CN110025863A - 监测和显示测定的最大co2值的用于心肺复苏的换气设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种医疗呼吸辅助设备，其用于在心肺复苏(CPR)期间向患者输送可以富含或不富含氧的呼吸气体，例如空气，包括：呼吸气体源(1)，例如微型鼓风机，用于在心肺复苏(CPR)期间向所述患者输送呼吸气体；用于测量CO2含量的装置(4)；信号处理和控制装置(5)；以及至少一个图形用户接口(7)。根据本发明，所述信号处理和控制装置(5)被配置为处理CO2含量测量信号，以在给定时间段(dt)期间选择最大CO2含量值(Vmax)，并将该最大值(Vmax)传输到图形用户接口(7)，其显示该最大CO2含量值(Vmax)。

Description

监测和显示测定的最大CO2值的用于心肺复苏的换气设备
技术领域
本发明涉及一种呼吸辅助设备，也就是说医用呼吸机，其用于将呼吸气体输送给接受心肺复苏术(CPR)的患者，也就是说利用胸部的交替按压和放松来对其进行心脏按摩的心脏骤停患者，其中显示在给定时间段内测定的最大CO2含量值。
背景技术
用于机械换气的医疗设备——也称为呼吸辅助设备或医用呼吸机——目前用于向某些患有呼吸问题的患者输送呼吸气体，例如富氧空气或非富氧空气。
目前借助于电动和受控的微型鼓风机来实现向患者输送呼吸气体，如特别是EP-A-3093498、EP-A-2947328、EP-A-2986856、EP-A-2954213或EP-A-2102504所述。
已知监测给予患者的气体中、特别是在患者呼出的气体中存在的气态化合物，这些气体含有由肺部气体交换产生的CO2，也就是说通过患者的新陈代谢产生的CO2，由血流传送到肺，然后在患者呼气时排出。因此，代表呼气末(End Tidal)CO2或呼气结束时的CO2的etCO2对应于在个体呼气期间收集的气体中呼出的CO2分数的测量值，无论吸入是自然的还是辅助的，也就是说通过机械换气而获得的。
在机械换气期间，不同的技术允许对呼出气体的CO2分数进行分光光度分析。为此，呼气回路中存在的气体可以是：
-吸气，然后通过远离呼吸回路的地点的分析单元进行分析(此过程称为“侧流”监测)，
-或在患者附近、优选在布置于紧邻患者的呼吸回路中的Y形件处分析(该过程称为“主流”监测)。
在利用心脏按摩对心脏骤停的人进行心肺复苏(CPR)期间，肺泡CO2——其不仅取决于换气与肺灌注之间的比率，而且取决于通过细胞新陈代谢产生的CO2量——是一个非常有用的参数，用于允许第一响应者(例如医生)判断CPR的功效。
理论上，CPR越有效，胸部按压产生的心输出量越大，并且返回肺部的CO2量越大。
间接反映肺泡CO2的etCO2的监测日益用于非侵入地监测CPR，也就是说在执行心脏按摩——即交替的胸部按压(CC)和放松——时向第一响应者提供信息。
图1是二氧化碳描记图，其是患者呼吸气体中的CO2含量随时间(以秒为单位)变化的图形表示。这种类型的二氧化碳描记图可见于在没有心脏骤停的情况下换气的患者。可以看出，它分为四个连续阶段：
-阶段I：其显示吸气基线，必须稳定在零。
-阶段II：这是二氧化碳描记图的上升部分，并且对应于在患者呼气开始时通过排空最佳换气肺泡而呼出的气体中CO2的出现。实际上，呼气稍微在此阶段之前开始，因为考虑到仪器和解剖死空间，呼气开始时呼出的气体不含CO2，因为该气体未参与气体交换。由于肺不均匀且肺泡具有长时间常数，因此CO2的增加速度较慢。
-阶段III：这对应于肺泡高地阶段，其对应于源自最不良换气的肺泡的富含CO2的气体。高地端的最大值(PetCO2)对应于etCO2值。
-阶段IV：这对应于由自发或辅助(即机械)换气的开始引起的CO2浓度的降低。
然而，在对心脏骤停患者进行心肺复苏(CPR)期间，二氧化碳描记图由于若干原因而有很大不同，特别是：
-胸部按压产生少量气体的运动。然而，这些气体量在器械和解剖学死空间附近，扰乱了两个换气周期之间的二氧化碳描记图。因此经常观察到振荡线，因为每次胸部按压(CC)的最大CO2值不会一成不变。
