CN102397613A - 利用呼气流量传感器实现麻醉机、呼吸机压力控制的方法 - Google Patents

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Abstract

利用呼气流量传感器实现麻醉机、呼吸机压力控制的方法，包括：(1)利用呼气阀呼气口所安装的呼气流量监测传感器对呼气流量进行监测；(2)为呼气阀和呼气流量监测传感器建立闭环PID流量控制系统；(3)为呼气阀控制流量PID控制参数分档，分档范围在1LPM～300LPM中按照所需关注点分档，分档后用曲线拟合法或折线近似法将关注点内的各流量值下的PID控制参数进行拟合；(4)根据公式P＝F*R，计算出所设控制压力下吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量；(5)根据吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量，采用吸气阀和呼气阀协同控制方式，对麻醉机和呼吸机进行压力反馈控制。

Description

利用呼气流量传感器实现麻醉机、呼吸机压力控制的方法
技术领域
本发明涉及一种用于实现麻醉机和呼吸机的高性能、高精度压力控制通气方式，属于医疗设备制造技术领域。
背景技术
在麻醉机和呼吸机控制中需要对某些特殊病人进行压力控制通气。目前的压力控制方法中，有一种方法是采用吸气控制阀和呼气控制阀协同工作，完成麻醉机和呼吸机压力控制下的压力建立和压力平衡，这种方法在提高患者舒适度方面，能很好的对所需压力进行控制。但此方式也有它的缺点，在有呼气末正压建立的时候，呼气末正压设为1cmH2O～6cmH20时建立时间比较长，大概在100～300ms内，对于较高频率通气时可能会带来呼气末正压建立不足的现象，而且在设有呼气末正压时偏流只能通过限定呼气阀开口，利用吸气阀供气实现，由于呼气阀为压力控制在某些限制点限制效果不佳，可能会带来偏流不稳，震荡的问题。
发明内容
为了能解决麻醉机和呼吸机控制中采用吸气阀和呼气阀协同工作时，呼气末正压建立时间慢，在某些限制点偏流不稳的问题，本发明提出了一种利用呼气流量传感器实现麻醉机、呼吸机压力控制的方法，用以解决上述问题，以提升算法的可靠性和进一步提升患者舒适度。
本发明的技术方案如下：
利用呼气流量传感器实现麻醉机、呼吸机压力控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.利用呼气阀呼气口所安装的呼气流量监测传感器对呼气流量进行监测；
步骤2.为呼气阀和呼气流量监测传感器建立闭环PID流量控制系统；
步骤3.为呼气阀控制流量PID控制参数分档，分档范围在1LPM～300LPM中按照所需关注点分档，分档后用曲线拟合法或折线近似法将关注点内的各流量值下的PID控制参数进行拟合；
步骤4.根据公式P＝F*R，计算出所设控制压力下吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量，其中P为设定压力，F为流量，R为已知的气阻；
步骤5.根据吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量，采用现有的吸气阀和呼气阀协同控制方式，对麻醉机和呼吸机进行压力反馈控制。
本发明利用呼气阀排气口安装的呼气流量传感器，利用经典公式对呼气阀进行流量控制，并利用压力传感器对麻醉机和呼吸机系统进行协同压力控制，并保证偏流控制精度和稳定性，解决了利用目前吸气阀和呼气阀协同工作时的问题。
附图说明
图1为本发明的实现过程框图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的实现原理如下：
吸气阀采用吸气流量传感器实现呼气阀呼气流量PID控制；
呼气阀采用呼气流量传感器实现呼气阀呼气流量PID控制；
利用P＝F*R，计算出所设控制压力下吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量；
按照流量压力协同模糊控制方法对吸气阀和呼气阀分别建立模糊控制算法；
协调吸气阀和呼气阀两个阀门之间的关系。按照通常的吸气阀和呼气阀协同工作原则，微调模糊控制算法参数。
根据所调参数，对吸气阀和呼气阀进行流量压力双重控制，根据吸气、呼气流量传感器和压力传感器和两阀门之间的协调关系进行压力反馈控制，以达到设定压力。
本发明的具体实现步骤如下：
步骤1.利用呼气阀呼气口所安装的呼气流量监测传感器对呼气流量进行监测；
步骤2.为呼气阀和呼气流量监测传感器建立闭环PID流量控制系统；
步骤3.为呼气阀控制流量PID控制参数分档，分档范围在1LPM～300LPM中按照所需关注点分档，分档后对用曲线拟合法或折线近似法将关注点内的各流量值下的PID控制参数进行拟合；
步骤4.根据公式P＝F*R，计算出所设控制压力下吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量，其中P为设定压力，F为流量，R为已知的气阻；
步骤5.根据吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量，采用现有的吸气阀和呼气阀协同控制方式，对麻醉机和呼吸机进行压力反馈控制。反馈控制周期为1～10ms内任意一种固定值，在此时间范围内控制效果最佳，反馈时间的设定根据所选微处理器的特性而定，反馈周期时间越短，患者舒适度越高，大于10ms情况下的反馈空置周期也可实现此吸气呼气阀协同控制算法，但患者舒适度不是特别理想。

Claims (2)

1.利用呼气流量传感器实现麻醉机、呼吸机压力控制的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.利用呼气阀呼气口所安装的呼气流量监测传感器对呼气流量进行监测；
步骤2.为呼气阀和呼气流量监测传感器建立闭环PID流量控制系统；
步骤3.为呼气阀控制流量PID控制参数分档，分档范围在1LPM～300LPM中按照所需关注点分档，分档后用曲线拟合法或折线近似法将关注点内的各流量值下的PID控制参数进行拟合；
步骤4.根据公式P＝F*R，计算出所设控制压力下吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量，其中P为设定压力，F为流量，R为已知的气阻；
步骤5.根据吸气阀控制输出流量和呼气阀控制输出流量，采用现有的吸气阀和呼气阀协同控制方式，对麻醉机和呼吸机进行压力反馈控制。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤5所述的反馈控制，其反馈控制周期为1～10ms内任意一种固定值。
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