CN113679917A

CN113679917A - 用于控制机械肺通气的方法

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Publication number: CN113679917A
Application number: CN202111115786.8A
Authority: CN
Inventors: 乔治·博纳萨; 阿德里亚诺·德利马·桑托斯; 若泽·奥古斯托·卡尔沃·洛纳尔多尼; 蒂托·科蒂尼奥·梅尔库
Original assignee: Vier Medical Capital Ltd
Current assignee: Vier Medical Capital Ltd
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2015-03-19
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2035-03-19
Also published as: BR102015008049A2; US10183139B2; US12102770B2; US11602609B2; WO2015156979A1; CN113679917B; CN106456921A; US20230211115A1; US20150290409A1; EP3129090A1; US20190151601A1; EP3656430A1; EP3129090B1

Abstract

描述了一种用于控制机械肺通气的方法。该方法可以包括：以间歇方式向患者的气道供应呼吸气体，这样形成多个呼吸周期；测量所述患者在所述多个呼吸周期的一个或多个呼吸周期中所接受的体积；将所述一个或多个呼吸周期中每个的所测量的体积与用户定义的目标体积进行比较；至少部分地基于所述测量的体积与所述用户定义的目标体积之间的偏差，向所述一个或多个呼吸周期中的每个赋予分级得分；对所述分级得分求和并将结果除以所述一个或多个呼吸周期的样本量；至少部分地基于所述除法结果，赋予压力步进值；并且把所述压力步进值加到当前的压力中。

Description

用于控制机械肺通气的方法

本申请是申请号为2015800243627、申请日为2015年3月19日、发明名称为“用于控制机械肺通气的方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本披露总体上涉及向需要呼吸支持的患者提供肺通气辅助，并且更具体地涉及一种用于控制肺通气的方法，该方法能够提供压力调节性呼吸周期，以便基于多个递送的呼吸周期实现目标体积。

背景技术

需要肺通气支持的患者可以被连接至机械肺呼吸机，该机械肺呼吸机以间歇方式(周期性地)施加正压力以将空气与氧气的大量混合气吹入肺中。例如，在急性呼吸衰竭病症中，患者通常是受镇静的或处于呼吸暂停状态。换言之，可能没有自主呼吸努力，并且可能需要机械通气的受控周期。受控周期通常是受体积或压力控制的。体积受控周期可具有固定的流动模式，并且呼吸力学的任何变化可能导致患者气道的压力变化。另一方面，压力受控周期通常使患者的气道压力保持恒定，其具有自由流需要，因此，体积可以是变量。

发明内容

主题技术的多个方面涉及一种能够改进压力调节性和体积控制通气模式的方法。根据某些方面，提供了一种用于控制患者的人工肺通气的方法。该方法可以适当地管理以下两种情况：在疾病的急性相期间没有变化以及健康人体呼吸中观察到的自然变化，从而提供体积需要量、患者舒适度以及在换气辅助的所有阶段期间同步化。

根据某些方面，提供了一种用于控制患者的人工肺通气的方法。该方法可以允许充分且安全控制压力，即使在一定程度的患者呼吸变化的情况下，以实现体积需要，从而避免有害的迟滞以及患者努力和/或肺机械变化与呼吸机响应之间的冲突。

根据某些方面，提供了一种用于控制患者的人工肺通气的方法。该方法可以适应患者变化程度，这样使得可以针对患者的呼吸变化进行适应性调节。

根据某些方面，提供了一种用于控制患者的人工肺通气的方法。该方法可以提供优化性能以及在呼吸机辅助的急性相和脱机相(weaning phase)期间同步化。

根据某些方面，提供了一种用于控制患者的人工肺通气的方法。该方法可以允许人工控制和/或自动控制，从而调整/适应患者变化程度。

主题技术的不同方面可以例如通过一种用于控制机械肺通气的方法来实现，该方法包括以下步骤：(i)以间歇方式向患者的气道供应呼吸气体，以形成呼吸周期；(ii)在样本量的呼吸周期过程中，测量患者在每个呼吸周期中所接受的体积；(iii)将每个呼吸周期的所测量的体积与用户定义的目标体积进行比较；(iv)基于所测量的体积与目标体积之间的偏差，向每个呼吸周期赋予分级得分；(v)对分级得分求和并将结果除以呼吸周期的实际样本量；(vi)基于前述除法结果，赋予压力步进值；以及(vii)把该压力步进值加到当前的压力中。该压力步进可以是正数或负数。

在某些实施例中，呼吸周期是由压力控制的。

在某些实施例中，可以基于对呼吸变化的测量，自动地计算出实际样本量。具体地，在某些实施例中，实际样本量通过以下方式确定：首先通过以下等式计算出测试样本量的变化系数：

其中：

CV＝变化系数；并且

其中：

Vt＝每个周期的潮气量；

M＝所有测量的潮气量的平均值；并且

Nt＝测试样本量(周期的次数)。

其次，基于所计算的变化系数并且基于患者类别(即：新生儿、幼儿或成人)，赋予实际样本量。

在某些实施例中，可以根据患者类别(即：新生儿、幼儿或成人)预先确定测试样本量。

在某些实施例中，根据对患者状况的临床评价，实际样本量可由用户进行调整。具体地，用户可以基于患者的吸气努力及相关变化来调整实际样本量。

在某些实施例中，该方法可以进一步包括在自发呼吸周期中向患者供应支持压力，该支持压力在呼吸机的压力支持通气(PSV)模式中进行设置。

在某些实施例中，容许对压力进行调节的最小值和最大值由用户进行定义。

例如根据以下描述的多个方面说明主题技术。为了方便，主题技术的各个方面的不同实例以编号的条项或实施例(1、2、3，等等)进行描述。这些方面正如实例所提供的并且不限制主题技术。应当指出的是，从属条项中的任何一项可按照任意组合方式彼此组合或与一项或多项其他独立条项进行组合，以形成一项独立条项。以下是在此呈现的一些实施例的非限制性概述：

