專利名稱：監(jiān)測呼吸的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及實施側(cè)流采樣腔來監(jiān)測受檢者的呼吸，其中，在側(cè)流采樣腔內(nèi)檢測氣體的成分。
背景技術(shù)：
在側(cè)流構(gòu)造中對呼吸回路中氣體的成分進(jìn)行采樣的系統(tǒng)是已知的。在這些系統(tǒng)中對氣體成分的檢測通常用于確定一個或多個呼吸參數(shù)。然而，一般認(rèn)為與側(cè)流采樣腔內(nèi)的壓力或流量相關(guān)的信息在增強(qiáng)和/或?qū)崿F(xiàn)對呼吸參數(shù)的確定中是沒有用的，因為通常是對側(cè)流腔進(jìn)行泵吸從而對通過該腔的來自呼吸回路的氣體進(jìn)行采樣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面涉及一種被配置成監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括樣本室(cell)、成分檢測器、壓力檢測器以及一個或多個處理器。樣本室與導(dǎo)管流體連通，其中，通過與受檢者的氣道接合的接口器具將導(dǎo)管放置成與受檢者的氣道流體連通，并且其中，所述樣本室被配置成排出從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體。所述成分檢測器被配置成生成傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號。所述壓力檢測器被配置成生成傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號。所述一個或多個處理器被配置成執(zhí)行計算機(jī)程序模塊。所述一個或多個計算機(jī)程序模塊包括接口分類模塊和呼吸參數(shù)模塊。接口分類模塊被配置成基于由壓力檢測器生成的輸出信號確定接口器具的接口器具類型。呼吸參數(shù)模塊被配置成基于由成分檢測器生成的輸出信號以及基于接口分類模塊對接口器具的接口器具類型的確定，來確定一個或多個呼吸參數(shù)。本發(fā)明的另一方面涉及一種監(jiān)測受檢者的呼吸的方法。在一個實施例中，所述方法包括從導(dǎo)管向樣本室中接收氣體，其中，通過與受檢者的氣道接合的接口器具將導(dǎo)管放置成與受檢者的氣道流體連通；生成傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號；生成傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號；在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，以基于傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號來確定接口器具的接口器具類型；以及在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，以基于傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于對接口器具的接口器具類型的確定，來確定一個或多個呼吸參數(shù)。本發(fā)明的又一方面涉及一種被配置成監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括用于從導(dǎo)管向樣本室中接收氣體的器件(means)，其中，通過與受檢者的氣道接合的接口器具將導(dǎo)管放置成與受檢者的氣道流體連通；用于生成傳達(dá)與從導(dǎo)管向樣本室中接收的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號的器件；用于生成傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號的器件；用于基于傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號來確定接口器具的接口器具類型的器件；以及用于基于傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于對接口器具的接口器具類型的確定，來確定一個或多個呼吸參數(shù)的器件。本發(fā)明的又一方面涉及一種被配置成監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括樣本室、成分檢測器、壓力檢測器以及一個或多個處理器。樣本室和與受檢者的氣道連通的導(dǎo)管流體連通，并且被配置成排出從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體。所述成分檢測器被配置成生成傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號。所述壓力檢測器被配置成生成傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號。所述一個或多個處理器被配置成執(zhí)行計算機(jī)程序模塊。一個或多個計算機(jī)程序模塊包括呼吸識別模塊和呼吸參數(shù)模塊。所述呼吸識別模塊被配置成基于由壓力檢測器生成的輸出信號來識別呼吸。所述呼吸參數(shù)模塊被配置成基于由成分檢測器生成的輸出信號以及基于由呼吸識別模塊識別的呼吸，來確定一個或多個呼吸參數(shù)。本發(fā)明的另一方面涉及一種監(jiān)測受檢者的呼吸的方法。