CN103055397A - 呼吸机氧浓度的控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种呼吸机氧浓度的控制方法和装置。该呼吸机氧浓度的控制方法包括：获取呼吸机的目标氧浓度；根据目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度以使呼吸机输出气体；检测呼吸机输出气体的氧浓度；以及根据呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度控制比例阀位于第二开度，以使呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度一致。通过本发明，能够提高呼吸机氧浓度的控制效果。

Description

呼吸机氧浓度的控制方法和装置

技术领域

本发明涉及呼吸机领域，具体而言，涉及一种呼吸机氧浓度的控制方法和装置。

背景技术

呼吸机需要提供一种氧浓度可调的空气，因此需要对混氧进行控制。目前，采用双比例阀实现氧浓度控制的气动电控呼吸机，通过实时控制两个比例阀的开度，控制输出气体的氧浓度。

呼吸机在压力模式下工作时，为了保证压力平衡，气体流速是实时变化的。采用现有的控制方法，根据设定的氧浓度进行通气，实际给出的氧浓度往往会偏离目标氧浓度，出现误差，导致控制效果差。此外，比例阀能够给出的最小流速是由比例阀的自身特性决定的，当比例阀不能给出需要的流速，采用双比例阀通气给出的气体的氧浓度控制也会发生偏移。

针对相关技术中呼吸机在压力模式下，氧浓度控制效果差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种呼吸机氧浓度的控制方法和装置，以解决呼吸机在压力模式下，氧浓度控制效果差的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种呼吸机氧浓度的控制方法。

根据本发明的呼吸机氧浓度的控制方法包括：获取呼吸机的目标氧浓度；根据目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度以使呼吸机输出气体；检测呼吸机输出气体的氧浓度；以及根据呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度控制比例阀位于第二开度，以使呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度一致。

进一步地，检测呼吸机输出气体的氧浓度包括：检测呼吸机输出气体的空气量和氧气量；根据空气量和氧气量计算呼吸机输出气体的氧浓度。

进一步地，根据空气量和氧气量计算呼吸机输出气体的氧浓度包括采用以下公式计算：呼吸机输出气体的氧浓度＝(空气量×21％+氧气量)/(空气量+氧气量)。

进一步地，根据目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度包括：获取呼吸机比例阀的流速与开度的对应关系曲线；根据对应关系曲线和目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度。

进一步地，获取呼吸机的目标氧浓度后，该方法还包括：判断呼吸机的目标氧浓度是否在预设氧浓度范围内；以及当目标氧浓度不在预设氧浓度范围内时，重新获取呼吸机的目标氧浓度。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种呼吸机氧浓度的控制装置。

根据本发明的呼吸机氧浓度的控制装置包括：获取模块，用于获取呼吸机的目标氧浓度；第一控制模块，用于根据目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度以使呼吸机输出气体；检测模块，用于检测呼吸机输出气体的氧浓度；以及第二控制模块，用于根据呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度控制比例阀位于第二开度，以使呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度一致。

进一步地，检测模块包括：检测子模块，用于检测呼吸机输出气体的空气量和氧气量；计算子模块，用于根据空气量和氧气量计算呼吸机输出气体的氧浓度。

进一步地，计算子模块用于采用以下公式计算呼吸机输出气体的氧浓度：呼吸机输出气体的氧浓度＝(空气量×21％+氧气量)/(空气量+氧气量)。

进一步地，第一控制模块包括：获取子模块，用于获取呼吸机比例阀的流速与开度的对应关系曲线；控制子模块，用于根据对应关系曲线和目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度。

进一步地，该装置还包括：判断模块，用于判断呼吸机的目标氧浓度是否在预设氧浓度范围内，其中，获取模块还用于当目标氧浓度不在预设氧浓度范围内时，重新获取呼吸机的目标氧浓度。

