專利名稱:用于量化自主通氣受檢者的肺順應(yīng)性的系統(tǒng)和方法
用于量化自主通氣受檢者的肺順應(yīng)性的系統(tǒng)和方法本發(fā)明涉及自主通氣受檢者的肺順應(yīng)性的量化。用于量化(例如測(cè)量、估計(jì)等)受檢者的肺順應(yīng)性的系統(tǒng)是已知的。此類系統(tǒng)包括配置為對(duì)受檢者完全機(jī)械通氣的通氣機(jī)系統(tǒng)。這些系統(tǒng)可以實(shí)施于例如不能自主通氣的受檢者。自主通氣受檢者的肺順應(yīng)性的量化部分地取決于呼吸過(guò)程中的膈肌壓力。因此, 配置為量化自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性的一些系統(tǒng)需要實(shí)施加力帶或提供對(duì)膈肌壓力的直接測(cè)量的一些其他傳感器。配置為量化自主通氣受檢者的肺順應(yīng)性的其他系統(tǒng)需要引導(dǎo)和/或教導(dǎo)受檢者人工控制膈肌壓力。但是,這一般需要該受檢者和/或醫(yī)生執(zhí)行特殊的操作,如果不精確地執(zhí)行,該特殊的操作可能不利地影響肺順應(yīng)性的估計(jì)的精度和/或準(zhǔn)確度。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種配置為量化至少部分自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中,該系統(tǒng)包括壓力支持設(shè)備、一個(gè)或多個(gè)傳感器以及一個(gè)或多個(gè)處理器。所述壓力支持設(shè)備被配置為生成要被輸送到至少部分自主通氣的受檢者的氣道的可呼吸氣體的加壓流。所述一個(gè)或多個(gè)傳感器被配置為生成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào),所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)傳達(dá)關(guān)于所述可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的信息。所述一個(gè)或多個(gè)處理器與所述壓力支持設(shè)備和所述一個(gè)或多個(gè)傳感器可操作地連接,并且被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序模塊。所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序模塊包括控制模塊、壓力模塊以及順應(yīng)性模塊。所述控制模塊被配置為控制所述壓力支持設(shè)備以在所述受檢者的一系列連續(xù)吸氣過(guò)程中調(diào)節(jié)所述可呼吸氣體的加壓流的壓力。所述壓力模塊被配置為確定在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中的所述受檢者的吸氣過(guò)程中應(yīng)該由所述控制模塊將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力,從而針對(duì)第一吸氣,所述壓力被調(diào)節(jié)到第一壓力,并且針對(duì)時(shí)間上接近所述第一吸氣的第二吸氣,所述壓力被調(diào)節(jié)到不同于所述第一壓力的第二壓力,其中, 所述壓力模塊隨機(jī)地或偽隨機(jī)地確定以下一個(gè)或多個(gè)(i)所述第一吸氣和所述第二吸氣在所述系列吸氣內(nèi)的位置,( )所述第一壓力,(iii)所述第二壓力,或(iv)所述第一壓力與所述第二壓力之間的壓力差異。所述順應(yīng)性模塊被配置為基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中由所述一個(gè)或多個(gè)傳感器生成的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性。本發(fā)明的另一方面涉及一種量化至少部分自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性的方法。 在一個(gè)實(shí)施例中,該方法包括輸送可呼吸氣體的加壓流到至少部分自主通氣的受檢者的氣道;生成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào),所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)傳達(dá)關(guān)于所述可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的信息;確定在所述受檢者的一系列連續(xù)吸氣過(guò)程中應(yīng)該將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力,包括確定針對(duì)第一吸氣的第一壓力并確定針對(duì)時(shí)間上接近所述第一吸氣的第二吸氣的第二壓力,從而隨機(jī)地或偽隨機(jī)地確定以下一個(gè)或多個(gè)(i) 所述第一吸氣和所述第二吸氣在所述系列吸氣內(nèi)的位置,(ii)所述第一壓力,(iii)所述第二壓力,或(iv)所述第一壓力與所述第二壓力之間的壓力差異;在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中將所述可呼吸氣體的加壓流的壓力調(diào)節(jié)到所確定的壓力;以及基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中生成的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性。