换气属性的患者控制的制作方法

专利名称：换气属性的患者控制的制作方法
换气属性的患者控制优先权要求本申请要求2008年1月11日提交的美国专利申请No. 61/020，428的优先权，该 专利申请的全部内容通过引用合并于此。
背景技术：
本发明涉及呼吸器，并且更具体地，涉及使患者能够在预定限制内控制通过呼吸 器提供给患者的气流的一个或多个属性的呼吸器。已知给对象气道提供气流的呼吸器。呼吸器通常产生具有机械帮助对象呼吸的一 个或多个属性的气流。在某些情况下，换气对于对象可能是不舒适的。为了提高发生换气时 对象的舒适性，必须由看护者根据来自对象的反馈对气流的一个或多个属性进行微调。因 为对气流属性不合适的调整存在对对象健康和/或安全的各种风险，所以典型地，不给对 象在呼吸器所产生气流属性上的控制。

发明内容
本发明的一个方面涉及提供用于传送到对象气道的气流的呼吸器。在一个实施例 中，该呼吸器包含流生成系统、处理器和患者接口。流生成系统生成具有帮助对象呼吸的一 个或多个属性的气流。处理器控制流生成系统控制气流的一个或多个属性。对象可以容易 地接入患者接口，并且该患者接口从对象接收对气流的一个或多个属性中的至少一个的调 整的选择。还将该处理器配置用于使气流的一个或多个属性中的所述至少一个经患者接口 在预定范围内可调整，从而使得(i)如果在进行经患者接口接收的所选择的调整之后气 流的一个或多个属性中的所述至少一个将保持在预定范围内，处理器就控制流生成系统进 行所选择的调整，和/或(ii)如果在进行经患者接口接收的所选择的调整之后气流的一个 或多个属性中的所述至少一个将落在预定范围之外，处理器就不控制流生成系统进行所选 择的调整。本发明的另一个方面涉及提供用于传送到对象气道的气流的方法。在一个实施例 中，该方法包含生成具有帮助对象呼吸的一个或多个属性的气流；从对象接收对气流的 一个或多个属性中的至少一个的调整的选择；如果在进行所选择的调整之后气流的一个或 多个属性中的所述至少一个将保持在预定范围内，就对气流的一个或多个属性中的所述至 少一个进行所选择的调整；并且如果在所选择的调整之后气流的一个或多个属性中的所述 至少一个将不保持在预定范围内，就拒绝对气流的一个或多个属性中的所述至少一个进行 所选择的调整。本发明的另一个方面涉及配置为提供用于传送到对象气道的气流的系统。在一个 实施例中，该系统包括用于生成具有帮助对象呼吸的一个或多个属性的气流的模块；用 于从对象接收对气流的一个或多个属性中的至少一个的调整的选择的模块；用于如果在进 行所选择的调整之后气流的一个或多个属性中的所述至少一个将保持在预定范围内，就对 气流的一个或多个属性中的所述至少一个进行所选择的调整的模块；以及用于如果在所选
5择的调整之后气流的一个或多个属性中的所述至少一个将不保持在预定范围内，就拒绝对 气流的一个或多个属性中的所述至少一个进行所选择的调整的模块。本发明的另一个方面涉及提供用于传送到对象气道的气流的呼吸器。在一个实施 例中，该呼吸器包括流生成系统、处理器和患者接口。流生成系统生成具有帮助对象呼吸的 多个属性的气流。处理器控制流生成系统以控制气流气体的η个属性。可以将该η个属性 的配置表示为η维空间中的向量，其中，η大于1。对象可以容易地接入患者接口，并且该 患者接口从对象接收对由处理器控制的气流的η个属性中的至少一个的调整的选择。还 将该处理器配置为使气流的η个属性中的至少一个经患者接口在预定界限内可调整，使得 (i)如果在进行经患者接口接收的所选择的调整之后代表气流的η个属性配置的向量将保 持在η维空间中的预定有界区域内，处理器就控制流生成系统进行所选择的调整，并且/或 者(ii)如果在进行所选择的调整之后代表气流的η个属性配置的向量将落在η维空间中 的预定有界区域之外，处理器就不控制流生成系统进行所选择的调整。对η维空间中的预 定有界区域成形，从而使得对于η个属性中给定一个的可接受范围取决于η个属性中其它 的一个或多个的当前水平。本发明的另一个方面涉及提供用于传送到对象气道的气流的方法。在一个实施例 中，该方法包括生成具有帮助对象呼吸的多个属性的气流，并且控制气流的η个属性。可以 将该η个属性的配置表示为η维空间中的向量，其中，η大于1。该过程还包括从对象接收 对气流的η个属性中的至少一个的调整的选择；如果在进行所选择的调整之后代表气流的 η个属性的配置的向量将保持在η维空间中的预定有界区域内，就进行所选择的调整；并且 如果在所选择的调整之后代表气流的η个属性的配置的向量将落在η维空间中的预定有界 区域之外，就拒绝进行所选择的调整。对η维空间中的预定有界区域成形，从而使得对于η 个属性中给定一个的可接受范围取决于η个属性中其它的一个或多个的当前水平。本发明的另一个方面涉及配置为提供用于传送到对象气道的气流的系统。在一个 实施例中，该系统包括用于生成具有帮助对象呼吸的多个属性的气流的模块；用于控制 气流的η个属性的模块，其中，可以将该η个属性的配置表示为η维空间中的向量，并且其 中，η大于1 ；用于从对象接收对气流的η个属性中的至少一个的调整的选择的模块；用于 如果在进行所选择的调整之后代表气流的η个属性配置的向量将保持在η维空间中的预定 有界区域内，就进行所选择的调整的模块；以及用于如果在所选择的调整之后代表气流的 η个属性配置的向量将落在η维空间中的预定有界区域之外，就拒绝进行所选择的调整的 模块。对η维空间中的预定有界区域成形，使得对于η个属性中给定一个的可接受范围取 决于η个属性中其它的一个或多个的当前水平。本发明的另一个方面涉及提供用于传送到对象气道的气流的呼吸器。