CN103893866A - 一种智能呼吸机撤机方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能呼吸机撤机方法及能够自动实现撤机前通气的呼吸机。所述撤机方法是先检测肺泡容积的变化ΔV、胸膜腔内压力的变化ΔP、患者的自主呼吸频率f，再通过检测值计算出患者的呼吸功W和浅快呼吸指数RSBI，同时监测患者的血氧饱和度SpO2数值和呼吸末二氧化碳EtCO2数值，将计算值及监测值与呼吸机撤机标准比对，若满足呼吸机撤机标准，则实施撤机，若不满足呼吸机撤机标准，则实施二次撤机判断。本方法及装置通过自动监测患者生命指征多项关键性指标综合判断能否实施撤机，提高了撤机判断的准确性，且该方法临床效果好，便于医护人员根据撤机信息正确实施撤机操作。

Description

一种智能呼吸机撤机方法及装置

技术领域

本发明涉及呼吸机领域，尤其涉及一种智能呼吸机撤机方法及撤机装置。

背景技术

呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置。

呼吸机作为一种生命支持手段，可以辅助原发病患者呼吸。通常，患者使用呼吸机过长或其他因素，会产生较为强烈的呼吸机依赖，如：呼吸机使用时间超过两周以上，从而造成反复撤机失败，延长住院时间，增加呼吸机相关性肺炎（VAP）、呼吸机相关性肺损伤（VILI）等并发症发生的可能性。故一旦原发病好转或诱发因素改善，即需要及时评估患者的自主呼吸能力及患者身体机能状况，尽早撤离机械通气，以减少呼吸机的相关并发症发生概率，提高抢救成功率。

目前，一些国外的高端呼吸机具有智能通气模块，能够自动进行撤机时机判断，进入撤机前通气状态，实现撤机。但这种呼吸机撤机方案临床效果差，实际指导意义不明显。此外，国内在此项技术上尚属空白。

发明内容

为了解决上述呼吸机临床效果差，撤机实际指导意义不明显等缺陷，本发明所要解决的技术问题在于提出一种智能呼吸机撤机方法及装置，通过对监测患者生命指征的多项关键性指标，综合判断能否实施撤机，便于医护人员根据撤机信息正确实施撤机操作。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种智能呼吸机撤机方法，按如下步骤实施：

S00：呼吸机按正常通气模式给患者通气。

S10：所述呼吸机切换至撤机预备状态，进入前期通气模式。

S20：在所述前期通气模式中，所述呼吸功检测模块通过呼吸流量检测仪检测患者预定时间Δt内的呼吸流量，所述呼吸机内的所述运算模块由所述呼吸流量求出肺泡容积的变化量ΔV，所述呼吸功检测模块还通过压力传感器检测患者预定时间Δt内胸膜腔内压力的变化量ΔP，根据ΔV和ΔP计算呼吸功W，计算公式如下：

$W=\∫{\mathrm{\ΔPd}}_V=\∫\mathrm{\ΔP}\frac{d_V}{d_t}{d}_t=\∫\mathrm{\ΔPlim}\frac{\mathrm{\ΔV}}{\mathrm{\Δt}}{d}_t$

其中：ΔV-预定时间Δt内肺泡容积的变化；ΔP-预定时间Δt内胸膜腔内压力的变化。

S30：在所述前期通气模式中，所述呼吸机内的浅快呼吸指数检测模块检测患者的自主呼吸频率f，依据患者的理想体重IBW计算出患者的潮气量Vt，根据f和Vt计算浅快呼吸指数RSBI，计算公式如下：

$\mathrm{RSBI}=\frac{f}{\mathrm{Vt}}$

其中：f-患者的自主呼吸频率；Vt-患者的潮气量。

S40：所述呼吸机内的血样监测模块实时检测的患者血氧饱和度SpO2的数值。

S50：所述呼吸机内的二氧化碳监测模块实时检测的患者呼吸末二氧化碳EtCO2的数值，所述二氧化碳监测模块实时记录患者所述呼吸末二氧化碳EtCO2的数值，形成呼吸末二氧化碳波形曲线。

S60：所述呼吸机内的运算模块将所述呼吸功W的检测值、所述浅快呼吸指数RSBI的检测值、所述血氧饱和度SpO2的检测值及所述呼吸末二氧化碳EtCO2的检测值与预定的呼吸机撤机标准进行比对。

