CN111465424B

CN111465424B - 用于探测在患者气体模块中的渗漏的方法、计算机程序、装置和呼吸系统

Info

Publication number: CN111465424B
Application number: CN201880081004.3A
Authority: CN
Inventors: G.彼得; U.施密德; C.奥斯特洛
Original assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Current assignee: Draegerwerk AG and Co KGaA
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2018-12-12
Publication date: 2022-10-04
Anticipated expiration: 2038-12-12
Also published as: DE102017011625A1; EP3641865A1; US20200353197A1; WO2019115571A1; EP3641865B1; US11717633B2; CN111465424A

Abstract

实施例创造了一种用于探测患者气体模块中的渗漏的方法(10)、计算机程序、装置(30)和呼吸系统(40)，该患者气体模块从呼吸的患者(20)吸出连续的样本气流且分析该连续的样本气流，例如在用于患者(20)的呼吸的呼吸系统中。该方法包括在患者(20)的呼吸气体混合物中的二氧化碳浓度的第一时间曲线的确定(12)和另一区别于二氧化碳的气体在呼吸气体混合物中的浓度的第二时间曲线的确定(14)。此外，该方法(10)包括在第一与第二时间曲线之间的统计相似度的确定(16)和渗漏基于该相似度的探测(18)。

Description

用于探测在患者气体模块中的渗漏的方法、计算机程序、装置和呼吸系统

技术领域

实施例涉及一种用于探测在患者气体模块中的渗漏的方法、计算机程序、装置和呼吸系统(尤其地然而不仅仅)，涉及一种用于在患者气体模块或呼吸系统中基于在呼吸气体混合物中的不同气体的浓度曲线的比较的渗漏探测的设计。

背景技术

由常规技术领域已知给患者人工呼吸。在此，对患者而言呼吸气体在吸气阶段中被供给而在呼气阶段中又被排出。在此，呼吸气体的不同参数可被监控且例如所谓的用于气体分析的患者气体模块得到应用。例如气体的部分可相应地被吸出，以便于将其供给在患者模块中的气体分析。

在经由样本气体导管由患者吸出连续气流的吸出的患者气体测量的情形中，在吸出路径(例如经由样本气体导管、脱水器和气体检测仪内部的软管直至气体测量单元)上的泄漏引起由于侵入的环境空气的稀薄效应，其导致气体浓度测量误差。这在装备有控制回路的麻醉工位的情形中是特别有问题的：此处(可能附有上述误差的)浓度测量值被用于气体配量的调节。如果此处出现未被发现的测量误差，则其产生错误配量，其也许甚至可能导致患者损伤。

文献US 8,033,280 B2描述了一种用于以如下方式确定在样本气体导管中的泄漏的方法，即，至少两种气体的浓度被测量且这些浓度在已知的环境气体浓度的方向上的同时的变化被鉴别出。这些变化然后被解释为泄漏。两种气体理想地是二氧化碳CO2和氧气O2。该监控相对测量且确定在当前的与先前的呼吸阶段之间的浓度变化。当该泄漏突然在两个呼吸阶段之间随足够大的稀薄效应出现时，该泄漏因此可被探测出。缓慢形成的泄漏仅可困难地被识别出。

文献WO 2014/068000 A1涉及通过在患者检测仪中的压力测量以及与在循环系统中的压力测量的比较的泄漏探测。在此可能发生如下，即，样本气体导管/脱水器的阻力变化掩盖了在患者检测仪中的气道压力变化的效应。在运转的泵的情形中，压力变化可被较强地抑制且如有可能仅对于足够高的气道压力设定值而言引起有效力的监控。在文献WO2004/076944 A2中，该方式利用两个分布式传感器来实现。

发明内容

因此存在需求：创造一种用于探测在用于患者呼吸的呼吸系统中的渗漏的经改善的设计。根据本发明的方法、计算机程序、装置和呼吸系统的实施例满足该需求。

实施例基于如下知识，即，多个在呼吸装置的气体混合物中的气体浓度可被测量。气体浓度的时间曲线在渗漏的情况中被不同地影响，从而使得时间浓度曲线可构成泄漏探测的基础。此外，实施例基于如下知识，即，在患者的呼吸气体混合物中的二氧化碳浓度的曲线可构成用于与另一气体在患者的呼吸气体混合物中的浓度曲线的比较的参考。

