JP7734146B2 - 統合センサを備えたユーザインターフェース - Google Patents

統合センサを備えたユーザインターフェース

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ショルディス、レドモンド
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レズメド センサー テクノロジーズ リミテッド
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Description

(関連出願の相互参照)
本願は、2020年3月28日出願の米国仮特許出願第63/001,273号の利益及び優先権を主張するものであり、その開示全体を本明細書に参照として援用する。
本開示は、一般に、呼吸治療システムを使用してユーザに関連するデータを分析するためのシステム及び方法、より具体的には、呼吸治療システムの使用中にユーザが着用するユーザインターフェースにセンサを位置決めするためのシステム及び方法に関する。
多くの個人が、不眠症(例えば、入眠困難、最初に眠りについた後の頻繁な又は長期の覚醒、及び睡眠に戻れない早期覚醒)、周期性四肢運動障害(PLMD)、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)、チェーンストークス呼吸(CSR)、呼吸不全、肥満低換気症候群(OHS)、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、神経筋疾患(NMD)、高血圧症、糖尿病、脳卒中などの睡眠関連障害に苦しんでいる。これらの睡眠関連障害の多くは、それらに関する特定のデータが受け取られて分析されれば、より効果的に治療又は管理され得る。しかしながら、ユーザの睡眠や治療を中断することなく、所望のデータを取得できるやり方でセンサを利用することは困難であり得る。このため、ユーザが睡眠中及び治療中に着用するユーザインターフェース中にセンサを置くことは有利であろう。本開示は、これら及び他の問題の解決を対象としている。
本開示のいくつかの実装形態によると、呼吸治療システムのユーザインターフェースは、ユーザインターフェースがユーザによって着用されたときに、概してユーザの頭の少なくとも一部の周りに位置決めされるように構成されたストラップアセンブリと、開口を画定し、ストラップアセンブリに物理的及び電気的に接続されたフレームと、コネクタがフレームに物理的及び電気的に接続されるように、フレームの開口内に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された第1の部分、及び第2の部分を有するコネクタと、ユーザインターフェースがユーザによって着用されたときに、センサがユーザの標的領域に当接するように、ストラップアセンブリ又はフレームに結合されたセンサとを備える。
本開示のいくつかの実装形態によると、呼吸治療デバイスは、入口及び出口を画定するハウジングと、入口及び出口に流体連通しているハウジング内に位置決めされた送風機モータと、機械可読命令を格納するメモリデバイスと、機械可読命令を実行して送風機モータに加圧空気を出口から流出させるように構成された1つ以上のプロセッサを含む制御システムとを備え、ハウジング内に位置決めされた圧力センサを備えず、且つハウジング内に位置決めされた流量センサを備えない。
本開示のいくつかの実装形態によると、呼吸治療システムのユーザインターフェースは、ユーザインターフェースがユーザによって着用されたときに、概してユーザの頭の少なくとも一部の周りに位置決めされるように構成されたストラップアセンブリと、開口を画定し、ストラップアセンブリに物理的及び電気的に接続されたフレームと、フレームに結合され、フレームとストラップアセンブリとの間に位置決めされたクッションと、コネクタがフレームに物理的及び電気的に接続されるように、フレームの開口内に少なくとも部分的に位置決めされるように構成された第1の部分、及び第2の部分を有するコネクタと、フレーム内又はユーザのクッション領域内に位置決めされた非接触センサとを備える。
上記の概要は、本開示の各実装又は全ての態様を表すことを意図していない。本開示の追加の特徴及び利点は、以下に示す詳細な記載及び図から明らかである。
図1は、本開示のいくつかの実装形態による、呼吸治療システムの機能ブロック図である。
図2は、本開示のいくつかの実装形態による、図1の呼吸治療システム、呼吸治療システムのユーザ、及びユーザのベッドパートナの斜視図である。
図3は、本開示のいくつかの実装形態による、睡眠セッションの例示的なタイムラインを示す。
図4は、本開示のいくつかの実装形態による、図3の睡眠セッションに関連する例示的なヒプノグラムを示す。
図5Aは、本開示のいくつかの実装形態による、図1の呼吸治療システムのユーザインターフェースの第1の実装の斜視図である。
図5Bは、本開示のいくつかの実装形態による、図3Aのユーザインターフェースの斜視分解図である。
図6Aは、本開示のいくつかの実装形態による、コネクタと図5Aのユーザインターフェースのフレームとの電気接点のアラインメントの斜視図である。
図6Bは、本開示のいくつかの実装形態による、図5Aのユーザインターフェースのフレームの電気接点の拡大図である。
図6Cは、本開示のいくつかの実装形態による、コネクタがフレームに挿入される前の、コネクタと図5Aのユーザインターフェースのフレームとの間の電気接続の断面図である。
図6Dは、本開示のいくつかの実装形態による、コネクタがフレームに挿入された後の、コネクタと図5Aのユーザインターフェースのフレームとの間の電気接続の断面図である。
図7は、本開示のいくつかの実装形態による、図5Aのユーザインターフェースのフレームとストラップとの間の電気接続の斜視図である。
図8は、本開示のいくつかの実装形態による、図5Aのユーザインターフェースを着用しているユーザの斜視図である。
図9Aは、本開示のいくつかの実装形態による、図1の呼吸治療システムのユーザインターフェースの第2の実装の斜視図である。
図9Bは、本開示のいくつかの実装形態による、図9Aのユーザインターフェースの分解図である。
本開示は、様々な修正及び代替形態を許容するものであるが、その特定の実装形態及び実装形態が、図面に例として示され、本明細書で詳細に説明される。しかしながら、開示された特定の形態に本開示を限定することを意図するものではなく、逆に、本開示は、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本開示の精神及び範囲内にある全ての修正、均等物、及び代替を包含するものであることを理解されたい。
多くの個人が、睡眠関連障害及び/又は呼吸関連障害に苦しんでいる。睡眠関連障害及び/又は呼吸関連障害として、周期性四肢運動障害(PLMD)、下肢静止不能症候群(RLS)、睡眠呼吸障害(SDB)、閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)、中枢性睡眠時無呼吸(CSA)、他のタイプの無呼吸、チェーンストークス呼吸 (CSR)、呼吸不全、肥満低換気症候群(OHS)、慢性閉塞性肺疾患(COPD)、神経筋疾患(NMD)、胸壁障害、及び、RBDともいう急速眼球運動(REM)行動障害などが挙げられる。
閉塞性睡眠時無呼吸(OSA)は、睡眠呼吸障害(SDB)の一形態であり、異常に小さい上気道と、舌、軟口蓋、後口咽頭壁の領域における正常な筋緊張の喪失との組み合わせに起因する、睡眠中の上気路の閉塞又は障害を含む事象によって特徴付けられる。
中枢性睡眠時無呼吸(CSA)は、脳が呼吸を制御する筋肉への信号の送信を一時的に停止したときに結果として生じるSDBの別の形態である。より一般には、無呼吸は普通、空気の遮断又は呼吸機能の停止によって引き起こされる呼吸の中断をいう。通常、個人は、閉塞性睡眠時無呼吸事象の間に約15秒から約30秒の間、呼吸を停止する。混合型睡眠時無呼吸は、OSAとCSAの組み合わせであるSDBの別の形態である。
他のタイプの無呼吸として、低呼吸、過呼吸、及び過炭酸症が含まれる。低呼吸は一般に、気道の閉塞ではなく、気道の狭窄によって引き起こされる遅い又は浅い呼吸を特徴とする。過呼吸は一般に、呼吸の深さ及び/又は速度の増加を特徴とする。過炭酸症は一般に、血流中の上昇した又は過剰な二酸化炭素を特徴とし、通常、不十分な呼吸によって引き起こされる。
チェーンストークス呼吸(CSR)は、SDBの別の形態である。CSRは、CSRサイクルとして知られる換気量の増加と減少がリズミカルに交替する周期が存在する、患者の呼吸制御機能の障害である。CSRは、動脈血の脱酸素化と再酸素化の繰り返しを特徴とする。
肥満低換気症候群(OHS)は、低換気の他の既知の原因がない場合に、重度の肥満と覚醒下の慢性過炭酸症の組み合わせとして定義される。症状として、呼吸困難、朝の頭痛、日中の過剰な眠気が含まれる。
慢性閉塞性肺疾患(COPD)は、空気移動に対する抵抗の増加、呼吸の呼気相の延長、及び肺の正常な弾力性の喪失など、特定の特徴を共通に有する下気道疾患群のいずれかを包含する。
神経筋疾患(NMD)は、内在筋病理を介して直接的に、又は神経病理を介して間接的に、筋肉の機能を損なう多くの疾患及び病気を包含する。胸壁障害は、呼吸筋と胸郭の間の非効率的な結合をもたらす胸部奇形の群である。
これら及び他の障害は、個人が睡眠中に発生する、特定の事象(例えば、いびき、無呼吸、低呼吸、下肢静止不能、睡眠障害、窒息、心拍数の増加、呼吸困難、喘息発作、てんかん性エピソード、発作、又はそれらの組み合わせ)を特徴とする。
無呼吸低呼吸指数(AHI)は、睡眠セッション中の睡眠時無呼吸の重症度を示すために使用される指数である。AHIは、睡眠セッション中にユーザが経験した無呼吸及び/又は低呼吸の事象の数を、睡眠セッション中の総睡眠時間数で割ることによって算出される。事象は、例えば、少なくとも10秒間続く、呼吸の休止であり得る。AHIが5未満であると、正常とみなされる。AHIが5以上15未満であると、軽度の睡眠時無呼吸を示すとみなされる。AHIが15以上30未満であると、中等度の睡眠時無呼吸を示すとみなされる。AHIが30以上であると、重度の睡眠時無呼吸を示すとみなされる。小児において、1を超えるAHIは、異常とみなされる。睡眠時無呼吸は、AHIが正常である場合、又はAHIが正常又は軽度の場合に「制御されている」とみなされ得る。AHIはまた、閉塞性睡眠時無呼吸の重症度を示すために、酸素脱飽和レベルと組み合わせて使用され得る。
上記のタイプの睡眠関連障害及び/又は呼吸障害(又は他の障害)のいずれかを有する個人の健康を監視するために、多種多様なタイプのデータが使用され得る。しかしながら、ユーザの睡眠を中断したり妨害したりせず、又はユーザが睡眠中に受けているかもしれないいずれの治療に干渉しないやり方で正確なデータを収集することは、困難なことが多い。そのため、ユーザ、ユーザの睡眠、又はユーザの治療を妨害することなく、データを生成及び収集するための様々なセンサを備える治療用システムを利用することは有利である。
図1を参照すると、本開示のいくつかの実装によるシステム100が示されている。システム100は、多数の用途の中でも、呼吸治療システムのユーザの使用に関連する様々な異なるセンサを提供するためのものである。システム100は、制御システム110、メモリデバイス114、電子インターフェース119、1つ以上のセンサ130、及び1つ以上の外部デバイス170を備える。いくつかの実装形態において、システム100は、呼吸治療デバイス122を備える呼吸治療システム120をさらに含む。
制御システム110は、1つ以上のプロセッサ112(以下、プロセッサ112)を備える。制御システム110は、一般に、システム100の様々な構成要素を制御(例えば、作動)する、及び/又はシステム100の構成要素によって得られた及び/又は生成されたデータを分析するために使用される。プロセッサ112は、汎用若しくは専用のプロセッサ又はマイクロプロセッサであり得る。図1には1つのプロセッサ112が示されているが、制御システム110は、単一のハウジング内、又は互いに離れて位置し得る、任意の適切な数のプロセッサ(例えば、1つのプロセッサ、2つのプロセッサ、5つのプロセッサ、10のプロセッサなど)を備え得る。制御システム110(又は任意の他の制御システム)、又はプロセッサ112(又は任意の他のプロセッサ若しくは任意の他の制御システムの部分)などの制御システム110の一部は、本明細書に記載及び/又は特許請求されるいずれかの方法の1つ以上のステップを行うために使用され得る。制御システム110は、例えば、外部デバイス170のハウジング内、及び/又は1つ以上のセンサ130のハウジング内に結合及び/又は位置決めされ得る。制御システム110は、集中型(1つのそのようなハウジング内)又は分散型(物理的に別個である、2つ以上のそのようなハウジング内)であり得る。制御システム110を含む2つ以上のハウジングを備えるこのような実装において、そのようなハウジングは、互いに近接して、及び/又は離れて位置し得る。
メモリデバイス114は、制御システム110のプロセッサ112によって実行可能である機械可読命令を格納する。メモリデバイス114は、例えば、ランダム又はシリアルアクセスメモリデバイス、ハードドライブ、ソリッドステートドライブ、フラッシュメモリデバイスなどのような、任意の適切なコンピュータ可読記憶デバイス又は媒体であり得る。図1には1つのメモリデバイス114が示されているが、システム100は、任意の適切な数のメモリデバイス114(例えば、1つのメモリデバイス、2つのメモリデバイス、5つのメモリデバイス、10のメモリデバイスなど)を備え得る。メモリデバイス114は、呼吸治療システム120の呼吸治療デバイス122のハウジング内、外部デバイス170のハウジング内、1つ以上のセンサ130のハウジング内、又はそれらの任意の組み合わせに結合及び/又は位置され得る。制御システム110と同様に、メモリデバイス114は、集中型(1つのそのようなハウジング内)又は分散型(物理的に別個である、2つ以上のそのようなハウジング内)であり得る。
いくつかの実装形態において、メモリデバイス114(図1)は、ユーザに関連したユーザプロファイルを格納する。ユーザプロファイルは、例えば、ユーザに関連した人口統計情報、ユーザに関連したバイオメトリック情報、ユーザに関連した医療情報、自己申告性のユーザフィードバック、ユーザに関連した睡眠パラメータ(例えば、1つ以上の初期の睡眠セッションから記録された睡眠関連パラメータ)、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。人口統計情報は、例えば、ユーザの年齢、ユーザの性別、ユーザの人種、家族の病歴(不眠症又は睡眠時無呼吸の家族歴など)、ユーザの雇用状況、ユーザの教育的地位、ユーザの社会経済的地位、又はそれらの任意の組み合わせを示す情報を含み得る。医療情報は、例えば、ユーザに関連した1つ以上の病状、ユーザによる薬物使用、又はその両方を示す情報を含み得る。医療情報データはさらに、反復睡眠潜時検査(MSLT)の結果若しくはスコア、及び/又はピッツバーグ睡眠質問票(PSQI)のスコア若しくは値を含み得る。自己申告性のユーザフィードバックは、自己申告性の主観的睡眠スコア(例えば、悪い、普通、良好)、自己申告性のユーザの主観的ストレスレベル、自己申告性のユーザの主観的疲労レベル、自己申告性のユーザの主観的健康状態、ユーザが経験した最近のライフイベント、又はそれらの任意の組み合わせを示す情報を含み得る。
電子インターフェース119は、データがメモリデバイス114に格納され得る、及び/又は制御システム110のプロセッサ112によって分析され得るように、1つ以上のセンサ130からデータ(例えば、生理学的データ及び/又は音響データ)を受信するように構成される。電子インターフェース119は、有線接続又は無線接続を使用して(例えば、RF通信プロトコル、WiFi通信プロトコル、Bluetooth(登録商標)通信プロトコル、IR通信プロトコルを使用して、セルラーネットワークを介して、任意の他の光通信プロトコルを介してなど)、1つ以上のセンサ130と通信し得る。電子インターフェース119は、アンテナ、受信機(例えば、RF受信機)、送信機(例えば、RF送信機)、送受信機、又はそれらの任意の組み合わせを備え得る。電子インターフェース119はまた、本明細書に記載のプロセッサ112及びメモリデバイス114と同一又は類似である、もう1つのプロセッサ及び/又はもう1つのメモリデバイスを備え得る。いくつかの実装形態において、電子インターフェース119は、外部デバイス170に結合又は統合される。他の実装形態において、電子インターフェース119は、制御システム110及び/又はメモリデバイス114に結合又は統合される(例えば、ハウジングに)。
上述のように、いくつかの実装形態において、システム100は、任意選択で、呼吸治療システム120(呼吸圧力治療システムともいう)を備える。呼吸治療システム120は、呼吸治療デバイス122(呼吸圧力治療デバイスともいう)、ユーザインターフェース124、導管126(チューブ又は空気回路ともいう)、表示デバイス128、加湿タンク129、又はそれらの任意の組み合わせを備え得る。いくつかの実装形態において、制御システム110、メモリデバイス114、表示デバイス128、1つ以上のセンサ130、及び加湿タンク129は、呼吸治療デバイス122の一部である。呼吸圧力治療とは、ユーザの呼吸サイクル全体に亘って、大気圧に対して名目上陽圧である制御された目標圧力で、ユーザの気道の入口に空気の供給を適用することを指す(例えば、タンクベンチレータ又はキュイラスなどの陰圧治療とは対照的)。呼吸治療システム120は、一般に、睡眠中又は覚醒中に現れることがある、睡眠関連呼吸障害(例えば、閉塞性睡眠時無呼吸、中枢性睡眠時無呼吸、又は混合型睡眠時無呼吸)、COPDなどの他の呼吸障害、又は呼吸不全に至る他の障害の1つ以上に苦しむ個人を治療するために使用される。
呼吸治療デバイス122は、一般に、(例えば、1つ以上のコンプレッサを駆動する1つ以上のモータを使用して)ユーザに送達される加圧空気を生成するために使用される。いくつかの実装形態において、呼吸治療デバイス122は、ユーザに送達される連続した一定の空気圧を生成する。他の実装形態において、呼吸治療デバイス122は、2つ以上の所定の圧力(例えば、第1の所定の空気圧及び第2の所定の空気圧)を生成する。さらに他の実装形態において、呼吸治療デバイス122は、所定の範囲内で様々な異なる空気圧を生成するように構成される。例えば、呼吸治療デバイス122は、少なくとも約6cmHO、少なくとも約10cmHO、少なくとも約20cmHO、約6cmHOと約10cmHOの間、約7cmHOと約12cmHOの間などを送達し得る。呼吸治療デバイス122はまた、(周囲圧力に対して)陽圧を維持しながら、例えば、約-20L/分と約150L/分の間の所定の流量で加圧空気を送達し得る。いくつかの実装形態において、制御システム110、メモリデバイス114、電子インターフェース119、又はそれらの任意の組み合わせは、呼吸治療デバイス122のハウジング内に結合及び/又は位置決めされ得る。
