專利名稱：有創(chuàng)呼吸機在無創(chuàng)通氣模式下人機同步的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及呼吸機技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有創(chuàng)呼吸機在無創(chuàng)通氣模式下人機同步的方法及裝置。
背景技術(shù)：
按照與患者的連接方式，呼吸機分為有創(chuàng)呼吸機和無創(chuàng)呼吸機，其中，有創(chuàng)呼吸機通過氣道插管連接到患者，無創(chuàng)呼吸機通過面罩或鼻罩與患者連接。有創(chuàng)呼吸機，例如傳統(tǒng)I⑶(Intensive Care Unit,重癥監(jiān)護(hù)室)呼吸機,一般采用帶呼氣閥的雙肢通氣回路，最初是為有創(chuàng)通氣設(shè)計的，隨著無創(chuàng)通氣(Non-1nvasive Ventilation, NIV)的廣泛應(yīng)用，它們增加了無創(chuàng)通氣模式。NIV模式就是通過有別于氣道插管的人機接口(如面罩、鼻罩等)對有自主呼吸能力的患者進(jìn)行通氣的一類模式。廣義上NIV模式包括壓力支持通氣(Pressure Support, PSV)模式、壓力控制通氣(Pressure Control Ventilation, PCV)模式和容量控制通氣(Volume Control ventilation, VCV)模式等所有用于有創(chuàng)通氣的模式，狹義上NIV模式只是指PSV模式。

由于接受無創(chuàng)通氣的患者一般意識清醒并具有自主呼吸能力，因此無創(chuàng)通氣過程中，對人機交互的同步性要求較高，即要求患者可以控制吸氣的開始(觸發(fā))和呼氣的開始(切換)。人機同步的理想情況應(yīng)該是:用呼吸機支持的病人能像正常人一樣處于無阻礙狀態(tài)，不受呼吸機支配的自由自在呼吸。只有人機同步，才能提高患者舒適度和耐受性，進(jìn)而保障通氣治療的成功。臨床研究表明，無創(chuàng)通氣的失敗率很高，其中一個重要因素就是人機不同步。造成人機不同步的主要原因是人機接口處存在不可避免的漏氣。因為傳統(tǒng)的利用基礎(chǔ)流的觸發(fā)(呼氣向吸氣的轉(zhuǎn)換)判斷技術(shù)和利用峰值流百分比的切換(吸氣向呼氣的轉(zhuǎn)換)判斷技術(shù)，都依靠對肺流量進(jìn)行準(zhǔn)確的測量，漏氣的存在造成肺流量的錯誤估計，進(jìn)而造成不同步的觸發(fā)和不同步的切換。無創(chuàng)呼吸機一般都采用不帶呼氣閥的單肢回路通氣結(jié)構(gòu)，并且利用特殊的漏氣補償技術(shù)和觸發(fā)/切換判斷技術(shù)，因此表現(xiàn)出較高的人機同步性能。但是由于專用無創(chuàng)呼吸機和傳統(tǒng)有創(chuàng)呼吸機在結(jié)構(gòu)、控制算法、觸發(fā)/切換機制等方面的不同，使得無創(chuàng)呼吸機所采用的人機同步技術(shù)無法無縫移植到傳統(tǒng)有創(chuàng)呼吸機。因此，如何設(shè)計有效的人機交互機制，以提高傳統(tǒng)有創(chuàng)呼吸機在NIV模式下的人機同步性，是一個技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提高傳統(tǒng)有創(chuàng)呼吸機在NIV模式下的人機同步性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的:一種有創(chuàng)呼吸機在無創(chuàng)通氣模式下人機同步的方法，包括:測量得到氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量；利用預(yù)先建立的漏氣估計模型，根據(jù)所述氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量計算得到漏氣流量；利用漏氣流量補償基礎(chǔ)流。
優(yōu)選地，上述方法還包括:在呼氣末，記錄本次呼吸切換時間和觸發(fā)時間，在本次呼吸切換時間和觸發(fā)時間分別與上次呼吸切換時間和觸發(fā)時間的差小于預(yù)定差值時，通過數(shù)字濾波方式對觸發(fā)/切換周期進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)，得到患者自主觸發(fā)/切換周期。優(yōu)選地，上述方法還包括:根據(jù)患者自主觸發(fā)/切換周期，分別在自主觸發(fā)/切換時刻和其他時刻將觸發(fā)/切換閾值設(shè)置為具有高靈敏度的閾值和具有低靈敏度的閾值。其中，根據(jù)最新的患者自主觸發(fā)/切換周期，對所述漏氣估計模型的參數(shù)進(jìn)行更新。優(yōu)選地，上述方法還包括:在吸氣末，根據(jù)本次吸氣潮氣量和上次吸氣潮氣量，判斷是否發(fā)生漏氣增大異常，若是，對呼氣相的基礎(chǔ)流和觸發(fā)閾值進(jìn)行修改。其中，觸發(fā)的判斷指標(biāo)包括呼氣流量梯度變化或不同壓力濾波時間常數(shù)下的呼氣濾波壓力；切換的判斷指標(biāo)包括不同壓力濾波時間常數(shù)下的吸氣濾波壓力。其中，所述漏氣估計模型為:f\ = kx Paw0 5 ;上述漏氣估計模型中的表示漏氣流量，Paw表示氣道壓力，h表示漏氣模型參數(shù)屯通過以下參數(shù)估計模型計算得到:
權(quán)利要求
