CN101674859A - 用于emg控制的呼吸器的控制单元和显示单元 - Google Patents

Abstract

公开了一种控制单元(9)，用于控制用来向患者(1)提供EMG控制的换气的呼吸器，以及由控制单元控制的接口单元(11)。控制单元被设置成从插入患者(1)的食管导管(5)接收EMG信号，以及选择至少一个信号用于控制呼吸器。用户接口单元(11)基于所选择的至少一个信号来指明导管相对于患者横隔膜的位置。该位置信息可以关于代表导管信号的信号曲线来呈现，或者作为代表导管的拉长的竖直形状来呈现。显示单元被设置成在该拉长的竖直形状上指明横隔膜的位置。

Description

用于EMG控制的呼吸器的控制单元和显示单元

技术领域

本发明涉及分别如权利要求1和5的前序中定义的用于EMG控制的呼吸器的控制单元和显示单元。

背景技术

US 5 671 752公开了用于借助于具有电极阵列的食管导管来记录横隔膜的肌电动作的方法和设备。来自食管导管的这种信号容易受到来自于患者体内出现的其它肌电信号的干扰。为了提高这种肌电图信号的信噪比，使用来自导管中探查电极(different electrode)的信号的互相关。在横隔膜相对侧、具有到横隔膜大致相等距离的电极对将产生相反的、幅度和相位基本相等的信号。通过将来自于一个电极对的信号从另一个中减去，两个希望的信号将被加上，同时这两个信号的噪声成分将基本上相互抵消。

当患者正自然地呼吸但仍然需要呼吸支持时，来自横隔膜的肌电信号可以用来控制呼吸器。US5 820 560和US6 588 423都公开了用于利用从横隔膜获得的肌电信号来触发对患者的换气支持的方法和设备。WO05/048838公开了：在考虑ECG信号且特别地处理食管导管相对于横隔膜的位置可能快速改变的事实的情况下，如何从食管导管获得EMG信号。

从横隔膜获得肌电信号时的问题是导管在患者食管内的定位。为了获得正确的信号，一些电极应该被放置在横隔膜之上并且一些电极应该放置在横隔膜之下。存在导管被插入得太深或者没有被插入足够深的可能性。在这两种情况下导管将检测到微弱的信号或者可能根本扑捉不到任何信号。导管还可能扑捉到来自于其它肌肉的肌电信号而不是来自于横隔膜的信号，或者除了来自于横隔膜的信号之外还捕捉到来自于其它肌肉的肌电信号。因此，难以获得最佳的导管位置，且如果信号太弱则呼吸器可能不得不工作于气体触发模式。

因此确保导管在患者体内的正确定位是重要的。

此外，在患者呼吸时横隔膜将向上和向下移动，使得电极相对于横隔膜的位置将根据患者的呼吸动作而改变某种程度。这样，即使食管导管最初被正确放置，导管也可能移动，使得其不再记录横隔膜的EMG信号。

还存在一种风险：导管无意间被移动，以至于被插入患者体内太深或者从患者食管中拉出。因此，导管的位置应该被持续地监控以确保获得正确的信号，以及应该将任何改变通知给操作者。

本发明的目的是监控用于记录来自于患者的横隔膜的肌电信号的食管导管的定位。

发明内容

该目的通过用于控制用来向患者提供EMG控制的换气的呼吸器的控制单元来实现，所述控制单元被设置成：

-从插在患者体内的食管导管的许多电极对接收多个EMG信号，

-选择应该用于控制呼吸器的多个信号中的至少一个信号；

-控制用户接口单元以在该用户接口单元的第一域中显示至少一些信号曲线；

-控制用户接口单元以基于所选择的至少一个信号来指明导管相对于患者横隔膜的位置。

该目的还借助于与根据以上内容的控制单元一起使用的用户接口单元来实现，所述用户接口单元的特征在于：该用户接口单元包括第一域，用于显示代表来自于食管导管的多个电极对的信号的许多曲线，以及在于该用户接口单元还被设置成基于通过控制单元选择的至少一个信号来指明导管相对于患者横隔膜的位置，以便控制呼吸器。

