CN102266625A - 一种通气模式切换方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种通气模式切换方法及装置，所述方法包括：获取PCV模式的初始参数；判断所述PCV模式的初始参数是否满足预设条件，并在所述初始参数不满足预设条件时，调节所述初始参数；以及将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。所述装置包括：获取模块，用于获取所述PCV模式的初始参数；判断模块，用于判断所述PCV模式的初始参数是否满足预设条件；调节模块，用于调节所述PCV模式初始参数；以及切换模块，用于将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。与现有技术相比，本发明的有益效果是：提高麻醉机或呼吸机的使用安全性；便于操作，根据用户情况设好初始模式的参数后可自由切换模式，免去繁琐计算，提高操作效率和降低出错概率，从而最终降低用户的使用风险。

Description

一种通气模式切换方法及装置

技术领域

本发明属于医疗设备领域，涉及一种通气模式切换方法。

背景技术

麻醉机不仅有提供麻醉正确性的功能，还有呼吸支持和检测用户手术状态的功能，后面两种功能就是利用人吸气和呼气的原理进行设计的，用户在什么时刻是被动呼吸在什么时刻是主动呼吸在手术中非常重要，会根据不同的用户和不同的情况进行呼吸模式的切换，但是这种切换是不稳定的，可能给患者的肺造成伤害。控制通气是患者被动接受通气的过程，常见的被动控制模式有间歇正压通气(IPPV：Intermittent Positive Pressure Ventilation)，定压控制通气(PCV：Pressure Controlled Ventilation)等，根据不同的患者情况进行呼吸模式的设置和操作期间的模式切换，当模式从IPPV切换到PCV时，为了保障患者通气的平滑转换，通常要确保患者端得到的吸入潮气量(V_t)不变。这种只保证潮气量不变的算法实现相对比较容易，但无法保证吸呼比(I∶E)和呼吸频率(Freq)的变化所引起流速(Flow)的变化。以往，不同呼吸模式的切换都采取目标模式默认的参数设置，即使产品可以预设多个不同患者的参数，仍需要重复繁琐的计算得出适应当前患者的工作参数，而发生计算失误，导致吸气潮气量设置不合理的风险，会完全转换为对患者产生肺损伤的风险，这是绝对不允许的。

现有技术中，传统麻醉机是不同模式切换采用默认的用户参数设置，需要繁琐的操作工作参数来进行设置，即使产品可以预设多个不同的参数，仍需要重复繁琐的计算得出适应当前的工作参数，而发生计算失误，导致吸气潮气量设置不合理的风险，会完全转换为对用户的风险。而对于该问题，目前尚未提出有效解决方案。

发明内容

本发明的目的之一是提出一种通气模式切换方法，用于解决现有技术中存在的不同模式切换采用默认的用户参数设置，而导致的操作复杂，存在使用风险的问题。

为了实现上述目的之一，本发明采用以下技术方案：

一种通气模式切换方法，用于实现从间歇正压通气IPPV模式向压力控制通气PCV模式切换，所述方法包括：获取PCV模式的初始参数；判断所述PCV模式的初始参数是否满足预设条件，并在所述初始参数不满足预设条件时，调节所述初始参数；以及将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。

进一步地，所述获取PCV模式的初始参数包括：将所述IPPV模式的平台压力作为初始的目标压力；以及将所述IPPV模式下的潮气量、呼吸频率、吸呼比、呼气末正压以及屏气时间作为所述PCV模式的初始潮气量、呼吸频率、吸呼比、呼气末正压以及屏气时间。

进一步地，所述预设条件包括：所述PCV模式的吸气流速大于或等于最小吸气流速，且小于或等于最大吸气流速；所述PCV模式的吸气时间大于或等于最小吸气时间；所述PCV模式的呼气时间大于或等于最小呼气时间；以及所述PCV模式的目标压力大于或等于呼气末正压加上预设定值。

进一步地，所述吸气流速通过所述潮气量、所述呼吸频率、所述吸呼比和所述屏气时间计算得出；所述吸气时间通过所述呼吸频率、所述吸呼比计算得出；以及所述呼气时间通过所述呼吸频率、所述吸气时间和所述计算得出。

