病患的智能醫療監測的制作方法

病患的智能醫療監測的制作方法
【專利摘要】本發明涉及病患的智能監測，其中，使用生理模型將病患的測量值轉換為生理參數。通過使用這一轉換，可以更精確地評估病患值變化的原因，或者甚至能在病患值沒有變化的情況下識別出病患狀態的惡化。
【專利說明】
病患的智能醫療監測
技術領域
[0001] 本發明涉及一種用于病患的醫療監測的計算機系統及對應的方法，其中，使用數 學模型來對從病患測量的值的變化原因給出建議，或者甚至在從病患測量的值變化或沒有 變化的情況下識別出病患狀態的惡化。
【背景技術】
[0002] 患有嚴重疾病的病患經常需要機械支持來進行通氣，這些病患通常住在醫院的重 癥監護病房(ICU)。在重癥監護病房里，使用各種用來測量與關鍵功能相關的生理變量的機 器來集中監測這些病患。這些測量包括關于血液的氧合作用和酸堿狀態、循環、新陳代謝、 呼吸功能等的測量。
[0003] 當評估病患的狀態并確定改變治療性干預是否有必要時，臨床醫生可以解讀這些 測量。在一些情況下，測量儀器可以通過使用告警來支持臨床醫生進行解讀。例如，當通常 由脈沖血氧計指夾監測的動脈氧合作用的減少超過特定水平(例如90%)時，會觸發告警。 當循環測量中血壓減小，或者當肺功能測量中吸氣壓力增大時，也是如此，會觸發各種類似 的告警。
[0004] 這些告警的共同點在于，這些告警都是基于用于標識單個生理系統的單個測量變 量的變化，而且是來自執行測量的單個設備。
[0005] ICU里存在的另一種類型的告警是由于傳感器脫開或者設備故障引起的告警。病 患通常焦躁不安，因而這些告警是有必要的，而且例如在脈沖血氧計從病患手指脫落的情 況下比較常見。然而，這種傳感器的脫落本身難以與病患的生理狀態的變化區別開來。
[0006] 美國專利申請2007/0000494(Michael J.Banner等人發明，受讓人是佛羅里達大 學研究基金會)公開了一種呼吸機監測系統及其使用方法。在說明書以及附圖中描述的發 明包括用于監測由呼吸機提供的通氣支持的系統及方法，該呼吸機經由與病患的肺部流體 連通的呼吸回路將呼吸氣體供應給病患。為了解決關于對通氣支持進行適當調節以及向臨 床醫生提供建議方面的問題，進一步描述了用于從病患的先前數據學習的神經網絡。在處 理器上實施的神經網絡進行所謂的訓練之后，它可以用來向面臨通氣設定調節任務的臨床 醫生給出通氣支持設定的建議。然而，所描述的系統也沒有提供在病患的機械通氣期間觀 察到的偏差或異常背后的更多智能信息。
[0007] 因此，一種改進的監測方法將是有利的，特別地，一種更高效的和/或更可靠的方 法將是有利的。

【發明內容】

[0008] 本發明進一步的目的是提供一種現有技術的替代方案。特別地，提供一種計算機 系統以及對應的方法，其能夠解決上文提到的現有技術中關于病患(尤其是在重癥監護病 房（ICU)的病患)監測的問題，這可以看作是本發明的目的。
[0009] 現有技術中基于單個測量或傳感器脫開的告警策略旨在協助監測病患。然而，這 些策略可能具有一些缺點。
[0010] 首先，基于單個測量變量的告警在協助臨床醫生理解關于問題的更深層次原因方 面是較差的輔助手段。例如，動脈血液中氧合作用的減少可能是由于多種因素引起的。病患 可能變得活躍或者發展成發燒，在這種情況下代謝需求可能增大。病患的肺功能可能已經 惡化，使得氧氣從肺部傳輸到血液不太自由，或者這可能只是臨床醫生無意地將吸入氧氣 降低到損壞動脈值的水平的情況。因此，用于指示動脈氧合作用減少的測量和告警是有用 的，但是并不能提供完整的描述。
[0011] 其次，當前監測和告警策略并不會對需要進行哪些進一步的測量向臨床醫生給出 引導。例如，呼出氣中二氧化碳水平升高可能表明CO 2的代謝量升高、呼吸減少或者血液的 酸堿狀態改變。
[0012] 而且，臨床醫生可能由于數量眾多的設置、生理參數、屏幕以及這些值與它們對于 與沖突目的相關的治療決策的影響之間的關系而倍感壓力。壓力以及缺少概覽可能導致在 ICU中出現錯誤[1]。
[0013] 因而，通過提供一種用于使用在計算機系統上實施的一個或多個生理模型對病患 進行醫療監測的計算機系統，可以在本發明的第一方面實現以上描述的目的和數個其他目 的。該系統被布置為：
[0014] -將指示所述病患的吸入氣特征的第一數據提供給所述計算機系統；
[0015] -將指示所述病患的呼出氣中的呼吸反饋特征的第二數據提供給所述計算機系 統；以及
[0016] -將指示所述病患的血液中酸/堿狀態和氧合水平的第三數據提供給所述計算機 系統；
[0017] 所述計算機系統被布置為：
[0018] i.使用隨時間變化的所述第一數據、所述第二數據以及所述第三數據來對所述病 患執行數學生理建模，其中，通過同時輸出由所述第一數據、所述第二數據和所述第三數據 導出的用于描述至少兩個器官系統和/或生理系統功能的多個對應的生理參數，所述一個 或多個生理模型能夠隨時間的變化對所述病患進行建模；
[0019] ii.執行監測處理，其中
[0020] -如果所述生理參數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差，則所述計算 機系統輸出：
[0021] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統的指示；以及
[0022] ?可選的告警信號；
[0023] 和/或
[0024] -如果所述數據值中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差，則所述計算機 系統輸出：
[0025] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或一個或 多個非生理系統的指示；以及 [0026] ?可選的告警信號。