本發(fā)明的另一方面涉及一種配置為量化至少部分自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中,該系統(tǒng)包括用于輸送可呼吸氣體的加壓流到至少部分自主通氣的受檢者的氣道的裝置;用于生成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的裝置,所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)傳達(dá)關(guān)于所述可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的信息;用于確定在所述受檢者的一系列連續(xù)吸氣過(guò)程中應(yīng)該將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力的裝置,包括用于以下操作的裝置確定針對(duì)第一吸氣的第一壓力并確定針對(duì)時(shí)間上接近所述第一吸氣的第二吸氣的第二壓力,從而隨機(jī)地或偽隨機(jī)地確定以下一個(gè)或多個(gè)(i)所述第一吸氣和所述第二吸氣在所述系列吸氣內(nèi)的位置,( )所述第一壓力,(iii)所述第二壓力,或(iv)所述第一壓力與所述第二壓力之間的壓力差異;用于在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中將所述可呼吸氣體的加壓流的壓力調(diào)節(jié)到所確定的壓力的裝置;以及用于基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中生成的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性的裝置。在參考附圖考慮以下描述和隨附的權(quán)利要求的情況下,本發(fā)明的這些及其他目標(biāo)、特征和特性以及操作方法、相關(guān)結(jié)構(gòu)元件的功能和各部分的組合以及制造的經(jīng)濟(jì)性將變得更加明顯,所有附圖構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分,在各個(gè)附圖中類似的參考數(shù)字指明對(duì)應(yīng)的部件。應(yīng)該清楚地理解的是,附圖僅用于圖示和描述的目的而不是對(duì)本發(fā)明的限制。另夕卜,應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,在此處任何一個(gè)實(shí)施例中示出或描述的結(jié)構(gòu)特征也可以被用于其他實(shí)施例。但是,應(yīng)該清楚地理解的是,附圖僅用于圖示和描述的目的而不意欲定義本發(fā)明的界限。如在說(shuō)明書和權(quán)利要求中所用的,單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”和“該/所述”包括復(fù)數(shù)個(gè)指代物,除非上下文清楚地表現(xiàn)出其他含義。
圖1圖示說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例被配置為量化至少部分自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性的系統(tǒng);圖2圖示說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的可呼吸氣體的加壓流的壓力相對(duì)于時(shí)間的圖;圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的肺通氣機(jī)回路的示意圖;圖4圖示說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的吸氣過(guò)程中容積差異相對(duì)于時(shí)間的圖。圖1圖示說(shuō)明配置為量化至少部分自主通氣的受檢者12的肺順應(yīng)性的系統(tǒng)10。 肺順應(yīng)性的量化可以是估計(jì)、測(cè)量和/或近似測(cè)量。系統(tǒng)10實(shí)現(xiàn)的肺順應(yīng)性的量化相對(duì)于用于量化自主通氣受檢者的肺順應(yīng)性的常規(guī)系統(tǒng)可以被增強(qiáng),因?yàn)橄到y(tǒng)10可以相對(duì)準(zhǔn)確地量化肺順應(yīng)性,而不需要加力帶或直接測(cè)量膈肌壓力的其他外部感測(cè)設(shè)備。肺順應(yīng)性的量化可以是評(píng)估受檢者12的健康——包括檢測(cè)與發(fā)展中的急性充血性心力衰竭相關(guān)聯(lián)的液體潴留的有用工具。在一個(gè)實(shí)施例中,系統(tǒng)10包括一個(gè)或多個(gè)壓力支持設(shè)備14、電子存儲(chǔ)器16、用戶接口 18、一個(gè)或多個(gè)傳感器20、處理器22和/或其他部件。在一個(gè)實(shí)施例中,壓力支持設(shè)備14被配置為生成可呼吸氣體的加壓流以便輸送到受檢者12的氣道。壓力支持設(shè)備14可以為了治療目的或?yàn)榱似渌康目刂瓶珊粑鼩怏w的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(例如流速、壓力、體積、濕度、溫度、成分等)。