在一个实施 例中，该呼吸器包含流生成系统、处理器和患者接口。流生成系统生成具有帮助对象呼吸的 属性的气流。处理器控制流生成系统以控制气流的属性。对象可以容易地接入患者接口，并 且该患者接口从对象接收对气流的属性中的给定一个的调整的请求。还将该处理器配置为 使气流的给定属性经患者接口在可接受范围内可调整，从而使得(i)如果在进行所选择的 调整之后气流的给定属性将保持在可接受范围内，处理器就控制流生成系统进行所选择的 调整，和/或(ii)如果在进行所选择的调整之后气流的给定属性将落在可接受范围之外， 处理器就不控制流生成系统进行所选择的调整。对处理器进行进一步配置，使得气流的给定属性的可接受范围作为气流的另一个属性的函数而变化。本发明的另一个方面涉及提供用于传送到对象气道的气流的方法。在一个实施例 中，该方法包括生成具有帮助对象呼吸的属性的气流；从对象接收对气流的属性中的给 定一个的调整的选择；如果在进行所选择的调整之后气流的给定属性将保持在可接受范围 内，就对该气流的给定属性进行所选择的调整；并且如果在所选择的调整之后气流的给定 属性将不保持在可接受范围内，就拒绝对该气流的给定属性进行所选择的调整。该气流的 给定属性的可接受范围作为气流的另一个属性的函数而变化。本发明的另一个方面涉及配置为提供用于传送到对象气道的气流的系统。在一个 实施例中，该系统包括用于生成具有帮助对象呼吸的属性的气流的模块；用于从对象接收 对气流的属性中的给定一个的调整的选择的模块；用于如果在进行所选择的调整之后气流 的给定属性将保持在可接受范围内，就对该气流的给定属性进行所选择的调整的模块；以 及用于如果在所选择的调整之后气流的给定属性将不保持在可接受范围内，就拒绝对该气 流的给定属性进行所选择的调整的模块。该气流的给定属性的可接受范围作为气流的另一 个属性的函数而变化。在参考附图考虑下面的描述和所附权利要求(这些构成了本说明书的部分)的基 础上，本发明的这些以及其它目标、特征和特性，以及相关结构元件和零部件组合的操作方 法和功能和制造经济性将变得更加显而易见，其中，相似的参考数字指定各个图中相应的 部件。然而，应该清楚地理解，附图仅仅是为了图示说明和描述的目的，而不是旨在作为限 制本发明的定义。如在说明书和权利要求中所使用的，除非上下文清楚规定，否则“一”、“一 个”和“这个”的单数形式包括多个指代物。


图1图示说明了根据本发明的一个或多个实施例的呼吸器；图2图示说明了根据本发明的一个或多个实施例的向量空间；以及图3图示说明了根据本发明的一个或多个实施例的、提供用于传送到对象气道的 气流的方法。
具体实施例方式转向图1，其中图示说明了根据本发明的一个或多个实施例的呼吸器10。呼吸器 10对来自气体主体12的气体加压以将气流提供给对象14的气道，从而使得气流机械帮助 对象14呼吸。为了提高对象14在通过呼吸器10换气期间的舒适性，呼吸器10使对象14 能够对气流的一个或多个属性在预定限制内进行无人监管的调整。在一个实施例中，呼吸 器10包括流生成系统16、监控器18、患者回路20、患者监测器22、看护者接口 24、患者接口 26、处理器28、以及/或者发射器30。气体主体12是可接入到呼气机10用于加压和传送到对象14气道的气体供给。 同样，气体主体12中的气体是可呼吸的。应该意识到，虽然将气体主体12图示说明为单一 气体源，但是这不是旨在限制。实际上，在若干实施例中，通过呼吸器10对来自多个源(例 如，周围空气、纯氧气、富氧气体、氦气等)的气体在以气流传送到对象12之前进行混合。因 此，气体主体12可以包括环境大气、壁气体供应(wall gas supply)、气体罐或仓、和/或其它可呼吸气体源中的一种或多种。在一个实施例中，至少一部分气体主体12在引入呼吸 器10之前已经被加压。例如，在气体主体12包括包含于加压罐内或者壁气体系统中的气 体的实例中，可以对气体进行加压。流生成系统16配置为生成传送到对象14气道的气流。特别地，流生成系统16包 括使流生成系统16能够控制气流的一个或多个属性从而使得气流机械帮助对象14呼吸的 一个或多个部件(例如，一个或多个阀、一个或多个压力发生器等)。随着对象14呼吸，吸 气和呼气，由流生成系统16生成的气流的压力上升和下降(在吸气期间上升，并且在呼气 期间下降)。气流的压力的上升和下降迫使气体在吸气期间进入对象14的肺部，并且允许 气体在呼气期间从对象14的气道排出(并且在某些情况下，甚至产生将气体吸出的吸力)。如果将由流生成系统16生成的气流的压力表示为相对时间的描绘图，那么随着 压力关于对象14呼吸的振荡，该描绘图将形成周期性波形。在一个实施例中，可以根据由 气流的压力对时间的描绘图形成的波形参数对由流生成系统16控制以帮助对象14呼吸的 气流的一个或多个属性进行概念化。例如，由流生成系统16控制的一个或多个属性可以包 括波形的幅度、波形的频率(即呼吸速率)、波形的最大值(即峰值吸气压力)、波形的最小 值(即最小呼气压力)、波形的均衡值、波形的形状(例如，上升时间等)以及/或者波形的 其它参数。类似地，如果将流生成系统16所生成的气流的流率表示为相对时间的描绘图，那 么随着流率关于对象14呼吸的振荡，该流率的描绘图将形成周期性波形。可以根据流率对 时间的波形的参数来对由流生成系统16控制以帮助对象14呼吸的气流的一个或多个属性 进行概念化。这些属性可以包括作为压力对时间描绘图的参数(例如，频率)的属性。其 它属性对于流率对时间的描绘图可能是唯一的，例如最大流率、最小流率、潮气量(例如， 波形的积分)、波形的形状(例如，循环触发等)和/或其它属性。