[0027]因而，本發明的計算機系統對于病患測量值改變的潛在原因提供了指示。而且，該 計算機系統還能夠在數據值仍然處于臨界范圍內的情況下對于病患的潛在生理變化提供 指示。這可以使得臨床醫生甚至在測量值改變之前采取行動。
[0028]在本發明的上下文中，作為建模結果的生理參數可以通過將模型擬合到所述數據 而獲得。該擬合可以以數值方式和/或分析方式執行。該擬合可以連續執行、周期性執行或 者以用戶定義的間隔執行，可以是擬合的這些時間機制的組合。
[0029]應當理解，造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或 一個或多個非生理系統的指示可以是造成這種偏差的一種可能的原因或者多個可能的原 因。還應當理解，該計算機系統可以被布置為在將可能的原因輸出給用戶（例如，臨床醫生） 之前進一步權衡特定原因的概率。在一些情況下，原因的實際概率是未知的(但大于零），那 么可以將所有可能的原因都輸出并列舉給用戶。因而，如果低于特定概率，則可以不將該原 因輸出給用戶。可替代地，或者此外，可以根據這些原因相關聯的概率而對原因進行優先級 排列。
[0030] 在本發明的上下文中，可以提到所述指示旨在協助或引導例如臨床醫生對于治療 和/或診斷特征做出決策。因而，本發明并不是設計用來執行實際的診斷，而只是提供智能 信息，即，多種指示，這些指示可以協助臨床醫生執行在提供病患狀態診斷的理性思考之后 的步驟，診斷之后可以是治療特點的動作，如果需要的話。
[0031] 在本發明的上下文中，病患可以是哺乳動物，例如，人類、猴子、馬、嚙齒動物等。
[0032] 如上文所述，數據信號變化到高于或低于預定閾值水平可能有多種原因，這使臨 床醫生很難做出與治療相關的優化選擇。如下表1列出了數據信號變化的生理和非生理原 因的多個非排他性示例。
[0033] 表 1

[0036]因而，在本發明的實施例中，觀察到的偏差是SpO2水平低于閾值水平，并且 [0037]-生理原因的指示選自由肺部異常和代謝增加組成的組;和/或 [0038]-非生理原因的指示選自由傳感器故障和吸入氧氣水平低組成的組。
[0039]在本發明的另一個實施例中，觀察到的偏差是FetCO2水平高于閾值水平，并且
[0040] -生理原因的指示選自由肺部異常、代謝增加、呼吸驅動減少和呼吸肌乏力組成的 組;和/或
[0041] -非生理原因的指示選自由傳感器故障和通氣量減少組成的組。
[0042] 在本發明的又一個實施例中，觀察到的偏差是平均動脈血壓低于閾值水平，并且
[0043] -生理原因的指示選自由循環量低、肺動脈壓力高和心功能異常組成的組;和/或 [0044]-非生理原因的指示是傳感器故障。
[0045]在本發明的又一個實施例中，觀察到的偏差是正吸入壓高于閾值水平，并且 [0046]-生理原因的指示是呼吸力差;和/或
[0047]-非生理原因的指示選自由傳感器故障、吸入氧氣水平低以及機械通氣增加組成 的組。
[0048] 該指示可以基于不同的值。因而，在一個實施例中，造成所述偏差的所述一個或多 個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或非生理系統的指示是基于：
[0049] ?其他生理參數的當前值和/或當前數據值;和/或
[0050] ?發生偏差的生理參數的先前值和/或所述數據值的先前值。
[0051] 本發明的計算機系統還可以采用其他的數據輸入。因而，在又一個實施例中，該計 算機系統還被布置為：
[0052] -提供指示諸如心輸出量之類的血液循環特征的第四數據;和/或 [0053]-提供指示諸如血壓之類的心功能特征的第五數據;和/或
[0054]-提供指示諸如腎灌注或碳酸氫鹽重吸收之類的腎功能特征的第六數據。
[0055]術語"器官系統"涵蓋了病患的多種不同的器官。在一個實施例中，所述一個或多 個器官系統選自由肺、血液、心臟、腎臟和組織組成的組。
[0056]術語"生理系統"涵蓋了病患的不同生理系統。因而，在進一步的實施例中，所述一 個或多個生理系統選自由代謝、循環、腎功能和呼吸組成的非排他性組，并且一個或多個生 理系統用于病患的建模，即隨時間變化的生理建模。應當理解，隨時間變化的建模可以特別 地包括預測或估計在后時間里一個或多個的參數的概率。
[0057] 生理模型
[0058]在該上下文中，術語"生理模型"可以被理解為最寬泛意義上的所應用的生理模 型，這里術語生理模型涵蓋了針對個體病患將臨床上可測量的值以數學方式聯系起來的方 式，也就是說，用來描述個體病患的生理情況的對于該模型而言需要調整的任何參數都可 以從臨床測量估計出來。一種最簡單的形式是，這種生理模型可以使具有方程式y=a*x的 線性模型，a是模型的參數，y和X是臨床上可測量的值，例如用肺順應性(a)將兩個量(容量 =壓力*順應性)聯系起來的壓力(X)和容量(y)之間的關系。該范圍的更復雜端部包括包含 人類血液緩沖系統的所有化學反應方程式的模型，諸如速率常量之類的參數假設對于所有 個體都相同，但是例如堿過剩之類的參數應當針對個體病患進行調整[2]。本發明大致來說 要求呼吸力、氣體交換、血液酸堿狀態、呼吸驅動、心功能、腎功能和/或血液循環。
[0059] 呼吸力
[0060]呼吸力的生理模型將可以在嘴部、食道、呼吸機、呼吸機管、氣道等中測量的流量、 容量和或壓力聯系起來。更復雜的生理模型可以描述呼吸系統的阻力和肺泡、肺部組織、隔 膜、表面活性計、胸壁、氣道等各自的彈性特征。在對照模式中，呼吸系統整體特征(例如順 應性）的識別是直接的，而且通常是由呼吸機測量的。在支持模式中，病患吸入和排出的量 不僅依賴于呼吸力和呼吸機設置，而且依賴于病患的呼吸工作。因此，在支持呼吸機中簡單 呼吸力模型可以描述有效的順應性，該順應性是呼吸機和病患工作的組合壓力量關系。 [0061 ] 氣體交換