因此，实施例创造了一种用于探测在患者气体模块中的渗漏的方法，其从呼吸的患者吸出连续的样本气流且分析该连续的样本气流，例如同样在用于患者以呼吸气体混合物呼吸的呼吸系统中。例如此处由于例如40 ml/min(在被吸出的样本气流的情形中200ml/min)的泄漏引起在气体浓度测量中的直至20%的测量误差，而其对于每分钟呼吸量约为8升的患者的呼吸而言完全无关。该方法包括在患者的呼吸气体混合物中的二氧化碳浓度的第一时间曲线的确定和另一区别于二氧化碳的气体在呼吸气体混合物中的浓度的第二时间曲线的确定。此外，该方法包括在第一与第二时间曲线之间的统计相似度的确定和渗漏基于相似度的探测。因此，实施例可提供可靠的泄漏探测。在此，其它气体可例如是氧气、笑气或麻醉气体。

在一些实施例中，相似度可与在第一与第二曲线之间的相位移动相符。实施例因此可使得渗漏的鲁棒性的探测成为可能。相似度的确定可包括在第一或第二曲线中对于渗漏而言特有的变形的确定。在一些实施例中，相似度可以是对于在第一与第二曲线之间的对称性而言的量。相似度可以是在浓度的第一与第二时间曲线之间的协方差。至少一些实施例因此可利用统计评估，以便于探测渗漏。在另外的实施例中，相似度可以是在浓度变化的第一与第二时间曲线之间的协方差。

在一些实施例中可实现相似度与阈值的比较和渗漏基于阈值比较的探测。实施例因此可使得低成本的信号处理成为可能。此外，在一些实施例中可实现阈值基于在不带有渗漏的呼吸系统处的参考测量的校正。该方法的可靠性因此还可被进一步提高。在一些实施例中，此外可实现呼吸气体混合物由患者经由样本气体导管至患者气体模块的运行时间的确定。该运行时间可在探测渗漏的情形中被一起考虑。就此而言，实施例可包括在呼吸气体混合物中的浓度变化的运行时间的确定和相似度基于运行时间的确定。

运行时间的确定可基于关于时间的浓度变化且/或基于在呼吸阶段开始之前和之后的浓度变化的评估。在一些另外的实施例中，该方法此外可包括在呼吸系统处的压力测量的执行，当渗漏被探测出时。该压力测量在这些实施例中可在渗漏探测处或同样可在渗漏定位处被考虑。

另一实施例是带有用于执行在此所描述的方法中的其中一种的程序代码的计算机程序，当该程序代码在计算机、处理器或可编程的硬件部件上被实施时。另外的实施例是一种用于执行在此所描述的方法中的其中一种的装置和带有这样的装置的用于患者的呼吸系统。

附图说明

另外的有利的设计方案在下面借助在附图中所示出的实施例作进一步描述，通常然而不总地被限制于这些实施例。其中：

图1显示了用于探测在用于患者呼吸的呼吸系统中的渗漏的方法的一个实施例的流程图；

图2 显示了在一个实施例中的用于患者呼吸的呼吸系统；

图3显示了在一个实施例中的Kapno图；

图4 显示了在一个实施例中的二氧化碳和氧气的浓度曲线；

图5 显示了在一个实施例中的二氧化碳浓度曲线和二氧化碳-氧气协方差曲线；

图6 显示了在不带有泄漏的实施例中在患者气体模块中的浓度曲线和压力曲线；

图7 显示了在带有泄漏的一个实施例中的在患者气体模块中的浓度曲线和压力曲线；且

图8显示了在带有泄漏的另一实施例中的在患者气体模块中的浓度曲线和压力曲线。

具体实施方式

不同的实施例此时更详细地在参照在其中示出了一些实施例的附图的情形下进行描述。

在仅显示了一些示例的实施例的附图的紧接着的描述的情形中，相同的附图标记可表示相同的或类似的部件。此外，概括的附图标记可被用于反复在一个实施例中或在附图中出现的部件和对象，然而鉴于一个或多个特征被一起描述。以相同的或概括的附图标记来描述的部件或对象鉴于单个、多个或所有特征(例如其尺寸)可相同地、然而如有可能同样可不同地实施，只要由描述不明确或暗含地得出不同的东西。可选的部件在附图中以虚线或箭头来示出。

虽然实施例可以不同的方式来修改和更改，实施例在附图中作为例子被示出且在此处被详尽地描述。如下然而被澄清，即，不意图将实施例限制到相应公开的形式上，而是相反地实施例应覆盖处在本发明的范围中的所有功能和/或结构的修改、等价方案和备选方案。相同的附图标记在总的附图描述中表示相同或类似的元件。