通过本发明，采用包括以下步骤的呼吸机氧浓度的控制方法包括：获取呼吸机的目标氧浓度；根据目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度以使呼吸机输出气体；检测呼吸机输出气体的氧浓度；以及根据呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度控制比例阀位于第二开度，以使呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度一致，解决了呼吸机氧浓度控制效果差的问题，进而达到了提高呼吸机氧浓度控制精度的效果。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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呼吸机氧浓度的控制方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的呼吸机比例阀的流速与开度的对应关系曲线图；

图3是根据本发明实施例的呼吸机通气的流程图；以及

图4是根据本发明实施例的呼吸机氧浓度的控制装置的框图。

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呼吸机氧浓度的控制方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下的步骤S102至步骤S108：

步骤S102：获取呼吸机的目标氧浓度。

优选地，在获取呼吸机的目标氧浓度后，该方法还包括：判断呼吸机的目标氧浓度是否在预设氧浓度范围内；以及当目标氧浓度不在预设氧浓度范围内时，重新获取呼吸机的目标氧浓度。采用该优选实施方式，能够防止设定的目标氧浓度出现错误。

步骤S104：根据目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度以使呼吸机输出气体。

优选地，该步骤S104具体包括：获取呼吸机比例阀的流速与开度的对应关系曲线；根据对应关系曲线和目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度。呼吸机的比例阀包括氧气比例法和空气比例阀，图2为呼吸机比例阀的流速与开度的对应关系曲线，如图2所示，曲线A为氧气比例阀的流速与开度的对应关系曲线，曲线B为空气比例阀的流速与开度的对应关系曲线，根据该曲线和目标氧浓度，分别设置氧气比例法和空气比例阀位于合适的开度位置。

步骤S106：检测呼吸机输出气体的氧浓度。

优选地，检测呼吸机输出气体的氧浓度包括：检测呼吸机输出气体的空气量和氧气量；根据空气量和氧气量计算呼吸机输出气体的氧浓度，包括采用以下公式计算：呼吸机输出气体的氧浓度＝(空气量×21％+氧气量)/(空气量+氧气量)，根据该方法能够实时获得呼吸机输出气体的氧浓度，从而提高了调节速度。

优选地，检测呼吸机输出气体的氧浓度还包括通过氧浓度传感器直接检测。由于氧浓度传感器需要在呼吸机工作一定时间后获得氧浓度，因此，根据该方法对氧浓度的调整较慢，但呼吸机工作一定时间后的氧浓度更稳定，以此方式获得的氧浓度与目标氧浓度相比更有意义。需要注意的是，氧浓度传感器会发生漂移，需要经常对传感器进行校准，否则，监测就会发生偏差，影响临床使用效果，甚至误导操作者。

综上，在实际使用时，优选的方式为，在采用第一种方式获得氧浓度并根据对比结果调节比例阀的开度后，继续采用第二种方式获得氧浓度。

步骤S108：根据呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度控制比例阀位于第二开度，以使呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度一致。

采用该实施例，实时检测呼吸机输出气体的氧浓度，将检测的实际氧浓度与目标氧浓度对比，并根据对比结果调节比例阀的开度，使给出的气体氧浓度与设定的氧浓度一致，实现呼吸机输出气体的氧浓度的闭环控制，保证呼吸机混氧的控制精度，从而改善患者的通气和氧合，使患者呼吸更顺畅。

该实施例能够用于压力模式，也可以用于压力模式通气下穿插着容量模式通气，对于容量控制通气，只要保证每次给出的空气量和氧气量符合要求，氧浓度就符合要求。

呼吸机常用的压力通气模式是机械控制通气模式PCV和触发通气模式PSV，在两种模式下，分别采用图1所示实施例的控制方法均可保证呼吸机混氧的控制精度。

此外，呼吸机常用的压力通气模式还包括一种组合通气模式SIMV，既可以PCV通气又可以PSV通气。SIMV通气模式能够保障患者充分的自主锻炼，有效的避免人机对抗。每个SIMV呼吸周期分为两个部分：第一部分是强制通气时间，第二部分是自主吸气时间，依次进行重复。如果患者在强制通气时间内进行触发，则进行容量控制通气，如果没有触发，则在强制通气时间结束后进行指令通气。

