【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
1、许多疾病和损伤都涉及肺部功能的损害。对这些情况的治疗典型地包括：气道压力呼吸周期辅助呼吸，以确保充分通气和去除呼吸气体中的co2和额外氧气，以使经由受损肺部的氧气摄入正常化。现代呼吸辅助设备(从麻痹性脊髓灰质炎受害者的“铁肺”开始)通过提供固定的呼吸速率和每分钟固定的呼吸气体交换体积来挽救生命。然而，通过这种方法，患者对呼吸过程的内部调节只能是近似的，假设如果匹配足够接近，就会发生生理适应。目前，由临床医生进行的呼吸辅助设定的手动调整主要基于定期血液气体测量和连续脉搏血氧测定法和呼气末co2监测。如果患者的情况恶化，为了避免危机，所产生的治疗往往比所需的更具支持性，但增加了与治疗相关联的肺部损伤或气压伤的风险，并增加了脱离呼吸辅助期间的难度。目前的监测和治疗设备已经挽救了许多原本可能已经失去的生命。然而，尽管提供了大量关于其操作的信息，但是现代呼吸辅助系统仍然需要临床医生的技能和时间来手动调整设置。目前可用的生物特征信息的局限性降低了通气和氧气供应的调节的准确性和及时性，潜在地导致由过度压力导致的组织损伤、由过度或过快增加的氧气供应导致的重要器官损伤以及难以脱离呼吸辅助。
2、更完整和更及时的生物特征信息可能能够实现呼吸辅助的自动调节，这反过来可缩短处理的持续时间，通过降低治疗相关的损伤的风险以及通过降低再次住院的风险和成本来改善结果。过去通过自动控制呼吸辅助来改善治疗的尝试受到了阻碍，因为没有非侵入性的、客观的呼吸努力指标，以及缺乏对细胞氧气供应与氧气需求的关系的认识。最近发现的指示每次呼吸的努力水
3、目前，现代医学呼吸辅助技术的目标是最大限度缩短随着不良过程消退而导致正常的、无辅助呼吸的治疗的持续时间。为了完全实现这一目标，呼吸辅助的水平需要相对于患者所做的努力的量进行精确的调整，并通过以下方式提供恰好正确量的氧气补充：保持足够的通气；避免呼吸肌肉的失调；避免损害呼吸调节；保持足够的氧气摄入，同时避免高氧损伤；以及将呼吸数据与脉搏振幅、心率和心率变异性相关联。
4、分钟通气量是每分钟通过肺部交换的呼吸气体的体积。辅助呼吸的关键目标之一是补充实现所需的分钟通气率所需的机械努力；但除非绝对必要，否则不会完全接管。为了能够实现这种期望的平衡，必须连续地和客观地监测(优选地非侵入性地)由患者为克服肺部的弹性回缩和空气流进入和离开肺部的阻力而施加的呼吸努力。现有的胸廓电阻抗的监测或胸围和腹围的变化的监测指示呼吸的运动；而不是努力。食管测压可测量呼吸努力，但是对患者来说是侵入性的、不舒服的和有压力的。向呼吸受损的患者提供低于所需水平的机械支持有呼吸和心脏骤停的风险，但提供超过所需的支持有肺部损伤和呼吸肌肉失调的风险；这两者都可能损害或阻止脱离支持。
5、呼吸肌肉需要继续以其正常静息工作负荷或略微高于其正常静息工作负荷工作，以保持力量和状态。另外，绕过或扭曲患者的天然化学传感器和对呼吸速率和深度的中枢神经系统调节的呼吸辅助有损害或丧失这些重要控制过程的功能的风险。
6、生物特征信息的不充分和手动呼吸机控制的需要结合使得呼吸辅助治疗成为现代重症监护的最具挑战性的方面之一。此外，呼吸速率和呼吸深度的调节也可能受到疼痛控制药物的损害，并且早产儿中可能不充分成熟。因此，在初始评估和中期评估期间需要精确地评价患者的呼吸控制系统的充分性。调整支持以使血液气体和脉搏血氧测定值正常化通常导致自然呼吸调节的扭曲或抑制，使减少和停止支持变得更加困难。目前无法测量或监测细胞氧气供应的充分性。目前接受的备选方法包括通过对侵入性采样的动脉血进行实验室“血液气体”分析来测量血氧饱和度，以及通过脉搏血氧仪进行非侵入性监测。然而，监测血氧并不能够避免“氧化应激”组织损伤。另外，每个人具有对其重要功能的独特的“正常”水平的静息反馈控制。临床挑战是确定患者的“正常”静息水平，并且然后使患者保持在其“正常”的“轻微应激”上限，以防止内部控制机制的失调。实现这些目标所需的信息包括关于呼吸努力和细胞氧气需求与细胞氧气供应的关系的连续生物特征信息。
技术实现思路
1、公开了用于以下各项的连续和非侵入性感测的设备和方法：(1)呼吸努力，和(2)细胞氧气需求与细胞氧气供应的关系。通过基于对呼吸努力和细胞氧气需求与细胞氧气供应的关系的连续、非侵入性监测来自动调节吸入氧气分数(fraction of inspiredoxygen，fio2)以及呼吸周期定时、压力和流量，可更好地满足当前和未来的患者的呼吸辅助需求。另外公开了能够配置成用于远程患者护理的设备，该设备配置成监测睡眠障碍性呼吸、高血压、心力衰竭、心房颤动以及慢性肺部疾病(包括哮喘和慢性阻塞性肺病(copd))中的一种或多种。所公开的设备和方法监测细胞缺氧应激、呼吸速率和呼吸努力、脉搏振幅变化、心率、身体朝向和活动以及皮肤温度。所公开的设备能够配置成与诸如手机的移动设备上的软件应用程序(“应用程序”)通信，并将信息发送到中心位置(诸如医院、医生办公室或家庭患者监测程序)。
2、该设备能够配置成包括运动耐受传感器和皮肤色素耐受光学传感器。该设备能够通过与皮肤表面接触而适形于用户/患者，并且具有足够长的电池寿命。
3、前述一般描述和以下详细描述都仅是示例性的和解释性的，并且不限制所要求保护的所公开的实施例。
4、援引加入
5、在本说明书中提到的所有出版物、专利和专利申请都通过引用并入本文中，如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地指示为通过引用并入。
6、2017年2月23日公布的授予hatch的us2017/0049336 a1，名称为“physiologicalsensors,systems,kits and methods therefor”；
7、授予hatch的us2020/008531 a1，名称为“energy conversion monitoringdevices,systems and methods”；
8、1989年6月13日颁发的授予hatch的us 4,838,257 a，名称为“ventilator”；
9、1998年11月3日颁发的授予scharf的us 5,830,137 a，名称为“green lightpulse oximeter”；
10、2004年10月5日颁发的授予mendelson的us 6,801,799 b2，名称为“pulseoximeter and method of operation”；
11、2010年4月6日颁发的授予westbrook的us 7,691,067 b2，名称为“method formeasuring central venous pressure or respiratory effort”；
