具有适用于心脏按摩的通气模式的人工通气设备

摘要

本发明涉及一种用于控制递送气体流、尤其空气流的呼吸辅助设备的方法，该方法包括以下步骤：测量指示所述气体流的至少一个参数；将指示所述气体流的所述至少一个参数转换成指示所述气体流的至少一个信号；处理指示该气体流的所述至少一个信号以便由此推导出与对心脏停博患者执行心脏按摩有关的至少一个信息；基于所述至少一个推导出的信息，从多个存储的通气模式中自动地选择给定通气模式、并且通过应用所选通气模式来控制该呼吸辅助设备。本发明涉及能够实施所述控制方法的呼吸辅助设备。

说明书

本发明涉及一种用于控制或操作人工通气设备的方法并且还涉及这种类型的人工通气设备，该人工通气设备装配有微型鼓风机，该微型鼓风机产生气体流、尤其空气流以便能够提供通气辅助(尤其通气和监测)从而在对心脏停博的人执行心脏按摩时帮助急救工作者或任何其他医疗人员，例如急诊医师、消防员、护士等。

通常使用人工通气设备、也称为呼吸或通气辅助设备、或者更简单地医疗呼吸机来给独自呼吸困难或者不能独自呼吸的人提供呼吸辅助、即人工通气。

具体而言，在心脏停博期间对人进行通气是必要的，以便在心脏已经停止时继续向脑和身体的其余部分供应氧气。

然而，在对心脏停博的人执行通气的同时对这个人执行心脏按摩是存在问题的，因为这种通气不得中断胸部按压和/或不得大到造成不利的血液动力学效应。

然而，常规的呼吸机不是针对这种情形设计的。具体而言，它们在胸部按压期间发出警报和/或故障。

因此，在实践中，医疗人员经由呼吸机或袋阀面罩(BVM)递送吹气，有时会中断胸部按压。

心脏按摩的连续性和规律性是确定心脏停博患者的前景的功效因素。因此，从不推荐停止心脏按摩，即使为了向患者提供呼吸气体的吹入。

此外，经由BVM或通过常规的呼吸机手动递送的吹气在大多数情况下太具侵略性，特别是由于所给送的气体的体积较大，从而导致对胸部按压的功效造成直接和公认的不利影响。

为此原因，已经提出了避免传统吹气的设备、特别是CPAP(连续气道正压)呼吸机，以便在心脏停博的情况下使用。然而，这些设备不是理想的，因为它们不能确保对心脏停博的人进行充分通气，并且按压的间断致使所有通气间断，这是不希望的。

此外，能够在心脏按摩期间递送机械通气的大多数设备不能以自主/自动方式确保这种通气，而这种复杂的临床情况要求非常简易的使用。的确，这些设备在每次吹气过程中有时需要人为干预，这让医疗人员的工作复杂化并且有时导致气体是以受控不良的压力和/或体积被给送。如果在呼吸气体的吹气过程中，没有正确地控制所产生的压力和体积，则可能出现对患者造成伤害的现象，例如不希望的胃部吹气。因此，利用传统设备，不能容易且安全地递送没有超过推荐气体体积的保护性通气。

此外，在心脏按摩过程中，按压胸廓产生大量但不足的肺通气，这必须通过机械通气来补充。当中断胸部按压时，在恢复患者的自发循环活动后或者在电击之后，例如通气量突然减少，而患者的氧需求增大。于是需要补充通气量，从而需要复杂的操作来改变通气模式，以便能够克服这种缺氧。

此后，一旦已经执行这种通气改变并且对患者适当地通气，则可能使心脏停博复发。在这种情况下，恢复胸部按压，并且然后再次需要手动修改对通气装置的调节，以便恢复最适合于心肺复苏(CPR)的通气模式。

因此，在患者受医疗团队管理期间，他或她可能经历几次停博，并且最佳通气量的递送需要医疗团队的一部分进行干预，以便在每次发生这些停博时适配该设备。

然而，在紧急情形下，花费在这些适配上的时间不利于更重要的操作。由于缺少时间，这些适配可能被忘记或忽略，这出于明显的安全原因是不可接受的。

总体来讲，目前在心脏按摩过程中所使用的大多数医疗通气设备不具有与这种情形相适配的特定模式。这些设备简单地装配有吸气触发器，这些吸气触发器通常被错误地激活并且引起对由胸部按压引起的心脏血液流速造成损害的自触发和循环。此外，它们中的一些没有提供调节呼气正压(PEP)的可能性，然而这可能是不可缺少的。

最后，这些传统设备所配备的许多声音和/或视觉警报也被错误地激活，例如与压力、体积或频率有关的警报，因为它们是被开发用于“传统”应用，并且这些触发器和警报使用由机器测量的压力信号和流速信号，这些信号就其本身而言在很大程度上被心脏按摩中断。

FR-A-300893披露了一种使用控制方法的呼吸辅助设备，该控制方法包括测量代表气体流的参数、并且使用这个参数来由此推导出与对心脏停博的患者执行的心脏按摩有关的信息并且从若干个所存储的通气模式中自动地选择给定通气模式。然而，所述文献没有给出涉及有待应用的通气模式的任何细节。

在文献EP-A-2198823、WO-A-00/20061和EP-A-2343097中描述了类似的设备或方法。

鉴于此，着手解决的问题因此是实现一种人工通气设备，即呼吸辅助设备，也称为医疗呼吸机，以及一种控制或操作此类人工通气设备的方法，该设备和方法通过在通气模式方面根据胸部收缩(即对心肺骤停的患者进行的心脏按摩)的不存在或存在来提供适合的响应，从而解决上述问题和缺陷的全部或一部分。