对于SIMV模式，目标氧浓度为40％，如果第一次通气是机械控制通气PCV，监测到本次通气的氧浓度为35％，而下一次通气是触发通气PSV，监测到本次通气的氧浓度为37％，对于下一次机械通气应该根据PCV的监测值35％进行调整，而下一次的触发通气则根据触发通气的氧浓度37％进行调整，保证机械通气和触发通气的压力模式通气都符合要求。因此，只需要保证控制好PCV和PSV的混氧精度，就能保证SIMV模式的混氧控制精度。

图3是根据本发明实施例的呼吸机通气的流程图，如图3所示，呼吸机开始工作时，首先判断氧浓度的设定值，即目标氧浓度是否在22％～99％之间，如果否的话，重新设定氧浓度后进行通气，如果是话，判断呼吸模式是否是第一次进入PCV，如果是的话重新设定氧浓度后进行通气，如果否的话，判断目标氧浓度是否满足精度要求，该判断过程采用图1所示实施例的步骤S106和步骤S108，如果氧浓度满足精度要求，则按当前氧浓度为上一次的氧浓度进行通气，如果氧浓度不满足精度要求，判断氧浓度设定值是否要更改，如果需要的话，重新设定氧浓度进行通气，如果不需要，在上一次氧浓度的基础上修正进行通气。

图4是根据本发明实施例的呼吸机氧浓度的控制装置的框图，如图4所示，该控制装置包括：获取模块10，用于获取呼吸机的目标氧浓度；第一控制模块20，用于根据目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度以使呼吸机输出气体；检测模块30，用于检测呼吸机输出气体的氧浓度；以及第二控制模块40，用于根据呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度控制比例阀位于第二开度，以使呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度一致。

在该实施例中，通过检测模块30实时检测呼吸机输出气体的氧浓度，第二控制模块40根据该氧浓度和获取模块10获取的目标氧浓度，控制比例阀由第一开度至第二开度，使得呼吸机输出气体的氧浓度和目标氧浓度一致，保证呼吸机混氧的控制精度，从而改善患者的通气和氧合，使患者呼吸更顺畅。

优选地，检测模块30包括：第一检测子模块，用于通过容量传感器检测呼吸机输出气体的空气量和氧气量；计算子模块，用于根据空气量和氧气量计算呼吸机输出气体的氧浓度。其中，计算子模块用于采用以下公式计算呼吸机输出气体的氧浓度：呼吸机输出气体的氧浓度＝(空气量×21％+氧气量)/(空气量+氧气量)。采用该优选实施方式，能够实时获得呼吸机输出气体的氧浓度，从而提高了调节速度。

优选地，检测模块30包括第二检测子模块，通过氧浓度传感器直接检测呼吸机输出的氧浓度。采用该优选实施方式，检测的氧浓度更准确，从而第二控制模块40控制比例阀的变化更准确，进一步保证呼吸机混氧的控制精度。

综上，在实际使用时，优选的方式为，检测模块30包括第一检测子模块和第二检测子模块，分别能够过两种方式检测呼吸机输出的氧浓度，并根据检测结果调整比例阀的开度。

优选地，第一控制模块包括：获取子模块，用于获取呼吸机比例阀的流速与开度的对应关系曲线；控制子模块，用于根据对应关系曲线和目标氧浓度控制呼吸机的比例阀位于第一开度，其中，对应关系曲线如图2所示。

