專(zhuān)利名稱(chēng)：用于分析肺性能的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及肺功能測(cè)試并且尤其涉及用于使用受控的采樣 氣體注射進(jìn)入氣體輸送系統(tǒng)中而實(shí)時(shí)或是接近實(shí)時(shí)地測(cè)量肺功能的設(shè) 備和方法。
背景技術(shù)：
對(duì)于保健提供者而言，由于肺病例如慢性支氣管炎和肺氣腫的流 行，精確地確定病人的肺功能和結(jié)構(gòu)變得日益重要。許多用于肺功能 和結(jié)構(gòu)的測(cè)試使用氣體稀釋技術(shù)。在這些測(cè)試中，病人吸入已知成分 的氣體混合物，該氣體混合物通常存儲(chǔ)在由氣體制造商提供的加壓氣 罐或缸中。在病人的肺部中，這些氣體組分中的一些就會(huì)在氣體組分 穿過(guò)牙槽吸入和/或擴(kuò)散之前由肺部?jī)?nèi)的氣體稀釋。肺功能和肺部結(jié)構(gòu) 信息可以通過(guò)測(cè)量和分析病人呼出的氣體的成分和體積而得到。吸入 氣體混合物中的示蹤氣體包括一氧化碳和乙炔(其中每個(gè)均用于測(cè)量 沿著牙槽擴(kuò)散的氣體)和氦和甲烷(其中每個(gè)均用于測(cè)量肺部空腔和/
或肺測(cè)試i殳備中的無(wú)效區(qū)(dead space))。 可以理解， 一氧化碳和 乙炔會(huì)很容易并且迅速地吸收到血流中而氦和甲烷卻不會(huì)。在這種情 形下，在吸入和/或呼出氣體中的一氧化碳或乙炔組分和氦或甲烷的體 積是與采樣氣體的已知成分一起確定和使用的，從而計(jì)算由肺部吸收 的 一氧化碳或乙炔的體積?？梢詼y(cè)量呼出氣體中的二氧化碳的濃度以 確定肺部擴(kuò)散，因?yàn)槎趸嫉臐舛扰c吸收到血流中的氧的量直接相 關(guān)。
圖1中顯示了典型的肺測(cè)試設(shè)備(例如來(lái)自Ferraris Respiratory, Inc.的EagleTM )。設(shè)備100包括呼吸導(dǎo)管104和測(cè)試氣體進(jìn)氣組件120， 其中呼吸導(dǎo)管104包括病人管嘴108、分別用于排放呼出空氣和吸入周?chē)肟諝獾牡谝怀隹?112和第二出口 116。球形閥124和128分 別打開(kāi)和閉合出口 112和116。測(cè)試氣體進(jìn)氣組件120包括隔膜132, 隔膜132由彈簧136偏壓并且連接到閉合臂140上， 一旦需要，閉合 臂140就打開(kāi)和關(guān)閉導(dǎo)管148的測(cè)試氣體導(dǎo)入端口 144。當(dāng)病人閉合 球形閥124和128并且吸入時(shí)，隔膜132就向下拉動(dòng)重新i殳置的閉合 臂140，如虛線所示。在該位置，端口 144被打開(kāi)，因此將已知成分 的加壓測(cè)試氣體經(jīng)由導(dǎo)管148導(dǎo)入設(shè)備100中。測(cè)試氣體隨后由病人 經(jīng)由病人管嘴108吸入。
病人可以立即或在一個(gè)確定的時(shí)間之后呼出，這取決于所進(jìn)行測(cè) 試的類(lèi)型。由塊152表示的一系列氣體組分傳感器測(cè)量吸入和/或呼出 氣體流(多個(gè)氣體流)中的各種所選氣體組分的濃度。此外，如果希 望的話，氣流測(cè)量i殳備156測(cè)量吸入和/或呼出氣體流的流量。
下面的等式給出了由病人實(shí)際吸入的氣體組分的體積
Vx=(VFxFx)-[(Fx-FA)xVDS
其中VF是由病人實(shí)際吸入的總氣體體積，F(xiàn)x是罐體積中所選氣 體組分的部分(fraction ) ， Fa是周?chē)諝?或測(cè)試之前設(shè)備100中) 所選氣體組分的濃度，并且VDs是設(shè)備100的內(nèi)部體積(無(wú)效區(qū)體積)。
如果氣體組分具有穿過(guò)牙槽進(jìn)入血流的可忽略的擴(kuò)散速率，呼出 氣體濃度測(cè)量值將允許估算開(kāi)始吸入時(shí)的肺部體積。使用氣體例如具 有通過(guò)牙槽的高擴(kuò)散率的一氧化碳，呼出氣體濃度的測(cè)量值將提供肺 部擴(kuò)散特性的估計(jì)值。
