监测呼吸的系统和方法.pdf

实施气体的侧流采样以在受检者的气道处或气道附近确定与气体的成分相关的信息。从这样的信息中，确定受检者12的一个或多个呼吸参数(例如，呼吸速率、潮气末CO2等)、识别呼吸事件(例如，阻塞、窒息等)、识别设备故障和/或误用、和/或执行功能。为了提高这些确定(结果)中的一个或多个的精度，实施在受检者的气道处或气道附近的与压力相关的信息。这种信息可以包括在侧流采样室处或采样室附近的压力的检测。

1.一种被配置成监测受检者的呼吸的系统，所述系统包括：与导管流体连通的样本室，所述导管与受检者的气道连通，其中，所述样本室被配置成排出从所述导管接收到所述样本室中的气体；成分检测器，其被配置成生成传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号；压力检测器，其被配置成生成传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号；以及一个或多个处理器，其被配置成执行计算机程序模块，其中，一个或多个计算机程序模块包括：呼吸识别模块，其被配置成基于由所述压力检测器生成的所述输出信号来识别呼吸；以及呼吸参数模块，其被配置成基于由所述成分检测器生成的所述输出信号以及基于由所述呼吸检测模块识别的呼吸，来确定一个或多个参数。 2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述呼吸识别模块还被配置成基于由所述成分检测器生成的所述输出信号来识别呼吸。 3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个呼吸参数包括呼吸速率和/或潮气末CO中的一个或两个。 4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述计算机程序模块还包括报警模块，所述报警模块被配置成基于由所述成分检测器和所述压力检测器生成的所述输出信号来生成指示呼吸事件和/或设备故障的一个或多个警报。 5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述呼吸识别模块对呼吸的所述识别包括对呼吸转换的识别。 6.一种监测受检者的呼吸的方法，所述方法包括：从与受检者的气道连通的导管向样本室中接收气体；生成传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号；生成传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号；以及在一个或多个处理器上执行一个或多个计算机程序模块，以基于传达与所述导管之内的压力相关的信息的所述输出信号来识别呼吸；以及在一个或多个处理器上执行一个或多个计算机程序模块，以基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的所述输出信号以及基于所识别的呼吸，来确定一个或多个呼吸参数。 7.根据权利要求6所述的方法，其中，还基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的所述输出信号来识别呼吸。 8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述一个或多个呼吸参数包括呼吸速率和/或潮气末CO中的一个或两个。 9.根据权利要求6所述的方法，还包括在一个或多个处理器上执行一个或多个计算机程序模块，以基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的所述输出信号以及基于传达与所述导管之内的压力相关的信息的所述输出信号，来生成指示呼吸事件和/或设备故障的一个或多个警报。 10.根据权利要求6所述的方法，其中，识别呼吸包括识别呼吸转换。 11.一种被配置成用于监测受检者的呼吸的系统，所述系统包括：用于从与受检者的气道连通的导管向样本室中接收气体的器件；用于生成传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号的器件；用于生成传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号的器件；以及用于基于传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号来识别呼吸呼吸的器件；以及用于基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号以及基于所识别的呼吸，来确定一个或多个呼吸参数的器件。 12.根据权利要求11所述的系统，其中，还基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号来识别呼吸。 13.根据权利要求11所述的系统，其中，所述一个或多个呼吸参数包括呼吸速率和/或潮气末CO中的一个或两个。 14.根据权利要求11所述的系统，还包括基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号以及基于传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号，来生成指示呼吸事件和/或设备故障的一个或多个警报的器件。 15.根据权利要求11所述的系统，其中，用于识别呼吸的所述器件包括用于识别呼吸转换的器件。 16.一种被配置成用于监测受检者的呼吸的系统，所述系统包括：与导管流体连通的样本室，其中，通过与所述受检者的气道接合的接口器具将所述导管放置成与所述受检者的气道流体连通，并且其中，所述样本室被配置成排出从所述导管接收到所述样本室中的气体；成分检测器，其被配置成生成传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号；压力检测器，其被配置成生成传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号；以及一个或多个处理器，其被配置成执行计算机程序模块，其中，一个或多个计算机程序模块包括：接口分类模块，其被配置成基于由所述压力检测器生成的所述输出信号，来确定接口器具的接口器具类型；以及呼吸参数模块，其被配置成基于由所述成分检测器生成的所述输出信号以及基于通过所述接口分类模块对所述接口器具的接口器具类型的确定，来确定一个或多个呼吸参数。 