CN108939231B - 一种具有co2监测功能的远程管理无创呼吸机及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机及其工作方法，包括呼吸面罩、测压管、主流式呼末CO2监测仪和呼吸机主机；呼吸面罩与呼吸机主机连接，测压管的一端与连接管路连接，另一端呼吸机主机连接，主流式呼末CO2监测仪通过管道转换接头连接在呼吸面罩与呼吸机主机的连接管路上，主流式呼末CO2监测仪接收到呼吸机主机发送的监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并向呼吸机主机发送监测信号，呼吸机主机接收到监测信号后，调整通气模式和呼吸压，主流式呼末CO2监测仪监测完成后，将监测数据和结束监测信号发送至呼吸机主机，呼吸机主机接收到监测数据和结束监测信号后，将通气模式和呼吸压恢复到监测前的模式及参数，继续给呼吸面罩通气。

Description

一种具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机及其工作方法
技术领域
本发明涉及一种医用呼吸机，具体涉及一种具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机及其工作方法。
背景技术
呼吸末CO2监测是临床上非常重要的一个参数，正常人呼气末CO2浓度约为5％，也就是PETCO2约为38mmHg(5Kpa)。PETCO2与患者通气功能的改变密切相关。若PETCO2逐渐增高说明患者通气不足。其原因大多是因为潮气量设置偏小或者回路漏气等。若PETCO2逐渐降低说明患者有可能通气过度。因此，PETCO2波形能很好地反映病人的通气状况，具有很高的临床辅助诊断价值。当病人由于病情需要使用呼吸机时，PETCO2值可以作为呼吸机分钟通气量的调节依据。PETCO2值偏低证明病人通气过度，相应地降低分钟通气量；PETCO2值偏高证明病人通气不足，相应地调高分钟通气量，从而可以维持一个正常的分钟通气量，防止病人出现通气过度或者通气不足等情况从而危及病人生命健康。此外，PETCO2波形图还是指导经鼻插管的基本原则，可以确定气管插管位置。当病人出现心跳骤停、休克或者肺梗塞等功能障碍时，其肺血流会减少甚至停止，呼吸末CO2浓度迅速降低至0，CO2波形也会迅速消失。如果出现PETCO2消失或者PETCO2迅速下降持续30秒以上的情况就提示患者心跳骤停。PETCO2是心肺复苏时胸外按压是否有效的非常重要的监测指标。PETCO2水平能反映患者心输出量的变化。所以CO2监测具有十分重要的临床监测意义。
目前市面上的CO2监测仪主要有主流式与旁流式两种。主流式CO2监测仪在配合呼吸机使用时，由于呼吸机的冲洗作用，会使得测得的CO2有偏差数据不准确；旁流式CO2监测仪由于设备体积大不方便携带，且由于市面上传统的旁流式CO2监测仪导流管的长度较长，所以无法做到实时监测CO2，使得得到的数据有滞后性，从而数据也是不准确的。所以导致病人在使用呼吸机时难以与呼末CO2监测仪很好的配合，使得病人在使用呼吸机时无法达到同时监测CO2的目的。
发明内容
为了克服上述应用无创呼吸机时难以与呼吸末CO2监测仪良好配合的不足，本发明提供了一种具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机及其工作方法，可以实时根据监测CO2数据的需要进行呼吸机参数及模式调节，从而可以解决病人在应用无创呼吸机治疗时难以与呼末 CO2监测仪配合良好的问题，使得在使用呼吸机时可以同时达到监测CO2的目的。
本发明所采用的技术方案是：
一种具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，包括呼吸面罩、测压管、主流式呼末CO2监测仪和具备蓝牙接收功能的呼吸机主机；
所述呼吸面罩通过连接管路与呼吸机主机连接，所述测压管的一端与连接管路靠近面罩的一端连接，另一端呼吸机主机连接，所述主流式呼末CO2监测仪通过管道转换接头连接在呼吸面罩与呼吸机主机的连接管路上，主流式呼末CO2监测仪接收到呼吸机主机发送的监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并向呼吸机主机发送开始监测信号，呼吸机主机接收到开始监测信号后，调整通气模式和呼吸压，主流式呼末CO2监测仪监测完成后，将监测数据和结束监测信号发送至呼吸机主机，呼吸机主机接收到监测数据和结束监测信号后，将通气模式和呼吸压恢复到监测前的模式及参数，继续给呼吸面罩通气。