[0062]氣體交換的生理模型將吸入氣和排出氣的成分的測量與血液(動脈、靜脈、混合靜 脈或毛細血管血液）中這些氣體的測得的成分聯系起來。通常，這通過數學方式實施為一組 方程式，這組方程式描述了跨越肺泡膜到一個或多個隔室的毛細血管血液的添加到吸入氣 體(例如，氙、氪、一氧化氮、甲烷等）的一種或多種呼吸氣體(氧氣、二氧化碳、氮氣)或惰性 氣體的交換，以及離開這些隔室的血液的混合與分流的靜脈血液的混合構成動脈血液，后 者通常是在臨床設置中采樣和分析的。靜脈和混合靜脈血液也可以在臨床設置中采樣，并 且可以通過將與病患代謝和血液流動相關的方程式包括在模型中而通過模型來描述。針對 氣體交換模型的模型參數的估計(尤其是針對具有前述隔室中的一個或多個的模型）要求 侵入測量，例如從肺動脈進行混合靜脈血液采樣，或者要求在病患對于這些變化的響應被 連續測量的一個或多個步驟中和/或在穩定狀態下修改吸入氣的氣體成分，從而可以將針 對氣體交換問題的一個或多個機制的貢獻區分開來，這些機制在模型中通過參數表示，例 如，費內分流、通氣/灌注比等。氣體交換模型通常包括關于血液酸堿狀態和血液中呼吸氣 體的結合和輸運的模型。
[0063] 血液酸堿和氧氣與二氧化碳輸運
[0064] 血液酸堿狀態和/或氧氣和/或二氧化碳輸運的模型以經驗方式或通過反應方程 式描述了在血液中發生的用于化學緩沖和氣體與血紅蛋白的結合的化學反應中的一些或 全部。該模型可以是在所謂的穩定狀態中描述反應方程式，以均衡或動態方式描述隨時間 變化的反應。這樣，模型將可以在床旁常規測量的血液酸堿值(例如氧氣和二氧化碳壓力和 pH)與不容易獲得的值(例如，堿過剩、緩沖液濃度、呼吸氣體濃度等)聯系起來。
[0065] 生理參數
[0066]在該上下文中，生理參數應當被理解為描述生理系統特征的值，并且對于一些臨 床變量和/或呼吸機設置的變化假設是恒定的。例如，肺分流描述流到肺部而沒有到達被通 氣肺泡的血液比例，這描述接受機械通氣的病患最重要的氣體問題。已知的是，對于多個臨 床變量和呼吸機設置(例如呼吸頻率和一次換氣量)而言肺分流保持恒定。
[0067]以下是以示例性的非限制性和非排他性方式列舉的一些適合用在本發明中的生 理參數：
[0068] 呼吸力參數包括肺順應性、呼吸阻力、呼吸系統彈性、有效分流、呼吸系統各個部 件(肺泡、氣道、胸壁、隔膜、表面活性計)的順應性以及阻力。
[0069] 氣體交換參數包括但不限于肺分流、靜脈血摻雜、有效分流、通氣/關注(V/Q)比、 低V/Q程度、高V/Q程度、Δ PO2、Δ PCO2、動脈端一次性換氣O2差、動脈端一次性換氣CO2差、解 剖死腔、肺泡死腔、生理死腔、末端呼氣肺容量、功能性殘余容量等。
[0070] 血液酸堿參數包括但不限于堿過剩(BE)、強離子差(SID)、血紅蛋白濃度、血液量、 化學反應的速率常量等。這包括根據本發明的第三數據(D3)的示例。
[0071] 本發明的計算機系統還可以包括特定仿真。因而，在另一個實施例中，該計算機系 統被布置為：可選地當沒有生理參數與相關生理閾值相比存在偏差(DEV)時通過使來自 所述建模的一個或多個(可能是每一個)生理參數保持恒定并對病患狀態隨時間的發展進 行仿真，來對病患狀態進行仿真。在另一個實施例中，所述仿真包括相對于數據測量的可獲 得計算來源或頻率以固定間隔(可能至少是連續)對一個或多個模型參數進行調整的處理。 在另一個實施例中，應用隨時間變化對病患狀態的仿真，從而將一個或多個生理參數和/或 對應于可獲得數據的仿真生理值與實際數據比較，以評估所述仿真是否能夠充分描述當前 或在后時間的病患狀態。
[0072] 除了提供關于測量值或生理參數變化的潛在原因的指示之外，該計算機系統還可 以提供關于進一步測試的指示，基于該進一步的測試可以在相同的模型中使用多個值來改 善建議的指示。因而，在另一個實施例中，計算機系統被布置為指示一個或多個進一步的病 患測量，執行所述一個或多個進一步病患測量用于獲得能夠改善所述建模、所述仿真和/或 所提供的指示的進一步的數據值。這種測試可以是在標準監測期間通常不是時常測量/獲 得的測試。因而，針對附加數據的測量類型和/或這種數據的時機/頻率這二者可以由該計 算機系統給出建議。在另一個實施例中，進一步的測試選自由如下內容組成的非排他性組： 動脈或靜脈血液氣體、血液電解值、血糖或酮濃度、心輸出量測量或其他用于描述血液、循 環、代謝、呼吸或腎功能的侵入性測量。
[0073] 如果計算機系統或方法（由于相同的原因）不能描述病患狀態則會出現多種情況。 因而，在一個實施例中，如果所述仿真不能描述當前或在后時間的病患狀態，則計算機系統 被布置為對于仿真不能描述當前或在后時間的病患狀態的一個或多個可能的原因給出指 示。可能的原因可以是先前測量值有錯誤，從而例如動脈氧合作用的測量與吸入氧合作用 的測量或代謝需求不一致。在諸如此類的情況下，這些測量中的一個可能存在錯誤。
[0074]如前文提到的，即使沒有測量到數據值的任何顯著變化，該方法或計算機系統仍 然可以關于生理參數的變化給出指示。因而，在一個實施例中，沒有數據值落到閾值范圍之 外，同時指示出了一個或多個生理參數(器官系統和/或一個或多個生理系統）的變化。這尤 其有利，因為這為臨床醫生提供了關于如果不采用本發明則不能被指示的特定故障的警 告。因而，在類似的實施例中，沒有數據值顯著偏離所述病患的先前提供數據值。因而，即使 是在數據值沒有變化的情況下該計算機系統仍然可以工作。
[0075]本發明的計算機系統或方法能夠提供指示的器官系統和/或生理系統的數量可以 變化。因而，在一個實施例中，通過同時輸出由所述第一數據、所述第二數據和所述第三數 據導出的用于描述2到10個器官系統和/或生理系統功能的多個對應的生理參數，例如3到 10個，例如5到10個，例如2到8個，例如4到8個，或例如4到6個，所述一個或多個生理模型能 夠隨時間的變化對所述病患進行建模。本發明的計算機系統或方法能夠提供指示的器官系 統和/或生理系統的數量依賴于一個或多個生理模型中包括的參數的數量或者系統包括的 生理模型的數量。再次說明，圖2示出了不同模型元素的示例。