17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述接口分类模块被配置成根据由所述压力检测器生成的所述输出信号所传达的压力变动的大小，来确定所述接口器具类型。 18.根据权利要求16所述的系统，其中，所述接口分类模块对接口器具类型的确定包括确定所述接口器具是否与所述受检者的气道建立密封的接合。 19.根据权利要求16所述的系统，其中，所述一个或多个呼吸参数包括呼吸速率和/或潮气末CO中的一个或两个。 20.根据权利要求18所述的系统，其中，所述呼吸参数模块被配置成基于由所述成分检测器生成的所述输出信号通过如下操作来确定所述一个或多个呼吸参数：响应于所述接口分类模块确定所述接口器具与所述受检者的气道建立密封的接合，实施在由所述成分检测器生成的所述输出信号与所述一个或多个呼吸参数之间的第一组预定关系；以及响应于所述接口分类模块确定所述接口器具与所述受检者的气道之间的接合不是密封的，实施在由所述成分检测器生成的所述输出信号与所述一个或多个呼吸参数之间的第二组预定关系。 21.一种监测受检者的呼吸的方法，所述方法包括：从导管向样本室中接收气体，其中，通过与所述受检者的气道接合的接口器具将所述导管放置成与所述受检者的气道流体连通；生成传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号；生成传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号；以及在一个或多个处理器上执行一个或多个计算机程序模块，基于传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号，来确定接口器具的接口器具类型；以及在一个或多个处理器上执行一个或多个计算机程序模块，基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号以及基于对所述接口器具的接口器具类型的确定，来确定一个或多个呼吸参数。 22.根据权利要求21所述的方法，其中，基于由传达与所述导管之内的压力相关的信息的所述输出信号所指示的压力变化的大小，做出对所述接口器具的接口器具类型的确定。 23.根据权利要求21所述的方法，其中，确定所述接口器具类型包括确定所述接口器具是否与所述受检者的气道建立密封的接合。 24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述一个或多个呼吸参数包括呼吸速率和/或潮气末CO中的一个或两个。 25.根据权利要求23所述的方法，其中，基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号以及基于对所述接口器具的接口器具类型的确定，来确定一个或多个呼吸参数包括：响应于对所述接口器具与所述受检者的气道建立密封接合的确定，实施在传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号和所述一个或多个呼吸参数之间的第一组预定关系；以及响应于对所述接口器具没有与所述受检者的气道建立密封接合的确定，实施在传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号和所述一个或多个呼吸参数之间的第二组预定关系。 26.一种被配置成监测受检者的呼吸的系统，所述系统包括：用于从导管向样本室中接收气体的器件，其中，通过与所述受检者的气道接合的接口器具将所述导管放置成与所述受检者的气道流体连通；用于生成传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号的器件；用于生成传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号的器件；以及用于基于传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号来确定所述接口器具的接口器具类型的器件；以及用于基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号以及基于对所述接口器具的接口器具类型的确定，来确定一个或多个呼吸参数的器件。 27.根据权利要求26所述的系统，其中，所述接口分类模块被配置成从传达与所述导管之内的压力相关的信息的输出信号所指示的压力变化的大小，来确定所述接口器具的接口器具类型。 28.根据权利要求26所述的系统，其中，用于确定所述接口器具类型的所述器件确定所述接口器具是否与所述受检者的气道建立密封的接合。 29.根据权利要求26所述的系统，其中，所述一个或多个呼吸参数包括呼吸速率和/或潮气末CO中的一个或两个。 30.根据权利要求26所述的系统，其中，基于传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号以及基于对所述接口器具的接口器具类型的确定，来确定一个或多个呼吸参数的方法包括：用于响应于对所述接口器具与所述受检者的气道建立密封接合的确定，实施在传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号和所述一个或多个呼吸参数之间的第一组预定关系的器件；以及用于响应于对所述接口器具没有与所述受检者的气道建立密封接合的确定实施在传达与从所述导管接收到所述样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号和所述一个或多个呼吸参数之间的第二组预定关系。

