專利名稱：從間歇血氣樣本以持續(xù)的方式確定死腔分數(shù)的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及基于僅間歇地進行的血氣測量確定受試者的死腔分數(shù)。
背景技術：
被配置為確定死腔分數(shù)(dead space fraction)的系統(tǒng)是已知的。通常,死腔分數(shù)指的是呼吸死腔與潮氣量之間的比例。呼吸死腔指的是受試者每次呼吸中沒有參與到與受試者的血液的氣體交換中的容積。例如，這個容積將包括在肺外部的受試者的氣道，以及 在受試者的肺中的被通氣但沒有被灌注并且因此沒有參與氣體交換的任何容積。受試者的死腔分數(shù)能夠被用于診斷、制定受試者所需要的治療和/或其它目的。為了在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中確定死腔分數(shù)，必須進行血氣測量。這通常需要針對每次死腔分數(shù)的確定從受試者收集血液。因此，通常僅間歇地更新死腔分數(shù)(例如，當患者在重癥監(jiān)護時，以大約24小時的間隔)。

發(fā)明內容
** 一旦我們對將要包括的權利要求達成一致，將對這部分進行修改以反映權利要求。林


參考附圖考慮以下描述和所附權利要求，本發(fā)明的這些和其它目標、特征和特性，以及相關結構元件的操作方法和功能，以及各部分的組合和制造的經濟性，將變得更加顯而易見，所有附圖都形成本說明書的一部分，其中在不同附圖中的類似的附圖標記表示對應部分。在發(fā)明的一個實施例中，在此圖示的結構部件按比例繪制。不過要明確理解，附圖僅僅為了說明和描述的目的，并不是對本發(fā)明的限制。此外，應當認識到在此的任何一個實施例中示出或者描述的結構特征也能夠用在其它實施例中。不過要明確理解，附圖僅僅為了說明和描述的目的，并非意在作為對本發(fā)明的限制的定義。如在說明書和權利要求中所使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“所述”包括復數(shù)指代，除非上下文清楚地做出的其它聲明。圖I圖示了根據(jù)發(fā)明的一個或多個實施例的、被配置為監(jiān)測受試者死腔分數(shù)的系統(tǒng)。
具體實施例方式圖I圖示了被配置為監(jiān)測受試者12的死腔分數(shù)的系統(tǒng)10。具體而言，系統(tǒng)10被配置為以基本持續(xù)(ongoing)的方式監(jiān)測受試者12的死腔分數(shù)，而不是只有在測量受試者12的一個或多個血氣參數(shù)時更新受試者12的死腔分數(shù)。這可以促進對提供給受試者12的呼吸治療的增強控制，可以告知與受試者12的護理有關的決定，和/或可以提供其它增強。在一個實施例中，系統(tǒng)10包括電子存儲14、用戶接口 16、血氣信息接口 18、呼吸信息接口20、處理器22和/或其它部件。在一個實施例中，電子存儲14包括電子地存儲信息的電子存儲介質。電子存儲14的電子存儲介質可以包括系統(tǒng)存儲和/或可移除存儲中的一個或者兩個，其中所述系統(tǒng)存儲與系統(tǒng)10集成地(B卩，基本不可移除的)提供，所述可移除存儲經由，例如，端口(例如，USB端口、火線端口等)或者驅動器(例如，磁盤驅動器等)能夠可移除地連接到系統(tǒng)10。電子存儲14可以包括光可讀存儲介質(例如，光盤等)、磁可讀存儲介質(例如，磁帶、磁硬盤、軟盤等)、基于電荷的電 存儲介質(例如，EEPROM、RAM等)、固態(tài)存儲介質(例如，閃存驅動器等)，和/或其它電可讀存儲介質中的一個或多個。電子存儲14可以存儲軟件算法、由處理器22所確定的信息、經由用戶接口 16接收的信息、和/或使得系統(tǒng)10能夠正常工作的其它信息。