12、2010年6月15日颁发的授予tur本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种呼吸努力感测装置，包括：
2.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述光学传感器能够配置成检测红光和红外光的吸收。
3.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述处理器配置成确定细胞氧气供应、呼吸速率和呼吸努力中的一者或多者。
4.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，所述呼吸努力感测装置配置成监测脉搏定时以导出心率和心率变异性中的一者或多者。
5.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，所述呼吸努力感测装置配置成监测脉搏振幅以导出均值脉搏振幅和奇脉变化中的一者或多者。
6.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述功率源是能够移除的和能够再充电的中的一者或多者。
7.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述发射器配置成将数据传送到呼吸辅助设备。
8.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述发射器配置成将指令传送到呼吸辅助设备。
9.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述发射器配置成将数据传送到中心位置和电子设备中的一者或多者。>
10.一种联网式呼吸努力感测装置，包括：
11.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，其中，所述光学传感器能够配置成检测红光和红外光的吸收。
12.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，其中，所述处理器配置成确定细胞氧气供应、呼吸速率和呼吸努力中的一者或多者。
13.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，所述联网式呼吸努力感测装置配置成监测脉搏定时以导出心率和心率变异性中的一者或多者。
14.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，其中，所述功率源是能够移除的和能够再充电的中的一者或多者。
15.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，其中，数据传送到所述呼吸辅助设备。
16.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，其中，指令传送到所述呼吸辅助设备。
17.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，其中，数据传送到所述中心位置和所述电子设备中的一者或多者。
18.一种检测吸入氧气分数(FiO2)的方法，包括：
19.根据权利要求18所述的检测FiO2的方法，其中，FiO2的所述增加的目标量是1％。
20.根据权利要求18所述的检测FiO2的方法，其中，FiO2的所述减少的目标量是1％。
21.一种结合呼吸努力感测装置操作呼吸辅助设备的方法，包括：
22.根据权利要求21所述的结合呼吸努力感测装置操作呼吸辅助设备的方法，其中，从所述呼吸努力感测装置传送的所述数据包括用于控制所述呼吸辅助设备的指令。
23.根据权利要求21所述的结合呼吸努力感测装置操作呼吸辅助设备的方法，其中，从所述呼吸努力感测装置传送的所述数据由所述呼吸辅助设备处理以控制所述呼吸辅助设备的操作。
24.根据权利要求21所述的结合呼吸努力感测装置操作呼吸辅助设备的方法，还包括将所述数据传送到中心位置和电子设备中的一者或多者的步骤。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种呼吸努力感测装置，包括：
2.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述光学传感器能够配置成检测红光和红外光的吸收。
3.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述处理器配置成确定细胞氧气供应、呼吸速率和呼吸努力中的一者或多者。
4.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，所述呼吸努力感测装置配置成监测脉搏定时以导出心率和心率变异性中的一者或多者。
5.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，所述呼吸努力感测装置配置成监测脉搏振幅以导出均值脉搏振幅和奇脉变化中的一者或多者。
6.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述功率源是能够移除的和能够再充电的中的一者或多者。
7.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述发射器配置成将数据传送到呼吸辅助设备。
8.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述发射器配置成将指令传送到呼吸辅助设备。
9.根据权利要求1所述的呼吸努力感测装置，其中，所述发射器配置成将数据传送到中心位置和电子设备中的一者或多者。
10.一种联网式呼吸努力感测装置，包括：
11.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，其中，所述光学传感器能够配置成检测红光和红外光的吸收。
12.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，其中，所述处理器配置成确定细胞氧气供应、呼吸速率和呼吸努力中的一者或多者。
13.根据权利要求10所述的联网式呼吸努力感测装置，...
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