本發明涉及一種人工通氣設備或儀器(也稱為呼吸或通氣輔助儀器)，并且更具體而言涉及一種在第一急救者——例如急救車服務的醫生、消防隊員、護士等——對心臟驟停的個人(即，患者)執行心臟按摩時能夠由該第一急救者使用以便使所述個人在他或她經受胸部按壓的時候通氣的呼吸輔助儀器。

背景技術：

尤其響應于道路交通事故或當需要緊急醫療救助時，例如在心臟病發作的情況下，將特定類型的呼吸輔助儀器或呼吸機安裝至應急救援車輛上。

因此，在心臟病發作的情況下，將人工呼吸/機械通氣(mechanicalventilation)與對心臟驟停的個人進行心臟按摩相結合——也就是說執行心肺復蘇術(cardiopulmonaryresuscitation，cpr)——至關重要。

許多研究揭露了心臟按摩的頻率是決定其效果的關鍵因素。達成的共識是將心臟按摩的最小頻率設定為每分鐘100次按壓。該最小頻率尤其由美國心臟協會在2010年的《心肺復蘇(cpr)與心血管急救(ecc)指南》中被推薦。

現今，在實踐中已發現所執行的心臟按摩通常較慢，如以下文獻中所證實的一樣：《在心肺復蘇術期間的胸部按壓速率次優的：院內心臟驟停的前沿性研究(chestcompressionratesduringcardiopulmonaryresuscitationaresuboptimal:aprospectivestudyduringin-hospitalcardiacarrest)》，美國心臟協會，abella等人，2005年。

因此，向第一急救者等提供與他或她所執行的心臟按摩的頻率有關的信息以允許他/她調整他的/她的心臟按摩——也就是說如果不足以達到所推薦的最小頻率則加快胸部按壓(chestcompression，cc)——將是必要的。

文獻us-a-5496257描述了一種在心臟按摩期間放置在患者的胸膛上并且能夠測量cc的頻率和提供與該頻率有關的信息的設備，而文獻us-a-6390996描述了安裝在第一急救者的腕部的類似設備。

這類設備的一個主要缺點在于：它們向第一急救者所需的所有裝置添加了額外的設備，從而在速度為決定患者的生存的關鍵因素的情況下，在cpr期間推遲了心臟按摩的開始。

此外，第一個設備使得救助更加復雜，因為必須將其設置在第一急救者的手與患者的胸膛之間，然而如果不是每個第一急救者都設置有這種設備，則所提及的第二個設備不允許兩個第一急救者在按摩期間彼此容易地接替。

因此，一個主要待解決的問題在于：能夠在不必采用額外的設備的情況下向第一急救者提供與cc的頻率有關的信息，以免使第一急救者的任務更復雜。

在嘗試解決該問題的過程中，文獻fr-a-3000893教導了一種呼吸輔助儀器，其包括：氣源例如機動化的渦輪，用于間歇性地向通氣回路——該通氣回路供給正經歷cpr的患者——傳送呼吸氣；能夠測量與傳送代表氣體的流量例如流速、壓力等的參數的信號的測量裝置；用于分析所述信號以及根據該信號推斷是否正在執行心臟按摩——即，是否出現cc——并確定其頻率的信號處理裝置；用于顯示cc的頻率的顯示屏。

現今，在實踐中已發現利用這種類型的設備，在氣體剛被傳送給患者的時候并非總是能正確地檢測cc的存在，因此篡改了對所述cc的頻率的估計并且使得向第一急救者或全體救護人員的其他成員傳遞錯誤的信息。

技術實現要素：

因此出現以下待解決的問題：提出一種能夠克服全部或部分上述問題或缺點的呼吸輔助儀器，具體而言提供這樣一種呼吸輔助儀器：即使在cc的存在無法由所述儀器正確地檢測的情況下也能夠向第一急救者提供與所述cc的頻率有關的可靠信息，并且在不必采用額外的設備的情況下做到這一點，以免使第一急救者的任務更復雜。

因此，解決方案在于提供這樣一種呼吸輔助儀器，其包括：

-氣源，該氣源能夠將呼吸氣流傳送至將要與患者連接的通氣回路中，呼吸氣流以產生并且保持多個氣體壓力水平(ph、pb)達預設時長的時間(dh、db)的方式被所述氣源傳送，