該設(shè)備100具有缺點(diǎn)。例如，它復(fù)雜、昂貴、非常大并且笨拙并 且很難使用。它通常并不能用于多種肺測(cè)試，例如在病人鍛煉時(shí)進(jìn)行 的肺測(cè)試。
在肺功能和肺部結(jié)構(gòu)測(cè)試中使用的預(yù)混合氣體可能非常昂貴。與 專(zhuān)用汽缸的訂貨、存儲(chǔ)和處理相關(guān)的后勤還會(huì)增加肺功能實(shí)驗(yàn)室操作 的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
7這些和其它需要是通過(guò)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例和配置解決的。本發(fā)
種;部功能和結(jié)構(gòu)。" ' 、 ' P '
在一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備使用開(kāi)口的相對(duì)的端部并且沒(méi)有閥，例如
需求閥置于呼吸中。測(cè)試氣體的吸入是通過(guò)使用氣體注射器實(shí)現(xiàn)的。
氣體輸送系統(tǒng)可以被數(shù)字控制以提供改變流量和成分的測(cè)試氣體。
由于快速氣體分析器的使用，測(cè)量的精度并不取決于吸入氣體成
分一致的假設(shè)。
依照一個(gè)實(shí)施例，測(cè)試氣體存儲(chǔ)在很小的單或多用途筒中并且在 吸入過(guò)程中提供給病人。筒基本上小于現(xiàn)有技術(shù)中專(zhuān)用的汽缸并且因 此可以很容易地存儲(chǔ)和用在幾乎任何設(shè)置中。
本發(fā)明的設(shè)備具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。例如，它很簡(jiǎn)單、輕便、便宜、小 并且易于使用。它可以被數(shù)字地控制并且以可變流量提供可變的氣體 成分。該設(shè)備可以很容易地適于多種肺和心臟測(cè)試，包括應(yīng)力測(cè)試。 它可以向病人吸氣提供極低的阻力，這不僅對(duì)于測(cè)試準(zhǔn)確性而且對(duì)于 具有慢性肺病的病人非常重要。
依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了肺測(cè)試設(shè)備，包括
(a) 第一端部和第二端部，該第一端部包括用于病人的管嘴并且 第二端部通向周?chē)諝猓?br> (b) 鄰近第二端部設(shè)置的至少一個(gè)測(cè)試氣體注射器，該注射器傾 斜遠(yuǎn)離第一端部，藉此測(cè)試氣體沿遠(yuǎn)離第一端部的方向?qū)耄?br> (c )可操作以確定至少為病人吸入和呼出之一的氣體流量的流量 測(cè)量設(shè)備；和
(d)可操作以測(cè)量所選氣體組分量的氣體分析器。
至少一個(gè)測(cè)試氣體注射器可以置于第二端部中和/或附近，這樣氣 體注射器就可以向第二端部提供測(cè)試氣體。
通過(guò)包含在此的發(fā)明(多個(gè)發(fā)明)的公開(kāi)，這些和其它優(yōu)點(diǎn)將會(huì) 顯而易見(jiàn)。
上述實(shí)施例和配置既不完全也非窮舉?？梢岳斫猓ㄟ^(guò)單獨(dú)或是
8組合利用上文所述或是下面詳細(xì)描述的特征，本發(fā)明的其它實(shí)施例也 是可能的。


圖l是依照現(xiàn)有技術(shù)的肺測(cè)試設(shè)備的剖視圖； 圖2A是依照本發(fā)明的實(shí)施例的肺測(cè)試設(shè)備的剖視圖； 圖2B是沿圖2A中的線2B-2B剖開(kāi)的剖視圖； 圖3是吸入氣體體積(縱軸)相對(duì)于時(shí)間(橫軸)的圖以提供界 定一系列氣體流量的曲線；