条项1.一种用于控制机械肺通气的方法，所述方法包括：以间歇方式向患者的气道供应呼吸气体，这样形成多个呼吸周期；测量所述患者在所述多个呼吸周期中的一个或多个呼吸周期中所接受的体积；将所述一个或多个呼吸周期中每个的所测量的体积与用户定义的目标体积进行比较；至少部分地基于所测量的体积与所述用户定义的目标体积之间的偏差，向所述一个或多个呼吸周期中的每个赋予分级得分；对所述分级得分求和并将结果除以所述一个或多个呼吸周期的样本量；至少部分地基于所述除法结果，赋予压力步进值；并且把所述压力步进值加到当前的压力中。

条项2.根据条项1或其他条项中任一项所述的方法，其中基于对呼吸变化的测量自动地计算所述样本量。

条项3.根据条项2或其他条项中任一项所述的方法，所述方法进一步包括通过以下等式计算测试样本量的变化系数，以确定所述样本量：

其中：

CV＝变化系数；并且

其中：

Vt＝每个周期的潮气量；

M＝所有测量的潮气量的平均值；并且

Nt＝测试样本量(周期的次数)。

条项4.根据条项3或其他条项中任一项所述的方法，所述方法进一步包括至少部分地基于所计算的变化系数，赋予所述样本量。

条项5.根据条项3或其他条项中任一项所述的方法，所述方法进一步包括至少部分地基于所计算的变化系数并且基于患者类别，赋予所述样本量。

条项6.根据条项5或其他条项中任一项所述的方法，其中根据所述患者类别预先确定所述测试样本量，并且其中所述患者类别是新生儿、幼儿或成人之一。

条项7.根据条项1或其他条项中任一项所述的方法，其中用户根据对患者状况的临床评价来调整所述样本量。

条项8.根据条项7或其他条项中任一项所述的方法，其中用户至少部分地基于患者的吸气努力及相关变化来调整所述样本量。

条项9.根据条项1或其他条项中任一项所述的方法，其中所述多个呼吸周期是由压力控制的。

条项10.根据条项1所述的方法，其中容许对压力进行调节的最小值和最大值是用户可定义的。

条项11.一种用于控制机械肺通气的系统，所述系统包括：一个或多个处理器；以及存储器，所述存储器包括指令，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时使得所述一个或多个处理器：以间歇方式向患者的气道供应呼吸气体，这样形成多个呼吸周期；测量所述患者在所述多个呼吸周期的一个或多个呼吸周期中所接受的体积；将所述一个或多个呼吸周期中每个的所测量的体积与用户定义的目标体积进行比较；并且至少部分地基于所测量的体积与所述用户定义的目标体积之间的偏差，向所述一个或多个呼吸周期中的每个赋予分级得分。

条项12.根据条项11或其他条项中任一项所述的系统，其中所述指令当由所述一个或多个处理器执行时进一步使得所述一个或多个处理器：对所述分级得分求和并将结果除以所述一个或多个呼吸周期的样本量；至少部分地基于所述除法结果，赋予压力步进值；并且把所述压力步进值加到当前的压力中。

条项13.根据条项12或其他条项中任一项所述的系统，其中基于对呼吸变化的测量自动地计算所述样本量。

条项14.根据条项13或其他条项中任一项所述的系统，其中所述指令当由所述一个或多个处理器执行时进一步使得所述一个或多个处理器：通过以下等式计算测试样本量的变化系数，以确定所述样本量：

其中：

CV＝变化系数；并且

其中：

Vt＝每个周期的潮气量；

M＝所有测量的潮气量的平均值；并且

Nt＝测试样本量(周期的次数)。

条项15.根据条项14或其他条项中任一项所述的系统，其中所述指令当由所述一个或多个处理器执行时进一步使得所述一个或多个处理器：至少部分地基于所计算的变化系数赋予所述样本量。

条项16.一种机器可读介质，该机器可读介质包括存储于其中的指令，所述指令当由机器执行时使得该机器执行操作，该机器可读介质包括：用于以间歇方式向患者的气道供应呼吸气体这样形成多个呼吸周期的指令；用于测量所述患者在所述多个呼吸周期的一个或多个呼吸周期中所接受的体积的指令；用于将所述一个或多个呼吸周期中每个的所测量的体积与用户定义的目标体积进行比较的指令；以及用于至少部分地基于所测量的体积与所述用户定义的目标体积之间的偏差，向所述一个或多个呼吸周期中的每个赋予分级得分的指令。

条项17.根据条项16或其他条项中任一项所述的机器可读介质，所述机器可读介质进一步包括：用于对所述分级得分求和并将结果除以所述一个或多个呼吸周期的样本量的指令；用于至少部分地基于所述除法结果，赋予压力步进值的指令；以及用于把所述压力步进值加到当前的压力中的指令。