进一步的，还包括旁流式呼末CO2监测仪；所述旁流式呼末CO2监测仪设置在呼吸面罩内，通过鼻导管与用户鼻部相连接；所述旁流式呼末CO2监测仪接收到呼吸机主机的监测指令后，监测用户呼末CO2数据，并通过蓝牙将监测数据发送至呼吸机主机。
进一步的，所述主流式呼末CO2监测仪和旁流式呼末CO2监测仪分别包括壳体和设置在壳体内的CO2红外传感器和蓝牙发射装置，所述CO2红外传感器用于检测用户呼吸末CO2浓度数据，通过蓝牙发射装置将呼吸末CO2浓度数据传输至呼吸机主机。
进一步的，所述呼吸面罩与呼吸机主机的连接管路上设置有漏气阀。
进一步的，还包括远侧监测平台，所述呼吸机主机通过蓝牙将监测数据发送至远程监测平台，远程监测平台根据接收到的主流式呼末CO2监测仪的监测数据与旁流式呼末CO2监测仪的监测数据，计算主流式呼末CO2监测仪的监测数据与旁流式呼末CO2监测仪的监测数据的误差值，构造监测数据的变异率公式，并利用监测数据的变异率公式对主流式呼末CO2监测仪的监测数据进行校正，并显示原始数据和校正后的数据。
进一步的，所述呼吸面罩包括可通气面罩或不可通气面罩。
采用如上所述的具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机的工作方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：呼吸机主机向主流式呼末CO2监测仪发送开始监测指令，主流式呼末CO2监测仪接收到开始监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并向呼吸机主机发送开始监测信号和初始监测数据；
步骤2：呼吸机主机接收到开始监测信号后，根据初始监测数据判断用户通气状态，调整通气模式和呼吸压，持续一段时间后，向主流式呼末CO2监测仪发送结束监测指令；
步骤3：主流式呼末CO2监测仪接收到将结束监测指令后，将在监测该时间段内监测数据以及结束监测信号发送至呼吸机主机；
步骤4：呼吸机主机接收到主流式呼末CO2监测仪发送的结束监测信号后，将通气模式和呼吸压恢复到监测前的模式及参数，继续给呼吸面罩通气，并将接收到的主流式呼末CO2监测仪的监测数据发送至远程监测平台。
进一步的，还包括：
呼吸机主机向旁流式呼末CO2监测仪发送监测指令，旁流式呼末CO2监测仪接收到监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并将监测数据发送至呼吸机主机；
呼吸机主机将接收到的旁流式呼末CO2监测仪的监测数据发送至远程监测平台；
远程监测平台计算主流式呼末CO2监测仪的监测数据与旁流式呼末CO2监测仪的监测数据的误差值，构造监测数据的变异率公式，利用变异率公式对主流式呼末CO2监测仪的监测数据进行校正，并显示。
进一步的，所述通气模式包括S/T模式和CPAP模式。
进一步的，当用户的通气状态处于正常范围内时，选择的通气模式为S/T模式，在此通气模式下，降低呼气压至2-3mmHg，监测持续时间为5min；否则，选择的通气模式为CPAP模型，在此通气模式下，降低呼气压至2-3mmHg，监测持续时间为2min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明根据监测CO2数据的需要进行呼吸机主机参数及模式调整，从而可以解决无创呼吸机应用时难以与呼末CO2监测仪良好配合的问题，使得在使用呼吸机主机时可以同时达到监测CO2的目的；
(2)本发明通过调整呼吸机主机的通气模式，降低呼气压，减少CO2冲洗作用，并利用主流与旁流监测数据的变异率公式对主流监测数据进行校准，得到较为准确的CO2数据。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机结构示意图一；
图2为具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机结构示意图二；
图3为具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机工作过程示意图；
图4为具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机工作过程流程图；
图5为主流与旁流PETCO2差值与EPAP关系图；
