CN101244305A - 呼吸机及压力控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种呼吸机及压力控制方法。其中呼吸机包括机壳，涡轮风机，用于产生并输出具有一定压力的风；控制装置，与涡轮风机连接，控制涡轮风机的运转；传感器，设置在涡轮风机的压力输出端，该传感器的信号反馈端与控制装置连接；供电装置，分别与各部件连接，为各部件供电。本发明实施例通过传感器进行压力/流量检测，根据传感器的反馈，通过控制装置对涡轮风机进行控制，使呼吸机在使用者处于不同的呼吸状态时，提供不同的输出压力，即通过监测使用者入睡过程中气道阻力情况，可做到按需控制升高压力。不会让使用者造成不适的感觉。该呼吸机结构简单，调节输出压力方式灵活，保证了使用者的使用效果。

Description

呼吸机及压力控制方法

技术领域

本发明涉及一种呼吸机技术，尤其涉及一种使呼吸障碍患者睡眠状态下保持顺畅呼吸的呼吸机及压力控制方法。

背景技术

目前，随着人们对呼吸不畅(如打鼾等)可引发各种疾病的认识的提高，呼吸机的使用也越来越普便。呼吸机是一种人工的机械通气装置，用以辅助或控制患者的自主呼吸运动，以达到肺内气体交换的功能，降低人体的消耗，以利于呼吸功能的恢复。

呼吸机的基本工作原理是利用气体的压力差进行工作。按应用可分为两大类，一类用于治疗呼吸系统的疾病，另一类用于维持手术麻醉状态下病人的正常呼吸功能。按功能又可分为定压型、定量型、持续气流型等。

治疗呼吸系统疾病的呼吸机使用的越来越普遍，尤其是采用呼吸机进行睡眠呼吸暂停低通气综合征的无创治疗，睡眠呼吸暂停低通气综合征的主要表现是睡眠时打鼾，是因呼吸不通畅造成的，会引起各种不良的生理变化或疾病，其治疗原理为：呼吸机产生适当的持续正压通气(包括恒定正压、变化的正压等)，经鼻面罩或口鼻面罩提供给患者，可有效避免患者呼吸道塌陷或部分塌陷，从而保证患者呼吸通畅。

治疗这种睡眠呼吸暂停低通气综合征常用的呼吸机有如下几种：

CPAP(持续正压呼吸机)-这种呼吸机的治疗压力为设定好的恒定不变的压力；

c-flex CPAP或EUT CPAP-治疗时提供的压力，在患者呼气时，有一定幅度的短时间下降，然后再恢复到设定压力，这类机器应属于CPAP的一个变种；

AutoCPAP(全自动持续正压呼吸机)-按患者的需要提供压力。由于患者的呼吸生理复杂度较高，目前各个厂家的产品都存在不同程度的无法满足治疗效果的缺陷；

Bi-Level CPAP(双水平呼吸机)-为患者提供设定好的较高的吸气压和较低的呼气压。在患者呼吸过程中自动转换。

利用上述呼吸机进行睡眠呼吸暂停低通气综合征治疗时，在患者入睡前，因气道阻力比较正常，设定的呼吸机治疗压力会因相对较高而使患者不易接受(耐受)。为此，目前常采取的方法为：事先设定好入睡时间，在设定的时间内，呼吸机输出压力逐步升高。在到达设定时间时，呼吸机输出压力达到设定的治疗压力。该功能被称为RAMP(延时升压功能)。

RAMP功能采用延时升压技术来实现，具体为：预先设定好呼吸机的治疗压力及延迟时间。呼吸机开启后，输出压力从最低压力(通常为4cmH2O)或设定的低压开始，然后逐步线性升高，并在达到设定的延迟时间时，压力刚好达到设定的治疗压力。

而上述的AutoCPAP是在患者的整个入睡及睡眠过程中，根据气道阻力的大小按需给患者提供治疗压力。

从上述对现有无创治疗睡眠呼吸暂停低通气综合征的各种呼吸机的功能及使用过程介绍中，发明人发现上述现有技术至少存在以下问题：

(1)由于呼吸机压力控制采用延迟技术，因此患者一般只能根据估计自己的入睡时间，来设定延迟时间。如果到了设定的延迟时间后，患者仍未入睡，较高的治疗压力会使患者不易耐受；如果患者较早入睡，由于压力尚未达到治疗压力，患者有可能产生气道塌陷或通气不足，未达到治疗效果。另外，由于这种方式在达到预设时间后，呼吸机输出的治疗压力对清醒的患者会较高而产生不适，也会对部分患者的入睡产生一定的心理负担，影响正常入睡。

