气动单元9可以包括阀，该阀由控制单元11来控制以便调节输送给患者3的呼吸气体的组分、压力和流量。为此，控制单元11可以使用来自布置在通气机4内或通气系统I的其他位置的各种传感器(未示出)(例如气体分析器、流量传感器和压力计)的反馈数据。
[0038]然后通过通常被称为患者回路的管路系统来将呼吸气体从通气机4引导到患者3。患者回路包括将呼吸气体传送到患者3的吸气线路13A、传送呼出气体远离患者的呼气线路13B、通过Y型件连接到吸气线路和呼气线路的公共线路17和连接公共线路17与患者3的气道的(例如以呼吸面具或气管导管的形式)的患者连接件17。与使用非侵入性患者连接器(例如呼吸面具)相比，使用侵入性患者连接器(如气管导管)是具有优势的，因为非侵入性患者连接器中的泄漏倾向于降低HFV通气的压力振荡。
[0039]通气系统I还包括连接至通气机4的控制单元11并且被配置成检测表示患者的呼吸尝试的生物电信号的生物电传感器装置19。在这个实施方式中，生物电传感器装置是实现为被配置成记录来自患者3的横膈膜的肌电信号(EMG信号)的食道导管的形式的EMG检测器。导管包括多个电极(例如沿导管等间距彼此间隔开地布置成阵列以产生八个子信号的九个电极)，每个子信号是两个相邻电极之间的差值信号。由控制单元11来处理子信号以计算表示横膈膜的电活动并且因此表示患者的呼吸尝试的信号，即Edi信号。然后由控制单元11来使用Edi信号以与患者自己的呼吸尝试同步并且成比例地控制呼吸气体向患者3的提供。
[0040]尽管以食道导管的形式进行了举例说明，然而生物电传感器装置19可以是用于检测EMG信号或其他生物电通气相关信号的任何已知的检测器装置。例如，生物电传感器装置可以包括放置在胸廓、腹部上或膈神经附近以感测并且滤出EMG信号的表面电极。生物电传感器装置19还可以包括用于测量除横膈膜的肌肉活动以外的与患者的呼吸相关的肌肉活动的一个或更多个电极。
[0041]根据从食道导管接收的EMG信号，控制单元11生成作为控制信号被输出到气动单元9的控制信号。通过这种方式，根据从患者获得的EMG信号来控制气动单元9。在例如WO1998/48877和WO 1999/62580中进一步描述了这样的控制的原理。
[0042]只要通气系统I使用EMG信号作为用于呼吸气体的提供的控制参数，呼吸就可以遵循最终由患者的呼吸中枢来确定的自然呼吸周期，自然呼吸周期又构成了患者的实际呼吸需求的直接指标。
[0043]通气系统I还包括用于向患者3提供HFV通气的高频振荡装置23，其在下文中被称为振荡器装置。振荡器装置23可以形成通气机4的整体部分，或者其可以布置在通气机4的外部以形成布置在吸气线路13A或公共线路15内或者与吸气线路13A或公共线路15气体连通的独立的振荡器单元。
[0044]在图1中示出的实施方式中，振荡器装置23被集成在通气机4中。如图1所示，集成的振荡器装置可以与负责向患者3输送正常呼吸的气动单元9分离。然而，在其他实施方式中，气动单元9的部件可以构成振荡器装置23并且被配置成向患者提供正常呼吸并且在正常呼吸上叠加高频振荡。在本申请的提出日之前还没有公开的共同未决申请PCT/SE2012/051003中公开了能够提供这个双重功能的气动单元的示例。在PCT/SE2012/051003中，公开了能够向患者提供正常呼吸同时在其上叠加高频振荡的阀装置。
[0045]图2示出了振荡器装置23的替选位置，其中振荡器装置连接至患者回路的Y型件。在图1和图2中，振荡器装置23可以例如包括类似于EP 1106197中的振荡器装置的、可以通过双向马达来在振荡器壳体内往复运动的活塞。
[0046]图3示出了振荡器装置23的另一替选位置和设计。在这里，振荡器装置23包括布置在吸气线路13A内并且由马达23B旋转的盘23A，盘通过轴23C来连接至马达23B(类似于US2008/0245366中的振荡器装置)。
[0047]通气系统I的振荡器装置23可以包括活塞振荡器装置、气动振荡器、电磁振荡器(例如，扬声器)、所谓的喷射系统或喷射文丘里(venturi)系统或现有技术中已知的用于在向患者提供的呼吸气体的流中产生高频压力变化的任何其他装置。U S 4 719 910、U S4805612、US 6085746、US 7770580、TO 2011/031428和EP 0512285中公开了用于向患者提供HFV通气的更多振荡器装置。
[0048]振荡器装置23被配置成响应于所检测到的EMG信号来将高频压力振荡施加到由通气机4向患者3输送的呼吸上。由此，本发明呈现了新的通气模式，其中通过提供叠加在呼吸气体的EMG控制流上的高频压力振荡来将HFV与NA VA/EMG控制通气组合在一起。这个NAVA/EMG控制通气和HFV的组合通气模式在本文中被称为HFNAVA。
[0049]优选但不是必须地，由通气机4的控制单元11来控制振荡器装置23。通过这种方式，控制单元11能够控制基于来自EMG检测器19的EMG信号的向患者3的正常(低频率，大潮气)呼吸的输送和被叠加在正常呼吸上的HFV通气的特性二者。例如，在这种情况下，控制单元11可以被配置成基于来自通气机4的操作员的输入来控制HFV通气的频率、平均气道压力(MAP)和压力幅值。控制单元11还可以被配置成基于由EMG检测器19检测到的EMG信号和针对HFV通气的输入设置参数二者来控制通气机4的气动单元9，以便确保组合NAVA和HFV通气的效果满足由所检测到的EMG信号表示的患者的呼吸需要。
