CN102580200B - 防止向患者输送低氧气体的***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防止向患者输送低氧气体的***及方法。用于防止在患者的呼吸支持期间输送低氧气体的***包括呼吸回路。输入装置由临床医生操作以输入至少一个换气机参数值。新鲜气体歧管由气体作用地连接到呼吸回路上，且新鲜气体歧管构造成至少提供氧和平衡气体至呼吸回路。数字信号处理器可通信地连接到输入装置和新鲜气体歧管上。数字信号处理器接收至少一个换气参数值的输入，计算预测的氧浓度，且将预测氧浓度与患者的预定最低氧需求阈值相比较。防止向患者输送低氧气体的方法包括通过呼吸回路向患者提供换气支持。数字信号处理器计算预测氧浓度，比较预测氧浓度与预定低氧浓度阈值，且如果预测氧浓度高于预定低氧浓度阈值，则接受换气参数值。

Description

防止向患者输送低氧气体的***及方法

技术领域

本公开内容涉及机械换气领域。更具体而言，本公开内容涉及防止向患者输送低氧气体。

背景技术

对输送低氧气体的公知防护是基于最低浓度设置来确保将足够的新鲜气体氧加至呼吸回路。此种最低浓度设置通过所输送新鲜气体的组成气体的气流设置之间的机械或同等关联(link)来保持。这种关联确保最终产生的新鲜气体混合物保持所需的最低氧浓度。

在一些机械换气机操作设置期间，特别是在低流量机械换气机操作期间，低氧气体仍可输送至患者，即使是在公知的低氧防护提示已达到对于新鲜气流的最低氧浓度时。

发明内容

用于防止在患者的呼吸支持期间输送低氧气体的***包括呼吸回路。新鲜气体歧管由气体作用地连接到呼吸回路上。机械换气机由气体作用地连接到呼吸回路上。数字信号处理器可通信地连接到输入装置、新鲜气体歧管和机械换气机上。数字信号处理器接收至少一个换气参数值、计算输送至患者的预测氧浓度，以及将预测氧浓度与患者的预定最低氧需求阈值相比较。如果预测氧浓度高于阈值，则数字信号处理器接受至少一个换气参数值。如果氧浓度低于预定最低氧需求阈值，则数字信号处理器拒绝该至少一个换气参数值。

向患者提供呼吸支持的反复呼吸同时防止将低氧气体输送至患者的低流量换气***包括呼吸回路，该呼吸回路具有构造成用以向患者给予呼吸支持的患者连接件。输入装置可由临床医生操作以输入至少一个换气参数值。新鲜气体歧管由气体作用地连接到呼吸回路上。新鲜气体歧管构造成用以至少提供氧和平衡气体(balancegas)至呼吸回路。数字信号处理器可通信地连接到输入装置和新鲜气体歧管上。数字信号处理器接收至少一个换气参数值、计算输送至患者的预测氧浓度，以及将预测氧浓度与患者的最低氧阈值相比较。如果预测氧浓度高于最低氧阈值，则数字信号处理器接受该至少一个换气参数值。如果预测氧浓度低于预定最低氧阈值，则数字信号处理器计算对于至少一个附加参数的值，使得预测氧浓度高于预定最低氧阈值。数字信号处理器接受该至少一个换气参数值和至少一个附加参数值。

一种防止低氧气体输送至患者的方法包括通过由气体作用地连接到机械换气机上的呼吸回路来向患者提供换气支持。数字信号处理器从连接到数字信号处理器上的输入装置接收换气参数值。数字信号处理器基于换气参数值计算输送至患者的预测氧浓度。数字信号处理器将预测氧浓度与预定低氧浓度阈值相比较。如果预测氧浓度高于预定低氧浓度阈值，则数字信号处理器接受换气参数。如果预测氧浓度低于预定低氧浓度阈值，则数字信号处理器拒绝换气参数值。

