CN111324154B - 混合腔压力控制方法、呼吸机设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了混合腔压力控制方法，包括：获取所述混合腔的目标通气流量；获取当前出气流量变化值；根据所述目标通气流量和所述当前出气流量变化值调整所述混合腔的进气量。本发明还公开了呼吸机设备和计算机可读存储介质。本发明能够有效避免流量快速上升时混合腔压力下掉的问题，提升了呼吸机设备的稳定性。

Description

混合腔压力控制方法、呼吸机设备和计算机可读存储介质
技术领域
本发明涉及医疗技术领域，尤其涉及混合腔压力控制方法、呼吸机设备和计算机可读存储介质。
背景技术
采用空氧混合腔方案的呼吸机，其混合腔压力控制的精度和波动幅度，对各种通气模式的流量控制和氧浓度控制有着十分重要的影响。混合腔压力控制得越精准，越容易控制呼吸机的流量和氧浓度，且其稳定性会更好。
采用自适应算法调节混合腔压力，可以实现吸气流量稳定段和小流量吸气时对混合腔压力的精准控制。但未解决较大目标流量在流量快速上升时造成混合腔压力大幅度下掉的控制问题。流量增速越快，混合腔压力下掉越多，增加了呼吸机流量和氧浓度的控制难度。
发明内容
基于此，有必要针对上述问题，提出了混合腔压力控制方法、呼吸机设备和计算机可读存储介质。
一种混合腔的压力控制方法，包括：获取所述混合腔的目标通气流量；获取当前出气流量变化值；根据所述目标通气流量和所述当前出气流量变化值调整所述混合腔的进气量。
其中，所述计算所述混合腔的目标通气流量的步骤之后，包括：判断所述目标通气流量是否大于或等于第一预设阈值；若所述目标通气流量大于或等于所述第一预设阈值，则执行所述获取当前单位时间内的第一出气流量及后续步骤；若所述目标通气流量小于所述预设阈值，则采用自适应算法调整所述混合腔的进气量。
其中，所述获取所述混合腔的目标通气流量的步骤，包括：获取上一次稳定出气时的平均通气流量，将所述平均通气流量作为所述目标通气流量。
其中，所述获取当前出气流量变化值的步骤包括：获取当前单位时间内的第一出气流量和所述当前单位时间的前一单位时间内的第二出气流量；将所述第二出气流量与所述第一出气流量相减，获取所述当前出气流量变化值。
其中，所述获取当前单位时间内的第一出气流量的步骤包括：判断所述第一出气流量是否小于或等于第二预设阈值；若所述第一出气流量小于或等于所述第二预设阈值，则执行所述将所述第二出气流量与所述第一出气流量相减及后续步骤。
其中，根据所述目标通气流量和所述当前出气流量变化值调整所述混合腔的进气量的步骤之前，包括：根据所述第一出气流量和/或所述第二出气流量判断所述混合腔是否开始出气；若所述混合腔开始出气，则执行所述将所述第二出气流量与所述第一出气流量相减及后续步骤。
其中，所述混合腔处于容量控制通气模式。
一种呼吸机设备，包括：第一获取模块，用于获取所述混合腔的目标通气流量；第二获取模块，用于获取当前出气流量变化值；调整模块，用于根据所述目标通气流量和所述当前出气流量变化值调整所述混合腔的进气量。
一种呼吸机设备，包括：处理器和存储器，所述处理器耦接所述存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序以实现如上所述的方法。
一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序能够被处理器执行以实现如上所述的方法。
采用本发明实施例，具有如下有益效果：
根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整所述混合腔的进气量，可以提前将混合腔的压力调整到位，有效避免了由于电磁阀和流量传感器控制延时造成的流量快速上升时混合腔压力下掉的问题，提升了呼吸机设备的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
其中：
