CN115475315A - 电子气化器系统及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电子气化器系统，该电子气化器系统包括：麻醉剂贮槽，该麻醉剂贮槽容纳有麻醉剂；气化器单元，该气化器单元使该麻醉剂从该贮槽气化并将该气化试剂递送到患者呼吸回路；和气体传感器，该气体传感器被配置成测量来自该患者的呼出气体中该麻醉剂的呼气末浓度。控制系统被配置成接收该测量的麻醉剂的呼气末浓度，并将该测量的呼气末浓度与该患者要维持的期望的呼气末浓度进行比较。然后，基于该比较自动控制该气化器单元以将一定量的气化试剂递送到该患者。

Description

电子气化器系统及其控制方法
背景技术
本公开整体涉及麻醉剂递送系统，并且更具体地涉及将气化的麻醉剂递送到患者的呼吸回路的气化器系统。
麻醉剂通过施用此类药物，诸如经由通过患者的呼吸回路吸入药物，诱导患者进入催眠状态。典型的吸入麻醉剂包括七氟醚、异氟醚、地氟醚和安氟醚等。这些吸入麻醉剂一般以液体形式储存，然后在气化器系统中气化。气化的麻醉剂混入新鲜气体和其他递送到患者的通气气体中。各种类型的麻醉剂气化器在相关领域众所周知，包括增压气化器、蒸馏气化器和双回路气体-蒸气共混机。
麻醉剂作用于大脑，使患者的意识减弱或丧失。患者被麻醉的程度通常称为“麻醉深度”或“催眠水平”。可使用各种患者监测装置测量患者的麻醉深度，诸如脑电双频指数(BIS)监测器，其分析从患者获得的脑电图(EEG)数据的复杂性，作为感测到的患者催眠水平的指示。其他麻醉深度监测方法和系统也是已知的，包括四个成串刺激监测器、面部抽搐监测器等。
发明内容
提供本发明内容是为了介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在识别要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制要求保护的主题的范围。
在一个实施方案中，一种电子气化器系统，该电子气化器系统包括：麻醉剂贮槽，该麻醉剂贮槽容纳有麻醉剂；气化器单元，该气化器单元使该麻醉剂从该贮槽气化并将该气化试剂递送到患者呼吸回路；和气体传感器，该气体传感器被配置成测量来自该患者的呼出气体中该麻醉剂的呼气末浓度。控制系统被配置成接收该测量的麻醉剂的呼气末浓度，并将该测量的呼气末浓度与该患者要维持的期望的呼气末浓度进行比较。然后，该气化器单元基于该比较自动控制受控量的气化试剂到该患者的递送。
在一个实施方案中，一种控制气化器系统的方法，该气化器系统被配置成使麻醉剂气化并将该气化试剂递送到患者呼吸回路，该方法包括：测量来自该患者的呼出气体中该麻醉剂的呼气末浓度；以及将该测量的呼气末浓度与该患者要维持的期望的呼气末浓度进行比较。然后，基于该比较自动控制该气化器单元以将一定量的气化试剂递送到该患者呼吸回路，以便将该测量的呼气末浓度维持在该期望的呼气末浓度的预定范围内。
从以下结合附图的描述中，本发明的各种其他特征、目的和优点将变得显而易见。
附图说明
参考以下附图描述本公开。
图1描绘了连接到通气机系统以将麻醉剂递送到患者的电子气化器系统的一个实施方案。
图2描绘了连接到通气机系统以将麻醉剂递送到患者的电子气化器系统的另一实施方案。
图3描绘了用于基于患者人口统计数据和其他信息计算示例性麻醉剂七氟醚的建议呼气末浓度的示例性表。
图4至图6描绘了控制用于向患者递送麻醉剂的电子气化器系统的方法或其部分。
具体实施方式
如上所述，气化器吸入液体麻醉剂(诸如七氟醚或地氟醚)，并将其转化为蒸气，滴定给患者。患者通过通气机递送的呼吸气体吸入麻醉剂蒸气。机械控制式气化器系统是世界范围内非常常见的气化器系统类型。机械气化器是开环控制系统，其中临床医生诸如通过控制气化器系统的外壳上的刻度盘来设置气化器的递送量。根据患者的需要和所需的麻醉深度或催眠水平，基于提供给患者的医疗护理，临床医生手动调整由手动气化器提供的试剂的递送量。
