CN111556769A - 手动通气方法和*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手动患者通气***，该手动患者通气***包括：呼吸袋，该呼吸袋由临床医生手动压缩以经由患者接口装置对患者通气；气体供应***，该气体供应***以新鲜气体流速向该呼吸袋供应新鲜气体；以及压力传感器，该压力传感器由临床医生在呼吸袋的整个压缩和释放循环中测量Paw；新鲜气体控制器，该新鲜气体控制器包括处理器；和手动通气控制模块，该手动通气控制模块能够由新鲜气体控制器在处理器上执行。手动通气控制模块包括指令，可执行该指令以接收Paw测量值并基于其确定新鲜气体流速。然后控制气体供应***将新鲜气体流速供应到呼吸回路中。

Description

手动通气方法和***
背景技术
本公开整体涉及通气器***及其控制方法，并且更具体地讲，涉及将新鲜气体流动提供到手动通气回路中的手动通气***和方法。
麻醉机被优化成用于使用挥发性麻醉剂液体令患者麻醉。在此类***中，麻醉剂蒸发并以受控方式混合到呼吸气体流中，以提供用于麻醉患者进行外科手术的气体混合物。最常见的挥发性麻醉剂是卤代烃链，诸如氟烷、***、异氟烷、七氟烷和地氟烷。另外，一氧化二氮(N2O)可计数在该组挥发性麻醉剂中，尽管一氧化二氮的高蒸气压导致一氧化二氮在高压气缸中自发蒸发，在该高压气缸中一氧化二氮可与氧气直接混合。一氧化二氮的麻醉效力很少足以麻醉患者，并且因此通常与一种或多种其它挥发剂混合。
被设计成递送挥发性麻醉剂的麻醉机被设计成向患者提供氧气并消除二氧化碳，同时保存麻醉气体。这些目标通常使用再呼吸回路来实现，其中呼出的气体被清洁以去除二氧化碳，并且然后被重新引入到通向患者的吸气肢体中。在此种再呼吸回路中，二氧化碳由二氧化碳吸收器从呼出气体中吸收。在被患者吸入之前，吸入气体被供应附加新鲜气体，诸如与汽化美化剂混合的空气和/或氧气。
除了由麻醉机提供的机械通气之外，麻醉通气还涉及临床医生手动对患者通气的能力。手动通气通常由临床医生挤压并释放呼吸袋来提供，然后该呼吸袋迫使气体循环通过再呼吸回路。该功能通常在麻醉诱导期间以及在使患者撤销麻醉和通气器时被利用，以帮助自发性呼吸和肺复张。赋予了患者呼吸容积的触觉反馈手动通气***的期望性质。当患者呼气容积被收集到手动呼吸袋中时，实现此类反馈。
当前在手动通气中最常用的布置是使呼吸***配备有APL(气道压力限制)阀。APL阀由临床医生设定为APL设置—阀打开以使气体从再呼吸回路中逸出的压力设置。当挤压手动通气袋时，最初将气体容积递送给患者，但当达到APL压力限额时，阀开始将气体从回路排出。阀将形成阻力，并且随着袋被进一步挤压，该容积中的一些将流向患者并且一些容积将通过阀排出。
发明内容
提供本发明内容是为了介绍将在下面的具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容不旨在识别要求保护的主题的关键或必要特征，也不旨在用于帮助限制要求保护的主题的范围。
在一个实施方案中，一种由临床医生在手动通气期间控制新鲜气体流动的方法包括由临床医生在呼吸袋的整个压缩和释放循环中测量患者的患者气道压力(Paw)，其中Paw由对患者通气的呼吸回路中的压力传感器测量。测量的最小Paw是在压缩和释放循环的释放冲程期间确定的，并且与期望的最小Paw进行比较以确定与其的差值。进入呼吸回路的新鲜气体的新鲜气体流速基于Paw以及所测量的最小Paw和期望的最小Paw之间的差值来计算，其中新鲜气体流速可以是恒定流速或在压缩释放循环内改变的流速模式。相应地控制气体供应***，以针对压缩和释放循环的至少一部分供应新鲜气体流速。
在一个实施方案中，手动患者通气***包括：呼吸袋，该呼吸袋由临床医生手动压缩以经由患者接口装置对患者通气；气体供应***，该气体供应***以新鲜气体流速向呼吸袋供应新鲜气体；以及压力传感器，该压力传感器由临床医生在呼吸袋的整个压缩和释放循环中测量Paw；新鲜气体控制器，该新鲜气体控制器包括处理器；和手动通气控制模块，该手动通气控制模块能够由新鲜气体控制器在处理器上执行。手动通气控制模块包括指令，可执行该指令以接收Paw测量值并基于其确定新鲜气体流速。然后控制气体供应***将新鲜气体流速供应到呼吸回路中。
从以下结合附图的描述中，本发明的各种其它特征、目的和优点将变得显而易见。
附图说明
参考以下附图描述本公开。
图1是提供手动患者通气的示例性患者通气***的示意图。
