CN101529232A - 用于对一种或多种气态分析物的分压力的确定进行校准的***和方法 - Google Patents
用于对一种或多种气态分析物的分压力的确定进行校准的***和方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明的一个方面涉及***(10)，所述***(10)适于对与由气体源递送至对象的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的确定进行校准。在一个实施例中，***包括分压力传感器(12)、总压力监测器、分压力模块(24)和校准模块(28)。分压力传感器生成与气体中的一种或多种气态分析物的分压力有关的输出信号。总压力监测器确定气体中的总压力。分压力模块根据分压力函数确定气体中的一种或多种气态分析物的分压力。
Description
优先权
[01]本申请根据35 U.S.C.§120/365的规定要求2007年10月26日提交的申请号为11/924,701的美国专利申请的权益，以及根据35 U.S.C.§119(e)的规定要求2006年10月31日提交的申请号为60/855,584的美国专利申请的权益，在此通过引用的方式对上述申请的每个的内容进行合并。
技术领域
[02]本发明涉及对确定与气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的***进行校准。
背景技术
[03]对例如分压力、浓度、压力分数等的与递送至患者气道的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的确定***是已知的。例如，探测氧气浓度已知地为通过在患者回路中呈线性地设置氧气传感器来对气态分析物进行监测。在这一典型配置中，将患者回路的一端耦合到通气机或其他压力支持设备(pressure support device)，将患者回路的另一端耦合到患者的气道。将氧气传感器定位于通气机和患者气道之间的患者回路中，通常接近于患者的气道。
[04]典型地，这些传感器的精确性由于“漂移”而随时间降低。漂移是传感器对其相应刺激(例如，一种或多种气态分析物)的响应的随时间的可变性。漂移可以由多种因素引起。例如，漂移可以由传感器部件的劣化、周围情况的波动、机械不相容(例如，由于随时间的磨损的传感器部件的移位)和/或其他因素引起。
[05]然而在一些情况中，存在用于这些***的校准和/或重校准的机制和技术，这通常是可以反过来影响由机械呼吸进行治疗的患者的麻烦工作。例如，典型的传感器校准过程可能需要例如氧气传感器的气态分析物监测***从患者和/或向患者供应气流的气体源脱离。这可能需要停止患者所接受的治疗，这可能是不方便的和/或不切实际的。
[06]在一些情况下，为了引导传感器校准，传统的校准方法可能需要附加的装备和/或资源，诸如采样气体混合物、外部处理能力和/或其他装备或资源。对附加装备和/或资源的需要可以妨碍对传感器进行精确校准的便利性和/或实用性。还存在与针对确定与气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的传感器的已知校准方法相关的其他缺点。
发明内容
[07]从而，本发明的目的为提供一种适于对与由气体源向对象递送的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的确定进行校准的***，所述***克服了传统校准***的缺陷。这一目的通过提供包括分压力传感器、总压力传感器、分压力模块和校准模块的***根据本发明的一个实施例实现。分压力传感器生成与气体中的一种或多种气态分析物的分压力有关的输出信号。总压力监测器确定气体的总压力。分压力模块根据分压力函数确定气体中的一种或多种气态分析物的分压力。分压力函数将气体中的一种或多种气态分析物的分压力描述为由分压力传感器生成的输出信号的函数。