本发明人已认识到手动气化器存在的问题，需要临床医生给予大量极大的关注和资源，以便正确操作它们，为患者递送最佳的麻醉量。此外，开环控制系统易受人为错误的影响，在这种情况下，忙碌的临床医生注意力分散，可能无法提供最佳的通气机控制设置和定时，因此患者可能在医疗规程中的任何给定点接受太少或太多的麻醉。然而，本发明人也认识到，许多护理机构可能无法购买提供闭环控制的全新麻醉递送和通气机系统。
此外，本发明人已认识到，基于来自患者的呼出气体中麻醉剂的呼气末浓度来控制麻醉递送将提供有效的闭环控制手段，并且这种闭环控制是期望的，并且克服了与人类资本和临床医生失误有关的问题。
鉴于本发明人认识到的相关领域中的上述挑战，本发明人开发了所公开的电子气化器系统，该电子气化器系统可改装为提供麻醉递送能力的当前通气机系统，诸如具有循环呼吸系统的通气机系统。所公开的电子气化器系统替代现有麻醉系统中的机械汽化器，并且因此被配置成以与现有机械气化器相同的方式连接到患者的呼吸回路中。即，可移除机械气化器，并用所公开的闭环控制电子系统替代。在某些实施方案中，电子气化器系统的形状和大小可与机械系统类似地设定，使得其可装配到麻醉系统的外壳上，装配位置和/或连接手段与机械通气机被替代的方式相同。
电子气化器系统被配置成接收由气化器递送的麻醉剂的测量的呼气末浓度，并将测量的呼气末浓度与患者要维持的期望的呼气末浓度进行比较。例如，期望的呼气末浓度可为例如最小肺泡浓度(MAC)值，并且还可包括呼气末CO2和/或O2。期望的呼气末浓度可由临床医生设置，或者可由电子气化器系统诸如根据预定常规值来自动设置和控制。基于测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度的比较，电子气化器系统自动将一定量的气化试剂递送到患者。例如，电子气化器系统可基于测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度之间的差值来确定待递送到患者呼吸回路的气化试剂的量的变化，并且控制气化器以实现变化，以便将测量的呼气末浓度维持在期望的呼气末浓度的预定范围内。
在某些实施方案中，电子气化器系统可包括和/或可通信地连接到被配置成测量患者的麻醉深度的麻醉深度监测器(诸如BIS监测器或四个成串刺激监测器)。电子气化器系统可被配置成利用麻醉深度信息提供进一步的闭环控制，以便将患者维持在期望的麻醉深度。例如，电子气化器系统可被配置成设置期望的呼气末浓度，或确定期望呼气末浓度的变化，以便实现或维持期望的麻醉深度。然后，该系统使用测量的呼气末浓度作为反馈，基于该设置的期望呼气末浓度来控制气化试剂的递送。
该系统可被进一步配置成接收和/或遵循提供随时间推移的呼气末浓度值的一个或多个浓度常规值，并且根据该浓度常规值自动随时间推移调整期望的呼气末浓度。例如，该系统可被进一步配置成基于患者人口统计数据计算建议麻醉浓度，并将该建议告知临床医生和/或基于该建议浓度自动调整期望的呼气末浓度。由此，可自动控制麻醉剂递送的过渡时期(诸如诱导和苏醒)，以随时间推移将患者的呼气末浓度维持在预定期望水平。这在关键时期提供安全和精确的麻醉控制，并使临床医生能够专注于患者护理的其他领域。
图1和图2描绘了可操作地连接到通气机系统2并且被配置成将气化的麻醉剂递送到患者呼吸回路4的电子气化器系统10的实施方案。电子气化器系统10包括电子气化器12和通信地连接到该电子气化器的一个或多个传感器，该一个或多个传感器包括：气体传感器50，该气体传感器被配置成测量来自患者的呼出气体中麻醉剂的呼气末浓度；和一个或多个生理传感器44，该一个或多个生理传感器被配置成测量与患者1的麻醉深度相关或指示该患者的麻醉深度的生理信号。电子气化器12被配置成接收麻醉剂的测量的呼气末浓度和/或基于生理信号确定的患者的麻醉深度，并相应地从根本上控制气化的试剂对患者的递送。
电子气化器12包括贮槽16或贮存器，该贮槽或贮存器中容纳有待递送到患者的麻醉剂，诸如七氟醚、地氟醚、安氟醚等。贮槽16被配置成可再填充，诸如从再填充瓶中再填充，这是相关领域中的标准配置。因此，贮槽16具有足够的体积容量，使得其可至少接收标准再填充容器的全部容积。在一个实施方案中，贮槽可容纳多达约300mL的液体试剂。电子气化器12包括气化器单元14，该气化器单元使容纳在贮槽16中的液体麻醉剂气化并将气化的试剂递送到患者呼吸回路4。例如，呼吸回路4可包括循环呼吸系统3，并且气化器单元14可被配置成递送气化的试剂，使得包含麻醉剂的吸入气体被注入循环呼吸系统3中并由通气机系统2递送到患者。