[0050]通气系统I和所提出的HFNAVA通气模式的主要优点是能够提供HFV通气过程中的自主呼吸的改进的辅助支持。控制单元11被配置成基于所检测的EMG信号来识别患者3希望什么时候进行以及进行什么程度的吸气和呼气，并且控制气动单元9以与之相对应地向患者输送呼吸气体。在检测到自主呼吸尝试时向患者输送呼吸气体的一般概念通常被称为患者触发支持通气，因为患者吸气的自主尝试触发通气机在收到命令时通过输送呼吸气体来支持尝试。与在正在进行的HFV过程中提供支持通气的气动触发的现有技术系统相比，通气系统I使用支持通气的神经触发。这是有利的，因为HFV通气的高频压力振荡使气动触发不精确甚至不可行。
[0051]所提供的通气系统I的另一优势是其能够在多种不同的操作模式下被操作。控制单元11可以基于被输入到通气机4的操作员输入来控制气动单元9和振荡器装置23，以使得通气系统I在选自NAVA模式(EMG控制模式)、HFV模式或上述HFNAVA模式的任何通气模式下被操作。此外，与已知NAVA通气机相同的是，通气系统I优选地也能够在传统的机械通气模式(如压力控制通气(PCV)、容积控制通气(VCV)、压力支持通气(PSV)和容积支持通气(VSV))下操作。通气系统I还可以根据EP 1106197中公开的通气系统来被配置以能够在丢失EMG信号的情况下在正在HFV通气的过程中提供气动触发。
【主权项】
1.一种用于在正在进行的高频通气HFV过程中向自主呼吸患者(3)提供患者触发支持通气的通气系统(I)，包括: -气动单元(9)，所述气动单元(9)用于响应于所述患者的呼吸尝试来向所述患者(3)输送呼吸气体； -控制单元(11)，所述控制单元(11)用于控制由所述气动单元(9)进行的所述呼吸气体的输送；以及 -振荡器装置(23)，所述振荡器装置(23)用于在所述呼吸气体上叠加高频振荡， 其特征在于所述通气系统(I)还包括被配置成测量表示所述患者的呼吸尝试的生物电信号的生物电传感器装置(19)，以及其特征在于所述控制单元(11)被配置成基于所述生物电信号、响应于所述患者的呼吸尝试来控制所述呼吸气体的输送。2.根据权利要求1所述的通气系统(I)，其中，所述生物电信号是肌电EMG信号，以及所述生物电传感器装置(19)是EMG检测器，例如食道导管。3.根据权利要求2所述的通气系统(I)，其中，所述EMG检测器是包括用于测量EMG信号的多个电极的食道导管。4.根据前述权利要求中任一项所述的通气系统(I)，其中，所述控制单元(11)被配置成控制所述气动单元(9)和所述振荡器装置(23) 二者。5.根据权利要求4所述的通气系统(I)，其中，所述控制单元(11)被配置成对由所述气动单元(9)进行的所述呼吸气体的输送和由所述振荡器装置(23)提供的所述高频振荡以彼此依赖地的方式进行控制，以提供满足由所述生物电信号表示的所述患者的呼吸需要的所述患者(3)的总通气。6.根据前述权利要求中任一项所述的通气系统(I)，包括通气机(4)，所述通气机(4)被配置成基于由所述生物电传感器装置(19)测量到的所述生物电信号来提供神经调节辅助通气NAVA。7.根据权利要求6所述的通气系统(I)，其中，所述振荡器装置(23)被集成在所述通气机⑷中。8.根据前述权利要求中任一项所述的通气系统(I)，其中，所述控制单元(11)被配置成控制所述气动单元(11)和所述振荡器装置(23)，以在选自下列的通气模式下选择性地操作所述通气系统(I): -NAVA， -HFV，以及 -通过在基于所述生物电信号向所述患者提供的神经调节通气上叠加高频振荡来组合NAVA和HFV的通气模式。
【专利摘要】本发明提供了一种用于在正在进行的HFV通气过程中向自主呼吸患者(3)提供患者触发支持通气的通气系统(1)。系统(1)包括：用于响应于患者的呼吸尝试来向患者(3)输送呼吸气体的气动单元(9)，用于控制由所述气动单元(9)进行的呼吸气体的输送的控制单元(11)和用于在所述呼吸气体上叠加高频振荡的振荡器装置(23)。系统(1)还包括被配置成测量表示患者的呼吸尝试的生物电信号的生物电传感器装置(19)，并且控制单元(11)被配置成基于所述生物电信号、响应于患者的呼吸尝试来控制呼吸气体的输送。通气系统(1)因此被配置用于正在进行的高频通气HFV过程中的神经触发支持通气，这使得与能够在正在进行的HFV通气过程中提供支持通气的已知通气系统的触发机构相比，通气系统(1)的触发机构更精确并且更鲁棒。
【IPC分类】A61M16/12, A61M16/00, A61B5/0488, A61B5/0492
【公开号】CN105579089
【申请号】CN201480052466
【发明人】奥克·拉松, 马里奥·隆卡尔, 埃里克·卡尔德柳斯
【申请人】马奎特紧急护理公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2014年9月24日
【公告号】WO2015047168A1