用于分析的呼吸选择的制作方法
【专利说明】用于分析的呼吸选择
[0001]相关串请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2013年I月8日申请的第61/750，305号美国临时申请案的权益，所述申请案的全文以引用方式并入本文。
技术领域
[0003]本文描述了用于针对诊断目的分析呼出气的装置及方法。更具体地说，本文描述了用于识别呼吸循环的生理相关部分的装置及方法，所述生理相关部分可用于使呼出气的分析关联于潜在生理状况。
【背景技术】
[0004]体内及血流中产生或进入体内及血流中的某些代谢产物及化学物质在呼吸中分泌。体内或血流中的含量可通过测量呼吸中的代谢产物及化学物质而确定。例如，呼吸CO含量可经测量以检测并监测原疾病(例如血液疾病及状况、代谢失调)及环境和行为问题。例如，潮气末CO可与血液CO关联，血液CO可指示溶血、吸烟或吸入中毒。为了测量潮气末CO，可通过捕获呼气结束时的呼吸部分从患者的呼出气无创地收集肺泡气体。可接着对所捕获的潮气末气体的CO浓度进行分析，因此完成无创诊断测量。通常，呼出气体中的分析物的含量与代谢产物或化学物质或体内或血液中的其它物质的含量之间存在关联，例如1:1的比或某个其它比。
[0005]已发现，血液-呼吸分析物含量(例如CO气体)的适当且精确关联可取决于呼吸模式。通常，进行呼吸取样且不考虑患者的呼吸模式是否适用于所要进行的诊断分析。当通过测量呼吸中的某种气体来分析血液中的某种气体的含量时，在一些情况中，为了使血液-呼吸含量的关联更精确，患者在呼吸频率及深度方面可能需要以其正常平静潮气量或分钟通气量呼吸模式来呼吸。在其它情况中，如果人执行非平静潮气量呼吸(例如叹气呼吸或屏气呼吸(例如当尝试诊断代谢失调时)或深呼吸(例如当尝试诊断传染病时))，那么血液-呼吸关联可更加精确。
[0006]此外，在呼吸测试期间从不合作患者或不能依照指示的患者自动地或半自动地收集潮气末气体可能是有利的。或在一些情况中，患者可能能够合作，但是受测试影响，可能会在异常呼吸时非故意地提交样本。在这些情况中，可能很难从呼吸获得气体的纯净且充足样本。
【发明内容】
[0007]为了解决上述缺陷，本发明提供界定、定向、捕获及分析生理上适当呼吸以进行所要进行的诊断测试且可避免分析可造成错误诊断结果的生理不适当呼吸的系统及方法。
[0008]本文描述了可从广泛范围的呼吸模式可靠地收集呼出分析物(例如潮气末气体)的精确样本且可涵盖广泛范围的患者类型、环境状况及临床境况的呼吸分析物分析器及方法。在第一变动中，在一定的时间周期中测量呼吸模式直到发生某一类型的呼吸为止。所需的呼吸类型可通过建立可获得精确样本的呼吸阈值准则来预定义。阈值准则可为例如检测到患者的完整且正常潮气量呼吸。一旦满足阈值准则，可从所述对应呼吸的适当部分获取样本。在第二变动中，从满足两个或两个以上预定义类型的呼吸中的一者的呼吸收集样本。例如，可预定义具有至少0.5秒钟的呼气周期的呼吸，且可预定义完整且正常潮气量呼吸的呼气，且将从首先发生的任何一种呼吸收集样本。在第三变动中，设备可提示用户干扰患者的呼吸模式或以其它方式与用户通信以干扰患者的呼吸模式，使得患者将产生满足某一呼吸类型的呼吸。在第四变动中，设备可获取可对其设置呼吸定向阈值的生理信号的输入，以验证针对主要的临床状况以生理代表性呼吸为目标。在第五变动中，设备可在如果且当发现生理代表性呼吸时以生理代表性呼吸为目标，且如果没有发现生理代表性呼吸，那么设备将以非代表性呼吸为目标，但是将接着应用校正因子以将结果标准化成代表性呼吸。在第六变动中，设备可提示或传达给用户赋予用户等待发生预定义类型的呼吸或取消测试以避免长的等待周期的选项。在第七变动中，设备可需要目标呼吸以满足呼吸类型的准则及呼吸模式稳定性准则两者。
