CN104623777B - 压力发生器类型识别方法以及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力发生器类型识别方法，包括以下步骤：采集呼吸机中的压力发生器的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及流经压力发生器的气体流量信号并计算三者之间的对应关系；获取可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系；将计算得到的对应关系与各压力发生器类型的特性关系进行比较从而确定压力发生器的类型。通过上述压力发生器类型识别方法以及装置，医护人员可以直接利用识别结果对呼吸机中的压力发生器类型进行准确设置，避免由于医护人员对呼吸机中的压力发生器类型不清楚导致的误设置，安全性较高。本发明还公开了一种压力发生器类型识别装置。

Description

压力发生器类型识别方法以及装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别是涉及一种压力发生器类型识别方法以及装置。

背景技术

目前的呼吸机(例如新生儿经鼻无创呼吸机)根据其气道正压产生方式可以分为：(1)带机械呼气阀的双管路型呼吸机，通过控制机械呼气阀的压力来产生气道正压；(2)使用压力发生器的呼吸机，通过调节流速大小来产生气道正压。使用压力发生器的呼吸机以其能够实现近鼻端压力监测而在临床上得到越来越多的应用。

目前适用于呼吸机中的压力发生器的类型多，且不同的压力发生器类型具有不同的压力和流量对应关系。传统的呼吸机并不能对压力发生器类型进行自动识别，需要由医护人员预设置压力发生器类型，并根据压力发生器的压力和流量对应关系特性设置流量或压力后进行通气，操作较为麻烦。并且医护人员不是对每种压力发生器的流量和压力对应关系特性都很清楚，会导致临床上的一些误设置进而导致呼吸机压力输出异常而产生临床风险。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够自动识别压力发生器类型且安全性较高的压力发生器类型识别方法。

还提供了一种压力发生器类型识别装置。

一种压力发生器类型识别方法，用于对呼吸机中的压力发生器的类型进行自动识别，包括以下步骤：采集呼吸机中的压力发生器的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及流经所述压力发生器的气体流量信号；计算所述进气端压力信号、近鼻端压力信号以及所述气体流量信号三者之间的对应关系；获取可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系；识别所述压力发生器的类型；具体为，将计算得到的对应关系与各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系进行比较从而确定所述压力发生器的类型。

在其中一个实施例中，所述采集呼吸机中的压力发生器的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及流经所述压力发生器的气体流量信号的步骤之前还包括步骤：对压力传感器进行零点校准。

在其中一个实施例中，所述采集呼吸机中的压力发生器的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及流经所述压力发生器的气体流量信号的步骤之后、所述计算所述进气端压力信号、近鼻端压力信号以及所述气体流量信号三者之间的对应关系的步骤之前还包括步骤：对所述进气端压力信号和所述近鼻端压力信号进行放大、滤波处理。

在其中一个实施例中，所述识别所述压力发生器的类型的步骤之后还包括：自动更新所述呼吸机的压力发生器类型。

在其中一个实施例中，所述自动更新所述呼吸机的压力发生器类型的步骤之后还包括步骤：根据更新后的压力发生器类型的特性关系设置压力发生器的压力或者流量。

在其中一个实施例中，所述识别所述压力发生器的类型的步骤之后、所述自动更新所述呼吸机的压力发生器类型的步骤之前还包括步骤：判断识别到的压力发生器类型与所述呼吸机中预设的压力发生器类型是否一致；若否，则执行所述自动更新所述呼吸机的压力发生器类型的步骤，并发出警报；若是，则结束操作。

一种压力发生器类型识别装置，用于对呼吸机中的压力发生器的类型进行自动识别，包括：进气端压力传感器，用于采集压力发生器的进气端压力信号；近鼻端压力传感器，用于采集所述压力发生器的近鼻端压力信号；气体流量传感器，用于采集流经所述压力发生器的气体流量信号；存储模块，用于存储可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系；以及控制模块，包括计算单元，用于计算所述进气端压力信号、近鼻端压力信号以及所述气体流量信号三者之间的对应关系；识别单元，用于根据所述对应关系识别所述压力发生器的类型；具体为，将计算得到的对应关系与所述存储模块中存储的各压力发生器类型的所述进气端压力、近鼻端压力以及所述气体流量之间的特性关系进行比较从而确定所述压力发生器的类型。

