[发明专利]用于无创通气的患者气道和泄漏流量估计的方法和系统

说明书

一种用于估计无创通气机系统中的患者气道流量的方法(800)，包括：(i)确定(830)估计的气体流量；(ii)确定(840)近侧压力误差值；(iii)补偿(850)确定的近侧压力估计误差值；(iv)补偿(854)估计的气体流量的误差；(v)确定(856)估计的气体流量泄漏；(vi)在逐呼吸的基础上监测(860)泄漏；(vii)确定(870)气体流量泄漏因子；(viii)调整(880)所述估计的气体流量泄漏；(ix)检测(872)对所述气道流量估计的偏差；(x)确定(874)所述系统处于呼吸的静止状态；(xi)将估计的气体流量去偏差(976)以将偏差驱动至接近零；并且(xii)在紧接的后续呼吸中暂停(878)呼吸到呼吸的偏差校正。

技术领域

本公开总体涉及用于在无创通气机系统中利用远程通气机压力和流量传感器来估计患者气道流量和泄漏流量的方法和系统。

背景技术

提供重症监护通气的最常用的手段需要使用充气管套在气管内进行密封的气管内管路来对患者进行插管。气管插管提供了临床管理气道和维持肺部充气的最佳方法，但它引入了显著的风险，包括组织擦伤、感染和由于极度不适导致的患者镇静。因此，插管适当地称为“有创”通气，并且必须仔细考虑临床医师的插管决定。对于需要呼吸支持的一组选定住院患者，导致插管不良副作用的风险可能超过其益处。

鉴于有创通气的重大风险，家庭护理通气采用了一种新方法，所述方法提供了施加通过气道的支撑的好处，但使用的连接仅仅是将面罩安装在患者的口和鼻上或使用气管造口管。这种方法称为无创正压通气，或者简称无创通气(“NIV”)。对于NIV，由于在NIV系统中单个肢体回路将通气机连接到的面罩，因此预期会有一些泄漏并且经常故意引入以减少由患者重新呼吸的呼气末CO₂。相比之下，有创通气使用双肢连接电路，其分别地携带呼出气体，这防止在有创通气中再次呼吸CO₂，因此不需要泄漏。

虽然通气机的主要功能是提供或补充患者呼吸，但通气机通常包括整体监测和报警功能，以保护患者并提供基本的临床信息。为了提供这些功能，通气机监测波形，包括压力、流量和体积。为了避免患者附近的管道和电线过多，并且为了降低患者分泌物堵塞气道的风险，希望不使用气道流量传感器。没有近侧流量传感器，通气机内的传感器可用于监测流量。然而，将通气机与患者分开的4到6英尺的管道会造成关于这些传感器的严重的问题。连接管道的压力-流动动力学(包括泄漏)考虑患者气道处与在通气机处测量的流量相比的不同流量。管道阻力和顺应性倾向于平滑的流动瞬变，并且泄漏导致患者气道处的流动损失。结果，通气机处的流量是对气道流量的不良估计。

为了考虑阻力和压缩的影响，通气机制造商使用患者电路模型来对波形测量结果应用滤波。这些模型通常要求对测量的压力进行差分，这倾向于放大压力输入信号中的高频噪声。由于这些滤波器不涉及肺部力学，因此模型不完整，并且气道流量估计更加不准确。

因此，本领域需要使用远程通气机压力和流量传感器适当地估计患者气道流量和泄漏流量的无创通气机系统。

发明内容

本公开涉及一种用于在无创通气机系统中估计患者气道流量的创造性方法和系统。本文的各种实施例和实施方式涉及一种无创通气机系统，其计算患者气道流量和未知泄漏流量的高度准确的估计。所述无创通气机使用反馈机制来最小化测量的近侧压力与估计的近侧压力之间的差异，其中，使用连接通气机与患者的患者管路的模型来生成估计的近侧压力。无创通气机还通过调整已知的泄漏流量估计来补偿系统中可能发生的泄漏。