一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于一種呼吸機壓力控制通氣漏氣量的估算方法，具體涉及一種基于流量波形及其峰值，以及基于流量波形的積分容量波形及其峰值，進行壓力控制通氣漏氣量估算的方法。其步驟包括，在壓力控制模式無創(chuàng)通氣過程中，在呼吸機供氣端采集供氣流量信號，得到通氣流量波形及流量峰值，通過積分得到容量波形及容量峰值，利用采集到的流量波形曲線和計算其積分得到的容量波形曲線分別與流量、容量波形標準曲線進行比對從而確定漏氣等級，基于流量峰值-漏氣關系和容量峰值-漏氣關系利用提取的流量、容量峰值估算一個呼吸周期內(nèi)的漏氣量。
【專利說明】一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于一種呼吸機壓力控制通氣漏氣量的估算方法，具體涉及一種基于流量波形及其峰值，以及基于流量波形的積分容量波形及其峰值，進行壓力控制通氣漏氣量估算的方法。
【背景技術】
[0002]無創(chuàng)通氣不需要建立有創(chuàng)人工氣道，具有通氣死亡率低、患者耐受性好等優(yōu)點，已廣泛應用于臨床治療呼吸機能不足的患者以及應用于家庭治療睡眠呼吸暫停綜合征。然而，研究發(fā)現(xiàn)患者在接受無創(chuàng)通氣過程中會產(chǎn)生一些不良反應，如漏氣、皮膚刺激、鼻炎、腹脹、頭帶不適等，其中漏氣因其普遍存在性、不可控性和較大危害性，是應用無創(chuàng)通氣需要解決的主要問題，需要對漏氣進行檢測并且估算漏氣量，進而對漏氣量進行精確補償。本發(fā)明針對無創(chuàng)通氣常用的壓力控制通氣模式，提出一種基于流量波形估算漏氣量的方法，具體方法是在壓力控制模式無 創(chuàng)通氣過程中，在呼吸機供氣端采集供氣流量信號，得到通氣流量波形及流量峰值，通過積分得到容量波形及容量峰值，利用采集到的流量波形曲線和積分得到的容量波形曲線分別與流量、容量波形標準曲線進行比對從而確定漏氣等級，基于流量峰值-漏氣關系和容量峰值-漏氣關系利用提取的流量、容量峰值估算一個呼吸周期內(nèi)的漏氣量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種呼吸機壓力控制通氣漏氣量的估算方法，具體涉及一種基于流量波形及其峰值，以及基于流量波形的積分容量波形及其峰值，進行壓力控制通氣漏氣量估算的方法。
[0004]其步驟包括，呼吸機以壓力控制模式對患者進行無創(chuàng)通氣的同時，在呼吸機供氣端采集氣路流量信號，得到流量波形及流量峰值，通過計算流量信號的積分得到容量波形及容量峰值，通過與流量、容量波形標準曲線進行比對從而確定漏氣等級，基于流量峰值-漏氣關系利用提取的流量峰值估算該呼吸周期內(nèi)的漏氣量，基于容量峰值-漏氣關系利用提取的容量峰值估算該呼吸周期內(nèi)的漏氣量。
[0005]進一步，如上所述的氣路流量信號的采集是在呼吸機與患者相連的管路上位于呼吸機吸氣端附近設置流量傳感器采集氣路中的流量信號；
[0006]進一步，如上所述的流量波形及流量峰值為所采集流量信號的特征，流量波形曲線可通過2個特征點來進行描述，其中包括流量峰值與吸氣段的平臺值；
[0007]進一步，如上所述的容量波形是通過計算所采集流量信號的積分得到，容量波形曲線可通過2個特征點來進行描述，其中包括容量峰值與吸氣段上升曲線切線的斜率；
[0008]進一步，上述流量、容量波形標準曲線包括壓力控制通氣條件下無漏氣、少量漏氣(漏氣10%以下)、中量漏氣(漏氣10-35% )、大量漏氣(漏氣大于35% ) 4種漏氣程度所對應的流量、容量波形特點；[0009]進一步，漏氣量的估算是通過將氣路流量峰值帶入流量峰值-漏氣量關系函數(shù)進行線性運算得到，或通過將氣路容量峰值帶入容量峰值-漏氣量關系函數(shù)進行線性運算得到；
[0010]進一步，上述流量峰值-漏氣量關系函數(shù)描述了壓力控制通氣下氣路流量峰值與該呼吸周期漏氣量的線性關系，其形式為:Vleak = K.Fmax+B，其中Vleak為一個呼吸周期內(nèi)近似的漏氣量，F(xiàn)max為氣路流量峰值，K與B為參數(shù)是基于漏氣檢測實驗平臺，在大量樣本實驗的基礎上得到；
