CN116829219A - 在人工呼吸期间确定呼吸道中的呼吸气体含量的方法和呼吸设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于确定呼吸道中的呼吸气体含量的方法,所述呼吸气体含量在呼吸设备参与实施的多个呼吸之后存在于至少部分地进行人工呼吸的患者的呼吸道中,其中所述多个呼吸具有至少一个较早的呼吸量和在所述较早的呼吸量之后的至少一个后续呼吸,其中所述较早的呼吸量具有一个较早的呼吸或多个彼此跟随的较早的呼吸,其中所述方法包括通过至少一个呼吸气体流量传感器对吸气的和呼气的呼吸气体流进行定量检测(S10)和将所检测的吸气的和呼气的流量值求和为所述呼吸气体呼吸气体含量(S110),其中确定用于所述后续呼吸的呼吸道中的呼吸气体含量以呼吸气体含量初始值开始,根据在所述较早的呼吸量期间输送给所述患者的吸气的呼吸气体量与在所述较早的呼吸量期间由所述患者输出的呼气的呼吸气体量之间的呼吸气体量差将所述呼吸气体含量初始值设置为:与靠近定量地说明所述呼吸气体量差的差值相比更靠近零的重置初始值(S140);或者设置为:与靠近零相比更靠近所述差值的连续性初始值(S100)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定呼吸道中的呼吸气体含量(Atemtraktinhalt anAtemgas)的方法,所述呼吸气体含量在呼吸设备参与实施的多个呼吸之后存在于至少部分地进行人工呼吸的患者的呼吸道中,其中多个呼吸具有至少一个较早的呼吸量或至少一个跟随较早的呼吸量的后续呼吸。较早的呼吸量具有一个较早的呼吸或多个彼此跟随的较早的呼吸。所述方法包括通过至少一个呼吸气体流量传感器对吸气的和呼气的呼吸气体流进行定量检测,并且所述方法包括将所检测的吸气的和呼气的流量值求和得出呼吸气体呼吸气体含量。
本发明还涉及一种用于对患者至少部分地进行人工呼吸的呼吸设备,所述呼吸设备构成用于实施当前描述的方法。
背景技术
原则上,呼吸设备的呼吸气体体积通过所检测的呼吸气体流在令人感兴趣的时间上(基于使用通常数字积分的数字数据处理)的积分来求取。因此,通过所检测的吸气的呼吸气体流、即朝向患者流动的呼吸气体流从吸气过程开始至其结束的积分,在呼吸设备处求取所施用的吸气的呼吸气体量。同样,能够通过所检测的呼气的呼吸气体流在呼气过程的持续时间内、即从呼气过程的开始至其结束的积分来求取由患者输出的呼气的呼吸气体量。
了解例如吸气的呼吸气体体积对于呼吸设备的控制能够是非常重要的,以便查明是否已经向患者施用由治疗人员确定的潮气量(所述潮气量在体积相关的呼吸控制中是每次呼吸待施用的呼吸气体量)。如果是这种情况,那么例如将在体积相关地受控的呼吸模式中运行的呼吸设备从吸气转换到呼气。
通常对呼吸气体流连续地进行检测和积分,以便了解分别在一个时间点在患者的呼吸道中存在的或剩余的呼吸气体。在此,吸气的和呼气的呼吸气体流由于其相反的方向,即一个朝向患者而一个远离患者,通过不同的数学符号来区分。因此,在对呼吸气体流进行积分时,在吸气过程期间首先在数值上累积并且紧接着在随后的呼气过程期间再次在数值上减少患者中的吸气的呼吸气体量。
理想地,在呼气阶段期间,流动远离患者的呼吸气体量与先前在吸气阶段中朝向患者流动的呼吸气体量相同。然而无论是由于校准缺陷还是由于能够在方向方面不对称的检测精度中显示出来的制造精度,能够出现,呼吸设备中的流量传感器在相反的流动方向上以不同的精度检测呼吸气体流。例如,校准缺陷可能因流量传感器承受呼吸气体中的在流量传感器的区域中凝结的湿气负荷而产生。通过增加的或改变的湿气负荷,流量传感器越来越多地或以改变的程度偏离其校准。湿气能够不同程度地凝结在流量传感器、尤其压差流量传感器的上游和下游,从而是在呼吸气体的流动方向方面不对称的检测特性的原因。
随后,结果是代表呼吸体积的传感器信号的在多个呼吸上观察到的漂移。由于所述漂移,传感器信号随着时间前进在数值上越来越多地偏离理论上的无错误的传感器信号。
为了避免这种漂移,现有技术的一些呼吸设备构成用于,与用于上一个呼吸的呼吸气体含量的检测结果不相关地为每个呼吸单独地确定患者的呼吸道中的呼吸气体含量(呼吸气体-呼吸气体含量)。在连续地检测呼吸气体呼吸气体含量的情况下,这对应于在较早的呼吸结束时将所检测的呼吸气体含量重置为零,使得用于后续呼吸的呼吸气体含量的检测在零处开始。
借此,虽然能够避免所描述的漂移,然而存在如下危险:吸气的和呼气的呼吸气体体积的汇总的检测的这种定期的重置遮盖对于评估呼吸过程重要的其他事件,例如所谓的“呼吸叠加(breath stacking)”,例如通过“双重触发(double triggering)”或通过短的呼气来触发,这在德语中能够理解为“Atemstapelung(呼吸叠加)”。在所述事件中,在两个触发的吸气过程之间不发生或仅发生不完整的呼气,使得在不完整的呼气之后的后续呼吸中,在呼吸设备处预设的潮气量重新施用到在患者的呼吸道中作为呼吸气体含量剩余的明显的呼吸气体剩余量上。因为由于在检测呼吸气体体积时重置为零而没有识别到在较早的呼吸的不完整的呼气过程结束时在患者的呼吸道中剩余的呼吸气体含量,所以在后续呼吸中借助潮气量的施用在患者的呼吸道中产生不期望地高的呼吸气体压力和不期望地高的呼吸气体体积,这对于患者极少是不舒适的,然而意味着不期望的医学风险。
从US 8757152 B1中已知基于当前的呼吸过程的呼吸参数推断出现吸气过程的双重触发(“double triggering”)的不同方法。然而,所述方法对跟随较早的呼吸的后续呼吸中的呼吸气体呼吸气体含量的确定具有影响。
发明内容
因此,本发明的目的是改进开头提及的用于确定呼吸气体-呼吸气体含量的方法和构成用于实施所述方法的呼吸设备,使得能够足够安全地避免代表患者的呼吸气体-呼吸气体含量的传感器信号的漂移,而由此不隐藏医学上重要的呼吸叠加。
本发明关于开头提及的方法通过如下方式实现所述目的:根据在较早的呼吸量期间输送给患者的吸气的呼吸气体量与在较早的呼吸量期间从患者输出的呼气的呼吸气体量之间的呼吸气体量差,将呼吸气体含量初始值设置为与靠近定量地说明呼吸气体量差的差值相比更靠近零的重置初始值或设置为与靠近零相比更靠近差值的连续性初始值,通过所述呼吸气体含量初始值开始进行后续呼吸的呼吸气体呼吸气体含量的确定。因此,例如当呼吸气体量差在数值上小、例如小于差阈值时,能够将重置初始值设置为呼吸气体含量初始值。这应该是人工呼吸的通常情况,使得能够通过使用重置初始值防止所描述的漂移。此外,当呼吸气体量差在数值上大、例如大于差阈值时,能够将连续性初始值设置为呼吸气体含量初始值。这实现:观察到反映在由患者接收和输出的呼吸气体量中的异常的呼吸事件,并且尽管如此仍然避免不期望的信号漂移。
因此,吸气的和呼气的呼吸气体量彼此之间的小的数值上的偏差能够被调平或隐藏,而对于考虑而言将在数值上足够大的偏差作为初始值传递到用于后续呼吸的呼吸气体-呼吸气体含量的确定中。因此,在确定用于后续呼吸的呼吸气体-呼吸气体含量时,考虑患者的呼吸道在后续呼吸开始时已经部分地用呼吸气体填充。