图1是本发明提供的混合腔的压力控制方法的第一实施例的流程示意图；
图2是本发明提供的混合腔的压力控制方法的第二实施例的流程示意图；
图3为目标通气流量为30L/M时的混合腔压力控制效果图；
图4为目标通气流量为60L/M时的混合腔压力控制效果图；
图5为目标通气流量为90L/M时的混合腔压力控制效果图；
图6是本发明提供的呼吸机设备的第一实施例的结构示意图；
图7是本发明提供的呼吸机设备的第二实施例的结构示意图；
图8是本发明提供的计算机可读存储介质的一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
采用自适应算法调节混合腔压力，由于电磁阀和流量传感器存在滞后特性，当前的控制量并不能立即作用，不能准确预测流量快速上升时混合腔压力的控制量，从而导致混合腔进气量较少、出气量较多，打破了混合腔进气量和出气量的动态平衡，因此造成了混合腔压力出现快速下掉的问题。混合腔出气流量增速越快，造成控制算法调节的进气量就越不够，在达到目标大流量时混合腔累积的压力下掉量就越大。如果加大控制量，由于电磁阀和流量传感器的滞后特性，无法提前调小控制量，会导致达到目标大流量时造成混合腔压力过高的问题。
在本实施例中，为了解决上述问题，提供了一种混合腔的压力控制方法，有效避免由于电磁阀和流量传感器控制延时造成的流量快速上升时混合腔压力下掉的问题，提升了呼吸机设备的稳定性。
请参阅图1，图1是本发明提供的混合腔的压力控制方法的第一实施例的流程示意图。本发明提供的混合腔的压力控制方法包括如下步骤：
S101：获取混合腔的目标通气流量。
在一个具体的实施场景中，通过统计获取混合腔的目标通气流量。例如，获取上一次混合腔出气时的平均出气流量。具体地说，可以通过低压阀流量传感器判断混合腔上一次出气时处于平稳阶段的出气流量，将平稳阶段的出气流量作为目标通气流量。进一步地，可以获取上一次出气时，处于平稳阶段的出气流量的平均值作为目标通气流量。在其他实施场景中，还可以是将前若干次出气时处于平稳阶段的出气流量取平均值作为目标通气流量。
在其他实施场景中，还可以统计之前呼吸机设备使用时的平均出气流量，将该平均出气流量作为目标通气流量。
S102：获取当前出气流量变化值。
在本实施场景中，获取当前单位时间内的第一出气流量和当前单位时间的前一单位时间内的第二出气流量；将第二出气流量与第一出气流量相减，获取当前出气流量变化值。
S103：根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整混合腔的进气量。
在本实施场景中，通过调整混合腔的电磁阀，从而调整混合腔的进气量。例如，根据目标通气流量和当前出气流量变化值，通过预设算法生成控制电信号，控制电信号用于调整混合腔的电磁阀，
具体地说，根据以下公式获取用于调整混合腔电磁阀的控制电信号：
ΔDA＝ΔFo×Kp
其中，ΔDA为控制电信号，ΔFo为当前出气流量变化值，Kp为混合腔的进气量补偿参数。
根据以下公式计算混合腔的进气量补偿参数：
Kp＝Ft×K
其中，Kp为混合腔的进气量补偿参数，Ft为目标通气流量，K为补偿系数。
因此，根据以下公式获取控制电信号：
ΔDA＝ΔFo×Ft×K
其中，ΔDA为控制电信号，ΔFo为当前出气流量变化值，Ft为目标通气流量，K为补偿系数。
混合腔的进气量与目标通气流量正相关，目标通气流量越大，进气量需要调整的越大，混合腔的进气量还与当前出气流量变化值正相关，当前出气流量变化值越大，证明出气量处于极速上升阶段，进气量需要调整的越大。因此在本实施例中，控制电信号与目标通气流量和当前出气流量变化值的乘积正相关。既满足了与目标通气流量正相关，以及与与当前出气流量变化值正相关，同时，将目标通气流量与当前出气流量变化值相乘，进一步确保在出气量上升的初始阶段就可以将进气量调整到位。