-作为呼吸生理学的反映的换气/灌注比率被非常明显地修改。此外，通过胸部按压而流通的小气体段可以多次通过传感器。因此，在每次胸部按压(CC)期间观察到的最大浓度常常远离实际肺泡浓度。
-已报告在CPR期间小气道打开和关闭的动态行为。这种现象会影响气体的交换，从而影响对CPR期间的CO2浓度的解释。
因此可以理解，目前、即在每次胸部按压(CC)期间测定的etCO2不允许肺泡CO2的可靠近似，尽管这种肺泡CO2很重要，因为它可反映CPR的质量和可能的自发性心脏活动恢复(RSCA)。
由此产生的反复出现的问题是，没有考虑所有或部分这些因素，特别是对心脏骤停患者进行的换气的影响以及两个机器循环之间的CO2信号的变化，使得CO2测量结果的使用有些不可靠甚至无法使用。
涉及监测etCO2的当前解决方案适于呼吸(无论是机械的还是自发的)产生的CO2变化。所涉及的频率约为10至40c/min。所使用的算法和机制适于这些频率以及患者的两次呼吸之间的CO2的小变化。
在这方面，可提及文献WO-A-2014/072981、US-A-2016/133160和US-A-2012/016279，其提出了用于监测接受CPR的患者呼出的气体中的CO2含量的方法，在这些方法中，呼吸机指示当etCO2含量大于例如30mmHg时第一响应者必须停止心脏按摩。
现在，在心肺复苏期间，胸部按压(CC)的频率接近100c/min，流通的气体量很小，并且气体流速相当大且不规则。此外，上述死空间的问题增加了这些困难，因为如果不冲洗或清除死空间，由于胸部按压，可能通过CO2传感器分析相同分数的气体多次。
在这些条件下，当前呼吸机显示的etCO2值以不适当的频率刷新，因为呼吸机试图在按摩频率即100c/min下跟随CO2的演变。换句话说，当前呼吸机显示的etCO2值不代表与患者的新陈代谢相关的CO2浓度，因为无法保证分析气体的来源。换句话说，所测量的值通常是错误的，因为它们不反映或者它们非常差地反映肺泡CO2的浓度。
因此，所解决的问题是提供一种改进的呼吸辅助设备，即医用呼吸机，其可用以在使用呼吸辅助设备的CPR期间显示可靠的CO2值，即，最好地反映肺泡CO2的值，其目的是通过向第一响应者提供有助于监测CPR的相关信息(例如检测到自发性心脏活动的恢复(RSCA))来在CPR期间更好地辅助第一响应者。
发明内容
因此，本发明的解决方案是一种呼吸辅助设备，也就是说医用呼吸机，其用于在心肺复苏(CPR)期间向患者输送呼吸气体，诸如氧气，包括：
-用于在心肺复苏(CPR)期间向所述患者输送呼吸气体的呼吸气体源，
-测量装置，其用于测量CO2含量，以便对由患者产生的CO2浓度进行测量，并向信号处理和控制装置提供CO2含量测量信号，
-信号处理和控制装置，其被配置为处理源自CO2含量测量装置的CO2含量测量信号，
-至少一个图形用户接口(GUI)，
其特征在于：
-所述信号处理和控制装置被配置为：
a)处理与在给定时间段(dt)期间由CO2含量测量装置执行的测量对应的CO2含量测量信号，并从中提取多个CO2含量值，
b)从在所述给定时间段(dt)期间测定的多个CO2含量值中选择最大CO2含量值(Vmax)，并且
c)将所述最大CO2含量值(Vmax)传送到图形用户接口，
-并且图形用户接口被配置为显示最大CO2含量值(Vmax)。
视情况而定，本发明的呼吸辅助设备可包括以下技术特征中的一个或多个：
-GUI被配置为显示由信号处理和控制装置提供的至少一个CO2含量值。
-由患者产生的二氧化碳。该CO2可以在患者呼气期间观察到和/或在随后的吸气时再次吸入，尤其是在它是在例如Y形件与CO2传感器之间被捕获的气体的情况下。
-呼吸气体源与气体导管流体连通。
-呼吸气体源是空气源，特别是电动微型鼓风机，也称为涡轮机或压缩机。
-用于测量CO2含量的装置以在气体导管下游进行CO2浓度测量的方式布置。
-用于测量CO2含量的装置与信号处理和控制装置电连接。
-呼吸气体源与气体导管流体连通，呼吸气体经气体导管被传送到患者，即远至呼吸接口。
-信号处理和控制装置包括至少一个电子板或类似物。
-信号处理和控制装置包括至少一个微处理器，优选微控制器。
