專利名稱：：患者呼吸用呼吸機中的管路順應性補償容量控制系統(tǒng)及方法
技術領域：
：本發(fā)明一般涉及患者呼吸通氣系統(tǒng)中用于管路順應性補償容量控制的系統(tǒng)及方法，具體涉及通過有效和準確地估計和補償患者管路順應性而適合于所有年齡和體格的患者使用的呼吸通氣系統(tǒng)。
背景技術：
：在呼吸通氣系統(tǒng)中，為了給患者傳送準確的設定潮氣量，必需對患者管路順應性進行補償?；颊吖苈讽槕缘难a償對于肺順應性可以小到管路順應性的十三分之一左右的新生兒患者而言特別重要。在不補償管路順應性的情況下，會給患者傳送不準確的容量和不充分的流量。因此，已經(jīng)提出多種設計和算法來促進呼吸通氣系統(tǒng)中的患者管路順應性補償。當前，很多管路順應性補償設計或算法中的設置或方法實際上影響了患者呼出所傳送的潮氣量的能力，并且因此引起堵氣(gastrapping)和自發(fā)性PEEP。因此，由于對容量傳送的嚴格精確性要求，市場上可獲得的大多數(shù)呼吸機沒有考慮到適合于新生兒患者的管路順應性設計。因此實現(xiàn)準確容量傳送的負擔就留給了臨床醫(yī)生。當前，普遍使用兩種直接將患者管路容量的估計添加到設定潮氣量上的算法。在普遍使用的其中一種算法中，通過利用特定峰值流量來延長吸氣時間，從而將患者管路容量的估計直接添加到設定潮氣量上。利用峰值氣道壓力(由呼氣壓力變換器測得)和患者管路順應性的估計來計算患者管路容量。如所理解的，吸氣時間的延長經(jīng)常影響患者呼出所傳送的潮氣量的能力；并且因此導致堵氣和自發(fā)性PEEP。這種不利影響對于肺順應性可與患者管路順應性相比的小兒或肺順應性只有患者管路順應性1/13的新生兒患者而言更加顯著。因此，基于第一算法的患者管路順應性補償不適合于那些具有小的肺順應性的患者。另外，這種算法在氣道阻力和/或肺順應性發(fā)生變化時不會響應。在第二種方法中，通過增大預設的峰值吸氣流量將患者管路容量的估計添加到設定潮氣量上，而增大預設的峰值吸氣流量最終會導致平均峰值氣道壓力的增大。利用先前(四次)強制/機械呼吸的平均峰值氣道壓力和患者管路順應性的估計來計算患者管路容量。因此，患者管路容量在每次呼吸之后逐次升高。由于平均峰值氣道壓力的正反饋，第二算法可以對管路順應性與患者(肺)順應性之比高達13:1的新生兒大小的患者建立約束(不收斂)條件。此外，由于諸如由峰值氣道壓力的正反饋而導致的氣體壓縮的影響，該算法在氣道阻力高的情況下沒有魯棒性。因此，該算法僅對成人和某些兒科體格的患者有效，并且在氣道阻力和/或肺順應性發(fā)生變化時，該算法也不會響應。因此，極需要開發(fā)這樣的系統(tǒng)及方法該系統(tǒng)及方法在患者呼吸通氣系統(tǒng)中可操作為提供管路補償容量控制，而不存在以上任何不利影響，并且在臨床上對于所有大小的患者均可接受。
發(fā)明內容提供一種患者呼吸通氣系統(tǒng)中用于管路順應性補償容量控制的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法對于所有大小和年齡的患者均在臨床上可接受。所提供的系統(tǒng)及方法允許患者在整個容量傳送中接收合適的吸氣流量，同時維持恒定的吸氣時間與呼氣時間之比(I:E比)。由于維持了恒定的I:E比，因此可以防止堵氣和自發(fā)性PEEP。市面上現(xiàn)有的傳感器用于估計補償患者管路順應性所需的容量并確定合適的吸氣流量，使得實施如所提供的系統(tǒng)及方法不需要額外的裝置。該系統(tǒng)及方法的操作基于患者和通氣系統(tǒng)的管理物理學來^:計成對由于呼吸^L的閥動力而導致的呼吸才幾傳遞容量和4^收容量傳遞期間呼氣分支的泄漏加以考慮。因此，該系統(tǒng)及方法針對氣道阻力和患者順應性的改變具有魯棒性?；颊吆粑庀到y(tǒng)中用于管路順應性補償容量控制系統(tǒng)可以劃分為三個主要的子系統(tǒng)，包括流量調節(jié)反饋伺服控制環(huán)路、容量傳送控制器和患者容量觀察器。在流量調節(jié)反饋伺服控制環(huán)路中，患者容量的估計值或測量的患者容量用于反饋控制，使得可以實現(xiàn)將設定潮氣量傳送給患者?；谠O定潮氣量與估計的患者容量之間的容量誤差來調節(jié)吸氣流量。從而可以維持恒定的吸氣時間和恒定的I:E比。在容量傳送控制中，反饋容量誤差被歸一化為容量誤差百分比，并且利用基于容量誤差百分比而動態(tài)確定的增益對反饋容量誤差進行加權。從而可以以最小化的控制器操作來得到所期望的潮氣量?；颊呷萘坑^察器可操作為基于估計的管路容量和測量的機械傳送凈容量來估計患者容量，同時與真實的患者呼吸同步捕獲被呼氣分支和閥動力的泄漏所影響的容量。管路順應性補償容量控制方法包括基于估計的管路容量和測量的機械傳送凈容量來估計患者容量的步驟；基于估計的患者容量的反饋來調節(jié)機械傳送凈容量的步驟；和調整吸氣流量的步驟。估計的管路容量是通過管路容量與基于管路順應性而估計的管路壓力之間的關系得到的。機械傳送凈容量利用動態(tài)增益調度來調節(jié)。更具體地說，基于歸一化的容量誤差來動態(tài)調整增益，其中該容量誤差被定義為設定潮氣量和估計的患者容量之間的容量差與設定潮氣量之比。從而可以在維持恒定吸氣時間和I:E比的同時，調節(jié)所期望的吸氣流量，并估計患者容量。還提供了一種并入以上容量控制系統(tǒng)的通氣系統(tǒng)。該通氣系統(tǒng)包括用于向患者供應吸入氣體并接收從患者處呼出的呼出氣體的呼吸機。該系統(tǒng)進一步包括用于分別向患者傳遞吸入氣體并從患者處傳遞呼出氣體的患者管路，優(yōu)選Y管路。提供傳感器和變換器以測量吸氣流量和呼氣流量、Y管路壓力以及PEEP。通過現(xiàn)有流量傳感器和壓力變換器的讀數(shù)和對這些讀數(shù)的計算，管路順應性補償容量控制系統(tǒng)可操作為基于所測得的結果和估計的患者容量來估計管路容量和患者容量，以便提供管路順應性補償因數(shù)，以調節(jié)機械傳送凈容量，然后傳送該機械傳送凈容量，以調節(jié)吸氣流量，從而向患者傳送期望的潮氣量。針對以下描述和附圖，在此公開的各種實施例的這些及其它特征和優(yōu)勢將更容易理解，在整個描述和附圖中，相同的附圖標記指代相同的部件，其中圖1圖示出接受機械通氣的患者的呼吸管路圖2示出從經(jīng)驗數(shù)據(jù)得到的管路順應性和從經(jīng)驗數(shù)據(jù)近似的估計管路順應性的圖3圖示出合并有管路順應性補償容量控制系統(tǒng)的通氣系統(tǒng)的方框圖；圖4示出管路順應性補償容量控制系統(tǒng)的方框圖；和圖5圖示出圖4所示系統(tǒng)的容量傳送控制器的方框圖。具體實施例方式在電^各中，電流//人高電勢電平流向{氐電勢電平。當電流/流經(jīng)諸如電阻器、電感器、電容器或負載的無源電路元件時，橫跨這種元件產生電壓降地流經(jīng)相應元件的兩個較小的電流。電流的幅度取決于元件的特性值，例如電阻、電導和電容。