專利名稱：一種呼吸機(jī)氣流控制方法以及控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種人工呼吸機(jī)，特別涉及一種呼吸機(jī)連續(xù)氣流控制方法以及控制裝置。
背景技術(shù)：
呼吸機(jī)是一種為呼吸衰竭病人提供通氣和氧合支持的關(guān)鍵生命支持設(shè)備。目前， 主流呼吸機(jī)的工作均采用模擬呼吸動(dòng)作，也就是說，依靠呼吸機(jī)對病人氣道進(jìn)行周期性正壓氣流灌注來為肺的充盈提供呼吸動(dòng)力支持。就呼吸機(jī)技術(shù)而言，要改善呼吸支持的品質(zhì)， 就要盡可能降低呼吸支持時(shí)的氣道壓力和呼吸功消耗，就必須改善呼吸機(jī)工作與病人自主呼吸的同步性和協(xié)調(diào)性。現(xiàn)代呼吸機(jī)在這些方面雖取得一定技術(shù)進(jìn)步，但由于模擬型通氣時(shí)，病人自主呼吸是周期性的而呼吸機(jī)氣流輸出也是周期性的，要使呼吸機(jī)工作能完全順服病人的自主呼吸，就必須使這兩個(gè)高度動(dòng)態(tài)的過程完全同步和協(xié)調(diào)，這就要求相當(dāng)復(fù)雜的氣流控制技術(shù)和昂貴的制作成本，而且也難于實(shí)現(xiàn)兩者間的完全同步和協(xié)調(diào)?，F(xiàn)有技術(shù)中的容量型通氣和壓力型通氣是現(xiàn)代主流呼吸機(jī)的兩類基本通氣支持機(jī)制。這兩類通氣方式都是由呼吸機(jī)工作氣源周期性地向氣道內(nèi)送入正壓氣流來對病人提供壓力支持的。因?yàn)椴∪说暮粑侵芷谛缘?，而且，病人的氣道和肺臟是一個(gè)復(fù)雜的管道系統(tǒng)，所以呼吸機(jī)氣流輸出必須在氣流輸出的激發(fā)、流量的設(shè)定和變化、時(shí)相轉(zhuǎn)換、氣道壓力和潮氣量等各個(gè)方面配合病人的吸氣需要、順服其氣道摩擦阻力和胸、肺組織順應(yīng)性的即時(shí)變化；任何這些指標(biāo)的設(shè)定不當(dāng)，都可能造成病人的不適、過高的氣道壓力、甚至與呼吸機(jī)的對抗。這些缺點(diǎn)在容量型通氣工作方式、特別是在氣道病變復(fù)雜和嚴(yán)重的病人表現(xiàn)得尤為突出，因?yàn)槿萘啃屯獾牧髁枯敵鍪窃O(shè)定而不隨氣道狀況和病人吸氣需要的變化而改變的?，F(xiàn)在已經(jīng)明確，過高的氣道壓力是造成呼吸機(jī)肺損傷的主要原因。所以改善呼吸機(jī)治療的安全性、通氣效率和舒適性一直是呼吸機(jī)技術(shù)和呼吸機(jī)治療的注意焦點(diǎn)，其探索的目的和帶來的結(jié)果，正是氣道壓力的降低。過去二十年來，包括壓力支持通氣和壓力控制通氣的壓力型通氣方式的廣泛應(yīng)用是機(jī)械通氣最重要的技術(shù)進(jìn)步。壓力型通氣方式的氣流輸出能較好地順服氣道狀況和吸氣需要的性能，已經(jīng)明顯地降低了病人的氣道壓力、改善了病人的舒適性，否則，如果仍然采用定容型通氣方式，對于多數(shù)情況特別在嚴(yán)重肺、氣道病變的病人，呼吸支持要更為難于應(yīng)付。無論是容量型通氣或壓力型通氣，通氣效果都取決于正壓氣流與氣道狀況的互動(dòng)，正壓氣流的生成和輸出都是周期性的，在正壓氣流被周期性地壓入氣道的過程中，很難完全避免與病人的氣道狀況及吸氣需要之間的不匹配情況。近年來，在某些呼吸機(jī)上出現(xiàn)了名為Bi-Ievel的新的工作方式。Bi-Ievel可以非常容易、非常迅速地緩解呼吸機(jī)病人的呼吸困難而無需鎮(zhèn)靜藥物的幫助；同時(shí)，在取得同樣水平通氣容量的前提下，Bi-Ievel所造成的氣道壓力要明顯低于常規(guī)通氣方式甚至壓力支持通氣和壓力控制通氣方式。Bi-Ievel臨床應(yīng)用的實(shí)際表現(xiàn)體現(xiàn)了其良好的通氣品質(zhì)。本發(fā)明者基于Bi-Ievel的工作，提出了一種氣道正壓切換型通氣方式的概念。氣道正壓切換通氣是一種與現(xiàn)時(shí)容量型通氣和壓力型通氣兩類主流通氣方式完全不同的、以連續(xù)氣流終端限流機(jī)制為工作基礎(chǔ)的通氣方式。氣道正壓切換通氣的工作氣源對管道系統(tǒng)提供高流量連續(xù)氣流，當(dāng)氣流被設(shè)置在系統(tǒng)終端開口的壓力閥上產(chǎn)生的阻力所限制時(shí)，整個(gè)管道系統(tǒng)內(nèi)的壓力就會(huì)相應(yīng)升高。呼吸機(jī)治療時(shí)病人氣道與呼吸機(jī)管道貫通為同一系統(tǒng)，吸氣末與呼氣末氣道內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)停止時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)包括氣道的壓力都處在同一水平，所以系統(tǒng)壓力代表著氣道和肺內(nèi)壓力；氣道正壓切換通氣所造成的系統(tǒng)壓力切換實(shí)際也就是氣道內(nèi)壓和肺內(nèi)壓力的切換。作為一個(gè)彈性空腔，肺的容量的變化總是隨著肺內(nèi)的壓力而變化的，兩者的關(guān)系表現(xiàn)為壓力-容量曲線。在壓力-容量曲線上，較高的氣道壓力和肺內(nèi)壓力總是代表著較大的肺容量。氣道正壓切換通氣時(shí)，肺內(nèi)氣道壓力在兩個(gè)不同的高度上切換也就造成了肺容量在兩個(gè)不同水平的相應(yīng)變換，這正意味著通氣的進(jìn)行。改善通氣與氧合是呼吸機(jī)治療的兩個(gè)基本目的，生理學(xué)上，這兩個(gè)過程分別與通氣容量及肺功能殘氣量相關(guān)。氣道正壓切換通氣時(shí)，通氣壓力決定著通氣容量的大小，而氣道基礎(chǔ)壓力則決定著肺功能殘氣量的大小，所以這兩個(gè)指標(biāo)是呼吸支持中的最重要指標(biāo)。氣道正壓切換通氣的原理類似于水庫內(nèi)水位的變化，河道水流被大壩攔蓄，上游水位自然提高，閘門的高度決定著庫內(nèi)的水位。氣道正壓切換通氣時(shí)，肺的容量變化并非直接因?yàn)殚g歇性氣流被送入肺內(nèi)而造成，而是伴隨整個(gè)呼吸機(jī)管道壓力變化的間接結(jié)果，呼吸機(jī)通氣造成的容量變化不受病人呼吸動(dòng)作的影響，因而不再存在呼吸機(jī)氣流輸出與病人氣道狀況及吸氣需要的匹配問題。Bi-Ievel至今還是作為一種比較次要的工作方式配置在以容量型通氣方式和壓力型通氣方式為基礎(chǔ)的先進(jìn)的主流呼吸機(jī)上，其壓力的轉(zhuǎn)換也還是簡單的時(shí)間切換，即以預(yù)先設(shè)置的頻率和時(shí)間比進(jìn)行轉(zhuǎn)換控制?，F(xiàn)代危重病搶救醫(yī)學(xué)的進(jìn)步，正在使得越來越多的嚴(yán)重肺、氣道病變的病人有了呼吸和生命支持的機(jī)會(huì)，因而，對呼吸機(jī)治療的安全性、有效性和舒適性的要求也越來越高；盡可能降低通氣支持時(shí)的氣道壓力，盡可能讓病人的自主呼吸主導(dǎo)呼吸機(jī)的工作，使呼吸機(jī)的工作更能順服病人需要，正在成為呼吸機(jī)治療中的新趨勢，也是對呼吸機(jī)技術(shù)發(fā)展的新的要求。Bi-Ievel的實(shí)際性能表明，氣道正壓切換型通氣將會(huì)是通氣支持的一個(gè)新的技術(shù)方向；將氣道正壓切換型通氣方式進(jìn)一步發(fā)展、完善成一種獨(dú)立的新型呼吸機(jī)將是技術(shù)和臨床發(fā)展的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中缺陷，通過指令通氣與自主呼吸工作方式、目標(biāo)潮氣量自動(dòng)調(diào)控、呼吸暫停自動(dòng)處置等一系列配套調(diào)控形成一種完全以氣道正壓切換通氣為技術(shù)基礎(chǔ)的獨(dú)立而完整的呼吸機(jī)系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種呼吸機(jī)氣流控制方法，將流量穩(wěn)定的連續(xù)氣流由氣源輸入呼吸機(jī)系統(tǒng)，并通過控制氣流出口端的閥門移動(dòng)頻率和距離動(dòng)態(tài)地調(diào)整氣道內(nèi)的通氣節(jié)奏和通氣力度，從而實(shí)現(xiàn)對患者的呼吸支持，包括如下兩種工作模式指令通氣工作模式，用于在患者呼吸沖動(dòng)不穩(wěn)定或?yàn)榛颊咛峁┨囟ㄋ降耐庵С謺r(shí)使用，在指令通氣工作模式下，中央處理器根據(jù)所述閥門的基礎(chǔ)位置A點(diǎn)的校正以及閥門的移動(dòng)距離B的動(dòng)態(tài)調(diào)整，控制閥門以預(yù)設(shè)的頻率在兩點(diǎn)間移動(dòng)，從而在通氣過程中維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量為患者提供指令性通氣支持；自主呼吸工作模式，通過氣道接口段動(dòng)態(tài)的壓力和流量檢測確定患者吸氣動(dòng)作的開始和終止，實(shí)現(xiàn)閥門的基礎(chǔ)位置A點(diǎn)的校正以及閥門的移動(dòng)距離B的動(dòng)態(tài)調(diào)整，中央處理器根據(jù)所述校正和調(diào)整結(jié)果以患者的自主呼吸節(jié)奏控制閥門在兩點(diǎn)間移動(dòng)，使氣道內(nèi)的壓力切換完全順從患者的呼吸動(dòng)作，在通氣過程中維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量或在患者出現(xiàn)呼吸停頓時(shí)適應(yīng)性地降低目標(biāo)潮氣量以維持自主呼吸的通氣支持。