-微处理器使用至少一种算法。
-用于测量CO2含量的装置布置在主气流中，也就是说采用“主流”构型。
-用于测量CO2含量的装置包括二氧化碳监测仪。
-用于测量CO2含量的装置以这样的方式布置，即在气体导管的下游、优选在气体导管的下游端进行CO2浓度测量。
-气体导管与也称为患者接口的呼吸接口流体连通。
-呼吸接口是气管内插管、面罩或喉罩，也称为声门上装置，或任何适于施用气体的装置。
-呼吸接口优选是气管内插管，通常称为“气管导管”。
-用于测量CO2含量的装置布置在呼吸接口的上游并且紧邻呼吸接口，也就是说靠近患者的嘴。
-根据第一实施例，用于测量CO2含量的装置布置在设置于呼吸接口上游的接合件上，优选布置在呼吸接口和气体导管的下游端之间，特别是呼吸接口和包括用于气体的内部通道的Y形件之间。
-优选地，用于测量CO2含量的装置布置在包括用于气体的内部通道的接合件上。
-根据第二实施例，用于测量CO2含量的装置布置在设备中，也就是说设备的框架中，并且经由气体采样导管或类似物连接到位于呼吸接口上游并紧邻呼吸接口的气体采样部位。
-特别地，用于测量CO2含量的装置流体连接到由接合件承载的气体采样部位，该接合件特别是布置在呼吸接口与气体导管之间，通常布置在呼吸接口与所述气体导管的下游端之间。
-接合件流体地附接在中间附接件、也就是说Y形件与呼吸接口(通常是气管导管或面罩)之间。
-吸气分支、呼气分支和呼吸接口彼此流体连通。
-它包括患者回路，该患者回路包括吸气分支，气体可经该吸气分支被传送到患者。
-患者回路另外包括用于排出由患者呼出的气体的呼气分支。
-吸气分支、呼气分支和患者接口直接或间接地与中间附接件、特别是Y形件流体地和/或机械地连接。
-用于测量CO2含量的装置以这样的方式布置，即在呼气分支的入口处或在气体回路的吸气分支的出口处进行CO2浓度测量。
-呼气分支与大气流体连通，以便排出由患者呼出的全部或部分气体，特别是富含CO2的气体。
-吸气分支和/或呼气分支包括柔性软管。
-优选地，形成气体回路的全部或部分吸气分支的全部或部分气体导管是柔性软管。
-信号处理和控制装置被配置为控制呼吸气体源并在连续的换气循环中输送呼吸气体。
-每个换气循环包括一阶段LP(DLP)，在此期间气体由微型鼓风机在低压(LP)下输送，和一阶段HP(DHP)，在此期间气体由微型鼓风机在高压(HP)下输送，其中HP>LP。
-微型鼓风机被控制为在0至20cm水柱、优选0至15cm水柱、更优选0至10cm水柱的低压(LP)下输送气体。
-微型鼓风机被控制为在5至60cm水柱、优选5至45cm水柱、更优选5至30cm水柱的高压(HP)下输送气体(其中HP>LP)。
-阶段LP的持续时间长于阶段HP。
-阶段LP的持续时间在2到10秒之间，通常为约3到6秒。
-阶段HP的持续时间在0.5到3秒之间，通常为约1到2秒。
-给定的时间段(dt)是几秒钟。
-时间段(dt)在2到10秒之间，通常为约3到6秒。
-时间段(dt)对应于每个换气循环的阶段LP的持续时间。
-换气循环的总持续时间在3到10秒之间。
-给定时间段(dt)包括连续的胸部按压和放松的多次持续，通常在5至12次胸部按压之间。
-用于测量CO2含量的装置被配置为连续进行测量。
-用于测量CO2含量的装置包括CO2传感器。
-用于测量CO2含量的装置包括CO2传感器，其测量分接头与布置在呼吸接口上游的接合件的内部或内腔流体连通。
-它包括存储装置，该存储装置与信号处理和控制装置协作，以便存储在给定时间段内测定的多个CO2含量值。
-存储装置还被配置为存储连续的最大CO2含量值(Vmax)，也就是说在连续的给定时间段(dt)期间测定的值。
-存储装置包括闪存或硬盘存储器。
-它还包括用于测量气体流速的装置，其被配置为对呼出的气体的流速和/或由患者吸入的气体的流速进行至少一次测量，优选连续测量。该流速允许监测胸部按压，并且还允许计算和监测被输送和呼出的气体体积(呼吸机和胸部按压)。
-用于测量气体流速的装置包括流速传感器。
-图形用户接口(GUI)包括数字屏幕，优选触摸屏。