ユーザインターフェース124は、ユーザの顔の一部に係合し、呼吸治療デバイス122からユーザの気道に加圧空気を送達して、睡眠中における気道の狭窄及び/又は虚脱を防止するのに役立つ。これにより、睡眠中のユーザの酸素摂取量が増加することもある。適用される治療に応じて、ユーザインターフェース124は、例えば、ユーザの顔の一領域又は一部とのシールを形成して、治療を遂げるために周囲圧力と十分に異なる圧力で、例えば、周囲圧力に対して約10cmHOの陽圧で気体の送達を促進してよい。酸素の送達などの他の形態の治療では、ユーザインターフェースは、約10cmHOの陽圧での気体供給の気道への送達を促進するのに十分なシールを含まなくてよい。
いくつかの実装形態において、ユーザインターフェース124は、ユーザの鼻及び口を覆う顔面マスクである、又はそれを含む(例えば、図2に示されるように)。或いは、ユーザインターフェース124は、ユーザの鼻に空気を提供する鼻マスク、若しくはユーザの鼻孔に空気を直接送達する鼻ピローマスクである、又はそれを含む。ユーザインターフェース124は、ユーザの所望の位置(例えば、顔)のユーザインターフェース124の一部で、ユーザインターフェース124を位置決め及び/又は安定させるための複数のストラップ(例えば、面ファスナを含む)を有するストラップアセンブリと、ユーザインターフェース124とユーザの間の気密シールの提供に役立つコンフォーマルクッション(例えば、シリコーン、プラスチック、発泡体など)を備え得る。ユーザインターフェース124は、ユーザにより吐き出される二酸化炭素及び他の気体を逃がすのを可能にするための1つ以上のベント125も備え得る。他の実装形態において、ユーザインターフェース124は、マウスピース(例えば、ユーザの歯に適合するように成形されたナイトガードマウスピース、下顎再位置決めデバイスなど)を備える。
導管126は、呼吸治療デバイス122とユーザインターフェース124などの呼吸治療システム120の2つの構成要素の間の空気の流れを可能にする。いくつかの実装形態において、吸気用及び呼気用の別個の導管のリムが存在し得る。他の実装形態において、吸気と呼気の両方に単一のリム導管が使用される。一般に、呼吸治療システム120は、呼吸治療デバイス122のモータとユーザ及び/又はユーザの気道との間に延在する空気経路を形成する。そのため、空気経路は、一般に、少なくとも呼吸治療デバイス122のモータ、ユーザインターフェース124、及び導管126を備える。
呼吸治療デバイス122、ユーザインターフェース124、導管126、表示デバイス128、及び加湿タンク129のうちの1つ以上は、1つ以上のセンサ(例えば、圧力センサ、流量センサ、又はより一般的には本明細書に記載の他のセンサ130のいずれか)を含む。これらの1つ以上のセンサは、例えば、呼吸治療デバイス122によって供給される加圧空気の空気圧及び/又は流量を測定するために使用され得る。
表示デバイス128は、一般に、静止画像、ビデオ画像、又は両方を含む画像、及び/又は呼吸治療デバイス122に関する情報を表示するために使用される。例えば、表示デバイス128は、呼吸治療デバイス122の状態に関する情報(例えば、呼吸治療デバイス122のオン/オフ、呼吸治療デバイス122によって送達される空気の圧力、呼吸治療デバイス122によって送達される空気の温度など)、及び/又は他の情報(例えば、睡眠スコア又は治療スコア(myAir(登録商標)スコアともいう、国際公開第2016/061629号明細書に記載されたものなどであり、その開示全体を本明細書に参照として援用する)、現在の日時、ユーザの個人情報など)を提供し得る。いくつかの実装形態において、表示デバイス128は、画像を入力インターフェースとして表示するように構成されたグラフィックユーザインターフェース(GUI)を含むヒューマンマシンインターフェース(HMI)として機能を果たす。表示デバイス128は、LEDディスプレイ、OLEDディスプレイ、LCDディスプレイなどであり得る。入力インターフェースは、例えば、タッチスクリーン若しくはタッチセンシティブ基板、マウス、キーボード、又は呼吸治療デバイス122と対話する人間のユーザによってなされた入力を感知するように構成された任意のセンサシステムであり得る。
加湿タンク129は、呼吸治療デバイス122に結合又は統合され、呼吸治療デバイス122から送達される加圧空気を加湿するために使用され得る水のリザーバを含む。呼吸治療デバイス122は、ユーザに提供される加圧空気を加湿するために、加湿タンク129の水を加熱するヒータを備え得る。さらに、いくつかの実装形態において、導管126は、ユーザに送達される加圧空気を加熱する(例えば、導管126に結合及び/又は埋設された)加熱素子も含み得る。他の実装形態において、呼吸治療デバイス122又は導管126は、無水加湿器を備え得る。無水加湿器は、システム100の他の場所に位置決めされた他のセンサと連動するセンサを組み込み得る。
呼吸治療システム120は、例えば、ベンチレータ、若しくは、持続的気道陽圧(CPAP)システム、自動的気道陽圧システム(APAP)、二相性若しくは変動気道陽圧システム(BPAP又はVPAP)などの気道陽圧(PAP)システム、又はそれらの任意の組み合わせとして使用され得る。CPAPシステムは、所定の空気圧(例えば、睡眠医によって決定された)をユーザに送達する。APAPシステムは、例えば、ユーザに関連する呼吸データの少なくとも一部に基づいて、ユーザに送達される空気圧を自動的に変化させる。BPAP又はVPAPシステムは、第1の所定の圧力(例えば、吸気気道陽圧又はIPAP)及び第1の所定の圧力よりも低い第2の所定の圧力(例えば、呼気気道陽圧又はEPAP)を送達するように構成される。
図2を参照すると、いくつかの実装形態による、システム100(図1)の一部が示されている。呼吸治療システム120のユーザ210及びベッドパートナ220は、ベッド230に位置し、マットレス232に横たわっている。ユーザインターフェース124(例えば、フルフェイスマスク)は、睡眠セッション中にユーザ210によって着用され得る。ユーザインターフェース124は、導管126を介して呼吸治療デバイス122に流体結合及び/又は接続される。次に、呼吸治療デバイス122は、導管126及びユーザインターフェース124を介して加圧空気をユーザ210に送達し、ユーザ210の喉の空気圧を上昇させて、睡眠中における気道の閉鎖及び/又は狭窄の防止に役立つ。呼吸治療デバイス122は、ユーザが呼吸治療デバイス122と対話するのを可能にする、表示デバイス128を備え得る。呼吸治療デバイス122は、加圧空気を加湿するために使用される水を貯蔵する加湿タンク129も備え得る。呼吸治療デバイス122は、図2に示すように、ベッド230に直接隣接するナイトスタンド234上に、より一般的には、ベッド230及び/又はユーザ210に一般的に隣接する任意の表面又は構造上に、位置決めされ得る。ユーザは、ベッド230のマットレス232に横たわりながら、血圧デバイス180及び活動トラッカー182も着用し得る。
図1に戻って参照すると、システム100の1つ以上のセンサ130は、圧力センサ132、流量センサ134、温度センサ136、運動センサ138、マイクロフォン140、スピーカ142、無線周波数(RF)受信機146、RF送信機148、カメラ150、赤外線(IR)センサ152、フォトプレチスモグラム(PPG)センサ154、心電図(ECG)センサ156、脳波(EEG)センサ158、静電容量センサ160、力センサ162、歪みゲージセンサ164、筋電図(EMG)センサ166、酸素センサ168、検体センサ174、水分センサ176、光検出及び測距(LiDAR)センサ178、又はそれらの任意の組み合わせを含む。一般に、1つ以上のセンサ130の各々は、メモリデバイス114又は1つ以上の他のメモリデバイスに受信されて格納されるセンサデータを出力するように構成される。センサ130は、眼電図(EOG)センサ、末梢酸素飽和度(SpO)センサ、ガルバニック皮膚反応(GSR)センサ、二酸化炭素(CO)センサ、又はそれらの任意の組み合わせも含み得る。
1つ以上のセンサ130が、圧力センサ132、流量センサ134、温度センサ136、運動センサ138、マイクロフォン140、スピーカ142、RF受信機146、RF送信機148、カメラ150、IRセンサ152、PPGセンサ154、ECGセンサ156、EEGセンサ158、静電容量センサ160、力センサ162、歪みゲージセンサ164、EMGセンサ166、酸素センサ168、検体センサ174、水分センサ176、及びLiDARセンサ178の各々を含むとして示され、記載されているが、より一般的には、1つ以上のセンサ130は、本明細書に記載及び/又は示された各センサの任意の組み合わせ及び任意の数を含み得る。
1つ以上のセンサ130は、例えば、呼吸治療システム120のユーザ(図2のユーザ210など)、呼吸治療システム120、ユーザと呼吸治療システム120の両方、又は他の実在物、対象物、活動などに関連する、生理学的データ、音響データ、又はその両方を生成するために使用され得る。1つ以上のセンサ130によって生成された生理学的データは、睡眠セッション中のユーザに関連する睡眠-覚醒信号及び1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために制御システム110によって使用され得る。睡眠-覚醒信号は、睡眠、覚醒、リラックスした覚醒、微小覚醒、又は、急速眼球運動(REM)段階(典型的なREM段階と非典型的なREM段階の両方を含み得る)、第1の非REM段階(「N1」とよくいう)、第2の非REM段階(「N2」とよくいう)、第3の非REM段階(「N3」とよくいう)、又はそれらの任意の組み合わせを含む別個の睡眠段階を含む、1つ以上の睡眠段階及び/又は睡眠状態を示し得る。センサ130などの1つ以上のセンサによって生成された生理学的データから睡眠段階及び/又は睡眠状態を決定する方法は、例えば、国際公開第2014/047310号明細書、米国特許出願公開第2014/0088373号明細書、国際公開第2017/132726号明細書、国際公開第2019/122413号明細書、及び国際公開第2019/122414号明細書に記載されており、各々はその開示全体を本明細書に参照として援用する。
睡眠-覚醒信号は、ユーザの入床時刻、ユーザの出床時刻、ユーザが入眠しようとした時刻などを示すためにタイムスタンプを押すこともできる。睡眠-覚醒信号は、例えば、1秒毎に1サンプル、30秒毎に1サンプル、1分毎に1サンプルなどのように、所定のサンプリングレートで、睡眠セッション中に1つ以上のセンサ130によって測定され得る。睡眠-覚醒信号に少なくとも部分的に基づいて睡眠セッション中にユーザについて決定され得る1つ以上の睡眠関連パラメータの例としては、総就寝時間、総睡眠時間、総覚醒時間、入眠潜時、入眠後覚醒パラメータ、睡眠効率、断片化指数、入眠までの時間、呼吸数の一貫性、入眠時間、起床時間、睡眠障害率、動きの数、又はそれらの任意の組み合わせが挙げられる。
1つ以上のセンサ130によって生成された生理学的データ及び/又は音響データはまた、睡眠セッション中にユーザに関連する呼吸信号を測定するために使用され得る。呼吸信号は一般的に、睡眠セッション中のユーザの呼吸又は息づかいを示す。呼吸信号は、例えば、呼吸速度、呼吸速度変動性、吸気振幅、呼気振幅、吸気-呼気振幅比、吸気-呼気持続時間比、1時間当たりの事象数、事象パターン、呼吸治療デバイス122の圧力設定、又はそれらの任意の組み合わせを示し得る。事象には、いびき、無呼吸、中枢性無呼吸、閉塞性無呼吸、混合型無呼吸、低呼吸、(例えば、ユーザインターフェース124からの)マスク漏れ、下肢静止不能、睡眠障害、窒息、心拍数の増加、心拍数の変動、呼吸困難、喘息発作、てんかん性エピソード、発作、発熱、咳、くしゃみ、いびき、息切れ、通常の風邪やインフルエンザなどの病気の存在、ストレスレベルの上昇などが含まれ得る。
圧力センサ132は、メモリデバイス114に格納され得る、及び/又は制御システム110のプロセッサ112によって分析され得る圧力データを出力する。いくつかの実装形態において、圧力センサ132は、呼吸治療システム120のユーザの呼吸(例えば、吸入及び/又は呼気)及び/又は周囲圧力を示すセンサデータを生成する空気圧センサ(例えば、気圧センサ)である。このような実装形態において、圧力センサ132は、呼吸治療デバイス122に結合又は統合され得る。圧力センサ132は、例えば、静電容量センサ、電磁気センサ、誘導性センサ、抵抗性センサ、圧電センサ、歪みゲージセンサ、光学センサ、電位差センサ、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。一例において、圧力センサ132は、ユーザの血圧を測定するために使用され得る。
流量センサ134は、メモリデバイス114に格納され得る、及び/又は制御システム110のプロセッサ112によって分析され得る流量データを出力する。いくつかの実装形態において、流量センサ134は、呼吸治療デバイス122からの空気流量、導管126を通る空気流量、ユーザインターフェース124を通る空気流量、又はそれらの任意の組み合わせを測定するために使用される。このような実装形態において、流量センサ134は、呼吸治療デバイス122、ユーザインターフェース124、又は導管126に結合又は統合され得る。流量センサ134は、例えば、回転流量計(例えば、ホール効果流量計)、タービン流量計、オリフィス流量計、超音波流量計、熱線センサ、渦流センサ、膜センサ、又はそれらの任意の組み合わせなどの質量流量センサであり得る。
温度センサ136は、メモリデバイス114に格納され得る、及び/又は制御システム110のプロセッサ112によって分析され得る温度データを出力する。いくつかの実装形態において、温度センサ136は、ユーザのコア体温、ユーザの皮膚温度、呼吸治療デバイス122から及び/又は導管126を通って流れる空気の温度、ユーザインターフェース124の温度、周囲温度、又はそれらの任意の組み合わせを示す温度データを生成する。温度センサ136は、例えば、熱電対センサ、サーミスタセンサ、シリコンバンドギャップ温度センサ若しくは半導体ベースのセンサ、抵抗温度検出器、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。
運動センサ138は、メモリデバイス114に格納され得る、及び/又は制御システム110のプロセッサ112によって分析され得る運動データを出力する。運動センサ138は、睡眠セッション中のユーザの動きを検出する、及び/又は呼吸治療デバイス122、ユーザインターフェース124、又は導管126などの呼吸治療システム120の任意の構成要素の動きを検出するために使用され得る。運動センサ138は、加速度計、ジャイロスコープ、及び磁力計などの1つ以上の慣性センサを含み得る。運動センサ138は、ユーザの顔又はその周り、及びユーザインターフェース124の近接の脈拍などの動脈脈拍に関連する運動又は加速度を検出するために使用され得、脈拍の形状、速度、振幅、又は量の特徴を検出するように構成され得る。
マイクロフォン140は、メモリデバイス114に格納され得る、及び/又は制御システム110のプロセッサ112によって分析され得る音響データを出力する。本明細書でさらに詳細に記載されるように、マイクロフォン140によって生成された音響データは、(例えば、制御システム110を使用して)1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために、睡眠セッション中に1つ以上の音(例えば、ユーザからの音)として再生可能である。本明細書でさらに詳細に記載されるように、マイクロフォン140からの音響データはまた、睡眠セッション中にユーザが体験した事象を(例えば、制御システム110を使用して)識別するために使用され得る。他の実装形態において、マイクロフォン140からの音響データは、呼吸治療システム120に関連するノイズの表す。マイクロフォン140は、呼吸治療システム120(又はシステム100)に、一般に任意の構成で結合又は統合され得る。例えば、マイクロフォン140は、呼吸治療デバイス122、ユーザインターフェース124、導管126、又は他の構成要素の内部に配置され得る。マイクロフォン140はまた、呼吸治療デバイス122の外側、ユーザインターフェース124の外側、導管126の外側、又は任意の他の構成要素の外側に隣接して位置決めされ得る、又は結合され得る。マイクロフォン140は、外部デバイス170の構成要素であってもよい(例えば、マイクロフォン140はスマートフォンのマイクロフォンである)。マイクロフォン140は、ユーザインターフェース124、導管126、呼吸治療デバイス122、又はそれらの任意の組み合わせに統合され得る。一般に、マイクロフォン140は、少なくとも呼吸治療デバイス122のモータ、ユーザインターフェース124、及び導管126を含む呼吸治療システム120の空気経路内又はそれに隣接する任意の点に位置され得る。そのため、空気経路は、音響経路ともいう。
スピーカ142は、ユーザに聞き取り可能な音波を出力する。スピーカ142は、例えば、目覚まし時計として、又はユーザへの警報又はメッセージを再生するために(例えば、事象に応じて)使用され得る。いくつかの実装形態において、スピーカ142は、マイクロフォン140によって生成された音響データをユーザに通信するために使用され得る。スピーカ142は、呼吸治療デバイス122、ユーザインターフェース124、導管126、又は外部デバイス170に結合又は統合され得る。
マイクロフォン140とスピーカ142とは、別個のデバイスとして使用され得る。いくつかの実装形態において、マイクロフォン140とスピーカ142とは、例えば、国際公開第2018/050913号明細書及び国際公開第2020/104465号明細書に、各々がその開示全体を本明細書に参照として援用して記載されるように、音響センサ141(例えば、SONARセンサ)に組み合わされ得る。このような実装形態において、スピーカ142は、所定の間隔及び/又は周波数で音波を生成又は放射し、マイクロフォン140は、スピーカ142から放射された音波の反射を検出する。スピーカ142によって生成又は放射された音波は、ユーザ又はユーザのベッドパートナ(図2のベッドパートナ220など)の睡眠を妨害しないように、人間の耳に聞き取り不可能な周波数(例えば、20Hz未満又は約18kHz超)を有する。マイクロフォン140及び/又はスピーカ142からのデータに少なくとも部分的に基づいて、制御システム110は、ユーザの位置、及び/又は、例えば、呼吸信号、呼吸数、吸気振幅、呼気振幅、吸気-呼気比、1時間あたりの事象数、事象パターン、睡眠段階、呼吸治療デバイス122の圧力設定、又はそれらの任意の組み合わせなど本明細書に記載された1つ以上の睡眠関連パラメータを決定し得る。この文脈において、SONARセンサは、空気を通じて、(例えば、約17~23kHz、18~22kHz、又は17~18kHzなどの周波数範囲の)超音波又は低周波超音波感知信号を生成/送信することなどによる、能動音響感知に関係すると理解されてよい。このようなシステムは、上述の国際公開第2018/050913号明細書及び国際公開第2020/104465号明細書に関連して考慮されてよい。いくつかの実装形態において、スピーカ142は骨伝導スピーカである。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ130は、(i)マイクロフォン140と同一又は類似であり、音響センサ141に統合された第1のマイクロフォン、及び(ii)マイクロフォン140と同一又は類似であるが、音響センサ141に統合された第1のマイクロフォンとは別個で異なる第2のマイクロフォンを含む。
