用于胸部引流治療的自適應(yīng)算法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種在具有空氣瘺的患者中用于胸部引流的裝置和方法。在此在患者的胸膜腔中借助于吸入設(shè)備產(chǎn)生真空。為了根據(jù)客觀的標(biāo)準(zhǔn)完成對(duì)真空的調(diào)節(jié)，提出確定空氣瘺的適當(dāng)?shù)拇笮〕潭炔⑶乙蕾囉谒龃笮〕潭日{(diào)節(jié)由所述吸入設(shè)備產(chǎn)生的真空。特別地，提出一種自適應(yīng)算法，所述自適應(yīng)算法具有下述步驟：（a）確定所述空氣瘺的大小程度的第一值（步驟33）；（b）以第一差值改變所述真空（步驟36）；（c）在第一等待時(shí)間之后確定所述大小程度的第二值（步驟38）；（d）如果所述第二值大于所述第一值，那么以具有異號(hào)的第二差值改變所述真空（步驟40）；（e）在第二等待時(shí)間之后重復(fù)步驟（a）至（d）。
【專利說(shuō)明】用于胸部引流治療的自適應(yīng)算法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于胸部引流的裝置以及相應(yīng)的方法和計(jì)算機(jī)程序。
【背景技術(shù)】
[0002]在具有肺部表面缺陷的病人中能夠在胸部中產(chǎn)生空氣損失，所述空氣損失導(dǎo)致空氣積聚在胸膜腔中。一種導(dǎo)致空氣進(jìn)入胸膜腔的缺陷，在下文中一般被稱為空氣瘺?？諝獐浲ǔＭㄟ^(guò)胸部引流(Pleuraldrainage)來(lái)治療，其中經(jīng)由導(dǎo)入到胸膜腔中的導(dǎo)管使真空存在胸膜腔上。
[0003]用于描述空氣瘺的特征的一個(gè)重要的參數(shù)是空氣量，所述空氣量每時(shí)間單位通過(guò)引流系統(tǒng)抽吸。這個(gè)體積流在下文中也被稱為瘺體積。這個(gè)體積流的大小依賴于肺表面上的缺陷的功能性的大小而改變。
[0004]在治療具有空氣瘺的患者時(shí)，首要目標(biāo)通常是將在其間產(chǎn)生空氣瘺的時(shí)間間期降低到最小程度。這樣的降低到最小程度其次特別是伴隨著降低胸部引流的持續(xù)時(shí)間、降低與引流同時(shí)發(fā)生的感染的風(fēng)險(xiǎn)、降低住院時(shí)間和降低對(duì)于疾病治療所必須的醫(yī)療、護(hù)理和技術(shù)的耗費(fèi)。
[0005]能夠積極或者負(fù)面影響空氣瘺的治療過(guò)程的參數(shù)是真空的水平，所述真空存在于胸膜腔上。但是迄今為止，對(duì)于在空氣瘺方面調(diào)節(jié)胸部引流系統(tǒng)的真空而言不存在任何統(tǒng)一的治療建議。對(duì)壓力的調(diào)節(jié)主要基于醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)值并且由醫(yī)生值巡床之際每天單獨(dú)且手動(dòng)地調(diào)節(jié)一至兩次。
[0006]在US5，738，656中提出，胸部引流系統(tǒng)的真空應(yīng)在如下時(shí)刻是最佳的，即當(dāng)它導(dǎo)致被去除的空氣的最大的體積流時(shí)。在此應(yīng)注意的是，體積流在真空增加時(shí)也能夠再次降低，因?yàn)樵谶^(guò)高的真空情況下例如周邊的肺部分或者凝結(jié)物可能阻塞抽吸內(nèi)腔。但是在臨床實(shí)踐中，實(shí)際上主要選擇較低的真空值。通常真空由醫(yī)生手動(dòng)地調(diào)節(jié)為，使得肺正好被膨脹并且使得體積流盡可能地小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于，提出一種用于胸部引流的裝置，所述裝置允許改善地，特別是客觀地針對(duì)患者地調(diào)節(jié)真空。這個(gè)目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要I或10的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。其它的實(shí)施方式在從屬權(quán)利要求中給出。
[0008]本發(fā)明因此在第一方面提供了一種在具有空氣瘺的患者中用于胸部引流的裝置，其中所述裝置具有:
[0009]用于在胸膜腔中產(chǎn)生真空的吸入設(shè)備；以及
[0010]控制設(shè)備，以便控制所述吸入設(shè)備`。