其中，指令通氣工作模式包括如下步驟對指令通氣頻率和呼吸時(shí)間比、目標(biāo)潮氣量以及基礎(chǔ)氣道壓進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并將設(shè)置的目標(biāo)潮氣量和基礎(chǔ)氣道壓換算成閥門的位移要素，所述閥門位移要素為基礎(chǔ)位置A和移動(dòng)距離B;根據(jù)所述閥門的位移要素，中央處理器控制啟動(dòng)初次通氣；在初次通氣過程中，對氣道接口段的瞬時(shí)流量和氣道壓力進(jìn)行檢測， 并根據(jù)實(shí)際測得的壓力和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算，分別得出校準(zhǔn)后的A點(diǎn)位置以及調(diào)整后的閥門的移動(dòng)距離B并將其作為目標(biāo)潮氣量初始通氣的閥門位移要素；中央處理器控制啟動(dòng)目標(biāo)潮氣量初始通氣，根據(jù)在初次通氣過程中確定的校準(zhǔn)后的A點(diǎn)位置和調(diào)整后的閥門移動(dòng)距離B，并以預(yù)先設(shè)定的所述指令通氣頻率和呼吸時(shí)間比執(zhí)行所述初始通氣；初始通氣后，繼續(xù)目標(biāo)潮氣量的通氣并逐次按周期地重復(fù)校準(zhǔn)閥門的A點(diǎn)位置和調(diào)整閥門的移動(dòng)距離B，這種動(dòng)態(tài)的校準(zhǔn)和調(diào)整貫穿于整個(gè)通氣支持過程直至指令通氣的改變或終止。其中，自主呼吸工作模式包括如下步驟對目標(biāo)潮氣量、基礎(chǔ)氣道壓以及吸氣相觸發(fā)靈敏度、呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并將設(shè)置的目標(biāo)潮氣量和基礎(chǔ)氣道壓換算成閥門的位移要素，所述閥門位移要素為基礎(chǔ)位置A和移動(dòng)距離B;自主呼吸吸入流量的檢測和處理；當(dāng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)檢測到的自主吸氣開始的流量變化特征滿足設(shè)定的所述吸氣相觸發(fā)靈敏度閾值時(shí)，判斷吸氣開始，根據(jù)所述閥門的位移要素，中央處理器控制啟動(dòng)初次通氣，閥門自A點(diǎn)開始向B移動(dòng)；當(dāng)檢測到的流量下降到設(shè)定的呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度閾值時(shí)，判斷呼氣開始，此時(shí)中央處理器指令閥門在瞬間返回A點(diǎn)；在初次通氣過程中，對氣道接口段的瞬時(shí)流量和氣道壓力進(jìn)行檢測，并根據(jù)實(shí)際測得的壓力和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算，分別得出校準(zhǔn)后的A點(diǎn)位置以及調(diào)整后的閥門的移動(dòng)距離B并將其作為目標(biāo)潮氣量初始通氣的閥門位移要素；當(dāng)在初次通氣開始后的所述設(shè)定時(shí)間內(nèi)再次檢測到自主呼吸開始的流量變化特征滿足設(shè)定的所述吸氣相觸發(fā)靈敏度閾值時(shí)，中央處理器控制啟動(dòng)目標(biāo)潮氣量初始通氣，根據(jù)在初次通氣過程中確定的校準(zhǔn)后的A點(diǎn)位置和調(diào)整后的閥門移動(dòng)距離B，并以患者自身的呼吸節(jié)奏執(zhí)行所述目標(biāo)潮氣量初始通氣；初始通氣后，繼續(xù)目標(biāo)潮氣量的通氣并逐次按周期地重復(fù)校準(zhǔn)閥門的A點(diǎn)位置和調(diào)整閥門的移動(dòng)距離B，這種動(dòng)態(tài)的校準(zhǔn)和調(diào)整貫穿于整個(gè)自主呼吸的通氣支持過程直至自主呼吸工作過程的改變或終止。其中，在自主呼吸工作模式下，當(dāng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)首次出現(xiàn)呼吸停頓，則按前次自主呼吸工作模式中的閥門位移要素實(shí)施一次指令通氣，在自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，繼續(xù)自主呼吸模式的原設(shè)定的目標(biāo)潮氣量通氣；當(dāng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)再次出現(xiàn)呼吸停頓，則按下調(diào)一定比例后的目標(biāo)潮氣量實(shí)施一次指令通氣，此時(shí)的閥門位移要素按比例計(jì)算修改，在自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，繼續(xù)自主呼吸模式的維持下調(diào)后的目標(biāo)潮氣量通氣；當(dāng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)仍出現(xiàn)呼吸暫停，則進(jìn)一步下調(diào)一定比例的目標(biāo)潮氣量實(shí)施一次指令通氣，此時(shí)的閥門位移要素仍然按比例計(jì)算修改，如果自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定，則繼續(xù)自主呼吸模式的維持再次下調(diào)后的目標(biāo)潮氣量通氣；如果仍不能消除呼吸暫停，則判斷呼吸暫停為中樞性病變所致，此時(shí)立即啟動(dòng)指令通氣工作模式并以最初設(shè)定的基礎(chǔ)氣道壓和目標(biāo)潮氣量參數(shù)進(jìn)行指令通氣。本發(fā)明還提供了一種呼吸機(jī)氣流控制裝置，包括可提供連續(xù)氣流的氣源、中央處理器以及位于氣道出口端的阻力閥門和閥門控制器，還包括指令通氣控制芯片和自主呼吸控制芯片；其中，指令通氣控制芯片按設(shè)定的參數(shù)控制閥門移動(dòng)的頻率和吸呼時(shí)比，并根據(jù)位于患者氣道接口段的壓力、流量傳感器實(shí)時(shí)檢測到的壓力、流量數(shù)據(jù)，在通氣過程中動(dòng)態(tài)地校正閥門的A點(diǎn)位置以及調(diào)整閥門的移動(dòng)距離B ；所述中央處理器根據(jù)每次校正和調(diào)整的結(jié)果并以預(yù)設(shè)的頻率通過閥門控制器控制閥門在兩點(diǎn)間移動(dòng)，從而在通氣過程中維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量為患者提供指令性通氣支持；自主呼吸控制芯片通過參數(shù)的設(shè)置以及位于患者氣道接口段的壓力、流量傳感器實(shí)時(shí)檢測到的壓力、流量數(shù)據(jù)，確定患者吸氣動(dòng)作的開始和終止，并實(shí)現(xiàn)閥門的基礎(chǔ)位置A點(diǎn)的校正以及閥門的移動(dòng)距離B的動(dòng)態(tài)調(diào)整，中央處理器根據(jù)校正和調(diào)整結(jié)果以患者的自主呼吸節(jié)奏控制閥門在兩點(diǎn)間移動(dòng)，使氣道內(nèi)的壓力切換完全順從患者的呼吸動(dòng)作，在通氣過程中維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量或在患者出現(xiàn)呼吸停頓時(shí)適應(yīng)性地降低目標(biāo)潮氣量以維持自主呼吸的通氣支持。