通过上述描述可知，在本实施例中，根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整混合腔的进气量，可以提前将混合腔的压力调整到位，有效避免了由于电磁阀和流量传感器控制延时造成的流量快速上升时混合腔压力下掉的问题，提升了呼吸机设备的稳定性。
请参阅图2，图2是本发明提供的混合腔的压力控制方法的第二实施例的流程示意图。本发明提供的混合腔的压力控制方法包括如下步骤：
S201：获取上一次出气时的平均出气流量，将平均出气流量作为目标通气流量。
在一个具体的实施场景中，获取混合腔上一次出气时的平均出气流量，将该平均出气流量作为目标通气流量。具体地说，可以通过低压阀流量传感器判断混合腔当前的出气状态，由于混合腔处于出气初始阶段时出气流量不稳定，因此获取混合腔处于出气平稳状态时的平均出气流量作为目标通气流量。
在其他实施场景中，还可以计算前若干次出气时的平均出气流量的平均值，将该平均值作为目标通气流量。
S202：判断目标通气流量是否大于或等于第一预设阈值，若否，执行步骤S203，若是，执行步骤S204。
在本实施场景中，当目标通气流量较小时，自适应算法也能精准的控制混合腔压力，为了节约资源，仅采用自适应算法调节，当目标通气流量较大时，自适应算法不能准确预测流量快速上升时混合腔压力的控制量，从而导致混合腔进气量较少、出气量较多，打破了混合腔进气量和出气量的动态平衡，因此造成了混合腔压力出现快速下掉的问题。
在本实施场景中，设置有第一预设阈值，例如，20L/M，当目标通气流量大于或等于该第一预设阈值时，采用自适应算法调整混合腔的进气量。
S203：采用自适应算法调整混合腔的进气量。
在本实施场景中，目标通气流量小于20L/M，采用自适应算法调整混合腔的进气量。
S204：获取当前单位时间内的第一出气流量和当前单位时间的前一单位时间内的第二出气流量。
在本实施场景中，获取当前单位时间内的第一出气流量和当前单位时间的前一单位时间内的第二出气流量。可以通过低压阀流量传感器获取第一出气流量和第二出气流量。
S205：根据第一出气流量和/或第二出气流量判断混合腔是否开始出气。若是，执行步骤S206。
在本实施场景中，为了提前将混合腔的进气量调整到位，因此检测混合腔是否开始出气，当混合腔开始出气时，就立即对混合腔的进气量进行调整。具体地说，可以根据第一出气流量和/或第二出气流量判断混合腔是否开始出气。例如，第二出气流量为0，第一出气流量大于0，则混合腔开始出气。
S206：判断第一出气流量是否小于或等于第二预设阈值，若是，执行步骤S207。
在本实施场景中，必须在混合腔出气流量上升的起始阶段，提前把进气流量调整到位，让混合腔的进气增量与出气增量基本一致，才能达到混合腔压力的精准控制，使得混合腔的处于稳定状态。因此，在本实施场景中，在当前单位时间的第一出气流量在15L/M以下的范围内计算控制提前量。
在本实施场景中，第二阈值为15L/M，在其他实施场景中，可以根据实际需要人为设置。
S207：将第二出气流量与第一出气流量相减，获取当前出气流量变化值。
在本实施场景中，第一出气流量小于第二预设阈值，表示混合腔当前处于出气流量上升阶段。因此将第二出气流量和第一处理流量相减，获取当前出气流量变化值。
S208：根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整混合腔的进气量。
在本实施场景中，在本实施场景中，通过调整混合腔的电磁阀，从而调整混合腔的进气量。根据以下公式获取用于调整混合腔电磁阀的控制电信号：
ΔDA＝ΔFo×Ft×K
其中，ΔDA为控制电信号，ΔFo为当前出气流量变化值，Ft为目标通气流量，K为补偿系数。其中，Ft≧20L/M，Fo≦15L/M。
在本实施场景中混合腔处于(Volume Control Ventilation，容量控制通气模式)。
在本实施例中，控制电信号与目标通气流量和当前出气流量变化值的乘积正相关。既满足了与目标通气流量正相关，以及与与当前出气流量变化值正相关，同时，将目标通气流量与当前出气流量变化值相乘，进一步确保在出气量上升的初始阶段就可以将进气量调整到位。
