[发明专利]用于估计机械通气患者的呼吸驱动的系统和相应的方法

说明书

本发明涉及用于估计机械通气患者的呼吸驱动(R_DRIVE)，优选用于将该呼吸驱动分配成与化学驱动‑即，由于化学感受器响应的驱动‑和/或肌肉驱动‑即呼吸肌例如隔膜的收缩‑相关的一个或多个组成部分的系统(10)和相应的方法。本发明的原理是呼吸驱动可以从测量患者对机械通气设置(Vt_SET)的小变化的响应而获得，并且这可以被分配成化学和/或肌肉的效应，取决于呼吸频率，和/或动脉或潮气末CO₂水平和/或动脉血pH的变化。

技术领域

本发明涉及用于估计机械通气患者的呼吸驱动的系统和相应的方法。更具体地，为了将该呼吸驱动分配成与化学驱动和/或肌肉驱动相关的一个或多个组成部分，所述化学驱动即由于化学感受器响应的驱动，所述肌肉驱动即呼吸肌例如横隔膜的收缩。

背景技术

住在重症监护病房的患者通常会接受对他们的通气的机械支持。选择机械通气的适当水平是重要的，并且已经表明，适当的设置可以降低死亡率[1]。

应该注意的是，有时将能够实施机械通气的设备或系统称为人工呼吸机，生命支持设备，或者更普遍地，呼吸机。

通常情况下，患者使用“支持”模式通气。在这些模式中，患者具有一些呼吸驱动并尝试自己呼吸，然后患者被“支持”有额外的吸气容量或压力。患者的呼吸驱动主要由两个因素控制。

第一个因素是从大脑到呼吸肌的信号传导，即呼吸肌应该收缩以致吸气。该信号传导是由于若干因素，但最重要的是化学反射系统的化学信号传导。血液和脑脊髓液(CSF)的氧气，二氧化碳和酸水平的不利变化由人体化学感受器检测到，人体化学感受器用信号通知大脑改变呼吸的速率和深度。处于健康状态下，该信号传导将适合于正常化血液和CSF的氧气，二氧化碳和酸度水平。处于疾病状态下或在其他情况下，例如施用阿片类物质和其它药物时，化学感受器响应可能降低且信号传导不足。对呼吸的化学响应也被代谢改变，使得更大的呼吸驱动将存在于较高的CO₂生成的情况中；和在血液或CSF的酸碱状态急性或慢性地改变的情况中。例如，患有慢性肺病的患者中的CSF的缓冲特性的慢性改变公知地经由中枢化学感受器响应减少对呼吸的化学驱动。

第二个因素是肌肉的性质。处于健康状态下，从大脑到呼吸肌的要求呼吸的信号会导致呼吸肌收缩适当的量以确保通气量，其正常化血液和CSF的氧气，二氧化碳和酸度水平。处于疾病状态下，呼吸肌可减弱或疲倦，因此无法收缩适当的量。

应支持患者机械通气的程度取决于他们的呼吸驱动，即他们自己控制呼吸的能力。具有降低的驱动的患者将需要通过更大的容量或压力水平的额外支持。具有更为正常的水平的驱动的患者可以得到降低的支持，从而可能能够更快地脱离机械通气。由于脱离占据了花费在机械通气上的大部分时间[2]，快速的适当脱离可能是非常有益的。因此，用于估计呼吸驱动的改进的方法将是有利的。

对降低的呼吸驱动的原因的更深理解也可能是有益的。降低的化学驱动可能导致医生考虑减少阿片样物质治疗。降低的肌肉驱动可能导致医生考虑动员患者。因此，用于分配呼吸驱动到与化学和/或肌肉驱动相关的组成部分的改进方法将是有利的。

美国专利申请2010/0228142(由Christer Sinderby发明，转让给MaquetCritical Care)公开了一种用于动态地确定接受机械通气辅助的自主呼吸患者的呼吸特征的方法。该方法包括：修改辅助患者的机械通气的水平，测量气道压力，检测所测量的气道压力的梯度的变化以及通过检测气道压力的梯度的变化确定基于所测量的气道压力的呼吸特征。此外，该方法还包括：测量患者的呼吸神经驱动和检测所测量的呼吸神经驱动的最低水平以便基于所检测的呼吸神经驱动的最低水平确定呼吸特征。这种方法的固有缺点是需要通过通常插入到食道中的隔膜中的电极测量神经驱动。

因此，估计呼吸驱动的改进方式将是有利的，尤其是估计呼吸驱动的更有效和/或可靠的方式将是有利的。

发明内容