附图说明

图1为低流量换气***的实施例的简图。

图2为绘出防止将低氧气体输送至患者的方法实施例的流程图。

零件清单

10***

12患者

14呼吸回路

16吸入气体

18呼出气体

20单向阀

22调节设备

24CO₂吸收器

26润湿器

28麻醉剂

30气体损失

32麻醉机

34新鲜气体歧管

36数字信号处理器

38计算机可读介质

40机械换气机

42气体传感器

44浓度信号

46新鲜气体

48氧源

50平衡气体源

52空气源

54输入装置

56吸入O₂浓度

58气体传感器

60患者连接件

62呼出O₂浓度

64气体传感器

66图形显示器

100方法

102步骤

104步骤

106步骤

108步骤

110步骤

112步骤

114步骤

116步骤

118步骤

120步骤

122步骤

124步骤

具体实施方式

图1为用于向患者12提供呼吸支持同时防止将低氧气体输送至患者12的***10的简图。

呼吸支持***10包括呼吸回路14，其中，吸入气体16经由呼吸回路14提供至患者而呼出气体18从患者12经由呼吸回路14引出。呼吸回路14内的单向阀20确保气体在呼吸回路14内单向流动。

在高流量呼吸支持***中，大部分或所有呼出气体18排出至(未示出)环境空气。

在低流量呼吸支持***中，气体加至呼吸回路14且从呼吸回路14除去。归因于新陈代谢，患者12增加二氧化碳并从呼吸回路14除去氧。在呼气期间，呼出气体18引至吸收器24，在其中除去由患者12所产生的二氧化碳。一些少量的气体28(小于0.3升/分钟)从呼吸回路14泄漏。剩余的呼出气体体积储存在换气机40中以预留用于下次潮气呼吸。为了弥补由患者12和泄漏28造成的气体损失，将新鲜气体46加至呼吸回路。通常，新鲜气体46增加(大约1至3升/分钟)超过总的气体损失并迫使一些呼出气体18经由减压阀26除去。来自于减压阀26的气体的浓度具有与患者呼出气体大致相同的浓度。换气机40通过压缩剩余的预存体积而给予下一次潮气呼吸。单方向性的单向阀20控制呼吸回路14中的气流方向以便气体往返于患者12。

在该实施例中，新鲜气体46来自于新鲜气体歧管34。新鲜气体46至少由来自于混合器70的两种医用气体和/或来自于麻醉蒸发器32的麻醉蒸气构成。来自于混合器70的新鲜气体经由导管72提供至麻醉蒸发器32。在蒸发器32中，一部分气体经由蒸发器32的储槽(未绘出)输送而用作运载气体，以便根据蒸发器32的浓度设置来获取一定量的饱和麻醉蒸气。来自于混合器70的所有气体和来自于蒸发器32的麻醉蒸气作为新鲜气体46经由导管74由气体作用地(或气动地)传导至呼吸回路14。

在另一实施例中，麻醉蒸发器32将所需的麻醉蒸气经由导管74直接地喷射到呼吸回路14中。由于不需要运载气体来获取麻醉蒸气，故来自于混合器70的气体通过将导管72的出口从麻醉蒸发器32重新导送至呼吸回路14(未示出)而直接地加至呼吸回路14。原理上讲，来自于新鲜气体歧管34的替换新鲜气体46由导管72和74中的所有气体和蒸气构成。

由患者12吸入的氧浓度的正常范围处在21％至30％之间。由患者12呼出的气体的氧浓度的正常范围处在17％至25％之间。

因此，在正常情况下，呼出的呼吸气体可包含17％的氧浓度，这仅为将再循环至患者的最低所需氧浓度(21％)的80％。在高流量的新鲜气体呼吸支持***中，由于新鲜气体通过当前的低氧防护保持在21％的最低氧浓度，故而没有问题。然而，在低流量***中，即使呼吸支持***中的气体损失26，28很小且这仅需要少量的替换新鲜气体，但该气体损失对新鲜气体所需成分的影响也很大。在这些情况下，即使在新鲜气体歧管34处达到最低气体浓度水平(例如，21％)，新鲜气体的较小体积也不足以将输送至患者的吸入气体16的氧浓度升高到患者所需的最低氧浓度(例如，21％)。

