CN104105522A - 呼吸系统 - Google Patents

Abstract

一种用于非侵入式正压呼吸的呼吸系统，具有：用于以能控制的压力提供呼吸气体的压力源；用于控制压力源的、与传感器连接的控制和评估单元，其中传感器实现对泄漏体积、自主呼吸频率、换气体积和吸气时间的检测，其中控制和评估单元设置用于：自动地执行下述内容：i)根据标准检查泄漏体积(MV LEAK)并且根据此降低吸气压力支持，并且过渡到步骤ii)或者触发警报并且返回至初始点，ii)根据标准检查自主呼吸频率(F_SPON)并且根据此触发警报并且返回至步骤i)或者降低或提高吸气压力支持(P_ASB)并且在提高或降低吸气压力支持之后返回至步骤i)，否则使压力支持不改变并且过渡到步骤iii)，iii)根据标准检查换气体积(VT)并且根据此降低或提高吸气压力支持(P_ASB)并且在降低或提高之后返回至步骤i)，否则使压力支持不改变并且过渡至步骤iv)，iv)根据吸气时间设定执行压力支持的时间周期，其中当吸气时间处于预定的吸气时间区间时，保持压力支持不改变，并且返回至步骤i)。

Description

呼吸系统

技术领域

本发明涉及一种用于非侵入式正压呼吸装置的呼吸系统，其具有：用于以能控制的压力提供呼吸气体的压力源，所述压力源由控制和评估单元来控制；和具有与控制和评估单元连接的传感器，所述传感器实现对泄漏体积、自主呼吸频率、换气体积和吸气时间的检测。

背景技术

非侵入式换气装置(NIV)称作呼吸辅助装置或者下述呼吸形式，其中不经由气管内管或气管切开管(侵入式)来实现到病人的呼吸路径入口，而是经由紧密适配的鼻部或面部面罩(非侵入式)来进行。在非侵入式呼吸治疗中，在正压呼吸装置(NIPPV-非侵入式正压换气装置)和负压呼吸装置(NPV-负压换气装置)之间与区分呼吸模式BIPAP(双相间歇性气道正压力)和CPAP/ASB(连续气道正压通气/辅助自主呼吸)。本发明涉及CPAP/ASB中的NIPPV。

非侵入式换气装置用于多样形式的呼吸机能不健全治疗并且实施为补充常规的、即侵入式的戒除呼吸仪器。因此，将具有NIV的CPAP/ASB呼吸形式用于调节氧合作用和换气装置干扰。

尤其当病人在前述常规的戒除之后被除管进而显示出显著的高碳酸的呼吸机能不全时，推荐使用NIV。在该情况下，能够借助NIV降低呼吸持续时间和降低再插管引起的死亡率提高。

NIV呼吸的普遍优点是：

-病人更好地容忍呼吸。

-不需要麻醉或仅需要少量的麻醉。

-病人能够交流/与病人交流。

-口服进食是可行的。

-呼吸空气被生理上适合地被润湿。

-病人能够更好地移动(例如坐下)。

NIV相对于侵入式呼吸的优点是：

-更短的呼吸持续时间，

-在重症监护室更短的停留，

-较少的医院感染、尤其是肺炎感染、尤其是由再插管引起的感染，

-更低的死亡率，

-较低的治疗花费。

NIV的前提和指征是：

-病人必须是清醒的且协作的，

-必须存在呼吸驱动以及吞咽反射和保护反射，

-在血流动力方面稳定，

-肺部指征：

·慢性呼吸机能不全。

·COPD

·有障碍的睡眠呼吸暂停

·呼吸驱动干扰

·神经肌肉干扰

·急性呼吸机能不全

·急性COPD

·肺炎

·肺栓塞

·戒除

-心脏指征

·心源性肺水肿(Kardiogenes Lungenoedem)

对于呼吸机Draeger EvitaXL和Draeger Evita Infinity V500可用的呼吸选项SmartCare/PS为侵入式呼吸形式CPAP/ASB提供自动化的戒除策略。在此，根据临床指导方针依次地且以小的时间间距尝试将呼吸机上的吸气压力辅助装置(ASB)最小化，以便最后引导病人自主地经由1至2小时的自主呼吸尝试直至能除管。每五秒将呼吸机的测量数据(自主呼吸频率、呼吸体积、呼气末的二氧化碳)输送给以认知为基础的系统，借助所述测量数据每2至5分钟执行呼吸治疗的与临床指导准则一致的且适合于病人状态的调整。在多中心的随机研究中能够指出：借助该自动的呼吸调整能够将呼吸持续时间降低33％并且将接触持续时间降低50％。