电子气化器12还包括控制器18，该控制器被配置成控制气化器单元以递送一定量的气化的试剂，从而为患者1维持期望的呼气末浓度。电子气化器系统的控制系统包括用于气化器单元14的控制器18，并且还可包括通信地连接到控制器18的其他控制装置。例如，控制器18可与通信地连接到电子气化器12的网络60上的麻醉计算模块66和/或与麻醉深度监测器40相关联的控制器(诸如BIS监测器40a)和/或用于通气机系统2的控制器8配合作用。
气体传感器(其可为是一组传感器)被定位成测量患者呼吸回路4内的呼出气体中麻醉剂和其他气体的呼气末浓度。患者呼吸回路4包括吸气区段4a，该吸气区段将吸入气体从通气机系统运送到患者接口6。呼气区段被配置成将呼出气体从患者运送回通气机2。例如，患者接口通常是气管内管，如图2所示。在其他实施方案中，患者接口6可以是面罩或被配置成在患者的气道与呼吸回路4之间形成密封接口的某个其他装置。在所描绘的示例中，气体传感器50定位在患者接口6与患者呼吸回路4的吸气臂和呼气臂之间。湿度和水分交换过滤器59可定位在患者接口6与气体传感器50之间，以便在测量之前除去呼出气体中的水分。
气体传感器被配置成测量来自患者的呼出气体中麻醉剂的浓度，并且还可被配置成测量一氧化二氮(N2O)和二氧化碳(CO2)以及氧气(O2)的浓度。此类浓度测量是在呼气循环期间进行的，其中呼出气体通过患者接口6排出患者的肺部，通过过滤器59，到达该单元的包含气体传感器50的第一连接器端部57，并从第二连接器端部56流出，该第二连接器端部连接到患者呼吸回路软管的连接器端部4c。气体传感器50可被进一步配置成测量流率，包括吸气流率和呼气流率，以及其他气体浓度测量结果，其可为吸气测量结果或呼气测量结果。
来自气体传感器50的浓度和其他测量结果可被传送到电子气化器12，这可通过物理数据连接和/或通过无线手段进行。在图2的示例中，气体传感器50通过电缆52连接到电子气化器12上的接收器端口53。气体传感器50还包括无线发射器54，该无线发射器可为无线收发器42a通信，其被配置成无线地广播由气体传感器50进行的浓度测量和其他测量。此类无线通信可由网络60(诸如用于手术病房的计算机网络系统)和/或由医院或医疗护理机构网络接收。在某些实施方案中，还可在麻醉深度监测器40处接收浓度和/或其他气体测量结果。在某些实施方案中，可消除气体传感器50与电子气化器12之间的物理连接，并且电子气化器12可被配置成从气体传感器50接收测量结果的无线传输。
附加气体传感器9可被配置成测量从通气机到患者呼吸回路的输入气体，并且被配置成测量由通气机2提供的通风气体共混物。此类气体传感器9可定位在气化试剂递送点的上游，并且可被配置成测量通气机气体共混物的流率和气体浓度，诸如测量通气机气体共混物中的氧气(O2)和N2O。这提供了有关通气机系统所提供的输入气体和流率的信息。在某些实施方案中，气体传感器9可结合在通气机系统2中，并且气体测量结果可由通气机系统2传送到电子气化器12。在其他实施方案中，气体传感器9可为独立传感器，其连接在呼吸回路中的某点处并且被配置成与电子气化器12直接通信，该电子气化器可通过如上所述的有线或无线手段进行通信。输入气体浓度信息也可由内置在麻醉机中的电子气体混合器供应，如果这样配备的话。例如，附加气体传感器9可集成到电子气体混合器中，该电子气体混合器自动共混混合气体并将混合气体递送到患者呼吸回路(N2O/O2、空气/O2、O2或空气)。在此类实施方案中，通过与电子气体混合器的通信从电子气体混合器获得气体组合物，该通信可为本文所述的有线或无线通信。
系统10还可包括麻醉深度监测器40，该麻醉深度监测器被配置成测量患者的麻醉深度。各种麻醉深度监测器在相关领域众所周知，包括脑电双频指数(BIS)监测器、四个成串刺激监测器、面部抽搐监测器等。在图2的示例中，麻醉深度监测器40为BIS监测器40a。BIS监测器包括生理传感器44，该生理传感器为EEG电极44a条带的形式，其被配置成放置在患者1的前额上并测量患者的EEG活动。BIS监测器40a被配置成确定患者的麻醉深度或催眠水平。