此外，患者12可能由于患者12的生理状况而需要较高的氧浓度。在这些情况下，当向患者12输送用于正常人群的技术上并非低氧的气体混合物时，输送至患者12的吸入气体可能对于该特定患者12的氧浓度要求而言实际上为低氧的。

因此，目前公开的***和方法控制新鲜气体经由新鲜气体歧管34的提供，以便防止将低氧气体输送至患者12。

如果使用的话，数字信号处理器(DSP)36可通信地连接到新鲜气体歧管34和麻醉蒸发器32上。DSP36还可通信地连接到通过计算机可读代码编程的计算机可读介质38上，该计算机可读代码在由DSP36执行时致使DSP36以本文所述的方式操作并执行如本文所述的功能。计算机可读介质38可为多种非易失性存储器构造中的任一种。在一个实施例中，计算机可读介质38为DSP36的组成部分。在备选实施例中，计算机可读介质为可通信地连接到DSP36上的单独构件。在一个非限制性实施例中，计算机可读介质38为闪速存储器。

DSP36连接到机械换气机40上。机械换气机40由DSP36操作，以便将吸入气体16的重复波形或呼吸提供给患者12。机械换气机40由DSP36操作以提供多种形式的呼吸支持，包括完全换气或自主呼吸协助。

呼吸气体监测器42设置在导管60中或导管60附近，导管60为呼吸回路14的常用Y形件。呼吸气体监测器42至少分析流入患者12中的吸入气体16和流出患者12的呼出气体18的浓度。呼吸气体监测器42提供指示气体浓度、尤其是氧浓度的信号44。呼吸气体监测器42还包括流量传感器以便向DSP36提供气体往返于患者12的流量的指示。DSP36接收由患者12呼吸的气体的浓度和流量的测量结果，且使用该信息来确定从新鲜气体歧管34引至呼吸回路14的新鲜气体46的量。

在备选实施例中，气体监测器补充或替换呼吸气体监测器42在呼吸回路14内使用。该气体监测器的非限制性实例包括设置在吸入分支内的吸入气体监测器(未绘出)，或设置在呼出分支内的呼出气体监测器(未绘出)。除这些示例性传感器构造外，本领域的普通技术人员将认识到备选的适合构造。

新鲜气体歧管34连接到一个或多个医用气体源上，例如氧、一氧化二氮、医用空气、氦氧混合剂、氙、氦。实际上，新鲜气体歧管34至少连接到氧源48和平衡气体源50上。在备选实施例中，新鲜气体歧管34连接到空气源上。当环境空气大致包括21％的氧和78％的氮时，这便为结合新鲜气体歧管34使用的常见医用气体源，因为环境空气中的氧浓度通常满足如上文所述的最低低氧防护浓度。

实例将会突出先前***与本文所公开的***和方法的差异。如果对患者12的呼吸支持的正常分时量为五升/分钟，则在21％的最低氧浓度下，提供给患者的氧气的分时量便为1.05升/分钟。如果由新陈代谢耗氧为0.2升/分钟的患者所呼出的气体具有17％的氧浓度且通过呼出气体的再循环损失1升的气体，则4升/分钟的再循环气体的17％氧浓度将向再呼吸的吸入气体提供0.68升/分钟。因此，如果在25％氧浓度下1升的新鲜气体由新鲜气体歧管34提供来代替损失的呼吸气体量，则提供为吸入气体16的组合的新鲜气体和再循环气体中的氧的分时量便仅为0.93升/分钟或18.6％氧浓度，这将认作是低氧混合物且不足以补充始于21％的吸入气体浓度。这示出了处于25％的最低浓度的公知低氧防护怎样可容许输送至患者的小于21％氧的低氧气体浓度。

