CN105324144B - 同步气道压力释放通气 - Google Patents
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Abstract
一种压力控制通气系统(10)，其被配置为提供与呼吸的对象同步的气道压力释放通气，其包括：压力发生器(12)，其被配置为生成到对象的能呼吸气体的加压流；一个或多个传感器(28)，其被配置为生成传达与加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；一个或多个处理器(14)，其被配置为运行计算机模块，包括：同步模块(16)，其被配置为至少基于信号来检测对象的吸气流阶段(39、45)和呼气流阶段(40、44、59)；区间模块(18)，其被配置为定义时间区间(54、60)；控制模块(20)，其被配置为控制发生器递送在用来维持足够的肺活量的第一压力范围(48)与用来促进CO2呼出的第二压力范围(50)之间波动的流，所述控制包括：在第一时间区间(54)的开始(56)时在第一范围中递送流；响应于检测到第一时间区间中第一呼气流阶段(40)的开始(42)而将流从第一范围调节到第二范围；在第一呼气流阶段中以第二范围维持流；并且在第一呼气流阶段之后在第一时间区间中开始的第二呼气流阶段(44)中以第一范围维持流。
Description
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求享有2013年6月11日提交的美国临时申请No.61/833552的优先权，在此通过引用将该申请内容并入。
技术领域
本公开涉及用于压力控制通气的系统和方法，并且具体涉及提供与患者的呼吸模式同步的气道压力释放通气。
背景技术
气道压力释放通气是一种双水平压力通气的方法，其产生严重的反比率以周期性地将二氧化碳从对象的气道消除，同时维持用于肺泡复原的高正气道压力或平均气道压力。这由Stocks和Downs在1987进行了描述并且被指示用于处置急性肺损伤以及其它呼吸并发症。
发明内容
因此，本公开的一个或多个方面涉及一种压力控制通气系统，所述压力控制通气系统被配置为提供与呼吸的对象同步的气道压力释放通气，压力支持系统包括：压力发生器，其被配置为生成能呼吸气体的加压流；一个或多个传感器，其被配置为生成传达与所述能呼吸气体的加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；以及一个或多个处理器，其被配置为运行计算机程序模块。
所述计算机程序模块包括：同步模块，其被配置为检测所述呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段，包括检测所述呼吸的对象的所述吸气流阶段和所述呼气流阶段的开始和结束，所述检测部分地基于所述一个或多个传感器的所述输出信号；区间模块，其被配置为定义时间区间，所述时间区间包括开始时间和结束时间；以及控制模块，其被配置为控制所述压力发生器以在第一压力范围与第二压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流，使得以所述第一的较高的压力范围通过所述能呼吸气体的加压流来支持所述对象的肺以维持足够的肺活量，并且以所述第二压力范围降低通过所述对象的气道的压力以促进从所述对象的肺呼出二氧化碳并促进潮气通气。
对所述压力发生器的控制包括：实现在时间区间的所述开始时间处以所述第一压力范围将所述能呼吸气体的加压流递送到所述对象的所述气道；实现响应于由所述同步模块检测到所述时间区间中的第一呼气流阶段的开始或者通过预定设定的时间段，将所述加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围；实现在所述呼气流阶段中，以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送；并且实现响应于由所述同步模块检测到吸气的开始或者通过在所述第一呼气流阶段之后的预定设定的时间段，以所述第一压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送。另外，在所述第一呼气流阶段之后的所有呼气流和吸气流中，所述能呼吸气体的加压流将被维持在所述第一压力范围上，直到所述时间区间的结束时间。
本公开的另一方面涉及一种用于递送压力控制通气的方法，所述压力控制通气被配置为提供与呼吸的对象同步的气道压力释放通气，所述压力控制通气包括：压力发生器，其被配置为生成到对象的能呼吸气体的加压流；导管，其用于将加压流从所述压力发生器连通到对象；接口器具，其用于将所述加压流连通到所述对象的气道；一个或多个传感器，其被配置为生成传达与所述加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；一个或多个处理器，其被配置为运行计算机程序模块；电源；用户接口以及电子存储装置。
所述方法包括：利用所述压力发生器来生成所述能呼吸气体的加压流；利用所述接口器具来将所述能呼吸气体的加压流连通到所述对象的所述气道；利用所述一个或多个传感器来生成传达与所述能呼吸气体的加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；在所述处理器上运行计算机程序模块，其中，所述计算机程序模块检测所述呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段，包括检测所述呼吸的对象的所述吸气流阶段和所述呼气流阶段的开始和结束；定义用于提供周期性气道压力释放通气的时间区间，包括定义所述时间区间的开始时间和结束时间；并且控制所述压力发生器以在压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流。