优选地，该设备和方法必须能够无需人为干预地、即自动地检测对心脏停博的患者执行心脏按摩。

此外，该设备和方法必须能够通过考虑胸部按压的阶段和胸部解压的阶段来提供与心脏按摩的存在或不存在相适配的机械通气，以便改善给患者的通气，而不触发不适当的报警。

换言之，本发明的方法必须能够无中断地覆盖心肺复苏术(CPR)的所有步骤、尤其胸部按压/解压的循环阶段、并且因此最终通过避免通气中断和/或任何过度通气来改善通气。

因此，本发明的解决方案涉及一种呼吸辅助设备、即医疗呼吸机，包括被设计成用于递送气体流、尤其空气流的气体回路，该呼吸辅助设备包括：

-测量器件，该测量器件被设计成用于测量代表由所述气体回路所递送的气体流的至少一个参数，并且该测量器件被配置成用于将代表所述气体流的所述至少一个参数转换成代表所述气体流的至少一个信号，

-信号处理器件，该信号处理器件能够并且被设计成用于处理由该测量器件所提供的代表该气体流的所述至少一个信号并且用于由此推导出与对患者执行或不执行心脏按摩有关的至少一个信息，

-用于存储通气模式的器件，该器件被配置成用于存储若干种通气模式，这些通气模式至少包括以下各项：

i)与执行心脏按摩相对应的第一通气模式以及

ii)与不执行或间断心脏按摩相对应的第二通气模式，以及

-用于选择通气模式的器件，取决于由该信号处理器件(8)或通过用户激活调节与选择器件(11)而提供的所述至少一个信息，该用于选择通气模式的器件能够选择、即能够并被设计成用于选择并应用所存储的第一或该第二通气模式，

其特征在于：

a)该用于存储通气模式的器件被配置成用于存储：

-第一通气模式，该第一通气模式包括第一低压(PB1)、第一高压(PH1)以及第一频率(F1)的给定值，其中PH1>PB1，以及

-第二通气模式，该第二通气模式包括第二低压(PB2)、第二高压(PH2)以及第二频率(F2)的给定值，其中PH2>PB2、PB2>PB1并且PH2≥PH1，并且其中F2>F1，并且

b)该用于选择通气模式的器件被设计成用于进行从该第一通气模式到该第二通气模式的转换，或者反之亦然，以便响应于该信号处理器件检测到与胸部收缩不存在或间断、或者相反地与胸部收缩存在有关的至少一个信息来修改该高压(PH1，PH2)和/或该低压(PB1，PB2)和/或频率(F1，F2)。

取决于环境，本发明的设备或医疗呼吸机可以包括以下技术特征中的一项或多项：

-根据第一实施例，该第一和第二低压(PB1，PB2)的值是相等的，即PB1＝PB2。在这种情况下，该低压不被修改并且在给定固定值PB下保持恒定，因此PB1＝PB2＝PB。

-根据第二实施例，该第一和第二低压(PB1，PB2)的值是不同的，即PB1<PB2。在这种情况下，该低压根据所选通气模式被修改。

-该用于选择通气模式的器件被设计成用于进行从该第一通气模式到该第二通气模式的转换，或者反之亦然，以便响应于该信号处理器件检测到与胸部收缩不存在或间断、或者相反地与胸部收缩存在有关的至少一个信息来额外地修改该低压(PB1，PB2)。

-该信号处理器件通过分析这些压力信号和/或流速信号上存在的干扰能够检测患者尝试自主呼吸。一旦它们都已经被检测到，该医疗呼吸机就递送在低压(PB1，PB2)与高压(PH1，PH2)之间的通气循环以便对此做出响应。用于在患者要求与所递送通气量之间进行同步的这种机构通常被称为触发器。当应用该第二通气模式时激活这个同步机构。

-相反，当启用该第一通气模式时，这个同步机构或触发器必须被停用。胸部按压的存在阻碍了有效检测到患者对自主呼吸的可能的尝试。此外，在心脏停博的情形下，这种对自主呼吸的要求在生理学上被抑制。所以，当启用该第一通气模式时，这个同步机构或触发器必须被停用。

-该信号处理器件以如下方式被配置成用于连续地运行并且确保检测与执行或不执行心脏按摩有关的信息相对应的胸部收缩、并且将所述信息供应给该用于选择通气模式的器件：使得所述用于选择通气模式的器件根据胸部收缩(即胸廓按摩)的存在或不存在来进行从给定通气模式到另一给定通气模式的转换、即改变。

-该用于选择通气模式的器件被设计成用于响应于该信号处理器件检测到与胸部收缩不存在或间断有关的至少一个信息来进行从该第一通气模式到该第二通气模式的转换。

-相反，该用于选择通气模式的器件被设计成用于响应于该信号处理器件检测到与胸部收缩的存续或存在有关的至少一个信息来进行从该第二通气模式到该第一通气模式的转换。

-可选地，该用于存储通气模式的器件被配置成用于存储第一通气模式和第二通气模式，该第一通气模式额外地包括第一氧浓度(FiO₂-1)的给定值，该第二通气模式包括第二氧浓度(FiO₂-2)的给定值，并且该用于选择通气模式的器件被设计成用于响应于该信号处理器件检测到与胸部收缩不存在或间断有关的至少一个信息来进行从该第一通气模式到该第二通气模式的转换，以便额外地修改该氧浓度(FiO₂-1，FiO₂-2)。