[0011]裝置具有至少一個(gè)測(cè)量設(shè)備，所述測(cè)量設(shè)備使得控制設(shè)備能夠確定空氣瘺大小的程度?？刂圃O(shè)備因此構(gòu)成為，依賴于這個(gè)大小程度調(diào)節(jié)由吸入設(shè)備產(chǎn)生的真空的水平。
[0012]在現(xiàn)有技術(shù)中抽吸真空的水平通常手動(dòng)地通過(guò)醫(yī)生來(lái)確定，而本發(fā)明提出，確定空氣瘺的功能性的大小的適合的程度并且基于所述大小自動(dòng)地調(diào)節(jié)抽吸真空。術(shù)語(yǔ)“功能性的大小”在此被理解為有效的橫截面，空氣穿過(guò)所述橫截面進(jìn)入胸膜腔中。通過(guò)確定空氣瘺的功能性的大小的程度的方式，治療進(jìn)程可變得客觀，并且通過(guò)使用所述大小以控制吸入設(shè)備的方式，根據(jù)客觀的治療進(jìn)程自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)對(duì)吸入設(shè)備的控制。以這種方式不僅能夠更好地記錄治療進(jìn)程，而且可能顯著地縮短治療進(jìn)程。
[0013]特別地，控制設(shè)備能夠構(gòu)成為，使得它在運(yùn)行中實(shí)施具有如下步驟的方法:
[0014](a)確定空氣瘺的大小的大小程度的第一值；
[0015](b)以第一差值改變真空；
[0016](c)在第一等待時(shí)間之后確定大小程度的第二值；
[0017](d)如果大小程度的第二值比所述大小程度的第一值大，那么以第二差值改變真空，所述第二差值相對(duì)于第一差值具有異號(hào)；
[0018](e)在第二等待時(shí)間之后重復(fù)步驟(a)至(d)。
[0019]特別地，控制設(shè)備在步驟(b)中能夠以第一差值提高真空并且相應(yīng)地在步驟(d)中如果需要的話以第二差值降低真空。因此裝置在這種情況下自動(dòng)地以自適應(yīng)算法監(jiān)測(cè)在使用以第一差值提高的真空的情況下空氣瘺是否功能性地變大或變小。如果空氣瘺的功能性的大小的程度變大，那么裝置由此得出結(jié)論，即所選擇的真空值過(guò)高，并且以第二差值降低這個(gè)值。否則真空保持不變。以這種方式不僅能夠自動(dòng)地獲悉并且最佳地處理其功能性的大小在提高的真空的情況下降低的空氣瘺(“閉瘺”)，而且能夠自動(dòng)地獲悉并且最佳地處理其大小在提高的真空的情況下增大的空氣瘺(“開(kāi)瘺”)。顯然，如果空氣瘺在使用在步驟
(b)中降低的真空的情況下功能性變大，那么也能夠可替選地在步驟(b)中首先降低真空并且相應(yīng)地在步驟(d)中提高真空。
[0020]為了產(chǎn)生自動(dòng)的調(diào)節(jié)，控制設(shè)備優(yōu)選具有數(shù)字處理器和存儲(chǔ)器，在所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序在通過(guò)處理器實(shí)施時(shí)引起，控制設(shè)備實(shí)施相應(yīng)的自動(dòng)的調(diào)節(jié)。
[0021]用于確定空氣瘺的大小程度的測(cè)量設(shè)備優(yōu)選包括用于測(cè)量存在的如從現(xiàn)有技術(shù)中已知的真空的適當(dāng)?shù)膲毫y(cè)量設(shè)備，和/或用于測(cè)量如同樣從現(xiàn)有技術(shù)中已知的體積流的適當(dāng)?shù)牧髁繙y(cè)量設(shè)備。具有這類壓力測(cè)量設(shè)備和這類流量測(cè)量設(shè)備的胸部引流裝置例如由瑞士，巴爾，美德樂(lè)有限公司以名稱Thopaz?來(lái)提供。空氣瘺的大小程度因此直接從壓力和/或體積流來(lái)確定。如果存在流量測(cè)量設(shè)備，那么這個(gè)流量測(cè)量設(shè)備在此優(yōu)選直接測(cè)量穿過(guò)吸入設(shè)備的體積流。但是原則上也可以考慮的是，間接確定體積流，例如通過(guò)測(cè)量抽吸內(nèi)腔的近端和遠(yuǎn)端之間的壓力差，通過(guò)所述抽吸內(nèi)腔，空氣從胸膜腔中被吸出，由此在抽吸內(nèi)腔的已知的流動(dòng)阻力情況下能夠計(jì)算體積流。這樣的方法例如在US5，738，656中詳細(xì)地被描述。
[0022]原則上可以考慮的是，僅從體積流的測(cè)量值中確定或者僅從壓力測(cè)量中確定空氣瘺的大小程度。僅進(jìn)行壓力測(cè)量以確定空氣瘺的大小的程度的方法例如在US2011/0071415中提出。在那空氣瘺的大小的程度被確定，其方式在于，在胸膜腔中測(cè)量壓力在時(shí)間上的變化。特別地，在這個(gè)文獻(xiàn)中提出，使用壓力在時(shí)間上的積分作為空氣瘺的大小的程度。