[0076] 本發明可以獲得的尤其(但不是排他地)有利之處在于，監測并且告警可以基于病 患生理狀態的變化而不是通過迄今為止的直接測量描述的有癥狀的變化。而且，該模型執 行的仿真可以用來確定何時對病患的了解較差，并應當進行哪些合適的進一步的測量對于 臨床醫生給予引導。
[0077] 在第二方面中，本發明涉及一種方法，用于使用在計算機系統上實施的一個或多 個生理模型對病患進行醫療監測，所述方法包括
[0078] -將指示所述病患（1)的吸入氣特征的第一數據(Dl)提供給所述計算機系統(2);
[0079] -將指示所述病患（1)的呼出氣中的呼吸反饋特征的第二數據(D2)提供給所述計 算機系統(2);以及
[0080] -將指示所述病患（1)的血液中酸/堿狀態和氧合水平的第三數據(D3)提供給所述 計算機系統(2);
[0081 ]所述計算機系統被布置為：
[0082] i.使用隨時間變化的所述第一數據、所述第二數據以及所述第三數據來對所述病 患執行數學生理建模，其中，通過同時輸出由所述第一數據、所述第二數據和所述第三數據 導出的用于描述至少兩個器官系統和/或生理系統功能的多個對應的生理參數，所述一個 或多個生理模型能夠隨時間的變化對所述病患進行建模；
[0083] ii.執行監測處理，其中
[0084]-如果所述生理參數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差，則所述計算 機系統輸出：
[0085] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統的指示；以及
[0086] ?可選的告警信號；
[0087] 和/或
[0088] -如果所述數據值中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差，則所述計算機 系統輸出：
[0089] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或一個或 多個非生理系統的指示；以及
[0090] ?可選的告警信號。
[0091] 在第三方面中，本發明涉及一種計算機程序產品，用于使得計算機系統實施根據 第二方面的方法，其中所述計算機系統包括至少一個計算機，所述至少一個計算機具有與 所述計算機連接的數據存儲裝置。
[0092] 第二和/或第三方面可以用于在從如下裝置組成的組中選出的實體上實施：機械 通氣監測系統、重癥監護監測系統、便攜式計算裝置、例如平板電腦之類的手持移動裝置以 及電子病患雜志系統等，如本領域技術人員了解到本發明的教導和主要原理之后容易理解 的那樣。在另外的方面中，本發明還涉及一種機械通氣監測系統、重癥監護監測系統、便攜 式計算裝置或類似的設備來實施本發明。
[0093] 本發明的第三方面尤其(但不是排他地)有利之處在于，本發明可以通過計算機程 序產品來實現，當下載或加載到計算機系統時，該計算機程序產品使得計算機系統執行本 發明第一方面的操作。這種計算機程序產品可以在任何種類的計算機刻度介質上提供，或 者可以通過網絡提供。
[0094] 本發明的各個方面各自都可以與任何其它方面組合。參照所述實施例，本發明的 這些和其它方面將通過以下描述變得清楚。
【附圖說明】
[0095] 現將參照附圖更加詳細地描述根據本發明的方法。附圖示出實施本發明的一種方 式，并且不應被解釋為限制落入所附權利要求組范圍之內的其它可能的實施例。
[0096] 圖1是根據本發明的方法或計算機系統的示意圖。
[0097]圖2示出決策支持系統(DSS)的一組數學模型，包括呼吸控制的生理模型的數學表 不。
[0098] 圖3是根據本發明的方法的示意圖。
[0099] 圖4中的A圖示出當前監測和告警方法如何工作，而圖4中的B圖示出同時由多個數 據值確定生理參數的情況。針對SpO2的點表明已經達到閾值水平，針對肺部的點表明測得 的Sp〇2低的可能原因。
[0100] 圖5中的A圖示出當前監測和告警方法如何工作，而圖5中的B圖示出同時由多個數 據值確定生理參數的情況。針對SpO2的點表明已經達到閾值水平，針對代謝的點表明測得 的Sp〇2低的可能原因。
[0101] 圖6中的A圖示出當前監測和告警方法如何工作，而圖6中的B圖示出同時由多個數 據值確定生理參數的情況。圖6的A圖中針對SpO 2的點表明已經達到閾值水平，圖6的B圖中 沒有點表明沒有生理參數能夠導致SpO2低。因而原因可能是儀器故障。
[0102] 圖7中的A圖示出當前監測和告警方法如何工作，而圖7中的B圖示出同時由多個數 據值確定生理參數的情況。雖然在圖7的A圖中沒有達到閾值，但是圖7的B圖中生理參數的 計算表明肺部和循環閾值水平都已經達到。
[0103] 圖8示出根據本發明的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0104] 本發明是一種用于提供智能監測的方法/計算機系統，通過這么做，提供智能告警 和引導測量。本發明的關鍵在于應用生理模型來將可用測量與描述潛在因果關系的估計參 數合成到一起。然后，使用這些模型進行的仿真可以用來確定病患何時出現潛在生理變化 (即何時測量結果與仿真不再匹配)并且進而引導測量策略。
[0105] 圖1是本發明的方法或計算機系統的具體實施例的示意圖。該方法或計算機系統 用來通過提供關于病患值落到相關聯病患1，P的閾值范圍之外的告警出現的原因的指示， 進而為臨床醫生提供輔助。該方法包括計算機系統2分別從測量裝置Ml，M2，M3接收輸入數 據Dl，D2，D3。該計算機系統適于控制該輸入數據是處于閾值范圍之內還是處于針對具體值 的所述范圍之外。如果這些值中的一個或多個落到（或顯著偏離，DEV_D)閾值范圍之外，則 該系統可以設置告警3,同時還提供關于數據值落到閾值范圍之外的原因的指示IND。該指 示是基于例如圖2中顯示的生理模型MODI，M0D2使用每個模型中的一個或多個數據值計算 的。這樣，臨床醫生接收到輸入，針對這些輸入的測量必須執行從而解決問題。該系統還給 出關于可以對病患執行哪些進一步的測量/分析的指示，進而對于潛在的問題給出更好的 指示。
