸并聯接至轉子的中心開口。
[0049] 在第二形式中，所述鼓風單元包括：馬達，所述馬達包括位于定子內的可旋轉軸；用于支撐定子中的可旋轉軸的軸承結構，所述軸承結構具有一個或多個軸承安裝件。
[0050] 在第三形式中，所述鼓風單元可以包括：由殼體內的馬達驅動的離心式葉輪，所述殼體具有進氣口、出氣口以及用于限定第一和第二內部區域的分隔部（或分割部），其中所述第一和第二區域由所述分隔部中的開口流體連接。
[0051] 在第四形式中，所述鼓風單元可以包括：馬達，所述馬達具有可旋轉軸和用于在定子內支撐可旋轉軸的至少一個軸承結構，所述軸承結構具有一個或多個柔性和/或彈性的軸承安裝件，用于為可旋轉軸提供適應性和/或預加載和/或阻尼；聯接至所述可旋轉軸的輕質葉輪；柔性和/或彈性的馬達安裝件，其聯接定子和外殼以為馬達提供適應性和/或阻尼；分隔部，所述分隔部在所述外殼內限定第一和第二內部區域，其中所述第一和第二區域由形成于所述分隔部中或由所述分隔部形成的開口流體連接。
[0052] 在第五形式中，所述鼓風單元包括：進氣口、出氣口、帶有軸的馬達和輕質葉輪，所述輕質葉輪連接至馬達并且可旋轉以從進氣口抽取氣體，并通過出氣口排出氣體，其中所述葉輪是無蓋罩的，或者以其它方式具有減少的材料。
[0053] 每一種形式的鼓風單元可以附加地包括針對其它形式的鼓風單元所提及的任意的一個或多個特征。
[0054] 優選地，所述呼吸輔助設備包括具有機載控制器的可操作控制系統，所述機載控制器被構造用于控制鼓風單元，以在使用者的呼吸循環期間將加壓氣流以期望的壓力和/ 或流速輸送至使用者。舉例來說，所述設備可以包括安裝至所述呼吸輔助設備或安裝在所述呼吸輔助設備內的機載電子控制器，所述機載電子控制器可操作用于通過控制鼓風單元內的馬達轉速來控制輸送至使用者的呼吸氣體的壓力。
[0055] 優選地，所述設備還可以包括安裝至所述呼吸輔助設備或安裝在所述呼吸輔助設備內的一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器被構造用于測量操作參數并生成代表性的傳感器信號以供發送給控制器。
[0056] 優選地，所述設備還可以包括機載無線電力輸送接收器，其被構造用于從無線電力輸送發射器接收電力。
[0057] 優選地，所述設備還可以包括機載電源模塊。
[0058] 在一種形式中，鼓風單元能夠被可釋放地安裝至主體。在另一種形式中，鼓風單元可以與主體相集成或固定至主體。
[0059]在一種形式中，主體可以包括：被構造用于與使用者的前額相接合的前額支撐部件；用于接收患者接口的罩密封組件的罩體；在前額支撐部件和罩體之間延伸的連接部件；以及流體連接至鼓風單元的出氣口的進氣口。優選地，主體的前額支撐部件可以水平地取向，且連接部件從前額支撐部件沿垂直的取向居中地延伸，使得這兩個部件共同形成T 形部分（或T形件），并且其中，鼓風單元被安裝至該T形部分。在一種形式中，鼓風單元可以設置在或者可以安裝在主體的前額支撐部件上，以使得在使用時鼓風單元位于使用者的前額區域。
[0060]在一種形式中，所述設備被構造為氣道正壓（PAP)裝置。例如，所述設備可以被構造成用作CPAP裝置、雙PAP裝置或任意其它的PAP裝置。
[0061]在一種形式中，患者接口被可釋放地安裝至主體。在另一種形式中，患者接口與主體相集成或固定至主體。
[0062]在一種形式中，患者接口可以包括鼻罩，所述鼻罩被構造用于與使用者的臉部密封地接合，以便覆蓋使用者的鼻子。
[0063]在另一種形式中，患者接口可以包括下列項目中的任何一項：全面罩，所述全面罩被構造用于與使用者的臉部密封地接合，以便覆蓋使用者的鼻子和嘴；鼻枕罩，所述鼻枕罩密封地接合使用者的鼻孔；非密封的鼻插管，所述鼻插管被構造用于定位在使用者的鼻孔內部；或者口腔接口，所述口腔接口被構造用于與使用者的嘴密封地接合或者密封地接合在使用者的嘴內。
[0064]優選地，所述主體還包括氣體通道或導管，所述氣體通道或導管將鼓風單元的出氣口流體連接至患者接口的進氣口，并且其中所述氣體通道形成氣體流路的一部分。
[0065]在一種形式中，所述主體可以被構造用于，當在使用中穿戴所述設備時，將鼓風單元安裝或定位在使用者臉部的前額區域，并且將患者接口安裝或定位在使用者臉部的鼻子和/或嘴的區域。可選地，鼓風單元能夠固定地或可釋放地安裝至患者接口（例如罩）的前部。
[0066] 在第二方面，本發明主要包括一種基站，所述基站能夠操作性地連接至頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體，所述基站包括：電源系統，所述電源系統可操作用于向呼吸輔助設備供應電力；數據傳輸系統，所述數據傳輸系統可操作用于向呼吸輔助設備發送數據和從呼吸輔助設備接收數據；以及控制系統，所述控制系統可操作用于利用控制信號控制呼吸輔助設備。
[0067]在一種形式中，電源系統可以被構造用于經由一根或多根電力輸送電纜將電力輸送至呼吸輔助設備。
[0068] 在另一種形式中，電源系統可以包括無線電力輸送電路，所述無線電力輸送電路被構造用于將電力無線地輸送至呼吸輔助設備。
[0069]優選地，數據傳輸系統可以包括第一通信模塊，所述第一通信模塊可操作用于通過有線或無線的通信介質在基站和呼吸輔助設備之間傳輸數據。
[0070]優選地，數據傳輸系統還可以包括第二通信模塊，所述第二通信模塊可操作用于通過有線或無線的通信介質在基站和外部服務器之間傳輸數據。
[0071]優選地，所述控制系統可操作用于向呼吸輔助設備發送控制信號，以控制下列操作模式中的任何一種或多種：開關模式、充電模式、干燥模式和/或數據傳輸模式。
[0072]在一種形式中，所述控制系統可以被構造用于向呼吸輔助設備自動地發送控制信號，以根據基站和呼吸輔助設備之間是否檢測到有效連接來控制一個或多個操作模式。
[0073]在第三方面，本發明主要包括一種呼吸輔助系統，所述呼吸輔助系統包括：頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及無線電源系統，所述無線電源系統被構造用于將電力無線地供應至呼吸輔助設備。
[0074]優選地，所述無線電源可以被構造用于向呼吸輔助設備供應電力以供向鼓風單元供電。
[0075]優選地，所述呼吸輔助設備可以包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器被構造用于測量各種操作參數并生成代表性的傳感器信號，并且其中，所述無線電源被構造用于向傳感器供應電力。
[0076]在第四方面，本發明主要包括一種呼吸輔助系統，所述呼吸輔助系統包括：頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及安裝至所述呼吸輔助設備或安裝在所述呼吸輔助設備內的一個或多個無線傳感器，所述無線傳感器被構造用于測量操作參數并生成代表性的傳感器信號。
[0077]優選地，所述一個或多個無線傳感器可以被構造用于向獨立的外部裝置或系統直接地或間接地無線傳輸所生成的傳感器信號。
[0078]優選地，所述一個或多個無線傳感器可以由無線電力輸送系統無線地供電，所述無線電力輸送系統無線地連接至所述呼吸輔助設備。
[0079]在第五方面，本發明主要包括一種呼吸輔助系統，所述呼吸輔助系統包括：頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及在所述呼吸輔助設備上機載的無線通信模塊，所述無線通信模塊可操作用于從外部裝置和/或系統接收數據以及向外部裝置和/或系統發送數據。
[0080] 優選地，所述呼吸輔助設備包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器可以被構造用于測量操作參數并生成代表性的傳感器信號，并且其中，所述通信模塊被構造用于向獨立的外部裝置或系統發送所生成的傳感器信號。
[0081] 優選地，所述呼吸輔助設備可以包括機載電子控制器，所述機載電子控制器被構造用于儲存表示使用者使用呼吸輔助設備的使用數據，并且其中，所述通信模塊被構造用于向獨立的外部裝置或系統無線地傳輸所述使用數據。
[0082] 在第六方面，本發明主要包括一種頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及頭部安裝的電源，所述頭部安裝的電源被構造用于向呼吸設備供給電力。
[0083]在另一方面，本發明還介紹了一種頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有流體連接至鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體。
[0084]在一些實施例中，所述呼吸輔助設備可以被構造用于提供偏流，并且可以包括位于患者接口附近的一個或多個氣體清除出口，一部分呼出氣體可以通過所述氣體清除出口離開所述呼吸輔助設備。在其它的實施例中，所述呼吸輔助設備可以被構造成具有零偏流。 [0085]在另一方面，本發明還介紹了一種呼吸輔助系統，所述呼吸輔助系統包括：根據上述方面中的任一方面所述的頭部安裝的呼吸輔助設備；以及基站，所述基站被構造用于在不使用時接收和保留所述呼吸輔助設備。
[0086] 上述的本發明的每個方面可以附加地具有針對其它方面所提及的任意的一個或多個特征。
[0087] 除非上下文另有暗示，否則本說明書和權利要求書中使用的短語"偏流"是用于表達氣體從呼吸輔助設備通過一個或多個氣體通氣出口或氣體清除出口而特意地或可控地泄漏或流動到周圍的大氣中，所述氣體通氣出口或氣體清除出口設置在呼吸輔助設備上，并與所述設備內的空氣或氣體流路的一部分流體連接或者設置在該部分上或沿著該部分設置。
[0088] 除非上下文另有暗示，否則本說明書和權利要求書中使用的短語"零偏流"或"零偏壓"是用于表達無偏流，或者在一些實施例中是用于表達不大于5升每分鐘的極少偏流。[0089]在本說明書和權利要求書中使用的術語"包括"是指"至少部分地由……組成"。當解釋本說明書和權利要求書中包含術語"包括"的的每個語句時，除了以該術語開頭的那個或那些特征以外的特征也可能存在。"包括"的相關術語應當以相同的方式解釋。
[0090] 對在本文中所公開的數值范圍（例如，1到10)的引用也包含對該范圍內的所有合理數值（例如，1、1. 1、2、3、3. 9、4、5、6、6. 5、7、8、9和10)以及該范圍內的合理數值的任何范圍（例如，2到8、1. 5到5. 5和3. 1到4. 7)的引用，因此，在本文中所明確公開的所有范圍的全部子區間在此也被明確公開。這些僅僅是具體給出的示例，并且所列舉的最小值和最大值之間的數值的所有可能的組合都應被認為在本申請中以類似的方式明確地表述。
[0091] 在本文中所使用的術語"和/或"是指"和"或者"或"或者兩者兼具。
[0092] 在本文中所使用的名詞復數是指該名詞的復數和/或單數形式。
