呼吸控制单元和呼吸控制系统的制作方法

1.本发明涉及一种呼吸控制单元，用来对于在呼吸系统内的气体流量进行调节，该呼吸系统具有一呼吸回路以及与该呼吸回路相连接的外部气体流量源。此外本发明涉及一种呼吸系统、以及一种用来当存在外部气体流量源时对于在呼吸系统内的气体流量进行调节的方法。
2.当人员呼吸时，通过已被连接的呼吸系统向该人员提供一吸入的气体流量，该吸入的气体流量被所述人员至少部分地吸入。所供应的气体的、被引导到所述人员的嘴中的部分也被称为患者气体流量。被所述人员呼出的空气贡献了呼吸系统的呼出的气体流量，该呼出的气体流量从所述人员处离开，并且典型地例如通过co2
‑
吸收器等来继续处理。


背景技术：

3.已知的是对于在呼吸系统内的气体流量进行监视，以便为与所述呼吸系统相连接的人员保障必要的呼吸。通过对于呼出的气体流量的监视尤其确保了：识别了在呼吸系统的气体引导装置内的泄漏，如果该泄漏导致了提供给所述人员的气体的显著的减少的话。
4.从us 9 358 356 b2尤其已知的是，如果附加的外部的气体流量向患者产生了太大的气体流量，那么就监视外部气体流量源（如喷雾器）的外部的气体流量，并且减少吸入的气体流量。


技术实现要素：

5.本发明的任务是，提供一种对于在呼吸系统内的气体流量进行的改善了的调节，尤其是对于基本的气体流量进行的改善了的监视。
6.根据本发明，为了解决根据本发明的第一方面的任务，提出了一种呼吸控制单元，用来对于在呼吸系统内的气体流量进行调节，该呼吸系统具有一呼吸回路以及与该呼吸回路相连接的外部气体流量源。在此，根据本发明的呼吸控制单元具有一接收模块、第一计算模块、第二计算模块以及一发送模块。
7.所述接收模块具有一信号接口，该信号接口被构造，以便重复地接收、尤其以定期的时间间隔来接收一吸入流量信号以及一呼出流量信号，其中所述吸入流量信号指示了当前的吸入的气体流量，并且呼出流量信号指示了当前的呼出的气体流量。
8.所述第一计算模块被构造，以便当外部气体流量源与所述呼吸系统的呼吸回路相分离时，基于当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差来计算一泄漏流量。在此，所述第一计算模块此外被构造，以便发送一指示了所计算的泄漏流量的泄漏信号。
9.所述第二计算模块被构造，以便接收所述泄漏信号，并且在接收了所述泄漏信号、并且将所述外部气体流量源与所述呼吸系统的呼吸回路相连接之后，基于所计算的泄漏流量以及在当前的吸入的气体流量与的呼出的气体流量之间的差，来计算外部的气体流量。
10.所述发送模块被构造，以便发送一建立在所计算的外部的气体流量的基础上的发
送信号。尤其构造了所述发送模块，以便通过所述发送信号来提供所计算的外部的气体流量用于进一步的处理，尤其用于所述吸入的气体流量的调节。
11.在本发明的范围中看出的是，所述外部的气体流量典型地基本上是恒定的，或者施加了定期地重复的幅度变化，反之，所述泄漏流量能够在所述时间期间进行变化。因此，根据本发明地提出了，在第一步骤中在没有外部气体流量源的情况下计算一泄漏流量，尤其是暂时的泄漏流量，以便在考虑所述泄漏流量的情况下来计算这时待要连接的外部气体流量源的外部气体流量。通过这种方式能够定量地检测在呼吸系统内的所有主要的气体流量，这允许了对于供应给患者的患者气体流量进行特别精确的计算。
12.本发明有利地允许了对于当前的泄漏流量以及外部气体流量源的外部气体流量进行确定。这尤其有利于那些外部气体流量源：该外部气体流量源没有通过呼吸系统来定量地控制，从而致使该外部气体流量源的外部气体流量对于呼吸系统并非容易获知。对于这种外部气体流量源而言可能的例子是喷雾器，该喷雾器通过外部的气体流量向患者供应药物。
13.在医院日常中能够特别有利地实现所提出的对于外部的气体流量的两级的确定，因为在将所述外部气体流量源引入呼吸系统中之前，所述呼吸系统典型地就已经工作了。因此，在将所述外部气体流量源引入呼吸系统中、并且所述第二计算模块承担了对于外部的气体流量的计算之前，所述第一计算模块就已经能够计算所述泄漏流量。因此，对于根据本发明地调节所述气体流量、尤其是所述吸入的气体流量而言，不需要分别地断开和接通所述外部气体流量源。
14.对于所述吸入流量信号和呼出流量信号以重复的时间间隔、尤其以定期的时间间隔进行的接收确保了，能够快速地识别在所连接的呼吸机的功能活动中的变化，和/或在呼吸回路内的故障，例如太高的泄漏流量。
15.如果计算了并且由此测量了所述外部的气体流量，那么所述外部气体流量源于是也就又与所述呼吸回路分离和连接，而不需要重新测量所述外部的气体流量，因为对于相同的源而言，所述外部的气体流量在所述时间期间典型地是恒定的。
16.根据本发明，例如在使用一定期地脉冲的外部气体流量源的情况下，对于外部的气体流量的计算也能够包括对于外部的气体流量变化的计算。如此所测量的外部的气体流量变化能够根据接下来所解释的根据本发明的实施方式如与所计算的恒定的外部的气体流量相同地进行继续处理。在这个意义上，接下来外部的气体流量始终需要被理解为外部的气体流量的恒定的值，或者重复的外部的气体流量变化。为了确定所述外部的气体流量变化，可以优选地以短时间间隔如此发送所述呼出的气体流量：使得能够根据本发明地计算所述外部的气体流量的时间分辨的变化（zeitaufgel