-測量裝置，該測量裝置能夠并且被設計為測量代表氣體流量并且選自氣體的壓力和氣體流速的至少一個流量參數，并且傳送代表所述流量參數的至少一個流量信號，

-信號處理裝置，該信號處理裝置被設計為并且能夠，即，被配置為：

i)根據所述流量信號分析并且推斷對所述患者執行的胸部按壓的存在與否，

ii)在存在胸部按壓的情況下確定所述胸部按壓的頻率值(f)，

iii)將所述頻率值(f)提供給顯示裝置，

-以及顯示裝置，該顯示裝置允許顯示對第一急救者有用的信息，尤其是胸部按壓的頻率值(f)或其它任何有用的數據或信息內容，

所述信號處理裝置被設計為：當所述信號處理裝置在所考慮的時長(dh、db)的一部分內未檢測到胸部按壓時，向所述顯示裝置提供經校正的頻率值(fc)，所述經校正的頻率值(fc)對應于在緊接著所述所考慮的時長(dh、db)開始之前確定的頻率值(f)。

換而言之，所述氣源配置成以多個氣體壓力水平(ph、pb)傳送呼吸氣流達預設時長的時間(dh、db)，并且本發明的儀器的運行基于以下原則：考慮了虛擬的胸部按壓(cc)——也就是說在保持氣體壓力水平(ph、pb)的時長(dh、db)內雖然實際上執行了這類按壓但未被檢測到的cc，并且顯示這些未被檢測到的cc的頻率的估計。具體地，當機械通氣引起壓力和流速信號的顯著變化時，會掩蓋實際的cc并且所計算的頻率會出錯。

根據本發明，因此，如果未檢測到實際的cc，則添加虛擬的cc，以補償由心臟按摩與機械通氣之間的干擾——即，由氣源(典型地為通氣儀器所裝配的機動化的微型鼓風機)供應氣體與保持氣體壓力水平——所造成的信息丟失。

另外，通過估計虛擬的cc獲取經校正的cc頻率(fc)，以實際考慮該經校正的cc頻率(fc)，并且顯示經校正或虛擬的頻率(fc)——其對應于在緊接著保持氣體壓力水平的每個時間段開始之前由所述儀器確定且優選存儲在存儲器內的頻率值——而不是可能出錯的實際頻率(f)。

借助于本發明，在雖然執行了心臟按摩但儀器未檢測到任何按摩的情況下利用對虛擬的cc的估計來獲取經校正的cc頻率能夠給在被通氣患者身上執行心臟按摩的第一急救者提供更好的引導，并且允許他或她確定的確保證了每分鐘100次按壓的最小頻率，或者如果有需要則校正他或她施加按摩的方式，以便達到該最小頻率。

視情況而定，本發明的儀器可以包括如下技術特征中的一個或多個：

-所述顯示裝置適合于在所考慮的時長(dh、db)的至少一部分內顯示所述經校正的頻率值(fc)。

-所述顯示裝置被設計為和/或被配置為直接或間接地顯示頻率。因此，所述顯示裝置可直接地，或者借助于頻率值的圖形化表示(例如條形圖的形式等)或者借助于“太快”、“太慢”、“加速按摩”、“減速按摩”類型的指示或其它任何合適的說明性符號等來間接地顯示一個(或多個)頻率值。這向第一急救者提供了與他或她所執行的心臟按摩的有效性有關的非常有用的信息。