[0093] 本發明包括上述內容，并且還設想了下文中僅作為示例給出的構造。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0094] 將參照附圖僅通過舉例來介紹本發明的優選實施例，在附圖中：
[0095] 圖1示出了已知形式的呼吸輔助設備的示意圖，所述呼吸輔助設備具有連接至增濕器單元的、模塊化構造的鼓風單元；
[0096] 圖2示出了另一已知形式的呼吸輔助設備的示意圖，其中鼓風單元和增濕器單元被集成到單個主外殼中；
[0097] 圖3示出了已知鼓風單元的一個示例的平面圖；
[0098] 圖4示出了圖3中的鼓風單元的側視圖；
[0099] 圖5示出了已知葉輪的輪廓圖（profile view);
[0100] 圖6示出了圖5中葉輪的另一輪廓圖；
[0101] 圖7示出了根據本發明實施例具有頭部安裝的鼓風單元的可穿戴的呼吸輔助設備的透視圖，并且示出為安裝至使用者的頭部但并未示出頭飾；
[0102] 圖8示出了圖7中省略了使用者的呼吸輔助設備的前部的上透視圖；
[0103] 圖9示出了圖7中呼吸輔助設備的后側的下透視圖；
[0104] 圖10示出了圖7中呼吸輔助設備的側方正視圖；
[0105] 圖11示出了圖7中呼吸輔助設備的前方正視圖；
[0106] 圖12示出了圖7中呼吸輔助設備的后方正視圖；
[0107] 圖13示出了圖7中呼吸輔助設備的后部的下透視圖，但從視圖中省略了框架，并且特別示出了罩密封、鼓風單元和前額的緩沖器部件；
[0108] 圖14示出了圖7中呼吸輔助設備的框架的后透視圖；
[0109] 圖15和16分別示出了圖7中呼吸輔助設備的框架的前透視圖和側方正視圖；
[0110] 圖17和18分別示出了圖7中呼吸輔助設備的鼓風單元的前透視圖和后透視圖；
[0111] 圖19示出了圖17中鼓風單元的前透視圖，其中移除了進氣口過濾器，以便露出馬達組件；
[0112] 圖20示出了圖19中鼓風單元的前透視圖，其中從鼓風單元殼體移除了馬達組件；
[0113] 圖21示出了圖17中鼓風單元的后透視圖，殼體后側的一部分被切除以露出葉輪；
[0114] 圖22示出了穿過圖17中鼓風單元的殼體的橫截面視圖；
[0115] 圖23和24分別示出了根據本發明的一個實施例的用于圖17中鼓風單元的葉輪的透視圖和平面圖；
[0116] 圖25A和25B分別示出了根據本發明另一實施例的用于圖17鼓風單元的葉輪的透視圖和平面圖；
[0117] 圖26A和26B分別不出了根據本發明另一實施例的用于圖17鼓風單兀的具有減少的蓋罩材料的葉輪的平面圖和透視圖；
[0118] 圖26C和26D分別示出了根據本發明另一實施例的用于圖17鼓風單元的帶有幅板結構的葉輪的平面圖和透視圖；
[0119] 圖27示出了根據本發明第一實施例的圖17中鼓風單元的馬達和葉輪組件的上透視圖；
[0120] 圖28示出了根據本發明一實施例的圖27中馬達組件的定子隔離器的上透視圖；
[0121] 圖29示出了圖27中鼓風單元的馬達和葉輪組件的上透視圖，其中定子隔離器部件從視圖中省略；
[0122] 圖30示出了圖29中馬達和葉輪組件的上透視圖，其中上定子安裝部分從視圖中省略；
[0123] 圖31A示出了穿過圖27中馬達和葉輪組件的中心橫截面視圖；
[0124] 圖31B示出了圖27中馬達和葉輪組件的上軸承安裝件和下軸承安裝件、磁鐵以及葉輪的側方正視圖；
[0125] 圖32A示出了根據本發明第二實施例的圖17中鼓風單元的馬達和葉輪組件的透視圖；
[0126] 圖32B示出了第二實施例的馬達的定子疊片；
[0127] 圖32C示出了第二實施例的馬達的極面；
[0128] 圖32D示出了第二實施例的馬達的軸承安裝件；
[0129] 圖32E示出了第二實施例的馬達和葉輪的橫截面視圖；
[0130] 圖32F示出了第二實施例的馬達的馬達安裝結構；
[0131] 圖33A和33B示出了形成馬達的一部分的金屬軸和磁鐵轉子組件；
[0132] 圖33C示出了圖33A、33B中組件的金屬軸；
[0133] 圖33D示出了形成另一實施例的馬達的一部分的塑料軸和磁鐵轉子組件；
[0134] 圖33E和33F示出了用于制造圖33D中塑料軸和轉子組件的注射成型工具；
[0135] 圖33G示出了用于金屬軸/插入件轉子組件的注射成型工藝的流程圖；
[0136] 圖33H示出了用于塑料軸轉子組件的注射成型工藝的流程圖；
[0137] 圖34示出了根據本發明一實施例由使用者穿戴并通過頭飾安裝至使用者頭部的圖7中的呼吸輔助設備的透視圖；
[0138] 圖35A示出了根據本發明另一實施例由使用者穿戴并通過頭飾安裝至使用者頭部的圖7中的呼吸輔助設備的透視圖，其中頭飾具有集成到上頭帶和/或下頭帶中的蓄電池；
[0139] 圖35B示出了根據本發明另一實施例由使用者穿戴并通過頭飾安裝至使用者頭部的圖7中的呼吸輔助設備的透視圖，所述頭飾具有上頭帶和下頭帶以及安裝至使用者頭部的頂部的蓄電池模塊；
[0140] 圖36示出了根據本發明一可選實施例的安裝至使用者頭部的可穿戴的呼吸輔助設備的透視圖；
[0141] 圖37示出了根據本發明另一可選實施例的安裝至使用者頭部的可穿戴的呼吸輔助設備的透視圖；
[0142] 圖38示出了根據本發明另一可選實施例的安裝至使用者頭部的可穿戴的呼吸輔助設備的正視圖；
[0143] 圖39示出了根據本發明另一可選實施例的安裝至使用者頭部的可穿戴的呼吸輔助設備的透視圖；
[0144] 圖40示出了傳統鼓風單元的壓力響應曲線；
[0145] 圖41示出了根據本發明實施例的鼓風單元的壓力響應曲線；
[0146] 圖42示出了傳統鼓風單元的平均聲壓級曲線；
[0147] 圖43示出了根據本發明實施例的鼓風單元的平均聲壓級曲線；
[0148] 圖44示出了與可穿戴的呼吸輔助設備通信的基站第一實施例的示意圖，所述基站驅動用于向呼吸輔助設備松散聯接地、無線地輸送電力的獨立電源接線板；
[0149] 圖45示出了向可穿戴的呼吸輔助設備提供直接數據通信和無線電力輸送的基站第二實施例的示意圖，并且該圖舉例示出了可穿戴的呼吸輔助設備的兩個不同實施例，一個帶有機載蓄電池，一個沒有機載蓄電池；
[0150] 圖46示出了采用與可穿戴的呼吸輔助設備數據通信的數據集線器（hub)形式的基站第三實施例以及另外的用于供電和/或充電的獨立供電電纜的示意圖，并且特別示出了用于具有機載蓄電池的可穿戴的呼吸輔助設備、用于無蓄電池的可穿戴的呼吸輔助設備或者為這樣的設備的可移除蓄電池充電的各種不同的供電和/或充電構造；
[0151] 圖47示出了與可穿戴的呼吸輔助設備數據通信的基站第四實施例的示意圖，所述基站包括蓄電池組充電配接站和用于供電和/或充電的供電電纜，并且特別示出了用于具有機載蓄電池的可穿戴呼吸輔助設備和用于無蓄電池的可穿戴呼吸輔助設備的供電和/ 或充電構造；
[0152] 圖48示出了與可穿戴的呼吸輔助設備數據通信的基站第五實施例的示意圖，所述基站包括用于為呼吸輔助設備無線充電的集成充電接線板和用于供電和/或充電的供電電纜，并且特別示出了用于具有機載蓄電池的可穿戴呼吸輔助設備和用于無蓄電池的可穿戴呼吸輔助設備的供電和/或充電構造；
[0153] 圖49示出了與可穿戴的呼吸輔助設備數據通信的基站第六實施例的示意圖，所述基站包括用于供電和/或充電的供電電纜，并且特別示出了用于具有機載蓄電池的可穿戴呼吸輔助設備、用于無蓄電池的可穿戴呼吸輔助設備或者為這樣的設備的可移除蓄電池充電的各種不同的供電和/或充電構造；以及
[0154] 圖50示出了直接經由用于向呼吸系統設備松散聯接地、無線地輸送電力的獨立電源接線板，與可穿戴的呼吸輔助設備通信的基站第七實施例的示意圖。

【具體實施方式】
[0155] 概述
[0156] 本發明涉及一種呼吸輔助設備（呼吸設備），其能夠向使用者或患者供給呼吸氣體流，以便進行呼吸治療。將舉例介紹被構造用作CPAP呼吸設備的呼吸設備的實施例，但是應該意識到呼吸設備也可以適用于或構造用于其它的PAP治療，包括但不限于雙PAP治療或采用向使用者輸送氣流的任何其它適合的呼吸治療。
[0157] 可穿戴
[0158] 參照圖7-12,在該實施例中，呼吸設備20是便攜式和完全可穿戴的。特別地，呼吸設備20采用頭部安裝的CPAP呼吸設備的形式。呼吸設備20可操作用于以可控的連續壓力輸送或供給呼吸氣體（例如大氣空氣）流，正如CPAP設備和治療領域的技術人員所熟知的那樣。呼吸設備可以被構造用于一患者所需的任何想要的流速和/或壓力輸送氣體，無論是定制成單個或多個分散流速和/或壓力，或者無論被構造用于在流速和/或壓力范圍內運行。僅舉例來說，呼吸設備可操作用于以0-120升每分鐘范圍內的流速輸送氣體，并可以建立0-25厘米水柱范圍內的壓力，或者根據患者需要，可以定制成在這些范圍的子區間內運行。呼吸設備20是便攜式的，主要部件全部設置在一可頭部安裝或其它方式穿戴的單元或組件中。正如后面將要更加詳細地解釋的，呼吸設備的電源也可以是頭部安裝的，或可選地能夠硬連接（hardwired)至主單元，并由使用者攜帶或其它方式穿戴，例如在口袋中或皮帶安裝。呼吸設備20包括一基部或主體22,鼓風單元24和患者接口或罩26集成、固定或可釋放地安裝至所述基部或主體22。在圖10中，呼吸設備20具有用箭頭A指示的面向使用者側（或后側）和用箭頭B指示的面向外側（或前側）。
[0159]鼓風單元24包括可旋轉的葉輪，所述葉輪被構造用于通過鼓風機進氣口 28吸取或吸入周圍的大氣氣體，然后將那些氣體加壓成加壓氣源或加壓氣流。CPAP設備和治療領域的技術人員應當明白，鼓風單元24包括可控的變速風扇單元，所述可控變速風扇單元可由一個或多個控制信號控制，以在罩26處生成所希望水平的氣體流量和/或壓力。
[0160]鼓風單元24經由氣道或氣體通道與罩26流體連接或流體連通，由此,鼓風單元24 生成的加壓氣體可以流入罩26的內部空腔30 (參見圖9)，以便根據所采用的罩的類型，經由使用者的鼻子和/或嘴，被使用者呼吸。在該實施例中，設置鼻罩26,其被構造用于在鼻子周圍與使用者的臉部密封地接合，但是可選地，也可以使用其它的患者接口或罩，包括但不限于覆蓋使用者鼻子和嘴的全面罩、用于使用者的嘴的口罩、鼻插管或鼻叉、或者用于呼吸氣體的任何其它適合的罩或患者接口。
[0161]在呼吸設備20上設置有頭飾（圖7-12未顯示），用于將該設備固定到使用者頭部上。可以采用各種頭飾組件構造將呼吸設備固定到使用者頭部上，頭飾構造的一些示例將在后面舉例介紹。一些示例的頭飾構造包括上頭帶和下頭帶，所述上頭帶在鼓風單元24附近連接至或聯接于呼吸設備的上部，并在使用者耳部上方的使用者頭部的上部周圍延伸，所述下頭帶在罩26附近聯接于或連接至呼吸設備的下部，并在使用者頭部的下部周圍延伸，典型在耳部高度處或者低于耳部高度。
[0162] 控制器