控制所述压力发生器包括：控制所述压力发生器以在第一压力范围与第二压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流，使得以所述第一压力范围通过所述能呼吸气体的加压流来支持所述对象的肺以维持足够的肺活量，并且以所述第二压力范围降低通过所述对象的所述气道的压力以促进从所述对象的肺呼出二氧化碳并鼓励潮气通气；实现在时间区间的所述开始时间处以所述第一压力范围来将所述能呼吸气体的加压流递送到所述对象的所述气道；实现响应于检测到所述时间区间中的第一呼气流阶段的开始，而将所述加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围；实现在所述第一呼气流阶段中以所述第二压力范围维持对所述能呼吸气体的加压流的递送；并且实现在所述第一呼气流阶段之后的吸气流阶段期间利用对可编程压力支持的选项以所述第一压力范围维持对所述能呼吸气体的加压流的递送，并且在所述第一呼气流阶段之后的所有其它呼气流阶段中将压力维持在所述第一压力范围，直到新的时间区间的开始。
本公开的又一方面涉及一种压力控制通气系统，其被配置为提供与呼吸的对象同步的气道压力释放通气，压力支持系统包括：用于生成能呼吸气体的加压流的单元；用于将所述能呼吸气体的加压流连通到所述对象的气道的单元；用于生成传达与所述能呼吸气体的加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号的单元；用于运行计算机程序模块的单元；用于检测所述呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段，包括检测所述呼吸的对象的所述吸气流阶段和所述呼气流阶段的开始和结束的单元；用于定义用于提供周期性气道压力释放通气的时间区间，包括定义所述时间区间的开始时间和结束时间的单元；以及用于控制所述压力发生器以在压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流的单元。
用于控制所述压力发生器的所述单元包括：用于控制所述压力发生器以在第一压力范围与第二压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流的单元，使得以所述第一压力范围通过所述能呼吸气体的加压流来支持所述对象的肺以维持足够的肺活量，并且以第二压力范围降低通过所述对象的气道的压力以促进从所述对象的肺呼出二氧化碳并鼓励潮气通气，实现在时间区间的所述开始时间处以所述第一压力范围将所述能呼吸气体的加压流递送到所述对象的所述气道；实现响应于检测到所述时间区间中的第一呼气流阶段的开始，而将所述加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围；实现在所述呼气流阶段中，以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送；并且实现在所述第一呼气流阶段之后的所有其它呼气流阶段中，以所述第一压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送，直到所述时间区间的结束。
参考附图考虑说明书和权利要求书，本发明的这些和其他目的、特征和特性，以及操作的方法和相关结构元件的功能，以及部件的组合和生产经济性将变得更加显而易见，所有附图构成了本说明书的一部分，其中，类似的附图标记在各图中指代对应部分。然而，应当明确理解，附图仅出于说明和描述的目的，并非旨在界定本发明的限制。
附图说明
图1是提供与患者的呼吸模式同步的气道压力释放通气的压力控制通气系统，其包括：压力发生器，其被配置为对对象生成能呼吸气体的加压流；导管，其用于将加压流从压力发生器连通到对象；接口器具，其用于将加压流连通到对象的气道；一个或多个传感器，其被配置为生成递送与加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；一个或多个处理器，其被配置为运行计算机模块；电源；用户接口以及电子存储装置；
图2是随着时间测得的与压力控制通气系统的传感器的输出信号有关的气体参数的图示；
图3是用于控制压力控制通气系统的压力发生器的方法；并且
图4是用于递送提供与患者的呼吸模式同步的周期性气道压力释放通气的压力控制通气的方法。
具体实施方式
如在本文中使用的，单数形式的“一”、“一个”和“所述”包括多个引用对象，除非上下文中明确做出其他说明。如在本文中使用的，两个或更多个部分或部件被“耦合”的陈述应该意指该部分直接或间接地(即通过一个或多个中间部分或部件)被结合或一起运行，只要发生链接。如在本文中使用的，“直接耦合”意指两个元件彼此直接接触。如在本文中使用的，“固定耦合”或“固定的”意指两个部件被耦合从而作为一体移动，同时保持相对于彼此的恒定取向。
如在本文中使用的，单词“单式”意指部件被作为单件或单元来创建。亦即，包括分别创建然后耦合到一起作为单元的件的部件不是“单式”部件或主体。如在本文中采用的，两个或更多个部分或部件相互“接合”的陈述应该意指该部分直接或通过一个或多个中间部分或部件互相施力。如在本文中采用的，术语“数量”应该意指一或大于一的整数(即多个)。
本文中使用的方向性短语，例如但不限于顶部、底部、左、右、上、下、前、后及其派生词，涉及在附图中示出的元件的取向，并且不对权利要求书构成限制，除非其中明确记载。
图1示意性地图示了压力控制通气系统10的示范性实施例，其被配置为提供与对象的呼吸模式同步的周期气道压力释放通气。压力控制通气系统10可以被配置为提供被递送到对象的气道的能呼吸气体的加压流的形式的压力支持和通气。压力控制通气系统10可以被配置为以多个压力范围递送能呼吸气体的加压流。压力控制通气系统10可以被配置为允许对象在以第一压力范围递送能呼吸气体的加压流的期间自主呼吸。压力控制通气系统10可以被配置为以第二压力范围递送能呼吸气体的加压流的形式来提供压力释放，其中，第二压力范围低于第一压力范围。
通过以第二压力范围递送能呼吸气体的加压流而提供的压力释放可以促进以周期区间从对象的气道呼出二氧化碳，同时以第一压力范围递送能呼吸气体的加压流可以通过较大的肺泡复原而提高氧合。在第一压力范围内被递送的压力水平可以被改变为相对较高的压力水平，以在吸气流阶段期间在第一压力范围内提供额外的压力支持。在第一压力范围内被递送的压力水平可以改变被为相对较低的压力水平，以在呼气流阶段期间在第一压力范围总提供压力减轻。