技术领域

本发明涉及实施侧流采样腔来监测受检者的呼吸，其中，在侧流采样 腔内检测气体的成分。

背景技术

在侧流构造中对呼吸回路中气体的成分进行采样的系统是已知的。在 这些系统中对气体成分的检测通常用于确定一个或多个呼吸参数。然而， 一般认为与侧流采样腔内的压力或流量相关的信息在增强和/或实现对呼 吸参数的确定中是没有用的，因为通常是对侧流腔进行泵吸从而对通过该 腔的来自呼吸回路的气体进行采样。

发明内容

本发明的一个方面涉及一种被配置成监测受检者的呼吸的系统。在一 个实施例中，该系统包括样本室(cell)、成分检测器、压力检测器以及一 个或多个处理器。样本室与导管流体连通，其中，通过与受检者的气道接 合的接口器具将导管放置成与受检者的气道流体连通，并且其中，所述样 本室被配置成排出从导管接收到样本室中的气体。所述成分检测器被配置 成生成传达与从导管接收到样本室中的气体的成分相关的信息的输出信 号。所述压力检测器被配置成生成传达与导管之内的压力相关的信息的输 出信号。所述一个或多个处理器被配置成执行计算机程序模块。所述一个 或多个计算机程序模块包括接口分类模块和呼吸参数模块。接口分类模块 被配置成基于由压力检测器生成的输出信号确定接口器具的接口器具类 型。呼吸参数模块被配置成基于由成分检测器生成的输出信号以及基于接 口分类模块对接口器具的接口器具类型的确定，来确定一个或多个呼吸参 数。

本发明的另一方面涉及一种监测受检者的呼吸的方法。在一个实施例 中，所述方法包括：从导管向样本室中接收气体，其中，通过与受检者的 气道接合的接口器具将导管放置成与受检者的气道流体连通；生成传达与 从导管接收到样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号；生成传达与 导管之内的压力相关的信息的输出信号；在一个或多个处理器上执行一个 或多个计算机程序模块，以基于传达与导管之内的压力相关的信息的输出 信号来确定接口器具的接口器具类型；以及在一个或多个处理器上执行一 个或多个计算机程序模块，以基于传达与从导管接收到样本室中的气体的 成分相关的信息的输出信号以及基于对接口器具的接口器具类型的确定， 来确定一个或多个呼吸参数。

本发明的又一方面涉及一种被配置成监测受检者的呼吸的系统。在一 个实施例中，该系统包括用于从导管向样本室中接收气体的器件(means)， 其中，通过与受检者的气道接合的接口器具将导管放置成与受检者的气道 流体连通；用于生成传达与从导管向样本室中接收的气体的成分相关的信 息的输出信号的器件；用于生成传达与导管之内的压力相关的信息的输出 信号的器件；用于基于传达与导管之内的压力相关的信息的输出信号来确 定接口器具的接口器具类型的器件；以及用于基于传达与从导管接收到样 本室中的气体的成分相关的信息的输出信号以及基于对接口器具的接口器 具类型的确定，来确定一个或多个呼吸参数的器件。

本发明的又一方面涉及一种被配置成监测受检者的呼吸的系统。在一 个实施例中，该系统包括样本室、成分检测器、压力检测器以及一个或多 个处理器。样本室和与受检者的气道连通的导管流体连通，并且被配置成 排出从导管接收到样本室中的气体。所述成分检测器被配置成生成传达与 从导管接收到样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号。所述压力检 测器被配置成生成传达与导管之内的压力相关的信息的输出信号。所述一 个或多个处理器被配置成执行计算机程序模块。一个或多个计算机程序模 块包括呼吸识别模块和呼吸参数模块。所述呼吸识别模块被配置成基于由 压力检测器生成的输出信号来识别呼吸。所述呼吸参数模块被配置成基于 由成分检测器生成的输出信号以及基于由呼吸识别模块识别的呼吸，来确 定一个或多个呼吸参数。

本发明的另一方面涉及一种监测受检者的呼吸的方法。在一个实施例 中，所述方法包括：从与受检者的气道连通的导管向样本室中接收气体； 生成传达与从导管接收到样本室中的气体的成分相关的信息的输出信号； 生成传达与导管之内的压力相关的信息的输出信号；在一个或多个处理器 上执行一个或多个计算机程序模块，以基于传达与导管之内的压力相关的 信息的输出信号来识别呼吸；以及在一个或多个处理器上执行一个或多个 计算机程序模块，以基于传达与从导管接收到样本室中的气体的成分相关 的信息的输出信号以及基于所识别的呼吸，来确定一个或多个呼吸参数。

本发明的又一方面涉及一种被配置成监测受检者的呼吸的系统。在一 个实施例中，该系统包括：用于从与受检者的气道连通的导管向样本室中 接收气体的器件；用于生成传达与从导管接收到样本室中的气体的成分相 关的信息的输出信号的器件；用于生成传达与导管之内的压力相关的信息 的输出信号的器件；用于基于传达与导管之内的压力相关的信息的输出信 号来识别呼吸的器件；以及用于基于传达与从导管接收到样本室中的气体 的成分相关的信息的输出信号以及基于所识别的呼吸，来确定一个或多个 呼吸参数的器件。