作為非限制性示例,壓力支持設(shè)備14可以被配置為控制可呼吸氣體的加壓流的壓力以對(duì)受檢者12的氣道提供壓力支持。壓力支持設(shè)備14可以包括正壓支持設(shè)備,例如美國(guó)專利6,105,575中描述的設(shè)備,該專利以引用的方式整體合并于此。壓力支持設(shè)備14可以被配置為根據(jù)一個(gè)或多個(gè)模式生成可呼吸氣體的加壓流。 一種此類模式的非限制性示例是持續(xù)氣道正壓通氣(CPAP)。CPAP已經(jīng)被使用很多年并且被證明有助于促進(jìn)規(guī)則呼吸。生成可呼吸氣體的加壓流的另一種模式是吸氣氣道正壓 (IPAP)。IPAP模式的一個(gè)示例是雙水平正氣壓模式(BIPAP )。在雙水平正氣壓模式下, 兩個(gè)正氣壓水平(HI和L0)被供應(yīng)給患者。生成可呼吸氣體的加壓流的其他模式也是可預(yù)期的。通常,HI和LO壓力水平的時(shí)機(jī)被控制,從而使得HI水平的正氣壓在吸氣過(guò)程中被輸送給受檢者12,而LO水平的壓力在呼氣過(guò)程中被輸送給受檢者12。可呼吸氣體的加壓流經(jīng)由受檢者接口對(duì)被輸送到受檢者12的氣道。受檢者接口 M被配置為將由壓力支持設(shè)備14生成的可呼吸氣體的加壓流連通到受檢者12的氣道。照此,受檢者接口 M包括管道沈和接口器具觀。管道傳送可呼吸氣體的加壓流到接口器具 28,并且接口器具觀輸送可呼吸氣體的加壓流到受檢者12的氣道。接口器具觀的一些示例可以包括例如氣管內(nèi)導(dǎo)管、鼻套管、氣管套管、鼻罩、鼻/ 口罩、全面罩、總面罩或連通氣流與受檢者的氣道的其他接口器具。本發(fā)明并不局限于這些示例,并且可預(yù)期使用任何受檢者接口來(lái)輸送可呼吸氣體的加壓流到受檢者12。在一個(gè)實(shí)施例中,電子存儲(chǔ)器16包括以電子方式存儲(chǔ)信息的電子存儲(chǔ)介質(zhì)。電子存儲(chǔ)器16的電子存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括與系統(tǒng)10整體(即基本不可移除)提供的系統(tǒng)存儲(chǔ)器和/或經(jīng)由例如端口(例如USB端口、火線端口等)或驅(qū)動(dòng)器(例如磁盤驅(qū)動(dòng)器等)可移除地連接到系統(tǒng)10的可移除存儲(chǔ)器二者之一或全部。電子存儲(chǔ)器16可以包括光學(xué)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如光盤等)、磁性可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如磁帶、磁性硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器等)、基于電荷的存儲(chǔ)介質(zhì)(例如EEPR0M、RAM等)、固態(tài)存儲(chǔ)介質(zhì)(例如閃存驅(qū)動(dòng)器等)和/或其他電子可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中的一個(gè)或多個(gè)。電子存儲(chǔ)器16可以存儲(chǔ)軟件算法、由處理器22確定的信息、經(jīng)由用戶接口 18接收的信息和/或使得系統(tǒng)10能夠正確工作的其他信息。電子存儲(chǔ)器16可以(整體或部分)是系統(tǒng)10內(nèi)的分離的部件,或者電子存儲(chǔ)器16可以(整體或部分)與系統(tǒng)10的一個(gè)或多個(gè)其他部件(例如設(shè)備14、用戶接口 18、處理器22等) 整體提供。用戶接口 18被配置為提供系統(tǒng)10與受檢者12之間的接口,受檢者12可以通過(guò)該接口提供信息給系統(tǒng)10并且接收來(lái)自系統(tǒng)10的信息。這使得數(shù)據(jù)、結(jié)果和/或指令以及任何其他可通信項(xiàng)一統(tǒng)稱為“信息”~能夠在受檢者12與設(shè)備14、電子存儲(chǔ)器16和 /或處理器22中的一個(gè)或多個(gè)之間進(jìn)行通信。適于包括在用戶接口 18中的接口設(shè)備的示例包括小鍵盤、按鈕、開關(guān)、鍵盤、旋鈕、控制桿、顯示屏、觸摸屏、揚(yáng)聲器、麥克風(fēng)、指示燈、可聽警報(bào)、打印機(jī)和/或其他接口設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中,用戶接口 18包括多個(gè)分離的接口。 在一個(gè)實(shí)施例中,用戶接口 18包括與設(shè)備14整體提供的至少一個(gè)接口。應(yīng)該理解,本發(fā)明也可預(yù)期硬連線或無(wú)線的其他通信技術(shù)作為用戶接口 18。例如, 本發(fā)明可預(yù)期用戶接口 18可以與由電子存儲(chǔ)器16提供的可移除存儲(chǔ)器接口集成在一起。 在這一示例中,信息可以從使得(多個(gè))用戶能夠定制系統(tǒng)10的實(shí)施方式的可移除存儲(chǔ)器 (例如智能卡、閃存驅(qū)動(dòng)器、可移除磁盤等)加載到系統(tǒng)10中。適于作為用戶接口 18用于