[08]校准模块通过确定分压力函数来对分压力模块进行校准。在一些情况下，校准模块基于(i)由分压力传感器在校准时段内的多个时间点处生成的输出信号的多个采样、(ii)在与生成输出信号的多个采样的时间点大致相同的时间点处所进行的对气体的总压力的多个确定和(iii)在校准时段内气体中的一种或多种分析物的目标浓度来确定分压力函数。在一些情况下，校准时段包括期间将气体递送至所述对象，同时气体源用于随着气体的总压力的变化而保持气体中的一种或多种分析物的浓度大致等于目标浓度的时段。
[09]本发明的另一方面涉及一种校准对与由气体源向对象递送的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息进行确定的***的方法。在一个实施例中，所述***包括：生成与气体中的一种或多种分析物的分压力有关的输出信号以及在校准时段内的多个时间点处获得输出信号的多个采样。校准时段包括期间将气体递送至所述对象，同时气体源用于随着气体的总压力的变化而保持气体中的一种或多种分析物的浓度大致等于目标浓度。所述方法还包括在与获得多个输出信号采样大致相同的时间点处确定气体的总压力以及确定将气体中的一种或多种分析物的分压力描述为输出信号的函数的分压力函数，基于(i)多个采样、(ii)在与获得输出信号的多个采样大致相同的时间点处所进行的对气体的总压力的确定以及(iii)在校准时段内气体中的一种或多种分析物的目标浓度来确定分压力函数。
[10]本发明的另一方面涉及一种校准对与包含在导管内的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息进行确定的***的方法。在一个实施例中，所述方法包括生成与气体中的一种或多种分析物的分压力有关的输出信号；大致包含导管内的气体；改变导管内的气体的总压力；在校准时段内的多个时间点处获得输出信号的多个采样。校准时段包括期间导管内的气体的总压力正在变化的时段。方法还包括在与获得多个输出信号采样大致相同的时间点处确定气体的总压力以及确定将气体中的一种或多种分析物的分压力描述为输出信号的函数的分压力函数，基于(i)多个采样、(ii)在与获得输出信号的多个采样大致相同的时间点处所进行的对所述气体的总压力的确定以及(iii)在校准时段内气体中的一种或多种分析物的目标浓度来确定分压力函数。
[11]在考虑下面参考附图的描述和所附权利要求时，本发明的这些和其他目的、性质和特征，以及操作方法和相关结构元件的功能以及部分的组合和制造的成本将变得更加清晰，所有这些形成该说明书的一部分，其中，相同的参考标记指示各附图中的相应部分。但是，可以清楚地理解，附图仅仅是解释和描述的目的并且不应理解为限制本发明的限定。如在说明书和权利要求书中所使用的，除非上下文清楚地以其他方式表示，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数参照物。
附图说明
[12]图1示出了根据本发明的一个实施例的适于对与气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的确定进行校准的***；
[13]图2示出了根据本发明的一个实施例的依据由分压力传感器生成的输出信号的分压力的图示；
[14]图3示出了根据本发明的一个实施例的校准对与气体中的一种或多种气态分析物有关的信息进行确定的***的方法；以及
[15]图4示出了根据本发明的一个实施例的校准对与气体中的一种或多种气态分析物有关的信息进行确定的***的方法。
具体实施方式
[16]参照图1，示出了配置成确定与气体中的一种或多种分析物有关的信息的***10。***10包括分压力传感器12、总压力传感器14、导管16和处理器18。导管16形成气体可能通过的流路20。在示例性实施例中，导管16是选择性地线性定位于患者回路中的气道适配器，所述患者回路将气体源20连接至患者。分压力传感器12和总压力传感器14生成输出信号，处理器18使用所述输出信号分别确定在流路20中的气体中所包括的一种或多种气态分析物的分压力(或浓度)和流路20中的气体的总压力。
[17]在一个实施例中，导管16适于将气体输送至患者和/或从患者输出气体。在更具体的示例中，导管16可以与配置成与患者气道连通的患者接口器具协作。患者接口装置的一些示例可以包括例如气管内管、输氧鼻管、气管套管、鼻罩、鼻/口罩、全面罩、整体面罩或将气流与患者气道相连通的其他患者接口装置。本发明并不局限于这些示例，并且试图使用任意传统的患者接口装置和导管确定任何气体中的分析物。