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的呼吸機(jī)氣流控制方法及控制裝置具有兩種工作模式， 可為患者提供不同的呼吸支持，使用連續(xù)氣流避免了間歇?dú)饬鲙淼呐c呼吸不同步和設(shè)備較為復(fù)雜的問題，具體如下1、在指令通氣模式下，中央處理器根據(jù)閥門基礎(chǔ)位置A點(diǎn)和閥門移動(dòng)距離B向呼吸機(jī)的阻力閥門的控制器發(fā)出指令，以預(yù)設(shè)的頻率使閥門在兩點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)，從而對病人提供指令性通氣支持。該模式是在對呼吸沖動(dòng)不穩(wěn)定的病人提供通氣支持時(shí)應(yīng)該選擇的工作方式，以確保病人不致在呼吸機(jī)上發(fā)生呼吸停頓；或者，根據(jù)病情和治療需要時(shí)選擇用來對病人提供特定水平的通氣支持，這種控制性的工作方式對于作為生命支持裝備的呼吸機(jī)而言是不可缺少的。2、在自主呼吸模式下，中央處理器通過檢測進(jìn)入病人氣道的流量變化，來對呼吸機(jī)阻力閥門的控制器發(fā)出指令，使機(jī)器的通氣動(dòng)作對病人的呼吸動(dòng)作保持同步，而且通過對閥門位置的自動(dòng)調(diào)控使呼吸機(jī)對病人提供的潮氣量維持在設(shè)定的目標(biāo)水平；該模式中如果判斷呼吸長時(shí)間停頓，可通過減少目標(biāo)潮氣量的方式支持自主呼吸，如果通過減少目標(biāo)潮氣量的方式仍沒有自主呼吸跡象，則可轉(zhuǎn)入指令通氣模式對患者進(jìn)行呼吸支持。


圖1是本發(fā)明呼吸機(jī)氣流控制的工作原理示意圖；圖2是本發(fā)明呼吸機(jī)指令通氣工作模式下的流程圖；圖3是本發(fā)明呼吸機(jī)自主呼吸工作模式下的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受具體實(shí)施方式
的限制。首先介紹一下本發(fā)明呼吸機(jī)的通氣工作原理
流量穩(wěn)定的高流量氣流由氣源(即風(fēng)機(jī)送風(fēng))輸出進(jìn)入系統(tǒng)，因?yàn)闅饬鞒隹诙说淖枇﹂y限制了氣流流出，就在系統(tǒng)內(nèi)形成高于大氣的正壓。這樣，通過阻力閥的開閉程度的變化(即控制阻力閥的阻力變換)，即可相應(yīng)地在系統(tǒng)內(nèi)包括主氣道和肺內(nèi)造成兩個(gè)不同高度的壓力切換。因?yàn)槿梭w的肺具有彈性，不同的肺內(nèi)壓高度就意味著不同的肺容量大小。阻力閥向主氣道出口端移動(dòng)時(shí)，主氣道壓力升高，肺內(nèi)壓力和容量也相應(yīng)升高，肺因此而獲得充盈；一旦阻力閥快速退回初始位置，主氣道壓力迅速下降，肺內(nèi)壓力也相應(yīng)快速下降，此時(shí)肺內(nèi)氣流就會(huì)在肺組織彈性回縮壓迫下返回主氣道，開始呼氣相的氣流排空過程， 直至排空氣流停止。系統(tǒng)壓力在相應(yīng)的兩個(gè)高度不斷切換，就造成肺充盈和排空狀態(tài)的不斷交替，這在生理學(xué)上稱為通氣過程；充盈和排空時(shí)的氣量變化，就是進(jìn)出肺的容量，即潮氣量。阻力閥的切換控制包括節(jié)奏控制和力度控制，節(jié)奏控制指阻力切換的方式、頻率和節(jié)奏的控制；力度控制指高低阻力間差的控制，它體現(xiàn)了通氣支持的力度，表現(xiàn)為潮氣量的大小。如圖1所示，阻力閥，即呼吸機(jī)主控閥門(以下簡稱閥門)的開閉程度決定著系統(tǒng)內(nèi)部主氣道壓力的變換。例如閥門在A點(diǎn)時(shí)開口最大，因此閥門在此位置時(shí)系統(tǒng)內(nèi)部維持的氣壓壓力最低，這個(gè)壓力稱為“基礎(chǔ)氣道壓”;當(dāng)閥門自A向B移動(dòng)時(shí)，閥門開口隨之縮小， 閥門產(chǎn)生的阻力和相應(yīng)的系統(tǒng)內(nèi)部壓力隨之升高，即閥門開口 A、B兩點(diǎn)間移動(dòng)將直接控制系統(tǒng)壓力的變換。因此，A點(diǎn)的位置決定了基礎(chǔ)氣道壓的高度；A點(diǎn)至B點(diǎn)之間的距離決定了氣道壓力的變化高度(即變化幅度)，也就是通氣力度或通氣強(qiáng)度；A點(diǎn)至B點(diǎn)之間切換的時(shí)間間隔決定了切換的節(jié)奏控制。即前面提到的力度控制和節(jié)奏控制。下面介紹一下本發(fā)明呼吸機(jī)在采用上述通氣原理的前提下的兩種工作模式即指令通氣工作模式和自主呼吸工作模式。指令通氣工作模式是對病人在通氣支持的力度和充盈-排空的節(jié)奏上進(jìn)行指令控制。該模式是在對呼吸沖動(dòng)不穩(wěn)定的病人提供通氣支持時(shí)應(yīng)該選擇的工作方式，以確保病人不致在呼吸機(jī)上發(fā)生呼吸停頓；或者，根據(jù)病情和治療需要時(shí)選擇用來對病人提供特定水平的通氣支持，這種控制性的工作方式對于作為生命支持裝備的呼吸機(jī)而言是不可缺少的。具體地說，在指令通氣模式下，通過“指令通氣控制芯片”控制閥門在A、B間位置變換的頻率和時(shí)間比；而通過“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊”調(diào)控閥門在A、B間的變換距離。自主呼吸工作模式是以病人的自主呼吸來控制流出阻力切換，從而控制氣道正壓水平的工作方式。該模式的實(shí)現(xiàn)是由病人接口段內(nèi)的流量變化來確定病人吸氣動(dòng)作的開始和終止，并以此來控制阻力閥的開啟程度。采用自主呼吸工作方式時(shí)，氣道壓力的切換完全順從病人的呼吸動(dòng)作，可以為病人提供最舒適的通氣支持。具體地說，該模式選擇進(jìn)入病人氣道的特定流量變化作為指標(biāo)來確定呼吸周期的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)；通過“自主呼吸控制芯片”來控制閥門在A、B間的移動(dòng)，其頻率和時(shí)間比是隨患者自主呼吸變化的；而閥門在A、B 間的變換距離仍由“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊”來調(diào)控。因此，無論是指令通氣工作模式還是自主呼吸工作模式，都需要通過閥門的動(dòng)作來對通氣的節(jié)奏和力度進(jìn)行控制。其中，由閥門在AB間移動(dòng)的時(shí)間點(diǎn)(或動(dòng)作變換時(shí)刻) 來決定通氣節(jié)奏(how)；而閥門的移動(dòng)位移則決定通氣力度的大小(how much)，即閥門移動(dòng)多少，移動(dòng)到什么位置，這是由目標(biāo)潮氣量調(diào)控芯片來完成的，它用于控制通氣強(qiáng)度(或者說通氣力度)。正是上述兩個(gè)指標(biāo)的共同作用，決定了閥門在AB間的往復(fù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律和軌跡。下面對指令通氣模式進(jìn)行詳細(xì)說明指令通氣樽式實(shí)施例指令通氣模式下主要由三個(gè)工作模塊組成，S卩“時(shí)相控制模塊”、“基礎(chǔ)氣道壓 (PEEP)控制模塊”以及“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊”，三個(gè)模塊在中央處理器的協(xié)調(diào)管理下完成操作控制任務(wù)。下面請參見圖2具體說明該模式的實(shí)施步驟步驟1，由控制面板選擇進(jìn)入指令通氣工作模式；步驟2，工作參數(shù)設(shè)置按完成步驟1后所顯示的面板提示，對參數(shù)進(jìn)行逐項(xiàng)設(shè)置。需設(shè)置的參數(shù)包括 “指令通氣頻率和呼吸時(shí)間比”、“目標(biāo)潮氣量”以及“基礎(chǔ)氣道壓”；根據(jù)設(shè)置的基礎(chǔ)氣道壓可決定閥門的基礎(chǔ)位置?