CN106422009A - 一种呼吸压力跟随方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及医疗呼吸设备技术领域，特别涉及一种呼吸压力跟随方法，包括以下步骤：步骤一，设定呼吸机的目标压力值；步骤二，采集并输出该目标压力值下的面罩端的流量集X，以及流量集X对应的电机转速集Y；X={X1，X2，…，Xn}，Y={Y1，Y2，…，Yn}，n为自然数；步骤三，采集面罩端的实时流量值M；步骤四，计算实时流量值M对应的电机转速修正值N；步骤五，主控制器将电机转速修正值N传输至电机驱动芯片，电机驱动芯片控制调节电机转速为电机转速修正值N。该方法通过实时拟合流量波形，计算电机转速的控制参数，使其达到实时跟随目标压力、消除人机对抗的目的，压力跟随更加准确，提高了用户体验的舒适度。

Description

一种呼吸压力跟随方法
技术领域
本发明涉及医疗呼吸设备技术领域，特别是涉及一种呼吸压力跟随方法。
背景技术
呼吸机作为一项具有人工通气功能的装置，已普遍用于各种原因导致的呼吸衰竭、睡眠呼吸暂停低通气综合症等疾病的治疗中，其在现代医学领域内占有十分重要的位置。在无创呼吸机领域，大众对呼吸治疗的顺应性、舒适性的重视程度不断提高。人们在使用呼吸机的过程中，吸气会产生胸腔负压引起面罩处压力下降；呼气会产生胸腔正压引起面罩处压力上升。呼吸周期中压力的起伏会造成呼吸对抗，需要调节压力应对这种震荡。在某些环境条件下，如发生泄漏，那么压力会降低；如发生阻塞，压力会上升；所处海拔高度不同，那么压力也会有所不同，当压力偏差治疗压力过大，将影响治疗效果。除此之外，人在呼气时因胸腔产生的正压与呼吸机持续输出的正压相抵触，导致呼气困难且有明显的人机对抗现象，通过合理切换呼吸过程中的压力水平，使得呼吸体验更顺畅。
现有的呼吸机产品的压力补偿大都直接跟随压力，若电机加、减速不够快，当检测到压力偏移目标压力时再去调节电机转速，响应就不够及时，甚至产生人机对抗，给用户很不舒适的体验。
因此，针对现有技术中的存在问题，亟需提供一种能够实时跟随目标压力、消除人机对抗的呼吸压力跟随技术显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种能够实时跟随目标压力、消除人机对抗的呼吸压力跟随方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种呼吸压力跟随方法，包括以下步骤：
步骤一，设定呼吸机的目标压力值；
步骤二，采集并输出该目标压力值下的面罩端的流量集X，以及流量集X对应的电机转速集Y；X={X1，X2，…，Xn}，Y={Y1，Y2，…，Yn}，n为自然数；
步骤三，采集面罩端的实时流量值M；
步骤四，计算实时流量值M对应的电机转速修正值N，具体计算公式为：
a=(nΣXY-ΣXΣY)/(nΣX^2-(ΣX)^2)，
b=(ΣY)/n -a (ΣX)/n，
N=Ma+b；
步骤五，主控制器将电机转速修正值N传输至电机驱动芯片，电机驱动芯片控制调节电机转速为电机转速修正值N。
其中，所述步骤二的具体包括：
步骤21，采集该目标压力值下的面罩端的流量集，以及流量集对应的电机转速集；
步骤22，对采集到的流量集和电机转速集进行滤波处理；
步骤23，输出进行滤波处理后的流量集X和电机转速集Y。
其中，所述电机驱动芯片控制调节电机转速的周期为30ms～150ms。
进一步的，所述电机驱动芯片控制调节电机转速的周期为60ms。
其中，所述自然数n的取值为5。
本发明的有益效果在于：
该呼吸压力跟随方法通过实时拟合流量波形，计算电机转速的控制参数，使其达到实时跟随目标压力、消除人机对抗的目的，压力跟随更加准确，提高了用户体验的舒适度。
附图说明
利用附图对本发明做进一步说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的一种呼吸压力跟随方法的流程图。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本发明的一种呼吸压力跟随方法的实施方式之一，如图1所示，包括以下步骤：