[0163] 呼吸設備20具有機載電子控制器（例如微型控制器、微處理器或類似物）或控制系統，所述機載電子控制器或控制系統安裝在鼓風單元24、主體22或呼吸設備的另一部分上或內。除了其它功能外，電子控制器主要被構造用于通過控制鼓風單元24內的馬達轉速，控制輸送至使用者的呼吸氣體的壓力，這是CPAP呼吸設備領域的技術人員應當明白的。例如，鼓風單元在使用中被設置到使用者指定的壓力級和/或可以自動地控制壓力級。取決于使用者呼吸，優選實施例的流速將在使用期間變化。供給鼓風單元的電力可以變化以改變葉輪旋轉的速度并且因此改變壓力。
[0164] 電子控制器可以通過包括設置在呼吸設備上的一個或多個開關、按鈕、刻度盤、觸摸屏控制面板的機載使用者界面或控制面板進行控制。另外或者可選地，所述機載控制器可由一外部控制裝置（例如遙控器、個人電腦、諸如運行智能手機應用的智能手機的便攜式通信裝置、或任何其它的可編程裝置，便攜式的或其它的）操作或遠程控制，所述外部控制裝置經由無線通信介質與機載控制器通信，例如射頻通信、藍牙、Wi-Fi、紅外、或任何其它的無線通信標準或技術。
[0165] 在一些實施例中，控制器可以被構造用于對鼓風單元的馬達采用無傳感器的矢量控制（亦稱場定向控制）。
[0166] 控制系統可以包括位于呼吸設備內的一個或多個傳感器，所述傳感器被構造用于測量各種操作參數，為控制器生成代表性傳感器信號。例如，在一些實施例中，呼吸系統可以包括位于空氣流路中的流速傳感器和/或壓力傳感器。所測量的信號由控制器處理，用于控制鼓風單元中的馬達，以向使用者輸送所希望的壓力和/或流量，正如CPAP呼吸設備領域的技術人員所熟知的那樣。
[0167] 控制系統還可以包括另外的傳感器，例如EEG、濕度、溫度或加速度計，以根據需要提供另外的特征或益處。
[0168] 傳感器可以是硬連接的或無線的，或者是兩者的組合。在一些實施例中，傳感器可以硬連接到機載電源模塊上，或者可選地，在連接范圍內，由一無線電力輸送系統無線地供以電力。在一些實施例中，傳感器硬連接到機載控制器上，這樣，控制器接收所生成的傳感器信號和/或傳感器數據。另外或者可選地，傳感器可以被構造用于在連接范圍內，向機載控制器或直接向外部系統或裝置無線地傳遞傳感器信號或傳感器數據。
[0169] 電源
[0170] 呼吸設備20優選由頭部安裝的機載電源組或模塊供以電力。電源模塊可以采用儲能裝置的形式，例如但不限于，包括一個或多個蓄電池（通常不一定必須是可再充電的）的蓄電池組，燃料電池，電容器，或任何其它適合的儲能裝置。電源和相關聯的電路可以安裝到呼吸設備上或內，例如鼓風單元24或主體22,或者可以安裝到呼吸設備的頭飾或任何其它部分上或者與之相集成。另外或者可選地，電源模塊可以是非頭部安裝的，而是以其它方式便攜和穿戴，其可以通過電纜或其它硬連線連接至呼吸設備。在這樣的實施例中，如果使用者正在移動，電源模塊可以攜帶或穿戴（例如攜帶）在使用者衣服的口袋中或者皮帶安裝。另外，如果需要，電源模塊也可以放置在使用者附近的方便的位置。通常，電源模塊是DC電源。另外或者可選地，呼吸設備也可以構造用于選擇連接一AC電源適配器，所述AC 電源適配器連接至一 AC電力網供電，并將其轉換成用于呼吸設備的DC電源。由AC電源適配器供給的電力也可以被構造用于對呼吸設備上機載的任何蓄電池電源再充電。
[0171] 如果電源模塊是可再充電的儲能裝置，例如可再充電電池組，或者如果電源模塊包括可再充電的蓄電池，可以通過有線或無線充電系統進行再充電，包括但不限于感應電力輸送，將在后面參照圖44-50解釋一些不例。
[0172] 應該意識到，在一些實施例中，呼吸設備可以是無蓄電池的（即沒有機載電源模塊），其可以直接由上述的AC電源適配器供以電力，或者可選地，經由無線電力輸送系統供以電力，正如后面所述的那樣。
[0173] 被動增濕
[0174] 在該實施例中，呼吸設備20被構造用于利用罩空腔內積聚的濕氣或濕度提供呼吸氣體的被動增濕和溫暖或加熱，以及在呼吸設備內保持由使用者呼出的氣體形成的空氣流動通道或空氣流路的體積。該被動增濕也可以加熱呼吸氣體。該被動增濕方法消除了主動增濕的需要，主動增濕通常由包括鼓風單元之后的增濕腔的傳統增濕單元實施，正如傳統CPAP治療呼吸設備中大家所熟知的那樣。在一些實施例中，還可以在空氣流路中提供一個或多個熱量濕氣交換器（HME)，以進一步提高被動增濕循環效果。
[0175] 在一些實施例中，可以采用罩凝結控制/減少方法。這包括但不限于：可滲透的罩材料，液滴收集系統和罩表面的加熱。
[0176] 零偏流
[0177] 在該實施例中，呼吸設備20沒有采用偏流幫助排出使用者呼出的氣體，正如參照圖1和2所介紹的傳統CPAP治療呼吸設備中所熟知的，其中呼吸氣體沿著柔性氣體導管3 到諸如鼻罩的患者接口 5被輸送至患者。在該實施例中，呼吸設備具有零偏流構造。呼吸設備20被構造用于在鼓風機入口 28和罩26的出口區域之間限定一基本上密封的內部空氣流動通道或空氣流路，所述空氣流動通道或空氣流路具有足夠小的容積，以控制或減少 C02再呼吸到可接受或所希望的程度，不像傳統CPAP呼吸設備中那樣需要偏流幫助吹出呼出的氣體。呼吸設備20內的內部空氣流動通道總容積或氣體路徑總容積通常由空氣通道或氣體路徑在大氣和使用者嘴之間穿過呼吸輔助設備的總累積容積限定，即，從鼓風單元 24的進氣口到使用者鼻子和/或嘴處（取決于患者接口的類型）的患者接口或罩26的出氣口或出口區域，所述內部空氣流動通道總容積或氣體路徑總容積包括鼓風單元24的內部容積、鼓風單元24的出口和主體22上罩26的入口之間的任何空氣通道或連接端口、以及罩26的內部容積或空腔30。由于受控的容積允許一部分呼出氣體通過呼吸設備從后面排放，并控制C02從鼓風單元進氣口 28離開呼吸輔助設備，進入大氣，所以空氣流動通道容積被構造用于在預定范圍內，以致控制C02再呼吸到所希望的程度。在該實施例中，內部空氣流動通道總容積優選小于200毫升。
[0178] 在其它的實施例中，呼吸設備可以被構造用于選擇性地經由通常在患者接口或罩中的或者在空氣流路中的其它地方處的一個或多個氣體清除出口，提供"減少"或少量的偏流，通常較圖1和2中的傳統CPAP治療呼吸設備所提供的程度減少。偏流的程度在一些實施例中是可控的。
[0179] 加熱
[0180] 在一些實施例中，鼓風單元24中可以提供對呼吸氣體的附加加熱，其中，通過強制對流傳熱，從馬達和控制電路散逸的熱量起到將進來的呼吸氣體加熱到高于外界溫度的作用。
[0181] 基站
[0182] 在該實施例中，呼吸設備還選擇性地設置有獨立的基站，所述基站被構造用于向呼吸設備供應電力，以便操作和/或為任何機載儲能裝置充電，例如蓄電池組或類似物。基站另外還可以被構造用于提供數據通信用于適應數據傳輸，和/或可以被構造用于配接站或安裝機架，當不使用時，呼吸設備可以配接或安裝或其它方式儲存在所述配接站或安裝機架上。基站可以是被構造用于擱置在一平的表面上、例如一平臺上的單元或組件，或者可選地，可以在一方便的部位壁裝或固定到任何其它結構上。基站可以設置有或控制一集成或獨立的電力模塊或系統，所述電力模塊或系統被構造用于在運行期間連接至呼吸設備并為其供以電力和/或為任何機載電源再充電，或者當其配接時或者以其它方式在連接范圍內。電力系統可以經由硬連接電纜連接至呼吸設備或一無線能量輸送系統（例如但不限于電磁感應電力輸送、電磁輻射電力輸送或類似物）。另外或者可選地，基站可以提供其它任選的特征和功能，例如通信模塊用于適應數據傳輸，存儲器插入接口、校準、干燥、清潔、時鐘收音機、音樂播放器。僅舉例來說，各種基站實施例將在后面參照圖44-50介紹。
[0183] 型式變化
[0184] 在一些實施例中，呼吸輔助設備的一些或所有元件或部件可以是一次性的或可更換的，包括但不限于，罩或罩組件、鼓風單元、和主體，它們本身或它們的部件。
[0185] 在一些實施例中，鼓風單元和患者接口中的任一個或兩個可以是模塊化部件，這些模塊化部件可釋放地或可移除地安裝至或附著于主體，使得不同類型、不同規格、不同尺寸或不同任何其它特性的不同患者接口或鼓風單元可以連接至主體，以改變或定制呼吸設備的操作、性能、規格、特性和或功能，滿足特定的應用或終端使用者需求。
[0186] 在一些實施例中，呼吸輔助設備可以設置或被構造用于在限定的壓力范圍內、例如在1-4厘米水柱內運行的打鼾治療裝置。在這樣的實施例中，呼吸輔助設備的尺寸應小于構造為用于PAP治療的裝置。
[0187] 在一些實施例中，呼吸輔助設備可以被構造用于以診斷模式運行，或者用于家庭，或者用于住宿診所。在這樣的實施例中，呼吸輔助設備可以具有一個或多個輔助傳感器 (EEG，加速度計，Sp02等）。
[0188] 在一些實施例中，一旦檢測到患者醒來，就可以將呼吸輔助設備切換到"零壓力" 或"低壓力"模式，或通過患者人工干預進行切換，例如按設備上的按鈕或檢測指示醒來狀態的頭部或身體動作。
[0189] 在一些實施例中，可以設置多個不同型式的呼吸輔助設備，每個被構造用于在一特定的限定壓力范圍下運行，以對于每個壓力范圍最小化設備的重量和尺寸，并且每個均具有針對該型式的目標壓力范圍優化的鼓風單元和電源。例如，在一個實施例中，可以提供三種獨立的型式，分別覆蓋4-10、8-14、和12-20厘米水柱的壓力范圍。
[0190] 主體和罩組件
[0191] 參照圖7-16,將更加詳細地介紹呼吸設備20的主體22和罩26。圖14-16示出了隔離中的主體22。在該實施例中，主體22的上或頂部分包括被構造用于相對于主體的其余部分大體上水平地或側向地延伸的前額支撐部件32。當使用者穿戴時，前額支撐部件32 被構造用于位于使用者前額附近。主體22的下或底部分包括罩體34,所述罩體34形成為呼吸設備20的罩26或罩組件的一部分。前額支撐部件32和罩體34通過一中心垂直延伸的垂直支撐部件或連接部件36連接在一起。在該實施例中，前額支撐部件32、垂直支撐部件36和罩體34優選由硬塑料材料形成，例如但不限于，聚碳酸酯，尼龍，乙酰基或其它類似硬塑料。這些部件32、34、36優選一體形成為單件，不過應當理解，在可選實施例中，這些部件可以分別形成，然后連接、固定或其它方式可釋放地聯接在一起，形成本體22。水平前額支撐部件32和垂直支撐部件36共同形成一 T形，可以統稱作"T形件"。
[0192] 在該實施例中，前額支撐部件32基本上在水平方向延長，并在第一端38a和第二端38b之間延伸。在各端或朝著各端，設置一連接孔40,頭帶的相應端可釋放地或固定地連接或聯接于所述連接孔40。前額支撐部件32也設置有一個或多個安裝孔42,借此，一個或多個墊片或襯墊44可釋放地或固定地安裝在主體22的面向使用者側。在該實施例中，為接收和保持相應的襯墊部件44 (參見圖13)，設置一對安裝孔42,每個安裝孔42位于朝著前額支撐部件32相對于中心的相應側。在該實施例中，安裝孔42被構造用于可釋放地接收和保持設置在襯墊部件44的后側上的互補安裝形式44a。在使用時，前額支撐部件32 靠著使用者的前額，并在裝配時對罩26提供穩固。
[0193] 在該實施例中，主體22的罩體34形成一內部空腔30 (參見圖14)，呼吸氣體從所連接的鼓風單元24供給到所述內部空腔30中，鼓風單元24經由主體22的空氣通道與罩體34流體連通。參照圖15和16,罩體34設置有在罩體前側頂上或朝著罩體前側頂的進氣口 50,在該實施例中，進氣口 50位于中心或與主體22的垂直支撐部件36對齊。一氣體流路或通道從罩體入口 50延伸，終止或通向罩體34的內部空腔30。