在其中一个实施例中，还包括信号处理电路，用于对所述进气端压力信号、近鼻端压力信号进行放大、滤波处理。

在其中一个实施例中，还包括校零电路，分别与所述控制模块、所述进气端压力传感器以及所述近鼻端压力传感器连接；所述校零电路用于在所述控制模块的控制下对所述进气端压力传感器以及所述近鼻端压力传感器进行零点校准。

在其中一个实施例中，所述控制模块还包括判断单元以及更新单元；所述判断单元用于判断识别到的压力发生器类型与所述呼吸机中预设的压力发生器类型是否一致；所述更新单元用于在所述判断单元判断出识别到的压力发生器类型与所述呼吸机中预设的压力发生器类型不一致时，更新呼吸机中的压力发生器类型。

上述压力发生器类型识别方法以及装置，根据采集到的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及气体流量信号计算三者之间的对应关系，并将计算得到的对应关系与已知的可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系进行比较，从而实现对呼吸机中的压力发生器类型的自动准确识别。通过上述压力发生器类型识别方法以及装置，医护人员可以直接利用识别结果对呼吸机中的压力发生器类型进行准确设置，能够有效避免由于医护人员对呼吸机中的压力发生器类型不清楚导致的误设置，安全性较高。

附图说明

图1为一实施例中的压力发生器类型识别方法的流程图；

图2为另一实施例中的压力发生器类型识别方法的流程图；

图3为一实施例中的压力发生器识别装置的结构示意图；

图4为图3所示的压力发生器识别装置中的校零电路的电路原理图；

图5为图3所示的压力发生器识别装置中的校零阀的结构示意图；

图6为图3所示的压力发生器识别装置中的信号处理电路的电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为一实施例中的压力发生器类型识别方法的流程图，用于对呼吸机中的压力发生器的类型进行自动识别。在本实施例中，压力发生器是一种单呼吸管路连接、能通过持续气流产生气道压力的装置。压力发生器安装在病人鼻腔上，通过鼻塞或鼻罩与病人连接，工作原理为通过调节压力发生器的气体流量的大小，实现不同的气道压力。一种压力发生器类型识别方法包括以下步骤：

S110，采集呼吸机中的压力发生器的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及流经压力发生器的气体流量信号。

在呼吸机中的压力发生器的进气端设置进气端压力传感器对进气端压力信号进行采集，采集到的压力信号为P1。在压力发生器的近鼻端设置近鼻端压力传感器对近鼻端压力信号进行采集，采集到的压力信号为P2。在本实施例中，输出到压力发生器中的气体包括氧气气源和空气气源，因此分别在各气源输出端设置相应的流量传感器对送入到压力发生器中的氧气流量F1和空气流量F2进行采集，从而实现对流经压力发生器中的气体流量F的采集。在其他的实施例中，也可以通过一个流量传感器对流经压力发生器中的气体流量F进行采集。气体流量通过管路输出到压力发生器，并在压力发生器的作用下，最终在患者的近鼻端产生气道正压。

在本实施例中，为提高采集数据的精准度，还会执行步骤：对进气端压力信号、近鼻端压力信号进行放大、滤波处理。为提高采集数据的精准度还会在S110之前执行步骤：对压力传感器进行零点校准。即，通过校零电路控制校零阀的开启以及关闭，从而实现对压力传感器的零点校准，以保证采集数据的精度以及准确度。

S120，计算进气端压力信号、近鼻端压力信号以及气体流量信号三者之间的对应关系。

通过采集到的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及气体流量计算三者之间的对应关系。为能够精准的计算出该对应关系，可以通过采集多组数据来计算获得。在压力发生器中，当流经压力发生器中的气体流量在不同的范围时，进气端压力信号、近鼻端压力信号之间会存在不同的对应关系，因此可以通过采集不同气体流量范围下的进气端压力信号、近鼻端压力信号来获得三者之间的对应关系。

