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具有集成传感器的用户接口

文献发布时间:2023-06-19 18:32:25


具有集成传感器的用户接口

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年3月28日提交的第63/001,273号美国临时专利申请的权益和优先权,其全部内容在此通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及用于分析与使用呼吸治疗系统的用户相关的数据的系统和方法,更具体地,涉及用于在使用该呼吸治疗系统期间将传感器定位在由用户佩戴的用户接口中的系统和方法。

背景技术

许多个体患有睡眠相关障碍,诸如失眠(例如,入睡困难、最初入睡后频繁或长时间醒来、以及不能恢复睡眠的早醒)、周期性肢体运动障碍(PLMD)、阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)、潮式呼吸呼吸(CSR)、呼吸功能不全、肥胖、换气过度综合征(OHS)、慢性阻塞性肺病(COPD)、神经肌肉疾病(NMDA)、高血压、糖尿病、中风等。如果接收和分析了关于这些睡眠相关障碍的某些数据,则可以更有效地治疗或管理这些睡眠相关障碍中的许多。然而,以能够在不中断用户睡眠或治疗的情况下捕获期望数据的方式来利用传感器可能是困难的。因此,将传感器定位在用户在睡眠和治疗期间佩戴的用户接口中将是有利的。本公开旨在解决这些和其他问题。

发明内容

根据本公开的一些实现方式,呼吸治疗系统的用户接口包括绑带组件,该绑带组件被配置为当用户佩戴用户接口时大致定位在用户头部的至少一部分周围;框架,该框架物理地且电连接至该绑带组件,该框架限定孔;连接器,其具有第一部分和第二部分,该第一部分被配置为至少部分地定位在该框架的孔口内,使得该连接器物理地且电连接至该框架;以及传感器,其联接至该绑带组件或该框架,使得当该用户佩戴该用户接口时,该传感器邻接该用户的目标区域。

根据本公开的一些实现方式,呼吸治疗装置包括限定入口和出口的壳体;鼓风机马达,该鼓风机马达定位在该壳体内,与该入口和该出口流体连通;存储机器可读指令的存储装置;以及控制系统,其包括一个或多个处理器,该一个或多个处理器被配置为执行该机器可读指令以使该鼓风机马达使加压空气流出该出口,其中,该呼吸治疗装置不包括定位在该壳体内的压力传感器,并且其中,该呼吸治疗装置不包括定位在该壳体内的流量传感器。

根据本公开的一些实现方式,呼吸治疗系统的用户接口包括绑带组件,该绑带组件被配置为当用户佩戴用户接口时大致定位在用户头部的至少一部分周围;框架,该框架物理地且电连接至该绑带组件,该框架限定孔;衬垫,其联接至该框架并且定位在该框架和该绑带组件之间,连接器,其具有第一部分和第二部分,该第一部分被配置为至少部分地定位在该框架的孔口内,使得该连接器物理地且电连接至该框架;以及非接触式传感器,其定位在框架内或用户的衬垫区域内。

以上概述并非旨在表示本公开的每个实现方式或每个方面。本公开的附加特征和益处从以下阐述的详细描述和附图中显而易见。

附图说明

图1是根据本公开的一些实现方式的呼吸治疗系统的功能框图;

图2是根据本公开的一些实现方式的图1的呼吸治疗系统、该呼吸治疗系统的用户,以及该用户的床伴的透视图;

图3图示了根据本公开的一些实现方式的睡眠时段的示例性时间线;

图4图示了根据本公开的一些实现方式的与图3的睡眠时段相关联的示例性睡眠图;

图5A是根据本公开的一些实现方式的图1的呼吸治疗系统的用户接口的第一实现方式的透视图;

图5B是根据本公开的一些实现方式的图3A的用户接口的透视分解图;

图6A是根据本公开的一些实现方式的连接器的电触点与图5A的用户接口的框架的对准的透视图;

图6B是根据本公开的一些实现方式的图5A的用户接口的框架的电触点的放大视图;

图6C是根据本公开的一些实现方式的在将该连接器插入该框架中之前在该连接器与图5A的用户接口的框架之间的电连接的截面视图;

图6D是根据本公开的一些实现方式的在将该连接器插入该框架中之后在该连接器与图5A的用户接口的框架之间的电连接的截面视图;

图7是根据本公开的一些实现方式的图5A的用户接口的框架与绑带之间的电连接的透视图;以及

图8是根据本公开的一些实现方式的佩戴图5A的用户接口的用户的透视图。

图9A是根据本公开的一些实现方式的图1的呼吸治疗系统的用户接口的第二实现方式的透视图。

图9B是根据本公开的一些实现方式的图9A的用户接口的分解图。

虽然本公开容许各种修改和替代形式,但其特定实现方式和实施例已通过附图中的示例示出并将在此详细描述。然而,应当理解,这并不旨在将本公开限制为所公开的特定形式,而是相反,本公开将覆盖落入由所附权利要求限定的本公开的精神和范围内的所有修改、等效物和替换物。

具体实施方式

许多个体患有睡眠相关和/或呼吸相关障碍。睡眠相关和/或呼吸相关障碍的示例包括周期性肢体运动障碍(PLMD)、下肢不宁综合征(RLS)、睡眠呼吸障碍(SDB)、阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)、中枢性睡眠呼吸暂停(CSA)、其他类型的呼吸暂停、潮式呼吸(CSR)、呼吸功能不全、肥胖换气过度综合征(OHS)、慢性阻塞性肺病(COPD)、神经肌肉疾病(NMD)、胸壁障碍和快速眼动(REM)行为障碍,也称为RBD。

阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)是睡眠呼吸障碍(SDB)的一种形式,其特征是包括睡眠期间由异常小的上气道和舌、软腭和后口咽壁区域中的正常肌肉张力丧失的组合引起的上气道的阻塞或阻塞的事件。

中枢性睡眠呼吸暂停(CSA)是当大脑暂时停止向控制呼吸的肌肉发送信号时产生的另一种形式的SDB。更一般地,呼吸暂停一般是指由空气阻塞或呼吸功能停止引起的呼吸停止。通常,在阻塞性睡眠呼吸暂停事件期间,个体将停止呼吸约15秒到约30秒。混合睡眠呼吸暂停是另一种形式的SDB,它是OSA和CSA的组合。

其他类型的呼吸暂停包括呼吸不足、呼吸过度和高碳酸血症。呼吸不足的特征通常是由狭窄气道引起的缓慢或浅呼吸,而不是阻塞气道。呼吸过度通常以呼吸的深度和/或速率增加为特征。高碳酸血症的特征通常是血流中二氧化碳过量,通常由呼吸不足引起。

潮式呼吸(CSR)是另一种形式的SDB障碍。CSR是患者呼吸控制器的失调,其中存在称为CSR循环的盛衰通气的律动交替周期。CSR的特征是动脉血的重复性缺氧和复氧。

肥胖通气过度综合征(OHS)被定义为严重肥胖和清醒时慢性高碳酸血症的组合,不存在通气不足的其他已知原因。症状包括呼吸困难、晨起头痛和过度日间嗜睡。

慢性阻塞性肺病(COPD)包括具有某些共同特征的下气道疾病组中的任一种,诸如对空气运动的阻力增加、呼吸的呼气阶段延长和肺的正常弹性丧失。

神经肌肉疾病(NMD)包括直接经由内在肌肉病理或间接经由神经病理损害肌肉功能的许多疾病和病痛。胸壁是一组导致呼吸肌与胸廓之间无效率联接的胸廓畸形。

这些和其他障碍的特征是当个体睡眠时发生的特定事件(例如打鼾、呼吸暂停、呼吸不足、不宁腿、睡眠障碍、窒息、心率增加、呼吸困难、哮喘发作、癫痫发作、癫痫发作或其任意组合)。

呼吸暂停低通气指数(AHI)是用于指示睡眠期间睡眠呼吸暂停严重性的指数。AHI用户在睡眠时段期间经历的呼吸暂停和/或呼吸不足事件的数量除以睡眠时段中睡眠的总小时数来计算AHI。该事件可以是例如持续至少10秒的呼吸暂停。小于5的AHI被认为是正常的。大于或等于5但小于15的AHI被认为是浅睡眠呼吸暂停的指示。大于或等于15但小于30的AHI被认为是中度睡眠呼吸暂停的指示。大于或等于30的AHI被认为是严重睡眠呼吸暂停的指示。在儿童中,AHI大于1被认为是异常的。当AHI正常时,或当AHI正常或轻度时,睡眠呼吸暂停可被认为是“受控的”。AHI还可以与氧去饱和水平结合使用以指示阻塞性睡眠呼吸暂停的严重程度。

多种类型的数据可用于监视患有任意上述类型的睡眠相关和/或呼吸障碍(或其他障碍)的个体的健康。然而,通常难以以不中断或干扰用户睡眠或干扰用户在睡眠期间可能经历的任意治疗的方式收集准确数据。因此,有利的是利用包括各种传感器的治疗系统来生成和收集数据,而不干扰用户、用户的睡眠或用户的治疗。

参考图1,图示了根据本公开的一些实现方式的系统100。系统100用于提供与呼吸治疗系统的用户使用以及其他使用相关的各种不同传感器。系统100包括控制系统110、存储装置114、电子接口119、一个或多个传感器130以及一个或多个外部装置170。在一些实现方式中,系统100还包括呼吸治疗系统120,该呼吸治疗系统包括呼吸治疗装置122。

控制系统110包括一个或多个处理器112(以下称为处理器112)。控制系统110通常用于控制系统100的各种部件和/或分析由系统100的部件获得和/或产生的数据。处理器112可以是通用或专用处理器或微处理器。虽然在图1中示出了一个处理器112,但是控制系统110可以包括任意合适数量的处理器(例如,一个处理器、两个处理器、五个处理器、十个处理器等),这些处理器可以在单个壳体中,或者彼此远离地定位。控制系统110(或任意其他控制系统)或控制系统110的一部分,诸如处理器112(或任意其他处理器或任意其他控制系统的一部分),可用于执行本文所述和/或要求保护的任意方法的一个或多个步骤。控制系统110可以联接至和/或定位在例如外部装置170的壳体内,和/或一个或多个传感器130的壳体内。控制系统110可以是集中式的(在一个此类壳体内)或分散式的(在物理上不同的两个或多个此类壳体内)。在包括包含控制系统110的两个或多个壳体的此类实现方式中,此类壳体可以彼此靠近地和/或远离地定位。

存储装置114存储可由控制系统110的处理器112执行的机器可读指令。存储器装置114可以是任意合适的计算机可读存储装置或介质,诸如,例如,随机或串行存取存储器装置、硬盘驱动器、固态驱动器、闪存装置等。虽然图1中示出了一个存储器装置114,但是系统100可以包括任意适当数量的存储器装置114(例如,一个存储器装置、两个存储器装置、五个存储器装置、十个存储器装置等)。存储器装置114可以联接至和/或定位在呼吸治疗系统120的呼吸治疗装置122的壳体内、外部装置170的壳体内、一个或多个传感器130的壳体内,或其任意组合。类似于控制系统110,存储装置114可以是集中式的(在一个此类壳体内)或分散式的(在物理上不同的两个或多个此类壳体内)。

在一些实现方式中,存储器装置114(图1)存储与用户相关联的用户简档。用户简档可包括例如与用户相关联的人口统计信息、与用户相关联的生物统计信息、与用户相关联的医疗信息、自报告用户反馈、与用户相关联的睡眠参数(例如,从一个或多个较早睡眠时段记录的睡眠相关参数)或其任意组合。人口统计信息可以包括例如指示用户的年龄、用户的性别、用户的种族、家庭医疗史(诸如失眠或睡眠呼吸暂停的家庭史)、用户的就业状态、用户的教育状态、用户的社会经济状态或其任意组合的信息。医疗信息可包括例如指示与用户相关联的一种或多种医疗状况、用户的药物使用或两者的信息。医疗信息数据还可以包括多睡眠潜伏期测试(MSLT)结果或评分和/或匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)评分或值。自我报告的用户反馈可包括指示自我报告的主观睡眠评分(例如,差、平均、优秀)、用户的自我报告的主观压力水平、用户的自我报告的主观疲劳水平、用户的自我报告的主观健康状态、用户最近经历的生活事件或其任意组合的信息。