上述调整方法SmartCare/PS不能够直接地用于具有拔管后吸气稳定目的的非侵入式呼吸装置。本质上的原因是：

-与在SmartCare/PS不同，主动戒除在NIV中不是治疗目的。

-与SmartCare/PS相反，主动的自主呼吸尝试在NIV中是不期望的。

-在NIV中的CO₂测量是脆弱的(fragil)进而仅能够受限制地使用，相反，SmartCare/PS的呼气末的CO₂值是重要的输入参数。

-除ASB之外，必须调整另外的呼吸参数。

特别地，不能够借助已知的方法目的明确地避免病人-设备-不同步(Patienten-Geraete-Asynchronien)。在NIV中可能出现的显著的泄漏在SmartCare/PS中不被考虑。最后，在非侵入式呼吸中需要更频繁地控制设定。

发明内容

本发明的目的是：构成一种用于具有呼吸模式CPAP/ASB的非侵入式呼吸的呼吸系统，使得自动地执行病人的拔管后的呼吸的稳定。

具有权利要求1的特征的呼吸系统用于实现该目的。

根据本发明提出：呼吸系统的控制和评估单元设计用于：以特定顺序满足在特定的标准上检验输入参量并且根据检验结果必要时执行呼吸参数的调整。在本发明中发现：应当将连续下述参数作为输入参量来研究：

-泄漏体积(MV_LEAK)

-自主呼吸频率(F_SPON)

-换气体积(VT)

-吸气时间(TI_SPON)

将吸气压力支持(P_ASB)和执行吸气压力支持的时间周期设定为输出参量。其发现刚好在权利要求1中限定的顺序和检查所说明的标准引起稳定自动地控制呼吸系统。

因此，必须首先检查泄漏体积是否处于预定的极限值之上。在这种情况下，检查自主呼吸频率是否处于预定的自主呼吸频率区间之内且检查换气体积是否处于预定的换气体积区间之内时，并且当这两个上述条件中的一个不满足时，输出警报通知并且返回值初始点。否则，当泄漏体积处于预定的泄漏体积极限值之上且自主呼吸频率处于预定的自主呼吸频率区间之内且换气体积处于预定的换气体积区间之内时，降低吸气压力支持，即通过呼吸驱动所提供的压力，直到所得出的泄漏体积处于预定的极限值之下。

当完成上述步骤，检查自主呼吸频率是否处于预定的最大值之上或者处于预定的最小值之下，并且在是的情况下触发警报并且返回至之前的步骤。随后，将主呼吸频率与预定的自主呼吸频率区间进行比较并且确定：自主呼吸频率是否处于预定的自主呼吸频率区间之下、之中或之上。当自主呼吸频率处于预定的自主呼吸频率区间之上，那么降低吸气压力支持。当自主呼吸频率处于预定的区间之下，提高吸气压力支持。当在此提高或降低吸气压力支持时，则返回具有检查泄漏体积的第一步骤。仅当自主呼吸频率处于预定的自主呼吸频率区间时，不改变压力支持并且过渡到下一步骤。

然后，如下检查换气体积是否处于预定的换气体积区间之下、之内或之上。当换气体积处于预定的换气体积区间之上，那么降低吸气压力支持。当换气体积处于预定的换气体积区间之下，那么提高吸气压力支持。当在此降低或提高吸气压力支持时，返回具有检查泄漏体积的步骤。仅在当前的换气体积处于预定的换气体积区间时，不改变压力支持并且过渡至下一步骤。

最后，根据病人的吸气时间设定在一次呼吸期间执行吸气压力支持的时间间隔或时间周期。压力支持的时间周期录入能够通过参数％PIF的标准来设定，其中PIF代表“peak inspiration flow峰值吸气流”。5％PIF的时间周期表示：当体积流相对于其峰值在相应的吸气中下降到5％时，结束吸气压力支持。相应地，也能够将更短的吸气压力支持与呼吸的持续时间成比例，例如70％的PIF，这表示：当在该次呼吸中体积流下降到其峰值的70％时，吸气压力支持已经被结束。

