CN112516424B - 一种呼吸机集成的呼吸肌力训练vimt模式*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***，包括为插管病患供氧的呼吸机，用作病患的人工气道的气管插管，以及用于连通呼吸机和气管插管的Y型接头；呼吸机设有压力传感器、氧浓度传感器、氧气阀、空气阀、吸气接口、呼气接口、吸气阀、呼气阀、呼吸控制装置、触摸屏和处理器芯片；处理器芯片中设有通过呼吸控制装置实现对于患者的呼吸肌力锻炼的VIMT呼吸肌力训练模块。本发明的VIMT呼吸肌力训练模块通过呼吸机的压力传感器监测患者开始吸气时的吸气负压信号，以及开始吸气锻炼的持续时间信号，来控制呼吸机的送气时机，能够在呼吸机上实现患者呼吸力量训练，利用呼吸机自带的呼吸控制装置，实现对于患者的呼吸肌力锻炼。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***。
背景技术
呼吸肌力训练IMV(InspiraTorymuscleTraining)广泛的应用于呼吸肌力减退的患者，如COPD、外科术后病人、年老虚弱的病人。其主要原理是通过设备提高设置吸气触发或者呼气触发压力阈值，以达到锻炼呼吸肌力量的目的。
机械通气患者由于疾病本身的原因(如脓毒症患者引起的肌纤维消融)、镇静肌松等药物原因、长时间使用控制通气的原因会导致机械通气患者容易发生肌肉萎缩，肌力减退。有文献表明使用呼吸机机械通气使用超过16-69小时后呼吸肌肌肉纤维就会减少，肌力就会减低。
呼吸机自带有气量压力时间控制装置，然而传统的IMT肌肉呼吸训练器设备，只能在无机械通气患者时使用，不能与呼吸机相连，不能在机械通气时同时使用IMT肌肉呼吸训练器来达到锻炼呼吸肌力量的目的，会延长患者呼吸肌力量恢复时间，延长患者的待机时间。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***，以解决现有IMT设备只能在无机械通气患者时使用，不能与呼吸机相连，不能在机械通气时同时使用IMT来达到锻炼呼吸肌力量的目的，会延长患者呼吸肌力量恢复时间，延长患者的待机时间的问题。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***，包括为插管病患供氧的呼吸机，用作病患的人工气道的气管插管，以及用于连通呼吸机和气管插管的Y型接头；所述呼吸机设有用于监测呼吸压力的压力传感器，用于探测供氧浓度的氧浓度传感器，用于接通供氧气源的氧气阀和空气阀，用于为病患供氧的吸气接口，用于接收病患呼出气的呼气接口，用于自动排出病患呼出气的呼气阀，用于控制供氧气量、压力、时间的呼吸控制装置，用于显示和设定控制装置的控制参数的触摸屏，以及用于控制呼吸机工作的处理器芯片，所述Y型接头分别与气管插管、吸气接口和呼气接口连通；
所述处理器芯片中设有通过呼吸控制装置实现对于患者的呼吸肌力锻炼的VIMT呼吸肌力训练模块，根据病情评估通过触摸屏设定VIMT呼吸肌力训练模块的控制参数，VIMT呼吸肌力训练模块控制参数包括Tc持续时间、PNIF吸气负压值、Tmax最长时间、T治疗时间和FiO2吸入氧浓度，在患者吸气努力大于设定的PNIF吸气负压值，并且达到设定的Tc持续时间，或者患者吸气开始达到Tmax最长时间时，呼吸机按照正在工作的参数予以通气供氧。
作为优选，所述VIMT呼吸肌力训练模块单独工作时，呼吸机现有工作模式处于待机状态，需要设置的参数为PNIF吸气负压值、Tc持续时间、Tmax最长时间、FiO2吸入氧浓度和T治疗时间。
作为优选，所述VIMT呼吸肌力训练模块与呼吸机现有工作模式联合工作时需要设置的四个参数为PNIF吸气负压值、Tc持续时间、Tmax最长时间和T治疗时间。