-图形用户接口被配置为以数值或在GUI上显示的图形表示或两者的形式显示最大CO2含量值(Vmax)。
-图形用户接口被配置为以图形表示的形式显示若干连续的最大CO2含量值(Vmax)。
-图形用户接口被配置为以诸如曲线、条形图或类似物的图形表示的形式显示一个或多个连续的最大CO2含量值(Vmax)。
-屏幕包括若干激活不同功能的触摸控件和/或若干显示区域或窗口。
-屏幕属于彩色显示类型。
-或者，屏幕属于黑白显示类型，或允许从彩色显示转换为黑白显示以节省能量。
-它包括电流源，例如电池或类似物，优选可充电电池。
-它包括警报装置，其被配置为在最大CO2含量值超过阈值时触发。
-警报装置包括声学或视觉警报，或两者。
-报警装置被编程为当在时刻t测定的CO2的最大值(Vmax)为：[VmaxCO2]>n×[MeanCO2]时触发，其中：
.n在1.25与4之间，优选地在1.5与3之间，例如大约2，
.[VmaxCO2]是在给定持续时间dt期间——例如在2到10秒的持续时间dt内——测定的最大CO2含量值，
.[MeanCO2]是对给定时间窗口(FT)(FT>x.dt，其中x≥2)——例如30秒到5分钟或更长时间——中的若干连续持续时间dt确定的最大CO2含量值[VmaxCO2]的平均值。
-它包括刚性框架，该刚性框架包括呼吸气体源、信号处理和控制装置、电流源以及存储装置。
-刚性框架全部或部分由聚合物形成。
-图形接口布置在形成呼吸机的框架的壁之一中。
-用于测量CO2含量的装置被配置为在连续时间段(dt)内执行CO2浓度的连续测量，也就是说互相间隔开的时间段(d t)。
-用于测量CO2含量的装置被配置为在连续的换气循环期间、特别是在连续换气循环的LP阶段期间在连续时间段(dt)内连续测量CO2浓度。
本发明还涉及一种用于监测对心脏骤停患者进行的心肺复苏(CPR)的方法，在该方法中：
-使用包括呼吸气体源(例如微型鼓风机)的呼吸辅助设备，以便在心肺复苏(CPR)期间向患者输送呼吸气体，
-例如借助于二氧化碳监测仪测量由所述患者产生的CO2的浓度，
-例如通过诸如微处理器的信号处理和控制装置来处理CO2含量测量信号，
-确定在给定时间段(dt)期间测量的多个CO2含量值，
-从多个CO2含量值中选择最大CO2含量值(Vmax)，
-在给定时间段(dt)期间在GUI上显示最大CO2含量值(Vmax)。
附图说明
从以下作为非限制性示例并参考附图给出的详细描述，现在将更好地理解本发明，在附图中：
-图1是正在换气且未心脏骤停的患者的呼吸气体中的CO2含量变化的图形表示，
-图2是示出具有可以由图6的设备使用以便在CPR期间供心脏骤停患者换气的两个压力水平的换气循环的图，
-图3图示了在CPR期间在心脏骤停患者的情况下在呼吸回路端部通过机器观察到的压力变化，
-图4是示出了在自发性心脏活动恢复之前和之后通过图6的设备的二氧化碳检测仪测定的CO2量的图，
-图5是示出了在CPR期间实施的换气循环期间的CO2含量峰值的图，以及
-图6是示出了根据本发明的用于CPR的呼吸辅助设备的一个实施例的图。
具体实施方式
图6是用于在心脏复苏(CPR)期间向患者P——也就是说心脏骤停并且第一响应者对其进行心脏按摩，也就是说心脏按压(CC)和放松(Re)、即非按压的交替的人——输送呼吸气体、通常为空气或富氧空气的根据本发明的呼吸辅助设备或医用呼吸机的一个实施例的示意性表示。
该设备或呼吸机包括呼吸气体源1，例如电动微型鼓风机，其与气体导管2流体连通以用于在心肺复苏期间向所述患者P输送呼吸气体，通常是加压空气。
呼吸气体源1由信号处理和控制装置5、特别是具有微处理器6或类似物的电子板支配，也就是说控制。信号处理和控制装置5以使得呼吸气体源1按照一种或多种预定的换气模式来输送气体的方式控制呼吸气体源1。
优选地，信号处理和控制装置5使得可以控制呼吸气体源1，以便按照对应于未心脏骤停的患者的换气的“正常”换气模式和对应于心脏骤停并且第一响应者对其启动或进行CPR的患者的换气的“CPR”换气模式来输送气体。