在一些实例中，由流生成系统16控制的气流的一个或多个属性包括至少一个不 是气流的压力对时间的描绘图的参数的属性。例如，一个或多个属性可以包括潮气量、触发 灵敏度(例如，呼气触发灵敏度、吸气触发灵敏度等)、以及/或者其它属性中的一个或多 个。触发灵敏度涉及由呼吸器10所检测到的、由于对象14呼吸(例如，由于对象14开始 吸气、由于对象14开始呼气等)引起的压力变化。与“较低”触发灵敏度相比，“较高”触发 灵敏度需要较小的压力变化触发呼吸器10的操作以在两种模式之间改变(例如，从吸气到 呼气)。监测器18包括对气流的一个或多个属性进行检测的一个或多个传感器。例如，监 测器18可以包括流率传感器、压力传感器、气体成分传感器、温度、湿度和/或其它传感器 中的一个或多个。在一些实例中，监测器18可以包括对流生成系统16内的一个或多个部 件的各个工作参数(例如，阀开口大小、马达扭矩、马达速度、马达电流等)进行检测的传感 器，因为这些参数可以使得能够对由流生成系统16所生成气流的一个或多个属性进行估 计。虽然在图1中将监测器18图示说明为位于流生成系统16下游的单独一个部件，但是 这不是旨在限制。在一个实施例中，监测器18包括多个传感器部件。此外，如图1中所示， 可以将监测器18部分、或者整个包括在流生成系统16内。如下进一步所述，通过监测器18 对气流的一个或多个属性的检测使得能够通过流生成系统16和/或处理器28控制气流的 一个或多个方面。
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将气流经患者回路20从流生成系统16运送到对象14，该患者回路20可以包括 将气流运送到患者接口组件32的柔软管道。患者回路20可以是单支路或双支路回路。在 所图示说明的实施例中，患者回路20是包括吸气支路和以第二柔软导管的形式传送从对 象14呼出的气体的呼气支路的双支路回路。在示例性实施例中，将呼气支路耦合到流生成 系统16。典型地，将该呼气支路耦合到流生成系统中的呼气阀以控制从呼气支路的气体释 放。可替换地，患者回路20可以是单支路回路。患者接口组件32是用于将气流传送到对象14气道的侵入式或非侵入式患者接口 器械或组件。例如，患者接口组件32可以包括鼻罩、鼻/ 口(全)罩、整个面罩(覆盖面 部)、鼻插管、气管内导管、或者气管导管。患者接口组件32还可以包括头盔组件或者用于 将患者接口器械移除和紧固到患者的诸如安装带或挽具的其它组件。患者监测器22包括对对象14的一个或多个生理机能进行检测的一个或多个设 备。例如，患者监测器22可以包括下列中的一个或多个吸入的气体、呼出的气体、或者 血液气体传感器(例如，氧饱和度传感器、二氧化碳饱和度传感器等)、心血管传感器(例 如，脉搏传感器、脉搏形状传感器、心电图、心输出量传感器等)、温度传感器、活动检测仪 (actimeter)、脑电图(例如，处理过的和/或原始的)、以及/或者其它传感器。如下进一 步所讨论的，可以以反馈方式执行患者监测器22所产生的信息，以控制呼吸器10操作的一 个或多个方面。应该意识到，虽然在图1中将患者监测器22图示说明为单一实体，但是患 者监测器22可以包括置于对象14上和/或周围不同位置处的多个传感器。本发明还预期 一个或多个患者监测器22经硬接线或无线通信链路与处理器28进行通信。看护者接口 24配置为提供呼吸器10和对象14的看护者(例如，医生、技师、呼吸 临床医学家、护士、护理员、研究员等)之间的接口，看护者通过该接口可以将信息提供给 呼吸器10并且从呼吸器10接收信息。这使得能够在看护者和呼吸器10之间传送数据、结 果、警报、或者机器产生的诊断、评估、或者建议和/或指令和任何其它可传送项，以上这些 统称为“信息”。例如，看护者可以配置呼吸器10的一个或多个设置，其指示对流生成系统 16所产生的气流的一个或多个属性进行控制的方式。同样，因为对这些设置不合适的调整 可能有不期望的结果，所以对象14 一般难以接入(至少为了实际目的)看护者接口 24。在 一个实施例中，看护者接口 24对对象14的难以接入性是电子保密(例如，密码保护等)和 /或看护者接口 24关于对象14位置的结果。适于包括在看护者接口 24中的接口设备的例子包括键区、按钮、开关、键盘、旋 钮、控制杆、显示屏、触摸屏、扬声器、麦克风、指示灯、声音报警、以及打印机。应该理解，本 发明也预期包括在看护者接口 24中的硬连线或者无线的其它通信技术。例如，本发明预期 可以将看护者接口 24与可移动存储接口结合。在本例子中，可以将信息从使看护者能够定 制呼吸器10的实现方式的可移动存储(例如，智能卡、闪存驱动器、可移动磁盘等)加载入 呼吸器10。其它适于与呼吸器10 —起作为看护者接口 24使用的示例性输入设备和技术 包括但不限于RS-232端口、RF链路、IR链路、和/或调制解调器(电话、电缆、以太网或其 它)。简言之，本发明预期用于与呼吸器10传送信息的任何(硬连线或者无线)技术作为 看护者接口 24。患者接口 26配置为提供呼吸器10和对象14之间的接口，对象14通过该接口可 以将信息提供给呼吸器10和从呼吸器10接收信息。同样，患者接口 26可以包括上面关于
