混合静脉血氧饱和度的估计制造技术

本公开内容涉及用于连续且非侵入式地估计机械通气对象(3)中的混合静脉血饱和度[SvO2]的方法。该方法包括以下步骤：测量(S1；S10)由对象呼出的呼气气体中的呼气二氧化碳[CO2]含量；测量(S2；S20)由对象呼出的呼气气体的呼气流量和体积；使用二氧化碳动力学Fick方法根据所测量的呼气CO2含量和所测量的呼气流量或体积来估计(S3；S30)对象的心输出量[CO]或有效肺血流量[EPBF]；以及基于所估计的对象的CO或EPBF来估计(S4；S40)SvO2。S40)SvO2。S40)SvO2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混合静脉血氧饱和度的估计


[0001]本公开内容涉及用于连续且非侵入式地估计机械通气对象的混合静脉血氧饱和度(SvO2)的方法、计算机程序和系统。

技术介绍

[0002]在危重患者的机械通气期间，提供充足的氧输送以确保令人满意的组织氧合是一项中心任务。由于心输出量(CO)是氧输送的主要决定因素之一，因此主要努力致力于开发临床上有用的技术以评估机械通气患者中的该参数。许多用于CO评估的技术与各种局限性相关联，即使临床医生能够获得可靠的CO值，仍然不容易确定这些值是否足够、不足或过大。为了更好地判断这一点，需要结合例如列表正常值或血浆乳酸盐水平的一些其他因素来解释CO值。
[0003]相反，理解和解释全身组织氧合的更直观的方法是监测混合静脉血氧饱和度(SvO2)。SvO2是返回心脏右侧的血液中与血红蛋白结合的氧的百分比。这反映了在除去身体组织所需的氧气之后仍留在血液中的氧气量。因此，SvO2的变化反映了组织的氧输送与氧需求之间的平衡的变化。
[0004]目前，通过在患者的肺动脉中放置用于获得混合静脉血样品的导管来侵入性地测量SvO2，这是一种与可疑的风险
‑
收益关系相关联的实践，因为肺动脉导管(PAC)(也称为漂浮(Swan
‑
Ganz)导管)与显著的发病率并且有时甚至与死亡率相关联。与PAC相关的另一缺点是它们仅允许SvO2的间歇分析。
[0005]中心静脉血氧饱和度(ScvO2)有时用作SvO2的替代物。ScvO2测量可以通过中心静脉导管(CVC)(例如颈内或锁骨下导管)获得，中心静脉导管比PAC侵入性小。使用ScvO2代替SvO2的另一优点是存在配备有能够连续监测ScvO2的光纤的CVC。在临床实践中，通常假设ScvO2具有与SvO2相同的生理意义，该假设有时是不正确的，因为ScvO2不总是反映患者的真实混合静脉血氧饱和度SvO2。
[0006]监测真实SvO2的非侵入性或至少侵入性较小的方法将代表在机械通气患者的更先进的重症监护和大手术期间的血液动力学监测方面的实质性进步。

