CN115699196A - 基于肺部建模生成患者特定通气设置的系统和方法 - Google Patents

Abstract

所公开的系统和方法基于患者数据生成肺部模型，并确定用于调整呼吸机操作的患者特定通气设置。以这种方式，本主题技术模拟COVID‑19患者肺部中的流量，以提供指导改善通气和/或呼吸治疗策略的见解。

Description

基于肺部建模生成患者特定通气设置的系统和方法

技术领域

本主题技术解决了关于评估通气患者的状况和调整通气参数以稳定此类患者的医院护理中常见的缺陷。

发明内容

对COVID-19患者呼吸恶化的病理生理学的不断了解表明，肺部有一种独特的行为，这与先前遇到的病毒性疾病和常见肺部疾病的观察结果不一致。再加上观察到的插管机械通气的COVID-19患者的高死亡率，这表明需要对相关的肺力学有实际的了解，以指导呼吸治疗。虽然由于疾病的发展，这在体内不容易实现，但可以在电脑中进行有效地分析。

本主题技术模拟COVID-19患者肺部中的流动，以提供可能指导改善通气和/或呼吸治疗策略的见解。公开了一种方法，其中，将患者肺部的计算机断层摄影(CT)扫描转换到计算模型中，以使用计算流体动力学(CFD)和流体-结构相互作用(FSI)来模拟通气。本主题技术进一步确定了有助于改善COVID-19肺部的通气策略的流量相关现象。为了进行比较，在从健康受试者以及非COVID-19肺炎和/或ARDS患者获得的肺部模型中进行了模拟。这些流动模拟被用于评估和确定单个COVID-19患者的最佳通气模式，以及最合适的相关设置(例如FiO2、潮气量、吸气压力峰值、呼气末正压(PEEP)、呼吸速率、上升时间)，以最大限度地增加氧合，同时最大限度地减少肺损伤，并优化呼吸机的脱机。有了足够数量的患者扫描和相关临床数据，机器学习算法被训练为快速做出上述预测。这种工作流程的实施方式为患者特定的通气设置提供了数据驱动的建议，使临床医生能够在抗击冠状病毒和未来流行病的斗争中优化单个患者的结果。

根据各种实施方式，所公开的系统包括一个或多个处理器和存储器。该存储器包括存储在其上的指令，当该指令由一个或多个处理器执行时，致使一个或多个处理器执行用于执行基于肺部模型模拟生成患者特定通气参数的方法的操作，以调整呼吸机的操作参数。该方法包括接收患者的诊断信息，该诊断信息包括患者肺部的第一图像扫描和第二图像扫描；确定针对患者的肺气道树和肺边缘(lung margin)的肺部模型；为球形体积分配一致的初始顺应性；在基线通气条件下对第一扫描执行三维模拟，以允许肺部模块扩张直到肺部模型的总体积与从第二扫描检测到的所测空气体积相匹配；记录每个球体的体积变化；将分割的气道模型中的每个终末分支分配到第一扫描的肺边缘上的固定位置；使用表面法线值将第一扫描的肺边缘上的每个关联点与第二扫描的肺边缘上的位置连接；记录与每个终末分支相关联的关联点之间的距离；将每个球体的体积变化转换为其顶点的线性位移，并与从第一扫描到第二扫描的肺边缘的关联位移进行比较；使用预定的一维模型，调整每个球形体积的顺应性，直到所有位移与和每个终末分支相关联的肺边缘的所测量位移正确匹配为止；运行具有区域顺应性的三维模拟，以验证一维模型的结果；将诊断信息或确定出的模型与候选结果相关联，以确定最佳通气参数；以及基于确定出的最佳通气参数，调整呼吸机的一个或多个当前操作参数。其他方面包括用于计算机实施的方法的实施方式的对应系统、装置和计算机程序产品。

以下参考附图详细描述了本主题技术的其他方面、特征和优点，以及本主题技术各个方面的结构和操作。

附图说明

当结合以下附图考虑时，参考以下详细描述，可以更充分地理解本公开的各种目的、特征和优点，其中相同的附图标记表示相同的元件。以下附图仅用于说明目的，并不旨在限制本公开，本公开的范围在随后的权利要求中阐述。

图1描绘了根据本主题技术的各个方面的示例数字肺部模型和流量模拟结果(左：压力分布，右：气流速度大小)。

图2描绘了根据本主题技术的各个方面的从HRCT扫描获得的肺几何形状的示例。

图3描绘了根据本主题技术的各个方面的用于肺泡床的示例示意性建模方法。

图4是示出根据本主题技术的某些方面，用于基于肺部建模生成患者特定通气设置并用于调整呼吸机的操作的示例系统的框图，包括通气设备、一个或多个管理设备。

图5A和图5B描绘了根据本主题技术的方面，基于肺部建模生成患者特定通气设置并用于调整呼吸机的操作的方法的示例流程图。

图6是示出根据本主题技术的方面，用于基于肺部建模生成患者特定通气设置并用于调整呼吸机的操作的示例电子系统的概念图。

具体实施方式

尽管本文参考特定应用的说明性示例描述了主题技术的各方面，但应理解，主题技术不限于这些特定应用。那些获得本文提供的教导的本领域的技术人员将认识到其范围内的额外修改、应用和方面以及本主题技术将具有显著效用的额外领域。

本主题技术包括计算机支持系统，该系统对从肺部模型和机械呼吸机数据获得的输入以及从集成测量设备和部件获得的附加输入进行集成和加权。获得客观的患者生理属性和相关测量值以产生肺部模型。在一些实施方式中，主题技术的评估系统可以使用这些输入来提供患者特定的最佳通气设置、模式或选项。

本主题技术包括模拟COVID-19患者的肺部中的流动，以为管理冠状病毒的临床医生和调整呼吸机的操作建议适当的患者特定的通气治疗策略。在这方面，主题技术包括：

·获得扫描结果，并为COVID-19和非COVID-19患者创建患者特定肺部模型；

·在所述肺部模型中模拟不同的通气流量；

·评估所述不同通气流量对肺的结构/功能的影响；

·将这些模拟结果与临床和患者特定的生理参数和效果相关联；

·基于模拟数据推荐患者特定的最佳通气设置。

本公开的目的是为COVID-19患者提供改善的治疗策略，以及提高对呼吸机与常见肺部疾病相互作用的理解。具体而言，发明人寻求为患者特定的通气模式和设置创建指南，以优化氧合、减轻肺损伤和加速脱机。

