CN103052421A - 包括动态自调节机构的患者界面装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于向患者的气道输送呼吸气流的患者界面装置(8,8’)，包括具有由弹性材料形成的主体(22,60)的带凹槽的调节机构(20,58,78)，所述主体具有在其中设有多个回旋部(80)的外表面。每个回旋部包括凹槽(24,62,84)，并且每个回旋部具有与之相关的刚度。与这些回旋部相关的刚度从所述主体的第一侧向所述主体的第二侧增大。

Description

包括动态自调节机构的患者界面装置
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C§119(e)要求了2010年8月9日提交的美国临时申请No.61/371869的优先权，该文献的内容在这里被引用作为参考。
发明领域
本发明涉及用于向和/或从用户气道输送气体的患者界面装置，并且具体地涉及包括用于调节例如但不限于面罩位置和/或压力的动态自调节机构的患者界面装置。
背景技术
有很多下述情况，即需要或者希望将呼吸气流非侵入性地输送至患者的气道，即不用对患者插管或以外科手术的方式将气管套管***在其食管中。例如，已知采用被称为无创通气的技术为患者通气。还已知输送随患者呼吸循环变化的持续性气道正压(CPAP)或可变气道压力以治疗医学上的失调症，例如睡眠呼吸暂停综合征，尤其是阻塞性睡眠窒息症(OSA)或充血性心力衰竭。
非侵入性通气和压力支持疗法涉及在患者面部上设置包括面罩部件的患者界面装置。面罩部件没有限制，可以是罩着患者鼻部的鼻罩、具有容纳在患者的鼻孔内的鼻插管的鼻垫、罩着鼻部和口部的鼻/口罩或者罩着患者面部的全面罩。患者界面装置使得通气器或压力支持装置与患者的气道相接，从而呼吸气流能够从压力/流量产生装置输送至患者的气道。已知通过具有一根或多根适合于装配在患者头部上/周围的条带的头盔将这些装置保持在患者面部上。
对于这种患者界面装置而言，关键的技术挑战在于在患者舒适性和面罩稳定性即患者界面装置正确保持装配在用户上之间进行平衡。这在OSA处理的情况下尤为如此，其中这种患者界面装置通常要穿戴很长时间。由于患者在整个晚上会改变睡姿，所以面罩可能脱开，并且密封会被破坏。通过提高束缚力可以使得脱开的面罩稳定，但是增大的束缚力会降低患者的舒适性。给定面罩设计需要适应的变化很大的面部几何形状使得这种设计矛盾更加复杂。
面部几何形状变化很大的一个区域是鼻基部的角度(被称为鼻唇角)。已知的是，这个角度会在～58°至～114°的范围内(Ave±1SD)。这在提供满足许多用户的单个患者界面设计中造成了困难。往往要考虑配合度和舒适性的另一个区域是患者的鼻梁，因为许多患者界面装置将在该区域上施加压力。如果该压力不能受到有效控制，则会出现配合度差和/或患者不舒适，由此限制了该装置的有效性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种克服了传统装置的缺点的患者界面装置。这个目的根据本发明的一个实施例是通过在一个实施例中提供用于向患者的气道输送呼吸气流的患者界面装置来实现的，该患者界面装置包括具有由弹性材料形成的主体的带凹槽的调节机构。该主体具有在其中设有多个回旋部的外表面。每个回旋部包括凹槽，并且每个回旋部具有与之相关的刚度。与这些回旋部相关的刚度从主体的第一侧向主体的第二侧增大。
在另一个实施例中，提供了一种调节构造成用来向患者的气道输送呼吸气流的患者界面装置的方法，该方法包括佩戴患者界面装置，其中该患者界面装置包括具有由弹性材料形成的主体的带凹槽的调节机构，该主体具有在其中设有多个回旋部的外表面，每个回旋部包括凹槽，其中每个回旋部具有与之相关的刚度，其中与这些回旋部相关的刚度从主体的第一侧向主体的第二侧增大；并且向患者界面装置施加力，其中响应于该力使得所述回旋部中的一个或多个塌缩。
在另一个实施例中，提供了用于向患者的气道输送呼吸气流的患者界面装置，该患者界面装置包括具有由弹性材料形成的主体的带凹槽的调节机构，该主体具有在其中设有第一凹槽和第二凹槽的外表面，第一凹槽和第二凹槽中的每一个围绕着所述主体的至少一部分横向地延伸，所述第一凹槽具有第一宽度、第一厚度和第一长度，所述第二凹槽具有第二宽度、第二厚度和第二长度，其中所述第一宽度与第二宽度不同，所述第一厚度与第二厚度不同，并且所述第一长度与第二长度不同。