[18]可以将导管16可操作地耦合到气体源22以从中接收气体。在这样的实施例中，气体源22可以控制提供给导管16的气体的一个或多个特性。例如，气体源22可以控制导管中气体的流速、总压力、成分和/或其他特性。在一个实施例中，气体源22可以包括向导管16提供加压、氧化气体的通气机(介入性或非介入性)。在另一实施例中，气体源是压力支持***，诸如CPAP、双水平(bi-level)或自动滴定设备，所有这些提供到患者气道的呼吸气流。
[19]如上所提到的，总压力传感器14可以生成与存在于流路20中的气体的总压力有关的一个或多个输出信号。在一个实施例中，总压力传感器14可以包括生成与气体的绝对压力有关的一个或多个输出信号的绝对压力传感器。在其他实施例中，总压力传感器14可以包括确定基线压力(例如，环境大气压力、海平面环境压力等)和流路20中的气体的压力之间的压力差的差压。总压力传感器14可以包括Bourdon压力传感器、膜盒压力传感器(bellows pressure sensor)、二级换能器压力传感器、热导压力传感器、热阴极压力传感器、冷阴极压力传感器、隔膜压力传感器和/或其他压力传感器。例如，在一个实施例中，总压力传感器14可以包括在名称为“AirwayAdapter with Optical Pressure Transducer and Method of Manufacturing aSensor Component”(2006年5月25日提交、申请号为60/808312)的共同待审的美国临时专利申请(“‘312申请”)中所公开的隔膜压力传感器，将其内容以参考的形式合并入本公开。总压力传感器14可以被定位于导管16内、从导管16可移除地得到、或者经由管与导管16以流体连通。
[20]分压力传感器12可以生成与存在于流路20内的气体中的一种或多种分析物的分压力有关的一个或多个输出信号。在一个实施例中，由分压力传感器12生成的一个或多个输出信号可以与气体中的氧气的分压力有关。在另一实施例中，由分压力传感器12生成的一个或多个输出信号可以与气体中的诸如一氧化二氮的吸入***的分压力有关。其他示例性吸入***包括***剂氟烷、异氟烷、***、七氟烷和地氟醚。分压力传感器12可以包括各种不同类型的分压力传感器中的一个或多个。例如，分压力传感器12可以包括发光淬灭分压力传感器。在一个实施例中，发光淬灭分压力传感器可以包括在名称为“Oxygen Monitoring Apparatus”(2003年9月9日授权、Labuda等人的No.6616896)的美国专利(之后称为“‘896专利”)中所描述的分压力传感器。在一个实施例中，发光淬灭分压力传感器可以包括在名称为“Oxygen Monitoring Apparatus”(2003年10月14日授权、Blazewicz等人的No.6632402)的美国专利(之后称为“‘402专利”)中所描述的分压力传感器。在此将‘896专利和‘402专利以引用的方式合并入本公开。
[21]如图1所示，传感器12和14可操作地与处理器18连接。这一可操作连接可以由能够将由传感器12和14生成的输出信号(或与输出信号有关的信息)传输至处理器18的任何机制来完成。例如，该连通可以经由无线连通连接和/或有线连通连接完成。传感器12、14和处理器18之间的连接可以包括离散连接、网络连接和/或其他连接。
[22]本发明还试图将处理器18以及传感器12和14(或其部件)的一个或两者布置在共同的外壳中。例如，可以将能量发射器和探测器与安装在气道适配器上的处理器18一起置于传感器“头部”中。该气道适配器提供采样点，例如通过携带发光材料，由传感器头部中的感测部件对其进行监测。可以通过到处理器18以及来自处理器18的连通信息来对输入/输出设备29进行设置。本发明还试图能够对处理器18和气体源22的功能和特征进行组合。例如，处理器18可以在通气机中实现，从而通气机可以执行处理器18的功能。