圖4是圖3的曲線的一部分的放大圖； 圖5是對(duì)于吸入的氣流，氣體流量相對(duì)于時(shí)間的圖；并且 圖6是依照本發(fā)明的第二實(shí)施例的肺測(cè)試設(shè)備的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
參見(jiàn)圖2A和2B，下面將討論本發(fā)明的肺測(cè)試設(shè)備200的第一實(shí) 施例。該設(shè)備包括呼吸導(dǎo)管204，呼吸導(dǎo)管204在一個(gè)端部上具有病 人管嘴208并且在另一個(gè)端部上具有測(cè)試氣體導(dǎo)入口 212。多個(gè)注射 器216a-h布置在測(cè)試氣體導(dǎo)入口 212中以將期望的測(cè)試氣體從加壓 氣體源提供到入口 212中。氣流測(cè)量設(shè)備156和由塊152表示的一組 氣體組分傳感器或是氣體分析器設(shè)置在導(dǎo)管204的兩個(gè)端部之間。控 制器220接收來(lái)自設(shè)備156和傳感器的測(cè)量信號(hào)，使用測(cè)量值確定肺 (肺臟)參數(shù)，例如擴(kuò)散和肺活量和基于此的控制測(cè)試氣體導(dǎo)入或通過(guò) 注射器216a - h的流量，并且控制提供給注射器216a - h的測(cè)試氣體 成分、在吸氣過(guò)程中測(cè)試氣體的注射和在呼氣過(guò)程中測(cè)試氣體注射的 終止。
呼吸導(dǎo)管204在任一端開(kāi)口并且優(yōu)選地向病人吸入提供很小(如 果存在的話)的阻力(這對(duì)具有慢性肺病的病人而言非常重要)。換 句話說(shuō)，當(dāng)測(cè)試氣體不通過(guò)注射器導(dǎo)入時(shí)，病人可以通過(guò)將他的嘴設(shè) 置在管嘴208上方并且吸入，而這將穿過(guò)敞開(kāi)的入口 212而呼吸周?chē)?br> 9空氣。對(duì)于呼吸導(dǎo)管204來(lái)說(shuō)，還希望它具有小體積(無(wú)效區(qū))以使 再呼吸氣體的量最小化。導(dǎo)管204可以是任何成分，但是優(yōu)選為塑料 構(gòu)成。
注射器216a-h優(yōu)選具有小于注射器216a-h的主體直徑的出口 孔以在比穿過(guò)注射器主體的流量更高的速度下將測(cè)試氣體導(dǎo)入到入口 212中。注射器優(yōu)選偏離病人以沿遠(yuǎn)離病人的任何流動(dòng)方向?qū)霘怏w。 該注射器朝向避免測(cè)試氣體強(qiáng)行進(jìn)入病人肺部，這種強(qiáng)行進(jìn)入會(huì)降低 測(cè)試的準(zhǔn)確性。優(yōu)選地，相對(duì)于導(dǎo)管204的水平中心線224測(cè)量的角 度9小于90度并且更優(yōu)選地在從大約10度到大約75度的范圍內(nèi)。雖 然在圖2B中顯示了八個(gè)注射器216a-h，但是應(yīng)當(dāng)理解，只要可以保 持測(cè)試氣體壁250，就可以使用任何數(shù)目或配置的注射器。此外，雖 然在此討論的是變流量注射器，但是應(yīng)當(dāng)理解，也可以使用固定流量 的注射器，只要固定流量足以保持測(cè)試氣體壁250即可。
氣流測(cè)量設(shè)備200可以是能夠測(cè)量氣流的設(shè)備，包括但并不限于 pneumatach、超聲波發(fā)射器和接收器、可變孔、傳感器及其組合。
氣體傳感器或分析器152通常包括多個(gè)用于測(cè)量每種所選氣體組 分的氣體傳感器。傳感器優(yōu)選在導(dǎo)管通道的橫截面上基本上均勻地分 布以提供更精確的氣體組分測(cè)量值。可以使用任何適當(dāng)?shù)臍怏w傳感器。
控制器220可以是包括微處理器在內(nèi)的任何適當(dāng)?shù)奶幚砥?，并?通常包括用于存儲(chǔ)測(cè)量值、計(jì)算控制和導(dǎo)出模塊和其它信息的存儲(chǔ)器。 雖然在圖2中顯示了數(shù)字氣體輸送系統(tǒng)，但是應(yīng)當(dāng)理解，使用模擬氣 體輸送系統(tǒng)也可以同樣很好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的概念。