ö
ster verlauf）。对于所述计算的细节在附图说明的范围中被解释。
17.根据本发明，在两种气体流量的差的基础上的所述计算可以指的是用于确定一体积差的计算。那么气体流量就是每时间单位的气体体积，因此，将气体流量的依次的差进行相加就得出了对于所述气体流量而言的体积差。
18.呼吸回路在本发明的意义上可以是开放的或封闭的呼吸回路。所述呼吸回路尤其可以是封闭的呼吸回路——在该封闭的呼吸回路中由患者呼出的气体向着呼吸机被引导回去，或者尤其可以是开放的呼吸回路——在该开放的呼吸回路中由患者呼出的气体从所
述系统排放出去。
19.在本发明的意义上，当呼出的气体流量以及吸入的气体流量在短暂的过去的时间范围内分别通过相应的吸入流量信号以及相应的呼出流量信号来接收时，所述呼出的气体流量以及吸入的气体流量是当前的。所述短暂的过去的时间范围在此是对于呼吸系统的评估而言重要的过去的时间范围，例如小于10分钟时间范围，尤其是小于5分钟的时间范围，特别优选的是小于2分钟的时间范围。那么通过所述第二计算模块进行的根据本发明的计算就例如可以基于下述当前的吸入的气体流量：该当前的吸入的气体流量已经被用于所述第一计算模块用来计算所述泄漏流量。通过所述呼吸机的吸入的气体流量并不由于将所述外部气体流量源与呼吸回路相连接而发生变化，从而在本发明的意义上，在所述第一计算模块内的当前的吸入的气体流量在与所述外部气体流量源的连接之后也还是当前的。
20.根据本发明，所述发送信号指示了在所计算的外部的气体流量的基础上的信息。这可以是所计算的外部的气体流量本身，或者由所计算的外部的气体流量推导出来的量。
21.根据本发明的呼吸控制单元的模块能够彼此相间隔地来构造，或者被构造在共同的装置中，尤其被构造在共同的壳体中。优选的是，所述模块中的至少两个在共同的处理器上来实施。在此，所述模块至少在软件层面上是分离的处理实例（verarbeitungsinstanzen）。
22.所述接收模块能够由多个在空间上分离的接收子模块来构造，该接收子模块被构造，以便相互独立地接收所述呼出信号和/或吸入信号。尤其能够将接收子模块相对于所述呼吸控制单元的另外的模块布置在空间上的附近，而另外的接收子模块与所述呼吸控制单元的另外的模块相间隔地布置。
23.所述吸入的气体流量在本发明的意义上是那些通过呼吸机来提供的气体流量。就这方面来说，不仅所述吸入的气体流量，而且所述外部的气体流量也被添加到与所述呼吸回路相连接的患者，反之，所述呼出的气体流量和泄漏流量从患者处离开。
24.根据本发明，带有与所述呼吸回路相连接的外部气体流量源的呼吸回路不是所述呼吸控制单元的部件，而是所述呼吸系统的部件。在一种实施方式中，所述外部气体流量源或者所述外部气体流量源的至少一个部件（例如所述外部气体流量源的控制模块）是根据本发明的呼吸控制单元的部件。
25.如果气体流量不能从所述外部气体流量源进入呼吸回路中，那么所述外部气体流量源在本发明的意义上就与呼吸回路相分离。因此能够例如通过实际去除所述外部气体流量源或者通过关闭相应的流动通道、例如通过关断所述外部气体流量源来实现这种分离。
26.通过所述外部气体流量源所产生的外部的气体流量有可能是负的气体流量。那么就能够例如构造所述外部气体流量源，以便将用于气体采样的进行抽吸的气体流量从呼吸回路引导出来。
27.接着描述了根据本发明的呼吸控制单元的优选的实施方式。
28.在特别优选的实施方式中，所述呼吸控制单元此外具有一调节模块，该调节模块被构造，以便接收所述发送信号，并且触发对于所述吸入的气体流量基于所计算的外部的气体流量进行的调节。在该实施方式中，供应给患者的气体流量能够有利地根据所计算的外部的气体流量来调节，从而例如在该实施方式的变型方案中未超过最大的待要提供的总气体流量。优选的是，通过呼吸机来提供的吸入的气体流量以下述体积流量为幅度进行减
小：该体积流量由所述外部的气体流量经由外部气体流量源被补充给呼吸回路。
29.所述外部气体流量源优选地是喷雾器。特别有利的是，根据本发明的呼吸控制单元用于下述情况：所述外部气体流量源不包括测量所述外部的气体流量的气体流量传感器，从而在所述根据本发明的呼吸控制单元内需要根据本发明地计算所述外部的气体流量。这种被设置为外部气体流量源的喷雾器典型地经由所述外部的气体流量将药物供应给所述呼吸回路，并且因此也供应给由患者引入的气体。
30.在特别有利的实施方式中，基于与呼吸系统相连接的人员的相应的多次呼吸的多次吸入的气体流量以及呼出的气体流量，来确定所述泄漏流量和/或外部的气体流量。对于多次呼吸的考虑在本实施方式的变型方案中有利地允许了平均值的形成，通过该平均值使得在计算所述泄漏流量或外部的气体流量、如所述气体流量的长期的变化时，没有那么强烈地考虑所述气体流量的暂时的非典型的变化。由此，在计算所述外部的气体流量和/或泄漏流量时尤其考虑了所述吸入的和呼出的气体流量的基本上的趋势，并且未考虑短暂的变化。在本实施方式的替代的或补充的变型方案中，对于多次呼吸的考虑允许了低通滤波器的使用，以便不那么强烈地考虑所述气体流量的暂时的非典型的变化。这种的低通滤波器可以例如是贝塞尔