图中，1、呼吸面罩，2、连接管路，3、测压管连接处，4、主流式呼末CO2监测仪，5、漏气阀，6、呼吸机主机，7、旁流式呼末CO2监测仪，8、远程监测平台。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中无创呼吸机难以与呼末CO2监测仪良好配合的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机及其工作方法。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1-2所示，提供了一种具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机。
如图1所示，该具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机包括呼吸面罩1、测压管3、主流式呼末CO2监测仪4和具备蓝牙接收功能的呼吸机主机6。
用户佩戴好呼吸面罩后，所述呼吸面罩1通过连接管路2与呼吸机主机6连接，所述呼吸面罩与呼吸机主机的连接管路上设置有漏气阀；所述测压管3的一端与连接管路2靠近面罩的一端连接，另一端呼吸机主机6连接，所述主流式呼末CO2监测仪4通过管道转换接头连接在呼吸面罩1与呼吸机主机6的连接管路2上，且位于靠近呼吸面罩1的一端，使呼吸气体直接与传感器接触，减少通气时呼吸机主机对CO2的冲洗作用，使呼末CO2测量数据的准确度更高；具备蓝牙接收功能的呼吸机主机6处于工作状态时，通过蓝牙向主流式呼末CO2监测仪4发送开始监测指令，主流式呼末CO2监测仪4通过蓝牙接收到呼吸机主机6发送的开监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并通过蓝牙向呼吸机主机6发送开始监测信号，呼吸机主机6接收到开始监测信号后，调整通气模式和呼吸压，主流式呼末CO2监测仪4监测完成后，将监测数据和结束监测信号发送至呼吸机主机6，呼吸机主机6接收到监测数据和结束监测信号后，将通气模式和呼吸压恢复到监测前的模式及参数，继续给呼吸面罩通气。
如图2所示，所述具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机还包括旁流式呼末CO2监测仪，将旁流式呼末CO2监测仪设置在呼吸面罩内，通过鼻导管与用户鼻部相连接，此种方式所需气体量小，测量敏感度高，几乎不受呼吸机主机气流影响；旁流式呼末CO2监测仪接收到呼吸机主机发送的监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并将监测数据发送至呼吸机主机，呼吸机主机将接收到旁流式呼末CO2监测仪的监测数据通过蓝牙发送至呼吸机主机。
如图3所示，所述具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机还包括远侧监测平台，所述呼吸机主机通过蓝牙将监测数据发送至远程监测平台，远程监测平台根据接收到的主流式呼末CO2监测仪的监测数据与旁流式呼末CO2监测仪的监测数据，计算主流式呼末CO2监测仪的监测数据与旁流式呼末CO2监测仪的监测数据的误差值，构造监测数据的变异率公式，并利用监测数据的变异率公式对主流式呼末CO2监测仪的监测数据进行校正，并显示原始数据和校正后的数据。该远侧监测平台采用PC机。
呼吸机主机通过蓝牙上传到远程监测平台的监测数据包括呼气末CO2数值、PETCO2(CO2的最高值)、PETCO2平均值、标准差、呼吸频率、PETCO2波形、波形图各四相的斜率等数据。在此工作过程使得主流式呼末CO2监测仪、具备蓝牙接收功能的呼吸机主机和远程监测平台之间形成一种相互干预相互调整的循环工作状态。
在本实施例中，利用主流式呼末CO2监测仪连接方式，在监测CO2数据时，一部分气体会被呼吸机内送来的气体冲洗掉，使得CO2监测的数据偏小，因此，本发明采用如下两种实现方式：
1、调整通气模式，降低呼气压，减少CO2冲洗作用。
当主流式呼末CO2监测仪准备开始监测数据时，主流式呼末CO2监测仪发送开始监测信号于处于工作状态的呼吸机主机，包括监测持续时长在内；呼吸机主机在接收到此开始监测信号以后，调整到准确测量CO2数据时所需要的呼气压，具体的调整方式为：呼吸机主机优先选择的通气模式为S/T模式，在此通气模式下，降低呼气压(EPAP)至2-3mmHg之间(具体的数值由用户的通气状态决定)，监测持续时间为5min左右；备用通气模式为CPAP，在此通气模式下，降低CPAP至2-3mmHg，监测持续时间为2min左右。监测完成所需的CO2数据后，主流式呼末CO2监测仪发送结束监测信号于呼吸机主机，呼吸机主机在接收到结束监测信号以后恢复到监测前的模式及参数，继续辅助用户的通气。具体过程见图4。
2、通过前期实验并得出主流与旁流监测数据的变异率公式及曲线图，将主流式呼末CO2监测仪的检测数据传输到远程监测平台上，远程监测平台显示出原数值及通过计算校正后得到的值，从而得到较为准确的CO2数据。
