病人压力支持通气的方法及设备的制作方法

专利名称：病人压力支持通气的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及为病人提供通气协助的方法和装置。特别是涉及一种改进的方法和装置，以调整装置设定来提供通气量以满足病人的呼吸需要。
背景技术：
在非快相睡眠(NREM sleep)中有肺部、胸壁、或控制异常、血气明显恶化发生而没有被治疗的病人，那么在快相睡眠(REM sleep)中更加恶化。这个恶化是由下面的多种原因导致的1.因为咽部萎陷升高的上呼吸道限制。
2.咳嗽、叹气缺失导致痰淤积和肺膨胀不全。.
3.姿势对通气质量(V/Q)的影响。
4.减少的紧张或化学感受器反射(chemoreflex)对横隔膜的影响，特别是在快相睡眠(REM)中。
5.减少的紧张或化学感受器反射(chemoreflex)对脉间、腹部呼吸肌肉和其他辅助肌肉的影响。
6.可能的快相睡眠特性在肺部血液流量分布引起的改变。咽部萎陷在快相睡眠中影响最大。有证据显示在非快相睡眠中通气减少完全是因为咽部萎陷而不是化学感受器反射减少对横隔膜的影响。增加的咽部限制可通过持续性正压呼吸(CPAP)治疗，或更普遍的在零流量下用足够的正压夹住呼吸道，加上额外的足够的吸入压来补偿抗力，且柏努利(Bernoulli)压力下降。
通过供给通气支持可减少呼吸作用和使呼吸肌肉静止，特别是在睡眠中进行的时候，可以由一些直接和非直接的潜在好处，包括·防止肌肉因为低效收缩引发疲劳。
·减少呼吸中氧气消耗。
·减少呼吸困难。
·提高睡眠质量，减少因呼吸觉醒。改进的睡眠可降低代谢率、CO2的产生和氧气的消耗，直接和间接减少翻身、不安等。带来更好的血气或减少对通气支持的需要。为提高生活质量这也是值得做的。
但是，病人的支持通气有如下的一些负面效果1.气压性创伤(Barotrauma)因为通气设备传递少于35cmH2O的峰压(peak pressure)，气压性创伤对有成人呼吸窘迫综合症(adult respiratory distresssyndrome)(因为高剪刀压)的病人和有气胸(pneumothorax)或气肿性肺囊泡(emphysematous bullae)病史的病人是很受限制的。
2.减少心脏输出量(cardiac output)即使对正常人，10cmH2O鼻部持续正压呼吸(CPAP)可以导致10％的心脏输出减少，高水平的正压，特别是对肺流体(fluid)贫化的病人，可以导致更多的心脏输出减少。相反地，有心脏缺陷和流体过载(肺部毛细管楔入压超过15cmH2O)的病人，鼻部持续正压呼吸(CPAP)可能通过减少透壁压力事实上增加了心脏输出。
3.口腔泄漏口腔泄漏在某种程度是进行通气支持治疗的大多病人都有的。口腔泄漏达到0.4L/sec可以导致严重的睡眠中断，通气支持的缺失，补充氧气的缺失，和呼末夹持压的缺失。50％的使用者有这样的泄漏情况。口腔泄漏也可以引起鼻部抗力。这是由从鼻子进入从口腔流出的单流向干冷空气导致的鼻黏膜反应。
下颚绷带是唯一特别有效控制口腔泄漏的办法。加湿器可以部分解决鼻黏膜干燥问题但不解决其他方面的问题，可以容忍的话，一个全脸面罩是首选方案。
4.声门闭合(Glottic closure)罗德斯顿(Rodenstein)和他的同事已经证实过量的通气导致日益增多的声带紧绷，无论清醒还是睡眠状态，在进行非侵入式通气(noninvasive ventilation)时这一事实必须被考虑进去。
这个问题的细节还没有完全被了解；还不知道是否声门(glottic)闭合是单纯被动还是卷入主动内敛，是否因感觉缺乏而停止，是否在快相睡眠(REM)中存在，是否因为呼吸道或动脉碳酸含量过少，或者是否由睡眠状态细节变化特定点引发。不象被动咽部萎陷，还不知道声带闭合是否是对持续正压呼吸(CPAP)的响应，不过如果这是主动闭合它将被认为是对持续正压呼吸(CPAP)的极难控制。
5.增加的无效腔(deadspace)正压会改变肺部的血液流量分布，倾向于减少流向低通气单元(有利于减少生理分流)以及良好通气单元(在无效腔病理增加)的血流量。对于有大量血液流入低灌注肺单元的病人，比如有肥大性肺换气不足综合症(obesity hypoventilation syndrome)的患者，这种生理分流减少而不是无效腔增加可以只带来好处，然而对于有大量通气至低灌注区域的病人，比如红喘型气肿(pink puffers)，净效果是有害的。
6.不适通气设备的目的是解除呼吸困难(dyspnea)。然而，它因为很多机制能够导致许多不适·上呼吸道结构的膨胀。
·咽下空气(特别当压力超过20cmH2O时)·面罩带来的不适。
