CN102266614A - 吸气触发控制方法及装置、呼吸机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸气触发的控制方法及装置、呼吸机。其中，该控制方法包括：在呼气过程中，监测气道内的参数值；判断所述参数值是否达到随患者自主呼气周期而变化的吸气触发值；根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换。通过本发明，能够简便地对吸气的触发进行控制，从而在减小患者无效吸气做功的同时不会引起误触发。

Description

吸气触发控制方法及装置、呼吸机
技术领域
本发明涉及呼吸机领域，具体而言，涉及一种吸气触发的控制方法及装置、呼吸机。
背景技术
在一些呼吸机通气模式下，如压力支持模式(PSV)，为了实现呼吸机的送气和患者的自主吸气同步，一股是采用压力触发或者流量触发的机制来决定何时进行呼气向吸气的转换。无论是压力触发还是流量触发，只要监测的气道压力或流量达到了一个设置的阈值就进行呼气向吸气的转换，这个阈值称之为触发灵敏度。
一股而言，流量触发比压力触发要省力(减小患者的吸气做功)一些，特别是在有auto-peep和给小孩通气的情况以及在无创通气中都优先考虑流量触发。流量触发灵敏度一股是手工输入设置的，设置的原则是：在避免误触发的前提下尽量设定小的触发灵敏度。
在通气过程中，误触发是时有发生的，造成误触发的因素有测量流量的噪声、漏气、积水引起的流量波动、患者自身的心源性振动以及患者的移动等。为了避免误触发，往往需要设置较高的触发灵敏度，因此触发灵敏度的设置是个折衷的灵敏度设置，因为这样的设置会增加患者的吸气触发功，甚至可能造成无效吸气做功。
所以有必要开发一种两全其美的触发机制，在减小误触发的同时不增加患者的吸气触发功。RespironicsEsprit(V200)呼吸机中就采用了一种多信息自动触发机制：在呼气的不同时段启动不同的多个触发机制，即随着呼气进程的推移，启动更多的触发准则，当其中任何一个触发准则满足即引发触发，所以触发的灵敏度越来越高。
尽管通过这种呼气前期限制触发灵敏度，呼气末期提高触发灵敏度的方法可以做到减小误触发的同时不增加患者的的吸气触发做功，但Respironics Esprit(V200)呼吸机中的方案在实施中有很大的不便：(1)利用了很多触发准则进行触发判断，一方面增大了计算量；(2)另一方面对每个触发准则都要自动设置一个固定阈值，这些阈值的合理性很难保证；(3)为了判断呼气处于什么时段，机制中有一些人为设置的复杂的判断标准。
针对相关技术中的吸气触发灵敏度设置的矛盾问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的吸气触发灵敏度设置的矛盾问题而提出本发明，为此，本发明的主要目的在于提供一种吸气触发的控制方法及装置、呼吸机，以解决上述问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种吸气触发控制方法。该控制方法包括：在呼气过程中，监测气道内的参数值；判断所述参数值是否达到随患者自主呼气周期而变化的吸气触发值；根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换。
进一步地，所述气道内的参数值包括：所述气道内的压力；或者，所述气道内的流量。
进一步地，监测气道内的参数值包括：监测所述气道内的参数值的变化量，判断所述参数值是否达到触发值包括：判断所述气道内的参数值的变化量是否达到触发灵敏度。
进一步地，根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换包括：采用压力触发或者流量触发的机制确定由呼气向吸气的转换的时机。
进一步地，在判断所述参数值是否达到触发值之前，所述方法还包括：接收用户输入的参数信息；根据所述参数信息得到所述触发值。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种吸气触发控制装置。该控制装置包括：监测模块，用于在呼气过程中，监测气道内的参数值；判断模块，用于判断所述参数值是否达到触发值；确定模块，用于根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换。
进一步地，所述气道内的参数值包括：所述气道内的压力；或者，所述气道内的流量。
进一步地，吸气触发控制装置还包括：接收模块，用于接收用户输入的参数信息；获取模块，用于根据所述参数信息得到所述触发值。
为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种呼吸机。其中，该呼吸机包括上述的吸气触发控制装置。
