CN107822632A - 处理与可视化数据来确定和可视化肺通气区域特性的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于处理与可视化肺的至少一个区域的EIT‑数据（3）来确定和可视化生物的肺的区域特性的设备（10），其中所述EIT‑数据（3）由电阻抗X光断层摄影术装置（30）获得。本发明能够实现所述肺或者所述肺的区域在过度伸展或萎缩方面的区域特性的可视化。

Description

处理与可视化数据来确定和可视化肺通气区域特性的设备

技术领域

本发明涉及一种用于处理与可视化电阻抗X光断层摄影术装置的数据来确定和可视化生物的肺通气的区域特性的设备。

根据本发明的设备能够实现肺区域的一种特殊形式的呈现，所述肺区域的特性在所述肺在通气时的伸展性方面相对于比较参量不同。

背景技术

作为具有所分配的特性的肺区域，一方面可提及具有各个肺区域的或者肺胞（肺泡）的存在的过度伸展部的区域以及肺的以下区域：在所述区域中所述肺胞干瘪，也即存在各个肺区域的或者肺胞（肺泡）的萎缩。

用于电阻抗X光断层摄影术的设备由现有技术已知并且被构型和设置用于由借助于电阻抗测量获得的信号和由所述信号获得的数据和数据流产生一个图像、多个图像或者一个连续的图像序列。这些图像或图像序列说明不同的身体组织——如骨头、皮肤、体液和器官、尤其肺的导电性方面的区别，所述区别有助于观察病人状况。

因此，US 6,236,886描述了一种电阻抗X光断层摄影装置和一种方法，所述X光断层摄影装置具有以下布置：多个电极、在至少两个电极上的电流馈入装置、在另外的电极上的信号检测装置，所述方法具有用于图像重构以便在一种原理构型中确定身体——如骨头、皮肤、血管的导电性的分布的算法，所述构型具有用于信号检测的部件（电极）、用于信号处理的部件（放大器、A/D转换器）、电流馈入装置（发电机、电压-电流-转换器、电流限制装置）和用于控制的部件。

在US 5,807,251中实现：在EIT的临床应用中已知的是，提供一组电极作为电极环，所述电极彼此以确定的间距例如围绕着病人的胸腔与皮肤电接触地布置。电流输入信号或者电压输入信号分别交替地施加在相互相邻布置的电极中的可能的电极对中的不同电极对或者所有电极对之间。在输入信号被施加到相互相邻地布置的电极对之一上期间，测量其余电极的每个相互相邻的对之间的电流或电压并且处理所得到的测量数据，以便得到比电阻在病人的横截面上的分布的示图并且将其显示在荧光屏上，围绕着所述病人布置有电极环。

与另外的成像放射学方法（X光装置、放射学计算机X光断层摄影装置）不同，电阻抗X光断层摄影术（EIT）具有以下优点：不出现对于病人不利的辐射负荷。与超声波扫描术方法不同，借助EIT可以借助电极皮带进行在病人的整个胸廓的和肺的有代表性的横截面上的连续的图像检测。

尤其借助EIT可能的是，形象地在所谓的“潮流气图”中在横向的身体平面中能够实现肺的呈现：肺的哪些区域当前良好地通气，和肺的哪些区域没那么好地通气，因为良好地通气的和没那么好地通气的肺组织的阻抗明显相互不同。

为了分析所通气的空气的区域分布的基本前提是，以一采样率进行电极信号的测量值检测，该采样率能够实现图像序列的重建，以便在时间上分解各次呼吸、尤其是其吸气阶段和呼气阶段。因此，于是不仅可以分析所通气的空气在吸气末状态处和在呼气末状态处的区域分布，而且可以检查在吸气期间和在呼气期间在时间上的行为，以便由此获得关于在肺的不同区域中的肺机械效应、过程和进程的推断。

肺机械的过程和进程例如是空气的通过呼吸道和支气管或者小支气管和肺泡中的流动阻力决定的流入时间行为和流出时间行为以及在吸气或者呼气的持续时间期间在不同肺区域之间的再分配。

其他的肺机械效应例如在过高的呼吸压力以及在过低的呼吸压力下产生，使得在一些肺区域中的肺泡一方面由过度鼓胀（过度膨胀、膨胀过度、肺气肿）决定地萎缩，另一方面肺泡由不充分的开启压力决定地萎缩，使得所述肺泡对于氧气和二氧化碳的借助血液循环的气体交换不可用。

对于区域肺机械过程和进程的一个示例在专业文章“Tidal recruitmentassessed by electrical impedance tomography and computed tomography in aporcine model of lung injury”[危重病急救医学2011年第40卷，第3期]中予以描述。呼吸的不同形式（如压力控制的呼吸或者体积控制的呼吸）连同与病人匹配的呼吸参数如——潮流气体积（Vt）、呼吸频率（Respiratory Rate：RR）、吸气-呼气比（I：E-比率）、吸气和呼气间歇、吸气压力（Pinsp）、呼气末正压力（Positive end- expiratoric pressure：PEEP）的调节具有以下区别：在吸气的时间变化过程中，呼吸气体如何流入到肺的不同区域中。因此，可以存在以下状况：在所述状况中，肺的一些区域可能过度伸展，而在几乎相同的时刻在肺的其他区域中，一些肺泡的开启压力过小，以致于不能打开肺泡并结束萎缩的状态。

