CN103284724A - 对通气患者进行呼吸气体监测的方法、布置和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为：“对通气患者进行呼吸气体监测的方法、布置和计算机程序产品”。一种用于改进来自通过通气机以预定呼吸速率通气的受检者的呼吸气体测量的精度的方法、装置和计算机程序产品。在受检者的第一呼气时段内取得呼吸气体测量值，从而获得第一测量值。通气机在受检者的第二呼气时段暂停达暂停时段，并且在暂停时段内执行呼吸气体测量，从而获得第二测量值。然后基于第一测量值和第二测量值来确定校正因子，并且采用校正因子来校正从处于预定呼吸速率的受检者获得的后续呼吸气体测量值，从而改进测量的精度。

Description

对通气患者进行呼吸气体监测的方法、布置和计算机程序产品
技术领域
本公开大体涉及患者监测。更具体而言，本发明涉及监测以机械的方式通气的患者/受检者的呼吸气体水平。被监测的呼吸气体典型地为二氧化碳。
背景技术
二氧化碳(CO2)(其为细胞新陈代谢的副产物)从细胞扩散到血管系统，并且被静脉循环带到肺部，其中，二氧化碳在肺泡毛细血管膜中扩散，并且从身体中呼出。二氧化碳测定（Capnometry）指的是(非侵入性)测量和显示呼吸气体中的二氧化碳的浓度，而二氧化碳检测计指的是产生呼吸气体的CO2波形的机器。二氧化碳检测计测量在呼吸结束时呼出的CO2的浓度，通常被称为呼气末CO2(ETCO2)。ETCO2表示为呼吸气体中的CO2的比例压力或分压力。正常值介于5%和6%之间，这相当于35-45 mmHg。图1示出正常呼吸的受检者的规则时间二氧化碳描记图，即，ETCO2波形。时间二氧化碳描记图包括两个基本分段：吸气分段和呼气分段。在呼气的第一部 (时段1)期间，CO2水平保持为零，因为传感器取样的初始气体将来自所谓的死区。随着呼气继续，CO2水平升高到上面提到的正常水平，因为来自肺泡的富含CO2的气体到达传感器(时段2)。在呼气结束时(时段3)，CO2水平降到零，因为受检者开始吸入不含CO2的气体。
目前，二氧化碳检测计是例如在麻醉和重症护理中用于监测受检者的CO2水平的标准工具。这是因为CO2水平和波形提供快速且可靠的信息，该信息帮助检测和预防多种危急生命的事件，诸如气管的位置异常和代谢系统、心血管系统和呼吸系统的失效。
整个通气可分成两个部分：与肺部的血交换的呼吸气体和不与肺部的血交换的呼吸气体。前者通常被称为肺部通气，而后者通常被称为死区通气。因而死区指的是吸入的但不参与气体交换的呼吸气体。生理死区可分成解剖死区和肺泡死区。解剖死区包括不接触肺的肺泡的、上气道(诸如嘴和气管)中的气体。肺泡死区包括与肺泡接触而没有任何气体交换(即，没有发生任何灌注)的气体。第三种形式的死区通常被称为机械或装备死区。这是由在不参与气体交换的情况下填充机械通气机系统的呼吸回路的气体形成的。
死区趋向于降低ETCO2读数，因为不参加气体交换的“死”气体/空气与呼出气体混合，并且从而稀释呼出的CO2。换句话说，解剖死区和装备死区中的所有死区气体在呼气时段开始时通常都未被呼出，但是死区气体的一部分与富含CO2的呼出气体混合，并且稀释呼出的CO2。这进而可使与血液气体CO2浓度相互关联的可靠性恶化，以及导致低估动脉CO2水平。一般而言，患者越小，死区的影响就越大。在小患者中，通过使用小体积气管内管连接器，以及/或者使用允许从管的末端(而非正规的嘴部传感器)取CO2样本的特殊气管内管，二氧化碳测定的精度已经提高。
可影响ETCO2测量的精度以及从而也影响ETCO2和血液CO2之间的相互关联的可靠性的另外的因素是呼吸速率。随着呼吸速率提高，吸气和呼气时段缩短，而且呼气时段可变过短，以至于在下一个吸气时段开始之前，无法将所有富含CO2的气体传送到传感器。这又导致再呼吸，即，呼出的气体与通气系统中的气体混合，而且混合气体中的一些被再次吸入。
因此，ETCO2测量和血液CO2估计的精度和可靠性在某些通气条件下可变得受损。如上面论述的那样，当涉及婴儿和高频通气时，ETCO2测量不准确的风险更大。但是，高频通气(其典型地用来减少肺损伤或预防进一步的肺损伤)可适用于所有年龄段的患者，从新生儿到成年人。
发明内容