电子接口119被配置为从一个或多个传感器130接收数据(例如,生理数据和/或声学数据),使得数据可以被存储在存储装置114中和/或由控制系统110的处理器112分析。电子接口119可使用有线连接或无线连接(例如,使用RF通信协议、WiFi通信协议、蓝牙通信协议、IR通信协议、通过蜂窝网络、通过任意其它光学通信协议等)与一个或多个传感器130通信。电子接口119可包括天线、接收器(例如,RF接收器)、发送器(例如,RF发送器)、收发器或其任意组合。电子接口119还可以包括与本文所述的处理器112和存储装置114相同或类似的一个或多个处理器和/或一个或多个存储装置。在一些实现方式中,电子接口119联接至外部装置170或集成在外部装置170中。在其他实现方式中,电子接口119联接至控制系统110和/或存储装置114或与控制系统110和/或存储装置114集成(例如,在壳体中)。

如上所述,在一些实现方式中,系统100可选地包括呼吸治疗系统120(也称为呼吸治疗系统)。呼吸治疗系统120可以包括呼吸治疗装置122(也称为呼吸压力治疗装置)、用户接口124、导管126(也称为管或空气回路)、显示装置128、湿化罐129或其任意组合。在一些实现方式中,控制系统110、存储装置114、显示装置128、传感器130中的一者或多者以及湿化罐129是呼吸治疗装置122的一部分。呼吸压力治疗是指在受控目标压力下将空气供应施加到用户气道的入口,该受控目标压力在用户的整个呼吸周期内相对于大气名义上是正的(例如,与诸如罐通气机或胸甲的负压治疗形成对比)。呼吸治疗系统120通常用于治疗患有一种或多种睡眠相关呼吸障碍(例如阻塞性睡眠呼吸暂停、中枢性睡眠呼吸暂停或混合性睡眠呼吸暂停)、其他呼吸障碍(诸如COPD)或其他导致呼吸功能不全的障碍的个体,这些障碍可能在睡眠或清醒期间出现。

呼吸治疗装置122通常用于产生递送到用户的加压空气(例如,使用驱动一个或多个压缩机的一个或多个马达)。在一些实现方式中,呼吸治疗装置122产生连续恒定的空气压力,该空气压力被递送至用户。在其他实现方式中,呼吸治疗装置122产生两个或多个预定压力(例如,第一预定空气压力和第二预定空气压力)。在其他实现方式中,呼吸治疗装置122被配置为在预定范围内产生多种不同的空气压力。例如,呼吸治疗装置122可以递送至少大约6cmH

用户接口124接合用户面部的一部分,并将加压空气从呼吸治疗装置122递送到用户的气道,以帮助防止气道在睡眠期间变窄和/或塌陷。这也可以增加用户在睡眠期间的氧气摄入。根据要施加的治疗,用户接口124可以例如与用户面部的区域或部分形成密封,以便于在与环境压力有足够变化的压力下,例如在相对于环境压力约10cmH

在一些实现方式中,用户接口124是或包括覆盖用户的鼻子和嘴的面罩(例如,如图2所示)。可替代地,用户接口124可以是向用户的鼻子提供空气的鼻罩或直接向用户的鼻孔递送空气的鼻枕罩。用户接口124可以包括绑带组件和适形衬垫(例如,硅树脂、塑料、泡沫等),绑带组件具有用于将用户接口124定位和/或稳定在用户接口124的一部分上的用户的期望位置(例如,面部)上的多个绑带(例如,包括钩环紧固件),适形衬垫有助于在用户接口124与用户之间提供气密密封。用户接口124还可以包括一个或多个通气口125,用于允许用户呼出的二氧化碳和其他气体逸出。在其他实现方式中,用户接口124包括咬嘴(例如,模制为符合用户牙齿的夜用防护咬嘴、下颌复位装置(MRD)等)。

导管126允许空气在呼吸治疗系统120的两个部件之间流动,诸如呼吸治疗装置122和用户接口124。在一些实现方式中,可以有用于吸入和呼出的导管的分开的分支。在其他实现方式中,单个分支导管用于吸入和呼出。通常,呼吸治疗系统120形成在呼吸治疗装置122的马达和用户和/或用户的气道之间延伸的空气通路。因此,空气通路通常至少包括呼吸治疗装置122的马达、用户接口124和导管126。

呼吸治疗装置122、用户接口124、导管126、显示装置128和湿化罐129中的一者或多者可以包括一个或多个传感器(例如,压力传感器、流量传感器,或更一般地在本文描述的任意其他传感器130)。这些一个或多个传感器可用于例如测量由呼吸治疗装置122供应的加压空气的空气压力和/或流量。

显示装置128通常用于显示包括静止图像、视频图像或两者的图像和/或关于呼吸治疗装置122的信息。例如,显示装置128可以提供关于呼吸治疗装置122的状态的信息(例如,呼吸治疗装置122是否开/关,由呼吸治疗装置122递送的空气的压力,由呼吸治疗装置122递送的空气的温度等)和/或其他信息(例如,睡眠评分或治疗评分(也称为myAir

湿化罐129联接至呼吸治疗装置122上或集成在呼吸治疗装置122中,并包括可用于湿化从呼吸治疗装置122递送的加压空气的储水器。呼吸治疗装置122可以包括加热器以加热湿化罐129中的水以湿化提供给用户的加压空气。另外,在一些实现方式中,导管126还可以包括加热元件(例如,联接至和/或嵌入在导管126中),该加热元件加热递送至用户的加压空气。在其他实现方式中,呼吸治疗装置122或导管126可以包括无水湿化器。该无水湿化器可包括与位于系统100中别处的其他传感器接口的传感器。

呼吸治疗系统120可用作例如呼吸机或气道正压通气(PAP)系统,诸如持续气道正压通气(CPAP)系统,自动气道正压通气系统(APAP)、双水平或可变气道正压通气系统(BPAP或VPAP)或其任意组合。CPAP系统将预定气压(例如,由睡眠医师确定的)递送至用户。APAP系统至少部分地基于例如与用户相关联的呼吸数据自动地改变输送给用户的气压。BPAP或VPAP系统被配置为递送第一预定压力(例如,吸气气道正压或IPAP)和低于第一预定压力的第二预定压力(例如,呼气气道正压或EPAP)。

参考图2,图示了根据一些实现方式的系统100(图1)的一部分。呼吸治疗系统120的用户和床伴220位于床230中并躺在床垫232上。用户接口124(例如,完整的面罩)可以由用户在睡眠期间佩戴。用户接口124经由导管126流体联接和/或连接至呼吸治疗装置122。呼吸治疗装置122又经由导管126和用户接口124向用户递送加压空气,以增加用户的喉部中的空气压力,从而帮助防止气道在睡眠期间闭合和/或变窄。呼吸治疗装置122可以包括显示装置128,该显示装置可以允许用户与呼吸治疗装置122交互。呼吸治疗装置122还可以包括湿化罐129,该湿化罐存储用于湿化加压空气的水。呼吸治疗装置122可定位在如图2所示直接邻近床230的床头柜234上,或更一般地,定位在通常邻近床230和/或用户210的任意表面或结构上。当躺在床230中的床垫232上时,用户还可以佩戴血压装置180和活动跟踪器182。

返回参考图1,系统100的一个或多个传感器130包括压力传感器132、流量传感器134、温度传感器136、运动传感器138、麦克风140、扬声器142、射频(RF)接收器146、RF发射器148、相机150、红外(IR)传感器152、光电容积描记(PPG)传感器154、心电图(ECG)传感器156、脑电图(EEG)传感器158、电容传感器160、力传感器162、应变仪传感器164、肌电图(EMG)传感器166、氧传感器168、分析物传感器174、湿度传感器176、光检测和测距(LiDAR)传感器178或其任意组合。通常,一个或多个传感器130中的每一者被配置为输出被接收并存储在存储装置114或一个或多个其他存储装置中的传感器数据。传感器130还可以包括眼电图(EOG)传感器、外围氧饱和度(SpO

虽然一个或多个传感器130被示出和描述为包括压力传感器132、流量传感器134、温度传感器136、运动传感器138、麦克风140、扬声器142、RF接收器146、RF发射器148、相机150、IR传感器152、PPG传感器154、ECG传感器156、EEG传感器158、电容传感器160、力传感器162、应变计传感器164、EMG传感器166、氧气传感器168、分析物传感器174、湿度传感器176和LiDAR传感器178中的每一者,但是更一般地,一个或多个传感器130可以包括本文描述和/或示出的传感器中的每一者的任意组合和任意数量。

一个或多个传感器130可以用于生成例如与呼吸治疗系统120的用户(诸如图2的用户)、呼吸治疗系统120、用户和呼吸治疗系统120两者、或其他实体、对象、活动等相关联的生理数据、声学数据或两者。由一个或多个传感器130生成的生理数据可以被控制系统110用来确定在睡眠期期间与用户相关联的睡眠-觉醒信号以及一个或多个睡眠相关参数。睡眠-觉醒信号可以指示一个或多个睡眠阶段和/或睡眠状态,包括睡眠、清醒、放松的清醒、微觉醒,或者不同的睡眠阶段,包括快速眼动(REM)阶段(其可以包括典型的REM阶段和非典型REM阶段)、第一非REM阶段(通常称为“N1”)、第二非REM阶段(通常称为“N2”)、第三非REM阶段(通常称为“N3”)或其任意组合。例如,在WO 2014/047310、US 2014/0088373、WO2017/132726、WO 2019/122413和WO 2019/122414中描述了用于根据由一个或多个传感器(诸如传感器130)生成的生理数据确定睡眠阶段和/或睡眠状态的方法,在此将其全部内容引入作为参考。

睡眠-觉醒信号还可以被加上时间戳以指示用户进入床的时间、用户离开床的时间、用户试图入睡的时间等。可以在睡眠期期间以预定采样速率(例如,每秒一个样本、每30秒一个样本、每分钟一个样本等)在一个或多个传感器130上测量睡眠-觉醒信号。可以至少部分地基于睡眠-觉醒信号在睡眠期期间为用户确定的一个或多个睡眠相关参数的示例包括总的入睡时间、总的睡眠时间、总的觉醒时间、睡眠开始潜伏期、睡眠开始后觉醒时间参数、睡眠效率、碎片指数、入睡时间量、呼吸速率的一致性、入睡时间、觉醒时间、睡眠扰动速率、运动次数或其任意组合。

由一个或多个传感器130产生的生理数据和/或声学数据也可用于确定在睡眠期间与用户相关联的呼吸信号。呼吸信号通常表示用户在睡眠期间的呼吸。呼吸信号可以指示例如呼吸速率、呼吸速率变化性、吸气幅度、呼气幅度、吸气-呼气幅度比、吸气-呼气持续时间比、每小时事件的数量、事件的模式、呼吸治疗装置122的压力设置或其任意组合。事件可以包括打鼾、呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、阻塞性呼吸暂停、混合性呼吸暂停、呼吸不足、面罩泄漏(例如,从用户接口124)、不宁腿、睡眠障碍、窒息、增加的心率、心率变化、吃饱的呼吸、哮喘发作、癫痫发作、发烧、咳嗽、打喷嚏、打鼾、喘息、诸如普通感冒或流感的疾病的存在、升高的应力水平等。

压力传感器132输出可以存储在存储装置114中和/或由控制系统110的处理器112分析的压力数据。在一些实现方式中,压力传感器132是产生指示呼吸治疗系统120的用户的呼吸(例如,吸气和/或呼气)和/或环境压力的传感器数据的空气压力传感器(例如,大气压力传感器)。在此类实现方式中,压力传感器132可以联接至呼吸治疗装置122或集成在呼吸治疗装置122中。压力传感器132可以是例如电容传感器、电磁传感器、电感传感器、电阻传感器、压电传感器、应变仪传感器、光学传感器、电位传感器或其任意组合。在一个示例中,压力传感器132可用于确定用户的血压。