对气体交换的可能的影响在专业文章“Tidal recruitment assessed byelectrical impedance tomography and computed tomography in a porcine model oflung injury”[危重病急救医学2011年第40卷，第3期]中描述，呼吸的方式和方法因此引起肺区域的气体交换中的延迟，所述延迟通过所谓的“Tidal recruitment：潮流气复张”引起。借助“潮流气复张”描述肺区域的一种状态，其中各个或者多个萎缩的肺泡与肺的其余区域相比，在吸气期间在增加的压力的情况下才延迟地打开并且在呼气期间在减少的呼吸压力的情况下与肺的其余区域相比又过早地重新关闭，也即萎缩。

呼吸压力的和呼吸压力变化过程的调节在此对以下具有影响：即肺的哪些区域如何并且何时涉及“潮流气复张”。因此对于所述各个或者多个萎缩的肺泡，与肺的其余区域相比，不仅产生缩短的吸气持续时间，而且产生缩短的呼气持续时间。

对于呼吸参数的调节和呼吸参数的连续控制，肺泡（肺胞）的过度伸展的和萎缩的区域的可视化是有利的。关于在过度伸展和萎缩方面的呼吸参数，在专业文章“Bedsideestimation of recruitable alveolar collapse and hyperdistension by electricalimpedance tomography”[加强监护医学2009年]中描述，可以如何借助电阻抗X光断层摄影术（EIT）和放射学计算机X光断层摄影术（CT）的同时应用来辨识肺的以下区域：在所述区域中存在过度伸展（hyperdistension）和/或萎缩（collapse）的状态。为此，在考虑呼吸压力值的情况下借助以呼气末正呼吸压力的逐级下降进行的有针对性的操纵（PEEP-试验）来在确定的时刻，分别在吸气和呼气阶段结束时确定尽可能好的或者最大的顺应性的、也即各个肺区域的伸展性的图像。顺应性在临床与医学领域定义为体积变化与压力变化的商。度量单位是l/kPa，在医学中通常还使用单位ml/cm H₂O。作为体积变化的等价物，在过度伸展和萎缩的电阻抗X光断层摄影确定中考虑借助EIT检测的阻抗或者阻抗变化。

EP 1 292 224 B2描述了一种用于呈现数据的方法和设备，所述数据借助于电阻抗X光断层摄影术获得。描述了用于分析处理的特定的不同模式，根据所述模式设置病人的肺的状态的分析。因此设置一种相对模式，该相对模式处理一个过去的时间段的通气的二维分布的区域变化，相移模式用于处理通气的动态性。此外设置一种灌注模式，该灌注模式创建肺灌注的二维分布。在所述EP 1 292 224 B2中描述的其他模式是绝对模式、时间恒定模式和区域肺活量测量模式。不同的模式用于区分不同的肺状态。

在所述EP 1 292 224 B2中描述的所有模式的共同点是，没有提供能够实现肺的区域不同的状态——如过度伸展或者萎缩——的共同呈现的模式和模式组合。

在知晓已知现有技术的先前描述的缺点的情况下，本发明提出以下任务，说明一种设备，该设备能够实现：由EIT-数据确定肺的区域的和不同的特性并且将这些不同的和区域的特性合并在共同的示图中。

发明内容

该任务和其他任务通过所附的独立权利要求1来解决。

本发明的有利的实施方式由从属权利要求得出并且在以下部分地参考图1的描述中详细阐述。

首先详细阐述一些在本专利申请的范围内使用的概念。

作为观察时间段，在本发明的意义上可以理解为在一个时间变化过程中的一个时间区段。这样的观察时间段的开始与结束或者通过固定的时刻或可匹配的时刻或者通过事件给定，所述事件通过呼吸作用或者呼吸的特性给定。遵循呼吸作用或者呼吸的观察时间段的示例是：一个呼吸循环、多个呼吸循环、呼吸循环的一部分如吸气、吸气间歇、呼气、呼气间歇。（特别是在机械呼吸中）其他的观察时间段可以是具有确定的压力标准如平稳压力、PIP-压力（Positive Inspiratoric Pressure，PIP，吸气正压力）、PEEP-压力（PositiveEnd Expiratoric Pressure，PEEP：呼气末正压力）、PIP-压力级或PEEP-压力级、上升的或下降的PIP-压力斜坡或者PEEP-压力斜坡的时间段作为特定的呼吸操纵的一部分或者可以是相应于呼吸形式（例如Bi-Level Positive Airway Pressure，BiPAP：双水平气道正压）的确定的特性的时间区段。

