CN105892338A - 一种麻醉呼吸机吸气上升时间控制方法 - Google Patents

Abstract

一种麻醉呼吸机吸气上升时间控制方法，包括：(1)在控制起始状态，利用R、C快速估计技术估算出患者的R、C值；(2)在吸气起始期间，按照公式F＝ΔP/(E*Tramp+R)，计算出F为吸气上升时间内平均流速；(3)在吸气阀和呼气阀协同调节系统中，将小于设定吸气时间内的上限控制流速设定为F；(4)定时测算反馈阀门输出流速在吸气上升时间内的实际流量，当吸气上升时间处于设定时间内，阀门输出流速小于上限控制流速F时，将阀门输出流速缓慢提升到上限控制流速F；(5)当吸气上升时间超过所设上升时间后，去除吸气阀和呼气阀协同调节系统流速上限控制限制，转为吸气阀和呼气阀协同压力调节。

Description

一种麻醉呼吸机吸气上升时间控制方法

技术领域

本发明提供了一种新的用于解决麻醉机和呼吸机压力控制下斜坡斜率调节控制的方法，按照预设时间调节吸气上升时间以调节斜坡斜率，可实现精确的压力斜坡控制。本发明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，使用吸气控制阀和呼气控制阀协同工作时，由于吸气上升时间固定，难以有效的实现吸气上升时间的调节。

目前，在麻醉机和呼吸机上调节吸气上升时间的方式主要有两种：

1、利用机械结构调节供气流速，实现吸气上升时间调节。这种方法的优点是，控制机构简单，可以容易的实现压力斜率控制。缺点是，此方法机械部件调节精度差，不能很好的保障上升时间的精度；

2、利用控制算法调整流量控制阀流速，以保证吸气上升时间调节。这种方法的优点是，利用阀门控制技术通过软件的方法实现，硬件成本低。缺点是，此种方法要求反馈控制周期非常快，普通的微处理器无法很好的完成，容易出现吸气压力过冲过大，导致气压伤，而且吸气上升时间控制精度不高，受反馈控制牵制。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中因硬件资源受限而导致软件调节上升时间不佳的问题，提出一种麻醉呼吸机吸气上升时间控制方法，利用估算R、C值计算吸气上升时间所需流量来保证吸气上升时间的精度，消除吸气压力调节时出现的过冲现象。

本发明的技术方案如下：

一种麻醉呼吸机吸气上升时间控制方法，用于麻醉机和呼吸机吸气控制阀和呼气控制阀协同工作时的压力控制，其特征在于：

(1)在控制起始状态，未正确监测到患者R、C值的情况下，按照设定压力的50％进行一次试验性通气，在此期间利用R、C快速估计公式估算出患者的R、C值；

(2)在吸气起始期间，按照公式F＝ΔP/(E*Tramp+R)，计算出设定吸气上升时间内所需流量，其中F为吸气上升时间内平均流速，ΔP代表压力差，E为电导，Tramp为吸气上升时间，R为气阻，E＝1/C，C为顺应性；

(3)在吸气阀和呼气阀协同调节系统中，将小于设定吸气上升时间内的上限控制流速设定为F；

(4)定时测算反馈阀门输出流速在吸气上升时间内的实际流量，当吸气上升时间处于设定吸气上升时间内，监测到的阀门输出流速小于上限控制流速F时，采用缓慢提升方法，将阀门输出流速缓慢提升到上限控制流速F；所述的缓慢提升方法，具体是：在监测吸气上升时间达到设定吸气上升时间的值的20％以前，将流量缓慢提升到上限控制流速F；在监测吸气上升时间超过设定吸气上升时间的值的20％以后，按上限控制流速F进行恒流通气；

(5)当吸气上升时间超过设定吸气上升时间后，去除吸气阀和呼气阀协同调节系统流速上限控制限制，转为吸气阀和呼气阀协同压力调节。

本发明利用呼吸动力学原理中的经典公式对压力控制下的吸气上升时间进行计算，按照计算出的控制流量，调节流量控制阀按照一定的方式输出，用以实现吸气上升时间的调节，解决了现有技术中因硬件资源受限而导致软件调节上升时间不佳的问题，实现了麻醉机和呼吸机压力控制中使用流量控制阀方式下，利用软件对吸气上升时间的精确调节。

附图说明

图1为本发明的实现方式框图。

具体实施方式

图1为本发明的实现方式框图，其中：

100开启麻醉机和呼吸机，使其处于正常供气工作状态，开始压力控制下斜坡斜率调节控制；

110利用麻醉机和呼吸机内传感器，通过R、C快速估计公式对患者R、C值进行估算；

120根据公式F＝ΔP/(E*Tramp+R)，计算出所设上升时间内最大输出控制流速；其中F为吸气上升时间内平均流速，ΔP代表压力差，E为电导，Tramp为吸气上升时间，R为气阻，E＝1/C，C为顺应性；