[23]处理器18分别基于由传感器14和12生成的输出信号确定流路20中的气体的总压力和气体中的一种或多种分析物的分压力。应该理解的是，尽管处理器18在图1中示出为单一实体，这仅用于示意性的目的。在一些实现中，处理器18可以包括多个处理单元。这些处理单元可以物理上定位于相同的设备中，或者处理器18可以代表协作操作的多种设备的处理功能性。在实现多种设备的情况中，可以在设备间形成可操作连通连接以能够在其间进行连通和协作。
[24]例如，在一些实施例中，处理器18可以包括在***10外部的一种或多个处理器(例如，与***10连通的主计算机)、整体包括在***10的一个或多个部件中的一个或多个处理器，或上述的两者。在一些情况中，***10外部的处理器可以为与***10中的部件整合的处理器提供冗余处理，和/或外部处理器可提供附加处理以确定与流路20内的气体中的一种或多种分析物有关的附加信息。
[25]如图1所示，在一个实施例中，处理器18包括分压力模块24、总压力模块26和校准模块28。模块24、26和28可以在软件，硬件，固件，软件、硬件和/或固件的一些组合中执行；和/或以另外的方式执行。应该理解的是，尽管模块24、26和28在图1中示出为共同定位于单处理器单元内，在处理器18包括多处理单元的实现中，可以将模块24、26和/或28定位为远离其他模块，并且可以经由一个或多个连通连接来完成模块24、26和/或28之间的可操作连通。这样的连通连接可以是无线的或硬线的。
[26]总压力模块26与总压力传感器14协作作为确定流路20内的气体的总压力的总压力监测器起作用。更具体地，总压力模块26基于由总压力传感器14生成的一个或多个输出信号来确定流路20内的气体的总压力。
[27]分压力模块24与分压力传感器12协作作为确定存在于流路20内的气体中的一种或多种分析物的分压力的分压力监测器起作用。具体地，分压力模块24基于由分压力传感器12生成的一个或多个输出信号来确定流路20内的气体中的一种或多种分析物的分压力。在一个实施例中，分压力模块24根据预先确定的分压力函数来确定一种或多种分析物的分压力。分压力函数将一种或多种分析物的分压力描述为由分压力传感器12生成的一个或多个输出信号的函数。
[28]在一个实施例中，分压力函数可以是一次多项式。例如，分压力函数可以被如下表示为：
P分压力(s)＝s·范围+偏移； (1)
其中，“P分压力(s)”表示一种或多种分析物的分压力，“s”表示由分压力传感器12生成的(一个或多个)输出信号的一个或多个特性(例如，输出信号之间的相位差、(一个或多个)输出信号的振幅、(一个或多个)输出信号的调制等)，“范围”表示分压力传感器12的“范围因子”，以及“偏移”表示分压力传感器12的偏移。更具体地，当一种或多种分析物的分压力为零时，“偏移”包括由分压力传感器12生成的(一个或多个)输出信号的一个或多个特性的表示。
[29]根据各原因的一个或多个，分压力函数的一个或多个参数可以“漂移”或者随时间变化。例如，在其中实现等式(1)中所设置的分压力函数的实施例中，分压力传感器12的范围因子和偏移的一个或两者可以漂移。分压力函数的一个或多个参数中的漂移，诸如等式(1)的范围因子和/或偏移，可以由各因子的一个或多个引起。例如，分压力传感器12的部件中的劣化、周围条件的波动、机械不相容(例如，由于随时间的磨损的传感器部件的移位)和/或其他因素可以引起分压力等式的一个或多个参数漂移。分压力传感器12可以根据照明淬灭化学中的可变性需要校准或重校准。
[30]校准模块28通过确定由分压力模块24使用的分压力函数对分压力模块24进行校准以确定一种或多种分析物的分压力。在一些情况中，校准模块28对分压力模块24进行原位校准。换言之，校准模块可以在不将导管16(气道适配器)从气体源22和对象的一个或两者分离的情况下对分压力模块24进行校准，其中，气体由导管16从气体源22递送至所述对象(例如，接收来自气体源22的气体的患者)。在一个实施例中，这包括在***10的正常操作过程(例如，当将气体递送至对象时)中对分压力模块24进行校准。该性能的结果是，因为减少了在其过程中对分压力模块24进行校准的***停机时间的量，提高了***10的可用性。在一些情况中，校准模块28不用附加装备(例如，不用包括一种或多种分析物的已知浓度的校准气体采样、不用附加处理能力等)就能够对分压力模块24进行校准。这可以便于在将导管16连接到气体源22之前执行的分压力模块24的初始校准、和/或分压力模块24的其他校准。