-所述顯示裝置被設計為和/或被配置為直接或間接地顯示除了與頻率相關的信息以外的信息。

-所述顯示裝置包括顯示屏等，即顯示器或數碼屏幕，優選為觸摸屏。

-氣源傳送呼吸氣流并且保持所述氣流的氣體壓力水平(ph、pb)達預設時長的時間(dh、db)，以使得：

a)將氣體保持在高壓(ph)下達第一時長(dh)，并且

b)將氣體保持在低壓(pb)下達第二時長(db)，其中：0<pb<ph，所述第二時長(db)繼所述第一時長(dh)之后開始。

-所述氣源保持所述氣流的周期性地交替的氣體壓力水平(ph、pb)達預設的時長(dh、db)。

-第一階段的第一時長(dh)小于4秒。

-第二階段的第二時長(db)小于12秒。

-每個周期的總時長(dh+db)小于15秒，典型地小于8秒，典型地為約5秒。

-由氣源傳送的高壓(ph)介于100與400mmh2o之間，優選介于150與300mmh2o之間，典型地為約200mmh2o。

-由氣源傳送的低壓(pb)介于20與90mmh2o之間，優選介于30與70mmh2o之間，典型地為約40mmh2o。

-所述儀器包括控制裝置，所述控制裝置控制氣源以便傳送氣流并產生壓力水平(ph、pb)達預設的時長(dh、db)。

-所述控制裝置操作所述氣源以便以高壓(ph)和/或低壓(pb)傳送氣流。

-所述氣源為機動化的微型鼓風機。

-所述測量裝置包括流量傳感器或壓力傳感器。

-所述信號處理裝置配置為：當所述信號處理裝置在等于所考慮的時長(dh、db)的10％至60％的時間內未檢測到胸部按壓時，向所述顯示裝置提供經校正的頻率值(fc)。

-所述信號處理裝置包括執行至少一個算法的至少一個微處理器。

-所述儀器包括過濾裝置，該過濾裝置配置為對代表來自于所述測量裝置的流量參數的流量信號進行過濾，并且將經過濾的流量信號提供給信號處理裝置。

-所述信號處理裝置配置為分析經過濾的流量信號并且根據該流量信號推斷對患者執行的胸部按壓(cc)的存在與否。

-所述測量裝置能夠測量所述通氣回路內的至少一個流量參數。

-所述信號處理裝置被設計尤其是被編入程序(programmed)以將所述至少一個流量信號與代表被執行的心臟按摩的至少一個閾值——尤其是由所述儀器預設和/或存儲在存儲器尤其是信息存儲裝置中的閾值——進行比較。

-所述儀器還包括時長測量裝置，所述時長測量裝置可以——即，能夠且被設計為——確定執行心臟按摩的時長。

-所述時長測量裝置包括并入處理器內的計時器。

-所述顯示裝置還被設計為顯示心臟按摩的時長。

-所述儀器包括被設計為并且能夠存儲數據的存儲裝置，優選為一個(或多個)存儲卡，例如閃速存儲器。

-所述信號處理裝置配置為通過在給定的時長內計算胸部按壓的數量與所述給定的時長之間的比值來確定胸部按壓的頻率值(f)；所得到的所述比值于是對應于cc的頻率f。優選地，所述時長介于1至15秒之間，優選介于2至10秒之間，典型地為約4至8秒，例如6秒左右。

-所述儀器包括對在給定的時間段內檢測到的胸部按壓cc進行計數的裝置，例如所述計數裝置包括在所述時間段開始的時候被重置并且在所述時間段期間每當檢測到新的cc時增加的cc計數器。

-所述計數裝置通過向存儲裝置提供在給定的時間段內檢測到的cc的數量而與所述存儲裝置協作。

-所述儀器包括電流供應裝置，優選為一個或多個電池，優選為至少一個可再充電電池。所述電流供應裝置對所述儀器的各個部件——尤其是顯示屏、信息處理裝置、測量裝置等——進行供電。

-所述儀器包括開啟和/或關閉所述儀器的運行的裝置，例如開/關型的鍵、按鈕等。

根據另一方面，本發明還涉及一種用于使處于心臟驟停的個人(即，患者)通氣的方法，該方法包括如下步驟：

i)通過在處于心臟驟停的個人身上執行胸部按壓來對所述個人進行心臟按摩，以及

ii)通過給予處于心臟驟停的個人來自根據本發明的呼吸輔助儀器的呼吸氣流，優選與步驟i)同時使所述個人通氣，由根據本發明的呼吸輔助儀器的氣源以產生并且保持多個氣體壓力水平(ph、pb)達預設時長的時間(dh、db)的方式傳送所述呼吸氣流，

iii)利用根據本發明的呼吸輔助儀器測量代表氣體流量并且選自氣體壓力和氣體流速的至少一個流量參數，并且傳送代表所述流量參數的至少一個流量信號，

iv)處理根據本發明的呼吸輔助儀器內的所述流量信號，以便根據所述流量信號推斷對所述患者執行的胸部按壓的存在與否，并且如果存在這種胸部按壓則確定所述胸部按壓的頻率值(f)，以及

v)當所述信號處理裝置在所考慮的時長(dh、db)的一部分內未檢測到胸部按壓時，優選在根據本發明的呼吸輔助儀器的顯示裝置(例如顯示屏等)上顯示經校正的頻率值(fc)，所述經校正的頻率值(fc)對應于在緊接著所述所考慮的時長(dh、db)開始之前確定的頻率值(f)。

