确定通气期间的吸入氧气的分数的系统和方法

确定通气期间的吸入氧气的分数的系统和方法
【专利摘要】在每次呼吸的基础上估计受试者的通气期间的吸入氧气的分数的系统和方法。所述吸入氧气的分数可以基于呼出的潮气量、受试者接口内的死区体积、泄漏的呼气量以及随后吸入的潮气量和泄漏的吸气量。
【专利说明】确定通气期间的吸入氧气的分数的系统和方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C. § 119(e)要求于2012年5月11日提交的美国临时专利申 请NO. 61/645825的优先权，将其内容通过引用并入本文中。

【技术领域】
[0003] 本公开涉及在每次呼吸的基础上确定和/或估计受试者的通气期间的吸入氧气 的分数的系统和方法。

【背景技术】
[0004] 用于对患者进行通气的各种系统是已知的。呼吸/通气系统内，具体而言，受试者 接口和/或受试者接口器具内的死区的概念是已知的。众所周知，呼出空气与吸入空气相 比具有提高的二氧化碳的摩尔分数和降低的氧气的摩尔分数。用于从呼吸/通气系统中排 除呼出二氧化碳的各种系统是已知的。众所周知，在呼吸期间长时间暴露于呼吸气流内的 升高的二氧化碳的水平或降低的氧气的水平对于患者来说至少是不舒服的。


【发明内容】

[0005] 因此，本公开的一个或多个方面涉及一种通气机。所述通气机包括：压力发生器， 其被配置为生成用于递送到受试者的气道的能呼吸气体的加压流；受试者接口，其被配置 为将所述能呼吸气体的加压流引导到所述受试者的所述气道，其中，所述受试者接口包括 死区体积；一个或多个传感器，其被配置为生成传达与所述受试者接口中的流率和/或压 力相关的信息的输出信号；以及一个或多个处理器，其被配置为运行计算机程序模块。所述 计算机程序模块包括：控制模块，其被配置为控制所述压力发生器来生成所述能呼吸气体 的加压流以至少部分地对所述受试者进行机械通气；参数确定模块以及估计模块。所述参 数确定模块被配置为基于在呼气期间生成的输出信号来确定呼出的潮气量和泄漏的呼气 量，并且基于在随后的吸气期间生成的输出信号来确定吸入的潮气量和泄漏的吸气量。所 述估计模块被配置为基于所述呼出的潮气量与所述死区体积和所述泄漏的呼气量的组合 的第一比较，并且还基于所述吸入的潮气量与所述死区体积和所述泄漏的吸气量的组合的 第二比较来估计所述随后的吸气期间的吸入氧气的分数。
[0006] 本公开的又一方面涉及一种向受试者提供通气的方法。所述方法包括：生成用于 递送到受试者的气道的能呼吸气体的加压流；将所述能呼吸气体的加压流通过死区体积引 导到所述受试者的所述气道；由一个或多个传感器来生成传达与所述能呼吸气体的加压流 的流率和/或压力相关的信息的一个或多个输出信号；控制所述能呼吸气体的加压流以至 少部分地对所述受试者进行机械通气；基于在呼气期间生成的输出信号来确定呼出的潮气 量和泄漏的呼气量；基于在随后的吸气期间生成的输出信号来确定吸入的潮气量和泄漏的 吸气量；并且基于所述呼出的潮气量与所述死区体积和所述泄漏的呼气量的组合的第一比 较，并且还基于所述吸入的潮气量与所述死区体积和所述泄漏的吸气量的组合的第二比较 来估计所述随后的吸气期间的吸入氧气的分数。
[0007] 本公开的再一方面涉及一种被配置用于向受试者提供通气的系统。所述系统包 括：用于生成用于递送到受试者的气道的能呼吸气体的加压流的单元；用于将所述能呼吸 气体的加压流通过死区体积引导到所述受试者的所述气道的单元；用于生成传达与所述能 呼吸气体的加压流的流率和/或压力相关的信息的一个或多个输出信号的传感器单元；用 于控制压力单元以至少部分地对所述受试者进行机械通气的控制单元；用于基于在呼气期 间生成的输出信号来确定呼出的潮气量和泄漏的呼气量的单元；用于基于在随后的吸气期 间生成的输出信号来确定吸入的潮气量和泄漏的吸气量的单元；以及用于基于所述呼出的 潮气量与所述死区体积和所述泄漏的呼气量的组合的第一比较，并且还基于所述吸入的潮 气量与所述死区体积和所述泄漏的吸气量的组合的第二比较来估计所述随后的吸气期间 的吸入氧气的分数的估计单元。