图1描绘了根据本主题技术的各个方面的示例数字肺部模型和流量模拟结果(左：压力分布，右：气流速度大小)。根据各种实施方式，本主题技术包括：将患者肺部的高分辨率计算机断层摄影(HRCT)扫描转换为适于使用计算流体动力学(CFD)和流体结构相互作用(FSI)来模拟通气的计算模型。随后进行详细的CFD和FSI模拟，以表征临床相关的流量条件下的每个肺部模型。图1包含从HRCT扫描生成的数字患者肺部模型中的流量映射的初步示例。

问题/解决方案

迄今为止，在冠状病毒大流行期间，临床医生很难对COVID-19患者进行机械通气。在遵循为管理肺炎和急性呼吸窘迫综合征(ARDS)而开发的既定和历史上有效的方案时，遇到了意想不到的结果和高死亡率。随着临床医生对COVID-19的进一步了解，不同表型的识别和替代通气策略正在出现，然而，仍然难以先验地确定哪种通气或呼吸支持方法对个体患者是最好的。因此，需要针对患者特定的通气指导。所公开的方法具有通过基于模拟的见解和患者特定的通气策略提供改善的结果的潜力。改善的结果包括改善氧合、减少肺损伤和缩短通气持续时间。这些改善的患者结果的表现也转化为COVID-19患者对医院资源以及ICU床位可用性和呼吸机利用率的总体负担的减轻。此外，由此产生的工具和策略应该有益地适用于未来的呼吸道流行病以及常见的肺部疾病。

背景

对COVID-19患者呼吸恶化的病理生理学的不断了解表明，肺部有一种独特的行为，这与传统肺炎和急性呼吸窘迫中的观察结果不完全一致。多种表型的识别使得使用历史通气方案来管理患者具有挑战性。迄今为止，高死亡率和延长呼吸机停留时间是COVID-19的不幸特征。基于有限的且不一致的数据的通气模式(例如，无创与有创)的建议还使得临床医生难以为这些患者确定最合适的行动方案。传统上，特定机械通气模式和相关设置的选择遵循临床医生经验、经验法则和既定协议。临床医生通常对局部流量和压力、通气和灌注匹配以及流量和压力对呼吸树特定区域的肺损伤的潜在贡献的方面的肺部的动态性能的可见性有限，甚至没有。测量进入和离开患者呼吸道的总流量和气体成分并不能提供关于特定支气管或细支气管或肺泡床区域的流量和气体成分的任何数据或见解，而该数据或见解对于理解个体患者的呼吸性能或状态的细微差别可能至关重要。显然需要一种工具或方法来为COVID-19患者提供患者特定或个性化的肺流量数据，以指导适当的机械通气策略(和设置)或替代的呼吸支持。人体肺部数字模型内流量的计算流体动力学(CFD)模拟可以提供必要的数据，以评估、理解和可视化各种通气策略对COVID-19患者呼吸反应的影响。根据高分辨率CT扫描建立受试者特定的几何形状和边界条件，并且能够创建个体患者肺部的接近精确的数字复制品(或数字双胞胎)。图2显示了使用COVID-19、健康人、ARDS和肺动脉高压(PAH)肺部的高分辨率CT扫描来比较小血管中的血管收缩的示例。

目标和阶段

本主题技术模拟COVID-19患者肺部的流量，以提供可以指导改善通气和/或呼吸治疗策略的见解。主题技术包括确定有助于改善COVID-19肺部的通气策略的流量相关现象的系统。为了进行比较，在从健康受试者以及非COVID-19肺炎和/或ARDS的患者获得的肺部模型中进行了额外的模拟。这些流量模拟被用于评估和确定个体COVID-19患者的最佳通气模式以及最合适的相关设置(例如FiO2、潮气量、吸气压力峰值、呼气末正压(PEEP)、呼吸速率、上升时间)。基于这种模拟和见解的工作流程的实施方式将使呼吸机制造商能够为个体患者建议最佳的通气设置，以在当前COVID-19危机以及未来的流行病中改善治疗和结果。这些工作流程可以被集成到分析平台和相关软件中。拟议项目的拟议阶段和相关步骤如下：

第一阶段：

目标：为COVID-19肺部通气建立个体化(患者特定)指南

步骤：

1.获得10个COVID-19和10个非COVID-19肺部(健康，ARDS)的HRCT扫描，以及相关的呼吸机和患者数据。

2.手动分割和创建用于CFD/FSI模拟(例如，从HRCT扫描)的肺部数字模型。

3.对各种通气模式和设置进行CFD/FSI呼吸模拟(例如，使用数字模型)。

4.评估结果(例如CFD/FSI呼吸模拟的结果)，验证模拟并将其与呼吸机和患者生理数据相关联。

5.基于模拟和/或结果评估，与临床医生一起建立COVID-19肺部通气的推荐设置。

第二阶段：

目标：将COVID-19肺部通气的指南/工作流程并入到医用呼吸机分析软件中

步骤：

1.创建全自动分割算法，以从HRCT扫描为CFD/FSI模拟创建肺部的数字模型。

2.使用HRCT扫描(100s)和CFD/FSI模拟来开发和训练机器学习算法，以基于具有可比较的肺形态和相关患者数据的匹配模型来预测局部肺特性。

3.创建具有简化工作流程的软件模块，用于接受HRCT扫描文件并输出COVID-19肺部通气的推荐设置。

4.将软件模块并入到医疗通气平台(例如，呼吸知识门户)中。

技术方法

图3描绘了根据本主题技术的各个方面的用于肺泡床的示例示意性建模方法。

如将进一步描述的，所公开的用于建模患者肺部性能和确定患者特定区域肺顺应性的技术方法包括以下步骤。

A.获得患者肺部的两次CT扫描(扫描#1在呼气结束时屏气时拍摄，扫描#2在吸气结束时屏气时拍摄)。

B.基于获得的CT扫描，创建肺气道树和肺边缘(包络周界)的三维(3D)模型。

C.如图3所示，在每个(例如模型化的)终末肺分支(细支气管)的末端附接一个相等的球形顺应体积，以表示由该分支馈送的肺泡床。每个球体的初始体积由来自扫描#1的所测量的空气体积减去所分割的气道树的体积再除以终末分支的总数来确定。

D.为所有球形体积分配一致的初始顺应性。

E.在基线通气条件下，在扫描#1(的模型)上运行3D FSI模拟，以允许肺部模型扩张，直到总体积与扫描#2的所测量的空气体积相匹配。

F.记录每个球体的体积变化(每个球体的Vol2/Vol1比)