用术语“呼吸道”表示患者的上呼吸气道和下呼吸气道。通常称为“肺”的身体器官属于下呼吸气道。
优选地,在多个呼吸内的吸气的和呼气的呼吸气体流的求和是收支性求和(bilanzielle Summation),在所述收支性求和中,考虑具有不同的数学符号的相反地取向的呼吸气体流。例如,输送给患者的所有呼吸气体流能够是正的,而远离患者流动的所有呼吸气体流能够是负的。对具有不同的符号的呼吸气体流进行的持续的求和引起,将同一呼吸部段、如吸气过程的相同取向的呼吸气体流求和得出在数值上变得越来越大的吸气的呼吸气体体积,并且所述呼吸气体体积在随后的作为另一呼吸部段的、具有在呼气过程中彼此间相同地取向然而与之前的吸气过程相反地取向的呼吸气体流的呼气过程中通过具有相反的符号的继续求和的呼吸气体流在数值上再次减小。在呼吸期间的任何时间点,如此确定的呼吸气体体积足够精确地表明患者的当前的呼吸气体呼吸气体含量。如果呼吸气体呼吸气体含量的确定在由呼吸设备辅助的第一呼吸开始时以初始的呼吸气体呼吸气体含量开始,那么在至今经历过的多个呼吸气体进程上求取的呼吸气体-呼吸气体含量表明相对于初始的呼吸气体-呼吸气体含量的变化。因为确定除人工呼吸外在患者的呼吸道中存在的呼吸气体-呼吸气体含量结合有显著的耗费,所以所提及的初始的呼吸气体-呼吸气体含量通常是零。因此,借助当前提出的方法确定的呼吸气体呼吸气体含量优选是除了通常未知的初始的呼吸气体呼吸气体含量之外的呼吸气体呼吸气体含量。也就是说,呼吸气体呼吸气体含量表明通过呼吸设备在呼吸治疗期间总体上移动的呼吸气体量的如下部分,所述部分当前剩余在患者的呼吸道中。
差值定量地表明在较早的呼吸量中总体上输送的吸气的呼吸气体量与在同一较早的呼吸量中从患者总体上流出的呼气的呼吸气体量之间的呼吸气体量差,这在忽略可能的泄漏损失的情况下在呼吸设备的阀和引导呼吸气体的管路中以及可选地也在呼吸道本身的区域中对应于在较早的呼吸量结束时在患者的呼吸道中存在的呼吸气体-呼吸气体含量。
为了澄清,根据本申请的呼吸包括至少一个吸气过程,通常也包括呼气过程。如上所述,由于呼吸叠加或双重触发,呼气过程能够是不完整的,其中呼气过程的完全停止也属于呼气过程的不完整。
原则上能够考虑,在与接近差值相比更接近零的预先确定的值范围中选择重置初始值。对应的情况作必要的修改后适用于连续性初始值,所述连续性初始值能够在与接近零相比更接近差值的预先确定的值范围中选择。为了完全地和安全地避免漂移,初始重置初始值优选是零。附加地或替选地,连续性初始值优选是差值,以便保证用于后续呼吸的呼吸气体含量初始值的确定以在对于后续呼吸而言前一个的较早的呼吸量结束时的呼吸气体含量-呼吸气体量作为初始值开始。呼吸气体流的经由呼吸极限继续进行积分使得用于后续呼吸的呼吸气体含量初始值的确定以对于后续呼吸而言前一个的较早的呼吸量结束时的呼吸气体含量-呼吸气体量作为初始值开始,就本申请而言是将呼吸气体含量初始值设置为差值。
优选地,在对患者进行统一的、连贯的呼吸治疗期间重复地确定呼吸气体含量初始值,以便在人工呼吸的尽可能长的时间段期间隐藏漂移误差,然而在此也不隐藏呼吸叠加。
原则上还能够考虑,仅分别在预定数量的呼吸之后修正可能的漂移,使得较早的呼吸量能够包括彼此紧随的多个较早的呼吸。后续呼吸跟随较早的呼吸,对于所述后续呼吸应确定呼吸气体含量初始值。然而,如果较早的呼吸量包含过多的呼吸,那么在这些许多的呼吸上求和的漂移误差能够在呼吸叠加的情况下在除此之外无漂移地检测呼吸气体呼吸气体含量时仅能够困难地从而借助不期望地高的误差率来区分。
为了保证用于确定后续呼吸的呼吸气体含量初始值的漂移误差可足够明显地与呼吸叠加的影响区分,根据本发明的一个优选的改进方案,对于多个彼此跟随的呼吸适用的是,较早的呼吸量包含恰好一个较早的呼吸。这实现另一有利的改进方案:对于多个较早的呼吸中的每个较早的呼吸,根据呼吸气体量差确定用于相应的后续呼吸的呼吸气体含量初始值。在这种情况下,在呼吸气体含量初始值的确定中作为后续呼吸的呼吸在呼吸气体含量初始值的后续确定中分别是较早的呼吸。
在所述方法的简单的、但是鲁棒的设计方案中,能够使用差值本身作为标准,以便决定是否将重置初始值或连续性初始值设置为呼吸气体含量初始值。决定呼吸气体含量初始值的设计方案中的更大的自由度从而结果是在确定呼吸气体呼吸气体含量时更高的精度能够通过如下方式获得:所述方法附加地包括求取决定值,其中决定值代表呼吸气体量差。
在此,决定值定性地或间接地代表呼吸气体量差就足够了。例如,决定值能够根据较早的呼吸量的至少一个吸气过程的持续时间与至少一个呼气过程的持续时间的差来评估呼吸气体量差以及从所提及的持续时间的差推断出所属的吸气的和呼气的呼吸气体量的差。决定值能够是较早的呼吸量的至少一个吸气过程的持续时间和至少一个呼气过程的持续时间的预先确定的函数。决定值例如能够与较早的呼吸量的至少一个吸气过程的持续时间和至少一个呼气过程的持续时间的商成比例。
当决定值代表差值时,能够对一个或另一呼吸气体含量初始值做出特别精确的决定。决定值能够是差值的预先确定的函数。决定值的有利的设计方案在下文中讨论。于是,在确定呼吸气体含量初始值时,能够根据决定值将重置初始值或连续性初始值确定为呼吸气体含量初始值。
因此,如果如上所述对于多个彼此跟随的呼吸适用的是,较早的呼吸量包含恰好一个较早的呼吸,那么能够为多个较早的呼吸中的每个较早的呼吸求取决定值并且根据相应的决定值为跟随多个较早的呼吸中的一个较早的呼吸的每个后续呼吸确定呼吸气体含量初始值。
使用与差值在数值上不同的但是代表差值的决定值例如实现:以对于决定值的说服力有利的方式将差值与在较早的呼吸量期间总体上运动的呼吸气体量关联。因为呼吸治疗的给定的绝对的参数、例如以秒为单位的部分呼吸持续时间或者在体积、质量或重量方面的差值在医学上根据所述参数是否在进行人工呼吸的儿童或进行人工呼吸的成人中出现而不同地评估。
优选地,决定值将差值与在较早的呼吸量期间输送给患者的吸气的呼吸气体量关联。因此,决定值能够与差值和在呼吸设备参与在较早的呼吸量期间输送给患者的吸气的呼吸气体量的商成比例。比例因子能够根据分别使用的呼吸设备的特性来选择,例如在考虑到在每个呼吸中发生的泄漏损失的情况下来选择。然而,对于比例因子选择值1就足够了,使得决定值等于上文中提及的商。作为商也适用的其倒数,所述倒数具有相同的信息内容从而具有相同的说服力。如上文中已经表明的那样,决定值能够是差值本身,尽管这出于上述原因不是优选的。
根据决定值确定呼吸气体含量初始值能够以有利的方式包括将决定值与预定的决定阈值进行比较,其中根据比较的结果来确定呼吸气体含量初始值。能够根据在所使用的呼吸设备处的实验顺序来选择决定阈值,使得不期望地假阳性地识别到的然而实际上未出现的呼吸叠加或/和不期望地假阴性地保持未被识别的实际的呼吸叠加的误差率尽可能低。
在优选重复确定在人工呼吸期间呼吸气体含量初始值的情况下,能够出现伪影,所述伪影随着时间进行描绘实际上在人工呼吸期间运动的呼吸气体量的越来越不真实的图像。