在一個實施例中，所述方法包括從與受檢者的氣道連通的導(dǎo)管向樣本室中接收氣體；生成傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號；生成傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號；在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，以基于傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號來識別呼吸；以及在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，以基于傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于所識別的呼吸，來確定一個或多個呼吸參數(shù)。本發(fā)明的又一方面涉及一種被配置成監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)。在一個實施例中，該系統(tǒng)包括用于從與受檢者的氣道連通的導(dǎo)管向樣本室中接收氣體的器件；用于生成傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號的器件；用于生成傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號的器件；用于基于傳達(dá)與導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號來識別呼吸的器件；以及用于基于傳達(dá)與從導(dǎo)管接收到樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于所識別的呼吸，來確定一個或多個呼吸參數(shù)的器件。通過參考附圖考慮下文的說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的這些和其他目標(biāo)、特征和特性，以及結(jié)構(gòu)的相關(guān)元件和各部分的組合的操作方法和功能以及制造的經(jīng)濟(jì)性，將變得更加顯而易見，說明書、權(quán)利要求書和附圖均構(gòu)成本說明書的一部分，其中，以相似的參考標(biāo)記指代各附圖中的對應(yīng)部分。在本發(fā)明一個實施例中，按照比例繪制了本文所圖示說明的結(jié)構(gòu)部件。然而，容易理解，附圖是出于例示性和說明性的目的，而非對本發(fā)明構(gòu)成限制。 另外，應(yīng)該認(rèn)識到，本文在任一實施例中示出或描述的結(jié)構(gòu)特征也能夠在其他實施例中使用。然而，容易理解，附圖僅是出于例示性和說明性的目的，而非意圖限定本發(fā)明。如在說明書和權(quán)利要求書中所使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個”和“該”包括復(fù)數(shù)對象，除非上下文明確指出。


圖1圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，被配置成監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)。圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，側(cè)流采樣腔中的壓力和流量的曲線圖。
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圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，側(cè)流采樣腔中的壓力和流量的曲線圖。圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，在機(jī)械和自主換氣期間樣本室壓力的曲線圖。圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，在機(jī)械和自主換氣期間(X)2的曲線圖。圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個或多個實施例，側(cè)流采樣腔中的壓力和流量的曲線圖。具體實施細(xì)節(jié)圖1圖示了被配置成監(jiān)測受檢者12的呼吸的系統(tǒng)10。在一個實施例中，系統(tǒng)10被配置成執(zhí)行側(cè)流二氧化碳測定術(shù)(capnometry)以確定與在受檢者12的氣道處或氣道附近的氣體的成分相關(guān)的信息?；谶@種信息，系統(tǒng)10確定受檢者12的一個或多個呼吸參數(shù)(例如，呼吸速率、潮氣末(X)2等)、識別呼吸事件(例如，呼吸障礙、呼吸暫停等)、識別設(shè)備故障和/或誤用、和/或執(zhí)行其他功能。為了改善這些確定(結(jié)果)中的一個或多個的精度，系統(tǒng)10還可以實施與在受檢者12的氣道處或氣道附近的壓力相關(guān)的信息。在一個實施例中，系統(tǒng)10包括一個或多個樣本室14、成分檢測器16、壓力檢測器18、電子存儲器20、用戶接口 22、一個或多個處理器M、和/或其他部件。在若干不同的治療方案中，受檢者12的氣道被接合，從而將導(dǎo)管沈放置成與受檢者12的氣道連體流通。通過接口器具觀，使受檢者12的氣道與導(dǎo)管沈接合并被放置成與導(dǎo)管26流體連通。接口器具觀可以通過密封或非密封的方式與受檢者12的氣道的一個或多個孔口接合。接口器具觀的一些范例可以包括，例如，氣管插管、鼻插管、氣管切開插管、鼻面罩、鼻/ 口面罩、全臉面罩、整體面罩、部分再呼吸面罩、或與受檢者的氣道流通氣體流的其他接口器具。本發(fā)明不限于這些范例，并且想到了任何受檢者接口的實施。在一個實施例中，導(dǎo)管沈被配置成將可呼吸氣體的加壓流遞送至受檢者12的氣道。