本文将解决上面提到的问题，根据以下说明，将理解本文。在公开的解决方案中，通气机在呼气时段期间暂停，并且在恢复正常的高频呼吸节奏之前，在暂停结束时执行测量。换句话说，使呼气时段中的一个较长，从而获得对应于受检者的较长的呼气的测量值。基于从较长的呼气中获得的测量值和从正常(较短的)呼气中获得的测量值来确定校正因子。然后可通过校正因子来校正后续测量值。校正因子对呼吸速率而言是特定的，并且可针对新的呼吸速率确定新校正因子。
在实施例中，一种用于改进来自通气受检者的呼吸气体测量的精度的方法包括：通过通气机以预定呼吸速率对受检者通气；在受检者的第一呼气时段内取得呼吸气体测量值，从而获得第一测量值；以及在受检者的第二呼气时段内暂停通气机达暂停时段。该方法进一步包括：在暂停时段内执行呼吸气体测量，从而获得第二测量值；基于第一测量值和第二测量值来确定校正因子；以及使用校正因子来校正从处于预定呼吸速率的受检者获得的后续呼吸气体测量值。
在另一个实施例中，一种用于改进来自通气受检者的呼吸气体测量的精度的布置包括：通气机单元，其适于以预定呼吸速率对受检者通气；测量单元，其适于在受检者的第一呼气时段内取得呼吸气体测量值，从而获得第一测量值；以及通气机控制单元，其适于在受检者的第二呼气时段内暂停通气机单元达暂停时段，其中，测量单元进一步适于在暂停时段内执行呼吸气体测量，从而获得第二测量值。该布置进一步包括通气机处理单元，该通气机处理单元适于基于第一测量值和第二测量值来确定校正因子，以及适于使用校正因子来校正从处于预定呼吸速率的受检者获得的后续呼吸气体测量值。
在又一个实施例中，一种用于改进通气受检者的呼吸气体测量的精度的计算机程序产品包括：第一程序产品部分，其适于在受检者的呼气时段期间暂停通气机达暂停时段；以及第二程序产品部分，其适于基于第一呼吸气体测量值和第二呼吸气体测量值来确定校正因子，其中，在受检者的正常呼气周期结束时获得第一呼吸气体测量值，并且在暂停时段内获得第二呼吸气体测量值。该计算机程序产品进一步包括第三程序产品部分，该第三程序产品部分适于使用校正因子来校正从处于当前呼吸速率的受检者获得的后续呼吸气体测量值。
根据以下详细描述和附图，本发明的多种其它特征、目标和优点对本领域技术人员将是显而易见的。
附图说明
图1示出正常呼吸的受检者的时间二氧化碳描记图的示例；
图2是示出用于改进通气受检者的呼吸气体测量的精度的方法的一个实施例的流程图；
图3示出用来限定后续呼吸气体测量的校正因子的两个呼吸气体测量的示例；
图4示出针对呼吸气体测量所确定的校正因子和相应的校正曲线的示例；以及
图5示出包括精度增强的近端呼吸气体测量的通气机系统的示例。
部件列表
1　　呼气的第一部分
2　　呼气的第二部分
3　　呼气结束
200　开始通气
201　开始测量
202　确定第一测量值
203　暂停通气机
204　确定第二测量值
205　恢复通气节奏，确定校正因子
206　存储校正点
207　检查收集的校正点
208　确定和存储校正曲线
209　校正测量值
210　呼吸速率检查
211　校正曲线检查
212　通过校正曲线来确定校正因子
31　 暂停时段
32　 第一测量
33　 第二测量
41-44 校正点
45　 校正曲线
511　机械通气机
512　吸入管
513　呼出管
514　气体过滤器
515　气体传感器
516　气管内管
517　控制和处理单元
518　气体测量算法
519　存储器
520　显示器单元
521　用户接口
522　气体测量单元。
具体实施方式
图2示出用于改进通气受检者的呼吸气体测量的精度的方法的一个实施例。在这里假设以基本固定的呼吸速率对患者/受检者通气(步骤200)，以及对患者/受检者进行ETCO2测量(步骤201)。例如在受检者的各次呼气结束时可测量ETCO2值。通气速率典型地非常高，诸如150次呼吸每分钟，因为用于改进ETCO2测量的精度的机制主要预期用于高的呼吸速率，在高的呼吸速率下，测量的可靠性比在低呼吸速率下更容易受损。另外假设受检者的平均气道压力在特定的呼吸速率下保持基本不变，即，通气机设置不变，使得当受检者以特定速率呼吸时，平均气道压力将改变。
对于连续且非侵入性ETCO2监测，在这个示例中，在接近气管内管的位置处执行ETCO2测量。为了对当前呼吸速率建立校正因子，根据ETCO2时间序列确定第一ETCO2值，或者从ETCO2时间序列中检索第一ETCO2值(步骤202)。然后通气机在呼气结束时暂停达预定暂停时段(步骤203)，从而使这个呼气周期更长。基本在暂停时段结束时确定第二ETCO2测量值(步骤204)。因而在比前面的呼气更长的呼气结束时获得第二样本，从而在更彻底地清空肺部之后获得第二测量值。