例如,申请人从医学观察中得知,呼吸叠加不能够任意频繁地相继出现,因为患者的身体上受限的呼吸道体积使如下变得不可能:对不完整地呼气的患者任频繁地相继施用在呼吸设备处设定的潮气量。因此,在当前提出的方法中能够提出,如果先前在彼此跟随地确定呼吸气体含量初始值的次数为预定的第一数量时每次将连续性初始值确定为呼吸气体含量初始值,那么在对于不同的呼吸多次确定呼吸气体含量初始值时与呼吸气体量差不相关地、尤其与决定值不相关地将重置初始值设置为呼吸气体含量初始值。在至今为止的研究中,4证实为合适的预先确定的第一数量,尽管第一数量也能够是3或5或甚至6。
在在生理学上无法过于频繁地施用潮气量并且在此期间没有充分的呼气的相同的方面下,如果先前在预先确定的第二数量的对呼吸气体含量初始值的确定内,已经引起连续性初始值的确定的数量达到或超过预先确定的比例阈值,能够与呼吸气体体积差不相关地、尤其与决定值不相关地将重置初始值设置为呼吸气体含量初始值,其中比例阈值小于第二数量。同样,第二数量优选大于第一数量。比例阈值能够是百分比阈值或绝对阈值。例如,比例阈值能够是50%,或者比例阈值能够是在确定的第二数量为10时的5个确定。在百分比地限定的比例阈值的情况下,能够在引起实施所提出的方法的数据处理程序中以比绝对限定的比例阈值更少的耗费来改变作为参考变量的确定的第二数量。
同样,替选地或优选附加地能够提出,如果在预定数量的先前实施的呼吸内适用的是,第一呼吸气体含量差和与第一呼吸气体含量差不同的第二呼吸气体含量差的商达到或超过预先确定的商阈值的频率达到或超过频率阈值,那么与呼吸气体量差不相关地、尤其与决定值不相关地将重置初始值确定为呼吸气体含量初始值。第一呼吸气体含量差优选是所确定的呼吸结束时的呼吸气体-呼吸气体含量与在所确定的呼吸之前发生的较早的呼吸量结束时的呼吸道中的呼吸气体含量之间的差。第二呼吸气体含量差优选是所确定的呼吸的吸气阶段结束时的呼吸道中的呼吸气体含量与在所确定的呼吸之前发生的较早的呼吸量结束时的呼吸道中的呼吸气体含量之间的差。以等式来表示的话,这对于优选的实施例意味着:
增量符或计数符i涉及所考虑的随后的呼吸,即在上述术语中涉及在预定数量的先前实施的呼吸内所确定的呼吸。所确定的呼吸可自由选择,然而不应该是呼吸过程的第一呼吸,因为在所述呼吸之前必须发生一个呼吸。优选地,所确定的呼吸在后续呼吸前一刻发生的呼吸。
因此,增量符或计数符i-1涉及在所确定的呼吸前一刻发生的较早的呼吸量、尤其前一刻发生的较早的呼吸。在等式1中,Vendexp,i表示在所确定的呼吸结束时、即在所确定的呼吸的呼气阶段结束时的呼吸气体-呼吸气体含量;Vendexp,i-1表示在所确定的呼吸之前发生的较早的呼吸量尤其较早的呼吸结束时、即又在呼气阶段结束时的呼吸气体-呼吸气体含量;Vendinsp,i表示后续呼吸的吸气阶段结束时的呼吸气体-呼吸气体含量,并且QS是商阈值。商阈值能够基于实验研究来求取。所述商阈值优选处于0.1和0.3之间、优选地处于0.15和0.25之间并且特别优选为0.2。
作为百分比阈值,频率阈值能够为大约40%至80%。优选地,频率阈值优选处于40%和60%之间的范围内、特别优选为50%。
预定的频率能够在5个和20个呼吸之间、优选在8个和15个呼吸之间、特别优选为10个呼吸。
呼吸气体-呼吸气体含量的错误评估的另一可行性能够基于在人工呼吸期间进行的呼气末正压(PEEP=Positive End-Expiratory Pressure(呼气末正压))的改变。由于气体的压力与体积之间的已知的关联,PEEP的改变也意味着呼气末呼吸气体-呼吸气体含量的改变。为了有利地避免通过PEEP的改变引起的对呼吸气体-呼吸气体含量的错误评估,在所提出的方法的范围内能够提出,如果在当前确定呼吸气体含量初始值之前的预定的时间段内已经检测到PEEP的定量改变,那么与呼吸气体量差不相关地、尤其与决定值不相关地将重置初始值确定为呼吸气体含量初始值。预定的时间段能够关于参考时间段相对地限定。预定的时间段或/和参考时间段能够绝对地限定为以秒、分钟等为单位的时间段。然而,预定的时间段或/和参考时间段同样能够在函数上、例如通过预定数量的较早的呼吸或呼吸部段的持续时间来限定。呼吸部段例如能够是呼吸的吸气阶段或呼气阶段。
此外,在人工呼吸期间、尤其在呼吸叠加之后,但是除此之外也偶尔出现超出平均值的深的呼气过程,在所述呼气过程中,患者与其在先前的吸气阶段期间所接收的呼吸气体输出更多的呼气的呼吸气体。在具有超出平均值的呼气的呼吸气体体积的这种深的呼气之后,患者的呼吸道极大可能地并非在医学上临界的范围中用呼吸气体部分填充。因此,如果对于在当前的后续呼吸(针对其已经确定呼吸气体含量初始值)前一刻发生的两个较早的呼吸量中的至少一个呼吸量、尤其对于前一刻发生的两个较早的呼吸中的至少一个呼吸求取出,较早的呼吸量的从所检测的呼气的呼吸气体流中求取的呼气的呼吸气体体积在数值上大于同一个较早的呼吸量的从吸气的呼吸气体流中求取的吸气的呼吸气体体积,那么与呼吸气体量差不相关地、尤其与决定值不相关地将重置初始值确定为呼吸气体含量初始值。这在一个优选的实施方式中一方面意味着,在上文中提及的深呼气的下一刻,呼吸气体含量的确定能够以重置初始值开始,因为在这种情况下不面临呼吸叠加。这在一个优选的实施方式中另一方面意味着,如果在不完整的呼气前一刻已经发生深呼气,那么呼吸气体含量的确定才能够在不完整的呼气本身下一刻以重置初始值开始。虽然在所提及的第二种情况下发生呼吸叠加,但是其是在先前过呼气的呼吸道处发生,使得即使在由于呼吸叠加而引起的不完整的呼气之后,也不担心呼吸道的过度负荷。
为了简化地监控呼吸过程,能够将呼吸道中的呼吸气体含量以图形方式作为时间的函数输出给输出设备。
上文中提及的客观的技术目的也通过一种用于对患者至少部分地进行人工呼吸的呼吸设备实现,所述呼吸设备包括:
-呼吸气体源装置,所述呼吸气体源装置提供吸气的呼吸气体以对患者进行人工呼吸,
-流动改变设备,所述流动改变设备构成用于,产生和在数值上改变吸气的呼吸气体流,
-呼吸气体管路装置,所述呼吸气体管路装置具有在运行时更靠近患者的近端的纵向端部和在运行时更远离患者的远端的纵向端部,以便将吸气的呼吸气体流从呼吸气体源装置朝向患者输送,
-流量传感器装置,所述流量传感器装置构成用于,在数值上检测吸气的呼吸气体流以及呼气的呼吸气体流,
-控制设备,所述控制设备具有数据存储器,其中控制设备以信号传输的方式与数据存储器和流量传感器装置连接,并且所述控制设备构成用于控制流动改变设备的运行功率,以改变吸气的呼吸气体流,
其中,控制设备构成用于,实施上文中描述的和有利地改进的方法。控制设备能够具有集成有电路的处理器和数据存储器与存储在其上的、能够由处理器调用的和处理的程序,其中通过处理器执行程序来执行上述方法。