例如，導(dǎo)管沈可以與壓力發(fā)生器連通，所述壓力發(fā)生器被配置成為受檢者12的氣道提供正壓力支持、對受檢者12進(jìn)行機(jī)械換氣、和/或以其他方式為受檢者12的氣道提供可呼吸氣體的加壓流。然而，這并非意圖進(jìn)行限制。例如，在一個實施例中，導(dǎo)管沈與周圍大氣流體連通。如本文所使用的，導(dǎo)管沈不必須限定為管或其他中空物體，其將加壓氣體流傳送到接口器具觀或者從接口器具觀接收加壓氣體流。導(dǎo)管沈可以包括任何中空物體、容器、和/或通過接口器具觀被放置成與受檢者12的氣道流體連通的腔。例如，本文所指的導(dǎo)管沈可以形成為位于實際的接口器具觀上的腔。這種腔可以與氣體源和/或與周圍大氣流體連通。樣本室14被配置成保持氣體與大氣隔離，并且包括入口 34和出口 36。樣本室14與導(dǎo)管沈流體連通以通過入口 34從導(dǎo)管沈接收氣體。氣體通過出口 36從樣本室14排出。例如，氣體可以被排出到大氣中、返回到導(dǎo)管26中、和/或以其他方式排出。在一個實施例中，將泵38放置成與出口 36流體連通以通過樣本室14從導(dǎo)管沈吸抽氣體。在接口器具觀安裝在受檢者12上的同時，借助樣本室14和導(dǎo)管沈之間的流體連通，樣本室14保持具與導(dǎo)管沈之內(nèi)和/或在受檢者12的氣道處的氣體的氣體參數(shù)相同、相似、或受其影響的一個或多個氣體參數(shù)。例如，樣本室14之內(nèi)氣體的成分與導(dǎo)管沈之內(nèi)氣體的成分相似或相同。理想地，借助泵38通過樣本室14吸抽氣體的操作，樣本室14之內(nèi)的氣體壓力和/或氣體流將保持恒定。然而，實際上，樣本室14之內(nèi)的壓力或氣體流隨著導(dǎo)管沈之內(nèi)的壓力和流量的變化而存在某種程度的波動。壓力和/或流量的這些波動是由受檢者12的呼吸和泵引起的。由受檢者12的呼吸引起的在樣本室14值之內(nèi)的壓力和/或流量的變化通常比導(dǎo)管26內(nèi)的壓力和/或流量的變化小很多。然而，樣本室14之內(nèi)的壓力和/或流量(或與其相關(guān)的參數(shù))能夠用于推導(dǎo)導(dǎo)管26之內(nèi)的壓力和/或流量， 和/或引起導(dǎo)管26之內(nèi)的壓力和/或流量變化的事件。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，與導(dǎo)管沈完全分離(除了入口 34和導(dǎo)管沈之間的連接)的樣本室 14的圖示并非意圖進(jìn)行限制。在一個實施例中，樣本室14在導(dǎo)管沈的壁之內(nèi)形成。在一個實施例中，樣本室14在導(dǎo)管沈本身之內(nèi)形成。在一個實施例中，樣本室14與導(dǎo)管沈分離，并且在入口 34與導(dǎo)管沈之間的連接是通過連接兩者的內(nèi)腔形成的。成分檢測器16被配置成生成傳達(dá)與從導(dǎo)管沈接收到樣本室14中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號。與氣體的成分相關(guān)的信息可以包括從導(dǎo)管26接收的氣體之內(nèi)的一種或多種組成分子種類的濃度。例如，由成分檢測器16生成的輸出信號可以傳達(dá)樣本室 14之內(nèi)的二氧化碳(C02)、氧氣(O2)和/或其他氣體分子種類的濃度。成分檢測器16可以包括與樣本室14內(nèi)部(例如，位于樣本室14之內(nèi))的氣體直接接觸的一個或多個部件以檢測與樣本室14中的氣體的成分相關(guān)的信息。通過非限定性范例，成分檢測器16可以包括設(shè)置在樣本室14中的與其中的氣體直接接觸的光致發(fā)光材料。壓力檢測器18被配置成生成傳達(dá)與導(dǎo)管沈之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號。 在一個實施例中，壓力檢測器18包括在樣本室14之內(nèi)、導(dǎo)管沈和樣本室14之間、和/或樣本室14的出口 36的下游設(shè)置的一個或多個壓力傳感器。在這一實施例中，由壓力檢測器18生成的輸出信號傳達(dá)樣本室14之內(nèi)的壓力。如上文所述，這種壓力的波動可以用于推導(dǎo)導(dǎo)管沈之內(nèi)的壓力變化，和/或識別趨于引起導(dǎo)管沈之內(nèi)的壓力變化的事件，諸如受檢者12的氣道處或氣道附近的流量和/或壓力變化。在一個實施例中，可以將從導(dǎo)管沈之內(nèi)接收氣體的分離的尖嘴(spur)(未示出) 包括到系統(tǒng)10中。這種分離的尖嘴和將來自導(dǎo)管沈之內(nèi)的氣體引導(dǎo)到口 34的內(nèi)腔可以形成一個雙內(nèi)腔。分離的尖嘴應(yīng)當(dāng)被封閉到(例如，“閉塞端”)壓力檢測器18。在一個實施例中，壓力檢測器18包括與導(dǎo)管沈內(nèi)部的氣體直接接觸的一個或多個壓力傳感器(例如，在導(dǎo)管26之內(nèi)設(shè)置一個或多個壓力傳感器)。與導(dǎo)管沈內(nèi)部直接接觸的一個或多個壓力傳感器的放置可以是選擇性可去除的。在一個實施例中，電子存儲器20包括電子地存儲信息的電子存儲介質(zhì)。電子存儲器20的電子存儲介質(zhì)可以包括與系統(tǒng)10集成地提供(即，基本上不可移除)的一個或兩個系統(tǒng)存儲器和/或可移除存儲器，所述可移除存儲器經(jīng)由例如端口(例如，USB端口、火線端口等)或驅(qū)動(例如，磁盤驅(qū)動等)可移除地可連接到系統(tǒng)10上。電子存儲器20可以包括一個或多個光學(xué)可讀存儲介質(zhì)(例如，光盤等)、磁性可讀存儲介質(zhì)(例如，磁帶、磁硬盤驅(qū)動、軟盤驅(qū)動等)、基于電荷的存儲介質(zhì)(例如，EEPR0M、RAM等)、固態(tài)存儲介質(zhì)(例如，閃存驅(qū)動等)、和/或其他電子可讀存儲介質(zhì)。