CN104874070B - 变压无创正压通气方法及应用该方法的医用呼吸机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种变压无创正压通气方法及应用该方法的医用呼吸机，包括通气的基础压力及其施加方式、吸气支持压力及其施加方式；的基础压力按照设置的作用时间变化，输入到患者的气道压力不低于该基础压力；吸气支持压力用于在按设置的作用时间变化的基础压力下，在吸气相位提供一个高于基础压力的气道吸气支持压。医用呼吸机设有控制单元，控制单元根据压力传感器和流量传感器的检测数据以及设置的控制算法来控制输出基础压力和和吸气支持压力。能减少患者持续处于高气压的时间，降低持续高压带来的风险。
Description
技术领域
本发明涉及一种医用呼吸机，尤其涉及一种变压无创正压通气方法及应用该方法的医用呼吸机。
背景技术
临床证明采用没有植入人工气道的情况下通过医用呼吸机和经鼻面罩对患者进行正压通气治疗的无创正压通气(NPPV)是一种有助于治疗慢性阻塞性肺疾病(COPD)的有效方法。此类医用呼吸机可按照预设的压力值对经鼻面罩中的压力进行自动控制。
现有的呼吸机主要采用三种技术对输出压力进行控制：
第一种是在吸气和呼气时使用风机调节压力；
第二种是使用比例阀，通过控制阀门开启调节压力；
第三种是使用压力阀，通过控制漏气量对输出压力进行控制。
现有的无创呼吸机主要使用持续气道正压(CPAP)、双水平气道正压(BiPAP)等方式进行压力支持通气。
然而，很多重症肺炎呼吸衰竭的病人氧合非常难以纠正，采用以上技术治疗该类患者常用的方法是提高呼气压(EPAP)。但是持续提高的EPAP会带来很多负面影响，如影响回心血量、冠脉灌注、低血压；增加气压伤风险，造成气胸；导致通气不足，二氧化碳潴留等。
发明内容
本发明的目的是提供一种副作用小、可靠性高的变压无创正压通气方法及应用该方法的医用呼吸机。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的变压无创正压通气方法，包括通气的基础压力及其施加方式、吸气支持压力及其施加方式；
所述的基础压力按照设置的作用时间变化，输入到患者的气道压力不低于所述的基础压力；
所述的吸气支持压力用于在预设作用时间变化的基础压力下，在吸气相位提供一个高于所述基础压力的气道吸气支持压。
本发明的应用上述的变压无创正压通气方法的医用呼吸机，该医用呼吸机设有控制单元，所述控制单元根据压力传感器和流量传感器的检测数据以及设置的控制算法来控制输出所述基础压力和和吸气支持压力。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的变压无创正压通气方法，由于呼吸机输出到患者的正气压按照一定规律发生周期性变化，减少患者持续处于高气压的时间，降低持续高压带来的风险。
附图说明
图1为本发明实施例中采用两个基础正压的通气方法输出气压波形示意图；
图2为本发明实施例中基础正压为正弦波形式时通气方法输出的气压波形示意图；
图3为本发明实施例的通气方法下输出有高频气压的特殊波形(以典型正弦波为代表)示意图；
图4本发明实施例中呼吸机控制示意图。
图中：
1、呼气压1持续时间(DUR1)，2、呼气压2持续时间(DUR2)，3、基础压1(BPP1)，4、基础压2(BPP2)，5、呼气时间(TE)，6、吸气时间(TI)，7、吸气支持正压(IPPS)；
8、进风口，9、高速风机，10、高速阀门，11、呼吸机气流输出口，12、呼吸管路，13、管路压力信号采集，14、气流信号采集，15、风机、阀门控制器，16、气压输出，17、呼吸机人机操作界面，18、基础压BPP1设置，19、基础压BPP2设置，20、基础压BPP1作用时间DUR1设置，21、基础压BPP2作用时间DUR2设置，22、吸气支持压IPPS设置，23、辅助通气频率BPM设置，24、吸呼比I/E设置，25、高频震荡压幅度设置，26、高频震荡压频率设置，27、高频震荡启动与否设置，28、呼吸机人机监测界面。
