专利名称:确定受试者排出的总二氧化碳的组成的制作方法对二氧化碳(CO2)排出进行监测,例如,以此来评估急救护理受试者的机械通气的充分性和新陈代谢的速率。二氧化碳排出测量通常通过随时间对呼吸流量和二氧化碳信号进行积分来进行。二氧化碳是新陈代谢的自然副产物并且随着每次呼吸被排出。在人体在组织中以溶解气体、结合至重碳酸盐和/或以其他形式储存着大量的二氧化碳。因此,测量 的二氧化碳排出率反映了新陈代谢产生的二氧化碳的总和以及二氧化碳向或从身体中的二氧化碳储存(store )转移速率(rate )。二氧化碳排出常常被表示为每分钟排出的二氧化碳的体积,并且可以记为通常,人体每分钟排出大约200mL的二氧化碳。新陈代谢二氧化碳产生的速率与整个身体的新陈代谢活跃度成比例。如果已知准确的物质利用,能够从新陈代谢二氧化碳产生速率直接估计呼吸商(RQ)以及计算能量消耗。新陈代谢二氧化碳产生随着由加速的身体活跃度、增加的呼吸努力、败血症、恶性高热等引起的热量消耗的增加而增加。新陈代谢二氧化碳产生响应于由受试者工作下降或器官衰竭引起的新陈代谢活跃度的降低而降低。二氧化碳向或从组织储存的转移跟随在有效通气的变化之后。通气的增加引起二氧化碳排出的增加。在这种情况下,二氧化碳排出表示从储存中释放的二氧化碳加上新陈代谢产生的二氧化碳的总和。有效通气的降低引起二氧化碳排出速率下降。当身体不能够排出所有新陈代谢产生的二氧化碳时,测量的二氧化碳排出是新陈代谢产生的二氧化碳减去转移至储存的量。二氧化碳加入储存或从储存释放的速率指示动脉二氧化碳分压(PaCO2)的变化率。跟随在通气变化或新陈代谢率变化后的二氧化碳向或从储存的转移根据受试者体形、心输出量等持续延长的一段时间。当受试者过度通气时,测量的二氧化碳排出多于新陈代谢二氧化碳产生,并且二氧化碳正从组织中储存二氧化碳“吹走”或移走,这导致动脉二氧化碳的降低。当受试者通气不足时,二氧化碳排出不足以清除所述新陈代谢产生的二氧化碳,因此二氧化碳在组织中积聚,引起动脉二氧化碳升高。当通气和新陈代谢率已经长时间(根据受试者和环境为1-2小时)稳定时,那么测量的二氧化碳排出近似等于新陈代谢产生的二氧化碳的速率。具体而言,这是在二氧化碳没有向或从组织储存转移时的一段稳定状态,并且因此测量的二氧化碳排出仅反映来自新陈代谢的二氧化碳。然而,在许多急救护理情况下,通气是不稳定的,使得测量的二氧化碳排出是新陈代谢产生的二氧化碳和向或从二氧化碳储存转移二氧化碳的总和。将测量的二氧化碳排出用作临床监测参数是受限的,因为测量的二氧化碳排出的速率是新陈代谢二氧化碳产生和向或从组织储存的二氧化碳转移总和。在当前可用的测定体积的二氧化碳测定产品中,无法在临床背景下将新陈代谢二氧化碳产生的速率与向和从组织二氧化碳储存转移二氧化碳的速率分开。
本发明的一个方面涉及一种用于提供由受试者排出的总二氧化碳的组成的值的方法。所述方法可以包括接收传达与由受试者排出的总二氧化碳的速率相关的信息的一个或多个信号。所述方法还可以包括至少部分地基于所接收的一个或多个信号来确定第一二氧化碳测定组成,所述第一二氧化碳测定组成指示新陈代谢二氧化碳产生的速率。所述方法还可以包括至少部分地基于所接收的一个或多个信号来确定第二二氧化碳测定组成,所述第二二氧化碳测定组成指示向或从受试者的储存二氧化碳的身体区室转移二氧化碳的速率。另外,所述方法可以包括将所述第一二氧化碳测定组成或所述第二二氧化碳测定组成中的一个或多个呈现给用户。本发明的另一方面涉及一种用于提供由受试者排出的总二氧化碳的组成的值的系统。所述系统可以包括被配置成执行计算机程序模块的一个或多个处理器。所述计算机程序模块可以包括数据采集模块、组成确定模块和/或二氧化碳测定显示模块。所述数据 采集模块可以被配置成接收传达与由受试者排出的总二氧化碳的速率相关的信息的一个或多个信号。