電子存儲器20可以存儲軟件算法、由處理器M確定的信息、經(jīng)由用戶接口 22接收的信息、由成分檢測器16和/或壓力檢測器18生成的輸出信號、和/或使得系統(tǒng)10能夠正常工作的其他信息。電子存儲器20可以是系統(tǒng)10之內(nèi)的分離部件，或者電子存儲器20可以與系統(tǒng)10的一個或多個其他部件(例如，處理器24)集成地提供。用戶接口 22被配置成提供系統(tǒng)10和用戶(例如，受檢者12、護(hù)理者、研究者等)之間的接口，通過所述接口，用戶可以向系統(tǒng)10提供信息以及從系統(tǒng)10接收信息。這使得統(tǒng)稱為“信息”的數(shù)據(jù)、結(jié)果、和/或指令和其他可通信項能夠在用戶和系統(tǒng)10之間通信。適合包含在用戶接口 22中的接口裝置的范例包括按鍵、按鈕、開關(guān)、鍵盤、旋鈕、控制桿、顯示屏、觸摸屏、擴(kuò)音器、麥克風(fēng)、指示燈、聲音警報和打印機(jī)。在一個實施例中，用戶接口 22實際上包括多個分離的接口。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明也想到了有線或無線的其他通信技術(shù)來作為用戶接口 22。例如，本發(fā)明想到了可以與存儲器20提供的可移除存儲器接口集成的用戶接口 22。在這一范例中，信息可以從可移除存儲器(例如，智能卡、閃存驅(qū)動、可移除磁盤等)加載到系統(tǒng)10中，這使得(一個或多個)用戶能夠自定義系統(tǒng)10的實施。適于與系統(tǒng)10—起使用的作為用戶接口 22的其他示范性輸入裝置和技術(shù)包括，但不限于，RS-232端口、RF鏈接JR鏈接、調(diào)制解調(diào)器(電話、線纜等)。簡而言之，本發(fā)明想到了用于與系統(tǒng)10通信信息的任何技術(shù)來作為用戶接口。一個或多個處理器M被配置成在系統(tǒng)10中提供信息處理能力。這樣，處理器M可以包括數(shù)字處理器、模擬處理器、被設(shè)計成處理信息的數(shù)字電路、被設(shè)計成處理信息的模擬電路、狀態(tài)機(jī)和/或用于電子地處理信息的其他機(jī)制中的一個或多個。盡管在圖1示將處理器M示為單個實體，這僅僅是出于圖示說明的目的。在一些實施中，處理器M可以包括多個處理單元。這些處理單元可以物理地位于同一裝置內(nèi)，或者處理器M可以表示協(xié)調(diào)工作的多個裝置的處理功能。如圖1所示，處理器M可以被配置成執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊。所述一個或多個計算機(jī)程序模塊可以包括呼吸識別模塊40、接口分類模塊42、呼吸參數(shù)模塊44、警告模塊46和/或其他模塊中的一個或多個。處理器M可以被配置成通過軟件；硬件；固件；軟件、硬件和/或固件的一些組合來執(zhí)行模塊40、42、44和/或46，和/或用于在處理器M上配置處理能力的其他機(jī)制。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，盡管圖1圖示了共同位于單個處理單元之內(nèi)的模塊40、42、44和46，但在處理器M包括多個處理單元的實施中，模塊40、42、44和/或46中的一個或多個可以被置于遠(yuǎn)離其他模塊。下文所描述的由不同模塊40、42、44和/或46提供的功能的說明是出于說明性的目的，而非意圖進(jìn)行限制，因為模塊40、42、44和/或46中的任何一個可以比所描述的模塊提供更多或更少的功能。例如，可以省去模塊40、42、44和/或46中的一個或多個，并且可以由模塊40、42、44和/或46中的其他模塊提供它的一些或所有功能。作為另一范例，處理器M可以被配置成執(zhí)行一個或多個其他模塊，所述其他模塊可以執(zhí)行取決于如下模塊40、42、44和/或46中的一個的一些或全部功能。呼吸識別模塊40被配置成識別受檢者12的呼吸(例如，呼吸轉(zhuǎn)換、呼吸的存在等)。對受檢者12的呼吸的識別可以基于由壓力檢測器18生成的輸出信號。在一個實施例中，壓力檢測器18包括實際上位于樣本室14內(nèi)部的一個或多個壓力傳感器。如上文所述，導(dǎo)管沈之內(nèi)的壓力的波動引起樣本室14內(nèi)的對應(yīng)的壓力波動。盡管樣本室14之內(nèi)的壓力的波動可能小于導(dǎo)管沈之內(nèi)的那些壓力波動，但樣本室14之內(nèi)的波動仍然可以提供用于識別在導(dǎo)管26之內(nèi)引起壓力變化的呼吸的一些基礎(chǔ)。通過非限制性范例，通常趨勢的波動量可以指示受檢者12正在呼吸。作為另一范例，可以實施在壓力檢測器18的輸出信號中指示的壓力下降以識別從呼出的吸入的呼吸轉(zhuǎn)換。相似地，可以實施壓力升高以識別從吸入到呼出的呼吸轉(zhuǎn)換。在一個實施例中，壓力檢測器18包括位于導(dǎo)管沈和入口 34之間以及出口 36的上游(例如，出口 36和泵38之間)二者處的壓力傳感器。在這一實施例中，呼吸識別模塊 40實施包括樣本室14的流路徑中這兩個位置間的壓差。當(dāng)導(dǎo)管沈之內(nèi)的壓力增加時(例如，在從吸入到呼出的轉(zhuǎn)換期間)，壓差將趨于下降。相反，當(dāng)導(dǎo)管之內(nèi)的壓力下降時(例如，在從呼出到吸入的轉(zhuǎn)換期間)，壓差將增加。通過監(jiān)測這種壓差(從壓力檢測器18生成的輸出信號)，呼吸識別模塊40能夠識別受檢者12的呼吸。在一個實施例中，并非在樣本室14的相對側(cè)上放置壓力檢測器18的壓力傳感器， 而是在導(dǎo)管沈和/或樣本室14的入口 34之間放置限流器(未示出)，其中，壓力傳感器被設(shè)置在限流器兩側(cè)的任何一側(cè)。