EMG控制模式应该被理解成意味着一种支持模式，在该模式中换气支持基于来自横隔膜的EMG信号。

这为EMG控制的呼吸器的操作者提供了一种改进的用户接口，该用户接口使得能够更快速和更可靠地确定患者体内食管导管的正确位置。

在优选的主要实施例中，控制单元被设置成控制用户接口单元，以在用户接口单元的第一域中指明食管关于信号曲线的位置。在这种情况下，可以通过改变信号曲线的呈现方式来指明该位置，例如，对应于至少一个所选信号的曲线的颜色或浓度。可替选地，可以借助对应于至少一个所选信号的信号曲线之间的指示标志而在显示器上显示该位置。

可替选地，控制单元可以被设置成控制用户接口单元，以通过显示代表导管的拉长的竖直形状以及在该拉长的竖直形状上指明横隔膜的位置来指明导管的位置。

因此，本发明创建了一种用于EMG控制的换气的改进的用户接口。

附图说明

下文将通过实例的方式以及参考附图来更加详细地描述本发明，其中：

图1示出了带有用于控制呼吸器的食管导管的患者；

图2是用于监控通过肌电信号控制的呼吸器的监控屏的全景图；

图3a和3b示出了根据第一实施例的第一人机接口，用于呈现导管的位置；

图4示出了根据第二实施例的人机接口，用于呈现导管的位置；

图5a-5d示出了根据第二实施例的第一人机接口，用于呈现导管的位置；

图6a-6f示出了根据当前是优选实施例的第三实施例的第一人机接口，用于呈现导管的位置。

具体实施方式

图1是患者1的示意图，该患者1连接到呼吸器3并具有为了记录来自于横隔膜的肌电信号而被插入的食管导管5。该肌电信号被馈送到呼吸器3的控制输入端7以控制患者1的换气功能。导管5包括许多电极，例如，沿导管等距排列放置的9个电极，以产生8个子信号，每个子信号是在两个相邻的电极之间的探查信号(difference signal)，即来自于电极对的信号。在呼吸器中的控制单元9中处理子信号，以产生能够用来控制呼吸器的总信号。为此，控制单元9从电极对中选择最佳代表EMG信号的信号。在US 5 671 752和WO2005/048838中详细公开了如何实现这种情况。控制单元9还控制显示单元11，该显示单元11至少包括用于向呼吸器3的操作者显示信息的显示屏。

典型地，用于控制呼吸器的信号将从与横隔膜齐平的电极对获取，这是因为它们包含最高的EMG信号。如果导管在患者食管内被移动，则电极相对于横隔膜的位置会改变。这样，其它电极对可能包含最好的EMG信号，在这种情况下，控制信号将从这些其它的电极对获得。操作者有兴趣知道控制信号是从哪个电极对获得的，因为这反映了导管相对于横隔膜的位置。该位置可以被用作导管是否在患者食管内的合适位置的指示标志。例如，如果控制信号从第一电极对获得，这表明导管没有被插入食管中足够深。另一方面，如果控制信号从末尾的电极对获得，这表明导管应该被移动到患者体内稍微更高的位置。

这可以通过几种不同方式呈现给操作者，这些方式中的一些将在下文中被详细讨论。

图2示出了根据本发明的实施例的用于监控呼吸器功能的监控屏。该屏包括菜单条21和信息域23，该菜单条21和信息域23在本发明的内容中不重要，且不会被详细讨论。菜单条使得能够控制呼吸器和可以呈现在屏上的不同画面。信息域包括与例如呼吸器压力和容积信息以及换气速率相关的呼吸器参数。

