CN112169103A

CN112169103A - 自适应调整升降压速度的方法及其应用、呼吸支持设备

Info

Publication number: CN112169103A
Application number: CN202011030638.1A
Authority: CN
Inventors: 戴征; 黄皓轩
Original assignee: Hunan Micomme Zhongjin Medical Technology Development Co Ltd
Current assignee: Hunan Micomme Zhongjin Medical Technology Development Co Ltd
Priority date: 2020-09-27
Filing date: 2020-09-27
Publication date: 2021-01-05

Abstract

本发明提供一种自适应调整升降压速度的方法及其应用、呼吸支持设备，其中，自适应调整升降压速度的方法，在用户初始气阻R0、顺应性C0条件的测量到初始升降压速度V0和升降压时间T0，然后根据呼吸支持设备处于治疗状态下，处理器获取用户的实际升降压时间T1，从而得到升降压耗时差Td＝T1‑T0，再处理器根据|Td|/T0<X％来衡量是否结束调整，若是，结束升降压速度调整；若否，在用户下一个呼吸周期内以V1＝V‑M*V0的升降压速度进行升降压，以此循环,直到满足Td|/T0<X％的条件，停止调整升降压速度，本发明动态调整升降压速度，使得呼吸支持设备在不同的呼吸力学参数状态下，升降压耗时基本相同，保证压力曲线平台压维持时间较长，用户体验度较好。

Description

自适应调整升降压速度的方法及其应用、呼吸支持设备

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种自适应调整升降压速度的方法及其应用、呼吸支持设备。

背景技术

呼吸支持设备在工作的时候，用户吸气时需要提供高压，在呼气时需要提供低压，从低压上升到高压的速度就是升压速度，对应的，速度越快，从低压升到高压所需时间就越短。现有技术(CN108310563一种呼吸支持设备)的升压速度是通过手动设定不同的档位来进行调节，通常有1～6档位可调，但是固定的6个档位通常难以达到最佳适配的程度，且需要反复进行调整才能找到比较合适的升压档位。

用户在使用呼吸支持设备的时候，由于个体的不同，有的用户需要快速升压，有的用户不耐受快速升压，而现有的呼吸支持设备多数不能调整升压速度，仅给出定一个固定的升降压速度，不论用户的气阻、顺应性等呼吸力学参数如何改变，呼吸机都按照同样的参数进行升降压调节，这样会使患者呼吸起来不舒服，不利于患者的康复。

传统的，用户的呼吸力学参数改变的时候，必然会影响到实际的升降压耗时，甚至可能出现压力达不到预期值的现象。比如：用户的气阻从5cmH2O增大到了 20cmH2O，此时如果呼吸机的参数恒定，那么必然会出现压力变化减慢的现象，原来可能200ms就能完成压力变化，现在可能需要400ms甚至更长，随之而来的就是压力波形的变化，平台压维持时间缩短，用户体验降低，如图1所示，图1 中实线是原来的压力变化曲线，虚线是气阻改变后的压力变化曲线，从图中可以看出，虚线代表的压力曲线，平台压明显减少，升降压时间明显拉长。

因此，有必要提供一种自适应调整升降压速度的方法，能够根据患者的个体特征进行升压速度的调整，使得患者呼吸起来更加舒服。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种自适应调整升降压速度的方法及其应用、呼吸支持设备，能够根据患者的个体特征进行升压速度的调整，使得患者呼吸起来更加舒服。