呼吸机撤机标准如下：

浅快呼吸指数RSBI＜100bpm/L；

血氧饱和度SpO2＞90%；

呼吸末二氧化碳EtCO2的范围为：5±0.5%；

呼吸功计算值＜呼吸功预设值。

S70：若上述检测值满足所述呼吸机撤机标准，则所述呼吸机内的控制模块控制所述呼吸机发出撤机信号且显示检测参数，供医护人员实施撤机；若不满足所述呼吸机撤机标准，则所述控制模块控制所述呼吸机继续进行参数检测和撤机判断。

一种实现智能呼吸机撤机方法的装置，所述装置设于呼吸机内，包括：

呼吸功检测模块，用于检测前期通气过程中所述肺泡容积的变化ΔV和所述胸膜腔内压力的变化ΔP，且将检测值传送至运算模块；

浅快呼吸指数检测模块，用于检测患者的自主呼吸频率f，且将检测值传送至运算模块；

血样监测模块，用于检测患者所述血氧饱和度SpO2值，且将检测值传送至运算模块；

二氧化碳监测模块，用于检测呼吸末二氧化碳EtCO2值，形成呼吸末二氧化碳波形曲线，且将检测值传送至运算模块；

运算模块，用于计算患者的潮气量Vt、呼吸功W及浅快呼吸指数RSBI，还用于将所述呼吸功W的检测值、所述浅快呼吸指数RSBI的检测值、所述血氧饱和度SpO2的检测值及所述呼吸末二氧化碳EtCO2的检测值与预定的呼吸机撤机标准进行比对。

进一步的，所述呼吸功检测模块包括呼吸流量检测仪和压力传感器相连，其中所述呼吸流量检测仪设于患者呼吸管道处，所述压力传感器采样探头设于食道内气囊管道处。

进一步的，所述二氧化碳监测模块与二氧化碳传感器相连，所述二氧化碳传感器设于患者气道内。

本发明的有益效果为：本方法通过监测患者多项生命指征，如呼吸末二氧化碳EtCO2、血氧饱和度SpO2、浅快呼吸指数RSBI及呼吸功等关键性指标，综合判断能否实施撤机，提高了撤机判断的准确性，且该方法临床效果好，便于医护人员根据撤机信息正确实施撤机操作。此外，实现该方法的呼吸机撤机装置具有自动化程度高、测量准确性高，易于操作等特点。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的一种智能呼吸机撤机方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

图1是本发明具体实施方式提供的一种智能呼吸机撤机方法流程图。

一种智能呼吸机撤机方法，用于判断撤除患者呼吸机的时机，按如下步骤实施：

S00：呼吸机按正常通气模式给患者通气。

S10：所述呼吸机切换至撤机预备状态，进入前期通气模式。

S20：在所述前期通气模式中，所述呼吸机呼吸管道处的呼吸流量检测仪测出前期通气过程中患者预定时间Δt内的呼吸流量，得到肺泡容积的变化量ΔV。其中，呼吸流量检测仪可为呼吸速度扫描仪等。食道内气囊管道处压力传感器测出前期通气过程中预定时间Δt内胸膜腔内压力的变化量ΔP。其中，压力传感器可为记录仪或双线描记器。根据ΔV和ΔP通过呼吸机内的运算模块可计算呼吸功W,呼吸功W是衡量患者呼吸能力的重要指标，按如下公式计算：

$W=\∫{\mathrm{\ΔPd}}_V=\∫\mathrm{\ΔP}\frac{d_V}{d_t}{d}_t=\∫\mathrm{\ΔPlim}\frac{\mathrm{\ΔV}}{\mathrm{\Δt}}{d}_t$

其中：ΔV-预定时间Δt内肺泡容积的变化；ΔP-预定时间Δt内胸膜腔内压力的变化。胸膜腔内压力的变化也可以写成有关时间t函数形式ΔP(t)，故上述积分可积。预定时间Δt根据检测值的变化情况合理设定。

S30：在所述前期通气模式中，呼吸机内的浅快呼吸指数检测模块通过呼吸频率检测计测出患者的自主呼吸频率f，依据患者的理想体重IBW计算出患者的潮气量Vt。此外，自主呼吸频率f不一定采用频率检测计测量，也可以根据呼吸末二氧化碳波形曲线的波形变化周期计算，或通过其他检测量的周期或频率变化算出。根据f和Vt通过呼吸机撤机运算模块计算浅快呼吸指数RSBI,浅快呼吸指数RSBI能有效增强撤机决策过程的灵敏度，具有重要的撤机指导意义，可按如下公式计算：

$\mathrm{RSBI}=\frac{f}{\mathrm{Vt}}$

其中：f-患者的自主呼吸频率；Vt-患者的潮气量。

S40：呼吸机内的血样监测模块通过指套式光电传感器实时监测的患者血氧饱和度SpO2的数值，血氧饱和度SpO2是呼吸循环的重要参数，对细胞的正常新陈代谢有重要的影响，该指标是判断呼吸过程中能否撤机的重要指标。