确切而言，在本文公开的***10中，DSP36以一定方式操作新鲜气体歧管34，该方式例如为基于患者12的新陈代谢需要来控制提供给呼吸回路14的新鲜气体46的浓度和流量。

DSP36在提供给呼吸回路14的新鲜气体46的特性的计算中使用多种公式。公式(1)大致描述了在输送自新鲜气体歧管34的新鲜气体46与患者12的氧浓度需求之间的关系且可在稳定的温度和压力下基于质量守恒定律推导得出。

$\mathrm{FG}{O}_{2}F=\stackrel{\·}{V}{O}_2+\mathrm{Fe}{O}_2(\mathrm{FGF}-\stackrel{\·}{V}{O}_2)---\left(1\right)$

在以上公式中，FGO₂F为作为氧的新鲜气体流速。为患者的摄氧速率。FeO₂为分数的呼出氧，其另外称为呼出气体18中的氧浓度。FGF为新鲜气体流速，或自新鲜气体歧管34提供的新鲜气体46流速。该公式假定了由患者产生的所有CO₂都完全由二氧化碳吸收器24除去。可包括使用呼出二氧化碳的分数(通常小于5％或6％)的小校正因数来修正公式1中的第二项以解决经由减压阀28的二氧化碳损失而代替由二氧化碳吸收器24优先吸收。二氧化碳暴露于吸收器24随着吸收器24和过多气体减压阀28的位置而改变。还公知的是，如果新鲜气体46在吸入单向阀与患者(未示出)之间引入时，经由减压阀28损失的气体将包括吸入气体，且需要更多来自于新鲜气体的氧气以确保非低氧气体输送至患者。

尽管相对于分数的呼出氧书写出公式(1)，但考虑到保存通过患者呼吸而呼吸的氧，分数的呼出氧(FeO₂)通过以下公式与分数的吸入氧(FiO₂)相关：

$\mathrm{Fi}{O}_2=\mathrm{Fe}{O}_2+\frac{\stackrel{\·}{V}{O}_2}{\mathrm{MV}}---\left(2\right)$

在公式(2)中，FiO₂为分数的吸入氧或提供给患者12的吸入气体16中的氧浓度。MV为由呼吸支持***10提供给患者12的所有气体的分时量。分时量可由临床医生通过将分时量输入到输入装置54中来设置。分时量由输入装置54提供给DSP36，且DSP36操作换气机40来向患者12提供呼吸支持，这实现了所确立的分时量。MV还可使用呼吸气体监测器42来测量。呼吸气体监测器42通过连接件44与DSP36进行通信。

***10的一个或多个换气参数值由临床医生控制，例如通过至输入装置54中的输入。DSP36使用公式(1)来管理这些输入换气参数值，使得临床医生不会无意中构成将导致低氧气体混合物输送至患者12的组合。在示例性实施例中，新鲜气体流速(FGF)、分数的新鲜气体氧(FFGO₂)以及新鲜气体氧流速(FGO₂F)中的一个或多个为可由临床医生控制的换气参数值。

此外，患者摄氧速率(VO₂)可以多种方式获得。摄氧量可通过比较由患者在呼吸中吸入和呼出的氧气量而从患者测得。具体而言，摄氧量为患者在呼吸中所呼吸的氧浓度和气体流量的即时乘积的积分。该氧浓度和气体流量由呼吸气体监测器42测得。利用这些测量结果，一些呼吸气体监测器执行摄氧量计算。作为备选，这些测量结果可通过信号44馈送至DSP36以计算积分。通过将FiO₂与FeO₂之差乘以MV，可获得摄氧量的估值。呼吸气体监测器42测量FiO₂、FeO₂和MV。

在另一实施例中，摄氧速率可由临床医生通过输入装置54输入而作为基于患者资料的临床判断或评估。在一个实例中，摄氧速率可使用患者的体重和Brody公式来估算。DSP36使用公式(2)通过吸入的氧浓度和呼出的氧浓度来计算摄氧速率。