根據不同的情況，可直接或間接地顯示頻率。因此，可直接地，或者借助于頻率值的圖形化表示(例如條形圖的形式等)或者借助于“太快”、“太慢”、“加速按摩”、“減速按摩”類型的指示或其它任何合適的說明性符號等來間接地顯示一個(或多個)頻率值。這向第一急救者提供了與他或她所執行的心臟按摩的有效性有關的非常有用的信息。

本發明的方法還可包括在本說明書中描述的全部或部分其它特征。

附圖說明

現在將參考附圖詳細地描述本發明，在所述附圖中：

-圖1描繪了根據本發明的呼吸輔助儀器的一個實施例；

-圖2為在不存在心臟按摩的情況下由呼吸輔助儀器記錄的壓力參數的示例；

-圖3示出了根據本發明的由圖1的呼吸機的控制裝置所運用的算法的一個示例的運行。

具體實施方式

圖1示例性地描繪了根據本發明的通氣輔助儀器或醫用呼吸機1的一個實施例。

呼吸機1包括將呼吸輔助氣流(典型地為空氣或富氧空氣流)傳送至通氣回路2(也稱為患者回路)中的機動化的微型鼓風機4，所述通氣回路2包括借助患者接口3如呼吸面罩或插管將呼吸機1流體連接至患者20的呼吸道的一個或多個氣體通道或管路。

氣源4(典型地為機動化的微型鼓風機，也稱為渦輪或壓縮機)被控制裝置控制以傳送呼吸氣流并間歇性地產生壓力水平(ph、pb)達預設的時長(dh、db)。

機動化的微型鼓風機4裝備有驅動葉輪的電動機，所述葉輪用于產生氣流，該氣流然后被傳送至由一個或多個氣體通道(如管道等)形成的患者回路的上游，所述一個或多個氣體通道用于將氣體傳輸直至患者20處。

氣源4傳送呼吸氣流并且產生壓力水平(ph、pb)達預設時長的時間(dh、db)。

通常，第一階段的第一時長(dh)小于4秒，并且/或者第二階段的第二時長(db)小于12秒。此外，每個周期的總時長(dh+db)小于15秒，典型地小于8秒，典型地為約5秒。

在每個周期的第一時長的第一階段(dh)，以第一非零壓力值或“高壓ph”供應氣體，而在繼第一階段(dh)之后開始的第二時長的第二階段(db)，以第二非零壓力值或“低壓pb”供應氣體，高壓ph高于低壓pb，也就是說0<pb<ph。

優選地，由氣源傳送的高壓(ph)介于100與400mmh2o之間，優選介于150與300mmh2o之間，典型地為約200mmh2o。

類似地，由氣源傳送的低壓(pb)優選介于20與90mmh2o之間，優選介于30與70mmh2o之間，典型地為約40mmh2o。

然后控制裝置控制氣源以便傳送氣流并產生壓力水平(ph、pb)達預設時長的時間(dh、db)。

根據另一實施例(未描述)，微型鼓風機4可由連接至氣體管道——尤其是以布置在醫院大樓的墻壁上的墻壁出口為末端的氣體管道——的另一氣源例如閥代替，并且以幾巴的絕對壓力——典型地為約barabs左右——供應呼吸氣，例如空氣或氧氣。

此外，在圖1的呼吸機1中，還設置有測量裝置6，該測量裝置能夠測量代表氣體流量的至少一個流量參數——典型地為被呼吸機吸入的氣體的壓力或流速，并且傳送代表測得的所述至少一個流量參數的至少一個流量信號。

例如，氣流參數為通氣回路2中的氣體的壓力，并且測量裝置6包括壓力傳感器，該壓力傳感器的壓力表接頭(pressuretapping)設置在所述回路2中以便在該處測量流過該回路中的壓力。

