CN106267493A - 医用呼吸机及其连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种医用呼吸机及其连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，医用呼吸机包括压力控制装置，压力控制装置设有气源输入口、气流控制口和气流输出口，气流输出口连接有气流传感器和测量病人气道压力的压力传感器。呼吸机采用气道正压通气模式，在气道正压通气模式的压力水平上增加一个幅度、频率和持续时间能够调节的高频震荡压力，通过高频震荡压力和流量来测算呼吸系统的气道阻力和肺顺应性，并对气道阻力和肺顺应性进行持续监测，用于在不干扰患者正常呼吸周期的前提下测算呼吸阻力和顺应性，并对其连续监测。本发明将帮助医生设置机械通气的呼吸机参数，达到及时调整患者的通气状况的目的，并提高呼吸机的通气疗效。

Description

医用呼吸机及其连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法

技术领域

本发明涉及一种医用呼吸器械，尤其涉及一种医用呼吸机及其连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法。

背景技术

现有的临床机械通气技术中，包括有创和无创正压通气，为了对患者采取合适的气道压、流量和通气量等，通气前需采用专用的检测仪器或医务人员的经验对患者呼吸道的阻力等进行测试或估计。在对患者通气过程中，不能通过监测患者的呼吸阻力等来对患者呼吸参数进行实时调节，容易导致过高或过低的气道压和通气量。压力过高容易造成患者呼吸道气压伤等通气副作用，而压力过低容易引起患者的通气不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、使用方便、能精确控制、具有气道正压高频通气模式的医用呼吸机及其连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的医用呼吸机，包括压力控制装置，所示压力控制装置设有气源输入口、气流控制口和气流输出口，所述气源输入口与气源连接，所述气流控制口连接有电磁阀，所述气流输出口连接有气流传感器和测量病人气道压力的压力传感器。

本发明的上述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，所述医用呼吸机采用气道正压通气模式，在所述气道正压通气模式的压力水平上叠加一个幅度、频率和持续时间能够调节的高频震荡压力。

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医用呼吸机及其连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，通过高频震荡压力和气流来测算呼吸阻力和肺顺应性，并在通气过程中实时监测患者呼吸道阻力，且不影响患者正常通气，结构简单、使用方便、能精确控制、具有气道正压高频通气模式。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的医用呼吸机的结构示意图。

图2a、图2b分别为本发明实施例二中气道正压通气模式为单水平气道持续正压通气模式时，在持续正压通气压力水平上叠加所述高频震荡压力和流量波形示意图。

图3a、图3b分别为本发明实施例三中在双水平气道正压通气模式时，在吸气相位开始后叠加在吸气压上叠加幅度为△P、频率为f和持续时间为t的高频震荡压力和流量波形示意图。

图4a、图4b分别为本发明实施例四中在双水平气道正压通气模式时，在呼气相位开始后叠加在吸气压上叠加幅度为△P、频率为f和持续时间为t的高频震荡压力和流量波形示意图。

图5a、图5b分别为本发明实施例五中在双水平气道正压通气模式时，在呼气相位开始后开始叠加在呼气压上叠加幅度为△P、频率为f和持续时间为t的高频震荡压力和流量波形示意图。

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。

本发明的医用呼吸机，其较佳的具体实施方式是：

包括压力控制装置，所示压力控制装置设有气源输入口、气流控制口和气流输出口，所述气源输入口与气源连接，所述气流控制口连接有电磁阀，所述气流输出口连接有气流传感器和测量病人气道压力的压力传感器。

本发明的上述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其较佳的具体实施方式是：所述医用呼吸机采用气道正压通气模式，在所述气道正压通气模式的压力水平上叠加一个幅度、频率和持续时间能够调节的高频震荡压力。