[0023]但是根據(jù)本發(fā)明的第 二方面，在確定空氣瘺的大小程度時(shí)不僅考慮真空而且考慮體積流。對(duì)此控制設(shè)備優(yōu)選實(shí)施下述步驟:[0024]通過(guò)壓力測(cè)量設(shè)備確定用于在胸膜腔中所產(chǎn)生的真空的測(cè)量值；
[0025]通過(guò)流量測(cè)量設(shè)備確定用于穿過(guò)空氣瘺的體積流的測(cè)量值；
[0026]由用于體積流和真空的測(cè)量值計(jì)算大小程度。
[0027]控制設(shè)備在這種情況下因此將體積流的和真空的測(cè)量值在數(shù)學(xué)上彼此聯(lián)合，以便因此推斷出空氣瘺的功能性的大小。這與在僅針對(duì)壓力或者體積流的方法中相比實(shí)現(xiàn)了對(duì)空氣瘺的大小更精確地確定。這以如下知識(shí)為基礎(chǔ)，即更高的真空在不變的瘺大小中也導(dǎo)致更高的體積流。通過(guò)將體積流和真空彼此聯(lián)系的方式，可以考慮這種關(guān)系。以這種方式能夠計(jì)算瘺大小的程度，與例如對(duì)僅體積流的依賴程度相比，所述大小在結(jié)果上對(duì)存在的真空的依賴程度更小。
[0028]這樣地對(duì)空氣瘺的大小的程度的確定有利地也不依賴于對(duì)真空的自動(dòng)的調(diào)節(jié)。因此裝置例如能夠具有顯示器設(shè)備，以便將空氣瘺的大小的程度在視覺(jué)上顯示為診斷的參數(shù)(作為數(shù)字和/或圖形)?？商孢x地或者附加地，裝置能夠具有存儲(chǔ)器，以便存儲(chǔ)空氣瘺的大小的程度。裝置也能夠具有界面，以便讀取空氣瘺的大小的程度。這些措施的每個(gè)能夠使得提供治療的醫(yī)務(wù)人員與在現(xiàn)有技術(shù)這種情況中相比更好地使治療進(jìn)程客觀化。
[0029]特別優(yōu)選的是，大小程度以這樣的方式被計(jì)算，使得結(jié)果至少近似不依賴于存在的真空。對(duì)此控制設(shè)備優(yōu)選構(gòu)成用于計(jì)算空氣瘺的大小程度，其方式在于，形成一個(gè)變量，所述變量基本上是由用于體積流的測(cè)量值和用于真空的測(cè)量值的平方根產(chǎn)生的商的函數(shù)。這以如下知識(shí)為基礎(chǔ)，即體積流除以真空壓力的根得到的商通常直接與空氣瘺的橫截面大小成比例。
[0030]特別地，對(duì)于大小程度的計(jì)算能夠如下方式進(jìn)行:
【權(quán)利要求】
1.一種在具有空氣瘺(14)的患者中用于胸部引流的裝置，具有: 用于產(chǎn)生真空的吸入設(shè)備(I);以及 控制設(shè)備(9 )，以便控制所述吸入設(shè)備(I)， 其特征在于，所述裝置包括至少一個(gè)測(cè)量設(shè)備(6，10)，所述測(cè)量設(shè)備使得所述控制設(shè)備(9)能夠確定所述空氣瘺(14)的大小程度，并且所述控制設(shè)備(9)構(gòu)成為，依賴于所述大小程度調(diào)節(jié)由所述吸入設(shè)備(I)產(chǎn)生的所述真空的水平。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制設(shè)備(9)構(gòu)成為，實(shí)施具有下述步驟的方法: Ca)確定所述大小程度的第一值； (b)以第一差值改變所述真空； (c)在第一等待時(shí)間之后確定所述大小程度的第二值； Cd)如果所述大小程度的所述第二值大于所述大小程度的所述第一值，以第二差值改變所述真空，所述第二差值相對(duì)于所述第一差值異號(hào)； Ce)在第二等待時(shí)間之后重復(fù)步驟(a)至(d)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一差值的絕對(duì)值在2毫巴和10毫巴之間，優(yōu)選在4毫巴和6毫巴之間，特別是大約為5毫巴。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的裝置，其中所述第二差值的絕對(duì)值大于所述第一差值的絕對(duì)值，優(yōu)選是所述第一差值的絕對(duì)值的1.5倍和3倍之間，特別是所述第一差值的絕對(duì)值的近似兩倍大。