具有多参数过度换气警报的监测设备的制作方法

本公开总体涉及确定过度换气的通气被施加至由于气道问题、不能通气、不能氧合或者任何其他原因而需要强迫通气的患者。本公开更具体涉及基于由患者呼出的潮气末二氧化碳水平和患者的呼吸率而确定的过度换气的通气被施加至患者的多参数警报。

背景技术：

在心脏骤停(ca)复苏过程中，高级生命支持(als)救助者辅助医务人员对插管的患者的无意的过度换气是危险的，并且可能降低成功复苏的概率。针对具有创伤性大脑损伤(tbi)的患者，无意的过度换气也与不良的结果相关联。

更具体地，在ca复苏或tbi处置期间，常常利用气管导管或其他类型的先进气道件对无意识的患者进行插管，并且通常由救助者辅助医务人员使用急救袋或袋-阀面罩组合件来手动地通气以向肺部提供空气。在对患者进行手动通气时，救助者辅助医务人员必须小心谨慎，以避免以过高的速率对患者通气，因为这可能会对生存能力和结果产生严重影响。潮气末二氧化碳(etco2)是每次呼气的co2平稳期(plateau)末端的最高点，并且表示肺中的气体交换。许多研究已经表明，救助者辅助医务人员可能倾向于无意地对患者过度换气，这导致co2下降到过低的水平，指示患者的肺中的不良气体交换。

已经在美国心脏协会指南中推荐了二氧化碳描记术，二氧化碳描记术是对二氧化碳(co2)的已知监测，并且已经成为复苏期间的护理标准。高级生命支持(als)除颤器/监测器具有针对co2监测的选项，其中，在气道回路中放置过滤器管线(即，小管)，并且通过小型泵将气体抽吸到传感器(侧流技术)中，或者传感器自身被放置在气道回路中(主流技术)。这两种类型的传感器都被用于产生co2波形。这通常伴随有二氧化碳描记监测器，二氧化碳描记监测器分析所得到的co2波形并且生成二氧化碳描记波形以用于计算etco2和呼吸率。所述二氧化碳描记监测器通常具有当所计算出的etco2低于潮气末二氧化碳阈值时生成单参数警告/警报的能力，或者备选地，具有当所计算出的呼吸率高于呼吸率阈值时生成单参数警告/警报的能力。一个问题在于：关于etco2或呼吸率的单参数警告常常产生假警报，或者当需要修改护理以解决患者的过度换气时不触发警报。

更具体地，与接受心肺复苏术(cpr)和手动通气的无意识的患者相比，针对有意识地呼吸的患者，所推荐的etco2的目标范围会是相当不同的。类似地，从心脏骤停或创伤中恢复的有意识的患者可能以高的速率呼吸(例如，喘息)，但是为具有低潮气量的浅呼吸，并且因此具有足够的气体交换和能接受的etco2。这与救助者辅助医务人员在对无意识的患者进行工作时非常不同，并且通过利用完全潮气量以高速率装袋来对患者无意地过度换气并且因此驱使etco2危险地低。出于这些原因，单参数etco2警报限值和单参数通气量警报限值常常被设定为比应当针对给定情况的警报限值更宽或者一起被禁用。这形成了救助者辅助医务人员可能无意地对患者过度换气并且未意识到该事实的情况。

目前存在视觉或音响节拍器以固定的速率闪烁或蜂鸣，以用于对人工通气的计时。然而，这些节拍器没有反馈或传感器机制，并且不知道etco2水平。同样地，在不同的情况下，不同的通气速率可能是合适的。

技术实现要素：

本公开提供了以下发明，所述发明提供了具有二氧化碳描记能力的监测设备，其采用包括呼吸监测器的通气监测控制器，所述呼吸监测器用于当患者的呼吸率以及由患者呼出的潮气末co2共同指示特别是由高级生命支持(als)救助者正在对患者施加过度换气的通气时的多参数过度换气警报。有力地测试了本公开的多参数过度换气警报，以支持以下假设：本公开的多参数过度换气警报是对单参数并且独立的etco2和通气速率警报的改进。