S50：呼吸末二氧化碳监测模块与二氧化碳传感器相连，实时监测患者呼吸末二氧化碳EtCO2的数值，实时记录患者呼吸末二氧化碳EtCO2的数值，形成呼吸末二氧化碳波形曲线。当病人恢复自主呼吸时，易与呼吸机发生对抗，表现为二氧化碳波形曲线的中断，夹杂主呼吸曲线等现象。故该指标是判断患者能否实施撤机的又一重要指标。

S60：所述呼吸机内的运算模块将所述呼吸功W的检测值、所述浅快呼吸指数RSBI的检测值、所述血氧饱和度SpO2的检测值及所述呼吸末二氧化碳EtCO2的检测值与预定的呼吸机撤机标准进行比对。呼吸机撤机标准如下：

浅快呼吸指数RSBI＜100bpm/L；

血氧饱和度SpO2＞90%；

呼吸末二氧化碳EtCO2的范围为：5±0.5%；

呼吸功计算值＜呼吸功预设值。

其中，呼吸功预设值可以根据患者的呼吸功预设某一数值，也可以将某次呼吸功的计算值与上一次呼吸功的计算值进行比较，只要呼吸功计算值小于上一次呼吸功的计算值，易可认为患者一定程度上恢复了自主呼吸能力。

S70：若上述检测值满足所述呼吸机撤机标准，则所述呼吸机内的控制模块控制所述呼吸机发出撤机信号且显示检测参数，供医护人员实施撤机；若不满足所述呼吸机撤机标准，则所述控制模块控制所述呼吸机继续进行参数检测和撤机判断。

一种实现智能呼吸机撤机方法的撤机装置，包括：

呼吸功检测模块，用于检测前期通气过程中所述肺泡容积的变化ΔV和所述胸膜腔内压力的变化ΔP，且将检测值传送至运算模块。其中，呼吸流量检测仪设于患者呼吸管道处，压力传感器采样探头设于食道内气囊管道处。

浅快呼吸指数检测模块，用于检测患者的自主呼吸频率f，且将检测值传送至运算模块。

血样监测模块，用于检测患者所述血氧饱和度SpO2值，且将检测值传送至运算模块。

二氧化碳监测模块，用于检测呼吸末二氧化碳EtCO2值，形成呼吸末二氧化碳波形曲线，且将检测值传送至运算模块。

运算模块，用于计算患者的潮气量Vt、呼吸功W及浅快呼吸指数RSBI，还用于将所述呼吸功W的检测值、所述浅快呼吸指数RSBI的检测值、所述血氧饱和度SpO2的检测值及所述呼吸末二氧化碳EtCO2的检测值与预定的呼吸机撤机标准进行比对。

具体使用时，呼吸功检测模块检测肺泡容积的变化ΔV和胸膜腔内压力的变化ΔP，浅快呼吸指数检测模块检测患者的自主呼吸频率f，将检测值传送至运算模块。运算模块计算出患者的呼吸功W和浅快呼吸指数RSBI。血样监测模块检测患者的血氧饱和度SpO2值，且将检测值传送至运算模块。二氧化碳监测模块检测呼吸末二氧化碳EtCO2值，形成呼吸末二氧化碳波形曲线，且将检测值传送至运算模块。运算模块将呼吸功W的计算值、浅快呼吸指数RSBI的计算值、血氧饱和度SpO2的检测值及呼吸末二氧化碳EtCO2的检测值与预定的呼吸机撤机标准进行比对。若上述检测值满足呼吸机撤机标准，则呼吸机内的控制模块控制呼吸机发出撤机信号且显示检测参数，供医护人员实施撤机；若不满足呼吸机撤机标准，则控制模块控制呼吸机继续进行参数检测和撤机判断。

本发明是通过实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的指导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (10)

1.一种智能呼吸机的撤机方法，其特征在于，按如下步骤实施：

S00：呼吸机按正常通气模式给患者通气；

S10：所述呼吸机切换至撤机预备状态，进入前期通气模式；

S20：在所述前期通气模式中，所述呼吸机内的呼吸功检测模块检测患者的肺泡容积的变化量ΔV和胸膜腔内压力变化量ΔP，所述呼吸机内的运算模块根据肺泡容积的变化量ΔV和胸膜腔内压力变化量ΔP计算得到呼吸功W；