例如，按照针对于CPR的换气模式，控制呼吸气体源1以便在包括若干压力水平或BiPAP类型的换气循环中输送呼吸气体，通常为空气，如图2所示，所述若干压力水平特别是两个压力水平，包括低压水平，例如约0cm H2O与15cm H2O之间的低压(LP)，以及高压水平，例如约7cm H2O与40cm H2O之间的高压(HP)。
贯穿由第一响应者执行的CPR，也就是说在第一响应者执行胸部按压和放松时，气体在这两个压力水平(LP，HP)之间交替地输送，如图2所示。微型鼓风机1在低压(LP)下输送气体的持续时间(DLP)在2到10秒之间，通常为约3到6秒，而在高压(HP)下输送气体的持续时间(DHP)小于3秒，例如约0.5至1.5秒。
换气机的微型鼓风机1产生两个压力水平，即高压水平(即HP)和低压水平(即LP)。在胸部按压(CC)阶段和放松(Re)阶段之间交替进行的心脏按摩产生压力峰，其叠加在呼吸机的压力循环上。这在患者接口处产生如图3所示的压力曲线，其中在高平台(即在HP)和低平台(即在LP)处的压力峰反映了压力升高的胸部按压(CC)，因为胸部在第一响应者执行的CC的压力下凹陷，并且反映了具有低压力的松弛(Re)，因为胸部在没有CC的情况下再次上升。
从图2和图3中可以看出，在本发明的上下文中，在其间测量多个CO2含量值并从中提取最大CO2含量值(Vmax)的给定时间段(dt)对应于在低压(LP)下输送气体的持续时间(DLP)，即2到10秒之间，通常约3到6秒之间。
由微型鼓风机1输送的气体经气体导管2传送，该气体导管2形成患者回路2a，2b的全部或部分吸气分支2a。呼吸气体——通常是空气——经由气体分配接口3——例如这里是气管内插管，更简单地称为气管导管——输送到患者。然而，可以使用其它接口，特别是面罩或喉罩。
气体导管2与诸如气管导管的气体分配接口3流体连通，其方式是为后者提供源自呼吸气体源1、在这种情况下是微型鼓风机的气体。事实上，气体导管2将经由中间附接件8(这里为Y形件)附接到气管导管3。该Y形中间附接件8包括用于气体的内部通道。
中间附接件8——也就是说Y形件——同样附接到患者回路2a、2b的呼气分支2b，以便能够收集和传送由患者P呼出的富含CO2的气体并将其排放到大气中(在9处)。
根据本发明还提供了用于测量CO2含量的装置4，称为CO2传感器或二氧化碳监测仪，这些装置被设计成测量由患者P呼出的气体中的CO2浓度并且将CO2含量测量信号输送给信号处理和控制装置5，在该装置5中特别是通过一种或多种计算算法等可以处理这些测量信号。
在图6的实施例中，CO2传感器以主流构型布置患者P的嘴附近，也就是说在呼吸接口3的上游并且紧邻呼吸接口3布置，优选地在中间附接件8、即Y形件与呼吸接口3、即气管导管之间，例如在接合件18上(参见图6)。
根据另一实施例(未示出)，CO2传感器可以以“侧流”构型布置。在这种情况下，CO2传感器4位于呼吸辅助设备的框架中并且经由诸如管道等的气体采样管线连接到位于呼吸接口3上游并且紧邻呼吸接口3(例如接合件18上)的气体采样部位。该气体采样管线与接合件18的内腔流体连通，连通的方式是能够从其中收集气体样品并将其传送到位于设备的框架内的CO2传感器。
在所有情况下，接合件18包括用于气体的内部通道，从而允许气体通过它。
优选地，CO2传感器连续测量流过接合件18的气体中的CO2浓度，该气体在其通过其中发生气体交换的患者P的肺部期间富含CO2。
然后，CO2传感器通过电连接件或类似物、特别是通过电线或类似物将CO2含量测量信号传输到信号处理和控制装置5。
监测CO2含量、特别是间接反映肺泡CO2含量的etCO2实际上在CPR期间非常重要，尤其是用于检测自发性心脏活动的恢复(RSCA)。这是因为自发性心脏活动的恢复(RSCA)——因此心输出量的显著增加——导致由血液携带到肺部并通过肺泡-毛细血管膜转移的二氧化碳量迅速增加，这种CO2然后再次在患者呼出的气流中找到。
信号处理和控制装置5(特别是微处理器6)被配置为：
a)处理与由CO2含量测量装置4(通常是二氧化碳监测仪或CO2传感器)在给定时间段(dt)(例如几秒)内执行的测量对应的CO2含量测量信号，以便从中提取多个二氧化碳含量值，