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述第二差值的絕對(duì)值在5毫巴和20毫巴之間，優(yōu)選在8毫巴和12毫巴之間，特別是大約10毫巴。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述第一等待時(shí)間在20分鐘和3小時(shí)之間，優(yōu)選在20分鐘和1.5小時(shí)之間，特別是為大約I小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述第二等待時(shí)間比所述第一等待時(shí)間大，優(yōu)選是所述第一等待時(shí)間的2倍和5倍之間，特別是所述第一等待時(shí)間的大約3倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求2至7中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述第二等待時(shí)間在I小時(shí)和6小時(shí)之間，優(yōu)選在2小時(shí)和4小時(shí)之間,特別是大約3小時(shí)。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中所述測(cè)量設(shè)備包括用于測(cè)量所述生成的真空的壓力測(cè)量設(shè)備(6)和/或用于測(cè)量體積流的流量測(cè)量設(shè)備(10)。
10.一種在具有空氣瘺(14)的患者中用于胸部引流的裝置，特別是根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，具有: 用于產(chǎn)生真空的吸入設(shè)備(I);以及 控制設(shè)備(9)，以便控制所述吸入設(shè)備(I)； 用于測(cè)量所述生成的真空的壓力測(cè)量設(shè)備(6);和 用于測(cè)量體積流的流量測(cè)量設(shè)備(10)， 其特征在于，所述控制設(shè)備(9)構(gòu)成為，確定所述空氣瘺(14)的大小程度，其方式在于它實(shí)施如下步驟: 通過(guò)所述壓力測(cè)量設(shè)備(6)確定用于在胸膜腔(15)中生成的真空的測(cè)量值；通過(guò)所述流量測(cè)量設(shè)備(10)確定用于穿過(guò)所述空氣瘺(14)的體積流的測(cè)量值； 由用于所述體積流和所述真空的測(cè)量值計(jì)算所述大小程度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述控制設(shè)備(9)構(gòu)成為，計(jì)算所述空氣瘺(14)的大小程度，其方式在于形成一個(gè)變量，所述變量是由用于所述體積流的測(cè)量值和用于所述真空的測(cè)量值的平方根產(chǎn)生的商的函數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述控制設(shè)備(9)構(gòu)成為，以如下方式計(jì)算所述空氣瘺的大小程度:
13.一種用于控制在具有空氣瘺(14)的患者中用于胸部引流的裝置的計(jì)算機(jī)程序，其中所述裝置包括用于產(chǎn)生真空的吸入設(shè)備(I)以及用于控制所述吸入設(shè)備的數(shù)字的控制設(shè)備(9)， 其特征在于，當(dāng)在所述數(shù)字的控制設(shè)備(9)中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序促使所述控制設(shè)備對(duì)所述空氣瘺(14)的大小程度進(jìn)行確定并且依賴于所述大小程度調(diào)節(jié)由所述吸入設(shè)備(I)產(chǎn)生的真空的水平。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的計(jì)算機(jī)程序，其中當(dāng)在所述數(shù)字的控制設(shè)備(9)中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序促使所述控制設(shè)備實(shí)施具有下述步驟的方法: (a)確定所述空氣瘺(14)的大小程度的第一值； (b)以第一差值改變所述真空； (c)在第一等待時(shí)間后確定所述大小程度的第二值； (d)如果所述大小程度的第二值比所述大小程度的第一值大，那么以第二差值改變所述真空，所述第二差值相對(duì)于第一差值異號(hào)； (e)在第二等待時(shí)間之后重復(fù)步驟(a)至(d)。