；A(chǔ)氣道壓設(shè)定后，“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”將據(jù)此按模塊中已經(jīng)預(yù)設(shè)的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，即氣道壓力10厘米水柱的A點(diǎn)位置，計(jì)算出相應(yīng)的閥門基礎(chǔ)位置即AO點(diǎn)；“時(shí)相控制模塊”將按“指令通氣頻率和呼吸時(shí)間比”的設(shè)置調(diào)定閥門在A、B兩點(diǎn)之間的移動(dòng)頻率和往返時(shí)比；步驟3，啟動(dòng)初次通氣中央處理器發(fā)出指令，按照步驟2中設(shè)定的閥門位移要素，進(jìn)行初次通氣。此時(shí)，“時(shí)相控制模塊”按步驟2設(shè)定的指令通氣頻率和呼吸時(shí)間比，提供從A點(diǎn)移動(dòng)到 B點(diǎn)，然后返回A點(diǎn)的時(shí)間控制；閥門A點(diǎn)位置由“基礎(chǔ)氣道壓模塊”按步驟2的設(shè)定經(jīng)計(jì)算給出。即閥門按步驟 2 “基礎(chǔ)氣道壓模塊”所計(jì)算的AO點(diǎn)位置，移動(dòng)到此基礎(chǔ)位置；閥門移動(dòng)距離(即A-B的距離，以下簡稱移動(dòng)距離B)則由“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊” 按預(yù)置數(shù)據(jù)給出。此設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)預(yù)置該模塊中，可使正常人獲得300到500毫升左右的潮氣量，移動(dòng)距離B以AO位置為起點(diǎn)；步驟4，初次通氣過程中的流量和壓力檢測位于氣道接口段內(nèi)的流量傳感器和壓力傳感器對整個(gè)通氣過程中進(jìn)入氣道接口段的瞬時(shí)流量和氣道壓力進(jìn)行檢測；流量傳感器將瞬時(shí)流量信號(hào)輸送給“流量處理模塊”，由其分解為實(shí)際進(jìn)入氣道的流量曲線數(shù)據(jù)和因?yàn)榭赡艽嬖谛孤抖斐傻幕A(chǔ)流量數(shù)據(jù)兩種成分。對流量信號(hào)進(jìn)行濾波處理，即每個(gè)通氣周期的充盈相曲線可以被分解成為上部的鋸齒波和可能存在的矩形底部兩部分，其中上部的鋸齒波為真正進(jìn)入氣道內(nèi)的氣流信號(hào)，而矩形底部高度為基礎(chǔ)流量值， 反映管道接口部位可能出現(xiàn)的泄漏流量。該鋸齒波再被輸送至“潮氣量運(yùn)算模塊”，由該模塊運(yùn)算得出充盈過程進(jìn)入氣道的總氣量，即潮氣量；壓力傳感器檢測到的壓力信號(hào)則送入“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”，給出實(shí)際基礎(chǔ)氣道壓測值；步驟5，目標(biāo)潮氣量初始通氣的閥門移動(dòng)距離確定初次通氣閥門返回A點(diǎn)后，“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊”立即按設(shè)定的目標(biāo)潮氣量，根據(jù)初次通氣執(zhí)行的預(yù)設(shè)閥門移動(dòng)距離和步驟4 “潮氣量運(yùn)算模塊”所測算的初次通氣潮氣量實(shí)際結(jié)果，計(jì)算出為取得設(shè)定目標(biāo)潮氣量所需的閥門移動(dòng)距離的初始值B0;步驟6，基礎(chǔ)氣道壓的校準(zhǔn)“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”按步驟4所測出的實(shí)際基礎(chǔ)氣道壓，對A點(diǎn)位置進(jìn)行校準(zhǔn)。 實(shí)際基礎(chǔ)氣道壓為“時(shí)相控制模塊”發(fā)出閥門向B點(diǎn)移動(dòng)指令前即刻，由壓力傳感器在病人氣道接口段所測到的壓力，這個(gè)點(diǎn)的壓力應(yīng)為整個(gè)通氣周期中的最低水平。基礎(chǔ)氣道壓的校準(zhǔn)是通過調(diào)整圖1中閥門的A點(diǎn)位置來實(shí)現(xiàn)的，其具體過程為檢測到的壓力信號(hào)輸入“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”，與步驟2設(shè)置的基礎(chǔ)氣道壓相比較如果兩者誤差彡士3%，則簡單采用步驟2中的AO計(jì)算結(jié)果；如兩者誤差> 士3%，則需根據(jù)實(shí)測壓力與初次通氣的A點(diǎn)位置重新計(jì)算并將閥片移動(dòng)至Ax位置；步驟7，啟動(dòng)目標(biāo)潮氣量初始通氣根據(jù)步驟5和步驟6計(jì)算調(diào)整的A點(diǎn)位置和位移距離B0，由中央處理器發(fā)出指令， 進(jìn)行目標(biāo)潮氣量初始通氣。初次通氣為目標(biāo)潮氣量的實(shí)施取得最為關(guān)鍵的病人實(shí)際數(shù)據(jù)，即病人潮氣量與閥門移動(dòng)距離兩者的基本數(shù)量關(guān)系，目標(biāo)潮氣量的調(diào)控因此才有實(shí)施的大概依據(jù)。目標(biāo)潮氣量初始通氣，由“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊”主導(dǎo)，其要素為a.標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)氣道壓，即“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”根據(jù)前述步驟6的校準(zhǔn)結(jié)果，確定閥門移動(dòng)的起始位置Ax;b.初設(shè)的目標(biāo)潮氣量閥門移動(dòng)距離，即“目標(biāo)潮氣量控制模塊”根據(jù)步驟5計(jì)算得到的初次通氣潮氣量與初次通氣的閥門移動(dòng)距離B，計(jì)算出為取得設(shè)定的目標(biāo)潮氣量所需的閥門移動(dòng)距離B0;c.設(shè)定的頻率和呼吸時(shí)間比，即在“時(shí)相控制模塊”的設(shè)定頻率和時(shí)比指令下，開始閥門從Ax點(diǎn)移動(dòng)B0、然后返回到Ax點(diǎn)的目標(biāo)潮氣量初始通氣動(dòng)作；步驟8，目標(biāo)潮氣量通氣的繼續(xù)目標(biāo)潮氣量初始通氣后，指令通氣閥門工作要素構(gòu)筑完成。但是，由于諸多呼吸道動(dòng)、靜態(tài)阻力和呼吸狀況等因素的影響，病人潮氣量與氣道充盈壓力的數(shù)量關(guān)系是不斷變化的，要維持目標(biāo)潮氣量的穩(wěn)定就需要隨時(shí)相應(yīng)調(diào)整閥門移動(dòng)距離即調(diào)整氣道充盈壓力， 這個(gè)調(diào)控需要持續(xù)于病人接受呼吸機(jī)治療的整個(gè)通氣支持過程，“目標(biāo)潮氣量模塊”就是體現(xiàn)了這種逐次自動(dòng)計(jì)算調(diào)控的微機(jī)技術(shù)。即在步驟7后，不斷逐次按周期重復(fù)步驟4至步驟7，按前次閥門移動(dòng)距離和實(shí)際潮氣量調(diào)整下次的閥門移動(dòng)距離Bx，即在目標(biāo)潮氣量通氣過程中動(dòng)態(tài)地反復(fù)進(jìn)行閥門移動(dòng)距離的調(diào)整以及基礎(chǔ)氣道壓的校準(zhǔn)。從這一步驟開始，呼吸機(jī)工作的過程進(jìn)入“動(dòng)作-測量-計(jì)算-調(diào)整-再動(dòng)作”的循環(huán)，即重復(fù)流量和壓力檢測-基礎(chǔ)氣道壓的再次校準(zhǔn)-再次調(diào)整閥門移動(dòng)距離以進(jìn)行下一次目標(biāo)潮氣量的指令通氣；步驟9，指令通氣的改變或終止即直至改變?nèi)魏螀?shù)設(shè)定，重新按設(shè)定進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；或者在前述任何步驟上的一點(diǎn)切斷工作。綜上所述，在指令通氣模式下，中央處理器根據(jù)閥門基礎(chǔ)位置A點(diǎn)和閥門移動(dòng)距離B向呼吸機(jī)的阻力閥門的控制器發(fā)出指令，以預(yù)設(shè)的頻率使閥門在兩點(diǎn)之間運(yùn)動(dòng)，從而對病人提供指令性通氣支持。