·泄漏，特别是口腔泄漏·病人和机器的不同步性的不同带来的不适。
我们可以预期当支持的程度从0上升到100％使得呼吸正常，因为为适应反常升高的呼吸量而呼吸困难的感觉，和因为化学感受器(chemoreflex)的过度刺激而痛苦的感觉，均降至零)。但是，上述所有原因导致的不舒适都将增加。并没有文献关于这两种痛苦根源的平衡率，但是当支持的程度小于100％支持时病人会感觉更舒适是显著的。由当前作者所作的尚未出版的文章，关于正常人通过一个有200ml附加无效腔的高外抗力(8cmH2O/L/sec)呼吸，然后用双水平支持(bilevelsupport)治疗，病人感觉在支持度大约在50％时最舒适。最合适的点对于有肺部或胸壁疾病的病人及非双水平支持形式是相当不同的。
7.病人和机器不同时性病人和机器的不同步性因为很多因素，包括·泄漏。
·长呼吸时间(比如有严重慢性呼吸限制(“CAL”)的病人)。
·内生性吐气末正压(Intrinsic PEEP)。
泄漏特别是变化的泄漏将导致不同时性，因为装置测得空气流量并不等同与病人的呼吸流量。本发明提供的装置，泄漏在大约0.2L/sec时开始成为一个问题，在0.4L/sec时成为一个严重问题。在0.6L/sec时，装置对于病人没有什么益处。将泄漏保持在0.2L/sec以下，在技术上是十分苛刻和难以实现的。因此，当想保持泄漏在尽可能低又保持合理的投入时，0.2L/sec是投入和产出间一个合理的平衡点这个平衡点。
对于具有长呼吸时间需要用高支持程度治疗的病人，病人和机器的不同时性是一个显著的问题。这是因为真实的呼吸气流不再恰好等于患者努力的结果。比如，病人吸气结束时，肺部不能平衡高吸气压和继续填充气体。这阻止了恰当的触发性呼气。病人必须积极呼气来结束吸气。更高程度的支持的结果是更困难的现象。因此，应该避免过分的支持。
内生性吐气末正压(PEEP)导致不同时性是因为病人必须做相当的吸气努力在任何流入发生之前。内生性吐气末正压(PEEP)的动力呼吸道压缩可以通过呼出流-时间曲线来表示，在一个短暂高呼出量后，紧跟一个低流量的呼出平台。治疗是提高呼出压力(特别是后期呼出压力)直到曲线形状正常。
因此，有这7个影响，自动通气正呼吸道压力的目标可以被总结为1.保证睡眠期间一个适当的肺泡换气。
2.最大化醒后舒适程度3.最大化睡眠深度。
4.最小化初始治疗成本。
针对上述目标，本发明提供了一个通气设备1.饲服控制分钟通气量以等于或超过一选定的目标是否满足或超过目标。
2.如果超过选定的目标，解除过多的自发抗力。
3.一个平滑的生理压力波形其最低振幅将解除很多但不是全部自发抗力如果超过所选定的目标。
4.对在白天有适当的PCO2仅在睡眠中恶化的病人在清醒适应期自动建立目标的装置。
但是，一些常用的通气装置已经发展有高度自动化工艺来满足一个或更多的目的，比如No.WO 98/12965和No.WO 99/61088国际公开的所揭示的装置，仍还经常要求在开始使用前设置控制机制来满足特殊病人的需要。缺少一个统一的方法来调整这样设备的设置，给病人传递的适度的压力支持程度(degree of pressure support)不理想。

发明内容
因此，依照上述目标和/或其他现有技术的目标，本发明是新的方法来调整通气机的设置。本发明的一个实施形式中，通过病人通气特征比如肥大、嗜睡、慢性呼吸限制等表述的调整压力赋值来决定压力设定以便维持正呼出末压。作为对要求的响应，调整压力赋值是被加在开始或默认压力设定中。开始压力设定最好大约在4cmH2O，然后调整压力最好在1-2cmH2O范围内。最后的范围是大约在4-10cmH2O。支持压力可以更适宜按照一个压力公式来传递，以便抗力解除和决定呼吸相位作为一个持续相位变化。这个方法可以通过一个程序设定执行方法的设备及通过引导用户/医生来响应预定的要求并根据输入响应计算调整量来交互式地被执行。
因此，本发明包括一个方法或设备来决定通气机的设定以便传递支持给病人来维持正末呼出压(positive end expiratory pressure)，由选择初始压力值；引导对关于病人通气特性询问的响应；从所述的初始压力值和一组根据对所述询问的所述响应的压力调整值来计算正末呼出压(positive end expiratory pressure)等步骤组成，所述的压力调整值表述了通常的通气特性。
本发明进一步的实施包括决定通气机设定值来传递支持以便维持压力在特定的范围内摆动。这个摆动适合选择在病人弹性抗力(elasticwork.)的50％左右。初始压力值被选定并基于提示的响应来决定严重的程度，比如，病人的肺部或胸壁限制型异常(restrictive mechanicalabnorma lity)是轻度的、中度的、还是严重的，压力摆动的设定是根据初始压力和依据不同严重程度的压力赋值来计算的。首选的赋值范围是大约在2-6cmH2O导致大约在5-9cmH2O间摆动。在本发明的其他应用中，该方法可以通过手动或者自动机器通过交互式的响应来实行。