在另一些实施例中，摄氧速率可基于安全人群基础值来粗略地估计。这可认为是最容易但精度最低的，因为存在宽广范围的人群需求(例如，对于发烧的成人为300毫升/分钟或更高，或在婴儿中为小于20毫升/分钟)。新鲜气体氧浓度与新鲜气体流速和新鲜气体氧流速的关系在以下的公式(3)和(4)中示出：

$\mathrm{FFG}{O}_2=\frac{\mathrm{FG}{O}_{2}F}{\mathrm{FGF}}---\left(3\right)$

$\mathrm{FGF}=\frac{\mathrm{FG}{O}_{2}F}{\mathrm{FFG}{O}_2}---\left(4\right)$

输送新鲜气体氧和平衡气体需要两个参数来控制新鲜气体歧管34。从气体和总新鲜气流中的一个的浓度或各单独气体的流量中可选出互补对。这些互补设置对的两个常用组合为FFGO₂和FGF，或FGO₂F和平衡气体流速(BGF)。在所公开的低氧防护的一个实施例中，FGO₂F或FGF使用公式1和公式2利用对应于输送安全非低氧阈值浓度所期望的保护和估计或假定的摄氧量(VO₂)的FiO₂或FeO₂值来导出。对于FiO₂或FeO₂的典型安全阈值为25％。从公式1中可看到的是，变量的关系与换气机参数无关。因此，FeO₂良好地工作以确定对患者的安全非低氧输送。由于通常会测量FiO₂以关于低氧输送发出警告，进行操作的临床医生和技术人员熟悉安全FiO₂目标，因此在实施例中有用的是将FiO₂用作对于输送至患者的气体的安全非低氧气体浓度阈值。取决于临床医生在输入装置54中作出的输入组合(例如，FGF和FFGO₂，或FGO₂F和BGF)，DSP36计算使用补充参数的当前值而设置的参数阈值。安全输入阈值为最低氧浓度、最低氧流量、最低新鲜气体流速，或最高平衡气体流速。

因此，如果临床医生试图输入对于新鲜气体流速(FGF)的值，则DSP36使用公式1和公式2利用安全非低氧FiO₂或FeO₂阈值浓度、患者摄氧量(VO₂)和对于新鲜气体氧浓度(FFGO₂)的当前设定值来计算最低新鲜气体流速。如果设置的新鲜气体流速值高于最低新鲜气体流速，则DSP36将接受所作出的设置，从而确保气体歧管34将受到控制以向患者12提供足够的氧。如果临床医生试图输入对于新鲜气体氧浓度(FFGO₂)的值，则DSP36使用公式1和公式2利用安全非低氧FiO₂或FeO₂阈值浓度、患者摄氧量(VO₂)和对于新鲜气体流速的当前设定值来计算最低新鲜气体氧浓度(FFGO₂)，其中，对于新鲜气体流速的当前设定值必须由新鲜气体歧管34提供以在吸入气体16中提供足够的氧至患者12。高于最低新鲜气体氧浓度的设置为DSP36将作为安全非低氧值而接受来控制新鲜气体歧管34的值。作为最低规定，将警示临床医生尝试进行低氧设置。

新鲜气体流速(FGF)、平衡气体流速(BGF)和新鲜气体氧流速(FGO₂F)之间的关系可由以下公式确定：

FGF＝BGF+FGO₂F(5)

