CN107106083A - 具有补充氧气检测的二氧化碳测定***及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

一种二氧化碳描记***(100、400)，包括：控制器(110、410)，所述控制器被配置为：从用于患者(101)的物理接口(107)获得样本气流；确定在采样时间间隔期间所述样本气流的特性的变化；确定在所述采样时间间隔期间所述样本气流的所述特性的所述变化是否等于或大于对应的阈值；当确定出所述样本气流的所述特性的所述变化等于或大于所述阈值时，确定提供补充氧气；并且当确定出所述样本气流的所述特性的所述变化小于所述阈值时，确定不提供补充氧气。

Description

具有补充氧气检测的二氧化碳测定***及其操作方法
技术领域
本***涉及一种用于检测从物理用户接口获得的通气气体中氧气的存在或不存在的二氧化碳描记***，例如用于检测被配置为被耦合到自发呼吸的患者的通气流的侧流中氧气的存在的***，以及其操作方法。
背景技术
通常，鼻二氧化碳测定仪能够用于检测可能患有通气不足的患者(例如，服用某些药物的患者)的呼吸缓慢和/或呼吸不足的时段。例如，止痛药物和/或镇静药物能够暂时降低患者的呼吸欲望和呼吸能力，这可能导致患者通气不足。在通过鼻插管或氧气面罩施予补充氧气的短时间段内，一定程度的呼吸减少是可接受的。不幸的是，当有益的时候，临床医生经常会忘记向患者施予补充氧气。备选地，临床医生可以在不需要或不期望补充氧气的情况下提供或继续提供补充氧气(例如，补充氧气的添加可能增加测量的二氧化碳描记图的不准确度，使得难以或不可能准确地分析二氧化碳描记图或与其相关的信息)。因此，本***的实施例可以克服现有***中的这些缺点和/或其他缺点。
发明内容
在本文中描述的(一个或多个)***、(一个或多个)设备、(一个或多个)方法、(一个或多个)布置、(一个或多个)用户接口、(一个或多个)计算机程序、过程等(在下文中，它们中的每个将被称为***，除非上下文做出相反指示)可以解决现有***中的问题。
根据本***的实施例，公开了一种二氧化碳描记***，包括控制器，所述控制器被配置为：从用于患者的物理接口获得样本气流；确定在采样时间间隔期间所述样本气流中的二氧化碳的浓度和分压中的至少一个；确定在所述采样时间间隔期间所述样本气流中的压力的变化是否等于或大于阈值；当确定出所述压力的变化等于或大于所述阈值时，确定提供补充氧气；并且当确定出所述压力的变化小于所述阈值时，确定不提供补充氧气。所述控制器可以被配置为形成指示是否确定提供补充氧气的消息。所述控制器可以被配置为形成第一消息，所述第一消息指示当确定不提供补充氧气且一个或多个患者状况指示推荐补充氧气时推荐补充氧气。所述控制器可以被配置为形成第二消息，所述第二消息指示当确定提供补充氧气且所述一个或多个患者状况指示不推荐补充氧气时不推荐补充氧气。所述控制器可以被配置为当所述控制器呈现所述第一消息和所述第二消息中的至少一个时呈现第三消息，所述第三消息是警报消息。
呈现部分可以被耦合到所述控制器。所述控制器可以被配置为使用所述呈现部分来呈现所述消息。限流器可以被在流体上耦合到所述物理接口。所述控制器可以被配置为获得通过所述限流器的所述样本气流并将压力的变化确定为所述样本气流中的压差的变化。所述控制器可以被配置为将所述压力的变化确定为压差的变化与样本压力的变化的比率。所述控制器可以被配置为呈现所确定的二氧化碳气体的浓度和分压中的至少一个。
根据本***的实施例，公开了一种二氧化碳描记***，包括控制器，所述控制器进行以下动作：从被耦合到用户的物理接口获得样本气流；确定在采样时间间隔期间所述样本气流中的二氧化碳的浓度和分压中的至少一个；确定在所述采样时间间隔期间所述样本气体中的压力的变化是否指示正在提供补充氧气；并且呈现所述确定的结果。当确定出所述压力的变化小于阈值压力值时，所述控制器可以确定不提供所述补充氧气。气动***可以向所述物理接口提供通气气体以供所述用户吸气。所述***可以包括呈现设备，其中，所述控制器呈现二氧化碳和氧气气体中的至少一种的浓度图表。
根据本***的实施例，公开了一种确定是否在二氧化碳描记***中提供补充氧气的方法。所述方法可以包括以下动作：从用于患者的物理接口获得样本气流；确定在采样时间间隔期间所述样本气流中的二氧化碳的浓度和分压中的至少一个；确定在所述采样时间间隔期间所述样本气流中的压力的变化是否等于或大于阈值；当确定出压力和/或采样气流的变化等于或大于(一个或多个)所述阈值时，确定提供补充氧气；并且当确定出所述压力和/或采样气流的变化小于所述阈值时，确定不提供补充氧气。所述方法可以包括形成指示是否确定提供补充氧气的消息的动作。
根据本***的实施例，所述方法可以包括以下动作：确定一个或多个患者状况是否指示推荐补充氧气；形成第一消息，所述第一消息指示当确定不提供补充氧且所述一个或多个患者状况指示推荐补充氧气时推荐补充氧气；并且形成第二消息，所述第二消息指示当确定提供补充氧气且所述一个或多个患者状况指示不推荐补充氧气时不推荐补充氧气。所述方法可以包括当控制器呈现所述第一消息和所述第二消息中的至少一个时呈现第三消息的动作，所述第三消息是警报消息。所述方法可以包括将压力的变化确定为所述样本气流中的压差的变化的动作。所述方法可以包括将压力的变化确定为压差的变化与样本压力的变化的比率的动作。
附图说明
在下面的示例性实施例中并且参考附图来更详细地解释本发明，其中相同或相似的元件可以部分地由相同或相似的附图标记来指示，并且各种示例性实施例的特征是可组合的。在附图中：
图1示出了根据本***的实施例操作的二氧化碳测定***的框图；
图2示出了根据本***的实施例的引导过程所执行的功能流程图；