图2是用于由临床医生在手动通气期间控制进入手动通气回路的新鲜气体流动的示例性新鲜气体控制器的示意图。
图3是描绘在手动通气期间控制新鲜气体流动的示例性方法的步骤的流程图。
图4是例示手动通气期间新鲜气体流动控制的各种场景的曲线图。
图5和图6A至图6B是描绘在手动通气期间控制新鲜气体流动的另一示例性方法或其一部分的步骤的流程图。
具体实施方式
通过在相关领域中的其经验、实验和研究，本发明人已经认识到，当前手动通气***将新鲜气体流动提供到再呼吸通气回路中的一个问题是，新鲜气体以恒定速率提供，而不管通气回路中的压力和/或患者的通气状态如何。由于通气流动和压力基于临床医生的手动输入(即，临床医生手动压缩和释放呼吸袋)的事实，手动通气自动发生变化。此外，***中的压力变化是由APL阀释放气体引起的，其中将根据超过APL设置的量以及临床医生在呼吸袋的压缩冲程期间的时间长度而将变化量的气体从***释放出来。因此，当前手动通气回路内的压力循环时常波动并且难以控制，从而需要临床医生进行显著的手动干预和压力调整。例如，当***内的残余压力开始变得过高时，临床医生必须将气体排出***。临床医生可通过例如使面罩与患者的面部产生间隙以允许气体逸出或通过手动打开阀以允许气体逸出来从***中排出压力。例如，临床医生可压缩呼吸袋以达到APL阀设置，以便通过APL阀释放气体，这样做的前提条件是APL阀被适当地设定。在某些示例中，临床医生可以暂时将APL设置减小到低于回路中的当前压力，以便打开APL阀并通过其排出气体，然后一旦压力充分减小，就使APL阀返回到正常APL设置。另选地或除此之外，临床医生可以手动调节进入***的新鲜气体流速。
此外，本发明人已经认识到，期望能够在手动通气期间向患者递送呼气末正压通气(PEEP)，这在当前手动通气回路中是不可能的，因为无法进行足够的压力控制。
鉴于现有技术***的前述挑战和缺点，本发明人开发了所公开的***，该***基于所测量的患者气道压力(Paw)来调节进入手动通气***的新鲜气体流速。在具有由新鲜气体控制器提供的自动化电子新鲜气体控制的***中，控制器从压力传感器(该压力传感器被定位成测量患者气道压力)接收Paw测量值，并且自动计算并实现一定的新鲜气体流速，以便在呼吸循环的呼气部分期间保持期望的最小Paw。新鲜气体流速可以针对压缩释放循环中的一些或全部为稳定、恒定的流速，或可以在整个压缩和释放循环中为不断变化的流速。因此，所公开的***和方法使得能够提供和自动保持PEEP，这是期望的并且为某些患者提供优异的通气。
此外，所公开的方法和***通过使新鲜气体流速与临床医生的压缩活动同步来向患者自动提供更一致的通气。在某些实施方案中，新鲜气体控制器可被进一步配置为学习临床医生的压缩模式并自动补偿通过APL阀的预期气体损失。在此类实施方案中，与临床医生的预期压缩模式相比，***针对临床医生的活动变化进行自动调节，从而考虑到人为控制的不规则性。即，本发明人已经认识到，临床医生通常落入特定的压缩和释放模式，包括由临床医生在呼吸袋上的压缩力模式引起的成模式化的压缩力和压力变化率。然而，本发明人还已经认识到，临床医生并不总是针对所有压缩冲程重复此类模式(尽管是频繁的)，并且不同的临床医生可提供不同的压缩和释放模式。此外，一些临床医生可能根本不施用一致的模式，并且因此压力调整可需要持续自动调节新鲜气体流速。
图1是描绘被配置为提供手动呼吸回路的通气***1的一个实施方案的示意图。环形呼吸回路3由吸气分支2a和呼气分支2b形成，该吸气分支将通气气体带至患者，该呼气分支将来自患者的呼出的气体递送回***中。呼吸回路在患者接口装置5处连接到患者，该患者接口装置可以是连接到患者的呼吸***以便从其递送和去除呼吸气体的任何装置。在示例性实施方案中，患者接口装置5可以是呼吸面罩、插管或用于可密封地连接到患者的上气道以便提供闭合的呼吸回路3的其它装置。患者呼出的气体富含二氧化碳(CO2)，并且包含麻醉产品。期望回收和再循环呼吸气体，以便保持和再利用麻醉剂；然而，再循环呼出的气体需要去除CO2。因此，呼吸回路3包括吸收器6，该吸收器定位在该呼吸回路中以从其中捕集并去除二氧化碳。在所描绘的实施方案中，吸收器6被定位在吸气分支2a内，经由患者接口装置5将气体递送至患者。然而，在其它实施方案中，吸收器6可被放置在回路中的其它地方，诸如被放置在呼气分支2b中或被放置在吸气分支和呼气分支两者中。