条项18.根据条项17或其他条项中任一项所述的机器可读介质，其中基于对呼吸变化的测量，自动地计算所述样本量。

条项19.根据条项18或其他条项中任一项所述的机器可读介质，所述机器可读介质进一步包括：用于通过以下等式计算测试样本量的变化系数，以确定所述样本量的指令：

其中：

CV＝变化系数；并且

其中：

Vt＝每个周期的潮气量；

M＝所有测量的潮气量的平均值；并且

Nt＝测试样本量(周期的次数)。

条项20.根据条项19或其他条项中任一项所述的机器可读介质，所述机器可读介质进一步包括：用于至少部分地基于所计算的变化系数，赋予所述样本量的指令。

应该理解，本领域的技术人员从本披露内容中将容易地了解本披露的主题技术的各种构造，其中以图例的方式示出和描述了主题技术的各种构造。应该理解，在不背离主题技术的范围的情况下，主题技术可以具有其他和不同的构造，并且其一些细节能够在各个方面进行变型。因此，应该认为摘要、附图和详细说明都是示例性的，而不是限制性的。

附图简要说明

所包括的附图提供了进一步的理解并且被并入说明书构成说明书的一个部分，这些附图图示出了所披露的实施例并且和说明书一起用于对所披露的实施例的原理进行解释。在这些附图中：

图1是根据本披露各方面的与患者连接的肺呼吸机的实例的示意图。

图2是压力控制模式中假设患者的压力(P)和体积(V)曲线的图形表示，示出了根据本披露实例方法来分类的患者呼吸可变型式。

图3概念性地示出了可以用来实施主题技术的一些方面的电子系统。

详细说明

下文中所列举的详细说明描述了主题技术的各种构造，而并不意在表示能够实施主题技术的唯一构造。详细说明包括为了提供对本主题技术的深入理解的特定细节。因此，提供关于某些方面的尺寸作为非限制性实例。然而，本领域的技术人员应该了解，主题技术可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些情况下，以框图的形式示出公知的结构和部件，以避免使技术主题的构思变得不清楚。

应该理解，本披露包括主题技术的实例且并不限制所附权利要求的范围。下面将根据特定但非限制性的实例来说明主题技术的各个方面。能以不同的方式和变型、并且可根据所需的应用或实施方式来实施本披露中所描述的各个实施例。

首先，对用于向需要呼吸支持的患者提供肺通气辅助的若干个实例情况进行描述，以比较和对比本披露的其他方面。例如，当患者示出任何吸气努力时，周期可以与他/她的努力同步并且然后被指定为辅助周期。然而，在这种情况下，尽管体积受控模式与患者的初步努力同步，该模式可能不允许伴随周期的流动同步，这样会导致患者不适。相比之下，压力受控模式可以允许患者调整吸气流量，但不被视为保证达到必要的潮气量。

例如，在当患者对通气具有更好控制时的阶段中，呼吸机可以使得自发周期可供使用。通常，这些周期可以经由与压力受控模式中所使用的支持压力类似的支持压力部分地由呼吸机进行辅助。然而，在这种情况下，对体积缺乏控制可以是一个关键点，尤其是在开始呼吸机脱机的患者中。

在某些情况中，体积辅助和压力支持(VAPS)模式周期保证了最小体积，并且在一些情况下，其可超过所调整的体积。可以经由受控流通过提升压力高于受控的压力水平来获得对VAPS周期的体积补偿，这样导致混合流模式。根据一些实例，在VAPS模式中，体积补偿可在每个周期发生，这样导致所有周期的定容模式，其中压力和体积将永远不会低于由操作人员调整的值。

在其他情形下，可以使用压力调节性体积控制(PRVC)模式(其周期基本上是由压力控制的)，并且基于对前述步骤中患者呼出的体积的测量，呼吸机可以自动调整用于达到目标体积所需的压力水平。尽管PRVC在微弱或没有吸气努力的患者中表现良好，但其对于例如具有更多努力和变化性的患者来说可能是不够的。在此类情况下，每个周期对压力的校正会更有可能造成患者呼吸困难。例如，在PRVC过程中，如果患者在一个周期中吸气较深(正常呼吸中为自然)，呼吸机将会在下一次呼吸中降低压力，这增加了患者工作负荷并且可能降低了体积，因为患者要回到他/她的初步努力水平。一些临床研究显示，增加的可变性与改善的临床病症相关联，这样导致随着患者状况的改善PRVC出现异步性，这可能是不希望的。

一些实例系统通过考虑一分钟窗口中的周期数目来管理压力调节性和体积控制模式(PRVC)的变化适应，以便进一步的压力调节。这种系统可允许患者在安全体积范围内维持呼吸变化。然而，在一些情况下，较低或较高的变化程度可能不会与固定周期相适应来得到周期的代表数目。例如，肺顺应性的突然改变要求用于压力调整的周期要比在脱机期间调整呼吸肌的情况下短。

鉴于上述实例，将描述图1的实例呼吸机和连同本披露的其他方面与实例方法相关的图2的图形表示。

图1示意地示出了包括联接至气体源11的流量和压力控制阀3的实例呼吸机系统。在某些实施例中，控制阀3能够通过经由“Y”型连接器10联接至患者12的吸气管7控制吸气流量。来自患者12的气体可以经由联接至“Y”连接器10的另一端的呼气管9被呼出。被呼出的气体可以通过呼气阀4进行控制。患者12气道中的压力是由“Y”连接器10发送的，该连接器例如经由管8被联接至压力传感器6。