(2)AutoCPAP的缺点为：①患者在整个睡眠过程中，由于气道阻力经常性变化而不断的升压、减压，导致压力波动较多，影响睡眠质量。②治疗不充分。由于在患者气道通畅时采取降压的原则，而在发现气道阻力大后再升压。这样，尤其对较重的患者，治疗中患者的气道阻力出现较大的累计时间会较多。另外，目前对气道阻力判断的方法尚存在一定程度不足，AutoCPAP治疗中，一些患者常出现通气不足的问题。

综上所述，由于现有的呼吸机的无法进行准确的压力控制，因此导致无法完全满足治疗睡眠呼吸暂停低通气综合征的要求。

发明内容

本发明提供了一种呼吸机及压力控制方法。通过对所需压力进行检测，来准确的控制压力，达到按需升压的目的，在不影响使用者入睡的前提下，保证了使用者的气道通畅。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种呼吸机，包括机壳，

涡轮风机，用于产生并输出具有一定压力的风；

控制装置，与涡轮风机连接，控制涡轮风机的运转；

传感器，设置在涡轮风机的压力输出端，该传感器的信号反馈端与控制装置连接；

供电装置，分别与各部件连接，为各部件供电。

所述的传感器包括：压力传感器和/或流量传感器。

所述的控制装置包括：

接收单元，接收传感器反馈的信号；

判断单元，与接收单元连接，对接收单元反馈的信号进行判断；

调压控制单元，与判断单元连接，根据判断单元的判断结果信号，来调节涡轮风机的转速，进行输出风力压力的调节；

定时模块，与调压控制单元连接，定时时间到达则向调压控制单元发出触发信号。

本发明还提供了一种呼吸机压力控制方法，包括：

初始压力状态下工作的呼吸机通过传感器获得的压力/流量信号判断气道是否受阻；

若气道受阻则通过增加涡轮风机的转速增加呼吸机的输出压力；

按设定步长增压后判断当前输出压力是否达到或超过治疗压力；

若是则退出本次压力控制流程。

所述的设定步长包括：0.5cmH₂O～1.0cmH₂O。

所述的方法还包括：

若通过传感器获得的压力/流量信号判断气道未受阻，则该呼吸机继续处于初始压力状态工作并继续通过反馈的压力/流量信号判断气道是否受阻。

所述的方法进一步包括：

若增压后判断当前输出压力未达到或超过治疗压力，则该呼吸机继续通过反馈的压力/流量信号判断气道是否受阻。

所述的方法进一步包括：

若多次增压后判断当前输出压力未达到或超过治疗压力，且进行输出压力按设定的步长进行增压的操作，若增加次数达到或超过规定后，则进行规定时间内输出压力达到治疗压力的操作。

所述的进行规定时间内输出压力达到治疗压力的操作包括：

启动5分钟规定时间升压操作，采用设定的升压控制步长0.5cmH₂O使输出压力在5分钟到达后达到治疗压力。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，通过传感器进行压力检测，根据传感器的反馈，通过控制装置对涡轮风机进行控制，使呼吸机在使用者处于不同的呼吸状态时，提供不同的输出压力，即通过监测使用者入睡过程中气道阻力情况，可做到按需控制升高压力。不会让使用者造成不适的感觉。该呼吸机结构简单，调节输出压力方式灵活，保证了使用者的使用效果。

附图说明

图1为本发明实施例的呼吸机结构示意图；

图2为本发明实施例的呼吸机中的控制装置结构框图；

图3为本发明实施例的呼吸机的压力控制方法流程图；

图4为本发明另一实施例的呼吸机的压力控制方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种呼吸机及压力控制方法，通过设置传感器的方式，将压力输出端的情况反馈至控制装置，控制装置根据对反馈信号的判断，进行输出压力的调节。该呼吸机可以根据使用者的呼吸状态调节输出压力，不会因输出压力过高让使用者不适，也不会因压力过低不起作用，保证了在使用呼吸机时不会给使用者造成不适，不影响使用者的入睡，可让使用者达到自由入睡的理想状态。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图对本发明实施例的具体实现方式进行详细说明。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供了一种呼吸机，包括机壳，机壳内设置：用于产生并输出具有一定压力风的涡轮风机；与涡轮风机连接，控制涡轮风机的运转的控制装置；设置在涡轮风机的压力输出端的传感器，该传感器的信号反馈端与控制装置连接；供电装置，分别与涡轮风机、控制装置和传感器等各部件连接，为它们供电。