[0194] 在該實施例中，罩26或罩密封組件被構造用于可釋放地安裝至罩體34。參照圖 13,罩26在該實施例為一鼻罩，其被構造用于在鼻子周圍與使用者的臉部密封地接合，并且具有接合使用者的前側26a和用于接合罩體34的后側26b。罩密封組件26可以包括位于前側26a上的彈性密封或襯墊，所述彈性密封或襯墊的形狀設計成基本上適合或符合使用者臉部的外形，以便密封接合，一塑料夾子可設置在后側26b上，用于可釋放地安裝或接合設置在罩體34上的互補接收保持形式。例如，罩密封組件26的塑料或剛性夾子可以是繞后側26a上的罩密封組件26的周緣延伸的形式，并且所述形式接合或可釋放地聯接繞罩體34的周緣34a(參見圖14)延伸的互補形狀的凹部或形式。罩密封組件26的前側26a 上的彈性密封可以例如由軟塑料材料形成，例如硅酮。患者接口領域的技術人員應當明白由罩體34和罩密封組件26形成的罩組件的形式和構造，舉例來說，可以是US2010/0006101 中所述的那種類型，該申請的內容在此引入作為參考。雖然罩26優選可釋放地安裝至罩體 34以便可以根據需要移除、更換或清潔，但是，在可選實施例中，應當明白，罩可以與罩體 34 -體形成，或者罩可以固定至罩體34。
[0195] 在該實施例中，罩體34的前側設置有被構造用于滑動地接收和保持頭飾組件的一部分的一個或多個夾子52 (參見圖15和16)或保持形式。例如，頭飾組件可以具有在使用者頭部周圍、在耳部高度下方或耳部高度處延伸的下帶，所述下帶通過夾子52連接至呼吸設備的下部。在一個實施例中，下頭帶可以包括一細長滑行部件，所述細長滑行部件可以在所述一個或多個夾子52內滑動或滑行，使得罩組件可以相對于頭飾側向移動，正如后面將要更加詳細地解釋的那樣。
[0196] 在該實施例中，鼓風單元24安裝到主體22上，使之在使用時位于使用者的前額區域中。例如，鼓風單元24設置在或安裝至主體的上部上，例如T形件上。在該實施例中，鼓風單元24安裝到前額支撐部件32上或安裝在T形件的前額支撐區域中，并且通常位于主體側面中心。
[0197] 在該實施例中，鼓風單元24可釋放地安裝至主體22。前額支撐部件32設置有一中心安裝孔54 (參見圖15)，安裝孔54被構造用于接收和保持設置在鼓風單元24的后側上的互補安裝突起或形式56 (參見圖13)。在該實施例中，安裝孔54具有由一延伸或重疊至一較小下孔中的上圓孔形成的鎖眼型形狀。在使用時，鼓風單元的保持形式56采用圓柱形突起的形式，該圓柱形突起終止于較大直徑的圓形止動部件，使得形式56可以被插入貫穿鎖眼型孔54的大孔，然后向下滑動至與鎖眼型安裝孔54的小孔牢固地保持接合。應該明白，這僅僅是用于將鼓風單元24附著于呼吸設備20的主體22的可釋放安裝構造的一種類型。可選地，可以使用0各種其它替代的可釋放安裝配置或構造，例如但不限于磁聯接、夾子或夾持系統、鉤環緊固構造等等。此外，在可選實施例中，鼓風單元的殼體或外殼可以與主體22 -體形成。
[0198] 鼓風單元24的底部或下側設置有出氣口（參見圖13)，鼓風單元的旋轉風扇或葉輪生成的加壓氣流通過該出氣口離開鼓風單元。在該實施例中，出氣口包括終止于出口孔 58或開口的管狀連接件57。連接件57被構造用于，當鼓風單元牢固地安裝至主體上時，密封地接合到罩體34的進氣口 50或密封地接合罩體34的進氣口 50。這允許呼吸氣體從鼓風單元24貫穿流入主體22的空氣流動通道中，然后流入罩體34的內部空腔30中。
[0199] 鼓風單元殼體
[0200] 現在參照圖17-33H，將更加詳細地介紹呼吸設備20的鼓風單元24的實施例。在該實施例中，從平面圖觀察，鼓風單兀24包括基本上環形的殼體或外殼60。殼體60具有由箭頭C整體指示的前側或前表面以及由箭頭D整體指示的后側或后表面以及在兩側之間延伸的周壁72。殼體60限定一帶有用于接收和保持鼓風機零件、例如馬達和葉輪的一個或多個區域的大體上中空的內部。
[0201] 殼體的前側或表面包括形成進氣口的一個或多個孔或開口 64。在該實施例中，進氣口 64是位于殼體60的前側或表面的近似中心的圓孔，并從殼體的外部延伸到內部。在使用時，鼓風單元24的前面背對（face away from)使用者，大氣空氣經由進氣口 64被吸入鼓風單元的殼體，在這里，大氣空氣被旋轉葉輪壓縮，在鼓風單元的出氣口生成加壓氣流。雖然呼吸氣體流動的主導方向是從鼓風單元的進氣口 64到鼓風單元的出氣口，然后進入用于由使用者憑借罩26接收的罩體22內，但是，在使用者呼吸循環終了期間，還存在沿著相反方向的逆流，其中，呼出氣體可以通過罩26回流，并從鼓風單元的進氣口 64離開呼吸設備，回到大氣。所以，所謂的進氣口 /出氣口都是雙方向的，不限制在任何特定方向上的流動。在該實施例中，進氣口 64包括過濾器66,所述過濾器66可以是具有過濾進入的空氣并充當熱量濕氣交換器（HME)的雙重目標的泡沫材料。在可選實施例中，進氣口不一定必須包括過濾器。在使用時面向使用者的殼體的后側或表面包括如前所述的用于將鼓風單元安裝到主體22上的安裝突起或形式56 (參見圖18)。
[0202] 鼓風單元殼體60容納有被構造用于旋轉或驅動葉輪的馬達，所述葉輪也安裝在殼體中。在該實施例中，鼓風單元包括輕質/低慣性葉輪。葉輪的輕質特性提供了低慣性。在使用時，鼓風單元24可以被控制或設置成在使用者指定的流速和/或壓力級下輸送呼吸氣體。取決于使用者的呼吸，流速可以在使用期間變化。輸送至鼓風單元的馬達的電力可以通過來自控制器的控制信號變化，以改變葉輪旋轉的速度并且因此改變罩26處呼吸氣體的流速和/或壓力。
[0203] 參照圖22,由于從視圖中省略了馬達和葉輪，所以可以更清楚地看到殼體60的總體內部構造。如圖所示，殼體內部被分割或分隔成一個或多個流體連接區域。在該實施例中，殼體60內部被分割或分成鄰近前側的第一或上內部區域82和鄰近后側的第二或低內部區域92。在該實施例中，上部區域82和下部區域92由分隔層或分割件84形成或建立。在該實施例中，分割件84為平行于殼體的前側和后側的水平定向圓形板或部件，其延伸橫跨在中間位置的周壁72的內表面之間或在殼體的前側和后側之間的內部區域。
[0204] 馬達組件80安裝在殼體60的上部區域82中，其限定在包括進氣口 64和過濾器 66的殼體的前側與分割件84之間，如圖19所示。圖20示出了殼體60,移除了馬達80,使上部區域的安裝馬達的接收空腔露出來。如圖所示，分割件84包括中心孔86,馬達的可旋轉驅動軸貫穿所述中心孔86延伸，以聯接于下方的下部區域92中的葉輪90。該孔86也是足夠大以允許氣體流過或被吸過上部區域82和下部區域92之間的孔。例如，在運行時，大氣氣體經由進氣口 64和過濾器66被吸入到馬達所在的上部區域82中，然后經過分割件孔86,流入葉輪90所在的下部區域92。應該明白，可以在分割件84上設置一個或多個另外的孔，以增加空氣從上部區域82到下部區域92的流量。
[0205] 在可選實施例中，氣體在上部區域和下部區域之間流過的分割件84中的孔可以是位于或靠近分割件的外邊緣的開口。例如，所述開口可以是分隔層84中的切口或殼體的某一其它構造/形狀，使得分隔層84和殼體的組合/布置在兩者之間形成孔/開口。例如，切口可以在殼體和分隔層84之間形成圓周孔。圓周孔的曲率/半徑的中心優選偏離分隔層84的半徑的中心，或者具有不同于分隔層84的圓周的曲率，由此在分隔層的圓周周圍生成偏心的或其它方式偏移的圓周孔。這生成了帶有從前沿跨越到后沿的月牙形（"微笑"）開口的孔。但是，該孔可以是相對于葉輪旋轉平面逐漸打開和關閉的任何形狀。該孔允許從鼓風機頂部的高靜壓源逐漸供給壓力和流量。該孔打開和關閉的角度被調成允許逆流以穩定的方式通過系統返回。而且，由于其在幾何形狀上沒有急劇豁口，有助于葉片經過噪音的降低。
[0206] 葉輪90安裝在殼體60的下部區域92中，所述下部區域92限定在殼體的后側與分割件84之間，如圖21所示，圖21示出了殼體后側的剖視圖，以露出葉輪90。
[0207] 在該實施例中，鼓風單元24的出氣口從殼體的周壁72向外延伸。參照圖17、18和 22，出氣口包括連接至殼體60的內部區域的出氣通道70，所述出氣通道70從殼體的周側壁 72、在鼓風單元的底部或朝著該底部向外延伸。出口通道70在其外端設置有一管狀連接件 57,連接件57終止于一出口孔58,加壓氣流可以流過該出口孔58。連接件57在該實施例中為圓形橫截面，其被構造用于連接或聯接主體22的進氣口 50,以便將鼓風單元流體連接至主體22和罩26,用于氣體流動。在該實施例中，出口通道70具有大體上圓形的橫截面，并且從殼體的中心徑向向外延伸。但是，出口通道70也可以布置成與圓形殼體成任何替換的適合角度地向外延伸，例如定位成基本上切向于殼體的側壁，或者在切向和徑向之間成任何適合的角度。應該明白，出口通道70和連接件57的橫截面形狀不一定必須是圓形的，其可以是任何其它所希望的或適合的形狀。出口通道70使由葉輪90向外推動的氣體合并成一氣流，并且限定了氣流從鼓風單元流出的方向。
[0208] 回到圖22,殼體60還設置有一內部構造93,所述內部構造93形成或提供了從下部區域92到蝸殼96或漸變區域的空氣通道94或路徑。在經由出口通道70從鼓風單元排出之前，蝸殼96收集旋轉葉輪90向外推動的氣體，所述出口通道70流體連接至蝸殼。在運行時，蝸殼96中循環的氣體被分流到出口通道70中，形成壓縮氣流。在該實施例中，蝸殼96是在殼體內繞殼體的上部區域82的外部周向延伸的流道或通道。在該實施例中，空氣通道94從下部區域向上延伸到蝸殼96中，并且周向位于殼體60內部的周邊周圍。
[0209] 應該意識到，從殼體60的進氣口 64到葉輪90所在的下部區域92的氣體路徑能夠以其它方式設置，不一定必須流過馬達所在的上部區域82。例如，在一可選實施例中，進氣口可以設置在殼體的后側，鄰近下部區域92中的葉輪。
[0210] 運行
[0211] 在鼓風單元24運行期間，馬達80帶動葉輪90旋轉，通過進氣口 64抽吸氣體，進入殼體的上部區域82中，然后經過馬達組件80,到達分割件84的中心孔86。經過馬達組件80的空氣還可以起到冷卻馬達的作用。無蓋罩的葉輪允許空氣以該方式抽吸經過馬達，從而提供冷卻。氣體經過孔86流入下部區域92,然后通過葉輪的葉片，流向下部區域中的殼體的周側壁72。葉輪葉片將強旋轉力施加到在鼓風機殼體的下部區域92中循環的氣體，由此生成高循環氣體速度。由于區域之間的壓力差，下部區域92中的氣體將通過空氣通道 94自然流入蝸殼96中。當下部區域92中的具有高速度和低壓力的氣體進入蝸殼96時，氣體速度下降，壓力增加。典型地，蝸殼96具有比下部區域92更大的體積以有助于促進氣體壓力增加。