因此，本发明包括一个步骤或设备来决定通气机的设定以便传递支持以维持压力摆动大概在病人抗力一半左右的一选定的具体范围内；包括选择一初始压力值；引导对关于病人涉及肺部或胸壁限制型异常程度询问的响应；从所述的初始压力值和根据对所述询问的所述响应的一组调整压力值来计算压力摆动范围等步骤，其中所述的调整压力值表述了肺部或胸壁限制型异常的严重程度。
本发明的另一个实现方式包括一个来决定通气机设定抗力解除以便传递支持的方法，这个设定最好选择病人的抗力解除的50％-80％。这个方法包括使用抗力解除压力赋值来表述一个或多个疾病的严重程度，比如，限制性疾病和/或障碍性疾病。通过对响应的引导来决定病人是否因一特殊严重程度而遭受痛苦，比如，轻度、中度或严重，设定可以通过压力的赋值响应来决定。更合适的实施方式中，轻度、中度和严重的障碍型疾病的压力值大约在4-8cmH2O/L/sec范围内，最好分别是4、6、8cmH2O。轻度、中度和严重的限制型疾病的压力值大约在3-8cmH2O/L/sec范围内，最好分别是3、6、8cmH2O。这个方法可以手动实现。或者，被设定程序指令的通气机来交互式地实现。
因此，本发明包括方法或设备来决定通气机的抗力解除设定以便传递支持来解除50％-80％的病人抗力，包括引导对至少一个询问的响应来决定病人的限制型疾病和障碍型疾病的严重程度步骤；基于对至少一个所述询问的所述响应的压力赋值设定一个抗力解除值，其中所述的设定的压力赋值表述限制型疾病和障碍型疾病的严重程度。
本发明的一种实施形式中，目标通气量设定根据PCO2.的测量函数被决定。本发明中，病人的通气在适应期随着时间的推移被测量，适应期内通气支持被提供，且目标通气量根据测量到的通气量的函数得出。病人的动脉局部CO2压力也被测量。这个目标通气然后作为测量动脉局部压力的结果被调整。最好，这个测量与开始的PCO2对比并且基于这个对比目标通气量可以被增加或减少。目标通气量基于测量PCO2和初始PCO2.差的绝对值的固定百分比被增加或降低，优选的计算初始值大概在50mmHg。
因此，本发明包括一个方法或设备来决定目标通气量的设定，由病人清醒的适应期传递通气支持；在适应期随着时间的推移测量病人的通气量；测量病人的局部CO2压力；根据测量通气量的函数计算目标通气量；根据局部压力测量函数调整所述的目标通气等步骤组成。


图1描述一能实施本发明方法的可操作通气机；图2根据本发明传递压力等式描述一典型压力分量的实施例；图3本发明的波形模板示意图；图4基于本发明的设备实际压力传递波形(显示一从本发明的设备被传递的压力的实时压力波形)；图5决定本发明通气机呼出末正压的设置方法步骤流程图；图6决定本发明通气机抗力解除的设置方法步骤流程图；图7决定本发明通气机抗力摆动压的设置方法步骤流程图；图8决定本发明通气机目标通气量的设置方法步骤流程图；
具体实施例方式
图1所示的一伺服控制呼吸器能有效实现本发明。一吹风机10通过导管12将压力空气送至面具11，或者通过另外的这种提供气流的设备将压力空气送至病人的呼吸系统。利用呼吸速度描记器14(pneumotachograph)面罩流量能很好地被测量，差动压力传感器15产生流量信号f(t)。利用压力传感器18通过压力触头17(tap)面罩压力被测量。流量和压力信号被送到一控制器或微处理器16，该控制器或微处理器包括一个执行所描述的处理以产生一个压力询问信号P(t)的存贮器，可以实现描述的工艺源自要求的压力信号P(t)。进入微处理器的程序设定指令被编码写在设备存储器内的集成芯片上，并可以作为软件被装载和通过其他一些常规设计的数据储存介质被储存(未示出)。实际测量的压力和压力要求信号P(t)被反馈给马达伺服马达19，它可以控制吹风机马达20以产生想要的瞬间面罩压力。可选择地，一个自动二氧化碳压力(PCO2)测量装置21或者其他测量二氧化碳压力(PCO2)的非入侵血气监视器/装置，可以被连接至微处理器16，以提供输入数据信号，比如，美国专利No.5,630,413所述的设备，该美国专利公开的内容作为本发明的参考。可选择的输入和/或输出设备22可以被包括进去，以显示微处理器16的输出信号和输入的输入信号。合适的不同输入和输出设备，例如键盘和显示屏，和其它供选择的设备是公知的现有技术。