S130，获取可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系。

目前适用于呼吸机中的压力发生器类型较多，不同的压力发生器类型具有不同的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系。因此需要获取到目前存在的可适用于呼吸机中的压力发生器类型所对应的特性关系。由于S130仅对后续步骤会产生影响，因此在其他的实施例中，S130也可以放在S110或者S120的步骤之前。在本实施例中，为减轻整个压力发生器的识别过程的工作量，对于具有相同特性关系的不同压力发生器类型均以其中的一种压力发生器类型作为代表。以经鼻无创呼吸机中的压力发生器类型为例，其压力发生器类型包括Infant Flow、Medijet、Infant Flow LP和InspirenCPAP几种，其中Infant Flow、Infant Flow LP和Inspire nCPAP压力发生器的特性基本一致，因此在获取过程中，仅以Infant Flow压力发生器为代表，获取到的特性关系如表1所示。

表1：经鼻无创呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系

新鲜气体流量F(L/Min)	Infant Flow压力发生器	Medijet压力发生器
			<＝2	P1>2*P2	P1>P2+0.5
>2，<＝10	P1>2.5*P2	P1>P2+1
			>10，<＝20	P1>3*P2	P1>1.5*P2

S140，识别压力发生器的类型。

将计算得到的对应关系与获取到的各压力发生器类型的特性关系进行比较，在对应关系满足某一压力发生器类型的特性关系时即可确定呼吸机中的压力发生器类型，从而实现自动识别压力发生器类型。

上述压力发生器类型识别方法，根据采集到的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及气体流量信号计算三者之间的对应关系，并将计算得到的对应关系与已知的可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系进行比较，从而实现对呼吸机中的压力发生器类型的自动准确识别。通过上述压力发生器类型识别方法，医护人员可以直接利用识别结果对呼吸机中的压力发生器类型进行准确设置，能够有效避免由于医护人员对呼吸机中的压力发生器类型不清楚导致的误设置，安全性较高。

图2为另一实施例中的压力发生器类型识别方法的流程图，包括步骤S210～S270。其中，S210～S240在前述实施例中已经介绍，此处不赘述。

S250，判断识别到的压力发生器类型与呼吸机中预设的压力发生器类型是否一致。

当识别到的压力发生器类型与呼吸机中预设的压力发生器类型不一致时，执行步骤S260，反之则执行步骤S270。

S260，自动更新呼吸机的压力发生类型。

对呼吸机中的压力发生器类型进行自动更新，并发出警报，提醒医护人员以达到降低临床使用的风险，提高了安全性。在本实施例中，还会根据更新后的压力发生器类型的特性关系设置压力发生器的压力或者流量，以达到准确的气道压力输出，最终达到预期的治疗效果，并降低临床使用风险。

S270，结束操作。

上述压力发生器类型识别方法，在自动识别出呼吸机的压力发生器类型且识别到的压力发生器类型与预设压力发生器类型不一致时，自动更新并发出警报，可以降低临床使用风险，提高了安全性。并且，还会根据更新后的压力发生器类型的特性关系设置压力发生器的压力或者流量，以达到准确的气道压力输出，最终达到预期的治疗效果，并降低临床使用风险。

本发明还提供了一种压力发生器类型识别装置，用于对呼吸机中的压力发生器的类型进行自动识别，其结构示意图如图3所示。在本实施例中，压力发生器是一种单呼吸管路连接、能通过持续气流产生气道压力的装置。压力发生器安装在病人鼻腔上，通过鼻塞或鼻罩与病人连接，工作原理为通过调节压力发生器的气流的大小，实现不同的气道压力。