[0212] 通過將鼓風機內部空間分割成兩個獨立區域，可以實現許多優點。在傳統鼓風機中，離開葉輪的高速氣體入射到限定一物理邊界的邊緣或突舌，在所述物理邊界處，氣體由蝸殼分開進入出口通道。在突舌處入射的高速氣流是紊流，并且對于鼓風機性能是效率低的。由突舌導致的紊流（turbulence)也引起噪聲源。相反，通過將鼓風單元的殼體分割成獨立的、但相連的氣體區域，減小了由突舌引起的碰撞。下部區域92允許氣體以高速度循環。氣體路徑或通道94提供了到蝸殼96的沒有空氣動力學紊流邊緣的流體路徑。當循環氣體已進入蝸殼區域96時，蝸殼的擴大體積促使氣體減慢并且壓力增加。減小的氣體速度將通常由突舌引起的紊流的碰撞減小到低或可忽略的程度。因此，與其它鼓風機相比，該鼓風單元能夠以顯著降低的噪聲輸出在寬壓力和流量范圍上運行。更寬的通道94增加了蝸殼相對于下部區域的流速。所以，根據鼓風單元的希望流速和壓力范圍選擇通道94的尺寸。
[0213] 葉輪
[0214] 圖23和24中示出了葉輪90的第一實施例。葉輪90具有從中心輪轂100向外延伸的多個葉片98。葉輪為離心式葉輪。輪轂100限定了葉輪旋轉的軸線。優選地，輪轂100 具有孔102或凹部，以允許接合馬達80的可旋轉驅動軸，所述可旋轉驅動軸促進葉輪旋轉。但是，也可以使用其它接合機構，例如用軸覆蓋模制輪轂。當葉輪旋轉時，空氣在緊鄰輪轂 100的區域進入葉輪葉片，徑向向外行進，緊鄰葉片尖端離開葉片。與分成多個部分模制然后結合相比，所述葉輪優選制成單件（"單件構造"）。當沒有蓋罩或者至多有一個蓋罩時，這是可行的。這減少了可能導致不平衡或其它缺點的部件不對準。在優選實施例中，沒有蓋罩（與如圖5和6所示的蓋罩12對照）。
[0215] 葉片98優選地從輪轂100到葉片尖端提供了基本上平的表面，相關的旋轉方向由箭頭R指示，以離心分離氣體。在該實施例中，葉片98從輪轂100到葉片尖端為弓形的或彎曲的，該彎曲優選在箭頭R所指是的葉輪旋轉的相反方向上向后掃掠。葉輪為面向后的葉輪，每個葉片98從輪轂100沿著從輪轂延伸的相關半徑相對于葉輪旋轉方向R的向后方向延伸。例如，在圖24中，葉片99被顯示為相對于其相關半徑X向后延伸。
[0216] 圖25A和25B中示出了第二實施例的葉輪90a。葉輪90a構造類似于葉輪90,不同在于葉片輪廓98a。在該第二實施例中，葉片98a具有一輪廓，所述輪廓包括在葉輪旋轉方向R上部地彎曲的葉片尖端104。也就是說，葉片尖端104為前掠。前掠葉片尖端有助于對流過葉輪的氣體施加比直葉片或后掠葉片更強的旋轉力。前掠葉片尖端有助于在每個葉片的尖端之外生成高壓環空。例如，葉輪在葉片尖端和殼體的周側壁的內面之間生成高壓環空。輪轂100和葉片尖端104之間的葉輪葉片98a的內部106可以稍微后掠。后掠葉片允許氣體在葉片表面本身上一定程度的再循環。后掠內葉片部分106有利于增加所生成的壓力，并允許穩定的、低的氣體逆流量。在該實施例中，葉輪為面向后的葉輪，每個葉片98a 從輪轂100沿著從輪轂延伸的相關半徑相對于葉輪旋轉方向R的向后方向延伸。例如，在圖25B中，葉片99a被顯示為從其相關半徑Y向后延伸。
[0217] 應該明白，鼓風單元的葉輪可以設置為具有任何適合的葉片輪廓，無論向前、向后還是徑向葉片，或者任何其它適合的輪廓。
[0218] 在任一實施例中，葉輪90、90a被構造為輕質的。優選地，這通過使葉輪無蓋罩或至少部分地無蓋罩，由此移除重量。為了獲得輕質葉輪，如圖23-25B所示，葉輪的每個葉片在葉片之間敞開（也就是說，葉輪的上和下"面"或"平面"向鼓風單元24的殼體60的內表面開放），由此限定無蓋罩的離心式葉輪。通過省略葉輪葉片的上和/或下面上的蓋罩，葉輪的重量可以顯著減小。除了省略蓋罩之外或替代地，葉輪的重量也可以以其它方式減小。例如，可以使用輕質材料。而且，可以實施具有最少材料和葉片之間的大間隙的薄葉片以減小重量。
[0219] 可選地，可以使用例如圖26A和26B中第三實施例的葉輪90b所示的移除一些材料的蓋罩101。提供扇弧形103蓋罩，由此移除葉片98a之間的一些材料。可以移除任何適合量的材料。蓋罩從葉輪引導空氣。在移除相當多材料的情況下，由此生成的結構實際上可以不再執行蓋罩的這種功能，而是僅僅為葉輪葉片98a提供支撐。在這種情況下，葉輪 90b仍然可以被認為是無蓋罩的，盡管具有葉輪葉片98a之間的某個結構。在圖26C和26D 中所示的進一步的第四實施例的葉輪90c中，葉輪葉片98a之間的結構是居中地設置在葉輪的上和下平面之間的幅板105。這樣的結構不用作蓋罩。減少材料的結構或幅板105可以具有任何形狀（不僅僅是扇弧形）或范圍，圖26A-26D示出了其中兩個示例。
[0220] 輕質葉輪提供了諸如制造成本、低旋轉慣性的益處，并且一旦制造就平衡或需要很少的努力進行旋轉平衡。具有低旋轉慣性的葉輪可以很快地加速和減速。輕質、無蓋罩的葉輪因此能夠快速地響應脈動壓力要求，例如連接到葉輪在其中運行的呼吸輔助設備的患者的正常吸氣和呼氣循環。在其它實施例中，葉輪不一定必須是輕質的。
[0221] 例如，通常在呼吸輔助設備上使用的、重量為大約17克并且具有6千克·平方毫米的慣性的傳統帶蓋罩葉輪可以在大約2秒內響應10厘米水柱的壓力脈動。相比之下，根據任一實施例90、90a的重量為大約1. 7克并且具有0. 5千克?平方毫米的慣性的葉輪在大約100毫秒內響應10厘米水柱的壓力脈動。圖40示出了重量為17克的傳統帶蓋罩葉輪的壓力與時間曲線圖。葉輪操作以試圖在患者的正常吸氣和呼氣循環期間保持4厘米水柱的恒定壓力。與之相比，圖41示出了優選葉輪90、90a的壓力與時間曲線圖。可見，早期葉輪上的質量和旋轉慣性的減小具有比圖40的傳統葉輪小得多的壓力脈動。減小的壓力脈動對患者的呼吸過程的破壞較小，并且因此有利地增加了患者舒適性。
[0222] 如上所述，可以通過省略蓋罩獲得輕質。然而，不必省略整個蓋罩，而是僅僅省略足夠的蓋罩以將葉輪的重量減小到合適程度，例如如圖26A-26D中所示。所以，可以通過在葉片之間具有盡可能多的敞開空間（面積或體積）獲得輕質。可以根據葉片體積與葉片掃掠體積比/百分比限定敞開空間。也就是說，葉片在旋轉時掃掠體積X，并且葉片自身具有組合體積Y (其是每個葉片的組合體積）。可選地，從平面角度看，可以根據葉片面積與葉片掃掠面積比限定敞開空間。這些比率應保持盡可能地低。在一個實施例中，例如葉輪的掃掠體積大約為19, OOO立方毫米，其中葉片構成的體積大約為1，200立方毫米。掃掠體積與葉片體積比因此為大約16:1，由此限定與用于傳統鼓風單元中的較小、設計更致密并且更重的葉輪相比輕質的葉輪。
[0223] 輕質葉輪可以具有例如小于2克，并且優選地在0. 8到1. 8克之間，或更優選地在 1. 2到1. 7克之間，甚至更優選地為1. 7克的重量。這些僅僅是示例或優選實施例，葉輪不必是該重量，可以是使它輕質的某個其它重量。
[0224] 可選地，輕質葉輪可以設計成移除盡可能多的蓋罩以將慣性動量與半徑比降低到優選小于15克*毫米，并且更優選地在8-12克*毫米之間，并且在一個可能的實施例中為大約11克*毫米。例如，在一個可能的實施例中，這樣的葉輪可以具有35毫米的半徑、 219毫米的周長以及在15, OOOrpm轉速下的344. 22的慣性力矩、54. 98米/秒的尖端速度、 1，800帕的壓力以及3. 5或更大例如5. 59的慣性尖端速度與半徑比。一般地說，輕質葉輪可以具有在以下范圍內的尺寸/參數（應當注意這些范圍是象征性的而不是限制）：半徑： 15毫米-60毫米；重量：小于2克；在1，000帕下慣性壓力與半徑比大于50:1帕/克*毫米，并且優選為80:1帕/克*暈米。
[0225] 可以通過用任何合適的手段移除質量、例如從葉輪移除蓋罩和/或材料和/或使用更輕的材料，獲得葉輪的輕質性質。減小葉輪質量的一種可能方式是減少葉片數量。
[0226] 馬達
[0227] 參照圖27-31B，現在比照第一葉輪90實施例介紹僅作為示例的馬達80的第一實施例，不過應當明白，該馬達可以作為選擇驅動第二實施例的葉輪90a或任何其它適合的葉輪結構。用于驅動葉輪90的馬達在圖31A中的橫截面中被顯示，待介紹的馬達部件的各個視圖還可以參見圖27-30和31B。優選地，所述馬達是無刷DC馬達或永磁同步電機。控制器優選包含微型控制器、微處理器或利用無傳感器矢量控制（也被稱為"場定向控制方法"）的類似物。葉輪90的中心輪轂100與從馬達80延伸的驅動軸110接合。多個優選小的磁性區段安裝到軸上以形成轉子112。在一個實施例中，磁鐵112的直徑為20毫米，更一般來說，直徑可以小于20毫米，優選在10毫米到15毫米之間。典型地，磁鐵體積小于 1600立方毫米并且可以在500立方毫米到1600立方毫米之間。具有多個極和繞組的疊片定子114(也參見圖30)圍繞轉子112。繞組由控制器經由連接件選擇性地通電，以促進轉子112的旋轉并進而促進驅動軸110和葉輪90圍繞軸的中心線所限定的中心軸線的旋轉。
[0228] 驅動軸110由軸承結構保持在馬達內。優選地，軸承結構具有一個或多個軸承116 和一個或多個軸承安裝件118。如圖所示的軸承安裝件118在內表面上與軸承116并且在外表面上與定子組件接合。軸承安裝件與軸承和定子組件之間的接合優選是摩擦接合。為了促進摩擦接合，軸承安裝件118由柔軟、但彈性和/或柔性的材料、例如硅橡膠或其它彈性體材料制造。材料可以具有低蠕變、溫度性能穩定、具有高正切角的低壓縮變形（高粘性）、高阻尼。示例包括：
[0229] ?捏塑橡膠，例如NBR、腈和氟硅樹脂；
[0230] ?熱塑性彈性體（TPE' s)，例如由Exxon生產的Santoprene ;
[0231] ?熱塑性氨甲酸乙酯，例如由GLS Corporation生產的Dynaplast ;
[0232] ?熱固化鑄造氨甲酸乙酯,例如由National Urethanes生產的10T90 ;和
[0233] ?多種其它冷鑄橡膠化合物，例如由Dow Corning生產的RTV(室溫固化硬橡膠）、 Whacker 等。
[0234] 這樣的材料允許軸承安裝件118在安裝時壓縮，然后膨脹到它們的選定位置以通過用接合膨脹尺寸限制地保持就位。安裝件118可選地由設置在定子組件或定子架的上定子安裝件120a (繞線管）和下定子安裝件120b (繞線管）上的相應懸突119限制，定子114 被夾在上定子安裝件120a和下定子安裝件120b之間。定子架可以被構造用于電絕緣件/ 隔離件。同樣，軸承116可以由形成為軸承安裝件118的一部分的懸突118a限制。懸突之一或兩者可以圍繞軸承安裝件的內、外環空分離地定位，或者，圍繞安裝件的圓周延伸以限定安裝件所在的凹部。
[0235] 軸承安裝件118為可旋轉驅動軸110提供適應性。作為可旋轉物體、例如轉子112，軸110和葉輪90通常受到一定程度的旋轉不平衡，軸承安裝件能夠將旋轉引起的固有振動從馬達轉子隔離。已經發現，如上所述具有低旋轉慣性的輕質、無蓋罩的葉輪與軸承安裝件的給定適應性的組合允許制造轉子112、軸110和葉輪90并且完全省略用于旋轉部件的任何制造后平衡工序。這些優點有利于制造成本和時間減少。葉輪的輕質性質允許由軸承安裝件補償任何不平衡。輕質葉輪還允許葉輪對變化狀態更快速響應。由于缺少蓋罩引起的任何不希望的壓力脈動可以通過快速改變葉輪速度以將壓力返回到所希望的水平而進行補償。