本公开的发明的一种形式是具有二氧化碳描记能力(例如，二氧化碳描记、ecg或除颤)的监测设备，其采用包括二氧化碳描记监测器和呼吸监测器的通气监测控制器，用于在非过度换气的通气被施加至患者与过度换气的通气被施加至患者之间进行确定。在操作中，所述二氧化碳描记监测器分析患者的二氧化碳描记波形。所述呼吸监测器基于部分地或完全地根据由二氧化碳描记监测器对二氧化碳描记波形的分析而导出的由患者呼出的潮气末二氧化碳和/或患者的呼吸率的指示，来确定非过度换气的通气被施加至患者；并且基于部分地或完全地根据由二氧化碳描记监测器对二氧化碳描记波形的分析而导出的由患者呼出的潮气末二氧化碳和患者的呼吸率两者的共同指示，来确定过度换气的通气被施加至患者。

所述呼吸监测器可以相对于潮气末二氧化碳阈值来监测潮气末二氧化碳，所述潮气末二氧化碳阈值描绘非过度换气的通气被施加至患者和过度换气的通气被施加至患者，和/或所述呼吸监测器可以相对于呼吸率阈值来监测患者的呼吸率，所述呼吸率阈值描绘患者的非过度换气的呼吸以及患者的过度换气。

出于本公开的发明目的，本领域的术语，包括但不限于：“监测设备”、“通气”、“二氧化碳描记”、“潮气末co2”和“呼吸”，应当如在本公开的领域中以及如在本文中示例性描述的那样进行解读。

更具体地，术语“通气”宽泛地涵盖为向患者提供空气而执行的任意动作和所有动作，特别是由als救助者辅助医务人员所执行的动作，术语“非过度换气的通气”宽泛地涵盖以避免患者的无意的过度换气的方式来执行这样的通气动作，并且术语“过度换气的通气”宽泛地涵盖以导致患者的无意的过度换气的方式来执行这样的通气动作。

出于本公开的发明的目的，术语“控制器”宽泛地涵盖被容纳在监测设备内或者与监测设备相链接的专用主板或专用集成电路的所有结构配置，用于本公开的各种创造性原理的应用，如本文随后所描述的。所述控制器的结构配置可以包括但不限于：(一个或多个)处理器、(一个或多个)计算机可用/计算机可读存储介质、操作系统、(一个或多个)应用模块、(一个或多个)外围设备控制器、(一个或多个)插槽以及(一个或多个)端口。

具有二氧化碳描记能力的监测设备的范例包括但不限于：二氧化碳监测设备(例如，二氧化碳描记扩展)、床侧监测ecg设备(例如，intellivue监测器、suresigns监测器和goldway监测器)以及高级生命支持监测产品(例如，heartstartmrx和heartstartxl除颤器，以及efficiadfm100除颤器/监护器)。

出于本公开的发明的目的，术语“应用模块”宽泛地涵盖包括用于执行特定应用的电子电路和/或可执行程序(例如，可执行软件和/或固件)的控制器的部件。

出于本公开的发明的目的，在本文中将控制器描述性标记为“通气监测”控制器、“ecg监测”控制器和“除颤”控制器，用于识别如在本文中所描述和要求保护的特定控制器，而不指定或暗示对术语“控制器”的任何额外限制。

类似地，出于本公开的发明的目的，在本文中将应用模块描述性标记为“二氧化碳描记监测器”模块、“呼吸监测器”模块、(一个或多个)“ecg监测”模块以及(一个或多个)“除颤”模块，用于识别如在本文中所描述和要求保护的特定应用模块，而不指定或暗示对术语“应用模块”的任何额外限制。

结合随附的附图阅读对本公开内容的各种实施例的以下详细描述，本公开内容的前述形式和其他形式以及本公开内容的各种特征和优点将变得更为显而易见。详细的描述和附图仅仅是对本公开内容的例示而非限制，本公开内容的范围是由权利要求以及其等价方案所限定的。