如下须注意，即，被称为与另一元件“连接”或“耦合”的元件可与该另外的元件直接连接或耦合，或可存在处在其间的元件。当元件与之相反被称作与另一元件的“直接连接”或“直接耦合”时，不存在处在其间的元件。另外的被用于描述在元件之间的关系的概念应以类似的方式来解释(例如“在其间”相对“直接在其间”、“毗邻”相对“直接毗邻”等等)。

此处所使用的术语仅用于描述确定的实施例且应不限制实施例。如此处所使用的那样，单数形式“一个("einer","eine","eines")”和“该个("der,die,das")”应同样包含复数形式，只要上下文不明确地说明另外的东西。此外如下被澄清，即，例如“被包含”、“包含”、“被具有”、“被包括”、“包括”和/或“具有”的表述如在此处所使用的那样说明了所提及的特征、整数、步骤、工作流程、元件和/或部件的存在，然而不排除一个或多个特征、整数、步骤、工作流程、元件、部件和/或其构成的组的存在或附加。

只要不另外定义，所有在此处所使用的概念(包括技术概念和科学概念)具有相同的意义，其依附于在实施例属于的领域上的普通专业人士。此外如下被澄清，即，表述、例如那些在普遍使用的词典中所定义的表述应被如此来理解，即，其具有与其在相关技术的上下文中的意义一致的意义，而不应以理想的或过于正式的意义来理解，只要这在此处未被明确定义。

图1显示了用于探测在患者气体模块中的渗漏的方法10的一个实施例的流程图，其从呼吸的患者吸出连续的样本气流且分析该连续的样本气流，例如在用于患者呼吸的呼吸系统中。方法10包括在患者的呼吸气体混合物中的二氧化碳浓度的第一时间曲线的确定12和在呼吸气体混合物中的另一区别于二氧化碳的气体的浓度的第二时间曲线的确定14。此外，该方法包括在第一与第二时间曲线之间的统计相似度的确定16和渗漏基于该相似度的探测18。

图2显示了在一个实施例中用于患者20的呼吸的呼吸系统40。患者20经由嘴部件和分叉件或Y形件22被联接到两个用于呼吸气体的供给(吸入、吸气)和呼吸气体的排出(呼出、呼气)的分支处。在设置用于供给的下部分支中存在止回阀23a，气体在患者20的方向上通过且在反方向上阻止。风扇24a用于在患者20方向上的相应的容积流。相对风扇24a前置有二氧化碳吸收器25a，其将二氧化碳从所供给的呼吸气体混合物中吸走。在呼吸系统40的设置用于排出呼吸气体的上部分支中同样存在止回阀23b，呼吸气体在患者20的方向上离开地通过且在朝向患者20的方向上阻止。止回阀23b由PEEP阀24b(英文“positive end-expiratory pressure”，正的呼吸末端压力)来实现。PEEP阀24b在吸气阶段期间与风扇一起用于在患者20的肺中的可调节的正压力且打开或者保持在呼气阶段期间的可选择的剩余压力。呼吸系统40的上部和下部的分支可经由T形件来连接，其此外被联接到呼吸袋26处，呼吸循环可经由该呼吸袋被驱动。此外，新鲜空气/新鲜气体27和/或呈蒸汽状的麻醉剂28可被供给该循环。

如图2进一步显示的那样，呼吸系统40可经由另一阀29与另外的部件相连接，例如用于净化呼吸气体。阀29可以是APL阀(英文“Adjustable-Pressure-Limiting”，可调节的限压阀)，其一方面可使得在经容积控制的呼吸的情形中的压力限制且另一方面使得患者的自发呼吸成为可能。当所设定的最大压力被达到时，阀29打开。

此外，图2显示了用于执行在此处所描述的方法10的装置30的一个实施例，该装置与患者气体模块50相联接。患者气体模块50经由用于分离冷凝水和污染物的脱水器51和软管52与呼吸系统40相联接。在该软管处或者在其到脱水器51处的联接处可例如出现渗漏。在患者气体模块50中，在该实施例中气体浓度被确定53,54且泵55经由回引软管56将气体输送回到系统中。根据图1，此时二氧化碳浓度(CO2)被确定且另一气体的至少一个浓度被确定。该另外的气体可例如是氧气(O2)、笑气(N2O)或麻醉气体(Agas)。