測(cè)試氣體供給組件230由控制器220控制并且以期望的流量提供 期望成分的測(cè)試氣體。為了控制成分，組件230包括多個(gè)氣體存儲(chǔ)容 器234a-n，每個(gè)容器均具有一種不同的氣體成分("G"),并且包括 相應(yīng)的多個(gè)控制從容器中流出的閥("V") 238a-n。為了控制流量，組 件230包括具有不同孔尺寸的多個(gè)流量限流器("R") 242a-i和用于 控制氣流通過(guò)相應(yīng)的流量限制器242的相應(yīng)的流量閥("V") 246a-i。 虛線表示用于將氣體傳送到注射器216的氣流線而實(shí)現(xiàn)表示從控制器
10220向各個(gè)閥246a - i和238a - n輸送數(shù)字命令的信號(hào)控制線。
為了演示測(cè)試氣體供給組件230的操作，假定"X"表示所選流量， 通過(guò)每個(gè)流量限制器的流量是X與所選流量因子的乘積(例如，在二 進(jìn)制圖表中測(cè)量孔，例如通過(guò)閥242a的流量為8X，通過(guò)閥242b的流 量為4X，通過(guò)閥242c的流量為2X，并且通過(guò)閥242i的流量為X，這 可以提供可以由四位的二進(jìn)制編碼調(diào)節(jié)的十六種不同的流量)，并且 容器234a-n中的每一個(gè)均容納另 一種氣體組分(例如，容器234a 容納一氧化碳或乙炔，容器234b容納氦或甲烷，并且容器234n容納 分子氧)?？刂破?20可以通過(guò)打開(kāi)間238a和238b和閥246a-i中 所選的一個(gè)或是其組合而以所選流量傳送一方面包含一氧化碳或乙炔 并且另一方面包含氦或甲烷的混合物的氣體?？梢岳斫猓總€(gè)容器234 可以包括氣體組分的混合物或者包含氣體組分的所選混合物的單個(gè)容 器可以依據(jù)應(yīng)用替換所有的容器。圖2的配置可以提供簡(jiǎn)單、可控和 通用的肺測(cè)試設(shè)備。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2A和3 - 5描述肺測(cè)試設(shè)備200的操作。 要開(kāi)始測(cè)試，控制器220通過(guò)注射器216導(dǎo)入測(cè)試氣體混合物， 導(dǎo)入的流量可以在所選的時(shí)間段上提供比病人在同樣的時(shí)間段上可能 吸入的氣體體積更大的測(cè)試氣體體積。測(cè)試氣體沿著導(dǎo)管204橫截面 的均勻分布可以有效地提供一種測(cè)試氣體的"壁"250，該壁250可以堵 塞或抑制周?chē)諝饬鲃?dòng)通過(guò)導(dǎo)管200并且進(jìn)入病人的肺部。通過(guò)注射 器的必需的氣體流量取決于所使用氣體注射器的數(shù)目。
病人然后就可以通過(guò)管嘴208吸入測(cè)試氣體。當(dāng)病人的吸入速率 (或通過(guò)導(dǎo)管204的流量)改變時(shí)，控制器220根據(jù)需要向閥246a-i 發(fā)出命令以同時(shí)并且相等地降低或增大通過(guò)注射器的流量以將保持足 以補(bǔ)償由病人吸入氣體的大的導(dǎo)入氣體流量。參照?qǐng)D5,例如，曲線 500表示通過(guò)注射器的總的流量，在任何時(shí)間點(diǎn)上等于由流量傳感器 156測(cè)量的通過(guò)導(dǎo)管的流量。由圖5可以看出，通過(guò)注射器的總的流 量504在所選的時(shí)間間隔上保持在一個(gè)比曲線上同樣的間隔上的流量 更大的值上。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，在任何所選時(shí)間間隔中，通過(guò)注射器的流 量保持在比曲線上流量更大的所選流量上，其中所選流量足以保持測(cè)