吸气分支2a和呼气分支2b配备有APL阀16，如上所述，该APL阀在一定压力值下打开，以便在吸气循环期间释放过量气体并消除任何过压，因为过压可能对患者有害。另外，吸气分支2a和呼气分支2b配备有止回阀8和9，该止回阀在围绕呼吸回路3的期望方向上控制气体流动。为了提供一个示例，止回阀8和9可以是单向阀，该单向阀被布置成仅允许沿一个方向(朝向吸气分支2a中的患者和背离呼气分支2b中的患者)流动。
提供手动呼吸袋10以允许临床医生控制通过呼吸回路3的气体流动。即，呼吸袋10的压缩迫使通气气体通过吸气分支2a到达患者，并且呼吸袋10的释放允许呼吸袋在患者的胸部和肺部的收缩迫使气体通过呼气分支2b从患者朝向呼吸袋10呼出时填充。因此，呼吸袋10的压缩和释放循环控制患者的通气，其中压缩冲程向患者提供呼吸，并且释放冲程允许呼出的气体从患者呼出。呼吸袋经由管线11连接到呼吸回路3。在所描绘的示例中，患者通气***1处于手动模式，其中开关4被布置在呼吸袋10与吸气分支2a和呼气分支2b之间。开关4被布置成使得能够在手动模式和机械通气模式之间切换，在该手动模式下呼吸袋10和管线11连接，在该机械通气模式下机械通气器13经由管线15连接到吸气分支2a和呼气分支2b。机械通气模式与手动通气模式之间的切换可以通过任何数量的开关4和/或开关控制装置(包括手动或电动控制的机械开关)来执行。
该***还包括新鲜气体控制器20，该新鲜气体控制器控制向患者供应呼吸气体的气体供应***18。气体供应***18供应新鲜气体，该新鲜气体可包括空气、O2和/或挥发性麻醉剂。在所描绘的实施方案中，气体供应***18连接至止回阀8上游的吸气分支2a处。因此，当止回阀8在呼吸循环的呼气部分或释放冲程期间关闭时，由气体供应***18供应的新鲜气体朝向呼吸袋10流动以与使呼吸袋10充气的呼出的气体混合。压力传感器14被定位在呼吸回路内以便测量Paw。来自压力传感器14的压力测量值被提供给新鲜气体控制器20，该新鲜气体控制器利用压力测量值来相应地控制气体供应***18。在某些实施方案中，开关4可以由新鲜气体控制器20控制，以便切换至手动通气模式。在其它实施方案中，开关4内的传感器可以向新鲜气体控制器20提供关于其状态的信息。在其它实施方案中，开关4可以是简单的手动开关，该手动开关没有与新鲜气体控制器20进行电子通信。在此类实施方案中，新鲜气体控制器20可以从临床医生接收(诸如经由用于麻醉***的用户界面)关于切换至手动模式的信息。
图2是示例性新鲜气体控制器的示意图，该新鲜气体控制器在该示例中包括处理***206，该处理***包括处理器21和具有软件202的存储***204，该软件包括手动通气控制模块22。手动通气控制模块22包括计算机可执行指令，该计算机可执行指令在由处理***206执行时向气体供应***18提供控制指令，以便控制进入手动控制的呼吸回路3的新鲜气体的流速。具体地，手动通气控制模块22被配置为接收由压力传感器14测量的Paw测量值30，并相应地计算新鲜气体流速。在某些实施方案中，手动通气控制模块22还可以接收PEEP设置32，诸如由用户设定的压力值，以将释放冲程期间的最小压力限制为PEEP设置32的值。
图3描绘出了在由临床医生施用的手动通气期间控制新鲜气体流速的一种示例性方法80或其一部分。在步骤82处接收启动通气模式的输入。在各种实施方案中，输入可以经由用户界面来自临床医生，并且/或者可以是来自开关4中的传感器的输入，该传感器感测开关4移动到将呼吸袋10连接至呼吸回路3的位置。如果临床医生提供任何PEEP设置，则还在步骤83处接收PEEP设置。在某些实施方案中，***1可被配置为提供默认期望的最小Paw，该默认期望的最小Paw可为例如大气压或者与周围压力等同。在***1能够提供PEEP的实施方案中，PEEP设置32可例如由临床医生经由***1的用户界面提供。在***1的PEEP设置32在以机械通气模式操作时已经提供的示例中，相同的PEEP设置可以自动沿用并由手动通气控制模块22利用，以便确定新鲜气体流速36。如果提供了PEEP设置32，则在步骤85处基于PEEP设置32确定期望的最小Paw。例如，可将期望的最小Paw设定为等于PEEP设置值。在某些实施方案中，也可确定触发压力(诸如基于PEEP设置32和/或期望的最小Paw)，这将相对于图4更详细地解释。
在开始手动通气模式时，在步骤84处开始新鲜气体流动，以初始流速提供该新鲜气体流动。初始流速可以是默认设置，或者可以基于从机械通气控制模块沿用的患者信息或操作历史。在步骤86处，针对至少一个压缩和释放循环测量Paw 30。在步骤88处，基于压缩和释放循环内的Paw测量值来确定测量的最小Paw。在某些实施方案中，可对Paw测量值进行滤波以去除噪声，并且可基于滤波后的数据来确定测量的最小Paw。另选地或除此之外，测量的最小Paw可以被确定为在释放冲程RS结束或患者呼气时预定数量的压力样本的均值或平均值。