流量传感器134输出可以存储在存储装置114中和/或由控制系统110的处理器112分析的流量数据。在一些实现方式中,流量传感器134用于确定来自呼吸治疗装置122的空气流量、通过导管126的空气流量、通过用户接口124的空气流量,或其任意组合。在此类实现方式中,流量传感器134可以联接至呼吸治疗装置122、用户接口124或导管126或集成在其中。流量传感器134可以是质量流量传感器,诸如旋转流量计(例如霍尔效应流量计)、涡轮流量计、孔口流量计、超声流量计、热线传感器、涡流传感器、膜传感器或其任意组合。

温度传感器136输出可以存储在存储装置114中和/或由控制系统110的处理器112分析的温度数据。在一些实现方式中,温度传感器136生成指示用户的核心体温、用户的皮肤温度、从呼吸治疗装置122流出和/或通过导管126流动的空气的温度、用户接口124中的温度、环境温度或其任意组合的温度数据。温度传感器136可以是例如热电偶传感器、热敏电阻传感器、硅带隙温度传感器或基于半导体的传感器、电阻温度检测器或其任意组合。

运动传感器138输出可以存储在存储装置114中和/或由控制系统110的处理器112分析的运动数据。运动传感器138可用于在睡眠时段期间检测用户的运动,和/或检测呼吸治疗系统120的任意部件(诸如呼吸治疗装置122、用户接口124或导管126)的运动。运动传感器138可以包括一个或多个惯性传感器,诸如加速计、陀螺仪和磁力计。运动传感器138可用于检测与动脉脉搏相关联的运动或加速度,诸如在用户面部中或面部周围并且接近用户接口124的脉搏,并且被配置为检测脉搏形状、速度、幅度或音量的特征。

麦克风140输出可以存储在存储器装置114中和/或由控制系统110的处理器112分析的声学数据。由麦克风140产生的声学数据可再现为睡眠时段期间的一个或多个声音(例如,来自用户的声音)以确定(例如,使用控制系统110)一个或多个睡眠相关参数,如本文中进一步详细描述的。来自麦克风140的声学数据还可以用于识别(例如,使用控制系统110)用户在睡眠时段期间经历的事件,如本文进一步详细描述的。在其他实现方式中,来自麦克风140的声学数据表示与呼吸治疗系统120相关联的噪声。麦克风140通常可以以任意配置联接至或集成在呼吸治疗系统120(或系统100)中。例如,麦克风140可以被布置在呼吸治疗装置122、用户接口124、导管126或其他部件内部。麦克风140还可以被定位成邻近或联接至呼吸治疗装置122的外部、用户接口124的外部、导管126的外部或任意其他部件的外部。麦克风140还可以是外部装置170的组件(例如,麦克风140是智能电话的麦克风)。麦克风140可以集成到用户接口124、导管126、呼吸治疗装置122或其任意组合中。通常,麦克风140可以位于呼吸治疗系统120的空气通路内或附近的任意位置,呼吸治疗系统120至少包括呼吸治疗装置122的电动机、用户接口124和导管126。因此,空气通路也可称为声学通路。

扬声器142输出用户可听见的声波。扬声器142可用作例如闹钟或向用户播放警报或消息(例如,响应于事件)。在一些实现方式中,扬声器142可用于将由麦克风140生成的声学数据发送给用户。扬声器142可以联接至或集成在呼吸治疗装置122、用户接口124、导管126或外部装置170中。

麦克风140和扬声器142可以用作单独的装置。在一些实现方式中,麦克风140和扬声器142可以组合成声学传感器141(例如,SONAR传感器),如在例如WO 2018/050913和WO2020/104465中所描述的,其每一者通过引用整体并入本文。在此类实现方式中,扬声器142以预定间隔和/或频率产生或发送声波,并且麦克风140检测来自扬声器142的发送声波的反射。由扬声器142产生或发出的声波具有人耳听不到的频率(例如,低于20Hz或高于大约18kHz),以便不干扰用户或用户的床伴(诸如图2中的床伴220)的睡眠。至少部分地基于来自麦克风140和/或扬声器142的数据,控制系统110可以确定用户的位置和/或本文中描述的睡眠相关参数中的一者或多者,例如,呼吸信号、呼吸速率、吸气幅度、呼气幅度、吸气-呼气比、每小时事件的数量、事件的模式、睡眠阶段、呼吸治疗装置122的压力设置或其任意组合。在本文中,SONAR传感器可被理解为涉及主动声感测,诸如通过产生/发送超声或低频超声感测信号(例如,在例如约17-23kHz、18-22kHz或17-18kHz的频率范围内)通过空气。此类系统可以相对于上述WO2018/050913和WO 2020/104465来考虑。在一些实现方式中,扬声器142是骨传导扬声器。在一些实现方式中,一个或多个传感器130包括(i)第一麦克风,其与麦克风140相同或相似,并且被集成到声学传感器141中;以及(ii)第二麦克风,其与麦克风140相同或相似,但是与被集成到声学传感器141中的第一麦克风且不同。

RF发送器148产生和/或发送具有预定频率和/或预定幅度(例如,在高频带内、在低频带内、长波信号、短波信号等)的无线电波。RF接收器146检测从RF发送器148发送的无线电波的反射,并且该数据可以由控制系统110分析以确定用户的位置和/或本文描述的睡眠相关参数中的一者或多者。RF接收器(RF接收器146和RF发送器148或另一RF对)也可用于控制系统110、呼吸治疗装置122、一个或多个传感器130、外部装置170或其任意组合之间的无线通信。虽然RF接收器146和RF发送器148在图1中被示出为分离且不同的元件,但是在一些实现方式中,RF接收器146和RF发送器148被组合为RF传感器147(例如,RADAR传感器)的一部分。在一些此类实现方式中,RF传感器147包括控制电路。RF通信的特定格式可以是WiFi、蓝牙等。

在一些实现方式中,RF传感器147是网格系统的一部分。网格系统的一个示例是Wi-Fi网格系统,其可以包括网格节点、(一个或多个)网格路由器和(一个或多个)网格网关,它们中的每一者都可以是移动的/可移动的或固定的。在这样的实现方式中,WiFi网格系统包括WiFi路由器和/或WiFi控制器以及一个或多个卫星(例如,接入点),每个卫星包括与RF传感器147相同或相似的RF传感器。WiFi路由器和卫星使用WiFi信号连续地彼此通信。WiFi网格系统可以用于至少部分地基于路由器和卫星之间的WiFi信号中的变化(例如,接收信号强度中的差异)来生成运动数据,该变化是由于移动的物体或人部分地阻挡了信号而引起的。运动数据可以指示运动、呼吸、心率、步态、跌倒、行为等或其任意组合。

相机150输出可再现为可存储在存储装置114中的一个或多个图像(例如,静止图像、视频图像、热图像或其组合)的图像数据。来自相机150的图像数据可由控制系统110用于确定本文所述的睡眠相关参数中的一者或多者。例如,来自相机150的图像数据可用于识别用户的位置、确定用户进入用户的床(诸如图2中的床230)的时间,以及确定用户离开床230的时间。相机150还可用于跟踪眼睛运动、瞳孔扩张(如果用户的一只或两只眼睛睁开)、眨眼率或REM睡眠期间的任意变化。相机150还可用于跟踪用户的位置,这可影响患有阻塞性睡眠呼吸暂停的用户的呼吸暂停事件的持续时间和/或严重性。

IR传感器152输出可再现为可存储在存储器装置114中的一个或多个红外图像(例如,静止图像、视频图像或两者)的红外图像数据。来自IR传感器152的红外数据可用于确定睡眠时段期间的一个或多个睡眠相关参数,包括用户的温度和/或用户的移动。当测量用户的存在、位置和/或移动时,IR传感器152也可以与相机150结合使用。例如,IR传感器152可以检测波长在约700nm和约1mm之间的红外光,而相机150可以检测波长在约380nm和约740nm之间的可见光。

IR传感器152输出可再现为可存储在存储器装置114中的一个或多个红外图像(例如,静止图像、视频图像或两者)的红外图像数据。来自IR传感器152的红外数据可用于确定睡眠时段期间的一个或多个睡眠相关参数,包括用户的温度和/或用户的移动。当测量用户的存在、位置和/或移动时,IR传感器152也可以与相机150结合使用。例如,IR传感器152可以检测波长在约700nm和约1mm之间的红外光,而相机150可以检测波长在约380nm和约740nm之间的可见光。

PPG传感器154输出与用户相关联的生理数据,所述生理数据可以用于确定一个或多个睡眠相关参数,例如心率、心率模式、心率变异性、心动周期、呼吸率、吸气幅度、呼气幅度、吸气-呼气比、估计的血压参数或其任意组合。PPG传感器154可以由用户佩戴、嵌入在由用户佩戴的衣服和/或织物中、嵌入在和/或联接至用户接口124和/或其相关联的头戴装置(例如,绑带等)等。

ECG传感器156输出与用户心脏的电活动相关联的生理数据。在一些实现方式中,ECG传感器156包括在睡眠时段期间位于用户的一部分之上或周围的一个或多个电极。来自ECG传感器156的生理数据可用于例如确定本文所述的睡眠相关参数中的一者或多者。

ECG传感器158输出与用户大脑的电活动相关联的生理数据。在一些实现方式中,EEG传感器158包括在睡眠时段期间定位在用户的头皮上或周围的一个或多个电极。来自ECG传感器158的生理数据可用于例如确定睡眠阶段期间的任意给定时间的用户的睡眠阶段和/或睡眠状态。在一些实现方式中,EEG传感器158可以集成在用户接口124和/或相关联的头盔(例如,绑带等)中。

电容性传感器160,力传感器162和应变仪传感器164输出可存储在存储装置114中且由控制系统110使用以确定本文所述的睡眠相关参数中的一者或多者的数据。EMG传感器166输出与由一个或多个肌肉产生的电活动相关联的生理数据。氧传感器168输出指示气体(例如,在导管126中或在用户接口124处)的氧浓度的氧数据。氧气传感器168可以是例如超声波氧气传感器、电氧气传感器、化学氧气传感器、光学氧气传感器或其任意组合。在一些实现方式中,一个或多个传感器130还包括皮肤电反应(GSR)传感器、血流传感器、呼吸传感器、脉搏传感器、血压计传感器、血氧测定传感器或其任意组合。

分析物传感器174可用于检测用户呼气中分析物的存在。分析物传感器174输出的数据可以存储在存储器装置114中,并由控制系统110使用,以确定用户呼吸中任意分析物的身份和浓度。在一些实现方式中,分析物传感器174位于用户的嘴附近,以检测从用户的嘴呼出的呼吸中的分析物。例如,当用户接口124是覆盖用户的鼻子和嘴的面罩时,分析物传感器174可以位于面罩内以监视用户的嘴呼吸。在其他实现方式中,诸如当用户接口124是鼻罩或鼻枕面罩时,分析物传感器174可定位在用户的鼻子附近以检测通过用户鼻子呼出的呼吸中的分析物。在其他实现方式中,当用户接口124是鼻罩或鼻枕面罩时,分析物传感器174可以位于用户的嘴附近。在该实现方式中,分析物传感器174可用于检测任意空气是否无意中从用户的嘴泄漏。在一些实现方式中,分析物传感器174是挥发性有机化合物(VOC)传感器,其可用于检测碳基化学品或化合物,诸如二氧化碳。在一些实现方式中,分析物传感器174还可用于检测用户是否正在通过他们的鼻子或嘴呼吸。例如,如果由位于用户的嘴附近或面罩内(在用户接口124是面罩的实现方式中)的分析物传感器174输出的数据检测到分析物的存在,则控制系统110可以使用该数据作为用户正通过他们的嘴呼吸的指示。

湿度传感器176输出可以存储在存储装置114中并由控制系统110使用的数据。湿度传感器176可用于检测围绕用户的各种区域中的湿度(例如,在导管126或用户接口124内、在用户的面部附近、在导管126和用户接口124之间的连接附近、在导管126和呼吸治疗装置122之间的连接附近等)。因此,在一些实现方式中,湿度传感器176可以被联接至或集成在用户接口124中或导管126中以监视来自呼吸治疗装置122的加压空气的湿度。在其他实现方式中,湿度传感器176被放置在需要监视湿度水平的任意区域附近。湿度传感器176还可以用于监视用户周围的周围环境的湿度,例如用户卧室内的空气。湿度传感器176还可以用于跟踪用户对环境变化的生物测量响应。