[0008] 在参考附图考虑以下描述和权利要求书后，本公开的这些与其他目的、特征和特 性，以及操作的方法和相关结构元件的功能以及各部分的组合以及制造的经济性将变得更 加显而易见，所有附图形成了本说明书的一部分，其中，类似的附图标记在各个附图中指代 对应部分。然而，应当明确理解，附图仅是出于说明和描述的目的，并不旨在作为对本公开 的限制的限定。

【专利附图】

【附图说明】
[0009] 图1示意性地图示了根据一个或多个实施例的被配置为对受试者进行通气的系 统；并且
[0010] 图2图示了根据一个或多个实施例的向受试者提供通气的方法。

【具体实施方式】
[0011] 如在本文中所使用的，单数形式的"一"、"一个"和"该"包括多个指代，除非在上 下文中清楚地另有指定。如在本文中所使用的，两个或更多部分或部件被"耦合"的表述应 意指所述部分被直接或间接地（即，通过一个或多个中间部分或部件）结合在一起或一起 运行，只要发生链接。如在本文所使用的，"直接耦合"意指两个元件直接彼此接触。如在本 文所使用的，"固定地耦合"和"固定的"意指两个部件被耦合从而作为一体移动，同时维持 相对于彼此的恒定取向。
[0012] 如在本文中所使用的，词语"单式"意指将部件创建为单件或单元。也就是说，包 括单独创建并之后耦合在一起作为单元的多个件的部件不是"单式"部件或体。如在本文 中所采用的，两个或更多个部分或部件彼此"接合"的表述意指所述部分直接地或通过一个 或多个中间部分或部件而对彼此施力。如在本文中所采用的，术语"数量"应意指一或大于 一的整数（即，多个）。
[0013] 本文中所使用的方向性用语，例如，通过举例而非限制性的，顶部、底部、左、右、 上、下、前、后以及由此衍生词，涉及附图中示出的元件的取向，并非限制权利要求，除非其 中明确记载。
[0014] 图1示意性地图示了对受试者106进行通气的系统10的示范性实施例。系统10 包括压力发生器140、用户接口 120、递送线路180、电子存储器130、一个或多个传感器142、 一个或多个泄漏端口 183、一个或多个处理器110、控制模块111、参数确定模块112、估计模 块113和/或其他部件中的一个或多个。
[0015] 图1中的系统10的压力发生器140可以与通气机系统集成、组合或连接。压力发 生器140可以被配置为提供用于例如经由递送线路180递送到受试者106的气道的能呼吸 气体的加压流来实行对受试者106的机械通气和/或来提供其他治疗益处。通常，机械通 气被提供给由于呼吸肌无力、神经肌肉疾病、萎缩和/或功能失调而造成的不能正常呼吸 的受试者。受试者106可以启动或可以不启动呼吸的一个或多个相位。例如，一个或多个 实施例可以包括在吸气期间的主动通气和在呼气期间的被动通气。
[0016] 在吸气期间，能呼吸气体的加压流的压力可以被调节到一个或多个吸气压力水平 以引发、支持和/或控制受试者106的吸气。备选地和/或额外地，在呼气期间，能呼吸气 体的加压流的压力可以被调节到一个或多个呼气压力水平以引发、支持和/或控制受试者 106的呼气。压力发生器140被配置为调节能呼吸气体的加压流的压力水平、流率、湿度、速 度、加速度和/或其他参数中一个或多个。
[0017] 能呼吸气体的加压流从压力发生器140经由递送线路180被递送到受试者106的 气道。递送线路180可以被配置为有选择地控制到受试者106的气道的能呼吸气体和/或 来自受试者106的气道的能呼吸气体的方向和/或流量。递送线路180可以被称为受试者 接口 180。递送线路180可以被配置为允许气体通过递送线路180和/或任何其组成部件 从受试者106的气道排出，例如排到环境大气中。
