用于探测人工呼吸回路中的泄漏的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于探测人工呼吸回路中的泄漏的方法和设备，其中，本发明专利技术涉及用于监控用于患者的人工呼吸的测量系统的方法以及涉及这种测量系统。在患者与医疗设备之间建立流体连接期间，执行该方法。气体样本从该流体连接中吸出，并穿过气体传感器流体引导单元引导至气体传感器装置。得出所吸出的气体样本中CO2浓度的时间曲线和O2浓度的时间曲线。计算CO2浓度的随时间的变化的时间曲线和O2浓度的随时间的变化的时间曲线。查找符号相同的时间间隔，即其中两个浓度变化曲线具有连续相同符号。如果探测到这种符号相同的时间间隔，则检查是否满足预设的第一泄漏标准。如果是这种情况，则探测到泄漏的迹象。则探测到泄漏的迹象。则探测到泄漏的迹象。

【技术实现步骤摘要】
用于探测人工呼吸回路中的泄漏的方法和设备


[0001]本专利技术涉及用于在患者人工呼吸期间自动识别泄漏的方法和设备，其中，该泄漏会影响在医疗设备与患者之间的流体连接中出现的气体浓度的测量。

技术介绍

[0002]为了对患者进行人工呼吸并且可选地进行镇静，在人工呼吸设备与患者之间建立流体连接。在人工呼吸的情况下，人工呼吸设备经由流体连接将呼吸气体输送至患者，并且引导呼出的呼吸气体离开患者。人工呼吸设备能够设计为麻醉设备，麻醉设备将麻醉剂添加到输送至患者的呼吸气体中。可选地，在一个设计方案中，能够包含麻醉剂的呼出的空气被再次输送至人工呼吸设备，使得产生人工呼吸回路。
[0003]为了只要期望就能够自动地执行人工呼吸，需要测量人工呼吸回路中多种气体的浓度，特别是O2和CO2的浓度，以及可选的N2O(笑气)的浓度和/或至少一种麻醉剂的浓度。通常，这些气体浓度随时间变化。特别地，在吸气过程(吸入)中O2浓度大于在呼气过程(呼出)中，而在呼气过程中CO2的浓度通常大于在吸气过程中。如果在患者人工呼吸时输送至患者的气体混合物的一个组分的浓度快速下降，则会出现例外。该组分例如是氧气或呼吸气体。
[0004]用于测量气体浓度的通常的且还根据本专利技术使用的可能性是，在患者附近的分支点处从人工呼吸回路中吸出气体样本，输送至气体传感器装置，然后又馈入人工呼吸设备中。该分支点例如在患者附近的Y形件中实现。气体传感器装置测量分支的气体样本中的所查找的气体浓度。例如在DE 10 2017 011 625 A1中描述这种处理方式。
[0005]在分支点与气体传感器装置之间能够出现泄漏，例如因为用于人工呼吸或气体测量的组件由于故障而没有以流体密封的方式相互连接。穿过这种泄漏能够吸入环境空气。吸入的环境空气会使气体传感器装置的测量结果失真。因此，必须立即识别，以便消除泄漏或在没有气体测量结果的情况下继续人工呼吸。特别地，当人工呼吸的至少一个参数取决于至少一种气体的测量到的浓度而自动调节或者用户根据所测量的气体浓度调节或改变该参数时，则尤其必须立即识别泄漏。
[0006]已知多个方法和设备，用于在患者人工呼吸期间自动地识别至气体传感器装置的流体连接中的泄漏。
[0007]在DE 10 2017 011 625 A1中提出，测量CO2的时间曲线和另一气体、特别是O2的时间曲线，并且比较这两个时间曲线。如果未出现泄漏，则这两个曲线相对彼此相移。计算两个曲线之间的相移的统计学量值、特别是协方差，并将其与预设的界限进行比较。如果未出现泄漏，则该协方差理想地为
‑
1，并且在实际中为
‑
0.6至
‑
0.8之间。
[0008]在US 8033280 B2和EP 1961439 A1中提出，测量两种气体各自的时间曲线。如果这两个时间曲线同时沿环境空气中的同样测量的或已知的气体浓度的方向移动，则识别到泄漏。
[0009]在WO2004/076944 A2中提出，测量患者监视器中的压力的时间曲线和人工呼吸回
路中的压力的时间曲线，并将这两个时间曲线相互比较。

