本發(fā)明涉及無創(chuàng)呼吸機領域，具體地說是一種用于正壓通氣治療機的呼吸信號判定算法。

背景技術：

隨著無創(chuàng)呼吸機技術的發(fā)展，患者使用過程中的舒適性成為衡量產品品質的一個重要指標。雙水平無創(chuàng)呼吸機因為具有不同的吸氣相和呼氣相壓力，在保證患者吸氣時可以獲取足夠氣量在呼吸時只需使用較小的治療壓力，即可達到治療效果，大大提高了患者使用呼吸機過程中的舒適度。雙水平無創(chuàng)呼吸機的壓力切換與患者的呼吸高度同步時患者才可以獲得高度的舒適感受。因此對患者呼吸信號的檢測就顯得尤為重要。通過準確的呼吸信號檢測還可以獲取患者的吸呼比,潮氣量,呼吸頻率等參數(shù)，如何快速準確的檢測患者的呼吸變化一直以來就是雙水平無創(chuàng)呼吸機的設計重點。

現(xiàn)有呼吸信號檢測的方法大多數(shù)都是基于氣路內的基礎氣流(即患者佩戴面罩后沒有呼/吸行為時氣路內的流量)進行分析的算法,因此在基礎氣流測量不準確或吸氣發(fā)生的瞬間流量低于基礎流量時會造成呼/吸判定的延遲。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供一種用于正壓通氣治療機的不需要根據(jù)氣路內基礎氣流進行分析的呼吸信號判定算法。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的所采用的技術方案是：

一種用于正壓通氣治療機的呼吸信號判定算法，包括以下步驟：

步驟1：mcu根據(jù)遞推法采集正壓通氣治療機流量數(shù)據(jù)，并計算氣體流量變化量；

步驟2：根據(jù)患者當前的呼吸狀態(tài)，調整呼吸機壓力狀態(tài)。

所述遞推法為：在采集到最近一次氣體流量采樣數(shù)據(jù)時，將距現(xiàn)在時刻最 遠的一次氣體流量采樣數(shù)據(jù)舍棄，使采集到的數(shù)據(jù)為最近時間段的氣體流量采樣數(shù)據(jù)。

所述氣體流量變化量為

其中，flow為mcu采集到的實時氣體流量；t為采集flow的時刻；△flow為最近5次的氣體流量變化量，n取0、1、2、3。

所述根據(jù)患者當前的呼吸狀態(tài)，調整呼吸機壓力狀態(tài)包括以下步驟：

當患者為呼氣狀態(tài)時，如果氣體流量變化量大于吸氣閾值，則判定患者有吸氣動作，呼吸機壓力從呼氣壓切換為吸氣壓，并記錄相關吸氣數(shù)據(jù)；

當患者為吸氣狀態(tài)時，如果氣體流量變化量小于呼氣閾值，則判定患者有呼氣動作，呼吸機壓力從吸氣壓切換為呼氣壓，并記錄相關呼氣數(shù)據(jù)。

所述吸氣閾值為吸氣觸發(fā)靈敏度值，患者可根據(jù)需要調節(jié)。

所述呼氣閾值為呼氣觸發(fā)靈敏度值，患者可根據(jù)需要調節(jié)。

所述相關吸氣數(shù)據(jù)包括吸氣時間和吸氣潮氣量。

所述相關呼氣數(shù)據(jù)包括呼氣時間和呼氣潮氣量。

本發(fā)明具有以下有益效果及優(yōu)點：

1.本發(fā)明不受基礎氣流的影響,在基礎氣流測量不準確時也可以得到準確的呼吸信號判定；

2.本發(fā)明算法簡單，響應速度快；

3.本發(fā)明判定閥值可調，不同患者使用的時都可以得到最適合自己的參數(shù)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的方法流程圖；