[0018] 递送线路180可以包括管道182、一个或多个泄漏端口 183、受试者接口器具184 和/或其他组成部件。递送线路180和/或任何其组成部件可以单独地和/或共同地包括 死区体积。例如，在一些实施例中，受试者接口器具184内的体积中的至少一些可以是前面 提到的死区体积的一部分。该死区体积可以被称为V ds。
[0019] 管道182包括单支配置或多支配置中的柔性长度的软管或其他管道，所述配置将 受试者接口器具184放置为与压力发生器140流体连通。管道182形成能呼吸气体（例如， 空气）的加压流通过其在受试者接口器具184与压力发生器140之间连通的流动路径。在 一些实施例中，管道182内的体积中的至少一些可以是前面提到的死区体积V ds的一部分。
[0020] 形成在递送线路180中的一个或多个泄漏端口 183被配置为提供递送线路180的 内部的至少一部分与环境大气之间的流体连通以方便机械通气。泄漏端口可以被称为呼气 口、泄漏设备或呼气设备。通过一个或多个泄漏端口 183的机械通气可以是被动的。通过泄 漏端口的流体连通可以是有意的，例如以方便从系统10移除呼出气体。在一些实施例中， 一个或多个泄漏端口 183充分大以允许气体足够快地逸出，使得能呼吸气体的加压流的压 力的降低引发呼气。尽管在图1中描绘了两个泄漏端口 183,但无论如何该示范性描绘不旨 在限制。在一些实施例中，泄漏端口可以包括孔口、开口、可有选择地关闭的开口、可部分关 闭的开口、流体连接器和/或在递送线路180的内部与环境大气之间流体连通以方便机械 通气的其他方式中的一个或多个。尽管在图1中将泄漏端口 183描绘为集成在受试者接口 器具184内，但无论如何该实施例是示范性的而不旨在限制。例如，泄漏端口可以被设置在 递送线路180和/或系统10中的其他地方。
[0021] 图1中的系统10的受试者接口器具184被配置为将能呼吸气体的加压流递送到 受试者106的气道。因此，受试者接口器具184可以包括适合于该功能的任何器具。在一 些实施例中，压力发生器140是专用通气设备，并且受试者接口器具184被配置为可移除地 与被用来将呼吸治疗递送到受试者106的另一接口器具耦合。例如，受试者接口器具184 可以被配置为与气管内导管、气管切开入口和/或其他接口器具接合和/或被插入到气管 内导管、气管切开入口和/或其他接口器具中。在一个实施例中，受试者接口器具184被配 置为在没有介入器具的情况下与受试者106的气道接合。在该实施例中，受试者接口器具 184可以包括气管内导管、鼻套管、气管切开导管、鼻罩、鼻/ 口罩、全脸面罩、全面罩和/或 将气体的气流与受试者的气道连通的其他接口器具中的一个或多个。本公开不限于这些范 例，并且预见到使用任何受试者接口的能呼吸气体的加压流到受试者106的递送。
[0022] 图1中的系统10的电子存储器130包括电子地存储信息的电子存储介质。电子存 储器130的电子存储介质可以包括与系统10整体提供的（S卩，基本上不可移除的）系统存 储器和/或经由例如端口（例如，USB端口、火线端口等）、插槽（例如，SD卡插槽等）或驱 动器（例如，磁盘驱动器等）可移除地可连接到系统10的可移除存储器之一或两者。电子 存储器130可以包括以下中的一种或多种：光学可读存储介质（例如，光盘等）、磁性可读 存储介质（例如，磁带、硬磁盘驱动器、软盘驱动器等）、基于电荷的存储介质（例如，EPROM、 EEPROM、RAM等）、固态存储介质（例如，闪存驱动器等）和/或其他电子可读存储介质。电 子存储器130可以存储软件算法、由处理器110确定的信息、经由用户接口 120接收的信息 和/或使得系统10能够正常运转的其他信息。例如，电子存储器130可以记录或存储（如 本文在其他地方所讨论的）涉及吸入氧气的分数突破预定的最小氧气阈值的发生的信息， 和/或其他信息。电子存储器130可以是系统10内的单独的部件，或者电子存储器130可 以与系统10的一个或多个其他部件（例如，处理器110)集成地提供。