該模式是在對呼吸沖動(dòng)不穩(wěn)定的病人提供通氣支持時(shí)應(yīng)該選擇的工作方式，以確保病人不致在呼吸機(jī)上發(fā)生呼吸停頓；或者，根據(jù)病情和治療需要時(shí)選擇用來對病人提供特定水平的通氣支持，這種控制性的工作方式對于作為生命支持裝備的呼吸機(jī)而言是不可缺少的。自主呼吸工作樽式實(shí)施例自主呼吸工作模式下主要由五個(gè)工作模塊組成，即“基礎(chǔ)氣道壓(PEEP)控制模塊”、“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊”以及“吸氣相轉(zhuǎn)換模塊”、“呼氣相轉(zhuǎn)換模塊”和“呼吸停頓自動(dòng)處置模塊”，五個(gè)模塊在中央處理器的協(xié)調(diào)管理下完成操作控制任務(wù)。下面請參見圖3具體說明該模式的實(shí)施步驟步驟1，由控制面板選擇進(jìn)入自主呼吸工作模式；步驟2，工作參數(shù)設(shè)置和閥門運(yùn)動(dòng)要素的提供自主呼吸工作模式參數(shù)設(shè)置包括“目標(biāo)潮氣量”、“基礎(chǔ)氣道壓”，和“吸氣相觸發(fā)靈敏度”和“呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度”。步驟201，“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”定出閥門的AO點(diǎn)位置基礎(chǔ)氣道壓設(shè)定后，“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”根據(jù)預(yù)置在模塊內(nèi)的10厘米水柱A點(diǎn)位置的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，計(jì)算出基礎(chǔ)氣道壓設(shè)定值相應(yīng)的AO點(diǎn)位置；步驟202，給出預(yù)置的初次通氣的閥門移動(dòng)距離“目標(biāo)潮氣量控制模塊”給出預(yù)置在模塊中初次通氣閥門移動(dòng)距離B的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；步驟203，設(shè)置吸氣相觸發(fā)零敏度吸氣相觸發(fā)靈敏度自動(dòng)設(shè)置在2升/分，選擇范圍為1-12升/分，表示相對于吸氣開始前即刻基礎(chǔ)流量的流量值即病人氣道接口段的吸入流量。當(dāng)“流量處理模塊”檢測到進(jìn)入病人氣道接口段的吸入流量出現(xiàn)符合自主呼吸吸氣開始的流量升高變化特征、而且流量達(dá)到此設(shè)定的觸發(fā)閾值時(shí)，由中央處理器給出指令， 觸發(fā)閥門開始移動(dòng)；步驟204，設(shè)置呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度自動(dòng)設(shè)置在0升/分，選擇范圍為0-10升/分，表示相對于吸氣開始前即刻的充盈流量值。當(dāng)“流量處理模塊”檢測到進(jìn)入的病人氣道接口段內(nèi)的充盈流量下降到與相對于吸氣開始前即刻的流量值時(shí)，由中央處理器發(fā)出指令，閥門立即退回A點(diǎn)；步驟3，將病人氣道與呼吸機(jī)管道相接；步驟4，吸入流量的檢測和處理設(shè)置在病人接口段內(nèi)的流量傳感器開始檢測該段內(nèi)的進(jìn)出流量；檢出的瞬時(shí)流量信號(hào)輸入“流量處理模塊”，對流量曲線進(jìn)行濾波處理，每個(gè)通氣周期的充盈相曲線可以被分解成為上部的鋸齒波和可能存在的矩形底部兩部分。上部的鋸齒波為真正進(jìn)入氣道內(nèi)的氣流信號(hào)，鋸齒波信號(hào)由“潮氣量運(yùn)算芯片”進(jìn)行積分運(yùn)算，計(jì)算出進(jìn)入肺內(nèi)的總氣量，即潮氣量；矩形底部高度為基礎(chǔ)流量值，反映管道接口部位可能出現(xiàn)的泄漏流量；步驟5，初次通氣和后續(xù)調(diào)整如果在10秒內(nèi)，“流量處理模塊”檢測到步驟203所定義的自主吸氣開始的流量變化特征和設(shè)定的閥門移動(dòng)觸發(fā)閾值時(shí)(即達(dá)到2升/分時(shí))，中央處理器指令閥門開始移動(dòng)、進(jìn)行氣道充盈，初次通氣的參數(shù)為步驟201、202、203和204所決定；隨后，當(dāng)充盈流量下降到步驟204所定義的呼氣轉(zhuǎn)換流量值時(shí)(即達(dá)到0升/分時(shí))，中央處理器即指令閥門在瞬間退回A點(diǎn)。初次通氣過程中，流量和壓力傳感器收集實(shí)測數(shù)據(jù)，作為下次通氣即目標(biāo)潮氣量初始通氣動(dòng)作調(diào)整的依據(jù)步驟501，基礎(chǔ)氣道壓的校準(zhǔn)基礎(chǔ)氣道壓的校準(zhǔn)是通過“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”對圖1中的閥片的A點(diǎn)位置的調(diào)整來實(shí)現(xiàn)的，其過程為在“流量處理模塊”檢測出自主呼吸出現(xiàn)開始前即刻，由壓力傳感器在病人氣道接口段所測到的壓力為實(shí)際基礎(chǔ)氣道壓，這個(gè)點(diǎn)的壓力應(yīng)為整個(gè)通氣周期中的最低水平。此壓力信號(hào)輸入“基礎(chǔ)氣道壓控制模塊”，并與步驟201設(shè)定的基礎(chǔ)氣道壓進(jìn)行對比如果兩者誤差彡士3%，則執(zhí)行步驟201設(shè)定的基礎(chǔ)氣道壓；如果兩者誤差> 士3%，則需根據(jù)實(shí)測壓力與初次通氣的A點(diǎn)位置重新計(jì)算并將閥門移動(dòng)至Ax位置；步驟502，目標(biāo)潮氣量初始通氣閥門移動(dòng)距離的提供通過前述初次通氣，得到該病人潮氣量與由閥門移動(dòng)距離所控制的氣道壓變化兩者間相關(guān)關(guān)系大致數(shù)據(jù)，“目標(biāo)潮氣量控制模塊”可以據(jù)此計(jì)算目標(biāo)潮氣量所需的閥門移動(dòng)距離，由此可開始目標(biāo)潮氣量的通氣過程。具體如下閥門退回A點(diǎn)后，“流量處理模塊”將經(jīng)濾波處理后的吸氣相流量積分運(yùn)算結(jié)果輸入“目標(biāo)潮氣量控制模塊”，進(jìn)行初始化運(yùn)算，根據(jù)初次通氣的閥門移動(dòng)距離B和實(shí)際取得的潮氣量，按比例計(jì)算出設(shè)定的目標(biāo)潮氣量所需的閥門移動(dòng)距離B0，作為下次通氣即目標(biāo)潮氣量初始通氣的閥門移動(dòng)參數(shù)；步驟6，目標(biāo)潮氣量初始通氣如果在初次通氣開始后的10秒內(nèi)再次檢測到自主呼吸開始的流量變化特征和設(shè)定的閥門移動(dòng)觸發(fā)閾值時(shí)，中央處理器即給出指令，開始按設(shè)定的目標(biāo)潮氣量指令閥門移動(dòng)(即開始初始通氣過程，此時(shí)的閥門運(yùn)動(dòng)要素A點(diǎn)位置為Ax ；B點(diǎn)移動(dòng)距離為BO ；)步驟601，在初始通氣過程中重復(fù)步驟501，對基礎(chǔ)氣道壓即閥門基礎(chǔ)位置Ax進(jìn)行校準(zhǔn)；步驟602，在初始通氣過程中重復(fù)步驟502，對閥門移動(dòng)距離Bx進(jìn)行調(diào)控，以維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量；步驟7，繼續(xù)自主呼吸模式的目標(biāo)潮氣量通氣如果自主呼吸節(jié)奏穩(wěn)定，即不斷重復(fù)步驟6，直至改變工作參數(shù)或改變呼吸機(jī)工作模式；步驟8，呼吸停頓的自動(dòng)處置步驟801，如果出現(xiàn)首次呼吸停頓，按設(shè)定目標(biāo)潮氣量自動(dòng)替代通氣一次即步驟7后，“流量處理模塊”在前次閥片移動(dòng)的第10秒時(shí)還不能根據(jù)流量傳感器的流量信號(hào)檢出標(biāo)志自主吸氣開始的流量變化特征和設(shè)定的閥門移動(dòng)觸發(fā)閾值時(shí)，該模塊將立即發(fā)出信號(hào)給“呼吸停頓自動(dòng)處置模塊”，由其立即發(fā)出指令，開始閥門向B點(diǎn)的移動(dòng)， 