在某些实施例中，吸气流量可以通过位于流量和压力控制阀3下游的流量传感器5进行测量。分别来自流量传感器5和压力传感器6的吸气流量和气道压力信号连同在控制面板1中进行调整的参数可以一起被中央控制单元2用于控制流量和压力控制阀3和呼气阀4。

在某些实施例中，流量和压力3以及呼气4控制阀是由微处理机控制的伺服，但这些阀中的一个或多个可以由例如螺线管和/或气动装置致动。

该实例呼吸机系统能够执行本披露的方法。然而，该系统不局限于任何特定的设置，并且因此该系统的多个方面可以在各种替代方案中体现。例如，根据一些实施例，流量和压力阀功能可以由压缩机或涡轮机执行。在其他实施例中，呼吸管路可仅包括单个吸气分支，并且呼气阀的功能可以由在患者的连接处的单个孔执行。根据一些实施例，可以在不同位置测量或甚至通过不同手段测量或估计吸气和/或压流。

应该认识到，考虑到可能需要调整以补偿(例如，在接口中)损失的气体容积，主题技术的多个方面在意为侵入性通气和非侵入性通气的两种通气系统中均能实施。

在某些实施例中，该实例呼吸机系统可使用接收来自各个传感器的流量和压力信号的控制单元，以控制呼气、流量和压力值。自控制面板，可以调整参数值以控制呼吸周期。在某些构造中，取决于所需的换气策略，可需要以下控制参数中的一个或多个：呼吸频率(FR)；灵敏度(S)；吸气时间(TI)；最小调节压力(PRmin)；最大调节压力(PRmax)；以及样本量(N)。在其他实施方式中，例如，还可以调整以下控制参数中的一个或多个：呼气末正压通气(PEEP)；吸入氧气百分比(FiO₂)；加压速率或降压斜率；吸气末流量以完成周期。

根据主题技术的一些方面，一种用于控制机械肺通气的实例方法可包括第一步：在多个足以得到代表性样本量N的呼吸周期过程中，监测(测量)患者在每个呼吸周期中所接受的潮气量Vt(在本披露下文中详细描述)。优选地，但不是强制性的，呼吸周期是由压力控制的。在图2的实例中，示出了六个周期(N＝6)。

接着，所述实例方法可以将每个周期的体积与用户(例如，操作人员)定义的目标体积Vtg进行比较，并且可以基于潮气量Vt与目标体积Vtg之间的偏差，对每个周期分级(确认分属)，给予每个周期与各自偏差带(按体积计)相关联的得分，如图2的实例所示(例如，在体积(V)曲线中)，其表示导致呼吸周期之间产生不同潮气量的可变的呼吸型式。

根据某些实施例，表1的以下数值与所述实例方法联合使用：

表1：周期得分与偏离目标的偏差带之间的关系(按体积计)。

周期得分	偏差带
		+2	Vt>1.2Vtg
+1	1.02Vtg<Vt<＝1.2Vtg
		0	0.98Vtg＝<Vt<＝1.02Vtg
-1	0.8Vtg＝<Vt<0.98Vtg
		-2	Vt<0.8Vtg

尽管上表中的数值是基于若干实验和临床评价而获得的，应该理解，可以使用周期得分和偏差带的其他数值，这取决于具体的应用或实施方案。

在某些实施例中，有待由所述实例方法执行的下一步骤是计算样本量N的所有周期得分，得到SSC得分的和，再除以样本量N。基于关系SSC/N，所述实例方法定义(或确认分属)待加到实际调节压力PR中的压力步进，以便相对于目标体积Vtg均等地分配大量周期。重要的是要注意到，所述压力步进可以是正数或负数。

根据某些实施例，表2的以下数值与所述实例方法联合使用：

表2：压力调节步进PRS以及SSC得分的和与样本量N的周期数目的比率之间的关系。

尽管以上表2中的值是基于若干实验和临床评价而获得的，应该理解，可以使用压力步进以及SSC/N带的其他值，这取决于具体的应用或实施方案，例如包括分次数量的步进。

在某些实施例中，所述实例方法然后通过加上计算出的压力步进PRS来调节(或调整)压力PR并且再次开始监测(测量)、比较、计算和调节(调整)压力的过程以用于随后的周期。

在某些实施例中，容许对压力进行调节的最小值和最大值可以由用户在所述实例呼吸机的控制面板中进行定义。

在一些实施例中，所述样本量N会影响压力调节在通气过程中进行的频率。例如，在呼吸周期之间呈现显著变化程度的患者中，小的样本量N会导致不准确的响应，因为压力调节仅仅基于几个周期而进行应用，这可能无法代表全部患者的呼吸型式。因此，呼吸机与患者呼吸控制之间通常存在不匹配。相比之下，如果患者没有显示出变化或显示出很小变化(这在呼吸性疾病的急性相是常见状态)，使用大的样本量将只会延迟呼吸力学突然发生改变情况下(这在机械通气期间是不常见的)的响应时间。

鉴于上述情况，在一个实施例中，样本量N是可以由用户根据对患者状况(更具体而言，基于患者吸气努力及相关变化)的临床评价设定/调整的参数。

在其他实施例中，样本量N的选择是自动化的，并且所述实例方法考虑到了对呼吸变化的测量，以追踪患者状态。在这种情况下，所述方法优选地计算测试样本量Nt的变化系数CV，并且基于所计算的CV值，计算所述样本量N。