本公开预期压力控制通气系统10可以被用于处置与急性呼吸窘迫综合征、急性肺损伤以及其它形式的呼吸衰弱或衰竭有关的症状和/或病况，和/或其它用途。所述其它用途可以包括对中枢或阻塞性睡眠呼吸暂停、肥胖低通气综合征以及相关形式的慢性肺换气不足的处置和/或其它用途。
在一些实施例中，压力控制通气系统10包括一个或多个压力发生器12、一个或多个处理器14、电源22、电子存储装置24、用户接口26、一个或多个传感器28和/或其它部件。
压力发生器12被配置为生成用于递送到对象的气道的能呼吸气体的加压流。压力发生器12可以包括导管32，所述导管32提供用于将能呼吸气体递送到对象的流路径。导管32可以包括一个或多个柔性导管、密封管和/或适合于递送加压能呼吸气体的其它部件。导管32可以被集成地连接到接口器具30。接口器具30可以包括以下中的一个或多个：鼻罩、鼻套管、全面罩、鼻枕罩、混合罩、口罩、总面罩、气管内导管和/或其它有创和/或无创接口器具，其被配置为将气体流连通到对象的气道。在一些实施例中，接口器具30可以被可移除地耦合到导管32。可以出于清洁和/或其它目的而移除接口器具30。
出于治疗目的和/或其它目的，压力发生器12根据气体流的一个或多个参数(例如流率、压力、体积、温度、气体成分等)生成能呼吸气体的加压流。通过非限制性范例，压力发生器12可以被配置为以流率和/或气体流的压力来生成加压流，从而向对象的气道提供压力支持和/或压力释放通气。
压力发生器12可以从气体源(例如环境大气)接收气体流，并提升该气体的压力以用于以加压流递送到对象的气道。在一些实施例中，压力发生器12通过进气端口(未示出)从气体源接收气体流。压力发生器12可以是能够提升接收到的气体的压力以用于递送到对象的任何设备，例如泵、鼓风机、活塞或封箱。压力发生器12可以包括一个或多个阀以用于调节对气体的压力/流量的递送。本公开还预期单独或与这样的阀组合来控制鼓风机的操作速度，以控制被提供给对象的气体的压力/流量。
在一些实施例中，压力发生器12被配置为以大约0到50cm H20的第一压力范围供应能呼吸气体的加压流。在一些实施例中，压力发生器12可以被配置为以大约0到30cm H20的第二压力范围供应能呼吸气体的加压流。在一些实施例中，压力发生器14可以被配置为以其它的压力和/或压力范围供应能呼吸气体的加压流。
一个或多个传感器28被配置为生成传达与压力控制通气系统10内的气体的一个或多个参数有关的信息的输出信号。压力控制通气系统10内的气体的一个或多个参数可以包括与由压力发生器12生成的能呼吸气体的加压流有关的气体参数、与采用压力控制通气系统10的对象的呼吸有关的呼吸参数和/或其它参数。传感器28可以包括直接(例如通过接口器具30和/或导管32中与气体流连通的流体)测量这样的参数的一个或多个传感器。传感器28可以包括生成直接与一个或多个参数间接有关的代理输出信号的一个或多个传感器。例如，传感器28可以包括被配置为基于压力发生器12的操作参数(例如根据马达电流、电压、旋速和/或其它操作参数的患者流量和/或压力估计)来生成输出的一个或多个传感器和/或其它传感器。
能呼吸气体的加压流的一个或多个参数可以包括例如以下中的一个或多个：流率、体积、压力、湿度、温度、加速度、速度和/或其它气体参数。与对象的呼吸有关的呼吸参数可以包括潮气量、呼吸流阶段(例如吸气流阶段、呼气流阶段等)、定时(例如吸气流阶段的开始和/或结束、呼气流阶段的开始和/或结束等)、呼吸率、持续时间(例如吸气流阶段的、呼气流阶段的、单个呼吸循环的等)、呼吸频率和/或其它呼吸参数。
虽然传感器28被图示为在压力控制通气系统10中的单个位置处，但这并不是限制性的。传感器28可以包括被设置在多个位置中的传感器，例如在导管32内(或与导管32连通)、在压力发生器12内、在接口器具30内(或与接口器具30连通)的各个位置处和/或其它位置处。
处理器14被配置为提供压力控制通气系统10中的信息处理能力。这样，处理器14可以包括以下中的一个或多个：数字处理器、模拟处理器、被设计为处理信息的数字电路、被设计为处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机构。虽然处理器14在图1中被示为单个实体，但这仅出于图示目的。在一些实现方式中，处理器14可以包括多个处理单元。这些处理单元可以被物理地定位在同一设备(例如压力发生器12)内，或者处理器14可以表示协同操作的多个设备的处理功能。
如图1所示，处理器14被配置为运行一个或多个计算机程序模块。一个或多个计算机程序模块可以包括以下中的一个或多个：同步模块16、区间模块18、控制模块20和/或其它模块。处理器14可以被配置为通过以下来运行模块16、18和/或20：软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的一些组合；和/或用于配置处理器14上的处理能力的其它机构。
应当意识到，虽然在图1中将模块16、18和/或20示出为都位于单个处理单元中，但在处理器14包括多个处理单元的实现方式中，模块16、18和/或20中的一个或多个可以远离其它模块被定位。以下描述的对通过不同模块16、18和/或20所提供的功能的描述是出于说明的目的，并不旨在做出限制，同时模块16、18和/或20中的任何模块都可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如，可以消除模块16、18和/或20中的一个或多个，并且可以由其它的模块16、18和/或20来提供其功能中的一些或全部。作为另一范例，处理器14可以被配置为执行一个或多个额外的模块，所述一个或多个额外的模块可以执行以下属于模块16、18和/或20之一的功能中的一些或全部。
同步模块16被配置为检测采用压力控制通气系统10的呼吸的对象的呼吸循环的吸气流阶段和呼气流阶段。所述检测可以基于来自一个或多个传感器28的传达与压力控制通气系统10内的气体的流率参数有关的信息的一个或多个输出信号。