在患者呼吸管路中，氣體流量g以與電流/類似的方式，從高壓水平流到低壓水平，并且經(jīng)過諸如氣道阻力裝置之類的管路元件的氣體流量2引起與電路中的電壓降Ar類似的氣壓降A^。圖1圖示出患者呼吸管路的管路圖。如圖所示，患者呼吸管路通常包括用于在呼吸機和患者之間流通氣體的患者管路。呼吸機可操作為通過患者管路分別向患者提供吸氣流量a艦并從患者處接收呼氣流量込，。理想地，吸氣流量込，與呼氣流量e^之間的流量差，即凈流量g皿.就是所有待傳送給患者的流量，從而由此提供所需的潮氣量。然而，在實際應用中，由于至少部分歸因于患者管路的管路順應性C,.的膨脹性，患者管路內的容量損耗是不可避免的。管路順應性G是與肺順應性C,并行的流量交換，并表現(xiàn)出與電路中的電容器類似的作用。在沒有管路順應性補償?shù)那闆r下，由凈氣體g，.流量2皿積分得到的機械傳送凈容量P^,等于傳送給患者的潮氣量。然而，如以上所討論的，由于凈氣體流量的一部分被管路順應性c"氐銷，因此實際傳送給患者肺部的容量實際上小于所需的潮氣量。進一步地，由于管路順應性G定義為患者管路的容量偏移量與通過患者管路的壓力之比。所以偏移容量與管路順應性c,成比例。因此，當管路順應性c.,遠大于肺順應性c,時，大部分凈流量e,會被分散到患者管路而不是供應給患者肺部。在該實施例中，患者管路連接到地壓力水平尸￡￡尸。因此，橫跨患者管路的壓力為在患者管路的患者段測得的壓力a與尸￡￡尸之間的壓力差。在該實施例中，氣道阻力&存在于患者的氣道中，使得施加到患者肺部的壓力減少2/^因數(shù)。在患者管路Py處的壓力和肺部壓力^可以用以下等式來表示<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>(1)。通過定義，管路順應性C7,和肺順應性可以表示為<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>(2);以及<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>(3)其中VTID。相當于V1,為傳送給患者肺部的實際氣體容量，Vcc為由管路順應性導致的氣體容量偏移。氣體容量和可以通過對流經(jīng)患者管路和患者肺部L的氣體流量^和込進行積分來得到。因此，如等式(4)所表示的，氣體容量和之和等于機械傳送凈容量7W，所述機械傳送凈容量r旨可以對凈氣體流量2,,進行積分得到。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>根據(jù)等式(3)和(4),患者容量的估計可以表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>根據(jù)等式(5)和(6),呼吸機需要傳送的凈容量的估計為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>;并且因此，<formula>formulaseeoriginaldocumentpage17</formula>根據(jù)等式(7),如果已知肺順應性G、管路順應性Cf、氣道阻力A、期望的患者流量仏和期望的患者流量,則可以計算出機械傳送凈容量。應該理解，由于等式(7)中的容量參數(shù)為相應氣體流量的積分，所以壓力參數(shù)PY通常表示患者管路處的峰值壓力。在等式(7)中，由于肺順應性Q和氣道阻力^可以隨時間或條件而變化，因此很難以實時為基礎、如所期望的、準確確定合適的機械傳送容量，以達到期望的患者潮氣量。出現(xiàn)這種情況的主要原因是傳統(tǒng)的管路順應性補償設計只適用于具有特定肺部大小的患者。因此，如在這個實施例中所提供的，用于管路順應性補償容量控制的系統(tǒng)及方法利用呼吸機中現(xiàn)有的傳感器來估計患者管路容量和患者潮氣量。實際的吸氣流量込，和呼氣流量G，由呼吸機的現(xiàn)有傳感器測得，并且機械傳送凈流量2臟可以由吸氣流量込^與呼氣流量込，之差得到。以這種方式，可以以患者的真實吸入和呼出為基礎得到各種容量變量。呼氣末正壓尸￡￡尸被定義為在呼氣階段結束時測得的壓力A。因此，在患者接受機械通氣之前，患者管路的地壓力水平為零或為其它預設值。通過向患者管路供應已知容量，以及測量不同特定管路容量下的響應管路壓力，可以預先確定管路順應性C,。這樣，特定患者管路的管路順應性Cf可以由管路容量^,和管路壓力A^"尸J之間的經(jīng)驗關系來表示。當如圖l所示使用患者管路，以在呼吸機與患者之間流通氣體時，人們就可以通過向管路順應性關系提供管路壓力A^(i^-P^^)來得到管路容量^。在這個實施例中，管路壓力A被定義為吸氣階段期間在患者管路的呼氣分支處測得的壓力，即在I階段Py=A，；或&為尸￡，與呼氣階段期間在患者管路的吸氣分支處測得的壓力尸，之間的平均壓力，即在E階段<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>。圖2示出管路容量I^.與從經(jīng)驗數(shù)據(jù)得到的壓力差A^之間的關系。如圖所示，經(jīng)驗數(shù)據(jù)示出管路容量^.與管路壓力差A^之間接近線性的關系。因此，可以根據(jù)該圖畫出具有斜率C《r—CM尸^的直線，該斜率反映了管路順應性G,并且管路容量l^.可以由下列等式表示<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(8)，其中c《r—cMV為^.軸的截距。應該理解除了等式(8)所提供的數(shù)學公式之外，也可以使用查找表來估計管路容量^c，該查找表中具有針對各種壓力的響應管路容量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。另外，根據(jù)特定條件，也可以得到管路容量與壓力之間的非線性關系，并將其用于估計管路容量。當?shù)玫交颊吖苈返墓苈啡萘繒r，可以根據(jù)等式(4)估計出傳送給患者的潮氣量，即<formula>formulaseeoriginaldocumentpage18</formula>(9)如上所述，機械傳送凈容量r，可以通過對機械傳送凈流量a^，即吸氣流18量和呼氣流量之間的差進行積分來獲得r麼=J,階段開始(2鍵-fe尸M(io)。在這個實施例中，在氣體流量差，即凈氣體流量Q麼"Q腳-e腿)越過零之前，管路容量iv不會更新；因此，凈機械傳送容量y,的運算或計算對從吸氣階段開始到凈流量e^,越過零時的氣體流量差e皿進行積分。在吸氣階段完成之前凈流量e，越過o的情況下，在吸氣階段結束時對管路容量r^和潮氣量^。進^于估計。圖3圖示出并入如上討論的用于管路順應性補償容量控制系統(tǒng)的患者呼吸通氣管路或系統(tǒng)。如圖3所示，通氣系統(tǒng)包括呼吸機10、用于流通呼吸機10與患者之間的吸入氣體和呼出氣體的患者管路20、用于管路順應性補償容量控制的系統(tǒng)30和用于控制呼吸機10的操作的伺服控制子系統(tǒng)40。