EIT-测量信号在本发明的意义上可以理解为以下信号或数据：所述信号或数据可以借助EIT-装置借助电极组或者借助电极皮带来检测。属于所述信号或数据的有不同的信号特征的EIT-测量信号，如对应于电极或电极组或者对应于电极或电极组在电极皮带上的位置的电压或电压-测量信号、电流或电流-测量信号，以及由电压和电流导出的电阻值或阻抗值。

测量循环在本发明的意义上理解为在多个馈入-电极对上的馈入与在其余电极上的分别所属的测量回环的序列。这样的测量循环在此通常在EIT-数据的处理中称作所谓的“帧”或“时间-帧”。一个测量循环由多个测量回环组成。测量回环在本发明的意义上理解为在两个馈入电极——所谓的馈入-电极对上的信号-馈入，在所述信号-馈入时在不同于这两个馈入电极的电极上进行EIT-测量信号的检测。作为测量循环的一部分的测量回环相应地通常称作在EIT-数据处理中的“部分-帧”。

控制信号在本发明的意义上理解为单个的控制信号、作为控制信号集合中的一部分的一个控制信号，以及多个控制信号或者控制信号集合。

输出信号在本发明的意义上理解为单个的输出信号、作为输出信号集合中的一部分的一个输出信号，以及多个输出信号或者输出信号集合。

肺的潮流气图在本发明的意义上理解为一个图像，这在确定的时刻区域分解地相应于在肺的横向视图中局部阻抗的分布示图。阻抗在测量循环中被连续确定。局部阻抗代表局部的肺分布区以吸气和呼气节奏中的空气填充的程度。潮流气图的呈现以通常的呈现方式在穿过在所谓的脊背视图中生物的胸廓的水平剖平面中实现。

在（例如作为图像序列或影片（视频）的）时间序列中肺的多个潮流气图代表各个局部的肺区域的阻抗的变化和因此通风的时间变化。

为了处理与可视化借助适合于产生成像数据的电阻抗X光断层摄影术装置获得的、肺或胸廓的至少一个区域的EIT-数据，根据本发明的设备具有：

- 数据输入单元，

- 计算与控制单元，和

- 输出单元。

所述数据输入单元被构型用于接收和提供所述肺的或胸廓的至少一个区域的EIT-数据。EIT-数据对于多个肺区域代表在一个观察时间段上所述肺的从所述肺的至少一个位置的区域通风状况。典型的观察时间段是EIT-检测时间段，该EIT-检测时间段包括具有EIT-数据的多个测量周期（时间帧、部分帧）。

数据输入单元还被构型用于接收和提供呼吸变化过程中的例如由麻醉装置或呼吸装置提供的压力测量值。

数据输入单元还被构型用于接收和提供例如由医学测量装置、医学诊断装置例如生理学监视器、医学医治或治疗装置，如优选地为麻醉装置或呼吸装置提供的数据。

数据输入单元以可选的方式优选地还被构型用于接收和提供由医学医治或治疗装置、优选地麻醉装置或呼吸装置提供的呼吸控制数据。

数据输入单元为此优选具有接口元件，诸如电平转换器，放大器、A/D转换器，用于过压保护的组件、逻辑电路元件和用于有线地或无线地接收数据和信号的其他电子设备部件以及用于匹配信号和数据用于在计算与控制单元中的进一步处理的匹配元件、如码变换元件或协议变换元件。

所述计算与控制单元被构型用于

- 从所述EIT-数据确定所述肺的至少一个区域的局部阻抗和局部阻抗变化，

- 在考虑所提供的、指示在观察时间段中的呼吸压力的压力变化过程的数据的情况下从所述局部阻抗值和局部阻抗变化确定具有所述肺的指示所述肺的伸展性（顺应性）的度量的局部特性的数据记录，

- 根据第一比较标准如下分析处理具有所述肺的所确定的区域特性的数据记录：所述特性是否指示所述肺的局部区域的过度伸展，

- 产生并且提供第二控制信号，所述第二控制信号代表所述肺的以下局部区域：所述局部区域的区域特性指示区域的过度伸展，

- 根据第二比较标准如下分析处理具有所确定的区域特性的数据记录：所述特性是否指示所述肺的局部区域的萎缩，

- 产生并且提供第三控制信号，所述第三控制信号代表所述肺的以下局部区域：所述局部区域的区域特性指示区域的萎缩。

肺的区域特性的确定借助计算与控制单元以以下方式来实现，即从由EIT-装置提供的EIT-数据确定所述肺的至少一个区域的阻抗或阻抗变化。通常，EIT-数据作为电压测量值或者电流测量值被提供。在本发明的意义上一同包括：计算与控制单元也可以构造为EIT-装置的一部分。