这种伺服控制通气设备的一个例子是No.WO 98/12965国际公开的主题，它也被相关的美国申请No.08/935,785所揭示。另外一个例子是被No.WO 99/61088国际公开文本所公开，它也是被包括在相关的No.09/316,432美国专利申请中。前述的美国申请被用做本专利的参考。
A.操作原理本发明的自动通气正呼吸道压力设备(“AutoVPAP”)的目标是1.保证睡眠期间的适当(足够的)肺泡换气(alveolarventilation)。
2.最大化清醒舒适度。
3.最大化睡眠深度。
4.最小化初始治疗费用。
为了上述目标，本发明所提供的设备提供1.微细通气的伺服控制以等于或超过选定的目标。
2.如果情况超过选定的目标，解除过多的自发产生的抵抗作用3.一个平滑和生理压力波形，其最小振幅可以解除很多但不是全部的自发弹性力如果情况超过选定目标。
4.一机构用于在清醒的适应期内在受治疗者身上自动设置目标，该受治疗者在白天有适当的二氧化碳压力(PCO2)而仅仅在睡眠时恶化1.伺服通风选择目标一伺服通风设备可以保证最小的通气，可以防止快相睡眠部分因为肺换气不足导致的组织缺氧。选择目标通气的方法可能依靠病人的条件。
1.急性代谢失调患者对于急性代谢失调患者，或者对于日间二氧化碳压力(PCO2)无法接受的患者，需要临床医生根据经验来决定目标通气量，比如开始在70ml/Kg/min，然后根据血气调整。
2.慢性且稳定的患者对于日间二氧化碳压力不好但是至少可以接受的患者，设备提供了一个自动决定目标通气量的简单工具。简言之，设备测量出在部分协助的清醒的环境适应期内患者的自发通气量，并设置目标通气量等于最后40分钟期间中间值的90％。候补的呼吸速度(只有在患者无法充分通气的情况下使用)被设置成环境适应期内的中间呼吸速度。
设定目标通气量为清醒状态下通气量中间值的90％而不是100％的原理，是睡眠状态下代谢活动有10-15％的减少。如果通气量被设定为日间清醒通气量的90％，那么将得到一优先的近似值，前夜二氧化碳压力值将在接近于环境适应期内日间清醒状态下二氧化碳压力值时被获得。相反，如果目标值被设定为清醒状态自发通气量的100％，那么病人在非快相睡眠中将被导入中枢型睡眠呼吸暂停。这将产生声带主动内敛，结果是非必要的传递最大压力。
2.面罩压力公式面罩的瞬间压力是根据下面的公式设定的P＝Peep+R·f+A·∏(φ)其中Peep是呼出末压，通常夹住上呼吸道，解除内生性吐气末正压(PEEP)，并减少肺膨胀不全。(在双水平通气设备中这是与呼气正压(EPAP)损失大致相应的)f是呼吸气流。
Φ是呼吸循环中的瞬间相位。
R是大约相当于病人实际呼吸道抗力的50-80％，而且通常是在2-8cmH2O/L/sec的范围内。R·f是独立的任一估计相位，在呼入和呼出临界时刻帮助提供病人和机器间好的同步性。一个典型的压力分量的例子归于这样的条件，即R＝6cmH2O/L/sec，如图2所示。
A是吸入末压力和呼出末压力差。在双水平通气设备中它大致与开始吸气正压(IPAP)和呼气正压(EPAP)差相一致。
π(Φ)是压力波形模板，如图3所示，前提是病人是在目标通气量或者目标通气量之上被通气。可以注意到该压力波形模板在三处是平的(不随时间而变化)吸气开始(Φ＝0)，吸气刚刚结束之前(Φ＝0.5)，和呼出结束(Φ＝1.0)。结果是在这些临界点处这些估计的相位对病人和机器间的同步性作用很小。
压力振幅或摆动A是在医生选择的最大和最小值之间自动调节，Amax和Amin，分别地，使用下面公式A=-G∫|f|2-VTGTdt]]>其中，VTGT是选定的目标通气量，G是伺服控制器所获取的，它被设定成当通气量存在每个L/min的误差时可以获得每秒0.3cmH2O的增加。如果病人呼吸超过上述选定的目标通气量，则支持程度将降低至医生选定的最小摆动Amin。相反地，如果是呼吸小于上述的目标通气量，则支持程度极快速地增加直至达到任一目标通气量，或者支持程度直接达到Amax。
一旦支持程度达到AMAX，压力波形模板的形状会变成越来越多的方形，因此在边界层增长期流动(generating flow)更有效，直至达到任一目标通气量或者波形为最大的方形。从而，自动通气正呼吸道压力设备(AutoVPAP)开始用平滑和舒适的波形来治疗病人，但是如果不这样工作，它将产生更多更激烈的波形，直至成功。
所有条件的结合就产生如图4所示的典型的波形。
3.相位自动通气正呼吸道压力设备(AutoVPAP)利用14规则(14-rule)模糊逻辑运算法则来确定瞬时相位Φ。首先，有一些列规则从病人的呼吸气流来推断机器相位，努力达到和病人直接同步。如果病人的呼吸正好在或超过医生设定的目标通气量，且泄漏是微小和稳定的，则这些规则十分有效，但是如果存在呼吸不足(hypopnea)或泄漏巨大或不断变化，则这些规则的作用就是微弱的。