测量的最小Paw表示患者的气道中的低压力点，该低压力点理想地保持在期望的最小Paw(诸如PEEP设置)。执行步骤90以确定测量的最小Paw是否近似等于期望的最小Paw，诸如测量的最小Paw是否在期望的最小Paw的预定范围内。如果测量的最小Paw小于期望的最小Paw至少预定量，则在步骤92处增加新鲜气体流速36。例如，手动通气控制模块22可以被配置为计算新鲜气体流速36的增加量，该增加量与测量的最小Paw与期望的最小Paw之间的差值成比例。在其它实施方案中，新鲜气体流速36可增加预定量。无论哪种方式，都可以递增地增加新鲜气体流速36，以使测量的最小Paw在若干个压缩和释放循环内达到期望的最小Paw(诸如PEEP设置P1)，而不会使呼吸回路过度加压。
另一方面，如果测量的最小Paw大于期望的最小Paw至少预定量，则执行步骤93以立即最小化新鲜气体流速36。在这种情况下，***内的残余压力过高并且需要去除气体，使得可以向患者提供完全吸气和呼气循环。如上所述，此类去除由临床医生执行，诸如通过使气体从患者接口装置5逸出(例如，使呼吸面罩稍微远离患者的面部产生间隙)或通过释放阀(例如，通过将呼吸袋压缩至APL阀设置以通过APL阀释放气体和/或将APL阀16的APL设置暂时降低至低于测量的最小Paw)，以从呼吸回路3中去除气体并降低其中的压力。最小化的气体流速可为设定值，该设定值提供向患者递送所需气体(诸如递送所需量的麻醉剂)所需的最少新鲜气体。在某些实施方案中，最小新鲜气体流速可以为零，在其它实施方案中，最小新鲜气体流速可以大于零，但仍为基本上不影响呼吸回路3内的压力的低值。仅为了提供一个示例，最小新鲜气体流速可为1升/分钟。此种最小新鲜气体流速可以补偿从呼吸回路损失的气体(例如，在面罩周围不具有紧密密封)，以及将至少一些麻醉剂提供到呼吸回路中。在步骤95处，保持最小新鲜气体流速，直到测量的Paw小于或等于期望的最小Paw，以便不会不必要地增加呼吸回路3内的压力。
如果在步骤90处测量的最小Paw在期望的最小Paw的预定范围内，则在步骤94处保持新鲜气体流速。换句话讲，保持为最近的Paw循环(其中测量的最小Paw大约等于期望的最小Paw)提供的新鲜气体流速用于后续的压缩和释放循环。然后该方法返回到步骤86，其中针对后续的压缩和释放循环测量Paw，并且重复流速评估。
在某些实施方案中，初始流速和/或修改的流速可以包括在供应新鲜气体流动的压缩和释放循环期间调节周期。在某些实施方案中，初始和/或经调节的新鲜气体流速可以为整个循环中的恒定流速。在其它实施方案中，可以仅为压缩和释放循环的一部分提供新鲜气体流动。例如，可以在压缩循环期间提供新鲜气体流动(即，以替换通过APL阀放出的气体)，但可以在释放冲程RS期间将其减小或最小化。参见图4，例如，可以根据曲线图的流速部分中的线42提供新鲜气体流速，其对应于曲线图的压力部分中的线41处表示的初始Paw循环。
由线42表示的流速模式提供最小流速，直到在启动压缩冲程时达到阈值压力(诸如触发压力P2)。在该示例中，在线42和48处提供的是稳定的流速值；然而，应当理解，由手动通气控制模块22确定的流速36和流速模式在整个压缩和释放循环中可以是变化的流动。在某些实施方案中，图4中例示为P2的触发压力基于期望的最小Paw来计算，该期望的最小Paw可以为PEEP设置。例如，触发压力可以被确定为大于PEEP设置的预定压力量，或者被确定为大于PEEP设置的百分比压力量。在所描绘的示例中，线41处表示的初始Paw循环在时间t2处与触发压力P2相交。因此，如线42所示，新鲜气体流速36在时间t2处增加至流速F1，其在该示例中为初始流速和流动模式。在所描绘的示例中，提供初始流速F1直到时间t7，该时间是在检测到测量的Paw达到PEEP设置P1时。在其它实施方案中，可以仅在压缩冲程CS期间提供初始流速，并且因此在检测到释放冲程RS时使初始流速最小化。例如，当测量的Paw诸如从峰值Paw P5减小预定量时，可以检测到释放冲程的启动。在所描绘的示例中，在压力P4下检测释放冲程RS，该压力为低于峰值Paw P5的预定压力量或压力百分比并且发生在时间t6处。在其它实施方案中，在检测到触发压力P2之后，可以将初始流速保持预定时间量。