在限流器兩側(cè)的任何一側(cè)的位置之間的壓差將以與上述壓差相似的方式，趨于隨導(dǎo)管26內(nèi)部的壓力而變化。在這一實施例中，呼吸識別模塊40監(jiān)測限流器的兩側(cè)之間的壓差(從壓力檢測器18生成的輸出信號中)以識別受檢者12的呼吸轉(zhuǎn)換。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，上述壓差并非意圖進(jìn)行限制(例如，跨樣本室14和/或跨限流器)。 壓力檢測器18可以包括設(shè)置在包括樣本室14的流動路徑之內(nèi)的(或者在導(dǎo)管沈的平行尖嘴內(nèi))的任何組合位置處的兩個或更多個壓力傳感器，其中，在所述位置之間，氣體流引起壓力差。圖2是與壓力檢測器18(圖1所示以及如上所述)相似或相同的壓力檢測器的輸出信號的繪圖。如在圖2中所見的，壓力檢測器18檢測到的壓力波動確實能夠?qū)粑M(jìn)行識別，并且甚至可以識別各次呼吸轉(zhuǎn)換。在圖2圖示的實施例中，壓力檢測器可以包括一個或多個傳感器，所述一個或多個傳感器生成與通過樣本室的氣體流相關(guān)的輸出信號。這種流也示出了隨受檢者的通過鼻插管的呼吸的波動。圖1中所示以及如上所述的用于檢測呼吸轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)10的操作不僅僅在氣體通過“密封”接口(例如，插管、全密封面罩等)與受檢者的氣道連通的實施例中起作用。例如，圖3是與實施例中的壓力檢測器18(圖1所示以及如上所述)相似或相同的壓力檢測器的輸出信號的繪圖，在所述實施例中，氣體通過鼻插管與受檢者的氣道連通，受檢者能夠通過嘴和鼻自由地呼吸。 回到圖1，泵38可以用于以脈沖形式對通過樣本室14的氣體采樣。在一個實施例中，泵38包括利用脈寬調(diào)制(PWM)控制的隔膜泵。這些脈沖可能根據(jù)泵馬達(dá)周期而發(fā)生。 通過引起泵38的脈沖處的壓力波動(例如，這樣的波動可以在圖2和3示出的繪圖中觀察到)，泵38的操作可能引起壓力檢測器18生成的輸出信號中的噪聲。為了減少這種噪聲， 可以按照與泵馬達(dá)周期對應(yīng)的速率或頻率，對壓力檢測器18生成的輸出信號進(jìn)行采樣和/ 或濾波。 除了實施壓力檢測器18的輸出信號以識別呼吸，呼吸識別模塊40還可以使對呼吸的識別基于由成分檢測器16生成的輸出信號。在受檢者12呼吸時，受檢者12向接口器具觀內(nèi)的呼氣引起導(dǎo)管沈之內(nèi)一些分子分量濃度的增加以及導(dǎo)管沈之內(nèi)其他分子分量濃度的減少(例如，CO2增加而O2減少)。類似地，受檢者12的吸氣引起一些濃度增加以及其他濃度的減少。接口分類模塊42被配置成確定正在實施的接口器具觀的類型。在使用與受檢者12的氣道建立密封接合的接口器具觀(例如，插管、密封面罩等)的過程中，導(dǎo)管沈之內(nèi)的壓力波動趨于比在如下實施中更大和/或更劇烈，在所述實施中，通過允許泄漏的接口器具觀，和/或準(zhǔn)許通過一個或多個氣道口(例如，鼻插管)自由呼吸的接口器具，實現(xiàn)導(dǎo)管26和受檢者的氣道間的氣體連通。通過圖示說明的方式，圖4是壓力的繪圖，其示出了受檢者接口的類型如何影響導(dǎo)管沈和/或樣本室14經(jīng)受的壓力波動的幅度。在第一時段48期間，受檢者被插管，氣道基本密封。在第二時段50期間，受檢者通過鼻插管呼吸，沒有使氣道密封。如在圖4中所視的，在第一時段48期間，由換氣/呼吸引起的壓力波動具有比第二時段50期間更大的幅度。從這一幅度差，與接口分類模塊48(圖1中所示以及如上所述的)相似或相同的接口分類模塊將檢測受檢者的氣道在第一時段48期間通過使氣道密封的接口器具接合，以及在第二時段50期間通過不使氣道密封的接口器具呼吸。在一個實施例中，替代或者除了監(jiān)測導(dǎo)管沈和/或樣本室14經(jīng)受的壓力波動的幅度，接口分類模塊監(jiān)測基線、中值和/或平均壓力。如在圖4中所見，如果受檢者正在使用的接口器具使受檢者的氣道密封，導(dǎo)管26之內(nèi)的壓力最小值趨于比在利用不密封受檢者的氣道的接口器具時經(jīng)受的壓力最小值低?；谟山涌谄骶叩牟煌愋鸵鸬膶?dǎo)管26之內(nèi)的壓力之間的這種差別，接口器具模塊可以確定正在使用的接口器具的接口類型?；氐綀D1，呼吸參數(shù)模塊44被配置成確定受檢者12的呼吸的一個或多個呼吸參數(shù)。呼吸參數(shù)模塊44基于成分檢測器16生成的輸出信號、壓力檢測器18生成的輸出信號、呼吸識別模塊40識別的呼吸和/或呼吸轉(zhuǎn)換、接口分類模塊42對接口器具分類的確定、和/或其他標(biāo)準(zhǔn)中的一個或多個，來確定一個或多個呼吸參數(shù)。由呼吸參數(shù)模塊44確定的一個或多個呼吸參數(shù)例如可以包括潮氣末CO2、呼吸速率、和/或其他呼吸參數(shù)。在確定呼吸參數(shù)之一的過程中，呼吸參數(shù)模塊44可以基于呼吸參數(shù)與成分檢測器16生成的輸出信號和/或壓力檢測器18生成的輸出信號之間的預(yù)定關(guān)系確定呼吸參數(shù)作為成分檢測器16生成的輸出信號和/或壓力檢測器18生成的輸出信號的函數(shù)。例如，可以通過呼吸參數(shù)模塊44基于受檢者12的呼吸速率與成分檢測器16生成的輸出信號之間的預(yù)定關(guān)系，來確定呼吸速率。然而，呼吸速率和成分檢測器16生成的輸出信號之間的關(guān)系可能不同，取決于受檢者12是否使用使氣道密封的接口器具，或者使用不與氣道密封接合的接口器具。通過非限定性范例，圖5示出了使用不使氣道密封的接口器具時，受檢者的氣道處或氣道附近的CO2的繪圖52，以及使用與氣道建立密封接合的接口器具時，受檢者的氣道處或氣道附近的(X)2的繪圖M。