[0106] 如果輸入數據值Dl，D2，D3沒有落到任何閾值范圍之外也可能出現這種情況，但這 是在輸入值已經被用在一個或多個生理模型之后，輸出生理參數中的一個（或多個)落到 (或顯著偏離，DEV_D)它們的具體閾值范圍之外。在這種情況下，系統仍然可以設置告警3 (例如，可視化告警、音頻告警和/或觸覺告警等），并且對于僅通過監測數據值不可能檢測 到的潛在問題提供指示。在圖7中示出了這種情況，其中，生理參數結果的兩個變化導致觀 察不到數據值的變化。在這種情況下，該方法/計算機系統仍然用于向臨床醫生提供關于對 病患可以執行哪些測試的進一步建議，從而獲得可以改善所提供的指示的進一步信息。
[0107] 圖2示出了數學模型（或數個獨立模型）的示例，該模型可以用在將用于提供智能 監測的當前信號進行合成上。該模型包括用于描述肺的分量(A)、用于描述血液氧合作用以 及酸堿化學的分量(B)、用于描述腦脊髓液的酸堿性的分量(C)、用于描述循環的分量(D)、 用于描述組織代謝和緩沖的分量(E)以及用于描述呼吸驅動的分量(F)。可以實施的進一步 的模型包括呼吸力學或腎功能的模型。這樣，圖2的模型可以用在下文中來舉例說明本發明 的方法。
[0108] 圖3中示出了本發明方法的實施例，下文中將描述該方法。例如圖2所示的生理數 學模型通常具有已知為參數的具體變量。這些參數的典型特點是它們通常不是直接測量 的，而是通過將該模型與測得的數據（圖3中的步驟1)擬合來估計的。參數值提供了對于病 患潛在生理的深度描繪，并且在執行仿真時，一般來自估計值，通常是固定的。
[0109] 對于圖2示出的模型而言，這些包括用于描述肺的參數(A)，例如肺分流(A);用于 描述血液的參數(B)，例如堿過剩；用于描述CSF的參數(C)，例如CSF碳酸氫鹽水平；用于描 述循環的參數(D)，例如心輸出量;用于描述組織代謝的參數(E)，例如氧氣消耗或二氧化碳 產量;或用于描述呼吸驅動的參數(F)，例如中央化學受體驅動閾值。
[0110] 對于處于ICU的病患而言，可以連續測量呼吸氣體(氧氣和二氧化碳）、呼吸流量和 壓力、動脈氧合作用、血壓、心輸出量以及組織的CO 2產量和O2消耗量。此外，通常測量周期性 地測量動脈血液酸堿度和氧合狀態。這些測量可以用來使用模型擬合技術確定出模型的參 數。通過隨著時間變化周期性地進行這種測量（圖3中的步驟2)，監測策略可能從觀察各個 測量信號中的一個轉換到潛在生理系統的變化。圖4給出了這種方法的示例。圖4中的A圖示 出了當前監測和告警方法如何工作。連續顯示每個信號，并且當信號參數落到被認為合適 的數值范圍（閾值水平)之外或者如果傳感器斷開連接，則給出告警。在這種情況下，給出的 是當連續測量為SpO 2的氧飽和度落到低于90%并且超過了告警閾值（點）的示例。圖4中的A 圖示出的信號可以是根據本發明的第一數據Dl(例如PIP)、第二數據D2(例如EtCO2和EtO2) 和第三數據(例如SpO 2)的示例。血壓、MAP可以是根據本發明的第五數據D5的示例。 相反，圖4中的B圖示出了使用根據本發明的圖2的模型來監測生理參數的情況。根 據參數所代表的器官系統來顯示參數。當任何單個系統或器官功能變化，則可以基于更深 層次的理解來進行智能告警(圖3中的步驟3、步驟4)。
[0112]因而，在圖4中，可以向臨床醫生給出指示，來說明SpO2的下降可能是由于分流增 加。
[0113] 當模型已經擬合至臨床數據，說明隨后可以使用這些模型來執行仿真（圖3中的步 驟5)。該處理可以用來執行引導測量，該引導測量的原理如下。通過將模型參數進行固定， 可以使用該模型來仿真所有變量。這些連續測量的變量可以與模型仿真進行比較。這些例 如可以是圖4的A圖中示出的那些，包括通過脈沖血氧計測量的動脈氧飽和度、氧氣和二氧 化碳在呼出氣中的濃度、動脈血壓或肺部的正吸入壓或諸如流量、頻率或每分鐘通氣量之 類的其他呼吸測量。模型仿真和模型測量之間的不同就是關于病患生理情況已經變化的指 示，并且需要新的測量（圖3中的步驟6)。因而，可以使用該方法來確定是否需要進一步的測 量。
[0114] 接下來的步驟是對臨床醫生給出關于執行哪些測量的引導（圖3中的步驟7)。例 如，呼出CO2的增加可能是由于代謝增加或者肺泡通氣減少。VCO 2的測量將通過該模型解釋 代謝分量。肺泡通氣的減少可以由呼吸驅動減少或酸堿狀態變化來解釋。酸堿狀態的測量 需要動脈血液采樣，這樣可以引導臨床醫生進行這一測量。如果呼出的CO 2水平與動脈血液 氣體不匹配，則這意味著肺部氣體交換的變化，這將引導臨床醫生進行測量以便了解肺部 功能。引導測量的一個不同示例是呼出O 2的減少。這可能是由于氧氣消耗增加或者肺部氣 體交換改變。測量氧氣消耗量(VO2)將能夠區別這二者，而脈沖血氧SpO 2的測量將指示輸入 到模型中的呼出CO2水平是否與仿真后的動脈氧氣水平匹配。如果不是，則可以引導用戶測 量動脈血氧水平，這將通過血液樣本來確定這些它們是否匹配SpO 2，如果不是，則有必要測 量肺部氣體交換。這些引導測量只是通過數個模型組合可行的，并且可以進行模型仿真來 確定何時測量與仿真不匹配，以及需要哪些進一步的測量來了解病患。然后新的測量需要 模型再擬合，并且重新開始圖4的循環。
[0115]圖5的示例中，與圖4一樣出現了Sp〇2相同變化，但是Sp〇2下降的原因不同。在該情 況下，該原因是代謝增加。
[0116]圖6示出了病患數據變化但沒有明顯的生理變化的情況。Sp02表現出減小，但是沒 有出現生理問題。這例如可能是由于傳感器放置不當或出現故障。