通过图示，图2图示了能呼吸气体的加压流的气体参数随着时间的曲线图(例如由一个或多个传感器的输出信号表示)。曲线图34提供了对流率的图形表示。在曲线图34中，能呼吸气体的加压流的变化的呼吸流率图示了当流量相对于零或基线为正时的吸气流阶段(例如表示吸入的峰值36)，以及表示当流量相对于零或基线为负时的呼气流阶段(例如呼出)的低谷38。可以通过基于如曲线图34图示的低谷38与峰值36之间的流量轨迹的转变或预见的转变来确定吸气流阶段与呼气流阶段之间的转变。曲线图46提供了对由压力发生器12生成的能呼吸气体的加压流的压力的图形表示(例如由一个或多个传感器的输出信号表示)。
返回图1，同步模块16被配置为检测吸气流阶段(例如如图2所示的峰值36)和呼气流阶段(例如如图2所示的低谷38)的开始和结束。例如，在图2中，曲线图34中示出了第一呼气流阶段40。第一呼气流阶段40包括在第一吸气流阶段39(例如在时间区间内并紧接第一呼气流阶段40之前的时间上的第一流阶段)与第一呼气流阶段40之间的转变处出现的开始42。
在曲线图34中，可以通过紧接在第一呼气流阶段40之后的第二吸气流阶段45的开始43来指示第一呼气流阶段40的结束。第二吸气流阶段45的开始43指示第一呼气流阶段40的结束。此外，第二呼气流阶段44还可以被指示为紧接在第二吸气流阶段45之后的低谷。第二呼气流阶段44并不产生如在第一呼气阶段40期间的气道释放，这是因为区间54尚未到期。
应当注意，虽然提供了对第一呼气流阶段40的开始42和第二吸气流阶段45的开始43的详细描述，但应当理解，能够根据曲线图34确定呼吸的对象的呼吸循环的任意和全部吸气流阶段和呼气流阶段的开始和结束，包括没有在图2中直接示出的那些。这样，应当理解，可以以比图2所示的曲线图描绘的时间段更长或更短地运行对开始和结束的检测。
应当理解，为了在该公开中的便利性，在吸气流阶段(例如峰值36)与呼气流阶段(例如低谷38)之间的转变包括表示吸气流阶段的结束和呼气流阶段的开始的流率测量结果两者。因此，术语“吸气流阶段的结束”本质上指的是与紧接在吸气流阶段之后的术语“呼气流阶段的开始”相同的流率测量结果。另外，应当理解，在呼气流阶段(例如低谷38)与吸气流阶段(例如峰值36)之间的转变包括表示呼气流阶段的结束和吸气流阶段的开始的流率测量结果两者。因此，术语“呼气流阶段的结束”一般指的是与紧接在呼气流阶段之后的术语“吸气流阶段的开始”相同的流率测量结果。
返回图1，区间模块18被配置为定义压力控制通气系统10提供周期性气道压力释放通气的时间区间。单独的时间区间可以包括气道压力释放通气的一次出现。单独的时间区间可以包括气道压力释放通气的多于一次的出现。时间区间可以包括开始时间和结束时间。可以由通过压力控制通气系统10的用户接口26的用户选择来定义时间区间。用户可以是对象、健康护理专业人员和/或其他用户。时间区间可以是由压力控制通气系统10预定的。例如，能够将时间区间设定为15秒(或其它量)。可以通过对象的具体呼吸模式来动态地定义时间区间。例如，可以通过对象完成四个(或其它量的)吸气流阶段和呼气流阶段(例如呼吸)所花费时间的平均量来定义区间。
通过图示，图2示出了提供对时间区间的图形表示的曲线图52。曲线图52描绘了其中提供周期性气道压力释放通气的第一时间区间54、第二时间区间60和/或更多和/或更少的时间区间。在曲线图52中，在时间上指示第一时间区间54的开始56和结束58。第一时间区间54的结束58被定义为第二时间区间60的开始。
流阶段(例如曲线图34中的峰值36和低谷38)可以相对于时间区间而在时间上被定义。流阶段可以被指代为相对于时间区间的开始时间和结束时间的时间上的第一、第二、第三等流阶段。例如，在图2的曲线图34中，第一呼气流阶段40是第一时间区间54内相对于开始时间56的时间上的第一呼气流阶段。第二呼气流阶段44是相对于第一时间区间54的时间上的第二呼气流阶段，等等。在第一呼气流阶段40之后的后续呼气流阶段可以由于具体呼气流阶段(例如从峰值36到低谷38的转变)的开始相对于时间区间的开始的关系而被指代为第一呼气流阶段。例如，第五呼气流阶段59(例如当从左往右计数时的第五个低谷38)是相对于第二时间区间60的时间上的第一呼气流阶段。
在图1中，控制模块20被配置为以多种方式实现对由压力发生器14生成的能呼吸空气的加压流的压力和/或压力范围的递送和/或调节和/或维持。控制模块20被配置为控制压力发生器12以在特定压力水平和/或压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流。控制模块20可以被配置为实现在时间区间的开始处(例如在开始时间处或朝向开始)以初始压力水平和/或压力范围将能呼吸气体的加压流递送到对象的气道。
控制模块20可以被配置为实现响应于由同步模块16检测到时间区间内在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的开始和/或同步模块16的其它检测，将加压流从初始压力和/或压力范围调节到经调节的压力和/或压力范围。控制模块20可以被配置为实现在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的持续时间和/或其它时间持续时间中以经调节的压力和/或压力范围来维持对能呼吸气体的加压流的递送。
控制模块20可以被配置为实现在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的持续时间和/或其它持续时间之后，将加压流从经调节的压力和/或压力范围调节回到初始压力水平和/或压力范围和/或其它压力水平和/或压力范围。控制模块20可以被配置为实现在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段之后的后续呼气流阶段中以初始压力和/或压力范围和/或其它压力和/或压力范围来维持对能呼吸气体的加压流的递送，至少直到时间区间到期。
控制模块20被配置为控制压力发生器12以第一压力范围(例如在图2的曲线图46中的第一压力范围48)递送能呼吸气体的加压流。对能呼吸气体的加压流的递送允许对象自主呼吸。以第一压力范围，由能呼吸气体的加压流来支持对象的肺以维持足够的肺活量。通过压力发生器12以第一压力范围递送能呼吸气体的加压流可以通过更大的肺泡复原来提高氧合。