在所描绘的实施方案中，线41处表示的初始Paw循环增加到峰值压力P5，该峰值压力是APL设置。测量的Paw保持在该峰值压力P5处，直到呼吸袋被释放，因为APL阀16正在排放过量气体以便保持该峰值压力P5。然后，在释放冲程RS期间，压力下降到零或大气压。因为新鲜气体被连续地添加到***中，所以压力在释放冲程RS期间缓慢回升，最终在时间t7处达到期望的最小Paw或PEEP设置P1。在那时，关闭或最小化新鲜气体的初始流速。
手动通气控制模块22调节新鲜气体流速36和/或提供流速的时间段，以便针对下一个压缩和释放循环将测量的最小Paw朝向PEEP设置增加。例如，新鲜气体流速36可以在压缩循环期间增加，以便更好地补偿通过APL阀16损失的气体。然后将测量的最小Paw与PEEP设置P1进行比较，并调节流速，直到测量的最小Paw始终在PEEP设置P1的范围内。图4的线44描绘了此种Paw循环。在某些实施方案中，手动通气控制模块22可以确定表示与医师一致的压缩和释放循环相关联的一致的Paw循环的Paw模式，并且其中使添加到***中的新鲜气体的量平衡，使得测量的最小Paw一致地悬停在期望的最小Paw周围。与该Paw模式44相关联的新鲜气体的示例性流动模式在曲线图的流速部分上的线45处表示，其中新鲜气体流速F2在时间t1处(当Paw与触发压力P2相交时)开始并且继续，直到测量的Paw在PEEP设置P1的范围内。
然后，只要临床医生的压缩和释放循环保持一致，就可以一致地重复与Paw模式相关联的流动模式，以便保持Paw模式。例如，一旦测量的最小Paw保持在期望的最小Paw的预定范围内，就可以确定Paw模式44，诸如图3中的点A所示。在某些实施方案中，手动通气控制模块22可以被配置为需要预定数量的压缩和释放循环，其中在确定Paw模式44和对应的流动模式45之前，测量的最小Paw保持在期望的最小Paw的范围内。一旦确定，就连续监测测量的Paw 30，以确保其不偏离Paw模式44超过预定量，此时可需要将流速调节成远离流动模式以便补偿Paw的变化。
图5描绘了在手动通气期间控制新鲜气体流动的方法80的一个实施方案，并且具体地，描绘了此种方法的一部分，其中确定了Paw模式44并且监测测量的Paw 30以检测与Paw模式44的偏差并相应地调节流速。在步骤100处执行指令，以基于现有的Paw测量值确定Paw模式44。Paw模式44是表示压缩和释放循环的一系列压力值和/或压力变化率。在步骤102处，将Paw模式的测量最小Paw与期望的最小Paw进行比较，以评估Paw模式是否表示保持临床医生正在执行的压缩和释放模式的期望的最小压力的气体流动模式。例如，如果测量的最小Paw不在期望的最小Paw的预定范围内，则执行步骤104来调节流速，以使测量的最小Paw朝向期望的最小Paw。一旦在释放冲程RS中识别到一致地恢复到期望的最小Paw的Paw模式，就在步骤106处确定流速模式。例如，流速模式45可以是先前施加的模式，从而允许保持在图4的线44处表示的期望的Paw循环。
在步骤108处，控制气体供应***以在后续的压缩和释放循环期间供应流速模式45。在步骤110处测量Paw，诸如以预定采样速率采样。在步骤112处，将测量的Paw 30与Paw模式进行比较以评估一致性。例如，可执行指令以确定测量的Paw 30是否与Paw模式相差超过预定量。另选地或除此之外，手动通气控制模块22可以包括将测量的Paw 30的变化率与Paw模式44的模型变化率进行比较的指令。如果未检测到显著变化，则该方法返回到步骤108，并继续供应流速模式，并在整个压缩和释放循环中监测Paw，以确保测量的Paw遵循Paw模式。如果测量的Paw偏离Paw模式的量大于预定量，则在步骤114处计算经调节的流速。例如，可基于测量的Paw 30与Paw模式44的对应部分之间的差值来计算经调节的流速。例如，如果测量的Paw与Paw模式偏离的程度刚好略大于预定量，则可以进行微调以略微降低流速。另一方面，如果测量的Paw与Paw模式显著不同，则可以将流速显著降低或甚至最小化。在步骤116处，控制气体供应***以供应经调节的新鲜气体流速36。
手动通气控制模块22返回到步骤110以重新测量Paw并将其与Paw模式进行比较。一旦测量的Paw 30以Paw模式44返回轨迹，***就可以恢复到利用流速模式45来控制新鲜气体流速36。在某些实施方案中，手动通气控制模块22可以包括一旦检测到偏差就评估Paw模式是否仍然适用或是否应该建立新的Paw模式的逻辑。