通过参考附图考虑下文的说明和权利要求书，本发明的这些和其他目 标、特征和特性，以及结构的相关元件和各部分的组合的操作方法和功能 以及制造的经济性，将变得更加显而易见，说明书、权利要求书和附图均 构成本说明书的一部分，其中，以相似的参考标记指代各附图中的对应部 分。在本发明一个实施例中，按照比例绘制了本文所图示说明的结构部件。 然而，容易理解，附图是出于例示性和说明性的目的，而非对本发明构成 限制。另外，应该认识到，本文在任一实施例中示出或描述的结构特征也 能够在其他实施例中使用。然而，容易理解，附图仅是出于例示性和说明 性的目的，而非意图限定本发明。如在说明书和权利要求书中所使用的， 单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数对象，除非上下文明确指出。

附图说明

图1图示了根据本发明的一个或多个实施例，被配置成监测受检者的 呼吸的系统。

图2图示了根据本发明的一个或多个实施例，侧流采样腔中的压力和 流量的曲线图。

图3图示了根据本发明的一个或多个实施例，侧流采样腔中的压力和 流量的曲线图。

图4图示了根据本发明的一个或多个实施例，在机械和自主换气期间 样本室压力的曲线图。

图5图示了根据本发明的一个或多个实施例，在机械和自主换气期间 CO2的曲线图。

图6图示了根据本发明的一个或多个实施例，侧流采样腔中的压力和 流量的曲线图。

具体实施细节

图1图示了被配置成监测受检者12的呼吸的系统10。在一个实施例中， 系统10被配置成执行侧流二氧化碳测定术(capnometry)以确定与在受检 者12的气道处或气道附近的气体的成分相关的信息。基于这种信息，系统 10确定受检者12的一个或多个呼吸参数(例如，呼吸速率、潮气末CO2等)、识别呼吸事件(例如，呼吸障碍、呼吸暂停等)、识别设备故障和/或 误用、和/或执行其他功能。为了改善这些确定(结果)中的一个或多个的 精度，系统10还可以实施与在受检者12的气道处或气道附近的压力相关 的信息。在一个实施例中，系统10包括一个或多个样本室14、成分检测器 16、压力检测器18、电子存储器20、用户接口22、一个或多个处理器24、 和/或其他部件。

在若干不同的治疗方案中，受检者12的气道被接合，从而将导管26 放置成与受检者12的气道连体流通。通过接口器具28，使受检者12的气 道与导管26接合并被放置成与导管26流体连通。接口器具28可以通过密 封或非密封的方式与受检者12的气道的一个或多个孔口接合。接口器具28 的一些范例可以包括，例如，气管插管、鼻插管、气管切开插管、鼻面罩、 鼻/口面罩、全脸面罩、整体面罩、部分再呼吸面罩、或与受检者的气道流 通气体流的其他接口器具。本发明不限于这些范例，并且想到了任何受检 者接口的实施。

在一个实施例中，导管26被配置成将可呼吸气体的加压流递送至受检 者12的气道。例如，导管26可以与压力发生器连通，所述压力发生器被 配置成为受检者12的气道提供正压力支持、对受检者12进行机械换气、 和/或以其他方式为受检者12的气道提供可呼吸气体的加压流。然而，这 并非意图进行限制。例如，在一个实施例中，导管26与周围大气流体连通。

如本文所使用的，导管26不必须限定为管或其他中空物体，其将加压 气体流传送到接口器具28或者从接口器具28接收加压气体流。导管26可 以包括任何中空物体、容器、和/或通过接口器具28被放置成与受检者12 的气道流体连通的腔。例如，本文所指的导管26可以形成为位于实际的接 口器具28上的腔。这种腔可以与气体源和/或与周围大气流体连通。

样本室14被配置成保持气体与大气隔离，并且包括入口34和出口36。 样本室14与导管26流体连通以通过入口34从导管26接收气体。气体通 过出口36从样本室14排出。例如，气体可以被排出到大气中、返回到导 管26中、和/或以其他方式排出。在一个实施例中，将泵38放置成与出口 36流体连通以通过样本室14从导管26吸抽气体。

在接口器具28安装在受检者12上的同时，借助样本室14和导管26 之间的流体连通，样本室14保持具与导管26之内和/或在受检者12的气 道处的气体的气体参数相同、相似、或受其影响的一个或多个气体参数。 例如，样本室14之内气体的成分与导管26之内气体的成分相似或相同。 理想地，借助泵38通过样本室14吸抽气体的操作，样本室14之内的气体 压力和/或气体流将保持恒定。然而，实际上，样本室14之内的压力或气 体流随着导管26之内的压力和流量的变化而存在某种程度的波动。压力和 /或流量的这些波动是由受检者12的呼吸和泵引起的。由受检者12的呼吸 引起的在样本室14值之内的压力和/或流量的变化通常比导管26内的压力 和/或流量的变化小很多。然而，样本室14之内的压力和/或流量(或与其 相关的参数)能够用于推导导管26之内的压力和/或流量，和/或引起导管 26之内的压力和/或流量变化的事件。