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滤波器、pt1
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元件（pt1
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glied）或切比雪夫
‑
滤波器。可以替代或补充的是，所述低通滤波器能够基于呼吸过程将周期性的变化过滤出来，以便以这样的方式来评估恒定的规定的吸入的和/或呼出的气体流量。
31.优选的是，所述呼吸控制单元能够识别单次的非典型的呼吸结果，例如待要呼吸的患者的咳嗽，尤其借助于相应的非典型的气体流量或压力变化来识别，并且能够将带有这样非典型的呼吸事件的呼吸从通过多次呼吸进行的平均中、和/或从另外的评估中排除出来。由此可以对于泄漏流量和/或外部的气体流量进行特别精确的确定，因为过滤出来了非期望的干扰作用，如咳嗽或打喷嚏。
32.在优选的实施方式中，根据本发明的呼吸控制单元被构造，以便接收所计算的外部的气体流量，并且基于所计算的外部的气体流量、并且基于当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差来计算所述泄漏流量。在本实施方式中再次计算了泄漏流量。在优选的变型方案中，在计算了外部的气体流量之后以定期的间隔重新确定了泄漏流量。由此能够特别有利地快速地识别所述泄漏流量的变化。这是有利的，因为所述泄漏流量由于呼吸回路的快速的变化、例如由于附加的泄漏流量容易导致快速的变化。所计算的外部的气体流量典型地在预先确定的处理时间段期间保持恒定，从而使得所述外部的气体流量不需要重复计算，并且能够被用来在将来确定所述泄漏流量。
33.在特别优选的实施方式中，此外所述呼吸控制单元具有另外的计算模块，该计算模块被构造用于，基于所计算的外部的流量、基于所计算的泄漏流量，并且基于当前的吸入的气体流量与当前的呼出气体流量之间的差来计算供应给患者的患者气体流量。优选的是，通过所述发送模块所发送的发送信号在此指示了患者气体流量。对于所述患者气体流量的确定有利地允许了对于供应给患者的气体的量进行获取。在本实施方式中有利地利用了下述情况：通过根据本发明的呼吸控制单元已知所有的对于气体流量的平衡而言必要的实时存在的气体流量。另外的影响、如例如由于压力变化或温度变化所致的在软管系统中的体积变化，能够通过已知的计算流程来考虑，如例如对于已知的软管顺应流（hose
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compliance
‑
flow）进行清算。在本发明的意义上，在所述吸入的气体流量内和/或在所述呼
出的气体流量内来考虑这种影响。所述患者气体流量是对于呼吸而言重要的量，从而对于所述患者气体流量的确定对于患者的临床治疗是有利的。尤其有利的是，根据所确定的患者气体流量来调节所述吸入的气体流量，尤其通过所述呼吸控制单元的调节模块来调节。由此能够通过所述呼吸系统来确保对于呼吸的预先确定的潮气量进行提供。
34.根据本发明的第二方面，为了解决上面所提及的任务，提出了一种呼吸系统，其具有一呼吸回路以及与该呼吸回路相连接的外部气体流量源，该气体流量源包括一根据上面所提及的实施方式中至少一个实施方式所述的呼吸控制单元。
35.根据本发明的呼吸系统具有所有的、根据本发明的呼吸控制单元所具有的优点。此外，根据本发明的呼吸系统的优点在于，所述呼吸控制单元能够与所述呼吸系统的另外的组件相配合。
36.优选的是，根据本发明的呼吸系统包括至少一个第一测量单元——该第一测量单元测量了所述吸入的气体流量并且发送了相应的吸入流量信号，以及至少一个第二测量单元——该第二测量单元测量了所述呼出的气体流量并且发送了相应的呼出流量信号。在此，所述第一测量单元和第二测量单元基于电线地或无线地与所述呼吸控制单元的接收模块相连接。
37.在优选的实施方式中，所述的呼吸系此外具有一用于所述外部气体流量源的控制模块，其中所述控制模块被构造，以便在接收通过所述第一计算模块所提供的泄漏信号之前，将所述外部气体流量源与所述呼吸回路保持分离，并且利用所述泄漏信号的接收来触发所述外部气体流量源与呼吸回路的连接。在该优选的实施方式中确保了：按照根据本发明的方式，在对于所述泄漏流量通过第一计算模块来计算时，将所述外部气体流量源与呼吸系统的呼吸回路相分离；并且在计算所述外部气体流量时，所述外部气体流量源与呼吸系统的呼吸回路相连接。通过对于所述外部气体流量源与呼吸回路的连接进行的这种自动化的控制，避免了在操纵根据本发明的呼吸系统时的手动的故障。这样就例如避免了：在所述外部气体流量源没有与呼吸回路相连接时计算了所述外部的气体流量，和/或当所述外部气体流量源与呼吸回路相连接时初次计算所述泄漏流量。因此，通过根据本实施方式的所述呼吸系统特别可靠地支持了对于外部的气体流量的根据本发明的计算。
38.在另外的实施方式中，所述呼吸系统具有一压力评估模块，该压力评估模块被构造，以便借助于在呼吸回路内在至少一个位置处存在的压力，推断出所述外部气体流量源的被执行的连接。该推断能够例如基于在所述软管系统内存在的压力的与呼吸节奏相独立的成分。可以替代或补充的是，所述压力评估模块能够被构造用于：借助于所测量的在时间上的压力变化来推断出非典型的当前的事件，例如呼吸的人员的咳嗽或打喷嚏，并且接着相应地影响对于实时地获得的数据进行的继续处理，尤其在存在非典型的当前的事件时防止所述继续处理。