呼吸设备的呼吸气体源装置作为呼吸气体源能够具有抽吸开口,通过所述抽吸开口能够从预先确定的气体储备抽吸环境空气或气体。呼吸气体源装置能够附加地或替选地具有气体储备作为呼吸气体源,例如作为储备容器或作为用于连接供给管路的连接组成,所述供给管路将呼吸设备与本地安装的气体储备连接,如在诊所中通常是这种情况。为了提供将不同的气体混合成呼吸气体的可行性,呼吸气体源装置能够具有多个单一的呼吸气体源,如上文中所提及的那样。在此,不同的待混合的气体由于其个性化的提供和释压而能够具有不同的温度或/和不同的湿度。为了确保吸气的呼吸气体实际上以一次性设定的湿度到达患者,特别优选在吸气方向上在优选存在的加湿设备下游不再给从加湿设备流出的呼吸气体流添加呼吸气体组成部分。
流量传感器装置能够具有一个或多个流量传感器,例如分别用于吸气的和用于呼气的呼吸气体流。优选地,流量传感器装置包括仅一个流量传感器,以便检测吸气的和呼气的呼吸气体流。所述流量传感器优选近端地设置在呼吸气体管路装置与患者接口之间,但是也能够远端地容纳在呼吸设备的壳体中,在所述壳体中例如也容纳有流动改变设备。为了实现更高的过程可靠性,呼吸设备也能够具有多个流量传感器,例如呼吸设备的壳体中的远端的流量传感器和靠近患者的近端的流量传感器,所述流量传感器分别检测吸气的和呼气的呼吸气体流。
优选地,呼吸设备具有压力传感器装置,所述压力传感器装置同样能够具有一个或多个压力传感器,以便测量吸气的或/和呼气的呼吸气体的压力。
优选地,流量传感器装置包括压差流量传感器,使得借助压差流量传感器在检测呼吸气体流的位置处也可以检测相应存在的呼吸气体压力。特别优选地,流量传感器装置是近端的靠近患者的流量传感器装置。例如,用于检测呼吸气体流以确定呼吸气体含量初始值的近端的流量传感器装置远离患者的嘴不超过80cm、优选不超过50cm。近端的流量传感器装置比远端的远离患者的流量传感器装置具有更好的同步性,从而允许对吸气过程的由患者引起的触发、即患者的吸气努力进行更精确的检测。
优选地,呼吸设备、尤其控制设备也包括时间测量设备,以便能够求取呼吸治疗期间的过程和子过程的持续时间。
为了实现所确定的呼吸气体呼吸气体含量的作为时间的函数的图形输出,呼吸设备优选具有图形输出设备、例如监视器或触摸屏。控制设备随后优选构成用于在输出设备处以图形方式输出作为时间的函数的所确定的呼吸气体-呼吸气体含量。
为了给陪伴患者的人工呼吸的治疗师提供快速地且可靠地识别潜在的临界的呼吸叠加的简单的可行性,如果将连续性初始值设置为呼吸气体含量初始值,那么呼吸道中的呼吸气体含量在输出设备处作为时间的函数的图形输出能够包括如下措施:改变呼吸气体含量的作为时间的函数的图形输出。
图形输出的改变能够是呼吸气体含量的作为时间的函数的图形的改变,例如线颜色或/和线宽、例如更细的与更粗的线宽之间的改变,或/和线类型、例如在点线或/和虚线或/和实线之间的改变。
附加地或替选地,图形输出的改变能够是背景的至少一个部段的改变,在所述背景上输出呼吸气体含量的作为时间的函数的图形。例如,能够改变背景的颜色或/和纹理,例如在阴影线与单色之间改变。在此要么能够改变整个背景,要么能够仅在图形与参考线、例如呼吸气体含量的零线之间改变。
原则上,图形输出的改变能够是整个图形输出的改变,也能够是如下部分,所述部分描述过去的呼吸气体含量的时间的变化过程。这尤其、但并非仅仅适用于背景的改变。
简化地识别到呼吸叠加已发生并且也识别到这何时发生对于陪伴的治疗师而言能够以有利的方式通过如下方式实现:图形输出中的改变仅自选择连续性初始值作为呼吸气体含量初始值的时间点开始才实施,并且仍然示出的已经输出的图形内容保持不变。呼吸设备对应地构成用于执行所述改变的图形输出。
为了输入数据并且更一般地为了输出数据,呼吸设备优选包括能够由控制设备控制的输入/输出设备,其也包括上文中提及的图形的输出设备。输入/输出设备能够包括多个按键、旋转开关、触摸屏、扬声器、发光机构等。同样,呼吸设备能够具有数据接口或/和数据传输线路,以便从其他设备获得数据或/和将数据传输给所述其他设备。数据接口能够是插座、无线电天线、插头等。
原则上,呼吸设备优选构成用于,根据不同的呼吸模式给患者进行人工呼吸,治疗医生在设定呼吸设备时能够从所述呼吸模式中进行选择。例如,呼吸设备能够以体积相关地受控或压力相关地受控的方式对患者进行人工呼吸。因为呼吸叠加或双重触发主要在执行辅助性的或辅助呼吸模式时出现,在所述辅助性的或辅助呼吸模式中,患者能够通过吸气努力触发随后由呼吸设备辅助的人工吸气,所以呼吸设备优选构成用于:在辅助呼吸模式中执行人工呼吸,在所述辅助呼吸模式中,控制设备检测进行人工呼吸的患者的吸气努力并且由于对吸气努力的检测而操控流动改变设备;经由呼吸气体管路装置向患者施用吸气的呼吸气体量。例如,能够通过监控呼吸气体管路装置中的呼吸气体流或/和呼吸气体压力的突然的典型的改变来检测吸气努力。
为了减轻所不期望的呼吸叠加或双重触发的影响,控制设备优选构成用于,基于根据所述方法确定的呼吸气体含量初始值或/和基于所确定的呼吸道中的呼吸气体含量来识别不完整的呼气。如果将连续性初始值设置为呼吸气体含量初始值,那么能够简单且安全地通过超过在随后的吸气期间的呼吸气体-呼吸气体含量的一个或多个阈值识别不完整的呼气。优选地,控制设备构成用于,当控制设备识别到不完整的呼气时,改变呼吸模式、尤其在体积相关地受控的呼吸模式与压力相关地受控的呼吸模式之间变换。在此,特别令人感兴趣的是,将体积相关地受控的呼吸模式变换至压力相关地受控的呼吸模式,其中所述体积相关地受控的呼吸模式将面临“过度填充”不完整地呼气的呼吸道,而所述压力相关地受控的呼吸模式例如控制到在吸气期间待达到的呼吸气体压力值上并且不控制到预先确定的潮气量的输送上。
先前所述的呼吸气体量能够是呼吸气体的质量、重量或体积。优选地,呼吸气体量如在医学呼吸技术中优选的和常用的那样是呼吸气体体积。
附图说明
下面根据附图详细阐述本发明。附图示出:
图1示出根据本发明的布置好用于患者的人工呼吸的呼吸设备的示意图,并且
图2示出人工呼吸的患者的呼吸气体-呼吸气体含量的时间变化曲线的图形输出,一次借助传统的确定方法创建并且一次借助当前提出的方法创建,以及
图3示出当前提出的方法的根据本发明的实施方式的过程的流程图。
具体实施方式
在图1中,呼吸设备的根据本发明的实施方式通常用10表示。在所示出的示例中,呼吸设备10用于对优选人类患者12进行人工呼吸。
呼吸设备10具有壳体14,在所述壳体中构成有抽吸开口15,并且(由于不透明的壳体材料而从外部不可见地)容纳有流动改变设备16和控制设备18。抽吸开口15允许流动改变设备16从呼吸设备的外部环境U抽吸环境空气,并且在通过过滤器进行实质上已知的清洁之后作为呼吸气体输送给患者12。因此,抽吸开口15就本申请而言是呼吸气体源装置。
环境温度传感器17能够处于抽吸开口15中,所述环境温度传感器测量环境U的空气的温度并且传递给控制设备18。
流动改变设备16以实质上已知的方式构造并且能够具有泵或/和压缩机或/和风扇或/和压力容器或/和减压阀等。呼吸设备10还以实质上已知的方式具有吸气阀20和呼气阀22。
控制设备18通常实现为计算机或微处理器。所述控制设备包括在图1中用19表示的数据存储器,以便能够存储和在需要时调用对于呼吸设备10的运行必要的数据。数据存储器19也能够在网络运行中也处于壳体14外部并且通过数据传输连接与控制设备18连接。数据传输连接能够通过电缆或无线电链路形成。然而,为了防止数据传输连接的干扰能够影响呼吸设备10的运行,数据存储器19优选集成到控制设备18中或者至少与所述控制设备容纳在相同的壳体14中。