参照附图阅读下面的说明书和所附权利要求书将更加清楚了解本发明的这些和其他目的、特征和特性以及结构相关元件和这些部件的组合的操作方法和功能和制造经济性，所有这些都形成了该说明书的一部分，其中相同的附图标记在各个附图中表示相应的部件。但是，明显要理解的是，这些附图仅仅用于例举说明，而不是用来对本发明的范围进行限定。
附图说明
图1是根据本发明一个示例性实施例的适于向患者提供呼吸治疗方案的***的示意图，显示出在这种***中所用的患者界面装置的透视图；
图2是根据本发明一个示例性实施例的适于向患者提供呼吸治疗方案的***的示意图，显示出在这种***中所用的患者界面装置的局部剖开的侧视图；
图3-6是用在本发明的患者界面装置中的带凹槽的调节机构的示例性实施例的剖视图；
图7和8分别是适于向患者提供呼吸治疗方案的***的前透视图和顶透视图，显示出患者界面装置的可选示例性实施例；
图9、10、11、12和13分别是根据本发明的可选示例性实施例的鼻垫的前透视图、前立视图、后立视图、侧立视图和剖视图；
图14、15、16、17和18分别是根据本发明的另一个可选示例性实施例的鼻垫的前透视图、前立视图、后立视图、侧立视图和剖视图；
图19是根据本发明另一个可选示例性实施例的衬垫的侧立视图；并且
图20是曲线图，显示出图1实施例的性能。
具体实施方式
如在这里所使用的一样，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括多个的表示，除非上下文另有明确规定。如在这里所使用的一样，两个或多个部分或部件“联接”的表述意味着，只要出现了联系，这些部分就直接或间接即通过一个或多个中间部分或部件结合在一起或一起操作。如在这里所使用的一样，“直接联接”意味着两个元件直接相互接触。如在这里所使用的一样，“固定联接”或“固定的”意味着两个部件联接着一体地运动，同时保持相对于彼此的恒定取向。
如在这里所使用的一样，词语“整体”指的是部件形成为单个元件或单元。也就是说，包括单独形成然后联接在一起成为单元的元件的部件不是“整体”部件或主体。如在这里所采用的一样，两个或多个部分或部件相互“接合”的表述应该指的是，这些部分直接或通过一个或多个中间部分或部件在彼此上施加力。如在这里所采用的一样，术语“许多”指的是一个或大于一个的整数(即，多个)。
在这里所使用的方向短语例如但不限于顶部、底部、左边、右边、上、下、前、后以及其衍生词涉及在这些附图中所示的各个元件的取向并且不是在权利要求书上进行限定，除非在其中有明确表述。
如在这里所采用的一样，术语“刚度”应该指的是弹性体沿着给定的自由度抵抗由所施加的力造成的变形的能力，并且应该表示为k=P/δ，其中k是刚度，P是施加在主体上的力，并且δ是由力P沿着相同自由度产生出的位移。
图1是根据本发明一个示例性实施例的适于向患者提供呼吸治疗方案的***2的示意图/立体图，并且图2是其示意图/剖视图。***2包括压力产生装置4、输送管道6和患者界面装置8(输送管道6和患者界面装置8一起通常被称为患者回路)。压力产生装置4构造成产生呼吸气流，并且可以包括但不限于通气装置、恒压支持装置(例如连续正向气道压力装置或CPAP装置)、可变压力装置(例如，由Philips Respironics of Murrysville,Pennsylvania制造和分销的
Figure BDA00002825533600041
或C-FlexTM装置)和自滴定压力支持装置。输送管道6构造成使得来自压力产生装置4的呼吸气流通入到患者界面装置8。
患者界面装置8包括患者密封组件，该患者密封组件在所示的实施例中是以鼻罩形式的面罩10。但是，在本发明的范围内，可以采用便于呼吸气流输送至患者的气道的任意类型患者密封组件例如鼻/口罩、鼻垫或全面罩来代替面罩10。
面罩10包括与刚性框架14联接的密封衬垫12。在所示的实施例中，密封衬垫12由整块柔软、可挠曲的垫子状弹性材料限定，例如但不限于硅树脂、适当柔软的热塑性弹性体、闭室泡沫或这些材料的任意组合。
面罩10与大体上在16处所示的调节组件流体联接。在所示的示例性实施例中，调节组件16包括与在下面更详细描述的带凹槽的调节机构20联接的刚性框架18。调节组件16的远端与联接框架32联接，联接框架32又与形成患者界面装置8的一部分的刚性支撑结构34联接。另外，支撑结构34以下述方式与弯管管道36联接，其中调节组件16和面罩10与弯管管道36流体联接。弯管管道36构造成与输送管道6流体联接，输送管道与压力产生装置4流体连通。