如在圖5中所見，26的氣道處或氣道附近的(X)2與呼吸速率之間的關(guān)系在這兩種情況下將趨于表現(xiàn)的十分不同。這樣一來，如果不管正在實施的接口器具是什么類型，使用作為成分檢測器生成的輸出信號的函數(shù)的描述呼吸速率的單值函數(shù)，呼吸速率的計算可能受到影響?；氐綀D1，在一個實施例中，如果接口分類模塊42確定接口器具28不與受檢者12的氣道建立密封接合，通過實施一個或多個呼吸參數(shù)與成分檢測器16和/或壓力檢測器18 生成的輸出信號之間的第一組關(guān)系，呼吸參數(shù)模塊44被配置成確定受檢者12的一個或多個呼吸參數(shù)。在這一實施例中，響應(yīng)于接口分類模塊42確定接口器具觀不與受檢者12的氣道建立密封接合，呼吸參數(shù)模塊44實施在一個或多個呼吸參數(shù)與為接口器具觀定制的成分檢測器16和/或壓力檢測器18生成的輸出信號之間的第二組關(guān)系。通過非限定性范例，如果接口分類模塊42確定接口器具觀不使受檢者12的氣道密封，呼吸參數(shù)模塊44實施第一算法(基于第一預(yù)定的關(guān)系)以確定作為成分檢測器16 生成的輸出信號的函數(shù)的潮氣末C02。然而，如果接口分類模塊42確定接口器具觀與受檢者12的氣道建立了密封，呼吸參數(shù)模塊44實施第二算法(基于第二預(yù)定關(guān)系)以確定作為成分檢測器16生成的輸出信號的函數(shù)的潮氣末C02。在一個實施例中，接口分類模塊42可以在不與受檢者12的氣道建立密封接合的不同類型的接口器具之間進(jìn)行辨別。通過非限制性范例，接口分類模塊42可以在鼻插管和非侵入式換氣面罩之間進(jìn)行辨別。在這一實施例中，呼吸參數(shù)模塊44可以實施在一個或多個呼吸參數(shù)與輸出信號之間的不同組的關(guān)系，所述輸出信號由為接口分類模塊42能夠檢測的各種類型的接口器具定制的成分檢測器16和/或壓力檢測器18生成。警報模塊46被配置成生成指示呼吸事件和/或設(shè)備故障的一個或多個警報。警報經(jīng)由用戶接口 22傳遞至一個或多個用戶。基于成分檢測器16和/或壓力檢測器18生成的輸出信號，識別令警報模塊46生成一個或多個警報的呼吸事件和/或設(shè)備故障。通過非限定性范例，下文的表格1圖示如下方式，其中，能夠?qū)嵤┯沙煞謾z測器16和壓力檢測器 18生成的信號以在接口器具觀是鼻插管時觸發(fā)與呼吸事件和/或設(shè)備故障相關(guān)的警報。(1)
權(quán)利要求
1.一種被配置成監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括與導(dǎo)管流體連通的樣本室，所述導(dǎo)管與受檢者的氣道連通，其中，所述樣本室被配置成排出從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體；成分檢測器，其被配置成生成傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號；壓力檢測器，其被配置成生成傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號；以及一個或多個處理器，其被配置成執(zhí)行計算機(jī)程序模塊，其中，一個或多個計算機(jī)程序模塊包括呼吸識別模塊，其被配置成基于由所述壓力檢測器生成的所述輸出信號來識別呼吸；以及呼吸參數(shù)模塊，其被配置成基于由所述成分檢測器生成的所述輸出信號以及基于由所述呼吸檢測模塊識別的呼吸，來確定一個或多個參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述呼吸識別模塊還被配置成基于由所述成分檢測器生成的所述輸出信號來識別呼吸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個呼吸參數(shù)包括呼吸速率和/或潮氣末(X)2中的一個或兩個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述計算機(jī)程序模塊還包括報警模塊，所述報警模塊被配置成基于由所述成分檢測器和所述壓力檢測器生成的所述輸出信號來生成指示呼吸事件和/或設(shè)備故障的一個或多個警報。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述呼吸識別模塊對呼吸的所述識別包括對呼吸轉(zhuǎn)換的識別。
6.一種監(jiān)測受檢者的呼吸的方法，所述方法包括 從與受檢者的氣道連通的導(dǎo)管向樣本室中接收氣體；生成傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號； 生成傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號；以及在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，以基于傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的所述輸出信號來識別呼吸；以及在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，以基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的所述輸出信號以及基于所識別的呼吸，來確定一個或多個呼吸參數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，還基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的所述輸出信號來識別呼吸。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述一個或多個呼吸參數(shù)包括呼吸速率和/或潮氣末(X)2中的一個或兩個。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，以基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的所述輸出信號以及基于傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的所述輸出信號，來生成指示呼吸事件和/或設(shè)備故障的一個或多個警報。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，識別呼吸包括識別呼吸轉(zhuǎn)換。