图3示出了图示根据本***的实施例的针对利用和不利用补充氧气进行通气的患者的CO2、压差(DP)和SGF流率(SGFSFR)的确定值的时间上的曲线图；
图4示出了根据本***的实施例操作的***的部分；并且
图5示出了包括根据本***的实施例形成的二氧化碳描记图502和临床消息的曲线图500。
具体实施方式
以下结合以下附图的图示性实施例的描述，将展示上述上述特征和优点中的一个或多个和/或另外的特征和优点。在以下描述中，出于解释而非限制的目的，阐述了诸如架构、接口、技术、元件属性等的说明性细节。然而，对于本领域普通技术人员来说明显的是，偏离这些细节的其它实施例仍将被理解为在权利要求的范围内。此外，出于清楚的目的，省略了对公知的设备、电路、工具、技术和方法的详细描述，以免使本***的描述变得晦涩。应当明确理解，出于说明的目的而包括附图，且附图并不代表本***的整个范围。在附图中，不同附图中的相同附图标记可以指代相似的元件。
图1示出了根据本***的实施例操作的二氧化碳测定***100(在下文中为了清楚起见被简称为***100)的框图。***100可以包括侧流监测器(SSM)160，其可以使用任何合适的方法被耦合到通气部分103，以便在输入部(SGF IN)处接收样本气流(SGF)。然后，SSM160可以使用一个或多个传感器164来分析SGF的至少部分(例如，样本部分)，并在输出部(SGF RET)处输出SGF。然后，如果需要，输出SGF可以被提供到期望的部分，例如，通气部分103，或被排放到大气中。
根据本***的实施例，二氧化碳测定***100可以用于自发呼吸的患者，例如，通过鼻插管或面罩接受补充氧气的患者。根据本***的实施例，二氧化碳测定***100也可以与使用呼吸机的患者一起使用，然而，如可以容易理解的那样，通气患者的O2状态不像在自发呼吸期间那样有问题。
通气部分103可以提供用于患者101的通气的气体(在下文中被称为通气气体)。因此，通气部分可以在输入端(IN)处接收一种或多种气体(例如，O2、氮气(N2)、空气、水蒸气等)，混合这些气体以形成通气气体，并在输出部(OUT)处输出通气气体。因此，取决于***设置和/或时间，通气气体可以包括单一气体(例如，O2)或诸如N2和O2气体混合物之类的气体混合物等。通气部分103可以使用任何合适的耦合器被耦合到患者，例如可以包括一个或多个软管109(例如，管道)和/或患者接口108的通气耦合器107。患者接口108可以是任何合适类型的***接口(例如，用户接口，UI)，例如无创(例如，如图所示的面罩，鼻接头，鼻插管等)类型，以便向患者101提供通气气体以供吸气。患者接口108可以包括保持部分，例如，突舌、带等，如果需要，其可以在使用期间将患者接口108相对于患者101保持在适当位置。在使用中，通气耦合器107还可以从患者101接收呼出的气体(例如，呼气)，例如来自患者的呼吸道内的气体。因此，在某些时候，SGF可以包括这些呼出的气体中的至少一些，如其它地方描述的。通气部分103可以包括一个或多个泵，以对诸如空气的输入气体加压和/或提供通气气体的期望的流率、压力等。
根据一些实施例，通气耦合器107可以包括一个或多个被动阀或主动阀，例如，被动单向阀，其可以将通气耦合器内的气体流沿着一个或多个期望的方向进行引导。例如，通气气体可以被提供给患者101以供吸气，并且来自患者101的呼气可以在不同的方向上被引导。根据一些实施例，通气耦合器107还可以包括诸如干燥器的调节器，其可以例如根据需要从SGF除去水分和/或捕集冷凝物。另外，根据其它实施例，如果需要，通气部分103可以包括在控制器110的控制下操作的泵、阀和/或混合器，以将水蒸气和/或药物混合到通气气体中。如果需要，通气部分103可以包括用于接收用于进一步处理的返回气体的返回端口。此后，根据需要，该返回气体或其部分可以与通气气体混合以被输出到通气耦合器107以供再利用。
返回到SSM 160，该部分可以包括传感器164、控制器110、致动器165、泵167、采样室163和呈现部分130中的一个或多个。根据本***的实施例，控制器110可以控制SSM 160的总体操作。致动器165可以包括一个或多个电动机、换能器等，致动器165可以提供用于例如在控制器110的控制下操作SSM 160的一个或多个阀、混合器等的力。采样室163可以包括一个或多个采样室，其中SGF的样本部分可以由传感器164分析。泵167可以在控制器110的控制下操作，以控制SGF的流动，如在其他地方描述的。
传感器164可以包括至少一个传感器，其可以分析采样室163内的SGF的至少部分。另外，根据本***的实施例，传感器164可以包括温度、体积、浓度和/或压力传感器以分别检测采样室163内的SGF的温度、体积、浓度、和/或压力。根据一些实施例，传感器164可以包括电光传感器，其可以分析SGF并确定SGF内的一种或多种气体的特性，例如可以位于采样室163内的SGF内的一种或多种气体的存在、温度、浓度、体积和/或压力。传感器164然后可以形成对应的传感器信息，并将该信息提供给控制器110以供进一步处理。
根据本***的实施例，控制器110然后可以使用诸如显示器的任何合适的呈现设备130来呈现分析结果。所述呈现设备可以位于本地和/或远程，并且可以经由任何合适的总线或网络(例如，因特网等)与控制器110进行通信。根据本***的实施例，传感器164可以被调谐或以其他方式被配置为检测所需气体(例如，CO2、O2、N2等)的存在和/或特性。因此，传感器164可以检测SGF内的一种或多种对应的气体，例如，二氧化碳(CO2)、氧气(O2)、氮气(N2)等，并且可以形成对应的传感器信息。出于简化对本***的实施例的描述的目的，将关于仅通过传感器164检测SGF中二氧化碳(CO2)的特性来描述本***。例如，根据本***的实施例，传感器164可以分析SGF并且检测/确定一种或多种气体的一个或多个特性，例如位于采样室163内的SGF内的CO2的浓度和/或分压。然而，如可以容易意识到的，根据本***的实施例，传感器164可以感测到SGF中其它气体和/或其组合的特性。