应当认识到，与导管26完全分离(除了入口34和导管26之间的连接) 的样本室14的图示并非意图进行限制。在一个实施例中，样本室14在导 管26的壁之内形成。在一个实施例中，样本室14在导管26本身之内形成。 在一个实施例中，样本室14与导管26分离，并且在入口34与导管26之 间的连接是通过连接两者的内腔形成的。

成分检测器16被配置成生成传达与从导管26接收到样本室14中的气 体的成分相关的信息的输出信号。与气体的成分相关的信息可以包括从导 管26接收的气体之内的一种或多种组成分子种类的浓度。例如，由成分检 测器16生成的输出信号可以传达样本室14之内的二氧化碳(CO2)、氧气 (O2)和/或其他气体分子种类的浓度。成分检测器16可以包括与样本室 14内部(例如，位于样本室14之内)的气体直接接触的一个或多个部件以 检测与样本室14中的气体的成分相关的信息。通过非限定性范例，成分检 测器16可以包括设置在样本室14中的与其中的气体直接接触的光致发光 材料。

压力检测器18被配置成生成传达与导管26之内的压力相关的信息的 输出信号。在一个实施例中，压力检测器18包括在样本室14之内、导管 26和样本室14之间、和/或样本室14的出口36的下游设置的一个或多个 压力传感器。在这一实施例中，由压力检测器18生成的输出信号传达样本 室14之内的压力。如上文所述，这种压力的波动可以用于推导导管26之 内的压力变化，和/或识别趋于引起导管26之内的压力变化的事件，诸如 受检者12的气道处或气道附近的流量和/或压力变化。

在一个实施例中，可以将从导管26之内接收气体的分离的尖嘴(spur) (未示出)包括到系统10中。这种分离的尖嘴和将来自导管26之内的气 体引导到口34的内腔可以形成一个双内腔。分离的尖嘴应当被封闭到(例 如，“闭塞端”)压力检测器18。

在一个实施例中，压力检测器18包括与导管26内部的气体直接接触 的一个或多个压力传感器(例如，在导管26之内设置一个或多个压力传感 器)。与导管26内部直接接触的一个或多个压力传感器的放置可以是选择 性可去除的。

在一个实施例中，电子存储器20包括电子地存储信息的电子存储介质。 电子存储器20的电子存储介质可以包括与系统10集成地提供(即，基本 上不可移除)的一个或两个系统存储器和/或可移除存储器，所述可移除存 储器经由例如端口(例如，USB端口、火线端口等)或驱动(例如，磁盘 驱动等)可移除地可连接到系统10上。电子存储器20可以包括一个或多 个光学可读存储介质(例如，光盘等)、磁性可读存储介质(例如，磁带、 磁硬盘驱动、软盘驱动等)、基于电荷的存储介质(例如，EEPROM、RAM 等)、固态存储介质(例如，闪存驱动等)、和/或其他电子可读存储介质。 电子存储器20可以存储软件算法、由处理器24确定的信息、经由用户接 口22接收的信息、由成分检测器16和/或压力检测器18生成的输出信号、 和/或使得系统10能够正常工作的其他信息。电子存储器20可以是系统10 之内的分离部件，或者电子存储器20可以与系统10的一个或多个其他部 件(例如，处理器24)集成地提供。

用户接口22被配置成提供系统10和用户(例如，受检者12、护理者、 研究者等)之间的接口，通过所述接口，用户可以向系统10提供信息以及 从系统10接收信息。这使得统称为“信息”的数据、结果、和/或指令和 其他可通信项能够在用户和系统10之间通信。适合包含在用户接口22中 的接口装置的范例包括按键、按钮、开关、键盘、旋钮、控制杆、显示屏、 触摸屏、扩音器、麦克风、指示灯、声音警报和打印机。在一个实施例中， 用户接口22实际上包括多个分离的接口。

应当理解，本发明也想到了有线或无线的其他通信技术来作为用户接 口22。例如，本发明想到了可以与存储器20提供的可移除存储器接口集成 的用户接口22。在这一范例中，信息可以从可移除存储器(例如，智能卡、 闪存驱动、可移除磁盘等)加载到系统10中，这使得(一个或多个)用户 能够自定义系统10的实施。适于与系统10一起使用的作为用户接口22的 其他示范性输入装置和技术包括，但不限于，RS-232端口、RF链接、IR 链接、调制解调器(电话、线缆等)。简而言之，本发明想到了用于与系统 10通信信息的任何技术来作为用户接口。