这些浓度然后被提供给装置30且根据图1的方法10来处理。另一实施例是带有用于执行在此处所描述的方法的程序代码的计算机程序，当程序代码在计算机、处理器或可编程的硬件部件上被实施时。装置30就此而言可作为计算机、处理器或可编程的硬件部件来实现。在这些实施例中，该装置可与任意的控制器或处理器或可编程的硬件部件相符。方法10可作为软件来实现，其被编程用于相应的硬件部件。就此而言，该装置可作为带有经相应匹配的软件的可编程的硬件来实现。在此，任意的处理器、例如数字信号处理器(DSPs)可得到使用。在此，实施例不被限制于处理器的某一确定的类型。任意的处理器或同样地多个处理器对于实现该装置30是可能的。

装置30可相应地构造用于处理各个浓度的探测值。在实施例中，浓度被一起相应地探测，其中，采样率根据混叠(Aliasing，有时称为混淆)的避免来选择。例如，这些浓度每20ms(50Hz采样率)被确定。在一个实施例中，在100ms(在CO2处300ms)的时间段上发生最快速的待预期的变化，从而在所选择的采样率的情形中可预期无混叠现象。此外，不同的传感器可对于不同的气体而言得到使用，这些传感器优选彼此紧邻地布置，以便于将在测量浓度的情形中的时间延迟(由于传播速度)保持较小且获得在时间上被同步的测量值。在其它实施例中可使用间隔的传感器，其中，这些间隔可基于气体的传播速度在测量的情形中被考虑。

在图2中所显示的实施例中，在气体测量的最大可用性的情形中可例如确保吸出测量的连续监控。通常，在实施例中方法10因此同样可包括呼吸气体混合物经由样本气体导管52的吸出。在一些实施例中，CO2浓度的明显的时间曲线可以是对于识别泄漏而言的基础。

图3显示了在一个实施例中的患者的Kapno图(以mmHg为单位的CO2浓度的时间曲线)。Kapno图在带有内部的气体分析传感器的系统中被记录。该曲线显示了在一个周期内首先上升到一个高台上的周期性曲线。该高台由在浓度急剧下降到零上之前的较短的上升实现。在该试验中，在呼吸气体中的CO2浓度良好地与动脉二氧化碳分压相关，其中，最高的CO2浓度超出动脉二氧化碳分压的最高值多于30mmHg，同样参见“End-Tidal CO2Excretion Waveform and Error with Gas Sampling Line Leak”, Zupan, Joanne MD;Martin, Michael MD; Benumof, Jonathan L. MD , Anesthesia & Analgesia: 1988年6月 – 第67卷 – 第6期 – 第579-581页。

类似的明显性(Auffälligkeit，有时称为异常现象)同样在Kapno图中找到，其在下面的实施例中以模拟肺(例如Michigan肺)在实验室中被产生。图4显示了在一个实施例中的二氧化碳(以体积百分比为单位的未标明的曲线)和氧气(以体积百分比为单位的以“x”标明的曲线)的浓度曲线。在此，较小的渗漏在参见图2的样本气体入口/脱水器的区域中在患者气体模块处自T=30s被打开且在T=90s处被关闭(刺穿的样本气体软管)。与CO2曲线同时同样示出了O2曲线。除了在上述出版物中所讨论的在泄漏情况中相应地在呼气阶段结束时CO2曲线的峰状加高之外，由于由泄漏引起的稀释同样同时发生O2曲线的影响。除了浓度曲线的幅度值和平均值的变化(其然而不是泄漏特定的)之外，然而还存在在CO2曲线与O2曲线之间的明显的相位移动。呼吸设定和新鲜气体浓度的变化例如同样对于浓度曲线的幅度和平均值而言是重要的。

在泄漏情况中可观察到的在CO2曲线与O2曲线之间的相位移动(按照浓度比例且/或同样在CO2与废气或者N2O曲线之间存在)是绝对测量的，也就是说在不知道先前的呼吸阶段的浓度比例的情形中可被应用。这可能是一个优点，因为利用该特征即使在变换的浓度比例的情形中且在不预知或者不带有先前的呼吸阶段的测量值的情形中能够可靠地探测渗漏或泄漏。作为另外的优点，所描述的方法提供了如下可能性，即，当该泄漏在时间上不突然出现而是经过多个呼吸阶段连续增长时于是同样探测该泄漏。对于该方法而言的前提条件是，在样本气体导管的在患者侧的联接点处存在足够大的呼吸压力变化(ΔP≥10hPa)。在实施例中，在第一曲线(CO2)与第二曲线(例如O2)之间的相位移动可被相应地用作相似度。相似度的确定16可包括在第一或第二曲线中对于渗漏而言特有的变形的确定，参见图3和4。此外，相似度可以是对于在第一与第二曲线之间的对称性的量。