为了将数据输入到呼吸设备10中或更确切地说输入到控制设备18中,呼吸设备10能够具有输入设备24,所述输入设备在图1中所示出的示例中通过键盘代表。如下文中还将阐述的那样,键盘不一定是控制设备18的唯一的数据输入端。实际上,除了键盘外或替选于键盘,控制设备18能够经由不同的数据输入端获得数据,例如经由网络线路、无线电链路或经由传感器接口26获得数据。
为了将数据输出给进行治疗的治疗师,呼吸设备10能够具有输出设备28,在所示的示例中为监视器。
为了进行人工呼吸,患者12经由呼吸气体管路装置30与呼吸设备10、更确切地说与壳体14中的流动改变设备16连接。为此借助于作为患者接口31的气管内导管对患者12进行插管。患者接口31的近端的纵向端部31a将吸气的呼吸气体流AF输出到患者12的呼吸道12a中。呼气的呼吸气体流EF也通过近端的纵向端部31a流入到呼吸气体管路装置30中。
患者12的呼吸道12a包括其上呼吸气道12a1和其下呼吸气道12a2。通常称为“肺”的身体器官属于下呼吸气道12a2。
患者接口31的远端的纵向端部31b构成用于与呼吸气体管路装置30连接。患者接口自沿着吸气方向位于下游的位置31c直至近端的纵向端部31a由患者12的身体包围。这暗示患者接口31从其远端的纵向端部31b直至位置31c暴露于外部环境U,并且与所述外部环境处于主要是对流式的热传递连接。
呼吸气体管路装置30具有吸气软管32,新鲜的呼吸气体能够经由所述吸气软管从流动改变设备16引导到患者12的呼吸道12a中。吸气软管32能够是中断的并且具有第一吸气软管34和第二吸气软管36,在所述第一吸气软管与所述第二吸气软管之间能够设有加湿设备38以有针对性地进行加湿并且可选地也用于对输送给患者12的吸气的呼吸气体进行调温。加湿设备38能够与外部的液体储备40连接,经由所述液体储备能够将用于加湿的水或例如用于抑制炎症或扩宽呼吸气道的药物输送给加湿设备38。在使用当前的呼吸设备10作为麻醉呼吸设备时,能够以所述方式将易挥发的麻醉剂受控地经由呼吸设备10输出给患者12。加湿设备38确保将新鲜的呼吸气体以预定的湿度(可选地在添加药物气雾的情况下)以及以预定的温度输送给患者12。
在本示例中,第二吸气软管36可通过管路加热设备37进行电加热。管路加热设备37可通过控制设备18操控以运行。与所提到的不同,第一吸气软管34也能够是可加热的,或/和至少一个软管34或/和36能够通过不同于电管路加热设备37的设备加热,例如通过具有热交换介质的冲洗来加热。
除已经提及的吸气阀20和呼气阀22以外,呼吸气体管路装置30还具有呼气软管42,经由所述呼气软管,代谢的呼吸气体作为呼气的呼吸气体流EF从患者12的呼吸道12a被吹出到外部环境U中。
在呼吸气体管路装置30的远端的纵向端部30b处,吸气软管32与吸气阀20耦联,并且呼气软管42与呼气阀22耦联。优选地,这两个阀中的分别仅一个阀同时打开以使气流通过。阀20和22的操纵控制同样通过控制设备18进行。
在呼吸周期期间,首先在吸气阶段的持续时间内,关闭呼气阀22并且打开吸气阀20,使得新鲜的吸气的呼吸气体能够从壳体14引导至患者12。新鲜的呼吸气体的流动通过借助于流动改变设备16有针对性地提高呼吸气体的压力引起。由于压力提高,新鲜的呼吸气体流动到患者12的呼吸道12a中,并且在那里克服靠近呼吸道的身体部分的个体化的弹性而扩张靠近呼吸道的身体区域、即尤其胸腔。由此,患者12的呼吸道12a内部中的气压也升高。
在吸气阶段结束时,关闭吸气阀20并且打开呼气阀22。呼气阶段开始。由于存在于患者12的呼吸道12a中的呼吸气体的直至吸气阶段结束都提高的气体压力,所述呼吸气体在打开呼气阀22之后流动到外部环境U中,其中患者12的呼吸道12a中的气体压力随着流动持续时间的继续进行而减小。如果呼吸道12a中的气体压力达到在呼吸设备10处设定的呼气末正压(PEEP)、即比大气压略微更高的压力,那么呼气阶段以呼气阀22的关闭而结束并且随后是另一呼吸周期。
在吸气阶段期间,示例性地在体积相关地受控的辅助式呼吸模式中,给患者12输送针对患者12设定的呼吸潮气量,即每个呼吸的呼吸气体体积。呼吸潮气量乘以每分钟的呼吸周期的数量、即乘以呼吸频率,得出当前执行的人工呼吸的分钟体积。
优选地,呼吸设备10、尤其控制设备18构成用于在呼吸运行期间重复地更新或求取表征呼吸设备10的呼吸运行的呼吸运行参数,以便保证呼吸运行在任何时间点都尽可能最佳地与分别待进行呼吸的患者12相配合。特别有利地,借助呼吸频率来确定一个或多个呼吸运行参数,使得能够为每个呼吸周期提供当前的从而最加地匹配于患者12的呼吸运行参数。
为此,呼吸设备10能够与监控患者的状态或/和呼吸设备10的运行的一个或多个传感器以数据传输的方式连接。作为这种传感器,呼吸设备10具有近端的压差流量传感器44,所述压差流量传感器在数值上检测在呼吸气体管路装置30中存在的呼吸气体流、更确切地说吸气的呼吸气体流AF和呼气的呼吸气体流EF。近端的压差流量传感器44借助于传感器线路装置46与控制设备18的数据输入端26耦联。传感器线路装置46能够但并非必须包括电信号传输线路。所述传感器线路装置同样能够具有如下软管线路,所述软管线路将在流动方向上存在于压差流量传感器44的流动阻力两侧的气体压力传递给数据输入端26,所述气体压力在该处由压力传感器27量化。
更确切地说,在优选的实施例中的呼吸气体管路装置30在其近端的纵向端部区域30a处具有单独构成的Y形管路部段47,所述Y型管路部段在其远端的端部区域处与第二吸气软管36和呼气软管42连接并且在其近端的端部区域处与近端的流量传感器44连接。
近端的流量传感器44在其近端的端部区域处具有耦联组成44a,也能够是面罩而不是管的患者接口31可借助于所述耦联组成与近端的流量传感器44从而与呼吸气体管路装置30耦联。
第二吸气软管36能够在其近端的纵向端部区域处具有近端的温度传感器48,所述温度传感器在第二吸气软管36中尽可能靠近患者12测量呼吸气体流AF的温度并且传递给控制设备18。
仅为了完整性起见,应指出的是,根据本发明的呼吸设备10能够作为移动式的呼吸设备10容纳在可滚动的支架50上。
在图2中示例性地示出患者12在多个呼吸中的呼吸气体量收支的图形输出。图2的坐标系的横坐标表明以秒为单位的时间,纵坐标表明当前在患者12处剩余的呼吸气体量、即呼吸气体-呼吸气体含量作为以毫升为单位的呼吸气体体积。
图形52示出用于将当前在患者12处作为呼吸气体-呼吸气体含量剩余的呼吸气体量确定为呼吸气体量收支的传统的方法的结果。在患者12的呼吸气体-呼吸气体含量的传统确定中,呼吸气体量收支的初始量值在每个呼吸之前由控制设备18重置为零,以便防止信号52的漂移。这种漂移可能因压差流量传感器44的不正确的校准或/和生产公差引起。生产公差能够产生如下影响:压差流量传感器44对于数值上同一呼吸气体流输出或产生在吸气和呼气方面彼此在数值上略微不同的流量信号。