試氣體壁250。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器220測(cè)量當(dāng)前流量，確定流 量在所選數(shù)目的上述時(shí)間間隔上的流量變化率，并且基于該信息預(yù)測(cè) 在后續(xù)的時(shí)間間隔上可能的流量。發(fā)送至閥246a-i、用于后續(xù)的時(shí)間 間隔中的閥控制的控制信號(hào)通常基于該預(yù)測(cè)。
可以分別使用來(lái)自流量傳感器156和氣體濃度傳感器152的測(cè)量 值確定吸入和/或呼出的氣體組分體積。圖3顯示了針對(duì)所選氣體組分 X的典型的病人吸氣曲線300。曲線下方的面積表示由病人在時(shí)間間 隔To至Tn上吸入的氣體組分X的總體積。該面積可以使用任何已知 的數(shù)學(xué)算法例如積分確定。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，面積是使用下面的 等式確定的
其中Vx是由病人吸入的所選氣體組分的總體積，4是在采樣間
隔(由氣流測(cè)量設(shè)備156測(cè)量的)上的吸入流量，F(xiàn)x是在采樣間隔中 表示分量X (由氣體傳感器152測(cè)量的)的吸入氣流的部分，并且at;
是采樣間隔(通常是連續(xù)的測(cè)量之間的時(shí)間間隔)。各個(gè)乘積在肺測(cè) 試的持續(xù)時(shí)間上求和，這會(huì)根據(jù)所進(jìn)行測(cè)試的類(lèi)型而改變。
可以參照?qǐng)D4說(shuō)明等式。圖4顯示了一組采樣時(shí)間間隔，即A-T2、 T2-T3和T3-T4。每個(gè)采樣時(shí)間間隔中的^1是在每個(gè)采樣間隔
上測(cè)量的平均流量?？梢岳斫?，&可以按照多種方式確定，例如中間
<^
流量等。使用該等式，設(shè)備200中的無(wú)效區(qū)由于確定吸入肺部的每個(gè) 成分的體積的算法的精確性而基本上不重要。
收集的測(cè)量值可以用于執(zhí)行多種肺測(cè)試。例如，測(cè)量值可以用于 確定肺部體積，例如使用氣體內(nèi)洗(wash-in)方法(例如，使用分子 氧吸入的分子氮沖洗，曱烷單呼吸稀釋和多呼吸平衡)、(毛細(xì)管和/ 或隔膜)擴(kuò)散，例如使用一氧化碳或乙炔吸收加上非吸收性氣體，和 對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員已知的其它肺部結(jié)構(gòu)和肺功能。設(shè)備200在
12執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)上述測(cè)試而病人在鍛煉時(shí)尤其有用。設(shè)備200可以非 常輕便，很容易地由病人操作，并且可以根據(jù)所希望的特定測(cè)試提供 (而不使用新的設(shè)備200)改變的吸入氣體成分。
可以使用本發(fā)明的多種變化和變體。可以提供本發(fā)明的一些特征 而不提供其它特征。
例如在一個(gè)可選實(shí)施例中，注射不足以保持釆樣氣體的壁250的 釆樣氣體的流量。換句話說(shuō)，允許周?chē)諝膺M(jìn)入導(dǎo)管204用于病人的 吸入而同時(shí)采樣氣體通過(guò)注射器(多個(gè)注射器)導(dǎo)入。在本實(shí)施例中， 采樣氣體可以是單個(gè)氣體組分或是氣體組分的混合物。盡管存在來(lái)自 周?chē)諝獾姆菧y(cè)試氣體組分，氣體分析器仍允許很容易并且很精確地 確定由目標(biāo)氣體組分表示的吸入體積的部分。該實(shí)施例具有可以在測(cè) 試中使用更小體積的采樣氣體的優(yōu)點(diǎn)，這表示可以顯著節(jié)省成本。在 其中使用單個(gè)成分的采樣氣體，例如是單個(gè)成分的一氧化碳或乙炔氣 體時(shí)，如果設(shè)備200發(fā)生故障并且將容器234的整個(gè)體積導(dǎo)入導(dǎo)管204 中，就可以通過(guò)使用足夠小體積的容器234保證病人安全，因此病人 的健康就不會(huì)受到危害。或者，氣體組分的濃度可以被限于安全最大 值，這樣即使在延長(zhǎng)的呼吸狀況下也不會(huì)造成呼吸危害。