在一些实施例中可相应地进行浓度曲线的定量评估。在此，引起在CO2与O2或者Agas/N2O曲线之间的相位移动的呼吸压力波动可构成基础。这些相位移动在下面所描述的实施例中借助于协方差(Cov)来评估：

带有在所考虑的呼吸阶段内的浓度值的最大(Max)或者最小(Mix)和平均值

在此，运行指数i经过在所观察的呼吸阶段(i=1...n)中的所有值。值x_i代表实时CO2值且y_i代表来自O2、Agas或N2O的组的实时值。在实施例中每个呼吸阶段于是存在至少一次评估。在未泄漏情况中，以理想的方式适用如下：

也就是说经标准化的且无均值的曲线(至少在理论上)是完全反对称的。实际上，相应的协方差值然而更可能处在-0.6和-0.8之间。因此在该实施例中，相似度是在浓度的第一(CO2)与第二(O2)时间曲线之间的协方差。在实施例中，因此相似度同样可以是对于在曲线之间存在的对称性或非对称性而言的量。在泄漏情况中产生呼吸压力引起的相位移动，其在正值的方向上移动协方差。用于识别泄漏的协方差的阈值例如为-0.4，也就是说

通常，阈值取决于患者气体模块等等的结构状态。因此，阈值不是通用的量，而是至少在一些实施例中对于所使用的患者气体模块而言特殊的。在该实施例中，该方法于是此外包括相似度与阈值的比较和渗漏基于阈值比较的探测。

在一些另外的实施例中，泄漏和未泄漏之间的经改善的区分可例如由此实现，即，在某一经确定的时刻以独立的方法确定吸出路径的完整性(例如利用如进一步下面所描述的那样的压力检测)。然后，实际的协方差值可被确定或者对于泄漏而言的极限值被匹配于该测量值(例如极限值=2/3×在未泄漏情况中的协方差测量值)。就此而言，方法10在一些实施例中此外可包括阈值基于在不带有渗漏的呼吸系统处的参考测量的校正。

图5显示了在用于以上面所示出的方法探测泄漏的实施例中且在图2中所显示的系统中的二氧化碳浓度曲线(不带有标记的曲线)和二氧化碳-氧气协方差曲线(以“ x”标明的曲线)。在图5中可见到不带有和带有泄漏(在脱水器的区域中的吸出软管的穿孔)的CO2浓度和CO2/O2协方差。该泄漏在t≈30s时被打开而在t≈90s时被再次关闭。当泄漏被打开时，协方差的曲线(以“x”来标明)记录了明显的跳跃，且因此适合用于探测泄漏。

在另一实施例中，作为浓度的替代直接考虑浓度变化，以便于确定相似度。该相似度于是可以是在浓度变化的第一与第二时间曲线之间的协方差。与在上述情况(浓度协方差)类似地，泄漏识别在该实施例中同样基于协方差，然而在该情况中考虑实时测量值的变化(或者区别)。此处优点可能是如下，即，于是即使在较低呼吸频率的情形中显著的变化显现地更明显且时间曲线的未变化的部分被更好地抑制或者不被评估。

因此作为Delta协方差得出如下：

带有经标准化的值：

例如l=10被证实是有用的值(在采样频率为1/20 ms的情形中由此作为时间差得出对于测量值差而言的200ms)。如在协方差的情况中那样，总和例如总是经由当前的呼吸阶段来评估且然后相应地获得每个呼吸阶段的值。同样地此处，用于在泄漏与未泄漏之间的区分的极限值可被初始确定(校正)。就此而言，方法10同样在该实施例中此外可包括相似度与阈值的比较和渗漏基于阈值比较的探测。此外，阈值的校正可基于在不带有渗漏的呼吸系统处的参考测量进行。

在另一实施例中，在该方法中进行呼吸气体混合物由患者经由样本气体导管52至患者气体模块50的运行时间的确定。此外，方法10包括在呼吸气体混合物中的浓度变化的运行时间的确定和相似度基于运行时间的确定。在吸出的患者气体测量的情形中，气流由患者被吸出，参见图2。气流的气体混合物的浓度由气体测量来评估。通常，气体混合物由氧气的份额σ_O2、CO2的份额σ_CO2、麻醉气体的份额σ_A和笑气的份额σ_N2O构成。如果气体混合物在t时刻具有浓度值σ_i，这些值由气体测量在