主域25可以用来显示不同类型的信息。在正在进行的换气中，无论是否是EMG控制，都显示压力和流量曲线。图3示出了根据本发明的第一实施例的用于导管定位的屏的主域。

在图3中，主域25包括两个主要部分：主域的下部示出了作为时间的函数的Eadi信号，即表示横隔膜的电动作以及用来控制通过呼吸器提供的呼吸支持的信号。在图3a中示出了经历一次呼吸的Eadi。信号在正侧翼和负侧翼之间的部分对应于吸气阶段，而其余部分对应于呼气阶段。主域的上部示出了从至少一些电极对接收的信号。所显示的信号的数量取决于屏的尺寸和分辨率，以及取决于操作者所考虑的便于管理的信息量。

在图3a中，沿时间轴示出了四个电极对信号。最上面的信号从最上面的电极对获得，最下面的信号从最下面的电极对获得，以及两个中间信号从导管的中间电极对获得。在任何给定时间，Eadi信号从确定给出最佳信号的电极对获得。根据优选实施例，在沿时间轴的任何给定时间用来产生用于呼吸器的控制信号的电极对在主域的上部沿相关的信号曲线被指明。在图3a中，这种指明以在与所使用的相关电极对对应的位置中的水平线的形式进行。如所见，在对应于吸气开始的时间的位置，信号从导管中间的电极对获得。在吸气阶段末直到呼气开始，信号从导管下部的电极对获得。

该信息还可以以几种不同的方式包含在曲线本身中。在特定曲线中该曲线形成控制信号的基础的部分可以以某一颜色来着色，该颜色使其区别于其它曲线。该颜色优选地应当是与任何特定的信号传递功能都不相关的颜色。因此，例如，红色和绿色应当被避免，因为可以采用它们来传达情况是否可以的信息。此外，该颜色应当能够清楚地辨别，但不是特别突出以免减损对其它重要信息的注意。所谓“浅蓝色”的蓝色被发现是合适的，但这当然仅是一个实例。取代使用不同的颜色，可以以粗体或者作为虚线或点线来绘制曲线的相关部分。辨别曲线的方式不重要，只要在屏上能够清楚地辨别。在图3b中，每条曲线的相关部分以粗体示出。

图4示出了可替选的实施例，其中，在主屏的左边示出了竖直域，包括代表导管的竖直线。在竖直线顶部示意性绘制的头表示患者的头以及指明方向。点被置于竖直线上的代表当前从其获得控制信号的电极对的位置的位置。竖直线下方的数字指明电极对的编号。在图4所示的实例中，第3电极对当前被使用。这大致位于导管的中间，因此点被置于竖直线的中间。

图5a-5d示出了与图4中竖直域相同的指明方法，即，竖直线代表导管。这种指明方式还可以通过其自身来使用，即没有主域中所示的曲线。在图5a中，沿竖直线没有点被显示。取而代之的是，在该线的下方示出了三个星号，以指明导管上没有位置可以被确定。在图5b中，第1电极对被指明。又没有点。取而代之的是在竖直线的底部存在向下指示的箭头，以指明导管应当被插入到食管的更深处以维持信号。在图5c中，信号从第4电极对获得。点标记竖直线上对应于第4电极对在导管上的位置的部分。由于该电极对不太靠近导管的任何一端，因此不使用箭头来指明希望的移动。在图5d中，信号从第5电极对获得。这是最上面的电极对，因此在竖直线的顶端显示箭头以指明导管应当被向上拉。

