專利名稱：伺服呼吸機中目標通氣量的調節的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及輔助呼吸領域，尤其涉及用來確定肺泡換氣不足的患者在睡眠中的合適的呼吸機設置，以及用于輸送這些設置的方法和裝置。
背景技術：
在非侵入性通氣領域，例如在美國專利6,532,957中所描述的，特別是在剛剛接入伺服通氣的患者中會出現一個問題。患者的動脈二氧化碳偏壓(PCO2)可能遠遠超過臨床醫生所期望的值；例如，PCO2可能是60毫米汞柱，而臨床醫生期望它能夠穩定在45毫米汞柱。這就要求患者的肺泡通氣量增加大概60/45＝4/3倍。然而如果臨床醫生將在伺服呼吸機上的目標通氣量設置為當前患者通氣量的4/3，這樣大量的增大通氣量，如果立即發生，很有可能使所有呼吸驅動和大量的上呼吸道驅動失效(導致上呼吸道阻塞的問題)。盡管呼吸機輸送編程所支持的最大壓力水平，它也可能引起聲門閉合，從而阻止通氣量增至目標水平，這導致患者在睡眠中驚醒。如果患者動脈的pH值在治療初期相對正常，這表明存在對相對慢性呼吸性酸中毒的新陳代謝補償，此時通氣量的突然大量增加，將會導致出現顯著的堿中毒，伴有不希望發生的電解質轉移，包括可能會誘發心率不齊的低鉀血癥。
基于以上原因，在一段時間內，一般是幾天或幾周內，逐步增加目標通氣量是所希望的。通過頻繁的手動改變目標通氣量可以滿足這個需求，但是并不方便，因為患者在這個階段可能在家休養。
發明內容
依照本發明，伺服呼吸機并入了根據內科醫生設置的預先編程的方案，在一段時間內緩慢改變目標通氣量的機構。在多數情況下，目的是使目標通氣量在一段時間內從第一水平增加到第二水平，之后保持在第二水平不變。根據任意增加的時間函數，這種增加都會發生。
在本發明的一種形式下，目標通氣量在固定的時間段內(初始維持時間)，在第一級水平V1(初始目標通氣量)保持恒定，直到時間t＝t1(t1有可能是0)，之后通氣量以恒定的速率增長，直至達到第二水平V2(最終目標通氣量)，之后它將在第二水平保持恒定。
增加速率R可以由初始目標通氣量V1和最終目標通氣量V2，以及目標通氣量上升時間tr使用以下公式計算得出，所有這些設置都是由臨床醫生輸入的tr＝t2-t1R=V2-V1tr]]>可以增加各種限制來修改目標通氣量的增加速率。例如，如果壓力支持水平過高，可能表明聲門或上呼吸道閉合，目標通氣量的增長率可能會降低，甚至暫時設為零，因此可能會用更長時間才能達到最終目標通氣量，或者在一些情況中從來不會達到最終目標通氣量。
具體實施例方式
圖1示出了本發明的實施方式。X軸表示時間，Y軸表示呼吸機的目標通氣量。圖2示出適于執行本發明的伺服呼吸機裝置5。電動馬達20有葉輪10并且在控制電路40的控制之下。使用時馬達和葉輪都安放在渦殼25中，這在使用時允許增壓的氣流通過空氣輸送導管60到達合適的患者接口50。該患者接口50可能鼻罩或口鼻罩，全臉面罩或者其他一些合適的設備。在患者接口50和壓力傳感器75之間的壓力感測管70允許控制器40感測在患者接口50中壓力。通過氣流傳感器(未示出)，控制器40還可以確定沿著空氣輸送導管60的空氣的流速。該裝置包括顯示器90和鍵盤80，這允許某些人，例如臨床醫生，依照本發明的實施方式設置合適的目標通氣量和上升時間。
目標通氣量設置的確定可以參照美國專利6,644,312中所描述的內容完成，其公開的內容在此并入作為參考。特別地，用于伺服呼吸機的合適的初始目標呼吸機設置可以根據在學習階段對清醒時的目標患者進行測量和觀察來確定。或者，目標通氣量可以是學習階段的一部分中采用的平均通氣量的固定百分比。在學習階段，通氣量的伺服控制失效，設備設置為輸送固定最低支持程度，典型是選擇6厘米H2O使患者感覺舒服。在該學習階段，測量通氣量，并且用血氧計測量氧飽和度。在患者睡眠時使用的目標通氣量是基于通氣量測量和可選的氧飽和度測量來選擇和確定的。如果該目標患者的PCO2高于臨床醫生的所期望的，最終目標通氣量可由初始目標通氣量乘以PCO2值與所期望的PCO2值之比來獲得。
實施該發明的臨床算法如下(i)使用合適的呼吸機學習患者清醒狀態下的通氣量(例如參照美國專利6,644,312)；(ii)設置初始目標通氣量與該通氣量呈比例；(iii)設置最終目標通氣量為初始目標通氣量乘以所期望的PCO2與當前PCO2之比；(iv)將目標通氣量上升時間設置為一些合適的值，該值取決于臨床上對降低PCO2的急迫性和期望PCO2降低的量(如果其他參數都一樣，降低量大，則預期時間長)。