为了确定呼吸气体-呼吸气体含量,控制设备18关于呼吸的持续时间对由压差流量传感器44检测的流量进行积分。在图2的示图中,图形52的每个局部的上峰与不同的呼吸相关联,其中上升沿通过呼吸的吸气过程产生,而下降沿通过同一呼吸的呼气过程产生。因为在传统确定中,呼吸气体量收支或呼吸气体-呼吸气体含量在每个呼吸开始时在零处开始,所以对具有正值的吸气的呼吸气体流和具有负值的呼气的呼吸气体流进行积分。随后借助以在0秒处的1号呼吸开始的连续编号对呼吸进行寻址。为了简化取向,一些呼吸用其在圆圈中的数字来标识。
线54表明在每个呼吸的吸气阶段结束时的期望呼吸气体量或期望呼吸气体-呼吸气体含量。所述期望呼吸气体-呼吸气体含量对应于上文中提及的呼吸潮气量。
与线54平行的线56表明呼吸气体-呼吸气体含量的对应于人工呼吸潮气量的期望值的1.5倍的第一极限值。线58表明呼吸气体-呼吸气体含量的对应于人工呼吸潮气量的期望值的两倍的第二极限值。
在图2中示出的呼吸气体量收支是理论上产生的呼吸气体量收支,以图解说明当前应用的方法。所述呼吸气体量收支不是在真实的患者处求取的呼吸气体量收支。
在图2的2号和4号呼吸中出现过度呼气,在所述过度呼气时,患者12与其先前在吸气阶段期间经施用所得到的呼吸气体相比输出更多的呼吸气体。这例如能够通过呼气结束时的轻微咳嗽或通过流动障碍、如呼吸气道中的粘液积聚的自发取消产生。可清楚地看出,如何将3号后续呼吸关于较早的2号呼吸在确定呼吸气体-呼吸气体含量开始时在3号后续呼吸期间由控制设备强制性地设置为零,这在将2号呼吸的呼气结束与3号呼吸的吸气开始连接的竖直的线部段60处看到。相同的情况适用于关于其上一个较早的4号呼吸的5号后续呼吸。
在所示出的过度呼气中以图形方式示出的呼吸气体量收支变负,所述过度呼气例如能够通过如下方式发生:对于每个呼吸对在其持续时间期间出现的呼吸气体流的积分在零处开始并且不在呼吸结束之后积分。然而,在此不允许忘记如下事实:1号呼吸虽然在呼吸气体量为量时开始,然而在所述时间点在患者12的呼吸道12a中存在非零的正呼吸气体量作为初始的呼吸气体-呼吸气体含量。
在所示出的示例中,呼吸设备10在体积相关地受控的辅助呼吸模式中工作,根据所述辅助呼吸模式,要么当在呼吸气体管路中检测到PEEP时(这表示吸气的结束),要么当患者12表现出自主呼吸、即进行吸气努力或触发吸气时,给患者12施用所设定的呼吸潮气量。
如在图2中能够清楚地看出的那样,6号呼吸中的呼气过程是不完整的,并且通过在大约15秒处触发吸气过程而结束(虚线62)。由于用于确定患者12的呼吸气体-呼吸气体含量的传统方法的避免信号漂移的约定,对于关于较早的6号呼吸的随后的7号后续呼吸,将呼吸气体-呼吸气体含量或呼吸气体量收支的初始值设置为零,从该处开始,7号呼吸的吸气过程用图形52记录。
由于在呼吸开始时患者12的呼吸气体-呼吸气体含量的永久重置,图形52中的7号呼吸也表现为好像仅符合规定地将呼吸潮气量输送给患者12。作为在7号呼吸期间实际上用呼吸气体过度填充的呼吸道12a的后果,在图形52中在应用传统方法时,在7号呼吸结束时引起患者的呼吸道12a的急剧明显的过度排空。
实际上,在7号呼吸结束时在图形52中示出的过度排空未发生。被动的呼气仅引起在7号呼吸的吸气过程结束之后由于在6号呼吸中先前不完整的呼气而过大的呼吸气体-呼吸气体含量的输出,所述被动的呼气通常仅由在吸气期间在患者12a的呼吸道中产生的、作为用于呼气的呼吸气体的下陷的关于环境大气的过压来驱动。
图2中的图形64示出根据当前描述的根据本发明的方法所确定的呼吸气体-呼吸气体含量。这在控制设备18中根据图3所示出的流程图进行完。
控制设备18以频率f查询由压差流量传感器44检测的呼吸气体流值。因此,控制设备18分别在时间At=1/f过去之后获得新的呼吸气体流值。
在图3中的步骤S10中,控制设备18查询压差流量传感器44并且作为答复获得呼吸气体流值F。
在随后的步骤S20中,控制设备18检查是否在新的呼吸开始时即在新的吸气阶段开始时检测呼吸气体流值F,因为总的来说仅需在新的呼吸开始时检查:是否应通过对应地设置初始值来更新至今所求取的较早的呼吸的呼吸气体-呼吸气体含量以确定用于新开始的后续呼吸的呼吸气体-呼吸气体含量,或者呼吸气体-呼吸气体含量的确定是否应在零处开始。
如果在后续呼吸开始时已经检测到所获得的呼吸气体流值F,那么所述方法向前推进至步骤S30,在所述步骤S30中求取决定值并且将所述决定值与决定阈值进行比较。
决定值例如是较早的呼吸的关于先前的较早呼吸的吸气的呼吸气体量的差值,所述差值量化较早的呼吸的吸气的与呼气的呼吸气体量之间的收支差。
因为较早的6号呼吸以0ml的初始值开始,所以在图2中的点66处,根据图形52(并且也根据在所述部位中仍与图形52叠合的图形64),呼吸气体量收支的值是在较早的7号呼吸中吸气的呼吸气体量与在相同的7号呼吸中呼气的呼吸气体量之间的差值,其中在所述点66处较早的6号呼吸中的呼气过早地结束并且7号后续呼吸开始。差值大约为220ml。较早的6号呼吸的吸气的呼吸气体量是图形52的局部峰值,在所述局部峰值处图形52的斜率翻转。所述局部峰值大约为340ml。
因此,决定值为220ml/340ml=0.65。由于先前的实验和检查,选择0.25的值作为决定阈值。决定值超过决定阈值,使得所述方法继续进行至步骤S40。
在步骤S40中,检查增量的计数变量是否小于或等于预定的极限值,其中借助所述增量的计数变量对决定值超过决定阈值的彼此紧随的出现的频率进行计数,所述极限值表明最大允许的彼此紧随地超过决定阈值的次数。在所述情况下,预定的极限值为3。
因为在较早的1号至6号呼吸中,由于基本上完整的呼气至今不超过决定阈值,而是这种超过在7号后续呼吸开始时第一次发生,所以所述方法继续进行至步骤S50。
在步骤S50中检查,对于最后10个呼吸,满足上文中给出的等式1的概率是否不多于50%,其中对于商阈值,由于实验和医学检查选择0.2。
因为直至7号后续呼吸开始都不存在先前的10个呼吸,所以针对现有数量的先前6个呼吸实施步骤S50。
下面以i=4的4号呼吸为例阐述等式1的使用:参见点68,4号呼吸的呼气末呼吸气体体积大约为-30ml。参见点70,i-1=3号先前的呼吸大约为0ml。4号呼吸的吸气末呼吸气体体积略低于期望呼吸潮气量,大约为350ml。借助等式1从由于等式1左侧的所述值中得出值-0.08,所述值仅由于负号就已经肯定不大于商阈值0.2。对于剩余的1号至6号呼吸,结果看起来是相似的,未超过商阈值。因此,在7号后续呼吸之前的呼吸中,对于小于一半的呼吸而言,满足等式1,由此未达到示例性地为值50%的频率阈值。所述方法随后继续进行至步骤S60。
在步骤S60中检查,在较早的5号呼吸中相对于上一个6号呼吸是否发生过大的呼气。在大的呼气中,从患者12输出的呼吸气体大于先前由患者吸入的呼吸气体,所述大的呼气引起负的呼气末呼吸气体体积。不存在过度大的呼气的标准是:前一刻的较早的6号呼吸的呼气末呼吸气体体积是否大于较早的5号呼吸的负呼气末呼吸气体体积(参见等式2)。