图6a-6f示出了呈现导管在患者食管中的位置的图5a-5d的可替选的方法。这可以单独使用，或者代替图4的竖直域中的竖直线来使用。稍宽的竖直线代表导管。竖直线的两端被优选地标记成与其它部分不同的颜色。横隔膜的位置被显示成跨越竖直线的弯曲的水平线。以这种方式，操作者可以容易地看到横隔膜何时离导管的一端太近以至于导管位置应当被调整。在头的上方的编号指明了从其获取控制信号的电极对的编号。在图6a中，信号从第1电极对获得，这意味着导管下端位于接近横隔膜处。这还可以通过竖直线相对于横隔膜的位置来看到。指明横隔膜的线在这里被绘制成跨越竖直线的末端，该末端具有与线的主要部分不同的颜色。在图6b中，信号从第2电极对获得，在图6c中，信号从第3电极对获得，以及在图6c中，信号从第4电极对获得。在每种情况中，竖直线相对于水平线的位置指明导管相对于横隔膜的位置。在图6d中，信号从第5电极对获得，第5电极对是最上面的电极对，代表导管的竖直线相比于水平线是很低的，以指明现在横隔膜位于导管的上端。在图6f中，没有来自于导管的信号，这通过在头上方的三个星号来指明。这表示导管可能位于错误的位置，尽管可能存在其它原因。例如，如果患者是安静的，则信号可能太弱。因此，应当检查导管的位置以确定是否应当改变该位置，以便获得合适的EMG信号。

如果合适的话，消息可以在屏的适当域向操作者显示，例如“检查导管位置”或者导管应当向什么方向移动以达更好的位置。这可以加在以上所讨论的信息上或者作为其替换。

如上所述，在屏的主域25中显示的信息类型根据情况可以随时间而改变。典型地，在换气过程中，可以显示压力和/或流量曲线。如图5a-5d和图6a-6f中所示的根据本发明的竖直指示标志当然可以独立于主域中显示的信息类型来显示。因此，这些竖直的实施例可以指明导管位置，即使在主域中正显示其它信息。

Claims (11)

1.一种控制单元(9)，用于控制用来向患者(1)提供EMG控制的换气的呼吸器，所述控制单元被设置成：

-从插入患者(1)的食管导管(5)的许多电极对接收多个EMG信号，

-选择应当用于控制呼吸器的多个信号中的至少一个信号；

其特征在于该控制单元(9)被设置成：

控制用户接口单元(11)，以基于所选择的至少一个信号来指明导管相对于患者横隔膜的位置。

2.根据权利要求1所述的控制单元(9)，设置成控制用户接口单元(11)，以在用户接口单元(11)的第一域(25)中显示至少一些信号曲线；所述控制单元是

3.根据权利要求1或2所述的控制单元(9)，设置成控制用户接口单元(11)，以在用户接口单元(11)的第一域(25)中指明导管(5)关于信号曲线的位置。

4.根据以上权利要求中任一项所述的控制单元，设置成控制用户接口单元(11)，以通过显示代表导管的拉长的竖直形状以及在该拉长的竖直形状上指明横隔膜位置来指示导管(5)的位置。

5.一种与根据以上权利要求中任一项所述的控制单元一起使用的用户接口单元(11)，所述用户接口单元(11)包括用于显示与换气有关的信息的第一域(25)，所述接口单元的特征在于：该用户接口单元还被设置成基于通过控制单元(9)所选择的至少一个信号来指明导管相对于患者横隔膜的位置，以控制呼吸器(3)。

6.根据权利要求5所述的用户接口单元，其中所述第一域被设置成显示代表来自于食管导管的多个电极对的信号的许多曲线。

7.根据权利要求5或6所述的用户接口单元，设置成在第一域(25)中指明导管相对于第一域中显示的信号曲线的位置。

8.根据权利要求7所述的用户接口单元(11)，设置成通过改变对应于至少一个所选信号的信号曲线的表现方式，例如曲线的颜色或浓度来指明位置。

9.根据权利要求7所述的用户接口单元，设置成通过在对应于至少一个所选信号的信号曲线之间显示指示标志来指明位置。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的用户接口单元，还被设置成显示代表导管的拉长的竖直形状，显示单元被设置成在该拉长的竖直形状上指明横隔膜的位置。

11.根据权利要求10所述的用户接口单元，还被设置成关于所述拉长的竖直形状来指明导管是否应当被相对于患者而向上或向下移动。

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