圖6中顯示了依照本發(fā)明的實(shí)施例的可選實(shí)施例。在所示實(shí)施例 中，少量的測(cè)試氣體成分(多種成分)以高濃度(高達(dá)100%)存儲(chǔ) 在小蓄氣筒620中。例如，在50 psi下存儲(chǔ)100。/。 CO的2毫升的蓄 氣筒可以向吸氣量為5升的病人提供超過(guò)1000 ppm的CO。蓄氣筒 620通過(guò)閥才幾構(gòu)連接到呼吸導(dǎo)管604上。閥才幾構(gòu)可以是電驅(qū)動(dòng)的螺線 管操縱閥616或其它適當(dāng)?shù)臋C(jī)構(gòu)。閥616可以在測(cè)試過(guò)程中適當(dāng)點(diǎn)處 啟動(dòng)吸入努力之后啟動(dòng)。存儲(chǔ)在蓄氣筒620中的測(cè)試氣體排放到呼吸 導(dǎo)管604中以由病人吸入。也可以使用與閥616串聯(lián)的限流器來(lái)將氣 體排放時(shí)間延長(zhǎng)至幾秒鐘以限制氣體組分的峰值濃度，因此降低對(duì)氣 體傳感器/分析器652的動(dòng)態(tài)范圍要求。類(lèi)似于其它實(shí)施例，流動(dòng)傳感 器656和氣體傳感器/分析器652測(cè)量吸入測(cè)試氣體成分的總體積。該 實(shí)施例具有消除連接測(cè)試氣體源和肺測(cè)試設(shè)備的氣體管線的需要的優(yōu)
13點(diǎn)。小蓄氣筒620優(yōu)選為單個(gè)使用，可以很容易地存儲(chǔ)和獲得。筒的 小尺寸還可以保證病人安全，即使是在整個(gè)內(nèi)容物迅速地排放的情況 下。
在不同實(shí)施例中，本發(fā)明包括基本上如在此描寫(xiě)和描述的成分、 方法、過(guò)程、系統(tǒng)和/或設(shè)備，包括不同實(shí)施例、子組合和其子集。在 理解本公開(kāi)之后本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解如何形成和使用本發(fā)明。 在不同實(shí)施例中，在缺少在此或在其不同實(shí)施例中顯示和/或描述的項(xiàng) 目時(shí)本發(fā)明包括提供設(shè)備和過(guò)程，包括在缺少可能已經(jīng)用在此前的設(shè) 備或過(guò)程中的這種項(xiàng)目時(shí)，例如，為了改進(jìn)性能，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易和/或降低 執(zhí)行的成本。
為了說(shuō)明和描述，已經(jīng)提供了本發(fā)明的前述討論。上述內(nèi)容并非 用來(lái)將本發(fā)明限制為在此公開(kāi)的形式。例如，在前述的詳細(xì)說(shuō)明中， 本發(fā)明的各個(gè)特征在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中出于簡(jiǎn)化公開(kāi)的目的而集合 在一起。公開(kāi)的方法不應(yīng)該被理解成旨在使要求的發(fā)明要求比每個(gè)權(quán) 利要求中清楚地描述的特征更多的特征。而是如下面的權(quán)利要求所反 應(yīng)的，本發(fā)明的各方面都小于前述的單個(gè)公開(kāi)實(shí)施例的所有特征。因 此，下列權(quán)利要求被包含在該詳細(xì)說(shuō)明中，其中每項(xiàng)權(quán)利要求獨(dú)立地
作為本發(fā)明的一個(gè)單獨(dú)的優(yōu)選實(shí)施例。
