[发明专利]对通气患者进行呼吸气体监测的方法、布置和计算机程序产品

说明书

技术领域

本公开大体涉及患者监测。更具体而言，本发明涉及监测以机械的方式通气的患者/受检者的呼吸气体水平。被监测的呼吸气体典型地为二氧化碳。

背景技术

二氧化碳(CO₂)(其为细胞新陈代谢的副产物)从细胞扩散到血管系统，并且被静脉循环带到肺部，其中，二氧化碳在肺泡毛细血管膜中扩散，并且从身体中呼出。二氧化碳测定（Capnometry）指的是(非侵入性)测量和显示呼吸气体中的二氧化碳的浓度，而二氧化碳检测计指的是产生呼吸气体的CO₂波形的机器。二氧化碳检测计测量在呼吸结束时呼出的CO₂的浓度，通常被称为呼气末CO₂(ETCO₂)。ETCO₂表示为呼吸气体中的CO₂的比例压力或分压力。正常值介于5%和6%之间，这相当于35-45 mmHg。图1示出正常呼吸的受检者的规则时间二氧化碳描记图，即，ETCO₂波形。时间二氧化碳描记图包括两个基本分段：吸气分段和呼气分段。在呼气的第一部 (时段1)期间，CO₂水平保持为零，因为传感器取样的初始气体将来自所谓的死区。随着呼气继续，CO₂水平升高到上面提到的正常水平，因为来自肺泡的富含CO₂的气体到达传感器(时段2)。在呼气结束时(时段3)，CO₂水平降到零，因为受检者开始吸入不含CO₂的气体。

目前，二氧化碳检测计是例如在麻醉和重症护理中用于监测受检者的CO₂水平的标准工具。这是因为CO₂水平和波形提供快速且可靠的信息，该信息帮助检测和预防多种危急生命的事件，诸如气管的位置异常和代谢系统、心血管系统和呼吸系统的失效。

整个通气可分成两个部分：与肺部的血交换的呼吸气体和不与肺部的血交换的呼吸气体。前者通常被称为肺部通气，而后者通常被称为死区通气。因而死区指的是吸入的但不参与气体交换的呼吸气体。生理死区可分成解剖死区和肺泡死区。解剖死区包括不接触肺的肺泡的、上气道(诸如嘴和气管)中的气体。肺泡死区包括与肺泡接触而没有任何气体交换(即，没有发生任何灌注)的气体。第三种形式的死区通常被称为机械或装备死区。这是由在不参与气体交换的情况下填充机械通气机系统的呼吸回路的气体形成的。

死区趋向于降低ETCO₂读数，因为不参加气体交换的“死”气体/空气与呼出气体混合，并且从而稀释呼出的CO₂。换句话说，解剖死区和装备死区中的所有死区气体在呼气时段开始时通常都未被呼出，但是死区气体的一部分与富含CO₂的呼出气体混合，并且稀释呼出的CO₂。这进而可使与血液气体CO₂浓度相互关联的可靠性恶化，以及导致低估动脉CO₂水平。一般而言，患者越小，死区的影响就越大。在小患者中，通过使用小体积气管内管连接器，以及/或者使用允许从管的末端(而非正规的嘴部传感器)取CO₂样本的特殊气管内管，二氧化碳测定的精度已经提高。

可影响ETCO₂测量的精度以及从而也影响ETCO₂和血液CO₂之间的相互关联的可靠性的另外的因素是呼吸速率。随着呼吸速率提高，吸气和呼气时段缩短，而且呼气时段可变过短，以至于在下一个吸气时段开始之前，无法将所有富含CO₂的气体传送到传感器。这又导致再呼吸，即，呼出的气体与通气系统中的气体混合，而且混合气体中的一些被再次吸入。

因此，ETCO₂测量和血液CO₂估计的精度和可靠性在某些通气条件下可变得受损。如上面论述的那样，当涉及婴儿和高频通气时，ETCO₂测量不准确的风险更大。但是，高频通气(其典型地用来减少肺损伤或预防进一步的肺损伤)可适用于所有年龄段的患者，从新生儿到成年人。

发明内容