呼吸機10通常包括諸如監(jiān)視器12的用戶接口，用于顯示患者和通氣系統(tǒng)的各種狀態(tài)和參數(shù)；和輸入裝置(未示出)，其允許操作者或用戶輸入期望的設置和參數(shù)。輸入裝置可以包括建立在面板上的按鈕或任意調節(jié)裝置，或包括允許用戶向呼吸機10輸入設置信息的鍵盤、鼠標或遠程控制器的其它裝置。作為替代地，監(jiān)視器12可以采用將顯示裝置和輸入裝置集成在一起的觸摸屏的形式?；谳斎霐?shù)據(jù)或信息，處理器可操作為控制呼吸機10執(zhí)行期望的操作。呼吸機10進一步包括分別通過患者管路20向患者供應吸入氣體和從患者處接收呼出氣體的吸氣口14和呼氣口16。吸入流量控制閥或孔通常安裝在吸氣口14處，用于控制吸氣流量込旨，呼出閥優(yōu)選地安裝在呼氣口16處，用于控制呼氣口16的打開/關閉狀態(tài)。在這個實施例中，吸氣流量傳感器11和呼氣流量傳感器13分別安裝在吸氣口14和呼氣口16處，用于分別測量吸氣流量込^和呼氣流量e，。另外，還可以安裝吸氣壓力變換器15和呼氣壓力變換器17，以分別測量吸氣壓力P,，和呼氣壓如圖所示，諸如Y管路之類的患者管路20用來將呼吸機10連接到患者，以構造用于在呼吸機IO與患者之間流通氣體的呼吸管路。Y管路20包括一端連接到吸氣口14的吸氣分支22和一端連4矣到呼吸4幾10的呼氣口16的呼氣分支24。吸氣口14和呼氣口16的另一端在患者段26的一端匯合，患者段26的另一端應用于患者。諸如過濾器的其它附件或組件裝置也可以安裝在Y管路20的各部分中。為了直接測量傳送給患者的氣體流量ft，優(yōu)選將流量傳感器28安裝在患者段26處。應該理解吸氣流量傳感器11和呼氣流量傳感器13以及吸氣壓力變換器15和呼氣壓力變換器17也可以分別安裝在吸氣分支22和呼氣分支24處。優(yōu)選地，以預定頻率對可測量的過程變量，包^"p及氣流量g，,、呼氣流量g，、p及氣壓力i3,^、呼氣壓力P，和進行采樣。例如，在一個實施例中，每2毫秒(msec)對這些過程采樣一次。呼吸機IO可以進一步包括傳感器處理器18，其可操作為在測得的過程參數(shù)輸出至管路順應性補償容量控制系統(tǒng)30之前對它們進行處理，所述過程參數(shù)包括0腳、e,，、尸，、/^及其它傳感器讀數(shù)。傳感器處理器18可以包括與傳感器ll、13、15、17和28以及管路順應性補償容量控制系統(tǒng)30進行通信的獨立傳感器。作為替代地，傳感器處理器18可以并入以上提到的控制呼吸機IO操作的呼吸機10的處理器中。參見圖3和4,用于管路順應性補償容量控制的系統(tǒng)30包括管路順應性估計器31、患者管路容量估計器32、患者容量觀察器33、容量傳送控制器34和容量-流量轉換器35。如以上所討論的，可以在患者接收機械通氣之前，通過測量不同給定管路容量^c下的壓力差AP,來估計患者管路20的管路順應性C,。在這個實施例中，管路順應性估計器31可操作為對管路順應性q.進行估計，從而還可以得到管路容量Fcc與壓力差AFy之間的關系，包括斜率c《r—CA^^和截距c〖r—o/iv.。然后管路順應性估計器31的斜率CXr—CMi^和截距Ci^—CAfP輸出至患者管路容量估計器32。管路容量估計器32還連接到呼吸機10，用于接收壓力變換器17測得的Y管路壓力Py和，從而可以計算出壓力差APy。基于Ay、斜率c/:r—cMi^尸和截距CAT—CM尸，，可以由等式(8)估計出患者管路容量Fcc，并表示為輸出至患者容量觀察器33的ra丄^,。再次說明，應該理解除了數(shù)學地表示管路容量^,與響應壓力差A^之間關系的等式(8),管路順應性G也可以采用查找表的形式，該查找表基于經(jīng)驗數(shù)據(jù)提供針對管路容量的響應壓力差?；颊呷萘坑^察器33可操作為接收測量的機械傳送凈容量R^皿，即通過對凈流量e皿進行積分獲得的機械傳送凈容量，并接收由管路容量估計器32得到的估計的管路容量K化①.,。通過從測量的機械傳送凈容量中減去估計的管路容量「0/^,,,患者容量觀察器33提供實際上傳送給患者的患者容量，即估計的潮氣量raz^,。優(yōu)選地，根據(jù)凈流量a^越過零的時序而不是從吸氣階段到呼氣階段的機械呼吸周期的時序來更新估計的管路容量^和估計的患者容量R^皿,。稍后將進一步討論容量變量的更新時序。在這個實施例中，當檢測到患者管路斷開時，或當激活任何類型的管路完整性警報時，在患者管路重新連接或警報關閉之前，將不會對容量變量進行更新。也就是說，機械傳送凈容量ro丄，、估計的患者容量70丄和估計的管路容量EST凍結為前次計算出的值F(9丄①.—￡巧=FO丄f燈一&d(11)，其中K為指示以上容量變量的采樣數(shù)目的索引。這些容量變量的采樣間隔是基于諸如各個呼吸機設置和患者狀態(tài)之類的因素來確定的。當在Y管路20中安裝流量傳感器28時，還可以測量患者流量仏。測量的患者流量仏可以用來計算測量的患者容量R^7TO」，以便于管路傳送控制器34執(zhí)行容量限制，從而防止產生過量的管路順應性補償容量因數(shù)F(9丄，CT,。測量的患者容量rO丄邵」也可以用來替換估計的患者容量rO一f，以計算管路順應性補償容量因數(shù)]^i^^。另外，還可以對吸氣流量込股進行積分以得到吸氣容量^^,，。在本說明書中稍后將詳細討論吸氣容量ra丄，,和測量的患者容量ra^"的應用。與等式(11)中表示的容量變量類似，每當檢測到患者管路斷開時，或每當激活警報時，測量的患者容量r<9;/Dy的計算被凍結<formula>formulaseeoriginaldocumentpage22</formula>roz鵬=roi1NSlv,(11-1)。優(yōu)選地，在每個吸氣階段開始時，或每當呼吸機10的任何用戶設置值有所變化時，測量的機械傳送凈容量FO丄，、吸氣容量rO丄^和測量的患者容量raz^」被重置為初始值(在這個實施例中為0)，并在每個采樣間隔(在這個實施例中為2msec),人初始值開始更新K(9丄,叫'=0，ra￡A,w=fe^./60)*0.002=0,亂嗎=(&/60)*0.002(12)亂腳"=0，崎=(込瑪/60)*0.002在吸氣階段期間，持續(xù)監(jiān)視凈流量仏￡7.、患者傳送流量&和吸氣流量込，。當吸氣階段已經(jīng)開始至少預定時間(例如，77M五,，〉50msec)，并且凈流量e臟越過零時(即，當2腿&<0且仏^—,>0時)，檢測并標記過零凈流量e順，同時將機械傳送凈容量^^慰、吸氣容量R^,旨和測量的患者容量j寺續(xù)更新為TO丄，).,.JO丄朋^+(&/60)*0.0027(9￡77￡^.:max(FO丄既&，0)=,+(ew.、A/60)*0.002(13)。如果在吸氣階段期間檢測出凈流量越過零，則在該吸氣階段隨后的呼氣階段開始時，更新估計的管路容量ra^,^和估計的患者容量raz^,:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(14);并且機械傳送凈容量K(9丄，和測量的患者容量rOZ，7被重置為初始設置值，并且再次從初始值開始更新<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>在吸氣階段期間凈流量e皿不越過零的條件下，機械傳送凈容量ro丄皿.