39.此外可行的是，当可以预见对于泄漏流量的进行的计算的品质实时地受到损害时，就将另外的呼吸从泄漏流量的计算中排除出来。例如所述品质可能由于至少一个呼吸调节（beatmungseinstellung）——如最终呼出的呼吸压力（endexspiratorischen atemdruck （peep））、呼吸模式、呼吸量、呼吸压力和/或所述呼吸的规定的时间特性——的变化而受到损害。
40.对于所述外部的气体流量的计算原则上基于在下述假设：真实的泄漏（即例如在
患者接头处的意外的泄漏）在第一与第二计算模块的计算过程之间尽可能地保持相同。吸入的气体流量与呼出的气体流量的差的差异只应该由于所述外部气体流量源的外部的气体流量的增加而产生。因此优选地监视在所述两个计算模块的两个计算过程之间或者期间的泄漏流量，以便检测所述泄漏流量的变化。在各自的计算模块内泄漏流量发生太强烈的变化的情况下，能够通过用户界面实现对使用者的警告或者提出重复各个测量和/或计算的要求。由此能够减小以很大程度上错误的方式所确定的外部的气体流量的概率。
41.根据本发明的第三方面，为了解决上面所提及的任务，提出了一种用来当存在外部气体流量源时对于在呼吸系统内的气体流量进行调节的方法。根据本发明的方法具有下述步骤：
‑ꢀ
接收一指示了当前的吸入的气体流量的第一吸入信号、以及一指示了当前的呼出的气体流量的第一呼出信号；
‑ꢀ
当所述外部气体流量源与所述呼吸系统的呼吸回路相分离时，基于当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差来计算泄漏流量；
‑ꢀ
发送一指示了所确定的泄漏流量的泄漏信号；
‑ꢀ
接收第二呼出信号，该第二呼出信号指示了在计算了所述泄漏流量之后的当前的呼出的气体流量；
‑ꢀ
在接收了所述泄漏信号、并且将所述外部气体流量源与所述呼吸系统的呼吸回路相连接之后，基于所计算的泄漏流量以及在当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差，来计算外部的气体流量；
‑ꢀ
发送一建立在所计算的外部的气体流量的基础上的发送信号。
42.根据本发明方法具有用来测量所述外部的气体流量的两步操作，在该两步操作中首先确定了泄漏流量，以便然后基于所述泄漏流量来确定所述外部的气体流量。
43.根据本发明的方法具有与根据本发明的第一方面的根据本发明的呼吸控制单元相同的优点。根据本发明的方法尤其允许了对于泄漏流量独立于所述外部的气体流量进行的确定，以及对于所述外部的气体流量的后续特别精确的确定。那么根据本发明的方法就确保了，能够可靠地计算在呼吸回路内的重要的气体流量，并且为了继续的处理（例如为了确定所述患者气体流量）能够考虑所述重要的气体流量。
44.在特别优选的实施方式中，最后的步骤包括，基于所计算的外部的气体流量来调节所述吸入的气体流量。由此能够有利地调节每次呼吸所提供给患者的总共的气体体积。所述吸入的气体流量尤其能够以在外部所供应的、每时间单位的气体体积的量为幅度进行减小。
45.在另外特别有利的实施方式中，所述吸入气体流量此外基于所计算的泄漏流量来调节。在对于前述实施方式进行补充或替换的实施方式中，能够特别精确地如此调节所述吸入的气体流量：在所述呼吸回路的预先确定的点处（如例如在患者处），在相应的呼吸系统的运行中存在预先确定的气体流量，尤其独立于可能的泄漏或者外部气体流量源而存在。
46.在另外的实施方式中，所述方法此外具有对于第二吸入信号的接收，该第二吸入信号指示了在计算所述泄漏流量之后的、尤其是在发出了所述泄漏信号之后的当前的吸入的气体流量。在该优选的实施方式中，为了计算所述外部的气体流量使用了最后所测量的
吸入的气体流量。由于所述吸入的气体流量在所述时间期间由于不同的原因可能发生变化，所以对于最后所测量的吸入的气体流量、尤其是在计算了所述泄漏流量之后再次被测量的吸入的气体流量进行考虑，导致了用于计算所述外部的气体流量的特别当前的吸入的气体流量。由此，对于外部的气体流量而言的所计算的值能够是特别准确的。
47.在优选的实施例中，根据本发明的方法此外具有：基于所计算的外部的气体流量以及在当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差，来重新计算所述泄漏流量。在该优选的实施方式中，在对于所述外部的气体流量进行根据本发明的确定之后，此外还连续地确定了所述泄漏流量。因此，这是尤其有利的，因为泄漏流量通常意外地出现，从而通过医学人员或者通过所述呼吸系统对于泄漏流量的迅速的识别是有利的。由此，尤其能够迅速地启动对策，如封闭泄漏或者增大所述吸入的气体流量。
48.现在应该借助于在附图中示意性地示出的有利的实施例来进一步地解释本发明。
附图说明