15.一種用于控制在具有空氣瘺(14)的患者中用于胸部引流的裝置的計(jì)算機(jī)程序，特別是根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的計(jì)算機(jī)程序，其中所述裝置包括用于產(chǎn)生真空的吸入設(shè)備(1)以及用于控制所述吸入設(shè)備的數(shù)字的控制設(shè)備(9 )， 其特征在于，當(dāng)在所述數(shù)字的控制設(shè)備(9)中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序促使所述控制設(shè)備確定所述空氣瘺(14)的大小程度，其方式在于，所述計(jì)算機(jī)程序?qū)嵤┤缦虏襟E: 確定用于所述生成的真空的測(cè)量值； 確定用于穿過(guò)所述空氣瘺(14)的體積流的測(cè)量值；以及 由用于所述體積流和所述真空的測(cè)量值計(jì)算所述空氣瘺(14)的大小程度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，當(dāng)在所述數(shù)字的控制設(shè)備(9)中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序促使所述控制設(shè)備計(jì)算所述空氣瘺的大小程度，其方式在于，形成一個(gè)變量，所述變量是由用于體積流的測(cè)量值和用于真空的測(cè)量值的平方根產(chǎn)生的商的函數(shù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的計(jì)算機(jī)程序，其中，當(dāng)在所述數(shù)字的控制設(shè)備(9)中執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)，該計(jì)算機(jī)程序促使所述控制設(shè)備以如下方式計(jì)算所述空氣瘺的大小程度:
18.一種在具有空氣瘺的患者中用于胸部引流的方法，具有下述步驟: 借助于吸入設(shè)備在患者的胸膜腔中產(chǎn)生真空； 確定所述空氣瘺的大小程度；以及 依賴于所述大小程度自動(dòng)地調(diào)節(jié)由所述吸入設(shè)備產(chǎn)生的真空。
19.一種在具有空氣 瘺的患者中用于胸部引流的方法，其中在所述方法中在所述患者的胸膜腔中產(chǎn)生真空，其中所述方法具有下述步驟: (a)確定所述空氣瘺的大小程度的第一值； (b)以第一差值改變所述真空； (c)在第一等待時(shí)間之后確定所述大小程度的第二值； (d)如果所述大小程度的第二值大于所述大小程度的第一值，那么以第二差值改變所述真空，所述真空相對(duì)于所述第一差值異號(hào)； (e)在第二等待時(shí)間之后重復(fù)步驟(a)至(d)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中通過(guò)數(shù)字的控制設(shè)備自動(dòng)地執(zhí)行至少所述步驟(a)至(d)。
21.一種在具有空氣瘺的患者中用于胸部引流的方法，特別是根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的方法，其中在所述方法中在所述患者的所述胸膜腔中產(chǎn)生真空，其中所述方法包括下述步驟，以便確定所述空氣瘺的大小程度: 確定用于在胸膜腔中產(chǎn)生的真空的測(cè)量值； 確定用于穿過(guò)所述空氣瘺的體積流的測(cè)量值；以及 由用于所述體積流和所述真空的所述測(cè)量值計(jì)算所述空氣瘺(14)的大小程度。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中計(jì)算所述空氣瘺的大小程度，其方式在于，形成一個(gè)變量，所述變量基本上是由用于體積流的測(cè)量值和用于真空的測(cè)量值的平方根產(chǎn)生的商的函數(shù)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中如下計(jì)算所述空氣瘺的大小程度:
【文檔編號(hào)】A61M1/00GK103582501SQ201280025924
【公開(kāi)日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2012年5月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月27日
【發(fā)明者】阿爾貝托·林德, 馬丁·瓦爾蒂, 希爾馬·埃勒特 申請(qǐng)人:美德樂(lè)控股公司