时刻被感测。对于延迟而言的原因是运行时间

，气体需要该运行时间以用于由患者经由样本气体导管到达至患者气体模块。运行时间可近似以如下形式

来确定。被吸出的气流

需要时间

，以便于经由带有长度

和横截面

的样本气体导管从患者到达至患者气体模块。

在患者处的压力同样由患者气体模块被感测。通过处在患者与患者气体模块之间的容积和流动阻力，测得的压力值然而不反映在患者处的情况。仅在吸气与呼气的呼吸阶段之间的压力差可近似正确地被描述。此外，在患者处的压力波动可由患者气体模块几乎同时被感测，因为压力信号以声速传播。

图6显示了在不带有泄漏的一个实施例中在患者气体模块中的浓度曲线和压力曲线。图6图解了CO2(不带有标记)、麻醉气体(带有“x”标记的七氟醚(Sevoflurane))、O2(带有“o”标记)的测得的浓度以及在患者气体模块中取决于时间不带有泄漏的压力p(带有“|”标记)的定性曲线。

在呼气阶段开始时，在患者气体模块中的压力信号下降，因为气道压力下降到呼气压力上。在吸气阶段开始时，在患者气体模块中的压力信号上升，因为气道压力上升到吸气压力上。这两个时刻在图6中被相应地标记，经时间延迟(以

)地在呼气阶段开始时CO2信号上升且对于O2和七氟醚而言的信号相应地下降。在吸气阶段开始时，CO2信号经时间延迟(以

)地下降且对于O2和七氟醚而言的信号相应地上升。同样地，这些过渡在图6中被标记。时间延迟

可被良好地辨认出且具有

2.3s的值。气动的时间延迟可能显得明显较低，因为在信号曲线中同样包含了浓度信号的处理的延迟。

如下可被清楚地辨认出，即，在呼吸阶段变换的情况中压力信号清楚地在浓度信号之前响应于该变换。这且在浓度曲线中不出现另外的显著变化的实际情况代表不带有泄漏的系统。对于如下情况而言，即，相关的泄漏不影响患者气体测量，由于呼吸阶段引起的在患者处的气体混合物的浓度的每次变化可最早在时间

之后被探测出。

对于如下情况而言，即，相关的泄漏在患者气体测量的区域中存在，则系统的流体机械性能变化。如果考虑例如在其处样本气体导管52与患者气体模块50相连接的位置处的渗漏(参见图2)，得出容积流

，其取决于现存的压差

侵入到系统中且改变待测量的气体混合物的浓度或从该系统中流出，气体混合物的成分然而不改变。对于如下情况而言，即，容积流

进入到系统中，在患者气体模块中的泵吸出的容积流

由流动穿过样本气体导管的部分

和

组成。这两个部分按照呼吸阶段变化。如果在吸气阶段中在患者处的压力是高的，则在泄漏的位置处的压力差是小的，与之相反在呼气阶段中在患者处的压力是低的且因此在泄漏的位置处的压差是大的。这些压力波动改变了体积流

且因此同样改变了在泄漏的位置处的气体的浓度。

该变化通过患者气体模块50以不同于在患者处的变化的延时被感测。在泄漏位置处的气体混合物的变化可由患者气体模块在如下时间之后

被感测。在此，

此处表示在泄漏位置(例如在脱水器的入口处)直至患者气体传感器之间的间距且适用如下：

。

图7显示了在一个带有泄漏的实施例中的在患者气体模块中的浓度曲线和压力曲线。图7显示了CO2(不带有标记)、七氟醚(“x”标记)、O2(“o”标记)的测得的浓度和在患者气体模块50中取决于时间带有泄漏的压力p(“|”标记)的定性曲线。除了浓度信号的借助图6所说明的曲线之外，在泄漏的情况中得出另外的明显性。关于呼气阶段的开始，O2和七氟醚的浓度在时间

之后下降。这是在呼气阶段中在泄漏位置处增加的压差和被吸出的气体通过增大的侵入的容积流的与此相联系的更大的稀释的后果。

关于吸气阶段的开始，CO2信号在

时间之后上升，且同时O2和七氟醚的浓度降低。这是在吸气阶段中在泄漏位置处的呼吸压力引起的减少的压差和被吸出的气体通过减少的侵入的容积流的与此相联系的较低的稀释的后果。在该情况中又得出值