和測量的患者容量raz^,將不會在呼氣階段開始時被重置。也就是說，在呼氣階段期間持續(xù)更新機械傳送凈容量KOi^,和測量的患者容量702^—y，raZ脂r/60)*0.002,raZ細^-max(raZ鮮,)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(16)。當在預定時間段內，例如在機械循環(huán)到呼氣階段之后的100msec內檢測到過零凈流量g證(即當77ME雄>lOOmsec且2腿&一，〉0且g細^<0)時；或作為替代地，當檢測到凈流量過零o^之前呼氣持續(xù)了預定時間段，例如100msec(即77M￡，<100msec且2服&>0)時，則才艮據(jù)等式(14)更新估計的管路容量FC^訂,和估計的患者容量OT,并且將機械傳送凈容量ro丄，,和測量的患者容量ro丄，j重置為初始值，并從該初始值開始更新<formula>formulaseeoriginaldocumentpage23</formula>(17)。在這個實施例中，根據(jù)凈流量過零仏￡,的時序而不是機械呼吸階段的階段來重置測量的機械傳送凈容量^(9&￡7.和測量的患者容量^9丄^^。這樣允許估計的管路容量rOL^,,,,7和估計的患者容量「0￡。^的運算與實際的患者吸氣和呼氣同步。從而可以更準確地計算實際的患者容量。因此根據(jù)凈流量過零的時序來更新估計的患者容量ra^/fl,，從而當患者呼吸和機械呼吸不協(xié)調時，即當機械呼吸循環(huán)到呼氣階段的時刻凈流量2,沒有越過零時，可以關閉所有的機械傳送凈容量j/o丄,。在每個吸氣階段開始的時刻，從設定潮氣量roi^,中減去患者容量的估計^9丄,f，以得到容量誤差rC^f，該值反映設定值與估計的實際值之間的潮氣量誤差。因此容量誤差R^，，可以由容量傳送控制器34用來計算估計管路適應性容量補償因數(shù)W"，，￡，以調節(jié)所期望的機械/系統(tǒng)傳送凈容量roz.m，從而調節(jié)呼吸機10的吸氣流量込^。在這個實施例中，在計算初啟的時刻預先確定容量傳送管路34的初始輸出，即管路順應性容量補償因數(shù)raz77um被初始化為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>(18)。當呼吸機io的用戶設置改變時，管路順應性容量補償因數(shù)ra丄，^將重置為初始值/#/—c尺r—ro丄。也就是說，任何時候當新的參數(shù)設置輸入系統(tǒng)時，管路順應性容量補償因數(shù)rc^u,一將被重置為初始值w/—cxr—ro丄，并針對每次呼p及進^于更新。在圖5所示的實施例中，容量傳送控制器34進一步包括誤差百分比轉換器341、增益調度器342和用于針對當前呼吸K生成管路順應性容量補償容量因數(shù)J/0丄，(、^.的容量積分器344。誤差百分比轉換器341用來計算反饋容量誤差K(9Z77fl￡眠.與設定潮氣量KO丄，—促&之比<formula>formulaseeoriginaldocumentpage24</formula>(19)。誤差百分比T」，a.提供管路順應性Cr與患者的肺順應性&之間的比率的有用指示。也就是說，當誤差百分比rOL^￡叫較大時，指示測量的機械傳送凈容量的大部分被分配給患者管路20而不是被供應給患者的肺部。在這種環(huán)境下，可能需要更大量的容量來補償管路順應性G，以便提供合適的機械傳送凈容量^^,".，從而給患者的肺部傳送該足夠的容量。因此，容量傳送控制器34進一步包括增益調度器342，其接收誤差百分比R^^，，并根據(jù)誤差百分比rOL^提供增益^^，以便動態(tài)地對反饋容量誤差rOZD_進行加權，從而與誤差百分比相協(xié)調。然后通過乘法器343得到增益尺，與容量誤差R^，—，a.的乘積。然后在積分器344中，將增益K,與容量誤差r(9i^的乘積，即加權的容量誤差，添加到前次呼吸中計算的管路順應性容量補償因數(shù)j/oz^—中，并且當前呼吸的管路順應性補償患者容量^9L，(7Ia可以估計為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>容量傳送控制器34進一步包括防止輸出負管路順應性容量補償因數(shù)^《的容量限制器345。更具體地說，容量限制器345將容量傳送控制器34的輸出限制在最大值和零之間<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>如以上討論的，測量的患者容量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>可以用作防止容量傳送控制器34生成過量容量因數(shù)來補償管路順應性的容量限制。為此，管路順應性補償壓力控制系統(tǒng)30進一步包括容量限幅器37，其可操作為接收測量的患者容量FO丄^」，并將測量的患者容量R兀^^與設定潮氣量W兀，,進行比較。在測量的患者容量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>y達到用戶預設的設定潮氣量W兀^—淑之前，即當<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>時，容量傳送控制器34正常操作以基于等式(20)生成管路順應性容量補償因數(shù)RK，CTi。當測量的患者容量<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>達到用戶預設的設定潮氣量R兀，,時，容量誤差<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>，被設置為零<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>(22)，并且容量傳送控制器34的輸出，即管路順應性容量補償因數(shù)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage25</formula>被凍結為前次呼吸中計算出的值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage26</formula>(23)有效地，容量限幅器37可操作為當測量的患者容量ro丄，—y小于設定潮氣量^丄77。,時，接通或激活容量傳送控制器34的操作，并且一旦測量的患者容量roz77D—r等于或超過設定潮氣量時，立即切斷容量傳送控制器的操作，或使容量傳送控制器不起作用。表l示出根據(jù)誤差百分比ro丄訂腳設置的示例性增益《<table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>表1根據(jù)表1，當誤差百分比rOL『,,￡瑪.