[0117] 圖7示出了數據沒有變化但是生理效果存在兩處可能彼此抵消的變化的情況。肺 部的肺分流增加將使得血液中氧氣水平減少。然而，如果組織中氧氣使用量減少(例如，V〇2 減少)或者吸入氧氣增加，則在血液氧合作用方面將看不到變化。因而，如果僅僅對直接輸 入數據進行標準監測，則臨床醫生不會從監測系統得到關于病患健康正在惡化的告警。通 過采用本發明的方法，臨床醫生將得到關于肺部和代謝都處于優選的閾值水平/范圍之外 的警告。
[0118] 圖8是根據本發明的方法的流程圖，該方法使用在計算機系統2上實施的一個或多 個生理模型MODl和/或M0D2對病患P進行醫療監測。該方法包括：
[0119] Sla將指示所述病患1的吸入氣特征的第一數據Dl提供給所述計算機系統(2);
[0120] Slb將指示所述病患1的呼出氣中的呼吸反饋特征的第二數據D2提供給所述計算 機系統2;以及
[0121] Slc將指示所述病患1的血液中酸/堿狀態和氧合水平的第三數據D3提供給所述計 算機系統2;
[0122]所述計算機系統被布置為：
[0123] S2使用隨時間變化的所述第一數據(Dl)、所述第二數據(D2)以及所述第三數據 (D3)來對所述病患執行數學生理建模，其中，通過同時輸出由所述第一數據、所述第二數據 和所述第三數據導出的用于描述至少兩個器官系統和/或生理系統功能的多個對應的生理 參數，所述一個或多個生理模型(MODI，M0D2)能夠對所述病患隨時間的變化進行建模；
[0124] S3執行監測處理，其中
[0125] -S4如果所述生理參數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差DEV_P，則所 述計算機系統輸出：
[0126] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統的指示IND;以 及
[0127] ?可選的告警信號3;
[0128] 和/或
[0129] -S5如果所述數據值D1，D2，D3中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差DEV_ D，6，則所述計算機系統輸出：
[0130] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或一個或 多個非生理系統的指示IND;以及
[0131] ?可選的告警信號3。
[0132] 名詞解釋
[0133] FiO2 吸入氣中氧氣的分數
[0134] PiO2 吸入氣中氧氣的壓力
[0135] FiCO2 吸入氣中二氧化碳的分數
[0136] PiCO2 吸入氣中二氧化碳的壓力
[0137] SaO2 從血液樣本測得的動脈血液的氧飽和度
[0138] CaO2 動脈血液中氧氣濃度
[0139] PaO2 從血液樣本測得的動脈血液的氧氣壓力
[0140] SpO2 經皮膚測測的動脈血液的氧飽和度
[0141] Et02/FE'02 呼氣末端呼出氣中的氧氣分數
[0142] FEO2 混合呼出氣中氧氣的分數
[0143] PEO2 呼氣末端呼出氣中的氧氣壓力
[0144] PAO2 混合肺泡氣體中氧氣壓力
[0145] PEO2 混合呼出氣體中氧氣壓力
[0146] EtC02/FE'C02呼氣末端呼出氣中的二氧化碳分數
[0147] FECO2 混合呼出氣體中二氧化碳分數
[0148] PE1CO2 呼氣末端呼出氣中的二氧化碳壓力
[0149] PACO2 呼氣末端呼出氣中的二氧化碳壓力
[0150] PECO2 混合呼出氣體中的氧氣壓力
[0151] PaCO2 從血液樣本測得的動脈血液的二氧化碳分壓
[0152] CaCO2 動脈血液中二氧化碳濃度
[0153] VO2 氧消耗，即每分鐘組織消耗的氧的升數
[0154] VCO2 二氧化碳產量，即，每分鐘組織產出的二氧化碳的升數
[0155] V 通氣
[0156] Vt 一次呼吸量，即每次呼吸的氣體量
[0157] f 呼吸頻率，即每分鐘呼吸的次數
[0158] Vd 死腔，即，沒有參與到氣體與血液的交換中的肺部容量
[0159] Vmin 最小通氣
[0160] Valv 肺泡通氣
[0161] Volume(FRC)肺容量(功能性殘余容量）
[0162] fA2 被通入到接受通氣的隔室的通氣分數
[0163] (6)灌注
[0164] fs/shunt 沒有參與到氣體交換中的血液循環分數
[0165] f2 至接受通氣的隔室的為分流血液循環的分數
[0166] pHa 動脈血液pH
[0167] H+ 氫離子濃度
[0168] BE 堿過剩
[0169] HCO3- 碳酸氫鹽濃度
[0170] Alb 清蛋白濃度
[0171] NBB 非碳酸氫鹽緩沖液濃度
[0172] DPG 2.3-二磷酸甘油濃度
[0173] SID 強離子差
[0174] MAP 平均動脈血壓
[0175] PIP 正吸入壓
[0176] Tc,Sc,Tp
[0177] Sp1A1Po 描述呼吸驅動的模型常量和參數
[0178] Kw，，Alb-fix
[0179] Kc1K3 描述CSF(腦脊髓液)的緩沖特性的模型常量和闡述
[0180] Dw,Dp,Dc 呼吸驅動:不眠(W);末梢(P);以及中央(c)
[0181] i 間隙液下標
[0182] a 動脈血下標
[0183] V 靜脈血下標
[0184] c 毛細血管血下標
[0185] 參考文獻
[0186] I.Arnstein F.(1997)Catalogue of human error.Br J Anaesth.79:645-656
[0187] 2.Rees SE and Andreassen S.Mathematical models of oxygen and carbon dioxide storage and transport:the acid base chemistry of blood(2005).Crit Rev Biomed Eng.33:209-264.