所述组成确定模块可以被配置成至少部分地基于所接收的一个或多个信号来确定指示新陈代谢二氧化碳产生的速率的第一二氧化碳测定组成和/或指示向或从受试者的储存二氧化碳的身体区室转移二氧化碳的速率的第二二氧化碳测定组成。所述二氧化碳测定显示模块可以被配置成提供所述第一二氧化碳测定组成或所述第二二氧化碳测定组成中的一个或多个,以呈现给用户。本发明的又一方面涉及一种用于提供由受试者排出的总二氧化碳的组成的值的系统。所述系统可以包括数据采集器件,其用于接收传达与由受试者排出的总二氧化碳的速率相关的信息的一个或多个信号。所述系统还可以包括组成确定器件,其用于至少部分地基于所接收的一个或多个信号来确定指示新陈代谢二氧化碳产生的速率的第一二氧化碳测定组成和/或指示向或从受试者的储存二氧化碳的身体区室转移二氧化碳的速率的第二二氧化碳测定组成。所述系统还可以包括显示器件,其用于将所述第一二氧化碳测定组成或所述第二二氧化碳测定组成中的一个或多个呈现给用户。参考附图考虑以下描述和所附权利要求,本发明的这些和其他目的、特征和特性,以及相关结构元件的操作方法和功能,以及各部分的组合和制造的经济性,将变得更加显而易见,所有附图都形成本说明书的一部分,其中,不同附图中的类似的附图标记表示对应的部分。在发明的一个实施例中,此处所说明的结构部件按照比例绘制。然而,应该清楚地理解,附图仅仅是为了说明和描述的目的,而不是限制本发明。此外,应当认识到,在此处任何一个实施例中示出或描述的结构特征也能在其他实施例中使用。然而,应该清楚地理解,附图仅仅是为了说明和描述的目的,并非意在作为对本发明的限制的限定。如在说明和权利要求中使用的,单数形式的“一”、“一个”和“该”包括多个对象,除非上下文中明确地指示出。图I图示了用于提供由受试者排出的总二氧化碳的组成的值的示范性系统。图2图示了用于在其他信息中传达由受试者排出的总二氧化碳的组成的值的示范性显示。图3为流程图,其图示了用于提供由受试者排出的总二氧化碳的组成的值的示范性方法。氧化碳的组成的值。下文呈现的方法300的操作意图进行例示。在一些实施例中,方法300可以通过如下操作来实现具有未描述的一个或多个额外操作,和/或不具有论述的一个或多个操作。另外,图3中图示的和下文描述的方法300的操作的顺序并非意图进行限制。在一些实施中,方法300可以在一个或多个处理设备(例如,数字处理器、模拟处理器、被设计成处理信息的数字电路、被设计成处理信息的模拟电路、状态机和/或用于以电子方式处理信息的其他机构)中实施。所述一个或多个处理设备可以包括响应于以电子方式存储在电子存储介质上的指令来执行方法300操作中的一些或全部的一个或多个设备。所述一个或多个处理设备可以包括通过硬件、固件和/或软件配置的一个或多个设备,这些硬件、固件和/或软件是为执行方法300的操作中的一个或多个而特别设计的。在操作302,接收传达与由受试者(例如,受试者106)排出的总二氧化碳的速率相关的信息的一个或多个信号。根据一些实施例,所接收的一个或多个信号可以实时地或者接近实时地传达与由受试者排出的总二氧化碳的速率相关的信息。所述一个或多个信号可以由数据采集模块116从传感器108接收。在操作304,实施受试者的一个或多个身体区室的模型。所述模型可以确定受试者的一个或多个身体区室的二氧化碳产生、二氧化碳分布或二氧化碳排出中的一个或多个。经建模的一个或多个身体区室可以包括心脏、肺、大脑、血液、肌肉、脂肪、肾和/或其他区室中的一个或多个。经建模的一个或多个身体区室中的多个区室可以分别进行建模或者与其他区室结合地建模。在示范性实施例中,所述模型可以利用之前接收的与由受试者排出的总二氧化碳的速率相关的信息来调整与建模的一个或多个身体区室相关的一个或多个模型参数。根据一些实施例,操作304可以由二氧化碳储存建模模块118来执行。