9看护者接口 24所讨论的任何接口设备。特别地，在一个实施例中，患者接口 26配置为从对 象14接收对应于所选择的对由流生成系统16产生的气流的一个或多个属性的调整的输入 到呼吸器10。如上所述，可能不期望给对象14提供在气流属性上几乎不受约束的控制。因此， 如下进一步所讨论的，配置呼吸器10使得经患者接口 26在提供给对象14的气流属性上的 控制约束于落入预定限制内的属性的调整。这样，当对象能够(经患者接口 26)调整气流 使换气更舒适时，预定的限制维持了换气的安全。在一个实施例中，患者接口 26包括与看护者接口 24完全分离的设备或者一套设 备。在本实施例中，患者接口 26可以定位在便于对象14访问的位置。例如，患者接口 26 可以位于对象14的病床旁或者接近病床旁、可接附到或者提供在对象14的病床上、可接附 到或者提供在对象14所坐(或躺)的椅子或沙发上、集成有或者可接附到患者回路20 (例 如，在或接近传送组件32处)。本发明还预期患者接口 26经硬连线或无线通信链路与处理 器28进行通信。处理器28配置为在呼吸器10中提供信息处理能力。同样，处理器28可以包括下 列中的一个或多个数字处理器、模拟处理器、设计为对信息进行处理的数字电路、设计为 对信息进行处理的模拟电路、状态机、以及/或者用于对信息进行电子处理的其它机构。虽 然在图1中将处理器28表示为单一实体，但是这仅仅是为了说明的目的。在一些实现方式 中，处理器28可以包括多个处理单元。这些处理单元在物理上可以位于同一个设备内，或 者处理器28可以代表协同工作的多个设备的处理功能。例如，在一个实施例中，将下面归 因于处理器28的功能在第一处理器和第二处理器之间分配，其中，该第一处理器包含在该 第一处理器和流生成系统16的一个或多个部件的公共的外壳内，并且该第二处理器至少 周期性地与第一处理器进行通信以获得由该第一处理器所产生的信息并且对所获得的信 息进一步进行处理。在本实施例中，处理器28的第二处理器可以包括由外部计算机终端所 提供的处理器。处理器28配置为当流生成系统16生成和/或控制发送到对象14的气道的气流 时对流生成系统16进行控制。同样，处理器28可以控制流生成系统16以有选择地调整气 流的属性。如可以在图1中看到的，处理器28与流生成系统16、监测器18、看护者接口 24 以及患者接口 26中的每个进行可操作通信。可以经任何合适的通信链路(例如，专用信道 /线路、经网络、有线、无线等)实现该通信。监测器18和处理器28之间的通信使得处理器28能够确定被传送到患者气道的 气流的一个或多个属性的当前水平。例如，如上所述，监测器18可以对气流的流率、体积、 压力、成分、温度、湿度和/或其它属性、或者多个属性的组合进行检测，并且可以将与这些 属性有关的信息传送到处理器28。处理器28随后以反馈方式执行从监测器18所接收的信 息以控制气流的属性。看护者可以从看护者接口 24配置流生成系统16所控制的一个或多个属性。实际 上，在一个实施例中，处理器28和看护者接口 24的功能包括由常规呼吸器中的处理器和接 口所提供的、使得看护者能够配置将要在换气期间传送到患者的气流的属性的功能。同样， 处理器28可以进一步经看护者接口 24将信息提供给看护者，该看护者接口 24使得看护者 能够当将所生成的气流传送到对象14时对其属性进行监控。
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处理器28进一步配置为使对象14可调整由流生成系统16控制的气流的一个或 多个属性中的至少一个。如上所述，对象14可以经患者接口 26输入对气流的一个或多个 属性的调整的选择到处理器29内。随后，只要调整不导致气流的属性违背预定限制，处理 器28就实现调整。这使得对象14能够(在预定限制内)定制气流的属性，从而增强换气 的舒适性。对象14能够经患者接口 26调整的气流的一个或多个属性可以包括呼吸速率、 潮气量、吸气压力、呼气压力、触发灵敏度、以及/或者其它属性的一个或多个。在一个实施例中，处理器28配置为使得对象14能够经患者接口 26在预定范围内 调整气流的给定属性。因此，作为对从对象14、经患者接口 26接收到对给定属性调整的选 择的响应，处理器28确定进行所选择的调整是否将使给定属性到对于该给定属性的预定 可接受范围之外。如果处理器28确定进行所选择的调整将不导致给定属性离开预定范围， 那么处理器28就控制流生成系统26根据所选择的调整修改气流的给定属性。另一方面， 如果处理器确定进行所选择的调整将导致给定属性离开预定范围，那么处理器28就拒绝 进行所选择的调整。在一个实施例中，除了如果所选择的调整将导致给定属性离开预定范围就拒绝进 行所选择的调整之外，处理器28进行将给定属性调整到预定范围边缘的经修改的调整。这 将作为对所选择的调整的响应增强对象的舒适性，而不将给定属性调整到预定范围之外。在一个实施例中，作为对将导致给定属性离开预定范围的调整的选择的响应，处 理器28给对象14提供所选择的调整将导致给定属性离开预定范围的警报。例如，处理器 28可以经患者接口 26将警报提供给对象14。本发明还预期诸如经看护者接口 24将该警 报提供给看护者。在对给定属性不进行任何调整的实例中，或者在对给定属性进行经修改 调整的实例中，处理器可以将这些警报提供给对象14、看护者、或者二者。此外，在一个实施 例中，即使给定属性在预定范围内，也将警报提供给对象14和/或看护者，以告知对象14 后续调整是否将导致给定属性离开预定范围。在一个实施例中，限制气流可调整属性的定制的预定限制并未确定并且为每个可 调整属性单独实现。相反，可以对可调整属性内彼此相关的属性集合进行分组，使得该属 性集合中的给定一个属性的预定限制取决于该集合中其它属性的当前水平。例如，潮气量 (即，在单独一次吸气期间所吸入的空气体积和在单独一次呼气期间所呼出的空气体积) 可能与呼吸速率(例如，随着潮气量增大，为了满意的氧气所需的呼吸速率可能减小)有 关。