请结合参阅图3-图5。图3为目标通气流量为30L/M时的混合腔压力控制效果图，上方的曲线表示混合腔的压力。图4为目标通气流量为60L/M时的混合腔压力控制效果图，上方的曲线表示混合腔的压力。图5为目标通气流量为90L/M时的混合腔压力控制效果图，上方的曲线表示混合腔的压力。
结合参阅图3-图5可知，采用图1或者图2所示的方法可以实现对混合腔压力的稳定控制，提升了呼吸机设备的稳定性。
通过上述描述可知，在本实施例中，在获取目标通气流量之后，判断目标通气流量是否小于第一预设阈值，若是，则采用自适应算法控制混合腔进气量，若否则根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整混合腔的进气量，有效避免了由于电磁阀和流量传感器控制延时造成的进气量过少的问题，同时在当前出气流量低于第二预设阈值时调整混合腔进气量又能避免混合腔压力下掉过多导致自适应算法计算出的控制量过大，从而造成呼吸机进气流量过大后导致混合腔压力过高，有效提升了呼吸机设备的稳定性。
请参阅图6，图6是本发明提供的呼吸机设备的第一实施例的结构示意图。呼吸机设备10包括第一获取模块11、第二获取模块12和调整模块13。第一获取模块11用于获取混合腔的目标通气流量。第二获取模块12用于获取当前出气流量变化值。调整模块13用于根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整混合腔的进气量。
呼吸机设备10还包括第一判断模块14，第一判断模块14用于判断目标通气流量是否大于或等于第一预设阈值。若目标通气流量大于或等于第一预设阈值，则执行获取当前单位时间内的第一出气流量及后续步骤。若目标通气流量小于预设阈值，则采用自适应算法调整混合腔的进气量。
第一获取模块11还用于获取上一次出气时的平均出气流量，将平均出气流量作为目标通气流量。
第二获取模块12还用于获取当前单位时间内的第一出气流量和当前单位时间的前一单位时间内的第二出气流量；将第二出气流量与第一出气流量相减，获取当前出气流量变化值。
呼吸机设备10还包括第二判断模块15，第二判断模块15用于判断第一出气流量是否小于或等于第二预设阈值；若第一出气流量小于或等于第二预设阈值，则执行将第二出气流量与第一出气流量相减及后续步骤。
呼吸机设备10还包括第三判断模块16，第三判断模块16用于根据第一出气流量和/或第二出气流量判断混合腔是否开始出气；若混合腔开始出气，则执行将第二出气流量与第一出气流量相减及后续步骤。
通过上述描述可知，在本实施例中呼吸机设备判断目标通气流量是否小于第一预设阈值，若是，则采用自适应算法控制混合腔进气量，若否则根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整混合腔的进气量，有效避免了由于电磁阀和流量传感器控制延时造成的进气量过少的问题，同时在当前出气流量低于第二预设阈值时调整混合腔进气量又能避免混合腔压力下掉过多导致自适应算法计算出的控制量过大，从而造成呼吸机进气流量过大后导致混合腔压力过高的问题，有效提升了呼吸机设备的稳定性。
请参阅图7，图7是本发明提供的呼吸机设备的第二实施例的结构示意图。呼吸机设备20包括处理器21、存储器22。处理器21耦接存储器22。存储器22中存储有计算机程序，处理器21在工作时执行该计算机程序以实现如图1-图2所示的方法。详细的方法可参见上述，在此不再赘述。
通过上述描述可知，在本实施例中呼吸机设备判断目标通气流量是否小于第一预设阈值，若是，则采用自适应算法控制混合腔进气量，若否则根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整混合腔的进气量，有效避免了由于电磁阀和流量传感器控制延时造成的进气量过少的问题，同时在当前出气流量低于第二预设阈值时调整混合腔进气量又能避免混合腔压力下掉过多导致自适应算法计算出的控制量过大，从而造成呼吸机进气流量过大后导致混合腔压力过高的问题，有效提升了呼吸机设备的稳定性。