步骤一，设定呼吸机的目标压力值；
步骤二，采集并输出该目标压力值下的面罩端的流量集X，以及流量集X对应的电机转速集Y；X={X1，X2，…，Xn}，Y={Y1，Y2，…，Yn}，n为自然数；
步骤三，采集面罩端的实时流量值M；
步骤四，计算实时流量值M对应的电机转速修正值N，具体计算公式为：
a=(nΣXY-ΣXΣY)/(nΣX^2-(ΣX)^2)，
b=(ΣY)/n -a (ΣX)/n，
N=Ma+b；
步骤五，主控制器将电机转速修正值N传输至电机驱动芯片，电机驱动芯片控制调节电机转速为电机转速修正值N。
该呼吸压力跟随方法通过实时拟合流量波形，计算电机转速的控制参数，使其达到实时跟随目标压力、消除人机对抗的目的，压力跟随更加准确，提高了用户体验的舒适度。
其中，步骤二的具体包括：
步骤21，采集该目标压力值下的面罩端的流量集，以及流量集对应的电机转速集；
步骤22，对采集到的流量集和电机转速集进行滤波处理；
步骤23，输出进行滤波处理后的流量集X和电机转速集Y。
一般直接从传感器采集得到的数据会存在毛刺问题，如果直接将这些数据进行计算，可能会存在一定的误差，对采集到的数据进行滤波处理后能得到更加平滑的关系曲线。具体的滤波方式可以采用中值滤波和/或平滑滤波方式。
其中，电机驱动芯片控制调节电机转速的周期为30ms～150ms。进一步的，电机驱动芯片控制调节电机转速的周期为60ms。调节电机转速的周期直接影响到实时呼吸压力跟随的效果，周期越长，呼吸压力跟随效果越差，但是周期太短可能会出现控制器反应不及时的问题，经多次实践，调节电机转速的周期设定为60ms对呼吸压力跟随效果最好。
实施例2
本发明的一种呼吸压力跟随方法的实施方式之一，如图1所示，本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。本实施例与实施例1的区别在于：其中，自然数n的取值为5。综合考虑采集参数需要的时间，参与计算的参数的误差，以及参与计算的参数多少对呼吸机控制芯片的响应速度的影响，通过多次实践，将参与计算的数据组数定为5组，一方面节约了采集数据、运算的时间，另一方面保证了拟合出的流量波形较为准确，可以快速准确地获得电机转速的控制参数，使其达到实时跟随目标压力、消除人机对抗的目的。
最后应当说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种呼吸压力跟随方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，设定呼吸机的目标压力值；
步骤二，采集并输出该目标压力值下的面罩端的流量集X，以及流量集X对应的电机转速集Y；X={X1，X2，…，Xn}，Y={Y1，Y2，…，Yn}，n为自然数；
步骤三，采集面罩端的实时流量值M；
步骤四，计算实时流量值M对应的电机转速修正值N，具体计算公式为：
a=(nΣXY-ΣXΣY)/(nΣX^2-(ΣX)^2)，
b=(ΣY)/n -a (ΣX)/n，
N=Ma+b；
步骤五，主控制器将电机转速修正值N传输至电机驱动芯片，电机驱动芯片控制调节电机转速为电机转速修正值N。
2.根据权利要求1所述的一种呼吸压力跟随方法，其特征在于，所述步骤二的具体包括：
步骤21，采集该目标压力值下的面罩端的流量集，以及流量集对应的电机转速集；
步骤22，对采集到的流量集和电机转速集进行滤波处理；
步骤23，输出进行滤波处理后的流量集X和电机转速集Y。
3.根据权利要求2所述的一种呼吸压力跟随方法，其特征在于，所述电机驱动芯片控制调节电机转速的周期为30ms～150ms。
4.根据权利要求3所述的一种呼吸压力跟随方法，其特征在于，所述电机驱动芯片控制调节电机转速的周期为60ms。
5.根据权利要求2任一项所述的一种呼吸压力跟随方法，其特征在于，所述自然数n的取值为5。
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