11.一種被配置成用于監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于從與受檢者的氣道連通的導(dǎo)管向樣本室中接收氣體的器件；用于生成傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號的器件；用于生成傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號的器件；以及用于基于傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號來識別呼吸呼吸的器件；以及用于基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于所識別的呼吸，來確定一個或多個呼吸參數(shù)的器件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，還基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號來識別呼吸。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個呼吸參數(shù)包括呼吸速率和/或潮氣末(X)2中的一個或兩個。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，還包括基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號，來生成指示呼吸事件和/或設(shè)備故障的一個或多個警報的器件。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中，用于識別呼吸的所述器件包括用于識別呼吸轉(zhuǎn)換的器件。
16.一種被配置成用于監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括與導(dǎo)管流體連通的樣本室，其中，通過與所述受檢者的氣道接合的接口器具將所述導(dǎo)管放置成與所述受檢者的氣道流體連通，并且其中，所述樣本室被配置成排出從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體；成分檢測器，其被配置成生成傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號；壓力檢測器，其被配置成生成傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號；以及一個或多個處理器，其被配置成執(zhí)行計算機(jī)程序模塊，其中，一個或多個計算機(jī)程序模塊包括接口分類模塊，其被配置成基于由所述壓力檢測器生成的所述輸出信號，來確定接口器具的接口器具類型；以及呼吸參數(shù)模塊，其被配置成基于由所述成分檢測器生成的所述輸出信號以及基于通過所述接口分類模塊對所述接口器具的接口器具類型的確定，來確定一個或多個呼吸參數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述接口分類模塊被配置成根據(jù)由所述壓力檢測器生成的所述輸出信號所傳達(dá)的壓力變動的大小，來確定所述接口器具類型。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述接口分類模塊對接口器具類型的確定包括確定所述接口器具是否與所述受檢者的氣道建立密封的接合。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個呼吸參數(shù)包括呼吸速率和/或潮氣末(X)2中的一個或兩個。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述呼吸參數(shù)模塊被配置成基于由所述成分檢測器生成的所述輸出信號通過如下操作來確定所述一個或多個呼吸參數(shù)響應(yīng)于所述接口分類模塊確定所述接口器具與所述受檢者的氣道建立密封的接合，實施在由所述成分檢測器生成的所述輸出信號與所述一個或多個呼吸參數(shù)之間的第一組預(yù)定關(guān)系；以及響應(yīng)于所述接口分類模塊確定所述接口器具與所述受檢者的氣道之間的接合不是密封的，實施在由所述成分檢測器生成的所述輸出信號與所述一個或多個呼吸參數(shù)之間的第二組預(yù)定關(guān)系。
