對胸膜腔內壓的無創估計和/或基于對胸膜腔內壓的無創估計的呼吸功的計算的制作方法
【技術領域】
[0001] 下文總體設及確定對象的生理狀態，并且更具體地設及基于無創確定的參數來估 計對象的胸膜腔內壓和/或基于無創估計的對象胸膜腔內壓來計算對象的呼吸功度量。
【背景技術】
[0002] 呼吸功(WOB)被定義為由呼吸肌為了呼吸而做出的努力。當患者被連接到機械通 氣機時，WOB能夠被分為兩個分量：1)呼吸的生理功，其是對抗呼吸系統的阻力壓力和彈性 壓力而被消耗的，W及2)由于呼吸裝置(氣管內管和通氣機)而強加的呼吸功。每次呼吸時 都計算總的WOB并且將所述總的WOB關于潮氣量歸一化W給出焦耳/L。
[0003] 對機械通氣的患者中的WOB的實時測量能夠被用于評估患者是否具備撤離呼吸機 的條件、被用于適當地選擇壓力支持通氣水平、被用于診斷并處置過量的呼吸肌負載、并且 被用于監測并防止呼吸肌疲勞或萎縮。WOB計算的黃金標準是坎貝爾(Campbell)圖，其是通 過繪制對抗胸膜腔內壓的肺容量、形成壓力-體積循環來構建的。被包圍在壓力-體積循環 的吸氣部分和胸壁順應性線內的面積指示W0B。
[0004] 坎貝爾圖是用來基于WOB評估肺力學異常的影響的有效工具，并且其允許將WOB分 成其流量-阻力分量(包括生理的和強加的）和彈性分量。遺憾的是，對胸膜腔內壓的直接測 量是顯著有創的流程。為了構建坎貝爾圖，食道壓力被用作胸膜腔內壓的代用變量。
[0005] 遺憾的是，測量食道壓力并不是無關緊要的任務，并且其要求熟練的操作者進行 對氣囊的正確放置和充氣、操作專用設備并且特別注意避免主要源于患者咳嗽、吞咽W及 屯、源性影響的誤差和偽影。因此，經由坎貝爾圖的對WOB的日常監測還未被接受為在床邊作 為常規臨床實踐，并且采用該圖的商用設備的普及漸漸下降。

【發明內容】

[0006] 本文中所描述的各方面解決W上提及的問題和其他問題。
[0007] W下描述了一種用來無創地確定胸膜腔內壓和/或一個或多個其他參數的方法。 此外，W下描述了一種用來基于無創確定的胸膜腔內壓來確定呼吸功(WOB)值的方法。
[000引在一方面中，一種方法包括:獲取指示對象的無創測得的氣道壓力的第一生理參 數;獲取指示進入所述對象的肺中的無創測得的空氣流量的第二生理參數;并且基于所述 第一生理參數和所述第二生理參數來估計指示所述對象的胸膜腔內壓的第=生理參數并 生成指示所述胸膜腔內壓的信號。
[0009] 在另一方面中，一種方法包括:獲取指示無創估計的對象的胸膜腔內壓的第一生 理參數;確定指示所述對象的肺容量的第二生理參數，所述肺容量基于指示進入所述對象 的肺中的無創測得的空氣流量的第=生理參數;并且基于所述第一生理參數和所述第二生 理參數來確定呼吸功并生成指示所述呼吸功的信號。
[0010] 在另一個方面中，一種生理參數確定裝置包括:參數估計器，其基于對象的無創測 得的氣道壓力和進入所述對象的肺中的無創測得的空氣流量，通過將肺的力學模型擬合到 所述無創測得的氣道壓力和進入肺中的所述無創測得的空氣流量并且通過使所述無創測 得的氣道壓力與預測的氣道壓力之間的殘差的平方和最小化，來估計所述對象的胸膜腔內 壓。所述生理參數確定裝置還包括度量確定器，其基于所估計的胸膜腔內壓和根據進入肺 中的所述空氣流量確定的肺容量來確定坎貝爾圖，并且基于所述坎貝爾圖的壓力-體積循 環和胸壁順應性線內的面積來確定所述對象的呼吸功。
【附圖說明】