然后，控制器110可以分析传感器信息以确定随时间的感测到的气体的特性。一旦确定了一种或多种感测到的气体的特性，例如浓度等，则控制器110然后可以控制呈现器130来呈现确定的结果。
返回到通气部分103，根据本***的实施例，该部分可以由通气控制器、控制器110和/或其他控制器控制，以便提供用于使患者101以期望的体积、流量、压力和/或混合物通气的通气气体。
图2示出了根据本***的实施例的由过程200执行的功能流程图。可以使用通过网络通信的一个或多个计算机执行过程200，并且过程200可以从本地的和/或彼此远离的一个或多个存储器获得信息和/或将信息存储到所述一个或多个存储器。过程200可以包括以下动作中的一个或多个。在一些实施例中，可以使用根据本***的实施例操作的一个或多个合适的气体监测***(例如，侧流监视***(SSM))来执行过程200的动作。另外，根据需要，这些动作中的一个或多个可以被组合、被重新排序和/或被分离成子动作。另外，根据设置可以跳过这些动作中的一个或多个。在操作中，该过程可以在动作201期间开始，然后继续进行到动作203。
在动作203期间，该过程可以获得初始操作参数，例如，一个或多个采样值、样本流率(SFR)值、关于通气患者(例如，待通气的患者)的信息等。采样值可以指代如本文中所阐述的采样时间段。根据本***的实施例，采样值越大，采样时间段可能越长。根据本***的实施例，可以通过利用额外的传感器和/或被提供有较大采样容量的传感器来容纳较大的采样量，而不延长采样时段。在任一情况下，采样量和/或其他特性可以由***、用户来设置和/或可以从***的存储器来获得。另外，该过程可以获得可以用于初始化***的样本气流泵的样本流率(SFR)值。所述SFR值可以由***、用户来设置和/或可以根据需要从存储器来获得或实时获得。
可以通过例如该过程来利用关于通气患者的信息，例如关于通气患者是否已经接收到一种或多种可能提供止痛和/或镇静的药物的信息，以确定是否提供是否推荐补充氧气的指示(例如参见图2、图5和动作217)。根据本***的实施例，可以利用关于通气患者的更多或更少的信息(例如，通过根据本***的实施例训练的专家***)来确定是否提供推荐补充氧气的指示。根据本***的一个或多个实施例，可以不要求关于通气患者的信息和/或可以不提供推荐。在完成动作203之后，该过程可以继续到动作205。
在动作205期间，该过程可以建立***的样本气流(SGF)。因此，该过程可以控制SGF泵以可以由SFR值设置的期望的样本流率来提供SGF。SGF可以从被耦合到采样***接口的一个或多个SGF管获得，所述采样***接口例如为被耦合到患者并从通气部分接收通气气体的鼻插管。根据实施例或本***，该过程可以等待一采样时间段(例如，20秒等)经过，使得SGF的至少部分可以被提供给***的一个或多个采样室。该过程可以进一步获得传感器信息以确定例如采样室中的一个或多个内的环境压力。该过程可以进一步实时确定SGF的样本流率。另外，该过程可以基于诸如从***的一个或多个流率传感器获得的流率信息的反馈信息来实时控制SGF泵以维持SGF的固定流量。在完成动作205之后，该过程可以继续到动作207。根据本***的实施例，可以设想到，样本气泵可以是任选的。
在动作207期间，该过程可以启动/重新启动诸如倒计时定时器和/或其他定时器的定时器到初始采样值。该初始采样值可以说明在其期间可以采集气流样本的采样时段(SP)(例如，采样时间段)。例如，可以将初始采样值设置为默认值(例如，10秒)。在其他实施例中，定时器可以包括正计时定时器，在这种情况下，该过程可以设置和启动具有诸如0的默认起始值的定时器。然后，初始采样值可以对应于由定时器所计数的最大采样时间。然而，为了简化本文中的讨论，关于本***讨论了倒计时定时器。另外，根据本***的实施例，采样时段可以基于可以由该过程确定的诸如准确度、检测到的呼吸速率等的一个或多个变量而实时变化。在完成动作207之后，该过程可以继续到动作209。
在动作209期间，该过程可以开始分析SGF的至少部分并且可以确定是否存在一种或多种气体、量(例如，以体积和/或百分比方式表示)和/或在采样时间段内检测到的一种气体和/或多种气体的其它特性(例如，可以由初始采样值设置)。因此，在采样时间段期间，该过程可以检测可以使用对应的传感器确定的、位于采样室(例如，参见图1，采样室163)中的SGF中的一种或多种选定气体或气体混合物(例如，CO2和O2)的一个或多个特性、压差(DP)(例如，压差(cm H2O))、SGF流率(SGFSFR)(ml/min，可以由电压信号表示)。根据本***的实施例，可以在过程200的其他时间期间启动和/或以其他方式执行动作209，例如与气流的建立一致。这相对于图3被图示出，图3示出了曲线图300，其图示了根据本***的实施例的针对利用和不利用补充氧气通气的患者的CO2、压差(DP)和SGF流率(SGFSFR)在时间上的确定值。通常，N个呼吸循环(BC)被图示为BC1至BCN(通常为BCx)，并且每个呼吸循环可以包括呼气阶段(EP)和吸气阶段(IP)。为了清楚起见，可以假设每个BC可以包括对应的采样时间段。如关于图3所图示的，在BC1至BC3之间最初不施加补充氧气，此后(例如，在时间tSO处)向患者施加补充氧气。如图所示，在补充氧气施加状态达到稳定状态之前可能会有轻微的延迟。
然后，该过程可以在动作210期间继续，其中可以确定采样时间段是否已经经过。在确定采样时间段尚未经过的情况下，该过程将继续分析SGF。在确定采样时间段已经经过的情况下，该过程将继续到动作211。