控制模块20被配置为控制压力发生器12以第二压力范围(例如图2的曲线图46所示的第二压力范围50)来递送能呼吸气体的加压流，这促进以周期性区间周期性地从对象的气道呼出二氧化碳。第二压力范围可以低于第一压力范围。以第二压力范围，由压力发生器12生成的通过对象的气道的加压流的压力被降低以促进从对象的肺呼出二氧化碳。控制模块20以第二压力范围实现对能呼吸气体的加压流的递送的频率可以基于对时间区间内时间上的第一、第二、第三、第四等呼气流阶段中的任意一个的检测。
通过图示，图3描绘了示出了图1的控制模块20控制图1的压力发生器12以递送能呼吸气体的加压流使得压力在第一压力范围与第二压力范围之间波动的操作的示范性非限制方法62。操作64和66执行实现在时间区间的开始时间处以初始压力和/或压力范围将能呼吸气体的加压流递送到对象的气道。操作68和72响应于(例如由图1的同步模块16)检测到时间区间内在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的开始和/或其它检测，执行对加压流从初始压力和/或压力范围到经调节的压力和/或压力范围的调节。在没有检测到时间区间内在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的开始的情况下，在操作70中，响应于检测到时间区间开始之后的第一阈值时限到期而执行对加压流从初始压力和/或压力范围到经调节的压力和/或压力范围的调节。
通过另外的图示，返回到图2，曲线图46描绘了在第一时间区间54的开始时间56处以第一压力范围48将能呼吸气体的加压流递送到对象的气道。响应于检测到第一时间区间54中的第一呼气流阶段40的开始(第一呼气流阶段40是在第一时间区间54中在时间上的第一呼气流阶段)，描绘了对加压流从第一压力范围48到第二压力范围50的调节。在(例如由图1的同步模块16)没有检测到第一呼气流阶段40(例如第一时间区间54内在时间上的第一呼气流阶段)的开始42的情况下，响应于检测到第一时间区间54的开始56之后的第一阈值时限到期而将加压流从第一压力范围48调节到第二压力范围50。
可以通过用户选择(例如通过图1中的压力控制通气系统10的用户接口26)来定义第一阈值时限。用户可以是对象、健康护理专业人员和/或其他用户。第一阈值时限可以是预定的。例如，可以将阈值时限设定为2秒(或其它量)。可以通过对象的具体呼吸模式来动态地定义第一阈值时限。例如，可以通过对象完成吸气流阶段(例如吸入)所花费的时间的平均量来定义第一阈值时限。
返回到图3，在操作74中，在时间上的第一(和/或第二、第三、第三等)呼气流阶段的持续时间和/或其它持续时间中执行以经调节的压力水平和/或压力范围来维持对能呼吸气体的加压流的递送。在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的持续时间可以是检测到时间区间内检测到时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的开始与紧接在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段之后的吸气流阶段的开始之间的时间。
在没有检测到时间区间内紧接在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段之后的吸气流阶段的开始的情况下，操作76可以在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气阶段的开始与在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的开始之后第二阈值时限的结束之间的时间的持续时间中，执行以经调节的压力和/或范围维持对能呼吸气体的加压流的递送。在操作78中，在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的持续时间和/或与以经调节的压力和/或压力范围维持对能呼吸气体的加压流的递送相关联的其它持续时间到期之后，执行对加压流从经调节的压力和/或压力范围回到初始压力和/或压力范围和/或其它压力和/或压力范围的调节。
例如返回到图2，在第一呼气流阶段40(例如第一区间54内时间上的第一呼气流阶段)中以第二压力范围50维持对能呼吸气体的加压流的递送包括：在第一呼气流阶段40的开始42与第二吸气流阶段45(例如紧接在第一呼气流阶段40之后的吸气流阶段)的开始43之间的时间期间维持对能呼吸气体的加压流的递送。在没有检测到第二吸气流阶段45的开始43的情况下，可以在第一呼气流阶段40的开始42与第一呼气流阶段40的开始42之后的第二阈值时限的结束之间的时间期间，执行以第二压力范围50维持对能呼吸气体的加压流的递送。可以通过用户选择来定义第二阈值时限。
用户可以是对象、健康护理专业人员和/或其他用户。第二阈值时限可以是预定的。例如，可以将阈值时限设定为3秒(或其它量)。可以通过对象的具体呼吸模式来动态地定义第二阈值时限。例如，可以通过对象完成呼气流阶段(例如呼出)所花费的时间的平均量来定义第二阈值时限。响应于检测到第一呼气流阶段40到期(例如检测到第二吸气流阶段45的开始43)和/或检测到在第一呼气流阶段40的开始42之后的第二阈值时限到期，而执行对加压流从第二压力范围50回到第一压力范围48的调节。
返回到图3，在操作80和82中，在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段之后的后续呼气流阶段和吸气流阶段中，执行以初始压力水平和/或压力范围和/或其它压力水平和/或压力范围来维持对能呼吸气体的加压流的递送，至少直到时间区间到期。例如，返回到图2，在第一时间区间54的第一呼气流阶段40之后的后续呼气流阶段和吸气流阶段中，执行以第一压力范围48来维持对能呼吸气体的加压流的递送，至少直到第一时间区间54的结束58。例如，维持第一压力水平48内的递送可以包括：在第一压力范围48内被递送的压力水平可以改变到第一压力范围48内的相对较高的压力水平，以在第一呼气流阶段40之后的吸气流阶段期间提供额外的压力支持。在第一压力范围48内被递送的压力水平可以改变到相对较低的压力水平，以在第一呼气流阶段40之后的呼气流阶段期间提供第一压力范围48中的压力释放。