为了实现上述目的，本发明提供一种自适应调整升降压速度的方法，步骤包括：

S1：在用户气阻为R0,顺应性为C0的条件下，测得初始升降压速度为V0，此时，呼吸支持设备的升降压时间为T0；

S2：呼吸机处于治疗状态，在升降压速度为V时，处理器获取用户实际的升降压时间T,此时，升降压耗时偏差Td＝T-T0；

S3：设定压力偏差阀值X％，处理器判断是否|Td|/T0<X％；

S31：若是，结束调整，维持当前升降压速度V；

S32：若否，在用户下一个呼吸周期内以V1＝V-M*V0的升降压速度进行升降压，其中M＝Td/T0，此时升降压时间为T1；

S321：返回步骤S2，此时,V＝V1,呼吸支持设备以V1进行升降压调整，计算得到新的升降压耗时偏差Td＝T1-T0,以此循环,直到满足|Td|/T0<X％的条件，停止调整升降压速度。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤S1中，初始升降压速度在用户的气阻R0为5cmH2O，顺应性C0为50ml的条件下测量得到。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤S2中，Td为正值时，说明升降压时间变长，Td为负值时，则说明升降压时间变短。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤S3中，压力偏差阀值X％为10％，压力偏差阀值10％根据实际使用中的多组实际升降压时间与初始升降压时间比较得到。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤S32中，M＝Td/T0的得到是鉴于升降压速度V与升降压时间T之间是线性关系，因此，升降压时间T的变化百分比对应着升降压速度V的变化百分比。

本发明还提供一种估算气阻的方法，将在气阻为R0模型下，相同时间内，用户呼吸压力从最小值Pmin开始，采用上述自适应调节的V1升降压速度达到的呼吸压力最大值Pmax与采用V0升降压速度达到的呼吸压力最大值Pmax0之差为气阻差，从而得到实时气阻R1＝R0+(Pmax-Pmax0)，其中，V0为在初始气阻为 R0的时候的升降压速度；V1为用户在实际使用呼吸支持设备过程中，自适应调节得到的升降压速度。

作为上述方案进一步的改进，初始气阻R0为5cmH2O。

本发明还提供一种采用上述自适应调整升降压速度的方法的一种呼吸支持设备，包括主机、安装于主机内部的处理器和存储器，所述存储器用于存储升降压时间、升降压耗时偏差、升降压速度以及用户的个人信息，所述处理器用于获取和计算升降压时间和升降压耗时差，还包括压力传感器和计时器，所述压力传感器用于检测主机气道内的压力值，所述计时器用于记录升降压时间，所述计时器、压力传感器和存储器均与所述处理器电性连接。

作为上述方案进一步的改进，用户的个人信息包括个人的社会信息和呼吸力学参数，具体的，呼吸力学参数为气阻R和顺应性C。

由于本发明采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

1、本发明的一种自适应调整升降压速度的方法，首先测量在用户初始气阻 R0、顺应性C0条件的初始升降压速度V0和升降压时间T0，然后根据呼吸支持设备处于治疗状态下，处理器获取用户的实际升降压时间T1，从而得到升降压耗时差Td＝T1-T0，在根据升降压耗时差与初始升降压时间的比值|Td|/T0是否小于X％来衡量是否结束调整，若是，结束升降压速度调整；若否，在用户下一个呼吸周期内以V1＝V-M*V0的升降压速度进行升降压，以此循环,直到满足 Td|/T0<X％的条件，停止调整升降压速度，这样的根据用户的实际升降压时间为基础，动态调整呼吸支持设备的升降压速度，使得呼吸支持设备在不同的呼吸力学参数状态下，升降压耗时基本相同，保证压力曲线基本按照如图1中实线部分不变形，即平台压维持时间较长，用户体验度较好。

2、本发明的一种估算气阻的方法，将在气阻为R0模型下，相同时间内，用户呼吸压力从最小值Pmin开始，采用自适应调节的V1升降压速度达到的呼吸压力最大值Pmax与采用V0升降压速度达到的Pmax0之差为气阻差，从而得到实时气阻R1＝R0+(Pmax-Pmax0)，本发明采用采用自适应调节的V1升降压速度达到的呼吸压力最大值Pmax与采用V0升降压速度达到的Pmax0之差为气阻差，从而估算出实时气阻；相比传统的方式，采用呼吸回路压力公式,使用多次气道压力 p和流速v的采样值，再运用最小二乘法直接估算气阻R，本发明的估算气阻的方法，原理简单，计算简单，对呼吸支持设备的硬件要求低。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1患者气阻改变的情况下压力波形的改变示意图；

图2本发明的一种自适应调整升降压速度的方法的流程图。

具体实施方式

首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。

其次，需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个构件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述:

实施例1：

参照图2，本发明提供一种自适应调整升降压速度的方法，步骤包括：

S3：设定压力偏差阀值X％，处理器判断是否|Td|/T0<X％；

S31：若是，结束调整，维持当前升降压速度V；

S321：返回步骤S2，此时,V＝V1,呼吸支持设备以V1进行升降压调整，计算得到新的升降压耗时偏差Td＝T1-T0,以此循环,直到满足|Td|/T0<X％的条件，停止调整升降压速度；本发明的自适应调整升降压速度的方法，根据用户的实际升降压时间为基础，动态调整呼吸支持设备的升降压速度，使得呼吸支持设备在不同的呼吸力学参数状态下，升降压耗时基本相同，保证压力曲线基本按照如图 1中实线部分不变形，即平台压维持时间较长，用户体验度较好。

作为优选的实施例，所述步骤S1中，初始升降压速度在用户的气阻R0为 5cmH2O，顺应性C0为50ml的条件下测量得到，对于同一用户来说，在初次使用本呼吸支持设备的时候，采用的是默认的气阻R0为5cmH2O，顺应性C0为50ml 的条件下测量得到的初始升降压速度，当该用户再次使用该设备时，由于存储器记录了该用户上次使用的升降压速度和升降压时间，该用户在此次使用时的初始升降压速度以上次的升降压速度为基准，升降压时间同样如此，依次类推，每次该用户使用该呼吸支持设备时，均以其上一次使用时的升降压速度和升降压时间作为初始条件，这样的设置，呼吸支持设备能够更快的适应用户的呼吸力学参数，带给用户更好的使用体验。

作为优选的实施例，所述步骤S2中，Td为正值时，说明升降压时间变长， Td为负值时，则说明升降压时间变短。

作为优选的实施例，所述步骤S3中，压力偏差阀值X％为10％，压力偏差阀值10％根据实际使用中的多组实际升降压时间与初始升降压时间比较得到。

作为优选的实施例，所述步骤S32中，M＝Td/T0的得到是鉴于升降压速度V 与升降压时间T之间是线性关系，因此，升降压时间T的变化百分比对应着升降压速度V的变化百分比，通过升降压速度和升降压时间之间的线性关系，由于升降压时间T的变化较容易测量得到，以此来横梁啊升降压速度V的变化百分比，简单实用。

实施例2：

呼吸支持设备主要对呼吸障碍的病人提供新鲜的空气，其中肺的顺应性和肺的气阻是两个重要的参数。肺的顺应性和肺的阻力(即气阻)不仅能表征病人肺的状况，而且可以用来建立呼吸回路的数学模型，对压力控制通气及其扩展通气模式的准确性和精度起着决定性作用。目前肺的顺应性和管道的阻力很难直接计算，一般情况使用流过呼吸回路的流速值和压力值进行估算。在估算的过程中，一般以呼出端压力传感器获取的压力值为气道压力，吸入端流量传感器和呼出端流量传感器获取的流量值的差为流速值，传统的估算气阻的方法基于呼吸回路压力公式,使用多次气道压力p和流速v的采样值，运用最小二乘法直接估算气阻R和顺应性C，但基于呼吸回路压力公式的计算，方法复杂，需要多次采集气道压力p和流速v，且计算量较大。

鉴于此，本发明还提供一种估算气阻的方法，将在气阻为R0模型下，相同时间内，用户呼吸压力从最小值Pmin开始，采用自适应调节的V1升降压速度达到的呼吸压力最大值Pmax与采用V0升降压速度达到的Pmax0之差为气阻差，从而得到实时气阻R1＝R0+(Pmax-Pmax0)，其中，V0为在初始气阻为R0的时候的升降压速度；V1为用户在实际使用呼吸支持设备过程中，自适应调节得到的升降压速度。本发明的估算气阻的方法，原理简单，计算简单，对呼吸支持设备的硬件要求低。

作为优选的实施例，初始气阻R0为5cmH2O。

由于肺的顺应性和肺的阻力(即气阻)共同表征病人肺的状况，因此，在找到符合条件的升降压速度V1之后，呼吸支持设备在估算气阻的同时，还需要对用户的呼吸参数顺应性C进行估算，按照公式

计算用户的呼吸顺应性参数，其中ΔV为吸气潮气量，根据公式

计算得到，其中T_i为吸气时长，ΔP表示一次呼吸的压力变化，即ΔP＝P_max-P_min，P_max表示吸气过程中采集到的最大压力，P_min表示吸气过程中采集到的最小压力。