[0011]進一步，上述容量峰值-漏氣量關系函數(shù)描述了壓力控制通氣下氣路容量峰值與該呼吸周期漏氣量的線性關系，其形式為=Vleak = K.VTmax+B，其中Vleak為一個呼吸周期內(nèi)近似的漏氣量，Vlfflax為氣路容量峰值，K與B為參數(shù)是基于漏氣檢測實驗平臺，在大量樣本實驗的基礎上得到；
[0012]進一步，如上所述的漏氣量估算是通過將氣路流量峰值帶入到流量峰值-漏氣量關系函數(shù)進行線性運算，或者通過將氣路容量峰值帶入到容量峰值-漏氣量關系函數(shù)進行線性運算，得到該呼吸周期內(nèi)近似漏氣量。
【專利附圖】

【附圖說明】 [0013]圖1方法實施流程圖
[0014]圖2 —個呼吸周期內(nèi)氣路流量(a)、容量(b)波形特征點標記
[0015]圖3流量(a, b, c, d)、容量(e, f, g, h)波形標準曲線
[0016]圖4流量峰值-漏氣量關系函數(shù)曲線(a)、容量峰值-漏氣量關系函數(shù)曲線(b)【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖與具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0018]如圖1所示為一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法的主要步驟，具體包括:
[0019](I)針對呼吸機壓力控制無創(chuàng)通氣，在呼吸機供氣端放置氣體流量傳感器，隨通氣過程實時采集氣路流量信號；
[0020](2)根據(jù)所采集到的氣路流量信號，形成逐個呼吸周期的流量波形曲線，如圖2中(a)所示，并對氣路流量信號提取波形曲線特征點，如圖2中(a)所標注的A點、B點，其中A點為氣路流量的峰值點，B點為吸氣段的平臺期；
[0021](3)計算所采集到氣路流量信號的積分，得到容量波形曲線，如圖2中(b)所示，并對氣路容量信號提取波形曲線特征點，如圖2中(b)所標注的A點和k，其中A點為氣路容量的峰值點，k為吸氣段上升曲線切線的斜率；
[0022](4)將得到的氣路流量波形曲線與流量波形標準曲線進行比對進而估計漏氣程度，如圖3中(a-d)所示，當少量漏氣(漏氣少于10% )時A點有所增加，開始出現(xiàn)B點，當漏氣程度不斷加大達到中等(10%〈漏氣量〈35%)和大量(漏氣量>35%)水平時B點對應的值逐漸增加；
[0023](5)將得到的氣路容量波形曲線與容量波形標準曲線進行比對進而估計漏氣程度，如圖3中(e-h)所示，當少量漏氣(漏氣少于10% )時A點和k值有所增加，當漏氣程度不斷加大達到中等(10%〈漏氣量〈35%)和大量(漏氣量>35%)水平時k值逐漸增加；
[0024](6)根據(jù)氣路流量峰值可以帶入到流量峰值-漏氣量關系函數(shù)中計算求得漏氣量的近似值，其中流量峰值-漏氣量關系函數(shù)為一階線性函數(shù)Vleak = 42Fmax-1895，其曲線如圖4中(a)所示；
[0025](7)根據(jù)氣路容量峰值可以帶入到容量峰值-漏氣量關系函數(shù)中計算求得漏氣量的近似值，其中容量峰值-漏氣量關系函數(shù)為一階線性函數(shù)Vleak = Vleak = VTmax-235，其曲線如圖4中(b)所示；[0026]基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法是基于氣路流量檢測，參照系列流量、容量波形標準曲線及流量、容量峰值-漏氣量關系函數(shù)實現(xiàn)的。其中利用檢測流量、容量波形曲線與流量、容量波形標準曲線比對僅能得到近似的漏氣程度，而利用氣路流量、容量峰值與漏氣量關系函數(shù)可以得到定量的漏氣量。
【權利要求】