49.其中详细地示出了：图1示出了在根据本发明的第二方面的呼吸系统内的、根据本发明的第一方面的呼吸控制单元的第一实施例的示意图；图2示出了在根据本发明的第二方面的呼吸系统内的、根据本发明的第一方面的呼吸控制单元的第二实施例的示意图；图3示出了在根据本发明的第二方面的呼吸系统内的、根据本发明的第一方面的呼吸控制单元的第三实施例的示意图；图4示出了根据本发明的第三方面的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
50.图1示出了在根据本发明的第二方面的呼吸系统105内的、根据本发明的第一方面的呼吸控制单元100的第一实施例的示意图。
51.所述呼吸控制单元100被构造用于，对于在所述呼吸系统105内的气体流量102进行调节，该呼吸系统具有一呼吸回路106以及与该呼吸回路106相连接的外部气体流量源110。在此，所述呼吸系统105此外具有一制备吸入的气体流量126的呼吸机107。最后，所述呼吸系统105也具有一测量呼出的气体流量128的呼出气体流量传感器108。所述呼吸回路106经由y型件109通向一患者104，将会给该患者提供所述呼吸系统105。气体流量102的继续的走向在呼吸回路106的呼出的一侧上没有详细地被示出，并且对于解决根据本发明的任务而言是不重要的。例如，在麻醉的领域中，由患者104呼出的气体经由co2
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吸收器被导回到吸入的气体流量126。
52.呼吸控制单元100包括一接收模块120、第一计算模块130、第二计算模块135以及一发送模块140。
53.所述接收模块120具有一信号接口122，该信号接口被构造，以便以定期的时间间隔来接收一吸入流量信号125以及一呼出流量信号127，其中所述吸入流量信号125指示了当前的吸入的气体流量126，并且所述呼出流量信号127表示了当前的呼出的气体流量128。定期的时间间隔优选地是小于10秒的时间间隔，尤其是小于5秒的时间间隔，优选地是小于
2秒的时间间隔。在优选的变型方案中，所述吸入流量信号125基本上连续地由呼吸机107来提供，并且通过信号接口122来接收，其中呼吸机107包括一未被示出的吸入流量传感器，所述吸入流量传感器测量了当前的吸入的气体流量126。可以替代或补充的是，在所述变型方案中，所述呼出流量信号127基本上连续地由呼出气体流量传感器108来提供。就这方面来说，以定期的时间间隔进行的根据本发明的接收也能够包括小于0.5秒的短的与技术相关的时间间隔。在所示出的实施例的优选的变型方案中，所述当前的吸入的气体流量126以及当前的呼出的气体流量128仅仅以某个时间间隔通过对于相应的吸入流量信号125或呼出流量信号127进行的评估来分析。
54.所述第一计算模块130被构造，以便接收与当前的吸入的气体流量126以及当前的呼出的气体流量128有关的相应的信息，并且基于此来计算一泄漏流量132。所述计算是基于当前的吸入的气体流量126与当前的呼出的气体流量128之间的差。为了使得所计算的泄漏流量132基本上对应于实际存在的泄漏流量150（该泄漏流量当前示例性地在向着患者104的嘴部件处被示出），就仅在外部气体流量源110连同其未知的外部的气体流量155与所述呼吸系统105的呼吸回路106分离的情况下，来计算所述泄漏流量132。最后所述第一计算模块130此外被构造，以便发送一指示了所计算的泄漏流量132的泄漏信号134。
55.所述泄漏信号134与关于所述当前的吸入的气体流量126以及当前的呼出的气体流量128的信息一起由所述第二计算模块135来接收，其中所述两个流量信号125和127为了清楚起见就不延伸至所述第二计算模块135。所述第二计算模块135在此被构造，以便在将所述外部气体流量源110与呼吸回路106相连接之后，并且在接收了所述泄漏信号134之后，基于所计算的泄漏流量132以及在当前的吸入的气体流量126与当前的呼出的气体流量128之间的差来确定所述外部的气体流量136。通过在计算所述外部的气体流量136时考虑所计算的泄漏流量132，所计算的外部的气体流量136就优选地最大程度地对应于实际上通过所述外部气体流量源110而邻近的外部的气体流量155。实际上邻近的外部的气体流量155在所示出的呼吸系统105中被供应在所述y型件109的区域中。
56.所述发送模块140被构造，以便发送一基于所计算的外部的气体流量136的发送信号142。在所示出的实施例中，所述发送信号142指示了所计算的外部的气体流量136。
57.正如在图1中所示出的那样，在所示出的实施例中，需要与所述呼吸控制单元110的根据本发明的作用方式相对应地手动地连接或脱开所述外部气体流量源110。那么所述外部气体流量源110在通过所述第一计算模块130对于所述泄漏流量132进行计算时就不与所述呼吸回路106相连接。在经由外部的气体接头114将所述外部气体流量源110连接到y型件109之后，能够通过所述第二计算模块135来计算所述外部的气体流量155。在另外的实施例中，自动地进行所述外部气体流量源的连接和脱开，尤其通过相应的控制模块自动地进行。根据本发明，所述外部气体流量源能够永久地安装在呼吸回路处，并且能够被激活或者去激活，尤其能够自动地被激活或者去激活。在相应的示例性实施例中，对于外部气体流量源进行的根据本发明的分离和连接包括了这一点。在未被示出的实施例中，所述外部气体流量源直接地布置在呼吸机之后并且在y型件之前，或者在呼吸机与患者之间布置在呼吸回路的另外的区域中。
