[发明专利]用于识别呼吸转换的系统和方法

说明书

本专利申请根据35U.S.C§119（e）要求2010年9月10日提交的美国临时申请61/381553的优先权权益，该专利申请以引用方式并入本文。

技术领域

本发明涉及呼吸状态转换识别（例如，精确和/或系统检测受试者吸气或呼气的开始或结束）的问题。使用对呼吸状态转换的适当的同步的识别以根据治疗方案调整或启动向受试者气道递送的能呼吸气体的加压流。

背景技术

已知向受试者气道递送能呼吸气体的加压流的系统。在常规系统中，可以基于受试者的呼吸状态调整能呼吸气体的加压流的一个或多个流体参数。例如，公知在诸如压力支持系统的机器中，可以在吸气期间增加压力而在呼气期间减小压力。典型地，从连接到患者气道的导管中流量的测量或估计确定呼吸的转换（例如，从吸气到呼气和/或从呼气到吸气）。

用于测量和/或估计受试者气道处或附近流量的常规机制可能是昂贵的（硬件要求方面）、不准确的、不精确的并且使患者与压力发生器之间的接口复杂化。这样，与靠近患者的直接流量测量相关联的这些缺点损害了对受试者的呼吸中呼吸转换的识别。因此，可以在呼吸设备内或附近实施流体参数测量的方法并且执行患者处流体参数的估计。在这些估计中，为诸如泄漏流量的参数调整流体属性或为诸如患者回路内热交换或压力损失的损失补偿流体属性。这些估计和补偿的方法负担关于患者回路的物理特点的假设并且要求对泄漏和其他损失的精确估计。

典型地，基于上述的测量或估计检测呼吸转换并且其根据加压气体测量的患者流量的幅值和方向作出反应。人们普遍认为，当例如在有创应用中典型地无泄漏情况下靠近患者测量流量和压力时，呼吸状态的检测是简单直接的。但是，除了昂贵和笨重以外，此方法在存在泄漏时（例如，在气管造口袖带泄气时）失败。当在呼吸设备附近实施测量时，需要复杂的估计算法以补偿损失和泄漏。当这些损失不可预测或偏离用于流体参数估计的假设和模型时，例如当护理员向患者回路内施予诸如雾化气体流的呼吸处置或护理员从假定标准的患者回路添加或移除损耗分量时，这些方法失败。

发明内容

本发明的一方面涉及一种用于无需依赖对受试者气道处或附近的流量的测量或估计而识别呼吸状态的转换的系统和/或方法。能够基于受试者气道处或附近的流量的一阶时间导数的变化来识别呼吸状态的转换。在一些实施例中，确定近似流量的二阶时间导数的努力参数。基于努力参数与阈值的比较，识别呼吸状态的转换。阈值可以是动态的以降低对呼吸状态的转换的错误识别。

本发明的另一方面涉及一种被配置成根据治疗方案向受试者气道递送能呼吸气体的加压流的系统。在一个实施例中，该系统包括压力发生器、传感器、以及一个或多个处理器。该压力发生器被配置成生成能呼吸气体的加压流以用于递送到受试者的气道。该传感器被配置成生成指示能呼吸气体的加压流的流量的输出信号。该一个或多个处理器被配置成基于能呼吸气体的加压流的流量的一阶时间导数的变化识别呼吸状态的转换，并且控制该压力发生器以根据治疗方案调整能呼吸气体的加压流的流体参数。该治疗方案指定该流体参数根据呼吸状态而改变。

本发明的又一方面涉及一种根据治疗方案向受试者的气道递送能呼吸气体的加压流的方法。在一个实施例中，该方法包括生成能呼吸气体的加压流以用于递送到受试者的气道；生成指示能呼吸气体的加压流的流量的输出信号；基于由该输出信号指示的能呼吸气体的加压流的流量的一阶时间导数的变化识别呼吸状态的转换；以及根据治疗方案调整能呼吸气体的加压流的流体参数，其中，该治疗方案指定流体参数根据呼吸状态而改变。

本发明的另外的方面涉及一种被配置成根据治疗方案向受试者的气道递送能呼吸气体的加压流的系统。在一个实施例中，该系统包括用于生成能呼吸的气体的加压流以用于递送到受试者的气道的器件；用于生成指示能呼吸气体的加压流的流量的输出信号的器件；用于基于由该输出信号指示的能呼吸气体的加压流的流量的一阶时间导数的变化识别呼吸状态的转换的器件；以及用于根据治疗方案调整能呼吸气体的加压流的流体参数的器件，其中，该治疗方案指定该流体参数作为呼吸状态的函数变化。