支撑结构34包括基部部分38，其具有从其相对侧面延伸出的一对延伸构件40。每个延伸构件40包括头盔联接机构42，它将头盔条带(未示出)接合至患者界面装置8。在所示的实施例中，头盔联接机构42是环圈，其尺寸和结构设置成接收头盔组件(也未示出)的下头盔条带，以将患者界面装置8固定在患者的头部上。要理解的是，本发明考虑到用于头盔联接机构42的其他结构，例如搭扣和球窝连接。
患者界面装置8还包括附接在从基部部分38延伸出的延伸构件46上的前额支撑件44。前额支撑件44包括联接至支撑框架50的前额衬垫48。前额支撑件44构造成通过接合患者的前额来给患者界面装置8提供额外支撑。支撑框架50包括设置在其相对端部处的头盔联接机构52。在所示的实施例中，每个头盔联接机构52是环圈形式，该环圈构造成接收头盔组件(未示出)的相应上头盔条带以便将患者界面装置8固定在患者头部上。与头盔联接机构42一样，本发明考虑到用于头盔联接机构52的其他结构，例如搭扣和球窝联接。
要理解的是，本发明考虑了用于前额支撑件44和相关元件的其他结构和配置。例如，前额支撑件44可以包括调节机构，它允许支撑框架50的位置相对于支撑结构34能够调节。当然，支撑框架50和前额衬垫48同样可以具有其他结构。
带凹槽的调节机构20包括由弹性材料例如但不限于硅树脂、热塑性弹性体或具有合适弹性性能的另一种材料形成的主体22。另外，主体22包括多个凹槽24(在所示的实施例中的24A、24B、24C)。如在图1中所看到的一样，每个单独的凹槽24沿着主体22的至少一部分横向地延伸。另外，如在图1和2中所看到的一样，一系列凹槽24沿着主体22纵向地延伸。在所示的实施例中，每个凹槽24沿着主体22的横向侧和顶部而不是主体22的底部横向地延伸，并且因此这些凹槽24仅仅部分包围着主体22。另外，如在图2中所看到的一样，每个凹槽24具有第一端部26、第二端部28和位于它们之间的凹入的铰链部分30。另外，相邻的凹槽24通过主体22的过渡区域29相互分开。每个凹槽24及其相邻的过渡区域29在这里被称为“回旋部”，并且因此带凹槽的调节机构20包括多个回旋部(在图1和2中所示的带凹槽的调节机构包括三个回旋部)。换句话说，带凹槽的调节机构20的形状是曲折的，并且每个回旋部是弯曲部。
根据本发明实施例的一个方面，带凹槽的调节机构20用作弹性体弹簧，它具有特定的压缩范围和受控的刚度曲线。具体地说，在示例性实施例中，每个凹槽24以及因此每个回旋部的刚度从主体22的前端54(与联接框架32相邻)向主体22的后端56(与框架18相邻)增大。因此，使得每个凹槽24以及因此每个回旋部塌缩所需的力类似地沿着主体22从前端54向后端56增大。在所示的实施例中，凹槽24B的刚度大于凹槽24A，并且凹槽24C的刚度大于凹槽24B。因此，本发明实现了有益的效果，即在向支撑结构34施加力(例如，由于将头盔束紧)时，凹槽24A将首先塌缩(需要的力最小)，接着凹槽24B将塌缩(所需的力第二大)，并且凹槽24C将最后塌缩(所需的力最大)。这导致随着带凹槽的调节机构20塌缩(每个回旋部的塌缩可以是全部和局部)的受控的增大的刚度。该受控的增大的刚度使得用户能够将患者界面装置束紧在他或她的脸上并且找到对于该特定用户最舒适的位置和头盔束紧力。因此，普通的患者界面装置将在具有不同面部形状、尺寸、几何形状等的许多用户上提供这种好处。
另外，在一个具体的非限定实施例中，每个凹槽24A、24B、24C的刚度大于衬垫12的壁的刚度。在另一个实施例中，衬垫12的一些部分(例如其翼片)将在凹槽24A之前塌缩。在又一个实施例中，凹槽24A、24B、24C的组合刚度大于衬垫12的壁的刚度。在再一个实施例中，凹槽24A的刚度被设定、调整和/或调节为在适当量和/或部分的衬垫12塌缩之后塌缩。
在所示的实施例中，基于主体22的限定凹槽的那部分的横截面厚度来控制和确定每个凹槽24(以及因此包括凹槽24的每个回旋部)的具体刚度。具体地说，凹槽24的刚度与主体22的限定了凹槽24的那部分的横截面厚度直接相关(厚度越大，则刚度越大)。在图3中显示出这种横截面厚度，该图是带凹槽的调节机构20的示例性实施例的剖视图。如在图3中所看到的一样，T3>T2>T1，其中T3是主体22的限定凹槽24C的那部分的横截面厚度，T2是主体22的限定凹槽24B的那部分的横截面厚度，并且T1是主体22的限定凹槽24A的那部分的横截面厚度。