即實(shí)施一次指令通氣，其A點(diǎn)位置和B點(diǎn)移動(dòng)距離均重復(fù)前次自主呼吸工作模式的參數(shù)；步驟802，如果自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定，繼續(xù)自主呼吸模式的原設(shè)定目標(biāo)潮氣量通氣即在步驟801后，如果下次自主呼吸開始在10秒內(nèi)，則重復(fù)步驟7 ；步驟803，如再次出現(xiàn)呼吸停頓，以目標(biāo)潮氣量的80%實(shí)施指令替代通氣一次即如果步驟801后，再次在10秒時(shí)不能根據(jù)流量傳感器的流量信號(hào)檢出標(biāo)志自主吸氣開始的流量變化特征和設(shè)定的閥門移動(dòng)觸發(fā)閾值時(shí)，則模塊再次立即發(fā)出信號(hào)給“呼吸停頓自動(dòng)處置模塊”，由其立即發(fā)出閥門移動(dòng)指令，但是其B點(diǎn)移動(dòng)距離將由“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊”根據(jù)步驟801實(shí)際取得的潮氣量和B點(diǎn)移動(dòng)距離，按設(shè)定目標(biāo)潮氣量的80% 重新按比例計(jì)算修改；步驟804，自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定，維持較低潮氣量通氣即按設(shè)定目標(biāo)潮氣量的80%進(jìn)行一次指令通氣后，如果呼吸停頓不再出現(xiàn)，“呼吸停頓自動(dòng)處置模塊”將發(fā)出指令，將目標(biāo)潮氣量設(shè)定值修改成為原設(shè)定值的80%并重復(fù)步驟7;步驟805，如仍出現(xiàn)呼吸暫停，則再次嘗試降低潮氣量設(shè)定即如果將潮氣量降低80%后，仍然出現(xiàn)呼吸暫停，則再次由呼吸停頓自動(dòng)處置模塊實(shí)施替代指令通氣一次，其Bx移動(dòng)距離按原設(shè)定目標(biāo)潮氣量的60%由“目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊”計(jì)算修改；步驟806，如仍出現(xiàn)呼吸暫停，改行指令通氣工作模式如果潮氣量降低60%后仍不能消除呼吸停頓，則可判定其原因并非生理性的過度動(dòng)力支持，而為中樞性病變所致，因此可判斷不適合采用自主呼吸工作模式?！昂粑ｎD自動(dòng)處置模塊”立即自動(dòng)將呼吸機(jī)工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹噶钔夤ぷ髂Ｊ?，而維持原先所設(shè)定的基礎(chǔ)氣道壓和目標(biāo)潮氣量設(shè)定，其通氣頻率和時(shí)比則設(shè)定為12次/分和1 2，以保證病人在呼吸機(jī)上的通氣安全。轉(zhuǎn)為指令通氣后，也可對工作參數(shù)另加調(diào)整。綜上所述，在自主呼吸模式下，中央處理器通過檢測進(jìn)入病人氣道的流量變化，來對呼吸機(jī)阻力閥門的控制器發(fā)出指令，使機(jī)器的通氣動(dòng)作對病人的呼吸動(dòng)作保持同步，而且通過對閥門位置的自動(dòng)調(diào)控使呼吸機(jī)對病人提供的潮氣量維持在設(shè)定的目標(biāo)水平；該模式中如果判斷呼吸長時(shí)間停頓，可通過減少目標(biāo)潮氣量的方式支持自主呼吸，如果通過減少目標(biāo)潮氣量的方式仍沒有自主呼吸跡象，則轉(zhuǎn)入指令通氣模式對患者進(jìn)行呼吸支持。以上公開的僅為本發(fā)明的幾個(gè)具體實(shí)施例，但是，本發(fā)明并非局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化都應(yīng)落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，將流量穩(wěn)定的連續(xù)氣流由氣源輸入呼吸機(jī)系統(tǒng)，并通過控制氣流出口端的閥門移動(dòng)頻率和距離動(dòng)態(tài)地調(diào)整氣道內(nèi)的通氣節(jié)奏和通氣力度，從而實(shí)現(xiàn)對患者的呼吸支持，包括如下兩種工作模式指令通氣工作模式，用于在患者呼吸沖動(dòng)不穩(wěn)定或?yàn)榛颊咛峁┨囟ㄋ降耐庵С謺r(shí)使用，在指令通氣工作模式下，中央處理器根據(jù)所述閥門的基礎(chǔ)位置A點(diǎn)的校正以及閥門的移動(dòng)距離B的動(dòng)態(tài)調(diào)整，控制閥門以預(yù)設(shè)的頻率在兩點(diǎn)間移動(dòng)，從而在通氣過程中維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量為患者提供指令性通氣支持；自主呼吸工作模式，通過氣道接口段動(dòng)態(tài)的壓力和流量檢測確定患者吸氣動(dòng)作的開始和終止，實(shí)現(xiàn)閥門的基礎(chǔ)位置A點(diǎn)的校正以及閥門的移動(dòng)距離B的動(dòng)態(tài)調(diào)整，中央處理器根據(jù)所述校正和調(diào)整結(jié)果以患者的自主呼吸節(jié)奏控制閥門在兩點(diǎn)間移動(dòng)，使氣道內(nèi)的壓力切換完全順從患者的呼吸動(dòng)作，在通氣過程中維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量或在患者出現(xiàn)呼吸停頓時(shí)適應(yīng)性地降低目標(biāo)潮氣量以維持自主呼吸的通氣支持。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述指令通氣工作模式包括如下步驟對指令通氣頻率和呼吸時(shí)間比、目標(biāo)潮氣量以及基礎(chǔ)氣道壓進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并將設(shè)置的目標(biāo)潮氣量和基礎(chǔ)氣道壓換算成閥門的位移要素，所述閥門位移要素為基礎(chǔ)位置A和移動(dòng)距離B ；根據(jù)所述閥門的位移要素，中央處理器控制啟動(dòng)初次通氣；在初次通氣過程中，對氣道接口段的瞬時(shí)流量和氣道壓力進(jìn)行檢測，并根據(jù)實(shí)際測得的壓力和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算，分別得出校準(zhǔn)后的A點(diǎn)位置以及調(diào)整后的閥門的移動(dòng)距離B并將其作為目標(biāo)潮氣量初始通氣的閥門位移要素；中央處理器控制啟動(dòng)目標(biāo)潮氣量初始通氣，根據(jù)在初次通氣過程中確定的校準(zhǔn)后的A 點(diǎn)位置和調(diào)整后的閥門移動(dòng)距離B，并以預(yù)先設(shè)定的所述指令通氣頻率和呼吸時(shí)間比執(zhí)行所述初始通氣；初始通氣后，繼續(xù)目標(biāo)潮氣量的通氣并逐次按周期地重復(fù)校準(zhǔn)閥門的A點(diǎn)位置和調(diào)整閥門的移動(dòng)距離B，這種動(dòng)態(tài)的校準(zhǔn)和調(diào)整貫穿于整個(gè)通氣支持過程直至指令通氣的改變或終止。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述根據(jù)實(shí)際測得的流量進(jìn)行分析和運(yùn)算具體為實(shí)際測得的流量數(shù)據(jù)由實(shí)際進(jìn)入氣道的流量曲線數(shù)據(jù)和因?yàn)榭赡艽嬖谛孤抖斐傻幕A(chǔ)流量數(shù)據(jù)兩部分組成，分別表現(xiàn)為上部的鋸齒波和可能存在的矩形底部兩部分波形信號(hào)，通過對所述波形信號(hào)的濾波處理，保留所述鋸齒波信號(hào)并據(jù)此計(jì)算出實(shí)際潮氣量，以所述實(shí)際潮氣量和目標(biāo)潮氣量的差值作為閥門移動(dòng)距離B的調(diào)整依據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述根據(jù)實(shí)際測得的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算具體為將實(shí)際檢測到的壓力數(shù)據(jù)與參數(shù)設(shè)置過程中設(shè)置的基礎(chǔ)氣道壓進(jìn)行比較，如果兩者誤差彡士3%，則采用原基礎(chǔ)氣道壓對應(yīng)的初次通氣的閥門A點(diǎn)位置；如果兩者誤差> 士3%， 則根據(jù)實(shí)測壓力與初次通氣的閥門A點(diǎn)位置重新按比例計(jì)算更新的閥門A點(diǎn)位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述指令通氣的改變或終止具體指指令通氣的改變指根據(jù)需要改變在參數(shù)設(shè)定過程中設(shè)定的參數(shù)，此時(shí)需按重新設(shè)定的參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整；指令通氣的終止指在通氣過程中的任意時(shí)點(diǎn)切斷工作。