其他规则表述了相位的变化率等于病人最近观测到的呼吸率(吸气和呼气是不同的，允许用不同的时间表示吸气和呼气(TIand TE).)这个规则允许自动通气正呼吸道压力设备(AutoVPAP)来适应病人的典型呼吸率和负载循环。它也是如果病人的呼吸正好在或超过目标通气量其十分有效，且如果存在呼吸不足(hypopnea)或泄漏，它的作用也是微弱的。
最后，一个规则是在医生设置的补充呼吸率处相位是增加的。这一规则通常不起作用，但是如果通气量开始下降低于目标通气量或者存在一个长的呼气停顿，该迅速起作用，促进下一个机械呼吸。
这些规则的实际效果是大多数时间下，当病人自身做出了合理努力时，通过机器放大和扩张了这种努力，结果单位通气量就达到或超过目标通气量，机器和病人达到精确地同步。
相反地，如果病人只是无力的尝试(简单的说，病人跨隔膜(transdiaphragmatic)压力摆动大约小于机器压力摆动的25％)，设备将不再能够总是和病人保持同步。
即使病人是中枢型睡眠窒息(centrally apneic)，补充率也不是必须要使用的。机器可以给病人通气或者快过或者慢过补充率，根据肺部和胸壁的机理而确定。自动通气正呼吸道压力设备(AutoVPAP)侵向于很慢地使用，如果其用于减少阻抗作用和避免空气陷入和避免内生性呼气端正压(PEEP.)，在面对高呼吸道阻力时深呼吸，这是有利的。
只有当病人的通气量低于目标通气量，且无论是通过进一步的摆动增长或通过波形模板的方形化机器都不提供任何支持时，补充率才被使用。因为它是治疗的一个目标，即病人的通气量从不低于目标通气量，这导致补充率很少被使用。然而，如果存在障碍型呼吸暂停，或者存在声带(vocal cords)闭合，则补充率才被使用。勉强使用补充率使得自动通气正呼吸道压力设备(AutoVPAP)对设定的补充率的误差容忍性很高。
4.与比例辅助通气(PAV)的比较在使用中，相对于比例辅助通气设备(proportional assistventilation devices)，该设备提供了出众的结果。回忆自动通气正呼吸道压力设备(AutoVPAP)与面罩压力的等式是P＝Peep+R·f+A·∏(φ)然而比例辅助通气设备(PAV)与面罩压力的等式是P＝Peep+R·f+E·∫fdtR·f提供抗力解除，与PAV相似的方式R·f提供抗力解除。然而，等式中的其他部分完全不同。最重要的是如果病人是中枢型呼吸暂，则PAV不能提供支持，然而AutoVPAP可以提供逐渐增长的支持直至达到目标通气量。这可是对有异常呼吸控制的病人非常重要，他们可能在快相睡眠(phasic REM sleep)中很弱或起不到作用。
B.AUTOVPAP设置程序清醒适应期(awake learning period)设备的安装步骤领先于常规治疗期(regular treatment sessions)，可以被概括如下1.开启打开吹风机和电脑，将两者连接在一起，然后运行控制软件，程序不是应急的。
·用电缆连接连接吹风机和电脑。(电缆可以利用带有9根导线的市场上的9针和9孔相配合的电缆直接连接)。
·打开吹风机，保证病人未使用面罩呼吸，不要触摸和弄乱导管，面罩暴露在空气中(比如没有被床单等堵塞)或者吹风机自检失败的时候。等待绿色的″READY″灯亮。
·开启电脑并运行软件。
在所有步骤结束几秒钟后，流量和压力数据将显示在显示屏中央的细长图表上。时间刻度范围在0-60秒。呼吸流量图表刻度范围在±1L/sec(吸气向上)，面罩压力图表的刻度范围在0-25cmH2O。
2.选择初始设定设定机器可以用一个分别标记呼气末压(EEP)、摆动(SWING)和峰值(PEAK)的三双游标进行调节。当通过控制软件显示这些游标在图上的虚拟控制时，硬件控制能被包括在指定的控制设置中。下面(1)到(4)步骤的调整很容易地按照显示的秩序完成，因为一些设置范围是被其他设置逻辑地决定着。比如呼气末压和摆动的数值不能超过最大峰压。
(1)模式。如果设备有多种模式，设备应该被置于一个适当的模式，″AutoVPAP″模式可以通过勾选显示在显示屏上的AutoVPAP模式图标而被选择。
(2)峰谷压力。更适宜地，峰值设定游标分别停留在默认值22和3cmH2O上。