附图说明

图1图示了根据本公开的发明原理的通气监测方法的示范性实施例的流程图。

图2-4图示了根据本公开的发明原理的通气监测控制器的示范性实施例。

具体实施方式

为了便于对本公开内容的理解，现在将在本文中描述由本公开的二氧化碳描记监测器20和呼吸监测器21形式的应用模块所执行的表示本公开的通气监测方法的流程图10。根据该描述，本领域技术人员将领会到如何将本公开的发明原理应用于具有二氧化碳描记能力的各种监测设备，用于并入基于共同地指示患者的过度换气的通气的由患者呼出的潮气末co2和患者的呼吸率的多参数过度换气通气警告能力。

参考图1，流程图10的阶段s12涵盖二氧化碳描记监测器20，二氧化碳描记监测器20分析根据由患者呼出的二氧化碳而生成的患者的二氧化碳描记波形。在实践中，二氧化碳描记监测器20可以实施用于分析二氧化碳描记波形的任何技术。

在阶段s12中所示的一个实施例中，二氧化碳描记监测器20如在本领域中已知地根据所接收的由患者呼出的二氧化碳的二氧化碳co数据信息来生成二氧化碳描记波形。根据所生成的二氧化碳描记波形，二氧化碳描记监测器20如本领域中已知地计算由患者呼出的潮气末co2和患者的呼吸率。

流程图10的阶段s14涵盖呼吸监测器21，呼吸监测器21基于根据由二氧化碳描记监测器20所执行的二氧化碳描记分析而导出的由患者呼出的潮气末二氧化碳和患者的呼吸率，来分析被施加至患者的通气。所述通气分析涉及呼吸监测器21基于部分地或完全地根据由二氧化碳描记监测器20对二氧化碳描记波形的分析而导出的由患者呼出的潮气末二氧化碳和/或患者的呼吸率的指示，来确定非过度换气的通气被施加至患者。相反地，通气分析涉及呼吸监测器21基于部分地或全部地根据由二氧化碳描记监测器20对二氧化碳描记波形的分析而导出的由患者呼出的潮气末二氧化碳和患者的呼吸率两者的共同指示，来确定过度换气的通气被施加至患者。

在实践中，呼吸监测器21可以实施基于根据由二氧化碳描记监测器20执行的二氧化碳描记分析而导出的由患者呼出的潮气末二氧化碳和患者的呼吸率来分析被施加至患者的通气的任何技术。

在阶段s14中所示的一个实施例中，呼吸监测器21相对于潮气末二氧化碳阈值来监测由二氧化碳描记监测器20所计算的潮气末co2浓度，所述潮气末二氧化碳阈值描绘非过度换气的通气被施加至患者和过度换气的通气被施加至患者。在实践中，所述潮气末二氧化碳阈值可以由监测设备的操作者经验性地确定和/或设定。例如，本公开已经经验性地确定了优选为25mmhg的潮气末二氧化碳阈值。

呼吸监测器21也相对于呼吸阈值来监测由二氧化碳描记监测器20所计算的呼吸率，所述呼吸阈值描绘非过度换气的通气被施加至患者和过度换气的通气被施加至患者。在实践中，所述呼吸率阈值也可以由监测设备的操作者经验性地确定和/或设定。例如，本公开根据已经经验性地确定了优选为每分钟12次呼吸(bpm)的呼吸率阈值。

根据阈值监测，在实践中，呼吸监测器21可以实施以下任何技术：用于检测由患者呼出的潮气末二氧化碳大于(或等于)所述潮气末二氧化碳阈值(例如，>25mmhg或者≥25mmhg)和/或患者的呼吸率小于(或等于)所述呼吸阈值(例如，<12bpm或者≤12bpm)；并且用于检测由患者呼出的潮气末二氧化碳低于(或等于)所述潮气末二氧化碳阈值(例如，<25mmhg或者≤25mmhg)并且患者的呼吸率大于(或等于)所述呼吸率阈值(例如，>12bpm或者≥12bpm)。