此外，将公式(5)与公式(1)至公式(4)相结合，DSP36可计算FGO₂F和BGF设置的安全非低氧范围以控制气体歧管34。在新鲜气体歧管设置的该互补对中，如果临床医生试图输入对于BGF的设置值，则DSP36使用公式1至公式5来计算安全非低氧FiO₂或FeO₂阈值浓度的值、患者摄氧量(VO₂)，以及对于FGO₂F的当前设定值，最大BGF，其中，一定不能超过最大BGF以确保新鲜气体歧管34将得到控制而向患者12提供足够的氧。只有低于最大BGF的值才由DSP36接受，以便控制从新鲜气体歧管34输送的气体。高于最低新鲜气体氧浓度的设置为DSP36将作为安全非低氧值而接受以控制新鲜气体歧管34的值。在一个实施例中，当尝试进行低氧BGF设置时，将向临床医生发出警示。在另一实施例中，当临床医生尝试设置FGO₂F来确保已设置安全非低氧FGO₂F设置仅高于最低FGO₂F或(作为最低要求)警示临床医生尝试进行低氧FGO₂F设置时，DSP36使用相似的过程。

尽管以上实例已用于单对新鲜气体歧管参数，但将认识到的是，在备选实施例中临床医生可输入或以其它方式确定多个新鲜气体歧管参数。在此情况下，DSP36将在如上文所述的公式中相对于输入值计算对于附加参数的所需最小或最大值。通过麻醉蒸发器32将麻醉蒸气加入新鲜气体管线46中同样可当作附加参数。

在呼吸支持***10的又一实施例中，图形显示器66可通信地连接到DSP36上。图形显示器66由DSP36操作以便提供关于呼吸支持***10的操作和设置的信息。在实施例中，当临床医生将换气机参数值输入到输入装置54中时，如果剩余的新鲜气体歧管或换气机参数设置保持不变，则DSP36确定经修改的换气机参数值是否将导致低氧气体混合物输送至患者。该确定通过将预测的输送氧气浓度与最低患者氧需求阈值相比较而作出。如果DSP36确定对于换气机参数的此种改变将导致低氧气体混合物输送至患者，则DSP36可拒绝临床医生的输入并发出警告，包括利用图形显示器66的可视或可听警告。在实施例中，图形显示器66还向临床医生提供提示或选项以便忽略警告，使得临床医生可有选择和有意地改变换气机参数值，而不顾其自身的此种变化将导致低氧气体输送至患者的警示。

图2为绘出防止将低氧气体输送至患者的方法实施例的流程图。将会理解的是，本文相对于图2所公开的方法实施例不必要求如本文详述的每一步骤，也不必特别按照本文所述的顺序。此外，该方法的实施例可通过使用计算机来单独地执行，其中，计算机将执行储存在计算机可读介质上的计算机可读代码。此类实施例的技术效果将防止低氧气体输送至患者。该方法的其它实施例可利用呼吸支持***来执行，例如但不限于在图1中所描绘和公开的***。

方法100始于在102处向患者提供呼吸支持。在102处提供的呼吸支持可为完全机械换气或者可为自主呼吸协助。此外，呼吸支持可包括输送麻醉剂或携带在输送给患者的医用气体中的其它气态或喷雾药物。

在104处，由数字信号处理器(DSP)接收换气参数变化。在一个实施例中，换气参数值变化由临床医生接收，从而经由输入装置输入换气参数值的变化。在备选实施例中，换气参数值变化从自动新鲜气体歧管控制***接收，或作为多个换气参数值变化的一部分。在实施例中，由临床医生改变的换气参数值包括但不限于FGF、FFGO₂、MV、BGO₂F和BGF。本领域的普通技术人员将认识到的是，备选的换气参数值可附加地或备选地用于如本文所公开的***和方法的实施例中。

DSP数字信号处理器计算对氧浓度的预测，如果产生换气参数值变化，则该氧浓度预测将在106处传递至患者。如上文参照图1所述，所计算的输送氧浓度预测可使用如本文所公开的一个或多个公式来计算，这些公式使来自患者的呼出气体和供送的新鲜气体的浓度和流速与提供给患者的吸入气体的浓度和流速相关。

在108处，将预测氧浓度与表示患者的最低氧新陈代谢需要的预定阈值相比较。患者的新陈代谢氧需求或摄氧量可以多种方式提供给数字信号处理器。在一些实施例中，患者摄氧量直接测得，或通过吸入气体氧浓度值和呼出气体氧浓度值计算得出。作为备选，氧的人群或其它统计估值可用作对将为更特定患者的测量值或导出值的替代。