一种压力发生器类型识别装置，包括进气端压力传感器302、近鼻端压力传感器304、气体流量传感器306、存储模块(图中未示)以及控制模块(图中未示)。其中，进气端压力传感器302设置于压力发生器的进气端，即新鲜气体的出口处，用于采集压力发生器的进气端压力信号P1。近鼻端压力传感器304则设置于压力发生器的近鼻端，用于采集近鼻端压力信号P2。在本实施例中，输出到压力发生器中的气体包括氧气气源和空气气源，因此分别在各气源输出端设置相应的气体流量传感器306对送入到压力发生器中的氧气流量F1和空气流量F2进行采集，从而实现对流经压力发生器中的气体流量F的采集。在其他的实施例中，也可以通过一个流量传感器对新鲜气体出口处的气体流量F进行采集。在本实施例中，流量传感器使用Honeywell公司的高精度流量传感器，精度高，稳定性好，能很好的实现通气流量的高精度监测。压力传感器则使用GE公司的高精度差压式压力传感器，压力传感器的测量范围为1psi(1psi＝6.895kPa)，输出信号为差分信号。

为提高采集数据的精准度，上述压力发生器类型识别装置还包括校零电路308以及信号处理电路(图中未示)。校零电路308用于在控制模块的控制下对进气端压力传感器302以及近鼻端压力传感器304进行零点校准，以保证采集数据的精度以及准确度。在本实施例中，校零电路308包括电路部分以及校零阀，图4为校零电路308的电路原理图，图5则为校零阀的结构示意图。在本实施例中，校零阀采用2位3通型阀门，压力传感器连接于校零阀的端口2，校零阀的端口1则与大气连接，端口3为压力传感器采样口。具体地，在压力传感器正常工作时，端口3与端口2连通。在对压力传感器进行校零时，端口3闭合，端口2和端口1连通，压力传感器的采样口对着大气，压力输入为0。校零阀的切换通过MOS管Q17的控制来实现。

信号处理电路用于对进气端压力信号、近鼻端压力信号进行放大、滤波处理。压力传感器采用恒流源驱动方式，恒流源设计采用运放设计，驱动电流设置为1mA。放大电路采用仪表运算放大器AD623，具有高输入阻抗，高共模抑制比，低噪声，低漂移，温度稳定性好，放大频带宽，噪声系数小的优点，运算放大器放大35倍。放大后的信号经二阶有源滤波电路滤波后输出给控制模块，其电路原理如图6所示。

存储模块用于存储可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系。在本实施例中，为减轻整个压力发生器的识别过程的工作量，对于具有相同特性关系的不同压力发生器类型均以其中的一种压力发生器类型作为代表进行存储。

控制模块包括计算单元以及识别单元。计算单元用于计算所述进气端压力信号、近鼻端压力信号以及所述气体流量信号三者之间的对应关系。识别单元，用于根据计算得到的对应关系识别压力发生器的类型。具体地，识别单元会将计算得到的对应关系与存储模块中存储的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及气体流量之间的特性关系进行比较，在对应关系满足某一压力发生器类型的特性关系时即可确定呼吸机中的压力发生器类型，从而实现自动识别压力发生器类型。

上述压力发生器类型识别装置，根据采集到的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及气体流量信号计算三者之间的对应关系，并将计算得到的对应关系与已知的可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系进行比较，从而实现对呼吸机中的压力发生器类型的自动准确识别。通过上述压力发生器类型识别装置，医护人员可以直接利用识别结果对呼吸机中的压力发生器类型进行准确设置，能够有效避免由于医护人员对呼吸机中的压力发生器类型不清楚导致的误设置，安全性较高。

在另一实施例中，控制模块还包括判断单元、更新单元以及报警单元。判断单元用于判断识别到的压力发生器类型与呼吸机中预设的压力发生器类型是否一致。更新单元用于在判断单元判断出识别到的压力发生器类型与呼吸机中预设的压力发生器类型不一致时，更新呼吸机中的压力发生器类型。同时，报警单元会发出警报，以提醒医护人员以达到降低临床使用的风险，提高了安全性。在本实施例中，更新单元还会根据更新后的压力发生器类型的特性关系设置压力发生器的压力或者流量，以达到准确的气道压力输出，最终达到预期的治疗效果，并降低临床使用风险。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种压力发生器类型识别方法，用于对呼吸机中的压力发生器的类型进行自动识别，包括以下步骤：

