CN106345020A - 一种呼吸机中压力控制容量模式的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种呼吸机中压力控制容量模式的控制方法，所述方法包括：首先根据设置的容量值，按照容量控制方式，计算使用者肺的顺应性C；由此计算初始控制电压值和初始实际容量值，然后按照闭环控制算法多次调整控制电压值，最终使实际容量值与设置容量值差的绝对值小于阈值；获取最终的控制电压。本发明的方法能够实现用压力控制呼吸机的容量；具有简单易实现，移植性好的特点。

Description

一种呼吸机中压力控制容量模式的控制方法

技术领域

本发明涉及呼吸机领域，特别涉及一种呼吸机中压力控制容量模式的控制方法。

背景技术

在传统呼吸机中，容量(VCV)控制和压力(PCV)控制是最常用的两种控制方式，其他的控制模式都是在这两种模式中演变过来的。

VCV控制模式就是控制吸入气体的容量(ml)，一般成人一次吸入气体的容量大约为400ml，假如吸入时间是1s，则吸气流速为400ml/s；所以整个过程中吸气流速为400ml/s，这样就可以把对容量的控制转化为对流速的控制。所以在VCV控制模式中，要求吸气流速保持不变；最基本的两个参数要求可以设置，一个是VT(气体容量)，一个是T(吸气时间)，根据这两个参数就可以算出设置的吸气流速V＝VT/T。

PCV控制模式就是控制吸气过程的压力，要求整个吸气过程中压力是恒定的，根据呼吸力学定理，流速是递减的，所以控制流速的比例阀也是实时调整的。一般临床上成人的控制压力为20cmH2O，所以PCV控制模式中吸气阶段压力控制波形为方波，要求在整个吸气过程中压力不变，PCV控制模式下参数设置有吸气压力、吸气时间T和频率f。

PRVC(压力调节容量控制)模式是一种新型的控制模式，其控制目标是潮气量，控制方式是压力控制，所以它的压力波形和PCV是一样的，控制的目标和VCV一样是控制容量，但是流速波形和VCV是不一样的，PRVC的流速波形也是递减波；因此PRVC模式是一种混合控制模式。目前对PRVC模式还没有一个统一的控制方法。

发明内容

本发明的目的在于克服目前PRVC模式没有统一的控制方法的缺陷，提出一种涡轮呼吸机中压力控制容量模式的控制方法，该方法能够实现用压力控制呼吸机容量；该方法具有控制简单，移植性好的特点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种呼吸机中压力控制容量模式的控制方法，所述方法包括：首先根据设置的容量值，按照容量控制方式，计算使用者肺的顺应性；由此计算初始控制电压值和初始实际容量值，然后按照闭环控制算法多次调整控制电压值，最终使实际容量值与设置容量值差的绝对值小于阈值；获取最终的控制电压。

上述技术方案中，所述方法具体包括：

步骤1)根据设置的容量值VT及吸气时间T，计算设置流速V：

V＝VT/T；

步骤2)按照步骤1)的设置流速V；获取对应的电压P，用该电压值控制呼吸机，用传感器测量实际容量值VT1，计算使用者肺的顺应性C：

C＝VT1/P；

步骤3)根据步骤2)的顺应性C值，计算初始控制电压值P₀，并由此得到初始实际容量值VT1₀；

P₀＝VT/C；

步骤4)按照闭环控制算法多次调整控制压力值，最终使实际容量值VT1与设置容量值VT差的绝对值小于阈值；

步骤5)获取最终的控制电压。

上述技术方案中，所述步骤4)具体包括：

步骤401)令调节次数k＝0；

步骤402)计算第k次控制电压P_k的补偿电压ΔP_k：

${\mathrm{\ΔP}}_k=\frac{VT-VT{1}_k}{2C}$

步骤403)计算第k+1次控制电压P_k+1：

P_k＝P_k-1+ΔP_k-1

步骤404)获取k+1次控制电压P_k+1对应的容量值VT1_k+1；

步骤405)判断VT1_k+1与VT差的绝对值是否小于阈值，如果判断结果是肯定的，进入步骤5)；否则，令k＝k+1，转入步骤402)。

上述技术方案中，所述阈值的取值为0.05。

本发明的优点在于：

1、本发明的方法能够实现用压力控制呼吸机的容量；

2、本发明的方法具有简单易实现，移植性好的特点。

附图说明

图1为涡轮呼吸机中压力控制容量模式的控制方法的流程图。

具体实施方式

PRVC模式要求控制的目标是VT(容量)，控制方式为PCV，所以目标参数设置只有VT和吸气时间，由于每个人的肺都不一样，小儿的肺小，成人的肺大，同样的VT所产生的压力是不一样的，如何根据VT来推算出相应的压力，然后把计算出来的压力作为控制目标，这样就达到了用压力的方式实现容量的控制。