在圖1的實施例中，壓力表接頭6遠離呼吸機布置。然而，根據所考慮的實施例，也可以如呼吸機1中那樣遠離地布置。

一旦已獲得一個或多個氣流參數測量值，就通過信號處理裝置5分析相應的流量信號例如流速或壓力信號，該信號處理裝置于是可以檢測該處的胸部按壓或cc，并且因此推斷患者20處于接受心臟按摩的過程中，并且由此還確定所述cc的頻率f。優選地，如下文所述對信號進行過濾。

信號處理裝置5包括例如可編程微處理器8，該可編程微處理器8尤其帶有如下文特別是參考圖3所述的處理算法。

更具體而言，信號處理裝置5能夠并且被設計為(也就是說被配置為)將流量信號與代表被執行的心臟按摩的一個或多個閾值——也就是說對應于對患者20執行的過程中的cc——進行比較。這些閾值由包括存儲器例如閃速存儲器的存儲裝置12記錄。這些閾值可以是數值、值表、曲線等。

該儀器還包括過濾裝置，例如根據存儲器中保存的信號的最新值計算滑動平均值。具體地，胸部按壓有利地通過對以滑動平均值的差值的形式存在的壓力和/或流速信號進行過濾而發現。因此，對于同一個壓力或流速、信號，例如可計算在10至100ms的時長——典型地為25ms——上的“較大的”滑動平均值以及在50至300ms的時長——典型地為150ms——上的“較大的”滑動平均值。從較小的滑動平均值減去較大的滑動平均值，例如從而使得能夠揭露以經過濾的信號的形式存在的所述信號中的變化。當該經過濾的信號超過閾值時，于是檢測到胸部按壓cc。

換而言之，根據本發明，儀器的運行優選基于經過濾的流量信號值——尤其是經過濾的壓力或流速值——的使用。

一旦檢測到這些值，則然后可通過包括在信號處理裝置5中的計數裝置按順序對cc進行計數，由此通過在特定的時長內計算胸部按壓的數量與所述時長之間的比值來檢測心臟按摩的頻率值。優選地，所述時長介于1至15秒之間，優選介于2至10秒之間，典型地為約4至8秒，例如6秒左右。

一旦通過信號處理裝置5估算出心臟按摩的頻率f，則可通過引入虛擬cc補償由在時長(dh、db)開始和結束時發生的壓力和流速中的較大變化所掩蓋的實際cc來修正該頻率值，并在儀器1的顯示屏7等上顯示考慮了這些被掩蓋的(也就是說未被檢測到的)cc的經校正的頻率值fc，以便確定最適當的頻率信息來向第一急救者顯示。

換而言之，信號處理裝置5被設計為，也就是說被配置為：當信號處理裝置5在被認為是對經過濾的流量信號進行處理的所述時長(dh、db)的一部分內未檢測到胸部按壓時，向顯示裝置7提供經校正的頻率值fc，該經校正的頻率值fc對應于在緊接著給定的時長(dh、db)——所述給定的時長(dh、db)對應于呼吸機1的微型鼓風機4供應呼吸氣并且產生壓力水平(ph、pb)的時長——開始之前所確定的頻率值f。

于是代替由于未檢測到特定的cc而本身錯誤的實際頻率，將該經校正的頻率值fc顯示在呼吸機1的顯示屏7上。

因此，在每段時長(dh、db)開始時，對于包含在所述時長(dh、db)內的特定時間(th、tb)——例如占所述時長(dh、db)的10％至60％，典型為30％(尤其是0<th<dh且0<tb<db)，如果經過了對應于所計算的頻率的時間段而未檢測到實際的cc，則允許儀器1記錄虛擬的胸部按壓。

這于是避免了由于檢測的缺失所引起的對心臟按摩的頻率的過低估計。

此外，如果記錄了虛擬cc，則在預定的時長——例如介于50至350ms之間，典型地為120ms——內阻止對新的實際cc進行檢測，以避免對該胸部按壓進行兩次計數，一次是以虛擬cc的形式，一次是以實際cc的形式。特別地，當人工地進行心臟按摩時，尤其是當按摩的頻率并不完全規律時，實際cc可能略微晚于所計算的頻率所預期的時間。如果發生這種情況，并且如果實際cc已通過虛擬cc進行了計數，則實際cc必須不再被考慮，因為如果被考慮，則按摩的頻率將被過高估計。