进一步地，所述吸气流速通过公式V_t/[(60/Freq)×I/(I+E)×(1-Tp)]计算得出；所述吸气时间通过公式(60/Freq)×I/(I+E)计算得出；以及所述呼气时间通过公式(60/Freq)×E/(I+E)计算得出；其中，V_t为潮气量，Freq为呼吸频率，I/E吸呼比，Tp为屏气时间。

进一步地，所述调节所述初始参数包括：调节所述吸呼比，并判断调节后满足所述PCV模式的吸呼比是否超出所述吸呼比的预设限值，若否，调节所述呼吸频率。

进一步地，所述预设限值包括：所述调节后的吸呼比到达所述吸呼比最小限值或到达所述吸呼比最大限值。

进一步地，所述调节所述呼吸频率包括：判断调节满足所述PCV模式的呼吸频率是否超出预设呼吸频率限值，若是，给出调节失败信息，若否，将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。

本发明的另外一个目的是提供一种通气模式切换装置，所述通气模式切换装置，包括：获取模块，用于获取所述PCV模式的初始参数；判断模块，用于判断所述PCV模式的初始参数是否满足预设条件；调节模块，用于调节所述PCV模式初始参数；以及切换模块，用于将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。

进一步地，所述判断模块包括：计算模块，用于计算吸气流速、吸气时间和呼气时间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提高麻醉机或呼吸机的使用安全性；便于操作，根据用户情况设好初始模式的参数后可自由切换模式，免去繁琐计算，提高操作效率和降低出错概率，从而最终降低用户的使用风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明型的进一步理解，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是本发明所述一种通气模式切换方法的主要流程图；

图2是本发明所述一种通气模式切换方法具体实施例流程图；以及

图3是本发明所述一种通气模式切换装置的示意图。

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。

本发明针对呼吸机模式切换问题，提出一种新的模式切换的方案，具体介绍通气模式从IPPV模式切换至所述PCV模式的方法以及装置的实施例：

图1是本发明所述一种通气模式切换方法的主要流程图，参见图1所示，一种通气模式切换方法，用于实现从控制机械通气IPPV模式向定压控制通气PCV模式切换，所述方法包括：获取PCV模式的初始参数；判断所述PCV模式的初始参数是否满足预设条件，并在所述初始参数不满足预设条件时，调节所述初始参数；以及将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。

图2是对上述通气模式切换方法的具体实施例流程图，参见图2所示，在进行所述的从IPPV模式切换至所述PCV模式之前，先进行初始参数设置。IPPV模式是定容控制通气模式，即吸气流量在吸气时间内达到设定潮气量，则切换呼气相，让患者呼气。有潮气量(V_t)、呼吸频率(Freq)、吸呼比(I∶E)、屏气时间(Tp)和呼气末正压(PEEP)，5个参数。

PCV模式是压力控制通气模式，即吸气压力达到设定目标压力后，立即切换呼气相，让患者呼气。有目标压力(P_target)、呼吸频率(Freq)、吸呼比(I∶E)、呼气末正压(PEEP)和压力斜坡上升时间(Tslope)，5个参数。PCV与IPPV在通气原理上有本质区别，但PCV的目标压力经大量实验验证，是可以通过IPPV中产生稳定分钟通气量(MV-潮气量分钟累积值)相关的平台压力(P_plat)得到。在麻醉机或呼吸机中，对气道压力的控制是绝对严格和保守的，故在目标压力值不变的情况下，要达到本方案保证潮气量和流量的变化最小的目的，控制吸呼比和呼吸频率是关键。而吸呼比和呼吸频率在初始时，可遵循就近原则，从IPPV中继承，但此时并没有以这两个参数值开始通气，而是需要通过本方法做进一步计算得到最终值，也就是最佳值，方可开始PCV通气。其他参数，呼气末正压可以从IPPV中直接继承，压力斜坡时间可以从默认设置中得到。