21.—種監(jiān)測受檢者的呼吸的方法，所述方法包括從導(dǎo)管向樣本室中接收氣體，其中，通過與所述受檢者的氣道接合的接口器具將所述導(dǎo)管放置成與所述受檢者的氣道流體連通；生成傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號；生成傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號；以及在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，基于傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號，來確定接口器具的接口器具類型；以及在一個或多個處理器上執(zhí)行一個或多個計算機(jī)程序模塊，基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于對所述接口器具的接口器具類型的確定，來確定一個或多個呼吸參數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，基于由傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的所述輸出信號所指示的壓力變化的大小，做出對所述接口器具的接口器具類型的確定。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，確定所述接口器具類型包括確定所述接口器具是否與所述受檢者的氣道建立密封的接合。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中，所述一個或多個呼吸參數(shù)包括呼吸速率和/或潮氣末(X)2中的一個或兩個。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中，基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于對所述接口器具的接口器具類型的確定，來確定一個或多個呼吸參數(shù)包括響應(yīng)于對所述接口器具與所述受檢者的氣道建立密封接合的確定，實施在傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號和所述一個或多個呼吸參數(shù)之間的第一組預(yù)定關(guān)系；以及響應(yīng)于對所述接口器具沒有與所述受檢者的氣道建立密封接合的確定，實施在傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號和所述一個或多個呼吸參數(shù)之間的第二組預(yù)定關(guān)系。
26.一種被配置成監(jiān)測受檢者的呼吸的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括用于從導(dǎo)管向樣本室中接收氣體的器件，其中，通過與所述受檢者的氣道接合的接口器具將所述導(dǎo)管放置成與所述受檢者的氣道流體連通；用于生成傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號的器件；用于生成傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號的器件；以及用于基于傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號來確定所述接口器具的接口器具類型的器件；以及用于基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于對所述接口器具的接口器具類型的確定，來確定一個或多個呼吸參數(shù)的器件。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的系統(tǒng)，其中，所述接口分類模塊被配置成從傳達(dá)與所述導(dǎo)管之內(nèi)的壓力相關(guān)的信息的輸出信號所指示的壓力變化的大小，來確定所述接口器具的接口器具類型。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的系統(tǒng)，其中，用于確定所述接口器具類型的所述器件確定所述接口器具是否與所述受檢者的氣道建立密封的接合。
29.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的系統(tǒng)，其中，所述一個或多個呼吸參數(shù)包括呼吸速率和/或潮氣末(X)2中的一個或兩個。
30.根據(jù)權(quán)利要求沈所述的系統(tǒng)，其中，基于傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號以及基于對所述接口器具的接口器具類型的確定，來確定一個或多個呼吸參數(shù)的方法包括用于響應(yīng)于對所述接口器具與所述受檢者的氣道建立密封接合的確定，實施在傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號和所述一個或多個呼吸參數(shù)之間的第一組預(yù)定關(guān)系的器件；以及用于響應(yīng)于對所述接口器具沒有與所述受檢者的氣道建立密封接合的確定實施在傳達(dá)與從所述導(dǎo)管接收到所述樣本室中的氣體的成分相關(guān)的信息的輸出信號和所述一個或多個呼吸參數(shù)之間的第二組預(yù)定關(guān)系。
全文摘要
實施氣體的側(cè)流采樣以在受檢者的氣道處或氣道附近確定與氣體的成分相關(guān)的信息。從這樣的信息中，確定受檢者12的一個或多個呼吸參數(shù)(例如，呼吸速率、潮氣末CO2等)、識別呼吸事件(例如，阻塞、窒息等)、識別設(shè)備故障和/或誤用、和/或執(zhí)行功能。為了提高這些確定(結(jié)果)中的一個或多個的精度，實施在受檢者的氣道處或氣道附近的與壓力相關(guān)的信息。這種信息可以包括在側(cè)流采樣室處或采樣室附近的壓力的檢測。
文檔編號A61M16/06GK102596031SQ201080049377
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
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