(3)呼气末压。呼气末压(EEP)的设定(也就是，PEEP根据前面描述的压力传递公式而变化)可以根据一系列问题的响应来调整，其目标是选择一个呼气末压(EEP)来最小化上呼吸道阻塞和解除内生性呼气末正压(intrinsic PEEP)。图5归纳的流程图详细描述的方法包括一个选择步骤50，一个引导步骤52和一个计算步骤54。在选择步骤50，定义一个合适的初始压力值。根据常规的通气量相关特性来调整压力赋值，比如，2cmH2O可能被赋予肥胖患者。询问在引导步骤52形成。最后的设定在计算步骤54被计算，这个设定作为初始压力值的功能而被确定，且一个或多个调整压力赋值从一组表述归纳的通气量相关特性的调节压力赋值中产生调整压力赋值设定表述通气相关的特征。更合适的是，这个赋值被加入基于引导步骤52中的输入响应的初始压力值。在这个最后步骤，最小设置限度可作为病人状况特殊分类的结果而被执行。本方法的最佳实施例如下·开始大约在4cmH2O。
·如果病人是想睡的(也就是，没有失眠状态的病人)，增加大约1-2cmH2O。
·如果病人是肥胖的，增加大约1-2cmH2O。
·如果病人的上呼吸道是狭窄的，增加大约1-2cmH2O。
·如果病人是轻度的，中度的或者严重的CAL，最后的压力必须至少大约在5-7cmH2O范围，或分别大约是5，6，或7cmH2O。由此得到呼吸末压(EEP)的首选范围在4-10cmH2O。
这个调整可以手动实现，设备也可以自动完成上述的步骤。结束这些之后，设备被程序设定以通过输出显示屏上展示的一些列问题给病人/医生来完成所述方法，并引导微处理器16控制的输出设备的输出。基于输出响应，呼出末压(EEP)可以通过计算和设定适当的呼出末压(EEP)来自动调整。
(4)压力支持(摆动)。尽管适合的设备可以被设置有最小和最大摆动，在适应期(learning period)最好设定最大和最小摆动游标在相同的值(也就是没有伺服调整)，选择在病人清醒状态抗力(elastic work)的一半。随着设定决定的呼出末压(EEP)，设定摆动的步骤可以手动或通气设备自动实现。在结束期，设备可以被程序设定通过展示输出给病人/医生的问题来完成所述方法，并引导微处理器16控制的输出设备的输出。基于输入的响应，摆动可以通过计算和设定的适当摆动来自动调整。
图6概述了方法的基本步骤。在选择步骤60，一个初始或默认摆动压力值被选定。在引导步骤62对与关于肺部或胸壁限制型异常(restrictive mechanical abnormality)严重程度的询问做出响应。在计算步骤64，摆动压力作为初始压力的一个功能和一组被赋值的调节压力值而被确定，一组被赋值的调节压力值是根据限制型异常的严重程度被赋值的，一优选的范围在2-6cmH2O。这个程度可能是多层的，赋值通过固定的每层严重程度的增加量去提升初始压。
一个优选的实施例，方法如下·以大约3cmH2O开始。
·对于轻度、中度或严重肺部或胸壁限制型异常(不包括神经肌肉或控制性异常)，上升范围大约在2-6cmH2O或分别为2、4、6cmH2O。
由此得到的摆动一个最好的范围大约在3-9cmH2O。
(5)补充率。呼吸补充率(backup respiratory rate)可以被设定在5次呼吸/min低于病人的期望呼吸率。这不需要完全精确。
(6)抗力解除。抗力解除最好大约设定在病人预期抗力(patient′sexpected resistive work)的50％-80％。根据前面的设定，抗力解除的最好方法可以是手动完成或通气设备自动完成。在结束期，设备可以被程序设定通过展示输出给病人/医生的问题来完成并引导微处理器16控制的输出设备的输出。基于输入响应，抗力解除可以通过计算和设定适度的值来调整。
图7概述了本方法的基本步骤。在询问步骤70，医生/用户被引导决定病人是否有正常的呼吸道抗力或者有障碍或限制型抗力。引导最好通过鉴定疾病的严重程度来评估。在设定抗力步骤72，基于响应，抗力的赋值通常用来设定抗力解除。赋值表示疾病不同的严重程度，比如，正常的呼吸道抗力(也就是，神经肌肉或控制异常)，障碍型疾病或限制型疾病。
本发明的一个较佳实施例，方法如下·如果病人有正常的呼吸道抗力(比如神经肌肉或控制型异常)开始的抗力在大约1cmH2O/L/sec。
·如果病人有轻度、中度或严重的障碍型疾病，设定的范围大约在4-6cmH2O/L/sec。或者分别是4、6或8cmH2O/L/sec。
·如果病人有轻度、中度或严重的限制型疾病，设定的范围大约在3-8cmH2O/L/sec。或者分别是3、4、8cmH2O/L/sec。这个用来补偿在低值时狭窄的和扭曲的呼吸道。
因此，最好的抗力解除范围在1-8cmH2O/L/sec。如果上述的抗力解除设定导致病人抱怨机器使得他们呼吸急促(pushingthem along)，或者压力在呼出后是振荡的，则降低抗力解除。
(7)工作循环(TI/TTOT)。这个设定不是十分紧要的，值在0.4对大多数病人是合适的，因为通气正呼吸道压力设备(AutoVPAP)迅速适应病人的工作循环。但是对于中度或严重的呼吸道动力压缩(dynamic airwaycompression)的病人需要长呼出时间，一个短循环0.3或0.2可以被使用。