2.3s，然而同样得出明显更小的值

1.2s。

对于如下情况而言，即，相关的泄漏影响患者气体测量，与由于呼吸阶段变换的压力变化相联系的在患者处的气体混合物的浓度的每次变化引起在

和

的延迟之后的测得的浓度变化，其中，适用

。

用于确定泄漏的指标是在呼吸阶段开始之后在患者气体模块处的浓度信号的表现。在

之后才出现的浓度的变化代表不带有泄漏的系统，在

之后已出现的变化表示带有泄漏的系统。

在带有该形式的泄漏识别的实施例中，对于呼吸阶段开始而言的指标和用于感测在患者气体模块50处的浓度变化的时刻的指标可被确定。对于呼吸阶段开始而言的指标例如是：

• 在患者气体模块中的压力信号(参见图6和7)或

• 呼吸系统的信号，其指出了呼吸阶段的开始。

用于感测浓度变化的时刻的指标是：

• 浓度值关于时间的一阶导数的显著变化，或

• 在呼吸阶段开始之前和之后的浓度值的评估。

上面所描述的方法10使得在吸出的患者气体测量中的泄漏通过感测在呼吸阶段变化之后在吸出的气体混合物中浓度变化的时间延迟的探测成为可能。实施例可相应地包括运行时间基于关于时间的浓度变化或基于在呼吸阶段开始之前和之后的浓度变化的评估的确定。相似度可相应地通过时间延迟来确定或与时间延迟相符。

在另一实施例中，方法10此外包括在呼吸系统处的压力测量的执行，当渗漏被探测出时。如果此时通过上述方法给出泄漏指示，则至少在一些实施例中此时实现压力测量操纵，其然后使得对于泄漏状态的有效陈述成为可能。在呼吸/操作期间的任意时刻可实现的操纵的过程和在气体检测仪中(或者在气体检测仪的测量单元中)的压力测量由于突出的呼吸压力波动的变化根据如下来划分：

1.样本气泵的关闭，

2.患者气体模块的出口侧的密封(借助于相应的电磁阀)，

3.吸气和呼气压力在患者气体模块中的确定，

4.在患者气体模块中在呼气和吸气压力值之间的压差的计算，和

5.与在呼吸循环中的压力值或者与在呼吸通气设备处的设定值的比较：在差值>3hPa的情形中实现泄漏警报。

通过该过程，在一些实施例中可确保如下，即，当然与气体测量功能的失效相联系的该操纵的频率显得尽可能小，且仅当存在有理由的泄漏怀疑时才被实施。同时，同样仅当存在明确的泄漏时警报才可被触发。

图8显示了在带有泄漏的另一实施例中在患者气体模块50中的浓度曲线和压力曲线。图8显示了对于CO2(不带有标记)、O2(“|”标记)、泄漏区段(“o”标记)而言的曲线和带有与不带有泄漏的压力曲线ΔP(在患者气体模块中的压力相对于环境压力，“x”标记)。带有关闭的样本气泵的压力操纵的特征在于恒定的O2曲线和CO2曲线。为了更好地示出该检测的显著性，带有泄漏(时间范围t≈ 90s … 100s)和不带有泄漏(时间范围t ≈ 105s …125s)的压力操纵被执行。区别在图8中可清楚地识别出。

在上述说明书和附图中所公开的特征不仅可单独地而且可以任意的组合对于实施例以其不同的设计方案的实现而言是重要的且(只要其不由说明书另外得出)可被任意彼此组合。

虽然与装置相关联的一些方面被描述，但是显然这些方面同样是相应的方法的描述，从而使得装置的模块或结构单元也可被理解为相应的方法步骤或被理解为方法步骤的特征。与此类似地，与一个方法步骤相关联地或作为一个方法步骤来描述的方面同样是相应的模块的描述或相应的装置的细节或特征。

按照确定的实现要求，本发明的实施例可以硬件或以软件来实现。该实现可在使用数字存储介质(例如软盘、DVD、蓝光盘、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或FLASH存储器、硬盘或其它磁性或光学存储器)的情形下被执行，可电子读取的控制信号被存储在其上，该控制信号与可编程的硬件部件如此地可共同作用或共同作用，即，相应的方法被执行。

可编程的硬件部件可由处理器、计算机处理器(CPU=Central Processing Unit(中央处理单元))、图形处理器(GPU= Graphics Processing Unit(图形处理单元))、计算机、计算机系统、专用集成电路(ASIC= Application-Specific Integrated Circuit(特定用途集成电路))、集成电路(IC= Integrated Circuit(集成电路))、单芯片系统(SOC=System on Chip(片上系统))、可编程逻辑元件或带有微处理器的现场可编程门阵列(FPGA= Field Programmable Gate Array(现场可编程门阵列))构成。