[0023] 图1中的系统10的用户接口 120被配置为提供系统10与用户（例如，用户108、 受试者106、护理者、治疗决策制定者等）之间的接口，用户能够通过该接口向系统10提供 信息并从系统10接收信息。这使得统称为"信息"的数据、结果和/或指令以及任何其他 可通信项能够在用户与系统10之间通信。可以被传达给用户108的信息的范例是当在通 气期间吸入氧气的分数突破预定的最小氧气阈值时的警告。适合于包括在用户接口 120中 的接口设备的范例包括小键盘、按钮、开关、键盘、旋钮、控制杆、显示屏、被配置为显示信息 的电子显示器、触摸屏、扬声器、扩音器、指示灯、声音警报以及打印机。可以通过用户接口 120向用户108或受试者106提供听觉信号、视觉信号、触觉信号和/或其他感官信号形式 的信息。
[0024] 应理解，硬接线或无线的其他通信技术也被本文预见为用户接口 120。例如，在一 个实施例中，用户接口 120可以与由电子存储器130提供的可移除存储接口集成。在该范 例中，可以将信息从可移动存储器（例如，智能卡、闪存驱动器、可移除磁盘等）加载到系统 10中，使得（一个或多个）用户能够定制系统10。适于与系统10 -起使用作为用户接口 120的其他示范性输入设备和技术包括但不限于RS-232端口、RF链路、IR链路、（电话、线 缆、以太网、因特网或其他）调制解调器。简言之，用于与系统10通信信息的任何技术被预 见为用户接口 120。
[0025] 图1中的系统10的一个或多个传感器142被配置为生成传达与气体参数相关的 测量结果的输出信号。这些气体参数可以包括流率、（气道）压力、湿度、速度、加速度和/ 或其他气体或呼吸参数中的一个或多个。这些参数可以涉及通过压力发生器140提供的能 呼吸气体的加压流的和/或在受试者106的气道处或附近（例如递送线路180内）的气流 的一个或多个气体水平。一个或多个传感器142可以与管道182和/或受试者接口器具 184流体连通。
[0026] 对包括图1中的两个构件的传感器142的图示不旨在限制。对在受试者接口器 具184处或附近的传感器142的图示不旨在限制。对在压力发生器140处或附近的传感器 142的图示不旨在限制。在一个实施例中，传感器142包括通过生成传达与以下内容相关联 的参数相关的信息的输出信号而如以上所描述地操作的多个传感器：受试者106的气道的 状态和/或状况、受试者106的呼吸、由受试者106呼吸的气体、由受试者106呼吸的气体 的成分、气体到受试者106的气道的递送和/或受试者的呼吸努力。例如，参数可以与压力 发生器140 (或者压力发生器140与其集成、组合或耦合的设备）的部件的测量的机械单元 相关，例如阀驱动电流、转子速度、电机速度、风机速度、风扇速度或者可以通过先前已知和 /或经校准的数学关系来用作任何先前列出的参数的代表的相关测量结果。从一个或多个 传感器142所得的信号或信息可以被发送到处理器110、用户接口 120、电子存储器130和 /或系统10的其他部件。该发送可以是有线的和/或无线的。
[0027] 图1中的系统10的处理器110被配置为提供系统10中的信息处理能力。因此， 处理器110包括数字处理器、模拟处理器、被设计为处理信息的数字电路、被设计为处理信 息的模拟电路、状态机和/或用于电子地处理信息的其他机构中的一个或多个。虽然在图 1中将处理器110描绘为单个实体，但这仅出于说明性目的。在一些实施例中，处理器110 包括多个处理单元。
[0028] 如在图1中示出的，处理器110被配置为运行一个或多个计算机程序模块。所述 一个或多个计算机程序模块包括控制模块111、参数确定模块112、估计模块113和/或其 他模块中的一个或多个。处理器110可以被配置为由软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固 件的特定组合；和/或用于在处理器110上配置处理能力的其他机构来运行模块111-113。
