[发明专利]用于预测呼吸功的方法及设备

说明书

技术领域

本发明大体上涉及呼吸治疗和生理学领域，包括呼吸机和呼吸监测技术，并且，更特别地，涉及用于预测患者的生理性呼吸功和强制性呼吸功的方法和设备。

背景技术

机械通气支持已经被广泛接受为用于医治呼吸衰竭的患者的有效治疗形式和装置。通气是将氧气传送至肺中的肺泡并且从肺中的肺泡冲走二氧化碳的过程。当接收通气支持时，患者成为复杂的交互系统的一部分，该交互系统被期望提供充足的通气并且促进气体交换，以帮助患者的稳定和恢复。被通气的患者的临床治疗常常需要监测患者的呼吸，以检测呼吸模式中的中断或不规律，用于触发呼吸机以启动辅助呼吸，并且用于周期性地中断辅助呼吸以使患者免于对辅助呼吸方式的依赖，从而恢复患者独立呼吸的能力。

在患者由于呼吸衰竭、睡眠呼吸暂停、术后护理或其他情形而需要机械通气的实例中，可以使用多种机械呼吸机。大多数现代的呼吸机允许临床医生经由对呼吸机通用的呼吸机设置控件来独立地或结合地选择和使用若干吸入模式。一些呼吸机(例如为非侵入性通气(NIV)设计的呼吸机)主要利用罩接口并且可以使用非常少的设置的选择非常简单地进行操作，通常是在吸入期间具有或不具有更高水平的压力支持的一些基线压力水平。

呼吸机中可用的呼吸模式可以定义为三大类：自发的、辅助的或受控的。在没有其他通气模式的自发通气期间，患者以其自身的节奏进行呼吸，但是系统内的以上环境的其他干涉会影响包括呼吸量和基线压力的其他通气参数。在辅助通气中，患者通过以不同的程度降低基线压力来启动吸入，并且然后呼吸机通过应用正压力完成呼吸来“辅助”患者。在受控通气期间，患者不能自发地呼吸或者启动呼吸，并且因此依靠呼吸机进行每次呼吸。在自发通气或辅助通气期间，患者需要通过使用呼吸肌来“做功”(到不同程度)，以进行呼吸。

由被插管或者被附接至呼吸机时进行吸气的患者进行的总呼吸功(启动并维持呼吸的功)可以被分成两大部分：生理性呼吸功(患者的呼吸功，“WOBp”)以及呼吸设备(例如，气管内的管或者其他形式的患者接口及呼吸机)的强制阻性呼吸功或者强制性呼吸功(“WOBi”)。总呼吸功(“WOB”)可以被测量并且可以以焦耳/升的通气的方式被定量。在过去，已经提出了下述技术：对患者提供通气治疗，以用于通过减小维持呼吸的总呼吸功来提高患者的呼吸努力。还已经研发了其他技术，其有助于减少触发呼吸机系统“启动”以辅助患者呼吸所需要的患者的吸气功。可以期望的是减少患者在这些阶段中的每个阶段中耗费的努力，这是因为高的总呼吸功负荷会对虚弱的患者造成进一步伤害或者会超过幼小患者或伤残患者的承受力或能力。

此外，由于在确定何时从患者拔去管子或者移除通气支持时，患者的强制性呼吸功(WOBi)是非常关键的，所以可以期望的是对患者的强制性呼吸功进行定量。较高的功负荷倾向于创建快速且浅的呼吸模式(高频率和低呼吸量)。快速且浅的呼吸通常是拔管成功的相反标志。然而，如果此较高的功负荷主要由大的强制性呼吸功引起，以使得大多数过量功由呼吸设备引起，则拔管成功率更高(Elevated imposed work of breathing masquerading as ventilator weaning intolerance.(伪装为呼吸机免依赖的不耐性的升高的强制性呼吸功)Chest.1995 Oct.；108(4):10215)。

上世纪60年代中期之前的早期的机械呼吸机被设计成支持肺泡通气并且对由于神经肌肉损伤而不能呼吸的患者提供补充的氧气。从那时起，机械呼吸机已经响应于对肺部病理生理学的不断理解而变得越来越精密和复杂。在努力提升患者对机械通气的耐受性中，研发了辅助通气模式或患者触发的通气模式。在上世纪70年代间歇强制通气(IMV)变得可用时，机械支持补充自发通气的局部正压通气(PPV)支持对于手术室外的成年人来说成为可能。不断研发了满足严重受伤患者的需求的各种“可替选的”通气模式。类似地，已经研发出便于使用的小型呼吸机，以支持需要较少的支持的患者。这些呼吸机通常利用非侵入性机制(罩、鼻插管、全头袋等)来与患者进行联接。