应当注意，根据本***的其中如在本文所讨论的使用阈值来确定是否提供补充氧气的实施例，该过程不需要等待采样时间段到期。例如，根据本***的实施例，一旦确定例如超过了阈值状况，则如在本文进一步描述的，该过程可以立即继续动作213(即，不等待采样时间段到期)。以这种方式，根据本***的实施例，该***可以比其中仅在采样时间段结束之后进行确定的实施例中的情况更快地做出响应(例如，执行动作213、215中的一个)。
无论如何，无论本***的哪些实施例被用于检测SGF中氧气的存在，做出是否例如在动作211期间提供补充氧气的确定。该过程可以使用任何合适的方法来检测补充氧气使用，如以下所描述的。然而，也可以设想到可以根据本***的实施例适当地应用检测补充氧气使用的其它方法。
例如，根据本***的实施例，可以基于对来自第一类型的传感器(例如，红外(IR)传感器)的传感器信息的分析来检测CO2和/或O2，所述第一类型的传感器被调谐以在采样时间段上检测CO2。根据本***的实施例，一个或多个传感器可以向***的控制器提供传感器信息，所述控制器可以分析传感器信息以检测CO2和/或O2和/或确定例如补充氧气的存在。
关于检测补充氧气，根据本***的实施例，该过程可以使用任何合适的方法(例如，被调谐以检测O2的传感器)来检测补充氧气的特性。然而，根据本***的实施例，可以基于对来自一个或多个传感器(例如，可以检测采样室中的压力的一个或多个压力传感器)(为了清楚起见在下文中称为压力传感器)的传感器信息的分析来检测施予于患者的补充氧气的存在。
另外，CO2传感器可以利用被调谐以检测CO2的非分散红外(NDIR)技术。根据本***的实施例，可以以由诸如泵167的采样泵生成的负压将样本拉入采样室。内部流量传感器可以用于向控制器提供信息以维持采样流率在期望范围内，例如50mL/min±0.5mL/min。然而，根据本***的实施例，也可以设想到其它范围和/或值。因此，控制器可以例如控制一个或多个泵，例如，泵167，以维持期望的样本流率。诸如传感器164中的一个或多个的压力传感器可以测量侧流气体传感器的采样室附近的压降，以确定是否使用补充氧气。
根据本***的实施例，可以例如通过评价例如使用压差传感器测量的SGF的变化来检测氧气的存在，所述压差传感器测量气流在流过小直径孔或管(例如，限流器124(参见图1))时引发的压力差。例如，当样本气流流过限流器时，它可以产生与气体流率和气体的物理特性(例如，其粘度和密度)成比例的压差。根据本***的实施例，当采样气体的粘度和/或密度改变时，可以提供一个或多个传感器来检测流率(例如，SGFSFR)，例如更高或更低的流率。例如，由于氧气具有比空气更高的粘度，因此当在观察时段期间氧气的浓度增加时，可以使用一个或多个传感器来检测压差增加。根据本***的实施例，限流器可以被定位在采样室的上游。例如，限流器可以是被定位在采样室之前(例如，上游)的管道中的限流阀，或者可以简单地由具有比周围管道更小直径的管道的部分来提供。
在正常呼吸期间，在每次呼气结束时存在呼吸暂停和患者没有将气体吸入或呼出肺部时的一时段。在该时段期间，对于接受补充氧气的患者，补充氧气继续在采集(例如由泵167吸取)样本的位置(鼻孔或面罩)附近流动。在呼吸暂停期间，气体样本可以吸入含有100％氧气的气体，例如当提供的通气气体为100％氧气时。根据本***的实施例，由于100％氧气具有比吸入的气体或呼出的气体更高的粘度，因此例如在使用氧气的暂停时段期间使用压差类型的SGF传感器在采样时间期间可能会观察到引起SGF短暂变化的粘度变化。以这种方式，本***可以例如通过与阈值变化(例如，大于50％的变化)进行比较来确定SGF的变化是否指示补充氧气在使用中，从而提供对这样的使用或不使用的指示。当没有使用补充氧气时，在测量的SGF信号中未检测到这样的峰(例如，大于50％的变化)和/或随后的谷，从而指示没有使用补充氧气。
例如，在图3中图示性地示出了在曲线图300的BC4至BCN中的每个期间的这些峰。根据本***的实施例，可以在呼吸循环的对应的呼吸阶段(例如，呼气阶段)期间(例如，在对应的采样时间段期间)检测这些峰值。例如，可以使用合适的峰值检测方法来检测大于阈值峰值的压差信号(DP)的峰值。当检测到这些峰时，该过程可以确定正在施加(例如，提供)补充氧气。相反，在未检测到这些峰值的情况下(例如，如在BC1至BC3期间所示)，该过程可以确定未施加补充氧气。例如，根据本***的实施例，该过程可以通过确定在呼吸期间样本室压力是否变化超过对应的阈值(例如，压差阈值(DP阈值))来确定是否正在施加补充氧气。该变化可以被表示为ΔDP＝DP最大－DP最小，如图3所示。因此，该过程可以确定ΔDP是否大于或等于DP阈值。根据本***的实施例，当确定出ΔDP大于或等于DP阈值时，该过程可以确定正在施加补充氧气。然而，在确定出ΔDP不大于或等于(例如小于)DP阈值的情况下，该过程可以确定未施加补充氧气。
类似地，根据本***的实施例，该过程可以通过确定在BC期间SGFSFR的变化(ΔSGF)是否变化多于对应的阈值(例如，SGF阈值)来确定是否正在施加补充氧气。SGFSFR的这种变化可以被表示为(ΔSGF)，并且对于一个BC在图3中图示性地示出，其中ΔSGF＝SGF最大－SGF最小。因此，该过程可以确定ΔSGF是否大于或等于SGF阈值。在确定出ΔSGF大于或等于SGF阈值的情况下，该过程可以确定正在施加补充氧气。然而，在确定出ΔSGF不大于或等于(例如小于)SGF阈值的情况下，该过程可以确定未施加补充氧气。根据本***的实施例，可以设置SGF阈值(例如，通过默认值和/或诸如由用户设置的其他期望值)，使得其可以对应于诸如1ml/min的变化。根据本***的实施例，可以确定/设置这样的值：所述值例如比在除了呼气暂停之外的时段期间观察到的SGF的变化大两倍以上。因此，该过程可以根据在除了呼气暂停之外的时段期间观察到的SGF的值(例如，该值的两倍)来设置SGF阈值的值或者将SGF阈值的值设置到预定值(例如，如以上所讨论的等于1ml/min SGF的值)。根据本***的实施例，该过程可以分析SGF以确定呼吸期间SGF的变化。另外，在检测到变化之后，该过程可以起到控制SGF的流量范围的作用，使得其可以基本上在期望的范围内操作，例如约49.5至50.5ml/min的范围。因此，根据本***的实施例，当SGF在呼吸期间改变超过1ml/min时，该过程可以确定正在施加补充氧气。
