CN109727652A - 一种基于呼吸机输出通气容量线性拟合的气道正压通气触发方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气道正压呼吸机通气时由使用者触发呼吸机输出吸气压和呼气压的方法。通过呼吸机系统在线采集通气容量数据，并对数据进行线性拟合求得线性函数的斜率，然后呼吸机系统依据斜率来判定通气压的切换，从呼气压切换为吸气压，或从吸气压切换为呼气压。该方法将减少呼吸机被误触发的几率，提升呼吸机通气治疗时的舒适性，提高呼吸机的治疗效果。

Description

一种基于呼吸机输出通气容量线性拟合的气道正压通气触发 方法

技术领域

本发明涉及一种气道正压呼吸机给用户进行通气治疗时，触发呼吸机输出吸气压或呼气压的方法。通过对通气容量数据的线性拟合，并求得线性函数的斜率，然后根据斜率判定呼吸机切换为吸气压或呼气压输出。当斜率大于一定阀值时，呼吸机被触发为输出吸气压；当斜率小于一定阀值时，呼吸机被触发为输出呼气压。

背景技术

替代人体呼吸做功的呼吸机通气治疗已成为当今最为有效治疗呼吸疾病患者的方式之一，是广大呼吸衰竭、呼吸窘迫综合症等呼吸疾病患者首选治疗方式之一，在现代医学领域内占有十分重要的位置。评价呼吸机通气技术的关键指标之一是呼吸机输出触发，其评价参数包括呼吸触发灵敏度、稳定度和与用户的呼吸同步性。目前呼吸机的触发方式主要有压力触发方式、流量触发方式和容量触发方式。

压力触发方式是监测通气压力变化，在呼吸机输出为吸气压时，当呼吸机系统检测到用户端的压力高于吸气压后就切换为呼气压输出；反之在呼吸机输出为呼气压时，当呼吸机系统检测到用户端的压力低于呼气压后就切换为吸气压输出。

流量触发方式是监测通气流量的变化，在呼吸机处于输出吸气压时（呼吸道的气流小于0），当呼吸机系统检测到呼吸道流量大于0时，则切换为输出呼气压；反之在呼吸机处于输出呼气压是（呼吸道的气流大于0），当呼吸机系统检测到呼吸道流量小于0时，则切换为输出吸气压。

传统压力触发和流量触发这两种方式很容易受到外界和呼吸机本身输出不稳的影响，导致容易产生误触发。鉴于此，出现了容量触发方式。采用该方式时，呼吸机系统通过判定用户的吸入潮气量和呼出潮气量达到触发容量阀值后进行切换。因为该方式是对呼吸流量的积分，虽然一定程度降低了呼吸机输出的误触发率，但同时也降低了触发的灵敏度，且同时容易受到漏气量的影响。

综合考虑触发的稳定性、灵敏度和与通气用户呼吸的同步性，采用容量触发方式是最佳选择。为了提高触发的稳定度，本发明提出来基于呼吸机输出通气容量数据的线性拟合函数的斜率值来判定用户的呼吸相位，从而确定呼吸机是输出吸气压还是呼气压。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为气道正压呼吸机通气技术提供一种吸呼触发方法，使呼吸机与使用者呼吸同步输出吸气压和呼气压。其目的是降低呼吸机的误触发率，提高呼吸机通气的触发灵敏度、稳定度和与用户呼吸的同步性等，使采用该类呼吸机进行的通气治疗更为安全、有效、舒适。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

如图1所示，呼吸机系统对呼吸机输出的通气容量数据进行采集，并进行线性拟合，经在线计算求得线性拟合函数的斜率，然后根据斜率来确定即将输出的通气压为吸气压还是呼气压输出。

呼吸机系统在通气过程中实时采集一段通气输出容量数据x[n]={x₁, x₂, x₃,…x_n}，且对应采样时间序列t[n]={t₁, t₂, t₃,…t_n}。将数据x[n]进行线性拟合得到x与时间t的关系满足一次函数x(t)=a×t+b。然后根据所采集的一段数据x[n]及t[n]，采用式（1）所示方法计算出斜率a和常数项b。

(1)

并由式（1）计算得出：

(2)

如图2所示，当用户处于吸气时，呼吸机输出的通气容量呈现上升趋势，此时斜率a值大于漏气量数据所表现出来的斜率k；当用户处于呼气时，呼吸机输出的通气呈现下降趋势，此时斜率a值小于漏气量数据所表现出来的斜率k。当a值由大于漏气量数据所表现出来的斜率k转为小于漏气量数据所表现出来的斜率k，且小于设定的触发阀值时，此时呼吸机系统便判定用户正在从吸气转变为呼气，从而呼吸机输出切换为输出呼气压；反之，当a值由小于漏气量数据所表现出来的斜率k转为大于漏气量数据所表现出来的斜率k，且大于设定触发阀值时，此时呼吸机系统便判定用户正在从呼气转变为吸气，从而呼吸机输出切换为输出吸气压。

本发明通过对数据的线性拟合系数来确定呼吸机输出状态，提高了呼吸机触发稳定性和与用户的呼吸同步性，能有效降低呼吸机的误触发率，为呼吸疾病患者提供更为安全、舒适的通气治疗。

附图说明

图1是本发明呼吸机系统处理流程图。

图2是，呼吸机输出通气容量曲线及基于一段时间内的呼吸机输出通气容量数据的拟合线段。1为吸气时间段，2为呼气时间段，3为数据拟合线段，4为呼吸机输出通气容量，5为漏气量，6为漏气量数据所表现出来的斜率k，7为吸气触发斜率a，8为呼气触发斜率a。

Claims (8)

1.一种气道正压呼吸机输出触发方式，其特征在于呼吸机系统通过对所采集的一段通气输出容量数据进行线性拟合，并求得线性拟合函数的斜率，呼吸机系统则根据所求线性拟合函数的斜率值来确定切换输出吸气压还是呼气压。

2.根据权利要求1所示一段通气输出容量，其特征包括呼吸机输送到用户呼吸道的潮气量和没有进入到用户呼吸道的漏气容量。

3.根据权利要求1所述一段通气输出容量数据，其数据长度n可依据触发灵敏度而定，其值越大但吸气触发时不大于吸气期间数据长度，或呼气触发时不大于呼气期间数据长度，触发灵敏度越低。

4.使用呼吸机时，在通气用户处于吸气时，通气量呈上升趋势，根据权利要求1所述线性拟合函数斜率此时大于漏气量数据所表现出来的斜率，并可拟定一个大于漏气量数据所表现出来的斜率的吸气触发阀值，此时根据吸气触发阀值，呼吸机被触发输出吸气压。

5.根据权利要求4所述吸气触发阀值，由设计者根据抗干扰和防吸气误触发的要求拟定具体值。

6.使用呼吸机时，在通气用户处于呼气时，通气输出容量呈下升趋势，根据权利要求1所述线性拟合函数斜率此时小于漏气量数据所表现出来的斜率，并可拟定一个小于漏气量数据所表现出来的斜率的呼气触发阀值，此时根据呼气触发阀值，呼吸机被触发输出呼气压。

7.根据权利要求6所述呼气触发阀值，由设计者根据抗干扰和防止呼气误触发的要求拟定具体阀值。

8.根据权利要求4和6所述漏气量数据所表现出来的斜率，其计算方式为取两个或以上呼吸周期，并查询每个周期极小值通气输出容量，然后根据两个或以上极小值点求定其所在的线性函数的斜率。