技术实现思路

[0007]本公开内容的目的是提供一种确定机械通气对象中的混合静脉血饱和度(SvO2)的改进的或至少替代的方式。
[0008]本公开内容的另一目的是提供一种用于确定SvO2的方法，该方法消除或至少减轻与现有技术相关联的一个或更多个以上提及的问题。
[0009]特别地，本公开内容的目的是提供一种用于连续且非侵入式地确定SvO2的方法，该方法可以容易地应用于机械通气对象的床边。
[0010]根据一个方面，这些和其他目的通过一种用于连续且非侵入式地估计机械通气对象中的SvO2的方法来实现，该方法包括以下步骤：
[0011]‑
测量对象呼出的呼气气体中的呼气二氧化碳(CO2)含量；
[0012]‑
测量对象呼出的呼气气体的呼气流量或体积；
[0013]‑
使用二氧化碳动力学Fick方法根据所测量的呼气CO2含量和所测量的呼气流量或体积来估计对象的心输出量(CO)或有效肺血流量(EPBF)，以及
[0014]‑
基于所估计的对象的CO或EPBF来估计SvO2。
[0015]通过使用非侵入性二氧化碳动力学Fick方法来确定通气对象的CO或EPBF，并且根据由此获得的CO或EPBF值来估计SvO2，可以在不使用侵入性肺动脉导管或中心静脉导管的情况下获得从呼出CO2动力学的数学建模得出的“二氧化碳动力学SvO2”。因此，该方法提供了估计SvO2的非侵入性或至少最小侵入性方式。
[0016]所提出的方法的另一优点是，由于用于确定CO或EPBF的二氧化碳动力学Fick方法允许在逐次呼吸的基础上确定通气对象的CO或EPBF，因此可以连续地(即，在逐次呼吸的基础上)估计二氧化碳动力学SvO2。
[0017]根据一个方面，该方法包括使用二氧化碳动力学Fick方法根据所测量的呼气CO2含量和所测量的呼气流量或体积来估计对象的EPBF，以及基于所估计的EPBF来估计SvO2。
[0018]在SvO2的估计中使用EPBF代替CO是有利的，因为EPBF与肺末端毛细血管氧含量(CcO2)相关联，CcO2可以通过肺末端毛细血管氧分压(PcO2)从已知的吸入氧分率(FiO2)和肺泡气体方程来估计。另一方面，基于CO估计SvO2需要确定通气对象的动脉氧含量(CaO2)，这又需要估计动脉氧饱和度(SaO2)和动脉氧分压(PaO2)。
[0019]该方法还可以包括以下步骤：根据由对象通过呼吸消除的CO2的体积(VCO2)和呼吸商(RQ)来估计通气对象的氧消耗(VO2)，以及基于所估计的对象的VO2估计SvO2。可以基于呼气CO2含量和呼气流量或体积测量结果来确定VCO2。RQ可以是假定值，其例如可以基于通气对象的年龄、性别、体重和营养来选择。
[0020]将RQ引入到呼出CO2动力学的数学模型中使得有可能根据RQ和VCO2估计VO2，这又使得有可能根据用于肺中氧平衡的Fick方程计算SvO2。VCO2可以例如使用体积二氧化碳描记根据所测量的呼气CO2含量和所测量的呼气流量或体积来确定。因此，在一些实施方式中，可以使用所计算的对象的VO2和氧Fick方程根据所估计的CO或EPBF来估计通气对象的SvO2。
[0021]当基于所估计的对象的EPBF来估计SvO2时，所提出的原理允许从包括VCO2与EPBF之间的商的算法来计算SvO2，这是有利的，因为该方法对于VCO2的确定中的误差变得相对鲁棒。这是由于以下事实：VCO2中的误差也将在EPBF确定中引入误差，当SvO2估计基于VCO2与EPBF之间的商时，将在很大程度上抵消该误差。
[0022]该方法还可以包括以下步骤：将所估计的CO或EPBF和所估计的对象的VO2带入到用于得出血液中氧的Fick方程中，在所述Fick方程中以混合静脉血中的氧分压(PvO2)和SvO2表达与混合静脉血中每体积单位的氧含量(CvO2)相关的变量，并且通过求解由此获得的关于SvO2的方程来估计SvO2。这些操作允许以计算友好的方式根据所测量的呼气CO2含量和流量(或体积)来估计SvO2，同时带来以上提及的优点。
[0023]例如，可以基于以下关系来估计SvO2。
[0024][0025]其中，ScO2是肺末端毛细血管氧饱和度(分率)，VCO2是CO2消除量(ml min
‑1)，C
H
是H
ü
fner常数(ml g
‑1)，Hb是血液中血红蛋白含量(g1
‑1)，EPBF是有效肺血流量(l min
‑1)，RQ是呼吸商，α是血浆中O2的溶解度常数(ml 1
‑1kPa
‑1)，PcO2是肺末端毛细血管氧分压(kPa)，并且PvO2是混合静脉氧分压(kPa)。