在暂停时段(其典型地持续两秒至三秒)之后，通气机以固定的呼吸速率继续其操作(步骤205)。可将(步骤205)校正因子CF确定为第二测量值和第一测量值的比：CF= (ETCO2)k/(ETCO2)k-1，其中，(ETCO2)k是在暂停结束时获得的第二测量值，而(ETCO2)k-1是从正常(较短)呼气获得的第一测量值。如下标所指示的那样，第一测量值和第二测量值可暂时表示可从连续呼气获得的连贯ETCO2测量。图3显示时间二氧化碳描记图，其分别示出暂停时段31和第一测量32及第二测量33的示例。
比和相应的呼吸速率在坐标系(在下面的图4中显示)上形成数据点，其中一个轴(诸如X轴)表示呼吸速率，以及其中，另一个轴(诸如Y轴)表示校正因子。在这个语境中，这个数据点被称为校正点。再次参照图2，在步骤206处存储校正点。
在存储新校正点之后，通气机系统可在步骤207处检查在存储器中是否存在足够的校正点来确定校正曲线，即，拟合收集的数据点的曲线。但是，在第一校正点之后不是这样，因为产生拟合曲线需要至少三个校正点。然后通气机系统使用校正因子校正后续ETCO2测量值：ETCO2 = (ETCO2)m × CF，其中， ETCO2是校正值，(ETCO2)m 是测量的值，以及其中，校正因子CF是取决于呼吸速率上文的比(步骤209)。
在步骤209中可使用同一校正因子，只要呼吸速率保持不变即可。但是，如果呼吸速率改变(步骤210/是)，通气机系统可重复步骤202至207和209，从而对新的呼吸速率限定新校正点。这些步骤可重复，直到足够的校正点已经确定和存储供确定校正曲线为止。当校正点的数量达到这个极限时，通气系统在步骤207处检测到可确定校正曲线，并且跳到步骤208，其中，存储的校正点可用于产生最可能拟合点的曲线。这可通过例如n阶回归来完成。当校正曲线已经产生时，通气系统可使用曲线来对任何新的呼吸速率限定校正因子(步骤212)，而不必须暂停通气机。
图4示出在步骤202至206中分别对四个不同的呼吸速率确定的四个不同的校正点41至44。图4还示出基于校正点所限定的校正曲线45。在低呼吸速率下，校正因子接近一，并且校正因子随呼吸速率提高（使呼气时段更短）而增大。在已经获得预定数量的校正点之后，控制和处理可使用n阶回归，例如，以寻找对校正点提供最佳拟合的曲线CF(RR)= C+C1×RR+ C2×(RR)2+…+Cn×(RR)n(其中，RR表示呼吸速率)。曲线，即，系数Ci (i=1， 2， …， n)和常数C，存储为校正曲线，参见步骤208。
在以上实施例中，校正因子被确定为第二测量值与第一测量值的比。在这里明显的是，校正因子也可被确定为第一测量值与第二测量值的比，在这种情况下，通过用测量的值除以校正因子CF来获得校正的ETCO2值：ETCO2=(ETCO2)m/CF。
以上假设平均气道压力在特定的呼吸速率下保持基本恒定。如果平均气道压力改变，则将启动重新校准，即，对校正点(一个或多个)/曲线的新的确定。可通过改变呼吸容量（tidal volume）、峰值气道压力或呼气末正压(PEEP)来改变平均气道压力。PEEP的变化可由通气机所供应的外在PEEP或内在PEEP的变化(其取决于呼吸速率)引起。
在另外的实施例中，当确定校正因子时，可根据测量的CO2值来测量和推导出吸入CO2值：CF= [(ETCO2)k – FiCO2]/[(ETCO2)k-1 – FiCO2]，其中， FiCO2是在(短)吸入时段期间测量的吸入CO2。这个实施例主要用于高呼吸速率，因为吸入CO2水平在低呼吸速率下通常为零。但是，随着呼吸速率提高，再呼吸可开始进行，呼吸速率提高也会导致吸入CO2。
以上示例涉及CO2测量，CO2测量在例如麻醉和重症护理中是普通的测量。但是，上面描述的机制也可用来改进二氧化碳之外的另一种呼吸气体的浓度测量的精度。这样呼吸气体可为例如氧气或任何挥发性麻醉剂，诸如异氟烷或七氟醚。在测量非CO2呼吸气体时，以上形式CF= [(ETXX)k – FiXX]/[(ETXX)k-1 – FiXX](或其的倒数)可用作校正因子，因为吸入浓度FiXX不为零。这里，(ETXX)k表示非CO2呼吸气体在暂停结束时的浓度，而(ETXX)k-1表示在正常(较短)呼气结束时的所述气体的浓度。
