專利名稱：呼氣控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種呼氣控制方法，更具體地，涉及一種用于控制含雙向驅(qū)動(dòng)電路的
呼氣閥的呼氣控制方法。
背景技術(shù)：
在氣動(dòng)電控型呼吸機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，呼氣閥的控制是實(shí)現(xiàn)機(jī)械通氣關(guān)鍵，特別是帶
有主動(dòng)呼氣閥的新型呼吸機(jī)，已經(jīng)把減少呼氣阻力作為呼氣控制的實(shí)施目標(biāo)之一。
常見的呼吸機(jī)呼氣閥在呼氣相的方法有 — 單一壓力控制，即在進(jìn)入呼氣相后設(shè)定固定不變的單一呼氣閥控制信號，使得 呼氣閥在整個(gè)呼氣相的輸出為PEEP(呼氣末正壓)。這種方案會在整個(gè)呼氣階段產(chǎn)生相應(yīng) 呼氣阻力，使得患者產(chǎn)生呼氣困難的感覺。
二 兩階段法，即在進(jìn)入呼氣相后氣閥的輸出壓力分為2個(gè)階段控制。在第一階段
先打開呼氣閥，第二階段輸出PEEP(呼氣末正壓)。這種方案雖然會在第一階段減少呼氣阻
力，但各階段的劃分沒有數(shù)學(xué)模型提供參考，且在硬件上沒有相應(yīng)方案支持。 此外，在申請?zhí)枮?00810239313. 7的題為"比例電磁閥控制方法"的發(fā)明中，披露
了一種新型的可以雙向驅(qū)動(dòng)控制電磁閥的機(jī)制，該機(jī)制通過改變電磁閥兩個(gè)方向上的壓力
而對該電磁閥進(jìn)行控制，達(dá)到了降低成本，提高性能的要求。但是該方案中并不涉及用于減
少呼氣阻力、智能控制患者呼吸的優(yōu)化的控制方法

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種減少呼氣阻力、智能控制患者呼吸的優(yōu)化的控制方法。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種呼氣控制方法，用于控制含雙向驅(qū)動(dòng)電路 的呼氣閥，所述方法包括以下步驟步驟一，在呼氣開始之前，關(guān)閉呼氣閥；步驟二，在呼氣 開始之后，將呼氣閥打開到最大；步驟三，根據(jù)采樣信號確定呼氣時(shí)間；步驟四，在呼氣時(shí) 間內(nèi)以特定曲線關(guān)系將呼吸閥關(guān)閉至預(yù)定程度；以及步驟五，返回步驟一。
其中，所述采樣信號是測得的潮氣量Vt、峰值流量peak f 1ow、和呼氣前氣道壓力 Pend，而所述呼氣時(shí)間是根據(jù)以下公式確定的
t = RXC = Vt/peak flow公式1
P(t) = PendXexp(-t/t ) 公式2 其中，P(t)為在呼氣階段t時(shí)刻的氣道壓力，當(dāng)根據(jù)呼氣者的需要人為設(shè)定呼氣 末氣道壓力PEEP后，令PEEP = P(tl) =PendXexp(-tl/T)即可求出從呼氣開始到呼氣 結(jié)束的時(shí)間tl。 此外，所述特定曲線關(guān)系是線性、二次、或指數(shù)曲線關(guān)系。 此外，所述的關(guān)閉所述呼氣閥的步驟是通過向呼氣閥輸出最大正向控制壓力實(shí)現(xiàn) 的。
此外，所述的將所述呼氣閥打開到最大的步驟是通過向呼氣閥輸出與最大正向控 制壓力方向相反的最大反向控制壓力實(shí)現(xiàn)的。 本發(fā)明采用了一個(gè)新的呼氣控制方法，可以使呼吸機(jī)、麻醉機(jī)的呼氣阻力大大降 低，減少患者呼氣做功，增加了患者使用呼吸機(jī)的舒適程度。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)
明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限定。在附圖中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)模型的簡化電路圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的呼氣流量與時(shí)間的關(guān)系曲線； 圖3是根據(jù)本發(fā)明的呼氣壓力與時(shí)間的關(guān)系曲線；以及 圖4是根據(jù)本發(fā)明的含雙向驅(qū)動(dòng)電路的呼氣閥的示意性電路圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的軟件控制方法的流程圖。
具體實(shí)施方式

系統(tǒng)建樽 如圖1所示，呼吸機(jī)的呼氣階段系統(tǒng)模型為R、 C 一階系統(tǒng)。 如圖2所示，呼氣流量與時(shí)間的關(guān)系曲線中，前半段時(shí)間的波形代表吸氣相流量 波形，后半段時(shí)間的波形代表呼氣相流量波形。 如圖3所示，呼氣壓力與時(shí)間的關(guān)系曲線中，前半段時(shí)間的波形代表吸氣相壓力