同样，可以对气流的这两个属性进行分组，使得这些属性中一个的可接受范围取决于另 一个的当前水平。例如，如果作为对从对象14经患着接口 26接收的选择的响应呼吸速率 减小，那么对潮气量的可接受范围增大。可以使用向量空间对气流属性集合分组和互相依赖进行概念化。例如，图2图示 说明了图形描绘如上所述的潮气量和呼吸速率之间互相依赖的二维向量空间。可以用对应 于潮气量的第一轴34和对应于呼吸速率的第二轴36对空间进行描述。可以在空间中将对 这些属性的预定限制描述为包含潮气量和呼吸速率所有可接受组合的预定区域38。如从 图2中可以意识到的，对预定区域38成形，使得对一个属性的可接受范围取决于另一个属 性的当前水平(如果通过平行于轴34和36的分界线完全界定预定区域38，那么在可调整 的属性之间将不存在互相依赖)。更具体地说，如果潮气量在第一潮气量水平40，那么预 定区域38限定了对于呼吸速率的第一可接受范围42。如果潮气量调整到第二潮气量水平44 (例如，根据来自对象14的经患者接口 26的选择)，那么预定区域38限定了对于呼吸速 率的第二可接受范围46。在图2中所表示的空间中，可以将潮气量和呼吸速率的单独一个配置表示为向 量，这些属性中每个属性的水平(或者与这些水平相关的数值)作为坐标。例如，如果潮气 量在第一潮气量水平40并且呼吸速率在第一呼吸速率水平48，那么可以通过落入预定区 域38内的配置向量50表示这些属性的配置。如果对象14经患者接口 26为经分组的可调整属性的集合中的一个属性选择调 整，那么只有当调整不导致代表该属性集合配置的配置向量在调整之后落入对于该属性集 合的预定区域之外，处理器才进行所选择的调整。通过图示说明，如果气流的潮气量和呼吸 速率最初在通过配置向量50所代表的配置上，那么对象14可以经患者接口 26选择调整， 从而将潮气量从第一潮气量水平40改变为第二潮气量水平44。如果通过处理器28进行该 调整，那么将通过新的配置向量52代表新的潮气量和呼吸速率配置。如可以在图2中看到 的，配置向量52落在预定区域38之外。因此，处理器28将不进行所选择的调整。当所选择的对给定属性的调整将使代表气流可调整属性的集合的配置向量落入 它们对应的预定区域之外时，除了拒绝进行所选择的调整之外，处理器28可以对可调整属 性的集合中的一个或多个属性进行经修改的调整。经修改的调整对所选择的调整中指定的 给定属性进行调整，但是不导致代表属性组的配置向量落在预定区域之外。相反，经修改的 调整对属性集合进行调整，使得配置向量落在预定区域边界上或者附近。这将增强对象14 的舒适性，而不使对象14面临与调整气流属性集合、使得代表属性集合的配置向量落在预 定区域之外相关联的风险。参考图2，在一个实施例中，处理器28从对象14经患者接口 26接收对潮气量进行 调整、将使潮气量和呼吸速率的配置从配置向量50变化到配置向量52的选择。因为配置 向量52在预定范围38之外，所以处理器28拒绝进行该调整，而是进行经修改的调整。经 修改的调整包括以对象14所选择的方式调整潮气量(例如，减少潮气量)，但是不是将其一 直调整到向量52所代表的配置，而是处理器28使潮气量调整为使得潮气量和呼吸速率的 配置由落在预定区域38边界处或附近的配置向量54来表示。在另一个实施例中，通过对象14进行相同的选择(即，从配置向量50到配置向量 52)。作为对该选择的响应，处理器28对潮气量进行全部所选择的调整(S卩，调整到第二潮 气量水平44)，并且通过进一步修改集合中其它属性的一个或多个对调整进行修改(在该 情况下，将呼吸速率调整到第二呼吸速率水平56)，使得代表属性配置的配置向量58落在 预定区域边界处或附近。在一个实施例中，作为对将使可调整属性的集合的配置向量落在预定区域之外的 调整的选择的响应，处理器28给对象14提供警报。可以经患者接口 26将该警报提供给对 象14。可以在作为对选择的响应不进行调整的实例中或者基于选择进行经修改的调整的实 例中提供该警报。在进行经修改的调整并且给对象14提供警报的某些实现方式中，该警报 告知对象14为了将所得到的气流的可调整属性配置的配置向量保持在预定区域内对调整 进行的修改。应该意识到，虽然图2描绘了用于由呼吸器10所产生的气流的两个可调整属性的 集合的二维空间，但是这不是旨在限制。可以以上述以及图2中所图示说明的方式对具有气流的η个(其中，η是大于1的整数)相关属性的任何集合进行协同控制。例如，可以将 η个属性的配置表示为η维空间中的配置向量，其中，水平(或者与水平相关联的数值)是 配置向量的坐标，并且可以通过向量空间中预定的、η维区域对用于该可调整属性的集合的 可允许配置的集合进行描述。在一个实施例中，η等于3，3个可调整的属性是压力支持(例如，在呼吸期间在对 象14气道处维持的压力)、循环触发(例如，在吸气期间由呼吸器10提供的压力减小到允 许呼气时峰值气流的百分比)、以及上升时间(例如，气流的压力和/或流率从其最小值上 升到其最大值所花费的时间)。如果对象14对这些属性中的每个进行调整，那么这些属性 中的每个可以影响呼吸器10提供给对象14的换气量。为了提供对于对象14的一定程度 的定制，确定3维空间的区域(其中，每个维度对应于上面所列举的三个属性之一)。对象14经患者接口 26可以在预定区域内对一个或多个可调整属性进行调整。在 一个实施例中，可以确定预定区域使其对应于将要提供给患者的换气量范围。例如，可以确 定预定区域以保持分换气量、肺泡换气、以及/或者在预定范围内的其它换气测量。