一个或多个处理器24被配置成在系统10中提供信息处理能力。这样， 处理器24可以包括数字处理器、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/或用于电子地处理信息的其 他机制中的一个或多个。尽管在图1示将处理器24示为单个实体，这仅仅 是出于图示说明的目的。在一些实施中，处理器24可以包括多个处理单元。 这些处理单元可以物理地位于同一装置内，或者处理器24可以表示协调工 作的多个装置的处理功能。

如图1所示，处理器24可以被配置成执行一个或多个计算机程序模块。 所述一个或多个计算机程序模块可以包括呼吸识别模块40、接口分类模块 42、呼吸参数模块44、警告模块46和/或其他模块中的一个或多个。处理 器24可以被配置成通过软件；硬件；固件；软件、硬件和/或固件的一些 组合来执行模块40、42、44和/或46，和/或用于在处理器24上配置处理 能力的其他机制。

应当认识到，尽管图1图示了共同位于单个处理单元之内的模块40、 42、44和46，但在处理器24包括多个处理单元的实施中，模块40、42、 44和/或46中的一个或多个可以被置于远离其他模块。下文所描述的由不 同模块40、42、44和/或46提供的功能的说明是出于说明性的目的，而非 意图进行限制，因为模块40、42、44和/或46中的任何一个可以比所描述 的模块提供更多或更少的功能。例如，可以省去模块40、42、44和/或46 中的一个或多个，并且可以由模块40、42、44和/或46中的其他模块提供 它的一些或所有功能。作为另一范例，处理器24可以被配置成执行一个或 多个其他模块，所述其他模块可以执行取决于如下模块40、42、44和/或 46中的一个的一些或全部功能。

呼吸识别模块40被配置成识别受检者12的呼吸(例如，呼吸转换、 呼吸的存在等)。对受检者12的呼吸的识别可以基于由压力检测器18生成 的输出信号。

在一个实施例中，压力检测器18包括实际上位于样本室14内部的一 个或多个压力传感器。如上文所述，导管26之内的压力的波动引起样本室 14内的对应的压力波动。尽管样本室14之内的压力的波动可能小于导管 26之内的那些压力波动，但样本室14之内的波动仍然可以提供用于识别在 导管26之内引起压力变化的呼吸的一些基础。通过非限制性范例，通常趋 势的波动量可以指示受检者12正在呼吸。作为另一范例，可以实施在压力 检测器18的输出信号中指示的压力下降以识别从呼出的吸入的呼吸转换。 相似地，可以实施压力升高以识别从吸入到呼出的呼吸转换。

在一个实施例中，压力检测器18包括位于导管26和入口34之间以及 出口36的上游(例如，出口36和泵38之间)二者处的压力传感器。在这 一实施例中，呼吸识别模块40实施包括样本室14的流路径中这两个位置 间的压差。当导管26之内的压力增加时(例如，在从吸入到呼出的转换期 间)，压差将趋于下降。相反，当导管之内的压力下降时(例如，在从呼出 到吸入的转换期间)，压差将增加。通过监测这种压差(从压力检测器18 生成的输出信号)，呼吸识别模块40能够识别受检者12的呼吸。

在一个实施例中，并非在样本室14的相对侧上放置压力检测器18的 压力传感器，而是在导管26和/或样本室14的入口34之间放置限流器(未 示出)，其中，压力传感器被设置在限流器两侧的任何一侧。在限流器两侧 的任何一侧的位置之间的压差将以与上述压差相似的方式，趋于随导管26 内部的压力而变化。在这一实施例中，呼吸识别模块40监测限流器的两侧 之间的压差(从压力检测器18生成的输出信号中)以识别受检者12的呼 吸转换。

应当认识到，上述压差并非意图进行限制(例如，跨样本室14和/或 跨限流器)。压力检测器18可以包括设置在包括样本室14的流动路径之内 的(或者在导管26的平行尖嘴内)的任何组合位置处的两个或更多个压力 传感器，其中，在所述位置之间，气体流引起压力差。

图2是与压力检测器18(图1所示以及如上所述)相似或相同的压力 检测器的输出信号的绘图。如在图2中所见的，压力检测器18检测到的压 力波动确实能够对呼吸进行识别，并且甚至可以识别各次呼吸转换。在图2 图示的实施例中，压力检测器可以包括一个或多个传感器，所述一个或多 个传感器生成与通过样本室的气体流相关的输出信号。这种流也示出了随 受检者的通过鼻插管的呼吸的波动。