在图2所示的示例中，BIS监测器40a为具有外壳41的独立装置，EEG电极贴片44a通过电缆45a连接到外壳41上的接收器端口47。BIS监测器包括用户界面显示器42，该用户界面显示器被配置成显示和由监测器收集的麻醉深度EEG信息。系统10被配置成使得由BIS监测器40a所收集的麻醉深度信息被传送到电子气化器12。在某些实施方案中，BIS监测器40a包括无线发射器或收发器48，该无线发射器或收发器被配置成无线地传送麻醉深度和/或EEG信息。可在电子气化器12处接收无线发射。
例如，可在电子气化器12与BIS监测器40a之间，即在I/O通信收发器19与收发器48之间建立无线通信链路49，以用于传送麻醉深度信息。此类通信可通过任何无线通信协议(诸如蓝牙、蓝牙低功耗(BLER)、ANT和ZigBee)进行。另选地，BIS 40a和电子气化器12的无线收发器可经由远程无线系统，诸如在无线医疗遥测服务(WMTS)频谱上操作的网络上或在兼容WiFi的无线局域网(WLAN)上彼此通信。在其他实施方案中，BIS 40a和电子气化器12可为作为可穿戴或便携式计算装置的无线网络操作的体域网(BAN)装置，诸如医疗体域网(MBAN)装置。
另选地或除此之外，电子气化器系统10可被配置成与医院计算机网络通信并接收来自该医院计算机网络的通信，该医院计算机网络可为无线或有线通信装置。网络60可包括麻醉计算模块66，该麻醉计算模块可执行以与电子气化器12通信并监督系统正在执行的麻醉递送常规值和指令。系统10可被配置成使得也在医院网络60处接收麻醉深度信息，并且可将该麻醉深度信息从网络60传送到电子气化器12。在图2的示例中，电子气化器12经由无线链路64与网络60通信，并且BIS监测器经由无线链路62与网络60通信。例如，网络60可为医院或者医院或其他医疗设施的操作区域的局域网。
在一种布置中，电子气化器12和/或BIS 40a可被配置为在边缘计算系统中操作的边缘装置，其中例如，用于医疗护理机构的手术部门的中央计算机系统收集和分析患者数据和通气数据，以便监督和指导麻醉剂对患者的呼气末递送。例如，电子气化器12、麻醉深度监测器40和气体传感器50可全部为边缘装置，其将信息传送到构成网络60一部分的一个或多个边缘服务器并从中接收信息。
在其他实施方案中，BIS监测器40a或其他麻醉深度监测器40的可结合在电子气化器12的外壳20内。如图1所示，麻醉深度监测器40可与控制器18集成，或者与气化器单元14、贮槽16和电子气化器12的其他元件容纳成一体。在此类实施方案中，生理传感器44(诸如EEG贴片44a或四个成串刺激传感器)通过通信链路45连接到电子气化器12的外壳20。通信链路45可通过有线或无线手段进行，其示例如上所述。在此类实施方案中，麻醉深度监测器40可包括用于计算麻醉深度值的专用控制器。在其他实施方案中，控制器18可被配置成基于由麻醉深度监测电子器件收集和过滤的生理数据来计算麻醉深度值。
气化器系统12的外壳20可被配置成可移除地附接到通气机系统2。例如，外壳20可被配置成连接到现有通气机系统2，取代现有手动气化器。因此，外壳20可类似于被配置成替代的手动气化器系统成形，或外壳的连接到通气机系统2的至少一部分可与现有手动气化器外壳类似地或相同地成形和配置。由此，所公开的电子气化器系统10可在各种安装的通气机系统2上替代现有手动气化器。
外壳20可包括再填充端口22，该再填充端口被配置成接收麻醉剂的再填充容器，以便再填充贮槽16。还可在外壳20上设置刻度盘24。刻度盘24可被配置成控制气化器系统的模式，其中刻度盘24可在与手动模式相关联的位置与和自动模式相关联的位置之间移动，在该手动模式中，临床医生手动控制递送到患者呼吸回路的气化剂的量，在该自动模式中，控制系统自动控制气化器单元以递送一定量的气化试剂以便为患者维持一定呼气末浓度麻醉剂。在图2所描绘的示例中，自动模式位置25位于刻度盘24的旋转范围的远端处。当刻度盘24处于该最大旋转位置时，自动模式标记25与外壳20上的选择标记28对准。当刻度盘旋转离开自动模式位置25时，启用手动模式，在该手动模式下，临床医生可操作刻度盘来选择呼气末浓度。各种位置指示器26与相应的浓度输出相关联，并且气化器单元14相应地受到控制，与手动气化器系统上的现有手动气化器控制类似。因此，所描绘的电子气化器10还被配置成在未选择自动模式或呼气末浓度控制模式时，作为手动气化器操作。