技术实现思路

[0010]本专利技术所基于的目的是，提供一种用于监控测量系统的方法，其中，测量系统用于患者的人工呼吸并从患者与医疗设备之间的流体连接中吸出气体样本。该方法应自动地且以与已知的方法相比更高的可靠性来探测泄漏，其中，待探测的泄漏会损害所吸出的气体样本中的至少一种气体的浓度的测量。本专利技术的目的还基于提供这种测量系统。
[0011]本专利技术通过具有权利要求1的特征的方法和通过具有权利要求9的特征的测量系统来实现。在从属权利要求中说明有利的设计方案。在有意义的情况下，根据本专利技术的方法的有利的设计方案也是根据本专利技术的测量系统的有利的设计方案，并且反之亦然。
[0012]根据本专利技术的方法监控测量系统。该测量系统能够用于患者的人工呼吸。在对患者进行人工呼吸期间执行用于监控的方法。患者在人工呼吸期间能够完全镇静。当人工呼吸叠加患者的自发呼吸(自身的呼吸活动)时，也能够使用根据本专利技术的方法。
[0013]该测量系统包括气体传感器装置和气体传感器流体引导单元。就权利要求的意义而言，流体引导单元能够将流体从一个点引导至另一个点，理想地，流体没有在这两个点之间的路径上逸出，或者环境中的气体不能够进入流体引导单元的内部中。流体引导单元不必包括输送单元。流体引导单元特别是软管，但是它也能够是硬管或软管和硬管的组合。当气体能够进入到流体引导单元中和/或气体能够从流体引导单元中溢出时，出现泄漏。
[0014]在患者与医疗设备之间建立流体连接期间执行该方法。借助于患者流体引导单元建立该流体连接。该医疗仪设备特别是人工呼吸设备或麻醉设备或患者监视器。患者流体引导单元将患者与医疗设备连接。
[0015]根据本专利技术的方法包括以下自动执行的步骤：
[0016]从患者液体引导单元吸出气体样本。
[0017]吸出的气体样本穿过气体传感器流体引导单元被引导至气体传感器装置。
[0018]计算吸出的气体样本中二氧化碳(CO2)浓度的时间曲线的量值。
[0019]计算吸出的气体样本中的其他气体的浓度的时间曲线的量值。该其他气体不同于CO2，并且优选包含氧气(O2)。
[0020]这两个时间浓度曲线利用气体传感器装置根据吸出的气体样本产生的测量值来计算。
[0021]计算CO2浓度的随时间的变化的时间曲线的量值。变量的时间变化是变量对时间的导数。
[0022]计算另一气体的浓度的随时间的变化的时间曲线、特别是O2浓度的随时间的变化的时间曲线的量值。
[0023]为了计算两个随时间的变化的和两个时间曲线，使用两个随时间的浓度曲线。
[0024]查找每个正负符号相同的时间间隔。符号相同的时间间隔是两个浓度变化曲线连续具有相同符号的时间间隔，即其中浓度变化曲线两者都大于零或小于零的时间间隔。
[0025]然后，当探测到至少一个这种符号相同的时间间隔时，执行以下步骤：
[0026]‑
检查两个浓度变化曲线是否满足预设的第一泄漏标准，更确切地说在该探测到的符号相同的时间间隔中或一个或每个探测到的符号相同的时间间隔中是否满足预设的
第一泄漏标准，并且
[0027]‑
当在至少一个所检查的符号相同的时间间隔中满足第一泄漏标准时，判定在患者流体引导单元与气体传感器装置之间出现泄漏。至少在该情况下判定出现这种泄漏的迹象，并且然后优选地执行另一自动检查或者触发检查或输出警报。
[0028]根据本专利技术的测量系统包括刚刚描述的气体传感器装置、刚刚描述的气体传感器流体引导单元和信号处理单元。该信号处理单元设计用于，
[0029]‑
计算浓度曲线和浓度变化曲线，
[0030]‑
查找符号相同的时间间隔，
[0031]‑
判定是否满足第一泄漏标准，并且
[0032]‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于监控用于患者(20)的人工呼吸的测量系统(110)的方法，其中，所述测量系统(110)包括气体传感器装置(50)和气体传感器流体引导单元(52)，特别是软管，其中，在借助于患者流体引导单元(40)在所述患者(20)与医疗设备(100)、特别是人工呼吸设备或麻醉设备或患者监视器之间建立流体连接期间，执行所述方法，并且其中，所述方法包括自动执行的步骤，即气体样本从所述患者流体引导单元(40)中被吸出并且通过所述气体传感器流体引导单元(52)引导至所述气体传感器装置(50)，使用所述气体传感器装置(50)的测量值计算：吸出的所述气体样本中的二氧化碳(CO2)的浓度的时间曲线(CO2