電子存儲14可以是系統(tǒng)10內的獨立部件，或者電子存儲14可以與系統(tǒng)10的一個或者多個其它部件(例如，處理器22等)集成地提供。用戶接口 16被配置為在系統(tǒng)10和用戶(例如，用戶、護理者、治療決策者等)之間提供接口，通過所述接口用戶可以給系統(tǒng)10提供信息，并且接收來自系統(tǒng)10的信息。這使得能夠在用戶和系統(tǒng)10之間傳送統(tǒng)稱為“信息”的數(shù)據(jù)、結果和/或指令以及任何其它能夠傳送的項目。合適于包含在用戶接口 16中的接口裝置的示例包括小鍵盤、按鈕、開關、鍵盤、旋鈕、控制桿、顯示屏、觸摸屏、揚聲器、麥克風、指示器燈、音頻警報和打印機?？梢岳斫?，本發(fā)明也預期硬線的或者無線的其它通信技術作為用戶接口 16。例如，本發(fā)明預期用戶接口 16可以與由電子存儲14所提供的可移除的存儲接口相集成。在這個示例中，可以從可移除的存儲(例如，智能卡、閃存驅動器、可移除磁盤等)加載信息到系統(tǒng)10中，使得(一個或多個)用戶能夠定制系統(tǒng)10的實現(xiàn)方式。適于作為用戶接口 16與系統(tǒng)10 一起使用的其它示范性輸入裝置和技術包括，但不限于，RS-232端口、RF鏈路、IR鏈路、調制解調器(電話、電纜等)。簡而言之，本發(fā)明預期用于與系統(tǒng)10傳送信息的任何技術作為用戶接口 16。血氣信息接口 18被配置為接收血氣信息給系統(tǒng)10。血氣信息包括與一個或多個血氣參數(shù)相關的信息。血氣參數(shù)指示在受試者12的血液中的一個或多個分子種類的濃度(例如，分壓)。作為非限制性示例，所述一個或多個分子種類可以包括氧氣、二氧化碳、碳酸氫鹽和/或其它分子種類中的一個或多個。在一個實施例中，血氣信息接口 18包括電子端口、導線、無線接收器和/或使得能夠電子接收血氣信息給系統(tǒng)10的其它部件?？梢詮谋慌渲脼闇y量所述一個或多個血氣參數(shù)的檢測器電子地接收血氣信息。在一個實施例中，血氣信息接口 18包括用戶接口(例如，用戶接口 16)，通過該用戶接口用戶能夠手動地輸入血氣信息。在一個實施例中，從打印輸出、患者圖表、記錄簿和/或一些其它參考手動地輸入血氣信息。呼吸信息接口 20被配置為接收呼吸信息。呼吸信息包括與受試者12的呼吸的一個或多個呼吸參數(shù)相關的信息。所述一個或多個呼吸參數(shù)可以包括壓力、流速、潮氣量、肺泡潮氣量、成分(例如，(一個或多個)分壓、(一個或多個)濃度等)、呼出二氧化碳、呼吸速率、呼出二氧化碳容積、錯過(missed)的呼出二氧化碳分數(shù)、氣道死區(qū)容積、設備死區(qū)容積和/或其它呼吸參數(shù)中的一個或多個。在一個實施例中，呼吸信息接口 20包括電子端口、導線、無線接收器和/或使得能夠從呼吸檢測器24電子接收呼吸信息的其它部件。呼吸檢測器24被配置為從受試者12的氣道處或者附近獲得氣體，并且產生傳達通過對所獲得的氣體進行測量而獲得的信息的輸出信號。在一個實施例中，呼吸檢測器24包括采樣室26以及傳感器28。采樣室26被配置為接收在受試者12的氣道處或者附近所獲得的氣體。氣體從入口 30流經過采樣室26到出口 32。經由受試者接口用具34和/或管道36將氣體傳送到采樣室26。受試者接口用具34可以以密封或者非密封的方式嚙合受試者12的一個或多個孔。受試者接口用具34的一些示例可以包括，例如，氣管內導管、鼻叉管、氣管切開導管、鼻罩、鼻/ 口罩、全臉面罩、全面罩(total face mask)、局部再呼吸面罩、或者與受試者的氣道傳送氣體流的其它接口用具。本發(fā)明不限于這些示例，并且預期任何受試者接口的實現(xiàn)方式?？梢栽诠艿?6中直接放置采樣室。在這種配置中，可以不需要泵。配置管道36以將采樣室26的入口 30放置成與受試者接口用具34流體連通，使得經由管道36將由受試者接口用戶34從受試者12的氣道處或者附近所獲得的氣體提供給入口 30。