其中，所述的传感器包括：压力传感器和/或流量传感器。在制备时可以根据呼吸机性能的需要设置不同的传感器，可以在生产高端呼吸机时，在机内同时设置压力传感器和流量传感器，使其具备更好的性能，而在生产低端呼吸机时可以只设置压力传感器，而不用设置流量传感器，达到降低成本的目的。

如图2所示，其中，所述的控制装置具体包括：

接收单元，接收传感器反馈的信号；

判断单元，与接收单元连接，对接收单元反馈的信号进行判断；

调压控制单元，与判断单元连接，根据接收判断单元的传送的判断结果信号，来调节涡轮风机的转速，进行输出风力压力的调节；

定时模块，与调压控制单元连接，根据设定的定时状态，当定时时间到达则向调压控制单元发出触发信号，进而调压控制单元进行调节涡轮风机的转速，达到调节输出压力的目的。

实施例二

本发明实施例还提供了一种呼吸机压力控制方法，该压力控制方法主要是通过传感器提供的反馈信号，来判断该呼吸机使用者气道阻力的变化。一般在使用者没有入睡时，气道阻力较小，只需要提供较低的基础压力。这时使用者会比较舒适，有利于自由入睡。当使用者入睡后，气道阻力可能会阶段性加大，利用传感器反馈的信号对此进行判断，并控制呼吸机的压力适当升高，并在适当的条件下，使呼吸机的输出压力达到治疗压力。其流程包括：

采用实施例一中所述的呼吸机；该呼吸机工作在初始压力状态下；

该呼吸机通过传感器获得的压力/流量信号来判断气道是否受阻；

若气道受阻则该呼吸机可以通过增加涡轮风机的转速增加呼吸机的输出压力；具体输出压力时可以按设定的步长增压，设定的步长可以在0.5cmH₂O～1.0cmH₂O之间选择，根据实验得出，该步长最优选择0.5cmH₂O，用这个步长值增压时不会让呼吸机的使用者产生不适的感觉；

如可以增压0.5cmH₂O后判断当前输出压力是否达到或超过治疗压力；

若达到则退出本次控制流程，即该呼吸机在达到治疗压力时，则保持治疗压力工作。

其中，若通过传感器获得的压力/流量信号判断气道未受阻，则该呼吸机继续处于初始压力状态工作并继续进行通过压力/流量信号判断气道是否受阻的处理，并根据判断结果进行后续处理。

若增压后判断当前输出压力未达到或超过治疗压力，则该呼吸机继续通过压力/流量信号判断气道是否受阻，并根据判断结果进行后续处理。

结合图3的流程图，对压力控制方法的流程进行具体说明如下：

其中，步骤31，设开始工作的基础压力为P0，设定的治疗压力为P，当前压力设为Pt，开始时该呼吸机在压力P0下开始工作；

步骤32，通过对传感器信号(如压力、流量)判断，来判断气道阻力，判断的信号特征如鼾声、流量波形的形态等；

步骤33，若判断结果是气道受阻；则将该呼吸机的压力按设定步长增加0.5cmH₂O，即当前压力＝P0+0.5cmH₂O；

步骤34，压力增加后，判断当前压力是否小于治疗压力P；

步骤35，若当前压力Pt达到治疗压力P，则退出压力控制流程，即退出本次压力控制处理，使呼吸机保持治疗压力P进行工作。

其中步骤32中，若判断结果为气道未受阻，则该呼吸机还在初始压力P0下工作，并继续根据传感器反馈信号进行气道受阻情况的判断；

而步骤34中若比较结果是增压后的当前压力未达到治疗压力P，则继续进行步骤32的判断，并依流程进行处理；

这种压力控制方法通过利用传感器收集必要的信息，准确的进行气道受阻情况判断，并利用设定的步长进行增压，如果当前压力Pt＝治疗压力P，则退出各种判断，呼吸机持续按治疗压力P工作。如果当前压力Pt＜治疗压力P，则继续上述判断。经过n次增压(n＝1，2，3，...)后，直至气道受阻现象消失或当前压力Pt＝治疗压力P时，则停止本次压力控制处理，这种压力控制方法采用按需升压方式，不会让使用者产生不适的感觉，不会影响入睡，可达到自由入睡的状态，并且可以对呼吸缺陷患者达到辅助和治疗的双重目的。