根据一些实施例，该过程可以基于对SGF的变化与DP的变化的比率的比较来确定施加补充氧气。例如，根据本***的实施例，该比率可以被表示为RSFDP＝ΔSGF/ΔDP。因此，在这些实施例中，当确定出RSFDP大于或等于1时，该过程可以确定正在施加补充氧气。然而，当确定出RSFDP不大于或不等于1时，该过程可以确定未施加补充氧气。
可以根据***(例如，默认值)和/或用户设置来设置对应阈值(例如，DP阈值，SGF阈值等)的值，并且所述对应阈值的值可以改变以增加或减少对该过程的确定的灵敏度。另外，根据需要，可将阈值的值存储在***的存储器中以供以后使用。
因此，根据本***的实施例，可以检测观察到的SGFSFR和/或DP的变化，以确定是否正在施加补充氧气。因此，当确定出在(例如在面罩或插管中的)采样点处检测到例如超过阈值水平的DP变化时，该过程可以确定正在施加补充氧气。在这些实施例中，当SGF的变化大，例如比在除呼气暂停以外的时期期间观察到的变化大两倍以上，或者例如在呼吸间隔期间变化超过1ml/min时，该过程可以确定正在施加补充氧气。SGF***可以主动控制SGF的流量以保持和/或尝试将其维持在受控的流量范围内(即，49.5ml/min＜流量＜50.5ml/min)。根据本***的实施例，当在呼吸期间SGF变化多于此时，则根据实施例，本***可以推断正在提供补充氧气。例如当未施加补充氧气时，通常可以预测呼吸期间样本室压力的变化(例如，可以被表示为ΔDP)(DP最大－DP最小)改变小于1cm H2O。根据实施例，对于未插管的患者(没有呼吸管就位)可以使用大于此的变化作为对正在使用补充氧气的指示。由于SGFSFR的百分比通常比样本压力(DP)变化更大，因此呼吸期间的SGFSFR的最大－最小差异(以ml/min计)与样本室压力的最大－最小差异(以cm H2O计)的比率大于1.0可以被用作对正在使用补充氧气的指示。
根据本***的实施例，压力传感器可以在采样时间段和/或采样时间段的部分(例如，在呼气时和/或在吸气之后)检测采样室和/或区内的压力(DP)，并根据本***的实施例将该信息提供给控制器以供进一步处理。以这种方式，该过程可以确定是否正在提供补充氧气，例如通过检测出呼气后的SGFSFR的变化超过阈值，例如与当O2接近空气中典型的浓度时(例如，在20-22％之间(例如，大约21％))和/或某些其他确定的标准、阈值等时相比。以这种方式，根据本***的实施例，由于SGF的气体粘度(例如，含有100％O2)增加超过阈值压差值可能引起的采样室内的压力的变化可以用于确定正在提供补充氧气。因此，在确定出压力的变化(例如，DP)等于或大于阈值压力值的情况下，该过程可以确定正在提供补充氧气。然而，在确定出诸如在线性阻碍器(例如，限流器)两端的压差(DP)的变化小于阈值压力值的情况下，该过程可以确定未提供补充氧气。
根据本***的实施例，该过程可以例如采用气体采样方法，所述气体采样方法可以测量采样室中的压力，并且可以例如将测量的CO2的分压补偿回环境压力下的等效分压。因此，该过程可以实时地感测采样室内的气体的压力，并将该压力与先前压力和/或诸如环境压力的(一个或多个)默认压力进行比较，以确定是否正在提供补充氧气。例如，在观察到由于样本管道中的高O2浓度的较高粘度引起的在呼吸期间相对于样本室压力摆动的压差摆动大于50％的情况下，本***可以确定正在提供补充氧气，从而可以提供对这种效果的指示。
根据本***的实施例，SGF可以在某些时候包括来自患者的基本上纯净的呼出空气，如可以容易地理解的。然而，当患者的呼吸速率减慢时(可以在施予上述药物等时发生)，(例如经由患者接口供应的)灌入到患者的鼻孔中的补充氧气被吸入SGF并根据本***的实施例由传感器进行分析。由于O2具有比空气更高的粘度，因此与在采样室中存在典型的环境空气相比，当O2被吸入样本室时可能会产生更大的负压。换句话说，当空气被O2从样本室移出时，由于吸入样本室中的较高浓度的O2引起的负压可能增加采样室内的压力。例如，当患者的呼吸速率减慢时，与以更快的呼吸速率获得的值相比，吸入样本室的O2浓度可快速增加而达到高达100％的氧气的值。
返回参考图3，根据本***的实施例，针对包括利用或不利用补充氧气通气的患者示出随时间的CO2、DP和SGFSFR信号。如图所示，当存在(由补充氧气提供的)O2时，每次呼吸期间DP和SGFSFR信号中的每个信号的偏差较大，并且SGF信号的偏差(例如，ΔSGF)相对于样本室压力信号在同一时段期间的偏差(例如，ΔDP)变大。当向患者提供补充氧气时，背压的增加可能导致采样室中的压力在采样时间段(ts)过程中超过阈值压力值(阈值O2)。采样时间段可以由***设置，使得可以提供足够的时间来对可能代表患者呼吸数据的患者的所需的吸入的气体和/或呼出的气体进行采样。根据本***的实施例，当呼气期间O2水平升高时，可以感测到较大的压差(例如随时间推移增加的压差)，这种增加可用于确定是否正在提供补充氧气。