附图说明

下面，根据一个实施例在附图中描述本发明，其中

图1示出呼吸系统的立体图，

图2示出根据本发明的呼吸系统的控制的流程图，和

图3示出根据本发明的呼吸系统中的询问的步骤顺序的流程图。

具体实施方式

图1示出具有软管系统2的呼吸系统1，软管系统包括吸气和呼气管道，吸气和呼气管道通入呼吸面罩4上的Y形件中。在呼吸系统之内安装压力源和控制和评估系统，控制和评估系统控制呼吸气体以期望的压力变化从压力源中输出。此外，以通常的方式存在用于检测气动参量的传感器，传感器在图1中没有详细示出。由传感器以通常的方式检测泄漏体积、自主呼吸频率、换气体积和另外的参数。

参见图2，由控制和评估单元首先检查换气体积是否是可变的。当不可变时，评估之前的调节。当吸气压力支持在之前提高，那么检查是否能够由此降低病人的自主呼吸频率。当是这种情况时，则过渡到现已检查步骤。

当通过之前提高吸气压力支持，既不能够降低病人的自主呼吸频率也不提高换气体积时，返回之前提高吸气压力支持并且等待5分钟直至下一循环。

当通过之前提高吸气压力支持，还不能够降低病人的自主呼吸频率但是提高换气体积时，那么当换气体积不处于预定的换气体积区间之上时就过渡到下一检查步骤。当换气体积应当处于预定的换气体积区间之上，那么首先执行进一步调节并且等待5分钟直至下一循环。

在自动地调节呼吸系统开始时，使用者将系统信息输出给病人：身体参量以及下述区间，泄漏体积、自主呼吸频率和换气体积应当在区间中移动。在呼吸系统启动之后的首个5分钟之内，每60秒测定从输入值P_ASB、PIF、VT、F_SPON、TI_SPON和MV_LEAK中的评估，该评估能够引出自主地调节设定参量P_ASB和/或PIF。在第一个5分钟之后，每20次呼吸重复评估和/或执行调节，其中在自主调节之后分别等待2分钟。

设置在上级的、周期重复的检查流程如下：在对当前的、超过区间上的呼吸体积的检查和对之前的自主的参数调节(估计在先调节)和相应的校正进行回溯地评估之后，以固定预定的评估顺序为基础自动地在四个步骤中进行稳定，其中所述步骤顺序在图3中的流程图中示出，其中称作I至IV的方框相应于下述步骤1至4或权利要求1中的步骤i)至iv)：

1.分析现有的泄漏体积MV_LEAK，并且当泄漏体积MV_LEAK超过极限值时，检查自主呼吸频率F_SPON是否处于预定的自主呼吸频率区间之内且换气体积VT是否处于预定的换气体积区间之内。这两个上述条件中的一个不满足时，触发警报通知并且返回值初始点。否则，当泄漏体积处于预定的泄漏体积极限值之上且自主呼吸频率处于预定的自主呼吸频率区间之上时，降低吸气压力支持P_ASB(这在图3中通过P_ASB-x来表明)，以便降低泄漏体积，并且返回至初始点；泄漏体积处于极限值之下时，以下述步骤2继续进行(所述步骤在图2中称作“评估泄漏体积”)；

2.当自主呼吸频率F_SPON处于预定的最大值之上或者处于预定的最小值之下时，触发警报并且返回至步骤1；否则将自主呼吸频率F_SPON与处于最大值和最小值之间的区间之内的预定的自主呼吸频率区间进行比较，并且当自主呼吸频率F_SPON处于预定的自主呼吸频率区间之上，那么降低吸气压力支持(通过P_ASB-x来表明)，并且当自主呼吸频率处于预定的区间之下，提高吸气压力支持(P_ASB+x)，在提高或降低吸气压力支持之后返回至步骤1，并且当自主呼吸频率F_SPON处于预定的自主呼吸频率区间中，那么不改变压力支持并且过渡到步骤3(所述步骤在图2中称作“评估自主呼吸频率”)；