[31]在一个实施例中，校准模块28基于气体的总压力的测量确定分压力函数，所述气体总压力的测量值基于由总压力传感器14(其受漂移的影响小于分压力传感器12)生成的(一个或多个)输出信号，分压力和总压力之间的关系如下：
分数＝P分压力/P总压力 (2)
其中，“分数”表示气体中的一种或多种分析物的压力分数(例如，氧气分数，其中，一种或多种分析物包括氧气、一氧化二氮分数，其中，一种或多种分析物包括一氧化二氮等)，“P分压力”表示一种或多种分析物的分压力，以及“P总压力”表示气体中的一种或多种分析物的总压力。另外，传统的气体测量***报告根据P分压力和大气压力(P大气压力)的气体分数(即典型地由百分数或体积百分数表达的浓度)，以及同样地在呼吸循环过程中易受导管内压力变化的影响。使用P总压力代替P大气压力计算浓度将减少与呼吸回路内压力变化相关的问题。
[32]为了平衡基于由总压力传感器14生成的(一个或多个)输出信号的气体的总压力测量和由等式(2)描述的关系，校准模块28利用如下情形，其中，气体中的一种或多种分析物的压力分数是已知的和/或在气体的压力改变的同时保持大致恒定。例如，在气体源22包括设计成将气体递送至患者气道的通气机的实施例中，通气机将控制气体的递送，从而在患者吸气过程中，气体(例如，氧气、一氧化二氮、***等)中一种或多种分析物的浓度将保持大致固定在目标浓度。例如，许多传统通气机包括补充气体供应(诸如氧气供应)和搅拌机，所述搅拌机允许使用者设定并保持递送至患者的气体的氧气分数(FIO2)在多个呼吸周期中处于给定或目标水平。
[33]随着患者吸入所递送的气体，流路20中的气体的压力将发生波动(例如，增加或减少)。此外，气体中的一种或多种分析物的目标浓度是通气机已知的值。根据气体中的一种或多种分析物的相应压力分数来表达目标浓度。
[34]在气体源22包括通气机的一些实施例中，处理器18可以与气体源22可操作地连接以接收与递送到患者气道的气体中的一种或多种分析物的目标浓度有关的信息(例如，目标浓度、气体中的一种或多种分析物的相应压力分数等)。在一个实施例中，处理器18还接收关于患者的一个或多个吸气的定时的信息(例如，吸气的开始、吸气的结束、吸气的持续时间等)。之后，校准模块28执行接收自气体源22、由总压力模块26确定的气体的总压力和由分压力传感器12生成的(一个或多个)输出信号的信息以确定分压力函数。
[35]更具体地，在一个实施例中，校准模块28通过以下方式确定分压力函数：(1)基于一种或多种分析物的目标浓度确定一种或多种分析物的分压力，例如，由通气机提供的所设定的FIO2，和由总压力模块26在患者吸气过程中的多个时间点处确定的总压力的测量，以及(2)将所确定的一种或多种分析物的分压力和由分压力传感器12在各时间点生成的(一个或多个)输出信号进行比较，所述各时间点与所确定的气体的总压力的时间点大致同时。
[36]图2示出了所确定的分压力如何与(一个或多个)输出信号比较以确定分压力函数的一个示例。可以看到，图2包括具有指定为由分压力传感器12生成的(一个或多个)输出信号的一个或多个特性(例如，输出信号之间的相位差、(一个或多个)输出信号的振幅、(一个或多个)输出信号的调制等)的水平轴，和指定为基于由总压力模块26、目标浓度和等式(2)中所表示的关系确定的总压力来确定的分压力的垂直轴的二维图示。
[37]图2所示的二维图示的示出还包括多个标定点30。每个标定点30表示如下时间点，即在该时间点已经对由分压力传感器12生成的(一个或多个)输出信号进行采样以及已经由总压力模块26确定了气体的总压力。在一个实施例中，为了确定分压力函数，可以通过使用传统的曲线拟合技术将曲线32拟合到标定点30来确定曲线32。之后，可以将对应于曲线32的等式用作分压力函数，如可以将所述函数写成将图示的垂直轴(例如，一种或多种分析物的分压力)描述为图示的水平轴的函数(例如，由分压力传感器12生成的(一个或多个)输出信号的一个或多个特性)的形式。在一个实施例中，可以以点斜式将曲线32书写为一次多项式，其中，表示曲线32的等式的斜率是分压力传感器12的范围因子以及表示曲线32的等式的内插值是分压力传感器12的偏移。