优选地，该装置还包括：判断模块，用于判断呼吸机的目标氧浓度是否在预设氧浓度范围内，其中，获取模块还用于当目标氧浓度不在预设氧浓度范围内时，重新获取呼吸机的目标氧浓度。采用该优选实施方式，能够防止设定的目标氧浓度出现错误。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：实现呼吸机输出气体的氧浓度的闭环控制，保证呼吸机混氧的控制精度，从而改善患者的通气和氧合，使患者呼吸更顺畅。

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。

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 (10)

1.一种呼吸机氧浓度的控制方法，其特征在于，包括：

获取所述呼吸机的目标氧浓度；

根据所述目标氧浓度控制所述呼吸机的比例阀位于第一开度以使所述呼吸机输出气体；

检测所述呼吸机输出气体的氧浓度；以及

根据所述呼吸机输出气体的氧浓度和所述目标氧浓度控制所述比例阀位于第二开度，以使所述呼吸机输出气体的氧浓度和所述目标氧浓度一致。

2.根据权利要求1所述的呼吸机氧浓度的控制方法，其特征在于，检测所述呼吸机输出气体的氧浓度包括：

检测所述呼吸机输出气体的空气量和氧气量；

根据所述空气量和所述氧气量计算所述呼吸机输出气体的氧浓度。

3.根据权利要求2所述的呼吸机氧浓度的控制方法，其特征在于，根据所述空气量和所述氧气量计算所述呼吸机输出气体的氧浓度包括采用以下公式计算：

呼吸机输出气体的氧浓度＝(空气量×21％+氧气量)/(空气量+氧气量)。

4.根据权利要求1所述的呼吸机氧浓度的控制方法，其特征在于，根据所述目标氧浓度控制所述呼吸机的比例阀位于第一开度包括：

获取所述呼吸机比例阀的流速与开度的对应关系曲线；

根据所述对应关系曲线和所述目标氧浓度控制所述呼吸机的比例阀位于所述第一开度。

5.根据权利要求1所述的呼吸机氧浓度的控制方法，其特征在于，获取所述呼吸机的目标氧浓度后，所述方法还包括：

判断所述呼吸机的目标氧浓度是否在预设氧浓度范围内；以及

当所述目标氧浓度不在所述预设氧浓度范围内时，重新获取所述呼吸机的目标氧浓度。

6.一种呼吸机氧浓度的控制装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取所述呼吸机的目标氧浓度；

第一控制模块，用于根据所述目标氧浓度控制所述呼吸机的比例阀位于第一开度以使所述呼吸机输出气体；

检测模块，用于检测所述呼吸机输出气体的氧浓度；以及

第二控制模块，用于根据所述呼吸机输出气体的氧浓度和所述目标氧浓度控制所述比例阀位于第二开度，以使所述呼吸机输出气体的氧浓度和所述目标氧浓度一致。

7.根据权利要求6所述的呼吸机氧浓度的控制装置，其特征在于，检测模块包括：

检测子模块，用于检测所述呼吸机输出气体的空气量和氧气量；

计算子模块，用于根据所述空气量和所述氧气量计算所述呼吸机输出气体的氧浓度。

8.根据权利要求7所述的呼吸机氧浓度的控制装置，其特征在于，所述计算子模块用于采用以下公式计算所述呼吸机输出气体的氧浓度：

呼吸机输出气体的氧浓度＝(空气量×21％+氧气量)/(空气量+氧气量)。

9.根据权利要求6所述的呼吸机氧浓度的控制装置，其特征在于，第一控制模块包括：

获取子模块，用于获取所述呼吸机比例阀的流速与开度的对应关系曲线；

控制子模块，用于根据所述对应关系曲线和所述目标氧浓度控制所述呼吸机的比例阀位于所述第一开度。

10.根据权利要求6所述的呼吸机氧浓度的控制装置，其特征在于，还包括：

判断模块，用于判断所述呼吸机的目标氧浓度是否在预设氧浓度范围内，

其中，所述获取模块还用于当所述目标氧浓度不在所述预设氧浓度范围内时，重新获取所述呼吸机的目标氧浓度。

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