在一些 实例中，除了 3个可调整属性之外，可以对换气量进行监控，以确保换气量保持在预定范围 内。如果确定换气量已经离开预定范围，就可以重新配置在3维空间中定义的、对应于压力 支持、循环阈值和上升时间的预定区域，从而将换气量带回其预定范围内。返回参考图1，如上所述，看护者可以从看护者接口 24配置流生成系统16所控制 的一个或多个属性。在一个实施例中，这包括对预定限制进行配置，在该预定限制内作为对 从对象14经患者接口 26的选择的响应对气流的一个或多个属性进行调整。例如，在气流 的单独一个属性可经患者接口 26、独立于任何其它可调整属性进行调整处，看护者接口 24 使得看护者能够作为对来自患者接口 26的对调整的选择的响应来配置处理器28可以在其 中调整气流属性的预定范围。在一些实例中，这可以包括手动设置范围的一个或两个边界、 手动设置范围的宽度、手动设置范围的中点、以及/或者手动配置预定范围的其它方面。在 一些实例中，可以经看护者接口 24手动配置预定范围的一个或多个方面，并且通过由处理 器28管理的预定义默认值(其自身可以经看护者接口 24配置)配置其它方面。例如，看 护者可以经看护者接口 24手动指定预定范围的中点，并且处理器28随后实现具有如所预 定范围的默认宽度范围的指定中点。如上所述，在一个实施例中，以协同方式对呼吸器10所产生气流的可调整属性的 集合进行控制，使得对于可调整属性的集合中一个属性的可接受范围是该可调整属性的集 合中一个或多个其它属性的当前水平的函数。在本实施例中，如上面关于图2所讨论的，可 以将该可调整属性的集合的协同控制概念化为限制在向量空间内的预定区域。在一些实例 中，从看护者接口 24配置该预定区域的一个或多个方面。这些方面可以包括预定区域的形 状、预定区域的维度、描述预定区域的函数以及/或者预定区域的其它方面中的一个或多 个。预定区域的各方面的配置可以包括下列二者中的一个或两个手动配置专用于对象14 的预定区域的一个或多个方面和/或根据一个或多个预定义的默认值定义预定区域的一 个或多个方面。在一些实例中，还可以经看护者接口 24配置一个或多个预定义的默认值。 在其它实施例中，范围和/或限制(以及/或者其属性)是预编程的，不能改变。在一个实施例中，处理器28在对流生成系统16所产生的气流的一个或多个属性 的控制中执行来自患者监测器22的信息。在一些实例中，对象14能够在其中调整气流属性的预定限制基于从患者监测器22接收的信息而受限和/或扩展。以非受限情况为例，如 果从患者监测器22接收的信息指示对象14的血液气体中的变化(例如，氧气或二氧化碳 的上升或下降)，就可以将预定限制扩展、收缩、以及/或者移位以计入这种变化。在一个 实施例中，处理器28基于从患者监测器22所接收的信息调整预定限制的方式对于看护者 是经看护者接口 26可配置的。例如，看护者可以为一个或多个生理机能设置一个或多个阈 值，在该阈值处对预定限制进行调整。在一些实例中，看护者可以配置定义了对象14的一 个或多个生理机能和预定限制之间关系的比例常数(或者函数的某些其它参数)。发射器30将信息发送到远离呼吸器10定位的一个或多个计算实体(例如，处理 器、存储器等)或者从该一个或多个计算实体接收信息。这使得看护者能够远离对象14 (例 如，在监控多个对象和/或呼吸器的控制中心处)监控对象14的治疗以及/或者呼吸器10 的操作。在一个实施例中，从处理器28发送到位于远处的计算实体的信息包括涉及呼吸器 10所生成/所控制的气流属性的信息。这使得接入外部计算实体的看护者能够远离对象 14的病床旁边来监控对象14的治疗。在一个实施例中，从处理器28发送到位于远处的计算实体的信息包括由对象14 输入到患者接口 26的、与对气流调整进行选择有关的信息。本信息使得位于远处的看护者 能够监控对象14的舒适性。例如，如果对象14反复选择呼吸器10不能进行的气流调整 (例如，因为它们将导致气流属性离开预定限制)，那么看护者可以认为对象14是不舒适 的，并且可以重新评估气流的属性的当前配置，从而确定是否存在将增强对象14舒适性的 而不使她置于风险中的可替换配置。在一个实施例中，从处理器28发送到位于远处的计算实体的信息包括与由患者 监测器22监控的对象14的一个或多个生理机能有关的信息。本信息使得位于远处的看护 者能够监控换气对对象14的生理影响。基于本信息，看护者可以评估换气的各方面的效 果，该换气的各方面包括气流的属性的当前水平以及/或者对象14能够在其中调整气流属 性的预定限制。图3图示说明了提供用于传送到对象气道的气流的方法60，其中，该气流具有帮 助对象呼吸的一个或多个属性。虽然下面关于上面描述的和在图1中所图示说明的呼吸器 10的部件讨论图60的操作，但是应该意识到，这仅仅是为了说明性目的，并且可以采用可 替换部件和/或系统实现该方法60，而不脱离本公开的范围。在操作62处，产生气流，使得控制一个或多个属性以帮助对象呼吸。如上所述，该 一个或多个属性可以包括下列中的一个或多个潮气量、触发灵敏度、由气流压力对时间的 描绘图形成的波形的参数以及/或者其它属性。在一个实施例中，在与处理器28(如图1 中所示并且如上所述)类似或者相同的处理器控制下，通过与流生成系统16(如图1中所 示并且如上所述)类似或者相同的流生成系统执行操作62。在操作64处，从对象接收对气流的给定属性调整的选择。在一个实施例中，通过 与处理器28 (如图1中所示并且如上所述)类似或者相同的处理器从与患者接口 26(如图 1中所示并且如上所述)类似或者相同的患者接口来接收该选择。在操作66处，如果进行在操作64处所选择的调整，就做出关于气流的属性是否将 保持在预定限制内的判决。在一个实施例中，预定限制包括对于给定属性的预定范围。在 一个实施例中，预定限制包括对于给定属性的、作为气流的一个或多个其它属性的函数而