波形，后半段時(shí)間的波形代表呼氣相壓力波形。
計(jì)算呼氣時(shí)間常數(shù)t :
t = RXC = Vt/peak flow 公式1
呼氣時(shí)間常數(shù)的單位為秒或毫秒。 其中，Vt為潮氣量，單位mL，即一次呼氣呼出氣體的容量總和；peak f low表示峰 值流量，單元mL/s，即一次呼氣呼出氣體的最大流量值。Vt和peak flow可由呼吸機(jī)的流 量傳感器測量并實(shí)時(shí)計(jì)算。 根據(jù)t計(jì)算達(dá)到呼氣末的氣道壓力的時(shí)間t :
P (t) = PendX exp (-t/ t ) 公式2 Pend為測量到的呼氣前(吸氣end時(shí))的氣道壓力，P(t)為在呼氣階段t時(shí)刻的 氣道壓力。當(dāng)確定呼氣末的設(shè)定壓力值(即P(t) = PEEP)時(shí)，可求出t。
硬件設(shè)計(jì) 呼氣比例閥的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)采用雙向電流驅(qū)動(dòng)電路(申請?zhí)?00810239313. 7，題 為"比例電磁閥控制方法")。如圖4。
軟件控制方法
如圖5中所示， 步驟一，在呼氣開始前輸出最大正向控制壓力。(為防止呼氣閥漏氣，往往在吸氣 階段呼氣閥關(guān)得最嚴(yán)，需要輸出最大壓力) 步驟二，在呼氣開始后輸出最大反向控制壓力，使得氣道的阻力最小。
步驟三，根據(jù)公式1計(jì)算t ，根據(jù)公式2計(jì)算t。 步驟四，在到達(dá)t時(shí)刻之前緩慢增長呼氣閥的控制壓力，可通過線性增長，或通過 指數(shù)曲線增長等方式達(dá)到呼氣末氣道壓力PEEP。
步驟五，返回步驟一。 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種呼氣控制方法，用于控制含雙向驅(qū)動(dòng)電路的呼氣閥，其特征在于，所述方法包括以下步驟步驟一，在呼氣開始之前，關(guān)閉所述呼氣閥；步驟二，在呼氣開始之后，將所述呼氣閥打開到最大；步驟三，根據(jù)采樣信號確定呼氣時(shí)間；步驟四，在所述呼氣時(shí)間內(nèi)以特定曲線關(guān)系將所述呼吸閥關(guān)閉至預(yù)定程度；以及步驟五，返回步驟一。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼氣閥控制方法，其特征在于，所述采樣信號是測得的潮氣 量Vt、峰值流量peak flow、和呼氣前氣道壓力Pend，而所述呼氣時(shí)間是根據(jù)以下公式確定 的<formula>formula see original document page 2</formula> 公式2其中，P(t)為在呼氣階段t時(shí)刻的氣道壓力，當(dāng)根據(jù)呼氣者的需要而人為設(shè)定呼氣末 氣道壓力PEEP后，即可求出所述呼氣時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的呼氣閥控制方法，其特征在于，所述特定曲線關(guān)系是線 性、二次、或指數(shù)曲線關(guān)系。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的呼氣閥控制方法，其特征在于，所述的關(guān)閉所述呼氣閥的步 驟是通過向所述呼氣閥輸出最大正向控制壓力實(shí)現(xiàn)的。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的呼氣閥控制方法，其特征在于，所述的將所述呼氣閥打開到 最大的步驟是通過向所述呼氣閥輸出與所述最大正向控制壓力方向相反的最大反向控制 壓力實(shí)現(xiàn)的。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼氣閥控制方法，其特征在于，所述呼氣末氣道壓力PEEP與 所述預(yù)定程度相對應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種呼氣控制方法，用于控制含雙向驅(qū)動(dòng)電路的呼氣閥，所述方法包括以下步驟步驟一，在呼氣開始之前，關(guān)閉呼氣閥；步驟二，在呼氣開始之后，將呼氣閥打開到最大；步驟三，根據(jù)采樣信號確定呼氣時(shí)間；步驟四，在呼氣時(shí)間內(nèi)以特定曲線關(guān)系將呼吸閥關(guān)閉至預(yù)定程度；以及步驟五，返回步驟一。
文檔編號A61M16/00GK101766858SQ20081024751
公開日2010年7月7日 申請日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者劉冬, 李敬輝, 高祥 申請人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司