相似的原理也可以應用到傳統的雙水平通氣上。可以對壓力支持水平進行編程，使其經過一段初始維持時間后按照一定的速率增長直至它達到最終壓力支持水平。
因此依照本發明，提供了對患者實施非侵入性通氣的方法，該方法包括如下步驟(i)在第一持續時間，以第一通氣量水平對患者進行通氣；以及(ii)在第一持續時間結束時，在第二持續時間內，將通氣量水平從第一水平改變為第二水平。
在本發明的一種形式中，第二持續時間有可能是幾周。在優選形式中，通氣量水平的變化是增加的。在本發明的一種優選形式中，通氣量水平的變化是自動控制的。
盡管本發明已經參照特定實施方式進行了描述，可以理解的是這些實施方式僅僅是本發明的原理應用的示意。在不脫離本發明的精神和范圍的前提下，可能還會做出很多修改和設計出其他的裝置。
權利要求
1.一種用于確定肺泡換氣不足的患者在睡眠中的合適的呼吸機設置并輸送這些設置的方法，包括如下步驟當患者清醒時，在至少學習階段的后面部分測量患者的通氣量；從通氣量的所述測量確定目標通氣量；以及根據呼吸機控制器中實現的所編程的方案，在一段時間內緩慢改變所述目標通氣量。
2.如權利要求1所述的用于確定合適的呼吸機設置的方法，其中，在所述一段時間內改變所述目標通氣量的步驟，將所述通氣量從第一水平增加到第二水平，然后保持在所述第二水平。
3.如權利要求2所述的用于確定合適的呼吸機設置的方法，其中，所述目標通氣量在預定的初始維持時間內在第一水平保持恒定，然后以恒定的速率增加，直到達到第二水平，之后其在所述第二水平保持恒定。
4.如權利要求1所述的用于確定合適的呼吸機設置的方法，其中，如果壓力支持水平過高，則降低所述初始目標通氣量的增加速率，從而延長了到達最終目標通氣量的時間。
5.一種對患者進行非侵入性通氣的方法，包括如下步驟(i)在超過幾個呼吸周期的第一持續時間內，以通氣量的第一水平對患者進行通氣；以及(ii)在所述第一持續時間結束時，在第二持續時間內，將所述通氣量水平從所述第一水平改變為第二水平。
6.如權利要求5所述的非侵入性通氣方法，其中，所述第二持續時間是幾周。
7.如權利要求5所述的非侵入性通氣方法，其中，所述通氣量水平的改變是增加。
8.如權利要求5所述的非侵入性通氣方法，其中所述通氣量水平的改變是自動控制的。
9.一種用于確定肺泡換氣不足的患者在睡眠中的合適的呼吸機設置并用于輸送這些設置的方法，包括如下步驟(i)使用呼吸機學習患者清醒時的通氣量；(ii)將初始目標通氣量設置為與所述清醒時的通氣量呈比例；(iii)將最終目標通氣量設置為所述初始目標通氣量乘以所期望的PCO2值與當前PCO2值之比；(iv)將目標通氣量的上升時間設置為這樣的值，該值取決于臨床上降低PCO2的急迫性和期望降低的PCO2的量。
10.一種伺服呼吸機裝置，包括具有在控制電路控制下的葉輪的電動馬達，其允許增壓空氣的氣流沿空氣輸送導管傳送到患者接口；在所述患者接口和壓力傳感器之間的壓力感測管，其允許所述控制器感測在所述患者接口中的壓力；控制器，其用于通過流量傳感器確定沿所述空氣輸送導管的空氣的流速；允許設置適當的目標通氣量和上升時間的儀器；其中所述控制器在超過幾個呼吸周期的第一持續時間內按通氣量的第一水平向患者提供通氣；以及在所述第一持續時間結束時，將所述通氣量的水平在第二持續時間內從所述第一水平改變為第二水平。
11.具有壓力支持水平和控制器的雙水平通氣裝置，所述控制器被編程為使所述壓力支持水平在初始維持時間后以所選的速率增加，直至它達到最終壓力支持水平。
全文摘要
根據適于由內科醫生設置的預先編程的方案，伺服呼吸機控制緩慢地改變在一段時間上的目標通氣量。優選地，該目標通氣量在初始維持時間保持恒定在初始目標通氣量，并且然后以恒定的速率增加，直到其達到最終目標通氣量，之后在最終目標通氣量保持恒定。如果壓力支持水平太高，可能表明存在聲門或上呼吸道閉合，目標通氣量的增加速率可能降低，或者不能達到最終目標通氣量。
文檔編號A61M16/00GK101052432SQ200580037745
公開日2007年10月10日 申請日期2005年9月2日 優先權日2004年9月3日
發明者戴維·約翰·巴辛 申請人:雷斯梅德有限公司