在一個實施例中，配置呼吸檢測器24以用于側流采樣。在這種配置中，還配置管道36以將受試者接口用具34放置成與可呼吸物質的源流體連通。例如，可以將可呼吸 氣體流通過管道36輸送到受試者12，其具有根據(jù)治療方案而被控制一個或多個參數(shù)。被控制的可呼吸氣體流的一個或多個參數(shù)可以包括壓力、流速、成分、濕度、溫度和/或其它參數(shù)中的一個或多個。在一個實施例中，配置呼吸檢測器24以用于主流采樣。在這種配置中，采樣室26被設置在通過采樣室26的流動路徑內，而不是偏離到側部而設置(如圖I中示出的)。在呼吸檢測器24被配置用于側流采樣或者在管道36不用于到受試者12的氣道的可呼吸物質的提供的一個實施例中，泵38被配置為從管道36抽取氣體通過入口 30到采樣室26中。傳感器28被配置為產生傳達與采樣室26內的氣體的一個或多個參數(shù)相關的信息的輸出信號。作為非限制性示例，所述氣體的一個或多個參數(shù)可以包括成分、壓力、流速和/或其它參數(shù)。在一個實施例中，由于已經從受試者12的氣道處或者附近獲得了采樣室26內的氣體，由傳感器28所產生的輸出信號成為通過呼吸信息接口 20傳送到系統(tǒng)10的呼吸信息。在一個實施例中，采樣室26包括在通過呼吸信息接口 20給系統(tǒng)10傳送呼吸信息之前處理(至少預處理)傳感器28的輸出信號的一個或多個部件。應當認識到，在圖I中傳感器28被圖示為單個部件，這種圖示并不意在限制。在一個實施例中，傳感器28包括多個傳感器。此外，在米樣室26內的傳感器28的位置并不意在限制。傳感器28可以包括設置在管道36中、受試者接口用具34中、在可呼吸物質的源處、在泵38處或者附近和/或設置在采樣室26之外的其它位置的一個或多個傳感單元。例如，傳感器28可以包括設置在管道36中的傳感器以測量氣道死區(qū)容積、潮氣量、呼出二氧化碳容積和/或其它參數(shù)。處理器22被配置為在系統(tǒng)10中提供信息處理能力。因此，處理器22可以包括數(shù)字處理器、模擬處理器、被設計為處理信息的數(shù)字電路、被設計為處理信息的模擬電路、狀態(tài)機和/或用于電子地處理信息的其它機制中的一個或多個。雖然在圖I中處理器22被示為單個實體，這僅僅是為了說明的目的。在一些實現(xiàn)方式中，處理器16可以包括多個處理單元。這些處理單元可以物理地位于相同的裝置內，或者處理器22可以表示協(xié)同地操作的多個裝置的處理功能性。如圖I中示出的，處理器22可以被配置為運行一個或多個計算機程序模塊。所述一個或多個計算機程序模塊可以包括血氣模塊40、呼吸參數(shù)模塊42、死腔模塊44中的一個或多個。處理器22可以被配置為通過軟件，硬件，固件，軟件、硬件和/或固件的一些組合，和/或用于在處理器22上配置處理能力的其它機制，來運行模塊40、42和/或44。應當認識到，雖然在圖I中模塊40、42和44被圖示為一起位于單個處理單元內，在處理器38包括多個處理單元的實現(xiàn)方式中，模塊40、42和44中的一個或多個可以遠離其它模塊而被定位。下面所描述的由不同模塊40、42和44所提供的功能性的描述是為了說明的目的，且不意在限制，模塊40、42和44中任意一個可以比所描述的提供更多或者更少的功能性。例如，可以去除模塊40、42和44中的一個或多個，并且它的功能性中的一些或者全部可以由模塊40、42和44中的其它模塊來提供。作為另一個示例，處理器22可以被配置為運行一個或者多個額外的模塊，這些模塊可以執(zhí)行下面歸屬于模塊40、42和44中的一個的功能性的一些或者全部。血氣模塊40被配置為從經由血氣信息接口 18接收到系統(tǒng)10中的血氣信息來獲得針對一個或多個血氣信息參數(shù)的值。