一个或多个LiDAR传感器178可用于深度感测。此类型的光学传感器(例如,激光传感器)可用于检测对象并构建周围环境(诸如,生活空间)的三维(3D)图。激光雷达通常可以利用脉冲激光来进行飞行时间测量。激光雷达也被称为3D激光扫描。在使用此类传感器的示例中,具有LiDAR传感器178的固定或移动装置(诸如智能电话)可以测量和映射从传感器延伸5米或更远的区域。例如,激光雷达数据可以与由电磁RADAR传感器估计的点云数据融合。LiDAR传感器178还可以使用人工智能(AI)通过检测和分类可能引起RADAR系统的问题的空间中的特征来自动地地理栅栏RADAR系统,诸如玻璃窗(其可以是对RADAR高度反射的)。例如,激光雷达还可以用于提供人的身高的估计,以及当人坐下或跌倒时身高的变化。LiDAR可用于形成环境的3D网格表示。在进一步的用途中,对于无线电波穿过的固体表面(例如,透射线材料),LiDAR可以反射离开此类表面,从而允许对不同类型的障碍物进行分类。

虽然在图1中单独示出,但是一个或多个传感器130的任意组合可以集成在系统100的任意一个或多个部件中和/或联接至系统100的任意一个或多个部件,包括呼吸治疗装置122、用户接口124、导管126、湿化罐129、控制系统110、外部装置170或其任意组合。例如,声学传感器141和/或RF传感器147可以集成在外部装置170中和/或联接至外部装置170。在这样的实现方式中,外部装置170可以被认为是生成供系统100(例如,控制系统110)根据本公开的一些方面使用的附加或辅助数据的辅助装置。在一些实现方式中,压力传感器132和/或流量传感器134被集成到呼吸治疗装置122中和/或联接至呼吸治疗装置122。在一些实现方式中,一个或多个传感器130中的至少一者未联接至呼吸治疗装置122、控制系统110或外部装置170,并且在睡眠时段期间被定位成大体邻近用户(例如,被定位在用户的一部分上或与其接触、由用户佩戴、联接至或被定位在床头柜上、联接至床垫、联接至天花板等)。更一般地,一个或多个传感器130可以位于相对于用户的任意合适的位置,使得一个或多个传感器130可以在一个或多个睡眠时段期间生成与用户和/或床伴220相关联的生理数据。

可以分析来自一个或多个传感器130的数据,以确定一个或多个睡眠相关参数,该睡眠相关参数可以包括呼吸信号、呼吸速率、呼吸模式、吸气幅度、呼气幅度、吸气-呼气比、一个或多个事件的发生、每小时的事件数量、事件模式、事件的平均持续时间、事件持续时间的范围、不同事件数量之间的比率、睡眠阶段、呼吸暂停-呼吸不足指数(AHI)或其任意组合。该一个或多个事件可以包括打鼾、呼吸暂停、中枢性呼吸暂停、阻塞性呼吸暂停、混合型呼吸暂停、呼吸不足、有意用户接口泄漏、无意用户接口泄漏、口腔泄漏、咳嗽、不宁腿、睡眠障碍、窒息、心率增加、呼吸困难、哮喘发作、癫痫发作、血压增加或其任意组合。这些睡眠相关参数中的许多是生理参数,尽管睡眠相关参数中的一些可以被认为是非生理参数。还可以根据来自一个或多个传感器130的数据或根据其他类型的数据来确定其他类型的生理和非生理参数。

外部装置170包括显示装置172。外部装置170可以是例如移动装置,诸如智能电话、平板电脑、膝上型电脑等。或者,外部装置170可以是外部感测系统、电视机(例如,智能电视机)或另一智能家庭装置(例如,诸如Google Home、Amazon Echo、Alexa等的智能扬声器)。在一些实现方式中,外部装置170是可穿戴装置(例如,智能手表)。显示装置172通常用于显示包括静止图像、视频图像或两者的图像。在一些实现方式中,显示装置172充当包括被配置为显示图像的图形用户接口(GUI)和输入接口的人机接口(HMI)。显示装置172可以是LED显示器、OLED显示器、LCD显示器等。输入接口可以是例如触摸屏或触敏基板、鼠标、键盘或被配置为感测由与外部装置170交互的人类用户进行的输入的任意传感器系统。在一些实现方式中,一个或多个外部装置170可以由系统100使用和/或包括在系统100中。

血压装置180通常用于帮助产生用于确定与用户相关联的一个或多个血压测量值的生理数据。血压装置180可以包括一个或多个传感器130中的至少一者,以测量例如收缩血压分量和/或舒张血压分量。

在一些实现方式中,血压装置180是血压计,该血压计包括可以由用户佩戴的可充气袖带和压力传感器(例如,在本文描述的压力传感器132)。例如,如图2的示例所示,血压装置180可以戴在用户的上臂上。在血压装置180是血压计的这种实现方式中,血压装置180还包括用于给袖带充气的泵(例如,手动操作的灯泡)。在一些实现方式中,血压装置180被联接至呼吸治疗系统120的呼吸治疗装置122,该呼吸治疗装置进而递送加压空气以对该袖带充气。更一般地,血压装置180可以与控制系统110、存储器装置114、呼吸治疗系统120、外部装置170和/或活动跟踪器182通信地联接和/或物理地集成在其中(例如,在壳体内)。

活动跟踪器182通常用于帮助生成用于确定与用户相关联的活动测量的生理数据。活动测量可以包括,例如步数、行进的距离、攀登的步数、身体活动的持续时间、身体活动的类型、身体活动的强度、站立所花费的时间、呼吸速率、平均呼吸速率、休息呼吸速率、最大HE呼吸心率、呼吸速率变异性、心率、平均心率、休息心率、最大心率、心率变异性、燃烧的卡路里数、血氧饱和度、皮肤电活动(也称为皮肤电导或皮肤电反应)或其任意组合。活动跟踪器182包括本文描述的传感器130中的一者或多者,诸如,例如,运动传感器138(例如,一个或多个加速计和/或陀螺仪)、PPG传感器154和/或ECG传感器156。

在一些实现方式中,活动跟踪器182是可以由用户穿戴的可穿戴装置,诸如智能手表、腕带、戒指或贴片。例如,参考图2,活动跟踪器182佩戴在用户的手腕上。活动跟踪器182还可以联接至或集成到用户所穿的衣服或衣物。或者,活动跟踪器182还可联接至外部装置170或集成在外部装置170中(例如,在同一壳体内)。更一般地,活动跟踪器182可以与控制系统110、存储器装置114、呼吸治疗系统120、外部装置170和/或血压装置180通信地联接或物理地集成在其中(例如,在壳体内)。

虽然控制系统110和存储器装置114在图1中被描述和示出为系统100的单独且不同的部件,但是在一些实现方式中,控制系统110和/或存储器装置114被集成在外部装置170和/或呼吸治疗装置122中。可替代地,在一些实现方式中,控制系统110或其一部分(例如,处理器112)可以位于云中(例如,集成在服务器中、集成在物联网(IoT)装置中、连接至云、经受边缘云处理等)、位于一个或多个服务器(例如,远程服务器、本地服务器等或其任意组合)中。

虽然系统100被示出为包括上述所有部件,但是根据本公开的实现方式,在用于分析与呼吸治疗系统120的用户使用相关联的数据的系统中可以包括更多或更少的部件。例如,第一可选系统包括控制系统110、存储装置114和一个或多个传感器130中的至少一者。作为另一示例,第二可选系统包括控制系统110、存储装置114、一个或多个传感器130中的至少一者以及外部装置170。作为又一示例,第三备选系统包括控制系统110、存储装置114、呼吸治疗系统120、一个或多个传感器130中的至少一者以及外部装置170。作为另一示例,第四备选系统包括控制系统110、存储器装置114、呼吸治疗系统120、一个或多个传感器130中的至少一者、外部装置170,以及血压装置180和/或活动跟踪器182。因此,用于分析与呼吸治疗系统120的用户使用相关联的数据的各种系统可以使用在本文示出和描述的部件的任意部分和/或与一个或多个其他部件的组合来形成。

如本文所使用的,可以至少部分地基于例如初始开始时间和结束时间以多种方式来定义睡眠时段。在一些实现方式中,睡眠时段是用户睡眠的持续时间,即,睡眠时段具有开始时间和结束时间,并且在睡眠时段期间,用户直到结束时间才醒来。也就是说,用户醒着的任意时段都不包括在睡眠时段中。根据睡眠时段的该第一定义,如果用户在同一夜晚多次醒来并入睡,则由醒来间隔分开的每个睡眠间隔是睡眠时段。

可替代地,在一些实现方式中,睡眠时段具有开始时间和结束时间,并且在睡眠时段期间,只要用户醒着的连续持续时间低于醒着持续时间阈值,用户就可以醒着,而睡眠时段不结束。觉醒持续时间阈值可以被定义为睡眠时段的百分比。觉醒持续时间阈值可以是例如睡眠时段的大约20%、睡眠时段持续时间的大约15%、睡眠时段持续时间的大约10%、睡眠时段持续时间的大约5%、睡眠时段持续时间的大约2%等,或任意其他阈值百分比。在一些实现方式中,觉醒持续时间阈值被定义为固定的时间量,诸如大约一小时、大约三十分钟、大约十五分钟、大约十分钟、大约五分钟、大约两分钟等,或任意其他时间量。

在一些实现方式中,睡眠时段被定义为在晚上用户首先上床的时间与第二天早上用户最后起床的时间之间的整个时间。换言之,睡眠时段可以被定义为一个时间段,即开始于在当用户第一次上床想要入睡时(例如,如果用户不打算在入睡之前首先看电视或使用智能电话,则不是这样),可以被称为当前晚上的第一时间(例如,下午10:00)的第一日期(例如,2020年1月6日星期一),并且结束于在当用户第一次下床并且不想在第二天早上睡觉时,可以被称为第二天早晨的第二时间(例如,上午7:00)的第二日期(例如,2020年7月7日星期二)。

在一些实现方式中,用户可以手动定义睡眠时段的开始和/或手动终止睡眠时段。例如,用户可以选择(例如,通过点击或轻敲)在外部装置170(图1)的显示装置172上显示的一个或多个用户可选元素来手动发起或终止睡眠时段。

参考图3,示出了睡眠时段的示例性时间线240。时间线240包括上床时间(t

进入床时间t

入睡时间(GTS)与用户在进入床之后最初尝试入睡的时间(t

觉醒时间t

类似地,起床时间t

如上所述,在最初的t

床中总时间(TIB)是上床时间t

在一些实现方式中,总睡眠时间(TST)可以被定义为持久总睡眠时间(PTST)。在这些实现方式中,持续总睡眠时间不包括第一非REM阶段(例如浅睡眠阶段)的预定初始部分或时段。例如,预定初始部分可以在大约30秒和大约20分钟之间、在大约1分钟和大约10分钟之间、在大约3分钟和大约5分钟之间等。持续的总睡眠时间是持续睡眠的度量,并且使睡眠-觉醒睡眠图平滑。例如,当用户最初入睡时,用户可以处于第一非REM阶段很短的时间(例如,大约30秒),然后返回到清醒阶段很短的时间(例如,一分钟),然后返回到第一非REM阶段。在此示例中,持久总睡眠时间排除第一非REM阶段的第一实例(例如,约30秒)。

在一些实现方式中,睡眠时段被定义为在入床时间(t

参考图4,图示了根据一些实现方式的对应于时间线240(图3)的示例性睡眠图250。如图所示,睡眠图250包括睡眠-觉醒信号251、清醒阶段轴260、REM阶段轴270、浅睡眠阶段轴280和深睡眠阶段轴290。睡眠-觉醒信号251与轴260-290中的一者之间的相交指示在睡眠时段期间给定时间的睡眠阶段。