[38]应该理解的是，以该方式所作的分压力函数的确定以对分压力模块24进行校准仅仅是执行上述由总压力模块26确定的总压力、一种或多种分析物的目标浓度和一种或多种分析物的分压力之间的上述关系的各种技术中的一个。例如，在一个实施例中，对基于由总压力模块26确定的总压力和目标浓度所确定的所设定的分压力与由分压力传感器12生成的(一个或多个)输出信号的比较包括基于由分压力传感器12使用现有的分压力函数生成的(一个或多个)输出信号来确定一组分压力。之后，对两组分压力确定(例如，一组基于由总压力模块26所作的总压力确定和目标浓度，一组基于由分压力传感器12生成的输出信号和分压力函数)进行比较，以及基于用于两组分压力确定中的分压力的值之间的差别对现有的分压力函数进行调节。
[39]在一些实施例中，校准模块28能够通过确定分压力函数对分压力模块24进行校准，同时导管16从气体源22脱离。例如，在一个实施例中，校准模块28不用处理器18之外的附加装备(例如，不用来自气体源的气体、不用包括一种或多种分析物的已知浓度的校准气体采样、不用附加的处理能力等)确定分压力函数。
[40]为了完成这一操作，校准模块28可以将环境大气中的一种或多种分析物的已知浓度用作目标浓度。为了获得由总压力模块26的总压力确定和由分压力传感器12在多个总压力处生成的(一个或多个)输出信号的采样，使用者将导管16暴露于环境大气，使得流路20充满大气。之后，使用者通过密封(或者大致密封)导管16的开口和减少导管16的体积而“挤压”导管16。例如，通过使导管16的外壁变形可以减少导管16的容积(这将减少容积，从而提高内侧气体的总压力)。
[41]随着导管16内气体的压力作为操纵导管16的结果而改变，由于气体大致保持在导管16内，目标浓度(例如，环境大气中的一种或多种分析物的浓度)保持大致固定。因此，由总压力模块26确定的总压力、由分压力传感器12生成的(一个或多个)输出信号和目标浓度可以如上所述地被校准模块28使用以确定分压力函数，从而校准分压力模块24。
[42]图3示出了校准确定与气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的***的方法34。在一个实施例中，***将气体从气体源递送至患者气道并且在将气体递送至患者气道时所述方法能校准所述***。应该理解，尽管下面针对可以由***10的部件(例如，在图1中所示的和如上所述的)实行的方法34的多种操作做了具体参考，这也只是用于示意性目的。在其他实施例中，可以执行***10之外的***以实行方法34的某些或全部操作。
[43]方法34包括确定与气体至患者的递送有关的信息的操作36。操作36可以包括确定气体中的一种或多种分析物的目标浓度(诸如经由通气机的FIO2设定)、与校准时段有关的信息(例如，吸气开始时间、吸气结束时间、吸气长度等)和/或与气体递送有关的其他信息。校准时段可以包括期间预期气体中的一种或多种分析物的浓度大体等于目标浓度的时段。在一个实施例中，可以由处理器18在接收从气体源22传送的信息时实行操作36(例如，如图1所示的以及如上所述的)。
[44]在操作38和40，分别生成与气体中的一种或多种分析物有关的分压力的一个或多个输出信号，并对其进行采样。例如，在一个实施例中，由分压力传感器12执行在操作38的一个或多个输出信号的生成，以及由处理器18实行所生成的输出信号的一个或多个的采样(例如，如图1所示的以及如上所述的)。
[45]在操作42，在与获得多个输出信号采样的时间点大致相同的时间点处确定气体的总压力。在一个实施例中，操作42包括由总压力模块26基于由总压力传感器14(例如，如图1所示的以及如上所述的)在与获得输出信号采样的时间点大致相同的时间点处所生成的(一个或多个)输出信号所进行的总压力的确定。
[46]在操作44，确定分压力函数。分压力函数基于在操作38生成的输出信号描述气体中的一种或多种分析物的分压力。在一个实施例中，基于(1)在操作40获得的(一个或多个)输出信号的多个采样、(2)在操作42进行的气体的总压力的确定以及(3)目标浓度来确定分压力函数。可以由校准模块28来实行操作44(例如，如图1所示的以及如上所述的)。