作为优选，所述VIMT呼吸肌力训练模块设有二级报警提醒和一级报警提醒，
二级报警提醒触发条件为：
PNIF吸气负压值不能达到Tmax最长时间触发；
Tc持续时间不能达到Tmax最长时间触发；
呼吸肌力训练的T治疗时间剩余低于1分钟时触发；
一级报警提醒触发条件为：
窒息通气，即患者无自主呼吸时间大于呼吸机设置的窒息时间时触发；
VIMT呼吸肌力训练模块单独工作的情况下，T治疗时间剩余低于1分钟时触发。
作为优选，所述T治疗时间从启动VIMT呼吸肌力训练模块时开始计算，呼吸机按照VIMT 呼吸肌力训练模式工作，T治疗时间结束之后呼吸机自动恢复VIMT呼吸肌力训练模块启动前的工作参数。
本发明的有益效果为：
1.本发明的VIMT呼吸肌力训练模块通过呼吸机的压力传感器监测患者开始吸气时的吸气负压信号，以及开始吸气锻炼的持续时间信号，来控制呼吸机的送气时机；VIMT呼吸肌力训练模块可独立于现有呼吸机治疗模块通气模式之外独立运行，亦可同传统治疗模块通气模式混合使用，不会改变医生设置的通气模式和通气参数(仅改变的是触发方式)，即VIMT呼吸肌力训练模式与传统通气模式混合使用时，呼吸机触发方式按照VIMT呼吸肌力训练模式工作，而其它通气参数按照医生设置的既往的通气参数工作，最大限度减低了医生设置参数的复杂度。因此，本发明的VIMT呼吸肌力训练模块能够在呼吸机上实现患者呼吸力量训练，利用呼吸机自带的呼吸控制装置，实现对于患者的呼吸肌力锻炼。
附图说明
图1为一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***的原理框图；
图2为现有呼吸机的工作原理示意图；
图3为VIMT呼吸肌力训练模式单独使用的工作界面图；
图4为PSV模式下VIMT呼吸肌力训练模式工作界面图；
图5为PSV模式下VIMT呼吸肌力训练模式工作曲线图；
图6为PSV模式下VIMT呼吸肌力训练模式工作流程图；
图7为AC/VC模式下VIMT呼吸肌力训练模式的工作曲线图；
图8为AC/VC模式下VIMT呼吸肌力训练模式的工作流程图；
图9为SIMV模式下VIMT呼吸肌力训练模式的工作曲线图；
图10为SIMV模式下VIMT呼吸肌力训练模式的工作流程图；
图11为VIMT呼吸肌力训练模式单独运行的工作曲线图；
图12为VIMT呼吸肌力训练模式单独运行的工作流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例
参考图1-12，一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***，包括为插管病患供氧的呼吸机，用作病患的人工气道的气管插管，以及用于连通呼吸机和气管插管的Y型接头；所述呼吸机设有用于监测呼吸压力的压力传感器，用于探测供氧浓度的氧浓度传感器，用于接通供氧气源的氧气阀和空气阀，用于为病患供氧的吸气接口，用于接收病患呼出气的呼气接口，用于自动排出病患呼出气的呼气阀，用于控制供氧气量、压力、时间的呼吸控制装置，用于显示和设定控制装置的控制参数的触摸屏，以及用于控制呼吸机工作的处理器芯片，所述Y型接头分别与气管插管、吸气接口和呼气接口连通；
所述处理器芯片中设有通过呼吸控制装置实现对于患者的呼吸肌力锻炼的VIMT呼吸肌力训练模块，根据病情评估通过触摸屏设定VIMT呼吸肌力训练模块的控制参数，VIMT呼吸肌力训练模块控制参数包括Tc持续时间、PNIF吸气负压值、Tmax最长时间、T治疗时间和FiO2吸入氧浓度，在患者吸气努力大于设定的PNIF吸气负压值，并且达到设定的Tc持续时间，或者患者吸气开始达到Tmax最长时间时，呼吸机按照正在工作的参数予以通气供氧。