sk
)的量值，和吸出的所述气体样本中的与二氧化碳(CO2)不同的其他气体的浓度的时间曲线(O2
sk
)的量值，其他气体优选包括氧气(O2)，使用这两个时间浓度曲线(CO2
sk
、O2
sk
)计算CO2浓度的随时间变化的时间曲线的量值(ΔCO2
sk
)，其他气体(O2)的浓度的随时间变化的时间曲线的量值(ΔO2
sk
)，查找每个符号相同的时间间隔，在该时间间隔中，两个浓度变化曲线(ΔCO2
sk
、ΔO2
sk
)具有连续相同的符号，即这两个浓度变化曲线都大于零或都小于零，然后，当探测到至少一个所述符号相同的时间间隔时，检查两个浓度变化曲线(ΔCO2
sk
、ΔO2
sk
)在该时间间隔或至少一个时间间隔、优选在每个探测到的符号相同的时间间隔中是否满足预设的第一泄漏标准(DiPhaC)，并且当满足所述第一泄漏标准(DiPhaC)时，判定在所述患者流体引导单元(40)与所述气体传感器装置(50)之间出现泄漏(L)或出现针对所述泄漏(L)的迹象。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一泄漏标准(DiPhaC)与以下参数中的至少一个相关：符号相同的时间间隔的长度，自预设的参考时间点起探测到的所有符号相同的时间间隔的总长度，两个浓度变化曲线(ΔCO2
sk
、ΔO2
sk
)在所述符号相同的时间间隔或一个符号相同的时间间隔中的至少一个扫描时间点处具有的两个值的相应的算术乘积(Prod)，在符号相同的时间间隔上的符号相同的值的多个所述算术乘积(Prod)的总和，对于在至少一个探测到的符号相同的时间间隔内、优选在探测到的所有符号相同的时间间隔内的所有扫描时间点的所述算术乘积(Prod)的总和。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，执行一个浓度变化曲线(ΔCO2
sk
)相对于另一个浓度变化曲线(ΔO2
sk
)的计算的相移，使得，在所述相移之后，CO2浓度变化曲线(ΔCO2
sk
)的最大值落在与另一浓度变化曲线(ΔO2
sk
)的极值、即最大值或最小值相同的时间点上。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，探测每个呼气时间间隔，即所述患者(20)呼出空气的每个时间间隔，以及查找符号相同的时间间隔仅在探测到的呼气时间间隔中执行。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，
所述方法包括附加的且同样自动执行的步骤，在所述气体传感器装置(50)或所述气体传感器流体引导单元(52)中的，或者在所述气体传感器装置或所述气体传感器流体引导单元处的测量点(57)处测量压力(P
cell
)的时间曲线的量值，计算测量到的所述压力(P
cell
)的随时间变化的量值，计算两个浓度曲线之间的相移度，特别是协方差(Cov[CO2、O2])，计算所述相移度(Cov[CO2、O2])的随时间变化的量值，检查是否满足预设的第二泄漏标准(DPC)，其中，所述第二泄漏标准(DPC)与所述相移度(Cov[CO2、O2])的随时间变化，和所述压力(P
cell
)的随时间变化相关，然后，当探测到满足两个泄漏标准(DiPhaC、DPC)中的至少一个时，判定在所述患者流体引导单元(40)与所述气体传感器装置(50)之间出现泄漏(L)或者出现该泄漏(L)的迹象。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二泄漏标准(DPC)与在第一扫描时间点处的所述相移度(Cov[CO2、O2])的随时间变化，和在...

【专利技术属性】
技术研发人员：格尔德，
申请(专利权)人：德尔格制造股份两合公司，
类型：发明
国别省市：