图5示意性地示出设有以上近端呼吸气体测量(诸如ETCO2测量)的通气机系统的实施例。机械通气机511在其吸入系统(未显示)中产生受控制的气体流，并且通过吸入管512、(细菌)气体过滤器514和气管内管516将气体流供应到受检者/患者510的气道中。控制和处理单元517配置成使压力和流特性适于受检者的需要，这可由用户通过通气机系统的用户接口521限定。
呼气气体通过气管内管、气体过滤器和呼出管513从受检者的肺回到通气机的呼出回路(未显示)。这里假设气体传感器515(其典型地为CO2传感器)是位于气管内管内或位于气管内管和气体过滤器之间的侧流传感器。气体样本供应到气体测量单元522，气体测量单元522配置成基于气体样本来测量气体浓度值。气体测量单元可操作地连接到控制和处理单元517上，控制和处理单元517设有气体测量算法518。气体测量算法518包括以上精度增强功能性。例如，当由控制和处理单元执行时，测量算法(其可存储在控制和处理单元的存储器519中)可配置成执行图2的步骤。
控制和处理单元另外适于控制显示器单元520，以在显示器单元的屏幕上显示测量的波形(诸如时间二氧化碳描记图)、测量结果和其它用户信息，诸如通气机设置。按照呼吸气体测量，控制和处理单元可分成两个部分：控制单元，其配置成控制通气机系统的运行；以及处理部分，其配置成基于测量的气体浓度值来产生校正的气体浓度值。
也可对传统通气机系统升级，以使得能够根据以上机制来进行呼吸气体测量。例如可通过将包括整个软件系统或其期望的部分的软件单元的输送到控制和处理单元来实现这样的升级。因此，软件单元包括：至少第一部分，其适于在受检者的呼气时段期间暂停通气机达暂停时段；第二程序产品部分，其适于基于第一气体测量值和第二气体测量值来确定校正因子；以及第三程序产品部分，其适于使用校正因子来校正从处于当前呼吸速率的受检者获得的后续气体测量值。软件单元也可包括配置成确定校正曲线的第四部分。可从现有的测量单元(诸如二氧化碳检测计)中获得第一气体测量值和第二气体测量值。
在以上实施例中，在已经获得预定数量的校正点之后确定校正曲线。当需要新校正点时，可在实际监测之前的单独训练时段期间或者在受检者的监测期间确定校正点。如果知道呼吸速率将保持基本恒定，则不必确定校正曲线，但可定期(诸如每2分钟)确定校正因子，以保持校正因子得到更新。在一个实施例中，可省略对校正曲线的确定，并且可通过每当呼吸速率改变时暂停通气机来确定校正因子。
由于公开的气体测量校正的好处在高呼吸速率下更突出，所以以上机制对于高频通气比对于传统通气更有用。但是，该机制可用于其中可能间歇地产生更长的呼吸的任何通气机和通气模式，从而获得校正因子。此外，虽然由于小患者中的死区的加重作用，以上机制对新生儿和婴儿更有用，但该机制也可用于所有年龄段的患者。
本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并还使本领域技术人员能实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统及执行任何结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求定义，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求字面语言无不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求字面语言无实质不同的等效结构要素，则它们规定为在权利要求的范围之内。

Claims (17)

1. 一种用于改进来自通气受检者的呼吸气体测量的精度的方法，所述方法包括：
通过通气机以预定呼吸速率对受检者通气；
在所述受检者的第一呼气时段内取得呼吸气体测量值，从而获得第一测量值；
在所述受检者的第二呼气时段内暂停所述通气机达暂停时段；
在所述暂停时段内执行呼吸气体测量，从而获得第二测量值；
基于所述第一测量值和所述第二测量值来确定校正因子；以及
使用所述校正因子来校正从处于所述预定呼吸速率的所述受检者获得的后续呼吸气体测量值。