G.将所分割的气道模型中的每个终末分支分配到扫描#1的肺边缘上的固定位置(通过将分支延伸到周界上最近的位置而确定的位置)。

H.经由表面法线(如图3中的绿线所示)将扫描#1的肺边缘上的每个关联点与扫描#2的肺边缘上的位置连接。

I.记录与每个终末分支(终末细支气管)相关联的关联点之间的距离(即绿线的长度)。

J.将每个球体的体积变化转换为其顶点的线性位移，并与从扫描#1到扫描#2的肺边缘的相关位移进行比较。

K.优化：使用1D模型，调整每个球形体积的顺应性，直到所有位移与每个终末分支相关联的肺边缘的所测量位移正确匹配——我们现在有了肺部的区域顺应性图。

L.使用区域顺应性运行3D FSI模拟，以验证1D模型的结果。

M.使用1D模型进行模拟，以建立适当的通气参数，以优化所有区域的通气，而同时减轻呼吸机引起的肺损伤(即气压伤、容积伤、肺不张伤、生物创伤)。

所公开的方法与仅利用原始扫描数据的主要区别包括但不限于，通过添加流动和流体-结构相互作用模拟来确定最佳的肺保护通气和个性化治疗指南的能力。在这方面，本主题技术能够将潮气量、最大压力和PEEP的“经验法则(rule of thumb)”或协议驱动的群体设置替换为针对个体患者的目标值。此外，来自所公开系统的结果可以与学术知识和现实世界的经验结合在一个实用工具中，其可以极大地有益于患者。

图4是示出根据本主题技术的某些方面，用于基于肺部建模生成患者特定通气设置并用于调整呼吸机的操作的示例系统的框图，包括通气设备、一个或多个管理设备。根据本主题技术的某些方面，该系统可以评估通气患者的状况并调整呼吸机的操作模式，包括通气设备102、管理系统150和通气设备130。管理系统150可以包括服务器，并且在许多方面，包括用于提供先前关于图1至图3描述的功能的逻辑和指令。例如，管理系统150的服务器可以协调各种设备之间的通信，和/或生成用于由用户设备170显示的用户界面10。通气设备102和通气设备130可以代表连接到管理系统150的多个通气设备中的每一个。尽管管理系统150被示为连接到通气设备102或通气设备130，但是管理系统150被配置为还连接到不同的医疗设备，包括输液泵、护理点生命体征监测器和肺部诊断设备。在这方面，设备102或设备130可以代表不同的医疗设备。

通气设备102通过LAN 119经由通气系统102和管理系统150的各自的通信模块110和160被连接到管理系统150。管理系统150通过WAN 120经由管理系统150和通气设备130的各自的通信模件160和146被连接到通气设备130。除了通气设备(或医疗设备)130被配置用于家庭140之外，通气设备130被配置为基本上类似于医院系统101的通气设备102进行操作。通信模块110、160和146被配置为与网络接口，以向网络上的其他设备发送和接收信息，诸如数据、请求、响应和命令。通信模块110、160和146例如可以是调制解调器、以太网卡或WiFi部件模块和设备。

管理系统150包括处理器154、通信模块160和存储器152，存储器152包括医院数据156和管理应用程序158。虽然图16中示出了一个通气设备102，但管理系统150被配置为连接和管理多个通气设备102，包括用于医院和对应的系统101的通气设备102以及家庭140中使用的通气设备130。

在某些方面，管理系统150被配置为根据某些规则和程序管理医院系统101中的许多通气设备102。例如，当通电时，通气系统102可以向管理系统150发送握手消息，以建立与管理系统150的连接。类似地，当断电时，通气设备102可以向管理系统150发送断电消息，使得管理系统150停止与通气系统102的通信尝试。

管理系统150被配置为支持与不同的通气设备102和通气设备130的多个同时连接，并管理不同设备之间的消息分发，包括去往和来自用户设备170的消息发布。用户设备170可以是移动设备，诸如膝上型计算机、平板电脑或移动电话。用户设备170还可以是授权用户使用的桌面或终端设备。在这方面，用户设备170被配置有由图1-15描绘的先前描述的消息收发应用程序，以从管理系统150接收消息、通知和其他信息，如本公开全文所述。

可以由管理员配置同时连接的数量，以便适应网络通信限制(例如，有限的带宽可用性)。在通气设备102成功地与管理系统150握手(例如，连接到管理系统150)之后，管理系统150可以在信息变得可用时或以既定的间隔发起与通气设备102的通信。既定的间隔可以由用户配置，以确保通气设备102不超过用于与管理系统150通信的既定的间隔。

管理系统150可以接收数据或向通气设备102提供数据，例如，以调整通气设备的患者护理参数。例如，响应于阈值被超过，可以从通气设备102(或设备130)接收警报。入院-出院-转院通信可以被发送到医院101的某个护理区域内的指定通气设备102。特定于患者的命令可以被发送到与患者相关联的通气设备102，并可以从通气设备102接收特定于患者的数据。

如果通气系统102上发生警报，则通气设备102可以发起与管理系统150的通信。警报可以被指示为时间敏感的，并被发送到用于向管理系统150传达数据的队列的开头。通气设备102的所有其他数据可以一次一起被发送，或者数据的子集可以以一定间隔被发送。

医院数据156可以由管理系统150从每个呼吸机设备102和每个呼吸机设备130连续或定期(实时或接近实时)接收。医院数据156可以包括配置文件，其被配置为指定相应通气设备102的操作参数、每个通气设备102的操作参数和/或与通气设备102相关联的患者的生理统计。医院数据156还包括入院的患者或在对应的医院系统101内的患者的患者数据、在医院101系统注册的患者的订单(例如，药物订单、呼吸治疗订单)数据，和/或用户数据(例如，与医院系统101相关联的护理人员)。如前面关于此处描述的系统和关于图1-7所描述的，医院数据156可以基于这些系统提供的更新状态来更新或改变。

呼吸机数据的生理统计和/或测量包括指示以下各项的统计或测量，例如，肺顺应性(Cdyn，Cstat)、患者气道的流动阻力(Raw)、反比通气率(I/E)、自发通气率、呼出潮气量(Vte)、每分钟总肺通气量(Ve)、呼气峰值流速(PEFR)、吸气峰值流速(PIFR)、平均气道压力、峰值气道压力、平均呼气末CO2和总通气率。操作参数包括，例如，通气模式、设定的强制潮气量、呼吸末正压(PEEP)、呼吸暂停间隔、偏流、呼吸回路可压缩容积、患者气道类型(例如气管内导管、气管造口管、面罩)和尺寸、吸入氧的分数(FiO2)、呼吸循环阈值以及呼吸触发阈值。

