对胸膜腔内压的无创估计和/或基于对胸膜腔内压的无创估计的呼吸功的计算的制作方法
【技术领域】
[0001] 下文总体设及确定对象的生理状态，并且更具体地设及基于无创确定的参数来估 计对象的胸膜腔内压和/或基于无创估计的对象胸膜腔内压来计算对象的呼吸功度量。
【背景技术】
[0002] 呼吸功(WOB)被定义为由呼吸肌为了呼吸而做出的努力。当患者被连接到机械通 气机时，WOB能够被分为两个分量：1)呼吸的生理功，其是对抗呼吸系统的阻力压力和弹性 压力而被消耗的，W及2)由于呼吸装置(气管内管和通气机)而强加的呼吸功。每次呼吸时 都计算总的WOB并且将所述总的WOB关于潮气量归一化W给出焦耳/L。
[0003] 对机械通气的患者中的WOB的实时测量能够被用于评估患者是否具备撤离呼吸机 的条件、被用于适当地选择压力支持通气水平、被用于诊断并处置过量的呼吸肌负载、并且 被用于监测并防止呼吸肌疲劳或萎缩。WOB计算的黄金标准是坎贝尔(Campbell)图，其是通 过绘制对抗胸膜腔内压的肺容量、形成压力-体积循环来构建的。被包围在压力-体积循环 的吸气部分和胸壁顺应性线内的面积指示W0B。
[0004] 坎贝尔图是用来基于WOB评估肺力学异常的影响的有效工具，并且其允许将WOB分 成其流量-阻力分量(包括生理的和强加的）和弹性分量。遗憾的是，对胸膜腔内压的直接测 量是显著有创的流程。为了构建坎贝尔图，食道压力被用作胸膜腔内压的代用变量。
[0005] 遗憾的是，测量食道压力并不是无关紧要的任务，并且其要求熟练的操作者进行 对气囊的正确放置和充气、操作专用设备并且特别注意避免主要源于患者咳嗽、吞咽W及 屯、源性影响的误差和伪影。因此，经由坎贝尔图的对WOB的日常监测还未被接受为在床边作 为常规临床实践，并且采用该图的商用设备的普及渐渐下降。
【发明内容】
[0006] 本文中所描述的各方面解决W上提及的问题和其他问题。
[0007] W下描述了一种用来无创地确定胸膜腔内压和/或一个或多个其他参数的方法。 此外，W下描述了一种用来基于无创确定的胸膜腔内压来确定呼吸功(WOB)值的方法。
[000引在一方面中，一种方法包括:获取指示对象的无创测得的气道压力的第一生理参 数;获取指示进入所述对象的肺中的无创测得的空气流量的第二生理参数;并且基于所述 第一生理参数和所述第二生理参数来估计指示所述对象的胸膜腔内压的第=生理参数并 生成指示所述胸膜腔内压的信号。
[0009] 在另一方面中，一种方法包括:获取指示无创估计的对象的胸膜腔内压的第一生 理参数;确定指示所述对象的肺容量的第二生理参数，所述肺容量基于指示进入所述对象 的肺中的无创测得的空气流量的第=生理参数;并且基于所述第一生理参数和所述第二生 理参数来确定呼吸功并生成指示所述呼吸功的信号。
[0010] 在另一个方面中，一种生理参数确定装置包括:参数估计器，其基于对象的无创测 得的气道压力和进入所述对象的肺中的无创测得的空气流量，通过将肺的力学模型拟合到 所述无创测得的气道压力和进入肺中的所述无创测得的空气流量并且通过使所述无创测 得的气道压力与预测的气道压力之间的残差的平方和最小化，来估计所述对象的胸膜腔内 压。所述生理参数确定装置还包括度量确定器，其基于所估计的胸膜腔内压和根据进入肺 中的所述空气流量确定的肺容量来确定坎贝尔图，并且基于所述坎贝尔图的压力-体积循 环和胸壁顺应性线内的面积来确定所述对象的呼吸功。
【附图说明】
[0011] 本发明可W采取各种部件和各部件的布置W及各种步骤和各步骤的安排的形式。 附图仅出于图示优选实施例的目的，并且不得被解释为对本发明的限制。
[0012] 图1示意性地图示了与通气机连接的生理参数确定装置。
[0013] 图2示意性地图示了生理参数确定装置的范例，包括参数估计器和度量确定器。
[0014] 图3示出了使用无创确定的胸膜腔内压而生成的范例坎贝尔图。
[0015] 图4图示了用于无创地估计胸膜腔内压的力学模型。
[0016] 图5图示了与图5的力学模型等价的、用于无创地估计胸膜腔内压的电气模型。
[0017] 图6示意性地图示了图2的生理参数确定装置的不具有度量确定器的变型。
[0018] 图7示意性地图示了图2的生理参数确定装置的不具有参数估计器的变型。
[0019] 图8图示了如本文所描述地进行估计的、无创估计的胸膜腔内压和测得的食道压 力的曲线图。
[0020] 图9图示了如本文所描述地进行估计的、估计的肺阻力的曲线图。
[0021] 图10图示了如本文所描述地进行估计的、估计的肺顺应性的曲线图。
[0022] 图11示出了经校正的测得的食道压力和无创估计的胸膜腔内压。
[0023] 图12图示了基于无创估计的胸膜腔内压的压力-体积循环，其与基于测得的食道 压力的压力一体积循环相结合。
[0024] 图13图示了基于无创估计的胸膜腔内压的压力-体积循环，其与基于用来移除屯、 源性分量的低通滤波之后的测得的食道压力的压力-体积循环相结合。
[0025] 图14图示了用于基于无创确定的参数来估计胸膜腔内压的范例方法。
[0026] 图15图示了用于基于无创确定的胸膜腔内压来确定呼吸功度量的范例方法。
[0027] 图16示意性地图示了与化S算法相结合的参数估计器的范例。
【具体实施方式】
[0028] 下文描述了一种用来无创地确定胸膜腔内压和/或采用所述无创确定的胸膜腔内 压和/或其它无创确定的胸膜腔内压来确定对象的呼吸功(WOB)度量的方法。
[0029] 图1图示了与通气机104相结合的生理参数确定装置102,所述生理参数确定装置 备选地可W与有创和无创应用相结合。控制器106控制通气机104。
[0030] 在图示的实施例中，设备108提供从通气机104到对象或目标的空气路径。在有创 通气的情况下，设备108能够是气管内管、气管造口术管等，包括"Y"接头。在无创的情况下， 设备108能够是鼻面罩、全脸面罩等，包括在通气机104与面罩之间的任何管道。
[0031] 气道压力传感器112测量气道处的压力，并且空气流量传感器110测量气道处的空 气流量。在有创通气的情况下，传感器110和112能够被连接到设备108的"Y"接头或其他部 分。在无创通气的情况下，传感器110和112能够被连接到设备108的患者面罩或其它部分。
[0032] 生理参数确定装置102接收测得的空气流量和测得的气道压力作为输入，并且包 括参数估计器114和/或度量确定器116中的至少一个，其处理接收到的数据和/或由其导出 的数据，例如指示对象的生理和/或健康状态的参数和/或度量。
[0033] 参数估计器114处理输入的测得的空气流量和气道压力，并且基于其来确定一个 或多个参数。如W下更详细地描述的，参数估计器114基于处理输入的测得的空气流量和气 道压力来至少估计胸膜腔内压。其它参数包括但不限于:肺阻力和肺顺应性。所估计的胸膜 腔内压可W被反馈到通气机控制器106的控制环路W帮助控制通气机104、基