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述設(shè)定的目標(biāo)潮氣量為300至500毫升。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述自主呼吸工作模式包括如下步驟對目標(biāo)潮氣量、基礎(chǔ)氣道壓以及吸氣相觸發(fā)靈敏度、呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度進(jìn)行參數(shù)設(shè)置并將設(shè)置的目標(biāo)潮氣量和基礎(chǔ)氣道壓換算成閥門的位移要素，所述閥門位移要素為基礎(chǔ)位置A和移動(dòng)距離B ；自主呼吸吸入流量的檢測和處理；當(dāng)在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)檢測到的自主吸氣開始的流量變化特征滿足設(shè)定的所述吸氣相觸發(fā)靈敏度閾值時(shí)，判斷吸氣開始，根據(jù)所述閥門的位移要素，中央處理器控制啟動(dòng)初次通氣，閥門自A點(diǎn)開始向B移動(dòng)；當(dāng)檢測到的流量下降到設(shè)定的呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度閾值時(shí)，判斷呼氣開始，此時(shí)中央處理器指令閥門在瞬間返回A點(diǎn)；在初次通氣過程中，對氣道接口段的瞬時(shí)流量和氣道壓力進(jìn)行檢測，并根據(jù)實(shí)際測得的壓力和流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算，分別得出校準(zhǔn)后的A點(diǎn)位置以及調(diào)整后的閥門的移動(dòng)距離B并將其作為目標(biāo)潮氣量初始通氣的閥門位移要素；當(dāng)在初次通氣開始后的所述設(shè)定時(shí)間內(nèi)再次檢測到自主呼吸開始的流量變化特征滿足設(shè)定的所述吸氣相觸發(fā)靈敏度閾值時(shí)，中央處理器控制啟動(dòng)目標(biāo)潮氣量初始通氣，根據(jù)在初次通氣過程中確定的校準(zhǔn)后的A點(diǎn)位置和調(diào)整后的閥門移動(dòng)距離B，并以患者自身的呼吸節(jié)奏執(zhí)行所述目標(biāo)潮氣量初始通氣；初始通氣后，繼續(xù)目標(biāo)潮氣量的通氣并逐次按周期地重復(fù)校準(zhǔn)閥門的A點(diǎn)位置和調(diào)整閥門的移動(dòng)距離B，這種動(dòng)態(tài)的校準(zhǔn)和調(diào)整貫穿于整個(gè)自主呼吸的通氣支持過程直至自主呼吸工作過程的改變或終止。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，當(dāng)在所述設(shè)定的時(shí)間內(nèi)首次出現(xiàn)呼吸停頓，則按前次自主呼吸工作模式中的閥門位移要素實(shí)施一次指令通氣，在自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，繼續(xù)自主呼吸模式的原設(shè)定的目標(biāo)潮氣量通氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，當(dāng)在所述設(shè)定的時(shí)間內(nèi)再次出現(xiàn)呼吸停頓，則按下調(diào)一定比例后的目標(biāo)潮氣量實(shí)施一次指令通氣，此時(shí)的閥門位移要素按比例計(jì)算修改，在自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定時(shí)，繼續(xù)自主呼吸模式的維持下調(diào)后的目標(biāo)潮氣量通氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，當(dāng)在所述設(shè)定的時(shí)間內(nèi)仍出現(xiàn)呼吸暫停，則進(jìn)一步下調(diào)一定比例的目標(biāo)潮氣量實(shí)施一次指令通氣，此時(shí)的閥門位移要素仍然按比例計(jì)算修改，如果自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定，則繼續(xù)自主呼吸模式的維持再次下調(diào)后的目標(biāo)潮氣量通氣；如果仍不能消除呼吸暫停，則判斷呼吸暫停為中樞性病變所致，此時(shí)立即啟動(dòng)指令通氣工作模式并以最初設(shè)定的基礎(chǔ)氣道壓和目標(biāo)潮氣量參數(shù)進(jìn)行指
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，判斷呼吸暫停為中樞性病變所致而將自主呼吸工作模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹噶钔夤ぷ髂Ｊ綍r(shí)，指令通氣模式的通氣頻率和呼吸時(shí)間比分別設(shè)置為12次/分和1 2，用以保證通氣安全。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述設(shè)定的時(shí)間為10秒。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述吸氣相觸發(fā)靈敏度閾值選擇范圍為為1-12升/分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述吸氣相觸發(fā)靈敏度閾值具體為2升/分。
15.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度閾值選擇范圍為為0-10升/分。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度閾值具體為0升/分。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述根據(jù)實(shí)際測得的流量進(jìn)行分析和運(yùn)算具體為實(shí)際測得的流量數(shù)據(jù)由實(shí)際進(jìn)入氣道的流量曲線數(shù)據(jù)和因?yàn)榭赡艽嬖谛孤抖斐傻幕A(chǔ)流量數(shù)據(jù)兩部分組成，分別表現(xiàn)為上部的鋸齒波和可能存在的矩形底部兩部分波形信號(hào)，通過對所述波形信號(hào)的濾波處理，保留所述鋸齒波信號(hào)并據(jù)此計(jì)算出實(shí)際潮氣量，以所述實(shí)際潮氣量和目標(biāo)潮氣量的差值作為閥門移動(dòng)距離B的調(diào)整依據(jù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的呼吸機(jī)氣流控制方法，其特征在于，所述根據(jù)實(shí)際測得的壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和運(yùn)算具體為將實(shí)際檢測到的壓力數(shù)據(jù)與參數(shù)設(shè)置過程中設(shè)置的基礎(chǔ)氣道壓進(jìn)行比較，如果兩者誤差彡士3%，則采用原基礎(chǔ)氣道壓對應(yīng)的初次通氣的閥門A點(diǎn)位置；如果兩者誤差> 士3%， 則根據(jù)實(shí)測壓力與初次通氣的閥門A點(diǎn)位置重新按比例計(jì)算更新的閥門A點(diǎn)位置。