-该用于存储通气模式的器件被配置成用于存储第一通气模式和第二通气模式，该第一通气模式不包括用于在通气循环与患者要求之间进行同步的器件，该第二通气模式包括一个或多个用于在通气循环与患者要求之间进行同步的器件，并且该用于选择通气模式的器件被设计成用于响应于该信号处理器件监测到与胸部收缩不存在或间断有关的至少一个信息来进行从该第一通气模式到该第二通气模式的转换，以便激活该一个或多个用于在通气循环与患者要求之间进行同步的器件。

-该用于存储通气模式的器件被配置成用于存储第一通气模式，该第一通气模式包括在0与20cm水之间的第一低压(PB1)的值、在10与60cm水之间的第一高压(PH1)的值、以及在5与40c/min之间的第一频率(F1)的值，其中PH1>PB1。

-该用于存储通气模式的器件被配置成用于存储第二通气模式，该第二通气模式包括在0与20cm水之间的第二低压(PB2)的值、在10与60cm水之间的第二高压(PH2)的值、以及在5与40c/min之间的第二频率(F2)的值，其中PH2≥PB2、PB2≥PB1并且PH2≥PH1，也就是取决于具体情形为PB1＝PB2＝PB或PB1<PB2，并且其中F2>F1。

-该用于选择通气模式的器件能够取决于由该信号处理器件所提供的所述至少一个信息来自动地选择并应用所存储的第一或该第二通气模式。在这种情况下，该第一或该第二通气模式由该设备根据由该信号处理器件所提供的该一个或多个信息来自动选择。因此在这个实施例中不存在人为干预。

-根据另一个实施例，该用于选择通气模式的器件使得能够响应于用户将通气模式选择器激活(例如通过一个或多个按钮、键或类似物，尤其位于触摸屏、即人机界面上的一个或多个键)来选择并应用所存储的第一或该第二通气模式。在这种情况下，正是这种通气模式选择器的用户激活将通过该用于选择通气模式的器件来授权所存储的第一或该第二通气模式的选择和应用。举例而言，该设备能够向用户提出一种通气模式，并且该用户通过作用于键或类似物上可以批准或可以不批准这个模式。

-该用于选择通气模式的器件被配置成用于在检测到胸部收缩存在的情况下根据该第一通气模式来运行。

-该测量器件包括至少一个传感器。

-该信号处理器件包括至少一个电子板。

-该信号处理器件包括至少一个微处理器。

-该信号处理器件包括使用一种或多种算法的至少一个(微)控制器。

-该用于选择通气模式的器件包括调节或选择器件，例如按钮或旋钮、滑块、激活或选择键或类似物，以用于允许医疗人员与该呼吸机交互(即，以便控制它)并且修改被递送的通气参数。

-该用于存储通气模式的器件包括至少一个数据存储存储器、尤其闪存或类似物。

-机动化微型鼓风机递送呼吸气体、典型地空气或富氧空气。

-包括气体回路，该气体回路用于传输由该微型鼓风机递送的并且旨在被给送给心脏停博的患者的呼吸气体。

-该微型鼓风机由控制器件操作/控制。

-该电动化微型鼓风机、也称为涡轮机装配有电动马达。

-该气体回路的至少一部分、该控制器件、以及该信号处理器件位于刚性外壳中，即形成该设备的罩的外部封套。

-该气体回路包括被安排在该刚性外壳中的内部分以及位于该刚性外壳外部的外部分。

-该气体回路的内部分包括气体导管。

-该气体回路的内部分与气体源处于流体连通，以便被供以由所述气体递送的气体。

-该测量器件被安排在该气体回路的、位于该刚性外壳外部的外部分上，以便在所述外部分内执行测量。

-该测量器件被安排在该气体回路的、位于该刚性外壳内的内部分上，以便在所述内部分内执行测量。

-包括若干个测量器件，这些测量器件中的一些被安排在该气体回路的内部分上，另一些被安排在该气体回路的外部分上。

-这些测量器件包括传感器。

-额外地包括人机界面，该人机界面能够、即被设计成用于显示多个信息，包括与对心脏停博的患者执行心脏按摩有关的至少一个信息。

-该人机界面包括信息显示器和/或观察屏，例如数字屏、尤其触摸屏。

-该气体回路的外部分与呼吸接口、尤其呼吸面罩处于流体连通。

-该气体回路的外部分是挠性管或导管。

-该气体源是空气源(大约21体积％的O₂)或富氧空气源(约>21体积％的O₂，典型地>50体积％)。

-该外壳包括至少一个搬运把手以便有助于用户运输该设备。

-该外壳包括至少一个固定装置，以允许将该通气设备固定在支撑件上，例如急救车辆内的杆、或床或担架的横档上。

-包括用于供应电流的器件，例如一个或多个电池或类似物、或一根或多跟电缆以及与市电电源的一个或多个连接件。

-额外地具有调节与选择器件，例如按钮、激活键、滑块或类似物，以用于允许医疗人员作用于该呼吸机，例如以便告知该呼吸机执行心脏按摩、为该呼吸机确认检测到心脏按摩、告知该呼吸机关于所使用呼吸接口(面罩、插管等)的类型、修改由该呼吸机自动提出的一个或多个机械通气参数、或用于其他目的。

-包括控制器件，该控制器件包括该信号处理器件。

-包括微型鼓风机，该微型鼓风机与该气体回路的吸气支路处于流体连通，以便给该吸气支路供以由所述微型鼓风机递送的气体，并且该控制器件被配置成以调整所递送气体(典型地可能富含氧的空气)的压力或频率的方式来控制所述微型鼓风机。