根據本發明的儀器1通過給第一急救者提供頻率信息內容——例如頻率的數值，或“過快”、“過慢”等類型的指示——來向他/她提供幫助，所述頻率信息將給他/她提供與他/她所執行的心臟按摩的有效性有關的非常有用的信息。該頻率信息被顯示在顯示裝置7例如屏幕或顯示器上。

此外，還可提供時長測量裝置——例如并入處理器8內的計時器——來測量執行心臟按摩的時長。該時長然后將被傳輸給顯示裝置7以顯示心臟按摩的該時長以供救護人員留意，從而立即向他們提供另一條重要信息。

呼吸機1還可包括“節拍器”類型的功能，用于幫助救護人員以給定的速率執行心臟按摩。

呼吸機1還包括例如由聚合物制成的剛性外殼或殼套，所述剛性外殼或殼套封裝/合并了上述裝置與元件——特別是微型鼓風機4、信號處理裝置5——中的全部或某些，包括微型鼓風機、存儲裝置、顯示裝置7、通氣回路2的至少一部分等。

呼吸機1由一個或多個電池供電，所述一個或多個電池可由或不可由其所裝備于的應急車輛的電源、或者由總輸電線進行充電，從而處于可高達約230v的電壓下。

圖2為在不存在心臟按摩的情況下，隨著時間測得的壓力參數的記錄的示例。該記錄利用由airliquidemedicalsystems銷售的monnalt60通氣儀器獲得。

圖2示意性地描繪了氣體壓力水平分別保持在ph和pb的時長dh和db，以及分別包含在所述時長dh和db內的時間th和tb，如果經過了對應于所計算的頻率的時間段而未檢測到實際cc，則在所述時間th和tb內允許儀器1記錄虛擬胸部按壓。

圖3中的流程圖示出了可在根據本發明的呼吸機1的信號處理裝置5內運行的算法的操作。

如圖可見，呼吸機1首先以施加壓力水平ph開始(步驟30)。如果從壓力水平ph的起點開始經過的時間短于時間th(步驟31)，則呼吸機1檢查是否檢測到實際cc(步驟32)。如果檢測到了，則直接記錄這些cc以用于頻率計算(步驟34)。如果未檢測到，則添加虛擬cc(步驟33)以在頻率計算(步驟34)中進行考慮并且補償由機械通氣所掩蓋的實際cc。如果從壓力水平ph的起點開始經過的時間長于時間th(步驟31)，則僅記錄實際cc以用于頻率計算(步驟34)。

如果從壓力水平ph的起點開始經過的時間短于時長dh(步驟35)，則呼吸機1繼續施加壓力水平ph(步驟30)。如果不是如此，則呼吸機施加壓力水平pb(步驟36)。如果從壓力水平pb的起點開始經過的時間短于時間tb(步驟37)，則呼吸機1檢查是否檢測到實際cc(步驟38)。如果檢測到了，則直接記錄這些cc以用于計算頻率(步驟40)。如果未檢測到，則添加虛擬cc(步驟39)以在頻率計算(步驟40)中進行考慮并且補償由機械通氣所掩蓋的實際cc。如果從壓力水平pb的起點開始經過的時間長于時間tb(步驟37)，則僅記錄實際cc以用于頻率計算(步驟40)。

如果從壓力水平pb的起點開始經過的時間短于時長db(步驟41)，則呼吸機1繼續施加壓力水平pb(步驟36)。如果不是如此，則呼吸機施加壓力水平ph(步驟30)，以此類推循環地進行。

另外，對壓力、或流速、信號的永久監控可以通過常規的信號分析——例如過濾或模式識別——來檢測心臟按摩。一旦檢測到按摩，則可以通過同樣常規的信號處理技術來計算頻率。

還可以顯示自按摩開始以來的時長。由此可通過處理器對按摩進行計時。

根據本發明的呼吸輔助儀器可以是便攜式的并設置有提手等。

出于機動性的目的，所述至少一個氣源可為典型地安裝有校準器的渦輪和/或壓縮氣缸。

根據本發明的呼吸輔助儀器尤其很適于由第一急救者——例如急救車服務的醫生、消防隊員、護士等——使用，以在處于心臟驟停的個人(即，患者)在被所述第一急救者執行心臟按摩的情況下經受胸部按壓(cc)的時候使該個人通氣。