此外，由计算与控制单元考虑指示所述观察时间段中的呼吸压力的压力变化过程的数据。

根据本发明，肺的区域特性的确定参考比较标准来实现，所述比较标准涉及观察时间段并且指示分别在肺的各个区域中肺区域的“尽可能好的伸展性”（最好的顺应性）。

优选地，作为指示在观察时间段中的呼吸压力的压力变化过程的数据，作为具有呼气末正压力（PEEP）的相互不同的值的观察时间段的多个呼气阶段用作为具有呼吸压力的变化的操纵的等级。因此，对于这些值，分别从EIT-数据确定的并且与呼气末正压力（PEEP）的相互不同的值相应的局部阻抗和局部的阻抗变化可供使用，以便对于所述肺的局部区域分别确定用于伸展性（顺应性）的度量。

用于产生呼气末正压力（PEEP）的相互不同的等级的有利地合适的操纵是所谓的PEEP-试验，在PEEP-试验中，从起始值开始，呼吸压力、也即呼气末正压力（PEEP）的压力标准下降到分别在呼气末时的呼吸压力，逐级增加（递增的PEEP-试验）或者下降（递减的PEEP-试验）。

第二控制信号和第三控制信号在输出单元中用于产生、提供或者输出输出信号。输出信号代表用于呈现肺的局部区域的特性图像，所述局部区域的区域特性分别具有与第一比较标准或第二比较标准的偏差。

输出信号因此代表肺的一个或多个区域的相应的区域特性的特性图像，所述一个或多个区域的区域特性指示区域萎缩或区域的过度伸展。

当所述输出信号被用于以共同的示图输出时，由此有利地得出，在该共同的示图中不仅肺的具有过度伸展的区域而且肺的具有萎缩的区域同时可见。

在本发明的意义上，输出信号在此除了代表区域特性的元素之外也可以具有以下信息元素：所述信息元素能够借助阴影线，色彩，基于灰度级、亮度级、色彩透明级或饱和度级或图案的图形编码来实现局部区域的突出并且因此能够由数据输出单元以图像的方式、以图形的方式和/或在视觉方面进行显示。

这有利地提高共同的示图的可分析处理性，因为肺的局部区域是特别令人感兴趣的，也即，使肺的其中存在萎缩或过度伸展的局部区域在共同的示图中显著可见。这具有以下优点：应用者在一个唯一的共同的示图中同时地并且同时相互直接可区分地获得区域特性的准备好的视野，所述区域特性具有在过度伸展和萎缩的区域特性方面对于肺的通风状况的估计的重要相关性，而不必在过度伸展和萎缩的两个相互独立地可视化的示图中在视觉方面和在认知方面同时地检测变化。

这对于后续的输出单元例如能够实现：以蓝色（其中从淡蓝色至白色）的色标作为用于通风程度的图形等级来呈现肺的基本上未萎缩的区域以及不过度伸展的区域并且以不同的色标，例如以用于过度伸展的红色色标（其中从暗红到浅红）并且以用于具有萎缩的区域的褐色色标（从淡褐色到深褐色）作为分别用于过度伸展的或萎缩的不同程度的图形等级地呈现萎缩的和过度伸展的区域特性。

为了执行计算与控制单元的所描述的任务，计算与控制单元具有用于数据处理、计算与过程控制的元件，如微控制器（µc）、微处理器（µp）、信号处理器（DSP）、逻辑电路模块（FPGA，PLD）、存储器模块（ROM，RAM，SD-RAM）和它们的例如以“Embedded System：嵌入式系统”形式的组合变型方案，所述元件相互构型并且相互匹配或者通过编程来构型用于，实施用于对借助适合于产生成像数据的EIT-装置获得的数据进行处理与可视化以便确定肺的区域特性的必要步骤并且将所述区域特性作为用于呈现所述肺的特性图像的输出信号来编辑。

输出单元作为图像编辑与数据输出单元被构型用于在使用输出信号的情况下输出、提供或者呈现所述肺的区域特性。

输出单元被构造用于产生、提供或者呈现输出信号。输出信号优选作为视频信号（例如Video Out：视频输出、Component Video：分量视频、S-Video：S端子视频、HDMI、VGA、DVI、RGB）被构型用于，在与输出单元无线地或者有线地（WLAN、Bluetooth、WiFi）连接的显示单元上或者在数据输出单元自身上能够实现肺的区域特性的以图形的方式、以数值的方式或者以图像的方式的呈现。

在一种优选的实施方式中，所述计算与控制单元被构型用于从所述EIT-数据确定所述肺的至少一个区域的局部阻抗和局部阻抗变化并且从所确定的局部阻抗和局部阻抗变化确定所述肺中的阻抗值的和阻抗变化的当前分布的潮流气图并且产生和提供第一控制信号，所述第一控制信号代表所述肺的所确定的当前的潮流气图。