[0029] 应当认识到，尽管在图1中将模块111-113图示为共同位于单个处理单元内，但在 处理器110包括多个处理单元的实施例中，模块111-113中的一个或多个可以被定位远离 其他模块。对由本文描述的不同模块111-113提供的功能的描述出于说明性目的并不旨 在限制，因为模块111-113中的任何可以提供比所描述的更多或更少的功能。例如，模块 111-113中的一个或多个可以被消除，并且其功能中的一些或全部可以由模块111-113中 的其他模块来包含、共享、集成和/或以其他方式提供。注意，处理器110可以被配置为执 行一个或多个额外的模块，所述一个或多个额外的模块可以运行下文归属于模块111-113 中的一个的功能中的一些或全部。
[0030] 图1中的系统10的控制模块111被配置为控制系统10的操作以至少部分地对受 试者106进行机械通气。对受试者106进行机械通气可以包括调节压力水平以引发、支持 和/或控制受试者106的吸气和/或呼气之一或两者。控制模块111可以被配置为控制压 力发生器以根据（呼吸）治疗方案、控制能呼吸气体的加压流中的调节和/或改变的一个 或多个算法和/或其他因素中的一个或多个来调节能呼吸气体的加压流的一个或多个气 体参数的一个或多个水平。控制模块111可以被配置为控制压力发生器140使得能呼吸气 体的加压流的一个或多个气体参数根据呼吸治疗方案和/或处置而随时间变化。控制模块 111可以被配置为控制压力发生器140,以在吸气阶段期间以吸气压力水平和/或在呼气阶 段期间以呼气压力水平（例如，呼气末正压，或PEEP)来提供能呼吸气体的加压流。由参数 确定模块112确定和/或通过一个或多个传感器142接收的参数可以被控制模块111例如 以反馈方式用来调节系统10的治疗模式/设置/操作。备选地和/或同时地，通过用户接 口 120接收的信号和/或信息可以被控制模块111例如以反馈方式用来调节系统10的一 个或多个治疗模式/设置/操作。
[0031] 在一些实施例中，用户108和/或受试者106可以（例如，手动地）例如通过用户 接口 120来控制在系统10的操作期间使用的一个或多个压力水平。控制模块111可以被 配置为相对于受试者的呼吸周期中、在多个呼吸周期中的转变时刻和/或以与在系统10的 操作期间的任何检测到的事件和/或发生的任何关系来对控制模块的操作进行计时。
[0032] 在一些实施例中，控制模块111的操作可以通过程序控制，例如由通过由控制模 块111运行的指令来实施的算法来支配。这样的算法可以被设计为滴定系统10的操作状 况使得在一段时间内到达和/或完成目标操作状况。例如，所述算法可以使用针对个体吸 气的目标吸气潮气量（例如，吸入的潮气量）。所述算法可以相应地调节能呼吸气体的加压 流的一个或多个气体参数，例如，吸气压力水平和/或吸气周期。
[0033] 图1中的系统10的参数确定模块112被配置为根据由（一个或多个）传感器142 生成的输出信号来确定一个或多个气体参数、呼吸参数和/或其他参数。所述一个或多个 气体参数可以包括以下中的一个或多个和/或与以下中的一个或多个相关：（峰值）流量、 流率、（潮气）量、压力、温度、湿度、速度、加速度、气体成分（例如，诸如CO 2的一个或多个 组分的（一个或多个）浓度）、耗散的热能、（有意的）气体泄漏和/或与能呼吸气体的（加 压）流相关的其他测量结果。可以从气体参数和/或传达能呼吸气体的加压流的测量结果 的其他输出信号导出一个或多个呼吸参数。所述一个或多个呼吸参数可以包括以下中的一 个或多个：呼吸速率、呼吸周期、吸气时间或周期、呼气时间或周期、呼吸流量曲线形状、从 吸气到呼气的转变时间和/或反之的转变时间、从峰值吸气流率到峰值呼气流率的过渡时 间和/或反之的转变时间、呼吸压力曲线形状、（每呼吸周期和/或相位的）最大近侧压力 下降、峰值咳嗽流量、平均（或以其他方式合计的）咳嗽流量、（每吸气的）吸入的潮气量、 (每呼气的）呼出的潮气量、（例如，通过一个或多个泄漏端口 183,每呼气的）泄漏的呼气 量、（例如，通过一个或多个泄漏端口 183,每吸气的）泄漏的吸气量和/或其他呼吸参数。 参数可以在每次呼吸的基础上、在每次咳嗽的基础上、每个体的呼吸相位和/或以其他间 隔来确定。