3.根据换气体积VT调节或不调节吸气压力支持P_ASB，即当换气体积VT处于预定的换气体积区间之上，那么降低P_ASB(P_ASB-x)，或者当换气体积VT处于预定的换气体积区间之下，那么提高P_ASB(P_ASB+x)。在如此触发地提高或降低之后再次返回至步骤1。仅当换气体积VT处于预定的换气体积区间中，那么使P_ASB不改变并且过渡至步骤4，(所述步骤在图2中称作“评估换气体积”)。

4.根据吸气时间通过下述方式设定在一次呼吸期间执行压力支持的时间周期，即当吸气时间TI_SPON处于预定的吸气时间区间之下时，提高吸气压力支持的时间周期并且当吸气时间TI_SPON处于预定的吸气时间区间之上时，降低所述吸气压力支持的时间周期其中当吸气时间处于预定的吸气时间区间时，不改变压力支持，并且返回至步骤1(所述步骤在图2中称作“评估吸气时间”)。

下面，在表格中用泄漏体积、自主呼吸频率、换气体积和吸气时间的数值详述呼吸过程的情况，其中列出相应的结论和从中得出的P_ASB和％PIF的变化。

在该实例中，泄漏体积的极限值为15l/min。预定的自主呼吸频率区间是14-29bpm(每分钟的呼吸)。自主呼吸频率的预定的最大值为40bpm，在超过所述最大值时触发警报并且返回至步骤1。预定的最小值为8bpm，在低于所述最小值时同样触发警报并且返回至第一步骤。

预定的换气体积区间是5-10ml/kg(每kg体重的呼吸体积)。

预定的吸气时间区间是0.6-1.2s。

评估泄漏体积

评估自主呼吸频率

评估换气体积

评估吸气时间

Claims (1)

1.一种用于非侵入式正压呼吸的呼吸系统，具有：

-压力源，用于以能控制的压力提供呼吸气体；

-控制和评估单元，设计用于控制所述压力源并且与传感器连接，所述传感器实现对泄漏体积、自主呼吸频率、换气体积和吸气时间的检测，其特征在于，所述控制和评估单元设计用于：自动地以所列出的顺序执行下述测量和设定：

i)检查所述泄漏体积(MV_LEAK)是否处于预定的极限值之上，并且在是的情况下并且当所述自主呼吸频率(F_SPON)处于预定的自主呼吸频率区间之内以及所述换气体积(VT)处于预定的换气体积区间之内时，降低吸气压力支持，并且当所述自主呼吸频率(F_SPON)处于所述预定的自主呼吸频率区间之外或者所述换气体积(VT)处于所述预定的换气体积区间之外时，触发警报并且返回至初始点，并且当所述泄漏体积处于所述预定的极限值之下时，仅过渡至步骤ii)，

ii)当所述自主呼吸频率(F_SPON)处于预定的最大值之上或者处于预定的最小值之下时，触发警报并且返回至步骤i)，并且所述自主呼吸频率(F_SPON)与处于最大值和最小值之间的区间之内的所述预定的自主呼吸频率区间进行比较，并且当所述自主呼吸频率(F_SPON)处于所述预定的自主呼吸频率区间之上时，降低所述吸气压力支持，并且当所述自主呼吸频率(F_SPON)处于预定的区间之下时，提高所述吸气压力支持，并且在提高或降低所述吸气压力支持之后返回至步骤i)，并且当所述自主呼吸频率(F_SPON)处于所述预定的自主呼吸频率区间时，不改变所述压力支持并且过渡到步骤iii)，

iii)检查所述换气体积(VT)是否处于预定的换气体积区间之内，并且当所述换气体积处于所述预定的换气体积区间之上，那么降低所述吸气压力支持，并且当所述换气体积处于所述预定的换气体积区间之下，那么提高所述吸气压力支持，并且在降低或提高之后返回至步骤i)，并且当所述换气体积(VT)处于所述预定的换气体积区间时，不改变所述压力支持并且过渡至步骤iv)，

iv)根据病人的所述吸气时间设定执行所述吸气压力支持的时间周期，其中当所述吸气时间(TI_SPON)处于预定的吸气时间区间之下时，提高所述吸气压力支持的所述时间周期，并且当所述吸气时间(TI_SPON)处于所述预定的吸气时间区间之上时，减小所述吸气压力支持的所述时间周期，其中当所述吸气时间处于所述预定的吸气时间区间时，不改变所述压力支持，并且返回至步骤i)。