在一個實施例中，血氣信息可以包括由用戶(例如， 通過用戶接口 16)輸入到系統(tǒng)10中的值。在這個實施例中，血氣模塊40通過訪問由用戶輸入的值獲得所述值。在一個實施例中，必須處理經由血氣信息接口 18接收到系統(tǒng)10中的血氣信息以獲得一個或多個血氣參數(shù)的值。在這個實施例中，血氣模塊40處理血氣信息以獲得所述一個或多個血氣參數(shù)的值。血氣參數(shù)可以包括動脈氧氣的分壓、動脈二氧化碳的分壓、氧飽和度、血紅蛋白濃度和/或其它參數(shù)中的一個或多個。呼吸參數(shù)模塊42被配置為從在呼吸信息接口 20由系統(tǒng)10所接收到的呼吸信息中獲得針對一個或多個呼吸參數(shù)的值。在一個實施例中，處理在呼吸信息接口 20所接收到的傳感器28的輸出信號以獲得針對一個或多個呼吸參數(shù)的值。由呼吸參數(shù)模塊42獲得一個或多個呼吸參數(shù)可以包括壓力、流速、潮氣量、肺泡潮氣量、呼吸速率、成分(例如，(一個或多個)分壓、(一個或多個)濃度等)、潮氣末二氧化碳、呼出二氧化碳容積、混合的呼出二氧化碳分數(shù)、氣道死區(qū)容積、設備死區(qū)容積和/或其它參數(shù)中的一個或多個。死腔模塊44被配置為基于由呼吸參數(shù)模塊42獲得的針對一個或多個血氣參數(shù)的值以及由死腔模塊44獲得的一個或多個呼吸參數(shù)的值來確定受試者12的死腔分數(shù)。從其獲得血氣參數(shù)的血氣信息是相對不頻繁的。這是因為得到血氣信息涉及從受試者12抽取血液并且然后測試所抽取的血液。另一方面，獲得呼吸信息僅需要從受試者12的氣道中對氣體進行采樣(這基本上是對受試者12更少介入的)并且可以以基本持續(xù)的方式從呼吸檢測器24產生輸出信號。在傳統(tǒng)的系統(tǒng)中，通常僅在更新一個或多個血氣信息時(例如，通過從受試者12抽取血液)進行死腔分數(shù)的確定。但是，死腔分數(shù)可以是相對動態(tài)的，并且以基本持續(xù)的方式確定死腔分數(shù)可以增強受試者12的診斷和/或處置的不同方面。死腔分數(shù)是呼吸死腔容積與潮氣量的比值。對于死腔容積參數(shù)有兩個主要部分。第一是氣道死腔，或者在受試者12的外部的孔和在受試者12的肺內的肺泡之間的氣道的容積，并且第二是肺泡死腔，或者在肺內的、肺泡并沒有與肺部血液相協(xié)調地正常工作以交換血液中的氣體的容積。氣道死腔保持基本不變。肺泡死腔可以隨著時間而變化，但這些變化并不是特別地動態(tài)，除非肺損傷狀態(tài)已經劇烈地變化，或者已經基本改變通氣/灌注匹配。相反，死腔分數(shù)的另一個參數(shù)，潮氣量，可以相對動態(tài)些，特別是如果受試者12的通氣被自主地觸發(fā)(例如，基于受試者12嘗試的吸氣和呼氣)。
為了提供死腔分數(shù)的基本持續(xù)的確定，死腔模塊44被配置為針對單組血氣信息進行死腔分數(shù)的多次確定。針對在第一組血氣信息被接收以及第二組血氣信息被接收之間進行的死腔分數(shù)的多次確定中的每一次，使用從第一組血氣信息中獲得的一個或多個血氣參數(shù)，同時將更新的呼吸參數(shù)(例如，從新接收的呼吸信息所獲得的)用于每次持續(xù)的死腔分數(shù)確定。在一個實施例中，配置死腔模塊44以在多個測量區(qū)間確定受試者12的死腔分數(shù)。這些區(qū)間可以是周期性的，可以由呼吸信息(例如，呼吸檢測器24的輸出信號)的采樣速率所觸發(fā)，或者以其它方式預先確定。為了以基本持續(xù)的方式提供死腔分數(shù)，區(qū)間可以小于大約5小時、小于大約2小時、小于大約I小時、小于大約30分鐘、小于大約10分鐘、小于大約5分鐘、小于大約2分鐘。在給定區(qū)間末，如果自從死腔分數(shù)上一次確定后還沒有接收到新的血氣信息，那么死腔模塊44從死腔分數(shù)的先前確定(例如，在先前的區(qū)間)中所使用的一個或多個血氣參數(shù)來確定死腔分數(shù)。