為100%和150%時，增益K盯^被設置為4,使得反饋容量誤差FO丄,fa.的四倍被添加到前次估計的管路順應性容量補償因數(shù)KO丄朋d。當誤差百分比ra^c7,哪下降到50%、25%和0時，增益〖，因此分別降低到2.5、2和1。經(jīng)驗數(shù)據(jù)顯示增益^^隨誤差百分比FOZ訂—￡朋的變化而變化，有效地協(xié)調期望的機械/系統(tǒng)傳送凈容量，使得可以在四個呼吸周期內達到所期望的潮氣量。然后容量傳送控制器34的輸出W)^/D—c^被容量-流量轉換器35轉換為管路順應性流量補償因數(shù)2zroCzxA.，從而可以更新吸氣流量&vm，以向患者提供如以上計算的合適的容量。為了將容量因數(shù)R兀節(jié)c^轉換為流量因數(shù)2—c，首先估計吸氣時間7^~￡^。已知可以通過對預定的峰值吸氣流量關于整個吸氣階段的時間^進行積分，來計算設定潮氣量。因此，當預定峰值吸氣流量2/>緩促zv和設定潮氣量WZ^化^為已知時，可以通過這種關系來估計吸氣時間r,旨,。在這個實施例中，當選擇吸氣流量的方波時，預定峰值吸氣流量仏￡,_m&等于預設的峰值流量2p￡i—w叫。在選擇流速波(deceleratingwaveform)的情況下，予貞定的峰值吸氣流量2，d&為預設峰值流量2淚(,&和進入吸氣階段的時間^的函數(shù)。因此，根據(jù)所選擇的波形，可以將吸氣時間；f估計為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>因此，所需的吸氣流量^/AOT—可以用以下等式來計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>同時，伺服控制子系統(tǒng)40所使用的、由呼吸控制用來基于容量循環(huán)的總需求容量，即所期望的機械/系統(tǒng)傳送凈容量;故更新為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage27</formula>對測量的吸氣流量g/ww進行積分得到的吸氣容量FO丄/aot可以用來確定機械的呼吸階段。如等式(19)所總結的，當測量吸氣容量F(9Z^^小于所更新的或所期望的機械傳送凈容量roz^s時，即小于以管路順應性容量補償因數(shù)FOLr/D—era(70丄7to，r+FOZtto—crz)補償?shù)脑O定潮氣量時，機械呼吸保持在吸氣階段。然而，當測量吸氣容量FOL/a^等于或大于所更新的或所期望的機械傳送凈容量rO丄sre時，機械呼吸分別進入或已經(jīng)進入呼氣階段。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage28</formula>(29)如圖4所示，管路順應性補償容量控制系統(tǒng)30進一步包括多個加法器/減法器301、302、303和304。如圖所示，加法器/減法器301可操作為接收吸氣流量^ww和呼氣流量以便運算被定義為兩者之間的流量差的凈流量^船r。加法器/減法器302具有從患者容量觀察器32接收設定潮氣量K(9丄7to和接收估計的患者容量FOZtto—￡sr的兩個輸入。從而可以獲得設定潮氣量F(9丄/TO處t與估計的患者容量FOLtto一^r之差，即可以獲得被定義為容量差的反饋容量誤差^9^^￡^,并且可以將其輸入至容量傳送控制器34。加法器/減法器304旁路容量-流量轉換器35，以基于設定潮氣量^9丄，—^r和由容量傳送控制器34計算得到的管路順應性容量補償因數(shù)rO丄7roc^來運算期望的機械傳送凈流量F(9Zsra。加法器/減法器304的輸出端連接到伺服控制子系統(tǒng)40以及階段檢測器36,階段檢測器36具有連接到積分器311的另一輸入端，該積分器311用于將吸氣流量2/船/>積分得到吸氣容量KOLm，。通過將吸氣容量FOL愿p與加法器/減法器304的輸出進行比較，階段檢測器36可操作為根據(jù)等式(29)確定機械的當前呼吸階段。加法器/減法器303具有連接至容量-流量轉換器35的一個輸入端，用于接收預定的峰值吸氣流量^p^^犯r的另一輸入端，以及連接到伺服控制子系統(tǒng)40的一個輸出端。通過加法器303,可以計算期望的吸氣流量0peu^，并將其輸入至子系統(tǒng)伺服控制系統(tǒng)40。除了積分器311，也可以安裝其它積分器312和313，以便在測量到患者流量gy時，分別計算出機械傳送容量和測量的患者容量KO丄如以上所討論的，測量的機械傳送凈容量rO丄艦r輸入至患者容量觀察器33，并且測量潮氣量y可以用在容量限幅器37中，用于控制容量傳送控制器34的最大輸出。在一個實施例中，測量潮氣量KO丄7TO—y還可以用來替換估計的患者容量K(9Ztto—rar，用于估計管路順應性容量補償因數(shù)^9丄ra)CTi。為了基于測量潮氣量r(9丄zro—y來估計管路順應性補償容量，插入開關38，以選擇性地將加法器/減法器302連接到積分器313或患者容量觀察器33。通過筒單地操作開關38,測量的患者容量R^tto—y或估計的患者容量KO丄r/z3，,可以被選為用于估計管路順應性容量補償因數(shù)rO丄ra)一c7x的反饋。上述加法器/減法器301-304和積分器311-313也可以形成為系統(tǒng)30中的獨立元件；或作為替代地，它們也可以集成在相應的裝置中。例如，積分器311和312可以分別集成在階段檢測器36和患者容量觀察器33中，并且加法器/減法器301、302和303可以分別集成為患者容量觀察器33、容量傳送控制器34和伺服控制子系統(tǒng)40的一部分。作為替代地，加法器/減法器303也可以集成在容量-流量轉換器35的輸出端中，而加法器/減法器304也可以集成在容量傳送控制器34的輸出端中。另外，管路順應性補償容量控制系統(tǒng)30可以由單獨的硬件或集成在呼吸機10中的處理器來實現(xiàn)。管路順應性補償容量控制系統(tǒng)30也可以由連接到呼吸機的個人計算機或膝上型計算機可執(zhí)行的軟件或直接由呼吸機10的處理器來實現(xiàn)。如圖3和4所示，期望的吸氣流量込—促r和期望的機械傳送容量輸入至伺服控制子系統(tǒng)40,伺服控制子系統(tǒng)40根據(jù)期望的吸氣流量込，r，生成流量控制閥命令信號FCFz^來控制吸氣口14的孔，以便命令呼吸機10傳送期望的吸氣流量込，r。除了流量控制閥命令信號FCTD"之外，伺服控制子系統(tǒng)40也可操作為生成呼氣閥命令信號￡^^以控制呼氣口16的打開或關閉狀態(tài)。以上描述以示例而不是限制的方式給出。給定以上公開內容，本領域技術人員可以作出這里所公開的發(fā)明的范圍和精神之內的變形，包括實施管路順應性補償容量控制系統(tǒng)的各種方式。進一步，這里公開的實施例的各種特征可以單獨使用，或彼此可變化地組合，并且并不局限于這里所描述的特定組合。因此，權利要求的范圍不限于所示出的實施例。