[0034] 在一些实施例中，参数确定模块112可以被配置为确定和/或估计递送线路180 和/或系统10的另一部件中的泄漏。如本文中所使用的，泄漏可以是有意的（例如，通过 一个或多个泄漏端口 183)或无意的（例如，在受试者接口器具184与受试者106的气道的 接合处或附近）。例如，泄漏可以指在系统10的任何部件（的内部）与环境空气之间的流 体连通。在呼气期间，参数确定模块112可以被配置为基于所生成的输出信号来确定例如 通过一个或多个泄漏端口 183的泄漏的呼气量。在吸气期间，参数确定模块112可以被配 置为基于所生成的输出信号来确定例如通过一个或多个泄漏端口 183的泄漏的吸气量。可 以使用布拉修斯方程的以下版本来估计泄漏流率Qitts :
[0035] 对于递送的压力P，Q泄漏=6. 3 · P4"
[0036] 泄漏的呼气量至少基于泄漏流率Qwg和呼气的持续时间。泄漏的吸气量至少基于 泄漏流率Qitts和吸气的持续时间。取决于泄漏端口 183的性质、形状、位置和/或大小，参 数确定模块112可以被配置为在确定与系统10中的泄漏相关的参数时相应地进行补偿。
[0037] 估计模块113被配置为估计吸气期间的吸入氧气的分数FiO2。一开始，对于个体 呼气，基于个体呼气潮气量Vte与特定个体呼气期间的泄漏的呼气量/ Qitts和死区体积Vds 的组合的比较来确定和/或估计Vds内的氧气的摩尔分数。在一些实施例中，吸入空气的氧 气的摩尔分数X 和呼出空气的氧气的摩尔分数X 可以分别被假定为〇. 21和0. 16。 注意，其他操作状况也被预见在本公开的范围内，所述其他操作状况包括对系统10内的富 氧的能呼吸气体的使用。个体呼气的最后或随后吸气的开始时的死区体积内的氧气的摩尔 分数可以被称为X 。注意，补偿在吸气与呼气（和/或相反）之间的时间段期间能 呼吸气体从Vds的泄漏的实施例被预见在本公开的范围内。可以使用以下方程来估计 气开始时：
[0038]

【权利要求】
1. 一种通气机，包括： (a) 压力发生器（140)，其被配置为生成能呼吸气体的加压流以递送到受试者的气道； (b) 受试者接口（180)，其被配置为将所述能呼吸气体的加压流引导到所述受试者的 所述气道，其中，所述受试者接口包括死区体积； (c) 一个或多个传感器（142)，其被配置为生成传达与所述受试者接口中的流率和/或 压力相关的信息的输出信号；以及 (d) -个或多个处理器（110)，其被配置为执行计算机程序模块，所述计算机程序模块 包括： (i) 控制模块（111)，其被配置为控制所述压力发生器来生成所述能呼吸气体的加压 流以至少部分地对所述受试者进行机械通气； (ii) 参数确定模块（112)，其被配置为： (1) 基于在呼气期间生成的输出信号来确定呼出的潮气量和泄漏的呼气量；并且 (2) 基于在随后的吸气期间生成的输出信号来确定吸入的潮气量和泄漏的吸气量；以 及 (iii) 估计模块（113)，其被配置为基于所述呼出的潮气量与所述死区体积和所述泄 漏的呼气量的组合的第一比较，并且还基于所述吸入的潮气量与所述死区体积和所述泄漏 的吸气量的组合的第二比较来估计所述随后的吸气期间的吸入氧气的分数。
2. 如权利要求1所述的通气机，其中，所述控制模块还被配置为响应于所述吸入氧气 的分数突破预定的最小氧气阈值来提高呼气末正压水平。
3. 如权利要求1所述的通气机，还包括： 形成在所述受试者接口中的一个或多个泄漏端口（183)，其被配置为提供所述受试者 接口的内部与环境大气之间的流体连通以方便被动机械通气。