RF送信機148は、所定の周波数及び/又は所定の振幅(例えば、高周波帯域内、低周波帯域内、長波長信号、短波長信号など)を有する電波を生成及び/又は放射する。RF受信機146は、RF送信機148から放射された電波の反射を検出し、このデータは、ユーザの位置及び/又は本明細書に記載の1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために、制御システム110によって分析され得る。RF受信機(RF受信機146及びRF送信機148、又は他のRFの一対)は、制御システム110、呼吸治療デバイス122、1つ以上のセンサ130、外部デバイス170、又はそれらの任意の組み合わせの間の無線通信にも使用され得る。RF受信機146及びRF送信機148は、図1では別個で異なる要素として示されているが、いくつかの実装形態において、RF受信機146及びRF送信機148は、RFセンサ147(例えば、RADARセンサ)の一部として組み合わされる。いくつかのこのような実装形態において、RFセンサ147は制御回路を備える。RF通信の特定の形式は、WiFi、Bluetooth(登録商標)などであってよい。
いくつかの実装形態において、RFセンサ147はメッシュシステムの一部である。メッシュシステムの一例は、メッシュノード、メッシュルータ、及びメッシュゲートウェイを備えたWiFiメッシュシステムであり、各々が移動可能/可動又は固定であり得る。このような実装形態において、WiFiメッシュシステムは、WiFiルータ及び/又はWiFiコントローラと、1つ以上のサテライト(例えば、アクセスポイント)とを備え、各々のサテライトは、RFセンサ147と同一又は類似のRFセンサを備える。WiFiルータとサテライトは、WiFi信号を使用して相互に連続的に通信する。WiFiメッシュシステムは、信号を部分的に遮断する対象物又は人が動くことによる、ルータとサテライトとの間のWiFi信号の変化(例えば、受信信号強度の差)に少なくとも部分的に基づいて、運動データを生成するために使用され得る。運動データは、運動、呼吸、心拍数、足どり、転倒、行動など、又はそれらの任意の組み合わせを示し得る。
カメラ150は、メモリデバイス114に格納され得る1つ以上の画像(例えば、静止画像、ビデオ画像、熱画像、又はそれらの組み合わせ)として再生可能な画像データを出力する。カメラ150からの画像データは、本明細書に記載された1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために、制御システム110によって使用され得る。例えば、カメラ150からの画像データは、ユーザの位置を識別する、ユーザがユーザのベッド(図2のベッド230など)に入る時の時刻を決定する、及びユーザがベッド230から出る時の時刻を決定するために使用され得る。カメラ150は、眼球運動、瞳孔拡張(ユーザの片眼又は両眼が開いている場合)、まばたき速度、又はREM睡眠中の任意の変化を追跡するためにも使用され得る。カメラ150は、ユーザの位置を追跡するためにも使用され得、これは、閉塞性睡眠時無呼吸を有するユーザの無呼吸エピソードの持続期間及び/又は重症度に影響を与え得る。
IRセンサ152は、メモリデバイス114に格納され得る1つ以上の赤外線画像(例えば、静止画像、ビデオ画像、又は両方)として再生可能な赤外線画像データを出力する。IRセンサ152からの赤外線データは、ユーザの体温及び/又はユーザの動きを含む、睡眠セッション中の1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために使用され得る。IRセンサ152は、ユーザの存在、位置、及び/又は動きを測定するときにも、カメラ150と共に使用され得る。例えば、カメラ150は、約380nmから約740nmの間の波長を有する可視光を検出し得るが、IRセンサ152は、約700nmから約1mmの間の波長を有する赤外光を検出し得る。
IRセンサ152は、メモリデバイス114に格納され得る1つ以上の赤外線画像(例えば、静止画像、ビデオ画像、又は両方)として再生可能な赤外線画像データを出力する。IRセンサ152からの赤外線データは、ユーザの体温及び/又はユーザの動きを含む、睡眠セッション中の1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために使用され得る。IRセンサ152は、ユーザの存在、位置、及び/又は動きを測定するときにも、カメラ150と共に使用され得る。例えば、カメラ150は、約380nmから約740nmの間の波長を有する可視光を検出し得るが、IRセンサ152は、約700nmから約1mmの間の波長を有する赤外光を検出し得る。
PPGセンサ154は、例えば、心拍数、心拍数パターン、心拍数変動、心周期、呼吸数、吸気振幅、呼気振幅、吸気-呼気比、推定血圧パラメータ、又はそれらの任意の組み合わせなどの1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために使用され得る、ユーザに関連した生理学的データを出力する。PPGセンサ154は、ユーザにより着用され得る、ユーザにより着用される衣服及び/又は布地に埋め込まれ得る、ユーザインターフェース124及び/又はそれに関連するヘッドギア(例えば、ストラップなど)に埋め込まれ得る及び/又は結合され得る。
ECGセンサ156は、ユーザの心臓の電気的活動に関連した生理学的データを出力する。いくつかの実装形態において、ECGセンサ156は、睡眠セッション中にユーザの一部の上又はその周りに位置決めされる1つ以上の電極を備える。ECGセンサ156からの生理学的データは、例えば、本明細書に記載された1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために使用され得る。
EEGセンサ158は、ユーザの脳の電気的活動に関連する生理学的データを出力する。いくつかの実装形態において、EEGセンサ158は、睡眠セッション中にユーザの頭皮上又はその周りに位置決めされる1つ以上の電極を備える。EEGセンサ158からの生理学的データは、例えば、睡眠セッション中の任意の所与の時間におけるユーザの睡眠段階及び/又は睡眠状態を決定するために使用され得る。いくつかの実装形態において、EEGセンサ158は、ユーザインターフェース124及び/又は関連するヘッドギア(例えば、ストラップなど)に統合され得る。
静電容量センサ160、力センサ162、及び歪みゲージセンサ164は、メモリデバイス114に格納され、制御システム110によって使用され得るデータを出力して、本明細書で説明された1つ以上の睡眠関連パラメータを決定する。EMGセンサ166は、1つ以上の筋肉によって引き起こされる電気活動に関連する生理学的データを出力する。酸素センサ168は、(例えば、導管126中又はユーザインターフェース124での)気体の酸素濃度を示す酸素データを出力する。酸素センサ168は、例えば、超音波酸素センサ、電気酸素センサ、化学酸素センサ、光学酸素センサ、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ130は、ガルバニック皮膚反応(GSR)センサ、血流センサ、呼吸センサ、脈拍センサ、血圧計センサ、酸素測定センサ、又はそれらの任意の組み合わせも含み得る。
検体センサ174は、ユーザの呼気中の検体の存在を検出するために使用され得る。検体センサ174によって出力されたデータは、メモリデバイス114に格納され、ユーザの息の任意の検体の同一性及び濃度を決定するために制御システム110によって使用され得る。いくつかの実装形態において、検体センサ174は、ユーザの口から吐き出された息の検体を検出するために、ユーザの口の近くに位置決めされる。例えば、ユーザインターフェース124がユーザの鼻と口を覆う顔面マスクである場合、検体センサ174は、ユーザの口呼吸を監視するために顔面マスク内に位置決めされ得る。ユーザインターフェース124が鼻マスク又は鼻ピローマスクである場合などの他の実装形態において、検体センサ174は、ユーザの鼻から吐き出された息の検体を検出するためにユーザの鼻の近くに位置決めされ得る。さらに他の実装形態において、検体センサ174は、ユーザインターフェース124が鼻マスク又は鼻ピローマスクである場合、ユーザの口の近くに位置決めされ得る。この実装形態において、検体センサ174は、空気がユーザの口から不注意に漏れているかを検出するために使用され得る。いくつかの実装形態において、検体センサ174は、二酸化炭素などの炭素系の化学物質又は化合物を検出するために使用され得る揮発性有機化合物(VOC)センサである。いくつかの実装形態において、検体センサ174は、ユーザが鼻で呼吸しているか口で呼吸しているかを検出するためにも使用され得る。例えば、ユーザの口の近く又は顔面マスク内に位置決めされた検体センサ174によるデータ出力(ユーザインターフェース124が顔面マスクである実装形態において)が検体の存在を検出する場合、制御システム110は、このデータを、ユーザが口から呼吸していることを示すものとして使用し得る。
水分センサ176は、メモリデバイス114に格納され、制御システム110によって使用され得るデータを出力する。水分センサ176は、ユーザを取り囲む様々な領域(例えば、導管126又はユーザインターフェース124の内側、ユーザの顔の近く、導管126とユーザインターフェース124との間の接続箇所の近く、導管126と呼吸治療デバイス122との間の接続箇所の近くなど)の水分を検出するために使用され得る。このため、いくつかの実装形態において、水分センサ176は、呼吸治療デバイス122からの加圧空気の湿度を監視するために、ユーザインターフェース124又は導管126に結合又は統合され得る。他の実装形態において、水分センサ176は、水分レベルが監視される必要のある任意の領域の近くに配置される。水分センサ176は、ユーザを取り囲む周囲環境、例えば、ユーザの寝室の内部の空気の湿度を監視するためにも使用され得る。水分センサ176は、環境変化に対するユーザのバイオメトリック応答を追跡するためにも使用され得る。
1つ以上のLiDARセンサ178は、奥行き感知に使用され得る。このタイプの光学センサ(例えば、レーザセンサなど)は、オブジェクトを検出し、生活空間などの周囲の3次元(3D)マップを作製するために使用され得る。LiDARは、一般に、パルスレーザを利用して飛行時間測定が可能である。LiDARは、3Dレーザスキャンともいう。このようなセンサの使用例において、LiDARセンサ178を有する固定デバイス又は移動デバイス(スマートフォンなど)は、センサから5メートル以上離れる方向に延在する領域の測定及びマッピングが可能である。LiDARデータは、例えば、電磁気RADARセンサによって推定されたポイントクラウドデータと融合され得る。LiDARセンサ178は、(RADARに対して高度に反射し得る)ガラス窓のような、RADARシステムに支障をきたし得る空間内の特徴を検出及び分類することによるRADARシステムの自動的なジオフェンスのために、人工知能(AI)を使用してもよい。LiDARは、例えば、人の身長の推定はもちろん、人が座ったり倒れたりした時の身長の変化を提供するためにも使用され得る。LiDARは、環境の3Dメッシュ表現を形成するために使用されてよい。電波が通過する固体表面(例えば、放射線透過性材料)についてのさらなる用途において、LiDARはこのような表面で反射してよく、そのため、様々なタイプの障害物の分類が可能になる。
図1では別個に示されているが、1つ以上のセンサ130の任意の組み合わせは、呼吸治療デバイス122、ユーザインターフェース124、導管126、加湿タンク129、制御システム110、外部デバイス170、又はそれらの任意の組み合わせを含む、システム100の任意の1つ以上の構成要素に統合及び/又は結合され得る。例えば、音響センサ141及び/又はRFセンサ147は、外部デバイス170に統合及び/又は結合され得る。このような実装形態において、外部デバイス170は、本開示のいくつかの態様によるシステム100(例えば、制御システム110)による使用のための追加又は二次データを生成する二次デバイスとみなされ得る。いくつかの実装形態において、圧力センサ132及び/又は流量センサ134は、呼吸治療デバイス122に統合及び/又は結合される。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ130のうちの少なくとも1つは、呼吸治療デバイス122、制御システム110、又は外部デバイス170に結合されておらず、睡眠セッション中にユーザに概ね隣接して位置決めされる(例えば、ユーザの一部の上、又は接触して位置決めされる、ユーザによって着用される、ナイトスタンドに結合又はその上に位置決めされる、マットレスに結合される、天井に結合されるなど)。より一般的には、1つ以上のセンサ130は、1つ以上のセンサ130が1つ以上の睡眠セッション中にユーザ及び/又はベッドパートナ220に関連する生理学的データを生成し得るように、ユーザに対して任意の適切な位置に位置決めされ得る。
1つ以上のセンサ130からのデータは、呼吸信号、呼吸速度、呼吸パターン、吸気振幅、呼気振幅、吸気-呼気比、1つ以上の事象の発生、1時間あたりの事象数、事象パターン、事象の平均持続期間、事象持続期間の範囲、異なる事象数間の比、睡眠段階、無呼吸-低呼吸指数(AHI)、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る、1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために分析され得る。1つ以上の事象には、いびき、無呼吸、中枢性無呼吸、閉塞性無呼吸、混合型無呼吸、低呼吸、故意のユーザインターフェース漏れ、故意でないユーザインターフェース漏れ、口漏れ、咳、下肢静止不能、睡眠障害、窒息、心拍数の増加、呼吸困難、喘息発作、てんかんエピソード、発作、血圧の上昇、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。これらの睡眠関連パラメータの多くは生理学的パラメータであるが、睡眠関連パラメータの一部は、非生理学的パラメータであるとみなされ得る。1つ以上のセンサ130からのデータから、又は他のタイプのデータから、他のタイプの生理学的パラメータ及び非生理学的パラメータも決定され得る。
外部デバイス170は、表示デバイス172を含む。外部デバイス170は、例えば、スマートフォン、タブレット、ノートパソコンなどの移動デバイスであり得る。或いは、外部デバイス170は、外部感知システム、テレビ(例えば、スマートテレビ)、又は別のスマートホームデバイス(例えば、Google Home、Amazone Echo、Alexaなどのスマートスピーカ)であり得る。いくつかの実装形態において、外部デバイス170は、ウェアラブルデバイス(例えば、スマートウォッチ)である。表示デバイス172は、一般に、静止画像、ビデオ画像、又はその両方を含む画像を表示するために使用される。いくつかの実装形態において、表示デバイス172は、画像を表示するように構成されたグラフィックユーザインターフェース(GUI)及び入力インターフェースを含むヒューマンマシンインターフェース(HMI)として機能を果たす。表示デバイス172は、LEDディスプレイ、OLEDディスプレイ、LCDディスプレイなどであり得る。入力インターフェースは、例えば、タッチスクリーン若しくはタッチセンシティブ基板、マウス、キーボード、又は外部デバイス170と対話する人間のユーザによって行われた入力を感知するように構成された任意のセンサシステムであり得る。いくつかの実装形態において、1つ以上の外部デバイス170は、システム100によって使用され得る、及び/又はシステム100に備えられ得る。
血圧デバイス180は、一般に、ユーザに関連する1つ以上の血圧測定値を決定するための生理学的データの生成に役立つために使用される。血圧デバイス180は、例えば、収縮期血圧成分及び/又は拡張期血圧成分を測定するために、1つ以上のセンサ130のうちの少なくとも1つを備え得る。
いくつかの実装形態において、血圧デバイス180は、ユーザによって着用され得る膨張可能なカフと圧力センサ(例えば、本明細書に記載された圧力センサ132)とを含む血圧計である。例えば、図2の例に示すように、血圧デバイス180は、ユーザの上腕に着用され得る。血圧デバイス180が血圧計であるこのような実装形態において、血圧デバイス180は、カフを膨張させるためのポンプ(例えば、手動操作バルブ)も備える。いくつかの実装形態において、血圧デバイス180は、呼吸治療システム120の呼吸治療デバイス122に連結され、次いで加圧空気を送達してカフを膨張させる。より一般的には、血圧デバイス180は、制御システム110、メモリデバイス114、呼吸治療システム120、外部デバイス170、及び/又は活動トラッカー182に通信可能に結合され得る及び/又は(例えば、ハウジング内に)物理的に統合され得る。
活動トラッカー182は、一般に、ユーザに関連する活動測定値を決定するための生理学的データの生成に役立つために使用される。活動測定値は、例えば、歩数、移動距離、登った歩数、身体活動の持続時間、身体活動のタイプ、身体活動の強度、立っていた時間、呼吸数、平均呼吸数、安静時呼吸数、最大呼吸数、呼吸数変動、心拍数、平均心拍数、安静時心拍数、最大心拍数、心拍数変動、消費カロリー数、血中酸素飽和度、皮膚電気活動(皮膚コンダクタンス又はガルバニック皮膚反応としても知られる)、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。活動トラッカー182は、例えば、運動センサ138(例えば、1つ以上の加速度計及び/又はジャイロスコープ)、PPGセンサ154、及び/又はECGセンサ156など、本明細書に記載された1つ以上のセンサ130を備える。
いくつかの実装形態において、活動トラッカー182は、スマートウォッチ、リストバンド、リング、又はパッチなど、ユーザによって着用され得るウェアラブルデバイスである。例えば、図2を参照すると、活動トラッカー182は、ユーザの手首に着用されている。活動トラッカー182はまた、ユーザによって着用される衣類又は衣服に結合又は統合され得る。或いは、さらに、活動トラッカー182はまた、外部デバイス170に(例えば、同じハウジング内で)結合又は統合され得る。より一般的には、活動トラッカー182は、制御システム110、メモリデバイス114、呼吸治療システム120、外部デバイス170、及び/又は血圧デバイス180に通信可能に結合され得る、及び/又は(例えば、ハウジング内に)物理的に統合され得る。
制御システム110及びメモリデバイス114が、システム100の別個で異なる構成要素として図1に記載され示されているが、いくつかの実装形態において、制御システム110及び/又はメモリデバイス114は、外部デバイス170及び/又は呼吸治療デバイス122に統合される。或いは、いくつかの実装形態において、制御システム110又はその一部(例えば、プロセッサ112)は、クラウドに位置され得る(例えば、サーバに統合される、モノのインターネット(IoT)デバイスに統合される、クラウドに接続される、エッジクラウド処理などの対象となる)、1つ以上のサーバ(例えば、リモートサーバ、ローカルサーバなどに位置され得る、又はそれらの任意の組み合わせである。