7系統(tǒng)10的其他示例性輸入設(shè)備和技術(shù)包括但不局限于RS-232端口、RF鏈路JR鏈路、調(diào)制解調(diào)器(電話、纜線等)。簡(jiǎn)言之,本發(fā)明可預(yù)期與系統(tǒng)10通信信息的任何技術(shù)作為用戶接 Π 18。一個(gè)或多個(gè)傳感器20被配置為生成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào),所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)傳達(dá)與可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)相關(guān)的信息。例如,所述一個(gè)或多個(gè)參數(shù)可以包括流速、體積、壓力、成分(例如一個(gè)或多個(gè)組成部分的(多個(gè))濃度)、濕度、溫度、加速度、速度、聲學(xué)參數(shù)、指示呼吸的參數(shù)的變化和/或其他氣體參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)。 傳感器20可以包括直接(例如通過(guò)在壓力支持設(shè)備14處或在受檢者接口 M中與可呼吸氣體的加壓流的流體連通)測(cè)量此類參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)傳感器。傳感器20可以包括間接生成與可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)相關(guān)的輸出信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)傳感器。例如,一個(gè)或多個(gè)傳感器20可以基于壓力支持設(shè)備14的操作參數(shù)(例如馬達(dá)電流、電壓、旋轉(zhuǎn)速度和/或其他操作參數(shù))和/或其他傳感器的操作參數(shù)生成輸出。雖然傳感器20被圖示為處于在壓力支持設(shè)備14處或鄰近壓力支持設(shè)備14的單一位置,但這并不意欲是限制性的。傳感器20可以包括設(shè)置在多個(gè)位置的傳感器,例如在壓力支持設(shè)備14內(nèi)、在管道 26內(nèi)(或與其連通)、在接口器具觀內(nèi)(或與其連通)和/或其他位置。處理器22被配置為在系統(tǒng)10中提供信息處理能力。因此,處理器22可以包括數(shù)字處理器、模擬處理器、設(shè)計(jì)為處理信息的數(shù)字電路、設(shè)計(jì)為處理信息的模擬電路、狀態(tài)機(jī)和/或用于以電子方式處理信息的其他機(jī)制中的一個(gè)或多個(gè)。雖然處理器22在圖1中被示出為單一實(shí)體,這僅用于圖示說(shuō)明的目的。在一些實(shí)施方式中,處理器22可以包括多個(gè)處理單元。這些處理單元可以物理上位于同一設(shè)備(例如壓力支持設(shè)備14)內(nèi),或者處理器22可以表示協(xié)同操作的多個(gè)設(shè)備的處理功能。如圖1所示,處理器22可以被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序模塊。所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序模塊可以包括呼吸參數(shù)模塊30、控制模塊32、壓力模塊34、順應(yīng)性模塊 36和/或其他模塊中的一個(gè)或多個(gè)。處理器22可以被配置為通過(guò)軟件;硬件;固件;軟件、 硬件和/或固件的某種組合;和/或用于在處理器22上配置處理能力的其他機(jī)制來(lái)執(zhí)行模土夬 30、32、34 和 / 或 36。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,雖然模塊30、32、34和36在圖1中被示出為共同位于單一處理單元內(nèi),但是在處理器22包括多個(gè)處理單元的實(shí)施方式中,模塊30、32、34和/或36中的一個(gè)或多個(gè)可以被定位成遠(yuǎn)離其他模塊。由下述的不同模塊30、32、34和/或36提供的功能的描述是為了說(shuō)明的目的,而不意欲是限制性的,因?yàn)槟K30、32、34和/或36中的任一個(gè)可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如,模塊30、32、34和/或36中的一個(gè)或多個(gè)可以省略,并且其功能的一些或全部可以由模塊30、32、34和/或36中的其他模塊來(lái)提供。作為另一示例,處理器22可以被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)額外的模塊,所述一個(gè)或多個(gè)額外的模塊可以執(zhí)行在下面屬于模塊30、32、34和/或36之一的功能的一些或全部。呼吸參數(shù)模塊30被配置為確定受檢者的一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)。所述一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)是基于由傳感器20生成的一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)而確定的。所述一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)可以包括例如潮氣量、峰值流量、流速、壓力、成分、時(shí)機(jī)(例如吸氣的開始和/或結(jié)束、呼氣的開始和/或結(jié)束等)、持續(xù)時(shí)間(例如吸氣的、呼氣的、單一呼吸周期的持續(xù)時(shí)間等)、呼吸速率、呼吸頻率和/或其他參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中,呼吸參數(shù)模塊30在每次吸氣和/或呼氣的基礎(chǔ)上確定一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)。