[0236] 應當注意，雖然圖31A示出了安裝在定子組件內的軸承安裝件118,但是它們可以等效地容納在馬達的外部。例如，安裝件118可以改為安裝在形成于鼓風機殼體內的軸頸內。圖31B示出了在壓縮形式、而不是在休止形式的軸承安裝件118。
[0237] 為了進一步提供鼓風機的旋轉部件的振動阻尼，馬達和葉輪可以任選地安裝在適應性的安裝裝置上。圖28示出了這種安裝裝置120的一個實施例。根據本發明的實施例，安裝件120最優選由柔軟、柔性、且彈性的材料制造，例如硅橡膠，并且可以作為定子隔離件。安裝裝置120具有接收并保持定子的內凹部或支座122。優選地，內凹部小于馬達的外表面，以促進這些部件之間的干涉配合。圖27示出了位于安裝裝置120內的馬達80。在該實施例中，第一組多個突起124從安裝裝置120的外周壁延伸。另外，第二組多個突起126 在安裝裝置120的下表面下方延伸。突起124U26為安裝件和馬達組件提供支撐杠桿作用。在馬達運行期間，通過允許安裝件120的本體相對于突起124U26支撐或接合在其上的表面移動，由旋轉部件的任何不平衡導致的振動被每個突起124、126吸收。第一組突起 124被構造用于抵接或接合殼體60的上部區域82中的周側壁的內表面。第二組突起126 被構造用于擱置在或接合殼體的分割件84的上表面。
[0238] 圖42是在消聲室中測試的傳統鼓風單元的聲壓級曲線圖。圖43是根據上述實施例的鼓風單元的聲壓級曲線圖。可見，輕質和無蓋罩的葉輪90、90a、柔性軸承安裝件118 和柔性馬達安裝件120有助于在50Hz到IOkHz的測試頻譜范圍上的噪聲輸出的顯著降低。
[0239] 馬達和葉輪組件的第二實施例顯示在圖32A-32F中。該實施例的許多方面與上述實施例相同。未在該實施例中介紹的關于上述實施例所述的特征在適當的情況下可以被認為存在于該實施例中。同樣的特征將使用與上述實施例相同的附圖標記。用于驅動葉輪 90a的馬達在圖32E中的橫截面中被顯示，雖然該實施例的馬達被顯示為驅動葉輪90a，但是，應當明白，可以替代使用所述的其它葉輪實施例的任何一個。優選地，馬達是使用無傳感器矢量控制（也被稱為"場定向控制"）運行的無刷DC馬達，其由微控制器、微處理器或類似控制器控制，例如經由安裝至PCB/襯底230 (例如在圖32A中所示的）的連接件131。可以調節控制以適應低慣性葉輪。參照圖32A、32B和32E，葉輪90a的中心輪轂100與從馬達161延伸的軸160接合。多個優選小的磁性區段安裝到軸上以形成轉子162。具有一環形外部242和多個極243和繞組168的疊片定子241圍繞轉子162。定子安裝到PCB或其它襯底256上，繞組168聯接于連接件255。定子241具有覆蓋環形部分242和極243的頂部和底部的電絕緣件/隔離件（形成定子架）270a、270b。每個繞組168優選組裝在每個極 243之上的絕緣件270a、270b上。圍繞向上延伸的圓周271并且在向上272a和向下272b 延伸的極的端部處設置用于接合和保持的突起。
[0240] 參照圖32B中的其中一個疊片240的平面圖，每個疊片包括環形外部242和向內徑向延伸的極部分243。每個極部分243的邊緣244包括波形。波形包括在中心頂點244c 處會合的兩個凹入部分244a、244b。參照圖32C，當多個疊片240堆疊以形成定子241時，每個極243具有帶波形的內徑向面250,如圖32C所示。所述面250包括在中心頂點250c 處會合的兩個凹入部分250a、250b。該布置減小了齒槽效應。定子和/或轉子可以具有偏斜磁化。繞組使用控制器經由連接件255可選擇地通電，以促進轉子的旋轉并進而促進軸 160和葉輪90a圍繞軸160的中心線所限定的中心軸線的旋轉。
[0241] 軸160由軸承結構保持在馬達內。優選地，軸承結構具有一個或多個軸承164和一個或多個軸承安裝件260(參見圖32D)。如圖所示的軸承安裝件260在內表面261上與軸承164并且在如圖32E所示的外表面上與定子241/絕緣件270a/270b接合。軸承安裝件260包括從中心孔263處的低點向外圓周262處的高點彎曲的主環形本體265。外圓周包括接合唇部264,所述接合唇部264優選帶有在外圓周262與主環形本體265的相交處的倒角264a。內孔263與主體265的內圓周261的相交處也優選具有倒角261a。環形壁 /凸臺266在內孔263處從主環形本體265向上延伸。環形壁266的頂部分267具有懸臂式接合唇部268。唇部268與環形壁266和與懸臂式唇部側壁268a的相交處優選具有倒角268b、268c。軸承安裝件260與軸承164和定子241之間的接合優選是摩擦接合。為了促進摩擦接合，軸承安裝件260由柔軟、但彈性和/或柔性的材料、例如硅橡膠或其它彈性體材料制造。材料可以具有低蠕變、溫度性能穩定、具有高正切角的低壓縮變形（高粘性）、高阻尼。關于上述實施例介紹了可能的材料。這樣的材料允許軸承安裝件260在安裝時壓縮，然后膨脹到它們的選定位置以通過用接合膨脹尺寸限制地保持就位。它們還提供了適應性。
[0242] 圖32E用實線示出了處于未安裝/未組裝狀態的具有向上曲率的軸承安裝件。虛線示出了夾持到定子/絕緣件279a、270b的處于已安裝/已組裝狀態的軸承安裝件260。在已安裝狀態（也稱為接合狀態或構造）下，環形本體與定子241和/或定子架270a、270b 接合，并且環形本體265從彎曲狀態（以實線顯示）被壓迫成接合（平坦）構造（以虛線顯示），通過提供偏壓的軸承安裝件的作用將預加載提供給所述一個或多個軸承，所述偏壓通過彈性/柔性本體作用于定子和/或定子架和軸承而提供。安裝件260可選地由形成于絕緣件270a、270b上的懸突272c、272d限制。同樣，軸承164可以由形成為軸承安裝件 260上的凸臺266的一部分的懸突268限制。懸突之一或兩者可以圍繞軸承安裝件的內、外環空分離地定位，或者，圍繞安裝件的圓周延伸以限定安裝件所在的凹部。通過將軸承 164組裝在軸160上、將軸承安裝件260組裝在軸承164上并且操作軸承安裝件260 (用手、夾具或其它裝置）將葉輪/軸/轉子組裝到定子241中，使得它們在每個極243處與定子絕緣件270a、270b接合。在可選實施例中，軸承安裝件260不是直接聯接于定子或絕緣件 270a/241，而是聯接于另一結構，例如外殼。可以設置帶有任何合適結構的任何聯接布置，其提供如下面所述的所需功能。
[0243] 軸承安裝件260為可旋轉軸160提供適應性。作為可旋轉物體、例如轉子162,軸 160和葉輪90a通常受到一定程度的旋轉不平衡，軸承安裝件能夠將旋轉引起的固有振動從馬達轉子隔離。已經發現，如上所述具有低旋轉慣性的輕質、無蓋罩的葉輪與軸承安裝件的給定適應性的組合允許制造轉子162、軸160和葉輪90a并且完全省略用于旋轉部件的任何制造后平衡工序。這些優點有利于制造成本和時間減少。葉輪24的輕質性質允許由軸承安裝件260補償任何不平衡/未對準--由于軸承安裝件的適應性（例如由于彈性和/ 或柔性），該布置是自對準的。包括幾何形狀和材料的軸承安裝件構造也提供例如高達7牛頓的作用于軸承的軸向預加載。軸承的環形性質提供圍繞軸承64的一致/均勻的預加載。彈性/柔性彎曲環形本體允許軸承安裝在適當位置，并提供預加載。軸承安裝件260的環形性質提供了圍繞軸承的均勻預加載，同時低蠕變構造材料保持預加載。軸承安裝件260 的材料也優選是提供阻尼的粘彈性阻尼材料，其減小馬達運行期間的共振的可能性。這樣的粘彈性材料也可以提供所需的彈性/柔性，以便提供預加載。這樣的材料的示例是熱塑性氨甲酸乙酯，例如由GLSCorporation生產的Dynaplast。用于軸承安裝件260的上述其它彈性和/或柔性材料可以適合于通過加入云母提供所需的阻尼。輕質葉輪還允許葉輪對變化狀態更快速響應。由于缺少蓋罩引起的任何不希望的壓力脈動可以通過快速改變葉輪速度以將壓力返回到所希望的水平而進行補償。軸承安裝件還提供了振動隔離。
[0244] 為了進一步提供鼓風機的旋轉部件的振動阻尼，馬達和葉輪可以任選地安裝在適應性的安裝裝置（馬達安裝件）280上。圖32A、32E和32F示出了這樣的安裝裝置280的一個實施例。根據本發明的實施例，安裝件最優選由柔軟、柔性、且彈性的材料制造，例如硅橡膠。安裝裝置280具有環形本體282,所述環形本體282具有限定其中設置定子241的內凹部281的上和下接合唇部282a、282b。優選地，內凹部281小于定子的外表面，以促進這些部件之間的干涉配合。圖32E示出了位于安裝凹部281內的馬達。
[0245] 多個突起283環繞安裝件280的上表面和下表面。突起的端部延伸經過安裝件的上表面和下表面，以為安裝件和馬達組件提供支撐杠桿作用。在馬達運行期間，通過允許安裝件280的本體相對于突起283支撐在其上的表面移動，由旋轉部件的任何不平衡導致的振動被每個突起吸收。
[0246] 上文介紹了包括輕質葉輪組件的鼓風單元的實施例。圖31A和32E示出了帶有組裝在磁鐵轉子112、162上的金屬（例如鋼）軸110、160。金屬軸壓配合到磁鐵轉子的孔中。這需要精公差控制，以確保有效的緊配合，減少滑動。但是，這種緊應該不能緊得導致磁鐵轉子破裂的危險。
[0247] 可選的軸和磁鐵轉子組件顯示在圖33A-33F中，其可以代替圖3IA或32E中所示的組件在定子中使用。
[0248] 圖33A、33B和33C示出了上述實施例的可能的替換轉子組件。該組件包括金屬軸 400 (參見圖33C)和磁鐵轉子401。磁鐵轉子401具有中心開口 402。中心開口 402包括帶有凹痕403a-403d的中心部分。中心開口還包括穿過中心橫截面的輪廓邊緣，提供了階梯爪（st印ped ledge) 408 (參見圖33B)。金屬軸400在其外部具有刻痕部分409b，金屬軸 400貫穿中心開口 402延伸。在軸400和磁鐵轉子401之間在中心開口 402中注射成型一塑料插入件403。塑料插入件403覆蓋模制在磁鐵轉子的階梯爪408上。這使得插入件403 具有類似于中心開口 402的外部形狀。一互鎖裝置（齒槽卡爪）形成在軸400和覆蓋模制的（插入件）材料403之間，使得金屬軸刻痕部分409b與覆蓋模制的插入件403相接合，以將軸400聯接于磁鐵轉子401。組件404可用于諸如31A和32E的上述實施例中，其中，那些實施例的軸110、160和磁鐵轉子112、162替換為如圖33A、33B和32C中所述的金屬軸 400/塑料插入件403/磁鐵轉子401組件404。所述組件可以如圖33G所示那樣形成。步驟440,將轉子放置在模具中，步驟441，引入軸，步驟442,引入另一個半型，步驟443,在軸 /轉子之間注射成型插入件，然后步驟444,移除模具。