因此，数字存储介质可以是机器可读或计算机可读的。因此，一些实施例包括具有可电子读取的控制信号的数据载体，该控制信号可与可编程的计算机系统或可编程的硬件部件如此地共同作用，即，在此处所描述的方法中的其中一种被执行。因此，一个实施例是一种在其上记录了用于执行在此处所描述的方法的程序的数据载体(或数字存储介质或可计算机读取的介质)。

通常，本发明的实施例可作为程序、固件、带有程序代码的计算机程序或计算机程序产品或作为数据来实现，其中，程序代码或数据如此地起作用，即，当程序在处理器或可编程的硬件部件上运转时，执行这些方法中的其中一种。程序代码或数据例如同样可被存储在机器可读的载体或数据载体上。此外，程序代码或数据可作为源代码、机器代码或字节代码以及作为其它的中间代码存在。

此外，另一实施例是数据流、信号序列或一系列信号，其是用于执行在此处所描述的方法中的其中一种的程序。数据流、信号序列或一系列信号可例如被如此地配置，以便于经由数据通讯连接、例如经由互联网或其它网络来传输。实施例因此同样是代表数据的信号序列，其适合用于经由网络或数据通讯连接的发送，其中，这些数据是程序。

根据一个实施例的程序可在其执行期间例如通过如下方式实现这些方法中的其中一种，即，该程序读出存储位置或一个数据或多个数据写入到该存储位置中，由此如有可能引起在晶体管结构中、在放大器结构中或在其它电气、光学、磁性或根据另一工作原理工作的构件的开关过程或其它过程。相应地通过存储位置的读出，数据、值、传感器值或其它信息可由程序感测、确定或测得。因此，程序可通过一个或多个存储位置的读出感测、确定或测得变量、值、测量变量和其它信息，以及通过写入到一个或多个存储位置中引起、促使或执行一个动作以及操控其它的设备、机器和部件。

上述实施例仅是本发明的原理的图解说明。显然，在此处所描述的布置和细节的修改和变化对于其他专业人员而言是显而易见的。

Claims

1.用于探测在患者气体模块中的渗漏的方法(10)，其从呼吸的患者(20)吸出连续的样本气流且分析所述连续的样本气流，带有

在所述患者(20)的呼吸气体混合物中的二氧化碳浓度的第一时间曲线的确定(12)；

另一区别于二氧化碳的气体在呼吸气体混合物中的浓度的第二时间曲线的确定(14)；

在所述第一与第二时间曲线之间的统计相似度的确定(16)，其中所述相似度与在所述第一与第二曲线之间的相位移动相符；和

所述渗漏基于所述相似度的探测(18)。

2.根据权利要求1所述的方法(10)，其特征在于，另一气体是氧气、笑气或麻醉气体。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法(10)，其特征在于，所述相似度的确定(16)包括在所述第一或第二曲线中对于渗漏而言特有的变形的确定。

4.根据权利要求1或2所述的方法(10)，其特征在于，所述相似度是对于在所述第一与第二曲线之间的对称性而言的量。

5.根据权利要求1或2所述的方法(10)，其特征在于，所述相似度是在所述浓度的第一与第二时间曲线之间的协方差。

6.根据权利要求1或2所述的方法(10)，其特征在于，所述相似度是在浓度变化的第一与第二时间曲线之间的协方差。

7.根据权利要求1或2所述的方法(10)，此外包括所述相似度与阈值的比较和所述渗漏基于所述阈值比较的探测。

8.根据权利要求7所述的方法(10)，此外包括所述阈值基于在不带有渗漏的呼吸系统处的参考测量的校正。

9.根据权利要求1或2所述的方法(10)，此外包括所述呼吸气体混合物由所述患者(20)经由样本气体导管(52)至患者气体模块(50)的运行时间的确定。

10.根据权利要求9所述的方法(10)，此外包括在所述呼吸气体混合物中的浓度变化的运行时间的确定和所述相似度基于所述运行时间的确定。

11.根据权利要求10所述的方法(10)，此外包括所述运行时间基于关于时间的浓度变化或基于在开始呼吸阶段之前和之后的浓度变化的评估的确定。

12.根据权利要求1或2所述的方法(10)，此外包括在呼吸系统(40)处的压力测量的执行，当渗漏被探测出时。

13.可计算机读取的介质，在其上记录有带有用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法之一的程序代码的计算机程序，当所述程序代码在计算机、处理器或可编程的硬件部件上被实施时。

14.用于执行权利要求1至12中任一项所述的方法(10)之一的装置(30)。

15.带有根据权利要求14所述的装置(30)的用于患者(20)的呼吸系统(40)。