图4示出了测量的Paw 30不同于Paw模式44的示例性场景。线47示出了测量的Paw循环，其中呼吸袋10未被临床医生充分压缩。因此，该特定Paw循环的峰值Paw P3显著低于Paw模式44的峰值Paw P5。由于峰值Paw P3未达到APL设置，因此气体不会从***中被释放出来。流速线48表示在此种情况下可由***1执行的示例性流速序列。线47处表示的Paw循环开始遵循线44处表示的Paw模式。因此，最初遵循线45处表示的流动模式，这增加了Paw与触发压力P2相交的时间t1处的新鲜气体流速。然而，线47的测量的Paw快速开始偏离线44的Paw模式。在时间t3处，线47的Paw模式与Paw模式相差预定量。在某些示例中，用于确定测量的Paw 30和Paw模式之间的实质差值的阈值可以进一步需要检测最少数量的Paw测量值30的预定差值，从而减少噪声的错误影响。
手动通气控制模块22基于偏差计算经调节的流速，并且应用该经调节的流速，该经调节的流速在线48a处表示。新鲜气体流速的初始降低试图避免向***中添加过多的气体。在时间t4处，手动通气模块22检测释放循环RS的启动，诸如通过检测测量的Paw已经减小了阈值量。因此，再次调节新鲜气体流速以考虑在该压缩和释放循环期间将没有气体通过APL阀释放的事实。使新鲜气体流速最小化，如线48b所示，并且在时间t5、t6和t7内保持最小化，因为测量的最小Paw从未达到PEEP设置P2。例如，在时间t5处，Paw循环朝向远高于PEEP设置P2的测量的最小Paw值平稳。然后，手动通气控制模块22可以确定***被过度加压，并且等待直到测量的Paw 30减小到等于或低于PEEP设置P1(这可以例如通过临床医生将呼吸袋10压缩超过APL阀设置来实现)。在那时，然后手动通气模块22可以改良新鲜气体流速，直到达到正确的平衡，在该平衡中测量的最小Paw再次等于期望的最小Paw。
图6A和图6B描绘了用于确定Paw模式的示例性方法。在第一示例中，在步骤120处测量第一Paw循环，并且在步骤122处测量第二Paw循环。执行步骤124以确定第一Paw循环和第二Paw循环是否在彼此的预定范围内，诸如通过压缩冲程和释放冲程的值是否对准并且偏差不超过预定范围。在某些实施方案中，可以在进行比较之前对Paw循环进行滤波以去除噪声。如果第一Paw循环和第二Paw循环大致相等，则在步骤126处确定Paw模式。例如，Paw模式可以是第一Paw循环和第二Paw循环的平均值，或者可以仅仅是第一Paw循环或第二Paw循环中的选定Paw循环。
图6B示出了可以执行以确定Paw模式的其它示例性步骤。在步骤130处，对于两个或更多个压缩和释放循环中的每一个，确定测量的峰值Paw和测量的峰值Paw的时间，以及测量的最小Paw和测量的最小Paw的时间。执行步骤132以确定这些值是否满足至少两个循环的一致性阈值。如果满足的话，则在步骤134处至少基于前述循环值来确定Paw模式。
此外，不管是通过图6A所示的方法、图6B所示的方法还是两者的组合来确定，Paw模式可以进一步包括附加信息，诸如压缩和释放循环期间的Paw模式的导数或变化率。然后可以通过将测量的Paw的变化率与Paw模式的变化率的对应部分进行比较，使用此类信息来评估测量的Paw是否与Paw模式一致。
图2是具有手动通气控制模块22的示例性新鲜气体控制器20的示意性***图，可执行该手动通气控制模块以基于测量的Paw 30确定新鲜气体流速36。新鲜气体控制器20一般是计算***，该计算***包括处理***206、存储***204、软件202和通信接口208。处理***206从存储***204加载并且执行软件202，该软件包括手动通气控制模块22，该手动通气控制模块是软件202内的一个应用程序。软件模块22包括计算机可读指令，该计算机可读指令在由新鲜气体控制器20(包括处理***206)执行时引导处理***206如本文进一步详述的那样操作。
处理***206包括处理器21，该处理器可以是微处理器、通用中央处理单元、专用处理器、微控制器或任何其它类型的基于逻辑的装置。处理***206还可以包括从存储***204检索和执行软件202的电路。处理***206可在单个处理装置内实现，但也可分布在多个处理装置或子***中，这些处理装置或子***在执行程序指令时协作。
尽管如图2所描绘的新鲜气体控制器20包括包封一个手动通气控制模块22的一个软件202，但应当理解，具有一个或多个模块的一个或多个软件元件可以提供相同的操作。类似地，虽然本文提供的描述涉及新鲜气体控制器20和处理***206，但是应当认识到，可以使用一个或多个处理器来执行这些***的实施方式，这些处理器可以通信连接，并且这些实施方式被认为在描述的范围内。