[0249] 圖33D示出了根據另一可選實施例的磁鐵轉子和軸組件420的平面圖、仰視圖和立體圖。該組件420包括由磁性材料形成的轉子401。磁鐵轉子401具有中心開口 402。中心開口 402包括帶有凹痕403a-403d的中心部分。中心開口還包括穿過中心橫截面的輪廓邊緣，提供了階梯爪408。
[0250] 組件420還包括貫穿插入件開口 410的中心延伸的塑料軸421，所述塑料軸421覆蓋模制在磁鐵轉子401上，如下所述。當覆蓋模制時，軸包括整體覆蓋模制的磁性插入部分 423。軸421可以成型為包括一六角形部422或其它定位輪廓，用于壓配合聯接于葉輪。塑料軸421包括任何適合的塑料或其組合，例如乙酰或聚丙烯，不過也可以使用任何適合的注射成型或其它塑料。
[0251] 組件420可用于諸如31A和32E的上述實施例中。其中，那些實施例的軸110、160 和磁鐵轉子112、162替換為如圖33D所述的塑料軸421/磁鐵轉子401組件420。
[0252] 圖33E和33F示出了可用于制造軸/轉子組件420的注射成型工具，圖33H是制造方法的流程圖。所述工具420為包括第一模具部分431a和第二模具部分431b的啟閉兩箱造型工具，第一模具部分431a和第二模具部分431b并攏在一起，形成包括磁性夾具433 的模具/空腔432。該模具包括用于形成軸421、六角形配合形狀422和覆蓋模制部分423 的空腔。在組件420制造期間，步驟450,上述帶有開口 402的磁鐵轉子401被引入到模具中，并放置到形成夾具433的模具的一半中的適當位置。步驟451，模具的頂部421a放置在適當位置上，以與底部421b形成模具空腔432。步驟452,開始注射成型工序，注射模制塑料，以形成覆蓋模制在磁鐵轉子401上的軸421。注射成型工序將塑料覆蓋模制在磁鐵轉子 401的階梯爪408部分上，以形成插入件部分423。步驟453, 一旦完成注射成型工序，就移除模具部分421a、421b，留下組件420。然后，可以將組件420用于例如圖31A或圖32E的馬達中。
[0253] 以前，在CPAP機器或類似物的鼓風機的馬達中使用塑料軸/馬達組件是不可能的。塑料軸不足夠結實，不能承受這種馬達中所涉及的力。但是，在上述輕質葉輪實施例中，力的大小使得塑料軸轉子變得可能。轉子的輕質和低慣性、適應性的軸承安裝件以及減少不平衡力和其它力的其它特征實現了塑料軸的使用。塑料轉子組件及其制造方法都優于現有金屬軸轉子。
[0254] 馬達和葉輪的各種特征的組合提供了很多優點，其可以利用單個葉輪實現。輕質 /低慣性葉輪的使用（例如通過移除蓋罩的一部分或全部和/或減少葉片材料），減少了由于制造公差引起的葉輪的不平衡。以前，在制造之后、組裝鼓風機期間，必須移除/添加材料使葉輪改善平衡。葉輪的輕質性質意思是不需要調整，可以容許任何小的不平衡。在不平衡不足夠小的情況下，聯接于葉輪的彈性/柔性軸承結構安裝件118和/或定子安裝件 120可以補償葉輪上的任何不平衡。由于葉輪足夠輕質，任何不平衡的幅度小得足以由軸承結構安裝件118去補償，不需要在組裝期間改變葉輪的重量。除此之外，馬達中的小磁鐵 (與軸承結構組合）移除了在組裝期間平衡的需要，改善了動態特性。
[0255] 彈性/柔性軸承結構允許葉輪和軸組件自我調整、適應性、阻尼和預加載。這使得組裝更容易，與輕質/低慣性葉輪組合，減少了或取消了在組裝期間平衡改變的需要，如前所述。當補償較大公差時，該軸承結構提供了在制造期間的減輕（relaxed)的公差。軸承結構還隔離和/或阻尼了振動，并且在必要時允許葉輪的高PRM速度。定子架/馬達安裝件還提供了振動隔離。
[0256] 將鼓風機分成不同內部區域的殼體的構造將高速區域分出以降低噪聲。這允許并且保持恒定的高流動速度，同時將速度擴散到壓力。
[0257] 與金屬（例如鋼）軸相比，塑料軸的使用還提供了很多優點，包括（但不限于）以下內容：
[0258] 與異質材料相關的可靠性危險降低。
[0259] 不必監測齒槽/卡爪插入件與軸之間的刻痕交接面是否有裂紋、滑動、跑出、皺縮、流體進入/腐蝕。
[0260] 葉輪與軸交接面得到改善，并帶來了類似的減小的可靠性危險。由于類似的熱膨脹（因為是塑料在塑料上壓配合），不易于破裂。由于可以添加某一鍵鎖特征，像六角形或凹槽，所以減少了滑動的可能性。
[0261] 塑料軸組件是壓配合的，而不是滑動配合，因此更加穩定，發出卡嗒聲的可能性小。
[0262] 相對于金屬軸，成本降低。這是因為：
[0263] 不需要制造軸使之具有用于滑動配合的容許誤差，因為塑料軸的塑性允許更寬容許誤差或更寬偏差地壓配合軸承。
[0264] 刻痕后不需要研磨軸以重建平直度。
[0265] 不需要操持軸并將軸插入到模具中。
[0266] 可以使用具有比鋼更好的減震性能的材料。
[0267] 可以通過用六角形減小軸徑，底切軸的葉輪側，減小軸承壓配合接合的長度，改善組裝的簡易性。
[0268] 總的來說，該實施例中馬達和葉輪的下列優點是通過下述一個或多個特征的組合提供的：
[0269]

【權利要求】
1. 一種頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，并且包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由氣體流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和 /或嘴輸送加壓氣體，并且其中，氣體流路從鼓風單元的進氣口到患者接口的一個或多個出氣口基本上是密封的，以使得沿著氣體流路不存在偏流，并且其中，鼓風單元包括輕質葉輪和帶有可旋轉驅動軸的馬達，所述馬達被構造用于使葉輪旋轉。
2. 根據權利要求1所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其被構造用于利用在氣體流路的至少一部分內積聚的蓄熱和濕氣，被動地增濕和溫暖氣體流路中的加壓呼吸氣體。
3. 根據權利要求2所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，氣體流路被構造用于通過讓使用者呼出的氣體從患者接口回流到氣體流路中而在空氣流路的至少一部分內積聚熱量和濕氣。
4. 根據權利要求2或3所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，還包括位于呼吸輔助設備的氣體流路中的一個或多個熱量濕氣交換器。
5. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，鼓風單元的進氣口與患者接口的一個或多個出氣口之間的氣體流路容積小于約200毫升。
6. 根據權利要求5所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，鼓風單元的進氣口與患者接口的出氣口之間的氣體流路容積在約50毫升到約150毫升的范圍內。
7. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其被構造用于能夠操作性地連接至獨立的基站，所述基站包括：電源系統，所述電源系統可操作用于向呼吸輔助設備供應電力；數據傳輸系統，所述數據傳輸系統可操作用于向呼吸輔助設備發送數據和從呼吸輔助設備接收數據；以及控制系統，所述控制系統可操作用于利用控制信號控制呼吸輔助設備。
8. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，還包括頭飾，所述頭飾被構造用于將主體固定至使用者的頭部，所述頭飾包括一條或多條頭帶。
9. 根據權利要求8所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，所述頭飾包括：上頭帶，所述上頭帶連接至呼吸輔助設備的上部，并被構造用于圍繞使用者頭部的上部延伸；以及下頭帶，所述下頭帶連接至呼吸輔助設備的下部，并被構造用于圍繞使用者頭部的下部延伸，并且其中，所述頭飾被構造用于將呼吸輔助設備的主體定位在使用者的臉部區域。
10. 根據權利要求8或權利要求9所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，呼吸輔助設備包括被構造用于向呼吸輔助設備供應電力的一個或多個機載電源模塊，并且其中，所述電源模塊被安裝至所述頭飾或與所述頭飾相集成。
11. 根據權利要求10所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，在一條或多條頭帶內設置一個或多個口袋，一個或多個電源模塊被保留在所述一個或多個口袋內。
12. 根據權利要求11所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，所述一個或多個口袋能夠打開以允許移除一個或多個電源模塊。
13. 根據權利要求10所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，一個或多個電源模塊被可釋放地安裝至頭飾的一部分，以使得能夠從頭飾上拆卸這一個或多個電源模塊。
14. 根據權利要求10所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，在柔性包裝內設置一個或多個電源模塊，所述柔性包裝被固定至頭飾且被構造用于至少部分地在使用者頭部的頂部上延伸。
15. 根據權利要求14所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，柔性包裝通過柔性材料的基層固定至頭飾中的一條或多條頭帶。
16. 根據權利要求10-15中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，頭飾還包括一個或多個擋板，當使用者戴上頭飾時，所述一個或多個擋板位于一個或多個電源模塊與使用者頭部的表面之間。
17. 根據權利要求10-16中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，一個或多個電源模塊包括從蓄電池、燃料電池和/或電容器中選出的一個或多個儲能裝置。
18. -種頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，鼓風單元的輕質葉輪是無蓋罩的，或以其它方式具有減少的材料。
19. 根據權利要求18所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，鼓風單元還包括具有圍起葉輪的上內表面和下內表面的殼體，并且其中，所述葉輪具有多個葉片，憑借沒有蓋罩或者以其它方式具有減少的材料，所述多個葉片基本上向著所述殼體的上內表面和下內表面敞開。
20. 根據權利要求19所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，鼓風單元還包括限定所述殼體內的第一和第二內部區域的分隔部，所述第一區域由殼體和分隔部限定并且包括進氣口和馬達，所述第二區域由殼體和分隔部限定并且包括葉輪，并且其中，所述第一和第二區域通過形成于所述分隔部中或由所述分隔部形成的開口流體連接。