在其他实施方案中，刻度盘24可替代地用用于启用和解除自动模式的另一用户界面装置替代，诸如被配置成打开和关闭自动模式的开关或按钮，在该自动模式中，控制系统自动控制气化器单元以维持患者的呼气末浓度。在另一些实施方案中，可通过与电子气化器12相关联的用户界面30启用自动模式。用户界面30可为独立装置，诸如与电子气化器的外壳20分开容纳的触摸屏，如图1所示。在其他实施方案中，诸如图2所示，用户界面30a可集成到电子气化器12的外壳20中。集成界面30a可为在外壳20的面向临床医生的正面上的触摸屏，诸如LCD触摸屏。
用户界面30、30a被配置成显示与麻醉递送和控制有关的信息，诸如包括：试剂指示器31，该试剂指示器指示由电子气化器12递送麻醉剂；期望浓度指示器33，该期望浓度指示器显示待由系统10自动维持的期望的呼气末浓度设置；和测量浓度指示器34，该测量浓度指示器指示患者1的麻醉剂的当前测量的呼气末浓度。在所描绘的实施方案中，期望浓度指示器33将期望浓度设置呈现为最小肺泡浓度(MAC)值，并且测量浓度指示器34将测量浓度呈现为患者的呼出气体中试剂的体积百分比。在其他实施方案中，测量浓度指示器34可呈现为MAC值和/或期望浓度指示器可呈现为体积百分比值。用户界面还可显示N2O指示器，其指示N2O的呼气末浓度。另选地或除此之外，用户界面还可显示吸气N2O浓度，诸如由气体传感器9或通气机电子气体混合器在通气机气体共混物中测量。用户界面还可包括一个或多个患者人口统计指示器36，该一个或多个患者人口统计指示器提供关于患者1的人口统计信息，诸如年龄、体重、性别等。
用户界面30、30a还可被配置成向临床医生显示信息、建议和指令。例如，显示器可被配置成基于患者人口统计数据向临床医生提供建议浓度和/或基于建议浓度向临床医生提供提议或指令，以调整期望的呼气末浓度。另选地或除此之外，用户界面30、30a可被配置成提示临床医生输入和/或接收临床医生输入，该临床医生输入指示期望的呼气末浓度和/或输入一个或多个浓度常规值以由气化器系统12随时间推移执行。例如，临床医生可指示在规程中的特定阶段执行某一时间段内的一系列期望的呼气末浓度，诸如用于诱导患者期望的麻醉深度或催眠状态的诱导常规值和/或用于以期望速率降低患者的麻醉深度的急救常规值。
在某些实施方案中，麻醉计算模块66可被进一步配置成基于患者人口统计数据和/或患者的历史数据来计算用于控制电子气化器12的建议浓度值和/或建议浓度常规值，并向电子气化器12提供此类建议浓度值或建议浓度常规值。麻醉计算模块66可被配置成利用最新麻醉计算算法和信息(包括已发布的MAC图表)以及从患者的医疗记录获得的患者人口统计信息、医学历史等，以便计算和提出适当的呼气末浓度设置和/或常规值，为患者提供最佳的麻醉递送。图3中示出了示例性MAC图表，其基于呼出的氧气、呼出的N2O和患者年龄提供期望的MAC设置。在边缘计算系统中，此类MAC图表和其他用于针对期望的呼气末设置计算建议浓度的信息可在网络级别轻松更新实现，并利用了人工智能(AI)中的进步。
图4至图6描绘了控制电子气化器系统的示例性方法或其部分。在图4的流程图中，控制电子气化器系统的方法100包括在步骤102处接收期望的呼气末浓度。例如，期望的呼气末浓度可由临床医生，诸如经由用户界面30输入，或者可由系统诸如在医院LAN网络处自动确定并由麻醉计算模块66指示。在步骤104处，诸如由气体传感器50测量来自患者的呼出气体中麻醉剂的呼气末浓度。在步骤106处，将测量的浓度与期望的浓度进行比较。然后，在步骤108处，基于测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度之间的差值，控制气化器单元14来递送气化试剂。