另外，每个凹槽24(以及因此包括凹槽24的每个回旋部)的刚度也可以通过其他因素确定，包括每个凹槽24的深度D(图4)、每个凹槽24的宽度W(图4)、用于形成主体22的材料的硬度以及每个凹槽的总体几何形状(例如，凹槽24的形状和/或曲率半径，或者在每个凹槽24的端部26和相关的过渡区域29之间的过渡部的半径)。
除了确定刚度之外，宽度W还决定了从凹槽24产生出的行进和/或位移量。另外，通过控制回旋部的过渡区域29的横截面厚度可以控制每个回旋部的刚度。这些因素可以被单独控制或相互结合控制和/或与如上所述的凹槽厚度结合控制以确定出在具体的带凹槽的调节机构20中的每个回旋部的刚度。因此，可以控制具体的带凹槽的调节机构20的刚度曲线以获得所期望的压力/力响应和塌缩曲线。
图5和6显示出带凹槽的调节机构20的四个其他特征/参数，可以对带凹槽的调节机构20进行控制以确定带凹槽的调节机构20响应于所施加的力塌缩的方式。那些特征/参数为：(i)主体22的顶壁相对于限定了主体22的后端56的平面的角度；(ii)主体22的底壁相对于限定了主体22的后端56的平面的角度θ(图5)；(iii)在与在主体22上的最前面凹槽24的中央垂直的直线和与在主体22上的最后面凹槽24的中央垂直的直线(每条直线将凹槽24的横截面对半分开)之间的角度α(图6)；以及(iv)在主体22的前端54的前缘和在主体22上的最前面凹槽24的第一端部26之间的距离Y。另外，如果角度α大于0，则带凹槽的调节机构20将响应于所施加的力按照弧形方式塌缩。
下表1提供了带凹槽的调节机构20的四个具体的非限定实施例的特征/参数的具体数值。
表1
实施例 T1(mm) T2(mm) T3(mm) Φ(度) θ(度) α(度) Y(mm)
1 0.89 1.14 1.31 81.2 71.5 12.0 4.6
2 0.89 1.14 1.40 75.3 90.0 12.0 3.9
3 0.89 1.14 1.40 77.2 74.1 9.8 6.3
4 0.90 1.15 1.40 77.9 87.4 8.5 N/A
图7和8分别是根据本发明可选示例性实施例的适于向患者提供呼吸治疗方案的***2’的前等角视图和上等角视图。***2’类似于在图1和2中所示的***2，并且用相同的附图标记来表示相同的部件。但是，***2’包括具有可选的前额支撑件44’的可选患者界面装置8’。可选的前额支撑件44’包括可选的前额垫片48’，它包括与带凹槽的调节机构20类似的带凹槽的调节机构58。带凹槽的调节机构58包括由弹性材料例如但不限于硅树脂、热塑性弹性体或具有合适弹性性能的另一种材料形成的主体60。
另外，主体60包括与本文另外描述的凹槽24类似的多个凹槽62(以及因此多个回旋部)。在所示的实施例中，主体60包括围绕着主体60的整个周边延伸的中央凹槽62B、位于主体60的第一横向端并且每个都沿着该端部的顶部、侧面和底部延伸(但未进入到主体60的中央)的凹槽62A和62C以及位于主体60的第二(相对的)横向端并且每个都沿着该端部的顶部、侧面和底部延伸(但未进入到主体60的中央)的凹槽62D和62E。与带凹槽的调节机构20类似，带凹槽的调节机构58用作弹性体弹簧，它具有特定的压缩范围和受控的刚度曲线。在该示例性实施例中，每个凹槽62(以及因此包括凹槽62的每个回旋部)的刚度从前额垫片48’的前面向后面(即从支撑框架50向前额垫片48’的患者接触侧)增大。因此，使得每个凹槽62(以及因此包括凹槽24的每个回旋部)塌缩所需的力同样沿着主体60增大。
在所示的实施例中，凹槽62B的刚度大于凹槽62A和62D，并且凹槽62C和62E的刚度大于凹槽62B。因此，在向支撑框架50施加力时，凹槽62A和62D将首先塌缩(所需的力最小)，接着凹槽62B将塌缩(所需的力第二大)，并且凹槽62C和62E将最后塌缩(所需的力最大)，从而随着带凹槽的调节机构58塌缩得到受控增大的刚度。如本文结合凹槽24另外描述的一样，可以选择地确定和控制每个凹槽62和每个回旋部的刚度。
因此，在刚才所述的实施例中，与带凹槽的调节机构20不同，带凹槽的调节机构58设置在气流通道外侧。应该理解的是，带凹槽的调节机构可以设置在患者界面装置的位于气流通道外侧的其他部分中，例如但不限于位于头盔调节部件或面罩铰接接头中。