图4图示了递送压力控制通气的方法100，所述压力控制通气被配置为提供与对象的呼吸模式同步的周期性气道压力释放通气。对压力控制通气的递送可以包括：压力发生器，其被配置为生成到对象的能呼吸气体的加压流；导管，其用于将加压流从压力发生器连通到对象；接口器具，其用于将加压流连通到对象的气道；一个或多个传感器，其被配置为生成传达与加压流的一个或多个气体参数相关的信息的输出信号；一个或多个处理器，其被配置为运行计算机模块；电源；用户接口；电子存储装置和/或其它部件。以下所提出的方法100的操作旨在是说明性的。在一些实施例中，可以利用一个或多个未描述的额外的操作和/或在不具有所讨论的操作中的一个或多个的情况下完成方法100。额外得，在图4中图示且在以下描述的方法100的操作顺序并不旨在做出限制。
在一些实施例中，方法100可以被实现在一个或多个处理设备中(例如数字处理器、模拟处理器、被设计为处理信息的数字电路、被设计为处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其它机构)。一个或多个处理设备可以包括响应于以电子方式存储在电子存储介质上的指令而运行方法100的操作中的一些或全部的一个或多个设备。一个或多个处理设备可以包括通过专门被设计用于运行方法100的操作中的一个或多个的硬件、固件和/或软件而被配置的一个或多个设备。
在操作102中，利用压力发生器生成能呼吸气体的加压流。在一些实施例中，操作102是通过与(在图1中示出并在本文中描述的)压力发生器12相同或类似的压力发生器来执行的。
在操作104中，利用接口器具将能呼吸气体的加压流连通到对象的气道。在一些实施例中，操作104是通过与(在图1中示出并在本文中描述的)接口器具30相同或类似的接口器具来执行的。
在操作106中，利用一个或多个传感器来生成传达与能呼吸气体的加压流的一个或多个气体参数有关的信息的一个或多个输出信号。在一些实施例中，操作106是通过与(在图1中示出并在本文中描述的)传感器28相同或类似的传感器来执行的。
在操作108中，通过一个或多个处理器来运行一个或多个程序模块。在一些实施例中，操作108是通过与(在图1中示出并在本文中描述的)处理器14相同或类似的处理器来执行的。
在操作110中，检测呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段。所述检测可以包括检测呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段的开始和结束。所述检测可以部分地基于来自操作106的一个或多个传感器的输出信号。在一些实施例中，操作110是通过与(在图1中示出并在本文中描述的)同步模块16相同或类似的同步模块来执行的。
在操作112中，定义了用于提供周期性气道压力释放通气的时间区间。所述时间区间可以包括开始时间和结束时间。在一些实施例中，操作112是通过与(在图1中示出并在本文中描述的)区间模块18相同或类似的区间模块来执行的。
在操作114中，控制压力发生器以在压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流。这样的控制可以包括控制压力发生器以在第一眼里范围与第二压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流，使得以第一压力范围通过能呼吸气体的加压流来支持对象的肺以防止肺萎陷，并且以第二压力范围降低通过对象的气道的压力以促进从对象的肺呼出二氧化碳。这样的控制可以包括：实现在第一时间区间的开始时间处以第一压力范围将能呼吸气体的加压流递送到对象的气道；实现响应于由同步模块检测到第一时间区间内在时间上的第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段的开始，而将加压流从第一压力范围调节到第二压力范围；实现在第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段中以第二压力范围维持对能呼吸气体的加压流的递送；并且实现在第一(和/或第二、第三、第四等)呼气流阶段之后的后续呼气流阶段中以第一压力范围维持对能呼吸气体的加压流的递送。在一些实施例中，操作114是通过与(在图1中示出并在本文中描述的)控制模块20相同或类似的控制模块来执行的。
在权利要求中，位于括号中的任何附图标记都不得被解释为对权利要求的限制。词语“包括”或“包含”不排除在权利要求中列出那些之外的元件或步骤的存在。在任何列举了若干器件的装置型权利要求中，这些器件中的若干可以由同一件硬件来体现。元件前面的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。在任何列举了若干器件的装置型权利要求中，这些器件中的若干可以由同一件硬件来体现。在互相不同的从属权利要求中记载特定元件并不指示这些元件不能被组合使用。
虽然以上提供的说明基于目前认为是最实际并且最优选的实施例出于说明的目的提供了细节，但是应当理解这样的细节只是出于该目的，并且本公开不限于明确公开的实施例，而是相反，本公开旨在覆盖权利要求的精神和范围内的修改和等价布置。例如，应当理解，本公开预期可以将任何实施例的一个或多个特征在可能的范围内与任何其他实施例的一个或多个特征组合。
Claims (15)
1.一种压力控制通气系统(10)，被配置为提供与呼吸的对象同步的气道压力释放通气，所述压力控制通气系统包括：
(a)压力发生器(12)，其被配置为生成能呼吸气体的加压流；
(b)一个或多个传感器(28)，其被配置为生成传达与所述能呼吸气体的加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；
(c)一个或多个处理器(14)，其被配置为运行计算机程序模块，所述计算机程序模块包括：
(1)同步模块(16)，其被配置为检测所述呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段，包括检测所述呼吸的对象的所述吸气流阶段和所述呼气流阶段的开始和结束，所述检测部分地基于所述一个或多个传感器的所述输出信号；