存储***204可以包括可由处理***206读取并能够存储软件202的任何存储介质或存储介质组。存储***204可以包括以用于存储信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质，所述信息诸如是计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据。存储***204可以实现为单个存储装置，但是也可以在多个存储装置或子***上实现。存储***204还可包括附加元件，诸如能够与处理***206通信的控制器。
存储介质的示例包括随机存取存储器、只读存储器、光盘、闪存存储器、虚拟存储器和非虚拟存储器、磁组、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备，或可用于存储所需信息并可以由指令执行***访问的任何其它介质，以及它们的任何组合或变型，或任何其它类型的存储介质。同样，存储介质可以与处理***206一起本地容纳，或者可以分布在一个或多个服务器中，这些服务器可以位于多个位置并联网，诸如在云计算应用和***中。在一些实施方式中，存储介质可以是非暂时性存储介质。在一些实施方式中，存储介质的至少一部分可以是暂时性的。
通信接口208交接在新鲜气体控制器20内的元件和外部装置(诸如压力传感器14和气体供应***18)之间，以便执行本文所述的功能。
该书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够执行和使用本发明。为了简洁、清楚和易于理解而使用了某些术语。除了现有技术的要求之外，不应从中推断出不必要的限制，因为此类术语仅用于描述目的并且旨在被广义地理解。本发明的专利范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有与权利要求书的字面语言没有不同的特征或结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差别的等效特征或结构元件，则这些其它示例旨在在权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种由临床医生在手动通气期间控制新鲜气体流动的方法，所述方法包括：
由所述临床医生在呼吸袋的整个压缩和释放循环中测量患者的患者气道压力(Paw)，其中所述Paw由对所述患者通气的呼吸回路中的压力传感器测量；
确定在所述压缩和释放循环的释放冲程期间测量的最小Paw；
确定所述测量的最小Paw与期望的最小Paw之间的差值；
基于所述Paw以及所述测量的最小Paw与所述期望的最小Paw之间的所述差值来计算进入所述呼吸回路的新鲜气体的新鲜气体流速；以及
控制气体供应***针对所述压缩和释放循环的至少一部分以所述新鲜气体流速供应新鲜气体。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述期望的最小Paw确定触发压力；以及
在所述压缩和释放循环的压缩冲程期间，在以所述新鲜气体流速供应所述新鲜气体之前，检测所述Paw超过所述触发压力。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括接收PEEP设置并将所述PEEP设置用作所述期望的最小Paw。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述触发压力是大于所述PEEP设置的预定压力量和大于所述PEEP设置的百分比压力量中的一者。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：
如果所述测量的最小Paw在所述PEEP设置的预定范围内，则在后续压缩冲程期间供应所述新鲜气体流速；
如果所述测量的最小Paw小于所述PEEP设置的所述预定范围，则在所述后续压缩冲程期间增加所述新鲜气体流速；以及
如果所述测量的最小Paw大于所述PEEP设置的所述预定范围，则立即最小化所述新鲜气体流速。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括在检测到所述释放冲程的所述启动时降低所述新鲜气体流速。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述释放冲程的所述启动被检测为所测量的患者气道压力的阈值减小。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：