管理系统150的处理器154被配置为执行指令，诸如物理编码到处理器154中的指令、从存储器152中的软件(例如，管理应用程序158)接收的指令或两者的组合。例如，管理系统150的处理器154执行指令以从通气设备102接收呼吸机数据(例如，包括通气系统102的初始配置文件)。

通气设备102被配置为发送呼吸机信息、通知(或“警报”)、标量、操作参数106(或“设置”)、与通气设备102相关联的患者的生理统计(或“监测器”)以及一般信息。通知包括可能需要操作员检查和纠正措施的通气设备102的操作条件。标量包括通常定期更新(例如，每500ms)的参数，并且可以在二维尺度上以图形表示。生理统计表示通气设备102正在监测的信息并且可以基于特定参数动态变化。操作参数106表示护理人员已接受的用于通气设备102的操作控制值。一般信息可以是通气设备102独有的信息，或者可以是与患者相关的信息(例如，患者标识符)。一般信息可以包括通气设备102的版本和型号的标识符。还应当理解，相同或相似的数据可以在管理系统150和通气设备130之间进行通信。

图4是示出根据本主题技术的某些方面，用于基于肺部建模生成患者特定通气设置并用于调整呼吸机的操作的示例系统的框图，包括通气设备、一个或多个管理设备。管理系统150可以包括(除其他设备之外)集中式服务器和至少一个数据源(例如数据库152)。集中式服务器和数据源可以包括分布在局域网119或广域网120上的多个计算设备，或者可以被组合在单个设备中。数据可以实时被存储在数据源152(例如，数据库)中并由集中式服务器管理。在这方面，当从患者收集或测量数据时，多个医疗设备102、130可以通过网络119、120将患者数据实时传达到集中式服务器，并且集中式服务器可将患者数据存储在数据源152中。根据一些实施方式，一个或多个服务器可以在多个数据源中接收和存储患者数据。

根据各种实施方式，管理系统150(包括集中式服务器)被配置为(通过指令)生成虚拟用户界面10并将其提供给临床医生设备170。在一些实施方式中，管理系统150可以用作网络服务器，并且虚拟界面100可以从管理系统150提供的网站呈现。根据各种实施方式，管理系统150可以聚集实时患者数据并提供该数据用于在虚拟界面100中显示。数据和/或虚拟界面100可以被提供(例如，传送)给每个临床医生设备170，并且每个临床医生设备170可以包括软件客户端程序或其他指令，其被配置为当由设备的一个或多个处理器执行时，用对应的数据呈现和显示虚拟界面100。所描绘的临床医生设备170可以包括个人计算机或移动设备，诸如智能手机、平板电脑、膝上型电脑、PDA、增强现实设备、可穿戴设备(诸如手表或手环或眼镜)或其组合，或者具有嵌入其中或与其耦合的一个或多个处理器的其他触摸屏或电视，或者具有网络连接的任何其他种类的计算机相关电子设备。虽然未在图16中示出，但是应当理解，局域网119或广域网120上的各种设备之间的连接可以经由无线连接(诸如WiFi、蓝牙、射频、蜂窝或其他类似的连接)进行。

图5A和图5B描绘了根据本主题技术的方面的基于肺部建模生成患者特定通气设置并用于调整呼吸机的操作的方法的示例流程图。过程500部分地通过通气设备102、管理系统150和用户设备170之间的数据交换来实施。出于解释目的，本文参考图1至图4以及本文描述的部件和/或过程来描述示例过程500的各个块。过程500的一个或多个块可以例如由计算设备实施，计算设备包括处理器和由该设备使用的其他部件。在一些实施方式中，一个或多个块可以与其他块分开实施，并且由一个或多个不同的处理器或设备来实施。进一步出于解释目的，示例过程500的块被描述为串行或线性发生。然而，示例过程500的多个块可以并行发生。此外，示例过程500的块不需要按所示顺序执行和/或示例过程500的一个或多个块不需要被执行。

该示例过程可以由系统实施，该系统包括被配置为接收通气数据的通气通信设备、被配置为接收与正在向患者的药物施用相关联的药物递送信息的药物递送通信设备、图像捕获设备(例如，X射线、CT或MRI扫描系统)，以及被配置为从患者获得生理数据的一个或多个传感器。所公开的系统可以包括存储指令和数据的存储器，以及被配置为执行指令以执行操作的一个或多个处理器。

在所描绘的示例流程图中，从各个部件设备中(可选地)获得某些信息(502)。根据一些实施方式，管理系统150接收患者的诊断信息，并且管理系统150基于从一个或多个传感器接收的信号确定患者的生理状态。在一些实施方式中，系统150从通气通信设备确定呼吸机的操作模式。系统150可以(可选地)从药物递送通信设备接收药物递送信息。

系统150从成像设备(CT扫描仪)接收成像数据(504)。在所描绘的过程中，患者肺部的两次CT扫描被接收到存储存储器中。第一扫描可以在呼气结束时屏气时进行，第二扫描可以在吸气结束时屏气时进行。在一些实施方式中，图像数据可以包括MRI数据。

系统150基于图像数据确定针对患者的肺气道树和肺边缘(包络周界)的模型(506)。根据各种实施方式，系统150可以为每次扫描生成相应的模型。如图3所示，系统将(例如相等的)球形顺应体积附接到每个终末肺分支(细支气管)的末端，以表示由该分支馈送的一个或多个肺泡(例如肺泡床)(507)。根据各种实施方式，所附接的球形顺应体积是具有默认顺应性值(例如，对应于其弹性的值)的在一个或多个肺分支末端的一个或多个肺泡的虚拟模型(例如，每个都是可伸展的气室)。球形顺应体积具有随着体积所包含的气体量根据其给定顺应性值增加而扩张(和/或改变形状)的能力。根据各种实施方式，每个球形顺应体积(例如球体)的初始体积由第一扫描的所测空气体积减去分割的气道树的体积，再除以终末分支的总数来确定。根据一些实施方式，还可以至少部分地基于接收到的诊断信息来确定和/或修改模型和/或球形顺应体积。