權利要求1、一種患者呼吸通氣系統(tǒng)中的管路順應性補償容量控制系統(tǒng)，包括管路順應性估計器，用于提供呼吸管路的管路壓力PY和PEEP之間的壓力差ΔPY與管路容量VCC之間的關系；管路容量估計器，其可操作為基于所述VCC與ΔPY之間的關系，提供估計的管路容量VOLCKT_EST；患者容量觀察器，其可操作為通過從測量的并表示為VOLNET的機械傳送凈容量中減去所述估計的管路容量VOLCKT_EST來提供估計的患者容量VOLTID_EST；和容量傳送控制器，其可操作為基于所述估計的患者容量VOLTID_EST和設定潮氣量VOLTID_EST來將所述機械傳送凈容量更新為VOLSYS。2、根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述關系包括在Fcc-A尸坐標中表示為=ci:r—cm尸^,(a-尸五五尸)+c尺:r—cm/v的線性關系，其中c尺r—c似iv尸為所述線性關系的斜率，c尺r—CM/vr為所述線性關系和a/v軸的截距。3、根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述管路順應性估計器可操作為在患者接受機械通氣之前，測量在不同管路容量rcc下的響應壓力差AiV，以估計所述關系。4、根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述測量的機械傳送凈容量通過對定義為測量的吸氣流量^/a^與測量的呼氣流量^^之間的流量差的凈;克量g/vct進《亍積、分而獲^尋。5、根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，進一步包括加法器/減法器，所述加法器/減法器用于接收所述測量的吸氣流量込船p和所述測量的呼氣流量Gsff，以計算所述凈流量。船r。6、根據(jù)權利要求5所述的系統(tǒng)，進一步包括積分器，所述積分器用于對所述流量差OvE7，進行積分以得到所述測量的機械傳送凈容量rO丄艦r。7、根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中在每個吸氣階段的初啟時刻更新和重置所述測量的機械傳送容量FO丄厄r。8、根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中當測量的流量差gwCT在一吸氣階段期間越過零時，則在該吸氣階段隨后的呼氣階段的開始時刻，更新所述估計的管路容量K(9丄a^^r和所述估計的患者容量W兀raj，r，并且重置所述測量的機械傳送凈容量KC^厥r。9、根據(jù)權利要求8所述的系統(tǒng)，其中當所述流量差g厄r在該吸氣階段沒有越過零時，則在該呼氣階段開始之后所述流量差^VCT越過零時，或在檢測到所述流量差g屈r越過零之前該呼氣階段已經(jīng)開始了一預定時間段時，更新所述估計的管路容量和所述估計的患者容量W兀tto—^r，并且重置所述測量的機械傳送凈容量K(9丄瓶r。10、根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述預定時間段約為100毫秒。11、根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，進一步包括加法器/減法器，所述加法器/減法器用于計算容量誤差R兀7TOj則，所述容量誤差FOi:—￡朋被定義為所述設定潮氣量F(兀7TO—犯7，與所述估計的患者容量FC^7to—Mr之間的容量差。12、根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述容量傳送控制器進一步包括誤差百分比轉換器，用于提供容量誤差百分比FO"CTj朋，所述容量誤差百分比F6^CT」淑根據(jù)所述容量誤差F(兀tto—￡朋的絕對值與所述設定潮氣量F(QLjy/)促r之比來定義;增益調度器，用于將所述容量誤差的增益《mz)確定為所述容量誤差百分比r<9ZPCT—￡i的函lt;和容量積分器，用于通過將所述增益&，與所述容量誤差W)丄ra^朋的乘積添加到管路順應性容量補償因數(shù)rO丄，一c之上，來更新所述管路順應性容量補償因數(shù)F(9Z，c，其中所述管路順應性容量補償因數(shù)rO丄徹—a在每個吸氣階段開始時被更新。13、根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述容量傳送控制器進一步包括容量限制器，所述容量限制器用于防止輸出低于一最小值的管路順應性容量補償CTL。14、根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步包括流量傳感器，其可操作為測量患者流量gy;和積分器，其可操作為通過對測量的患者流量gy進行積分來提供測量的患者容量FO丄77D—y。15、根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，進一步包括容量限幅器，所述容量限幅器可操作為當所述測量的患者容量W兀tto—y大于或等于所述設定潮氣量^^77cr時，凍結計算所述容量傳送控制器的輸出F(9丄7^—CTi。16、根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中在每個吸氣階段的初啟時刻重置所述測量的患者容量KO丄7to—y和K(9Za^。17、根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中當測量的吸氣流量g薦尸與測量的呼氣流量g議,之間的流量差g服r在被一呼氣階段緊隨的吸氣階段中越過零時，在該呼氣階段的初啟時刻重置所述測量的患者容量FC^tto—y和所述測量的機械傳送凈容量FO丄他了。18、根據(jù)權利要求17所述的系統(tǒng)，其中當所述流量差QvCT在該吸氣階段期間沒有越過零時，則當所述流量差g艦r在該呼氣階段開始之后越過零的時刻，或在所述流量差^VCT越過零之前該呼氣階段已經(jīng)開始了一預定時間段時，重置所述測量的患者容量^9丄7TO—y和所述測量的機械傳送凈容量W兀iVCT。19、根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中當所述系統(tǒng)的任何用戶設置改變時，所述管路順應性容量補償因數(shù)KOZtto—C7x就被重置為/M_CXr—F(9丄。20、根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述增益《pTffi隨所述容量誤差百分比FC^CTj則增減。21、根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，進一步包括加法器/減法器，其可操作為將所述管路順應性容量補償因數(shù)FOLtto—ctx與所述設定潮氣量FO丄，—犯r相加，得到期望的機械傳送凈容量rO丄促LC7x;積分器，用于將測量的吸氣流量込船p積分得到實際的吸氣容量W兀,船尸；和階段檢測器，用于通過對所述期望的機械傳送凈容量voLSET_CTL與所述實際的吸氣容量進行比較來確定當前的呼吸階段。