CN103977494A - 一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于一种呼吸机压力控制通气漏气量的估算方法，具体涉及一种基于流量波形及其峰值，以及基于流量波形的积分容量波形及其峰值，进行压力控制通气漏气量估算的方法。其步骤包括，在压力控制模式无创通气过程中，在呼吸机供气端采集供气流量信号，得到通气流量波形及流量峰值，通过积分得到容量波形及容量峰值，利用采集到的流量波形曲线和计算其积分得到的容量波形曲线分别与流量、容量波形标准曲线进行比对从而确定漏气等级，基于流量峰值-漏气关系和容量峰值-漏气关系利用提取的流量、容量峰值估算一个呼吸周期内的漏气量。

Description

一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法
技术领域
本发明属于一种呼吸机压力控制通气漏气量的估算方法，具体涉及一种基于流量波形及其峰值，以及基于流量波形的积分容量波形及其峰值，进行压力控制通气漏气量估算的方法。 
背景技术
无创通气不需要建立有创人工气道，具有通气死亡率低、患者耐受性好等优点，已广泛应用于临床治疗呼吸机能不足的患者以及应用于家庭治疗睡眠呼吸暂停综合征。然而，研究发现患者在接受无创通气过程中会产生一些不良反应，如漏气、皮肤刺激、鼻炎、腹胀、头带不适等，其中漏气因其普遍存在性、不可控性和较大危害性，是应用无创通气需要解决的主要问题，需要对漏气进行检测并且估算漏气量，进而对漏气量进行精确补偿。本发明针对无创通气常用的压力控制通气模式，提出一种基于流量波形估算漏气量的方法，具体方法是在压力控制模式无创通气过程中，在呼吸机供气端采集供气流量信号，得到通气流量波形及流量峰值，通过积分得到容量波形及容量峰值，利用采集到的流量波形曲线和积分得到的容量波形曲线分别与流量、容量波形标准曲线进行比对从而确定漏气等级，基于流量峰值-漏气关系和容量峰值-漏气关系利用提取的流量、容量峰值估算一个呼吸周期内的漏气量。 
发明内容
本发明提出一种呼吸机压力控制通气漏气量的估算方法，具体涉及一种基于流量波形及其峰值，以及基于流量波形的积分容量波形及其峰值，进行压力控制通气漏气量估算的方法。 
其步骤包括，呼吸机以压力控制模式对患者进行无创通气的同时，在呼吸机供气端采集气路流量信号，得到流量波形及流量峰值，通过计算流量信号的积分得到容量波形及容量峰值，通过与流量、容量波形标准曲线进行比对从而确定漏气等级，基于流量峰值-漏气关系利用提取的流量峰值估算该呼吸周期内的漏气量，基于容量峰值-漏气关系利用提取的容量峰值估算该呼吸周期内的漏气量。 
进一步，如上所述的气路流量信号的采集是在呼吸机与患者相连的管路上位于呼吸机吸气端附近设置流量传感器采集气路中的流量信号； 
进一步，如上所述的流量波形及流量峰值为所采集流量信号的特征，流量波形曲线可通过2个特征点来进行描述，其中包括流量峰值与吸气段的平台值； 
进一步，如上所述的容量波形是通过计算所采集流量信号的积分得到，容量波形曲线可通过2个特征点来进行描述，其中包括容量峰值与吸气段上升曲线切线的斜率； 
进一步，上述流量、容量波形标准曲线包括压力控制通气条件下无漏气、少量漏气(漏气10％以下)、中量漏气(漏气10-35％)、大量漏气(漏气大于35％)4种漏气程度所对应的流量、容量波形特点； 
进一步，漏气量的估算是通过将气路流量峰值带入流量峰值-漏气量关系函数进行线性运算得到，或通过将气路容量峰值带入容量峰值-漏气量关系函数进行线性运算得到； 
进一步，上述流量峰值-漏气量关系函数描述了压力控制通气下气路流量峰值与该呼吸周期漏气量的线性关系，其形式为：Vleak＝K﹒Fmax+B，其中Vleak为一个呼吸周期内近似的漏气量，Fmax为气路流量峰值，K与B为参数是基于漏气检测实验平台，在大量样本实验的基础上得到； 
进一步，上述容量峰值-漏气量关系函数描述了压力控制通气下气路容量峰值与该呼吸周期漏气量的线性关系，其形式为：Vleak＝K﹒VTmax+B，其中Vleak为一个 呼吸周期内近似的漏气量，VTmax为气路容量峰值，K与B为参数是基于漏气检测实验平台，在大量样本实验的基础上得到； 
进一步，如上所述的漏气量估算是通过将气路流量峰值带入到流量峰值-漏气量关系函数进行线性运算，或者通过将气路容量峰值带入到容量峰值-漏气量关系函数进行线性运算，得到该呼吸周期内近似漏气量。 
附图说明
图1方法实施流程图 
图2一个呼吸周期内气路流量(a)、容量(b)波形特征点标记 
图3流量(a,b,c,d)、容量(e,f,g,h)波形标准曲线 
图4流量峰值-漏气量关系函数曲线(a)、容量峰值-漏气量关系函数曲线(b) 
具体实施方式
下面结合附图与具体实施例对本发明做进一步的详细说明。 
如图1所示为一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法的主要步骤，具体包括： 
(1)针对呼吸机压力控制无创通气,在呼吸机供气端放置气体流量传感器，随通气过程实时采集气路流量信号； 
(2)根据所采集到的气路流量信号，形成逐个呼吸周期的流量波形曲线，如图2中(a)所示，并对气路流量信号提取波形曲线特征点，如图2中(a)所标注的A点、B点，其中A点为气路流量的峰值点，B点为吸气段的平台期； 
(3)计算所采集到气路流量信号的积分，得到容量波形曲线，如图2中(b)所示，并对气路容量信号提取波形曲线特征点，如图2中(b)所标注的 A点和k，其中A点为气路容量的峰值点，k为吸气段上升曲线切线的斜率； 
(4)将得到的气路流量波形曲线与流量波形标准曲线进行比对进而估计漏气程度，如图3中(a-d)所示，当少量漏气(漏气少于10％)时A点有所增加，开始出现B点，当漏气程度不断加大达到中等(10％<漏气量<35％)和大量(漏气量>35％)水平时B点对应的值逐渐增加； 
(5)将得到的气路容量波形曲线与容量波形标准曲线进行比对进而估计漏气程度，如图3中(e-h)所示，当少量漏气(漏气少于10％)时A点和k值有所增加，当漏气程度不断加大达到中等(10％<漏气量<35％)和大量(漏气量>35％)水平时k值逐渐增加； 
(6)根据气路流量峰值可以带入到流量峰值-漏气量关系函数中计算求得漏气量的近似值，其中流量峰值-漏气量关系函数为一阶线性函数Vleak＝42Fmax-1895，其曲线如图4中(a)所示； 
(7)根据气路容量峰值可以带入到容量峰值-漏气量关系函数中计算求得漏气量的近似值，其中容量峰值-漏气量关系函数为一阶线性函数Vleak＝Vleak＝VTmax-235，其曲线如图4中(b)所示； 
基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法是基于气路流量检测，参照系列流量、容量波形标准曲线及流量、容量峰值-漏气量关系函数实现的。其中利用检测流量、容量波形曲线与流量、容量波形标准曲线比对仅能得到近似的漏气程度，而利用气路流量、容量峰值与漏气量关系函数可以得到定量的漏气量。 