b)从在所述给定时间段(dt)期间测定的多个CO2含量值中选择最大CO2含量值(Vmax)，并且
c)将该最大CO2含量值(Vmax)传输到图形用户接口7或GUI。
电流源10——例如可充电电池或类似物——直接或间接地向信号处理和控制装置5、微型鼓风机1、GUI 7或设备的任何其它元件(特别是存储器11)供给电流。电流源10优选地布置在呼吸机的框架中。
通常，本发明的医用呼吸机允许连续测量由患者P产生的CO2的浓度，该测量由二氧化碳监测仪4执行，该二氧化碳监测仪4布置在靠近患者P的嘴的气体通路上，优选地，这里布置在图6的Y形件8与气管导管3之间，也就是说流体地附接在Y形件8与管3之间的接合件18处。
如果需要，呼吸机还允许借助于一个或多个流速传感器(未示出)同时执行呼出气体和吸入气体流速的连续测量。
根据本发明，GUI本身被配置为显示由信号处理和控制装置5提供的最大CO2含量值，该值选自在对应于由第一响应者进行的若干次连续的胸部按压和放松的给定持续时间测量的若干CO2浓度值，所述第一响应者对心脏骤停患者P执行心脏按摩(即CPR)。
原因在于，最能反映肺泡CO2含量并因此能够很好地指示CPR期间患者P的血流状态的CO2浓度值是最高CO2值，也称为最大值(Vmax)或峰值，如图5所示，图5示出了在执行CPR时气体中的CO2含量的发展，并且图示了若干连续的持续时间(dt)(例如3至6秒的持续时间)内的若干etCO2测量值。这里可以看出，在给定的时间间隔dt期间，气体的CO2含量不是恒定的，并且因此在每个间隔dt上必然存在最大CO2含量值(Vmax)，也就是说峰值。
因此，在本发明的上下文中，呼吸机因此在每个时间段dt期间(通常在3到7秒之间)存储(在11处)所有CO2峰值，并从在给定时间段测定的多个峰值(EtCO2_1，EtCO2_2，EtCO2_3，...，EtCO2_x)之中确定最大CO2含量值(Vmax)，如图5所示。
在CPR期间，由患者产生并经过二氧化碳监测仪4的测量分接头的气体中的CO2含量根据胸部按压(CC)的有无而变化。
因此，在换气机的微型鼓风机1吹入空气之后并且只要胸部按压尚未开始，在经导管2一直流到呼吸接口3的气流中就检测不到CO2，呼吸接口3然后将该空气分配给患者P的肺部。
在由第一响应者执行几次胸部按压(CC)之后，由于胸部按压(CC)和放松(Re)的交替通过“模仿”患者P的呼气阶段而产生空气进入和离开患者P的肺部的运动，因此二氧化碳监测仪4在Y形件8处检测到CO2。然后在Y形件8和二氧化碳监测仪4处再次发现富含CO2的呼出空气(参见图6)，并且可以通过二氧化碳监测仪4执行CO2浓度的测量。对应的测量信号被发送到信号处理和控制装置5，在此它们以上述方式被处理，以便确定在每个时间间隔dt内的最大CO2含量值(Vmax)。
最大CO2值(Vmax)是最能代表肺泡CO2的值。事实上，存在于Y形件8和二氧化碳监测仪4处的CO2由于连续和重复的胸部按压而被逐渐“洗掉”，并且在达到该最大值后趋于减少，因为胸部按压因此导致经由患者回路的呼气分支2b(在9处)向大气排放富含CO2的气体。因此，连续的胸部按压(CC)产生不同水平的CO2，最具代表性的水平是峰值或最大值(Vmax)，如图5所示。
在本发明的上下文中，呼吸机因此(在11处)存储两个换气循环之间、也就是说连续的持续时间dt期间的所有最大CO2含量值(Vmax)，从测定的多个最大值确定最大CO2含量值(Vmax)，并在GUI 7的屏幕上显示该最大值(Vmax)。
在给定时间间隔dt期间，该最大值(Vmax)可以被显示为单个数值。也可以显示在若干连续的时间间隔(dt)内连续测量的若干最大值(Vmax)。此外，如果认为有用或需要，也可以以图形表示的形式显示该值，该图形表示示出了在一定时间内、例如在最近2到5分钟内的若干连续的时间间隔(dt)内连续测定的若干最大值(Vmax)，例如，诸如曲线、条形图等图形表示。
根据这些CO2测量值计算的数据允许第一响应者通过反映患者的循环和新陈代谢状态的指标来更好地“控制”CPR，因为在恒定的换气水平下，CPR越有效，通过肺泡-毛细血管膜产生和转移的CO2量越大，因此在二氧化碳监测仪4处可以检测到的CO2量越多。