システム100は、上記の構成要素の全てを含むように示されているが、本開示の実装形態によると、呼吸治療システム120のユーザの使用に関連するデータを分析するためのシステムには、より多い又はより少ない構成要素が含まれ得る。例えば、第1の代替システムは、制御システム110、メモリデバイス114、及び1つ以上のセンサ130のうちの少なくとも1つを含む。別の例として、第2の代替システムは、制御システム110、メモリデバイス114、1つ以上のセンサ130のうちの少なくとも1つ、及び外部デバイス170を含む。さらに別の例として、第3の代替システムは、制御システム110、メモリデバイス114、呼吸治療システム120、1つ以上のセンサ130のうちの少なくとも1つ、及び外部デバイス170を含む。さらなる例として、第4の代替システムは、制御システム110、メモリデバイス114、呼吸治療システム120、1つ以上のセンサ130のうちの少なくとも1つ、外部デバイス170、及び血圧デバイス180及び/又は活動トラッカー182を含む。このため、呼吸治療システム120のユーザの使用に関連するデータを分析するための様々なシステムは、本明細書に示され説明された構成要素の任意の部分を使用して、及び/又は1つ以上の他の構成要素と組み合わせて形成され得る。
本明細書で使用されるように、睡眠セッションは、例えば、初期開始時間及び終了時間に少なくとも部分的に基づいて、いくつかの方法で定義され得る。いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、ユーザが眠っている持続期間である、すなわち、睡眠セッションは開始時刻及び終了時刻を有し、睡眠セッション中に、ユーザは終了時刻まで覚醒しない。すなわち、ユーザが覚醒している期間は睡眠セッションに含まれない。睡眠セッションのこの第1の定義から、ユーザが同じ夜に何度も起きて眠りについた場合、覚醒間隔で区切られた各睡眠間隔が睡眠セッションである。
或いは、いくつかの実装形態において、睡眠セッションは開始時刻及び終了時刻を有し、睡眠セッション中に、ユーザが覚醒している連続した持続時間が覚醒持続期間のしきい値未満である限り、睡眠セッションが終了することなく、ユーザは覚醒し得る。覚醒持続時間のしきい値は、睡眠セッションの割合として定義され得る。覚醒持続時間のしきい値は、例えば、睡眠セッションの約20パーセント、睡眠セッション持続時間の約15パーセント、睡眠セッション持続時間の約10パーセント、睡眠セッション持続時間の約5パーセント、睡眠セッション持続時間の約2パーセントなど、又は任意の他のしきい値割合であり得る。いくつかの実装形態において、覚醒持続時間のしきい値は、例えば、約1時間、約30分、約15分、約10分、約5分、約2分などの定量の時間、又は任意の他の量の時間として定義される。
いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、ユーザが最初にベッドに入った晩の時刻と、ユーザが最後にベッドを離れた翌朝の時刻の間の全時間として定義される。別の言い方をすれば、睡眠セッションは、ユーザが寝るつもりで最初にベッドに入った時(例えば、ユーザが寝る前に、最初にテレビを見たり、スマートフォンで遊んだりするつもりではない場合など)、今晩と参照され得る第1の日付(例えば、2020年1月6日の月曜日)及び第1の時刻(例えば、午後10時)で始まり、ユーザが翌朝に再び眠りにつかないつもりで最初にベッドから出た時、翌朝と参照され得る第2の日付(例えば、2020年1月7日の火曜日)及び第2の時刻(例えば、午前7時)に終了する時間として定義され得る。
いくつかの実装形態において、ユーザは、睡眠セッションの開始を手動で定義し得る、及び/又は睡眠セッションを手動で終了し得る。例えば、ユーザは、外部デバイス170(図1)の表示デバイス172上に表示される1つ以上のユーザが選択可能な要素を(例えば、クリック又はタップすることによって)選択して、睡眠セッションを手動で開始又は終了し得る。
図3を参照すると、睡眠セッションの例示的なタイムライン240が示されている。タイムライン240は、入床時刻(tbed)、就寝時刻(tGTS)、最初の睡眠時刻(tsleep)、第1の微小覚醒MA、第2の微小覚醒MA、覚醒A、覚醒時刻(twake)、及び起床時刻(trise)を含む。
入床時刻tbedは、ユーザが、眠りにつく前に(例えば、ユーザがベッドに横になる、又はベッドに座る時)最初にベッド(例えば、図2のベッド230)に入る時刻に関連する。入床時刻tbedは、ユーザが睡眠のためにベッドに入る時刻と、ユーザが他の理由(例えば、テレビを見るため)でベッドに入る時刻とを区別するために、ベッドしきい値持続時間に少なくとも部分的に基づいて識別され得る。例えば、ベッドしきい値持続時間は、少なくとも約10分、少なくとも約20分、少なくとも約30分、少なくとも約45分、少なくとも約1時間、少なくとも約2時間などであり得る。入床時刻tbedは、ベッドを参照として本明細書に記載されるが、より一般的には、入床時刻tbedは、ユーザが就寝のため任意の場所(例えば、ソファ、椅子、寝袋など)に最初に入った時刻を指し得る。
就寝時刻(GTS)は、ユーザが、入床(tbed)後、最初に入眠を試みる時刻に関連する。例えば、入床後、ユーザは、眠ろうとする前に、休息するために1つ以上の活動に従事してよい(例えば、読書、テレビを見る、音楽を聴く、外部デバイス170を使用するなど)。初期睡眠時刻(tsleep)は、ユーザが最初に入眠する時刻である。例えば、初期睡眠時刻(tsleep)は、ユーザが最初に第1の非REM睡眠段階に入る時刻であり得る。
覚醒時刻twakeは、ユーザが再び眠りにつくことなく(例えば、ユーザが真夜中に目覚めて再び眠りにつくのとは違って)目覚めた時の時刻に関連する時刻である。ユーザは、最初に入眠した後、短い持続時間(例えば、5秒、10秒、30秒、1分など)を有する1つ以上の無意識の微小覚醒(例えば、微小覚醒MA及びMA)を経験してよい。覚醒時刻twakeとは対照的に、ユーザは、微小覚醒MA及びMAのそれぞれの後に再び眠りにつく。同様に、ユーザは、最初に入眠した後、1つ以上の意識的な覚醒(例えば、覚醒A)を有してよい(例えば、トイレに行くために起き上がる、子供やペットの世話をする、睡眠中に歩くなど)。しかしながら、ユーザは、覚醒Aの後に眠りに戻る。そのため、覚醒時刻twakeは、例えば、覚醒しきい値持続時間に少なくとも部分的に基づいて定義され得る(例えば、ユーザは少なくとも15分間、少なくとも20分間、少なくとも30分間、少なくとも1時間覚醒しているなど)。
同様に、起床時刻triseは、ユーザがベッドから出て、睡眠セッションを終了する意図で(例えば、ユーザが夜中にトイレに行くために起き上がる、子供やペットの世話をする、睡眠中に歩くなどとは違い)ベッドから離れている時間に関連する。言い換えると、起床時刻triseは、ユーザが、次の睡眠セッション(例えば、次の晩)までベッドに戻らずに最後にベッドを離れた時刻である。そのため、起床時刻triseは、例えば、起床しきい値持続時間に少なくとも部分的に基づいて定義され得る(例えば、ユーザが少なくとも15分間、少なくとも20分間、少なくとも30分間、少なくとも1時間離床したなど)。第2の、その後の睡眠セッションの入床時刻tbedもまた、起床しきい値持続時間(例えば、ユーザが少なくとも4時間、少なくとも6時間、少なくとも8時間、少なくとも12時間離床したなど)に少なくとも部分的に基づいて定義され得る。
上述のように、ユーザは、最初のtbedと最後のtriseの間の夜間にもう一度覚醒してベッドから出てもよい。いくつかの実装形態において、最終覚醒時刻twake及び/又は最終起床時間triseは、事象(例えば、入眠又は離床)に続く所定のしきい値持続時間に少なくとも部分的に基づいて識別又は決定される。このようなしきい値持続時間は、ユーザ向けにカスタマイズされ得る。晩に就寝した後、朝に目覚めてベッドを出る標準的なユーザの場合、約12から約18時間の間の任意の時間(ユーザが覚醒(twake)又は起床(trise)から、ユーザが入床(tbed)、就寝(tGTS)又は入眠(tsleep)の間が使用され得る。より長い時間をベッドで過ごすユーザの場合、より短いしきい値期間が使用されてよい(例えば、約8時間から約14時間の間)。しきい値期間は、ユーザの睡眠行動を監視するシステムに少なくとも部分的に基づいて、最初に選択され、及び/又は後で調整されてよい。
総就寝時間(TIB)は、入床時刻tbedから起床時刻triseの間の持続時間である。総睡眠時間(TST)は、意識的又は無意識的な覚醒及び/又は微小覚醒は除外して、初期睡眠時刻から覚醒時刻の間の持続時間に関連する。一般に、総睡眠時間(TST)は総就寝時間(TIB)よりも短くなる(例えば、1分短い、10分短い、1時間短いなど)。例えば、図3のタイムライン240を参照すると、総睡眠時間(TST)は、初期睡眠時刻tsleepから覚醒時刻twakeの間に及ぶが、第1の微小覚醒MA、第2の微小覚醒MA、覚醒Aの持続時間を除外する。この例で示されるように、総睡眠時間(TST)は総就寝時間(TIB)よりも短い。
いくつかの実装形態において、総睡眠時間(TST)は、持続性総睡眠時間(PTST)として定義され得る。このような実装形態において、持続性総睡眠時間は、所定の初期部分又は第1の非REM段階(例えば、浅い睡眠段階)の期間を除外する。例えば、所定の初期部分は、約30秒から約20分の間、約1分から約10分の間、約3分から約5分の間などであり得る。持続性総睡眠時間は、持続的な睡眠の尺度であり、睡眠-覚醒催眠図を滑らかにする。例えば、ユーザが最初に入眠する時、ユーザは非常に短い時間(例えば約30秒)第1の非REM段階にあり、その後短い期間(例えば、1分間)覚醒段階に戻り、その後再び第1の非REM段階に戻り得る。この例では、持続性総睡眠時間は、第1の非REM段階の最初の段階(例えば、約30秒)を除外する。
いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、入床時刻(tbed)で開始し、起床時刻(trise)で終了するものとして定義される、すなわち、睡眠セッションは、総就寝時間(TIB)として定義される。いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、初期睡眠時刻(tsleep)で開始し、覚醒時刻(twake)で終了するものとして定義される。いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、総睡眠時間(TST)として定義される。いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、就寝時刻(tGTS)で開始し、覚醒時刻(twake)で終了するものとして定義される。いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、就寝時刻(tGTS)で開始し、起床時刻(trise)で終了するものとして定義される。いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、入床時刻(tbed)に開始し、覚醒時刻(twake)で終了するものとして定義される。いくつかの実装形態において、睡眠セッションは、初期睡眠時刻(tsleep)で開始し、起床時刻(trise)で終了するものとして定義される。
図4を参照すると、いくつかの実装形態による、タイムライン240(図3)に対応する例示的なヒプノグラム250が示されている。示されるように、ヒプノグラム250は、睡眠-覚醒信号251、覚醒段階軸260、REM段階軸270、浅い睡眠段階軸280、及び深い睡眠段階軸290を含む。睡眠-覚醒信号251と軸260~290の1つとの交点は、睡眠セッション中の任意の所与の時間における睡眠段階を示す。
睡眠-覚醒信号251は、ユーザに関連する生理学的データに少なくとも部分的に基づいて生成され得る(例えば、本明細書に記載された1つ以上のセンサ130によって生成される)。睡眠-覚醒信号は、覚醒、リラックスした覚醒、微小覚醒、REM段階、第1の非REM段階、第2の非REM段階、第3の非REM段階、又はそれらの任意の組み合わせを含む、1つ以上の睡眠段階を示し得る。いくつかの実装形態において、第1の非REM段階、第2の非REM段階、及び第3の非REM段階のうちの1つ以上は、一緒にグループ化され、浅い睡眠段階又は深い睡眠段階として分類され得る。例えば、浅い睡眠段階は第1の非REM段階を含み得、深い睡眠段階は第2の非REM段階及び第3の非REM段階を含み得る。ヒプノグラム250が、浅い睡眠段階軸280及び深い睡眠段階軸290を含むとして図4に示されているが、いくつかの実装形態において、ヒプノグラム250は、第1の非REM段階、第2の非REM段階、及び第3の非REM段階の各々の軸を含み得る。他の実装形態において、睡眠-覚醒信号は、呼吸信号、呼吸速度、吸気振幅、呼気振幅、吸気-呼気振幅比、吸気-呼気持続時間比、時間当たりの事象数、事象のパターン、又はそれらの任意の組み合わせも示し得る。睡眠-覚醒信号を記載する情報は、メモリデバイス114に格納され得る。
ヒプノグラム250は、例えば、入眠潜時(SOL)、入眠後覚醒(WASO)、睡眠効率(SE)、睡眠断片化指数、睡眠ブロック、又はそれらの任意の組み合わせなどの1つ以上の睡眠関連パラメータを決定するために使用され得る。
入眠潜時(SOL)は、就寝時刻(tGTS)から初期睡眠時刻(tsleep)の間の時間として定義される。言い換えると、入眠潜時は、ユーザが最初に入眠を試みてから実際に入眠するまでにかかった時間を示す。いくつかの実装形態において、入眠潜時は、持続性入眠潜時(PSOL)として定義される。持続性入眠潜時は、持続性入眠潜時が就寝時刻から所定量の持続的な睡眠との間の持続時間として定義されるという点で、入眠潜時とは異なる。いくつかの実装形態において、所定量の持続的な睡眠は、例えば、第2の非REM段階内、第3の非REM段階内、及び/又は2分以下の覚醒を有するREM段階内での少なくとも10分間の睡眠、第1の非REM段階、及び/又はその間での動きを含み得る。言い換えると、持続的な入眠潜時は、例えば、第2の非REM段階内、第3の非REM段階内、及び/又はREM段階内で最大8分間の持続的な睡眠を必要とする。他の実装形態において、所定量の持続的な睡眠は、第1の非REM段階内、第2の非REM段階内、第3の非REM段階内、及び/又は初期睡眠時刻に続くREM段階内での少なくとも10分間の睡眠を含み得る。このような実装形態において、所定量の持続的な睡眠は、微小覚醒を排除し得る(例えば、10秒の微小覚醒は、10分間を再開しない)。
入眠後覚醒(WASO)は、ユーザが初期睡眠時刻と覚醒時刻の間で覚醒している総持続時間に関連する。このため、入眠後覚醒は、意識的か無意識かに関わらず、睡眠セッション中の短い微小覚醒(例えば、図4に示される微小覚醒MA及びMA)を含む。いくつかの実装形態において、入眠後覚醒(WASO)は、所定の長さ(例えば、10秒超、30秒超、60秒超、約5分超、約10分超など)を有する覚醒の総持続時間のみを含む持続性入眠後覚醒(PWASO)として定義される。
睡眠効率(SE)は、総就寝時間(TIB)と総睡眠時間(TST)の比として決定される。例えば、ベッドでの総時間が8時間で、総睡眠時間が7.5時間の場合、その睡眠セッションの睡眠効率は93.75%である。睡眠効率は、ユーザの睡眠衛生を示す。例えば、ユーザがベッドに入り、寝る前に他の活動(例えば、テレビを見る)に従事して時間を費やした場合、睡眠効率が低下する(例えば、ユーザはペナルティを受ける)。いくつかの実装形態において、睡眠効率(SE)は、総就寝時間(TIB)及びユーザが睡眠を試みている総時間に少なくとも部分的に基づいて算出され得る。このような実装形態において、ユーザが睡眠を試みている総時間は、本明細書に記載された就寝(GTS)時刻から起床時刻の間の持続時間として定義される。例えば、総睡眠時間が8時間(例えば、午後11時から午前7時まで)、就寝時刻が午後10時45分で、起床時刻が午前7時15分の場合、このような実装形態において、睡眠効率パラメータは約94%と算出される。
断片化指数は、睡眠セッション中の覚醒回数に少なくとも部分的に基づいて決定される。例えば、ユーザが2つの微小覚醒(例えば、図4に示される微小覚醒MA及び微小覚醒MA)を有する場合、断片化指数は2として表され得る。いくつかの実装形態において、断片化指数は、整数の所定の範囲の間(例えば、0から10の間)の尺度とされる。
睡眠ブロックは、睡眠の任意の段階(例えば、第1の非REM段階、第2の非REM段階、第3の非REM段階、及び/又はREM)と覚醒段階との間での変遷に関連する。睡眠ブロックは、例えば、30秒の分解能で算出され得る。
いくつかの実装形態において、本明細書に記載のシステム及び方法は、入床時刻(tbed)、就寝時刻(tGTS)、初期睡眠時刻(tsleep)、1つ以上の第1の微小覚醒(例えば、MA及びMA)、覚醒時刻(twake)、起床時刻(trise)、又はそれらの任意の組み合わせを、ヒプノグラムの睡眠-覚醒信号に少なくとも部分的に基づいて決定又は識別するために、睡眠-覚醒信号を含むヒプノグラムを生成又は分析することを含み得る。
他の実装形態において、1つ以上のセンサ130は、順に睡眠セッションを定義する、入床時刻(tbed)、就寝時刻(tGTS)、初期睡眠時刻(tsleep)、1つ以上の第1の微小覚醒(例えば、MA及びMA)、覚醒時刻(twake)、起床時刻(trise)、又はそれらの任意の組み合わせを決定又は識別するために使用され得る。例えば、入床時刻tbedは、例えば、運動センサ138、マイクロフォン140、カメラ150、又はそれらの任意の組み合わせによって生成されたデータに少なくとも部分的に基づいて決定され得る。就寝時刻は、例えば、運動センサ138からのデータ(例えば、ユーザによる動きがないことを示すデータ)、カメラ150からのデータ(例えば、ユーザによる動きがないことを示すデータ、及び/又はユーザが消灯したことを示すデータ)、マイクロフォン140からのデータ(例えば、ユーザがTVの電源をオフにしたことを示すデータ)、外部デバイス170からのデータ(例えば、外部デバイス170をもはや使用していないユーザを示すデータ)、圧力センサ132及び/又は流量センサ134からのデータ(例えば、ユーザが呼吸治療デバイス122の電源をオンにしたことを示すデータ、ユーザがユーザインターフェース124を着用していることを示すデータなど)、又はそれらの任意の組み合わせに少なくとも部分的に基づいて決定され得る。
ユーザインターフェース300は、図5A及び5Bに示されている。ユーザインターフェース300は、図1及び2に関して本明細書に記載されたユーザインターフェース124と同一又は類似であってよく、呼吸治療システム120及び呼吸治療デバイス122を含む、システム100の上記の構成要素又は特徴のいずれかと共に使用され得る。ユーザインターフェース300は、ストラップアセンブリ310、クッション330、フレーム350、及びコネクタ370を備える。ストラップアセンブリ310は、ユーザがユーザインターフェース300を着用するとき、概してユーザの頭の少なくとも一部の周りに位置決めされるように構成される。ストラップアセンブリ310は、フレーム350に結合され得、ユーザの頭がストラップアセンブリ310とフレーム350との間に位置決めされるように、ユーザの頭の上に位置決めされ得る。