图1中所示以及如上所述的用于检测呼吸转换的系统10的操作不仅仅 在气体通过“密封”接口(例如，插管、全密封面罩等)与受检者的气道 连通的实施例中起作用。例如，图3是与实施例中的压力检测器18(图1 所示以及如上所述)相似或相同的压力检测器的输出信号的绘图，在所述 实施例中，气体通过鼻插管与受检者的气道连通，受检者能够通过嘴和鼻 自由地呼吸。

回到图1，泵38可以用于以脉冲形式对通过样本室14的气体采样。在 一个实施例中，泵38包括利用脉宽调制(PWM)控制的隔膜泵。这些脉 冲可能根据泵马达周期而发生。通过引起泵38的脉冲处的压力波动(例如， 这样的波动可以在图2和3示出的绘图中观察到)，泵38的操作可能引起 压力检测器18生成的输出信号中的噪声。为了减少这种噪声，可以按照与 泵马达周期对应的速率或频率，对压力检测器18生成的输出信号进行采样 和/或滤波。

除了实施压力检测器18的输出信号以识别呼吸，呼吸识别模块40还 可以使对呼吸的识别基于由成分检测器16生成的输出信号。在受检者12 呼吸时，受检者12向接口器具28内的呼气引起导管26之内一些分子分量 浓度的增加以及导管26之内其他分子分量浓度的减少(例如，CO2增加而 O2减少)。类似地，受检者12的吸气引起一些浓度增加以及其他浓度的减 少。

接口分类模块42被配置成确定正在实施的接口器具28的类型。在使 用与受检者12的气道建立密封接合的接口器具28(例如，插管、密封面罩 等)的过程中，导管26之内的压力波动趋于比在如下实施中更大和/或更 剧烈，在所述实施中，通过允许泄漏的接口器具28，和/或准许通过一个或 多个气道口(例如，鼻插管)自由呼吸的接口器具，实现导管26和受检者 的气道间的气体连通。

通过图示说明的方式，图4是压力的绘图，其示出了受检者接口的类 型如何影响导管26和/或样本室14经受的压力波动的幅度。在第一时段48 期间，受检者被插管，气道基本密封。在第二时段50期间，受检者通过鼻 插管呼吸，没有使气道密封。如在图4中所视的，在第一时段48期间，由 换气/呼吸引起的压力波动具有比第二时段50期间更大的幅度。从这一幅 度差，与接口分类模块48(图1中所示以及如上所述的)相似或相同的接 口分类模块将检测受检者的气道在第一时段48期间通过使气道密封的接口 器具接合，以及在第二时段50期间通过不使气道密封的接口器具呼吸。

在一个实施例中，替代或者除了监测导管26和/或样本室14经受的压 力波动的幅度，接口分类模块监测基线、中值和/或平均压力。如在图4中 所见，如果受检者正在使用的接口器具使受检者的气道密封，导管26之内 的压力最小值趋于比在利用不密封受检者的气道的接口器具时经受的压力 最小值低。基于由接口器具的不同类型引起的导管26之内的压力之间的这 种差别，接口器具模块可以确定正在使用的接口器具的接口类型。

回到图1，呼吸参数模块44被配置成确定受检者12的呼吸的一个或多 个呼吸参数。呼吸参数模块44基于成分检测器16生成的输出信号、压力 检测器18生成的输出信号、呼吸识别模块40识别的呼吸和/或呼吸转换、 接口分类模块42对接口器具分类的确定、和/或其他标准中的一个或多个， 来确定一个或多个呼吸参数。由呼吸参数模块44确定的一个或多个呼吸参 数例如可以包括潮气末CO2、呼吸速率、和/或其他呼吸参数。

在确定呼吸参数之一的过程中，呼吸参数模块44可以基于呼吸参数与 成分检测器16生成的输出信号和/或压力检测器18生成的输出信号之间的 预定关系确定呼吸参数作为成分检测器16生成的输出信号和/或压力检测 器18生成的输出信号的函数。例如，可以通过呼吸参数模块44基于受检 者12的呼吸速率与成分检测器16生成的输出信号之间的预定关系，来确 定呼吸速率。然而，呼吸速率和成分检测器16生成的输出信号之间的关系 可能不同，取决于受检者12是否使用使气道密封的接口器具，或者使用不 与气道密封接合的接口器具。