系统150为所有球形体积分配一致的初始顺应性(508)，并在基线通气条件下对第一扫描(的模型)运行3D FSI模拟，以允许肺部模型扩张，直到总体积与从第二扫描(的模型)检测到的所测空气体积相匹配为止(510)。在这方面，第二扫描的模型可被用于确定吸气结束时屏气下的体积(如前所述)(例如代表最大空气体积)。记录每个球形顺应体积的体积变化(例如，每个球体的Vol2/Vol1比)(512)，并且系统150将所分割的气道模型中的每个终末分支分配给第一扫描的肺边缘上的固定位置(514)。系统150可以通过将分支延伸到周界上的最近位置来自动确定位置。

如图3所描绘的(如绿线)，系统150经由表面法线将第一扫描的肺边缘上的每个关联点与第二扫描的肺边缘上的位置连接起来(516)。系统150记录与每个终末分支(例如，终末细支气管)相关联的关联点之间的距离(例如，绿线的长度)(518)。系统150将每个球形顺应体积的体积变化转换为其顶点从起始点到其扩张状态下的点的第一线性位移，并针对每个球形顺应体积，将第一线性位移与在与位移顶点相关联的位置处从第一扫描到第二扫描的肺边缘的关联位移进行比较(520)。

换句话说，当处于初始状态时，在球形顺应体积的表面上选择一个点(例如，第一体积下的球体表面上的一个点)，并测量该点与体积处于扩张状态时的同一点之间的线性距离，以确定线性位移。确定对应于每个球形顺应体积的肺表面(例如，肺边缘)上的第二点，并确定初始状态下的第二点与肺扩张状态下的同一第二点之间的第二线性位移(或距离)。肺边缘的初始状态可以对应于第一图像扫描(或扫描模型)，并且肺的扩张状态可以对应第二图像扫描(或者扫描模型)。系统150(和/或对应的算法)可以被预编程，以索引患者肺部的扫描或模型上的相应肺泡(和球形顺应体积)和相应点位置之间的点位置，或者可以利用人工智能和图像识别来自动确定索引。肺边缘的确定和前述分析可以基于二维图像扫描或三维模型进行。可选地，可以执行优化。在这方面，系统150使用预定模型(例如，一维、二维或三维模型)调整每个球形体积的顺应性，直到所有位移与和每个终末分支相关联的肺边缘的所测量位移正确地匹配为止(521)。在这方面，系统150确定每个相应的球形顺应体积(或球体)随肺的对应表面移动多少而移动多少。体积的顺应性值被调整，使得第一线性位移与肺的对应第二线性位移匹配。对于肺部的给定位置，该调整可以在多个球形顺应体积上递增，并迭代处理以获得最终结果。也就是说，该调整可以被迭代执行，每次重新执行前述比较，直到球形顺应体积的每个第一线性位移的比较与肺边缘的对应第二线性位移一致为止。系统150可以不呈现肺部的区域顺应性图。系统150运行具有区域顺应性的3DFSI模拟以验证1D模型的结果(522)。系统150用1D模型运行一个或多个模拟，以建立适当的通气参数，以优化所有区域的通气，而同时减轻呼吸机引起的肺损伤(例如，气压伤、容积伤、肺不张伤、生物创伤)。

根据一些实施方式，前述建模、计算和/或确定可以至少部分地通过神经网络来促进。例如，系统150可以向神经网络提供确定出的患者生理状态、确定出的患者身体状态、确定出的呼吸机操作模式、药物递送信息和所接收的患者诊断信息，并从神经网络接收肺部模型。神经网络还可以被用于将所接收的数据和/或所生成的模型与候选结果相关联，以确定最佳通气参数(524)。例如，系统150可以例如从医疗保健信息系统接收候选结果。该结果可以是几个或多个(例如超过100个)患者的。每个候选结果可以包括患者的患者诊断参数，例如，包括患者的肺容量或生理状态的诊断信息、成像数据或可被用于构建如先前所述的患者的一个或多个肺部模型的其他数据。每个候选结果还可以包括在一段时间的通气治疗之后患者的肺部治疗结果，以及在通气治疗期间用于治疗患者的对应通气参数。最佳通气参数是在通气期间导致了积极的肺部治疗结果的使用的那些参数。例如，患者比其他患者群体更早(例如大多数)地脱离通气，和/或患者的超过阈值数量(例如大多数)的测得生理参数比该群体更早地恢复到正常值。在结果被关联之后，系统150基于确定出的最佳通气参数调整呼吸机102、130的一个或多个当前操作参数，以影响呼吸机的操作模式(526)。以这种方式，系统可以生成患者特定的通气模式和设置，以优化氧合、减轻肺损伤并加速患者脱离通气。

根据各种实施方式，可以从一个或多个传感器接收生理数据。该传感器可以包括被配置为获得患者的生命体征测量的传感器，该生命体征测量包括血压、患者核心温度、心率、心电图(ECG)信号、脉搏或血氧饱和度水平中的一个或多个，其中，确定出的患者的生理状态包括表示生命体征测量结果的信息。传感器可以包括应用于患者皮肤并被配置为测量肌肉张力水平的传感器。在一些实施方式中，药物递送通信设备(例如，部件14)被配置为从输液泵接收药物递送信息，该药品递送信息包括药物标识、药物浓度、药物剂量或正在进行的输液的长度。在一些实施方式中，管理系统150(或医院系统101)被配置为接收患者的诊断信息。诊断信息可以包括从诊断信息系统接收的与患者相关联的实验室结果。

上述示例900的许多方面以及相关特征和应用也可以被实施为软件过程，该软件过程被指定为记录在计算机可读存储介质(也被称为计算机可读介质)上的一组指令，并且可以自动执行(例如，无需用户干预)。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、处理器核或其他处理单元)执行时，它们会致使处理单元执行指令中指示的动作。计算机可读介质的示例包括但不限于CD-ROM、闪存驱动器、RAM芯片、硬盘驱动器、EPROM等。计算机可读介质不包括以无线或通过有线连接传输的载波和电子信号。

术语“软件”是指，在适当的情况下，包括驻留在只读存储器中的固件或存储在磁存储器中的应用程序，其可以被读入存储器以供处理器处理。此外，在一些实施方式中，本主题公开的多个软件方面可以被实施为较大程序的子部分，同时保留本主题公开的不同软件方面。在一些实施方式中，多个软件方面也可以被实施为单独的程序。最后，共同实施此处描述的软件方面的单独程序的任何组合都在本主题公开的范围内。在一些实施方式中，当软件程序被安装以在一个或多个电子系统上运行时，该软件程序定义执行并完成软件程序的操作的一个或多个特定的机器实施方式。