在某些实施例中，将所述变化系数CV计算为标准偏差Std与测试样本量Nt的所有经测量的潮气量M的平均数的比率，如下给出：

其中：

CV＝变化系数；并且

其中：

Vt＝每个周期的潮气量；

M＝所有测量的潮气量的平均值；并且

Nt＝测试样本量(周期的次数)。

在某些实施例中，使用了表3的以下值(下文证明)：

表3：根据患者类别(成人、幼儿和新生儿)，变化系数CV与样本量N之间的关系。

尽管上表中的值是基于若干实验和临床评价而获得的，应该理解，可以使用变化系数CV(％)与样本量N带的其他值，这取决于具体的应用或实施方案。

在某些实施例中，根据患者类别预先确定测试样本量Nt。在其他实施例中，可以使用若干个测试样本量Nt，以验证变化系数CV的适当性。例如，针对一个具体的患者类别，可以对表3中的所有样本量进行测试，以确定哪个样本量与所计算的变化系数CV匹配。

在一些情况下，患者类别通常是由操作人员在通气开始时预设的。然而，还可以基于所测量的体积和呼吸速率通过所述实例呼吸机来检测所述患者类别。例如，测量的潮气量(ml)乘以6(六)倍是患者理想体重(Kg)的稳妥估计，这样来定义患者类别。

因此，本披露的实例方法能够控制机械肺通气，提供压力调节周期，从而基于在多个先前所递送的周期中测量的体积来实现目标体积。周期的数目(例如，样本量)可以由操作人员手动调节或由呼吸机自动调整，以适应患者的呼吸变化程度。更具体而言，基于在先前周期中所测量的体积，呼吸周期的压力可以通过所述实例方法进行调节，以获得具有目标体积或目标体积左右的体积的后面周期，这样使得这些体积的分布均等地分散在目标体积左右或恰好分散在目标体积处，这取决于患者的自然呼吸变化。

就此而言，主题技术的一些方面能够适当地管理以下两种情况：在疾病的急性相期间没有变化以及健康人体呼吸中观察到的自然变化，从而提供体积需要、患者舒适度以及在换气辅助的所有阶段期间同步化，由此避免有害的迟滞以及患者努力和/或肺机械变化与呼吸机响应之间的冲突。因此，本披露的实例方法提供了优化性能以及在呼吸机辅助的急性相和脱机相期间同步化。

根据主题技术的不同方面，可以将一种实例方法用于控制机械肺通气。所述实例方法可包括以下步骤：以间歇方式向患者的气道供应呼吸气体，以形成呼吸周期；在实际样本量的呼吸周期过程中，测量患者在每个呼吸周期中所接受的体积；将每个呼吸周期的所测量的体积与用户定义的目标体积进行比较；基于所测量的体积与目标体积之间的偏差，向每个呼吸周期赋予分级得分；对分级得分求和并将结果除以呼吸周期的实际样本量；基于前述除法结果，赋予压力步进值；以及把该压力步进值加到当前的压力中。

在一些方面中，基于对呼吸变化的测量，自动地计算所述实际样本量。

所述实例方法可进一步包括以下步骤：通过以下等式计算测试样本量的变化系数，以确定所述实际样本量：

其中：

CV＝变化系数；并且

其中：

Vt＝每个周期的潮气量；

M＝所有测量的潮气量的平均值；并且

Nt＝测试样本量(周期的次数)。

所述实例方法可进一步包括以下步骤：基于所计算的变化系数，赋予所述实际样本量。

所述实例方法可进一步包括以下步骤：基于所计算的变化系数并且基于患者类别(即：新生儿、幼儿或成人)，赋予所述实际样本量。

在一些方面中，根据患者类别(即：新生儿、幼儿或成人)预先确定所述测试样本量。

在一些方面中，根据对患者状况的临床评价，由用户调整所述实际样本量。

在一些方面中，基于患者的吸气努力及相关变化，用户来调整所述实际样本量。

在一些方面中，呼吸周期是由压力控制的。

在一些方面中，容许对压力进行调节的最小值和最大值由用户进行定义。

图3概念性地示出了可实施主题技术的实施方案的电子系统300。例如，电子系统300可以是(或者可包括)下面的任何设备：控制面板1、中央控制单元2、服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、基站、或大体上任何电子设备。这种电子系统包括各种类型的计算机可读介质和用于各种其他类型的计算机可读介质的接口。电子系统300包括总线308、一个或多个处理单元312、系统存储器304、只读存储器(ROM)310、永久存储装置302、输入装置接口314、输出装置接口306、以及网络接口316、或者其子集和变化形式。

总线308共同地代表了通信性地与电子系统300的许多内部设备连接的系统、外围设备、和芯片组总线。在一个或多个实施方式中，总线308将(一个或多个)处理单元312与ROM 310、系统存储器304、以及永久存储装置302通信地连接。一个或多个处理单元312从这些不同的存储单元中取回要执行的指令以及要处理的数据，以执行主题披露的各个过程。在不同的实施方式中，该一个或多个处理单元可以是单处理器或多核处理器。

ROM 310存储一个或多个处理单元312和电子系统的其他模块所需要的静态数据和指令。另一方面，永久存储装置302是读写存储装置。该装置是非易失性存储器单元，其即使在电子系统300关闭时也存储指令和数据。主题披露的一个或多个实施方式使用大体积存储装置(例如磁盘或光盘及其对应的盘驱动)作为永久存储装置302。