实施例3：

本发明还提供采用上述自适应调整升降压速度的方法的一种呼吸支持设备，包括主机、安装于主机内部的处理器和存储器，所述存储器用于存储升降压时间、升降压耗时偏差、升降压速度以及用户的个人信息，所述处理器用于获取和计算升降压时间和升降压耗时差，还包括压力传感器和计时器，所述压力传感器用于检测主机气道内的压力值，所述计时器用于记录升降压时间，所述计时器、压力传感器和存储器均与所述处理器电性连接。

作为优选的实施例，用户的个人信息包括个人的社会信息和呼吸力学参数，具体的，呼吸力学参数为气阻R和顺应性C。

本发明提供的呼吸支持设备，由于存储器能够记录当前用户的社会信息，气阻R和顺应性C，以及用户上次使用时的升降压速度V，因此，在用户在下次使用的时候，当处理器判断为同一人时，处理器从存储器内调取该用户上次使用时的呼吸力学参数作为起始值，尤其是上次的升降压速度V1，不再使用V0作为起始值，依次类推，对于同一用户来说，本呼吸支持设备能够记录其每次使用的个人信息，因此，呼吸支持设备能够更快的适应用户的呼吸力学参数，带给用户更好的使用体验。

以上是本发明的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种自适应调整升降压速度的方法，其特征在于，步骤包括：

S2：呼吸机处于治疗状态，在升降压速度为V时，处理器获取用户的实际升降压时间T,此时，升降压耗时偏差Td＝T-T0；

S3：设定压力偏差阀值X％，处理器判断是否|Td|/T0<X％；

S31：若是，结束调整，维持当前升降压速度V；

2.根据权利要求1所述的一种自适应调整升降压速度的方法，其特征在于，所述步骤S1中，初始升降压速度在用户的气阻R0为5cmH2O，顺应性为C0 50ml的条件下测量得到。

3.根据权利要求1或2所述的一种自适应调整升降压速度的方法，其特征在于，所述步骤S2中，Td为正值时，说明升降压时间变长，Td为负值时，则说明升降压时间变短。

4.根据权利要求1或2所述的一种自适应调整升降压速度的方法，其特征在于，所述步骤S3中，压力偏差阀值X％为10％，压力偏差阀值10％根据实际使用中的多组实际升降压时间与初始升降压时间比较得到。

5.根据权利要求1或2所述的一种自适应调整升降压速度的方法，其特征在于，所述步骤S32中，M＝Td/T0的得到是鉴于升降压速度V与升降压时间T之间是线性关系，因此，升降压时间T的变化百分比对应着升降压速度V的变化百分比。

6.一种估算气阻的方法，其特征在于，将在气阻为R0模型下，相同时间内，用户呼吸压力从最小值Pmin开始，采用如权利要求1-5任意一项所述的自适应调整升降压速度的方法得到的V1升降压速度达到的呼吸压力最大值Pmax与采用V0升降压速度达到的呼吸压力最大值Pmax0之差为气阻差，从而得到实时气阻R1＝R0+(Pmax-Pmax0)，其中，V0为在初始气阻为R0的时候的升降压速度；V1为用户在实际使用呼吸支持设备过程中，自适应调节得到的升降压速度。

7.根据权利要求6所述的一种估算气阻的方法，其特征在于，初始气阻R0为5cmH2O。

8.一种采用权利要求1-5任意一项所述的自适应调整升降压速度的方法的呼吸支持设备，其特征在于，包括主机、安装于主机内部的处理器和存储器，所述存储器用于存储升降压时间、升降压耗时偏差、升降压速度以及用户的个人信息，所述处理器用于获取和计算升降压时间和升降压耗时差，还包括压力传感器和计时器，所述压力传感器用于检测主机气道内的压力值，所述计时器用于记录升降压时间，所述计时器、压力传感器和存储器均与所述处理器电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种呼吸支持设备，其特征在于，用户的个人信息包括个人的社会信息和呼吸力学参数，具体的，呼吸力学参数为气阻R和顺应性C。