通过本发明，采用在呼气过程中，监测气道内的参数值；判断所述参数值是否达到随患者呼气周期而变化的吸气触发值；根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换的方法，解决了相关技术中的吸气触发灵敏度设置的矛盾问题，进而达到了有效地对吸气触发进行控制的目的。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明实施例的吸气触发控制方法的流程图；
图2是根据本发明实施例的PSV模式下的流量触发的示意图；
图3是根据本发明实施例的误触发的波形的示意图；
图4是根据本发明实施例的基于患者自主呼气时间学习的触发灵敏度的示意图；
图5是根据本发明的吸气触发控制方法的优选实施例的流程图；以及
图6是根据本发明实施例的吸气触发控制装置的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1是根据本发明实施例的吸气触发控制方法的流程图。
如图1所示，该方法包括如下的步骤：
步骤S102，在呼气过程中，监测气道内的参数值。
步骤S104，判断所述参数值是否达到触发值。
优选地，监测气道内的参数值包括：监测所述气道内的参数值的变化量，判断所述参数值是否达到触发值包括：判断所述气道内的参数值的变化量是否达到触发灵敏度。
步骤S106，根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换。
优选地，根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换包括：采用压力触发或者流量触发的机制确定由呼气向吸气的转换的时机。
优选地，所述气道内的参数值包括：所述气道内的压力；或者，所述气道内的流量。
优选地，在判断所述参数值是否达到触发值之前，所述方法还包括：接收用户输入的参数信息；根据所述参数信息得到所述触发值。
呼吸机给患者通气中，为了保证呼吸机送气和患者自主吸气同步，在呼气阶段，需要通过监测气道内的压力或者流量，并判断它们的变化是否达到某一触发灵敏度，来推断患者是否开始吸气，进而决定是否进行呼气向吸气的转换。
本发明通过一种学习患者呼气时间的机制，不断调整呼气进程中的流量触发灵敏度，使触发灵敏度随呼气进程单调减小，从而减少误触发和患者无效吸气做功，提高人机的吸气同步性。
本发明提出的自适应吸气触发机制适用于有创通气或无创通气中的压力支持模式(PSV)、持续正气道压力(CPAP)、辅助/控制通气模式(A/C)、同步间歇指令通气模式(SIMV)等。
以下介绍本发明的优选实施例。
该技术方案旨在解决传统的流量触发机制下触发灵敏度设置的两难问题：设置大的触发灵敏度会减少误触发但同时会增大患者吸气触发功，即造成较大的吸气滞后甚至患者无效吸气做功；相反，设置小的触发灵敏度虽然会减小患者吸气触发功，但会造成误触发。
以压力支持模式(PSV)为例，通气中的典型流量压力波形如图2所示。患者开始吸气时有两个明显的特征：气道压力的下降和流量的上升。当采用流量触发机制时，如果监测到的流量大于设定的流量触发灵敏度，就进行呼气向吸气的转换，这个转换的动作也称为触发。
为了避免误触发，经常设置较高的流量触发灵敏度，这是以浪费患者的吸气做功为代价的。如图3所示，常见的误触发波形实际上不具有患者吸气的明显特征，即气道压力下降。因此，本专利根据对实际中误触发波形特征的了解，提出的流量触发机制结合了气道压力下降判断作为呼气向吸气转换的准则，即只有当流量大于设置的流量触发灵敏度且同时发生了气道压力低于某一固定阈值时才进行触发。这样做，就可以设置较低的流量灵敏度，也不至于引起误触发，因此节省了患者的吸气做功。
尽管结合气道压力下降可以做到在触发足够灵敏的前提下减少大部分的误触发，但仍然会出现由于灵敏度设置较小引发的误触发。鉴于此，本专利提出一个基于患者自主呼气时间学习的自适应流量触发机制，从根本上解决流量灵敏度设置的矛盾。
这一技术的核心思想如图4所示。这一思想源于这样一个认识：对于一个有自主吸气触发能力的患者而言，他的呼吸周期，也可以说呼气周期在一段时间内是稳定的。因此可以根据对患者的吸气开始时间的一个预判设置流量触发灵敏度，即在患者最有可能吸气的时刻设置较小的触发灵敏度，而在此时刻之前设置较大的触发灵敏度。这里对患者吸气开始时间的预判是建立在学习通气中以往数次呼吸中呼气时间的基础上的。
如图4中所示，在每次呼气开始时，都有一个触发限制段TElim，在这个时段不进行触发判断，这是大多数现有呼吸机都采用的策略，也就是说这个时段是不允许呼气向吸气的转换的。TElearn是通过以往通气周期学习得到的患者自主呼气时间，当呼气进入大于TElim小于TElearn的时段时，流量触发灵敏度是单调递减的。这里给出了三种灵敏度递减曲线，分别如图中2、3、4所示，这三种递减曲线分别是线性、指数和分段递减曲线。
对于曲线1，即灵敏度线性递减曲线，t时刻(TElim≤t≤TElearn)的触发灵敏度的计算公式如下：