圖2是本發(fā)明的系統(tǒng)結構圖；

圖3是本發(fā)明的呼吸信號觸發(fā)點示意圖；

圖4是本發(fā)明的實例分析圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。

如圖1所示為本發(fā)明的方法流程圖?；颊呶催M行呼吸時氣路內的氣流為一恒定氣流(流量恒定)。當患者吸氣時氣路內流量發(fā)生改變,當流量變化量在一定時間內大于吸氣閾值thresholdin時，則系統(tǒng)判定患者有吸氣動作,呼吸機的壓力從呼氣壓轉為吸氣壓。此時呼吸機開始記錄吸氣時間,和吸氣潮氣量。吸氣閾值thresholdin會預設不同的值供患者選擇。對于患者來說即是吸氣觸發(fā)靈敏度。用戶可以根據(jù)不同的檔位設定獲取自己需要的吸氣閾值thresholdin。在吸氣轉呼氣時mcu會將流量變化量與呼氣閾值thresholdex進行比較,當流量變化量小于呼氣閾值thresholdex則呼吸機會判定患者有呼氣動作。呼吸機的壓力會從吸氣壓力轉為呼氣壓力。結束吸氣時間,吸氣潮氣量的記錄。開始呼氣潮氣量與呼氣時間的記錄。當再患者次吸氣時結束呼氣潮氣量與呼氣時間的記錄。根據(jù)已記錄的一個呼吸周期的時間(吸氣時間+呼氣時間)計算出呼吸頻率和吸呼比。同吸氣閥值thresholdin一樣，呼氣閾值thresholdex也為可調節(jié)的靈敏度。本算法流量變化量計算公式為：

其中，flow為mcu采集到的實時氣體流量；△flow為最近5次的氣體流量變化量，n取0、1、2、3。

一般情況下計算流量變化量都會采用最近5次流量采樣的數(shù)據(jù),使用遞推法在最新的數(shù)據(jù)到來時將距現(xiàn)在時刻最遠的一次數(shù)據(jù)舍棄。

如圖2所示為本發(fā)明的系統(tǒng)結構圖。mcu控制風機運轉從而產生氣流,壓力傳感器與流量傳感器對氣路內的氣體流量和壓力進行反饋?；颊咄ㄟ^管路,面罩與呼吸機連接。

如圖3所示為本發(fā)明的呼吸信號觸發(fā)點示意圖，如圖4所示為本發(fā)明的實例分析圖?？梢钥吹揭驗樯弦粋€呼吸周期呼氣的作用流量下降到基礎線之下(圖4的t0時刻)。隨著患者呼氣的結束與呼吸機風機的轉速提升,流量也逐漸提升(t0-t9時刻)。在t10時刻患者吸氣,流量上升速度加快。t14時刻5個采樣周期內的△flow>thresholdin因此判斷患者開始吸氣。通過圖3我們可以看到,吸氣觸發(fā)點在基礎氣流以下。其它算法分析時一般都會檢測流量是否大于基礎氣流+觸發(fā)閾值才會進行觸發(fā)。因此在基礎氣流以上才時會判定觸發(fā)。本發(fā)明未使用基礎氣流做分析,因此可以更快的響應患者的吸氣信號。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明涉及一種用于正壓通氣治療機的呼吸信號判定算法，MCU根據(jù)遞推法采集正壓通氣治療機流量數(shù)據(jù)，并計算氣體流量變化量；根據(jù)患者當前的呼吸狀態(tài)，調整呼吸機壓力狀態(tài)。本發(fā)明不受基礎氣流的影響，在基礎氣流測量不準確時也可以得到準確的呼吸信號判定；算法簡單，響應速度快；判定閥值可調，不同患者使用的時都可以得到最適合自己的參數(shù)。

技術研發(fā)人員：楊吉;朱昱;王文彬
受保護的技術使用者：沈陽昌泰醫(yī)療科技有限公司
技術研發(fā)日：2015.07.30
技術公布日：2017.08.11