[47]图4示出了校准确定与包含在导管内的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的***的方法46。应该理解，尽管下面针对可以由***10的部件(例如，在图1中所示的和如上所述的)实行的方法46的多种操作进行了具体参考，这也只是用于示意性目的。在其他实施例中，可以执行除***10之外的***以实行方法46的某些或全部操作。
[48]在一个实施例中，方法46包括操作48。在操作48生成一个或多个输出信号。所生成的输出信号与气体中的一种或多种分析物的分压力有关。在一个实施例中，由分压力传感器12执行操作48(例如，如图1所示的以及如上所述的)。
[49]在操作50，气体大致包含在导管内。在一个实施例中，由使用者实行操作50，所述使用者通过大致密封由导管限定的开口而人工密封导管内的气体。
[50]在操作52，导管内的气体的压力改变。例如，可以由操纵导管外部的使用者来升高导管内气体的压力。在一个实施例中，导管外部的操纵包括导管外表面的人工压缩。这也可以使用气体源22来完成，例如，通过使气体源向通气机(患者)导管提供压力峰值(pressure spike)或喘振(surge)。
[51]在操作54，在校准时段过程中的多个时间点处对在操作50生成的一个或多个输出信号进行采样。所述校准时段即为在其中导管内气体总压力正在改变的时段。在一个实施例中，由处理器18执行操作54(例如，如图1所示的以及如上所述的)。
[52]在操作56，在与获得多个输出信号采样的时间点大致相同的时间点处确定气体的总压力。在一个实施例中，操作56包括由总压力模块26基于由总压力传感器14在与获得输出信号采样的时间点大致相同的时间点处生成的(一个或多个)输出信号(例如，如图1所示的以及如上所述的)的所作的总压力的确定。
[53]在操作58，确定分压力函数。分压力函数基于在操作48生成的输出信号描述气体中的一种或多种分析物的分压力。在一个实施例中，基于(1)在操作54获得的(一个或多个)输出信号的多个采样、(2)在操作56所进行的气体总压力的确定和(3)气体中的一种或多种分析物的目标浓度来确定分压力函数。目标浓度可以是环境大气中的一种或多种分析物的浓度。可以由校准模块28来实行操作58(例如，如图1所示的以及如上所述的)。
[54]尽管已经基于当前所认为的最实用和最优选的实施例用于示意性目的详细描述了本发明，但是应该理解，这样的细节仅用于此目的，并且本发明不局限于所公开的实施例，而是，相反地，本发明期望覆盖处于附加权利要求的精神和范围内的更改和等效设置。例如，应该理解，本发明考虑，在可能的程度，任何实施例的一个或多个特征可以与任何其他实施例的一个或多个特征进行组合。
Claims (25)
1、一种***(10)，其适于对与由气体源(22)向对象递送的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息的确定进行校准，所述***包括：
分压力传感器(12)，其生成与所述气体中的所述一种或多种气态分析物的分压力有关的输出信号；
总压力监测器，其确定所述气体的总压力；
分压力模块(24)，其根据分压力函数确定所述气体中的所述一种或多种气态分析物的所述分压力，其中，所述分压力函数将所述气体中的所述一种或多种气态分析物的所述分压力描述为由所述分压力传感器生成的所述输出信号的函数；以及
校准模块(28)，其通过确定所述分压力函数来对所述分压力模块进行校准，其中，所述校准模块基于(i)由所述分压力传感器在校准时段内的多个时间点处生成的所述输出信号的多个采样、(ii)在与生成所述输出信号的所述多个采样的时间点大致相同的时间点处所进行的对所述气体的所述总压力的多个确定和(iii)在所述校准时段内所述气体中的所述一种或多种分析物的目标浓度来确定所述分压力函数，其中，所述校准时段包括期间将所述气体递送至所述对象，同时所述气体源用于随着所述气体的所述总压力的变化而保持所述气体中的所述一种或多种分析物的浓度大致等于所述目标浓度的时段。
2、如权利要求1所述的***，其中，所述总压力监测器包括：
总压力传感器(14)，其生成与所述气体的所述总压力有关的输出信号；以及