睡眠-觉醒信号251可至少部分地基于与用户相关联的生理数据(例如,由本文所述的传感器130中的一者或多者产生)而产生。睡眠-觉醒信号可以指示一种或多种睡眠状态、包括清醒、放松的清醒、微觉醒、REM阶段、第一非REM阶段、第二非REM阶段、第三非REM阶段或其任意组合。在一些实现方式中,第一非REM阶段,第二非REM阶段和第三非REM阶段中的一者或多者可以被分组在一起并且被分类为浅睡眠阶段或深睡眠阶段。例如,浅睡眠阶段可以包括第一非REM阶段,而深睡眠阶段可以包括第二非REM阶段和第三非REM阶段。虽然在图4中示出的睡眠图250包括浅睡眠阶段轴280和深睡眠阶段轴290,但是在一些实现方式中,睡眠图250可以包括用于第一非REM阶段、第二非REM阶段和第三非REM阶段中的每一者的轴。在其他实现方式中,睡眠-觉醒信号还可以指示呼吸信号、呼吸速率、吸气幅度、呼气幅度、吸气-呼气幅度比、吸气-呼气持续时间比、每小时事件的数量、事件的模式或其任意组合。描述睡眠-觉醒信号的信息可以存储在存储装置114中。

睡眠图250可以用于确定一个或多个睡眠相关参数,例如睡眠开始潜伏期(SOL)、睡眠开始后觉醒时间(WASO)、睡眠效率(SE)、睡眠分段指数、睡眠块或其任意组合。

睡眠开始潜伏期(SOL)被定义为进入睡眠时间(t

睡眠开始后觉醒时间(WASO)与用户在初始睡眠时间和觉醒时间之间醒着的总持续时间相关联。因此,睡眠开始后觉醒时间包括睡眠期间的短暂和微觉醒(例如,图4中所示的微觉醒MA

睡眠效率(SE)被确定为床中总时间(TIB)与总睡眠时间(TST)的比率。例如,如果在床上的总时间是8小时并且总睡眠时间是7.5小时,则该睡眠时段的睡眠效率是93.75%。睡眠效率指示用户的睡眠卫生。例如,如果用户在睡觉之前上床并花费时间从事其他活动(例如,观看电视),则睡眠效率将降低(例如,用户被处罚)。在一些实现方式中,可以至少部分地基于床上总时间(TIB)和用户试图睡眠的总时间来计算睡眠效率(SE)。在此类实现方式中,用户试图睡眠的总时间被定义为进入睡眠(GTS)时间本文描述的起床时间之间的持续时间。例如,如果总睡眠时间是8小时(例如,在11PM和7AM之间),进入睡眠时间是10:45PM,并且起床时间是7:15AM,则在此类实现方式中,睡眠效率参数被计算为大约94%。

至少部分地基于睡眠时段期间的觉醒次数来确定分段指数。例如,如果用户具有两个微觉醒(例如,图4中所示的微觉醒MA

睡眠块与任意睡眠阶段(例如,第一非REM阶段、第二非REM阶段、第三非REM阶段和/或REM)和清醒阶段之间的过渡相关联。可以以例如30秒的分辨率计算休眠块。

在一些实现方式中,本文描述的系统和方法可以包括生成或分析包括睡眠-觉醒信号的睡眠图,以至少部分地基于睡眠图的睡眠-觉醒信号来确定或识别进入床时间(t

在其他实现方式中,传感器130中的一者或多者可以用于确定或识别进入床时间(t

在图5A和5B中示出了用户接口300。用户接口300可以与在此关于图1和2所讨论的用户接口124相同或相似,并且可以与系统100的上述部件或特征中的任一者结合使用,包括呼吸治疗系统120和呼吸治疗装置122。用户接口300包括绑带组件310、衬垫330、框架350和连接器370。绑带组件310被配置为当用户佩戴用户接口300时大致围绕用户头部的至少一部分定位。帮绑带组件310可联接至框架350并定位在用户的头部上,使得用户的头部定位在绑带组件310和框架350之间。

在一些实现方式中,衬垫330被定位在用户的面部与框架350之间以在用户的面部上形成密封。连接器370的第一端部部分372A联接至框架350,而连接器370的第二端部部分372B可联接至管道(诸如管道126)。导管又可以联接至呼吸治疗装置(诸如呼吸治疗装置122)的空气出口。呼吸治疗装置中的鼓风机马达可操作以产生离开空气出口的加压空气流,从而向用户提供加压空气。加压空气可从呼吸治疗装置流动并通过导管、连接器370、框架350和衬垫330,直到空气通过用户的嘴、鼻子或两者到达用户的气道。

绑带组件310由后部312、一对上绑带314A和314B以及一对下绑带316A和316B形成。当用户佩戴用户接口300时,绑带组件的后部312通常位于用户头部的后面。上绑带314A、314B和下绑带316A、316B从后部312朝向用户面部的前部延伸。在所示实现方式中,后部312具有圆形形状。然而,后部312也可以具有其他形状。后部312、上绑带314A、314B和下绑带316A、316B可由通常可拉伸或弹性的材料形成或编织,诸如织物、弹性材料、橡胶等,或材料的任意组合。在一些实现方式中,电线或迹线可以延伸穿过绑带组件310的一部分的内部。绑带组件310的该部分通常可以围绕电线或迹线形成,或者可以具有中空的内部或通道、电线或迹线延伸穿过该中空的内部或通道,如下面进一步详细讨论的。

上绑带314A、314B和下绑带316A、316B各自具有起始于后部312的第一端和联接至框架350的第二端。当用户佩戴用户接口300时,由绑带组件310提供的张力将框架350保持到用户的面部,从而将用户接口300固定至用户的头部。

在一些实现方式中,张力传感器可以嵌入在绑带组件的绑带中的一者中。例如,图5B图示了嵌入上绑带314A中的张力传感器313。张力传感器313被配置为测量用户接口124的绑带中的张力。如所讨论的,用户接口124通常使用绑带紧固到用户的头部,该绑带可以使用维可牢尼龙搭扣或一些其他紧固件来紧固。张力传感器313可以感测绑带中的张力,该张力然后可以用于通知和/或指示用户关于用户接口124的正确适配。张力传感器313可以集成到纱线、纤维、金属丝、碳纤维、经纱、织物中。等等。当带中的张力增大或减小时,张力传感器313的传感器元件偏转,引起输出信号的电压的变化。张力传感器313可以具有高弹性和低电阻以及被清洗的能力。在一些实现方式中,张力传感器313通过呼吸感应体积描记术的原理来测量可充气本体的直径。张力传感器313也可以是电阻抗体积描记传感器、磁力计、应变仪传感器,或由压阻材料位移传感器制成。

框架350通常由限定第一表面354A和相对的第二表面354B的主体352形成。当用户佩戴用户接口300时,第一表面354A背向用户的面部,而第二表面354B面向用户的面部。框架还限定了环形孔口356、衬垫330和连接器370可以插入该环形孔口356中,从而将衬垫330和连接器370物理地联接至框架350。

衬垫330可以邻近第二表面354B联接至框架350的内部,使得衬垫330定位在用户的面部和框架350之间。衬垫330可以由与用户接口124的衬垫相同或类似的材料制成,并且因此可以由与用户面部形成气密密封的保形材料形成。衬垫330限定孔口336,并且包括围绕衬垫的孔口336从衬垫330延伸的环形突起338。环形突起338插入框架350的环形孔口356中,使得衬垫330的环形孔口336与框架350的环形孔口356重叠。在一些实现方式中,衬垫330的环形突起338经由环形突起338与本体352之间围绕环形孔口356的摩擦配合而可释放地固定至框架350的本体352。

在其他实现方式中,环形突起338和框架350可以具有彼此配合以将衬垫330固定至框架350上的配合特征。例如,衬垫330的环形突起338可以包括向外延伸的外围凸缘,并且框架350的本体352可以包括围绕环形孔口356的对应的向内延伸的外围凸缘。当衬垫330的环形突起338插入框架350的环形孔口356中时,外围凸缘可彼此滑动或卡扣,从而将衬垫330固定至框架350。在另外的实现方式中,衬垫330通过由绑带组件310提供的张力保持在适当位置,并且不物理地联接至框架350。在其他实现方式中,衬垫330和框架350可以形成为单个整体件。

连接器370可以以与衬垫330类似的方式联接至框架350的相对侧。连接器370的第一端部部分372A具有大致圆柱形的形状并且可以插入框架350的环形孔口356中,使得端部部分372A的中空内部376(见图6A)与环形孔口356和衬垫330的孔口336重叠。连接器370的相对的第二端部部分372B然后联接至导管,使得用户的面部(包括用户的嘴和/或鼻子)通过衬垫330、框架350和连接器370与导管流体连通。

连接器370的第一端部部分372A大致为环形,并装配到框架350的环形孔口356中。框架350还包括从框架350的第二表面354B延伸并围绕环形孔口356形成的环形突起358。当第一端部部分372A插入框架350的环形孔口356中时,环形突起358的内表面与连接器370的第一端部部分372AA的外表面重叠。

在一些实现方式中,环形突起358与第一端部部分372A之间的摩擦配合将连接器370固定至框架350。在其他实现方式中,连接器370可以包括被配置为将连接器370固定至框架350的紧固件。在一个示例中,环形突起358具有向外延伸的外围凸缘,并且紧固件是形成在连接器370的第一端部部分372A上的一个或多个可偏转闩锁。当第一端部部分372A滑动插入环形突起358内时,可偏转闩锁在外围凸缘上滑动,使得可偏转闩锁定位在环形突起358的外侧。当可偏转闩锁经过外围凸缘时,外围凸缘将可偏转闩锁推离环形突起358。然后,可偏转闩锁返回到其原始位置,使得在没有手动地将可偏转闩锁偏转离开环形突起358的情况下,连接器370不能从框架350移除。

框架350包括从主体352的上端351A向上延伸的T形延伸条360。在一些实现方式中,延伸条360与本体352一体地形成。在其他实现方式中,延伸条360是联接至主体352的单独部件。当用户佩戴用户接口300时,延伸条360通常向上延伸到用户的前额。在一些实现方式中,延伸条360包括接触并冷却用户210的前额的冷却部分或机构,这可以帮助失眠的用户入睡。

下绑带316A、316B从绑带组件310的后部312朝向框架350延伸,并联接至主体352的下端351B的相对侧。上绑带314A、314B从绑带组件310的后部312朝向框架350延伸,并且联接至上端361延伸条360的相对侧(例如,T的大致水平的“交叉”)。框架350可包括各种不同的绑带附接点,以与上绑带314A、314B和下绑带316A、316B联接。

在延伸条360中示出了一种类型的绑带附接点。延伸条360的上端361包括两个孔口362A、362B。这些孔口可以整体地形成在延伸条360本身中,或者可以形成为联接至延伸条360的单独部件或零件的一部分。孔口362A、362B成形为允许上绑带314A、314B的端部部分315A、315B插入穿过孔口362A、362B。然后,端部部分315A、315B可通过任意合适的机构,诸如维可牢尼龙搭扣(Velcro

框架350示出为具有用于将下绑带316A、316B联接至框架350的不同类型的绑带附接点。框架350包括从主体352的下端351B的相对端延伸离开的两个侧向绑带364A、364B。每个侧向绑带364A、364B的第一端联接至本体352,并且对应的磁体366A、366B布置在每个侧向绑带364A、364B的第二端处。磁体318A联接至下绑带316A的端部部分317A,而磁体318B联接至下绑带316B的端部部分317B。磁体318A可以通过磁吸引力固定至磁体366A,而磁体318B可以通过磁吸引力固定至磁体366B,从而将下绑带316A、316B联接至框架350的主体352。

在一些实现方式中,框架350不包括延伸条360,并且上部带314A、314B改为在侧向绑带364A、364B上方联接至框架。在这些实现方式中,上绑带314A、314B延伸经过用户210的太阳穴并绕到用户210的头部的后部。框架350可包括上部带314A、314B所联接的上部横向绑带。

用户接口300还可以包括一个或多个传感器390。虽然图5B通常仅示出了单个传感器,但是可以将任意数量的传感器联接至绑带组件310。在一些实现方式中,一个或多个传感器390联接至绑带组件310,并且被配置为当用户佩戴用户接口300时邻接用户的目标区域。目标区域可以是用户的前额、太阳穴、咽喉、颈部、耳朵等。通常,邻接目标区域的一个或多个传感器390可以包括直接接触用户的目标区域的传感器(例如,传感器触摸用户的目标区域),和/或不直接接触用户的传感器(例如,传感器以某种方式与用户的目标区域分离)。