其他实施方式使用可拆卸存储装置(例如软盘、闪存盘、及其对应的盘驱动)作为永久存储装置302。与永久存储装置302相同，系统存储器304也是读写存储装置。然而，不同于存储装置302，系统存储器304是易失性读写存储器，例如随机存取存储器。系统存储器304存储一个或多个处理单元312在运行时需要的任何指令和数据。在一个或多个实施方式中，主题披露的各个过程存储在系统存储器304、永久存储装置302、和/或ROM 310中。一个或多个处理单元312从这些不同的存储单元中取回要执行的指令以及要处理的数据，以执行一个或多个实施方式的各个过程。

总线308还连接至输入装置接口314和输出装置接口306。输入装置接口314允许用户通信信息以及选择命令到电子系统。与输入设备接口314一起使用的输入设备包括例如，字母数字键盘和指向设备(也称为“光标控制设备”)、触控板、轨迹板、或大体上任何能够接收用户输入的设备。输出装置接口306允许例如电子系统300生成的图像的显示。例如，和输出装置接口306一起使用的输出装置包括：打印机和显示装置，例如液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、柔性显示器、平板显示器、固态显示器、投影仪、或者用于输出信息的任何其他装置。一个或多个实施方案可包括同时担任输入和输出设备的设备，例如触摸屏。在这些实施方式中，提供给用户的反馈可以是任何形式的感官反馈，例如视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈；并且来自用户的输入能以任何形式接收，包括声学、语音、或者触觉输入。

最后，如图3中所示，总线308还通过网络接口316将电子系统300耦接到网络(未示出)。以这种方式，计算机可以是计算机的网络(例如局域网络(“LAN”)、广域网络(“WAN”)、或者内联网)、或者网络的网络(例如互联网)的一部分。例如通过网络接口316，电子系统300可对来自云系统(例如，云存储系统)的信息进行检索和/或接收。电子系统300的任何或者全部组件可以结合主题披露使用。

在一个或多个实施方案中，可以将任何比值的分母和分子互换，例如可以通过第一区域除以第二区域或第二区域除以第一区域确定两个区域的比值。但是，如果将比值的分母和分子互换，也要将该比值所对照的阀值进行相对应的互换。

上文描述的各个特征和应用中的很多可以实施为记录在计算机可读存储介质(可替代地称为计算机可读介质、机器可读介质、或者机器可读存储介质)上的被指定为一组指令的各个软件过程。当这些指令由一个或多个处理单元(例如一个或多个处理器、多个处理器的多个核、或者其他各个处理单元)执行时，它们使一个或多个处理单元执行这些指令中指示的各个操作。计算机可读介质的实例包括但不限于RAM、ROM、只读光盘(CD-ROM)、可写光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、只读数字通用磁盘(例如，DVD-ROM、双层DVD-ROM)、各种可记录/可复写DVD(例如，DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RW等)、闪存(例如，SD卡、迷你SD卡、微型SD卡等)、磁性和/或固态硬盘、超密度光盘、任何其他光介质或磁性介质、以及软盘。在一个或多个实施方案中，计算机可读介质不包括无线传送或通过有线连接传送的载波和电子信号、或者任何其他瞬息信号。例如，可将计算机可读介质完全地限制于以计算机可读形式存储信息的有形的、物理的对象。在一个或多个实施方案中，计算机可读介质是非瞬时性计算机可读介质、计算机可读存储介质、或非瞬时性计算机可读存储介质。

在一个或多个实施方案中，可以用任何形式的编程语言编写计算机程序产品(也称为程序、软件、软件应用、脚本、或代码)，包括编译的或转化的语言、说明性的或程序上的语言，并且可将其部署为任何形式，包括独立程序或模块、组件、子程序、对象、或其他适于在计算机环境中使用的单元。计算机程序可以(但不是必需的)对应于文件系统中的文件。可将程序存储在保存其他程序或数据的文件的一部分中(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)、专门用于所谈及的程序的一个单独的文件中、或多个协调的文件中(例如，存储一个或多个模块、子程序、部分代码的多个文件)。可将计算机程序部署为在一个或多个位于一个地点上的或者分布在多个地点上的通过通信网络互连的计算机上执行。

尽管上面的讨论主要涉及执行软件的微处理器或多核处理器，但是一个或多个实施方案是由一个或多个集成电路(例如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA))执行的。在一个或多个实施方案中，这种集成电路执行存储在该电路自身上的指令。

本领域内的技术人员可以理解的是，可将本文描述的各种说明性块、模块、元素、组件、方法、以及算法实施为电子硬件、计算机软件、或二者的组合。为了说明这种硬件与软件的可互换性，上文一般按其功能描述了各种示意性的块、模块、元素、组件、方法、以及算法。这样的功能实施为硬件还是软件取决于施加在整体系统上的具体应用和设计约束。技术人员可以针对每个具体应用以不同的方式实施所描述的功能。在完全不脱离主题技术的范围的情况下，各种组件和块可以不同地布置(例如以不同的顺序布置，或者以不同的方式划分)。