所述气道正压通气模式为单水平气道持续正压通气模式或双水平等气道正压通气模式；

所述单水平气道持续正压通气模式在所述单水平气道持续正压通气模式的压力水平上，叠加所述高频震荡压力；

所述双水平气道正压通气模式在所述双水平气道正压通气模式的压力水平上，叠加所述高频震荡压力。

在所述双水平气道正压通气等模式下：吸气相位开始后开始叠加所述高频震荡压力，在该吸气相位结束前停止叠加所述高频震荡压力；呼气相位开始后开始叠加所述高频震荡压力，在该呼气相位结束前停止叠加所述高频震荡压力。

所述医用呼吸机设有控制单元，所述控制单元根据所述压力传感器反馈的压力来生成并调节所述高频震荡压力。

所述医用呼吸机能监测震荡压力和相应的流量波动。

叠加的压力波形周期和幅度能设置变化。

所述医用呼吸机根据如下公式计算呼吸道阻力和顺应性：

$R=\frac{\mathrm{\Δ}P}{\mathrm{\Δ}Q},\mathrm{\Δ}V=\∫Qdt,C=\frac{\mathrm{\Δ}V}{\mathrm{\Δ}P}$

式中：R代表气道阻力；△P为气道压震荡幅度值；△Q表示通过气道的震荡气流幅度值或峰-峰值一半；Q表示通气气流；C表示胸肺的顺应性；△V表示震荡通气量，即一个震荡周期内所产生的通气量。

所述医用呼吸机能连续显示监测呼吸阻力和胸肺顺应性。

本发明的医用呼吸机及其连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，结构简单、使用方便、能精确控制、具有气道正压高频通气模式，通过高频压力和气流来测算呼吸阻力和肺顺应性，并在通气过程中实时监测患者呼吸道阻力，且不影响患者正常通气。具有监测呼吸道呼吸阻力和胸肺顺应性的医用呼吸机，并能在不影响患者正常呼吸的情况下连续监测呼吸阻力和肺顺应性。

本发明的医用呼吸机，采用气道正压通气模式，并在所述气道正压通气模式的压力水平上增加一个幅度为△P、频率为f和持续时间为t且能够调节的震荡压力。

采用上述技术方案的呼吸机在通气过程中，当震荡压力输出后，系统会监测到震荡气流△Q和通气量△V。

在得到以上参数后，本发明具体计算呼吸道阻力和顺应性的方法描述如下：

呼吸机系统通过压力传感器和流量传感器得到：

实时气压P和流量Q。

呼吸机系统通过如下公式计算通气量△V：

ΔV＝∫Qdt

呼吸道阻力R计算公式：

$R=\frac{\mathrm{\Δ}P}{\mathrm{\Δ}Q}---\left(1\right)$

呼吸道顺应性C计算公式：

$C=\frac{\mathrm{\Δ}V}{\mathrm{\Δ}P}---\left(2\right)$

本发明的医用呼吸机，实现了对患者在通气工程中呼吸机阻力等参数的实时监测，基于所测算的阻力和顺应性，系统将实时调节或提醒并显示患者的通气状态。同时，由于在所述气道正压通气模式的压力水平上叠加有震荡压力，并可以在不同呼吸区间设置不同幅度，频率和时长，具有高频震荡通气的效果。

具体实施例：

该医用呼吸机采用气道正压通气模式，在所述气道正压通气模式的压力水平上增加一个幅度、频率和持续时间可调的高频震荡压力。

具体实施方案一，如图1所示：

该医用呼吸机包括气源1、电磁阀2，压力控制装置(如压力控制阀)3，压力控制装置3设有气源输入口A、气流控制口B和气流输出口C，气流输出口C连接有气流传感器4和测量病人气道压力的压力传感器5。

具体实施例中可以采用高灵敏度和高速响应的气道压力传感器，系统及时获得当前时间的气道压力，根据当前压力与预定的压力之间差异，利用一定的控制算法，如线性控制算法等，计算得到驱动的控制量，调节气道压力与目标设定压力差异，进而达到气道压力与预设的气道压力保持一致。

本发明的气道正压高频通气模式的医用呼吸机采用高动态压力控制技术，在多种气道正压通气模式的压力水平上增加一个幅度为△P、频率为f和持续时间为t且可调的高频脉震荡压力。高频震荡压力波型可为正弦波、方波、或其他周期性波形。波形的周期可在不同的呼吸周期中变化，也可在同一呼、吸相位中变化。通气模式为正压通气，通过在不同呼吸区间用不同的治疗压力上叠加高频震荡压力。