2. 根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括在所述受检者的连续呼气时段期间测量呼吸气体值，从而获得成时间序列的呼吸气体值，其中，所述取得包括从所述时间序列中选择呼吸气体值。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述选择包括从所述时间序列中选择最新的呼吸气体值，以及其中，所述暂停响应于所述选择而启动。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述确定包括确定所述校正因子，其中，所述校正因子表示所述第一测量值和所述第二测量值的比。
5. 根据权利要求1所述的方法，所述方法进一步包括当预定事件发生时，重复所述取得、暂停、执行、确定和使用，所述预定事件是所述受检者的呼吸速率改变和所述受检者的平均气道压力改变中的一个。
6. 根据权利要求5所述的方法，所述方法进一步包括基于多个数据点来限定校正曲线，其中，各个数据点包括校正因子和相应的呼吸速率，以及其中，所述校正曲线指示任何新的呼吸速率的校正因子。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述限定包括使用n阶回归来产生拟合所述多个数据点的拟合曲线，其中，所述拟合曲线表示所述校正曲线。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述取得包括取得所述第一测量值，并且所述执行包括获得所述第二测量值，其中，所述第一测量值和所述第二测量值表示二氧化碳浓度。
9. 一种用于改进来自通气受检者的呼吸气体测量的精度的布置，所述布置包括：
通气机单元，其适于以预定呼吸速率对受检者通气；
测量单元，其适于在所述受检者的第一呼气时段内取得呼吸气体测量值，从而获得第一测量值；
通气机控制单元，其适于在所述受检者的第二呼气时段暂停所述通气机单元达暂停时段；
其中，所述测量单元进一步适于在所述暂停时段内执行呼吸气体测量，从而获得第二测量值；以及
通气机处理单元，其适于基于所述第一测量值和所述第二测量值来确定校正因子，以及适于使用所述校正因子来校正从处于所述预定呼吸速率的所述受检者获得的后续呼吸气体测量值。
10. 根据权利要求9所述的布置，其中，所述测量单元进一步适于
在所述受检者的连续的呼气时段期间，测量呼吸气体值，从而获得成时间序列的呼吸气体值；以及
通过从所述时间序列中选择呼吸气体值来取得所述第一测量值。
11. 根据权利要求10所述的布置，其中，所述测量单元适于从所述时间序列中选择最新的呼吸气体值，以及其中，所述通气机控制单元适于响应于对所述最新的呼吸气体值的选择来暂停所述通气机单元。
12. 根据权利要求9所述的布置，其中，所述校正因子表示所述第一测量值和所述第二测量值的比。
13. 根据权利要求9所述的布置，其中，所述通气机控制单元适于在预定事件发生时，启动对新校正因子的确定，其中，所述预定事件是所述受检者的呼吸速率的改变和所述受检者的平均气道压力的改变中的一个。
14. 根据权利要求13所述的布置，其中，所述通气机处理单元进一步适于基于多个数据点来限定校正曲线，其中，各个数据点包括校正因子和相应的呼吸速率，以及其中，所述校正曲线指示任何新呼吸速率的校正因子。
15. 根据权利要求14所述的布置，其中，所述通气机处理单元适于使用n阶回归来产生拟合所述多个数据点的拟合曲线，其中，所述拟合曲线表示所述校正曲线。
16. 根据权利要求9所述的布置，其中，所述第一测量值和所述第二测量值表示二氧化碳浓度。
17. 一种用于改进来自通气受检者的呼吸气体测量的精度的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：
第一程序产品部分，其适于在受检者的呼气时段期间暂停通气机达暂停时段；
第二程序产品部分，其适于基于第一呼吸气体测量值和第二呼吸气体测量值来确定校正因子，其中，在所述受检者的正常呼气周期结束时获得所述第一呼吸气体测量值，并且在所述暂停时段内获得所述第二呼吸气体测量值；以及
第三程序产品部分，其适于使用所述校正因子来校正从处于当前呼吸速率的所述受检者获得的后续呼吸气体测量值。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103705244A (zh) * 2013-12-16 2014-04-09 天津大学 主流式呼吸气压和呼吸二氧化碳浓度同步监测方法