在一些实现方式中,一个或多个传感器390是接触传感器,其可以包括脑电图(EEG)传感器、心电图(ECG)传感器、肌电图(EMG)传感器、眼电图(EOG)传感器、声学传感器、外围氧饱和度(SpO2)传感器、皮肤电反应(GSR)传感器或其任意组合。接触传感器可以直接接触用户的目标区域,或者可以接触位于接触传感器和目标区域之间的材料层,诸如织物(其可以是带组件310)、硅树脂(其可以是垫330)、泡沫(其可以是垫330)、塑料(其可以是框架350)等。在一些实现方式中,一个或多个传感器390是非接触式传感器,其可包括二氧化碳(CO

在其他实现方式中,一个或多个传感器390不联接至绑带组件310,而是位于用户接口300内的其他位置,诸如连接器370内。一个或多个传感器390可以是在此关于图1描述的传感器130中的任意一个或多个,并且还可以附加地或替代地包括其他类型的传感器。在一些实现方式中,该一个或多个传感器390可以包括一个或多个非接触传感器和一个或多个接触传感器。在这些实现方式中的一些中,非接触式传感器不联接至绑带组件310,而是设置在衬垫330、框架350或连接器370中。此外,用户接口300可包括设置在这些位置的任意组合中的多个非接触传感器。在一个示例中,一个或多个传感器390中的一者联接至框架350,并经由衬垫330接触目标区域。在该示例中,传感器可以定位在衬垫330的表面处或附近。因此,一个或多个传感器390可包括(i)直接接触目标区域或(ii)与目标区域间隔开且通过空气或一些其他材料与目标区域分离的传感器的任意组合。一个或多个传感器390可以包括接触传感器和非接触传感器的任意组合。

通常,用户接口300的一个或多个传感器390需要电连接至控制系统和存储器装置(诸如系统100的控制系统110和存储器装置114),以便将数据传输到控制系统和存储器装置。这些数据可以用于修改呼吸治疗装置的操作,并且还可以用于其他目的。为了将数据从一个或多个传感器390发送到控制系统和存储器装置,一个或多个传感器390可以电连接至用户接口300的各个部分,包括框架350和连接器370。可以使用所述一个或多个传感器390、框架350、和连接器370之间的电连接来传输来自所述一个或多个传感器390的数据。因此,无论一个或多个传感器390位于用户接口300中的何处,一个或多个传感器390都需要能够电连接至控制系统和存储器装置。

图6A和6B示出了框架350和连接器370之间的电连接。框架350包括设置在环形突起358内侧上的电触点368A、368B、368C和368D。电触头368A-368D可以形成在环形突起358的内表面上,或者可以从环形突起358的内表面径向向内延伸。在图6A和6B中,环形突起358的一部分已被去除以更好地示出电触点368A-368D。连接器370包括设置在环形端部部分372A的表面上的相应电触头378A、378B、378C、378D。

当连接器370的端部部分372A插入到框架350的环形孔口356中时,框架350的每个电触点物理地接触连接器370的电触点中的一者,使得框架350电连接至连接器370。因此,电触点368A物理和电连接至电触点378A,电触点368B物理和电连接至电触点378B,电触点368C物理和电连接至电触点378C,电触点368D物理和电连接至电触点378D。因此,连接器370可以物理地和电连接至框架350。

在所示实现方式中,连接器370的每个电触点378A-378D是环形电触点,其在连接器370的端部部分372A的表面上形成环。环形电触点378A-378D可以形成在端部部分372A的表面上,或者可以从端部部分372A的表面径向向外延伸。框架350的电触点368A-368D形成为单个电焊盘,每个电焊盘位于环形突起358的内表面上的一个位置。电触头368A-368D可以形成在环形突起358的内表面上,或者可以形成为从环形突起358的内表面径向向内延伸的销。电连接器378A-378D的环形形状确保了如果一旦端部部分372A插入框架350的环形孔口356中就使连接器370相对于框架350旋转,每个电触点378A-378D的一些部分将总是物理地接触框架350的其对应的电触点368A-368D。

然而,在其他实现方式中,框架350的电触点368A-368D可以具有在环形突起358的内表面上形成环的环形形状,而连接器370的电触点378A-378D是单个电垫,每个电垫位于端部部分372A的外表面上的一个位置处。在其他实现方式中,电触点368A-368D和电触点378A-378D都是环形电触点。在另外的实现方式中,电触点368A-368D和电触点378A-378D都形成为单个电焊盘。在一些实现方式中,电触点368A-368D和电触点378A-378D是至少部分环形的,这意味着它们可以形成部分环。这些环可以是四分之一环(例如,90°),半环(例如,180°)、四分之三环(例如,270°),或任意其他部分环形布置。

连接器370包括位于另一端部部分372B的电触头382A-382D。电触点382A经由形成在连接器的中空内部376中的电通路380A电连接至电触点378A。电触点382B经由形成在连接器的中空内部376中的电通路380B电连接至电触点378B。电触点382C经由形成在连接器的中空内部376中的电通路380C电连接至电触点378C。电触点382D经由形成在连接器的中空内部376中的电通路380D电连接至电触点378D。

电通路380A-380D可以以各种方式形成。在一些实现方式中,电通路380A-380D是在连接器370的中空内部376的内表面上或在连接器370自身内形成的电迹线。在其他实现方式中,电通路380A-380D由定位在连接器370的中空内部376内部的电线形成。连接器370的第二端部部分372A可插入导管中,该导管可具有类似的电触点。进而,当导管连接至呼吸治疗装置时,导管的电触点可以电联接至控制系统和存储器装置。因此,连接器370可以物理地联接至和电联接至导管。

环形突起358的电触点368A-368D可以电连接至框架350的绑带附接点。电通路369A和369B分别从电触点368A和368B延伸,穿过横向条364A,并延伸到磁体366A。如在此进一步讨论的,侧向绑带364A和磁体366A可以电连接至绑带组件310的绑带中的一者。以类似的方式,电通路369C和369D分别从电触点368C和368D向上延伸穿过延伸条360。虽然在图6A和6B中未示出,但是一个或多个电通路也可以延伸穿过侧向绑带364B而延伸到磁体366B。

电通路369A-369D可以以各种不同的方式形成。在一些实现方式中,电通路369A-369D由定位在邻近本体352的第二表面之间,在框架350与衬垫330之间的电线形成。在其他实现方式中,电通路369A-369D可以由形成在本体352的第二表面上或形成在本体352内在第一表面与第二表面之间的电迹线形成。

图6A和6B所示的电通路3689-369D是示例性实现方式。在其他实现方式中,可以在环形突起358的电触点368A-368D与框架350上的任意点之间形成任意数目的电通路。例如,电触点368A-368D中的一些可以电连接至侧向绑带364B和磁体366B,而不是电连接至侧向绑带364A和磁体366A以及延伸条360,或者除了电连接至侧向绑带364A和磁体366A以及延伸条360之外还电连接至侧向绑带364B和磁体366B。

图6C示出了在第一端部部分372A插入到框架350的环形孔口356中之前,框架350的环形突起358和连接器370的第一端部部分372A的截面图。图6D示出了在第一端部部分372A插入框架350的环形孔口356之后的截面图。环形突起358的电触点368A-368D形成为环形突起358的内表面上的单个焊盘。连接器370的电触点378A-378D是在第一端部部分372的外表面上形成为环的环形电触点。框架350的电通路369A-369D分别电连接至电触点368A-368D。连接器370的电通路380A-380D分别电连接至电触头378A-378D。

一旦第一端部部分372A插入框架350的环形孔口356中,环形电触点378A-378D与电触点368A-368D接触,从而电连接两组电触点。电通路369A-369D又电连接至电通路378A-378D。因为电触点378A-378D是环形的,所以连接器370可以旋转任意转数,并且连接器370将保持电连接至框架350。

图7A和7B示出了用于将框架350的绑带附接点电连接至绑带组件310的带的实现方式。图7A仅示出了由横向绑带364A形成的绑带附接点。然而,该实现方式可用于横向绑带364B,或用于框架350的其他绑带附接点。

如图7A所示,电通路369A和369B延伸穿过侧向绑带364A并终止于磁体365A和365B。磁体365A和365B通常与图6A和6B中的磁体366A相同或相似,除了磁体由两个较小的磁体365A和365B形成。电通路369A终止于邻近磁体365A的电触点371A。类似地,电通路369B终止于邻近磁体365B的电触点371B。在所示实现方式中,电触点371A通常与磁体365A的表面齐平,而电触点371B通常与磁体365B的表面齐平。

下绑带316A的端部部分317A通常以相同的方式形成。磁体319A和319B安装在下绑带316A的端部部分317A处。磁体319A和319B通常与图5B所示的磁体318A相同,除了磁体由两个较小的磁体319A和319B形成。磁体319A包括通常与磁体319A的表面齐平的电触点320A。类似地,磁体319B包括通常与磁体319B的表面齐平的电触点320B。电触点320A电连接至电通路322A,而电触点320B电连接至电通路322B。电通路322A、322B延伸穿过下绑带316A,到达沿绑带组件310的任意期望点。通常,电通路322A和322B沿着绑带组件310延伸到靠近用户面部上的目标区域的点。因此,电通路322A和322B通常具有分别位于电触点320A、320B处的第一端和位于靠近用户目标区域的绑带组件310的一些其他部分处的第二端位置。

当下绑带316A的端部部分317A靠近侧向绑带364A时,磁体319A和319B被磁性吸引到磁体365A和365B。磁性吸引将下绑带316A的端部部分317A固定至侧向绑带364A,这使得电触点371A物理地接触电触点320A,并且使得电触点371B物理地接触电触点320B。因此,电通路369A电连接至电通路322A,而电通路369B电连接至电通路322B。由于横向绑带364A、框架350的环形突起358和连接器370之间的电连接,电通路322A、322B(其延伸到绑带组件310中)电连接至连接器370。因此,框架350可以物理地和电连接至绑带组件310。

下绑带316A的端部部分317A包括旋转锁定特征,并且侧向绑带364A包括相应的旋转锁定特征。在所示的实现方式中,下绑带316A的端部部分317A的旋转锁定特征是远离磁体319A和319B延伸的T形突起324,并且侧向绑带364A的旋转锁定特征是限定在磁体365A和365B之间的通道373,该通道的尺寸设置成接收T形突起324的至少一部分。通常,当下绑带316A的端部部分317A固定至横向绑带364A时,T形突起324的直线部分可配合到通道373中。T形突起324因此锁定在磁体365A和365B之间,防止磁体365A和365B相对于磁体319A和319B旋转。该锁定旋转圈确保电触点371A保持物理接触电触点320A,并且电触点371B保持物理接触电触点320B。另外,T形突起324的下弯曲部分通常装配在磁体365A和365B的下面(相对于图7A的平面),这防止下绑带316A被无意地拉离侧向绑带364A。

从下绑带316A的端部部分317A延伸到绑带组件310中的电通路322A和322B可以以各种不同的方式形成。在一些实现方式中,电通路322A和322B由穿过下绑带316A和/或绑带组件310的任意其他部分的大致中空内部的电线形成。在其他实现方式中,绑带组件310不是中空的,并且形成电通路322A和322B的导线改为与形成绑带组件310的材料编织在一起。在其他实现方式中,电通路322A和322B由沿下绑带316A的表面和绑带组件310的其余部分延伸的电迹线形成。

通过利用用户接口300的电通路和电触点,一个或多个传感器390可以放置在任意合适的位置,并且可以电连接至连接器370。通过将连接器370与具有其自身电通路(例如,导管内的电线或迹线)的导管联接,一个或多个传感器390可电联接至布置在呼吸治疗装置中或附近的控制系统和存储器装置。