应该理解的是，披露的处理中的块的特定顺序或层次是示例性手段的说明。基于设计偏好，应当理解各个过程中的各个块的具体顺序或层级可以重新布置，或者可以进行所有示出的块。可以同时执行任何块。在一个或多个实施方式中，多任务和并行处理可以是有利的。此外，上面描述的实施例中的各种系统组件的分离不应被理解为在所有的实施例中都需要这样的分离，而是应当将其理解为，所描述的程序组件和系统通常可以被一起集成到一个单独的软件产品中或打包到多个软件产品中。

如本说明书以及本申请的任意条项中使用的，术语“计算机”、“服务器”、“处理器”和“存储器”均指的是电子或其他技术装置。这些术语排除人或人群。为了本说明书的目的，术语“显示(display)”或“进行显示(displaying)”意思是在电子装置上进行显示。

提供本披露内容是为了使本领域任何技术人员能够实现本文所述的各个方面。本披露内容提供了主题技术的各种实例，并且本主题技术不限于这些实例。对这些方面的各种变型对于本领域的技术人员来说是显而易见的，并且在本文中所限定的一般原理可以应用到其他的方面中。

除非明确指出，否则对单数形式元素的引用不是指“一个且仅一个”，而是指“一个或更多个”。除非特别指明，否则术语“一些”是指一个或多个。阳性代词(例如，他的)包括阴性和中性的情况(例如，她的或它的)，反之亦然。标题和副标题(如果存在)仅仅是起到方便的作用，且对本发明没有限制作用。

文中使用的词语“示例性”的意思是“用作实例或示例”。文中描述为“示例性”的任何方面或设计不一定要被解释为较其他方面或设计而言是优选或有利的。在一个方面，可以认为文中描述的各种替代性构造和操作至少是等同方案。

例如“方面”等短语不表示该方面对主题技术而言是必要的，或者该方面适用于主题技术的全部构造。涉及方面的披露可以应用于全部构造、或者一个或多个构造。一个方面可以提供一个或多个实例。诸如方面的短语可以指代一个或多个方面，并且反之亦然。例如“实施例”等短语不表示该实施例对主题技术而言是必要的，或者该实施例适用于主题技术的全部构造。涉及一个实施例的披露可以应用于全部实例、或者一个或多个实例。一个实施例可以提供一个或多个实例。诸如实施例的短语可以指代一个或多个实施例，并且反之亦然。诸如“构造”等表述并非意味这种构造对主题技术来说是必不可少的或这种构造适用于主题技术的所有构造。涉及一个构造的披露内容可适用于所有构造，或者一个或多个构造。一个构造可以提供一个或多个实例。诸如构造等短语可以指的是一个或多个构造，并且反之亦然。

一方面，除非明确指出，否则在包括所附权利要求在内的本说明书中所列举的所有测量、数值、比例、位置、大小、尺寸以及其他词语都是近似的，而非精确的。一方面，上述测量、数值、比例、位置、大小、尺寸等意在具有它们所涉及的功能以及与在它们所从属的技术领域中惯用的功能相一致的合理范围。

应该理解的是，以上披露的步骤、操作或处理的特定顺序或层次是示例性途径的说明。基于设计偏好，可以理解的是，步骤、操作或处理中的特定顺序或层次可以重新排列。一些步骤、操作或处理可以同时执行。一些或全部的步骤、操作或处理可以自动地执行而无需用户干预。所附的方法权利要求中，如果有的话，以样本次序呈现各种步骤、操作或过程的要素，且并不意味着限于所呈现的特定次序或层次。

对本领域的普通技术人员来说公知的或以后将为本领域的普通技术人员所公知的贯穿本披露的各个方面的要素的所有结构和功能等同物通过引用清楚地并入本文中并且旨在为权利要求书所涵盖。此外，在此披露的所有内容不旨在无偿奉献给公众，无论这样的披露内容是否在权利要求书中已明确地叙述。除非权利要求的要素明确地用短语“装置，用于......”来陈述，或者是在方法权利要求的情况下，该要素明确地用短语“步骤，用于......”来陈述，否则不能根据35 U.S.C.§112(f)的规定来解释该要素。此外，对于本文所使用的术语“包括”、“具有”等来说，这些术语按照与术语“包括”类似的方式是包括性的，就像“包括”在权利要求书中用作过渡词时所理解的那样。

本披露的发明名称、背景技术、发明内容、附图说明和摘要在此结合到披露内容中，并且作为本披露的示例性实例，而不是限制性的描述提供。本披露是基于如下理解而提交的，发明名称、背景技术、发明内容、附图说明和摘要将不被用来限制权利要求的范围或含义。另外，在前述详细说明中，可以看出，在说明中提供了示例性实例，并且为了将本披露内容连成一个整体的目的，在每个实施例中将各种特征组合在一起。本披露的此方法不应被解释为反映下述意图，即，所要求保护的主题需要比在每个权利要求中明确记载的特征更多的特征。相反地，如权利要求所反映的，具备创造性的主题所具备的特征少于单独披露的构造或操作的全部特征。下述权利要求由此并入详细说明中，其中，每个权利要求依赖其自身为独立地要求保护的主题。

权利要求并不意在限制在本文中所描述的各个方面，而是意在符合与权利要求的文字一致的全部范围，并且包含所有法律上等同的内容。尽管如此，任何一项权利要求都不意在包含不满足35 U.S.C.§101、102或103的要求的主题，并且也不应当以这种方式对它们进行解释。