S30：在所述前期通气模式中，所述呼吸机内的浅快呼吸指数检测模块检测患者的自主呼吸频率f，所述呼吸机内的所述运算模块根据自主呼吸频率f和患者的潮气量Vt计算得到浅快呼吸指数RSBI；

S40：所述呼吸机内的血样监测模块实时检测的患者血氧饱和度SpO2的值；

S50：所述呼吸机内的二氧化碳监测模块实时检测的患者呼吸末二氧化碳EtCO2的值；

S60：所述呼吸机内的运算模块将所述呼吸功W的检测值、所述浅快呼吸指数RSBI的检测值、所述血氧饱和度SpO2的检测值及所述呼吸末二氧化碳EtCO2的检测值与预定的呼吸机撤机标准进行比对；

S70：若上述检测值满足所述呼吸机撤机标准，则所述呼吸机内的控制模块控制所述呼吸机发出撤机信号且显示检测参数，供医护人员实施撤机；若不满足所述呼吸机撤机标准，则所述控制模块控制所述呼吸机继续进行参数检测和撤机判断。

2.根据权利要求1所述的智能呼吸机的撤机方法，其特征在于，步骤S20中，所述呼吸功检测模块通过呼吸流量检测仪检测患者预定时间Δt内的呼吸流量，所述呼吸机内的所述运算模块由所述呼吸流量求出肺泡容积的变化量ΔV，所述呼吸功检测模块还通过压力传感器检测患者预定时间Δt内胸膜腔内压力的变化量ΔP。

3.根据权利要求1或2所述的智能呼吸机的撤机方法，其特征在于，所述呼吸功W的计算公式如下：

$W=\∫{\mathrm{\ΔPd}}_V=\∫\mathrm{\ΔP}\frac{d_V}{d_t}{d}_t=\∫\mathrm{\ΔPlim}\frac{\mathrm{\ΔV}}{\mathrm{\Δt}}{d}_t$

其中：ΔV-预定时间Δt内肺泡容积的变化；ΔP-预定时间Δt内胸膜腔内压力的变化。

4.根据权利要求1所述的智能呼吸机的撤机方法，其特征在于，步骤S30中，所述呼吸机内的所述运算模块依据患者的理想体重IBW计算出患者的潮气量TV。

5.根据权利要求1所述的智能呼吸机的撤机方法，其特征在于，步骤S30中，所述浅快呼吸指数RSBI的计算公式如下：

$\mathrm{RSBI}=\frac{f}{\mathrm{Vt}}$

其中：f-患者的自主呼吸频率；Vt-患者的潮气量。

6.根据权利要求1所述的智能呼吸机的撤机方法，其特征在于，步骤S50中，二氧化碳监测模块实时记录患者所述呼吸末二氧化碳EtCO2值，形成呼吸末二氧化碳波形曲线。

7.根据权利要求1所述的智能呼吸机的撤机方法，其特征在于，步骤S50中，所述预定的呼吸机撤机标准为：

浅快呼吸指数RSBI＜100bpm/L；

血氧饱和度SpO2＞90%；

呼吸末二氧化碳EtCO2的范围为：5±0.5%；

呼吸功计算值＜呼吸功预设值。

8.一种实现权利要求1中所述一种智能呼吸机撤机方法的装置，所述装置设于呼吸机内，其特征在于，包括：

呼吸功检测模块，用于检测前期通气过程中所述肺泡容积的变化ΔV和所述胸膜腔内压力的变化ΔP，且将检测值传送至运算模块；

浅快呼吸指数检测模块，用于检测患者的自主呼吸频率f，且将检测值传送至运算模块；

血样监测模块，用于检测患者所述血氧饱和度SpO2值，且将检测值传送至运算模块；

二氧化碳监测模块，用于检测呼吸末二氧化碳EtCO2值，形成呼吸末二氧化碳波形曲线，且将检测值传送至运算模块；

运算模块，用于计算患者的潮气量Vt、呼吸功W及浅快呼吸指数RSBI，还用于将所述呼吸功W的检测值、所述浅快呼吸指数RSBI的检测值、所述血氧饱和度SpO2的检测值及所述呼吸末二氧化碳EtCO2的检测值与预定的呼吸机撤机标准进行比对。

9.根据权利要求8所述的撤机装置，其特征在于，所述呼吸功检测模块包括呼吸流量检测仪和压力传感器相连，其中所述呼吸流量检测仪设于患者呼吸管道处，所述压力传感器采样探头设于食道内气囊管道处。

10.根据权利要求8所述的撤机装置，其特征在于，所述二氧化碳监测模块与二氧化碳传感器相连，所述二氧化碳传感器设于患者气道内。

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