通过非限定性范例，图5示出了使用不使气道密封的接口器具时，受 检者的气道处或气道附近的CO2的绘图52，以及使用与气道建立密封接合 的接口器具时，受检者的气道处或气道附近的CO2的绘图54。如在图5中 所见，26的气道处或气道附近的CO2与呼吸速率之间的关系在这两种情况 下将趋于表现的十分不同。这样一来，如果不管正在实施的接口器具是什 么类型，使用作为成分检测器生成的输出信号的函数的描述呼吸速率的单 值函数，呼吸速率的计算可能受到影响。

回到图1，在一个实施例中，如果接口分类模块42确定接口器具28 不与受检者12的气道建立密封接合，通过实施一个或多个呼吸参数与成分 检测器16和/或压力检测器18生成的输出信号之间的第一组关系，呼吸参 数模块44被配置成确定受检者12的一个或多个呼吸参数。在这一实施例 中，响应于接口分类模块42确定接口器具28不与受检者12的气道建立密 封接合，呼吸参数模块44实施在一个或多个呼吸参数与为接口器具28定 制的成分检测器16和/或压力检测器18生成的输出信号之间的第二组关 系。

通过非限定性范例，如果接口分类模块42确定接口器具28不使受检 者12的气道密封，呼吸参数模块44实施第一算法(基于第一预定的关系) 以确定作为成分检测器16生成的输出信号的函数的潮气末CO2。然而，如 果接口分类模块42确定接口器具28与受检者12的气道建立了密封，呼吸 参数模块44实施第二算法(基于第二预定关系)以确定作为成分检测器16 生成的输出信号的函数的潮气末CO2。

在一个实施例中，接口分类模块42可以在不与受检者12的气道建立 密封接合的不同类型的接口器具之间进行辨别。通过非限制性范例，接口 分类模块42可以在鼻插管和非侵入式换气面罩之间进行辨别。在这一实施 例中，呼吸参数模块44可以实施在一个或多个呼吸参数与输出信号之间的 不同组的关系，所述输出信号由为接口分类模块42能够检测的各种类型的 接口器具定制的成分检测器16和/或压力检测器18生成。

警报模块46被配置成生成指示呼吸事件和/或设备故障的一个或多个 警报。警报经由用户接口22传递至一个或多个用户。基于成分检测器16 和/或压力检测器18生成的输出信号，识别令警报模块46生成一个或多个 警报的呼吸事件和/或设备故障。通过非限定性范例，下文的表格1图示如 下方式，其中，能够实施由成分检测器16和压力检测器18生成的信号以 在接口器具28是鼻插管时触发与呼吸事件和/或设备故障相关的警报。

(1)

通过对该方式的进一步图示说明，其中，压力检测器18的输出信号指 示触发警报的事件，图6示出了在受检者的两次连续呼吸期间采样腔之内 的压力和流量的绘图。在第一次呼吸中受检者接口器具被错误安装到受检 者身上，而在第二次呼吸中，受检者接口器具被正确地安装。从图6示出 的绘图将认识到，错误安装使采样腔之内的压力和/或流量变化的幅度和/ 或频率下降。基于检测到压力和/或流量变化的幅度和/或频率从与图2或图 3之一中示出的相似的水平下降到图6中示出的水平，与警报模块46相似 或相同的警报模块可以生成指示设备故障(例如，由于错误安装)或呼吸 事件(例如，阻塞)的警报。

在一个实施例中，处理器24实施压力检测器18的输出自身与呼吸识 别模块40、接口分类模块42和呼吸参数模块44中的任何或所有输出的组 合以控制泵38。希望接口器具28和样本室14之间的路径的任何部分是分 离的。例如，样本室14的入口34可以与导管26断开连接。可以实施压力 检测器18、呼吸识别模块40、接口分离模块42和/或呼吸参数模块44的 这些输出作为到处理器24之内的规则引擎、处理器24之内的滤波器、和/ 或被配置成检测接口器具28和样本室14之间的流动路径的分离和/或断开 连接的其他处理机制的输入。

在一个实施例中，处理器24控制泵38以增强来自压力检测器18的信 号的压力波动的检测(例如，没有从泵38吸抽，压力检测可以更可靠)。 在一个实施例中，处理器24控制泵38以减少操作期间泵38吸抽的能量(例 如，在电池操作的实施例中)。也想到了根据18生成的输出信号控制泵38 的其他原因。

尽管已经基于现在认为是最实际和优选的实施例，并且出于图示说明 的目的详细描述了本发明，但是应当理解，这种细节仅仅是用于这一目的 并且本发明不是限制于所公开的实施例，而是，相反地，其目的是包含在 权利要求的主题和范围内的修改和等价布置。例如，应当理解。本发明想 到了，在可能的程度上，能够组合任何实施例中的一个或多个特征与任何 其他实施例中的一个或多个特征。