初始参数得到后，所有的参数必须满足以下条件，从而算出最佳值：

公式原则：根据最大、最小流速范围和最小吸气、呼气时间，检查吸呼比(或吸气时间)和呼吸频率。每次可以根据所有其他已知量，确定一个未知量。

其中，F_min为最小吸气流速(毫升/分mL/min)；F_max为最大吸气流速(毫升/分mL/min)；Tinsp_min为最小吸气时间(秒s)；Texp_min为最小呼气时间(秒s)，Vt为吸气潮气量(毫升mL)，患者一次吸气的气量，Freq为呼吸频率(次/分bpm)，1分钟内，患者的通气次数，是呼吸周期的倒数，I为吸气时间(秒s)，E为呼气时间(秒s)。吸气时间+呼气时间＝1个完整呼吸周期。I/E为吸气时间和呼气时间比，与吸气时间、呼吸频率有关，Tp为屏气时间，是指占吸气时间的百分比，作为暂停吸气的时间，通常小于60％。

由于：V_t＝F×t，故：F＝V_t/t；其中t为有效吸气时间。

将呼吸频率、吸呼比等用户设置值考虑进去，t＝单个呼吸周期(60秒÷Freq)×吸气时间比率(I÷(I+E))，再去掉屏气时间Tp(无效部分)：(1-Tp)，得到下面的基础公式①：

F_min≤V_t/[(60/Freq)×I/(I+E)×(1-)]≤F_max    ①

由于PCV模式切换呼气相是靠压力判断的，没有屏气时间的概念，故屏气时间在PCV模式下可以看作不存在，是0％，从而得出判断最小吸气、呼气时间是否超标的公式②和③：

Tinsp_min≤(60/Freq)×I/(I+E)    ②

Texp_min≤(60/Freq)×E/(I+E)    ③

PCV模式的目标压力P_Target，单位：厘米水(cmH2O)，通过前模式的监测平台压P_plat直接得到，而监测平台压，需要根据前模式的潮气量、呼吸频率、吸呼比、屏气时间等参数得出：

P_Target＝P_plat    ④

而目标压力P_Targe又与呼气末正压PEEP有如下关系：

PEEP+5≤P_Target    ⑤

如果P_Target＜PEEP+5，则P_Target＝PEEP+5。目标压力通过④⑤一旦确定，模式切换全过程中，其值不再改变。

如果初始设置的参数能够满足上述①～⑤的条件，则模式切换不需要调节任何参数；如果初始设置的参数导致上述条件的任意一个不满足，则需要按以下顺序调节这些参数：

首先，调节吸呼比I∶E；

调节吸呼比的目的，是要在当前F/V_t和Freq不变的情况下，检查吸气时间(Tinsp)是否大于或等于Tinsp_min，呼气时间(Texp)是否大于或等于Texp_min，通常只会有一个时间不满足，这时就知道是调节I还是E来满足条件，调节以就近变化为准，如：1∶1变为1∶2或2∶1。

呼吸比根据不等式①②③，变换得：

当(Tinsp_min×F_max)≤V_t≤(Tinsp_min×F_min)，

得到：

[(V_t×Freq)/(60×F_max)]≤I/(I+E)≤[(V_t×/Freq)/(60×F_min)]    ⑥

进而通过②和③，等价得到：

(Tinsp_min×Freq)/60≤I/(I+E)≤[1-(Texp_min×Freq)/60]    ⑦

由于是用流速限值和最小吸呼气时间得出的I/(I+E)，因此⑦中必有一边不满足条件：如果是左边不满足，则尝试逐级增大I；反之，尝试逐级减小I。

如果调节吸呼比后可以满足⑦成立，则无需再调节任何参数，可直接切换PCV模式；如果调节吸呼比到限值后仍不满足⑦成立。则固定当前的吸呼比，需要进一步调节呼吸频率才能满足①②③条件。