计算机程序(也被称为程序、软件、软件应用程序、脚本或代码)可以用任何形式的编程语言(包括编译或解释语言、声明或程序语言)被编写，并且它可以以任何形式被部署，包括作为独立程序或作为模块、部件、子例程、对象或适合于在计算环境中使用的其他单元来部署。计算机程序可以但不必对应于文件系统中的文件。程序可以被存储在保存其他程序或数据(例如，存储在标记语言文档中的一个或多个脚本)的文件的一部分中、存储在专用于所讨论的程序的单个文件中或存储在多个协调文件(例如存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。计算机程序可以被部署为在一台计算机上或位于一个站点或分布在多个站点并通过通信网络互连的多台计算机上执行。

图6是示出根据本主题技术的方面，用于基于肺部建模生成患者特定通气设置并用于调整呼吸机的操作的示例电子系统的概念图。电子系统600可以是用于执行与过程600的一个或多个部分或步骤或由图1至图5提供的部件和过程相关联的软件的计算设备。结合关于图1至图9的公开，电子系统600可以代表上述管理系统150(或系统150的服务器)或临床医生设备170。在这方面，电子系统600或计算设备可以是个人计算机或移动设备，诸如智能手机、平板电脑、膝上型电脑、PDA、增强现实设备、可穿戴设备(诸如手表或手环或眼镜)，或其组合，或者具有嵌入其中或与其耦合的一个或多个处理器的其他触摸屏或电视，或者具有网络连接的任何其他类型的计算机相关电子设备。。

电子系统600可以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。在所描绘的示例中，电子系统1700包括总线608、一个或多个处理单元612、系统存储器604、只读存储器(ROM)610、永久存储设备602、输入设备接口614、输出设备接口606和一个或多个网络接口616。在一些实施方式中，电子系统600可以包括其他计算设备或电路或与其集成，用于操作先前描述的各种部件和过程。

总线608共同表示通信连接电子系统600的众多内部设备的所有系统、外围设备和芯片组总线。例如，总线608将一个或多个处理单元612与ROM 610、系统存储器604和永久存储设备602通信连接。

从这些不同的存储器单元中，一个或多个处理单元612检索要执行的指令和要处理的数据，以便执行本主题公开的过程。在不同的实施方式中，一个或多个处理单元可以是单个处理器或多核处理器。

ROM 610存储电子系统的处理单元612和其他模块所需的静态数据和指令。另一方面，永久存储设备602是读写存储器设备。该设备是非易失性存储单元，即使当电子系统600关闭时也存储指令和数据。本主题公开的一些实施方式使用大容量存储设备(诸如磁盘或光盘及其对应的磁盘驱动器)作为永久存储设备602。

其他实施方式使用可移动存储设备(诸如软盘、闪存驱动器及其对应的磁盘驱动器)作为永久存储设备602。与永久存储设备601一样，系统存储器604是读写存储设备。然而，与存储设备602不同，系统存储器604是易失性读写存储器，诸如随机存取存储器。系统存储器604存储处理器在运行时需要的一些指令和数据。在一些实施方式中，本主题公开的过程被存储在系统存储器604、永久存储设备602和/或ROM 610中。从这些不同的存储单元中，一个或多个处理单元612检索要执行的指令和要处理的数据，以便执行一些实施方式的过程。

总线608还连接到输入和输出设备接口614和606。输入设备接口614使用户能够向电子系统传达信息和选择命令。与输入设备接口614一起使用的输入设备包括，例如，字母数字键盘和定点设备(也被称为“光标控制设备”)。输出设备接口606能够显示例如由电子系统600生成的图像。与输出设备接口606一起使用的输出设备包括，例如，打印机和显示设备，诸如阴极射线管(CRT)或液晶显示器(LCD)。一些实施方式包括诸如用作输入和输出设备的触摸屏之类的设备。

此外，如图10所示，总线608还通过网络接口616将电子系统1700耦合到网络(未示出)。网络接口618可以包括，例如，无线接入点(例如，蓝牙或WiFi)或用于连接到无线接入点的无线电电路。网络接口616还可以包括硬件(例如，以太网硬件)，用于将计算机连接到计算机网络的一部分，该计算机网络诸如局域网(“LAN”)、广域网(“WAN”)、无线LAN或内联网，或网络的网络，诸如互联网。电子系统1700的任何或所有部件可以与本主题公开结合使用。

上述这些功能可以在计算机软件、固件或硬件中被实施。这些技术可以使用一个或多个计算机程序产品来实施。可编程处理器和计算机可以被包括在移动设备中或被封装为移动设备。过程和逻辑流程可以由一个或多个可编程处理器和一个或多个可编程逻辑电路执行。通用和专用计算设备和存储设备可以通过通信网络互连。

一些实施方式包括电子部件，诸如微处理器、存储器和存储器，其将计算机程序指令存储在机器可读或计算机可读媒介(可替选地被称为计算机可读存储介质、机器可读介质或机器可读存储介质)中。这种计算机可读介质的一些示例包括RAM、ROM、只读光盘(CD-ROM)、可记录光盘(CD-R)、可重写光盘(CD-RW)、只读数字通用盘(例如，DVD-ROM、双层DVD-ROM)、各种可记录/可重写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、只读和可记录蓝光光盘、超密度光盘、任何其他光学或磁性介质以及软盘。计算机可读介质可以存储可由至少一个处理单元执行的计算机程序，并且包括用于执行各种操作的指令集。计算机程序或计算机代码的示例包括诸如由编译器产生的机器代码，以及包括由计算机、电子部件或微处理器使用解释器执行的高级代码的文件。

虽然以上讨论主要涉及执行软件的微处理器或多核处理器，但一些实施方式由一个或多个集成电路执行，诸如专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。在一些实施方式中，这种集成电路执行存储在电路本身上的指令。

如在本说明书和本申请的任何权利要求中所使用的，术语“计算机”、“服务器”、“处理器”和“存储器”均指电子或其他技术设备。这些术语不包括人或群体。出于本说明书的目的，术语显示器或显示意味着显示在电子设备上。如本说明书和本申请的任何权利要求中所使用的，术语“计算机可读媒介”和“计算机可读介质”完全被限于以计算机可读的形式存储信息的有形物理对象。这些术语不包括任何无线信号、有线下载信号和任何其他短暂信号。