21. 根據權利要求20所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，葉輪具有旋轉軸線，分隔部從所述旋轉軸線徑向延伸。
22. 根據權利要求20或權利要求21所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，殼體還包括通過空氣通道流體連接至所述第二區域的蝸殼，并且其中鼓風單元的出氣口緊鄰所述蝸殼的周邊。
23. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，鼓風單元的馬達包括：定子，以及用于在定子內支撐可旋轉驅動軸的至少一個軸承結構，所述軸承結構包括一個或多個軸承，所述一個或多個軸承由所述可旋轉驅動軸的軸線周圍的一個或多個軸承安裝件支撐。
24. 根據權利要求23所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，定子包括定子架，并且所述一個或多個軸承安裝件的外部接合定子和/或接合定子架的內表面。
25. 根據權利要求23或權利要求24所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，鼓風單元還包括馬達安裝件，所述馬達安裝件聯接定子和殼體，以為馬達提供適應性的支撐。
26. 根據權利要求24或權利要求25所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，所述軸承安裝件是柔性的和/或彈性的，并且其中，所述軸承安裝件具有彎曲的環形本體，在與定子和/或定子架接合時，所述環形本體被壓迫成為所述一個或多個軸承提供預加載的接合構造。
27. 根據權利要求23-26中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，可旋轉驅動軸是塑料的。
28. 根據權利要求27所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，馬達還包括定子內的轉子，并且其中，所述塑料的可旋轉驅動軸通過注射成型而形成并聯接至轉子。
29. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，還包括安裝至所述呼吸輔助設備或安裝在所述呼吸輔助設備內的機載電子控制器，所述機載電子控制器可操作用于通過控制鼓風單元內的馬達轉速來控制輸送至使用者的呼吸氣體的壓力。
30. 根據權利要求29所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，還包括安裝至所述呼吸輔助設備或安裝在所述呼吸輔助設備內的一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器被構造用于測量操作參數并生成代表性的傳感器信號以供發送給控制器。
31. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，還包括機載無線電力輸送接收器，其被構造用于從無線電力輸送發射器接收電力。
32. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，還包括機載電源模塊。
33. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，鼓風單元被可釋放地安裝至主體。
34. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，所述主體包括：被構造用于與使用者的前額相接合的前額支撐部件；用于接收患者接口的罩密封組件的罩體；在前額支撐部件和罩體之間延伸的連接部件；以及流體連接至鼓風單元的出氣口的進氣口。
35. 根據權利要求34所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，主體的前額支撐部件水平地取向，且連接部件從前額支撐部件沿堅直的取向居中地延伸，使得這兩個部件共同形成T形部分，并且其中，鼓風單元被安裝至該T形部分。
36. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，所述設備被構造為氣道正壓（PAP)裝置。
37. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，患者接口包括鼻罩，所述鼻罩被構造用于與使用者的臉部密封地接合，以便覆蓋使用者的鼻子。
38. 根據權利要求1-36中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，患者接口包括下列項目中的任何一項：全面罩，所述全面罩被構造用于與使用者的臉部密封地接合，以便覆蓋使用者的鼻子和嘴；鼻枕罩，所述鼻枕罩密封地接合使用者的鼻孔；非密封的鼻插管，所述鼻插管被構造用于定位在使用者的鼻孔內部；或者口腔接口，所述口腔接口被構造用于與使用者的嘴密封地接合或者密封地接合在使用者的嘴內。
39. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，主體還包括氣體通道，所述氣體通道將鼓風單元的出氣口流體連接至患者接口的進氣口，并且其中所述氣體通道形成氣體流路的一部分。
40. 根據前述權利要求中的任意一項所述的頭部安裝的呼吸輔助設備，其中，所述主體被構造用于，當在使用中穿戴所述設備時，將鼓風單元定位在使用者臉部的前額區域，并且將患者接口定位在使用者臉部的鼻子和/或嘴的區域。
41. 一種基站，所述基站能夠操作性地連接至頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體，所述基站包括：電源系統，所述電源系統可操作用于向呼吸輔助設備供應電力；數據傳輸系統，所述數據傳輸系統可操作用于向呼吸輔助設備發送數據和從呼吸輔助設備接收數據；以及控制系統，所述控制系統可操作用于利用控制信號控制呼吸輔助設備。
42. 根據權利要求41所述的基站，其中，電源系統被構造用于經由一根或多根電力輸送電纜將電力輸送至呼吸輔助設備。
43. 根據權利要求41所述的基站，其中，電源系統包括無線電力輸送電路，所述無線電力輸送電路被構造用于將電力無線地輸送至呼吸輔助設備。
44. 根據權利要求41-43中的任意一項所述的基站，其中，數據傳輸系統包括第一通信模塊，所述第一通信模塊可操作用于通過有線或無線的通信介質在基站和呼吸輔助設備之間傳輸數據。
45. 根據權利要求44所述的基站，還包括第二通信模塊，所述第二通信模塊可操作用于通過有線或無線的通信介質在基站和外部服務器之間傳輸數據。
46. 根據權利要求41-45中的任意一項所述的基站，其中，所述控制系統可操作用于向呼吸輔助設備發送控制信號，以控制下列操作模式中的任何一種或多種：開關模式、充電模式、干燥模式和/或數據傳輸模式。
47. 根據權利要求46所述的基站，其中，所述控制系統被構造用于向呼吸輔助設備自動地發送控制信號，以根據基站和呼吸輔助設備之間是否檢測到有效連接來控制一個或多個操作模式。
48. -種呼吸輔助系統，所述呼吸輔助系統包括：頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及無線電源系統，所述無線電源系統被構造用于將電力無線地供應至呼吸輔助設備。
49. 根據權利要求48所述的呼吸輔助系統，其中，所述無線電源被構造用于向呼吸輔助設備供應電力以供向鼓風單元供電。
50. 根據權利要求48或權利要求49所述的呼吸輔助系統，其中，所述呼吸輔助設備包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器被構造用于測量各種操作參數并生成代表性的傳感器信號，并且其中，所述無線電源被構造用于向傳感器供應電力。
51. -種呼吸輔助系統，所述呼吸輔助系統包括：頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及安裝至所述呼吸輔助設備或安裝在所述呼吸輔助設備內的一個或多個無線傳感器，所述一個或多個無線傳感器被構造用于測量操作參數并生成代表性的傳感器信號。
52. 根據權利要求51所述的呼吸輔助系統，其中，所述一個或多個無線傳感器被構造用于向獨立的外部裝置或系統直接地或間接地無線傳輸所生成的傳感器信號。
53. 根據權利要求51或權利要求52所述的呼吸輔助系統，其中，所述一個或多個無線傳感器由無線電力輸送系統無線地供電，所述無線電力輸送系統無線地連接至所述呼吸輔助設備。
54. -種呼吸輔助系統，其包括：頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；以及設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及在所述呼吸輔助設備上機載的無線通信模塊，所述無線通信模塊可操作用于從外部裝置和/或系統接收數據以及向外部裝置和/或系統發送數據。
55. 根據權利要求54所述的呼吸輔助系統，其中，所述呼吸輔助設備包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器被構造用于測量操作參數并生成代表性的傳感器信號，并且其中，所述通信模塊被構造用于向獨立的外部裝置或系統發送所生成的傳感器信號。
56. 根據權利要求54或權利要求55所述的呼吸輔助系統，其中，所述呼吸輔助設備包括機載電子控制器，所述機載電子控制器被構造用于儲存表示使用者使用呼吸輔助設備的使用數據，并且其中，所述通信模塊被構造用于向獨立的外部裝置或系統無線地傳輸所述使用數據。
57. -種頭部安裝的呼吸輔助設備，所述頭部安裝的呼吸輔助設備被構造用于向使用者提供呼吸氣流，所述頭部安裝的呼吸輔助設備包括：能夠固定至使用者頭部的主體；設置在主體上的鼓風單元，所述鼓風單元具有用于從周圍的大氣接收氣體供應的進氣口，并且可操作用于在出氣口處生成加壓氣流；設置在主體上的患者接口，所述患者接口具有經由流路流體連接至所述鼓風單元的出氣口的進氣口，并且被構造用于經由一個或多個出氣口向使用者的鼻子和/或嘴輸送加壓氣體；以及頭部安裝的電源，所述頭部安裝的電源被構造用于向呼吸設備供給電力。
【文檔編號】A61M16/10GK104271189SQ201380018302
【公開日】2015年1月7日申請日期:2013年2月1日優先權日:2012年2月2日
【發明者】A·J·達比, D·R·庫里格, J·N·博特馬, S·本特申請人:費雪派克醫療保健有限公司

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