-根据另一实施例，包括第一受控阀，该第一受控阀被安排在所述气体回路上、尤其在所述回路的吸气支路上，以便能够调节供应所述回路的气体循环，所述气体是源自连接至该设备上的外部管道，并且该控制器件被配置成以调整所递送气体(典型地可能富含氧的空气)的压力或频率的方式来控制所述第一受控阀。

本发明进一步涉及一种用于控制、即操作用于递送气体流、尤其空气流的呼吸辅助设备、尤其上文所描述的根据本发明设备的方法，所述方法包括以下步骤：

a)测量代表所述气体流的至少一个参数，

b)将代表所述气体流的所述至少一个参数转换成代表所述气体流的至少一个信号，

c)处理代表该气体流的所述至少一个信号以便由此推导出与对心脏停博患者执行心脏按摩有关的至少一个信息，

d)从所存储的若干个通气模式中选择给定通气模式，并且

e)通过应用在步骤d)中所选的通气模式来控制该呼吸辅助设备。

根据本发明的控制方法：

-存储以下若干种通气模式，这些通气模式包括：

i)第一通气模式、也被称为在心脏按摩时通气，该第一通气模式包括第一低压(PB1)、第一高压(PH1)以及第一频率(F1)、以及可选地给定第一氧浓度(FiO₂-1)的给定值，其中PH1>PB1，以及

ii)第二通气模式、也被称为传统或正常通气、即不存在心脏按摩时通气，该第二通气模式包括第二低压(PB2)、第二高压(PH2)以及第二频率(F2)、以及可选地给定第二氧浓度(FiO₂-2)的给定值，其中PH2>PB2、并且PH2≥PH1。

-进行从该第一通气模式到该第二通气模式的转换，或者反之亦然，以便响应于该信号处理器件检测到与胸部收缩不存在或间断、或者相反地与胸部收缩存在有关的至少一个信息来修改该高压(PH1，PH2)和/或该频率(F1，F2)。

取决于环境，本发明的控制方法可以包括以下技术特征中的一项或多项：

-根据第一实施例，该第一和第二低压(PB1，PB2)的值是相等的，即PB1＝PB2。在这种情况下，该低压不被修改并且在给定固定值PB下保持恒定。

-根据第二实施例，该第一和第二低压(PB1，PB2)的值是不同的，即PB1<PB2。在这种情况下，该低压根据所选通气模式被修改。

-进行从该第一通气模式到该第二通气模式的转换，或者反之亦然，以便响应于该信号处理器件检测到与胸部收缩不存在或间断、或者相反地与胸部收缩存在有关的至少一个信息来额外地修改该低压(PB1，PB2)。

-在步骤c)处，执行胸部收缩检测，并且优选地连续地执行该检测。

-在步骤c)处，执行胸部收缩检测，包括在胸廓的按压阶段与放松/解压阶段之间交替。

-该气体流由该呼吸辅助设备所配备的微型鼓风机递送并且源自连接至该呼吸辅助设备的气体供应管道、尤其源自供应壁式插座的气体供应管道，该气体供应管道本身流体地连接至实施根据本发明方法的呼吸辅助设备。

-代表该气体流的参数选自以下各项之中：气体压力、吹给患者的气体流速、由患者呼出的气体流速、以及微型鼓风机的速度。

-当在步骤c)处检测到胸部收缩不存在或间断时，接着进行从该第一通气模式到该第二通气模式的转换以便修改该高压、频率和/或氧浓度，以便考虑胸部收缩的不存在。

-当在步骤c)处检测到与胸部收缩存在或恢复有关的至少一个信息时，则进行从该第二通气模式到该第一通气模式的转换以便修改该高压、频率和/或氧浓度，以便考虑胸部收缩的存续或存在。

-存储以下若干种报警算法，这些报警算法包括：

.用于监测心脏按摩的第一组算法，该第一组算法被配置成用于监测通气设备的一个或多个通气参数和/或技术要素。这些算法针对在心脏按摩过程中所遭遇的状况。

.用于传统监测的第二组算法，该第二组算法被配置成用于监测该设备的一个或多个通气参数和/或技术要素。这些算法被适配成用于传统通气并且可以与存在的其他通气模式共享。

-当在步骤c)处检测到胸部收缩不存在或间断时，则进行从该第一组监测算法到该第二组监测算法的转换，以便使这些监测指标与心脏按摩不存在相适配。

-当在步骤c)处检测到与胸部收缩存在或恢复有关的至少一个信息时，则进行从该第二组监测算法到该第一组监测算法的转换，以便使这些监测指标与心脏按摩存在相适配。

-包括显示所选通气模式的步骤。

-该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：响应于测量到在患者与呼吸辅助设备之间交换的气体体积来维持恒定的每分钟通气量，无论心脏按摩是否在执行。

-该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：在检测到心脏按摩的情况下交替地以给定低压(PB1)和给定高压(PH1)来递送气体，其中PH1>PB1。

-该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：响应于检测到心脏按摩间断或心脏按摩不存在来增大通气高压。

-该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：响应于检测到心脏按摩的执行、例如在该心脏按摩间断阶段之后在心脏按摩恢复时降低该通气高压。

-该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：响应于检测到心脏按摩间断来增大通气频率(F)。

-该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：响应于检测到心脏按摩的执行来减小该通气频率(F)。

-该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：响应于指示从利用面罩的通气模式改变成利用插管的通气模式的用户动作来增大通气高压(PH2)，即在对患者进行插管时增大由该微型鼓风机所递送的气体压力。

