[发明专利]用于连续和无创地确定有效肺容量和心输出量的方法

权利要求书

1.一种无创方法，用于确定与对象的有效肺容量、心输出量和/或静脉血的二氧化碳含量相关的至少一个生理学参数，所述方法包括以下步骤：

在呼吸周期序列期间，

-至少测量由所述对象呼出的呼出气体的呼出流量，以及

-测量所述呼出气体的二氧化碳含量，

其特征在于所述方法还包括以下步骤：

-针对所述呼吸周期序列中的每个呼吸周期，基于所测量的呼出流量和二氧化碳含量，确定与所述对象的肺泡二氧化碳分数相关的第一参数、与所述对象的动脉血的二氧化碳含量相关的第二参数以及与所述对象的二氧化碳排出量相关的第三参数，以及

-针对所述呼吸周期序列中的每个呼吸周期，将所确定的所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数的值代入二氧化碳动力学方程，以形成超定方程组，并且通过为所述超定方程组求解近似解来确定所述至少一个生理学参数，

其中确定所述至少一个生理学参数的步骤涉及基于所述呼吸周期序列中的所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数的相关性，同时确定与所述对象的有效肺容量相关的生理学参数以及与所述对象的心输出量相关的生理学参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定所述至少一个生理学参数的步骤涉及基于所述相关性同时确定与所述对象的有效肺容量相关的生理学参数、与所述对象的心输出量相关的生理学参数以及与所述对象的静脉血的二氧化碳含量相关的生理学参数。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述二氧化碳动力学方程描述了与对象的有效肺容量、心输出量、静脉血的二氧化碳含量、肺泡二氧化碳分数、动脉血的二氧化碳含量和二氧化碳排出量相关的参数之间的关系。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述二氧化碳动力学方程是：

V·ΔF_ACO₂＝Δt·Q·(CvCO₂-CaCO₂)-VTCO₂，

其中，V是所述呼吸周期期间的有效肺容量，ΔF_ACO₂是所述呼吸周期期间肺泡二氧化碳的容积率的变化，Δt是所述呼吸周期的持续时间，Q是所述呼吸周期期间的有效肺毛细管血流量，CvCO₂是所述呼吸周期期间静脉血的二氧化碳含量，CaCO₂是所述呼吸周期期间动脉血的二氧化碳含量，以及VTCO₂是所述呼吸周期期间二氧化碳的一次呼吸排出量。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，针对每个呼吸周期，通过按每次呼吸利用在所述呼吸周期序列中的最近的呼吸周期期间所获得的所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数的值来替换在最早的呼吸周期期间所获得的所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数的值，来确定所述至少一个生理学参数。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，确定了与所述对象的有效肺容量相关的至少一个生理学参数，所述方法还包括以下步骤：

-还测量由所述对象吸入的吸入气体的吸入流量；

-根据所测量的吸入流量和呼出流量计算每个呼吸周期中的吸入气体体积与呼出气体体积的差，以及

-基于所确定的生理学参数和所述差确定所述对象的当前有效肺容量的更新值。

7.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：在确定所述至少一个生理学参数之前，使用用于确定至少一个所述生理学参数的另一方法来获得包括至少一个所述生理学参数的至少一个值的先验信息，并且在所述至少一个生理学参数的确定中使用所述先验信息。

8.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：基于所述呼吸周期序列中的所述第一参数、所述第二参数和所述第三参数的相关性，确定在确定所述至少一个生理学参数时的误差；以及在所述误差表明所述相关性弱的情况下，产生警报信号。