22、根據(jù)權利要求21所述的系統(tǒng)，其中如果VOLINSP>voLSET_CTL,則呼吸周期正從吸氣階段循環(huán)到呼氣階段。23、根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，進一步包括容量-流量轉換器，所述容量-流量轉換器將管路順應性容量補償因數(shù)voLTID_CTL轉換為管路順應性流量補償因數(shù)g，24、根據(jù)權利要求23所述的系統(tǒng)，所述管路順應性流量補償因數(shù)2ttoctx按照下式計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>rvl，c7z，其中r，P^ST為估計的吸氣時間25、根據(jù)權利要求24所述的系統(tǒng)，其中基于預定的峰值吸氣流量和所述設定潮氣量rO丄/ro犯r來確定所述估計的吸氣時間f。26、根據(jù)權利要求25所述的系統(tǒng)，其中對于方波，所述預定的峰值吸氣流量a^UCT等于預設的峰值吸氣流量常數(shù)込w,—w朋，或對于流速波，所述預定的峰值吸氣流量g^差促r等于所述預設的峰值吸氣流量常數(shù)込wu促w和進入吸氣階段的時間f的函數(shù)。27、根據(jù)權利要求26所述的系統(tǒng)，其中,隱TT——^L^，對于方波^°^,對于流速波28、根據(jù)權利要求23所述的系統(tǒng)，進一步包括加法器/減法器，所述加法器/減法器用于將所述預定的峰值吸氣流量與所述管路順應性流量補償因數(shù)^tto—cti相加，得到所需的吸氣流量込一犯r。29、一種患者呼吸通氣系統(tǒng)中的管路順應性補償容量控制系統(tǒng)，包括實際傳感器，其可操作為提供測量的患者容量W兀7^y，或基于測量的機械傳送凈容量和所述通氣系統(tǒng)的患者管路的管^^順應性來估計患者容量W丄7TO—EST;和容量傳送控制器，其可操作為基于所述測量的患者容量rC^D—y以及設定潮氣量FOZ加—促r或估計的患者容量rC^7^^yr以及設定潮氣量W兀tto—促r來提供管路順應性容量補償因數(shù)KO丄7TO—C7X。30、根據(jù)權利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述容量傳送控制器包括增益調度器，用于根據(jù)容量誤差的絕對值與所述設定潮氣量KO丄7TO—促r之比來對所述容量誤差W兀7TOs^進行加^又，其中所述容量誤差KO丄7TOj^被定義為所述測量的患者容量FO丄m)j或所述估計的患者容量rOZ7TOjw與所述設定潮氣量F(9丄7ycr之間的容量差；和容量積分器，用于利用經(jīng)所述增益調度器加權的容量誤差W兀7TO」，對所述管路順應性管路容量補償因數(shù)W兀ra^CTi進行更新。31、根據(jù)權利要求30所述的系統(tǒng)，其中所述增益調度器可操作為提供隨所述容量誤差FO丄7TOj^與所述設定潮氣量FC^tto—促r之比而增減的增益。32、根據(jù)權利要求29所述的系統(tǒng)，進一步包括容量-流量轉換器，所述容量-流量轉換器用來將所述管路順應性容量補償因數(shù)FO丄ra)—CTX轉換為管路順應性容量流量補償因數(shù)gr/z)一cri，以提供期望的吸氣流量一犯r。33、根據(jù)權利要求29所述的系統(tǒng)，其中所述實際傳感器包括用于從患者管路測量所述患者容量^9丄7TO一y的Y流量傳感器。34、根據(jù)權利要求29所述的系統(tǒng)，其中在每個吸氣階段的初啟時刻重置所述測量的機械傳送凈容量K(9丄艦r和所述測量的患者容量W)丄7TO—y。35、根據(jù)權利要求29所述的系統(tǒng)，其中測量的流量差g瓶r在被一呼氣階段緊隨的吸氣階段期段越過零時，在該呼氣開始的時刻重置所述測量的機械傳送凈容量FOZ^CT和所述測量的患者容量KC^tto—y,所述流量差Q順r用于計算所述測量的機械傳送凈容量W兀艦r。36、根據(jù)權利要求35所述的系統(tǒng)，其中當所述流量差g腿r在該吸氣階段期間沒有越過零時，則當所述流量差Q艦r在該呼氣開始之后越過零時，或在所述流量差^VCT越過零之前該呼氣階段已開始了一預定時間段時，重置所述測量的機械傳送凈容量F(9丄wm和所述測量的患者容量FQLtto—y。37、一種通氣系統(tǒng)，包4舌呼吸機，具有用于向患者供應吸入氣體的吸氣口和用于從所述患者處接收呼出氣體的呼氣口；患者管路，具有吸氣分支、呼氣分支和患者段，所述吸氣分支的一端連接到所述吸氣口，所述呼氣分支的一端連接到所述呼氣口；所述患者段的一端與所述吸氣分支和所述呼氣分支的另一端匯合，所述患者段的另一端連接到所述患者；和管路順應性補償容量控制系統(tǒng)，包括患者容量觀察器，其可操作為基于測量的機械傳送凈容量^9Zww和患者管路的管路順應性來估計患者容量FO丄7ro一^r，或提供在患者管路的所述患者段處測量的患者容量r(9丄7TOy;和容量傳送控制器，其可操作為基于估計的患者容量r(兀7yo—Mr以及設定潮氣量S￡r或測量的患者容量KOZtto—r以及設定潮氣量KO丄7TO促r，輸出管路順應性容量補償因數(shù)F(9丄77Z)一C7X，以更新吸氣流量込ws尸—促r。38、根據(jù)權利要求37所述的通氣系統(tǒng)，其中所述管路順應性補償容量控制系統(tǒng)進一步包括管路順應性估計器，所述管路順應性估計器可操作為基于所述管路順應性與在患者管路的所述患者段處測得的壓力之間的關系來計算管路容39、根據(jù)權利要求38所述的通氣系統(tǒng)，其中所述患者容量觀察器可操作為通過從所述測量的機械傳送凈容量FO丄艦r中減去估計的管路容量FC^c燈—^;r來估計所述患者容量。40、根據(jù)權利要求38所述的通氣系統(tǒng)，其中所述管路順應性補償容量控制系統(tǒng)進一步包括容量-流量轉換器，所述容量-流量轉換器用于將所述管^^順應性容量補償因數(shù)K(9丄，CTx轉換為管路順應性流量補償因數(shù)^77￡>C7X。41、根據(jù)權利要求37所述的通氣系統(tǒng)，進一步包括加法器/減法器，所述加法器/減法器用于通過將管路順應性流量補償因數(shù)2tto—ctx加到所述吸氣流量化r上來更新所述吸氣流量込將/>促r。42、根據(jù)權利要求37所述的通氣系統(tǒng)，其中所述容量傳送控制器進一步包括誤差百分比轉換器，用于提供誤差百分比，所述誤差百分比由反饋容量誤差FO丄jro￡朋的絕對值與所述設定潮氣量FO丄m^CT之比來定義，其中所述反饋容量誤差FO丄77Z)j，被定義為所述測量的患者容量FC^tto—y或所述估計的患者容量W兀7TO^r與所述設定潮氣量W兀7TO犯r之間的容量差；增益調度器，其可操作為根據(jù)所述誤差百分比提供用于對所述反饋容量誤差F(9丄7YDj;朋進行加^又的增益《K7TO;和容量積分器，用于通過將加權的容量誤差添加到所述管路順應性容量補償因數(shù)KO丄jTO—c7x上來更新所述管路順應性容量補償因數(shù)FO丄7to一c7x。