-由用户、典型地医疗人员进行的指示从利用面罩的通气模式改变成利用插管的通气模式的动作是激活控制装置例如键、按钮等，所述控制装置是由用户可激活的、位于通气设备上。

-该电动化微型鼓风机被控制成响应于指示开始心脏按摩的用户动作来在第一低压水平(PB1)与第一高压水平(PH1)之间递送气体，其中PH1>PB1。

-该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：响应于指示间断心脏按摩的用户动作来将由该微型鼓风机递送的气体压力从该第一高压水平(PH1)增大直至达到第二高压水平(PH2)，其中PH2>PH1>PB1。可选地，该气体的低压附加地从值PB1增大到值PB2，其中PB2>PB1，和/或通气频率从值F1增大到值F2，其中F2>F1。

-根据另一实施例，该电动化微型鼓风机被控制成响应于该设备自动检测到心脏按摩开始或存在来在第一低压水平(PB1)与第一高压水平(PH1)之间递送气体，其中PH1>PB1。类似地，该电动化微型鼓风机以如下方式被控制：响应于该设备自动检测到心脏按摩间断或不存在来将该微型鼓风机递送的气体压力从该第一高压水平(PH1)增大直至达到第二高压水平(PH2)，其中PH2>PH1>PB。可选地，该气体的低压也自动地从值PB1增大到值PB2，其中PB2>PB1，和/或通气频率从值F1增大到值F2，其中F2>F1。

-存储该第一高压水平(PH1)、该第二高压水平(PH2)、以及该一个或多个低压水平(PB；PB1，PB2)。

-该第一高压水平(PH1)、该第二高压水平(PH2)、以及该一个或多个低压水平(PB；PB1，PB2)是用户可调的。

-总体上，根据本发明，该机动化微型鼓风机被控制成以便：

i)响应于心脏按摩间断或不存在来增大由该微型鼓风机所递送的最大气体压力，该压力水平优选地增大到与该第二高压水平(PH2)一样大，该患者接着在给定低压与高压(PH2)之间被通气；和/或

ii)响应于心脏按摩开始或存在来减小由该微型鼓风机所递送的最大气体压力，该压力水平优选地减小到与该第一高压水平(PH1)一样大，该患者接着在给定低压与高压(PH2)之间被通气。

-举例而言，该第一低压水平(PB1)在约3与15cm水之间，该第一高压水平(PH1)在约10与40cm水之间，该第二高压水平(PH2)在约12与60cm水之间，并且该第二低压水平(PB2)在约3与15cm水之间。

-优选地，该低压是恒定的并且(PB1＝PB2＝PB)为大致5cm水。

-优选地，该第一高压水平(PH1)为15cm水的量级，并且该第二高压水平(PH2)为20cm水的量级。

-举例而言，该第一通气频率(F1)在约5与40c/min之间，并且该第二通气频率(F2)在约10与40c/min之间。

-优选地，该第一通气频率(F1)为10c/min的量级，并且该第二通气频率(F2)为15c/min的量级。

-该微型鼓风机被控制器件、尤其例如具有微控制器和一种或多种算法的电子板控制。

总体来讲，关于针对心肺复苏的通气模式，该模式可以是体积或气压模式、优选地与最小通气低压(PB)相关联，例如5cm>2O的量级。

有利的是，确保在若干个压力水平的交替调节的是气压模式，这些压力水平包括单一低压水平(PB＝PB1＝PB2)以及一个或多个高压水平(PH1，PH2)，其中PH2>PH1>PB，例如5cm>2O量级的低压(PB)和15cm>2O量级的第一高压(PH1)以及20cm>2O量级的第二高压(PH2)。

针对心肺复苏的通气模式能够确保患者从干预的开始到结束在各个阶段期间都要求很少或不要求人为干预的环境中进行通气。

除了这种针对心肺复苏的通气模式之外，本发明的呼吸辅助设备还具有其他的常规通气模式，例如以下一种或多种模式：体积通气(VAC)，气压通气(VPC、VSAI、CPAP、Duo-Levels等)和/或间歇通气(VACI、PVACI等)。

换言之，根据本发明的设备使得能够通过准许测量患者的气道中的压力变化和/或气体流速变化而进行识别从而覆盖心脏按摩的各个步骤，即伴有和没有胸部按压的阶段，并且接着例如在循环活动的自发恢复之后，从与胸部按压相适配的通气转换成、优选地自动转换成与胸部按压不存在相适配的通气。

总体来讲，例如在本发明范围内可使用的该设备的这种具有微控制器以及一种或多种算法的信号处理器件(尤其电子板)能够并且被设计成、例如被配置成或编程成响应于检测到对患者执行或不执行心脏按摩、即该呼吸机本身检测到或未检测到胸部按压，来从若干种所存储的通气模式中选择针对心肺复苏的给定的预先记录的、即存储的通气模式。

该呼吸机因此准许对通气模式的调节的自动适配并且自动选择在心肺复苏背景下使用的特定模式。

具体而言，无论心脏按摩的递送模式如何，都能够在不存在和存在心脏按摩的情况下维持恒定的每分钟通气量。例如，这是通过信号处理器件测量在患者与呼吸辅助设备之间交换的气体体积来完成。

选择有待用于心肺复苏背景下的特定通气模式造成了被提供给患者的机械通气的以下参数的改变：具体而言，所递送的压力(低压和高压)、通气频率、维持低压的持续时间、维持高压的持续时间、压力增加的梯度、被递送用于吹入的体积、所递送气体的性质等。