请参阅图8，图8是本发明提供的计算机可读存储介质的一实施例的结构示意图。计算机可读存储介质30中存储有至少一个计算机程序31，计算机程序31用于被处理器执行以实现如图1-图2所示的方法，详细的方法可参见上述，在此不再赘述。在一个实施例中，计算机可读存储介质30可以是终端中的存储芯片、硬盘或者是移动硬盘或者优盘、光盘等其他可读写存储的工具，还可以是服务器等等。
通过上述描述可知，在本实施例中呼吸机设备判断目标通气流量是否小于第一预设阈值，若是，则采用自适应算法控制混合腔进气量，若否则根据目标通气流量和当前出气流量变化值调整混合腔的进气量，有效避免了由于电磁阀和流量传感器控制延时造成的进气量过少的问题，同时在当前出气流量低于第二预设阈值时调整混合腔进气量又能避免混合腔压力下掉过多导致自适应算法计算出的控制量过大，从而造成呼吸机进气流量过大后导致混合腔压力过高的问题，有效提升了呼吸机设备的稳定性。
区别于现有技术，本发明在自适应算法的基础上对混合腔的压力进行调节，同时在当前进气流量较低时完成对混合腔进气量的调整，效避免了由于电磁阀和流量传感器控制延时造成的进气量过少的问题，又能避免混合腔压力下掉过多导致自适应算法计算出的控制量过大，从而造成呼吸机进气流量过大后导致混合腔压力过高的问题，有效提升了呼吸机设备的稳定性。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种呼吸机设备，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取混合腔的目标通气流量；
第二获取模块，用于获取当前出气流量变化值；
调整模块，用于根据所述目标通气流量和所述当前出气流量变化值调整所述混合腔的进气量；
其中，所述呼吸机设备还包括第一判断模块，所述第一判断模块用于判断所述目标通气流量是否大于或等于第一预设阈值；
若所述目标通气流量大于或等于所述第一预设阈值，则所述第二获取模块，还用于获取当前单位时间内的第一出气流量和所述当前单位时间的前一单位时间内的第二出气流量；将所述第二出气流量与所述第一出气流量相减，获取所述当前出气流量变化值；若所述目标通气流量小于所述第一预设阈值，则采用自适应算法调整所述混合腔的进气量；
所述调整模块，具体用于：根据目标通气流量和当前出气流量变化值，通过预设算法生成控制电信号，控制电信号用于调整混合腔的电磁阀；
其中，根据以下公式获取用于调整混合腔电磁阀的控制电信号：
ΔDA =ΔFo × Kp
其中，ΔDA为控制电信号，ΔFo为当前出气流量变化值，Kp为混合腔的进气量补偿参数；
根据以下公式计算混合腔的进气量补偿参数：
Kp=Ft×K
其中，Kp为混合腔的进气量补偿参数，Ft为目标通气流量，K为补偿系数；
因此，根据以下公式获取控制电信号：
ΔDA =ΔFo × Ft × K
其中，ΔDA为控制电信号，ΔFo为当前出气流量变化值，Ft为目标通气流量，K为补偿系数。
2.根据权利要求1所述呼吸机设备，其特征在于，所述第一获取模块，还用于获取上一次出气时的平均出气流量，将所述平均出气流量作为所述目标通气流量。
3.根据权利要求1所述呼吸机设备，其特征在于，所述呼吸机设备还包括第二判断模块，所述第二判断模块用于判断所述第一出气流量是否小于或等于第二预设阈值；若所述第一出气流量小于或等于所述第二预设阈值，则执行所述将所述第二出气流量与所述第一出气流量相减。
4.根据权利要求1所述呼吸机设备，其特征在于，所述呼吸机设备还包括第三判断模块，第三判断模块用于根据所述第一出气流量和/或所述第二出气流量判断所述混合腔是否开始出气；若所述混合腔开始出气，则执行所述将所述第二出气流量与所述第一出气流量相减。
5.根据权利要求1所述呼吸机设备，其特征在于，所述混合腔处于容量控制通气模式。
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