ITS(t)＝ITSset-[(ITSset-ITSmin)/(TElearn-TElim)]*(t-TElim)  (1)
对于曲线2，即灵敏度指数递减曲线，t时刻(TElim≤t≤TElearn)的触发灵敏度的计算公式如下：
ITS(t)＝ITSset-(ITSset-ITSmin)*exp[(t-TElearn)/τ]  (2)
其中，指数函数exp[]中的时间常数τ可视情况设定为常值。
对于曲线3，即灵敏度分段递减曲线，t时刻(TElim≤t≤TElearn)的触发灵敏度的计算公式如下：
ITS(t)＝ITSset，TElim≤t≤Tb
                                  (3)
ITS(t)＝ITSmin，t＞Tb
其中的Tb表示接近TElearn的某一时刻，可视情况设定为常值。
本技术方案的程序框图如图5所示，其中进程1中的计算如上面的式(1)、(2)、(3)给出。进程2中的每次通气中的TElearn的更新公式如下：
TElearn(i)＝α*TElearn(i-1)+(1-α)*TEi    (4)
其中的TElearn(i)表示本次通气周期学习更新的患者自主呼气时间，TEi表示本次呼气时间，α为0～1之间的常数，优选地，这里取为0.8。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
根据本发明的实施例，提供了一种吸气触发控制装置。
图6是根据本发明实施例的吸气触发控制装置的示意图。
如图6所示，该装置包括：监测模块602、判断模块604和确定模块606。
监测模块602用于在呼气过程中，监测气道内的参数值；判断模块604用于判断所述参数值是否达到触发值；确定模块606用于根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换。
优选地，所述气道内的参数值包括：所述气道内的压力；或者，所述气道内的流量。
优选地，吸气触发控制装置还包括：接收模块，用于接收用户输入的参数信息；获取模块，用于根据所述参数信息得到所述触发值。
本发明实施例还提供了一种呼吸机。其中，该呼吸机包括上述的吸气触发控制装置。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了简便地对吸气触发进行控制，进一步地，本发明从根本上克服了传统流量触发机制中触发灵敏度折中设置造成的人机触发不同步问题，如吸气滞后，无效患者吸气做功和误触发等。也就是说本触发机制可以保证最大限度的减小患者的吸气触发功但不会造成误触发。进一步地，本发明可以不改变传统的流量触发机制的设置界面，即最大的流量触发灵敏度仍由呼吸机用户设定。进一步地，本发明的技术方案所需的计算量是很少的。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种吸气触发的控制方法，其特征在于，包括：
在呼气过程中，监测气道内的参数值；
判断所述参数值是否达到随患者自主呼气周期而变化的吸气触发值；
根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换。
2.根据权利要求1所述的吸气触发的控制方法，其特征在于，所述气道内的参数值包括：
所述气道内的压力；或者
所述气道内的流量。
3.根据权利要求1所述的吸气触发的控制方法，其特征在于，
监测气道内的参数值包括：
监测所述气道内的参数值的变化量，
判断所述参数值是否达到触发值包括：
判断所述气道内的参数值的变化量是否达到触发灵敏度。
4.根据权利要求1所述的吸气触发的控制方法，其特征在于，根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换包括：
采用压力触发或者流量触发的机制确定由呼气向吸气的转换的时机。
5.根据权利要求1所述的吸气触发的控制方法，其特征在于，在判断所述参数值是否达到触发值之前，所述方法还包括：
接收用户输入的参数信息；
根据所述参数信息得到所述触发值。
6.一种吸气触发的控制装置，其特征在于，包括：
监测模块，用于在呼气过程中，监测气道内的参数值；
判断模块，用于判断所述参数值是否达到触发值；以及
确定模块，用于根据所述判断的结果确定是否进行呼气向吸气的转换。
7.根据权利要求6所述的吸气触发的控制装置，其特征在于，所述气道内的参数值包括：
所述气道内的压力；或者
所述气道内的流量。
8.根据权利要求6所述的吸气触发的控制装置，其特征在于，还包括：
接收模块，用于接收用户输入的参数信息；以及
获取模块，用于根据所述参数信息得到所述触发值。
9.一种呼吸机，其特征在于，包括权利要求6至8中任一项所述的吸气触发的控制装置。
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