いくつかの実装形態において、クッション330は、ユーザの顔とフレーム350の間に位置決めされて、ユーザの顔にシールを形成する。コネクタ370の第1の端部372Aはフレーム350に結合されるが、コネクタ370の第2の端部372Bは導管(導管126など)に結合され得る。次に、導管は、呼吸治療デバイス(呼吸治療デバイス122など)の空気出口に結合され得る。呼吸治療デバイスの送風機モータは、空気出口から加圧空気の流れを生成するように動作可能であり、それによって、加圧空気をユーザに提供する。加圧空気は、空気がユーザの口、鼻、又はその両方を通ってユーザの気道に到達するまで、呼吸治療デバイスから、導管、コネクタ370、フレーム350、及びクッション330を通して流れ得る。
ストラップアセンブリ310は、後部312、一対の上部ストラップ314A及び314B、及び一対の下部ストラップ316A及び316Bから形成される。ストラップアセンブリの後部312は、ユーザがユーザインターフェース300を着用した時、概してユーザの頭の後ろに位置決めされる。上部ストラップ314A、314B、及び下部ストラップ316A、316Bは、後部312からユーザの顔の前に向かって延在する。図示された実装形態において、後部312は円形である。しかしながら、後部312は他の形状を有してもよい。後部312、上部ストラップ314A、314B、及び下部ストラップ316A、316Bは、布地、弾性体、ゴムなど一般に伸縮性又は弾力性のある材料、又は材料の任意の組み合わせから形成され得る、又は織られ得る。いくつかの実装形態において、電気ワイヤ又は電気トレースは、ストラップアセンブリ310の部分の内部を貫通してよい。ストラップアセンブリ310のこの部分は、以下にさらに詳しく記載されるように、概して、電気ワイヤ又は電気トレースの周りに形成してよく、又は電気ワイヤ又は電気トレースが貫通する中空内部又はチャネルを有してよい。
上部ストラップ314A、314B、及び下部ストラップ316A、316Bはそれぞれ、後部312から始まる第1の端部、及びフレーム350に結合する第2の端部を有する。ユーザがユーザインターフェース300を着用した時、ストラップアセンブリ310によって付与される張力によりフレーム350はユーザの顔に保持されるため、ユーザインターフェース300はユーザの頭に固定される。
いくつかの実装形態において、ストラップアセンブリのストラップの1つに張力センサが埋め込まれ得る。例えば、図5Bは、上部ストラップ314Aに埋め込まれた張力センサ313を示す。張力センサ313は、ユーザインターフェース124のストラップにおける張力を測定するように構成される。述べたように、ユーザインターフェース124は、Velcro(登録商標)又は何らかの他の留め具を使用して締め付けられるストラップを使用して、概してユーザ210の頭に固定される。張力センサ313は、ストラップの張力を感知することができ、次いで、それを使用して、ユーザインターフェース124の正しいフィッティングについてユーザ210に通知及び/又は指示することができる。張力センサ313は、糸、繊維、ワイヤ、炭素繊維、縦糸、ウェブなどに統合され得る。ストラップの張力が増減すると、張力センサ313のセンサ素子が撓み、出力信号の電圧変化を引き起こす。張力センサ313は、高弾性及び低抵抗、及び洗浄される能力も有し得る。いくつかの実装形態において、張力センサ313は、呼吸インダクタンスプレチスモグラフィの原理によって膨張体の直径を測定する。張力センサ313はまた、電気インピーダンスプレチスモグラフィセンサ、磁力計、歪みゲージセンサであり得る、又はピエゾ抵抗材料変位センサで作製され得る。
フレーム350は、一般に、第1の表面354A及び反対側の第2の表面354Bを画定する本体352から形成される。ユーザがユーザインターフェース300を着用した時、第1の表面354Aはユーザの顔とは反対側を向くが、第2の表面354Bはユーザの顔の方を向く。フレームはまた、クッション330及びコネクタ370が挿入され得る環状開口356を画定し、それによって、クッション330及びコネクタ370をフレーム350に物理的に結合する。
クッション330は、クッション330がユーザの顔とフレーム350の間に位置決めされるように、第2の表面354Bに隣接するフレーム350の内部に結合され得る。クッション330は、ユーザインターフェース124のクッションと同一又は類似のものから製作され得る、このため、ユーザの顔との気密シールを形成するコンフォーマル材料から形成され得る。クッション330は、開口336を画定し、クッションの開口336の周りでクッション330から延在する環状突起338を含む。環状突起338は、クッション330の環状開口336がフレーム350の環状開口356と重なるように、フレーム350の環状開口356に挿入される。いくつかの実装において、クッション330の環状突起338は、環状突起338と本体352との間の環状開口356の周りの摩擦嵌合を介して、フレーム350の本体352に解除可能に固定される。
他の実装形態において、環状突起338及びフレーム350は、クッション330をフレーム350に固定するために互いに嵌合する嵌合特徴を有し得る。例えば、クッション330の環状突起338は、外向きに延在する周面フランジを含んでよく、フレーム350の本体352は、環状開口356の周りに、対応する内向きに延在する周面フランジを含み得る。クッション330の環状突起338がフレーム350の環状開口356に挿入された時、周面フランジは互いにスライド又はスナップが可能であり、それによって、クッション330をフレーム350に固定する。追加の実装において、クッション330は、ストラップアセンブリ310によって付与される張力によって適所に保持され、フレーム350に物理的に結合されない。さらに他の実装形態において、クッション330及びフレーム350は、単一の一体化部品として形成され得る。
コネクタ370は、クッション330と同様にフレーム350の反対側に結合し得る。コネクタ370の第1の端部分372Aは、概して円筒形状を有し、端部分372Aの中空内部376(図6A参照)が環状開口356、及びクッション330の開口336と重なるように、フレーム350の環状開口356に挿入され得る。その後、コネクタ370の反対側の第2の端部分372Bは、ユーザの顔(ユーザの口及び/又は鼻を含む)が、クッション330、フレーム350、及びコネクタ370を通して導管と流体連通しているように、導管に結合される。
コネクタ370の第1の端部分372Aは、概して環状形状であり、フレーム350の環状開口356に嵌合する。フレーム350は、フレーム350の第2の表面354Bから延在し、環状開口356の周りに形成される環状突起358も含む。第1の端部分372Aがフレーム350の環状開口356に挿入された時、環状突起358の内面は、コネクタ370の第1の端部分372AAの外面と重なる。
いくつかの実装形態において、環状突起358と第1の端部分372Aとの間の摩擦嵌合により、コネクタ370はフレーム350に固定される。他の実装形態において、コネクタ370は、コネクタ370をフレーム350に固定するように構成された留め具を含み得る。一例において、環状突起358は、外向きに延在する周面フランジを有し、留め具は、コネクタ370の第1の端部分372Aに形成された1つ以上の撓み可能なラッチである。第1の端部分372Aが環状突起358内に挿入されると、撓み可能なラッチが環状突起358の外側に位置決めされるように、撓み可能なラッチは周面フランジに亘ってスライドする。撓み可能なラッチが周面フランジを通過すると、周面フランジは撓み可能なラッチを環状突起358から押し離す。その後、撓み可能なラッチを環状突起358から離れる方向に手動で撓ませることなく、コネクタ370がフレーム350から外れないように、撓み可能なラッチは元の位置に戻る。
フレーム350は、本体352の上端351Aから上方に延びるT字形の延長ストリップ360を備える。いくつかの実装形態において、延長ストリップ360は、本体352と一体形成される。他の実装形態において、延長ストリップ360は、本体352に結合された別個の構成要素である。ユーザがユーザインターフェース300を着用した時、延長ストリップ360は、概してユーザの額まで延在する。いくつかの実装形態において、延長ストリップ360は、ユーザ210の額に接触して冷却する冷却部分又は機構を備えており、これは不眠症のユーザが眠りにつく助けになる。
下部ストラップ316A、316Bは、ストラップアセンブリ310の後部312からフレーム350に向かって延在し、本体352の下端351Bの両側に結合される。上部ストラップ314A、314Bは、ストラップアセンブリ310の後部312からフレーム350に向かって延在し、延長ストリップ360の上端361の両側に結合される(例えば、概してTの水平な「クロス」)。フレーム350は、上部ストラップ314A、314B、及び下部ストラップ316A、316Bと結合するための様々な異なるストラップ取付点を含み得る。
ストラップ取付点の1つのタイプが延長ストリップ360に示されている。延長ストリップ360の上端361は、2つの開口362A、362Bを含む。これらの開口は、延長ストリップ360自体に一体形成され得る、又は延長ストリップ360に結合される別個の構成要素又は部品の一部として形成されてよい。開口362A、362Bは、上部ストラップ314A、314Bの端部315A、315Bが開口362A、362Bを通して挿入されるのを可能にするように形成される。その後、端部315A、315Bは、折り返して、Velcro(登録商標)、接着剤などの任意の適切な機構を介して上部ストラップ314A、314Bの残りの部分に固定し得る。このため、上部ストラップ314A、314Bは、フレーム350の延長ストリップ360に固定される。
フレーム350は、下部ストラップ316A、316Bをフレーム350に結合するために使用される異なるタイプのストラップ取付点と共に示されている。フレーム350は、本体352の下端351Bの両端から離れる方向に延在する2つの横方向ストリップ364A、364Bを含む。各横方向ストリップ364A、364Bの第1の端部は本体352に結合され、対応する磁石366A、366Bは、各横方向ストリップ364A、364Bの第2の端部に配置される。磁石318Aは、下部ストラップ316Aの端部317Aに結合されるが、磁石318Bは、下部ストラップ316Bの端部317Bに結合される。磁石318Aは、磁気吸引力を介して磁石366Aに固定され得るが、磁石318Bは、磁気吸引力を介して磁石366Bに固定され得、これによって下部ストラップ316A、316Bをフレーム350の本体352に結合する。
いくつかの実装形態において、フレーム350は、延長ストリップ360を備えず、代わりに上部ストラップ314A、314Bが横方向ストリップ364A、364Bの上でフレームに結合される。これらの実装形態における上部ストラップ314A、314Bは、ユーザ210のこめかみを過ぎて、ユーザ210の頭の後ろ周辺まで延在する。フレーム350は、上部ストラップ314A、314Bが結合される上部横方向ストリップを備えてよい。
ユーザインターフェース300は、1以上のセンサ390も備え得る。図5Bは、概して単一のセンサのみを示しているが、任意の数のセンサをストラップアセンブリ310に結合し得る。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390はストラップアセンブリ310に結合され、ユーザがユーザインターフェース300を着用した時にユーザの標的領域に当接するように構成されている。標的領域は、ユーザの額、こめかみ、喉、首、耳などである。一般に、標的領域に当接する1つ以上のセンサ390は、ユーザの標的領域に直接接触するセンサ(例えば、センサがユーザの標的領域に触れる)、及び/又はユーザに直接接触しないセンサ(例えば、センサは何らかの方法でユーザの標的領域から離れている)を含む。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、接触センサであり、脳波(EEG)センサ、心電図(ECG)センサ、筋電図(EMG)センサ、眼電図(EOG)センサ、音響センサ、末梢酸素飽和度(SpO)センサ、ガルバニック皮膚反応(GSR)センサ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。接触センサは、ユーザの標的領域に直接接触し得る、又は、布地(ストラップアセンブリ310であり得る)、シリコーン(クッション330であり得る)、フォーム(クッション330であり得る)、プラスチック(フレーム350であり得る)などのような、接触センサと標的領域の間に位置決めされた材料の層に接触してよい。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は非接触センサであり、二酸化炭素(CO)センサ(CO濃度を測定するため)、酸素(O)センサ(O濃度を測定するため)、圧力センサ、温度センサ、運動センサ、マイクロフォン、音響センサ、フローセンサ、張力センサ、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る。一般に、これらの非接触センサは、1つ以上のセンサ390と標的領域との間に位置する空気(又は任意の他の物質)が存在するように、標的領域から離間し得る。
他の実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ストラップアセンブリ310に結合されていないが、代わりに、コネクタ370内など、ユーザインターフェース300内の他の位置に位置されている。1つ以上のセンサ390は、図1に関して本明細書に記載された任意の1つ以上のセンサ130であり得、追加で又は代わりに、他のタイプのセンサも含み得る。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、1つ以上の非接触センサ及び1つ以上の接触センサを含み得る。これらの実装形態のいくつかにおいて、非接触センサはストラップアセンブリ310に結合されていないが、代わりにクッション330、フレーム350、又はコネクタ370に配置されている。さらに、ユーザインターフェース300は、これらの位置の任意の組み合わせに配置された複数の非接触センサを含み得る。一例において、1つ以上のセンサ390のうちの1つは、フレーム350に結合され、クッション330を介して標的領域に接触する。この例において、センサは、クッション330の表面又はその近くに位置決めされ得る。このため、1つ以上のセンサ390は、(i)標的領域に直接接触する、又は(ii)標的領域から離間し、かつ空気又は何らかの他の物質によって標的領域から離れている、センサの任意の組み合わせを含み得る。1つ以上のセンサ390は、接触センサ及び非接触センサの任意の組み合わせを含み得る。
一般に、ユーザインターフェース300の1つ以上のセンサ390は、データを制御システム及びメモリデバイスに送信するために、制御システム及びメモリデバイス(システム100の制御システム110及びメモリデバイス114など)に電気的に接続される必要がある。これらのデータは、呼吸治療デバイスの動作を変更するために使用され得、他の目的にも使用され得る。1つ以上のセンサ390から制御システム及びメモリデバイスにデータを送信するために、1つ以上のセンサ390は、フレーム350及びコネクタ370を含むユーザインターフェース300の様々な部分に電気的に接続され得る。1つ以上のセンサ390からのデータは、1つ以上のセンサ390、フレーム350、及びコネクタ370の間の電気接続を使用して送信され得る。このため、1つ以上のセンサ390がユーザインターフェース300のどこに位置されていようとも、1つ以上のセンサ390は、制御システム及びメモリデバイスに電気的に接続され得る必要がある。
図6A及び6Bは、フレーム350とコネクタ370との間の電気接続を示す。フレーム350は、環状突起358の内部に配置された電気接点368A、368B、368C、及び368Dを含む。電気接点368A~368Dは、環状突起358の内面に形成され得る、又は環状突起358の内面から半径方向内向きに延在してよい。図6A及び6Bにおいて、電気接点368A~368Dをよりよく示すために、環状突起358の一部が取り除かれている。コネクタ370は、環状の端部分372Aの表面に配置された、対応する電気接点378A、378B、378C、378Dを含む。
コネクタ370の端部分372Aがフレーム350の環状開口356に挿入された時、フレーム350の各電気接点は、フレーム350が電気的にコネクタ370に接続するように、コネクタ370の電気接点の1つと物理的に接触する。このため、電気接点368Aは電気接点378Aに物理的かつ電気的に接続され、電気接点368Bは電気接点378Bに物理的かつ電気的に接続され、電気接点368Cは電気接点378Cに物理的かつ電気的に接続され、電気接点368Dは電気接点378Dに物理的かつ電気的に接続される。このため、コネクタ370は、フレーム350に物理的かつ電気的に接続され得る。
図示された実装形態において、コネクタ370の各電気接点378A~378Dは、コネクタ370の端部分372Aの表面にリングを形成する環状電気接点である。環状電気接点378A~378Dは、端部分372Aの表面に形成されてよい、又は端部分372Aの表面から半径方向外向きに延在してよい。フレーム350の電気接点368A~368Dは、単一の電気パッドとして形成され、各々が環状突起358の内面の1つの位置に位置される。電気接点368A~368Dは、環状突起358の内面に形成されてよい、又は環状突起358の内面から半径方向内向きに延在するピンとして形成されてよい。電気コネクタ378A~378Dの環状形状は、端部分372Aがフレーム350の環状開口356に挿入されて、コネクタ370がフレーム350に対して回転される場合、各電気接点378A~378Dのいくつかの部分が、フレーム350の対応する電気接点368A~368Dに常に物理的に触れていることを確実にする。
しかしながら、他の実装形態において、フレーム350の電気接点368A~368Dは、環状突起358の内面にリングを形成する環状形状を有してよいが、コネクタ370の電気接点378A~378Dは、それぞれが端部分372Aの外面の1つの位置に位置された、単一の電気パッドである。さらに他の実装形態において、電気接点368A~368D及び電気接点378A~378Dは全て環状電気接点である。さらなる実装形態において、電気接点368A~368D及び電気接点378A~378Dは全て、単一の電気パッドとして形成される。いくつかの実装形態において、電気接点368A~368D及び電気接点378A~378Dは、少なくとも部分的に環状であり、それらが部分リングを形成し得ることを意味する。リングは、1/4リング(例えば、90°)、ハーフリング(例えば、180°)、3/4リング(例えば、270°)、又は任意の他の部分的に環状の配置であり得る。