在一种优选的实施方式中，在用于对EIT-数据进行处理与可视化的设备中或上布置或者连接有数据输出单元，所述数据输出单元具有用于进行图形可视化的部件。用于进行图形可视化的部件在使用输出信号的情况下被构造用于可视化。

所确定的潮流气图的和/或特性图像借助用于图形可视化的部件的可视化在此在使用第一控制信号和/或第二控制信号和/或第三控制信号和/或输出信号的情况下实现。优选地，借助用于图形可视化的部件的可视化可以在潮流气图和特性图像的组合式示图中实现。借助用于图形可视化的部件的组合式示图在此优选地可以例如构型为在荧光屏（分屏幕上）的水平划分的或者竖直划分的显示或者构型为显示窗在荧光屏上的自由选择的以及重叠的或叠加的布置。

在一种优选的实施方式中，由所述计算与控制单元基于指示所述呼吸变化过程的压力测量值的数据来确定在所述观察时间段中的值，所述值指示呼气末正压力值（PEEP）。

在一种进一步优选的实施方式中，由所述计算与控制单元基于指示所述伸展性的区域特性并且基于指示所述呼吸变化过程的压力测量值的数据和/或由所述呼气末正压力值（PEEP）对于所述肺的多个局部区域确定具有在所述观察时间段中的最大区域伸展性的数据记录。

在一种进一步优选的实施方式中，由所述计算与控制单元基于最大区域伸展性的数据记录并且基于指示呼气末正压力值（PEEP）的值在所述观察时间段中确定所述第一比较标准。

在一种进一步优选的实施方式中，由所述计算与控制单元基于最大区域伸展性的数据记录并且基于指示呼气末正压力值（PEEP）的值在所述观察时间段中确定所述第二比较标准。

在一种进一步优选的实施方式中，作为观察时间段选择分别具有吸气持续时间和呼气持续时间的至少两个呼吸循环的持续时间。

在一种进一步优选的实施方式中，作为观察时间段选择具有所述呼吸压力的变化的操纵的持续时间，优选具有多个呼吸循环的递减的或递增的PEEP-试验的持续时间，所述多个呼吸循环分别具有吸气阶段和呼气阶段。

在另一种优选的实施方式中，所述数据由呼吸装置或麻醉装置提供。

如果所述数据由呼吸装置或麻醉装置提供，则所述数据例如可以包含以下数据：所述数据指示潮流气体积（Vt）、呼吸频率（Respiratory Rate：RR），吸气与呼气比（l：E-比率）、吸气间歇和呼气间歇、吸气压力（Pinsp）、呼气末正压力（Positive end-expiratoricpressure：PEEP）。由计算与控制单元可以从所述数据中确定呼吸过程中的时刻和所属的压力值，如吸气末和呼气末以及呼气开始或吸气开始。

在一种进一步优选的实施方式中，用于对所述肺的特性进行确定和可视化的设备实施为具有用于执行呼吸和/或用于执行麻醉、执行阻抗X光断层摄影术（EIT）的功能和用于对所述肺的特性进行确定和可视化的功能的装置或者装置组合。

附图说明

现在借助随后的附图1和所属的附图描述在不限制一般的发明思想的情况下来详细阐述本发明。其中：

图1示出用于对数据进行处理和利用对萎缩和过度伸展的区域特性的图像呈现来对数据进行可视化的设备的示意图。

具体实施方式

附图1示出用于对数据进行处理与可视化的设备10。设备10具有数据输入单元50、计算与控制单元、图像编辑与输出单元80以及数据输出单元90作为主要部件。

由EIT-装置30借助数据输入单元50将EIT-数据3传送或者引导至计算与控制单元70。在计算与控制单元70中进一步处理EIT-数据3。在存在于计算与控制单元70中的用于阻抗计算的单元71中，在输入EIT-数据3之后计算肺的局部阻抗值71。计算肺的不同局部区域的阻抗值710，所述阻抗值基于借助EIT-装置30获得的EIT-数据3能够实现生物的肺中的阻抗分布以便进行可视化。这些阻抗呈现肺区域的通风的不同程度或者肺区域的通风的质量。

借助用于阻抗计算的单元71获得的阻抗值710和阻抗变化代表肺的潮流气图并且作为第一控制信号17被提供给图像编辑与输出单元80中的用于图像处理的单元81用于进一步的数据处理。

由呼吸装置40将压力值20作为呼吸装置40的测量数据或运行数据4借助于数据输入单元50传送或者引导至布置在计算与控制单元70中的用于数据提供的单元72。在计算与控制单元70中，测量数据或运行数据4由用于数据整合的单元73进行编辑和作为提供并且由用于特性确定的第一单元74和用于特性确定的第二单元75与阻抗值710一起进一步处理。替代地，运行数据4、也与其他数据结合地，可以间接地通过数据网络1001例如通过医院里的内联网提供给用于数据提供的单元72。