如果预测的输送氧浓度高于氧浓度阈值的预定最低值，则在110处，数字信号处理器接受换气参数值作为已在104处接收到的值。方法100继续回到102处，在其中，利用新的和更新的换气参数值向患者提供呼吸支持。

如果预测的输送氧浓度不满足预定最低氧浓度阈值，则在112处，数字信号处理器拒绝在104处接收到的换气参数值变化。

在一个实施例中，当已在112处拒绝了换气参数值变化之后，数字信号处理器操作图形显示器或其它输出装置以在114处产生警告。如果已接受来自104的换气参数值，则在114处产生的警告用于通知临床医生低氧气体混合物将输送至患者。警告还可包括提示临床医生忽略警告。在116处，接受到忽略警告的信号。临床医生可通过输入装置输入此种忽略信号。该特征或控制可能是在临床医生具有对患者的特定呼吸治疗或状况的具体认识的情况下该临床医生所期望的。因此，临床医生的具体认识可执行，且临床医生可忽略警告以根据临床医生所输入的换气参数值来给予呼吸支持。在116处忽略警告之后，在110处接收换气参数，且根据新的换气参数值向患者提供呼吸支持。

作为备选，当在112处数字信号处理器拒绝换气参数变化之后，在118处DSP计算对于至少一个附加参数的新值。DSP计算至少一个附加参数值变化，其将为接受输入换气参数值变化且仍防止将低氧气体混合物输送至患者所需的。在一个实施例中，这是通过以下迭代过程执行的，在其中，对于至少一个附加参数的新值用于在102处计算新的输送氧浓度预测。在122处，将新的输送氧浓度预测与预定阈值相比较。如果新的输送氧浓度预测仍低于阈值，则在118处计算对于至少一个附加参数的新值且该循环重复。变化的附加参数值的非限制性实例包括新鲜气体氧浓度(FFGO₂)和新鲜气体流速(FGF)。

如果基于接收到的换气参数值和至少一个附加参数值的新的输送氧浓度预测高于122处的预定阈值，则在124处，DSP接受换气参数值和该至少一个附加参数值。然后，使用新的换气参数值和至少一个附加参数值向患者提供呼吸支持。

本书面描述使用了包括最佳方式的实例来公开本发明，并且还使任何本领域的技术人员能够制造和使用本发明。本发明可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员所构思的其它实例。如果这些其它实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件，或者如果这些其它实例包括与权利要求的字面语言无实质差异的同等结构元件，则认为这些实例在权利要求的范围之内。

Claims (15)

1.一种用于防止在患者的呼吸支持期间输送低氧气体的***，所述***包括：

呼吸回路，其包括构造成用以向所述患者给予呼吸支持的患者连接件；

输入装置，其能由临床医生操作以输入至少一个换气机参数值；

新鲜气体歧管，其由气体作用地连接到所述呼吸回路上，所述新鲜气体歧管构造成用以至少提供氧和平衡气体至所述呼吸回路；

机械换气机，其由气体作用地连接到所述呼吸回路上，所述机械换气机构造成用以在所述呼吸回路内产生流体压力波形以向所述患者提供呼吸支持；

数字信号处理器，其可通信地连接到所述输入装置、新鲜气体歧管和所述机械换气机上，所述数字信号处理器接收至少一个换气机参数值的输入，利用所述至少一个换气机参数值来计算输送至所述患者的预测氧浓度，以及将所述预测氧浓度与所述患者的预定最低氧需求阈值相比较；

其中，如果所述预测氧浓度高于所述预定最低氧需求阈值，则所述数字信号处理器接受所述至少一个换气机参数值；以及

其中，如果所述预测氧浓度低于所述预定最低氧需求阈值，则所述数字信号处理器拒绝所述至少一个换气机参数值。

2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括输出装置，其中，如果所述数字信号处理器拒绝所述至少一个换气机参数值，则所述数字信号处理器操作所述输出装置以产生警告。