コネクタ370は、他方の端部分372Bに位置された電気接点382A~382Dを含む。電気接点382Aは、コネクタの中空内部376に形成された電気経路380Aを介して電気接点378Aに電気的に接続される。電気接点382Bは、コネクタの中空内部376に形成された電気経路380Bを介して電気接点378Bに電気的に接続される。電気接点382Cは、コネクタの中空内部376に形成された電気経路380Cを介して電気接点378Cに電気的に接続される。電気接点382Dは、コネクタの中空内部376に形成された電気経路380Dを介して電気接点378Dに電気的に接続される。
電気経路380A~380Dは、様々なやり方で形成され得る。いくつかの実装形態において、電気経路380A~380Dは、コネクタ370の中空内部376の内面、又はコネクタ370自体の内部に形成された電気トレースである。他の実装形態において、電気経路380A~380Dは、コネクタ370の中空内部376の内部に位置決めされたワイヤから形成される。コネクタ370の第2の端部分372Aは、同様の電気接点を有し得る導管に挿入され得る。次に、導管が呼吸治療デバイスに結合された時、導管の電気接点は、制御システム及びメモリデバイスに電気的に接続されてよい。このため、コネクタ370は、導管に物理的及び電気的に結合され得る。
環状突起358の電気接点368A~368Dは、フレーム350のストラップ取付点に電気的に接続され得る。電気経路369A及び369Bは、それぞれ電気接点368A及び368Bから横方向ストリップ364Aを通って磁石366Aまで延出している。本明細書でさらに述べられているように、横方向ストリップ364A及び磁石366Aは、ストラップアセンブリ310のストラップの1つに電気的に接続され得る。同様に、電気経路369C及び369Dは、それぞれ、電気接点368C及び368Dから延長ストリップ360を通って上方に延在する。図6A及び6Bに示されていないが、1つ以上の電気経路も、横方向ストリップ364Bを通って磁石366Bまで延出してよい。
電気経路369A~369Dは、様々な異なる方法で形成され得る。いくつかの実装形態において、電気経路369A~369Dは、フレーム350とクッション330との間で、本体352の第2の表面に隣接して位置決めされたワイヤによって形成される。他の実装形態において、電気経路369A~369Dは、本体352の第2の表面に形成される、又は第1の表面と第2の表面との間の本体352内に形成される、電気トレースによって形成され得る。
図6A及び6Bに示される電気経路3689~369Dは、例示的な実装形態である。他の実装形態において、任意の数の電気経路は、環状突起358の電気接点368A~368Dとフレーム350上の任意の点との間に形成され得る。例えば、電気接点368A~368Dのいくつかは、横方向ストリップ364A及び磁石366A、並びに延長ストリップ360への電気接続の代わりに、又はそれに加えて、横方向ストリップ364B及び磁石366Bに電気的に接続され得る。
図6Cは、第1の端部分372Aがフレーム350の環状開口356に挿入される前の、フレーム350の環状突起358、及びコネクタ370の第1の端部分372Aの断面図を示す。図6Dは、第1の端部分372Aがフレーム350の環状開口356に挿入された後の断面図を示す。環状突起358の電気接点368A~368Dは、環状突起358の内面の単一のパッドとして形成される。コネクタ370の電気接点378A~378Dは、第1の端部372の外面にリングとして形成された環状の電気接点である。フレーム350の電気経路369A~369Dは、それぞれ電気接点368A~368Dに電気的に接続される。コネクタ370の電気経路380A~380Dは、それぞれ電気接点378A~378Dに電気的に接続される。
第1の端部分372Aがフレーム350の環状開口356に挿入されると、環状の電気接点378A~378Dが電気接点368A~368Dと接触し、それによって2組の電気接点が電気的に接続される。次に、電気経路369A~369Dは、電気経路378A~378Dに電気的に接続される。電気接点378A~378Dは環状であるため、コネクタ370は任意の回転数で回転され得、コネクタ370はフレーム350に電気的に接続されたままである。
図7A及び7Bは、フレーム350のストラップ取付点をストラップアセンブリ310のストラップに電気的に接続するための実装形態を示す。図7Aは、横方向ストリップ364Aによって形成されたストラップ取付点のみを示している。しかしながら、この実装形態は、横方向ストリップ364B、又はフレーム350の他のストラップ取付点に使用され得る。
図7Aに示すように、電気経路369A及び369Bは、横方向ストリップ364Aを通って延在し、磁石365A及び365Bで終端する。磁石365A及び365Bは、磁石が2つのより小さい磁石365A及び365Bから形成されることを除いて、概して図6A及び6Bの磁石366Aと同一又は類似である。電気経路369Aは、磁石365Aに隣接する電気接点371Aで終端する。同様に、電気経路369Bは、磁石365Bに隣接する電気接点371Bで終端する。図示された実装形態において、電気接点371Aは、概して磁石365Aの表面と同一平面であり、電気接点371Bは、概して磁石365Bの表面と同一平面である。
下部ストラップ316Aの端部317Aは、概して同じ仕方で形成される。磁石319A及び319Bは、下部ストラップ316Aの端部317Aに取り付けられる。磁石319A及び319Bは、磁石が2つのより小さい磁石319A及び319Bから形成されることを除いて、概して図5Bに示される磁石318Aと同一である。磁石319Aは、概して磁石319Aの表面と同一平面である電気接点320Aを含む。同様に、磁石319Bは、概して磁石319Bの表面と同一平面である電気接点320Bを含む。電気接点320Aは電気経路322Aに電気的に接続され、電気接点320Bは電気経路322Bに電気的に接続される。電気経路322A、322Bは、下部ストラップ316Aを通って、ストラップアセンブリ310に沿った任意の所望の点まで延在する。一般に、電気経路322A及び322Bは、ユーザの顔の標的領域に近接する、ストラップアセンブリ310に沿った点まで延在する。このため、電気経路322A及び322Bは、一般に、それぞれ電気接点320A、320Bに位置決めされた第1の端部と、ユーザの標的領域近くのストラップアセンブリ310の他の部分に位置決めされた第2の端部とを有する。
下部ストラップ316Aの端部317Aが横方向ストリップ364Aに近接させられた時、磁石319A及び319Bは、磁石365A及び365Bに磁気的に吸引される。磁気吸引力は、下部ストラップ316Aの端部317Aを横方向ストリップ364Aに固定し、これは電気接点371Aを電気接点320Aに物理的に接触させ、電気接点371Bを電気接点320Bに物理的に接触させる。電気経路369Aはこのため、電気経路322Aに電気的に接続されるが、電気経路369Bは、電気経路322Bに電気的に接続される。横方向ストリップ364A、フレーム350の環状突起358、及びコネクタ370の間の電気接続のために、電気経路322A、322B(ストラップアセンブリ310内へ延在する)は、コネクタ370に電気的に接続される。このため、フレーム350は、ストラップアセンブリ310に物理的かつ電気的に接続され得る。
下部ストラップ316Aの端部317Aは、回転ロック機能を備え、横方向ストリップ364Aは、対応する回転ロック機能を備える。図示された実装形態において、下部ストラップ316Aの端部317Aの回転ロック機能は、磁石319A及び319Bから離れる方向に延在するT字形突起324であり、横方向ストリップ364Aの回転ロック機能は、T字形突起324の少なくとも一部を受け入れるようにサイズ決めされた、磁石365A及び365Bの間に画定されたチャネル373である。一般に、T字形突起324の直線部分は、下部ストラップ316Aの端部317Aが横方向ストリップ364Aに固定された時、チャネル373に嵌合し得る。T字形突起324はこのため、磁石365Aと365Bとの間にロックされ、磁石365A及び365Bが磁石319A及び319Bに対して回転するのを防止する。このロックされた回転ターンは、電気接点371Aが電気接点320Aに物理的に触れたままであり、電気接点371Bが電気接点320Bに物理的に触れたままであることを確実にする。さらに、T字形突起324の下部湾曲部分は、概して磁石365A及び365Bの下に(図7Aの平面に対して)嵌合し、下部ストラップ316Aが不注意に横方向ストリップ364Aから引き離されるのを防止する。
下部ストラップ316Aの端部317Aからストラップアセンブリ310内へ延在する電気経路322A及び322Bは、様々な異なるやり方で形成され得る。いくつかの実装形態において、電気経路322A及び322Bは、概して下部ストラップ316Aの中空内部、及び/又はストラップアセンブリ310の任意の他の部分を通って走るワイヤから形成される。他の実装形態において、ストラップアセンブリ310は中空ではなく、電気経路322A及び322Bを形成するワイヤは、代わりに、ストラップアセンブリ310を形成する材料と織り込まれている。さらに他の実装形態において、電気経路322A及び322Bは、下部ストラップ316A及びストラップアセンブリ310の残りの表面に沿って走る電気トレースによって形成される。
ユーザインターフェース300の電気経路及び電気接点を利用することによって、1つ以上のセンサ390は、任意の適切な場所に配置され得、コネクタ370に電気的に接続され得る。コネクタ370を、それ自体の電気経路(例えば、導管内部のワイヤ又はトレース)を有する導管と結合することによって、1つ以上のセンサ390は、呼吸治療デバイス内又はその近くに配置された制御システム及びメモリデバイスに電気的に結合され得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、コネクタ370の近くに位置決めされる。この実装形態において、1つ以上のセンサ390は、コネクタ370の電気接点378A~378Dのうちの1つ以上に電気的に接続されるので、1つ以上のセンサ390によって生成されたデータは、電気接点378A~378Dを介して送信され得る。これらの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、コネクタ370の内部に位置決めされてよい。
他の実装形態において、1つ以上のセンサ390は、フレーム350の近くに位置決めされる。例えば、1つ以上のセンサ390は、ユーザの顔とクッション330との間、クッション330とフレーム350との間、又はフレーム350の環状開口356の内部に位置決めされ得る。この実装形態において、1つ以上のセンサ390は、フレーム350の電気接点368A~368Dのうちの1つ以上に電気的に接続されるので、1つ以上のセンサ390によって生成されたデータは、フレーム350の電気接点368A~368D、及びコネクタ370の電気接点378A~378Dを介して送信され得る。
さらなる実装形態において、1つ以上のセンサ390は、フレーム350のストラップ取付点のいずれかの近くに位置決めされる。これらの実装形態のいくつかにおいて、1つ以上のセンサ390は、延長ストリップ360内又はその近くに位置決めされ、延長ストリップ360を通してフレーム350及びコネクタ370に電気的に接続される。これらの実装形態の他のものにおいて、1つ以上のセンサ390は、例えば、横方向ストリップ364Aの磁石366Aの近くに位置決めされ得、電気接点371A及び371Bの一方又は両方に電気的に接続され得るので、1つ以上のセンサ390によって生成されたデータは、横方向ストリップ364Aの電気接点371A及び371B、フレーム350の電気接点368A~368D、及びコネクタ370の電気接点378A~378Dを通して送信され得る。
さらに他の実装形態において、1つ以上のセンサ390は、下部ストラップ316Aの端部317A近くなど、下部ストラップのうちの1つの端部近くに位置決めされる。1つ以上のセンサ390は、電気接点320A及び320Bの一方又は両方に電気的に接続され得るので、1つ以上のセンサ390によって生成されたデータは、電気接点320A及び320B、横方向ストリップ364Aの電気接点371A及び371B、フレーム350の電気接点368A~368D、並びにコネクタ370の電気接点378A~378Dを介して送信され得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390が、ユーザの標的領域に隣接して、ストラップアセンブリ310に沿って位置決めされる。これらの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、電気経路322A及び322Bなどのストラップアセンブリ310を通して延在する電気経路に電気的に接続され得る。このため、1つ以上のセンサ390によって生成されたデータは、電気経路322A及び322B、電気接点320A及び320B、横方向ストリップ364Aの電気接点371A及び371B、フレーム350の電気接点368A~368D、並びにコネクタ370の接点378A~378Dを通して送信され得る。さらに、1つ以上のセンサ390は、ユーザの標的領域に接触する接触部分と、センサの接触部分を電気経路322A及び322Bなどのストラップアセンブリ310内の電気経路に電気的に接続するワイヤとを含み得る。
さらに別の実装形態において、導管を通して制御システム及びメモリデバイスに電気的に接続される代わりに、1つ以上のセンサ390は、コネクタ370内に位置された処理デバイス(マイクロプロセッサなど)に電気的に接続され得る。これらの実装形態において、マイクロプロセッサは、コネクタ370の電気接点378A~378Dに電気的に接続されるので、センサによって生成されたデータは、ストラップアセンブリ310、フレーム350、及びコネクタ370を介してマイクロプロセッサに送信され得る。
ユーザインターフェース124及び/又は導管126は、摩耗した若しくは欠陥のある回路部品、又は不注意に露出された構成要素に起因し得る、過度の漏れ電流による感電のリスクを軽減するための1つ以上の安全特徴を含んでもよい。いくつかの実装形態において、光アイソレータ又は1:1変圧器は、様々な構成要素を電気的に絶縁するために使用され得る。さらに、電気構成要素のいずれかの発熱は、例えば、様々な異なる絶縁体を使用して軽減され得る。
図8は、ストラップアセンブリ310に結合され、ユーザの異なる部分に隣接して位置決めされた又は当接した3つの異なるセンサを有するユーザインターフェース300を装着したユーザ(ユーザ210など)を示す。示されるように、ストラップアセンブリ310は、ユーザの頭の周りに位置決めされ、フレーム350に結合される。クッション330は、フレーム350に取り付けられ、ユーザの顔とフレーム350の間に位置決めされる。コネクタ370は、フレーム350に結合される。
図8のユーザインターフェース300は、ストラップアセンブリ310の異なる領域に又はそれに隣接して位置され、ユーザの異なる領域に当接する3つのセンサ402A、402AB、及び402Cを含む。センサ402Aは下部ストラップ316Aに隣接して位置され、センサ402Bは延長ストリップ360に位置され、センサ402Cは上部ストラップ314Aに位置される。
図示された実装形態において、センサ402Aは、ユーザの耳にクリップで留められ、末梢酸素飽和度を測定するために使用されるSpOセンサであり得る。SpOセンサをユーザの他の部分(指やつま先など)ではなく、ユーザの耳にクリップすることによって、より信頼性の高い末梢酸素飽和度の測定値が得られ得る。センサ402Aは、フレーム350、第1の電気経路404A、第2の電気経路404B、及び第3の電気経路404Cを通してコネクタ370に電気的に接続される。第1の電気経路404Aは、フレーム350内に配置され、ワイヤ又は電気トレースであり得る。第1の電気経路404Aは、下部ストラップ316Aがフレーム350に結合される、フレーム350のストラップ取付点に延出する。第2の電気経路404Bは、下部ストラップ316A自体を通って延在し、下部ストラップ316Aの内部又は下部ストラップ316Aの表面に位置決めされたワイヤ又は電気トレースであり得る。第1の電気経路404A及び第2の電気経路404Bは、図7に示すように、フレーム350及び下部ストラップ316Aに配置された磁石を使用して電気的に結合され得る。第3の電気経路404Aは、下部ストラップ316Aからユーザの耳に留められたセンサ402Aまで延出する。第3の電気経路404Aはこのため、一般にワイヤとして形成される。このため、センサ402Aによって生成されたデータは、下部ストラップ316A、フレーム350、及びコネクタ370を介して送信され得る。
他の実装形態において、センサ402Aは、ユーザの首又は喉に隣接して位置され得る。これらの実装形態において、第2の電気経路404Bは、下部ストラップ316Aから、センサ402Aまで下方に延出し得る。
図示された実装形態において、センサ402Bは、ユーザインターフェース300がユーザによって着用された時、ユーザの額に当接する接触センサ(EEGセンサなど)である。センサ402Bは、前頭葉の脳活動を測定し得、これは、ユーザの睡眠がどの段階かを判断する、及びユーザの睡眠セッション中の覚醒及び微覚醒を検出するのに役立ち得る。センサ402Bは、フレーム350を介して、及び電気経路406を介してコネクタ370に電気的に接続される。電気経路406は、概してフレーム350から延長ストリップ360まで延在し、ワイヤ又は電気トレースであり得る。一般に、センサ402Bは、延長ストリップ360とユーザの額との間の延長ストリップ360の外部に位置決めされる。センサ402Bは、延長ストリップ360の裏面で電気経路404に電気的に接続され得る、又は電気経路404は、センサ402Bと電気的に接続するために、裏面からわずかに突出してよい(例えば、ワイヤとして)。このため、センサ402Bによって生成されたデータは、延長ストリップ360、フレーム350、及びコネクタ370を介して送信され得る。
図示された実装形態において、センサ402Cは、ユーザインターフェース300がユーザによって着用された時、ユーザのこめかみに接触する接触センサ(EOGセンサなど)である。センサ402Cは、フレーム350、第1の電気経路408A、及び第2の電気経路408Bを通してコネクタ370に電気的に接続される。第1の電気経路408Aは、概して、電気経路406と同一又は類似であり得、このため、フレーム350から延長ストリップ360まで延在する。しかしながら、第1の電気経路408Aは、上部ストラップ314Aを通して延在する、第2の電気経路408Bに接続される。いくつかの実装形態において、図8に示されるように、第1の電気経路と第2の電気経路408Bとの間の遷移は、磁石を利用し得る。他の実装形態において、上部ストラップ314Aは、延長ストリップ360の開口を通してループ状にされ、磁石は使用されない。これらの実装形態において、第1の電気経路408Aは、延長ストリップ360から上部ストラップ314Aに向かって延在するワイヤで終端してよい。その後、ワイヤは上部ストラップ314A内に延在し、このため第2の電気経路408Bを開始する。