14变化的可接受范围。在一个实施例中，给定属性是以协同方式调整的η个属性的集合中的 一个。在本实施例中，可以将该η个属性的集合的配置表示为η维向量空间中的配置向量， 并且预定限制是该η维向量空间内的预定区域。在一个实施例中，通过与处理器28(如图 1中所示并且如上所述)相同或者类似的处理器执行操作66。如果在操作66处做出在进行所选择的调整之后气流的属性将不保持在预定限制 内的判决，那么方法60进行到操作68，在操作68处，拒绝实施调整。在一个实施例中，通过 与处理器28(如图1中所示并且如上所述)相同或者类似的处理器执行操作68。在一个实施例中，方法60从操作68返回到操作62。在一个实施例中，方法60从 操作68进行到操作70，在操作70处对给定属性进行经修改的调整。该经修改的调整包括 对给定属性的调整，但是将气流的属性维持在预定限制内。在一个实施例中，在与处理器 28 (如图1中所示并且如上所述)相同或者类似的处理器控制下、通过与流生成系统16 (如 图1中所示并且如上所述)相同或者类似的流生成系统执行操作70。如果在操作66处做出在进行所选择的调整之后气流的属性将保持在预定限制内 的判决，那么方法60进行到操作72，在操作72处，进行对给定属性的调整。在一个实施例 中，在与处理器28(如图1中所示并且如上所述)相同或者类似的处理器控制下、通过与流 生成系统16相同或者类似的流生成系统执行操作72。虽然为了说明的目的，基于当前被认为最实际并且最优选的实施例对本发明进行 了详细描述，但是将理解，这些细节仅仅是为了该目的，并且本发明不是要限制于所公开的 实施例，相反，而是旨在包括在所附权利要求精神和范围内的修改和等价布置。例如，将理 解本发明预期可以将任何实施例的一个或多个特征与任何其它实施例的一个或多个特征 在可能程度上进行组合。
1权利要求
一种呼吸器(10)，其提供用于传送到对象(14)气道的气流，所述呼吸器(10)包括流生成系统(16)，其适于生成具有帮助对象(14)呼吸的一个或多个属性的气流；处理器(28)，其适于控制所述流生成系统(16)以控制所述气流的所述一个或多个属性；以及患者接口(26)，所述对象(14)可以容易地接入所述患者接口(26)，并且所述患者接口(26)适于从所述对象(14)接收对所述气流的所述一个或多个属性中的至少一个的调整的选择，其中，配置所述处理器(28)以使所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个可经所述患者接口(26)在预定范围内调整，从而使得(i)如果在进行经所述患者接口(26)接收的所选择的调整之后所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将保持在所述预定范围内，所述处理器(28)就控制所述流生成系统(16)进行所选择的调整；和/或(ii)如果在进行经所述患者接口(26)接收的所选择的调整之后所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将落在所述预定范围之外，所述处理器(28)就不控制所述流生成系统(16)进行所选择的调整。
2.如权利要求1所述的呼吸器(10)，其中，配置所述处理器(28)，从而使得如果在所选 择的调整之后所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将落在所述预定范围之 外，所述处理器(28)就控制所述流生成系统(16)将所述气流的所述一个或多个属性中的 所述至少一个调整到所述预定范围的边缘。
3.如权利要求1所述的呼吸器(10)，其中，看护者可针对所述对象(14)配置所述预定 范围。
4.如权利要求3所述的呼吸器(10)，还包括与所述患者接口(26)分离的看护者接口 (24)，并且其中，看护者可经所述看护者接口(24)配置所述预定范围。
5.如权利要求1所述的呼吸器(10)，还包括发射器(30)，其将与所述气流的所述一个 或多个属性有关的信息以及与所选择的调整有关的信息发送到远离所述呼吸器(10)定位 的计算实体。
6.如权利要求1所述的呼吸器(10)，其中，所述气流的所述一个或多个属性中的可经 所述患者接口(26)调整的所述至少一个包括呼吸速率、潮气量、吸气压力、触发灵敏度或 者呼气压力中的一个或多个。
7.如权利要求1所述的呼吸器(10)，其中，所述气流的压力对时间的描绘图是波形，并 且其中，所述气流的所述一个或多个属性中的可经所述患者接口(26)调整的所述至少一 个包括所述波形的一个或多个参数。
8.如权利要求1所述的呼吸器(10)，其中，所述气流的流率对时间的描绘图是波形，并 且其中，所述气流的所述一个或多个属性中的可经所述患者接口(26)调整的所述至少一 个包括所述波形的一个或多个参数。
9.如权利要求1所述的呼吸器(10)，其中，配置所述处理器(28)，使得如果在进行所选 择的调整之后所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将落在所述预定范围之 外，所述处理器(28)就为所述对象(14)提供警报。