58.在所示出的实施例中，根据本发明的呼吸控制单元100的所有的模块被布置在共同的装置中，尤其被布置在共同的壳体101中。在另外的实施例中，至少一个模块没有被布
置在带有另外的模块的共同的壳体中。
59.通过所述呼吸控制单元100的根据本发明的模块进行的处理、尤其是通过所述第一计算模块130并且通过所述第二计算模块135进行的处理，能够至少部分地通过共同的处理器来进行。在此，所述模块至少在软件层面上是相互分离的处理实例（verarbeitungsinstanzen）。
60.所述外部气体流量源110在所示出的实施例中是喷雾器116。在未被示出的实施例中，所述外部气体流量源是气管
‑
气体
‑
吹入器。
61.通过对于分别实时地存在于所述呼吸回路106中的气体流量进行平衡，来计算所述泄漏流量132和外部的气体流量136。在此，在通过所述第一计算模块130来进行的第一计算操作的期间来计算所述泄漏流量132，并且在通过所述第二计算模块135来进行的第二计算操作的期间来计算所述外部的气体流量136。
62.通过所述第一计算模块130进行的第一计算操作是基于下述情况：所述泄漏流量f
l
直接从所述吸入的气体流量f
i
与呼出的气体流量f
e
之间的差来得到，因为除了所述泄漏流量、吸入的气体流量以及呼出的气体流量之外，在呼吸回路中不存在另外的气体流量。在所述实施例的优选的变型方案中，在患者104的相应的多次呼吸的多次吸入的和呼出的气体流量的基础上来确定所述泄漏流量f
l
。优选地，所述计算通过形成所述吸入的气体流量的、以及呼出的气体流量的平均值的差来进行。在替代的或补充的变型方案中，对于多次吸入的和呼出的气体流量、或者对于吸入的和呼出的气体流量的多个差进行的处理，经由滤波函数来使用，尤其经由低通滤波器来使用。这种的低通滤波器可以例如是贝塞尔
‑
滤波器、pt1
‑
元件（pt1
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glied）或切比雪夫
‑
滤波器。这种的低通滤波器负责的是，在确定所述泄漏流量时不考虑或者几乎不考虑有规律的呼吸节奏的暂时的干扰。那么这种暂时的干扰就具有比所述有规律的呼吸节奏要小的频率，从而使得所述干扰能够经由这种低通滤波器被过滤出来。在所述过滤之后剩下来的信号基于所述呼吸节奏来周期性地构造，并且能够鉴于分别已知的气体流量在每次呼吸的吸入的和呼出的气体体积的方面来评估。可以补充或替代的是，通过所述低通滤波器进行的过滤能够如此设置：使得过滤出来了呼吸频率，从而使得例如所提供的吸入的和/或呼出的气体流量能够作为恒定的信号成分被读出，作为低通滤波的结果。能够相互组合对于大量的吸入的气体流量的、以及大量的呼出的气体流量的平均值的使用与对于已被过滤的值的使用。
63.通过所述第二计算模块135进行的第二计算操作建立在下述基础上：通过与所述外部气体流量源110进行连接，将所述外部的气体流量f
ex
供应给所述呼吸回路106。借此，因为流入到患者中的气体也重新从患者流出，在考虑了患者气体流量平均为零的假设的情况下，对于存在的气体流量进行的平衡得出了下述等式：0=f
i
‑
f
e
‑
f
l
f
ex
所述等式是在一个或多个吸入阶段和呼出阶段的期间计算平均得到的等式。所述等式显然对应于对于分别存在的气体流量体积而言相应的等式。所述吸入的气体流量f
i
以及外部的气体流量f
ex
被供应给患者，并且因此具有正的符号，并且所述呼出的气体流量f
e
以及泄漏流量f
l
从患者离开，并且因此具有负的符号。借此，为了确定所述外部的气体流量直接得出了可行的确定等式f
ex
=
‑
f
i
f
e
f
l
。根据本发明，所述第二计算模块135直接使用对于各自一对当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量而言的确定等式，或者对于从
患者的相应的多次呼吸而来的多次吸入的和呼出的气体流量而言的确定等式。在此优选地将在所述两种计算操作时的泄漏假设为恒定的，从而为了所述计算，使用了在所述第一计算模块中所确定的泄漏流量，或者使用了由此在第一计算步骤中所确定的泄漏体积。
64.可以替代或补充的是，在相应的多次呼吸的多次吸入的和呼出气体流量的基础上，根据泄漏模型计算了泄漏传导值，并且由此获取了泄漏流量。例如，所述泄漏传导值建立在下述值的基础上：该值是在某个时间段的期间对于在当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差计算平均得到的值。在此，假设所述泄漏传导值在某个时间段的期间、尤其在所述两种计算操作的期间为恒定的。优选地，所述泄漏流量是取决于压力的泄漏流量，和/或所述泄漏传导值是取决于压力的泄漏传导值。
65.可以替代或补充的是，能够使用另外的泄漏模型，以便计算所述泄漏流量。所述泄漏模型能够基于在患者接头处的当前的压力（paw）来估计当前的泄漏流量。对此而言的例子是利用下述等式对于所述泄漏流量fl进行估计的指数的泄漏模型：fl = gα * (paw)^α在此，根据所述泄漏模型的泄漏算法的gα和α是待要估计的值。该方法从de 10 2005 061 439 b3已知，并且能够与另外的待要测量的参数进行组合。