例如，每当呼吸监测器21个体地检测到由患者呼出的潮气末二氧化碳大于(或等于)所述潮气末二氧化碳阈值和/或患者的呼吸率小于(或等于)所述呼吸阈值时，呼吸监测器21可以确定非过度换气的通气被施加至患者。

相反，每当呼吸监测器21同时地检测到由患者呼出的潮气末二氧化碳小于(或等于)所述潮气末二氧化碳阈值并且患者的呼吸率大于(或等于)所述呼吸率阈值时，呼吸监测器21可以确定过度换气的通气被施加至患者。

同样地，通过范例，每当呼吸监测器21个体地检测到由患者呼出的潮气末二氧化碳小于(或等于)所述潮气末二氧化碳阈值和/或患者的呼吸率大于(或等于)所述呼吸量阈值的持续时间少于指定时间段或指定数量的呼吸周期时，呼吸监测器21可以确定非过度换气的通气被施加至患者。

相反，每当呼吸监测器21同时地检测到由患者呼出的潮气末二氧化碳小于(或等于)所述潮气末二氧化碳阈值并且患者的呼吸率大于(或等于)所述呼吸率阈值的持续时间大于指定时间段或指定数量的呼吸周期时，呼吸监测器21可以确定过度换气的通气被施加至患者。

在实践中，所述指定时间段和所述指定数量的呼吸周期可以由监测设备的操作者经验性地确定和/或设定。例如，本公开已经经验性地确定了优选为15秒的指定时间段以及三(3)个呼吸周期的指定数量的呼吸周期。另一种方法是：在与阈值进行比较之前，通过在指定时间段或指定数量的呼吸周期上平均或平滑(使用本领域技术人员已知的任何技术，诸如对瞬时值进行中值滤波)来计算etco2值和呼吸率值，所述阈值也可以由监测设备的操作者经验性地确定和/或设定。另外，可以将“迟滞”过滤器应用于检测过度换气事件，增加计数以创建过度换气警报，并且相反地减少计数以确定过度换气状况已经结束。能够将任何或所有以上方法应用于设备以优化过度换气状况检测灵敏度(真实事件的检测)和特异性(拒绝假警报)两者，折衷和优化方法对于本领域技术人员是众所周知的。

在呼吸监测器21确定了过度换气的通气被施加至患者时，呼吸监测器21以任何适合的形式来生成过度换气警报，特别是视觉消息和/或音响警报(例如，“过度换气：检测到高呼吸率/低etco2”)。在实践中，呼吸监测器21在对过度换气的通气被施加至患者的任何确定期间生成过度换气警报，并且可以在随后确定非过度换气的通气被施加至患者后将所述过度换气警报延长指定时间段或指定数量的呼吸周期。同样地，在实践中，呼吸监测器21可以控制将过度换气警报传送监测设备的操作者/监测者，特别是控制过度换气警报的显示或广播，或者将所述过度换气警报传送到另一设备以用于传送至其他设备的操作者/监测者。

总之，流程图10表示由二氧化碳描记监测器20和呼吸监测器21所执行的通气监测方法，用于在紧急通气流程期间使患者的无意的过度换气最小化，所述紧急通气流程包括但不限于：患者的心脏骤停(ca)复苏、对患者的创伤后损伤(例如，大脑损伤、肋骨骨折、吸入异物、支气管痉挛等)、用药(例如，阿片类药物)过量的患者、患有急性喉头水肿(例如，吸入烧伤、路德维希氏心绞痛、会厌炎)的患者、患有神经系统问题(例如，镇静、麻醉、卒中、脊髓损伤、宫颈膈膜功能丧失、胸椎间盘缺失、神经损伤)的患者。

在初始化之后，由二氧化碳描记监测器20和呼吸监测器21连续地执行流程图10，直到由所述监测设备的操作者/监测者终止流程图10。

为了便于对本公开的进一步理解，图2-4图示了针对本公开的二氧化碳描记监测器和呼吸监测器的通气监测控制器。根据对图2-4的描述，本领域技术人员将领会到如何在具有二氧化碳描记能力的任何监测设备内采用本公开的二氧化碳描记监测器和呼吸监测器的通气监测控制器。