其中，变异率公式为：△PETCO2＝0.68EPAP-0.72，主流与旁流PETCO2差值与EPAP关系如图5所示。
在本实施例中，所述呼吸面罩包括两种，为可通气面罩与不可通气面罩，主要区别是由于可通气面罩可以排出一部分气体从而使得可通气面罩测量的CO2数据准确性低于不可通气面罩；可以根据用户的具体状态进行选择，如果用户的身体状况良好，可以选择不可通气面罩，此时更侧重于数据的准确性；如果用户的身体状况较差，可以选择可通气面罩，此时更侧重于用户的安全性。
在本实施例中，所述主流式呼末CO2监测仪和旁流式呼末CO2监测仪的结构相同，分别包括壳体和设置在壳体内的CO2红外传感器和蓝牙发射装置，所述CO2红外传感器用于检测用户呼吸末CO2浓度数据，通过蓝牙发射装置将呼吸末CO2浓度数据传输至呼吸机主机。在本实施例中，CO2红外传感器是根据红外吸收原理，探测接收到的红外光的强度，经过相应的处理与计算得到CO2气体的浓度；所述蓝牙发射装置将CO2红外传感器得到的CO2浓度传输给呼吸机主机。
本发明实施例提出的具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，可以根据监测CO2数据的需要进行呼吸机主机参数及模式调整，从而可以解决无创呼吸机应用时难以与呼末CO2监测仪良好配合的问题，使得在使用呼吸机主机时可以同时达到监测CO2的目的。
本申请的另一种典型实施方式，如图4所示，提供了一种采用如上所述的具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机的工作方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：具备蓝牙接收功能的呼吸机主机按照设定的通气模式及呼吸压参数处于工作状态时，呼吸机主机通过蓝牙向主流式呼末CO2监测仪发送开始监测指令，主流式呼末CO2监测仪接收到开始监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并通过蓝牙向呼吸机主机发送开始监测信号和初始监测数据。
具备蓝牙接收功能的呼吸机主机处于工作状态时，由于主流式呼末CO2监测仪从唤醒到正常数据的测出需要15s左右的反应时间，所以需要呼吸机主机在暂停供气前10-15s前发送唤醒指令，45-60s后发送休眠指令于主流式呼末CO2监测仪。
步骤2：呼吸机主机接收到开始监测信号后，根据初始监测数据判断用户通气状态，医护人员通过呼吸机主机或远程监测平台调整通气模式及呼吸压，持续一段时间后，向主流式呼末CO2监测仪发送结束监测指令。
所述通气模式包括S/T模式和CPAP模式。当用户的通气状态较好，选择的通气模式为 S/T模式，在此通气模式下，降低呼气压至2-3mmHg，监测持续时间为5min；当用户的通气状态较差，选择的通气模式为CPAP模型，在此通气模式下，降低呼气压至2-3mmHg，监测持续时间为2min。
用户的通气状态可根据呼吸机上的参数判断，比如用户的潮气量，分钟通气量及呼吸频率等。若潮气量或分钟通气量过低，用户发生呼吸困难等，可判定为通气状态较差，若用户潮气量或分钟通气量处于正常范围内，病人在使用呼吸机时可基本维持正常呼吸，可判定为通气状态较好，另外，通气模式的选择也需要参考用户对呼吸机不同通气模式的耐受程度。
步骤3：主流式呼末CO2监测仪接收到将结束监测指令后，将在监测该时间段内监测数据以及结束监测信号发送至呼吸机主机。
步骤4：呼吸机主机接收到主流式呼末CO2监测仪发送的结束监测信号后，将通气模式和呼吸压恢复到监测前的通气模式及参数，继续给呼吸面罩通气，并将接收到的主流式呼末 CO2监测仪的监测数据发送至远程监测平台。
步骤5：呼吸机主机向旁流式呼末CO2监测仪发送监测指令，旁流式呼末CO2监测仪接收到监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并将监测数据发送至呼吸机主机；
呼吸机主机将接收到的旁流式呼末CO2监测仪的监测数据发送至远程监测平台。
步骤6：远程监测平台计算主流式呼末CO2监测仪的监测数据与旁流式呼末CO2监测仪的监测数据的误差值，构造监测数据的变异率公式，利用对监测数据的变异率公式对主流式呼末CO2监测仪的监测数据进行校正，并显示。
本发明实施例提出的具备CO2监测功能的远程管理无创呼吸机的工作方法，根据监测 CO2数据的需要进行呼吸机主机参数及模式调整，从而可以解决无创呼吸机应用时难以与呼末CO2监测仪良好配合的问题，使得在使用呼吸机主机时可以同时达到监测CO2的目的。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (7)