66.在对于泄漏流量和/或外部的气体流量进行根据本发明的计算时，优选地使用对于当前的吸入的气体流量以及当前的呼出的气体流量而言的、最后的实时地所接收的值。然而可以替代的是，在未被示出的实施例中，仅仅使用了最后的实时地所接收的对于所述呼出的气体流量而言的值，反之，所述吸入的气体流量是在治疗过程内所调节的或者所预先确定的吸入的气体流量。根据本发明，至少为了通过所述第一计算模块进行的第一计算操作，实时地提供所述吸入的气体流量。如此所构造的实施例通过下述方式允许了所述呼吸控制单元的根据本发明的工作方式：对于功能正常的呼吸机而言的吸入的气体流量能够基本上保持恒定。因此，不需要定期地确定所述吸入的气体流量。所述吸入的气体流量能够根据本发明地来确定，并且能够经由吸入信号发送到所述呼吸控制单元处。如此所确定的吸入的气体流量在本发明的意义上也是当前的吸入的气体流量，因为所述吸入的气体流量能够被假设为实时地存在着。
67.在根据本发明的呼吸控制单元内的信号能够基于电线地或者无线地来传输。在所示出的实施例中，各自的信号传输通过各自的模块的基于电线的相互通信来进行，其中，所述第一计算模块和第二计算模块通过共同的处理器来实现。
68.用来对于所述吸入的或呼出的气体流量进行测量的传感器优选地是商业上通用的流量传感器。该流量传感器能够例如基于超声波法、压差测量或者基于磁感应测量。
69.图2示出了在根据本发明的第二方面的呼吸系统205内的、根据本发明的第一方面的呼吸控制单元200的第二实施例的示意图。
70.所述呼吸控制单元200由于下述情况而与在图1中所示出的呼吸控制单元100不同：所述接收模块200具有一信号接口222，该信号接口包括两个单独的组件223、224以便接收所述吸入流量信号125和呼出流量信号127。
71.此外所述呼吸控制单元200由于其包括另外的计算模块260而不同，该计算模块被构造用于，基于所计算的泄漏流量132以及所计算的外部的流量136、并且从当前的吸入的气体流量126与当前的呼出气体流量128之间的差来计算一供应给患者的患者气体流量
258。所述供应给患者的患者气体流量258包括一气体体积，该气体体积基本上对应于在患者104呼吸时的所谓的潮气量。基于对于泄漏流量232和外部的气体流量236进行可靠的计算，所计算的患者气体流量262基本上对应于实际上供应给患者的患者气体流量258。在此，基于对于在呼吸过程内的存在的气体流量进行的已经解释了的平衡，得出了对于所供应的患者气体流量f
p
的如下计算方法：f
p
=f
i
‑
f
e
‑
f
l
f
ex
与已经描述了的平衡等式相反，在该等式中所使用的量不是在时间上计算平均得到的值，从而在此不能假设所述患者气体流量为零，因为在呼吸过程期间的所述患者气体流量被评估并且没有被计算平均。所以为了计算所供应的患者气体流量，通过所述另外的计算模块260至少评估了当前的呼出的气体流量128。实际上供应给患者的患者气体流量258是用于调节所述呼吸机107的重要的量。那么例如能够如此供应所述患者气体流量：使得达到了呼吸的预先确定的潮气量。
72.所述发送模块140的发送信号242被直接发送到呼吸机107处，并且指示了所计算的患者气体流量262。在所述呼吸机107中，调节模块270被构造用来接收所述发送信号242，并且基于所计算的患者气体流量262来执行对于所述吸入的气体流量126的调节。在此，根据呼吸的预先确定的潮气量将所计算的患者气体流量262与预先确定的额定
‑
患者气体流量相比较，并且相应地调节所提供的吸入的气体流量126。
73.在未被示出的实施例中，所述调节模块被布置在带有所述呼吸控制单元另外的模块的共同的壳体中。优选的是，所述调节模块是根据本发明的呼吸控制单元的部件。
74.图3示出了在根据本发明的第二方面的呼吸系统305内的、根据本发明的第一方面的呼吸控制单元300的第三实施例的示意图。
75.所述呼吸控制单元300与在图1中所示出的呼吸控制单元100的不同之处尤其在于，它布置在所述呼吸机307内。所述信号接口320因此是在呼吸机307内的内部的信号接口。所述呼吸机307具有第一外部的接口380用来接收所述呼出流量信号127。此外，由于下述情况使得所述呼吸控制单元300和周围的呼吸系统305不同：所述泄漏信号134经由第二外部的接口382被发送到外部气体流量源310的控制模块318处，或者被所述控制模块318调用。所述控制模块318在所示出的实施例中是所述外部气体流量源310的部件。在未被示出的实施例中，所述控制模块318是单独的模块，该模块与外部气体流量源318经由相应地所提供的通信通道来通信。所述控制模块318被构造用于，通过接收所述泄漏信号来触发所述外部气体流量源310与呼吸回路106的连接。这通过一开启装置319的开启、尤其是开启阀的开启来实现。
76.在未被示出的实施例中设置了用户界面，该用户界面被构造来接收用户输入，该用户输入表示了所述外部气体流量源被连接还是被分离，即例如所述外部气体流量源被激活还是被去激活，或者打开了还是关闭了用来对于所述外部气体流量源与呼吸回路进行流体动力学的连接的相应的阀。那么所述呼吸控制单元能够得知关于所述外部气体流量源的状态的情况，而不需要电的或机械的连接用来传输相应的信号。所述用户界面可以包括例如触摸显示器、键盘、调节轮、开关和/或触摸板。