另外，根据本***的实施例，该过程可以采用气体采样方法，所述气体采样方法可以测量在采样时间段内和/或采样时间段的部分内(例如，一次呼气时和/或吸气后)的测量的样本流量的瞬态变化，并根据本***的实施例将该信息提供给控制器以供进一步处理。例如，根据本***的实施例，例如在动作211期间的过程可以利用对在采样时间段和/或采样时间段的部分内(例如，在呼气时和/或吸气后)测量的样本流量的瞬态变化的检测来确定正在提供补充氧气。考虑到这些实施例中的本***的瞬态参数，由于控制器例如可以以将流量调节回目标值(例如50mL/min)为目的，因此流量变化在调节到该流率之前的持续时间可能较短。
因此，该过程可以实时地感测采样室内测量的样本气流中的压力、浓度(例如，CO2浓度)和/或瞬态变化中的一个或多个，并且例如在动作211期间将其例如与一个或多个阈值进行比较来确定是否正在提供补充氧气。根据本***的实施例，该过程可以利用多于一个的指标(例如，压力和浓度)来提供对是否正在提供补充氧气的确定的更大置信度。
在任何情况下，无论如何确定，在确定检测到补充氧气的情况下，该过程可以继续到动作213。然而，在确定未检测到补充氧气的情况下，该过程可以继续到动作215。
在确定检测到补充氧的情况下，在动作213期间，该过程可以呈现(例如，生成和显示)指示检测到补充氧气的消息，例如：“检测到补充氧气”等。该消息可以由***和/或用户设置并被存储在***的存储器中以供以后使用。另外，根据本***的实施例，该过程可以设置一个或多个标志，例如，O2标志，以指示检测到补充氧气。在完成动作213之后，该过程可以继续到动作217。
在确定未检测到补充氧气的情况下，在动作215期间该过程可以生成指示未检测到补充氧气的消息，例如：“未检测到补充氧气”等。该消息可以由***和/或用户设置并且可以被存储在***的存储器中以供以后使用。另外，根据本***的实施例，该过程可以设置一个或多个标志，例如O2标志，以指示未检测到补充氧气。在完成动作215之后，该过程可以继续到动作217。
关于动作213和215，在这些动作期间，该过程可以生成指示在动作211期间的确定结果的临床消息(例如，其可以被称为补充氧气消息)。因此，可以设想到根据本***的实施例，***和/或用户可以设置其他消息，并且可以将其存储在存储器中以供以后使用。根据本***的实施例，该过程可以形成用户接口(UI)，用户可以利用该接口来设置、重置、输入和/或选择补充氧气消息。
在动作217期间，该过程可以呈现在动作213或215期间形成的消息。另外，在该动作期间，该过程还可以将检测到的气体水平(例如，CO2)实时呈现为例如二氧化碳描记图。根据本***的实施例，在动作213或215期间形成的消息(例如，“检测到补充氧气”或“未检测到补充氧气”)可以被叠加在二氧化碳描记图上，或者可以被呈现在独立的呈现设备上，例如一个或多个专用LED。
图5图示了示出包括根据本***的一个或多个实施例形成的二氧化碳描记图502和临床消息的图表500的二氧化碳描记图。在图示性实施例中，假设该过程已经确定推荐并检测到补充氧气。因此，可以呈现一个或多个临床消息(例如，消息501)以通知用户(例如，临床医生等)建议补充氧气和/或可以呈现消息503以通知用户该过程的结果，如检测到补充氧气。该过程还可以指示何时检测到补充氧气，如线505和对应文本所示。为了清楚起见，二氧化碳描记图502被示为对应于图表300。
根据本***的实施例，该过程可以使用任何合适的呈现设备来呈现动作210的确定结果，例如提供诸如显示器、扬声器、灯的接口(例如，红色发光二极管(LED)＝未检测到补充氧气；绿色LED＝检测到补充氧气)，突出显示(例如，红色突出显示＝未检测到补充氧气；绿色突出显示＝检测到补充氧气)等。***还可以闪烁所呈现的信息以引起对信息的关注。例如，***可以闪烁、显示和/或以其他方式呈现补充氧气推荐请求。
另外，根据本***的实施例，该过程可以根据在动作213或215期间设置的补充氧气标志来照亮一个或多个指示灯(例如，LED等)。例如，在补充氧气标志指示检测到补充氧气的情况下，该过程可以照亮绿色LED。然而，在补充氧气标志指示未检测到补充氧气的情况下，该过程可以照亮红色LED。LED可以是相同的LED(例如，双色LED)或单独的LED(例如，红色LED和绿色LED)。根据本***的实施例，这些一个或多个指示器(例如，指示灯)可以被安装在侧流二氧化碳测定***的主体上。
另外，该***可以使用诸如***总线、网络接口等的任何合适的***接口将对是否推荐和/或施予补充氧气的确定结果(例如，作为临床消息、***标志等)发送到其他设备、算法、应用(例如，临床决策支持应用)。因此，可以向这些其他设备、算法、应用等通知例如对是否检测到补充氧气的确定。根据本***的实施例，设想到可以经由网络接口来访问推荐和/或补充氧气标记，以确定例如是否检测到补充氧气。在完成动作217之后，该过程可以继续到动作219。
在动作219期间，该过程可以更新***历史，所述***历史可以例如被存储在***的存储器中以记录该过程的结果。根据本***的实施例，该过程可以在此之后重复动作207和所示的后续动作。该过程可以在***和/或用户请求结束的任何时间结束，例如在终止患者的通气的某个时间。
图4示出了根据本***的实施例的***400的部分。例如，本***的部分可以包括操作性地耦合到存储器420的处理器410(例如，控制器)、诸如显示器430的呈现设备、传感器440、致动器460、网络480和用户输入设备470。存储器420可以是用于存储应用数据以及与所描述的操作相关的其他数据的任何类型的设备。处理器410接收应用数据和其他数据，用于对处理器410进行配置(例如，编程)以根据本***执行操作动作。如此配置的处理器410成为特别适用于根据本***的实施例执行的专用机器。