19.一種呼吸機(jī)氣流控制裝置，其特征在于，包括可提供連續(xù)氣流的氣源、中央處理器以及位于氣道出口端的阻力閥門和閥門控制器，還包括指令通氣控制芯片和自主呼吸控制芯片；其中，指令通氣控制芯片按設(shè)定的參數(shù)控制閥門移動(dòng)的頻率和吸呼時(shí)比，并根據(jù)位于患者氣道接口段的壓力、流量傳感器實(shí)時(shí)檢測到的壓力、流量數(shù)據(jù)，在通氣過程中動(dòng)態(tài)地校正閥門的A點(diǎn)位置以及調(diào)整閥門的移動(dòng)距離B ；所述中央處理器根據(jù)每次校正和調(diào)整的結(jié)果并以預(yù)設(shè)的頻率通過所述閥門控制器控制閥門在兩點(diǎn)間移動(dòng)，從而在通氣過程中維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量為患者提供指令性通氣支持；自主呼吸控制芯片通過參數(shù)的設(shè)置以及位于患者氣道接口段的壓力、流量傳感器實(shí)時(shí)檢測到的壓力、流量數(shù)據(jù)，確定患者吸氣動(dòng)作的開始和終止，并實(shí)現(xiàn)閥門的基礎(chǔ)位置A點(diǎn)的校正以及閥門的移動(dòng)距離B的動(dòng)態(tài)調(diào)整，中央處理器根據(jù)所述校正和調(diào)整結(jié)果以患者的自主呼吸節(jié)奏控制閥門在兩點(diǎn)間移動(dòng)，使氣道內(nèi)的壓力切換完全順從患者的呼吸動(dòng)作，在通氣過程中維持設(shè)定的目標(biāo)潮氣量或在患者出現(xiàn)呼吸停頓時(shí)適應(yīng)性地降低目標(biāo)潮氣量以維持自主呼吸的通氣支持。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的呼吸機(jī)氣流控制裝置，其特征在于，所述指令通氣控制芯片包括基礎(chǔ)氣道壓控制模塊，用于根據(jù)設(shè)置的基礎(chǔ)氣道壓參數(shù)以及通氣過程中所述壓力傳感器檢測的實(shí)際壓力數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地校準(zhǔn)閥門的基礎(chǔ)位置A點(diǎn)；目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊，用于根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)潮氣量參數(shù)以及通氣過程中所述流量傳感器檢測的實(shí)際流量數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整閥門的移動(dòng)距離B ；時(shí)相控制模塊，用于根據(jù)設(shè)置的指令通氣頻率和呼吸時(shí)間比，提供閥門自A點(diǎn)移動(dòng)距離B后，再瞬間返回A點(diǎn)的頻率和時(shí)間控制。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的呼吸機(jī)氣流控制裝置，其特征在于，所述目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊具體包括流量處理模塊，用于將檢測到的流量數(shù)據(jù)分解成表現(xiàn)為鋸齒波的實(shí)際進(jìn)入氣道的流量曲線數(shù)據(jù)和表現(xiàn)為矩形底部的基礎(chǔ)流量數(shù)據(jù)，并經(jīng)濾波保留所述鋸齒波；潮氣量運(yùn)算模塊，用于接收所述鋸齒波信號(hào)并計(jì)算出氣道充盈過程中的實(shí)際潮氣量。
22.根據(jù)權(quán)利要求19所述的呼吸機(jī)氣流控制裝置，其特征在于，所述自主呼吸控制芯片包括基礎(chǔ)氣道壓控制模塊，用于根據(jù)設(shè)置的基礎(chǔ)氣道壓參數(shù)以及通氣過程中所述壓力傳感器檢測的實(shí)際壓力數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地校準(zhǔn)閥門的基礎(chǔ)位置A點(diǎn)；目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊，用于根據(jù)設(shè)置的目標(biāo)潮氣量參數(shù)以及通氣過程中所述流量傳感器檢測的實(shí)際流量數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)地調(diào)整閥門的移動(dòng)距離B ；吸氣相轉(zhuǎn)換模塊，用于設(shè)置吸氣相觸發(fā)靈敏度閾值，并當(dāng)檢測到進(jìn)入患者氣道接口段的吸入流量出現(xiàn)符合自主呼吸吸氣開始的流量變化特征、而且流量達(dá)到所述設(shè)置的吸氣相觸發(fā)靈敏度閾值時(shí)，判斷吸氣開始并將吸氣開始的信號(hào)傳送至中央處理器，以便觸發(fā)閥門自A點(diǎn)開始移動(dòng)；呼氣相轉(zhuǎn)換模塊，用于設(shè)置呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度閾值，并當(dāng)檢測到進(jìn)入患者氣道接口段的吸入流量出現(xiàn)符合自主呼吸吸氣結(jié)束的流量變化特征、而且流量達(dá)到所述設(shè)置的呼氣相轉(zhuǎn)換靈敏度閾值時(shí)，判斷呼氣開始并將呼氣開始的信號(hào)傳送至中央處理器，以便觸發(fā)閥門瞬間返回A點(diǎn)；呼吸停頓自動(dòng)處置模塊，用于在出現(xiàn)首次呼吸停頓時(shí)，按最初設(shè)定的目標(biāo)潮氣量進(jìn)行一次指令通氣；在二次出現(xiàn)呼吸停頓時(shí)，將目標(biāo)潮氣量下調(diào)一定比例后進(jìn)行一次指令通氣； 在第三次出現(xiàn)呼吸停頓時(shí)，將目標(biāo)潮氣量繼續(xù)下調(diào)一定比例后進(jìn)行一次指令通氣；每次指令通氣后如自主呼吸節(jié)奏恢復(fù)穩(wěn)定，則維持該次指令通氣設(shè)定的目標(biāo)潮氣量繼續(xù)自主呼吸工作模式的通氣；如兩次調(diào)整目標(biāo)潮氣量后仍出現(xiàn)呼吸暫停，則判斷呼吸暫停為中樞性病變所致，此時(shí)立即啟動(dòng)指令通氣工作模式。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的呼吸機(jī)氣流控制裝置，其特征在于，所述目標(biāo)潮氣量調(diào)控模塊具體包括流量處理模塊，用于將檢測到的流量數(shù)據(jù)分解成表現(xiàn)為鋸齒波的實(shí)際進(jìn)入氣道的流量曲線數(shù)據(jù)和表現(xiàn)為矩形底部的基礎(chǔ)流量數(shù)據(jù)，并經(jīng)濾波保留所述鋸齒波；還用于判斷是否在通氣過程中出現(xiàn)呼吸停頓并將呼吸停頓的信號(hào)發(fā)至呼吸停頓自動(dòng)處置模塊；潮氣量運(yùn)算模塊，用于接收所述鋸齒波信號(hào)并計(jì)算出氣道充盈過程中的實(shí)際潮氣量。
24.根據(jù)權(quán)利要求19至23所述的呼吸機(jī)氣流控制裝置，其特征在于，所述阻力閥門為光圈式阻力閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種呼吸機(jī)氣流控制方法，將流量穩(wěn)定的連續(xù)氣流由氣源輸入呼吸機(jī)系統(tǒng)，并通過控制氣流出口端的閥門移動(dòng)頻率和距離動(dòng)態(tài)地調(diào)整氣道內(nèi)的通氣節(jié)奏和通氣力度，從而實(shí)現(xiàn)對患者的呼吸支持；包括指令通氣模式和自主呼吸工作模式，在自主呼吸模式中如出現(xiàn)呼吸停頓，可使用降低目標(biāo)潮氣量的方式維持自主呼吸，當(dāng)潮氣量下降至預(yù)定值仍出現(xiàn)呼吸停頓則判斷為中樞性病變而轉(zhuǎn)入指令通氣工作模式。本發(fā)明還相應(yīng)公開了一種呼吸機(jī)氣流控制裝置。上述方法和裝置通過目標(biāo)潮氣量自動(dòng)調(diào)控、自主呼吸與指令通氣工作方式、呼吸暫停自動(dòng)處置等一系列配套調(diào)控形成了一種完全以氣道正壓切換通氣為技術(shù)基礎(chǔ)的獨(dú)立而完整的呼吸機(jī)系統(tǒng)。
文檔編號(hào)A61M16/00GK102451506SQ201010517149
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者袁含光 申請人:袁含光