应注意的是，在本发明的范围内，术语“器件(means)”被认为是严格等效于术语“装置(device)”。因此“测量器件”等效于“测量装置”；“显示器件”等效于“显示装置”；“处理器件”等效于“处理装置”；“数据存储器件”等效于“数据存储装置”等。

本发明最后涉及：一种用于对心脏停博患者进行治疗处理的方法，在该方法中使用根据本发明的通气设备；和/或一种用于控制或操作此类人工通气设备的方法，该人工通气设备装配有产生气体流、尤其空气流的微型鼓风机，以便允许提供通气辅助来帮助正在对心脏停博的人执行心脏按摩的急救工作人员或任何其他医务人员、例如急救医生、消防员、护士或类似人员。

现在将参见附图更详细地描述本发明，在附图中：

-图1A和1B示出了可以用于实施根据本发明的控制方法的呼吸辅助设备的两个实施例；

-图2是管理患者的各个步骤以及由实施根据本发明的控制方法的该呼吸辅助设备所进行的调整的表示；并且

-图3A至3C是图2的详细展示。

图1A和1B是适合用于实施根据本发明的控制方法的通气辅助设备或医疗呼吸机1的两个实施例的图解表示。

图1A和1B的呼吸机1包括气体源4，该气体源在图1A的实施例中是用于递送呼吸辅助气体流、典型地空气流或富氧空气流的机动化微型鼓风机40(也被称为涡轮机)；或者在图1B的实施例中是通过内部管道52被供以气体的受控阀41，该内部管道本身通过将气体储存器或壁式插座51连接至该内部导管52的挠性导管50而与用于气体供应的、连接至气体管道网络的该气体储存器或壁式插座51处于流体连通。

在所有情况下，包括一条或多条通路、导管或气体管线的通气回路2、16(也称为患者回路)能够将呼吸机1的气体源4通过患者接口3(例如呼吸面罩或插管)流体地连接至患者20的气道。

该通气回路2、16包括至少一个吸气支路2以用于将呼吸气体传送至患者20。该通气回路还可以包括呼气支路16，该呼气支路被设计成用于收集由患者20呼出的气体，这些呼出气体富含CO₂，如图1A和1B中所展示的。该呼气支路16包括电连接至该信号处理器件8和控制器件5上的呼气流速传感器17，例如热丝传感器，并且还包括由该控制器件5控制的呼气阀19。该呼气支路16在其下游端处经由出气孔18与大气连通，而其上游端经由Y形零件连接至吸气支路2、或者直接连接至患者接口3。

提供了测量器件6，例如传感器，该测量器件能够并且被设计成用于：测量代表气体流的至少一个参数，该至少一个参数选自气体压力、呼吸器所吹送的气体流速、患者20呼出的气体流速、以及微型鼓风机40的旋转速度；并且用于递送代表所述至少一个测量参数的至少一个信号。

例如，该代表气体流的参数是该通气气体回路2、16的吸气支路2中的气体压力，并且该测量器件6包括压力传感器，其压力分接头以如下方式被设计：准许测量在所述通气回路2的吸气支路2中占主导的气体压力。在图1A和1B中所展示的实施例中，在该呼吸机外部安排了用作测量器件6的压力分接头。然而，根据另一实施例，该压力分接头也可以被定位在呼吸机1内。

当已经测量了代表气体流的该一个或多个参数时，这个所测量参数被转换成代表该气体流的至少一个信号，该至少一个信号接着被传递至信号处理器件8并且被其分析，以便由此推导出与对心脏停博患者执行的心脏按摩有关的至少一个信息。

信号处理器件8形成呼吸机1的控制器件5的一部分并且包括一个或多个电子板。

该一个或多个信号被测量器件6经由适合的链路(即电气链路，例如电缆等)传递至该信号处理器件8。

由此，该信号处理器件8能够由此推导出或者确定：

-正在对患者20执行心脏按摩并且正在进行的阶段是按压阶段还是胸廓放松阶段；

-在机械通气循环期间并且在该胸廓放松阶段的过程中，呼吸机1吹给患者20的气体体积。可以将给定时间段例如1分钟期间的吹入气体的体积加在一起。当然，这种相加可以对于多于1分钟或者相反地小于1分钟的时间执行；

-在机械通气循环期间并且在该胸廓放松阶段的过程中，患者20呼出的气体体积。同样，可以将给定时间段例如1分钟内的呼出气体的体积加在一起。当然，这种相加可以对于多于1分钟或者相反地小于1分钟的时间执行。

换言之，借助于信号处理器件8，优选地以连续的方式来执行胸部收缩检测，即交替地检测胸廓的按压阶段和放松/解压阶段。

该信号处理器件8因此能够并且被设计成用于：

i)处理与代表气体流的参数相对应的信号、并且例如检测在心脏按摩的过程中比代表胸廓的按压阶段或放松阶段的一个或多个阈值大的一个或多个正的或负的变化。这些阈值被记录在储存存储器12、例如闪存中。这些阈值可以是数值、数值表格、曲线等。

ii)在与代表气体流的参数相对应的信号上，将在胸部按压和由该机器产生的周期期间由呼吸机1产生的气体流速积分。

iii)将与代表气体流的参数相对应的信号以及在胸部按压和由呼吸机1产生的周期期间由呼吸机1产生的气体流速相对于时间进行积分。

iv)将与代表气体流的参数相对应的信号以及在胸部按压和由呼吸机1产生的周期期间由患者20呼出的气体流速相对于时间进行积分。

为此，该信号处理器件8优选地包括微处理器，该微处理器具体被编程为具有一种或多种算法，如在下文中详细解释的。

由此，根据所推导出的与心脏按摩相关的信息，该呼吸机1执行从若干个所存储的通气模式中自动选择给定通气模式，并且通过应用如此选择的通气模式来控制该呼吸辅助设备。

该呼吸机1因此包括能够并且被设计成用于在如果信号处理器件8检测到或没有检测到胸廓的按压和放松的交替(即存在或不存在心脏按摩)的情况下自动地适配(即无需人为干预)被递送给患者20的机械通气的参数的装置，其目的是为了确保患者20的最佳通气。