总压力模块(28)，其基于由所述总压力传感器生成的所述输出信号确定所述气体的所述总压力。
3、如权利要求2所述的***，还包括处理器(18)，所述处理器(18)包括所述总压力模块、所述分压力模块和所述校准模块。
4、如权利要求1所述的***，其中，所述气体源包括通气机。
5、如权利要求1所述的***，其中，所述校准时段包括患者的吸气周期的至少一部分。
6、如权利要求1所述的***，其中，所述气体中的所述一种或多种分析物包括氧气。
7、如权利要求6所述的***，其中，所述目标浓度包括所述气体的氧气分数。
8、如权利要求1所述的***，其中，确定所述分压力函数包括调节先前确定的分压力函数。
9、如权利要求1所述的***，其中，所述对象包括患者的气道。
10、如权利要求1所述的***，其中，所述总压力包括大气压力与差压的和。
11、一种校准对与由气体源向对象递送的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息进行确定的***的方法，所述方法包括：
生成与所述气体中的所述一种或多种分析物的分压力有关的输出信号；
在校准时段内的多个时间点处获得所述输出信号的多个采样，其中，所述校准时段包括期间将所述气体递送至所述对象，同时所述气体源用于随着所述气体的所述总压力的变化而保持所述气体中的所述一种或多种分析物的浓度大致等于目标浓度；
在与获得多个输出信号采样大致相同的时间点处确定所述气体的所述总压力；以及
确定将所述气体中的所述一种或多种分析物的所述分压力描述为所述输出信号的函数的分压力函数，基于(i)所述多个采样、(ii)在与获得所述输出信号的所述多个采样大致相同的时间点处所进行的对所述气体的所述总压力的确定以及(iii)在所述校准时段内所述气体中的所述一种或多种分析物的所述目标浓度来确定所述分压力函数。
12、如权利要求11所述的方法，其中，所述气体源包括通气机。
13、如权利要求11所述的方法，其中，所述校准时段包括患者的吸气周期的至少一部分。
14、如权利要求11所述的方法，其中，所述气体中的所述一种或多种分析物包括氧气。
15、如权利要求14所述的方法，其中，所述目标浓度包括所述气体的氧气分数。
16、如权利要求11所述的方法，其中，确定所述分压力函数包括调节先前确定的分压力函数。
17、如权利要求11所述的方法，其中，所述对象包括患者的气道。
18、如权利要求11所述的方法，其中，所述总压力包括大气压力与差压的和。
19、一种校准对与包含在导管内的气体中的一种或多种气态分析物有关的信息进行确定的***的方法，所述方法包括：
生成与所述气体中的所述一种或多种分析物的分压力有关的输出信号；
大致包含所述导管内的所述气体；
改变所述导管内的所述气体的总压力；
在校准时段内的多个时间点处获得所述输出信号的多个采样，其中，所述校准时段包括期间所述导管内的所述气体的所述总压力正在变化的时段；
在与获得多个输出信号采样大致相同的时间点处确定所述气体的所述总压力；以及
确定将所述气体中的所述一种或多种分析物的所述分压力描述为所述输出信号的函数的分压力函数，基于(i)所述多个采样、(ii)在与获得所述输出信号的所述多个采样大致相同的时间点处所进行的对所述气体的所述总压力的确定以及(iii)在所述校准时段内所述气体中的所述一种或多种分析物的所述目标浓度来确定所述分压力函数。
20、如权利要求19所述的方法，其中，所述气体中的所述一种或多种分析物的所述浓度是已知的。
21、如权利要求19所述的方法，其中，所述气体中的所述一种或多种分析物的所述浓度大致等于环境大气中的所述一种或多种分析物的浓度。
22、如权利要求19所述的***，其中，密封所述导管内的所述气体和改变所述导管内的所述气体的所述总压力包括人工密封由所述导管限定的开口和操纵所述导管的外部以升高所述导管内的所述气体的所述总压力。
23、如权利要求19所述的方法，其中，所述一种或多种分析物包括氧气。
24、如权利要求19所述的方法，其中，确定所述分压力函数包括调节先前确定的分压力函数。
25、如权利要求19所述的方法，其中，所述总压力包括大气压力与差压的和。
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