在操作306,确定指示新陈代谢二氧化碳产生的速率的第一二氧化碳测定组成。操作306的确定可以至少部分地基于在操作302接收的一个或多个信号。操作306的确定可以至少部分地基于在操作304实施的模型。第一二氧化碳测定组成可以实时地或接近实时地被确定。在示范性实施例中,可以执行组成确定模块120来完成操作306。在操作308,确定指示向或从受试者的身体区室转移二氧化碳的速率的第二二氧化碳测定组成。操作308的确定可以至少部分地基于在操作302所接收的一个或多个信号。操作308的确定可以至少部分地基于在操作304实施的模型。第二二氧化碳测定组成可以实时地或接近实时地被确定。根据一些实施例,操作308可以通过执行组成确定模块120来完成。
在操作310,所述第一二氧化碳测定组成(在操作306中确定的)和/或所述第二二氧化碳测定组成(在操作308中确定的)被呈现给用户。根据示范性实施例,可以执行二氧化碳测定显示模块122以完成操作310。本发明的实施例可以在多种应用中实施,例如,作为非限定性范例,在非侵入式正压通气(NPPV)中和/或在确定通气机设置的过程中实施。在非侵入式正压通气期间的二氧化碳监测由于多种原因存在挑战。首先,因为呼气过程中来自通气机的气体流稀释了肺泡气体样本,可能很难获得呼气末二氧化碳的准确测量。此外,即使在分析纯净的肺泡(呼气末)气体样本时,当通气灌注错误匹配存在或疑似存在时所观测的呼出二氧化碳与真实的动脉二氧化碳间的关系可能是存在疑问的。如果二氧化碳排出的准确速率的测量是可能的,那么对向和从组织储存转移二氧化碳的监测可以用于直接评估一速率,在该速率下非侵入式正压通气使动脉二氧化碳减少,或在该速率下如果非侵入式正压通气不能移除储存的二氧化碳那么动脉二氧化碳上升。只要传感器108测量到所有排出的二氧化碳,那么动脉二氧化碳变化的方向和速率就能够在无需动脉血气分析的情况下以非侵入方式连续地被监测。
如上文所提到的,本发明实施例的另一应用包括确定通气机设置。这可以通过计算作为对多种方程式的输入的新陈代谢产生的二氧化碳来完成,需要这些方程式来选择机械通气受试者的呼吸速率。对于处于指示出较小潮气量的通气治疗方案中的受试者,这样的计算可以加强对其的护理。在面对与期望的动脉二氧化碳紧密联系的通气-灌注不均等时,系统推荐的呼吸速率因此可以是为获取充足的每分钟肺泡通气量而所需的速率。为了计算为获取任意期望的动脉二氧化碳分压而所需的必要呼吸速率,该计算考虑受试者产生(新陈代谢二氧化碳产生)的二氧化碳的量和每次呼吸排出的二氧化碳的量。这种计算(例如,潮气量、气道死区体积、VD/VT比和/或新陈代谢产生的二氧化碳)的输入也可以用作由所述传感器108监测的参数。尽管已经出于例示的目的,基于当前被认为最实用和优选的实施例详细描述了本法发明,应当理解,这样的详细说明仅仅出于这样的目的,并且本发明不限于所公开的实施例,而是,相反,意图涵盖落在权利要求书的精神和范围内的修改和等效布置。例如,应当理解,本发明想到了,在可能的范围内,任何实施例中的一个或多个特征能够与任何其他实施例中的一个或多个特征相组合。
能够提供由受试者排出的总二氧化碳的组成的值。可以接收传达与由受试者排出的总二氧化碳的速率相关信息的一个或多个信号。可以至少部分地基于所接收的一个或多个信号来确定第一二氧化碳测定组成和/或第二二氧化碳测定组成。第一二氧化碳测定组成可以指示新陈代谢二氧化碳产生的速率。第二二氧化碳测定组成可以指示向或从受试者的储存二氧化碳的身体区室转移二氧化碳的速率。可以将第一二氧化碳测定组成和/或第二二氧化碳测定组成呈现给用户。
确定受试者排出的总二氧化碳的组成制作方法
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