下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，一种涡轮呼吸机中压力控制容量模式的控制方法，所述方法包括：

步骤1)根据设置的容量值VT及吸气时间T，计算设置流速V：

V＝VT/T

在PRVC模式下，设置容量VT＝400，T＝1S，则设置流速为：V＝400ml/s。

步骤2)按照步骤1)的设置流速；获取对应的电压P，并根据实际容量值VT1，计算使用者肺的顺应性C：

C＝VT1/P

设吸气结束后传感器实际采集到的气体容量VT1＝360，压力传感器采集的压力为18cmH2O，那么C＝360/18＝20ml/cmH2O。

顺应性是衡量肺的一个生理指标，不同的人C是不一样的，一般成人的顺应性比儿童的大，正常人的顺应性比病人的要大。例如，对于400ml气体，呼吸机给成人提供400ml的气体，送气完成后病人肺里的压力是20cmH2O，那么C＝20ml/cmH2O；同样的情况下，如果呼吸机给儿童400ml气体，那肺里的压力会变大：P＝40cmH2O，那么该儿童的顺应性C＝10ml/cmH2O。

步骤3)根据步骤2)计算出的顺应性C值，计算初始控制压力值P₀，并由此得到初始实际容量值VT1₀；

P₀＝VT/C；

设置的容量值VT＝400，C＝20，则初始控制压力值P＝400/20＝20cmH2O。

步骤4)按照闭环控制的方法多次调整控制压力值，最终使实际容量值VT1与设置容量值VT差的绝对值小于阈值，所述阈值为0.05；具体包括：

步骤401)令调节次数k＝0；

步骤402)计算第k次控制电压P_k的补偿电压ΔP_k：

${\mathrm{\ΔP}}_k=\frac{VT-VT{1}_k}{2C}$

步骤403)计算第k+1次控制电压P_k+1：

P_k＝P_k-1+ΔP_k-1

步骤404)获取k+1次控制电压P_k+1对应的容量值VT1_k+1；

步骤405)判断VT1_k+1与VT差的绝对值是否小于阈值，如果判断结果是肯定的，进入步骤5)；否则，令k＝k+1，转入步骤402)；

步骤5)获取最终的控制电压为P_k+1。

Claims (4)

1.一种呼吸机中压力控制容量模式的控制方法，所述方法包括：首先根据设置的容量值，按照容量控制方式，计算顺应性C；由此计算初始控制电压值和初始实际容量值，然后按照闭环控制算法多次调整控制电压值，最终使实际容量值与设置容量值差的绝对值小于阈值；获取最终的控制电压。

2.根据权利要求1所述的呼吸机中压力控制容量模式的控制方法，其特征在于，所述方法具体包括：

步骤1)根据设置的容量值VT及吸气时间T，计算设置流速V：

V＝VT/T；

步骤2)按照步骤1)的设置流速V，获取对应的电压P，用该电压值控制呼吸机，用传感器测量实际容量值VT1，计算使用者肺的顺应性C：

C＝VT1/P；

步骤3)根据步骤2)的顺应性C值，计算初始控制电压值P₀，并由此得到初始实际容量值VT1₀；

P₀＝VT/C；

步骤4)按照闭环控制算法多次调整控制压力值，最终使实际容量值VT1与设置容量值VT差的绝对值小于阈值；

步骤5)获取最终的控制电压。

3.根据权利要求2所述的呼吸机中压力控制容量模式的控制方法，其特征在于，所述步骤4)具体包括：

步骤401)令调节次数k＝0；

步骤402)计算第k次控制电压P_k的补偿电压ΔP_k：

${\mathrm{\ΔP}}_k=\frac{VT-VT{1}_k}{2C}$

步骤403)计算第k+1次控制电压P_k+1：

P_k＝P_k-1+ΔP_k-1

步骤404)获取k+1次控制电压P_k+1对应的容量值VT1_k+1；

步骤405)判断VT1_k+1与VT差的绝对值是否小于阈值，如果判断结果是肯定的，进入步骤5)；否则，令k＝k+1，转入步骤402)。

4.根据权利要求3所述的呼吸机中压力控制容量模式的控制方法，其特征在于，所述阈值的取值为0.05。