4. 如权利要求1所述的通气机，其中，所述估计模块还被配置为基于所估计的吸入氧 气的分数来估计所述随后的吸气期间的吸入二氧化碳的分数。
5. 如权利要求1所述的通气机，其中，所述估计模块还被配置基于所述第一比较来估 计所述死区体积中的氧气的摩尔分数，其中，所述吸入氧气的分数的估计还基于所估计的 所述死区体积中的氧气的摩尔分数。
6. -种向受试者提供通气的方法，所述方法包括： 生成用于递送到受试者的气道的能呼吸气体的加压流； 将所述能呼吸气体的加压流通过死区体积引导到所述受试者的所述气道； 由一个或多个传感器来生成传达与所述能呼吸气体的加压流的流率和/或压力相关 的信息的一个或多个输出信号； 控制所述能呼吸气体的加压流以至少部分地对所述受试者进行机械通气； 基于在呼气期间生成的输出信号来确定呼出的潮气量和泄漏的呼气量； 基于在随后的吸气期间生成的输出信号来确定吸入的潮气量和泄漏的吸气量；并且 基于所述呼出的潮气量与所述死区体积和所述泄漏的呼气量的组合的第一比较，并且 还基于所述吸入的潮气量与所述死区体积和所述泄漏的吸气量的组合的第二比较来估计 所述随后的吸气期间的吸入氧气的分数。
7. 如权利要求6所述的方法，还包括响应于所述吸入氧气的分数突破预定的最小氧气 阈值来提高呼气末正压水平。
8. 如权利要求6所述的方法，还包括提供所述死区体积与环境大气之间的流体连通以 方便被动机械通气。
9. 如权利要求6所述的方法，还包括基于所估计的吸入氧气的分数来估计所述随后的 吸气期间的吸入二氧化碳的分数。
10. 如权利要求6所述的方法，还包括基于所述第一比较来估计所述死区体积中的氧 气的摩尔分数，其中，估计所述随后的吸气期间的所述吸入氧气的分数还基于所估计的所 述死区体积中的氧气的摩尔分数。
11. 一种被配置用于向受试者提供通气的系统，所述系统包括： 用于生成用于递送到受试者的气道的能呼吸气体的加压流的压力单元（140); 用于将所述能呼吸气体的加压流通过死区体积引导到所述受试者的所述气道的单元 (180)； 用于生成传达与所述能呼吸气体的加压流的流率和/或压力相关的信息的一个或多 个输出信号的传感器单兀（142); 用于控制所述压力单元以至少部分地对所述受试者进行机械通气的控制单元（111); 用于基于在呼气期间生成的输出信号来确定呼出的潮气量和泄漏的呼气量的单元 (112)； 用于基于在随后的吸气期间生成的输出信号来确定吸入的潮气量和泄漏的吸气量的 单元（112);以及 用于基于所述呼出的潮气量与所述死区体积和所述泄漏的呼气量的组合的第一比较， 并且还基于所述吸入的潮气量与所述死区体积和所述泄漏的吸气量的组合的第二比较来 估计所述随后的吸气期间的吸入氧气的分数的估计单元（113)。
12. 如权利要求11所述的系统，其中，所述控制单元还被配置为响应于所述吸入氧气 的分数突破预定的最小氧气阈值来提高呼气末正压水平。
13. 如权利要求11所述的系统，还包括用于提供所述死区体积与环境大气之间的流体 连通以方便被动机械通气的单元（183)。
14. 如权利要求11所述的系统，其中，所述估计单元还被配置为基于所估计的吸入氧 气的分数来估计所述随后的吸气期间的吸入二氧化碳的分数。
15. 如权利要求11所述的系统，其中，所述估计单元还被配置为基于所述第一比较来 估计所述死区体积中的氧气的摩尔分数，并且其中，估计所述随后的吸气期间的所述吸入 氧气的分数的所述估计单元的操作还基于所估计的所述死区体积中的氧气的摩尔分数。
【文档编号】A61M16/00GK104284691SQ201380024710
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年4月23日 优先权日:2012年5月11日
【发明者】W·A·特鲁什切尔 申请人:皇家飞利浦有限公司