(2)区间模块(18)，其被配置为定义时间区间，所述时间区间具有开始时间和结束时间，所述时间区间包括具有第一开始时间和第一结束时间的第一时间区间；
(3)控制模块(20)，其被配置为控制所述压力发生器以在第一压力范围与第二压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流，所述第一压力范围高于所述第二压力范围，使得以所述第二压力范围的压力来递送能呼吸气体的加压流相对于以所述第一压力范围来递送能呼吸气体的加压流降低所述对象的气道中的气体压力，以促进从所述对象的肺以所述第二压力范围呼出二氧化碳，其中，对所述压力发生器的这样的控制包括：
i)实现在所述第一时间区间的所述第一开始时间处以所述第一压力范围将所述能呼吸气体的加压流递送到所述对象的所述气道；
ii)实现响应于由所述同步模块检测到在所述第一时间区间的所述第一开始时间之后出现的第一呼气流阶段的开始，而将所述能呼吸气体的加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围；
iii)实现在所述第一呼气流阶段中，以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送；并且
iv)实现在所述第一呼气流阶段之后的第二呼气流阶段中，以所述第一压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送，所述第二呼气流阶段在所述第一时间区间中开始。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制模块还被配置为使得在所述第一呼气流阶段中以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送包括：在所述第一呼气流阶段的所述开始与紧接在所述第一呼气流阶段之后的吸气流阶段的开始之间以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送，并且其后实现将所述能呼吸气体的加压流的压力从所述第二压力范围调节到所述第一压力范围。
3.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制模块还被配置为使得在所述第一呼气流阶段中以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送包括：在所述第一呼气流阶段的所述开始与在所述第一呼气流阶段的所述开始之后的阈值时限的结束之间以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送，并且其后实现将所述能呼吸气体的加压流的所述压力从所述第二压力范围调节到所述第一压力范围。
4.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制模块还被配置为使得响应于所述同步模块没有检测到在所述第一时间区间中的所述第一呼气流阶段的所述开始，而实现响应于由所述同步模块检测到自所述第一时间区间的所述第一开始时间的阈值时限到期，将所述能呼吸气体的加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制模块还被配置为使得在所述第二呼气流阶段中以所述第一压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送包括：在所述第一压力范围内改变所述能呼吸气体的加压流的压力水平。
6.一种电子存储介质，其上存储有指令，执行所述指令以运行用于控制压力发生器以提供与呼吸的对象同步的气道压力释放通气的方法，所述方法是通过通气系统来实现的，所述通气系统包括：所述压力发生器；一个或多个传感器，其被配置为生成传达与由所述压力发生器生成的能呼吸气体的加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；一个或多个物理处理器，其被配置为运行计算机程序模块；电源；用户接口以及电子存储装置；所述方法包括：
利用所述压力发生器来生成能呼吸气体的加压流；
利用所述一个或多个传感器来生成传达与所述能呼吸气体的加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号；
在所述处理器上运行计算机程序模块；
检测所述呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段，包括检测所述呼吸的对象的所述吸气流阶段和所述呼气流阶段的开始和结束；
定义用于提供周期性气道压力释放通气的时间区间，包括定义所述时间区间的开始时间和结束时间，所述时间区间包括具有第一开始时间和第一结束时间的第一时间区间；
控制所述压力发生器以在压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流，包括控制所述压力发生器以在第一压力范围与第二压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流，所述第一压力范围高于所述第二压力范围，使得以所述第二压力范围来递送能呼吸气体的加压流相对于以所述第一压力范围来递送能呼吸气体的加压流降低所述对象的所述气道中的气体压力，以促进从所述对象的肺以所述第二压力范围呼出二氧化碳；实现在所述第一时间区间的所述第一开始时间处以所述第一压力范围来将所述能呼吸气体的加压流递送到所述对象的所述气道；实现响应于检测到在所述第一时间区间的所述第一开始时间之后出现的第一呼气流阶段的开始，而将所述能呼吸气体的加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围；实现在所述第一呼气流阶段中，以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送；并且实现在所述第一呼气流阶段之后的第二呼气流阶段中，以所述第一压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送，所述第二呼气流阶段在所述第一时间区间中开始。
