[發明專利]用于實時評估肺力學的系統和方法

有效

• 申請號: 201080064749.2
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102770070A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 納瓦爾·納扎爾·阿爾-羅瓦斯;安德烈亞·加布里埃利;尼爾·拉塞爾·歐利亞諾;邁克爾·約瑟夫·班納
• 申請（專利權）人: 佛羅里達大學研究基金會有限公司
• 主分類號: A61B5/091
• 分類號: A61B5/091;A61B5/087;A61B5/08;A61M1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 康建峰;李春暉

技術領域

本發明一般地涉及包括通氣機（ventilator）和呼吸監視器技術的呼吸治療和生理學領域，更具體地涉及用于在不需要修改或中斷通氣機或病人空氣流動模式的情況下計算呼吸系統順應性（compliance）（C_RS）、阻力（R_RS）和吸氣平臺壓力（plateau?pressure）（P_plt）的方法和系統。

背景技術

機械通氣支持作為機械地輔助或代替自主呼吸的有效手段而被廣泛接受。機械通氣可以是非侵入式的，涉及各種類型的面罩或鼻部裝置，或者是侵入式的，涉及氣管內管（ETT）或氣管插管。選擇和使用適當的呼吸技術需要理解肺力學。

通常的自主吸氣產生負的肺內壓力，這在大氣與肺泡之間產生壓力梯度，導致空氣流入。在機械通氣期間，吸氣壓力梯度通常是空氣源的增大的（正的）壓力的結果或者因空氣源的增大的（正的）壓力而擴增。對于需要通氣支持的病人而言，必須監視C_RS和R_RS這二者，以正確地評估和治療病人的肺機能障礙或呼吸衰竭。監視P_plt是用以確保肺在機械通氣期間不通過過度擴張或過度加壓而被損壞的通常做法。

R_RS是迫使給定氣流通過被機械通氣的病人的呼吸回路、ETT阻力和生理氣道的組合串聯阻力的所需的壓力的量。C_RS是肺的擴張性的測量結果，意思是對于給定體積的所遞送的氣體而言的肺和胸壁的彈性回縮。因此，對于任何給定的體積而言，彈性壓力因肺硬度（如在肺纖維化中）或者胸壁或橫膈膜的受限制的偏移（例如，張力型腹水、巨型肥胖）而增大。典型地，在恒定的吸氣流速期間使用吸氣末尾停頓（end?inspiratory?pause，EIP）計算C_RS和R_RS。通過將所遞送的換氣體積（tidal?volume）除以吸氣P_plt來估計C_RS，其中P_plt是在EIP期間測得的穩態壓力。

通過將峰值充氣壓力（PIP）與P_plt之差除以吸氣流速來估計R_RS。一些通氣機具有吸氣流速設定，使得臨床醫生可以讀取所遞送的流速，而其它通氣機給出吸氣時間設定，其中臨床醫生需要將換氣體積除以吸氣時間以確定吸氣流速。

因此，P_plt是計算C_RS和R_RS所必需的。此外，還必須監視P_plt以避免肺泡的過度擴張，從而避免尤其是具有限制性肺病的病人的氣壓創傷和/或體積創傷（ARDS網絡協議（2008年7月）；http://www.ardsnet.org/node/77791）。在確定P_plt時，當前做法需要執行EIP。對于呼吸衰竭的病人而言，這可以通過在受控機械通氣（CMV）或間歇性強制通氣（IMV）期間在換氣體積之后立即應用EIP來實現。

遺憾的是，執行EIP存在許多缺點。例如，EIP的持續時間必須由知識淵博的臨床醫生預先設定并且必須在僅當被監視時的強制呼吸期間應用。通過應用EIP來暫時中斷吸氣和防止呼氣可能使一些病人感到不舒服，使得病人在EIP時無意識地或有意識地進行主動吸氣肌或呼氣肌收縮，這可能影響測得的P_plt的準確性。如果獲得不精確的對P_plt的測量結果，則所得到的對C_RS和R_RS的估計也將是不準確的。因為，如上面所指出的，病人呼吸治療和治療基于C_RS和R_RS值，由不精確的P_plt測量結果導致的對C_RS和R_RS的錯誤計算可能隨后影響被遞送給病人的治療的功效和病人的康復，甚至可能損害病人的健康。

此外，因為執行EIP可能使病人感到不舒服，所以不能持續應用EIP。沒有持續的、準確的P_plt信息，臨床醫生就不能充分監視病人安全和治療的功效。

通過應用EIP來暫時中斷吸氣還可能易于使病人-通氣機不同步。這可能導致增大的呼吸工作以及危害動脈血-氣交換的可能性。