用于数据整合和数据编辑的单元73被构造和设置用于参考测量数据或运行数据4确定肺的局部呼气末阻抗值的数据记录并且将所述数据记录作为具有局部值720的经编辑的数据记录来提供，所述测量数据或运行数据例如从在所谓的PEEP-试验期间借助由呼吸装置执行的操纵而产生的、呼气末正压力（PEEP）的不同等级来得出或已得出，所述局部值指示呼气末正的压力值（PEEP）。

数学途径在此对于肺的一个区域（像素）如下产生。

从递减的PEEP-试验、即PEEP-标准从起始值的逐级下降，作为局部的阻抗变化71和所属的PEEP-值的商来确定用于肺的伸展性的度量，所谓的“顺应性”。

在此选择PEEP-值的起始值，使得该值恰恰如此大，使得在该值的情况下可以平均从肺的略微的过度伸展出发。对于所述肺的每个局部区域确定一个所谓的“最好的顺应性”，即以下值：在该值的情况下，所施加的用于肺区域的通风的压力的情况是特别有利的，也即呼气末正压力（PEEP）恰恰选择得如此大，使得肺的区域不会由于过高的压力而过度伸展，也即肺泡最大伸展并且因此具有用于肺区域中的血液循环和呼吸气体之间的最佳局部气体交换的最大表面。“最好的顺应性”例如通过以下方式来确定，即在PEEP-试验的递减的变化过程中，将以下值作为“最好的顺应性”来确定：从该值起，通过进一步的压力降低作为商计算出伸展性（顺应性）的没那么好的度量。为了确定“顺应性”和“最好的顺应性”，应在此参考先前已经提到的专业文章“Bedside estimation of recruitable alveolarcollapse and hyperdistension by electrical impedance tomography ”，[加强监护医学2009年]。

接着，对于局部区域使伸展性的关于不同的PEEP-标准确定的局部的度量与“最好的顺应性”相关联。这通过以下方式来进行，即计算与控制单元70中的用于特性确定的第一单元74被设置用于，根据第一比较标准76确定指示过度伸展的第一特性。此外，计算与控制单元70中的用于特性确定的第二单元75被设置用于根据第二比较标准77确定指示萎缩的第二特性。

第一和第二比较标准从“最好的顺应性”导出，例如在“最好的顺应性”之上的10%和之下的10%或者与“最好的顺应性”等同。

如果这样的PEEP-试验有利地在压力控制的呼吸的情况下作为具有多个PEEP-标准的递减的PEEP-试验来执行，所述多个PEEP-标准从已知的压力标准开始、具有在这些PEEP-标准之间的恒定的和预给定的压力差，则数学途径在此简化，使得不同的PEEP-标准的压力差可以从用于计算过度伸展或萎缩的公式中被消除。在用于确定“顺应性”、“最好的顺应性”、“collapse：萎缩”以及“Hyperdistension：膨胀过度”的数学关系方面，在此应参考先前已经提到的专业文章“Bedside estimation of recruitable alveolar collapseand hyperdistension by electrical impedance tomography”，[加强监护医学2009年]。

以下公式1、2、3a、3b仅仅用于简化地说明借助公式3b在恒定的压力差ΔP的情况下确定过度伸展和萎缩的度量（顺应性）时借助公式1到公式2中的应用来消除压力差ΔP——如这通过借助压力变化的恒定等级ΔP来执行PEEP-试验能够实现的那样。

公式3a示出压力差ΔP的数学消除的数学中间步骤。因此可能的是，在不知道各个PEEP-等级之间的压力差ΔP的相应的绝对值的情况下，由阻抗值71确定PEEP-试验中的局部的肺区域的特性。仅仅需要的是，为计算与控制单元70提供以下信息：所述信息指示已在PEEP-试验期间获得所提供的EIT-数据3。关于PEEP-试验在此是递减地还是递增地执行的信息对于分析处理是有帮助的，但不是必然需要的，这以类似的方式也适用于起始值以及起始时刻。

尤其对于在压力控制的呼吸的情况下执行的PEEP-试验而言，如果呼吸装置40的测量数据或运行数据不可用，作为用于粗略的估计的变形方案，替代各个PEEP-等级之间的压力差ΔP地，也可以使用所谓的“DELI-值”（Delta-End-expiratoric Lung Impedance：Δ呼气末肺阻抗）作为替换值。对此仅仅需要的是，PEEP-试验已由呼吸装置40执行，使得由所述估计、由在所检测的EIT-数据3中的等距的压力差ΔP也得出几乎与此同时等距的阻抗变化71作为DELI-值。

用于特性确定的第一单元74根据第一比较标准76和阻抗值和阻抗变化710在考虑具有指示呼气末正压力值（PEEP）的局部值720的数据记录的情况下确定肺的以下局部区域，所述局部区域具有过度伸展的特性并且产生第二控制信号27，所述第二控制信号指示过度伸展的特性。