在一些实现方式中,该一个或多个传感器390被定位在连接器370附近。在该实现方式中,一个或多个传感器390电连接至连接器370的一个或多个电触点378A-378D,使得由一个或多个传感器390产生的数据可以经由电触点378A-378D传输。在这些实现方式中,一个或多个传感器390可以定位在连接器370内。

在其他实现方式中,该一个或多个传感器390被定位在框架350附近。例如,一个或多个传感器390可定位在用户的面部和衬垫330之间、衬垫330和框架350之间,或框架350的环形孔口356内。在该实现方式中,一个或多个传感器390电连接至框架350的电触点368A-368D中的一者或多者,使得由一个或多个传感器390产生的数据可以经由框架350的电触点368A-368D和连接器370的电触点378A-378D传输。

在另外的实现方式中,一个或多个传感器390被定位在框架350的绑带附接点中的任一者附近。在这些实现方式中的一些中,一个或多个传感器390被定位在延伸条360中或附近,并且通过延伸条360电连接至框架350和连接器370。在这些实现方式的其他实现方式中,该一个或多个传感器390可以被定位在例如侧向绑带364A的磁体366A附近,并且电连接至电触点371A和371B中的一者或两者,这样使得由一个或多个传感器390产生的数据可以通过侧向绑带364A的电触点371A和371B,框架350的电触点368A-368D,以及连接器370的电触点378A-378D传输。

在其他实现方式中,一个或多个传感器390定位在其中一个下绑带的端部附近,诸如下绑带316A的端部部分317A附近。一个或多个传感器390可以电连接至电触点320A和320B中的一个或两个,使得由一个或多个传感器390产生的数据可以通过电触点320A和320B,侧向绑带364A的电触点371A和371B,框架350的电触点368A-368D以及连接器370的电触点378A-378D传输。

在一些实现方式中,一个或多个传感器390沿绑带组件310邻近用户的目标区域定位。在这些实现方式中,一个或多个传感器390可以电连接至延伸穿过绑带组件310的电通路,诸如电通路322A和322B。因此,由一个或多个传感器390产生的数据可以通过电通路322A和322B、电触点320A和320B、侧向绑带364A的电触点371A和371B、框架350的电触点368A-368D以及连接器370的电触点378A-378D传输。此外,一个或多个传感器390可以包括接触用户的目标区域的接触部分,以及将传感器的接触部分与绑带组件310中的电通路(诸如电通路322A和322B)电连接的导线。

在更进一步的实现方式中,一个或多个传感器390可以电连接至位于连接器370中的处理装置(诸如微处理器),而不是通过导管电连接至控制系统和存储装置。在这些实现方式中,微处理器电连接至连接器370的电触点378A-378D,使得由传感器产生的数据可以经由绑带组件310、框架350和连接器370传输到微处理器。

用户接口124和/或导管126还可以包括一个或多个安全特征,以减轻由于过大的漏电流引起的电击的风险,该过大的漏电流可能由磨损的或有缺陷的电路或无意中暴露的部件引起。在一些实现方式中,光隔离器或1:1变压器可用于电隔离各种部件。此外,可以例如使用各种不同的绝缘体来减轻任意电气部件的加热。

图8图示了佩戴具有三个不同传感器的用户接口300的用户(诸如用户),该传感器联接至绑带组件310并且被定位成邻近或邻接用户的不同部分。如图所示,绑带组件310围绕用户的头部定位,并联接至框架350。衬垫330附接至框架350并位于用户的面部和框架350之间。连接器370联接至框架350。

图8中的用户接口300包括三个传感器402A、402AB和402C,这三个传感器402A、402AB和402C位于绑带组件310的不同区域处或与绑带组件310的不同区域相邻。传感器402A位于下绑带316A附近,传感器402B位于延伸条360中,传感器402C位于上绑带314A中。

在所示实现方式中,传感器402A夹在用户的耳朵上,并且可以是用于测量外围氧饱和度的SpO

在其他实现方式中,传感器402A可以位于用户的颈部或喉部附近。在这些实现方式中,第二电通路404B可以延伸出下绑带316A并且向下延伸到传感器402A。

在所示实现方式中,传感器402B是当用户佩戴用户接口300时邻接用户前额的接触传感器(诸如ECG传感器)。传感器402B可以测量额叶的大脑活动,这可以帮助确定用户睡眠的哪个阶段,以及在用户的睡眠期间检测唤醒和微唤醒。传感器402B通过框架350和电通路406电连接至连接器370。电通路406通常从框架350向上延伸到延伸条360,并且可以是电线或电迹线。通常,传感器402B位于延伸条360的外侧,在延伸条360和用户的前额之间。传感器402B可在延伸条360的背侧表面处电连接至电通路404,或电通路404可从背侧表面略微突出(例如,作为导线)以与传感器402B电连接。因此,由传感器402B产生的数据可经由延伸条360、框架350和连接器370传输。

在所示实现方式中,传感器402C是当用户佩戴用户接口300时接触用户的太阳穴的接触传感器(诸如EOG传感器)。传感器402C通过框架350、第一电通路408A和第二电通路408B电连接至连接器370。第一电通路408A通常可以与电通路406相同或相似,并且因此从框架350向上延伸到延伸条360。然而,第一电通路408A连接至第二电通路408B,该第二电通路408B延伸穿过上绑带314A。在一些实现方式中,第一电通路与第二电通路408B之间的过渡可以利用磁体,如图8中所展示的。在其他实现方式中,上绑带314A穿过延伸条360中的孔口成环,并且不使用磁体。在这些实现方式中,第一电通路408A可以终止于从延伸条360朝向上部带314A延伸的导线中。然后,导线可以延伸到上绑带314A中,从而开始第二电通路408B。

第二电通路408B朝向用户的太阳穴延伸,在那里它与传感器402C电连接。类似于传感器402B,传感器402C可定位在用户的太阳穴和上绑带316A之间。传感器402C可在上绑带316A的背侧表面处电连接至第二电通路408B,或第二电通路408B可从背侧表面略微突出(例如,作为导线)以与传感器402C电连接。因此,由传感器402C产生的数据可经由上绑带316A、延伸条360、框架350和连接器370传输。

系统100还可以包括传感器,其被配置为确定用户是在他们的背部还是在任一侧觉。在一些实现方式中,传感器可以被放置在用户接口124或导管126中,其测量导管126的不同侧之间的相对气流。如果用户在其一侧睡觉,则传感器之一将相对于另一侧测量较少的气流,这使得系统100能够确定用户在哪一侧睡觉。如果传感器之间的空气大致相等,则系统100可确定用户正仰卧睡觉。在一些示例中,该信息可用于提供对面罩的完整性或磨损的估计。

在一些实现方式中,可以在导管内的现有电线可以与用户接口300一起使用。例如,导管可以包括联接至热敏电阻的两根导线,热敏电阻可以用作温度传感器。可以移除热敏电阻,并且这两条导线可以电连接至连接器,以便从一个或多个传感器390传输数据。在另一个示例中,热敏电阻被保持,但是连接器被配置为旁路热敏电阻并电连接至两个导线。在又一示例中,导管可包括用于加热流过导管的空气的导线。这些导线可替代地用作电压源(例如通过连接诸如齐纳二极管的电压调节器部件),以对一个或多个传感器390或用户接口300中需要电力来操作的任意其他传感器或部件供电。

在一些实现方式中,穿过导管和连接器370的气流可以用于为一个或多个传感器390和任意其他部件供电。在这些实现方式中,小型发电机可以放置在导管或连接器370中,在加压空气流过导管和连接器370的路径中。流过和经过发电机的空气可用于产生一些或全部所需功率。在这些实现方式中的一些中,该发电机包括涡轮机,该涡轮机在空气流过该导管和连接器370时旋转,从而产生动力。其他实现方式可以包括将热通量转换成电的热电发电机。发电机可包括纳米材料。

一个或多个传感器390(其通常可包括一个或多个传感器130或其他传感器)可用于各种不同的目的。在一个实现方式中,一个或多个传感器390用于检测嘴泄漏(例如,加压空气进入噪音并通过嘴排出而不进入用户的咽喉、气管或肺)。在该实现方式中,位于衬垫330和/或框架350中的传感器可用于检测从用户的嘴泄漏的空气。这些传感器可以包括压力传感器(诸如压力传感器132)、流量传感器(例如流量传感器134)、CO

通常,可用于在睡眠期间向用户提供呼吸治疗的许多呼吸治疗装置包含它们自己的传感器以测量各种参数。然而,用户接口300可以与不包含任意单独传感器的呼吸治疗装置结合使用。在这些实现方式中,呼吸治疗装置包括限定入口和出口的壳体,并且在壳体内具有与入口和出口流体连通的鼓风机马达。该呼吸治疗装置还包括具有一个或多个处理器的控制系统,该一个或多个处理器执行存储在存储器装置上的机器可读指令以使该鼓风机马达使压缩空气流出该出口。然而,因为任意所需的传感器可以放置在用户接口300中,所以呼吸治疗装置不包括其自己的传感器。

例如,在呼吸治疗装置中经常使用压力传感器和流量传感器来监控鼓风机马达的操作和输送给用户的空气量。因为用户接口300可以包括压力传感器和流量传感器,所以呼吸治疗装置不需要其自己的压力传感器和流量传感器。用户接口300的压力传感器和流量传感器可以产生与呼吸治疗装置和/或呼吸治疗装置的用户相关的数据,并且该数据可以经由用户接口300和流体连接用户接口300和呼吸治疗装置的导管来传输。呼吸治疗装置的控制系统可以使用来自压力传感器和流量传感器的数据来操作鼓风机马达。

通常,用于电连接组件的任意上述技术或特征可用于用户接口300上的其他位置。例如,绑带组件310可以仅具有使用磁体联接至框架350的带。在另一示例中,绑带组件310可以仅具有通过穿过框架350和延伸条360中的孔口形成环而联接至框架350的带。在又一示例中,下绑带316A、316B可穿过框架350中的孔口成环,而上绑带314A、314B使用磁体联接至延伸条360。在又一个示例中,框架350可以不具有延伸条360,并且因此上部带314A、314B更靠近下绑带316A、316B联接至框架350的本体352。

此外,用户接口300不限于连接器370、框架350或绑带组件310中的电触点的具体数量或布置,如图所示。用户接口300通常可以包括通过各种部件的电触点和电路径的任意布置,以便将一个或多个传感器390放置在它们的期望位置,同时还将一个或多个传感器390中的每一者电连接回连接器370。例如,框架350和连接器370可各自包括用于单个传感器的单个电触点、用于单个传感器的多组电触点、用于任意数量的传感器的多于或少于四个的电触点等。最后,一个或多个传感器390中的任一者可位于绑带组件310中的任意合适位置或用户接口300的其他部分中。

在其他实现方式中,各种电路径不是由用户接口124或导管126的各种部分上或中的导线或迹线形成的,而是无线电路径或感应电路径。无线电路径可以使用能量收集和无线通信。感应电路可以利用磁场和/或电场。

在一些实现方式中,绑带组件310包括围绕用户210的面部延伸的中空管。中空管通常可以具有与上绑带314A和下绑带314B、316A、316B相同的所有特征,除了它们沿其整个长度是中空的。然后可以将任意电线或传感器定位在构成绑带组件310的中空管中。

图9A和9B分别图示了根据本公开的各方面的可包括各种不同传感器的用户接口500的透视图和分解图。用户接口500包括绑带组件510、衬垫530、框架550和连接器570。绑带组件510可联接至框架550,并且当用户戴上用户接口500时,绑带组件510大致围绕用户头部的后部定位,使得用户头部定位在绑带组件510和框架550之间。衬垫530可以被附接到框架550的下端,使得当用户戴上用户接口500时,衬垫530被定位在用户面部附近,使得衬垫530在用户面部上形成密封。连接器570被配置为插入框架550中的孔口中,从而将连接器570联接至框架550。呼吸治疗系统120的导管126可以联接至连接器570的另一端,从而将呼吸治疗系统120连接至用户接口500。在其他实现方式中,连接器570可以是任选的并且框架550可以可替代地直接连接至呼吸治疗系统的导管上。

