[发明专利]用于对机械通气的基于模型的优化的系统和方法

权利要求书

1.一种医学通气机系统，包括：

机械通气机（10），其与通气患者（12）相连接，以根据通气机设定向所述通气患者提供通气；

生理传感器（32），其被配置为采集针对所述通气患者的监测的生理变量的测量值；

包括微处理器的心肺（CP）建模部件（42），所述CP建模部件被编程为基于针对所述通气患者的所述监测的生理变量的所述测量值以及所述通气机设定来生成针对所述通气患者的未监测的生理参数的计算值，

其中，所述CP建模部件（42）被编程为通过包括以下的操作来生成针对所述通气患者的所述未监测的生理参数的所述计算值：

将通气患者CP模型（40）适配到所述通气患者（12），所述通气患者CP模型（40）包括所述通气患者的心肺系统的生理模型，其可操作用于对不同的通气机设定的患者响应进行建模，所述适配包括将所述通气患者CP模型的针对所述监测的生理变量的预测结果适配到针对所述通气患者的所述监测的生理变量的所述测量值，以便生成表示所述通气患者的经适配的通气患者CP模型（50）；以及

生成针对所述通气患者的所述未监测的生理参数和变量的所述计算值，作为所述经适配的通气患者CP模型的针对所述未监测的生理参数的预测结果；以及

包括微处理器的通气机优化部件（52、54），所述通气机优化部件被编程为基于针对所述通气患者的所述监测的生理变量的所述测量值、针对所述通气患者的所述未监测的生理参数的所述计算值以及一个或多个生理参数约束来输出经更新的通气机设定，

其中，所述通气机优化部件（52、54）被编程为通过包括以下的操作来输出经更新的通气机设定：

（i）对所述经适配的通气患者CP模型（50）做出候选通气机设定调节，并且计算针对利用所述候选通气机设定调节的所述经适配的通气患者CP模型的成本函数（60）的值，其中，所述成本函数包括成本项，所述成本项表示以下中的至少三个：气压伤、氧合、CO₂移除以及氧中毒；

（ii）针对多个不同的候选通气机设定调节（56）重复操作（i）；以及

（iii）输出所述经更新的通气机设定，作为使所述成本函数最小化的所述候选通气机设定调节。

2.根据权利要求1所述的医学通气机系统，其中，所述经更新的通气机设定的输出包括输出使所述成本函数最小化同时保持在所述生理参数约束内的所述候选通气机设定调节。

3.根据权利要求1所述的医学通气机系统，其中，所述系统还包括用户接口，并且其中，所述系统被配置为接收所述生理参数约束作为用户输入。

4.根据权利要求1所述的医学通气机系统，其中，所述成本函数还包括表示组织灌注和低血压的成本项。

5.根据权利要求1所述的医学通气机系统，其中，所述通气机设定包括以下中的至少两个：呼气末正压通气（PEEP）、吸入氧气分数（FiO₂）、潮气量（V_潮气）以及呼吸速率（RR）。

6.根据权利要求1所述的医学通气机系统，其中，所述监测的生理变量至少包括气道流率和气道压力。

7.根据权利要求6所述的医学通气机系统，其中，所述监测的生理变量还包括心率、血压以及血氧饱和度。

8.根据权利要求1-7中的任一项所述的医学通气机系统，还包括：

通气机显示部件（22），其被配置为显示指示由所述通气机优化部件输出的所述经更新的通气机设定的信息。

9.根据权利要求1-7中的任一项所述的医学通气机系统，其中，所述机械通气机（10）被配置为将所述机械通气机的通气机设定自动更新到由所述通气机优化部件（52、54）输出的所述经更新的通气机设定。