作為非限制性示例,呼吸參數(shù)模塊30可以確定針對(duì)一系列連續(xù)呼氣中的一次呼氣的至少一個(gè)給定呼吸參數(shù)。所述至少一個(gè)給定呼吸參數(shù)可以包括例如潮氣量、峰值流量和/或其他呼吸參數(shù)??刂颇K32被配置為控制壓力支持設(shè)備14以調(diào)節(jié)可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)。例如,控制模塊32可以控制壓力支持設(shè)備14以調(diào)節(jié)可呼吸氣體的加壓流的流速、壓力、體積、濕度、溫度、成分和/或其他參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中,控制模塊32控制壓力支持設(shè)備14以在雙水平正氣壓模式下操作,其中壓力在受檢者12的吸氣過(guò)程中被升高到 HI水平,并且在呼氣過(guò)程中降低到LO水平。控制模塊32可以基于由呼吸參數(shù)模塊30對(duì)呼吸轉(zhuǎn)變的檢測(cè)來(lái)確定何時(shí)觸發(fā)從HI到LO的變化或相反的變化。壓力模塊34被配置為確定可呼吸氣體的加壓流應(yīng)該被控制模塊32調(diào)節(jié)到的(多個(gè))壓力。可以由壓力模塊34基于治療方案(例如針對(duì)氣道正壓支持)來(lái)確定可呼吸氣體的加壓流的壓力,以使得能夠量化肺順應(yīng)性和/或用于其他目的。確定可呼吸氣體的加壓流應(yīng)該被調(diào)節(jié)到的(多個(gè))壓力包括確定雙水平正氣壓模式的HI和LO壓力水平。如下面進(jìn)一步所討論的,為了使得能夠量化肺順應(yīng)性,可呼吸氣體的加壓流的壓力應(yīng)該在時(shí)間上彼此接近的一對(duì)吸氣之間變化。如此處所用的,時(shí)間上彼此接近的一對(duì)吸氣可以包括直接相鄰(即連續(xù)而無(wú)中間吸氣)的一對(duì)吸氣,或者時(shí)間上合理地彼此靠近 (例如在大約2分鐘內(nèi)、在大約1分鐘內(nèi)、在大約30秒內(nèi)、在大約15秒內(nèi)等)的一對(duì)吸氣。 為了方便這種確定,壓力模塊34被配置為確定可呼吸氣體的加壓流在第一吸氣過(guò)程中應(yīng)該被調(diào)節(jié)到的第一壓力以及可呼吸氣體的加壓流在與第一吸氣在時(shí)間上接近的第二吸氣過(guò)程中應(yīng)該被調(diào)節(jié)到的第二壓力(不同于第一壓力)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,在一些實(shí)施例中,肺順應(yīng)性的量化可以基于在時(shí)間上不接近的兩次呼吸中進(jìn)行的測(cè)量。雖然這可能降低量化的準(zhǔn)確度和/或精度(因?yàn)樽鞒隽岁P(guān)于兩次呼吸過(guò)程中患者生理學(xué)和/或呼吸條件的假設(shè)),這種降低對(duì)于量化的有用性來(lái)說(shuō)并不是致命的。在系統(tǒng)10在雙水平正氣壓模式下操作的實(shí)施例中,控制模塊32將第一壓力實(shí)施為針對(duì)第一吸氣的HI壓力以及針對(duì)第一吸氣與第二吸氣之間的(多次)呼氣的LO壓力 (由壓力模塊34確定),并且將第二壓力實(shí)施為針對(duì)第二吸氣的HI壓力。在系統(tǒng)10在CPAP 模式下操作的實(shí)施例中,控制模塊32在第一吸氣與第一吸氣后的呼氣之間的呼吸轉(zhuǎn)變期間、在第一吸氣與第二吸氣之間的時(shí)間點(diǎn)上或者在第二吸氣前的呼氣與第二吸氣之間的呼吸轉(zhuǎn)變期間在第一壓力與第二壓力之間轉(zhuǎn)變。如下面進(jìn)一步所討論的,在系統(tǒng)10進(jìn)行的肺順應(yīng)性的量化中,受檢者12的膈肌壓力被假設(shè)為針對(duì)第一吸氣和第二吸氣是相同的。但是,在一些情況下,如果第一壓力和第二壓力的轉(zhuǎn)變時(shí)機(jī)、(多個(gè))壓力水平和/或壓力差中的一個(gè)或多個(gè)是以規(guī)則的周期性方式完成的,則受檢者12可能開始下意識(shí)地預(yù)期這一轉(zhuǎn)變。響應(yīng)于這一預(yù)期,受檢者12可能無(wú)意地調(diào)節(jié)第一吸氣與第二吸氣之間的呼吸努力(和膈肌壓力)。為了避免這一影響,壓力模塊34可以確定在包括第一吸氣和第二吸氣的一系列連續(xù)呼吸過(guò)程中可呼吸氣體的加壓流應(yīng)該被控制模塊32調(diào)節(jié)到的壓力,從而使得可以以隨機(jī)或偽隨機(jī)的方式確定以下一個(gè)或多個(gè)(i)第一吸氣和/或第二吸氣在一系列連續(xù)吸氣中的(多個(gè))位置,(ii)第一壓力, (iii)第二壓力,和/或(iv)第一壓力與第二壓力之間的差異。如此處所用的,術(shù)語(yǔ)“偽隨機(jī)”涉及上述參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)的確定,其接近隨機(jī)數(shù)字的屬性以抑制受檢者12的預(yù)期。這可以包括以某一周期性和/或重復(fù)性確定偽隨機(jī)確定的參數(shù)的方案,只要參數(shù)被重復(fù)的周期是足夠大的以避免受檢者12的下意識(shí)預(yù)期即可。作為示例,圖2圖示說(shuō)明了在一系列連續(xù)呼吸過(guò)程中由類似于或等同于壓力模塊 34的壓力模塊確定的壓力隨時(shí)間變化的圖。