为了提供与用户的交互，本说明书中描述的主题的实施方式可以在计算机上被实施，该计算机具有用于向用户显示信息的显示设备(例如，CRT(阴极射线管)或LCD(液晶显示器)监视器)，以及用户可以通过其向计算机提供输入的键盘和定点设备，例如鼠标或轨迹球。也可以使用其他类型的设备来提供与用户的交互；例如，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、听觉反馈或触觉反馈；并且可以以任何形式接收来自用户的输入，包括声音、语音或触觉输入。此外，计算机可以通过向用户使用的设备发送文档和从其接收文档来与用户交互；例如，通过响应于从网络浏览器接收的请求将网页发送到用户的客户端设备上的网页浏览器。

本说明书中描述的主题的实施方式可以在计算系统中被实施，该计算系统包括后端部件(例如，作为数据服务器)，或包括中间件部件(例如应用服务器)，或包括前端部件(例如具有图形用户界面或网页浏览器的客户端计算机，用户可以通过其与本说明书中描述的主题的实施方式进行交互)，或一个或多个这样的后端、中间件或前端部件的任何组合。系统的部件可以通过任何形式或媒介的数字数据通信(例如，通信网络)来互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)、网络间网络(例如，互联网)和对等网络(例如特设对等网络)。

计算系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器通常彼此远离并且可以通过通信网络进行交互。客户端和服务器的关系是由于计算机程序在各自的计算机上运行而产生的，并且彼此具有客户端-服务器关系。在一些实施方式中，服务器将数据(例如，HTML页面)传送到客户端设备(例如，用于向与客户端设备交互的用户显示数据并从其接收用户输入)。在客户端设备处生成的数据(例如，用户交互的结果)可以从服务器处的客户端设备接收。

本领域技术人员将理解，本文所述的各种说明性的块、模块、元件、部件、方法和算法可以被实施为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了说明硬件和软件的这种可互换性，上文总体上根据它们的功能描述了各种说明性的块、模块、元件、部件、方法和算法。这种功能被实施为硬件还是软件取决于特定应用和施加在整个系统上的设计约束。熟练的技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实施所描述的功能。各种部件和块可以被不同地布置(例如，以不同的顺序布置或以不同的方式划分)，所有这些都不脱离本主题技术的范围。

可以理解，所公开的过程中步骤的特定顺序或层次是示例方法的说明。基于设计偏好，应当理解，可以重新安排过程中步骤的特定顺序或层次。一些步骤可以被同时执行。随附的方法权利要求以示例顺序呈现了各个步骤的要素，并不意味着局限于所呈现的特定顺序或层次。

主题技术作为条款的说明：

为了方便起见，本公开各方面的各种示例被描述为编号的条款(1、2、3等)。这些是作为示例提供的，并不限制本主题技术。以下提供的附图和参考数字的标识仅作为示例和说明性的目的，并且条款不受这些标识的限制。

条款1.一种用于生成患者特定通气设置以调整向患者提供通气的呼吸机的操作模式的方法，包括：接收患者的诊断信息，所述诊断信息包括所述患者肺部的第一图像扫描和第二图像扫描；基于所述诊断信息，确定针对所述患者的肺气道树和肺边缘的第一肺部模型，所述肺气道树包括多个肺分支；生成球形顺应体积并将其分配给所述肺气道树的每个肺分支的末端，以表示由所述肺分支馈送的肺泡床；在基线通气条件下对确定出的第一肺部模型执行三维模拟，以允许所述第一肺部模型的每个球形顺应体积从初始状态扩张到扩张状态，其中所述第一肺部模型的总体积与从所述第二图像扫描的第二肺部模型确定出的所测空气体积相匹配；基于所述球形顺应体积从所述初始状态到所述扩张状态的扩张，确定每个球形顺应体积的体积变化；将所述第一肺部模型中的每个球形顺应体积分配到与所述第一图像扫描相关联的所述第一肺部模型的肺边缘上的固定位置；将所述第一肺部模型的肺边缘上的相应点与所述第二图像扫描的所述第二肺部模型的肺边缘上的相应点连接；将确定出的每个球形顺应体积的体积变化转换为在所述初始状态下时所述球形顺应体积上的起始点与所述扩张状态下的相同点之间的第一线性位移；对于每个球形顺应体积，将所述球形顺应体积的第一线性位移与在所述第一图像扫描和所述第二图像扫描之间测得的所述肺边缘上的对应固定位置的第二线性位移进行比较；基于所述比较调整每个球形体积的柔量值，直到每个球体的所述第一线性位移对应于针对所述肺边缘的所述对应固定位置测得的所述第二线性位移为止；基于每个球形体积的所述柔量值的调整来更新所述肺气道树的所述第一肺部模型；接收多个候选结果，每个结果包括患者的患者诊断参数、通气治疗一段时间后所述患者的肺部治疗结果、以及所述通气治疗的对应通气参数；将所更新的第一肺部模型与所接收的候选结果相关联，以确定最佳通气参数；以及基于确定出的最佳通气参数，调整所述呼吸机的一个或多个当前操作参数以向所述患者提供通气。

条款2.根据条款1所述的方法，其中，所述预定模型是一维模型，所述方法还包括：运行具有区域顺应性的三维模拟，以验证所述一维模型的结果。

条款3.根据条款1所述的方法，其中，基于将所接收的诊断信息与所述候选结果相关联来进一步确定所述最佳通气参数。

条款4.根据条款1所述的方法，其中，使用表面法线值将所述第一肺部模型的所述肺边缘上的相应点与所述第二图像扫描的所述第二肺部模型的所述肺边缘上的相应点连接。

条款5.一种系统，包括：被配置为接收通气数据的通气通信设备；药物递送通信设备，其被配置为接收与正在向患者的药物施用相关联的药物递送信息；图像捕获设备；一个或多个传感器；存储指令的存储器；以及一个或多个处理器，其被配置为执行所述指令以执行条款1所述的方法。

进一步考虑：

在一些实施例中，本文中的任何条款可以依赖于任何一个独立条款或任何一个从属条款。在一个方面，任何条款(例如，从属或独立条款)可以与任何其他一个或多个条款(例如，从属或独立条款)组合。在一个方面，权利要求可以包括条款、句子、短语或段落中记载的部分或全部词语(例如，步骤、操作、手段或部件)。在一个方面，权利要求可以包括在一个或多个条款、句子、短语或段落中记载的部分或全部单词。在一个方面，每个条款、句子、短语或段落中的一些单词可以被删除。在一个方面，可以在条款、句子、短语或段落中添加额外的单词或元素。在一个方面，可以在不利用本文所述的某些部件、元件、功能或操作的情况下实施本主题技术。在一个方面，可以利用额外的部件、元件、功能或操作来实施本主题技术。