然后，调节呼吸频率Freq。

调节呼吸频率与调节吸呼比的原理基本相同，与呼吸频率有关的不等式可以由公式⑥得出。

即为：由公式

[(V_t×Freq)/(60×F_max)]≤I/(I+E)≤[(V_t×/Freq)/(60×F_min)]    ⑥

推出：

公式{[I/(I+E)×(60×F_min)]/V_t}≤Freq≤{[I/(I+E)×(60×F_max)]/V_t}    ⑧

由于前面已将吸呼比调至尽量满足流速范围的状态，调节呼吸频率，只需按照前面调节的吸呼比，让呼吸频率以当前值为基础，逐级增大或减小至满足不等式⑧的两边都成立。

如果调节呼吸频率后能够满足⑧成立，所有调节完成，可以切换PCV模式；如果调节呼吸频率后仍不满足⑧成立，则保持现状，仍然切换PCV模式开始通气。此时患者的吸入潮气量(V_t)和(或)流速(Flow)仅会有小量变化，保证了模式切换时参数变化量最小。患者使用风险降低在完全可控的范围内。

图3是一种通气模式切换装置的结构示意图，如图3所示，一种通气模式切换装置包括：获取模块301，用于获取所述PCV模式的初始参数；判断模块303，用于判断所述PCV模式的初始参数是否满足预设条件；调节模块305，用于调节所述PCV模式初始参数；以及切换模块，用于将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。所述判断模块303包括：计算模块3031，用于计算吸气流速、吸气时间和呼气时间。

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 (10)

1.一种通气模式切换方法，用于实现从间歇正压通气IPPV模式向压力控制通气PCV模式切换，其特征在于，所述方法包括：

获取所述PCV模式的初始参数；

判断所述PCV模式的初始参数是否满足预设条件，并在所述初始参数不满足预设条件时，调节所述初始参数；以及

将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。

2.根据权利要求1所述的通气模式切换方法，其特征在于，

所述获取PCV模式的初始参数包括：将所述IPPV模式的平台压力作为初始的目标压力；以及

将所述IPPV模式下的呼吸频率、吸呼比、呼气末正压以及屏气时间作为所述PCV模式的呼吸频率、吸呼比以及呼气末正压。

3.根据权利要求1所述的通气模式切换方法，其特征在于，所述预设条件包括：

所述PCV模式的吸气流速大于或等于最小吸气流速，且小于或等于最大吸气流速；

所述PCV模式的吸气时间大于或等于最小吸气时间；

所述PCV模式的呼气时间大于或等于最小呼气时间；以及

所述PCV模式的目标压力大于或等于呼气末正压加上预设定值。

4.根据权利要求3所述的通气模式切换方法，其特征在于，

所述吸气流速通过所述潮气量、所述呼吸频率、所述吸呼比和所述屏气时间计算得出；

所述吸气时间通过所述呼吸频率、所述吸呼比计算得出；以及

所述呼气时间通过所述呼吸频率、所述吸气时间和所述计算得出。

5.根据权利要求4所述的通气模式切换方法，其特征在于，

所述吸气流速通过公式V_t/[(60/Freq)×I/(I+E)×(1-Tp)]计算得出；

所述吸气时间通过公式(60/Freq)×I/(I+E)计算得出；以及

所述呼气时间通过公式(60/Freq)×E/(I+E)计算得出；

其中，V_t为潮气量，Freq为呼吸频率，I/E吸呼比，Tp为屏气时间。

6.根据权利要求3所述的通气模式切换方法，其特征在于，

所述调节所述初始参数包括：调节所述吸呼比，并判断调节后满足所述PCV模式的吸呼比是否超出所述吸呼比的预设限值，若否，调节所述呼吸频率。

7.根据权利要求6所述的通气模式切换方法，其特征在于，所述预设限值包括：

所述调节后的吸呼比到达所述吸呼比最小限值或到达所述吸呼比最大限值。

8.根据权利要求5所述的通气模式切换方法，其特征在于，

所述调节所述呼吸频率包括：判断调节满足所述PCV模式的呼吸频率是否超出预设呼吸频率限值，若是，给出调节失败信息，若否，将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。

9.一种通气模式切换装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取所述PCV模式的初始参数；

判断模块，用于判断所述PCV模式的初始参数是否满足预设条件；

调节模块，用于调节所述PCV模式初始参数；以及

切换模块，用于将所述IPPV模式切换至所述PCV模式。

10.根据权利要求9所述的通气模式切换装置，其特征在于，所述判断模块包括：

计算模块，用于计算吸气流速、吸气时间和呼气时间。

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