图9、10、11、12和13分别是根据本发明可选示例性实施例的鼻垫70的前透视图、前立视图、后立视图、侧立视图和剖视图。如本领域普通技术人员将理解的，如在例如但不限于受让给本发明的受让人并且在这里被引用作为参考的美国专利申请No.20080196727和20080245369中所述的，可以采用鼻垫70作为还具有头盔组件的患者界面装置的患者密封组件的一部分(像在图1和2中的衬垫12)。
鼻垫70由弹性材料例如但不限于硅树脂、热塑性弹性体或具有合适弹性性能的另一种材料形成，并且包括主体72、设置在主体72的第一端部处并且构造成接合患者的鼻孔的鼻插管74A和74B以及设置在主体72的第一端部处并且构造成使得鼻垫70能够与本文另外描述的输送管道和压力产生装置流体连通的孔口76。鼻垫70一般被称为“枕”式衬垫。如图12所示，主体72具有弧形轮廓并且鼻插管74A和74B具有向前的斜面，而不平行于将主体72纵向平分的线。
鼻垫70包括与带凹槽的调节机构20类似的带凹槽的调节机构78。带凹槽的调节机构78设置在鼻垫70的主体72中。带凹槽的调节机构78包括多个回旋部80，每个回旋部包括过渡区域82和凹槽84(与本文另外描述的凹槽24类似)。在所示的实施例中，带凹槽的调节机构78包括回旋部80A、80B、80C、80D。每个单独的回旋部80沿着主体72的至少一部分横向地延伸。另外，这一系列回旋部80沿着主体72纵向地延伸。在所示的实施例中，每个回旋部80沿着主体72的横向侧和后面而不是主体72的前面横向地延伸，因此回旋部80仅仅部分地围绕着主体72。因此，主体72的前侧的刚度大于主体72的后面和横向侧。
与带凹槽的调节机构20类似，带凹槽的调节机构78用作弹性体弹簧，它具有特定的压缩范围和受控的刚度曲线。在该示例性实施例中，每个回旋部80的刚度从主体72的第一端部(与鼻插管74A和74B相邻)向主体72的第二端部(限定了孔口76)增大。因此，使得每个回旋部80塌缩所需的力类似地沿着主体72从第一端部向第二端部增大。在所示的实施例中，回旋部80B的刚度大于回旋部80A，回旋部80C的刚度大于回旋部80B，并且回旋部80D的刚度大于回旋部80C。因此，在向主体72的第一端部施加力时，回旋部80A将首先塌缩(所需的力最小)，接着回旋部80B将塌缩(所需的力第三大)，接着回旋部62C将塌缩(所需的力第二大)，并且回旋部80D最后塌缩(所需的力最大)，从而随着带凹槽的调节机构78塌缩(每个回旋部可以完全或部分塌缩)得到受控增大的刚度。
在所示的实施例中，每个回旋部80的刚度由回旋部80的过渡区域82的横截面厚度决定(厚度越大，则刚度越大)。可以按照许多其它方式来选择性地确定和控制每个回旋部80的刚度，包括但不限于凹槽84的厚度、过渡区域82或凹槽84的宽度、凹槽84的深度、过渡区域82和凹槽84的材料硬度和/或几何形状。
图14、15、16、17和18分别是根据本发明另外的可选示例性实施例的鼻垫70’的前透视图、前立视图、后立视图、侧立视图和剖视图。除了下述差异之外，鼻垫70’类似于鼻垫70(相同的部分用相同的附图标记表示)，所述差异是指作为鼻插管74A和74B的替代，鼻垫70’包括限定孔口88的密封表面86，用于与患者鼻部密封接合，以通过患者的鼻孔向患者的气道输送气体。鼻垫70’一般被称为“鞍座”或“摇篮”式衬垫。
鼻垫70和鼻垫70’用于以很小的挠性安装在患者的鼻尖/鼻基部处。如本文另外指出的一样，鼻唇角在患者之中会变化很大。设置为鼻垫70和鼻垫70’中每一个的一部分的带凹槽的调节机构78使得鼻垫70和鼻垫70’的这个角度能够很容易调节，从而能够适应不同的鼻唇角，同时仍然提供足够的密封和舒适性。更具体地说，在该示例性实施例中，带凹槽的调节机构78的回旋部80仅仅沿着主体72的横向侧和后面延伸，并且因此使得患者接触/密封表面的位置能够按照弧形的方式改变以适应不同的鼻唇角。另外，在该示例性实施例中，主体72的前面没有包括任何回旋部80，因此刚度更大以在鼻尖处维持良好的密封。
图19是根据本发明再一个示例性实施例的衬垫90的侧立视图。如本领域普通技术人员将理解的，如在例如但不限于受让给本发明的受让人并且在这里被引用作为参考的美国专利申请No.20080196727和20080245369中所述的，可以采用衬垫90作为还具有头盔组件的患者界面装置的患者密封组件的一部分(像在图1和2中的衬垫12)。