[0188] 本發明可以通過硬件、軟件、固件或其組合來實施。本發明或本發明的一些特征還 可以實施為在一個或多個數據處理器和/或數字信號處理器上運行的軟件。
[0189] 本發明實施例的各個元件可以以任意合適的方式從物理上、功能上和邏輯上實現 為單個單元、多個單元或實現為分開的功能單元的一部分。本發明可以實施為單個單元，或 者可以物理上和功能上實現為分布在不同的單元和處理器上。
[0190] 實施例：
[0191] 以下列出了本發明的一些實施例：
[0192] 1. 一種方法，用于使用在計算機系統上實施的一個或多個生理模型(MODI，M0D2) 對病患(P)進行醫療監測，所述方法包括：
[0193] -將指示所述病患（1)的吸入氣特征的第一數據(Dl)提供給所述計算機系統(2);
[0194] -將指示所述病患（1)的呼出氣中的呼吸反饋特征的第二數據(D2)提供給所述計 算機系統(2);以及
[0195] -將指示所述病患（1)的血液中酸/堿狀態和氧合水平的第三數據(D3)提供給所述 計算機系統(2);
[0196] 所述計算機系統被布置為：
[0197] i.使用隨時間變化的所述第一數據(Dl)、所述第二數據(D2)以及所述第三數據 (D3)來對所述病患執行數學生理建模，其中，通過同時輸出由所述第一數據、所述第二數據 和所述第三數據導出的用于描述至少兩個器官系統和/或生理系統功能的多個對應的生理 參數，所述一個或多個生理模型(MOD I，M0D2)能夠隨時間的變化對所述病患進行建模；
[0198] ii.執行監測處理，其中
[0199] -如果所述生理參數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差(DEV_P)，則所 述計算機系統輸出：
[0200] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統的指示（IND); 以及
[0201] ?可選的告警信號(3);
[0202] 和/或
[0203]-如果所述數據值（D1，D2，D3)中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差 (DEV_D，6)，則所述計算機系統輸出：
[0204] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或一個或 多個非生理系統的指示（IND);以及
[0205] ?可選的告警信號(3)。
[0206] 2.根據實施例1所述的方法，其中，造成所述偏差的所述一個或多個器官系統和/ 或一個或多個生理系統和/或非生理系統的指示（IND)是基于：
[0207] 其他生理參數的當前值和/或當前數據值;和/或
[0208] 發生偏差的生理參數的先前值和/或所述數據值的先前值。
[0209] 3.根據任意前述實施例所述的計算機系統，其中，所述方法還包括：
[0210] -提供指示諸如心輸出量之類的血液循環特征的第四數據(D4);和/或
[0211] -提供指示諸如血壓之類的心功能特征的第五數據(D5);和/或
[0212] -提供指示諸如腎灌注或碳酸氫鹽重吸收之類的腎功能特征的第六數據(D6)。
[0213] 4.根據任意前述實施例所述的方法，其中，所述一個或多個器官系統選自由肺、血 液、心臟、腎臟和組織組成的組。
[0214] 5.根據任意前述實施例所述的方法，其中，所述一個或多個生理系統選自由代謝、 循環、腎功能和呼吸組成的組。
[0215] 6.根據實施例1所述的方法，其中，所述建模包括優選地基于所述數據(D1，D2，D3) 的當前值和/或先前值以固定時間間隔對一個或多個生理參數進行調整的處理。
[0216] 7.根據任意前述實施例所述的方法，其中，所述計算機系統被布置為:可選地當沒 有生理參數與相關生理閾值相比存在偏差(DEV)時：
[0217] -通過使來自所述建模的任意生理參數保持恒定并對病患狀態隨時間的發展進行 仿真，來對病患狀態進行仿真。
[0218] 8.根據實施例7所述的方法，其中，通過將一個或多個生理參數和/或對應于可獲 得數據的仿真生理值與數據(D1，D2，D3)比較，來對病患狀態隨時間的變化進行所述仿真， 以評估所述仿真是否能夠充分描述當前或在后時間的病患狀態。
[0219] 9.根據實施例8所述的方法，其中，如果所述仿真不能描述當前或在后時間的病患 狀態，則所述計算機系統被布置為指示關于所述仿真不能描述當前或在后時間的病患狀態 的一個或多個可能的原因。
[0220] 10.根據任意前述實施例所述的方法，其中，所述計算機系統被布置為指示一個或 多個進一步的病患測量，執行所述一個或多個進一步的病患測量用于獲得能夠改善所述建 模、所述仿真和/或關于可能偏差的所述指示（IND)的進一步的數據值(D1，D2，D3)。
[0221] 11.根據任意前述實施例所述的方法，其中（ii)執行監測處理時，其中所述生理參 數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差(DEV_P)，沒有數據值(D1，D2，D3)落在閾 值范圍(DEV_D)之外。
[0222] 12.根據任意前述實施例所述的方法，其中，通過同時輸出由所述第一數據、所述 第二數據和所述第三數據導出的用于描述2到10個器官系統和/或生理系統功能的多個對 應的生理參數，例如3到10個，例如5到10個，例如2到8個，例如4到8個，或例如4到6個，所述 一個或多個生理模型(MOD I，M0D2)能夠隨時間的變化對所述病患進行建模。
[0223] 13. -種計算機系統(2)，用于使用在所述計算機系統上實施的一個或多個生理模 型(MODI，M0D2)對病患(P)進行醫療監測，所述系統被布置為：
[0224] -接收指示所述病患（1)的吸入氣特征的第一數據(Dl);
[0225] -接收指示所述病患（1)的呼出氣中的呼吸反饋特征的第二數據(D2);以及
[0226] -接收指示所述病患（1)的血液中酸/堿狀態和氧合水平的第三數據(D3);
[0227] 所述計算機系統被布置為：
[0228] i.使用隨時間變化的所述第一數據(Dl)、所述第二數據(D2)以及所述第三數據 (D3)來對所述病患執行數學生理建模，其中，通過同時輸出由所述第一數據、所述第二數據 和所述第三數據導出的用于描述至少兩個器官系統和/或生理系統功能的多個對應的生理 參數，所述一個或多個生理模型(MOD I，M0D2)能夠隨時間的變化對所述病患進行建模；
[0229] ii.執行監測處理，其中
[0230] -如果所述生理參數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差(DEV_P)，則所 述計算機系統輸出：
[0231] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統的指示（IND); 以及
[0232] ?可選的告警信號(3);
[0233] 和/或
[0234] -如果所述數據值（D1，D2，D3)中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差 (DEV_D，6)，則所述計算機系統輸出：
[0235] ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或一個或 多個非生理系統的指示（IND);以及
[0236] ?可選的告警信號(3)。
[0237] 14.-種計算機程序產品，用于使得計算機系統與根據實施例13所述的計算機系 統相配合，其中所述計算機系統包括至少一個計算機，所述至少一個計算機具有與所述計 算機連接的數據存儲裝置。