在发明的一个优选实施例中，所述VIMT呼吸肌力训练模块单独工作时，呼吸机现有工作模式处于待机状态，需要设置的参数为PNIF吸气负压值、Tc持续时间、Tmax最长时间、FiO2吸入氧浓度和T治疗时间。
在发明的一个优选实施例中，所述VIMT呼吸肌力训练模块与呼吸机现有工作模式联合工作时需要设置的四个参数为PNIF吸气负压值、Tc持续时间、Tmax最长时间和T治疗时间。
在发明的一个优选实施例中，所述VIMT呼吸肌力训练模块设有二级报警提醒和一级报警提醒，
二级报警提醒触发条件为：
PNIF吸气负压值不能达到Tmax最长时间触发；
Tc持续时间不能达到Tmax最长时间触发；
呼吸肌力训练的T治疗时间剩余低于1分钟时触发；
一级报警提醒触发条件为：
窒息通气，即患者无自主呼吸时间大于呼吸机设置的窒息时间时触发；
VIMT呼吸肌力训练模块单独工作的情况下，T治疗时间剩余低于1分钟时触发。
在发明的一个优选实施例中，所述T治疗时间从启动VIMT呼吸肌力训练模块时开始计算，呼吸机按照VIMT呼吸肌力训练模式工作，T治疗时间结束之后呼吸机自动恢复VIMT呼吸肌力训练模块启动前的工作参数。
本发明的VIMT呼吸肌力训练模块通过呼吸机的压力传感器监测患者开始吸气时的吸气负压信号，以及开始吸气锻炼的持续时间信号，来控制呼吸机的送气时机。本发明的VIMT呼吸肌力训练模块可独立于现有呼吸机治疗模块通气模式之外独立运行，亦可同传统治疗模块通气模式混合使用，不会改变医生设置的通气模式和通气参数(仅改变的是触发方式)，即 VIMT呼吸肌力训练模式与传统通气模式混合使用时，呼吸机触发方式按照VIMT呼吸肌力训练模式工作，而其它通气参数按照医生设置的既往的通气参数工作，最大限度减低了医生设置参数的复杂度。因此，本发明的VIMT呼吸肌力训练模块能够在呼吸机上实现患者呼吸力量训练，利用呼吸机自带的呼吸控制装置，实现对于患者的呼吸肌力锻炼。
呼吸肌力训练有两个重要的参数：力量阈值和持续时间，因此VIMT呼吸肌力训练模块的设计主要参数也为PNIF吸气负压值和Tc持续时间。
VIMT呼吸肌力训练模块如和其他控制通气模式如AC辅助控制通气(PC-AC压控-辅助控制、VC-AC容控-辅助控制)，SIMV同步间歇指令通气(SIMV+PSV同步间歇指令通气+压力支持)，BIPAP双水平气道正压通气等共用时，仅在存在患者自主触发的通气工作，无自主触发即呼吸机时间触发的控制通气VIMT不工作。
参考图3-4，VIMT呼吸肌力训练模式与呼吸机现有工作模式联合工作时，具体方式如下：
1、PNIF吸气负压值：为PEEP呼气末正压水平减去压力传感器监测到最大负压水平(或者描述为传感器监测回路最低的压力值水平)，即PNIF＝PEEP-Plowmax；设置范围为0-40cmH2O，精度为0.5cmH2O；
2、Tc持续时间即患者用力吸气之后达到吸气负压值开始计算起始时间之后的持续时间； Tc持续时间设置范围为0-4S，精度为0.1S；
3、Tmax最长时间为从患者开始吸气之后开始计算起始时间之后的持续最长时间，即呼吸机识别患者吸气开始时或者患者吸气达到原有触发水平时即为起始时间；Tmax最长时间设置范围为0-10S，精度为0.1S；
不同型号呼吸机和不同设置触发参数Tmax最长时间的起始时间计算略有不同，大致分为：
流量触发：即呼吸机流量传感器检测到患者吸气流速达到设置的触发水平时为起始时间；
压力触发：即呼吸机压力传感器监测到患者吸气压力达到设置的压力触发水平即为起始时间；
混合触发(如德尔格呼吸机)：压力流速混合触发时，即呼吸机压力传感器监测到患者吸气压力达到呼吸机内置的0.2cmH2O时即为起始时间；
EDI膈肌肌电触发：即呼吸机监测到的EDI信号达到设置的EDI触发水平时即为起始时间；
4、参数设置时Tmax最长时间必须大于Tc持续时间；
5、T治疗时间：为启动VIMT开始计算治疗时间，设置范围为0-60分钟。