图5描绘了与建议浓度值或建议浓度常规值的计算和实施有关的气化器系统的控制方法的一部分。如上所述，可在网络级别执行建议计算，或者电子气化器12的控制器18可被配置成进行建议计算。提供关于递送到患者的吸入气体和电子气化器的当前设置的信息，并利用该信息来计算建议浓度或常规值，然后将该建议浓度或常规值作为建议提供给临床医生，临床医生可接受或拒绝这些建议。另选地，此类建议可由电子气化器12自动实施。
在图5所示的示例中，在步骤110处接收N2O浓度，其可包括由通气机2提供的吸气N2O浓度(通气机气体共混物)和/或可包括由气体传感器50测量的呼气末N2O浓度。在步骤112处接收为气化器设置的当前期望的呼气末浓度和/或为气化器设置的当前浓度常规值。在步骤114处，根据测量的N2O值和患者人口统计数据(诸如患者年龄和体重)，计算呼气末浓度的建议浓度或建议浓度常规值。然后，在步骤116处将当前设置(包括呼气末浓度和/或浓度常规值)与建议浓度或建议浓度常规值进行比较，以确定当前气化器设置与建议值之间是否存在差异。如果差值超过阈值差值，则在步骤118处显示建议警报，保证气化器设置发生变化，从而改善对患者的麻醉施用。例如，可在电子气化器12的用户界面30、30a上呈现建议警报。
然后，在步骤120处诸如经由用户界面30、30a接收用户输入，以接受或拒绝建议浓度或建议浓度常规值。然后，根据用户输入维持或调整气化器设置，以便基于用户对建议的接受或拒绝来为患者控制麻醉剂随时间推移的期望呼气末浓度。
图6描绘了控制电子气化器系统10的方法100的另一实施方案。在步骤130处，诸如由麻醉深度监测器40、40a测量患者的麻醉深度。在步骤132处，将患者的测量的麻醉深度与患者的期望的麻醉深度进行比较。在步骤134处，控制系统确定期望的麻醉深度与测量的麻醉深度之间的差值是否超过阈值。
在步骤131处，测量麻醉剂的呼气末浓度，并且在步骤133处，将测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度进行比较。如果在步骤135处测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度之间的差值超过阈值，则在步骤139处基于该差值来确定递送到患者的气化试剂的量的变化。
然而，如果测量的麻醉深度和期望的麻醉深度彼此在预定义阈值内，并且测量的呼气末浓度和期望的呼气末浓度彼此在预定义阈值内，则维持气化试剂的当前递送量，如在步骤136处所表示。换句话讲，如果患者的麻醉深度和患者的呼气末浓度两者均在为气化器设置的期望值的预定范围内，则维持当前递送量。否则，电子气化器12实现麻醉剂递送的变化。
基于测量的麻醉深度水平与期望的麻醉深度水平之间的差值以及测量的呼气末浓度值与期望的呼气末浓度值之间的差值，可以不同的方式计算麻醉递送量的变化。在所描绘的示例中，如果测量的呼气末浓度不在期望的呼气末浓度的阈值范围内，则测量的麻醉深度测量结果与期望的麻醉深度测量结果之间的差值可能是由于呼气末浓度的差异造成的，尤其是如果麻醉深度值之间的差异和呼气末浓度值之间的差异一致。该示例假设了这种一致性。如果测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度之间的差值大于阈值，则该系统在步骤139处基于差值调整递送到患者的气化试剂，以便使测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度一致。在另外的实施方案中，如果系统无法实现设置的目标呼气末浓度，即测量的呼气末浓度低于期望的呼气末浓度，则系统可生成警报，即该系统无法实现其编程的目标，可能发信号通知该系统发生故障、呼吸系统中出现泄漏等。
这也可能会减少测量的麻醉深度值与期望的麻醉深度值之间的差值。然而，如果在步骤138处，测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度之间的差值小于阈值，这意味着测量的呼气末浓度和期望的呼气末浓度彼此在预定义阈值范围内，则可采取步骤来调整或重新计算期望的呼气末浓度，以便使患者的麻醉深度达到期望深度。