具体实施方式
下面将对本发明实施例作进一步地详细描述。
本发明的变压无创正压通气方法，其较佳的具体实施方式是：
包括通气的基础压力及其施加方式、吸气支持压力及其施加方式；
所述的基础压力按照设置的作用时间变化，输入到患者的气道压力不低于所述的基础压力；
所述的吸气支持压力用于在遵循设置的作用时间变化的基础压力下，在吸气相位提供一个叠加于所述基础压力的气道吸气支持正压。
在所述基础压力和吸气支持压力的基础上叠加高频震荡气压，所述高频震荡气压为正弦波、脉冲波或三角波。
所述基础压力的输出形式为方波、梯形波或正弦波。
所述的基础压力和吸气支持压力的作用时间变化及大小根据肺功能参数设置，所述肺功能参数包括气道或肺阻力的大小、肺顺应性大小。
本发明的上述的变压无创正压通气方法的医用呼吸机，其较佳的具体实施方式是：
该医用呼吸机设有控制单元，所述控制单元根据压力传感器和流量传感器的检测数据以及设置的控制算法来控制输出所述基础压力和和吸气支持压力。
该医用呼吸机设有人机操作界面，用于通过该界面对呼吸机进行参数设置。
所设置的参数包括基础压、吸气支持压、基础压作用时间等。
该医用呼吸机设有人机监测界面，用于通过该界面对呼吸机运行状态和输出进行监测。
所述监测的参数包括输出气压波形、流量波形。
本发明的变压无创正压通气方法及应用该方法的医用呼吸机，采用一种新的方法：呼吸机输出到患者的正气压按照一定规律发生周期性变化，减少患者持续处于高气压的时间,降低持续高压带来的风险。
本发明的原理是：
无创呼吸机工作在变压无创正压通气方法下时，输出两种及以上大小不同和作用时间(DUR：DURation)不同的基础正压(BPP：Base Positive Pressure)：BPP1、BPP2、BPP3，…且它们由呼吸机交替输出，同时在该基础压之上还输出一定的吸气支持正压(IPPS：Inspiration Positive Pressure Support)。为方便描述，下记仅详述具有BPP1和BPP2的情况。
在基础正压BPP1作用期间，患者处于呼气期间的气道呼气压(EPAP)为基础正压BPP1，吸气期间的气道吸气压(IPAP为)基础正压BPP1与吸气支持正压IPPS之和。同理，在基础正压BPP2作用期间，对应气道呼气压(EPAP)和吸气压(IPAP)分别为基础正压BPP2、基础正压BPP2与吸气支持压IPPS之和。
周期性变化的基础正压(BPP)及吸气支持正压(IPPS)还可以叠加一定频率和幅度的正弦波、脉冲波、三角波等形式高频震荡气压(HFOP:High frequency OscillationPressure)。
本发明的医用呼吸机，具有上述的通气方法。可以设置呼吸机工作在该通气方法下及与之相关的参数：基础正压BPP1和BPP2的大小及各自的持续作用时间、通气频率(BPM)、吸呼比(I/E)、及高频震荡气压(HFOP)的频率幅度等基本参数。呼吸机输出气流并监控呼吸管路内的气压遵循该通气方法下的压力变化，且提供方便的人机监测界面和操作界面。
本发明提供的通气方法，实现以两个及以上不同的基础正压BPP为基础按照各自的作用时间给患者进行通气。在患者使用本发明的呼吸机以本发明所述通气方法工作时，气道所受压力不再持续处于固定的高呼气压(EPAP)和吸气压(IPAP)，而是按照预定的基础压持续作用时间交替变换，降低了呼吸机使用时产生的气压伤、气胸等风险。
呼吸机处于该通气方法下时，其输出给患者气道的呼气压和吸气压在呼吸机控制系统的控制下按照一定时间做交替变化。在基础正压BPP1作用期间，呼气压(EPAP)为BPP1，吸气压(IPAP)为BPP1与吸气支持压IPPS之和；在基础压BPP2作用期间，呼气压(EPAP)为BPP2，吸气压(IPAP)为BPP2与吸气支持压IPPS之和。