第二控制信号27被提供给图像编辑与输出单元80中的用于图像处理的单元81以便进行进一步的数据处理。

用于特性确定的第二单元75根据第二比较标准77和阻抗值和阻抗变化710在考虑具有指示呼气末正压力值（PEEP）的局部值720的数据记录的情况下确定肺的以下局部区域，所述局部区域具有萎缩的特性并且产生第三控制信号28，所述第三控制信号指示萎缩的特性。

第三控制信号28被提供给图像编辑与输出单元80中的用于图像处理的单元81以便进行进一步的数据处理。

第一比较标准76和第二比较标准77是由“最好的顺应性”导出的标准，其中所述第一比较标准76指示具有局部肺区域的相对于“最好的顺应性”较强的膨胀或过度伸展的状态，并且其中第二比较标准77指示具有局部肺区域的相对于“最好的顺应性”较少的填充或鼓胀的状态。

在一种特别的变型方案中可以规定，第一比较标准76和第二比较标准77相互等同地选择，例如作为具有局部肺区域的相对于“最好的顺应性”较强的膨胀的状态或者作为具有局部肺区域的相对于“最好的顺应性”较少的填充的状态或者与局部肺区域的“最好的顺应性”等同。

用于图像处理的单元81从第二控制信号27和第三控制信号28产生输出信号37。该输出信号37代表以图像方式呈现关于肺的局部区域的通风状况的信息作为脊背的呈现视图中的特性图像900。将第一控制信号17包括到输出信号37中能够在一种可选的和有利的构型中例如以经划分的显示-荧光屏（分屏幕）的形式或者作为显示窗在显示-荧光屏上的自由选择的以及重叠的或叠加的布置来实现特性图像900与所确定的、肺的潮流气图的组合呈现，所述潮流气图代表肺的当前通风。

在所述图1中，将输出信号37示例性地提供给与设备10连接的数据输出单元90。在该数据输出单元90中存在不同的元件。因此，例如存在用于图形可视化的部件，例如荧光屏或屏幕99。此外，在数据输出单元90中布置有操作元件97，97’，如键盘97’或者旋钮97。此外，在数据输出单元90上可选地设有用于与其他装置——例如与外部的数据显示装置1000或者与医院数据网1001（LAN、WAN、WLAN 以太网、WiFi）进行数据交换的接口（Interface）98，所述其他装置在该图1中没有进一步详细地示出。

在用于图形可视化的部件99中，使特性图像900被显示。替代地或者附加地，通过借助数据网1001的数据交换连接到设备10上的外部的数据显示装置1002也可以使特性图像900’被显示。

其中辨识有过度伸展的肺区域作为特别被标记的区域A，907在肺轮廓的示图中描绘并且以图形的方式特别突出。其中辨识有萎缩的肺区域作为特别被标记的区域C，909在肺轮廓的示图中描绘并且以图形的方式特别突出。其中既没有辨识出萎缩又没有辨识出过度伸展的肺区域在该图1中作为区域B，908示出。

有利地，在特性图像900中以相互不同的方式进行标记A 907和C 909的方式和方法，例如借助不同的纹理图案或者阴影图案（如在该图1中示例性地绘出的那样）或者通过色彩的变化。

这具有以下优点：应用者获得区域特性的准备好的视野，所述区域特性具有对于通风状况的估计的重要相关性。所述准备好的视野对于应用者而言使通风状况的视觉和认知检测变得容易。

替代如在图1中所示那样借助阴影线来突出，借助色彩、基于灰度级、亮度级、色彩透明级或饱和度级或图案的图形编码或纹理的呈现和突出可以作为信息包含在输出信号37中并且因此以图形的方式或者在视觉方面被引至显示器99用于区分区域A907、B908和C909。

附图标记列表

3 EIT-数据

4 呼吸装置的运行数据

10 用于对数据进行处理与可视化的设备

17 第一控制信号 （潮流气图）

20 压力测量值

27 第二控制信号（过度伸展）

28 第三控制信号 （萎缩）

30 电阻抗X光断层摄影术装置

37 输出信号

40 呼吸装置

50 数据输入单元

70 计算与控制单元

71 用于阻抗计算的单元

72 用于数据提供的单元

73 用于数据整合的单元（压力值/阻抗值）

74 用于特性确定的第一单元

75 用于特性确定的第二单元

76 第一比较标准

77 第二比较标准

80 图像编辑与数据输出单元

81 用于图像处理的单元

90 数据输出单元

97，97' 操作元件

98 接口（Interface）

99 用于图形可视化的部件 （荧光屏，屏幕）

710 阻抗值

720 压力值

900，900' 特性图像

907 被标记的区域 A （过度伸展）

908 未特殊标记的区域B

909 被标记的区域 C （萎缩）

1000 用于数据处理的双向连接的装置

1001 数据网、内联网、互联网

1002 外部数据显示装置

Claims (11)

1.用于处理与可视化肺的至少一个区域的EIT-数据（3）来确定并可视化所述肺的特性的设备（10），其中所述EIT-数据（3）借助于电阻抗X光断层摄影术装置（30）来获得，所述设备：