(8)其他设定。其他设定将如他们的默认值等待 最小外形 最大伺服获取 最大3.初始设定的概要如果病人的清醒通气作用(awake ventilatory work)没有因为额外压力使病人感到不舒服的话上述所有的设定应该被尽可能多地卸载病人现在可以用设备通气呼吸了。
4.补充氧气·如果需要，补充氧气被加到面罩中，高达4L/min，是为了维持清醒的动脉血红蛋白氧气饱和度为或高于90％。
5.适应期一旦病人感觉舒适和面罩已经选择泄漏，它就开始进入适应期，将持续1小时。在适应期，病人被鼓励看电视或者读书，不鼓励交谈，全神贯注于电视而不是呼吸，并避免入睡。
开始适应期，勾选“全(FULL)”模式图标，在显示屏上方有6个模式图标。
设备记录了病人的自发局部辅助通气量，比如通过决定分钟值超过1小时，在这1小时结束时自动设定目标通气量等于最后40分钟通气量中间值的90％。开始的20分钟允许病人安定并被电视节目吸引。选择中间值而不是平均值，是为了解决瞬时现象问题，比如咳嗽或短暂的睡眠。1小时的时间还有双重功效，适应病人的自发清醒通气量，和使病人适应治疗。
进入这个小时的时间显示在显示屏的右下方。在这一小时的末期，设备将自动退出适应模式，返回到自动通气正呼吸道压力设备(AutoVPAP)治疗模式。病人通常不会注意到任何事情发生。但是，显示屏大约会变灰10秒，且一些游标会移动到新位置。
一旦适应期结束，大多数的游标将回到前面设定的进入适应期时的位置，但下列出外·目标通气量已经被设定在适应期后40分钟通气量中间值的90％。
·补充率被设定在适应期呼吸率的中间值。
·最大摆动被设定在22减去呼气末压(EEP)，这将达到它所能达到的高度。
关于适应期额外的细节是2001年3月5日递交的美国专利申请no.09/799,260所描述的，该专利申请所公开的内容作为本发明的参考。
6.额外调整在适应期的末期，上述的设定应该被回顾，以确定它们是明智的。可选择地，针对设置的进一步设定也可能有。目前，唯一建议调整的是对于有努力维持清醒PCO2.的病人小幅提高目标通气量。图8中所描述的一个流程图总结了该方法的步骤在。在传递步骤80，通气维持在适应期被传送给病人。在测量通气量步骤82和测量PCO2步骤84，病人的通气相关特性被测得。在计算步骤86，目标根据测量得的通气量而得出。最后，调整步骤88，计算出的目标通气量通过测得的PCO2.公式被调整。这个调整方法得优选实施例如下·对于日间动脉PCO2超过50mmHg的病人，提高目标通气量大约1％每mmHg(比如在60mmHg时是10％)。
·对于日间动脉PCO2低于50mmHg的病人，降低目标通气量大约0.5％每mmHg(比如.在40mmHg时是85％)。
当然，这些调整可以手动实现。或者机器程序设定指引在适应期之后基于测得的或由日间动脉PCO2值导出的自动实现。比如，设备通过额外的仪器自动测量日间动脉PCO2水平作为输入信号数据提供给设备的控制器。或者，设备可以引导用户/医生输入通过分开的设备已获得的相关测量数据。实现这样测量的自动设备已经被美国专利申请No.5,630,413所揭示。进入或记录这些数据，设备计算调整(修正)的通气量目标作为测量日间动脉PCO2的功能，并根据测量的PCO2的值通过下面任一公式取获得初始值VTGT-adjusted＝VTGT-learned*[1+((|H-PCO2|)*0.01)] (if PCO2＞H)VTGT-adjusted＝VTGT-learned*[1-((|H-PCO2|)*0.005)](if PCO2＜H)其中PCO2是测量的日间局部动脉CO2压力H是初始值最好大约为50mmHg。
7.摘除和关闭一旦已经检查了最后的设定，吹风机开始准备长期的家庭治疗。
吹风机可以取消和电脑的连接，电脑关闭，吹风机关闭。这可以依秩序完成，吹风机会记住设定，如果你不想的话也可以不取消连接。
8.清醒证实期如果任何临床原因导致怀疑，在新的“治疗模式”设定下病人可以被允许继续额外一小时，且被化为动脉血的毛细管内血液的PCO2或动脉的PCO2被检测到，来确认病人没有被过量通气。当使用手动测量，设备可以选择性安装自检设备检查病人的PCO2水平。比如，如同前面叙述的一个测量PCO2的自动设备，可以与设备配置在第一个“治疗模式”之后的测试模式期内去实现测量。该测量结果可以通过处理器与被储存在设备中的可接受的PCO2的水平相比较。这些现有技术解释了PCO2水平将显示通气量过度。作为响应，如果比较得出PCO2水平显示通气量过度，则设备可以发布一个警告或防止进一步的治疗。