鼻垫90由弹性材料例如但不限于硅树脂、热塑性弹性体或具有合适弹性性能的另一种材料形成，并且包括密封部分92和调节部分94。密封部分92和调节部分94可以模制为单个整体部件，或者可以用相同或不同的材料单独模制出并且相互联接。密封部分92构造成接合患者的面部(例如，覆盖患者的鼻部或鼻口部)。调节部分94包括构造成使得衬垫90能够与本文另外描述的输送管道和压力产生装置流体连通的孔口96。
衬垫90的调节部分94包括带凹槽的调节机构98。带凹槽的调节机构98包括多个回旋部，每个回旋部包括凹槽100。在所示的实施例中，带凹槽的调节机构98包括具有凹槽100A、100B、100C的三个回旋部。应该理解的是，三个回旋部意味着只是示例性的，并且也可以采用两个或四个或更多个回旋部。每个单独的凹槽100沿着调节部分94的至少一部分横向地延伸。另外，这一系列回旋部和凹槽100沿着调节部分94纵向地延伸。在所示的实施例中，每个凹槽100沿着调节部分94的横向侧和顶部而不是调节部分94的底部横向地延伸，并且因此凹槽100仅仅部分地围绕着调节部分94。因此，调节部分94的顶侧的刚度小于调节部分94的底侧。
带凹槽的调节机构98用作弹性体弹簧，它具有特定的压缩范围和受控的刚度曲线。另外，如图19所示，凹槽100A具有宽度(W1)、厚度(T1)(如本文另外描述那样测量出的横截面厚度)和长度(L1)，凹槽100B具有宽度(W2)、厚度(T2)(如本文另外描述那样测量出的横截面厚度)和长度(L2)，并且凹槽100C具有宽度(W3)、厚度(T3)(如本文另外描述那样测量出的横截面厚度)和长度(L3)。在所示的实施例中，W1、W2和W3每个都相互不同，T1、T2和T3每个都相互不同，并且L1、L2和L3每个都相互不同。在也在图19中所示的一个具体的非限定实施例中，W1<W2<W3，T1<T2<T3，并且L1<L2<L3。由于这些尺寸，在所示的实施例中，每个凹槽100的刚度从调节部分94的与密封部分92相邻的第一端部向调节部分94的与孔口96相邻的第二端部增大。因此，使得每个回旋部塌缩所需的力类似地沿着调节部分94从第一端部向第二端部增大，并且回旋部将按照这个顺序响应于施加在调节部分94的第二端部上的力而塌缩。
最后，本发明人对在图1中所示的实施例进行测试，并且与普通的常规面罩进行比较，所述普通的常规面罩在衬垫壁中具有单个波纹（bellow）和基本上均匀的壁厚，并且不包括本文另外描述的带凹槽的调节机构。测试的结果在图20中的压缩负载对压缩幅度的曲线图中显示出。如图20所示，在图1中所示的实施例表明，随着衬垫沿着大体上规则的曲线压缩而刚度增大。通过提供可预测的压缩负载对压缩幅度的曲线，本发明的带凹槽的调节机构对于用户是有利的，并且很容易重复地找到使得舒适性和密封性能最大的压缩负载(头盔拉伸)。
因此可以理解的是，本发明提供了用于调节由患者界面装置的部件例如密封衬垫和/或支撑衬垫例如前额衬垫施加的压力和/或其位置(例如角度位置)的患者界面装置和机构。这样即使在众多不同的患者上也按照可重复的方式使得舒适性和密封性能最大。
在这些权利要求中，放在括号之间的任何附图标记不应该被认为是对权利要求进行限定。词语“包括”或“包含”不排除存在除了在权利要求中列出的那些之外的元件或步骤。在列举出数种手段的装置权利要求中，这些手段中的几个可以通过一个且相同的硬件物品来实施。在元件前面的“一”或“一个”不排除存在多个这种元件。在列举了几个手段的任意装置权利要求中，这些手段中的几个可以通过一个且相同的硬件物品来体现。某些元件在相互不同的从属权利要求中表述的事实并不表示这些元件不能组合使用。
虽然为了例举说明的目的已经基于当前被认为是最实际并且优选的实施例对本发明进行了详细说明，但是要理解的是，这些细节仅仅用于例举说明，并且本发明不限于所披露的实施例，而是相反意欲涵盖落入在所附权利要求的精神和范围内的修改和等同布置。例如，要理解的是，本发明想到，可能的话，可以将任何实施例的一个或多个特征与任意其他实施例的一个或多个特征组合。

Claims (28)

1.一种用于向患者的气道输送呼吸气流的患者界面装置(8,8’)，包括：
带凹槽的调节机构(20,58,78)，所述带凹槽的调节机构具有由弹性材料形成的主体(22,60)，所述主体具有外表面，所述外表面具有设置在所述外表面中的多个回旋部(80)，每个回旋部包括凹槽(24,62,84)，其中每个回旋部具有与所述回旋部相关的刚度，其中与所述回旋部相关的所述刚度从所述主体的第一侧向所述主体的第二侧增大。