因此，在恢复自发性心脏活动(RSCA)的情况下，循环突然恢复，因此肺泡CO2的量同时增加，这导致由二氧化碳监测仪4检测到的CO2量以通常大于2的系数大幅增加，如图4所示。从图4实际上可以看出，在CPR期间，etCO2始终低于25KPa，而在自发性心脏活动恢复(RSCA)的情况下，etCO2突然增加到50KPa以上。这可以由第一响应者立即检测到，第一响应者然后可以执行心律分析以便在有效RSCA的情况下停止心脏按摩。
换句话说，在本发明的上下文中，GUI 7在给定时间段(dt)期间显示最大etCO2值的事实允许第一响应者更好地检测RSCA的发生，因为该最大CO2值(Vmax)密切反映肺泡CO2。
事实上已经发现，在本发明的上下文中进行的测试中，连续显示所有CO2测量结果将不会有效，因为心脏按摩本身即使均匀地执行(压力、频率等)，也不可避免地导致从一次胸部按压到另一次胸部按压的二氧化碳监测仪处的CO2含量的显著变化。这可以通过小气道的动态行为或打开/关闭以及在两个机器循环之间的连续胸部按压期间死空间的灌洗的作用来解释。因此，显示所有CO2测量值可能会导致第一响应者出错或者可能在太多信息下“淹没”他，然后他有时会相信会恢复自发的心脏活动，即使这只是假象，或者相反，第一响应者可能没有注意到患者恢复自发性心脏活动(RSCA)，并且当患者处于RSCA阶段时可能继续按摩。在所有情况下，由于瞬时etCO2值的振荡性质(即在每次胸部按压(CC)时)，将单个瞬时值用于预后原因或用于治疗策略的选择是有风险的。
在本发明的上下文中，已经在实际测试中显示，通过在通常为几秒的给定时间段(dt)期间仅显示最高CO2含量值(Vmax)，可以完全克服这些问题。
另外，已经发现，在每次胸部按压时测定的CO2含量可以从一次胸部按压到另一次胸部按压变化很大。这不仅归因于解剖学和器械死空间，而且归因于患者气道的开放程度。考虑到这些因素，最大CO2含量值(Vmax)因此看上去更好地反映了肺泡CO2，因此是RSCA(如果它突然增加)或新的心脏骤停(如果它突然减少)的良好指标，其以更相关的方式立即通知第一响应者。
因此，当第一响应者注意到所显示的CO2值的强劲增长时，他可以由此得出结论：患者处于RSCA阶段，如图4所示，然后可以决定停止心脏按摩以便例如对心律进行分析。
有利地，本发明的呼吸机还可以包括警报装置，该警报装置被设计和编程为当测定的最大CO2值超过或者相反地下降到低于预定或连续计算出的给定值时警告第一响应者等。
特别地，提供声学和/或视觉警报，其在于时刻t测定的最大CO2含量大于阈值时触发，例如：[VmaxCO2]>1.5×[MeanCO2]，其中：
-[VmaxCO2]是在给定持续时间dt期间、例如在2到10秒的持续时间dt内测定的最大CO2含量值，
-[MeanCO2]是在给定时间窗口(FT)(FT>x.dt，其中x≥2)——例如30秒到5分钟或更长时间——中针对若干连续持续时间dt确定的最大CO2含量值[VmaxCO2]的平均值。
类似地，警报可以在CO2浓度突然下降到给定的最小值以下的情况下触发，这可能是患者新的心脏骤停、过度呼吸或患者与机器之间的气体回路闭塞(例如柔性导管被弯曲或挤压并且不再允许气体通过)的迹象。
通常，本发明涉及一种适合在心肺复苏(CPR)期间使用的医用呼吸机，其包括：呼吸气体源1，例如微型鼓风机；用于测量CO2含量的装置4，例如二氧化碳监测仪；信号处理和控制装置5，其接收和处理源自CO2含量测量装置4的CO2含量测量信号；以及GUI 7，其被配置为显示在给定时间段(dt)期间测定的至少一个最大CO2含量值(Vmax)，所述最大CO2含量值(Vmax)是从在所述给定时间段(dt)期间测定的多个CO2含量值之中选择的。
根据本发明的呼吸辅助设备或医用呼吸机特别适合在对心脏骤停的人(即患者)执行心肺复苏(CPR)期间使用，在此背景下根据具有若干压力水平的呼吸循环来将诸如加压空气的呼吸气体供应给所述经历使用交替的胸部按压和放松来进行心脏按摩的人。为了便于由第一救助响应者——例如由医生、护士、消防员或类似人员——进行运输，本发明的呼吸机优选地设置在用于携带它的袋子中。