10.一种提供用于传送到对象(14)气道的气流的方法，所述方法包括生成具有帮助所述对象(14)呼吸的一个或多个属性的气流；从所述对象(14)接收对于所述气流的所述一个或多个属性中的至少一个的调整的选择；如果在进行所选择的调整之后所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将 保持在预定范围内，就对所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个进行所选择的 调整；以及如果在所选择的调整之后所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将不保 持在所述预定范围内，就拒绝对所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个进行所 选择的调整。
11.如权利要求10所述的方法，还包括如果在所选择的调整之后所述气流的所述一 个或多个属性中的所述至少一个将不保持在所述预定范围内，就将所述气流的所述一个或 多个属性中的所述至少一个调整到所述预定范围的边缘。
12.如权利要求10所述的方法，其中，看护者可针对所述对象(14)配置所述预定范围。
13.如权利要求10所述的方法，还包括将与所述气流的所述一个或多个属性有关的信 息以及与所选择的调整有关的信息发送到远离所述对象(14)定位的计算实体。
14.如权利要求10所述的方法，其中，可调整的所述气流的所述一个或多个属性中的 所述至少一个包括呼吸速率、潮气量、吸气压力、触发灵敏度或者呼气压力中的一个或多 个。
15.如权利要求10所述的方法，其中，所述气流的压力对时间的描绘图是波形，并且其 中，所述气流的所述一个或多个属性中的可经所述患者接口(26)调整的所述至少一个包 括所述波形的一个或多个参数。
16.如权利要求10所述的方法，其中，所述气流的流率对时间的描绘图是波形，并且其 中，所述气流的所述一个或多个属性中的可经所述患者接口(26)调整的所述至少一个包 括所述波形的一个或多个参数。
17.如权利要求10所述的方法，还包括如果在进行所选择的调整之后、所述气流的所 述一个或多个属性中的所述至少一个将不保持在所述预定范围内，就为所述对象(14)提 供警报。
18.—种系统(10)，其配置为提供用于传送到对象(14)气道的气流，所述系统(10)包括用于生成具有帮助所述对象(14)呼吸的一个或多个属性的气流(16)的模块；用于从所述对象(14)接收对所述气流的所述一个或多个属性中的至少一个的调整 (26)的选择的模块；用于如果在进行所选择的调整之后所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一 个将保持在预定范围内，就对所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个进行所选 择的调整(28)的模块；以及用于如果在所选择的调整之后所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将 不保持在所述预定范围内，就拒绝对所述气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个进 行所选择的调整(28)的模块。
19.如权利要求18所述的系统(10)，还包括用于如果在进行所选择的调整之后所述 气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将不保持在所述预定范围内，就将所述气流(28)的所述一个或多个属性中的所述至少一个调整到所述预定范围的边缘的模块。
20.如权利要求18所述的系统(10)，其中，所述看护者可针对所述对象(14)配置所述预定范围。
21.如权利要求18所述的系统(10)，还包括用于将与所述气流的所述一个或多个属性 有关的信息(30)以及与所选择的调整有关的信息发送到远离所述对象(14)定位的计算实 体的模块。
22.如权利要求18所述的系统(10)，其中，所述气流的所述一个或多个属性中的可调 整的所述至少一个包括呼吸速率、潮气量、吸气压力、触发灵敏度或者呼气压力中的一个或 多个。
23.如权利要求18所述的系统(10)，其中，所述气流的压力对时间的描绘图是波形，并 且其中，所述气流的所述一个或多个属性中的可经用于从所述对象(14)接收对调整(26) 的选择的所述模块调整的所述至少一个包括所述波形的一个或多个参数。
24.如权利要求18所述的系统(10)，其中，所述气流的流率对时间的描绘图是波形，并 且其中，所述气流的所述一个或多个属性中的可经用于从所述对象(14)接收对调整(26) 的选择的所述模块调整的所述至少一个包括所述波形的一个或多个参数。
25.如权利要求18所述的系统(10)，还包括用于如果在进行所选择的调整之后所述 气流的所述一个或多个属性中的所述至少一个将不保持在所述预定范围内，就为所述对象 (14)提供警报(28)的模块。
全文摘要
一种呼吸器(10)，其对来自气体主体的气体加压，以将气流提供给对象(14)的气道，使得气流机械帮助对象(14)呼吸。为了提高对象(14)在通过呼吸器(10)换气期间的舒适性，呼吸器(10)使对象(14)能够对气流的一个或多个属性在预定限制内进行无人监管的调整。
文档编号G06F19/00GK101909686SQ200980101919
公开日2010年12月8日 申请日期2009年1月9日 优先权日2008年1月11日
发明者A·塞沃, P·R·多伊尔, S·艾哈迈德 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司