此外，雖然本發(fā)明的說(shuō)明包括對(duì)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明和特定 變化和變體，但是在理解本公開(kāi)之后可知，其它變化和變體也在本發(fā) 明的范圍中，例如，可以在本領(lǐng)域的技巧和知識(shí)中?？梢灶A(yù)期獲得包 括所允許范圍的可選實(shí)施例的權(quán)利，包括那些權(quán)利要求的可選的、可 互換的和/或等效的結(jié)構(gòu)、功能、范圍或步驟，無(wú)論這些可選的、可互 換的和/或等效的結(jié)構(gòu)、功能、范圍或步驟是否在此公開(kāi)，而沒(méi)有預(yù)計(jì) 公開(kāi)地專(zhuān)用于任何可專(zhuān)利的主題。
1權(quán)利要求
1. 一種肺測(cè)試設(shè)備，包括第一端部和第二端部，該第一端部包括用于病人的管嘴，并且第二端部通向周?chē)諝猓秽徑诙瞬慷ㄎ坏闹辽僖粋€(gè)測(cè)試氣體注射器，該注射器傾斜遠(yuǎn)離第一端部，藉此測(cè)試氣體沿遠(yuǎn)離第一端部的方向?qū)?；可操作以確定由病人吸入和呼出的氣體中至少一個(gè)的流量的流量測(cè)量設(shè)備；和可操作以測(cè)量所選氣體組分的量的氣體分析器。
2. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)試設(shè)備，還包括可操作以確定所選氣體組分的量的控制器。
3. 如權(quán)利要求2所述的測(cè)試設(shè)備，還包括與多個(gè)流量限制器連通的多個(gè)第 一 閥，每個(gè)流量限制器均產(chǎn)生不同程度的流動(dòng)阻力；和與多個(gè)相應(yīng)的容器連通的多個(gè)第二閥，每個(gè)容器均包含一種氣體，該氣體具有與其它容器中的氣體不同的成分，其中，第一和第二閥由控制器控制以提供具有期望氣體成分和/或流量的測(cè)試氣體。
4. 如權(quán)利要求2所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述控制器通過(guò)測(cè)量在吸入過(guò)程中的氣體流量和測(cè)試氣體組分濃度用于確定所選氣體組分的量。
5. 如權(quán)利要求1所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述第一端部和第二端部位于設(shè)備的中心線上。
6. —種用于執(zhí)行肺測(cè)試的方法，包括在病人通過(guò)測(cè)試設(shè)備吸氣時(shí)，朝測(cè)試設(shè)備的開(kāi)口端以所選流量注射測(cè)試氣體；測(cè)量吸入氣體的流量，其中吸入氣體包括測(cè)試氣體；并且測(cè)量吸入氣體中所選測(cè)試氣體組分的濃度。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述測(cè)試氣體的注射是由計(jì)算機(jī)控制的。
8. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述測(cè)試氣體的注射方向遠(yuǎn)離測(cè)試設(shè)備的病人管嘴。
9. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在所選時(shí)間間隔中，測(cè)試氣體的流量提供了比吸入氣體的體積更大的氣體體積。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所選時(shí)間間隔包括多個(gè)連續(xù)的采樣時(shí)間間隔并且還包括在多個(gè)連續(xù)的采樣時(shí)間間隔中保持注射的測(cè)試氣體的體積大于吸入氣體的體積。
11. 如權(quán)利要求6所述的方法，還包括當(dāng)設(shè)備的管嘴在病人的嘴中時(shí)改變測(cè)試氣體的成分。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括在連續(xù)的采樣時(shí)間間隔期間改變測(cè)試氣體的流量。