[0238] 15.根據實施例14所述的計算機程序產品，用于在從如下裝置組成的組中選出的 實體上實施:機械通氣監測系統、重癥監護監測系統、便攜式計算裝置、例如平板電腦之類 的手持移動裝置以及電子病患雜志系統。
[0239]雖然已經參照具體實施例描述了本發明，但是本發明不應當被理解為以任何方式 限制于所描述的示例。本發明的范圍應當由所附權利要求來解釋。在權利要求的上下文中， 術語"包括"或"包含"沒有排除其他可能的元件或步驟。而且，當提到例如"一"或"一個"時， 不應當被理解為排除了多個。權利要求中對于在附圖中示出的元件使用量附圖標記，但不 應當不理解為這些附圖標記是用于限制本發明的范圍。此外，不同權利要求中提到的各個 特征可以有利地組合，并且在不同權利要求中提到這些特征并沒有排除這些特征的組合不 可行或者是有利的。
【主權項】
1.一種計算機系統（2)，用于使用在所述計算機系統上實施的一個或多個生理模型 (MODI，M0D2)對病患(P)進行醫療監測，所述系統被布置為： -接收指示所述病患（1)的吸入氣特征的第一數據(Dl); -接收指示所述病患（1)的呼出氣中的呼吸反饋特征的第二數據(D2);以及 -接收指示所述病患（1)的血液中酸/堿狀態和氧合水平的第三數據(D3); 所述計算機系統被布置為：1. 使用隨時間變化的所述第一數據(Dl)、所述第二數據(D2)以及所述第三數據(D3)來 對所述病患執行數學生理建模，其中，通過同時輸出由所述第一數據、所述第二數據和所述 第三數據導出的用于描述至少兩個器官系統和/或生理系統功能的多個對應的生理參數， 所述一個或多個生理模型(MOD I，M0D2)能夠隨時間的變化對所述病患進行建模； ii.執行監測處理，其中 -如果所述生理參數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差(DEV_P)，則所述計 算機系統輸出： ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統的指示（IND);以及 ?可選的告警信號(3); 和/或 -如果所述數據值(D1，D2，D3)中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差(DEV_D， 6)，則所述計算機系統輸出： ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或一個或多個 非生理系統的指示（IND);以及 ?可選的告警信號(3)。2. 根據權利要求1所述的計算機系統，其中，造成所述偏差的所述一個或多個器官系統 和/或一個或多個生理系統和/或非生理系統的指示（IND)是基于： 其他生理參數的當前值和/或當前數據值;和/或 發生偏差的生理參數的先前值和/或所述數據值的先前值。3. 根據任意前述權利要求所述的計算機系統，其中，所述計算機系統還被布置為： -提供指示諸如心輸出量之類的血液循環特征的第四數據(D4);和/或 -提供指示諸如血壓之類的心功能特征的第五數據(D5);和/或 -提供指示諸如腎灌注或碳酸氫鹽重吸收之類的腎功能特征的第六數據(D6)。4. 根據任意前述權利要求所述的計算機系統，其中，所述一個或多個器官系統選自由 肺、血液、心臟、腎臟和組織組成的組。5. 根據任意前述權利要求所述的計算機系統，其中，所述一個或多個生理系統選自由 代謝、循環、腎功能和呼吸組成的組。6. 根據權利要求1所述的計算機系統，其中，所述建模包括優選地基于所述數據(Dl， D2，D3)的當前值和/或先前值以固定時間間隔對一個或多個生理參數進行調整的處理。7. 根據任意前述權利要求所述的計算機系統，其中，所述計算機系統被布置為:可選地 當沒有生理參數與相關生理閾值相比存在偏差(DEV)時： -通過使來自所述建模的任意生理參數保持恒定并對病患狀態隨時間的發展進行仿 真，來對病患狀態進行仿真。8. 根據權利要求7所述的計算機系統，其中，通過將一個或多個生理參數和/或對應于 可獲得數據的仿真生理值與數據(D1，D2，D3)比較，來對病患狀態隨時間的變化進行所述仿 真，以評估所述仿真是否能夠充分描述當前或在后時間的病患狀態。9. 根據權利要求8所述的計算機系統，其中，如果所述仿真不能描述當前或在后時間的 病患狀態，則所述計算機系統被布置為指示關于所述仿真不能描述當前或在后時間的病患 狀態的一個或多個可能的原因。10. 根據任意前述權利要求所述的計算機系統，其中，所述計算機系統被布置為指示一 個或多個進一步的病患測量，執行所述一個或多個進一步的病患測量用于獲得能夠改善所 述建模、所述仿真和/或關于可能偏差的所述指示（IND)的進一步的數據值(D1，D2，D3)。11. 根據任意前述權利要求所述的計算機系統，其中（ii)執行監測處理時，其中所述生 理參數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差(DEV_P)，沒有數據值〇1，02,03)落 在閾值范圍(DEV_D)之外。12. 根據任意前述權利要求所述的計算機系統，其中，通過同時輸出由所述第一數據、 所述第二數據和所述第三數據導出的用于描述2到10個器官系統和/或生理系統功能的多 個對應的生理參數，例如3到10個，例如5到10個，例如2到8個，例如4到8個，或例如4到6個， 所述一個或多個生理模型(MOD I，MOD2)能夠隨時間的變化對所述病患進行建模。13. -種方法，用于使用在計算機系統上實施的一個或多個生理模型(MODI，M0D2)對病 患(P)進行醫療監測，所述方法包括： -將指示所述病患（1)的吸入氣特征的第一數據(Dl)提供給所述計算機系統(2); -將指示所述病患（1)的呼出氣中的呼吸反饋特征的第二數據(D2)提供給所述計算機 系統(2);以及 -將指示所述病患（1)的血液中酸/堿狀態和氧合水平的第三數據(D3)提供給所述計算 機系統(2); 所述計算機系統被布置為： i. 使用隨時間變化的所述第一數據(Dl)、所述第二數據(D2)以及所述第三數據(D3)來 對所述病患執行數學生理建模，其中，通過同時輸出由所述第一數據、所述第二數據和所述 第三數據導出的用于描述至少兩個器官系統和/或生理系統功能的多個對應的生理參數， 所述一個或多個生理模型(MOD I，M0D2)能夠隨時間的變化對所述病患進行建模； ii. 執行監測處理，其中 -如果所述生理參數中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差(DEV_P)，則所述計 算機系統輸出： ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統的指示（IND);以及 ?可選的告警信號(3); 和/或 -如果所述數據值(D1，D2，D3)中的一個或多個與相關閾值水平相比存在偏差(DEV_D， 6)，則所述計算機系統輸出： ?造成所述偏差的一個或多個器官系統和/或一個或多個生理系統和/或一個或多個 非生理系統的指示（IND);以及 ?可選的告警信號(3)。14. 一種計算機程序產品，用于使得計算機系統實施根據權利要求13所述的方法，其中 所述計算機系統包括至少一個計算機，所述至少一個計算機具有與所述計算機連接的數據 存儲裝置。15. 根據權利要求14所述的計算機程序產品，用于在從如下裝置組成的組中選出的實 體上實施:機械通氣監測系統、重癥監護監測系統、便攜式計算裝置、例如平板電腦之類的 手持移動裝置以及電子病患雜志系統。
【文檔編號】A61B5/0205GK105960198SQ201480074949
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2014年12月5日
【發明人】斯蒂芬·愛德華·雷斯, 達恩·斯蒂佩爾·卡爾賓
【申請人】慕曼德保健公司