在不同的通气模式下VIMT呼吸肌力训练模式工作情况如下：
一、参考图5-6，PSV模式下VIMT呼吸肌力训练模式工作具体方式如下：
PSV压力支持模式下将VIMT模式关闭时，每次呼吸通气均需患者触发，达到触发灵敏度度水平之后呼吸机即按照设置的PS水平，吸呼切换参数工作，吸入氧浓度；
将VIMT打开之后，PSV于VIMT同时工作，每次呼吸均需患者触发，同时呼吸机监测到的PNIF吸气负压值必须达到设置的PNIF吸气负压值水平且持续时间达到设置的Tc持续时间时间时呼吸机按照设置的PS水平，吸呼切换参数，吸入氧浓度工作(或者在PNIF吸气负压值没有达到，但是监测的Tmax最长时间水平达到设置的Tmax最长时间时，呼吸机仍然按照设置的参数进行通气)；
如果患者自主呼吸没有触发超过窒息时间Tapn时，呼吸机自动转为后备通气；
T治疗时间结束之后自动转为单纯PSV模式，按照既往参数进行通气。
二、参考图7-8，AC/VC模式下VIMT呼吸肌力训练模式工作具体方式如下：
如果患者没有触发，呼吸机按照C控制通气参数进行通气，如果患者触发，呼吸机按照 A辅助通气进行通气；
如果患者没有触发(即没有达到设置的触发条件或者没有达到Tmax最长时间最大吸气时间的起始条件)呼吸机按照C控制通气参数进行通气；如果患者触发(即达到设置的触发条件或者达到Tmax最长时间最大吸气时间的起始条件)，呼吸机监测到的PNIF吸气负压值必须达到设置的PNIF吸气负压值水平且监测的Tc持续时间时间持续时间达到设置的Tc持续时间时间时，呼吸机按照辅助通气进行通气，或者PNIF吸气负压值没有达到，但是监测的Tmax最长时间水平达到设置的Tmax最长时间时，呼吸机即按照辅助通气进行通气；在呼吸机已经启动 Tc持续时间或者Tmax最长时间计算时，但是呼吸机达到控制通气时间窗口，VIMT即时终止，呼吸机按照控制通气参数给予控制通气；
T治疗时间结束之后自动转为单纯AC模式，按照既往参数进行通气。
三、参考图9-10，SIMV模式下VIMT呼吸肌力训练模式工作具体方式如下：
通气分为指令通气部分和自主呼吸部分，自主呼吸部分必须是患者触发呼吸机的，呼吸机按照PS压力支持通气；指令通气可以是患者触发也可以时时间触发(按照控制通气模式进行通气)；
在自主呼吸部分，每次呼吸均需患者触发，同时呼吸机监测到的PNIF吸气负压值必须达到设置的PNIF吸气负压值水平且持续时间达到设置的Tc持续时间时间时呼吸机按照PSV给予通气，或者在在PNIF吸气负压值没有达到，但是监测的Tmax最长时间水平达到设置的Tmax 最长时间时，呼吸机按照PSV给予通气；
在指令通气部分，如果患者没有触发(即没有达到设置的触发条件或者没有达到Tmax 最长时间最大吸气时间的起始条件)呼吸机按照C控制通气参数进行通气；如果患者触发(即达到设置的触发条件或者达到Tmax最长时间最大吸气时间的起始条件)，呼吸机监测到的 PNIF吸气负压值必须达到设置的PNIF吸气负压值水平且监测的Tc持续时间时间持续时间达到设置的Tc持续时间时间时，呼吸机按照辅助通气进行通气，或者PNIF吸气负压值没有达到，但是监测的Tmax最长时间水平达到设置的Tmax最长时间时，呼吸机即按照辅助通气进行通气；在呼吸机已经启动Tc持续时间或者Tmax最长时间计算时，但是呼吸机达到控制通气时间窗口，VIMT即时终止，呼吸机按照控制通气参数给予控制通气；
T治疗时间结束之后自动转为SIMV模式，按照既往参数进行通气。
四、参考图11-12，VIMT呼吸肌力训练模式单独运行工作具体方式如下：
单独使用VIMT功能时，呼吸机处于待机状态；
单独使用VIMT时患者自主呼吸稳定，可以正常配合自主呼吸和呼吸锻炼；呼吸机工作的基本原理如图11-12所示(呼吸机仅提供氧浓度支持，不控制患者的吸气流速、压力、吸气时间等，相当于使用CPAP为0时的持续气道正压通气)；