[0026]为了利于使用二氧化碳动力学Fick方法来估计通气对象的CO或EPBF，该方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于连续且非侵入式地估计机械通气对象(3)中的混合静脉血饱和度[SvO2]的方法，其特征在于以下步骤：
‑
测量(S1；S10)由所述对象呼出的呼气气体中的呼气二氧化碳[CO2]含量；
‑
测量(S2；S20)由所述对象呼出的呼气气体的呼气流量或体积；
‑
使用二氧化碳动力学Fick方法根据所测量的呼气CO2含量和所测量的呼气流量或体积来估计(S3；S30)所述对象的心输出量[CO]或有效肺血流量[EPBF]，以及
‑
基于所估计的所述对象的CO或EPBF来估计(S4；S40)SvO2。2.根据权利要求1所述的方法，其中，估计(S3；S30)所述对象(3)的CO或EPBF的步骤包括：估计所述对象的EPBF，并且其中，基于所估计的EPBF来估计SvO2。3.根据权利要求1或2所述的方法，包括以下步骤：
‑
根据由所述对象通过呼吸消除的CO2的体积[VCO2]和呼吸商[RQ]来估计所述对象(3)的氧消耗[VO2]，以及
‑
基于所估计的所述对象的VO2来估计SvO2。4.根据权利要求3所述的方法，其中，基于VCO2与EPBF之间的商来估计SvO2。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：
‑
将所述对象的所估计的CO或所估计的EPBF和所估计的VO2带入到用于得出血液中氧的Fick方程中，
‑
在所述Fick方程中以混合静脉血中的氧分压[PvO2]项和SvO2项来表达与混合静脉血中每体积单位的氧含量[CvO2]相关的变量，以及
‑
通过求解由此获得的关于SvO2的方程来估计(S4)SvO2。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，基于以下关系来估计SvO2其中，ScO2是肺末端毛细血管氧饱和度(分率)，VCO2是CO2消除量(ml min
‑1)，C
H
是H
ü
fner常数(ml g
‑1)，Hb是血液中血红蛋白含量(g1
‑1)，EPBF是有效肺血流量(l min
‑1)，RQ是呼吸商，α是血浆中O2的溶解度常数(ml 1
‑1kPa
‑1)，PcO2是肺末端毛细血管氧分压(kPa)，并且PvO2是混合静脉氧分压(kPa)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：使用包括增加通气的多次呼吸和减少通气的多次呼吸的通气模式对所述对象(3)进行通气；以及基于针对所分析的呼吸序列而获得的呼气CO2含量测量结果和呼气流量或体积测量结果来估计所述对象(3)的CO或EPBF，在所分析的呼吸序列期间使用所述通气模式对所述对象进行通气。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，包括以下步骤：
‑
针对所分析的呼吸序列中的多次呼吸，基于针对所分析的呼吸序列获得的所述呼气CO2含量测量结果和所述呼气流量或体积测量结果，确定与所述对象的肺泡CO2的分率[F
A
CO2]相关的第一参数、与所述对象的动脉血的CO2含量[CaCO2]或肺末端毛细血管血的CO2含量[CcCO2]相关的第二参数、以及与所述对象的CO2消除量[VCO2]相关的第三参数，以及
‑
基于所分析的呼吸序列中第一参数、第二参数和第三参数之间的相关性来估计所述
对象(3)的CO或EPBF。9.一种计算机程序，用于借助于系统(1)连续且非侵入式地估计机械通气对象(3)中的混合静脉血饱和度[SvO2]，所述系统(1)包括气体分析器(29)、流量或体积传感器(27)以及计算机(14)，所述气体分析器(29)用于测量由所述对象呼出的呼气气体中的呼气CO2含量，所述流量或体积传感器(27)用于测量由所述对象呼出的呼气气体的呼气流量或体积，其特征在于，所述计算机程序包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在由所述计算机执行时，使所述系统(1)执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。10.一种用于连续且非侵入式地估...

【专利技术属性】
技术研发人员：芒努斯，
申请(专利权)人：马奎特紧急护理公司，
类型：发明
国别省市：