[0009]在第八变动中，用于分析呼吸气体的设备包含传感器、呼吸取样系统、处理器及气体分析器。传感器可测量呼吸模式参数。呼吸取样系统可包含气体收集导管。处理器可基于呼吸参数阈值与所测量的呼吸模式参数的比较来确定呼出气是否应被取样以用于分析。阈值可区分生理代表性呼吸及生理非代表性呼吸。气体分析器可分析呼吸气体。
[0010]在第九变动中，用于分析呼出气中的气体的设备包含传感器、呼吸取样系统、处理器及气体分析器。传感器可测量包含呼气信号的呼吸参数。呼吸取样系统可包含气体收集导管。处理器可基于呼吸参数阈值与所测量的呼气呼吸信号参数的比较来确定呼出气是否应被取样以用于分析，其中阈值是呼吸参数的部分的持续时间。气体分析器可分析呼吸气体。
[0011]在第十变动中，用于收集及分析呼出气中的气体的设备包含传感器、呼吸取样系统、处理器及气体分析器。传感器可测量包含呼气信号的呼吸参数。呼吸取样系统可包含气体收集导管。第一处理器可比较呼吸模式参数阈值与所测量的呼吸模式参数且确定所测量的参数是否满足阈值，其中阈值区分生理代表性呼吸及生理非代表性呼吸。气体分析器可分析呼吸气体，其中气体分析器包括具有第一气体分析算法及第二气体分析算法的第二处理器。第一气体分析算法用于被确定满足阈值的呼吸。第二气体分析算法用于被确定不满足阈值的呼吸，其中第二算法包括校正因子以将来自非代表性呼吸的非代表性结果转换为代表性结果。
[0012]在第十一变动中，用于收集及分析呼出气中的气体的设备包含传感器、呼吸取样系统、处理器及气体分析器。传感器可测量包含呼气信号的呼吸参数。呼吸取样系统可包含气体收集导管。处理器可包含用于接收生理信号的输入，其中处理器比较呼吸模式参数阈值与所测量的呼吸模式参数且确定呼吸是否满足阈值，其中阈值是基于生理信号而定义，且其中阈值经定义以区分生理代表性呼吸及生理非代表性呼吸。气体分析器可分析呼吸气体。
[0013]在第十二变动中，第八到第十一变动中的任一个中的阈值被选择为表示完整的潮气量呼吸。
[0014]在第十三变动中，第八到第十二变动中的任一个中的设备包含呼吸信号趋势化算法，且其中阈值是选自由以下各项组成的群组的至少一项:峰值幅度值、基准值、高于所述峰值幅度值的持续时间、低于所述基准值的持续时间，及当前呼吸与趋势化算法的百分比比较。
[0015]在第十四变动中，第八到第十三变动中的任一个中的阈值被选择为幅度值及基准值，其中所述值经选择以表示完整的潮气量呼吸。
[0016]在第十五变动中，第十变动的呼吸参数阈值是小于或等于每分钟60次呼吸的呼吸速率。
[0017]在第十六变动中，第八到第十五变动中的任一个中的阈值是基于选自由以下各项组成的群组的至少一项:呼气时间、呼气时间的部分、气道压力、0)2值(随时间变化)、02值(随时间变化)、气道温度、呼吸流速、呼吸速率、呼吸深度、呼吸的持续时间、吸气时间、潮气末前时间、潮气末时间、呼气后时间、吸气暂停、峰值吸气压力、峰值呼气压力、用于喷嚏、咳嗽、叠式呼吸或非完整呼吸的特征波形、吸气幅度、呼气幅度，及历史呼吸准则。