3.根据权利要求2所述的***，其特征在于，临床医生能利用对所述输入装置的输入来忽略所述警告，且所述数字信号处理器接受所述至少一个换气机参数值。

4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，如果所述数字信号处理器拒绝所述至少一个换气机参数值，则所述数字信号处理器计算至少一个附加参数值。

5.根据权利要求4所述的***，其特征在于，所述数字信号处理器重新计算新的预测氧浓度，且如果所述新的预测氧浓度高于所述预定最低氧需求阈值，则所述数字信号处理器接受所述至少一个换气机参数值和至少一个附加参数值。

6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述至少一个换气机参数值包括新鲜气体流速，以及所述至少一个附加参数值包括新鲜气体氧浓度。

7.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述至少一个换气机参数值包括新鲜气体氧流速，以及所述至少一个附加参数值包括平衡气体流速。

8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：

流体地连接到所述患者上游的所述呼吸回路上的吸入气体浓度传感器，所述吸入气体浓度传感器产生指示由所述患者吸入的氧浓度的信号；以及

流体地连接到所述患者下游的所述呼吸回路上的呼出气体浓度传感器，所述呼出气体浓度传感器产生指示由所述患者呼出的氧浓度的信号。

9.根据权利要求8所述的***，其特征在于，所述数字信号处理器使用指示由所述患者吸入的氧浓度的信号和指示由所述患者呼出的氧浓度的信号中的至少一个来计算所述预定最低氧需求阈值。

10.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述新鲜气体歧管连接到空气源上，以及所述空气源提供所述氧和平衡气体至所述呼吸回路。

11.一种低流量换气***，其向患者提供呼吸支持的反复呼吸，同时防止低氧气体输送至所述患者，所述***包括：

呼吸回路，其包括构造成用以向所述患者给予所述呼吸支持的患者连接件；

输入装置，其能由临床医生操作以输入至少一个换气机参数值；

新鲜气体歧管，其由气体作用地连接到所述呼吸回路上，所述新鲜气体歧管构造成用以至少提供氧和平衡气体至所述呼吸回路；

数字信号处理器，其可通信地连接到所述输入装置和所述新鲜气体歧管上，所述数字信号处理器接收所述至少一个换气机参数值，利用所述至少一个换气机参数值来计算输送至所述患者的预测氧浓度，以及将所述预测氧浓度与所述患者的预定最低氧需求阈值相比较；

其中，如果所述预测氧浓度高于所述预定最低氧需求阈值，则所述数字信号处理器接受所述至少一个换气机参数值；以及

其中，如果所述预测氧浓度低于所述预定最低氧需求阈值，则所述数字信号处理器计算至少一个附加参数值，使得所述预测氧浓度高于所述预定最低氧需求阈值，且所述数字信号处理器接受所述至少一个换气机参数值和至少一个附加参数值。

12.根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述至少一个换气机参数值选自新鲜气体流速、新鲜气体氧浓度、新鲜气体氧流速以及平衡气体流速。

13.根据权利要求11所述的***，其特征在于，所述数字信号处理器计算所述预定最低氧需求。

14.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述数字信号处理器接收患者摄氧速率值，且由所述患者摄氧速率值计算所述预定最低氧需求。

15.根据权利要求13所述的***，其特征在于，所述***还包括：

流体地连接到所述患者上游的所述呼吸回路上的吸入气体浓度传感器，所述吸入气体浓度传感器产生指示由所述患者吸入的氧浓度的信号；以及

流体地连接到所述患者下游的所述呼吸回路上的呼出气体浓度传感器，所述呼出气体浓度传感器产生指示由所述患者呼出的氧浓度的信号；

其中，所述数字信号处理器使用由所述患者吸入的氧浓度或由所述患者呼出的氧浓度中的至少一个来计算所述预定最低氧需求。