43、根據(jù)權利要求37所述的系統(tǒng)，進一步包括伺服控制子系統(tǒng)，所述伺服控制子系統(tǒng)用于根據(jù)更新的吸氣流量込船/L犯r以及基于所述設定潮氣量KO丄7vz)—促r和預定的峰值吸氣流量g/^uCT所估計的吸氣時間來控制所述吸氣口和呼氣口。44、一種患者呼吸通氣系統(tǒng)中用于管路順應性補償容量控制的方法，包括a)基于機械傳送凈容量和所述患者呼吸通氣系統(tǒng)的患者管路的管路順應性，估計患者容量W兀7toj^，或通過位于所述患者管路的患者段處的流量傳感器來測量的患者容量W兀tto—y;并且b)基于設定潮氣量W兀tto—促r和反饋容量誤差W兀tto—￡朋，更新管路順應性容量補償因數(shù)R^zro—C7X，其中所述管路順應性容量補償因數(shù)FO丄mLC7X具有初始設置值/7V/一C尺r一K(9丄，并且所述反饋容量FC^7TO」微被定義為所述患者容量KC^tto—￡^或W兀7TOj與所述設定潮氣量FOLtto—犯r之間的容量差。45、根據(jù)權利要求44所述的方法，其中在每個吸氣階段開始時重置和更新所述機械傳送凈容量rOi^t和測量的患者容量W兀tto—y。46、根據(jù)權利要求44所述的方法，其中當估計所述患者容量時，步驟(a)進一步包括al)通過計算吸氣流量2臘p和呼氣流量込w的流量差，提供機械傳送凈流量g艦r;并且a2)將所述機械傳送凈流量g皿r積分得到所述機械傳送凈容量rOZ^r。47、根據(jù)權利要求46所述的方法，其中如果在該吸氣階段期間已經(jīng)檢測到所述機械傳送凈流量g瓶r越過零，則在一呼氣階段開始時，更新估計的管路容量W兀or,fisr和所述估計的患者容量rC^7to^r，并重置測量的機械傳送凈容量W兀服r和所述測量的患者容量W兀tto—r。48、根據(jù)權利要求46所述的方法，其中當所述凈流量g服r在該吸氣階段期間沒有越過零時，在以下較早的時間更新估計的管路容量FO丄c燈^r和所述估計的患者容量K<9Z7rofiW，，并重置測量的機械傳送凈流量FD丄wM和所述測量的患者容量WMttoy:當所述凈流量g艦r在該呼氣階段開始之后越過零時；和當該呼氣開始了一預定時間之后時。49、根據(jù)權利要求44所述的方法，其中步驟(a)進一步包括a3)提供呼吸管路的患者管路壓力i^與管路容量Fcc之間的關系；a2)根據(jù)一測量的患者管路壓力Py和所述關系提供估計的管路容量W丄cx;r—ssr;并且a3)通過從機械傳送凈容量FD丄艦r中減去所述估計的管路容量^C^c燈j^來提供所述估計的患者容量W兀tto,。50、根據(jù)權利要求44所述的方法，其中步驟(b)進一步包括bl)通過將所述容量誤差KO丄，—￡朋的絕對值除以所述設定潮氣量FD丄7to促7'來計算容量誤差百分比FQZ^c71五朋；b2)將一增益^7TO確定為所述容量誤差百分比FOZPCr—￡朋的函數(shù)；并且b3)通過將所述增益^r氾和所述容量誤差W兀tto—朋w的乘積加到所述管路順應性容量補償因數(shù)FC>Z7TO—ctx上來更新所述管路順應性容量補償因數(shù)VOLTID_CTL.51、根據(jù)權利要求44所述的方法，進一步包括以下步驟c)將所述管路順應性容量補償因數(shù)rOZra)—C7x轉換為管路順應性流量補償CTi。52、根據(jù)權利要求51所述的方法，其中所述管路順應性流量補償因數(shù)en由以下等式來計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>,其中rwwssr為基于所、7"鵬尸_咖，述設定潮氣量K(9丄7YD犯r、預設的吸氣峰值流量ft^u犯w和預選擇的波形所估計的吸氣時間。53、根據(jù)權利要求51所述的方法，進一步包括以下步驟d)通過將預定的峰值吸氣流量込^(證r添加到所述管路順應性流量補償因數(shù)C7x來提供更新后的吸氣流量込，r。54、一種用于通過患者管路接受機械通氣的患者的管路順應性補償容量控制方法，包括提供測量的患者容量，或通過從測量的機械傳送凈容量中減去基于所述患者管路所估計的管路容量，來提供估計的患者容量；通過計算所述患者容量與設定潮氣量之間的容量差，來估計反饋容量誤差；利用一增益對所述反饋容量進行加權，所述增益被定義為所述反饋容量誤差的絕對值與所述設定潮氣量之比；預設管路順應性容量補償因數(shù)的初始值；并且基于經(jīng)所述增益加權的所述反饋容量誤差，更新所述管路順應性容量補償因數(shù)。55、根據(jù)權利要求54所述的方法，進一步包括當所述誤差百分比變化時調聚。56、根據(jù)權利要求54所述的方法，其中當所述反饋容量誤差為零時將所述增益調節(jié)為零。節(jié)所述增益的步叛57、根據(jù)權利要求54所述的方法，進一步包括在每個吸氣階段的初啟時刻重置所述測量的機械傳送凈容量的步驟。58、根據(jù)權利要求54所述的方法，進一步包括以下步驟僅當測量的機械傳送凈流量在被一呼氣階段緊隨的吸氣階段期間越過零時，在該呼氣階段的初啟時刻重置所述測量的機械傳送凈容量。59、根據(jù)權利要求58所述的方法，當所述機械傳送凈流量在該吸氣階段期間沒有越過零時，所述方法進一步包括當所述機械傳送凈流量在該呼氣階段開始之后越過零時，或在所述機械傳送凈流量越過零之前該呼氣階段已經(jīng)開始一預定時間段時，重置所述測量的機械傳送凈容量。60、根據(jù)權利要求54所述的方法，進一步包括將更新后的管路順應性容量補償因數(shù)轉換為管路順應性流量補償因數(shù)的步驟。61、根據(jù)權利要求60所述的方法，進一步包括通過將所述管路順應性流量補償因數(shù)與預定的峰值吸氣流量相加，來提供更新的吸氣流量的步驟。全文摘要一種患者呼吸通氣系統(tǒng)中用于管路順應性補償容量控制的系統(tǒng)及方法，該呼吸通氣系統(tǒng)具有流量調節(jié)反饋伺服控制環(huán)路、容量傳送控制器和患者容量觀察器。在流量調節(jié)反饋伺服控制環(huán)路中，患者容量的估計用于反饋控制，使得可以根據(jù)伺服調節(jié)達到潮氣量，基于設定潮氣量與估計的患者容量之間的容量誤差來調節(jié)峰值吸入流量。從而可以維持恒定的吸氣時間和恒定的I∶E比。在容量傳送控制中，反饋容量誤差被歸一化為容量誤差百分比，并且控制器的增益可以基于容量誤差百分比而動態(tài)改變，使得在接近容量目標時可以最小化控制器的操作?；颊呷萘坑^察器可操作為基于估計的管路容量和測量的凈傳送容量來估計患者容量，所測量的凈傳送容量包括泄漏和閥動力的影響，并且可以與真實的患者呼吸同步捕獲。文檔編號A61M16/00GK101365507SQ200680037817公開日2009年2月11日申請日期2006年10月6日優(yōu)先權日2005年10月11日發(fā)明者伊哈卜·S·索利曼,史蒂文·迪凱特申請人:偉亞醫(yī)療系統(tǒng)制造有限公司