[0018]在第十七变动中，第十变动的生理信号表示患者的生理参数，其中生理参数是选自由以下各项组成的群组的至少一项:血压、心率、胸部阻抗、体重、身高、年龄、民族、性别、诊断、呼吸率、潮气量、分钟通气量、吸气:呼气比、血液气体、心输出量、潮气末CO2浓度、肺灌注、碱过剩、O2饱和度和通气:灌注比。
[0019]在第十八变动中，第八到第十七变动中的任一个中的处理器进一步包括呼吸类型信息算法以确定用于取样的呼吸，其中算法是至少部分基于确定呼吸是选自由以下各项组成的群组的至少一项:屏气呼吸、深呼吸、受迫呼出气、吸气暂停、呼气暂停、平静呼吸，和呼吸模式重复。
[0020]在第十九变动中，第八到第十八变动中的任一个中的呼吸趋势化算法是至少部分基于呼吸模式，且其中算法确定在预定次数的重复呼吸之后进行取样。
[0021]在第二十变动中，第十九变动的预定呼吸次数是介于I次呼吸与5次呼吸之间。
[0022]在第二^^一变动中，第十九变动的预定呼吸次数是介于2次呼吸与4次呼吸之间。
[0023]在第二十二变动中，用于分析呼出气的设备包含传感器、第一处理器及呼吸取样系统。传感器可测量呼出气的参数。第一处理器可确定测量参数是否满足对应于生理上代表性呼吸的预定准则。呼吸取样系统可在第一处理器确定测量参数满足预定准则时存储呼出气。
[0024]在第二十三变动中，第二十二变动的设备包含气体分析器以分析存储的呼吸。在第二十四变动中，第二十三变动的气体分析器包含第二处理器，所述第二处理器在第一处理器确定测量参数满足预定准则时应用第一气体分析算法且在第一处理器确定测量参数不满足预定准则时应用第二气体分析算法，其中第二算法包括校正因子。
[0025]在第二十五变动中，第二十二到第二十四变动中的任一者的设备包含生理传感器，所述生理传感器监测患者的生理参数，且其中呼吸取样系统在第三处理器确定生理参数不满足预定生理准则时不存储呼出气。
[0026]在第二十六变动中，第二十五变动的生理参数包含选自由以下各项组成的群组的至少一项:血压、心率、胸部阻抗、体重、身高、年龄、民族、性别、诊断、呼吸率、潮气量、分钟通气量、吸气:呼气比、血液气体、心输出量、潮气末CO2浓度、肺灌注、碱过剩、O 2饱和度和通气:灌注比。
[0027]在第二十七变动中，第二十二到第二十六变动中的任一者的预定准则包含最小持续时间。
[0028]在第二十八变动中，第二十二到第二十七变动中的任一者的预定准则包含选自由以下各项组成的群组的至少一项:峰值幅度值、基准值、高于所述峰值幅度值的持续时间、低于所述基准值的持续时间，及当前呼吸与趋势化算法的百分比比较。
[0029]在第二十九变动中，第二十二到第二十八变动中的任一者的预定准则包含表示完整潮气量呼吸的幅度值及基准值。
[0030]在第三十变动中，第二十二到第二十九变动中的任一者的预定准则包含小于或等于每分钟60次呼吸的呼吸速率。
[0031]在第三^^一变动中，第二十二到第三十变动中的任一者的预定准则是基于选自由以下各项组成的群组的至少一项:呼气时间、呼气时间的部分、气道压力、随时间变化的CO2值、随时间变化的02值、气道温度、呼吸流速、呼吸速率、呼吸深度、呼吸的持续时间、吸气时间、潮气末前时间、潮气末时间、呼气后时间、吸气暂停、峰值吸气压力、峰值呼气压力、用于喷嚏、咳嗽、叠式呼吸或非完整呼吸的特征波形、吸气幅度、呼气幅度，