尽管本发明描述了特定的实施例，它可以被理解为这些实施例仅仅是解释本发明基本原理的应用。本专利包括众多的修改，以及这里讨论的一些作为例证的实施例，和没有背离本发明的思想和要保护的范围所作出的其他方案。
权利要求
1.一种决定通气机设定的方法，使所述通气机传递支持给病人以便维持呼气末正压，所述方法包括下面的步骤选择初始压力值；引导对关于病人相关常规通气特性询问的响应；并根据所述初始压力值和建立在对所述询问的所述响应基础之上的一组调整压力值来计算呼出末正压，所述的调整压力值表述了通常的通气特性。
2.一个决定呼出末正压设定并根据设定传递压力支持给病人的设备，包括一个用来提供受控加压空气给病人的装置；一个接收数据信号的输入装置；一个展示询问的输出装置；一个可操作控制器以便从所述的数据信号和通过输出信号到所述输出装置产生输出来存取数据，所述的控制器带有程序设定指示以决定呼出末正压，所述的指示控制步骤包括引导对关于病人通气特性询问的响应，其中所述的通气特性具有压力赋值；和从初始压力值和基于对所述询问响应的所述输入数据信号的所述压力赋值来计算呼出末正压。
3.一种决定通气机设定的方法，以使通气机传递支持以保持压力摆动在一选定的特定范围内，所述的范围约为病人抗力的一半，所述方法包括以下步骤选择初始压力值；引导对关于病人肺部或胸壁限制型异常相关严重程度询问的响应；从所述的初始压力值和建立在对所述询问的所述响应基础之上的一组调整压力值来计算压力摆动，其中所述的调整压力值表述了肺部或胸壁的限制型异常的严重程度。
4.一个决定通气机压力摆动设定并传递设定的支持来维持在一选定的特定范围内的设备，所述的范围约为病人抗力的一半，其包括一个用来提供受控加压空气给病人的装置；一个接收数据信号的输入装置；一个展示询问的输出装置；一个可操作控制器以便从所述的数据信号和通过输出信号到所述输出装置而产生输出来存取数据，所述的控制器带有程序设定指示以决定压力摆动；引导对关于肺部或胸壁限制型异常严重程度询问的响应，其中所述的严重程度具有调整压力赋值；并从基础压力值和基于对所述询问响应的所述输入数据信号的所述调整压力赋值来计算压力摆动。
5.一种决定通气机抗力解除设置的方法，使通气机传递支持以便解除大约50％-80％的病人抗力，所述方法包括以下步骤引导对至少一个询问的响应来确定病人限制型疾病和障碍型疾病的严重程度；和设定抗力解除值对应一组压力赋值中的一个，该一组压力赋值是基于对所述至少一个询问的所述响应的基础之上，其中，所述的压力赋值表述了限制型疾病和障碍型疾病的严重程度。
6.一个决定通气机抗力解除设定使通气机传递支持以解除大约50％-80％的病人抗力，并传递设定支持的设备，其包括一个提供受控加压空气给病人的装置；一个接收数据信号的输入装置；一个展示询问的输出装置；一个可操作控制器以便从所述的数据信号和通过输出信号到所述输出装置而产生输出来存取数据，所述的控制器带有程序设定指示以决定抗力解除值，所述指示控制步骤包括引导对至少一个关于限制型疾病和障碍型疾病严重程度询问的响应，其中，所述的严重程度具有压力赋值；并设定一抗力解除值对应所述压力赋值中的一个，所述压力赋值是基于对所述至少一个询问的所述响应的基础之上。
7.一种决定通气机目标通气设定的方法，包括下面的步骤在清醒适应期传递通气支持给病人；在适应期内随着时间的推移测量病人的通气量；测量病人的局部CO2压力；根据通气量的测量函数来计算目标通气量；并根据局部压力测量函数来调整所述目标通气量。
8.一个决定通气机目标通气量设定的设备，包括一个供应装置提供受控加压空气给病人；一个流通装置来产生流量信号代表病人的呼吸气流；一个二氧化碳压力(PCO2)装置来产生二氧化碳压力信号代表测量到的病人局部二氧化碳压力；一个可操作控制器，用以(a)从所述的流量信号和CO2压力信号存取数据；(b)控制所述供应装置，所述控制器带有程序设定指示以执行关于目标通气量设定的决定，所述的指示控制步骤包括在适应期传递通气支持给病人；决定从所述适应期随着时间的推移病人通气量的度量；根据病人通气量测量函数和局部CO2压力测量函数来计算目标通气量。
全文摘要
一个决定通气机设定的方法和设备包括一个基于病人通气特性和/或疾病分类产生的呼出末压设定、压力摆动、抗力解除和目标通气量来传递的通气支持。一个设备可以被程序设定来指引完成上述的方法通过引导用户/医生在安装和计算基于测量或输入响应的设定。预先赋值根据通气特性或疾病分类可以结合一个基础压力值来提供病人定制的设定或调整决定压力数量来传递通气支持。
文档编号A61M16/00GK1553819SQ02814714
公开日2004年12月8日 申请日期2002年7月18日 优先权日2001年7月19日
发明者伯松琼斯·迈克尔, 伯松琼斯 迈克尔 申请人:雷斯姆德公司