13. 如權(quán)利要求6所述的方法，還包括使用下面的等式確定所選氣體IE分的吸入體積^ = y ^!l,j A:r ，其中Vx是由病人吸入的所選氣體組分的總體積，i是在采樣間隔中(由流量測(cè)量設(shè)備測(cè)量的)的吸入流量，F(xiàn)x是在采樣間隔期間表示所選組分(由氣體分析器測(cè)量的)的吸入氣流的一部分，^是采樣間隔。
14. 一種可操作用于使用如權(quán)利要求13所述的等式確定吸入體積的邏輯電路。
15. —種計(jì)算機(jī)可讀取介質(zhì)，包括使用如權(quán)利要求13所述的等式確定吸入體積的指令。
16. —種肺測(cè)試設(shè)備，包括第一端部和多個(gè)第二端部，該第一端部包括用于病人的管嘴并且多個(gè)第二端部中的至少一個(gè)通向周?chē)諝猓秽徑辽僖粋€(gè)第二端部定位的至少一個(gè)測(cè)試氣體注射器，該注射器傾斜遠(yuǎn)離第一端部，藉此測(cè)試氣體沿遠(yuǎn)離第一端部的方向?qū)?；可操作以確定由病人吸入和呼出的氣體中的至少一個(gè)的流量的流量測(cè)量設(shè)備；和可操作以測(cè)量所選氣體組分的量的氣體分析器。
17. 如權(quán)利要求16所述的測(cè)試設(shè)備，還包括可操作以確定所選氣體組分的量的控制器。
18. 如權(quán)利要求16所述的測(cè)試設(shè)備，還包括與多個(gè)流量限制器連通的多個(gè)第 一 閥，每個(gè)流量限制器均產(chǎn)生不同程度的流動(dòng)阻力；和與多個(gè)相應(yīng)的容器連通的多個(gè)第二閥，每個(gè)容器均包含一種氣體，該氣體具有與其它多個(gè)容器中的每一個(gè)的氣體不同的成分，其中，第一和第二閥由控制器控制以提供具有期望氣體成分和流量的至少之一的測(cè)試氣體。
19. 如權(quán)利要求16所述的測(cè)試設(shè)備，其特征在于，所述控制器通過(guò)測(cè)量在吸入過(guò)程中的氣體流量和測(cè)試氣體組分濃度以確定所選氣體組分的量。
20. —種肺測(cè)試設(shè)備，包4舌第一端部和第二端部，該第一端部包括用于病人的管嘴，并且第二端部通向周?chē)諝?；至少一個(gè)測(cè)試蓄氣筒，該至少 一個(gè)蓄氣筒經(jīng)由閥與測(cè)試設(shè)備流體連通，藉此測(cè)試氣體導(dǎo)入第二端部；可操作以確定由病人吸入和呼出的氣體中至少 一個(gè)的流量的流量測(cè)量i史備；和可操作以測(cè)量所選氣體組分量的氣體分析器。
21. 如權(quán)利要求20所述的測(cè)試設(shè)備，還包括可操作以操縱閥從而控制測(cè)試氣體流量的控制器。
22. —種肺測(cè)試設(shè)備，包括第一端部和多個(gè)第二端部，該第一端部包括用于病人的管嘴并且多個(gè)第二端部中的至少一個(gè)通向周?chē)諝?；鄰近多個(gè)第二端部中的至少一個(gè)定位的至少一個(gè)測(cè)試蓄氣筒，該至少 一個(gè)蓄氣筒經(jīng)由閥與測(cè)試設(shè)備流體連通，藉此導(dǎo)入測(cè)試氣體；可操作以確定由病人吸入和呼出的氣體中至少 一個(gè)的流量的流量測(cè)量i殳備；和可操作以測(cè)量所選氣體組分的量的氣體分析器。
全文摘要
本發(fā)明提供了測(cè)量所選氣體組分的吸入體積的肺測(cè)試設(shè)備和方法。在一種配置中，所選氣體組分注射到在氣體分析器上游設(shè)備的風(fēng)道中的設(shè)備內(nèi)。設(shè)備具有相對(duì)的開(kāi)口端部，一個(gè)用于病人的嘴并且另一個(gè)用于空氣的吸入。
文檔編號(hào)A61B5/08GK101500482SQ200680015992
公開(kāi)日2009年8月5日 申請(qǐng)日期2006年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月10日
發(fā)明者E·朱, N·托馬斯 申請(qǐng)人:恩斯拜爾保健公司