因此，换句话说，从一种给定通气模式到另一种给定通气模式的自动转换是根据检测到或确定胸部压缩存在或不存在来执行的，所述通气模式被存储在存储装置、例如存储器12中。

具体而言，能够存储包括第一通气模式和第二通气模式在内的若干种通气模式，取决于是否发生心脏按摩来实施这些通气模式。

为了简化说明，下文中假设无论所选的通气模式如何，都将低压PB保持恒定，即PB1＝PB2＝PB。

然而，如上文已经解释的，低压也可以在第一低压PB1与第二低压PB2之间变化，其中PB2>PB1。总体上，因此给出了：PB2≥PB1。

因此，在检测到胸廓按摩的情况下实施第一通气模式，该第一通气模式包括以下各项的给定值：第一低压PB1，其中在此PB1＝PB；第一高压(PH1)，其中PH1>PB；第一频率(F1)；和/或第一氧浓度(FiO₂-1)。

相反，在检测到不存在胸廓按摩的情况下或者在间断胸廓按摩之后、即在不存在或间断胸部收缩的情况下，例如如果患者的心脏开始再次“正常”跳动，则实施第二通气模式，该第二通气模式包括以下各项的给定值：第二低压(PB2)，其中如上述，PB2＝PB1＝PB；第二高压(PH2)，其中PH2>PB并且PH2>PH1；第二频率(F2)和/或第二氧浓度(FiO₂-2)。

事实上，呼吸机1此时进行从该第一通气模式到该第二通气模式的自动转换以便修改该高压、频率和/或氧浓度。因此，如果检测到与胸部压缩的存在或恢复有关的至少一个信息，则立即执行从该第二通气模式到该第一通气模式的转换以便修改该高压、频率和/或氧浓度。

因此，根据“气压式”通气模式，能够实施在包括低压水平(PB)和若干个高压水平(PH1，PH2)的若干个压力水平之间交替地调节压力，其中PH2>PH1>PB，该第一高压(PH1)是在检测到心脏按摩的情况下实施的，并且该第二高压(PH2)是在没有检测到(即不存在或间断)心脏按摩的情况下实施的。例如，低压(PB)为5cm>2O的量级，该第一高压(PH1)为15cmH₂O的量级，并且该第二高压(PH2)为20cm>2O的量级。

类似地，在检测到心脏按摩不存在或间断的情况下，以如下方式来增大所使用的频率：补偿由于胸部按压的间断而造成的通气量损失。例如，通气频率可以从10个循环/分钟的量级的初始频率F1增大到15个循环/分钟的量级的较高频率F2。相反，如果在再次心脏停博的情况下恢复胸部按压，则该频率可以从F2变到F1。

通过类比，在检测到心脏按摩不存在或间断的情况下还能够减小FiO2。例如，所递送的FiO2可以是50％。相反，如果在再次心脏停博的情况下恢复胸部按压，则可以将FiO2例如从50％增大到100％。

替代地或附加地，呼吸机1能够自动地适配被递送给患者20的机械通气的参数，以便基于信号处理器件8所进行的测量来维持恒定的总的每分钟通气量。

在若干个压力水平之间进行的气压式通气的背景下，所适配的参数可以是：所递送的压力，尤其在低水平通气过程中被调节的压力、被称为低压(PB)，以及在高水平通气过程中被调节的该一个或多个高压(PH1、PH2等)；或者通气频率(F)；维持低压的持续时间；维持高压的持续时间；压力增加的梯度；被递送用于吹入的体积；所递送气体的性质等。在图2和图3中示出了压力水平的适配。

替代地或附加地，呼吸机1可以包括用于改变报警算法的器件，例如旨在监测患者的呼吸节律、由呼吸器递送的压力或由呼吸器递送的体积的警报，该器件能够并且被设计成响应于信号处理器件检测到对患者执行心脏按摩来从第一算法改变成第二算法，以便不触发将会不必要地干扰急救人员的假警报。

需要电力来工作的呼吸机1及其部件被直接或间接地供以来自一个或多个可再充电或不可再充电电池、来自配备了电池的应急车辆的电源、或来自市电电源的电流，在此是以可以高达约230V的电压。如果需要的话，该呼吸机可以包括被设计成用于将电源电压减小到具有较低值的使用电压的电流转换器。

最后，人机界面7、例如显示屏和观看屏(例如触摸屏)使得能够显示并且因此允许用户查看与所递送的通气(例如测量器件6所测量的压力和流速)有关的信息。

还提供了调节与选择器件11，例如按钮或旋钮、滑块、激活或选择键或类似物，以用于允许医务人员通知呼吸机1执行心脏按摩和/或对于呼吸机1确认检测到心脏按摩的执行、并且告知呼吸机关于与患者的接口类型，例如面罩、插管等。