CN112533533A (zh) * 2018-08-07 2021-03-19 罗斯特姆医疗创新有限公司 用于监测不与患者的通气肺相互作用的血流的系统和方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3177207B1 (en) * 2014-09-04 2024-01-24 Fisher & Paykel Healthcare Limited Exhaled gas measurement compensation during high flow respiratory therapy
US9950129B2 (en) 2014-10-27 2018-04-24 Covidien Lp Ventilation triggering using change-point detection
CN108472465B (zh) 2015-12-02 2021-08-31 皇家飞利浦有限公司 非侵入式通气期间的co2测量的方法
EP3793656A1 (en) 2018-05-14 2021-03-24 Covidien LP Systems and methods for respiratory effort detection utilizing signal distortion
US11752287B2 (en) 2018-10-03 2023-09-12 Covidien Lp Systems and methods for automatic cycling or cycling detection
CN115335101A (zh) * 2020-03-13 2022-11-11 费雪派克医疗保健有限公司 气体监测相关的改进

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1251913B (de) 1965-03-20 1967-10-12 Dragerwerk Hemr & Bernh Drager, Lübeck Beatmungsvorrichtung
JP2582010B2 (ja) 1991-07-05 1997-02-19 芳嗣 山田 呼吸筋活動のモニタ装置
US7861716B2 (en) 2006-03-15 2011-01-04 Carefusion 207, Inc. Closed loop control system for a high frequency oscillation ventilator
US20080009762A1 (en) * 2006-06-27 2008-01-10 Medtronic Emergency Response Systems, Inc. Method and apparatus for interpreting capnographic data
US8176915B2 (en) * 2007-03-15 2012-05-15 Koninklijke Philips Electronics N.V. End-tidal gas estimation system and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103705244A (zh) * 2013-12-16 2014-04-09 天津大学 主流式呼吸气压和呼吸二氧化碳浓度同步监测方法
CN103705244B (zh) * 2013-12-16 2015-05-20 天津大学 主流式呼吸气压和呼吸二氧化碳浓度同步监测方法
CN112533533A (zh) * 2018-08-07 2021-03-19 罗斯特姆医疗创新有限公司 用于监测不与患者的通气肺相互作用的血流的系统和方法
CN112533533B (zh) * 2018-08-07 2024-04-12 罗斯特姆医疗创新有限公司 用于监测不与患者的通气肺相互作用的血流的系统和方法

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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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