7.如权利要求6所述的电子存储介质，其中，控制所述压力发生器在所述第一呼气流阶段中以所述第二压力范围维持对所述能呼吸气体的加压流的递送包括：在所述第一呼气流阶段的所述开始与紧接在所述第一呼气流阶段之后的吸气流阶段的开始之间以所述第二压力范围维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送，并且其后实现将所述能呼吸气体的加压流的压力从所述第二压力范围调节到所述第一压力范围。
8.如权利要求6所述的电子存储介质，其中，控制所述压力发生器在所述第一呼气流阶段中以所述第二压力范围维持对所述能呼吸气体的加压流的递送包括：在所述第一呼气流阶段的所述开始与所述第一呼气流阶段的所述开始之后的阈值时限的结束之间以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送，并且其后实现将所述能呼吸气体的加压流的压力从所述第二压力范围调节到所述第一压力范围。
9.如权利要求6所述的电子存储介质，其中，控制所述压力发生器还包括：响应于没有检测到在所述第一时间区间中的所述第一呼气流阶段的所述开始，而实现响应于检测到在所述第一时间区间的所述第一开始时间之后的阈值时限到期，将所述能呼吸气体的加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围。
10.如权利要求6所述的电子存储介质，其中，在所述第二呼气流阶段中以所述第一压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送包括：在所述第一压力范围内改变所述能呼吸气体的加压流的压力水平。
11.一种压力控制通气系统(10)，被配置为提供与呼吸的对象同步的气道压力释放通气，所述压力控制通气系统包括：
用于生成能呼吸气体的加压流的第一单元(12)；
用于将所述能呼吸气体的加压流连通到所述对象的气道的第二单元(30)；
用于生成传达与所述能呼吸气体的加压流的一个或多个气体参数有关的信息的输出信号的第三单元(28)；
用于运行计算机程序模块的第四单元(14)；
用于检测所述呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段，包括检测所述呼吸的对象的所述吸气流阶段和所述呼气流阶段的开始和结束的第五单元(16)；
用于定义用于提供周期性气道压力释放通气的时间区间，包括定义所述时间区间的开始时间和结束时间的第六单元(18)，所述时间区间包括具有第一开始时间和第一结束时间的第一时间区间；以及
用于进行以下的第七单元(20)：
对用于生成所述能呼吸气体的加压流的所述第一单元进行控制以在压力范围之间波动的压力来递送能呼吸气体的加压流，用于对用于生成所述能呼吸气体的加压流的所述第一单元进行控制的所述第七单元包括用于对用于生成所述能呼吸气体的加压流的所述第一单元进行控制以在第一压力范围与第二压力范围之间波动的压力来递送所述能呼吸气体的加压流的第八单元，所述第一压力范围高于所述第二压力范围，使得以所述第二压力范围来递送所述能呼吸气体的加压流相对于以所述第一压力范围来递送能呼吸气体的加压流降低所述对象的所述气道中的气体压力，以促进从所述对象的肺以所述第二压力范围呼出二氧化碳，
实现在所述第一时间区间的所述第一开始时间处以所述第一压力范围将所述能呼吸气体的加压流递送到所述对象的所述气道；
实现响应于检测到在所述第一时间区间的所述第一开始时间之后出现的第一呼气流阶段的开始，而将所述能呼吸气体的加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围；
实现在所述第一呼气流阶段中，以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送；并且
实现在所述第一呼气流阶段之后的第二呼气流阶段中，以所述第一压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送，所述第二呼气流阶段在所述第一时间区间开始。
12.如权利要求11所述的系统，其中，对用于生成所述能呼吸气体的加压流的所述第一单元进行控制的所述第七单元还被配置为使得在所述第一呼气流阶段中以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送包括：在所述第一呼气流阶段的所述开始与紧接在所述第一呼气流阶段之后的吸气流阶段的开始之间以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送，并且其后实现将所述能呼吸气体的加压流的压力从所述第二压力范围调节到所述第一压力范围。
13.如权利要求11所述的系统，其中，对用于生成所述能呼吸气体的加压流的所述第一单元进行控制的所述第七单元还被配置为使得在所述第一呼气流阶段中以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的递送包括：在所述第一呼气流阶段的开始与在所述第一呼气流阶段的所述开始之后的阈值时限的结束之间以所述第二压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送，并且其后实现将所述能呼吸气体的加压流的压力从所述第二压力范围调节到所述第一压力范围。
14.如权利要求11所述的系统，其中，对用于生成所述能呼吸气体的加压流的所述第一单元进行控制的所述第七单元还被配置为使得响应于由用于检测所述呼吸的对象的吸气流阶段和呼气流阶段的所述第五单元没有检测到在所述第一时间区间中的第一呼气流阶段的开始，而实现响应于由用于检测吸气流阶段和呼气流阶段的所述第五单元检测到开始自所述第一时间区间的所述第一开始时间的阈值时限到期，将所述能呼吸气体的加压流从所述第一压力范围调节到所述第二压力范围。
15.如权利要求11所述的系统，其中，对用于生成所述能呼吸气体的加压流的所述第一单元进行控制的所述第七单元还被配置为使得在所述第二呼气流阶段中以所述第一压力范围来维持对所述能呼吸气体的加压流的所述递送包括：在所述第一压力范围内改变所述能呼吸气体的加压流的压力水平。
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