77.此外通过下述方式使得所述呼吸控制单元300不同：所计算的外部的气体流量136与当前的呼出的气体流量以及当前的吸入的气体流量一起，在另外的泄漏计算模块390内
被用于计算所述当前的泄漏流量150。在此假设所述外部的气体流量在所述时间期间是恒定的，并且因此，能够将所述外部的气体流量在存在的气体流量的平衡内如同上述那样假设为恒定的值。由此能够不采纳原来通过所述第一计算模块130所计算的对于所述泄漏流量132而言的值，并且对于所述值进行重新确定和/或在所述时间期间计算平均。对于当前的泄漏流量进行的长期的评估有利地允许了对于突然出现的泄漏进行快速的识别，并且因此允许了对于所述呼吸机307进行相应的重新调整，用来根据用于患者104的呼吸的预先确定的潮气量来提供预先确定的患者流量。
78.所述发送信号342根据所述呼吸系统305的结构经由内部的基于电线的连接被发送到所述呼吸机307的调节模块370处。所述调节模块370形成了所述呼吸机307的处理单元395的部件。
79.在有利的未被示出的实施例中，所述外部的气体源的控制模块如此与呼吸控制单元相连接：通过将所述外部的气体源与所述呼吸系统的呼吸回路相连接来触发通过所述第二计算模块对于所述外部的气体流量进行的计算。
80.图4示出了根据本发明的第三方面的方法400的实施例的流程图。
81.根据本发明的方法400被构造用于，当存在外部气体流量源时对于在呼吸系统内的气体流量进行调节。在此，所述根据本发明的方法400具有接下来的所解释的步骤。
82.第一步骤410包括，对于指示了当前的呼出的气体流量的第一呼出信号进行接收。独立于所述第一步骤410的另外的步骤415包括，对于指示了当前的吸入的气体流量的第一吸入信号进行接收。
83.下一个步骤420包括，当所述外部气体流量源与所述呼吸系统的呼吸回路相分离时，基于当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差来计算泄漏流量。
84.后续的步骤430包括，发送一指示了确定的泄漏流量的泄漏信号。
85.另外的步骤440包括，接收第二呼出信号，该第二呼出信号指示了在计算了所述泄漏流量之后的当前的呼出的气体流量。
86.下一个步骤450包括，在接收了所述泄漏信号、并且将所述外部气体流量源与所述呼吸系统的呼吸回路相连接之后，基于所计算的泄漏流量以及在当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差，来计算外部的气体流量。
87.最后的步骤460包括，发送一建立在所计算的外部的气体流量的基础上的发送信号。
88.所述步骤410和415能够相互独立地实施，并且在此优选地以定期的时间间隔来实施。所述步骤420和430按此顺序在步骤410、415之后来实施。在步骤440中对于第二吸入信号的接收，优选地通过在以虚线所示出的步骤445的范围中对于第二吸入信号进行的接收来补充。所述两个步骤440和445在此优选地相互独立地实施。
89.所述步骤450和460描述了第二计算操作，该第二计算操作在时间上跟在根据所述步骤420和430的计算操作之后。
90.对于具体的外部气体流量源而言，通过在第二计算操作中所描述的计算来对于所述外部的气体流量进行的测量优选的只需要实行一次，因为所述外部的气体流量在相同的外部气体流量源的情况下典型地不发生变化或者几乎不发生变化。
91.优选地，根据本发明的方法的最后的步骤包括，基于所计算的外部的气体流量和/
或基于所计算的外部的气体流量以及所计算的泄漏，来调节所述吸入的气体流量。所述调节优选地基于在所述方法内所计算的患者气体流量。优选地借助于为了呼吸所确定的、呼吸的潮气量来规定待要争取达到的患者气体流量。
92.在有利的实施例中，根据本发明的方法允许了：基于所计算的外部的气体流量以及在当前的吸入的气体流量与当前的呼出的气体流量之间的差，来对于泄漏流量进行紧接着的重复的计算。
93.附图标记列表100、200、300 呼吸控制单元101 壳体102 气体流量104 患者105、205、305 呼吸系统106 呼吸回路107、307 呼吸机108 气体流量传感器109 y型件110、310 外部气体流量源114 外部的气体接头116 喷雾器120、220、320 接收模块122、222 信号接口125 吸入流量信号126 吸入的气体流量127 呼出流量信号128 呼出的气体流量130 第一计算模块132 所计算的泄漏流量134 泄漏信号135 第二计算模块136 所计算的外部的气体流量140 发送模块142、242、342 发送信号150 实际的泄漏流量155 实际的外部的气体流量223 所述信号接口的第一组件224 所述信号接口的第二组件258 实际的患者气体流量260 另外的计算模块262 所计算的患者气体流量
270、370 调节模块318 控制模块319 开启装置380 第一外部的接口382 第二外部的接口390 泄漏计算模块395 处理单元400 方法410、415、420、430、440、445、450、460 方法步骤