在步骤140处，基于测量的麻醉深度值与期望的麻醉深度值之间的差值，确定新的期望的呼气末浓度。然后在步骤142处，基于新的期望的呼气末浓度确定气化试剂的量的变化。然后，相应地控制气化器单元14，以递送一定量的气化试剂。
如本文所用，术语控制器或模块可指以下各项，可以是以下各项的一部分，或者可包括以下各项：专用集成电路(ASIC)；电子电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器(共享处理器、专用处理器、或组处理器)；或提供所述功能的其他合适部件；或上述的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。术语控制器或模块可包括存储由处理器执行的代码的存储器(共享存储器、专用存储器或组存储器)。如本文所用，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指程序、例程、函数、类和/或对象。术语共享，如上面所使用，意味着可以使用单个(共享)处理器来执行来自多个模块的一些或所有代码。另外，由多个不同处理器执行的一些或所有代码可以由单个(共享)存储器存储。术语组，如上面所使用，意味着可使用一组处理器来执行包括单个控制器或模块的一部分的一些或所有代码。同样地，可使用一组存储器来存储包括单个控制器或模块的一些或所有代码。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够执行和使用本发明。为了简洁、清楚和易于理解而使用了某些术语。除了现有技术的要求之外，不应从中推断出不必要的限制，因为此类术语仅用于描述目的并且旨在被广义地理解。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的特征或结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效特征或结构元件，则这些其他示例旨在在权利要求书的范围内。

Claims (21)

1.一种电子气化器系统，所述电子气化器系统包括：
麻醉剂贮槽，所述麻醉剂贮槽容纳有麻醉剂；
气化器单元，所述气化器单元使所述麻醉剂从所述贮槽气化并将所述气化试剂递送到患者呼吸回路；
气体传感器，所述气体传感器被配置成测量来自患者的呼出气体中所述麻醉剂的呼气末浓度；
控制系统，所述控制系统被配置成：
接收所述麻醉剂的所述测量的呼气末浓度；
将所述测量的呼气末浓度与所述患者要维持的期望的呼气末浓度进行比较；以及
基于所述比较自动控制所述气化器单元以将一定量的气化试剂递送到所述患者呼吸回路。
2.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括至少一个通气气体传感器，所述至少一个通气气体传感器被配置成感测所述呼吸回路中吸入气体的流率；
其中所述控制系统被进一步配置成基于所述吸入气体的所述流率控制所述气化器单元以将所述量的气化试剂递送到所述患者呼吸回路。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被配置成基于所述测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度之间的差值来确定待递送到所述患者呼吸回路的所述气化试剂的量的变化，并且控制所述气化器以实现所述变化。
4.根据权利要求1所述的系统，所述系统还包括麻醉深度监测器，所述麻醉深度监测器被配置成测量所述患者的麻醉深度；
其中所述控制系统被进一步配置成：
确定所述测量的麻醉深度与期望的麻醉深度之间的差值超过阈值；以及
基于所述测量的麻醉深度与期望的麻醉深度之间的差值来确定新的期望的呼气末浓度。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述期望的呼气末浓度经由所述气化器系统上的用户界面从临床医生接收。
6.根据权利要求1所述的系统，其中所述贮槽和所述气化器单元一起容纳在外壳中。