另一方面，通常地，所述測量區(qū)間將與由呼吸信息接口 20接收呼吸信息的區(qū)間相同或者更長。這樣，在給定區(qū)間末進行的死腔分數(shù)的確定將基于從死腔分數(shù)上一次確定后獲得的(一個或多個)呼吸參數(shù)而進行。由于血氣參數(shù)(其與肺泡死腔相關)趨向于相對于呼吸參數(shù)以相當?shù)偷乃俾首兓浴芭f的”血氣參數(shù)和“新的”呼吸參數(shù)來確定死腔分數(shù)的實現(xiàn)方式使得能夠進行死腔分數(shù)的持續(xù)確定而不會顯著犧牲精確性和/或準確性。在一個實施例中，配置死腔模塊44以根據(jù)下列關系確定受試者12的死腔分數(shù) (
權利要求
1.一種被配置為監(jiān)測受試者的死腔分數(shù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 血氣信息接口，所述血氣信息接口被配置為接收與指示受試者的血液中的一個或多個分子種類的濃度的一個或多個血氣參數(shù)相關的血氣信息； 呼吸信息接口，所述呼吸信息接口被配置為接收與所述受試者的呼吸的一個或多個呼吸參數(shù)相關的呼吸信息；以及 處理器，所述處理器被配置為運行計算機程序模塊，所述計算機程序模塊包括 血氣模塊，所述血氣模塊被配置為從經由所述血氣信息接口接收的血氣信息獲得一個或多個血氣參數(shù)的值； 呼吸參數(shù)模塊，所述呼吸參數(shù)模塊被配置為從經由所述呼吸信息接口接收的呼吸信息獲得一個或多個呼吸參數(shù)的值；以及 死腔分數(shù)模塊，所述死腔分數(shù)模塊被配置為基于由所述血氣模塊獲得的所述一個或多個血氣參數(shù)的值以及基于由所述呼吸參數(shù)模塊獲得的所述一個或多個呼吸參數(shù)的值，確定所述受試者的死腔分數(shù)， 其中，所述死腔分數(shù)模塊被配置為在多個測量區(qū)間確定所述受試者的死腔分數(shù)，使得響應于(i)在一測量區(qū)間期間所述血氣信息接口沒有接收到血氣信息，以及(ii)，在該測量區(qū)間期間所述呼吸信息接口接收到呼吸信息，所述死腔分數(shù)模塊基于在所述受試者的死腔分數(shù)的先前確定中使用的所述一個或多個血氣參數(shù)的值，并且基于在該測量區(qū)間期間從所接收到的所述呼吸信息獲得的所述一個或多個呼吸參數(shù)的值，在該測量區(qū)間末確定所述受試者的死腔分數(shù)。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個測量區(qū)間是周期性的。
3.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述多個測量區(qū)間小于大約10分鐘。
4.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，所述血氣信息接口包括便于所述血氣信息的手動錄入的用戶接口。
5.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，還包括被配置為將由所述死腔模塊進行的死腔分數(shù)的確定結果傳達給用戶的用戶接口。
