[发明专利]用于控制通气辅助的装置和方法

说明书

本申请涉及用于控制通过机械呼吸机施加于患者的通气辅助水平的装置和方法，其在患者的辅助呼吸期间，测量由患者和机械呼吸机两者产生的吸气体积V_辅助，由机械呼吸机提供的吸气体积V_通气，以及由机械呼吸机产生的吸气辅助压力P_通气。计算压力P_通气和体积V_辅助之间的第一关系以及压力P_通气和体积V_通气之间的第二关系。对于多个体积V_通气和V_辅助，使用第一和第二关系确定体积V_通气下的压力P_通气和体积V_辅助下的压力P_通气之间的比率，其中体积V_通气等于体积V_辅助。将P_通气的值乘以相应的计算比率，以计算预测的吸气压力P_预测和体积V_辅助之间的第三关系。机械呼吸机响应于第三关系以控制通气辅助水平。

技术领域

本公开涉及用于控制通过机械呼吸机施加到患者的通气辅助水平的装置和方法。

背景技术

在接受机械通气辅助的同时积极参与吸气的急性呼吸衰竭患者中，机械通气辅助与用力吸气同步进行。此外，评估患者的呼吸功能和呼吸负荷，以便充分调整机械通气辅助。传统上，在患者的呼吸肌不活动(例如，由深度镇静和过度通气或麻痹引起的)期间进行患者呼吸系统的力学特性的确定，允许机械呼吸机向患者的呼吸系统施加压力以在没有呼吸肌的推动下使患者的肺充气。获得的数据可以表示为压力/体积曲线，显示给患者呼吸系统充气所需的压力。压力/体积曲线可用于描述患者呼吸系统的力学特性，诸如顺应性(例如ml/cmH₂O)或弹性(例如cmH₂O/ml)以及阻力(cmH₂O/ml/s)。此外，压力/体积曲线的形状提供了关于在吸气阶段期间与患者肺部募集步骤相关的拐点的信息。

在积极参与吸气的机械通气的患者中测量呼吸系统力学特性引入误差，因为患者产生的吸气体积出现在体积测量中，而除非压力传感器(例如食管导管压力传感器)被引入到患者的呼吸系统中以测量肺扩张压力，否则患者的压力不可获得；然而，该测量不包括患者用于扩张胸壁(即患者的肋骨和腹腔)的努力/力。因此，在没有患者的压力测量的情况下，患者自身产生的吸气体积越大，测量的压力/体积曲线的误差越大。

患者呼吸肌的神经激活反映了由这些肌肉施加的力。因此，如果两个非辅助呼吸(无机械通气)具有相同的神经激活，则它们应提供相同的吸气体积(不会有吸气压力)。如果对具有相同的神经激活的两次呼吸中的一次施加机械通气，则辅助呼吸将提供吸气压力(由机械呼吸机产生)并且与非辅助呼吸相比其吸气体积将增加。鉴于两次呼吸具有相同的神经激活，可以假设在两次呼吸期间扩张患者呼吸系统和使肺充气的力是相近似的。然而，应该注意的是，由于肺容积的变化影响肌肉长度/张力并且增加的流动辅助影响力/速度关系，因此在辅助呼吸期间发生对力产生的一些影响。

利用神经激活，使用例如膈膜电活动(EAdi)，膈膜是主要的呼吸肌，需要通过从辅助呼吸(患者+呼吸机吸气体积但仅呼吸机产生的吸气压力)中消除患者的努力和吸气体积产生(在非辅助呼吸期间观察的)来调节/标准化压力/体积曲线，从而实现：1)可靠的压力/体积曲线或关系来描述患者的呼吸系统，以及2)确定需要将患者呼吸系统充气至给定吸气体积所需的机械压力和EAdi。本公开旨在提供具有这种数据的机械通气机的控制器。

发明内容