参照图2，通气监测控制器30a包括本公开的二氧化碳描记监测器31和呼吸监测器32。对于该控制器实施例，通气监测控制器30a被连接到本领域已知的任何类型的co2传感器40和/或本领域已知的任何类型的通气机41，用于由二氧化碳描记监测器31和呼吸监测器32执行本公开的通气监测方法的目的，如在图1中示范性示出的。另外，通气监测控制器30a被连接到另一设备(未示出)(例如，ecg监测设备)，用于将来自呼吸监测器32的任何过度换气警报hva传送到该设备。

在实践中，通气监测控制器30可以被包含在任何类型的二氧化碳监测设备中，所述二氧化碳监测设备包括但不限于由飞利浦医疗系统公司的商业型二氧化碳描记扩展。

参照图3，ecg监测设备60采用ecg监测控制器30b、心电图仪80、显示监测器90和扬声器91。

ecg监测控制器30b包括本公开的二氧化碳描记监测器31和呼吸监测器32。针对该控制器实施例，ecg监测控制器30b被连接到本领域已知的任何类型的二氧化碳传感器70和/或本领域已知的任何类型的通气机71，用于二氧化碳描记监测器31和呼吸监测器32执行本公开的通气监测方法的目的，如在图1中所示的。另外，ecg监测控制器30b被连接到显示监视器90和扬声器91，以分别显示和广播来自呼吸监测器32的任何过度换气警报hva。

在结构上如在本领域已知地配置心电图仪80，以处理被附着到患者50的表面的ecg导联ra、la、rl、ll和vi-v6，用于测量和记录患者50的心脏51的心电图81。心电图仪80采用数字信号处理器(未示出)以用于将经处理的ecg导联流式传输到ecg监测控制器30b，由此ecg监测控制器30b额外地包括本领域已知的(一个或多个)ecg监测模块33，以用于显示和分析任何形式的ecg波形81，所述任何形式的ecg波形81包括但不限于有规律的心跳81a和无规律的心跳81b。

在实践中，ecg监测设备60可以是具有二氧化碳描记能力的任何类型的ecg监测设备，包括但不限于：床侧监测ecg设备(例如，intellivue监测器、suresigns监测器和goldway监测器)。

参照图4，除颤监测设备60采用：ecg监测设备60(图3)以及采用高压电容器组(未示出)的电击源110，用于在按下充电按钮(未示出)时经由高压充电器和电源来存储高电压。电击源110还采用开关/隔离电路(未示出)，用于选择性地将来自高压电容器组的特定波形的电能电荷施加到电极板100和101。波形的范例包括但不限于：单相正弦波形(正弦波)111a和双相截断波形111b。

如在本领域中已知的，电极板100和101在结构上被配置为以如在图4所示的前端排列布置或者前后布置(未示出)导电地施加到患者50。电极板100和101将来自电击源110的除颤电击传导至患者50的心脏51，并且被连接至心电图仪80以将患者50的心脏51的电活动传导至心电图仪80。

除颤控制器30c包含ecg监测控制器30b(图3)，并且额外地包括如本领域已知的(一个或多个)除颤模块34，用于由除颤监测器61的操作者来控制对患者50的心脏51的除颤。

参照图3和图4，在实践中，ecg导联和电极板100和101可以被用于执行用于计算患者的呼吸率的已知阻抗方法。针对该实施例，本公开的二氧化碳描记监测器仅根据二氧化碳描记波形来计算患者呼出的etco2，并且经由已知的阻抗方法来计算呼吸率。备选地，针对该实施例，本公开的二氧化碳描记监测器仅根据二氧化碳描记波形来计算由患者呼出的etco2，并且由本公开的控制器的另一应用模块经由已知的阻抗方法来计算所述呼吸率。

参照图2-4，在实践中，除了二氧化碳传感器之外，也可以包含流量传感器，由此所述流量传感器将被用于监测患者与通气机之间交换的空气的量，从而在过多的空气被推送到患者的肺中(即，过量)时的任何时间进行检测。这样的过量监测对于检测过度换气的通气被施加至患者可能是有用的。