采集呼吸机中的压力发生器的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及流经所述压力发生器的气体流量信号；

计算所述进气端压力信号、近鼻端压力信号以及所述气体流量信号三者之间的对应关系；

获取可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系；

识别所述压力发生器的类型；具体为，将计算得到的对应关系与各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系进行比较从而确定所述压力发生器的类型。

2.根据权利要求1所述的压力发生器类型识别方法，其特征在于，所述采集呼吸机中的压力发生器的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及流经所述压力发生器的气体流量信号的步骤之前还包括步骤：对进气端压力传感器以及近鼻端压力传感器进行零点校准；所述进气端压力传感器用于采集所述进气端压力信号；所述近鼻端压力传感器用于采集所述近鼻端压力信号。

3.根据权利要求1所述的压力发生器类型识别方法，其特征在于，所述采集呼吸机中的压力发生器的进气端压力信号、近鼻端压力信号以及流经所述压力发生器的气体流量信号的步骤之后、所述计算所述进气端压力信号、近鼻端压力信号以及所述气体流量信号三者之间的对应关系的步骤之前还包括步骤：

对所述进气端压力信号和所述近鼻端压力信号进行放大、滤波处理。

4.根据权利要求1所述的压力发生器类型识别方法，其特征在于，所述识别所述压力发生器的类型的步骤之后还包括：自动更新所述呼吸机的压力发生器类型。

5.根据权利要求4所述的压力发生器类型识别方法，其特征在于，所述自动更新所述呼吸机的压力发生器类型的步骤之后还包括步骤：根据更新后的压力发生器类型的特性关系设置压力发生器的压力或者流量。

6.根据权利要求4所述的压力发生器类型识别方法，其特征在于，所述识别所述压力发生器的类型的步骤之后、所述自动更新所述呼吸机的压力发生器类型的步骤之前还包括步骤：

判断识别到的压力发生器类型与所述呼吸机中预设的压力发生器类型是否一致；若否，则执行所述自动更新所述呼吸机的压力发生器类型的步骤，并发出警报；若是，则结束操作。

7.一种压力发生器类型识别装置，用于对呼吸机中的压力发生器的类型进行自动识别，其特征在于，包括：

进气端压力传感器，用于采集压力发生器的进气端压力信号；

近鼻端压力传感器，用于采集所述压力发生器的近鼻端压力信号；

气体流量传感器，用于采集流经所述压力发生器的气体流量信号；

存储模块，用于存储可适用于呼吸机的各压力发生器类型的进气端压力、近鼻端压力以及流经压力发生器的气体流量之间的特性关系；以及

控制模块，包括

计算单元，用于计算所述进气端压力信号、近鼻端压力信号以及所述气体流量信号三者之间的对应关系；

识别单元，用于根据所述对应关系识别所述压力发生器的类型；具体为，将计算得到的对应关系与所述存储模块中存储的各压力发生器类型的所述进气端压力、近鼻端压力以及所述气体流量之间的特性关系进行比较从而确定所述压力发生器的类型。

8.根据权利要求7所述的压力发生器类型识别装置，其特征在于，还包括信号处理电路，用于对所述进气端压力信号、近鼻端压力信号进行放大、滤波处理。

9.根据权利要求7所述的压力发生器类型识别装置，其特征在于，还包括校零电路，分别与所述控制模块、所述进气端压力传感器以及所述近鼻端压力传感器连接；所述校零电路用于在所述控制模块的控制下对所述进气端压力传感器以及所述近鼻端压力传感器进行零点校准。

10.根据权利要求7所述的压力发生器类型识别装置，其特征在于，所述控制模块还包括判断单元以及更新单元；

所述判断单元用于判断识别到的压力发生器类型与所述呼吸机中预设的压力发生器类型是否一致；

所述更新单元用于在所述判断单元判断出识别到的压力发生器类型与所述呼吸机中预设的压力发生器类型不一致时，更新呼吸机中的压力发生器类型。