本发明的呼吸机可以通过获得高频压力和气流的变化，通过公式1和2，实时测算呼吸阻力和肺顺应性，并对测算的阻力和顺应性进行无障连续的监测。

本发明结构简单、使用方便、安全有效、控制精确快速，可用在医院和家庭的无创通气治疗。

具体实施方案二，如图2a、图2b所示：

所述气道正压通气模式为单水平气道持续正压通气模式时，在持续正压通气压力水平上叠加所述高频震荡压力和流量波形示意图，其中压力震荡幅度为△P、频率为f和持续时间为t。

具体实施例三，如图3a、图3b所示：

在所述双水平气道正压通气模式时，在吸气相位开始后叠加在吸气压上叠加幅度为△P、频率为f和持续时间为t的高频震荡压力和流量波形示意图。

具体实施例四，如图4a、图4b所示：

在所述双水平气道正压通气模式时，在呼气相位开始后叠加在吸气压上叠加幅度为△P、频率为f和持续时间为t的高频震荡压力和流量波形示意图。

具体实施例五，如图5a、图5b所示：

在所述双水平气道正压通气模式时，在呼气相位开始后开始叠加在呼气压上叠加幅度为△P、频率为f和持续时间为t的高频震荡压力和流量波形示意图。

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 (9)

1.一种医用呼吸机，其特征在于，包括压力控制装置，所示压力控制装置设有气源输入口、气流控制口和气流输出口，所述气源输入口与气源连接，所述气流控制口连接有电磁阀，所述气流输出口连接有气流传感器和测量病人气道压力的压力传感器。

2.一种权利要求1所述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其特征在于，所述医用呼吸机采用气道正压通气模式，在所述气道正压通气模式的压力水平上叠加一个幅度、频率和持续时间能够调节的高频震荡压力。

3.根据权利要求2所述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其特征在于，所述气道正压通气模式为单水平气道持续正压通气模式或双水平等气道正压通气模式；

所述单水平气道持续正压通气模式在所述单水平气道持续正压通气模式的压力水平上，叠加所述高频震荡压力；

所述双水平气道正压通气模式在所述双水平气道正压通气模式的压力水平上，叠加所述高频震荡压力。

4.根据权利要求3所述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其特征在于，在所述双水平气道正压通气等模式下：吸气相位开始后开始叠加所述高频震荡压力，在该吸气相位结束前停止叠加所述高频震荡压力；呼气相位开始后开始叠加所述高频震荡压力，在该呼气相位结束前停止叠加所述高频震荡压力。

5.根据权利要求2至4任一项所述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其特征在于，所述医用呼吸机设有控制单元，所述控制单元根据所述压力传感器反馈的压力来生成并调节所述高频震荡压力。

6.根据权利要求5所述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其特征在于，所述医用呼吸机能监测震荡压力和相应的流量波动。

7.根据权利要求2至4的任一项所述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其特征在于，叠加的压力波形周期和幅度能设置变化。

8.根据权利要求2至4的任一项所述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其特征在于，所述医用呼吸机根据如下公式计算呼吸道阻力和顺应性：

$R=\frac{\mathrm{\Δ}P}{\mathrm{\Δ}Q},\mathrm{\Δ}V=\∫Qdt,C=\frac{\mathrm{\Δ}V}{\mathrm{\Δ}P}$

式中：R代表气道阻力；△P为气道压震荡幅度值；△Q表示通过气道的震荡气流幅度值或峰-峰值一半；Q表示通气气流；C表示胸肺的顺应性；△V表示震荡通气量，即一个震荡周期内所产生的通气量。

9.根据权利要求8所述的医用呼吸机实现连续测算呼吸道阻力和顺应性的方法，其特征在于，所述医用呼吸机能连续显示监测呼吸阻力和胸肺顺应性。