Claims

1.一种系统，所述系统包括：

包括控制阀的机械呼吸机装置，所述机械呼吸机装置构造为向患者气道连接器供应呼吸气体；以及

控制单元，所述控制单元构造为：

控制用于多个呼吸周期的呼吸气体的供应；

测量所述患者气道连接器在所述多个呼吸周期中的每个呼吸周期期间所接受的体积；

为所述多个呼吸周期中的每个周期确定周期体积与预先确定的目标体积之间的偏差；

为每个周期确定对应于一系列的值的周期得分，所述一系列的值包括周期体积与预先确定的目标体积之间的偏差；

从正数和负数之间的多个预先确定的压力步进值中选择对应于一系列的值的预先确定的压力步进值，所述一系列的值包括周期得分和所述多个呼吸周期的数目的计算；以及

使用所述控制阀通过对应于所选的预先确定的压力步进值的值来调整所述呼吸气体的当前压力。

2.如权利要求1所述的系统，其中通过基于所述偏差从正数和负数之间的周期得分的预先确定的数目中选择周期得分来确定每个确定的周期得分，其中所述周期得分的预先确定的数目中的每一个与对应的偏差带相关联。

3.如权利要求1所述的系统，其中所述多个呼吸周期是向患者气道连接器的气道供应呼吸气体的更多个呼吸周期的样本量，并且周期得分和所述多个呼吸周期的数目的计算包括：

对所述周期得分求和并将求和的结果除以所述样本量。

4.如权利要求3所述的系统，还包括通过以下等式计算测试样本量的变化系数，以确定所述样本量：

其中：

CV＝变化系数；并且

其中：

Vt＝每个周期的潮气量；

M＝所有测量的潮气量的平均值；并且

Nt＝测试样本量(周期的次数)。

5.如权利要求3所述的系统，其中对于所述多个呼吸周期中的每个周期，基于所述周期的偏差所在的第一预先确定的数值范围中的该范围来确定所述周期得分，所述第一预先确定的数值范围中的每个范围基于所述预先确定的目标体积。

6.如权利要求5所述的系统，其中基于所述除法的结果所在的第二数值范围的预先确定的数目中的该范围来确定所述预先确定的压力步进值，所述第二数值范围的预先确定的值在正数和负数之间。

7.一种呼吸机，所述呼吸机包括：

中央控制单元；以及

控制阀，

其中所述中央控制单元构造为：

使用所述控制阀控制在多个呼吸周期中提供给患者气道连接器的呼吸气体的供应；

使用一个或多个传感器来测量在所述多个呼吸周期中的每个呼吸周期中由所述呼吸机提供的体积；

8.一种通过控制单元执行的用于控制机械肺通气的方法，所述方法包括：

使用机械呼吸机装置向患者气道连接器供应用于多个呼吸周期的呼吸气体；

通过使用一个或多个传感器的控制单元来测量所述患者气道连接器在所述多个呼吸周期中的每个呼吸周期期间所接受的体积；

经由使用控制阀的控制单元，通过对应于所选的预先确定的压力步进值的值来调整向所述患者气道连接器供应的所述呼吸气体的当前压力。

9.如权利要求8所述的方法，其中通过基于所述偏差从正数和负数之间的周期得分的预先确定的数目中选择周期得分来确定每个确定的周期得分，其中所述周期得分的预先确定的数目中的每一个与对应的偏差带相关联。

10.如权利要求8所述的方法，其中基于对呼吸变化的测量来自动地计算确定周期得分的所述多个呼吸周期的数目。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述多个呼吸周期是向患者气道连接器供应呼吸气体的更多个呼吸周期的样本量，并且周期得分和所述多个呼吸周期的数目的计算包括：

对所述周期得分求和并将求和的结果除以所述样本量。

12.如权利要求11所述的方法，其中对于所述多个呼吸周期中的每个周期，基于所述周期的对应的偏差所在的第一预先确定的数值范围中的该范围来确定所述周期得分，所述第一预先确定的数值范围中的每个范围基于所述预先确定的目标体积。

13.如权利要求12所述的方法，其中基于所述除法的结果所在的第二数值范围的预先确定的值中的该范围来确定所述预先确定的压力步进值，所述第二数值范围的预先确定的值在正数和负数之间。

14.如权利要求11所述的方法，进一步包括：通过以下等式计算测试样本量的变化系数，以确定所述样本量：

其中：

CV＝变化系数；并且

其中：

Vt＝每个周期的潮气量；

M＝所有测量的潮气量的平均值；并且

Nt＝测试样本量(周期的次数)，

其中所述方法进一步包括至少部分地基于所述变化系数，赋予所述样本量。

15.如权利要求14所述的方法，进一步包括：

确定所述多个呼吸周期的呼吸速率；

基于所确定的呼吸速率以及所述患者气道连接器在所述多个呼吸周期中的每个呼吸周期期间所接受的体积，从包括成人、幼儿和新生儿的多个患者类别中检测患者类别；以及

至少部分地基于所述变化系数和所检测的患者类别，赋予所述样本量。

16.如权利要求15所述的方法，其中根据所述患者类别预先确定所述测试样本量，并且所述患者类别是新生儿、幼儿或成人之一。

17.如权利要求11所述的方法，其中所述样本量是根据对患者状况的临床评价的用户可调整的值集。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述样本量是基于患者的吸气努力及相关变化的用户可调整的值集。

19.如权利要求8所述的方法，其中所述多个呼吸周期是由压力控制的。

20.如权利要求8所述的方法，其中向所述患者气道连接器供应的呼吸气体的压力的最小值和最大值是用户可调整的值。