1.一種有創(chuàng)呼吸機在無創(chuàng)通氣模式下人機同步的方法，其特征在于，包括: 測量得到氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量； 利用預(yù)先建立的漏氣估計模型，根據(jù)所述氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量計算得到漏氣流量； 利用漏氣流量補償基礎(chǔ)流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 在呼氣末，記錄本次呼吸切換時間和觸發(fā)時間，在本次呼吸切換時間和觸發(fā)時間分別與上次呼吸切換時間和觸發(fā)時間的差小于預(yù)定差值時，通過數(shù)字濾波方式對觸發(fā)/切換周期進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)，得到患者自主觸發(fā)/切換周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括: 根據(jù)患者自主觸發(fā)/切換周期，分別在自主觸發(fā)/切換時刻和其他時刻將觸發(fā)/切換閾值設(shè)置為具有高靈敏度的閾值和具有低靈敏度的閾值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，根據(jù)最新的患者自主觸發(fā)/切換周期，對所述漏氣估計模型的參數(shù)進(jìn)行更新。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 在吸氣末，根據(jù)本次吸氣潮氣量和上次吸氣潮氣量，判斷是否發(fā)生漏氣增大異常，若是，對呼氣相的基礎(chǔ)流和觸發(fā)閾值進(jìn)行修改。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3 、4或5所述的方法，其特征在于，觸發(fā)的判斷指標(biāo)包括呼氣流量梯度變化或不同壓力濾波時間常數(shù)下的呼氣濾波壓力；切換的判斷指標(biāo)包括不同壓力濾波時間常數(shù)下的吸氣濾波壓力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述漏氣估計模型為: fx = kx Paw0'5 ； 其中，表示漏氣流量，Paw表示氣道壓力A1表示漏氣模型參數(shù)丸通過以下參數(shù)估計模型計算得到: j_N+\ V\i+1P05-dtJj, aw kI = }~N+l T M 1 其中，j表示某次呼吸，Ti表示吸氣開始時刻，Ti+1表示下一次吸氣開始時刻，fi表示吸氣流量，fe表示呼氣流量，N表示呼吸次數(shù)，其中N的選取準(zhǔn)則為:在漏氣平穩(wěn)和異常增大/減小時分別取相對大的數(shù)值和相對小的數(shù)值。
8.—種有創(chuàng)呼吸機在無創(chuàng)通氣模式下人機同步的裝置，其特征在于，包括: 測量單元，用于測量得到氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量； 漏氣估計單元，用于利用預(yù)先建立的漏氣估計模型，根據(jù)測量單元測量得到的氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量計算得到漏氣流量； 補償單元，用于利用漏氣流量補償基礎(chǔ)流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括: 自主觸發(fā)/切換周期學(xué)習(xí)單元，用于在呼氣末，記錄本次呼吸切換時間和觸發(fā)時間，在本次呼吸切換時間和觸發(fā)時間分別與上次呼吸切換時間和觸發(fā)時間的差小于預(yù)定差值時，通過數(shù)字濾波方式對觸發(fā)/切換周期進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)，得到患者自主觸發(fā)/切換周期，并利用最新的患者自主觸發(fā)/切換周期更新所述漏氣估計模型的參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括: 觸發(fā)/切換閾值更新單元，用于根據(jù)自主觸發(fā)/切換周期學(xué)習(xí)單元的得到的患者自主觸發(fā)/切換周期，在自主觸發(fā)/切換時刻將觸發(fā)/切換閾值設(shè)置為高靈敏度閾值，在其他時刻將觸發(fā)/切換閾值設(shè)置為低靈敏度閾值； 和/或 漏氣異常處理單元，用于在吸氣末，根據(jù)本次吸氣潮氣量和上次吸氣潮氣量，判斷是否發(fā)生漏氣增大異常，若是，分別指示補償單元和觸發(fā)/切換閾值更新單元對呼氣相的基礎(chǔ)流和觸發(fā)閾值進(jìn)行 修改 。
全文摘要
本發(fā)明公開一種有創(chuàng)呼吸機在無創(chuàng)通氣模式下人機同步的方法及裝置，其中的方法包括以下步驟測量得到氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量；根據(jù)預(yù)先建立的漏氣估計模型，利用所述氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量計算得到漏氣流量；利用漏氣流量補償基礎(chǔ)流?？梢姡景l(fā)明通過漏氣估計模型對漏氣流量進(jìn)行估計，實現(xiàn)漏氣補償，從而達(dá)到改善有創(chuàng)呼吸機進(jìn)行無創(chuàng)通氣、改善人機同步性能的目的。
文檔編號A61M16/00GK103182120SQ20111045588
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者劉慶平 申請人:北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司