[0011] 本發明可W采取各種部件和各部件的布置W及各種步驟和各步驟的安排的形式。 附圖僅出于圖示優選實施例的目的，并且不得被解釋為對本發明的限制。
[0012] 圖1示意性地圖示了與通氣機連接的生理參數確定裝置。
[0013] 圖2示意性地圖示了生理參數確定裝置的范例，包括參數估計器和度量確定器。
[0014] 圖3示出了使用無創確定的胸膜腔內壓而生成的范例坎貝爾圖。
[0015] 圖4圖示了用于無創地估計胸膜腔內壓的力學模型。
[0016] 圖5圖示了與圖5的力學模型等價的、用于無創地估計胸膜腔內壓的電氣模型。
[0017] 圖6示意性地圖示了圖2的生理參數確定裝置的不具有度量確定器的變型。
[0018] 圖7示意性地圖示了圖2的生理參數確定裝置的不具有參數估計器的變型。
[0019] 圖8圖示了如本文所描述地進行估計的、無創估計的胸膜腔內壓和測得的食道壓 力的曲線圖。
[0020] 圖9圖示了如本文所描述地進行估計的、估計的肺阻力的曲線圖。
[0021] 圖10圖示了如本文所描述地進行估計的、估計的肺順應性的曲線圖。
[0022] 圖11示出了經校正的測得的食道壓力和無創估計的胸膜腔內壓。
[0023] 圖12圖示了基于無創估計的胸膜腔內壓的壓力-體積循環，其與基于測得的食道 壓力的壓力一體積循環相結合。
[0024] 圖13圖示了基于無創估計的胸膜腔內壓的壓力-體積循環，其與基于用來移除屯、 源性分量的低通濾波之后的測得的食道壓力的壓力-體積循環相結合。
[0025] 圖14圖示了用于基于無創確定的參數來估計胸膜腔內壓的范例方法。
[0026] 圖15圖示了用于基于無創確定的胸膜腔內壓來確定呼吸功度量的范例方法。
[0027] 圖16示意性地圖示了與化S算法相結合的參數估計器的范例。
【具體實施方式】
[0028] 下文描述了一種用來無創地確定胸膜腔內壓和/或采用所述無創確定的胸膜腔內 壓和/或其它無創確定的胸膜腔內壓來確定對象的呼吸功(WOB)度量的方法。
[0029] 圖1圖示了與通氣機104相結合的生理參數確定裝置102,所述生理參數確定裝置 備選地可W與有創和無創應用相結合。控制器106控制通氣機104。
[0030] 在圖示的實施例中，設備108提供從通氣機104到對象或目標的空氣路徑。在有創 通氣的情況下，設備108能夠是氣管內管、氣管造口術管等，包括"Y"接頭。在無創的情況下， 設備108能夠是鼻面罩、全臉面罩等，包括在通氣機104與面罩之間的任何管道。
[0031] 氣道壓力傳感器112測量氣道處的壓力，并且空氣流量傳感器110測量氣道處的空 氣流量。在有創通氣的情況下，傳感器110和112能夠被連接到設備108的"Y"接頭或其他部 分。在無創通氣的情況下，傳感器110和112能夠被連接到設備108的患者面罩或其它部分。
[0032] 生理參數確定裝置102接收測得的空氣流量和測得的氣道壓力作為輸入，并且包 括參數估計器114和/或度量確定器116中的至少一個，其處理接收到的數據和/或由其導出 的數據，例如指示對象的生理和/或健康狀態的參數和/或度量。
[0033] 參數估計器114處理輸入的測得的空氣流量和氣道壓力，并且基于其來確定一個 或多個參數。如W下更詳細地描述的，參數估計器114基于處理輸入的測得的空氣流量和氣 道壓力來至少估計胸膜腔內壓。其它參數包括但不限于:肺阻力和肺順應性。所估計的胸膜 腔內壓可W被反饋到通氣機控制器106的控制環路W幫助控制通氣機104、基