6.一種監(jiān)測受試者的死腔分數(shù)的方法，所述方法包括 接收與指示受試者的血液中的一個或多個分子種類的濃度的一個或多個血氣參數(shù)相關的血氣信息； 接收與所述受試者的呼吸的一個或多個呼吸參數(shù)相關的呼吸信息； 從所接收到的血氣信息獲得一個或多個血氣參數(shù)的值； 從所接收到的呼吸信息獲得一個或多個呼吸參數(shù)的值；并且 基于所獲得的所述一個或多個血氣參數(shù)的值并且基于所獲得的所述一個或多個呼吸參數(shù)的值，在多個測量區(qū)間，確定所述受試者的死腔分數(shù)， 其中，響應于(i)在一測量區(qū)間期間沒有接收到血氣信息，以及(ii)，在該測量區(qū)間期間接收到呼吸信息，基于在所述受試者的死腔分數(shù)的先前確定中使用的所述一個或多個血氣參數(shù)的值，并且基于在該測量區(qū)間期間所獲得的所述一個或多個呼吸參數(shù)的值，在該測量區(qū)間末確定所述受試者的死腔分數(shù)。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述多個測量區(qū)間是周期性的。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，所述多個測量區(qū)間小于大約10分鐘。
9.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中，接收所述血氣信息包括接收由用戶手動錄入的血氣信息。
10.根據(jù)權利要求6所述的方法，還包括將死腔分數(shù)的確定結果傳達給用戶。
11.一種被配置為監(jiān)測受試者的死腔分數(shù)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 用于接收與指示受試者的血液中的一個或多個分子種類的濃度的一個或多個血氣參數(shù)相關的血氣信息的裝置； 用于接收與所述受試者的呼吸的一個或多個呼吸參數(shù)相關的呼吸信息的裝置； 用于從所接收到的血氣信息獲得一個或多個血氣參數(shù)的值的裝置； 用于從所接收到的呼吸信息獲得一個或多個呼吸參數(shù)的值的裝置；以及用于基于所獲得的所述一個或多個血氣參數(shù)的值并且基于所獲得的所述一個或多個呼吸參數(shù)的值，在多個測量區(qū)間，確定所述受試者的死腔分數(shù)的裝置， 其中，響應于(i)在一測量區(qū)間期間沒有接收到血氣信息，以及(ii)，在該測量區(qū)間期間接收到呼吸信息，由用于確定的所述裝置基于在所述受試者的死腔分數(shù)的先前確定中使用的所述一個或多個血氣參數(shù)的值，并且基于在該測量區(qū)間期間獲得的所述一個或多個呼吸參數(shù)的值，在該測量區(qū)間末確定所述受試者的死腔分數(shù)。
12.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述多個測量區(qū)間是周期性的。
13.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述多個測量區(qū)間小于大約10分鐘。
14.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中，用于接收所述血氣信息的裝置包括用于接收由用戶手動錄入的血氣信息的裝置。
15.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，還包括用于將死腔分數(shù)的確定結果傳達給用戶的裝置。
全文摘要
一種系統(tǒng)被配置為以基本持續(xù)的方式監(jiān)測受試者的死腔分數(shù)，而不是只有在測量所述受試者的一個或多個血氣參數(shù)時更新所述受試者的死腔分數(shù)。這可以促進提供給用戶的呼吸治療的增強控制，可以告知與受試者的護理有關的決定和/或可以提供其它增強。
文檔編號G06F19/00GK102686149SQ201080060109
公開日2012年9月19日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權日2009年12月29日
發(fā)明者J·A·奧爾, L·布魯爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司