第2の電気経路408Bは、センサ402Cと電気的に接続する、ユーザのこめかみに向かって延在する。センサ402Bと同様に、センサ402Cは、ユーザのこめかみと上部ストラップ316Aとの間に位置決めされ得る。センサ402Cは、上部ストラップ316Aの裏面で第2の電気経路408Bに電気的に接続され得る、又は第2の電気経路408Bは、センサ402Cと電気的に接続するために、裏面からわずかに突出してよい(例えば、ワイヤとして)。このため、センサ402Cによって生成されたデータは、上部ストラップ316A、延長ストリップ360、フレーム350、及びコネクタ370を介して送信され得る。
システム100はまた、ユーザが仰向けで寝ているか横向きで寝ているかを決定するように構成されたセンサを含み得る。いくつかの実装形態において、センサは、導管126の異なる側の間の相対的な気流を測定する、ユーザインターフェース124又は導管126に位置され得る。ユーザが横向きに寝ている場合、システム100にユーザがどちら側で寝ているかを判断するのを可能にする、センサの一方が反対側に比べて少ない気流を測定する。センサ間の空気が概して等しい場合、システム100は、ユーザが仰向けに寝ていると判断し得る。この情報は、いくつかの例において、マスクの完全性又は損耗の推定値を提供するために使用され得る。
いくつかの実装形態において、導管に内在されてよい既存の電線は、ユーザインターフェース300で使用され得る。例えば、導管は、温度センサとして使用され得るサーミスタに結合された2本のワイヤを含んでよい。1つ以上のセンサ390からデータを送信するために、サーミスタは取り外され得、これらの2本のワイヤはコネクタに電気的に接続され得る。別の例において、サーミスタは保持されるが、コネクタはサーミスタを迂回して2本のワイヤに電気的に接続するように構成される。さらに別の例において、導管は、導管を通って流れる空気を加熱するために使用されるワイヤを含んでよい。これらのワイヤは、動作に電力を必要とする、ユーザ インターフェース300内の1つ以上のセンサ390又は任意の他のセンサ又は構成要素に電力を供給するために、(例えば、ツェナーダイオードなどの電圧レギュレータ構成要素を取り付けることによって)電圧源として代わりに使用され得る。
いくつかの実装形態において、導管及びコネクタ370を通る気流は、1つ以上のセンサ390及び任意の他の構成要素に電力を供給するために使用され得る。これらの実装形態において、小型発電機は、導管又はコネクタ370内、導管及びコネクタ370を通って流れる加圧空気の経路内に位置され得る。発電機を通って流れる空気は、必要な電力の一部又は全てを生成するために使用され得る。これらの実装形態のいくつかにおいて、発電機は、空気が導管及びコネクタ370を通って流れる時に回転し、それによって電力を生成するタービンを含む。他の実装形態において、熱流束を電気に変換する熱電発電機を含み得る。発電機はナノ材料を含み得る。
1つ以上のセンサ390(一般に、1つ以上のセンサ130又は他のセンサを含み得る)は、様々な異なる目的のために使用され得る。一実装形態において、1つ以上のセンサ390は、口漏れ(例えば、加圧空気が騒音になり、ユーザの喉、気管、又は肺に入らずに口から出る)を検出するために使用される。この実装形態において、クッション330及び/又はフレーム350に位置されたセンサは、ユーザの口から漏れる空気を検出するために使用され得る。これらのセンサは、圧力センサ(圧力センサ132など)、流量センサ(流量センサ134など)、COセンサ、Oセンサ、音響センサ、マイクロフォン、又はセンサの任意の他の組み合わせを含み得る。
一般に、睡眠セッション中にユーザに呼吸治療を提供するために使用され得る多くの呼吸治療デバイスは、様々なパラメータを測定するための独自のセンサを備えている。しかしながら、ユーザインターフェース300は、別個のセンサを備えない呼吸治療デバイスと併せて使用され得る。これらの実装形態において、呼吸治療デバイスは、入口及び出口を画定するハウジングを含み、入口及び出口に流体連通する、ハウジング内の送風機モータを有する。呼吸治療デバイスは、メモリデバイスに格納された機械可読命令を実行して送風機モータに加圧空気を出口から流出させる1つ以上のプロセッサを備えた制御システムも備える。しかしながら、任意の必要なセンサがユーザインターフェース300に位置され得るので、呼吸治療デバイスはそれ自体のセンサを含まない。
例えば、圧力センサ及び流量センサは、送風機モータの動作とユーザに送達される空気の量を監視するために、呼吸治療デバイスにおいてよく使用される。ユーザインターフェース300は圧力センサ及び流量センサを含み得るので、呼吸治療デバイスはそれ自体の圧力センサ及び流量センサを必要としない。ユーザインターフェース300の圧力センサ及び流量センサは、呼吸治療デバイス及び/又は呼吸治療デバイスのユーザに関連するデータを生成し得、そのデータは、ユーザインターフェース300、及びユーザインターフェース300及び呼吸治療デバイスに流体接続する導管を介して送信され得る。呼吸治療デバイスの制御システムは、送風機モータを操作するために圧力センサ及び流量センサからのデータを使用し得る。
一般に、構成要素を電気的に接続するための上記の技術又は特徴はいずれも、ユーザインターフェース300の他の位置で使用され得る。例えば、ストラップアセンブリ310は、磁石を使用してフレーム350に結合するストラップのみを有し得る。別の例において、ストラップアセンブリ310は、フレーム350及び延長ストリップ360の開口を通してループ状にすることによって、フレーム350に結合するストラップのみを有し得る。さらに他の例において、下部ストラップ316A、316Bは、フレーム350の開口を通してループ状にし得るが、上部ストラップ314A、314Bは、磁石を使用して延長ストリップ360に結合し得る。さらに別の例において、フレーム350は、延長ストリップ360を有しなくてよく、このため、上部ストラップ314A、314Bは、下部ストラップ316A、316Bにより近い、フレーム350の本体352に結合され得る。
さらに、ユーザインターフェース300は、図示されるように、コネクタ370、フレーム350、又はストラップアセンブリ310の電気接点の特定の数又は配置に限定されない。ユーザインターフェース300は、一般に、1つ以上のセンサ390を所望の位置に配置すると同時に、1つ以上のセンサ390の各々をコネクタ370に電気的に接続するために、様々な構成要素を通る電気接点及び電気経路の任意の配置を含み得る。例えば、フレーム350及びコネクタ370はそれぞれ、単一のセンサ用の単一の電気接点、単一のセンサ用の電気接点の複数のセット、任意の数のセンサ用の4つより多い又は少ない電気接点などを含み得る。最後に、1つ以上のセンサ390のいずれかは、ストラップアセンブリ310又はユーザインターフェース300の他の部分の任意の適切な位置に位置され得る。
他の実装形態において、様々な電気経路は、ユーザインターフェース124又は導管126の様々な部分の上又はその中のワイヤ又はトレースによって形成されず、代わりに無線電気経路又は誘導電気経路である。無線電気経路は、環境発電及び無線通信を使用し得る。誘導電気経路は、磁場及び/又は電場を利用し得る。
いくつかの実装形態において、ストラップアセンブリ310は、ユーザ210の顔の周りに延在する中空チューブを備える。中空チューブは、それらが全長に沿って中空であることを除いて、概して上部及び下部ストラップ314A、314B、316A、316Bと同じ特徴を全て有し得る。そして、任意のワイヤ又はセンサは、ストラップアセンブリ310を構成する中空チューブ内に位置決めされ得る。
図9A及び9Bは、本開示の態様による様々な異なるセンサを含み得るユーザインターフェース500の斜視図及び分解図をそれぞれ示している。ユーザインターフェース500は、ストラップアセンブリ510、クッション530、フレーム550、及びコネクタ570を含む。ストラップアセンブリ510はフレーム550に結合され得、ユーザがユーザインターフェース500を着用した時、ストラップアセンブリ510は、ユーザの頭がストラップアセンブリ510とフレーム550との間に位置決めされるように、概してユーザの後頭部の周りに位置決めされ得る。クッション530は、ユーザがユーザインターフェース500を着用した時にクッション530がユーザの顔の近くに位置決めされるようにフレーム550の下端に取り付けられ得、その結果、クッション530は、ユーザの顔にシールを形成する。コネクタ570は、フレーム550の開口に挿入されるように構成され、それによってコネクタ570をフレーム550に結合する。呼吸治療システム120の導管126は、コネクタ570の他端に結合され得、それによって呼吸治療システム120をユーザインターフェース500に接続する。他の実装形態において、コネクタ570は任意選択であり得、フレーム550は、代わりに呼吸治療システムの導管に直接接続し得る。
ユーザインターフェース500は、加圧空気を呼吸治療システム120の導管126からクッション530及びフレーム550を通してユーザに、又はより具体的には、ユーザの口及び/又は鼻の周りの、クッション530によって囲まれた空間容積に送達するように構成される。図示された実装形態において、ユーザインターフェース500は、中空部分552A及び552Bを含んで、クッション530をコネクタ570に流体接続する加圧空気用の2つの通路を提供する。このようにして、クッション530は、コネクタ570の内部に流体連通する。ユーザがユーザインターフェース500を着用した時、中空部分552A及び552Bは、概してユーザの頭/顔の両側に位置決めされる。他の実装形態において、ユーザインターフェース500は、加圧空気のための単一の通路を提供するために中空部分552A及び552Bの一方のみを含み、他の部分は加圧空気のための通路を形成しない中実部分であってよい。さらに他の実装形態において、552A及び552Bの両部分が中実であり得、フレーム550は、コネクタ570とユーザの口及び/又は鼻との間の加圧空気のための1つ以上の通路を形成する1つ以上のチューブ(又は他の中空部分)であってよい。このため、図9A及び9Bの実装形態において、呼吸治療システム120の導管126は、ユーザの顔の前の代わりに、概してユーザの頭頂部においてユーザインターフェースのフレームに取り付けられる。
ユーザインターフェース500は、ユーザインターフェース500と同様に、様々な異なる電気経路を含み得る。例えば、コネクタ570は、コネクタ370と同様であり得、呼吸治療システム120の導管126と嵌合するように構成されたコネクタ370の端部に電気接点を含み得る。コネクタ570はまた、フレーム550と嵌合するように構成されたコネクタ370の反対側の端部に環状電気接点を含み得る。次に、フレーム550は、フレーム350と同様であり得、コネクタ570と嵌合するフレーム550の端部近くに電気接点を含み得る。このため、フレーム550及びコネクタ570の電気接点は、呼吸治療システム120の導管126とフレーム550との間で電気接続がなされるのを可能にする。そして、電気経路は、フレーム550からセンサのための標的領域まで、任意の望ましい経路を通して形成され得る。例えば、ワイヤ又はトレースは、フレーム550からユーザの顔に、フレーム550からストラップアセンブリ510を通してユーザの顔に、フレーム550からクッション530を通してユーザの顔に、フレーム550からストラップアセンブリ510及びクッション530を通してユーザの顔に、又は、フレーム550からクッション530及びストラップアセンブリ510を通してユーザの顔に延在し得る。このようにして、フレーム550は、ストラップアセンブリ510に物理的かつ電気的に接続され得、コネクタ570は、フレーム550に物理的かつ電気的に接続され得る。ユーザインターフェース300と同様に、センサは、概してユーザ上又はユーザの周りの任意の標的領域に位置決めされ得、電気接続は、ユーザインターフェース500の構成要素のいずれかを使用してセンサに形成され得る。
ユーザインターフェース300又はユーザインターフェース500の1つ以上のセンサ390は、様々な異なる感知タスクを果たすために、異なる位置に様々な異なるセンサを含み得る。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザの額及び/又は頭皮を含み得る、ユーザの頭の一部に接触する1つ以上のEEGセンサを含む。EEGセンサは、ユーザの脳に関連する電気的活動(脳活動など)を測定し、睡眠段階の検出及び/又はマイクロ睡眠覚醒の検出に使用され得る。EEGセンサはまた、ユーザの耳に位置決めされたイヤホンに実装され得、これはさらに音と温度を監視するために使用され得る。1つ以上のセンサ390は、ユーザの頭皮の様々な異なる領域に接触する複数のEEGセンサを含み得、これは、脳マッピングともいう定量的EEGに使用され得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザの心臓の電気的活動(心臓活動など)を測定するように構成された1つ以上のECGセンサを含む。ECGセンサは、ユーザの頭の異なる部分の間、ユーザの両耳の間、ユーザの下顎の先端とユーザの耳との間など、ユーザの様々な部分の間の電気的活動の違いを測定し得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザの眼の動きを測定するように構成された1つ以上のEOGセンサを含む。EOGセンサはこのため、ユーザがいつ目を動かしているかを検出するために使用され得、これは、次にユーザがいつREM睡眠段階にあるかを判断するのに役立ち得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザの筋肉の電気的活動を測定するように構成された1つ以上のEMGセンサを含む。EMGセンサは、顔の動きを検出するためにユーザの顔の筋肉の近くに配置され得る。例えば、EMGセンサは、顎の動きを検出するためにユーザの顎の近くに配置され得、これは、ユーザが睡眠中に、歯ぎしりとしても知られる、歯をぎしぎしこすり合わせていることを示し得る。EMGセンサによって検出された顎の動き(及び/又は他の筋肉活動)は、ユーザが発作を起こしているかどうかを判断するのに役立ち得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、呼吸音(例えば、口呼吸又は鼻呼吸)、ユーザインターフェースからのノイズ(これは、ユーザが移動した場合など、睡眠セッション中にユーザインターフェースが移動する場合に発生し得る)、バックグラウンドノイズ、ユーザインターフェースからの空気漏れによるノイズなどを検出するために使用され得る1つ以上のマイクロフォンを含む。マイクロフォンは、検出された空気漏れが故意であり、かつユーザインターフェースの通気口の操作によるものかどうか、又は検出された空気漏れが故意でなく、ユーザとユーザインターフェースとの間のシール不良によるものであるかどうかを判断するためにも使用され得る。呼吸信号は、マイクロフォンのデータから導出され得、これは、ユーザの呼吸の質(例えば、通常、遅い、速い、かすれ声、喘鳴、口笛など)を示し得る。いくつかの実装形態において、マイクロフォンは、ユーザの耳の中又は近くに位置決めされたイヤホンとして実装され得、これは、EEGセンサ及び温度センサとしても使用され得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザの末梢酸素飽和度を測定するように構成された1つのSpOセンサを含む。SpOセンサは、ユーザの耳、鼻、唇、及び/又は額の近くなどを含む、様々な位置に配置され得る。SpOセンサは、反射センサ又は透過センサであり得、いくつかの実装形態において、緑色LED及び/又は赤色LEDを利用し得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザの皮膚の電気的特性(皮膚電気活動、又はEDAともいう)を測定するように構成された1つ以上のGSRセンサを含む。GSRセンサは、ユーザの顔に位置され得、ユーザの感情の判断、嘘発見の実行、及び睡眠分析の実行に役立ち得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、慣性測定ユニット(IMU)、又はそれらの任意の組み合わせを含み得る、1つ以上の運動センサを含む。運動センサを使用して、活動(睡眠セッション中の動きなど)、歩行中のユーザの足どり、転倒検出(例えば、ユーザが高齢で、ベッドから落ちる、又は歩行中に転倒する危険がある場合)などを測定するために使用され得る。運動センサは、ユーザの呼吸によるユーザの動き(例えば、呼吸中のユーザの胸部の上下動)を測定するために使用され得、次に、呼吸信号を導出するために使用され得る。運動センサは、呼吸数を決定するために動きの速度を測定し得る、閉塞性睡眠時無呼吸を示し得て、呼吸中にユーザの胸が苦労して動くことを検出し得る、及び、ユーザの脳が呼吸する信号を出さない中枢性睡眠時無呼吸のために、胸がまったく動いていない時を検出し得る。呼吸信号は、ユーザの呼吸の質(例えば、通常、遅い、速い、かすれ声、喘鳴、口笛など)を示し得る。いくつかの実装形態において、運動センサは、ユーザインターフェースが適切にフィットしていないことを示し得る、ユーザの頭にユーザインターフェースの動きがあるかどうかを判断するために使用され得る。この判断は、ユーザインターフェースのストラップの張力を表し得、ユーザインターフェースがユーザの頭に適切に締め付けられているかという、張力センサからのデータに基づいたものであり得る。いくつかの実装形態において、運動センサは、ベッドにおけるユーザの位置を判断するために使用され得、これは、ユーザインターフェースが不適切にフィットされているかどうか、及び、漏れや不良な空気の流れを引き起こしているかどうかを判断するのに役立ち得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ケトンなど、ユーザの呼気中の検体を検出するために使用され得る1つ以上の検体センサを含む。検体センサはこのため、呼気のサンプリングと分析を実行するために使用され得る。検体センサは、空気中の検体も検出し得るため、大気質分析を実行するために使用され得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザの気道に送達される加圧空気の圧力を決定するために使用され得る1つ以上の圧力センサを含む。これらの圧力センサは、導管126内又は呼吸治療デバイス122内の圧力センサよりもユーザの口及び/又は鼻に近いユーザインターフェースに位置され得るため、いくつかの実装形態において、加圧空気の圧力のより正確な測定値を提供し得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、1つ以上のRFセンサ、1つ以上のソナーセンサ、1つ以上のフローセンサ(呼吸治療システム120の任意のフローセンサに加えて、又はその代替であり得る)、1つ以上の温度センサ(ユーザのこめかみ若しくはユーザの耳におけるユーザの深部体温、又はユーザインターフェースの温度を測定するために使用され得る)、1つ以上の心拍数センサ(例えば、ユーザのこめかみにおけるユーザの心拍数を測定するために使用され得る)などを含む。温度センサは、ユーザの耳の中又はその近くに位置決めされたイヤホンとして実装され得、EEGセンサ及びマイクロフォンとしても使用され得る。心拍数センサは、PPGセンサ、RFセンサ、又はユーザの心拍に起因する動き(ユーザの胸部の動き、又は静脈若しくは動脈の脈拍による動きなど)を検出可能である運動センサさえ含み得る。