如果需要，这些调节与选择器件11还能够修改由呼吸机1自动提出的机械通气参数或者根据所讨论的实施例，能够告知呼吸机1关于所使用的气体性质的变化(例如从空气到空气/氧气混合物的变化)、或空气/氧气混合物的氧气含量的变化。

如在图1中可以看到，气体回路2、16、信号处理器件8、以及气体源4的至少一部分被安排在形成设备1的外部封套的罩或刚性外壳9中。这个外壳9包括或此外还支撑其他部件，例如人机界面7、该一个或多个存储器12、该调节与选择器件11等。

气体回路2、16的吸气支路2包括两个不同的部分，即被安排在该刚性外壳9中的内部分2a(例如气体导管)以及位于该刚性外壳9外部并且包括例如挠性软管的外部分2b。该吸气支路2的内部分2a与气体源4处于流体连通，该气体源为在图1A中具有与周围大气连通的空气进气口或入口4a的机动化鼓风机40、或者在图1B中的第一受控阀41，其方式为向所述内部分2a供应空气、可选地富氧空气。

该机动化微型鼓风机40(图1A)或该第一受控阀41(图1B)由控制器件5、优选地具有微处理器例如微控制器的电子板通过使用一种或多种算法来控制。优选地，控制器件5包括信号处理器件8并且被配置成用于根据信号处理器件8所传输的信号来控制该机动化微型鼓风机40或该第一受控阀41。

此外，气体回路2、16的吸气支路2的、位于该刚性外壳9外部的外部分2b就其本身而言在上游端处与该吸气支路2的内部分2a流体地连通、并且在下游端处与呼吸接口3(例如面罩或插管)流体地连通，以便确保气体源4与患者20之间的流体连续性并且允许呼吸气体(例如来自涡轮机的空气)到达所述患者的气道。

在图1A和1B中，该测量器件6、典型地一个或多个传感器被安排在该吸气支路2的位于该刚性外壳9外部的外部分2b上，以便在所述外部分2b内执行希望的测量，例如压力和/或流速。当然，该测量器件6也可以被安排在该外壳9内。在所有情况下，测量器件6与处理器件8和/或控制器件5之间的链路并且因此这些测量信号的传递例如通过有线连接来进行。

可选地，该外壳9还可以包括：至少一个搬运把手13，以便协助用户运输该设备1，如在一些紧急情形下是必要的；和/或固定装置14，以用于允许将通气设备1固定在支撑件上，例如急救车辆内的杆、或床或担架的横档上。

图2以及3A至3C是管理患者的程序中的各个步骤以及通过使用根据本发明的控制方法对通气辅助设备或呼吸机1进行的适配(尤其调节所递送的气体的压力水平)的示意性表示。

更确切地，这个程序包括以下多个相继阶段：

-阶段21-管理(参见图2和3A)：用面罩对心脏停博患者通气并且医疗人员开始施加心脏按摩。该呼吸机1接着以气压模式、即在若干个压力水平(即初始压力值，被称为“低压”或PB、例如5cm水；以及第一高压(PH1)，也被称为“中等压力”，例如10cm水，其中PB<PH1)之间、并且以给定通气频率F1(在此为10个循环/分钟)对患者执行机械通气。

-阶段22-对患者20插管(参见2和3A)：接着医疗人员例如通过激活按钮等告知该呼吸机1关于呼吸接口的改变，例如从用面罩通气改成用插管通气。然后由医务人员继续进行心脏按摩。接着呼吸机1通过将通气高压从第一高压PH1变到更大压力(即第二高压PH2，其中PH2>PH1)来将其增大而自动适配这些通气参数。例如，PH2等于15cm水。然后在水平PB和PH2之间继续通气。频率F1保持恒定，即频率F1为10个周期/分钟。

-阶段23-恢复心脏活动(参见图2和3B)：如果医疗人员检测到自发性心脏活动，则间断心脏按摩。于是，呼吸机1检测到心脏按摩的间断，并通过增加机械通气的频率来自动适配这些通气参数，以便补偿由于胸部按压的间断(图3B中的CT(-))而导致的通气损失，例如通气频率增加到15个循环/分钟的量级的较高频率F2，其中F2>F1。压力水平不变；在水平PB和PH2之间继续通气。

-阶段24-在再次心脏停博的事件中(见图2和3C)：在阶段23中恢复自发性心脏活动之后，可能发生再次心脏停博并且于是需要医疗人员恢复心脏按摩，并且再次出现胸部收缩(图3C中的CT(+))。于是，呼吸机1检测到心脏按摩的恢复，并且在这种情况下，通过减小机械通气的频率，例如通过将其减少到10个循环/分钟的其初始水平F1，也自动地适配这些通气参数，同时将压力水平PB和PH2维持成与阶段23中一样。

在获得自发活动的持续恢复之前，可能发生几次心脏停博。在这种情况下，该程序在没有心脏按摩的阶段23与恢复心脏按摩的阶段24之间交替(参见图2和3C)。该呼吸机1通过在从阶段23到阶段24的每次转变时将通气频率从F2减小到F1、或者相反地通过将通气频率从F1增加到F2来自动适配被递送给患者的机械通气，以便补偿在从阶段24到阶段23的每次转变时由于胸部按压的中断而导致的通气的损失。

在阶段22、23和24之间的转变过程中，通气频率被适配以便递送正如参数PB、PH1、PH2将会提供的足够的通气、或者指定为FiO2-1和FiO2-2的所递送的氧浓度。

根据本发明的呼吸辅助设备可以在对发生心脏停博并且正在接受心脏按摩的人进行通气的背景下使用。