在一系列連續(xù)呼吸過(guò)程中,壓力模塊34根據(jù)雙水平正氣壓模式確定可呼吸氣體的加壓流的壓力,在該模式中壓力在呼氣過(guò)程中被降低到 LO水平38。在圖2所示的圖中,存在多對(duì)直接相鄰的吸氣對(duì)可以被視為是上述第一和第二吸氣。這些對(duì)在圖2中被利用參考數(shù)字40標(biāo)示。具有與之相關(guān)聯(lián)的分離的壓力值的這些吸氣對(duì)的位置和/或時(shí)機(jī)是被設(shè)計(jì)為抑制受檢者預(yù)期的隨機(jī)或偽隨機(jī)分布。雖然圖2中未描繪,但是從前述內(nèi)容應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,除了以隨機(jī)和/或偽隨機(jī)方式如圖2中所示的那樣確定第一和/或第二吸氣在一系列連續(xù)呼吸中的位置和/或時(shí)機(jī)之外,可以以隨機(jī)和/或偽隨機(jī)方式確定第一吸氣和/或第二吸氣期間的(多個(gè))壓力,和/或第一吸氣和/或第二吸氣之間的壓力差中的一個(gè)或多個(gè)。返回圖1,順應(yīng)性模塊36被配置為基于第一壓力與第二壓力之間的差異以及由傳感器20在第一和第二吸氣過(guò)程中生成的一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化受檢者12的肺順應(yīng)性。在一個(gè)實(shí)施例中,順應(yīng)性模塊36通過(guò)從對(duì)第一吸氣和第二吸氣過(guò)程中受檢者12的呼吸系統(tǒng)進(jìn)行建模的輸入-輸出方程中去除膈肌壓力來(lái)確定受檢者12的肺順應(yīng)性。在一個(gè)實(shí)施例中,由順應(yīng)性模塊36進(jìn)行的肺順應(yīng)性的量化實(shí)施圖3所示的單隔室肺和通氣機(jī)回路。在圖3中,Pd表示設(shè)備壓力(例如由壓力支持設(shè)備14生成的可呼吸氣體的加壓流的壓力),R表示受檢者的呼吸系統(tǒng)的阻力,Palv表示肺泡壓力,C表示順應(yīng)性,Pmus 表示膈肌壓力,并且%表示受檢者流量。在這一模型中,假設(shè)呼氣端口(例如圖1中的接口器具觀處的呼氣端口)的阻力遠(yuǎn)大于軟管(例如圖1中的管道沈)的阻力。因此,受檢者內(nèi)的壓力與設(shè)備壓力大致相等。因此,受檢者壓力被簡(jiǎn)單地表示為圖3中所示的回路中的設(shè)備壓力。此外,假設(shè)可以通過(guò)使用系統(tǒng)的測(cè)量總流量與估計(jì)(或測(cè)量)泄漏流量之間的差異來(lái)估計(jì)患者流量和患者容積。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,在描述確定肺順應(yīng)性時(shí)實(shí)施單隔室肺模型并不意欲是限制性的。從對(duì)受檢者的呼吸系統(tǒng)的功能進(jìn)行建模的方程中去除膈肌壓力并不取決于這一模型,但是其被用于此,因?yàn)樗谟?jì)算上比更復(fù)雜的模型代價(jià)更小,并且簡(jiǎn)化了解釋。針對(duì)圖3中的回路使患者流量與設(shè)備和受檢者的膈膜的壓力相關(guān)的s域中的傳遞函數(shù)由下式給出
,、 Q (s) Cs( 1 ) -VV-=-,
T3G) RCs+ 1其中(2) P (s) = Pd (s)+Pmus (S)。另外,患者容積由下式給出(3) V(S) = ^M。因此,使壓力與患者容積相關(guān)的傳遞函數(shù)由下式給出
其中對(duì)Pmus的響應(yīng)由下式給出
權(quán)利要求
1.一種配置為量化至少部分自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括壓力支持設(shè)備,其被配置為生成要被輸送到至少部分自主通氣的受檢者的氣道的可呼吸氣體的加壓流;一個(gè)或多個(gè)傳感器,其被配置為生成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào),所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)傳達(dá)關(guān)于所述可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的信息;以及一個(gè)或多個(gè)處理器,其與所述壓力支持設(shè)備和所述一個(gè)或多個(gè)傳感器可操作地連接, 所述一個(gè)或多個(gè)處理器被配置為執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序模塊,所述一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序模塊包括控制模塊,其被配置為控制所述壓力支持設(shè)備以在所述受檢者的一系列連續(xù)吸氣過(guò)程中調(diào)節(jié)所述可呼吸氣體的加壓流的壓力;壓力模塊,其被配置為確定在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中的所述受檢者的吸氣過(guò)程中應(yīng)該由所述控制模塊將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力,從而針對(duì)第一吸氣,所述壓力被調(diào)節(jié)到第一壓力,并且針對(duì)在時(shí)間上接近所述第一吸氣的第二吸氣,所述壓力被調(diào)節(jié)到不同于所述第一壓力的第二壓力,其中,所述壓力模塊隨機(jī)地或偽隨機(jī)地確定以下一個(gè)或多個(gè)(i)所述第一吸氣和所述第二吸氣在所述系列吸氣內(nèi)的位置,(ii)所述第一壓力, (iii)所述第二壓力,或(iv)所述第一壓力與所述第二壓力之間的壓力差異;順應(yīng)性模塊,其被配置為基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中由所述一個(gè)或多個(gè)傳感器生成的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述第一壓力和所述第二壓力是固定的,且其中, 