- 具有数据输入单元（50）,

- 具有计算与控制单元（70）和

- 具有输出单元（80），以及

其中所述数据输入单元（50）被构型用于在一个观察时间段上接收和提供所述肺的所述至少一个区域的EIT-数据（3），其中所述数据输入单元（50）被构型用于接收和提供指示在观察时间段中的呼吸压力的压力变化过程（20）的数据（4），

其中所述计算与控制单元（70）被构型用于：

- 从所述EIT-数据（3）确定所述肺的至少一个区域的局部的阻抗值和阻抗变化，

- 在考虑指示在观察时间段中的呼吸压力的压力变化过程（20）的数据（4）的情况下从所述局部的阻抗和局部的阻抗变化确定具有所述肺的指示所述肺的伸展性的度量的区域特性的数据记录，

- 根据第一比较标准（76）如下分析处理具有所述肺的区域特性的数据记录：所述特性是否指示所述肺的局部区域的过度伸展，

- 产生并且提供第二控制信号（27），所述第二控制信号代表所述肺的以下局部区域：所述局部区域的区域特性指示区域的过度伸展，

- 根据第二比较标准（77）如下分析处理具有所述肺的区域特性的数据记录：所述特性是否指示所述肺的局部区域的萎缩，

- 产生并且提供第三控制信号（28），所述第三控制信号代表所述肺的以下局部区域：所述局部区域的区域特性指示区域的萎缩，

其中所述输出单元（80）被构型用于在使用所述第二控制信号（27）和第三控制信号（28）的情况下产生、提供或者输出输出信号（37），

其中所述输出信号（37）代表用于呈现所述肺的以下局部区域的特性图像（900），所述局部区域的区域特性分别具有与第一比较标准（76）或者所述第二比较标准（77）的偏差。

2.根据权利要求1所述的设备（10），其中所述计算与控制单元（70）被构型用于从所述EIT-数据（3）确定所述肺的至少一个区域的局部的阻抗值（710）和阻抗变化并且从所述局部的阻抗值（710）和局部的阻抗变化确定具有所述肺的所述阻抗值（710）和阻抗变化的当前的局部分布的潮流气图并且产生和提供第一控制信号（17），所述第一控制信号代表所述肺的所确定的潮流气图。

3.根据权利要求1或2所述的设备（10），其中在用于处理与可视化EIT-数据（3）的设备（10）中或者上布置有或者连接有数据输出单元（90），所述数据输出单元具有用于图形可视化的部件（99），所述部件在使用所述第一控制信号（17）和/或所述第二控制信号（27）和/或所述第三控制信号（28）和/或所述输出信号（37）的情况下被构造用于对所确定的潮流气图和/或所述特性图像（900）进行可视化。

4.根据以上权利要求中任一项所述的设备（10），其中由所述计算与控制单元（70）基于指示所述呼吸变化过程的压力测量值的数据（4）确定在所述观察时间段中的值（720），所述值指示呼气末正压力值（PEEP）。

5.根据以上权利要求中任一项所述的设备（10），其中由所述计算与控制单元（70）基于指示所述伸展性的区域特性并且基于指示所述呼吸变化过程的压力测量值的数据（4）和/或由所述呼气末正压力值（PEEP）对于所述肺的多个局部区域确定具有在所述观察时间段中的最大区域伸展性的数据记录。

6.根据权利要求3和4所述的设备（10），其中由所述计算与控制单元（70）基于最大区域伸展性的数据记录并且基于指示呼气末正压力值（PEEP）的值（720）在所述观察时间段中确定所述第一比较标准（76）。

7.根据权利要求3和4所述的设备（10），其中由所述计算与控制单元（70）基于最大区域伸展性的数据记录并且基于指示呼气末正压力值（PEEP）的值（720）在所述观察时间段中确定所述第二比较标准（77）。

8.根据上述权利要求之一所述的设备（10），其中作为观察时间段选择分别具有吸气持续时间和呼气持续时间的至少两个呼吸循环。

9.根据以上权利要求中任一项所述的设备（10），其中作为观察时间段选择具有所述呼吸压力（20）的变化的操纵的持续时间，优选具有多个呼吸循环的递减的或递增的PEEP-试验的持续时间，所述多个呼吸循环分别具有吸气阶段和呼气阶段。

10.根据以上权利要求中任一项所述的设备（10），其中指示所述观察时间段中的呼吸压力的压力变化过程（20）的数据（4）由呼吸装置（40）或麻醉装置来提供。

11.根据以上权利要求中任一项所述的设备（10），其中用于确定和可视化所述肺的特性的设备（10）被实施为具有用于执行呼吸（40）和/或执行麻醉、执行阻抗X光断层摄影术（EIT）（30）的功能和用于对所述肺的特性进行确定和可视化的功能（90，900）的装置或者装置组合。