Claims (14)

1.一种用于在心肺复苏(CPR)期间向患者输送呼吸气体的呼吸辅助设备，包括：
-呼吸气体源(1)，用于在心肺复苏(CPR)期间向所述患者输送呼吸气体，
-CO2含量测量装置(4)，其用于测量CO2含量以便对由所述患者产生的CO2浓度进行测量，并向信号处理和控制装置(5)提供CO2含量测量信号，
-信号处理和控制装置(5)，其被配置为处理源自CO2含量测量装置(4)的CO2含量测量信号，
-至少一个图形用户接口(7)，
其特征在于：
-所述信号处理和控制装置(5)被配置为：
a)处理与在给定时间段(dt)期间由所述CO2含量测量装置(4)执行的测量相对应的CO2含量测量信号，并从中提取多个CO2含量值，
b)从在所述给定时间段(dt)期间测定的多个CO2含量值中选择最大CO2含量值(Vmax)，并且
c)将所述最大CO2含量值(Vmax)传送到所述图形用户接口(7)，
-并且所述图形用户接口(7)被配置为显示所述最大CO2含量值(Vmax)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述信号处理和控制装置(5)包括至少一个微处理器。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述CO2含量测量装置(4)包括二氧化碳监测仪。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述气体导管(2)与呼吸接口(3)、优选地气管内插管、面罩或喉罩流体连通。
5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述CO2含量测量装置(4)：
-布置在所述呼吸接口(3)的上游并紧邻(18)所述呼吸接口(3)，或者
-布置在设备中，连接到位于所述呼吸接口(3)上游并紧邻所述呼吸接口(3)的气体采样部位(18)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述给定时间段(dt)在2到10秒之间，通常为约3到6秒。
7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述CO2含量测量装置(4)被配置为连续地执行测量。
8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，它包括与所述信号处理和控制装置(5)协作的存储装置(8)，以便存储在给定时间段内测定的多个CO2含量值。
9.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，它包括警报装置，该警报装置被配置为在所述最大CO2含量值超过阈值时触发，所述警报装置优选地包括声音或视觉警报。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述图形用户接口(GUI)包括数字屏幕，优选地是触摸屏。
11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述信号处理和控制装置(5)被配置为控制所述呼吸气体源(1)并在连续的呼吸循环中输送呼吸气体。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述呼吸气体源(1)包括电动微型鼓风机。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述图形用户接口(7)被配置为以数值和/或图形表示的形式显示所述最大CO2含量值(Vmax)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述CO2含量测量装置(4)被配置为在连续的时间段(dt)内连续测量CO2浓度。
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