用户输入470可以包括键盘、鼠标、轨迹球或其他可以是独立的或者作为***的部分(例如个人计算机的部分)的诸如触敏显示器的设备、个人数字助理(PDA)、移动电话(例如，智能电话)、监视器、可戴式显示器(例如，智能眼镜等)、智能或哑终端或其他用于经由任何可操作链接与处理器410通信的设备。用户输入设备470能用于与处理器410交互，包括使得能够进行在如在本文中所描述的用户接口(UI)内的交互。显然，处理器410、存储器420、显示器430和/或用户输入设备470可以全部或部分地是计算机***或诸如网络耦合设备的其他设备的部分。
致动器460可以包括一个或多个电动机、换能器等，其可以在处理器410的控制下提供用于操作SSM 160的一个或多个阀、混合器、泵等的力。例如，这些致动器可以包括可以控制一种或多种气体的流动以用于通气的气动控制阀，可以包括可以用于如所描述的在样本中抽吸的泵等。
本***的方法特别适合于通过计算机软件程序来执行，这样的程序包含对应于本***所描述和/或设想到的各个步骤或动作中的一个或多个的模块。这样的程序当然可以被实施在计算机可读介质中，例如，集成芯片、***设备或存储器(例如，存储器420或被耦合到处理器410的其他存储器)。
包含在存储器420中的程序和/或程序部分可以配置处理器410以实施在本文中公开的方法、操作动作和功能。存储器可以被分布，例如可以通过网络连接进行访问或本地访问，并且在可以提供额外的处理器的情况下，处理器410也可以是分布式的或者可以是单一的。存储器可以被实施为电学、磁性或光学存储器，或者这些或其他类型的存储设备的任何组合。此外，术语“存储器”应当被宽泛地解释为涵盖能够从处理器410可访问的可寻址空间中的地址读取或写入能够从处理器410可访问的可寻址空间中的地址的任何信息。存储器420可以包括非瞬态存储器。利用该定义，例如，通过诸如网络480的网络可访问的信息仍然在存储器内，这是因为处理器410可以根据本***从网络480检索信息以进行操作。
处理器410能用于响应于来自用户输入设备470的输入信号以及响应于网络的其他设备来提供控制信号和/或执行操作并且运行被存储在存储器420中的指令。处理器410可以包括微处理器、(一个或多个)专用或通用集成电路、逻辑设备等中的一个或多个。另外，处理器410可以是用于根据本***的实施例执行的专用处理器，或者可以是通用处理器，其中，许多功能中只有一个功能起作用以用于根据本***的执行。处理器410可以利用程序部分、多个程序段来操作，或者可以是利用专用或多用途集成电路的硬件设备。
因此，本***的实施例可以提供气体监测***，例如侧流CO2监测***，其可以确定是否正在施予补充氧气。在使用期间，临床医生可以将诸如鼻插管的采样***接口耦合到患者。然后，在监测患者的呼吸数据的时段之后，根据本***的实施例操作的诸如侧流SGF监测***的***可以监测侧流气流，并生成和/或呈现信息性临床消息，例如：“补充氧气可能存在”，“未检测到补充氧气”等的消息和/或其他消息。然后可以在***的呈现设备上呈现一个或多个消息，所述呈现设备例如为可以位于本地和/或远离***的位置的显示器、扬声器、灯等。
另外，一个或多个消息可以在***内是本地可用的(例如，作为参数等)，以用于***的其他应用的用户，使得支持二氧化碳描记图或其他方面，例如临床决策支持(CDS)应用等(以下为了清楚起见称为CDS算法)。例如，添加补充氧气可能会使测量的二氧化碳描记图失真。这种失真可能使得难以或不可能使用常规方法来以算法方式识别SGF内的一种或多种气体的各种状况(例如，温度、体积、浓度和/或压力的状况)和/或一个或多个患者状况。然而，可以当使用补充氧气时将由根据本***的实施例操作的侧流二氧化碳测定仪分析的气体中是否存在补充氧气的知识提供给处理该信息的算法和/或应用以例如增加准确度。根据本***的实施例，这不仅可以提高算法和/或应用的准确度，而且还可以例如通过校正算法、校正应用和/或通过提供对是否正在提供补充氧气的指示来减少假警报的次数。
另外，可以设想到，本***的实施例可以分析侧流流量，以确定是否正在提供补充氧气和/或在其中确定出氧气的输送可能是期望的情况下提供警报。因此，临床医生可以被提供有诸如警报的指示作为提示，以便当可以确定例如可以由***的CDS应用运行的CDS算法来确定的、补充氧气可能有益于用户时提供补充氧气。例如，根据本***的实施例，当患者的呼吸速率被确定为低(例如，对于平均成年人每分钟少于10次呼吸)并且补充氧气未被识别为开启时，可以用开启氧气的消息来提醒临床医生。根据本***的实施例，该指示可以防止临床医生在提供补充氧气有益的时候忘记提供补充氧气。
根据本***的实施例，提供了一种***，例如侧流二氧化碳测定仪，其可以分析通气气体并检测通气气体中的补充氧气的存在。然后可以将该分析的结果作为输入提供给根据本***的实施例操作的算法，然后所述算法可以使用该输入来识别/监测患者的生命体征。然后可以通过***分析这些患者的生命体征以确定是否如上所述呈现警报。根据本***的实施例，这可以提高上述算法的准确度，并且可以减少或完全防止假警报，所述假警报例如为在不存在警报状况时提供警报。
尽管已经参考具体示例性实施例示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将会理解，本发明不限于此，而是可以做出在形式和细节上的各种变化(包括各种特征和实施例的组合)，而在不脱离本发明的精神和范围。例如，尽管根据本***的实施例的上述范例关于侧流气体监测***进行了描述，但是根据本***的其它实施例，可以适当地利用主流监测***。
本***的另外的变化对于本领域普通技术人员来说将是明显的并且被权利要求所涵盖。