Claims (8)

1.一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法，其特征在于,以压力控制模式进行无创通气条件下的通气漏气量估算，具体步骤包括： 
呼吸机(01)以压力控制模式对患者(02)进行无创通气的同时，在呼吸机供气端放置流量传感器(03)进行气路流量的检测； 
通过流量传感器(03)实时采集到气路中的流量信号，得到实时的流量波形信号(04)，获取流量波形特征，包括流量峰值，流量波形在吸气段的平台值； 
通过对流量信号进行积分，计算得到容量信号波形(10)，获取容量波形特性，包括容量峰值，容量波形在吸气段上升的斜率。 
针对一个呼吸周期内的气道流量、容量信号，得到流量、容量曲线波形，分别参照流量波形标准曲线(06)和容量波形标准曲线(12)进行比对，实现漏气程度(07)的估计； 
利用所提取的流量峰值(05)，并根据基于流量峰值-漏气量近似关系函数(08)，进行估算，得到压力控制通气过程中每个呼吸周期的近似漏气量(09)。 
利用所提取的容量峰值(11)，并根据基于容量峰值-漏气量近似关系函数(13)，进行估算，得到压力控制通气过程中每个呼吸周期的近似漏气量(09)。 
2.如权利要求1所述；一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法利用了气路流量波形信息(04)，其特征在于：在压力控制通气过程中在供气端实时采集气路流量信号，提取流量波形(04)的特征点，包括流量峰值点(A)和吸气段的平台值(B)。 
3.如权利要求1所述；一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法利用了气路流量波形信息(04)，其特征在于：计算其积分可以得到气路容量波形信号(10)，提取容量波形(10)的特征点，包括容量峰值点(A)和吸气段上升曲线切线的斜率k。 
4.如权利要求1所述，一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法利用了压力控制通气下流量波形标准曲线(06)和容量波形标准曲线(12)进行漏气程度的估计，其特征在于：流量波形标准曲线(06)和容量波形标准曲线(12)包括压力控制通气条件下无漏气、少量漏气(漏气10％以下)、中量漏 气(漏气10-35％)、大量漏气(漏气大于35％)4种漏气程度所对应的流量、容量波形特点。 
5.如权利要求1所述，一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法利用了流量峰值-漏气量关系函数(08)进行一个呼吸周期内漏气量(09)的估算，其特征在于：漏气量(09)是通过将气路流量峰值带入流量峰值-漏气量关系函数进行线性运算得到。 
6.如权利要求1所述，一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法利用了容量峰值-漏气量关系函数(13)进行一个呼吸周期内漏气量(09)的估算，其特征在于：漏气量(09)是通过将气路容量峰值带入容量峰值-漏气量关系函数进行线性运算得到。 
7.如权利1所述，一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法利用了流量峰值-漏气量关系函数(08)，其特征在于：流量峰值-漏气量关系函数(08)描述了压力控制通气下气路流量峰值与该呼吸周期漏气量的线性关系，其形式为：Vleak＝K﹒Fmax+B，其中Vleak为一个呼吸周期内近似的漏气量，Fmax为气路流量峰值，K与B为参数是基于漏气检测实验平台，在大量样本实验的基础上得到。 
8.如权利1所述，一种基于流量波形估算压力控制通气漏气量的方法利用了容量峰值-漏气量关系函数(13)，其特征在于：容量峰值-漏气量关系函数(13)描述了压力控制通气下气路容量峰值与该呼吸周期漏气量的线性关系，其形式为：Vleak＝K﹒VTmax+B，其中Vleak为一个呼吸周期内近似的漏气量，VTmax为气路容量峰值，K与B为参数是基于漏气检测实验平台，在大量样本实验的基础上得到。 
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