1.一种具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，其特征是，包括呼吸面罩、测压管、主流式呼末CO2监测仪和具备蓝牙接收功能的呼吸机主机；
所述呼吸面罩通过连接管路与呼吸机主机连接，所述测压管的一端与连接管路靠近面罩的一端连接，另一端与呼吸机主机连接，所述主流式呼末CO2监测仪通过管道转换接头连接在呼吸面罩与呼吸机主机的连接管路上，主流式呼末CO2监测仪接收到呼吸机主机发送的监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并向呼吸机主机发送开始监测信号，呼吸机主机接收到开始监测信号后，调整通气模式和呼吸压，主流式呼末CO2监测仪监测完成后，将监测数据和结束监测信号发送至呼吸机主机，呼吸机主机接收到监测数据和结束监测信号后，将通气模式和呼吸压恢复到监测前的通气模式及参数，继续给呼吸面罩通气；
还包括旁流式呼末CO2监测仪；所述旁流式呼末CO2监测仪设置在呼吸面罩内，通过鼻导管与用户鼻部相连接；所述旁流式呼末CO2监测仪接收到呼吸机主机的监测指令后，监测用户呼末CO2数据，并通过蓝牙将监测数据发送至呼吸机主机；
所述主流式呼末CO2监测仪和旁流式呼末CO2监测仪分别包括壳体和设置在壳体内的CO2红外传感器和蓝牙发射装置，所述CO2红外传感器用于检测用户呼吸末CO2浓度数据，通过蓝牙发射装置将呼吸末CO2浓度数据传输至呼吸机主机；
还包括远侧监测平台，所述呼吸机主机通过蓝牙将监测数据发送至远程监测平台，远程监测平台根据接收到的主流式呼末CO2监测仪的监测数据与旁流式呼末CO2监测仪的监测数据，计算主流式呼末CO2监测仪的监测数据与旁流式呼末CO2监测仪的监测数据的误差值，构造监测数据的变异率公式，并利用变异率公式对主流式呼末CO2监测仪的监测数据进行校正，并显示原始数据和校正后的数据；所述变异率公式为：△PETCO2＝0.68EPAP-0.72；EPAP为呼气压，△PETCO2为主流与旁流呼吸末CO2差值。
2.根据权利要求1所述的具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，其特征是，所述呼吸面罩与呼吸机主机的连接管路上设置有漏气阀。
3.根据权利要求1所述的具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，其特征是，所述呼吸面罩包括可通气面罩或不可通气面罩。
4.根据权利要求1所述的具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，其特征是，
呼吸机主机向主流式呼末CO2监测仪发送开始监测指令，主流式呼末CO2监测仪接收到开始监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并向呼吸机主机发送开始监测信号和初始监测数据；
呼吸机主机接收到开始监测信号后，根据初始监测数据判断用户通气状态，调整通气模式和呼吸压，持续一段时间后，向主流式呼末CO2监测仪发送结束监测指令；
主流式呼末CO2监测仪接收到将结束监测指令后，将在监测该时间段内监测数据以及结束监测信号发送至呼吸机主机；
呼吸机主机接收到主流式呼末CO2监测仪发送的结束监测信号后，将通气模式和呼吸压恢复到监测前的通气模式及参数，继续给呼吸面罩通气，并将接收到的主流式呼末CO2监测仪的监测数据发送至远程监测平台。
5.根据权利要求4所述的具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，其特征是，还包括：
呼吸机主机向旁流式呼末CO2监测仪发送监测指令，旁流式呼末CO2监测仪接收到监测指令后，开始监测呼末CO2数据，并将监测数据发送至呼吸机主机；
呼吸机主机将接收到的旁流式呼末CO2监测仪的监测数据发送至远程监测平台。
6.根据权利要求4或5所述的具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，其特征是，所述通气模式包括S/T模式和CPAP模式。
7.根据权利要求6所述的具有CO2监测功能的远程管理无创呼吸机，其特征是，当用户的通气状态处于正常范围内时，选择的通气模式为S/T模式，在此通气模式下，降低呼气压至2-3mmHg，监测持续时间为5min；否则，选择的通气模式为CPAP模型，在此通气模式下，降低呼气压至2-3mmHg，监测持续时间为2min。
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