用户接口500被配置为用于将加压空气从呼吸治疗系统120的导管126通过衬垫530和框架550递送到用户,或更具体地,递送到围绕用户的嘴和/或鼻子并且被衬垫530包围的空间体积。在所示实现方式中,用户接口500包括中空部分552A和552B,以提供用于加压空气的两个通道,该通道将衬垫530流体连接至连接器570。以这种方式,衬垫530与连接器570的内部流体连通。当用户戴上用户接口500时,中空部分552A和552B通常位于用户头部/面部的任一侧。在其他实现方式中,用户接口500可以仅包括中空部分552A和552B中的一者以提供用于加压空气的单个通路,而另一部分是不形成用于加压空气的通路的实心部分。在其他实现方式中,部分552A和552B两者可以是实心的,并且框架550可以是一个或多个管(或其他中空部分),这些管形成用于连接器570与用户的嘴部和/或鼻部之间的加压空气的一个或多个通道。因此,在图9A和9B的实现方式中,呼吸治疗系统120的导管126通常在用户头部的顶部而不是在用户面部的前面附接到用户接口的框架。

用户接口500可以包括各种不同的电通路,类似于用户接口500。例如,连接器570可以类似于连接器370,并且包括在连接器370的端部上的电触点,这些电触点被配置为与呼吸治疗系统120的导管126相匹配。连接器570还可以包括在连接器370的相对端处的环形电触点,这些环形电触点被配置为与框架550匹配。框架550又可以类似于框架350,并且在框架550的端部附近包括与连接器570配合的电触点。因此,框架550和连接器570中的电触点允许在呼吸治疗系统120的导管126和框架550之间形成电连接。然后可以通过任意期望的路径形成从框架550到传感器的目标区域的电路径。例如,导线或迹线可以从框架550延伸到用户的面部;从框架550穿过绑带组件510并到达用户的面部;从框架550穿过衬垫530到达用户的面部;从该框架550,穿过该绑带组件510和该衬垫530,并且到达该用户的面部;或者从框架550通过衬垫530和绑带组件510到达用户的面部。以这种方式,框架550可以物理地和电连接至绑带组件510,并且连接器570可以物理地和电连接至框架550。类似于使用接口300,传感器通常可以定位在用户上或用户周围的任意目标区域中,并且可以使用用户接口500的任意部件形成到传感器的电连接。

用户接口300或用户接口500的一个或多个传感器390可以在不同位置包括各种不同的传感器以完成各种不同的感测任务。在一些实现方式中,一个或多个传感器390包括接触用户头部的一部分的一个或多个ECG传感器,该部分可以包括用户的前额和/或头皮。ECG传感器测量与用户的大脑相关联的电活动(例如,大脑活动),并且可以用于检测睡眠阶段和/或检测微睡眠唤醒。ECG传感器也可以在位于用户耳朵中的耳塞中实现,其可以另外用于监视声音和温度。一个或多个传感器390可以包括接触用户头皮上的各种不同区域的多个ECG传感器,这些ECG传感器然后可以用于定量EEG,也称为脑映射。

在一些实现方式中,一个或多个传感器390包括被配置为测量用户心脏的电活动(例如,心脏活动)的一个或多个ECG传感器。ECG传感器可以测量用户的不同部分之间的电活动的差异,诸如用户头部的不同部分之间、用户耳朵之间、用户下巴和用户耳朵之一之间等。

在一些实现方式中,一个或多个传感器390包括被配置为测量用户眼睛的移动的一个或多个EOG传感器。因此,EOG传感器可以用于检测用户何时移动他们的眼睛,这又可以帮助确定用户何时处于REM睡眠阶段。

在一些实现方式中,该一个或多个传感器390包括被配置为用于测量用户肌肉的电活动的一个或多个EMG传感器。EMG传感器可以放置在用户面部的肌肉附近以检测面部运动。例如,可以将EMG传感器放置在用户的颌附近以检测颌运动,这可以指示用户在睡眠期间磨牙,也称为磨牙症。由EMG传感器检测到的颌运动(和/或其他肌肉活动)也可以用于帮助确定用户是否正在经历癫痫发作。

在一些实现方式中,该一个或多个传感器390包括一个或多个麦克风,这些麦克风可以用于检测多种不同的声音,诸如呼吸声音(例如口或鼻呼吸)、来自该用户接口的噪声(如果该用户接口在睡眠时段期间移动,诸如当该用户移动时可能发生)、背景噪声、由从该用户接口泄漏的空气引起的噪声。麦克风还可以用于确定任意检测到的空气泄漏是否是有意的并且是由于用户接口中的任意通气口的操作,或者检测到的空气泄漏是否是无意的并且是由于用户和用户接口之间的不良密封。呼吸信号可以从麦克风数据导出,其可以指示用户呼吸的质量(例如,正常、慢、快、喘息、喘鸣、啸声等)。在一些实现方式中,麦克风可以实现为位于用户耳朵中或附近的耳塞,其也可以用作ECG传感器和温度传感器。

在一些实现方式中,一个或多个传感器390包括被配置为测量用户的外围氧饱和度的一个SpO

在一些实现方式中,一个或多个传感器390包括一个或多个GSR传感器,该GSR传感器被配置为测量用户皮肤的电特性(也被称为皮肤电活动或EDA)。GSR传感器可以位于用户的面部上,并且可以帮助确定用户的情绪、执行测谎以及执行睡眠分析。

在一些实现方式中,该一个或多个传感器390包括一个或多个运动传感器,这些运动传感器可以包括加速度计、陀螺仪、磁力计、惯性测量单元(IMU),或其任意组合。运动传感器可用于测量活动(诸如睡眠时段期间的运动)、用户行走时的步态、跌倒检测(例如,如果用户是老年人并且在行走时处于跌倒出床或跌倒的风险中)等。运动传感器可用于测量由于用户呼吸引起的用户运动(例如,用户的胸部在呼吸期间上升和跌倒),这又可用于导出呼吸信号。该运动传感器能够测量该运动速率以确定该呼吸速率;能够检测用户在呼吸期间挣扎移动的胸部,其能够指示阻塞性睡眠呼吸暂停;并且可以检测何时由于中心睡眠呼吸暂停而导致胸部根本不移动,其中用户的大脑不发出呼吸信号。该呼吸信号可以指示用户呼吸的质量(例如,正常、慢、快、喘息、喘鸣、啸声等)。在一些实现方式中,运动传感器可以用于确定用户接口在用户头部上是否有任意移动,这可以指示用户接口不正确地适配。该确定还可以基于来自张力传感器的数据,其可以表示用户接口的绑带中的张力,以及用户接口是否在用户头部上被正确地拉紧。在一些实现方式中,运动传感器可以用于确定用户在床上的位置,这可以帮助确定用户接口是否被不正确地装配并且导致泄漏或不良气流。

在一些实现方式中,一个或多个传感器390包括一个或多个分析物传感器,其可用于检测用户呼吸中的分析物,诸如酮。分析物传感器因此可用于进行呼吸采样和分析。分析物传感器还可以检测空气中的分析物,因此可以用于进行空气质量分析。

在一些实现方式中,该一个或多个传感器390包括一个或多个压力传感器,这些压力传感器可以用于确定递送到用户气道的加压空气的压力。与导管126或呼吸治疗装置122中的压力传感器相比,这些压力传感器可以被放置在更靠近用户的嘴和/或鼻子的用户接口中,并且因此在一些实现方式中可以提供加压空气的压力的更精确的测量。

在一些实现方式中,该一个或多个传感器390包括一个或多个RF传感器、一个或多个声纳传感器、一个或多个流量传感器(其可以是呼吸治疗系统120中的任意流量传感器的补充或替代)、一个或多个温度传感器(其可以用于测量用户的太阳穴处或用户的耳朵中的用户核心温度,或用户接口的温度)、一个或多个心率传感器(其可用于测量用户的心率,例如在用户的颞部)等。温度传感器可以实现为位于用户耳朵中或附近的耳塞,其也可以用作ECG传感器和麦克风。心率传感器可以包括PPG传感器、RF传感器,或者甚至是能够检测由用户心跳引起的运动(诸如用户胸部的运动或由静脉或动脉中的脉搏引起的运动)的运动传感器。

一个或多个传感器可用于各种不同的应用。在一些实现方式中,一个或多个传感器390可以用于执行多导睡眠图(PSG),该多导睡眠图(PSG)在用户睡着时测量各种身体功能。PSG可以使用ECG传感器来测量大脑活动、使用ECG传感器来测量心脏活动、使用EOG传感器来测量前一刻的运动、使用EMG传感器来测量肌肉活动,以及使用其他传感器。PSG通常在睡眠研究期间进行,因此本公开的各方面允许使用用户在其睡眠时段期间将已经佩戴的用户介接来进行PSG。由于可以在已经由用户佩戴的用户接口中形成电通路,所以执行PSG所需的传感器可以根据需要通过用户接口附接和/或定位在患者附近。

在一些实现方式中,一个或多个传感器390可用于情绪映射。一个或多个传感器390可以检测可能与用户的情绪状态相关的各种不同的特性,包括面部表情和身体位置。一个或多个传感器390还可用于检测自发情绪对强迫情绪。由一个或多个传感器390检测到的用户的心率和呼吸速率也可以用于确定用户的情绪状态,因为它们可以指示用户的压力水平。由一个或多个传感器390检测到的语音可用于帮助确定用户的情绪状态。来自电流皮肤响应传感器的数据还可以帮助确定用户的情绪状态。

来自一个或多个传感器390的数据可用于测试除用户使用呼吸治疗系统120治疗的睡眠相关状况之外的状况。例如,数据可以用于确定用户是否具有任意潜在的状况,诸如心房纤颤,其可以由间歇性心脏异常、呼吸异常等证明。来自一个或多个传感器390的数据还可用于确定用户认知功能的水平,包括检查早期发作的阿尔茨海默病、痴呆和其它认知异常的征兆。来自一个或多个传感器390的数据还可用于确定用户的困倦程度,该困倦程度可与诸如感冒或流感或其他慢性疾病的状况有关。在一些实现方式中,来自一个或多个传感器390的数据可用于检测用户正经历的任意不适或疼痛,并确定疼痛/不适的潜在原因(例如,在睡眠时段期间,特定的身体或颈部位置可能对用户造成疼痛)。在一些实现方式中,一个或多个传感器390可用于检测用户卧室(或用户在睡眠时段期间可能在其中的任意其他房间)的各种特性。例如,声纳传感器可以用于识别和映射房间的物理特征。在一些实现方式中,来自一个或多个传感器390的数据可用于在用户的睡眠时段之后向用户提供反馈。反馈可以包括向用户提供数据本身,和/或基于数据的分析。通过使用一个或多个传感器390来检测和监视这些其他状况,用户接口300和/或用户接口500提供了用于检测和监视遭受这些其他状况和/或需要其他疗法来治疗这些其他状况的用户中的其他状况的更有效的机制。

在一些实现方式中,用户接口可以包括被配置为基于来自一个或多个传感器390的数据来执行功能的一个或多个致动器。致动器可用于调节用户接口在用户上的配合(例如通过拉紧或松开绑带组件,或通过相对于用户面部重新定位用户接口),以在睡眠期间唤醒用户,或执行任意其他期望的功能。

在一些实现方式中,用户接口可以包括与呼吸治疗系统120提供的任意功率分开地对一个或多个传感器390供电的部件。用户接口还可以包括一个或多个通信接口(例如,发送器、接收器、收发器、数据端口等),这些通信接口允许由一个或多个传感器390产生的数据独立于呼吸治疗系统120被传输和存储。因此,在一些实现方式中,用户接口可以形成能够独立地生成和发送数据的独立传感器套件。

来自以下权利要求1-69中的任一项中的一者或多者元件或方面或步骤或其任意部分可以与来自其他权利要求1-69中的任一项中的一者或多者元件或方面或步骤或其任意部分组合,以形成本公开的一个或多个附加实现方式和/或权利要求。

虽然已经参考一个或多个特定实施例或实现方式描述了本公开,但是本领域技术人员将认识到,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,可以对其进行许多改变。这些实现方式中的每一者及其明显的变型被认为落入本公开的精神和范围内。还预期根据本公开的方面的另外的实现方式可以组合来自本文描述的实现方式中的任一者的任意数量的特征。

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06120115606067