1つ以上のセンサは、様々な異なる用途に使用され得る。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザが眠っている間に様々な身体機能を測定する睡眠ポリグラフ(PSG)を実行するために使用され得る。PSGは、脳活動を測定するためにEEGセンサ、心臓活動を測定するためにECGセンサ、眼球運動を測定するためにEOGセンサ、筋肉の活動を測定するためにEMGセンサ、及びその他のセンサを使用し得る。PSGは、通常、睡眠調査中に実施されるため、本開示の態様により、PSGが、ユーザが睡眠セッション中に既に着用しているユーザインターフェースを使用して実施されるのを可能にする。ユーザによって既に着用されているユーザインターフェースに形成された電気経路のため、PSGを実行するために必要なセンサは、ユーザインターフェースを通して必要に応じて患者の近くに取り付けられ得る、及び/又は位置決めされ得る。
いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、感情マッピングのために使用され得る。1つ以上のセンサ390は、ユーザの感情状態に関連し得る、顔の表情及び体の位置を含む、様々な異なる特徴を検出し得る。1つ以上のセンサ390は、強制的な感情に対する自発的な感情を検出するためにも使用され得る。1つ以上のセンサ390によって検出されたユーザの心拍数及び呼吸数も、ユーザのストレスレベルを示し得る、ユーザの感情状態を判断するために使用され得る。1つ以上のセンサ390によって検出された発話も、ユーザの感情状態の判断に役立つために使用され得る。ガルバニック皮膚反応センサからのデータも、ユーザの感情状態を判断するのに役立ち得る。
1つ以上のセンサ390からのデータは、ユーザが呼吸治療システム120を使用して治療する睡眠関連状態以外の状態を検査するために使用され得る。例えば、データは、断続的な心臓の異常、呼吸の異常などによって証明され得る心房細動などの基礎状態がユーザにあるかどうかを判断するために使用され得る。1つ以上のセンサ390からのデータは、早期発症アルツハイマー病、認知症、及び他の認知異常の兆候をチェックすることを含む、ユーザの認知機能のレベルを判断するためにも使用され得る。1つ以上のセンサ390からのデータは、風邪やインフルエンザ、又は他の慢性疾患などの状態に関連付け得る、ユーザの眠気のレベルを判断するためにも使用され得る。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390からのデータは、ユーザが経験しているあらゆる不快感又は痛みを検出し、痛み/不快感(例えば、睡眠セッション中にユーザにとって特定の体又は首の位置が痛む場合がある)の潜在的な原因を判断するために使用され得る。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390は、ユーザの寝室(又は睡眠セッション中にユーザがいる場合のある他の部屋)の様々な特徴を検出するために使用され得る。例えば、ソナーセンサは、部屋の物理的特徴を識別し、マッピングするために使用され得る。いくつかの実装形態において、1つ以上のセンサ390からのデータは、ユーザに、ユーザの睡眠セッション後にフィードバックを提供するために使用される。フィードバックは、ユーザにデータ自体を提供すること、及び/又はデータに基づく分析を含み得る。これらの他の状態を検出及び監視するために1つ以上のセンサ390を使用することによって、ユーザインターフェース300及び/又はユーザインターフェース500は、これらの他の状態に苦しむユーザの他の状態を検出及び監視するためのより効率的な機構を提供する、及び/又はこれらの他の状態を治療するための他の治療法が必要である。
いくつかの実装形態において、ユーザインターフェースは、1つ以上のセンサ390からのデータに基づいて機能を実行するように構成された1つ以上のアクチュエータを含んでよい。アクチュエータは、ユーザへのユーザインターフェースのフィットを調整する(例えば、ストラップアセンブリを締めたり緩めたりすることによって、又はユーザの顔に対してユーザインターフェースを再び位置決めすることによって)、睡眠セッション中にユーザを覚醒させる、又はその他の所望な機能を実行するために使用され得る。
いくつかの実装形態において、ユーザインターフェースは、呼吸治療システム120によって提供される任意の電力とは別に、1つ以上のセンサ390に電力を供給するための構成要素を含んでよい。ユーザインターフェースはまた、1つ以上のセンサ390によって生成されたデータを呼吸治療システム120から独立して転送及び保存されるのを可能にする1つ以上の通信インターフェース(例えば、送信機、受信機、送受信機、データポートなど)も含み得る。このため、ユーザインターフェースは、いくつかの実装形態において、データを独立して生成及び転送することが可能な独立したセンサ一式を形成し得る。
以下の請求項1~69のいずれか1つ以上からの、1つ以上の要素若しくは態様若しくはステップ、又はそれらの任意の部分は、他の請求項1~69のいずれか1つ以上からの、1つ以上の要素若しくは態様若しくはステップ、又はそれらの任意の部分、又はそれらの組み合わせと組み合わせて、本開示の1つ以上の追加の実装及び/又は請求項を形成し得る。
本開示は、1つ以上の特定の実装形態又は実装を参照して記載されるが、当業者は、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく多くの変更がなされ得ることを認識するであろう。これらの実装形態及びその明らかな変形の各々は、本開示の精神及び範囲内にあると考えられる。本開示の態様による追加の実装は、本明細書に記載された実装のいずれかからの任意の数の特徴を組み合わせてよいことも考えられる。

Claims (27)

  1. 呼吸治療システムのユーザインターフェースであって、
    前記ユーザインターフェースがユーザによって着用されたときに、概してユーザの頭の少なくとも一部の周りに位置決めされるように構成されたストラップアセンブリと、
    開口を画定し、前記ストラップアセンブリに結合されたフレームと、
    コネクタが前記フレームに物理的及び電気的に接続されるように、前記フレームの前記開口内に少なくとも部分的に結合されるように構成された第1の部分、及び第2の部分を有するコネクタと、
    クッションが前記コネクタの内部に流体連通するように、前記フレームに結合されたクッションと、
    前記ユーザインターフェースに結合された1つ以上のセンサであって、前記クッション又は前記フレームに結合された第1の無線周波数(RF)センサ、及び前記コネクタに結合された第2のRFセンサを少なくとも含む、1つ以上のセンサと、
    を備え、
    前記第1のRFセンサからのデータは、前記第1のRFセンサと前記第2のRFセンサとの間の少なくとも一部が無線又は誘導式である第1の電気経路を介して、並びに前記第2のRFセンサと前記呼吸治療システムの制御システム及び記憶装置との間の第2の電気経路を介して伝達可能である、
    ユーザインターフェース。
  2. 前記第1のRFセンサは、前記第1のRFセンサからのデータが前記フレームを通る前記第1の電気経路を介して送信され得るように、前記フレーム電気的に接続される、請求項1に記載のユーザインターフェース。
  3. 前記呼吸治療システムは、呼吸治療デバイスと、前記呼吸治療デバイス及び前記ユーザインターフェースに流体連通するように構成された導管と、前記ユーザインターフェースと、を含み、前記コネクタの前記第2の部分は、前記コネクタが前記導管に流体連通するように、前記導管に物理的及び電気的に結合されるように構成される、請求項1又は請求項2に記載のユーザインターフェース。
  4. 前記第2の電気経路が前記導管を含み、前記制御システムは、前記第1のRFセンサからのデータに少なくとも部分的に基づいて、前記呼吸治療デバイスの動作を変更するように構成される、請求項3に記載のユーザインターフェース。
  5. 前記フレームが、第1の表面及び対向する第2の表面を画定する本体と、前記開口が環状突起によってさらに画定されるように、前記第1の表面上の前記開口の外周の周りに形成され、前記第1の表面から離れる方向に延在する環状突起と、を含む、請求項1~4のいずれか一項に記載のユーザインターフェース。
  6. 前記コネクタは1つ以上の電気接点を含む、請求項5に記載のユーザインターフェース。
  7. 前記コネクタの前記1つ以上の電気接点の各々は、少なくとも部分的に環状の電気接点である、請求項6に記載のユーザインターフェース。
  8. 前記第1のRFセンサは、前記第1のRFセンサからのデータが前記コネクタの前記電気接点を介して送信され得るように、前記コネクタの前記1つ以上の電気接点のうちの少なくとも1つに電気的に接続されることによって前記第2のRFセンサを前記コネクタに電気的に接続する、請求項6又は請求項7に記載のユーザインターフェース。
  9. 前記フレームが1つ以上の電気接点を含む、請求項6又は請求項7に記載のユーザインターフェース。
  10. 前記フレームの前記1つ以上の電気接点の各々は、少なくとも部分的に環状の電気接点である、請求項9に記載のユーザインターフェース。
  11. 前記第1のRFセンサからのデータが前記フレームの前記電気接点を介して伝送され得るように、前記コネクタの前記1つ以上の電気接点の各々は、前記コネクタが前記フレームに結合されたときに、前記フレームの前記1つ以上の電気接点のうちの対応する1つと接触することによって前記フレームを前記コネクタに電気的に接続する、請求項9又は請求項10に記載のユーザインターフェース。
  12. 前記第1のRFセンサからのデータが、前記フレームの前記1つ以上の電気接点及び前記コネクタの前記1つ以上の電気接点を介して送信され得るように、前記第1のRFセンサは、前記フレームの前記1つ以上の電気接点のうちの少なくとも1つに電気的に接続される、請求項11に記載のユーザインターフェース。
  13. 前記ストラップアセンブリは複数のストラップを含み、前記ユーザインターフェースは、前記複数のストラップの少なくとも1つに結合された追加センサをさらに含む、請求項11又は請求項12に記載のユーザインターフェース。
  14. 前記フレームは、前記フレームの前記1つ以上の電気接点に電気的に接続される1つ以上の電気接点を含むストラップ取付点であって、前記複数のストラップのうちの1つの端部に結合するように構成されたストラップ取付点を含む、請求項13に記載のユーザインターフェース。
  15. 前記追加センサによって生成されたデータが、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点、前記フレームの前記1つ以上の電気接点、及び前記コネクタの前記1つ以上の電気接点を介して送信され得るように、前記追加センサは、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点に電気的に接続され、
    前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点と前記フレームの前記1つ以上の電気接点は、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点と前記フレームの前記1つ以上の環状接点とを接続する少なくとも1つのワイヤによって電気的に接続され、
    前記フレームの前記本体の前記第2の表面上に形成され、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点と前記フレームの前記1つ以上の電気接点とを接続する少なくとも1つの電気トレースと、前記第1の表面と前記第2の表面との間の前記フレームの前記本体内に形成され、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点と前記フレームの前記1つ以上の電気接点とを接続する、少なくとも1つの電気トレースとを備える、
    請求項14に記載のユーザインターフェース。
  16. 前記追加センサによって生成されたデータが、前記複数のストラップのうちの前記1つの端部の前記1つ以上の電気接点、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点、前記フレームの前記1つ以上の電気接点、及び前記コネクタの前記1つ以上の電気接点を介して送信され得るように、前記追加センサは、前記複数のストラップのうちの前記1つのストラップの前記端部に形成された前記1つ以上の電気接点に電気的に接続され、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点に電気的に接続されるか、又は、
    前記ストラップ取付点は、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点に隣接する第1の磁石を含み、前記複数のストラップのうちの前記1つの前記端部は、前記複数のストラップのうちの前記1つの前記端部の前記1つ以上の電気接点に隣接する第2の磁石を含み、
    前記複数のストラップのうちの前記1つの前記端部が前記フレームに結合されたとき、前記第1の磁石が前記第2の磁石と磁気的に吸引して接触することによって、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点を、前記複数のストラップのうちの前記1つの前記端部の前記1つ以上の電気接点との物理的な接触で固定するか、又は、
    前記ストラップアセンブリは、前記複数のストラップのうちの前記1つの前記端部の前記1つ以上の電気接点に位置決めされた第1の端部と、前記ユーザの標的領域に隣接する前記ストラップアセンブリの一部に位置決めされた第2の端部とを有する電気経路を形成し、
    前記追加センサによって生成されたデータが、前記ストラップアセンブリの前記電気経路の前記第2の端部、前記複数のストラップのうちの前記1つの前記端部の前記1つ以上の電気接点、前記ストラップ取付点の前記1つ以上の電気接点、前記フレームの前記1つ以上の電気接点、及び前記コネクタの前記1つ以上の電気接点を介して伝送され得るように、前記追加センサは、前記ユーザの標的領域に隣接して位置決めされ、前記ストラップアセンブリの前記電気経路の前記第2の端部に電気的に接続される、
    請求項14に記載のユーザインターフェース。
  17. 前記ストラップアセンブリは、前記ユーザインターフェースが前記ユーザによって着用されたときに、前記ユーザの頭の後ろに位置決めされるように構成された後部と、前記ユーザインターフェースが前記ユーザによって着用されたときに、前記ユーザの前記頭の前に向かって前記後部から延在するように構成された複数のストラップと、を含む、請求項1~16のいずれか一項に記載のユーザインターフェース。
  18. 前記フレームは、前記ユーザが前記ユーザインターフェースを着用したとき、前記ユーザの口の上、前記ユーザの鼻の上、又は、前記ユーザの口と鼻の両方の上に、被せられるように構成され、前記ユーザインターフェースは、前記ユーザが前記ユーザインターフェースを着用したとき、前記フレームの上端から前記ユーザの額まで延在するように構成された延長ストリップを含む、請求項17に記載のユーザインターフェース。
  19. 前記1つ以上のセンサは、前記ユーザインターフェースが前記ユーザによって着用されたときの前記ユーザの前記額に、前記ユーザインターフェースが前記ユーザによって着用されたときの前記ユーザのこめかみに、又は前記ユーザインターフェースが前記ユーザによって着用されたときの前記ユーザの喉に、当接するように構成された追加センサを含み、
    前記追加センサによって生成されたデータが、前記延長ストリップ、前記フレーム、及び前記コネクタを介して送信され得るように、前記追加センサは、前記延長ストリップ及び前記フレームを通して前記コネクタに電気的に接続される、
    請求項18に記載のユーザインターフェース。
  20. 前記1つ以上のセンサは、前記ストラップアセンブリ、前記クッション又は前記フレームに結合された追加センサを含み、前記ストラップアセンブリ、前記クッション又は前記フレームに結合された前記追加センサによって生成されたデータは、前記追加センサと前記コネクタとの間の電気経路を介して前記コネクタに結合された前記少なくとも1つのセンサに送信される、請求項1~19のいずれか一項に記載のユーザインターフェース。
  21. 前記第1のRFセンサと前記第2のRFセンサとの間の前記第1の電気経路は、前記第1のRFセンサに電気的に接続されかつ前記第2のRFセンサに向かって前記フレーム内に延びる1つ以上のワイヤ含む、請求項1~20のいずれか一項に記載のユーザインターフェース。
  22. 前記第1のRFセンサと前記第2のRFセンサとの間の前記第1の電気経路は、前記第1のRFセンサと前記フレームとの間の、1つ以上のワイヤによって形成される第1の電気接続、及び前記フレームと前記第2のRFセンサとの間の、ワイヤを含まない第2の電気接続を含む、請求項21に記載のユーザインターフェース。
  23. 前記フレームは、各々が前記クッション及び前記コネクタに結合され、前記コネクタから前記フレームの前記開口に向かって延びる第1の中空部分及び第2の中空部分を含み、前記第1の中空部分及び前記第2の中空部分の各々は、前記クッションを前記コネクタに流体連通する2つの異なる通路を形成するように互いに分離しており、
    前記第1の電気経路の前記1つ以上のワイヤは、(i)前記第1のRFセンサから第2のRFセンサまで前記第1の中空部分を通って若しくは前記第1の中空部分に沿って延びる少なくとも1つのワイヤ、(ii)前記第1のRFセンサから前記第2のRFセンサまで前記第2の中空部分を通って若しくは前記第2の中空部分に沿って延びる少なくとも1つのワイヤ、又は(iii)前記(i)および前記(ii)の両方を含む、請求項22に記載のユーザインターフェース。
  24. 前記第1のRFセンサと前記第2のRFセンサとの間の第1の電気経路は、前記第1のRFセンサから前記フレームを少なくとも部分的に通って延びる少なくとも1つのワイヤを含む、請求項1~23のいずれか一項に記載のユーザインターフェース。
  25. 前記第1のRFセンサ及び前記第2のRFセンサの両方が非接触型センサである、請求項1~24のいずれか一項に記載のユーザインターフェース。
  26. 前記第1のRFセンサがRF送信機又はRF受信機である、請求項1~25のいずれか一項に記載のユーザインターフェース。
  27. 前記第2のRFセンサがRF送信機又はRF受信機である、請求項1~26のいずれか一項に記載のユーザインターフェース。
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