所述壓力模塊被配置為確定在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中的所述受檢者的吸氣過(guò)程中應(yīng)該由所述控制模塊將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力,從而使得針對(duì)所述系列連續(xù)吸氣中的每次吸氣,由所述壓力模塊將所述壓力確定為所述第一壓力或所述第二壓力。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述壓力模塊還被配置為確定在所述系列連續(xù)吸氣之間的所述受檢者的呼氣過(guò)程中應(yīng)該由所述控制模塊將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力是低于所述第一壓力的并且是低于所述第二壓力的。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中,所述一個(gè)或多個(gè)模塊還包括呼吸參數(shù)模塊,所述呼吸參數(shù)模塊被配置為基于所述一個(gè)或多個(gè)傳感器的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)確定在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中所述受檢者的一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù),且其中,所述順應(yīng)性模塊被配置為基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中由所述呼吸參數(shù)模塊確定的所述一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其中,由所述呼吸參數(shù)模塊確定并且由所述順應(yīng)性模塊實(shí)施以量化所述受檢者的肺順應(yīng)性的所述一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)包括潮氣量。
6.一種量化至少部分自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性的方法,該方法包括輸送可呼吸氣體的加壓流到至少部分自主通氣的受檢者的氣道;生成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào),所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)傳達(dá)關(guān)于所述可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的信息;確定在所述受檢者的一系列連續(xù)吸氣過(guò)程中應(yīng)該將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力,包括確定針對(duì)第一吸氣的第一壓力并確定針對(duì)時(shí)間上接近所述第一吸氣的第二吸氣的第二壓力,從而隨機(jī)地或偽隨機(jī)地確定以下一個(gè)或多個(gè)(i)所述第一吸氣和所述第二吸氣在所述系列吸氣內(nèi)的位置,( )所述第一壓力,(iii)所述第二壓力,或(iv)所述第一壓力與所述第二壓力之間的壓力差異;在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中將所述可呼吸氣體的加壓流的壓力調(diào)節(jié)到所確定的壓力;以及基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中生成的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其中,所述第一壓力和所述第二壓力是固定的,且其中, 確定在所述受檢者的一系列連續(xù)吸氣過(guò)程中應(yīng)該將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力包括針對(duì)所述系列連續(xù)吸氣中的每次吸氣在所述第一壓力和所述第二壓力之間進(jìn)行選擇。
8.如權(quán)利要求6所述的方法,其還包括在所述系列連續(xù)吸氣之間的所述受檢者的呼氣過(guò)程中將所述可呼吸氣體的加壓流的壓力調(diào)節(jié)到低于所述第一壓力且低于所述第二壓力的壓力。