参照图1-4，本领域技术人员将领会到本公开的许多益处，包括但不限于：使特别是通过高级生命支持(als)救助者辅助医务人员对患者的无意的过度换气的通气最小化。

此外，如本领域技术人员鉴于在本文中所提供的教导而将领会到的，在本公开/说明书中描述的、和/或在图1-4中所描绘的特征、元件、部件等，可以被实施为电子部件/电路、硬件、可执行软件与可执行固件的各种组合，并且提供可以被组合在单个元件或多个元件中的功能。例如，能够通过使用专用硬件以及能够与运行合适的软件相关联的软件的硬件来提供在图1-4中所示出/图示/描绘的各个特征、元件、部件等的功能。当由处理器提供时，所述功能能够由单个专用处理器、由单个共享处理器、或者由多个个体处理器(其中的一些可以是共享和/或复用的)来提供。此外，术语“处理器”的明确使用不应当被解释为专指能够运行软件的硬件，并且能够暗含地包括但不限于：数字信号处理器(“dsp”)硬件、存储器(例如，用于储存软件的只读存储器(“rom”)、随机存取存储器(“ram”)、非易失性储存器等)，以及实质上能够(和/或可配置为)执行和/或控制过程的任意手段和/或机器(包括硬件、软件、固件、电路、其组合等)。

此外，在本文中详述本发明的各原理、各方面和各实施例以及其具体范例的所有记载，均意图涵盖其结构性和功能等价物两者。另外，目的是这样的等价物包括当前已知的等价物以及未来发展的等价物两者(例如，所开发的能够执行相同或基本上相似的功能的任意元件，而不管其结构如何)。因此，例如鉴于在本文中所提供的教导，本领域技术人员将领会到，在本文中所提供的任意框图均能够表示实现本发明的原理的例示性系统部件和/或电路的概念性视图。类似地，鉴于在本文中所提供的教导，本领域技术人员应当领会到，任意流程图、作业图等能够表示各种过程，所述过程基本上能够被表示在计算机可读储存介质中，并且由具有处理能力的计算机、处理器或其他设备如此运行，而无论是否明确示出这样的计算机或处理器。

此外，本公开的示例性实施例能够采取从计算机可用和/或计算机可读储存介质能访问的计算机程序产品和应用模块的形式，所述储存介质提供了用于由例如计算机或任意指令执行系统使用或者与所述计算机或任意指令执行系统结合的程序代码和/或指令。根据本公开，计算机可用或计算机可读储存介质能够为任意的设备，所述设备例如能够包括、储存、传送、传播或输送用于由指令执行系统、装置或设备使用或者与所述指令执行系统、装置或设备相结合的程序。这样的示范性介质例如能够是：电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统(或装置或设备)或者传播介质。计算机可读介质的范例例如包括：半导体或固态存储器、磁带、可移除计算机磁盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存(驱动)、刚性磁盘和光盘。光盘的当前范例包括压缩盘-只读存储器(cd-rom)、压缩盘-读/写(cd-r/w)和dvd。此外，应当理解，以后可能发展出的任何新的计算机可读介质也均应当被视为根据本公开和本公开的示例性实施例可以使用或涉及到的计算机可读介质。

已针对具有二氧化碳描记能力的任何类型的监测设备描述了新型多参数过度换气警报的优选和示范性的实施例，应当注意，本领域技术人员在本文中所提供的教导(包括附图1-4)的启示下，能够进行修改和变型。因此，应当理解，能够对本公开的优选和示范性实施例做出改变，所述改变处在本文中所公开的实施例的范围之内。

此外，设想到了，合并和/或实施所述设备或者诸如可以在根据本公开的设备中使用/实施的对应的和/或相关的系统也被设想到并且被认为处在本公开的范围之内。此外，用于制造和/或使用根据本公开的设备和/或系统的对应的和/或相关的方法也被设想到并且被认为处在本公开的范围之内。