Vendexp,i>-Vendexp,i-1 等式2
5号呼吸的呼气末呼吸气体体积虽然是负的,但是大约-25ml的体积仅是微不足道的。6号呼吸的大约220mml的呼气末呼吸气体体积大于5号呼吸的乘以-1的呼气末呼吸气体体积。因此,所述方法继续进行至步骤S70。
在步骤S70中检查,在7号后续呼吸之前的预定的时间段中、例如在先前的最后两个即5号和6号呼吸期间,PEEP是否已经提高,这不是这种情况。因此,所述方法继续进行至步骤S80。
如果到达步骤S80,那么清楚的是,满足用于识别不完整的呼气从而识别呼吸叠加的所有标准。在步骤S80中,将呼吸模式从至今实施的体积相关地受控的辅助式呼吸改变为压力相关的受控的辅助式呼吸。此外,优选将压力值设置为用于改变的呼吸模式的压力辅助值,所述压力值从预先确定的数量的前一刻经过的呼吸、例如最后10个呼吸的平均的吸气末呼吸气体压力减去PEEP中设定。由此应在识别出的不完整的呼气之后防止潮气量的重新施用。所述方法随后继续进行至步骤S90。
改变呼吸模式的步骤S80仅是所述方法的一个可行的变型方案。通常进行治疗的治疗师不期望通过呼吸设备独立地改变呼吸模式。所述方法也能够直接从步骤S70继续进行至步骤S90。
在以图形方式在图2中所示出的呼吸过程中,没有发生呼吸模式的变换。
在步骤S90中,表示彼此紧随地发生的不完整的呼气的频率的计数变量增加1。所述方法随后继续进行至步骤S100。
在步骤S100中,将上一个较早的6号呼吸的呼气末呼吸气体体积设置为连续性初始值,以确定在7号后续呼吸期间的呼吸气体呼吸气体含量。所述方法继续进行至步骤S110。
在步骤S110中,通过对在步骤S10中获得的呼吸气体流进行数字积分来求取至今流动的呼吸气体体积。在此假定:直至检测下一个呼吸气体流、即在持续时间Δt内,所检测的呼吸气体流F流动。也就是说,由所考虑的后续呼吸的总共n个呼吸气体流构成的第k个所检测的呼吸气体流的在步骤S110中求取的呼吸气体呼吸气体含量AL对应于以下等式3:
其中,VAnfangswert是用于确定后续呼吸中的呼吸气体呼吸气体含量的初始值。如上所述,在经过包含步骤S100的方法分支之后,初始值是连续性初始值、即在后续呼吸前一刻发生的较早的呼吸中的患者的呼吸道中的呼气末呼吸气体体积。
在步骤S110中实施数字积分之后,所述方法返回至步骤S10,在该处检测下一个呼吸气体流。
因为所述方法仅用于确定初始值以确定患者12的呼吸气体呼吸气体含量,所以如果所检测的呼吸气体流不处于呼吸开始处,那么所述方法在步骤20处之后直接进行至步骤S110的数字积分。
步骤S40至S70并非必须实施,然而提高所述方法的精度。所述方法也能够仅在步骤S30中根据决定值的形成及其与决定阈值的比较而引起具有步骤S100或S140的过程分支。
如果在步骤S30至S70中的一个步骤中,并非如上所述地那样评估所提及的标准中的一个标准,那么方法流程不到达步骤S80或S90,而是到达替选的分支,在该处下一个处理步骤S120。
并非一定存在的步骤S120确认至今选择的体积相关地受控的、辅助性的呼吸模式的继续。
在任何情况下,在步骤S30至S70中的一个步骤中的标准评估有所偏离情况下,达到与先前阐述的步骤S90相对应的替选的步骤S130,在所述替选的步骤中用于对彼此紧随的呼吸叠加、即不完整的呼气的频率进行计数的计数变量复位为零,因为上一个较早的呼吸不具有呼吸叠加。
所述方法随后继续进行至步骤S140,在所述步骤中,用于确定后续呼吸的呼吸气体呼吸气体含量的初始值被复位为重置初始值零。这意味着,如果执行具有步骤S140的方法分支,那么VAnfangswert等于0。
所述方法随后继续进行至已经在上文中所阐述的步骤S110,在所述步骤中进行所检测的类型流F(k)的数字积分。
为了更好的概览,在图2中图形52和图形64多次设有附图标记,所述图形52通过在每个呼吸之前将初始值重置为零传统地示出患者12的呼吸气体呼吸气体含量,而所述图形64示出根据当前提出的方法求取患者12的呼吸气体呼吸气体含量。原则上适用的是,在图2中,大大低于零线的图形部段属于图形52而靠近或完全达到线56的峰值属于图形64。在图形64进入图形52中的通入部与将图形64与图形52重新分离之间,这两个图形64和52沿着共同的线伸展,这通过共同的积分规则来阐述。
为了使观察呼吸气体呼吸气体含量的图形输出的治疗师能够尽可能容易地、快速地和可靠地识别不完整的呼气和紧随其后的潮气量的重新施用,控制设备18构成用于,从如下时间点开始改变呼吸气体呼吸气体含量的图形示图作为时间的函数:在所述时间点将连续性初始值设置为呼吸气体含量初始值。示图的所述改变例如能够继续持续直至达到呼气末的呼吸气体含量,所述呼气末的呼吸气体含量低于预定的图形改变阈值或者在数值上与最后n个呼吸的平均的呼气末的呼吸气体含量的区别不多于预定的图形改变量值,其中n例如能够是5或10或其他整数。
对于7号呼吸,示例性地通过改变线型和线颜色来改变呼吸气体-呼吸气体含量的图形输出。对于9号呼吸,示例性地通过将线宽从细变粗来改变呼吸气体呼吸气体含量的图形输出。
在7号呼吸中,在6号呼吸的不完整的呼气之后,呼吸气体-呼吸气体含量的传统确定结果首次与根据当前讨论的方法的确定结果不同。随后跟随着具有又不完整的呼气的8号呼吸、正常的9号呼吸、具有不完整的呼气的10号呼吸,接着始终跟随着偶数个呼吸直至具有不完整的呼气的30号呼吸,接着跟随着奇数个具有不完整的呼气的呼吸。从呼吸32号(包括该呼吸本身)开始不再发生呼吸叠加。
应指出以下特点:在呼吸15的呼气结束时,患者12深呼气,使得患者12a的呼吸道中的呼气末的呼吸气体量变为负的。因为呼吸15的吸气末的呼吸气体量为正,如此外每个吸气末的呼吸气体量那样,所以在步骤S30中求取的决定值同样是负的,从而小于决定阈值。因此,将重置初始值设置为呼吸道初始值以确定16号后续呼吸的呼吸气体-呼吸气体含量。
在16号呼吸中,患者12直接在吸气结束之后触发另一吸气阶段,使得直接在第一潮气量之后向患者12施用第二潮气量。在17号呼吸中的后续的呼气之后,由于17号呼吸的高的吸气末的呼吸气体量,在步骤S30中形成的决定值小于决定阈值,使得对于随后的18号后续呼吸,将重置初始值设置为呼吸气体含量初始值。
通过在图2中以曲线64显示呼吸气体-呼吸气体含量表作为时间的函数,呼吸过程的图形表示避免不期望的漂移,并且仍就提供了关于呼吸过程的吸气的和呼气的呼吸气体体积的直观上更好理解的信息。
Claims (18)
1.一种用于确定呼吸道中的呼吸气体含量的方法,所述呼吸气体含量在呼吸设备(10)参与实施的多个呼吸之后存在于至少部分地进行了人工呼吸的患者(12)的呼吸道(12a)中,其中所述多个呼吸包含了至少一个较早的呼吸量和在所述较早的呼吸量之后的至少一个后续呼吸,其中所述较早的呼吸量包括一个较早的呼吸或多个彼此跟随的较早的呼吸,其中所述方法包括通过至少一个呼吸气体流量传感器(44)对吸气的和呼气的呼吸气体流进行定量检测(S10)并且将所检测的吸气的和呼气的流量值求和为所述呼吸道中的气体呼吸气体含量(S110),