确定所述压缩和释放循环期间所述Paw的变化率；
其中所述新鲜气体流速进一步基于所述Paw的所述变化率来确定。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：
基于在两个或更多个压缩和释放循环内的所测量的Paw来确定Paw模式；
基于所述Paw模式确定用于将所述新鲜气体递送到所述呼吸回路中的流速模式；以及
基于所述流速模式控制所述气体供应***在后续的压缩和释放循环内将新鲜气体供应到所述呼吸回路中。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
检测在所述后续压力和释放循环期间测量的Paw与所述Paw模式相差至少预定量；
基于所测量的Paw与所述Paw模式之间的差值来计算经调节的新鲜气体流速；以及
控制所述气体供应***供应所述经调节的新鲜气体流速。
11.根据权利要求10所述的方法，其中检测在所述后续压力和释放循环期间测量的所述Paw不同于所述Paw模式的所述步骤包括检测所测量的Paw的变化率与所述Paw模式的对应部分的变化率相差超过预定量。
12.根据权利要求9所述的方法，还包括：
确定第一压缩和释放循环内的第一Paw循环，并且确定第二压缩和释放循环内的至少第二Paw循环；并且
其中所述Paw模式至少基于所述第一Paw循环和所述第二Paw循环来确定。
13.根据权利要求12所述的方法，还包括在确定所述Paw模式之前确定所述第一Paw循环和所述至少所述第二Paw循环相差小于预定量。
14.根据权利要求9所述的方法，还包括：
确定测量的峰值Paw、所述测量的峰值Paw出现的峰值时间和所述测量的最小Paw出现的最小时间；并且
其中所述Paw模式基于所述两个或更多个压缩和释放循环内的所述测量的峰值Paw、所述峰值时间、所述测量的最小Paw以及所述最小时间来确定。
15.一种手动患者通气***，所述手动患者通气***包括：
呼吸袋，所述呼吸袋由临床医生手动压缩以经由患者接口装置对患者通气；
气体供应***，所述气体供应***以新鲜气体流速向所述呼吸袋供应新鲜气体；
压力传感器，所述压力传感器由所述临床医生在所述呼吸袋的整个压缩和释放循环中测量患者气道压力(Paw)；
新鲜气体控制器，所述新鲜气体控制器包括处理器；
手动通气控制模块，所述手动通气控制模块能够由所述新鲜气体控制器在所述处理器上执行，所述手动通气控制模块被配置为：
接收所述Paw测量值；
基于所述Paw测量值中的一个或多个确定新鲜气体流速；以及
控制所述气体供应***针对所述压缩和释放循环的至少一部分以所述新鲜气体流速将所述新鲜气体供应到所述呼吸回路中。
16.根据权利要求15所述的***，其中所述手动通气控制模块被进一步配置为：
确定在所述压缩和释放循环的释放冲程期间测量的最小Paw；
确定所述测量的最小Paw与期望的最小Paw之间的差值；以及
基于所述Paw以及所述测量的最小Paw与所述期望的最小Paw之间的所述差值来计算进入所述呼吸回路的新鲜气体的新鲜气体流速。
17.根据权利要求16所述的***，其中所述期望的最小Paw为PEEP设置。
18.根据权利要求17所述的***，其中所述手动通气控制模块被进一步配置为：
如果所述测量的最小Paw在所述PEEP设置的预定范围内，则在后续压缩冲程期间供应在上一压缩冲程中供应的所述新鲜气体流速；
如果所述测量的最小Paw小于所述PEEP设置的所述预定范围，则与所述上一压缩冲程中供应的所述新鲜气体流速相比，在所述后续压缩冲程期间增加所述新鲜气体流速；以及
如果所述测量的最小Paw大于所述PEEP设置的所述预定范围，则立即最小化所述新鲜气体流速。
19.根据权利要求15所述的***，其中所述手动通气控制模块被进一步配置为：
基于在两个或更多个压缩和释放循环内的所测量的Paw来确定Paw模式；
基于所述Paw模式确定用于将所述新鲜气体递送到所述呼吸回路中的流速模式；以及
基于所述流速模式控制所述气体供应***在后续的压缩和释放循环内将新鲜气体供应到所述呼吸回路中。
20.根据权利要求19所述的***，其中所述手动通气控制模块被进一步配置为：
检测在所述后续压力和释放循环期间测量的所述Paw不同于所述Paw模式；
基于所测量的Paw和所述Paw模式之间的差值来计算经调节的新鲜气体流速；
控制所述气体供应***供应所述经调节的新鲜气体流速。
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