1.一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法，其特征在于，以壓力控制模式進行無創(chuàng)通氣條件下的通氣漏氣量估算，具體步驟包括: 呼吸機(Ol)以壓力控制模式對患者(02)進行無創(chuàng)通氣的同時，在呼吸機供氣端放置流量傳感器(03)進行氣路流量的檢測； 通過流量傳感器(03)實時采集到氣路中的流量信號，得到實時的流量波形信號(04)，獲取流量波形特征，包括流量峰值，流量波形在吸氣段的平臺值； 通過對流量信號進行積分，計算得到容量信號波形(10)，獲取容量波形特性，包括容量峰值，容量波形在吸氣段上升的斜率。 針對一個呼吸周期內(nèi)的氣道流量、容量信號，得到流量、容量曲線波形，分別參照流量波形標準曲線(06)和容量波形標準曲線(12)進行比對，實現(xiàn)漏氣程度(07)的估計； 利用所提取的流量峰值(05)，并根據(jù)基于流量峰值-漏氣量近似關系函數(shù)(08)，進行估算，得到壓力控制通氣過程中每個呼吸周期的近似漏氣量(09)。 利用所提取的容量峰值(11)，并根據(jù)基于容量峰值-漏氣量近似關系函數(shù)(13)，進行估算，得到壓力控制通氣過程中每個呼吸周期的近似漏氣量(09)。
2.如權利要求1所述；一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法利用了氣路流量波形信息(04)，其特征在于:在壓力控制通氣過程中在供氣端實時采集氣路流量信號，提取流量波形(04)的特征點，包括流量峰值點(A)和吸氣段的平臺值(B)。
3.如權利要求1所述；一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法利用了氣路流量波形信息(04)，其特征在于:計算其積分可以得到氣路容量波形信號(10)，提取容量波形(10)的特征點，包括容量峰值點(A)和吸氣段上升曲線切線的斜率k。
4.如權利要求1所述，一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法利用了壓力控制通氣下流量波形標準曲線(06)和容量波形標準曲線(12)進行漏氣程度的估計，其特征在于:流量波形標準曲線(06)和容量波形標準曲線(12)包括壓力控制通氣條件下無漏氣、少量漏氣(漏氣10%以下)、中量漏氣(漏氣10-35% )、大量漏氣(漏氣大于35% )4種漏氣程度所對應的流量、容量波形特點。
5.如權利要求1所述，一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法利用了流量峰值-漏氣量關系函數(shù)(08)進行一個呼吸周期內(nèi)漏氣量(09)的估算，其特征在于:漏氣量(09)是通過將氣路流量峰值帶入流量峰值-漏氣量關系函數(shù)進行線性運算得到。
6.如權利要求1所述，一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法利用了容量峰值-漏氣量關系函數(shù)(13)進行一個呼吸周期內(nèi)漏氣量(09)的估算，其特征在于:漏氣量(09)是通過將氣路容量峰值帶入容量峰值-漏氣量關系函數(shù)進行線性運算得到。
7.如權利I所述，一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法利用了流量峰值-漏氣量關系函數(shù)(08)，其特征在于:流量峰值-漏氣量關系函數(shù)(08)描述了壓力控制通氣下氣路流量峰值與該呼吸周期漏氣量的線性關系，其形式為:Vleak = K.Fmax+B，其中Vleak為一個呼吸周期內(nèi)近似的漏氣量，F(xiàn)fflax為氣路流量峰值，K與B為參數(shù)是基于漏氣檢測實驗平臺，在大量樣本實驗的基礎上得到。
8.如權利I所述，一種基于流量波形估算壓力控制通氣漏氣量的方法利用了容量峰值-漏氣量關系函數(shù)(13)，其特征在于:容量峰值-漏氣量關系函數(shù)(13)描述了壓力控制通氣下氣路容量峰值與該呼吸周期漏氣量的線性關系，其形式為:Vleak = K.VTmax+B，其中Vleak為一個 呼吸周期內(nèi)近似的漏氣量，Vlfflax為氣路容量峰值，K與B為參數(shù)是基于漏氣檢測實驗平臺，在大量樣本實驗的基礎上得到。
【文檔編號】A61M16/00GK103977494SQ201410233829
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權日:2014年5月29日
【發(fā)明者】喬惠婷, 張琪, 裴葆青, 王豫, 李德玉 申請人:北京航空航天大學