7.根据权利要求6所述的系统，所述系统还包括所述外壳上的触摸屏，所述触摸屏被配置成接收针对所述气化器系统的控制输入并显示所述测量的呼气末浓度、所述期望的呼气末浓度，和所述测量的呼气末浓度与所述期望的呼气末浓度之间的差值中的至少一者。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述外壳被配置成可移除地附接到通气机系统，所述通气机系统被配置成对所述患者进行通气。
9.根据权利要求6所述的系统，所述系统还包括麻醉深度监测器，所述麻醉深度监测器被配置成连接到传感器并测量所述患者的麻醉深度，其中所述麻醉深度监测器被容纳在所述外壳内。
10.根据权利要求6所述的系统，所述系统还包括所述外壳上的刻度盘，所述刻度盘可移动以在手动模式和自动模式之间控制所述气化器系统的模式，在所述手动模式中，临床医生手动控制递送到所述患者呼吸回路的所述气化试剂的量，在所述自动模式中，所述控制系统自动控制所述气化器单元以将所述量的气化试剂递送到所述患者呼吸回路。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被进一步配置成：
接收一个或多个浓度常规值；以及
根据所述浓度常规值自动调整所述期望的呼气末浓度。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制系统被进一步配置成：
基于患者人口统计数据计算建议浓度并且基于所述建议浓度调整所述期望的呼气末浓度。
13.一种控制气化器系统的方法，所述气化器系统被配置成使麻醉剂气化并将所述气化试剂递送到患者呼吸回路，所述方法包括：
测量来自患者的呼出气体中所述麻醉剂的呼气末浓度；
将所述测量的呼气末浓度与所述患者要维持的呼气末浓度进行比较；以及
基于所述比较自动控制所述气化器单元以将一定量的气化试剂递送到所述患者呼吸回路，以便将所述测量的呼气末浓度维持在所述期望的呼气末浓度的预定范围内。
14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：感测所述呼吸回路中所述吸入气体的流率；以及
进一步基于所述吸入气体的所述流率控制所述气化器单元以将所述量的气化试剂递送到所述患者呼吸回路。
15.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括基于所述测量的呼气末浓度与期望的呼气末浓度之间的差值来确定待递送到所述患者呼吸回路的所述气化试剂的量的变化，并且控制所述气化器以实现所述变化。
16.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括测量所述患者的麻醉深度；
确定所述测量的麻醉深度与期望的麻醉深度之间的差值超过阈值；以及
基于所述测量的麻醉深度与期望的麻醉深度之间的差值来确定新的期望的呼气末浓度。
17.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括在自动控制所述气化器单元将所述量的气化试剂递送到所述患者呼吸回路之前，感测与自动模式相关联的所述气化器系统上的刻度盘的刻度盘位置。
18.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：
接收由临床医生选择的一个或多个浓度常规值；以及
根据所选择的浓度常规值自动调整所述期望的呼气末浓度。
19.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：
感测所述呼吸回路中所述吸入气体的N2O浓度；以及
基于所述N2O浓度确定所述期望的呼气末浓度。
20.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：
从网络计算机接收基于所述患者的患者人口统计数据计算的建议浓度；
将所述期望的呼气末浓度与所述建议浓度进行比较；
基于所述比较确定浓度变化建议；以及
在所述气化器系统的显示器上显示所述浓度变化建议。
21.根据权利要求20所述的方法，所述方法还包括基于所述建议浓度自动调整所述期望的呼气末浓度。
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