2.根据权利要求1所述的患者界面装置，其特征在于，与每个回旋部相关的所述刚度是所述回旋部的凹槽的凹槽刚度。
3.根据权利要求2所述的患者界面装置，其特征在于，每个凹槽由主体的具有相关横截面厚度的一部分限定，其中每个凹槽的凹槽刚度由限定所述凹槽的所述部分的横截面厚度决定，并且其中所述横截面厚度从所述主体的第一侧向所述主体的第二侧增大。
4.根据权利要求2所述的患者界面装置，其特征在于，每个凹槽的凹槽刚度由所述凹槽的横截面厚度、所述凹槽的深度、所述凹槽的宽度和所述凹槽的几何形状中的至少一个决定。
5.根据权利要求1所述的患者界面装置，其特征在于，在与位于所述主体上的最前面凹槽的中央垂直的第一直线和与位于所述主体上的最后面凹槽的中央垂直的第二直线之间的角度α大于0。
6.根据权利要求5所述的患者界面装置，其特征在于，所述角度α在8度和13度之间。
7.根据权利要求1所述的患者界面装置，其特征在于，所述患者界面装置还包括：
可挠曲的密封衬垫(12)；
刚性支撑结构(34)；以及
调节组件(16)，所述调节组件设置在所述密封衬垫和所述刚性支撑结构之间，其中所述调节组件包括带凹槽的调节机构(20)，并且其中所述主体的第一侧与所述刚性支撑结构相邻且联接至所述刚性支撑结构，并且所述主体的第二侧与所述密封衬垫相邻且联接至所述密封衬垫。
8.根据权利要求7所述的患者界面装置，其特征在于，所述回旋部仅仅设置在所述主体的顶侧和每个横向侧上，其中所述顶侧构造成在患者佩戴所述患者界面装置时面向所述患者的眼部。
9.根据权利要求1所述的患者界面装置，其特征在于，所述患者界面装置还包括：
可挠曲的密封衬垫(12)；
与所述密封衬垫联接的刚性支撑结构(34)，所述刚性支撑结构包括前额支撑件(44)，所述前额支撑件(44)包括与支撑框架(50)联接的前额衬垫(48)，并且其中所述前额衬垫包括带凹槽的调节机构(58)。
10.根据权利要求1所述的患者界面装置，其特征在于，所述患者界面装置包括密封衬垫(12)，所述密封衬垫具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，所述第一端部具有限定至少一个孔口的至少一个患者密封表面(74A,74B,86)，其中所述密封衬垫包括所述带凹槽的调节机构(78)，其中所述带凹槽的调节机构的主体的第一侧与所述密封衬垫的第一端部相邻，并且所述带凹槽的调节机构的主体的第二侧与所述密封衬垫的第二端部相邻。
11.根据权利要求10所述的患者界面装置，其特征在于，所述密封衬垫是鼻垫，其中所述回旋部仅仅设置在所述主体的后侧和每个横向侧上，其中所述后侧构造成在患者佩戴所述患者界面装置时面向所述患者的嘴部。
12.根据权利要求10所述的患者界面装置，其特征在于，每个回旋部包括与所述回旋部的凹槽相邻的过渡区域，其中与每个回旋部相关的所述刚度是所述回旋部的过渡区域的过渡刚度。
13.根据权利要求12所述的患者界面装置，其特征在于，每个过渡区域由所述主体的具有相关的横截面厚度的一部分限定，其中每个过渡区域的过渡刚度由限定所述过渡区域的所述部分的横截面厚度决定，并且其中所述横截面厚度从所述主体的第一侧向所述主体的第二侧增大。
14.根据权利要求10所述的患者界面装置，其特征在于，在与位于所述主体上的最前面凹槽的中央垂直的第一直线和与位于所述主体上的最后面凹槽的中央垂直的第二直线之间的角度大于0。
15.根据权利要求1所述的患者界面装置，其特征在于，所述带凹槽的调节机构构造成响应于施加在所述带凹槽的调节机构上的力而按照弧形的方式塌缩。
16.一种调节构造成用来向患者的气道输送呼吸气流的患者界面装置(8,8’)的方法，包括：
佩戴所述患者界面装置，其中所述患者界面装置包括带凹槽的调节机构(20,58,78)，所述带凹槽的调节机构具有由弹性材料形成的主体(22,60)，所述主体具有外表面，所述外表面具有设置在所述外表面中的多个回旋部(80)，每个回旋部包括凹槽(24,62,84)，其中每个回旋部具有与所述回旋部相关的刚度，其中与所述回旋部相关的所述刚度从所述主体的第一侧向所述主体的第二侧增大；