实施例三

如图4所示，本发明实施例还提供了另一种呼吸机的压力控制方法，在输出压力经过N次增压后，如果没有达到治疗压力，则选择在规定时间m分钟内使压力逐步升至治疗压力。或根据气道阻力的增大进行增压，直到达到设定的工作压力。增加压力直至气道阻力大的现象消失，具体如流程如下：

为了表述更清楚，将呼吸机的初始工作压力设为P0，增压次数设为IC，治疗压力设为P，当前压力设为Pt；

步骤41，呼吸机在初始压力P0下工作，且当前的增压次数为0；

步骤42，根据传感器反馈的压力、流量信号判断是否有鼾声、气流受阻等气道阻力增高的表现；

步骤43，若出现气道阻力增高的情况，则该呼吸机的输出压力按设定的步长增加0.5cmH₂O；并使增压次数IC+1；

步骤44，判断当前压力Pt是否达到治疗压力P；

步骤45，若当前压力Pt达到治疗压力P，则退出压力控制流程，即该呼吸机以治疗压力P进行工作；

步骤46，若步骤44的判断结果为Pt未达到P，则判断增压次数IC是否达到规定的次数，一般为3次，即判断IC≥3；

步骤47，若IC≥3，则判断是否启动m分钟升压控制，一般m选择5分钟；

步骤48，若启动5分钟升压控制处理，则按设定的步长0.5cmH₂O进行增压，使该呼吸机的输出压力在5分钟后达到治疗压力P。

其中步骤46中，若判断IC＜3，则再次进行步骤42的判断，并依流程进行处理；

步骤47中，若未启动5分钟升压控制，则回到步骤42再次进行判断，并依流程进行处理。

本实施例的压力控制方法，采取的增压处理策略可以是经过3次以内的增压，如未达到设定的工作压力，则在5分钟内使呼吸机达到设定的工作压力，同时在这5分钟内仍会实时判断患者的气道阻力情况并保证合适的压力。但本发明不局限于所述的增压处理策略。

综上所述，本发明实施例提供的呼吸机及压力控制方法，通过传感器的设置，可随时监测呼吸机使用者的气道受阻情况，并采用相应的压力控制方法以达到按需升压的目的。当使用者气道畅通时只提供基础压力(或患者设定的合适压力)，可消除患者限时入睡的心理压力，在舒适的状态下入睡，可提高使用者对呼吸机治疗的接受程度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1、一种呼吸机，包括机壳，其特征在于，包括：

涡轮风机，用于产生并输出具有一定压力的风；

控制装置，与涡轮风机连接，控制涡轮风机的运转；

传感器，设置在涡轮风机的压力输出端，该传感器的信号反馈端与控制装置连接；

供电装置，分别与各部件连接，为各部件供电。

2、根据权利要求1所述的呼吸机，其特征在于，所述的传感器包括：压力传感器和/或流量传感器。

3、根据权利要求1或2所述的呼吸机，其特征在于，所述的控制装置包括：

接收单元，接收传感器反馈的信号；

判断单元，与接收单元连接，对接收单元反馈的信号进行判断；

调压控制单元，与判断单元连接，根据判断单元的判断结果信号，来调节涡轮风机的转速，进行输出风力压力的调节；

定时模块，与调压控制单元连接，定时时间到达则向调压控制单元发出触发信号。

4、一种呼吸机压力控制方法，其特征在于，包括：

初始压力状态下工作的呼吸机通过传感器获得的压力/流量信号判断气道是否受阻；

若气道受阻则通过增加涡轮风机的转速增加呼吸机的输出压力；

按设定步长增压后判断当前输出压力是否达到或超过治疗压力；

若是则退出本次压力控制流程。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的设定步长包括：0.5cmH₂O～1.0cmH₂O。

6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法进一步包括：

若通过传感器获得的压力/流量信号判断气道未受阻，则该呼吸机继续处于初始压力状态工作并继续通过反馈的压力/流量信号判断气道是否受阻。

7、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法进一步包括：

若增压后判断当前输出压力未达到或超过治疗压力，则该呼吸机继续通过反馈的压力/流量信号判断气道是否受阻。

8、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的方法进一步包括：

若多次增压后判断当前输出压力未达到或超过治疗压力，且进行输出压力按设定的步长进行增压的操作，若增加次数达到或超过规定后，则进行规定时间内输出压力达到治疗压力的操作。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的进行规定时间内输出压力达到治疗压力的操作包括：

启动5分钟规定时间升压操作，采用设定的升压控制步长0.5cmH₂O使输出压力在5分钟到达后达到治疗压力。

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