打开VIMT单独使用时，每次呼吸均需患者触发，同时呼吸机监测到的PNIF吸气负压值必须达到设置的PNIF吸气负压值水平且持续时间达到设置的Tc持续时间时间时呼吸机按照打开吸气阀，呼吸机按照设置的FiO2吸入氧浓度以及按照患者所需流速自主送气，不控制压力也不控制流速(相当于CPAP为0时的持续气道正压通气)，或者在在PNIF吸气负压值没有达到，但是监测的Tmax最长时间水平达到设置的Tmax最长时间时，呼吸机按照给予呼吸机按照打开吸气阀，呼吸机按照设置的FiO2吸入氧浓度以及按照患者所需流速自主送气，不控制压力也不控制流速(相当于CPAP为0时的持续气道正压通气)；
T治疗时间剩余1分钟时呼吸机自动启动1级报警，提醒治疗时间到后患者需脱离呼吸机，T治疗时间结束之后自动恢复待机状态。
上述实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***，包括为插管病患供氧的呼吸机，用作病患的人工气道的气管插管，以及用于连通呼吸机和气管插管的Y型接头；所述呼吸机设有用于监测呼吸压力的压力传感器，用于探测供氧浓度的氧浓度传感器，用于接通供氧气源的氧气阀和空气阀，用于为病患供氧的吸气接口，用于接收病患呼出气的呼气接口，用于控制向病患供氧启停的吸气阀，用于排出病患呼出气的呼气阀，用于控制呼吸机的供氧气量、压力、时间的呼吸控制装置，用于显示和设定控制装置的控制参数的触摸屏，以及用于控制呼吸机工作的处理器芯片，所述Y型接头分别与气管插管、吸气接口和呼气接口连通，其特征在于，
所述处理器芯片中设有通过呼吸控制装置实现对于患者的呼吸肌力锻炼的VIMT呼吸肌力训练模块，根据病情评估通过触摸屏设定VIMT呼吸肌力训练模块的控制参数，VIMT呼吸肌力训练模块控制参数包括Tc持续时间、PNIF吸气负压值、Tmax最长时间、T治疗时间和FiO2吸入氧浓度，在患者吸气努力大于设定的PNIF吸气负压值，并且达到设定的Tc持续时间，或者患者吸气开始达到Tmax最长时间时，呼吸机按照正在工作的参数予以通气供氧；
所述VIMT呼吸肌力训练模块设有二级报警提醒和一级报警提醒，
二级报警提醒触发条件为：
PNIF吸气负压值不能达到Tmax最长时间触发；
Tc持续时间不能达到Tmax最长时间触发；
呼吸肌力训练的T治疗时间剩余低于1分钟时触发；
一级报警提醒触发条件为：
窒息通气，即患者无自主呼吸时间大于呼吸机设置的窒息时间时触发；
VIMT呼吸肌力训练模块单独工作的情况下，T治疗时间剩余低于1分钟时触发。
2.根据权利要求1所述的一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***，其特征在于，所述VIMT呼吸肌力训练模块单独工作时，呼吸机现有工作模式处于待机状态，需要设置的参数为PNIF吸气负压值、Tc持续时间、Tmax最长时间、FiO2吸入氧浓度和T治疗时间。
3.根据权利要求1或2所述的一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***，其特征在于，所述VIMT呼吸肌力训练模块与呼吸机现有工作模式联合工作时需要设置的四个参数为PNIF吸气负压值、Tc持续时间、Tmax最长时间和T治疗时间。
4.根据权利要求1所述的一种呼吸机集成的呼吸肌力训练VIMT模式***，其特征在于，所述T治疗时间从启动VIMT呼吸肌力训练模块时开始计算，呼吸机按照VIMT呼吸肌力训练模式工作，T治疗时间结束之后呼吸机自动恢复VIMT呼吸肌力训练模块启动前的工作参数。
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