基础正压(BPP)和吸气支持压(IPPS)的大小，以及基础压的作用持续时间(DUR)，可以根据患者的需求进行合理设置。两种基础正压BPP1和BPP2可以被设置为相同大小，最小值可以根据患者需求调至为0，其最大值受限于呼吸机安全使用最大压力。吸气支持压IPPS最小值可以设置为0，最大值受限于呼吸机安全使用最大压力。
本发明所述的通气方法要求呼吸机输出给患者气道的气压遵循其变化规律，使患者气道压不再持续处于固定的高呼气压和吸气压，而是按照预设的基础压作用时间交替变换，降低了整个通气治疗期间的平均气道压，减少了患者使用呼吸机带来的气压伤等分险。
具体实施例：
如图4所示，本发明所述呼吸机主要由进风口、高速风机、高速阀门、呼吸管路、流量信号采集、呼吸管路压力信号采集和风机阀门控制系统组成。进风口对进入呼吸管路的空气进行过滤；高速风机在控制器的控制下产生气流，并输出到高速阀门；高速阀门在控制器的控制下输出气压到呼吸管路，并由呼吸管路输送到患者气道；流量信号采集系统反馈风机输出的气流到控制器，形成气流闭环控制系统；管路压力信号采集系统反馈管路的气压到控制器，形成闭环压力控制系统。通过人机操作界面设置基础压大小和作用时间、吸气支持压大小，通气频率、吸呼比、高频震荡压的幅度、频率等相关参数等。同时呼吸的运行参数显示于人机监测界面。
如图1所示，呼吸机运行在基础压BPP1的作用时间DUR1期间，呼吸管路中呼气压(EPAP)值应为BPP1，吸气压(IPAP)应为BPP1和IPPS两者之和。同理，运行在基础压BPP2的作用时间DUR2期间，呼吸管路中呼气压(EPAP)值应为BPP2，吸气压(IPAP)应为BPP2和IPPS两者之和。
如图2所示，基础压BPP输出形式采用幅度为BPP1和BPP2、周期为DUR1和DUR2的正弦波。
如图3所示，呼吸机运行时的基础压BPP和吸气支持压IPPS有叠加一定频率和幅度的正弦变化的高频气压。在基础压BPP1的作用时间DUR1期间，呼吸管路中平均呼气压(EPAP)值应为BPP1，平均吸气压(IPAP)应为BPP1和IPPS两者之和。同理，在基础压BPP2的作用时间DUR2期间，呼吸管路中平均呼气压(EPAP)值应为BPP2，平均吸气压(IPAP)应为BPP2和IPPS两者之和。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种应用变压无创正压通气方法的医用呼吸机，其特征在于，该医用呼吸机设有控制单元，所述控制单元根据压力传感器和流量传感器的检测数据以及设置的控制算法来控制输出基础压力和吸气支持压力；
所述的基础压力按照设置的作用时间变化，输入到患者的气道压力不低于所述的基础压力；
所述的吸气支持压力用于在按设置的作用时间变化的基础压力下，在吸气相位提供一个高于所述基础压力的气道吸气支持压；
在所述基础压力和吸气支持压力的基础上叠加高频震荡气压，所述高频震荡气压为正弦波、脉冲波或三角波；
所述基础压力的输出形式为方波、梯形波或正弦波；
所述的基础压力和吸气支持压力的的作用时间变化及大小根据肺功能参数设置，所述肺功能参数包括气道或肺阻力的大小、肺顺应性大小。
2.根据权利要求1所述的应用变压无创正压通气方法的医用呼吸机，其特征在于，该医用呼吸机设有人机操作界面，用于通过该界面对呼吸机进行参数设置。
3.根据权利要求2所述的应用变压无创正压通气方法的医用呼吸机，其特征在于，所设置的参数包括基础压、吸气支持压、基础压作用时间。
4.根据权利要求1所述的应用变压无创正压通气方法的医用呼吸机，其特征在于，该医用呼吸机设有人机监测界面，用于通过该界面对呼吸机运行状态和输出进行监测。
5.根据权利要求4所述的应用变压无创正压通气方法的医用呼吸机，其特征在于，所述监测的参数包括输出气压波形、流量波形。
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