130将小于设定吸气上升时间内的上限控制流速设为F，在吸气上升时间达到设定吸气上升时间的值的20％以前，对上限控制流速F采用缓慢提升方法，将流量缓慢提升到上限控制流速F；在吸气上升时间超过设定吸气上升时间的值的20％以后，将阀门控制器输出控制流量调为上限控制流速F，按照上限控制流速F对阀门进行流速PID控制；

140在超过设定吸气上升时间后，按照压力控制方法进行控制，以达到所需压力。

本发明的具体实现步骤如下：

步骤1、在控制起始状态，未正确监测到患者R、C值的情况下，按照设定压力的50％进行一次试验性通气，在此期间用R、C快速估计公式估算出患者的R、C值，R为气阻，C为顺应性；

步骤2、在吸气起始期间，按照公式F＝ΔP/(E*Tramp+R)，计算出设定吸气上升时间内所需流量，其中F为吸气上升时间内平均流速，E为电导，Tramp为吸气上升时间，R为气阻，E＝1/C，C为顺应性；

步骤3、在吸气阀和呼气阀协同调节系统中，将小于设定吸气上升时间内的上限控制流速设为F；

步骤4、定时测算反馈阀门输出流速在吸气上升时间内的实际流量。举例说明：当吸气上升时间处于设定吸气上升时间内，监测到的阀门输出流速小于上限控制流速F时，通过调节阀门开启，将阀门输出流速缓慢提升到上限控制流速F，具体方式如下：

在监测吸气上升时间达到设定吸气上升时间的20％以前，对上限控制流速F采用缓慢提升方法，将流量缓慢提升到上限控制流速F，比如：在上升时间达到设定时间的5％时，将吸气控制流速设为上限控制流速F的25％，在上升时间达到设定吸气上升时间的10％时，将吸气控制流速设为上限控制流速F的50％，在上升时间大于等于设定吸气上升时间的20％时，将吸气控制流速设为上限控制流速F；

在监测吸气上升时间超过设定吸气上升时间的20％以后，按上限控制流速F进行恒流通气，将阀门控制器输出控制流量调为上限控制流速F，按照上限控制流速F对阀门进行流速PID控制；

步骤5、在超过设定吸气上升时间后，去除吸气阀和呼气阀协同调节系统流速上限控制限制，转为吸气阀和呼气阀协同压力调节。

当达到设定吸气上升时间后，此时压力一般情况会比设定压力小10％左右，此时将控制器流速上限控制限制去除，利用压力控制将剩余压力提升到所设压力，由于此时离设定压力差值不大，只需要供给一个较小的流量就可达到，故不会出现压力过冲。

Claims (2)

1.一种麻醉呼吸机吸气上升时间控制方法，用于麻醉机和呼吸机吸气控制阀和呼气控制阀协同工作时的压力控制，其特征在于：

(1)在控制起始状态，未正确监测到患者R、C值的情况下，按照设定压力的50％进行一次试验性通气，在此期间利用R、C快速估计公式估算出患者的R、C值；

(2)在吸气起始期间，按照公式F＝ΔP/(E*Tramp+R)，计算出设定吸气上升时间内所需流量，其中F为吸气上升时间内平均流速，ΔP代表压力差，E为电导，Tramp为吸气上升时间，R为气阻，E＝1/C，C为顺应性；

(3)在吸气阀和呼气阀协同调节系统中，将小于设定吸气上升时间内的上限控制流速设定为F；

(4)定时测算反馈阀门输出流速在吸气上升时间内的实际流量，当吸气上升时间处于设定吸气上升时间内，监测到的阀门输出流速小于上限控制流速F时，采用缓慢提升方法，将阀门输出流速缓慢提升到上限控制流速F；所述的缓慢提升方法，具体是：在监测吸气上升时间达到设定吸气上升时间的值的20％以前，将流量缓慢提升到上限控制流速F；在监测吸气上升时间超过设定吸气上升时间的值的20％以后，按上限控制流速F进行恒流通气；

(5)当吸气上升时间超过设定吸气上升时间后，去除吸气阀和呼气阀协同调节系统流速上限控制限制，转为吸气阀和呼气阀协同压力调节。

2.根据权利要求1所述的麻醉机、呼吸机压力控制下斜坡斜率调节方法，其特征在于：在当吸气上升时间达到设定吸气上升时间的5％时，将吸气控制流速设为上限控制流速F的25％，在吸气上升时间达到设定吸气上升时间的10％时，将吸气控制流速设为上限控制流速F的50％，在吸气上升时间大于等于设定吸气上升时间的20％时，将吸气控制流速设为上限控制流速F。