最后，上述讨论仅仅旨在对本***进行说明，而不应被解释为将权利要求限制到任何特定实施例或实施例组。因此，尽管已经参考示例性实施例描述了本***，但是应当意识到，在不脱离如权利要求所阐述的本发明的更广泛和预期的精神和范围的情况下，本领域普通技术人员可以设计出众多修改和替代实施例***。因此，说明书和附图将以说明性的方式来看待，而并非旨在限制权利要求的范围。
在解读权利要求时，应当理解：
a)“包括”一词不排除存在给定权利要求中列出的元件或动作之外的其他元件或动作；
b)元件前的“一”或“一个”一词不排除存在多个这样的元件；
c)权利要求中的任何附图标记不限制其范围；
d)若干“模块”可以由相同的项目或硬件或实施结构或功能的软件来表示；
e)公开的元件中的任何可以包括硬件部分(例如，包括离散的电子电路和集成电子电路)、软件部分(例如，计算机编程)和其任意组合；
f)硬件部分可以包括模拟部分和数字部分中的一种或两种；
g)公开的设备或其部分中的任何项目可以被组合在一起或被分离成其他部分，除非另有明确说明；
h)并不要求动作或步骤的具体顺序，除非具体指示；
i)术语“多个”元件包括权利要求的元件中的两个或更多个，并且不隐含元件数目的任何具体范围；即，多个元件可以仅是两个元件，并且也可以包括无限数目的元件；并且
j)术语和/或其构词要素应当被理解为意指根据权利要求书记载的并且根据本***的一个或多个实施例的所列元素中的仅一个或多个需要适当地存在于***中。

Claims (18)

1.一种二氧化碳描记***(100、400)，包括：
控制器(110、410)，其被配置为：
从用于患者(101)的物理接口(107)获得样本气流；
确定在采样时间间隔期间所述样本气流的特性的变化；
确定在所述采样时间间隔期间所述样本气流的所述特性的所述变化是否等于或大于对应的阈值；
当确定出所述样本气流的所述特性的所述变化等于或大于所述阈值时，确定提供补充氧气；并且
当确定出所述样本气流的所述特性的所述变化小于所述阈值时，确定不提供补充氧气。
2.根据权利要求1所述的二氧化碳描记***，其中，所述控制器被配置为形成指示是否确定要提供补充氧气的消息。
3.根据权利要求1所述的二氧化碳描记***，其中，所述控制器被配置为形成第一消息，所述第一消息指示当确定不提供补充氧气且一个或多个患者状况指示推荐补充氧气时推荐补充氧气，并且所述控制器被配置为形成第二消息，所述第二消息指示当确定提供补充氧气且所述一个或多个患者状况指示不推荐补充氧气时不推荐补充氧气。
4.根据权利要求3所述的二氧化碳描记***，其中，所述控制器被配置为当所述控制器呈现所述第一消息和所述第二消息中的至少一个时，呈现第三消息，所述第三消息是警报消息。
5.根据权利要求2所述的二氧化碳描记***，还包括被耦合到所述控制器的呈现部分(120、430)，其中，所述控制器被配置为使用所述呈现部分来呈现所述消息。
6.根据权利要求1所述的二氧化碳描记***，包括被在流体上耦合到所述物理接口的限流器(124)，其中，所述控制器被配置为获得通过所述限流器的所述样本气流并将压力的变化确定为所述样本气流中的压差的变化。
7.根据权利要求1所述的二氧化碳描记***，其中，所述控制器被配置为将所述压力的变化确定为压差的变化(ΔDP)与样本压力的变化(ΔSGF)的比率。
8.根据权利要求1所述的二氧化碳描记***，其中，所述控制器被配置为呈现所确定的二氧化碳气体的浓度和分压中的至少一个。
9.一种二氧化碳描记***(100、400)，包括：
控制器(110、410)，其进行以下动作：
从被耦合到用户(101)的物理接口(107、108)获得样本气流；
确定在采样时间间隔期间所述样本气流的特性的变化；
确定在所述采样时间间隔期间所述样本气流的所述特性的所述变化是否等于或大于对应的阈值；并且
呈现所述确定的结果。
10.根据权利要求9所述的二氧化碳描记***，其中，当确定出所述样本气流的所述特性的所述变化小于阈值时，所述控制器进一步确定不提供所述补充氧气。
11.根据权利要求9所述的二氧化碳描记***，包括气动***，所述气动***向所述物理接口提供通气气体以供所述用户吸气。
12.根据权利要求9所述的二氧化碳描记***，还包括呈现设备，其中，所述控制器呈现在所述采样时间间隔期间所述样本气流的所述特性的图表。
13.一种确定是否在二氧化碳描记***(100、400)中提供补充氧气的方法，所述方法包括：
从用于患者(101)的物理接口(107)获得样本气流；
确定在采样时间间隔期间所述样本气流的特性的变化；
确定在所述采样时间间隔期间所述样本气流的所述特性的所述变化是否等于或大于阈值；
当确定出所述样本气流的所述特性的所述变化等于或大于所述阈值时，确定提供补充氧气；并且
当确定出所述样本气流的所述特性的所述变化小于所述阈值时，确定不提供补充氧气。
14.根据权利要求13所述的方法，包括形成指示是否确定要提供补充氧气的消息的动作。
15.根据权利要求13所述的方法，包括以下动作：
确定一个或多个患者状况是否指示推荐补充氧气；
形成第一消息，所述第一消息指示当确定不提供补充氧且所述一个或多个患者状况指示推荐补充氧气时推荐补充氧气；
形成第二消息，所述第二消息指示当确定提供补充氧气且所述一个或多个患者状况指示不推荐补充氧气时不推荐补充氧气。
16.根据权利要求15所述的方法，包括当所述控制器呈现所述第一消息和所述第二消息中的至少一个时呈现第三消息的动作，所述第三消息是警报消息。
17.根据权利要求13所述的方法，包括将压力的变化确定为所述样本气流中的压差的变化的动作。
18.根据权利要求13所述的方法，包括将所述压力的变化确定为压差的变化与样本压力的变化的比率的动作。
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