其中对所述后续呼吸的呼吸道中的呼吸气体含量的确定以呼吸气体含量初始值开始,根据在所述较早的呼吸量期间输送给所述患者(12)的吸气的呼吸气体量与在所述较早的呼吸量期间由所述患者(12)输出的呼气的呼吸气体量之间的呼吸气体量差将所述呼吸气体含量初始值设置为:与靠近定量地说明所述呼吸气体量差的差值相比更靠近零的重置初始值(S140);或者设置为:与靠近零相比更靠近所述差值的连续性初始值(S100)。
2.根据权利要求1所述的方法,
其特征在于,所述重置初始值是零或/和所述连续性初始值是差值。
3.根据权利要求1或2所述的方法,
其特征在于,在对患者(12)至少部分地进行人工呼吸期间重复地确定所述呼吸气体含量初始值。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,所述方法包括求取决定值(S30),其中所述决定值代表所述呼吸气体量差、尤其所述差值,其中根据所述决定值将所述重置初始值或所述连续性初始值确定为用于所述后续呼吸的所述呼吸气体含量初始值。
5.根据权利要求4所述的方法,
其特征在于,所述决定值相对于由所述差值和所述呼吸设备(10)参与的在所述较早的呼吸量期间输送给所述患者的吸气的呼吸气体量构成的商成比例(S30)。
6.根据权利要求4或5所述的方法,
其特征在于,根据所述决定值确定所述呼吸气体含量初始值包括将所述决定值与预定的决定阈值进行比较,其中根据比较的结果来确定所述呼吸气体含量初始值(S30)。
7.在引用权利要求3的情况下根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,如果先前在彼此跟随地确定所述呼吸气体含量初始值的次数为预定的第一数量时每次将所述连续性初始值确定为所述呼吸气体含量初始值,那么与所述呼吸气体量差不相关地将所述重置初始值设置为所述呼吸气体含量初始值(S40)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的、在引用权利要求3的情况下的方法,
其特征在于,如果先前在对呼吸道中的所述呼吸气体含量初始值的预先确定的第二数量之内,已经引起了所述连续性初始值的确定的数量达到或超过预先确定的比例阈值,那么能够与呼吸气体体积差不相关地将所述重置初始值设置为呼吸气体含量初始值,其中所述比例阈值小于所述第二数量。
9.在引用权利要求3时根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,如果先前在呼吸的预定数量之内以下条件成立:第一呼吸气体含量差和不同于所述第一呼吸气体含量差的第二呼吸气体含量差的商达到或超过预先确定的商阈值的频率达到或超过频率阈值,那么与所述呼吸气体量差不相关地将所述重置初始值确定为呼吸气体含量初始值,其中优选地,所述第一呼吸气体含量差是所确定的呼吸结束时的呼吸道中的呼吸气体含量与在所确定的呼吸之前发生的较早的呼吸量结束时的呼吸道中的呼吸气体含量之间的差,和/或其中所述第二呼吸气体含量差是所确定的呼吸的吸气阶段结束时的呼吸道中的呼吸气体含量与在所确定的呼吸之前发生的较早的呼吸量结束时的呼吸道中的呼吸气体含量之间的差(S50)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,如果对于在针对其确定所述呼吸气体含量初始值的当前的后续呼吸前一刻发生的两个较早的呼吸量中的至少一个呼吸量求取出:所述较早的呼吸量的从所检测的呼气的呼吸气体流中求取的呼气的呼吸气体体积在数值上大于同一个较早的呼吸量的从吸气的呼吸气体流中求取的吸气的呼吸气体体积,那么与呼吸气体量差不相关地将所述重置初始值确定为所述呼吸气体含量初始值。
11.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,如果在当前确定所述呼吸气体含量初始值之前的预定的时间段内已经检测到PEEP的定量发生了改变,那么与所述呼吸气体量差不相关地将所述重置初始值确定为所述呼吸气体含量初始值(S70)。
12.根据上述权利要求中任一项所述的方法,
其特征在于,将呼吸道中的呼吸气体含量以图形方式作为时间的函数输出给输出设备(28)。
13.根据权利要求12所述的方法,
其特征在于,如果将所述连续性初始值设置为所述呼吸气体含量初始值时,那么改变所述呼吸气体含量的作为时间的函数的图形输出。
14.一种用于对患者(12)至少部分地进行人工呼吸的呼吸设备(10),所述呼吸设备包括:
-呼吸气体源装置(15),所述呼吸气体源装置提供吸气的呼吸气体以对所述患者(12)进行人工呼吸,
-流动改变设备(16),所述流动改变设备构成用于,产生和在数值上改变吸气的呼吸气体流(AF),
-呼吸气体管路装置(30),所述呼吸气体管路装置具有在运行时更靠近所述患者(12)的近端的纵向端部和在运行时更远离所述患者(12)的远端的纵向端部,以便将吸气的呼吸气体流(AF)从所述呼吸气体源装置(15)朝向所述患者(12)输送,
-流量传感器装置(44),所述流量传感器装置构成用于,在数值上检测吸气的呼吸气体流(EF)以及呼气的呼吸气体流(AF),
-控制设备(18),所述控制设备具有数据存储器(19),其中控制设备(18)以信号传输的方式与所述数据存储器(19)和所述流量传感器装置(44)连接,并且所述控制设备构成用于控制流动改变设备(16)的运行功率,以改变吸气的呼吸气体流(AF),
其特征在于,所述控制设备(16)构成用于,实施根据上述权利要求中任一项所述的方法。
15.根据权利要求14所述的呼吸设备(10),
其特征在于,所述呼吸设备(10)具有图形输出设备(28),并且所述控制设备(28)构成用于,实施根据权利要求12或13的方法。
16.根据权利要求14或15所述的呼吸设备(10),
其特征在于,所述呼吸设备(10)构成用于:在辅助呼吸模式中执行人工呼吸,在所述辅助呼吸模式中,所述控制设备(16)检测进行人工呼吸的所述患者(12)的吸气努力并且根据对吸气努力的检测来操控所述流动改变设备(16);经由所述呼吸气体管路装置(30)向所述患者(12)施用吸气的呼吸气体量。
17.根据权利要求16所述的呼吸设备(10),
其特征在于,所述控制设备(18)构成用于,基于所确定的所述呼吸道中的呼吸气体含量初始值或/和基于所确定的呼吸道中的呼吸气体含量识别不完整的呼气,并且如果所述控制设备(18)识别到不完整的呼气,那么改变呼吸模式,尤其在体积相关地受控的呼吸模式与压力相关地受控的呼吸模式之间变换。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的呼吸设备(10),
其特征在于,基于其检测值确定所述呼吸气体含量初始值的所述流量传感器装置(44)是近端的流量传感器装置(44)。
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