向所述患者界面装置施加力，其中响应于所述力使得所述回旋部中的一个或多个回旋部塌缩。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述回旋部中的一个或多个回旋部基于增大的刚度而依序塌缩。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述患者界面装置还包括可挠曲的密封衬垫(12)、刚性支撑结构和设置在所述密封衬垫和所述刚性支撑结构之间的调节组件(16)，其中所述调节组件包括所述带凹槽的调节机构(20)，其中所述主体的第一侧与所述刚性支撑结构相邻且联接至所述刚性支撑结构，并且所述主体的第二侧与所述密封衬垫相邻且联接至所述密封衬垫，并且其中向所述患者界面装置施加所述力包括向所述刚性支撑结构施加所述力。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述回旋部仅仅设置在所述主体的顶侧和每个横向侧上，其中所述顶侧构造成在患者佩戴所述患者界面装置时面向所述患者的眼部。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述带凹槽的调节机构构造成响应于所述力按照弧形的方式塌缩。
21.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述患者界面装置还包括可挠曲的密封衬垫(12)、与所述密封衬垫联接的刚性支撑结构(34)，所述刚性支撑结构包括前额支撑件(44)，所述前额支撑件(44)包括与支撑框架(50)联接的前额衬垫(48)，其中所述前额衬垫包括所述带凹槽的调节机构(58)，并且其中向所述患者界面装置施加所述力包括向所述支撑框架施加所述力。
22.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述患者界面装置包括密封衬垫，所述密封衬垫具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部，所述第一端部具有限定至少一个孔口的至少一个患者密封表面(74A,74B,86)，其中所述密封衬垫包括所述带凹槽的调节机构(78)，其中所述带凹槽的调节机构的主体的第一侧与所述密封衬垫的第一端部相邻，并且所述带凹槽的调节机构的主体的第二侧与所述密封衬垫的第二端部相邻。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述密封衬垫是鼻垫，其中所述回旋部仅仅设置在所述主体的后侧和每个横向侧上，其中所述后侧构造成在患者佩戴所述患者界面装置时面向所述患者的嘴部。
24.一种用于向患者的气道输送呼吸气流的患者界面装置(8,8’)，包括：
带凹槽的调节机构(98)，所述带凹槽的调节机构(98)具有由弹性材料形成的主体(96)，所述主体具有外表面，所述外表面具有设置在所述外表面中的第一凹槽(100)和第二凹槽(100)，所述第一凹槽和所述第二凹槽中的每一个凹槽围绕所述主体的至少一部分横向地延伸，所述第一凹槽具有第一宽度、第一厚度和第一长度，所述第二凹槽具有第二宽度、第二厚度和第二长度，其中所述第一宽度与所述第二宽度不同，所述第一厚度与所述第二厚度不同，并且所述第一长度与所述第二长度不同。
25.根据权利要求24所述的患者界面装置，其特征在于，所述第一宽度大于所述第二宽度，所述第一厚度大于所述第二厚度，并且所述第一长度大于所述第二长度。
26.根据权利要求24所述的患者界面装置，其特征在于，所述主体的外表面还具有第三凹槽(100)，所述第三凹槽围绕所述主体的至少一部分横向地延伸，所述第三凹槽具有第三宽度、第三厚度和第三长度，其中所述第一宽度、所述第二宽度和所述第三宽度相互不同，所述第一厚度、所述第二厚度和所述第三厚度相互不同，并且所述第一长度、所述第二长度和所述第三长度相互不同。
27.根据权利要求26所述的患者界面装置，其特征在于，所述第一宽度大于所述第二宽度且所述第二宽度大于所述第三宽度，所述第一厚度大于所述第二厚度且所述第二厚度大于所述第三厚度，并且所述第一长度大于所述第二长度且所述第二长度大于所述第三长度。
28.根据权利要求27所述的患者界面装置，其特征在于，所述带凹槽的调节机构是具有第一端部和与所述第一端部相对的第二端部的衬垫(90)的一部分，所述第一端部包括患者密封部分(92)，所述第二端部限定构造成使得所述衬垫与流体输送管道流体连通的孔口(96)，其中所述第一凹槽定位成最靠近所述第一端部，所述第三凹槽定位成最靠近所述第二端部，并且所述第二凹槽位于所述第一凹槽和所述第二凹槽之间。
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