9.如權(quán)利要求6所述的方法,其還包括基于所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)確定在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中所述受檢者的一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù),且其中,基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中生成的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性包括基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中確定的所述一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性。
10.如權(quán)利要求9所述的方法,其中,所述一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)包括潮氣量。
11.一種配置為量化至少部分自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性的系統(tǒng),該系統(tǒng)包括用于輸送可呼吸氣體的加壓流到至少部分自主通氣的受檢者的氣道的裝置;用于生成一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)的裝置,所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)傳達(dá)關(guān)于所述可呼吸氣體的加壓流的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)的信息;用于確定在所述受檢者的一系列連續(xù)吸氣過(guò)程中應(yīng)該將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力的裝置,包括用于以下操作的裝置確定針對(duì)第一吸氣的第一壓力并確定針對(duì)時(shí)間上接近所述第一吸氣的第二吸氣的第二壓力,從而隨機(jī)地或偽隨機(jī)地確定以下一個(gè)或多個(gè)(i)所述第一吸氣和所述第二吸氣在所述系列吸氣內(nèi)的位置,(ii)所述第一壓力, (iii)所述第二壓力,或(iv)所述第一壓力與所述第二壓力之間的壓力差異;用于在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中將所述可呼吸氣體的加壓流的壓力調(diào)節(jié)到所確定的壓力的裝置;以及用于基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中生成的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其中,所述第一壓力和所述第二壓力是固定的,且其中,用于確定在所述受檢者的一系列連續(xù)吸氣過(guò)程中應(yīng)該將所述可呼吸氣體的加壓流調(diào)節(jié)到的壓力的裝置包括用于針對(duì)所述系列連續(xù)吸氣中的每次吸氣在所述第一壓力和所述第二壓力之間進(jìn)行選擇的裝置。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其還包括用于在所述系列連續(xù)吸氣之間的所述受檢者的呼氣過(guò)程中將所述可呼吸氣體的加壓流的壓力調(diào)節(jié)到低于所述第一壓力且低于所述第二壓力的壓力的裝置。
14.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng),其還包括用于基于所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)確定在所述系列連續(xù)吸氣過(guò)程中所述受檢者的一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)的裝置,且其中,用于基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中生成的所述一個(gè)或多個(gè)輸出信號(hào)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性的裝置基于所述第一壓力與所述第二壓力之間的差異以及在所述第一吸氣和所述第二吸氣過(guò)程中確定的所述一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)來(lái)量化所述受檢者的肺順應(yīng)性。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng),其中,所述一個(gè)或多個(gè)呼吸參數(shù)包括潮氣量。
全文摘要
至少部分自主通氣的受檢者的肺順應(yīng)性被確定。肺順應(yīng)性的量化可以是估計(jì)、測(cè)量和/或近似測(cè)量。該肺順應(yīng)性的量化相對(duì)于用于量化自主通氣受檢者的肺順應(yīng)性的常規(guī)技術(shù)和/或系統(tǒng)可以被增強(qiáng),因?yàn)榉雾槕?yīng)性可以被相對(duì)準(zhǔn)確地量化而不需要加力帶或直接測(cè)量膈肌壓力的其他外部感測(cè)設(shè)備,并且不需要受檢者人工控制膈肌壓力。肺順應(yīng)性的量化可以是評(píng)估受檢者健康——包括檢測(cè)與發(fā)展中的急性充血性心力衰竭相關(guān)聯(lián)的液體潴留的有用工具。
文檔編號(hào)A61M16/00GK102481119SQ201080038927
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者L·A·巴洛維爾其恩, N·F·奧康納 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司