提供前面的描述是为了使本领域技术人员能够实践本文所述的各个方面。前面的描述提供了本主题技术的各种示例，并且本主题技术不限于这些示例。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员将是显而易见的，并且本文定义的一般原理可以应用于其他方面。因此，权利要求并不旨在局限于本文所示的方面，而是应被赋予与语言权利要求一致的全部范围，其中，除非特别声明，否则对单数形式的元件的引用不旨在表示“一个且仅一个”，而是表示“一个或多个”。除非特别声明，否则术语“一些”指一个或多个。阳性的代词(例如，他的)包括阴性和中性(例如，她的和它的)，反之亦然。标题和副标题(如果有的话)仅为了方便而使用，并不限制本公开。

本文使用的术语网站可以包括网站的任何方面，包括一个或多个网页、用于托管或存储网络相关内容的一个或多个服务器等。因此，术语网站可以与术语网页和服务器互换使用。谓词“被配置为”、“可操作为”和“被编程为”并不意味着对主语的任何具体的有形或无形修改，而是旨在可互换地被使用。例如，被配置为监测和控制操作或部件的处理器还可以表示被编程为监测并控制操作的处理器或者可操作以监测和控制操作的处理器。同样，被配置为执行代码的处理器可以被解释为被编程为执行代码或可操作以执行代码的处理器。

此处使用的术语自动可以包括计算机或机器在没有用户干预的情况下的执行；例如通过响应于计算机或机器或其他启动机制的谓词动作的指令。本文使用的“示例”一词表示“用作示例或说明”。本文中描述为“示例”的任何方面或设计不一定被解释为比其他方面或设计更优选或更有利。

诸如“方面”的短语并不意味着该方面对主题技术是必要的或者该方面适用于主题技术的所有配置。与一个方面相关的公开可以应用于所有配置或者一个或多个配置。一个方面可以提供一个或多个示例。诸如方面的短语可以指一个或多个方面，反之亦然。诸如“实施方式”的短语并不意味着这种实施方式对于主题技术是必要的，或者这种实施方式适用于主题技术的所有配置。与实施方式相关的公开可以应用于所有实施方式或者一个或多个实施方式。一个实施方式可以提供一个或多个示例。诸如“实施方式”的短语可以指一个或多个实施方式，反之亦然。诸如“配置”的短语并不意味着这种配置对于主题技术是必要的，或者这种配置适用于主题技术的所有配置。与配置相关的公开可以应用于所有配置或者一个或多个配置。配置可以提供一个或多个示例。诸如“配置”的短语可以指一个或多个配置，反之亦然。

本领域普通技术人员已知或稍后将已知的与贯穿本公开所描述的各个方面的元件的所有结构和功能等同物均通过引用明确并入本文，并并旨在被涵盖在权利要求书中。此外，不管权利要求书中是否明确记载了这种公开，本文中公开的任何内容不旨在被奉献给公众。除非使用短语“手段用于”明确记载该元件，或者在方法权利要求的情况下，使用短语“步骤用于”记载该元件，否则根据35U.S.C.§112第六段的规定不得解释任何权利要求要素。此外，在描述或权利要求中使用术语“包括”、“具有”或类似术语的情况下，该术语旨在以类似于术语“包括”的方式包括，因为“包括”在权利要求中用作过渡性词语时被解释。

Claims (5)

1.一种用于生成通气设置以调整呼吸机的操作模式的方法，包括：

接收患者的诊断信息，所述诊断信息包括所述患者肺部的第一图像扫描和第二图像扫描；

基于所述诊断信息，确定针对所述患者的肺气道树和肺边缘的第一肺部模型，所述肺气道树包括多个肺分支；

生成球形顺应体积并将其分配给所述肺气道树的每个肺分支的末端，以表示由所述肺分支馈送的一个或多个肺泡；

在基线通气条件下对确定出的第一肺部模型执行三维模拟，以允许所述第一肺部模型的每个球形顺应体积从初始状态扩张到扩张状态，在所述扩张状态中所述第一肺部模型的总体积与从所述第二图像扫描的第二肺部模型确定出的所测空气体积相匹配；

基于所述球形顺应体积从所述初始状态到所述扩张状态的扩张，确定每个球形顺应体积的体积变化；

将所述第一肺部模型中的每个球形顺应体积分配到与所述第一图像扫描相关联的所述第一肺部模型的肺边缘上的固定位置；

将所述第一肺部模型的肺边缘上的相应点与所述第二图像扫描的所述第二肺部模型的肺边缘上的相应点连接；

将确定出的每个球形顺应体积的体积变化转换为在所述初始状态下时所述球形顺应体积上的起始点与所述扩张状态下的相同点之间的第一线性位移；

对于每个球形顺应体积，将所述球形顺应体积的第一线性位移与在所述第一图像扫描和所述第二图像扫描之间测得的所述肺边缘上的对应固定位置的第二线性位移进行比较；

基于所述比较调整每个球形体积的顺应性值，直到每个球体的所述第一线性位移对应于针对所述肺边缘的所述对应固定位置测得的所述第二线性位移为止；

基于每个球形体积的所述顺应性值的调整来更新所述肺气道树的所述第一肺部模型；

接收多个候选结果，每个结果包括患者的患者诊断参数、通气治疗一段时间后所述患者的肺部治疗结果、以及所述通气治疗的对应通气参数；

将所更新的第一肺部模型与所接收的候选结果相关联，以确定最佳通气参数；以及

基于确定出的最佳通气参数，调整所述呼吸机的一个或多个当前操作参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定模型是一维模型，所述方法还包括：

运行具有区域顺应性的三维模拟，以验证所述一维模型的结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，基于将所接收的诊断信息与所述候选结果相关联来进一步确定所述最佳通气参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，使用表面法线值将所述第一肺部模型的所述肺边缘上的相应点与所述第二图像扫描的所述第二肺部模型的所述肺边缘上的相应点连接。

5.一种系统，包括：

通气通信设备，其被配置为接收通气数据；

药物递送通信设备，其被配置为接收与正在向患者的药物施用相关联的药物递送信息；

图像捕获设备；

一个或多个传感器；

存储指令的存储器；以及

一个或多个处理器，其被配置为执行所述指令以执行权利要求1所述的方法。

Images