CN115607786A - 一种呼吸机控制方法及呼吸机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种呼吸机的控制方法及呼吸机，利用信号传感模块采集使用者的生理信号特征，然后通过调试学习模块对使用者的生理信号特征进行学习后输出驱动信号，由主控模块根据驱动信号控制供气装置的工作功率和第一伺服阀门箱的伺服阀门开合，从而形成不同的工作模式。本发明同时提供实现所述控制方法的呼吸机。本发明解决了现有的呼吸机与使用者的睡眠呼吸暂停类型不适配的问题，也解决了单一工作模式对患者呼吸功能造成损害的问题，实现了通过同一台机器安全地解决各种类型睡眠呼吸暂停问题，大大降低使用者购置不同类型呼吸机的成本。

Description

一种呼吸机控制方法及呼吸机

技术领域

本发明涉及医疗设备领域，更具体的，涉及一种呼吸机控制方法及呼吸机。

背景技术

由于各种原因，人们在睡眠时往往会存在低通气状态，低通气状态属于口鼻气流没有完全停止，但气流速度降低到超过正常气流速度的50%以上。

比低通气更为严重的是睡眠呼吸暂停。在中国大约有一亿睡眠呼吸暂停的患者。患者常年不知自己患病，持续几年不治疗后，诱发注意力不集中，高血压，低氧血症，半夜气道闭死导致的憋气窒息等问题。睡眠呼吸暂停是一种睡眠的时候呼吸停止的睡眠障碍，主要有阻塞性睡眠呼吸暂停、中枢神经性睡眠呼吸暂停和混合性睡眠呼吸暂停三种。阻塞性睡眠呼吸暂停是指鼻和口腔无气流，但胸腹式呼吸依然存在；中枢神经性睡眠呼吸暂停是指鼻和口腔气流与胸腹式呼吸同时停止；混合性睡眠呼吸暂停就是一次呼吸暂停的过程中，同时会出现阻塞性睡眠呼吸暂停和中枢神经性睡眠呼吸暂停。

呼吸机通过人工补充或者替代自主通气，已成为医学临床中不可缺少的急救和生命支持设备，被广泛应用于急救、麻醉、ICU和呼吸治疗领域，也可以被采用来解决低通气和睡眠呼吸暂停的问题。

目前，一般是采用无创单水平（cpap）或全自动单水平（autocpap）呼吸机来解决阻塞性睡眠呼吸暂停的问题，采用双水平（bipap）呼吸机治疗中枢神经性睡眠呼吸暂停和混合性睡眠呼吸暂停。

单水平呼吸机只能持续地输出一个恒定压力，在患者呼气的时候，因为恒压持续输出，会使患者觉得憋顶；且在长期的恒定压力冲击下，容易导致气道气压伤、呼吸肌局部组织疲劳甚至恒定气流冲击导致的呼吸肌组织上出现碳点等严重问题。对于不是单纯由阻塞性问题导致的睡眠呼吸暂停，比如中枢或者混合暂停类型，往往会选择双水平呼吸机或双水平全自动呼吸机来解决，每一次吸气和呼气，呼吸机提供两个不同的压力。但是双水平呼吸机以及双水平全自动呼吸机不仅价格昂贵，而且长期使用非常容易出现“懒肺”，也就是呼吸机依赖。因此，现有的呼吸机容易对使用者的呼吸功能造成损害。

相关文献可能也会述及智能呼吸机，但其智能在于通过感应器收集呼吸相关的信息提供给医生进行观察和诊断呼吸暂停情况，并不能解决智能控制的问题。

更重要的是，很多的睡眠呼吸暂停患者是同时出现中枢混合和阻塞的，目前未见任何呼吸机可以通过同一台机器安全地解决各种类型睡眠呼吸暂停问题。

发明内容

本发明为克服现有的呼吸机控制方法的缺陷，提供一种呼吸机的控制方法，不仅能够识别睡眠呼吸暂停患者的呼吸状态，还能够根据其呼吸状态提供控制方法，实现同一台机器安全地解决各种类型睡眠呼吸暂停问题。

本发明还有一发明目的是提供实现所述控制方法的呼吸机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

提供一种呼吸机的控制方法，实时探测采集使用者的生理信号特征，根据生理信号特征识别使用者当前的呼吸类型，探测识别为中枢神经性睡眠呼吸暂停类型或混合性睡眠呼吸暂停类型时控制呼吸机为使用者提供持续气道正压通气系统工作模式，探测识别为阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型或自主呼吸类型时控制呼吸机为使用者提供脉冲式工作模式；

所述脉冲式工作模式为在使用者吸气时供气，在使用者呼气时控制呼吸机排出供给的气体不给使用者供气，实现脉冲式的供气。

所述呼吸机的控制方法，包括以下步骤：

S1：通过信号传感模块实时采集使用者的生理信号特征；

S2：由主控模块根据生理信号特征识别使用者当前的呼吸类型，

其中，呼吸类型包括中枢神经性睡眠呼吸暂停类型、混合性睡眠呼吸暂停类型、阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型和自主呼吸类型；

若使用者当前的呼吸类型为中枢神经性睡眠呼吸暂停类型或混合性睡眠呼吸暂停类型，则执行步骤S3，

若使用者当前的呼吸类型为阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型或自主呼吸类型，则执行步骤S4；

S3：由主控模块控制供气装置以全功率工作并控制第一伺服阀门闭合，返回步骤S1；

S4：利用调试学习模块对步骤S1采集得到的生理信号特征进行学习，得到驱动信号；

S5：由主控模块跟据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置以预设的功率工作；

S6：执行结束。

优选地，所述呼吸机的控制方法，通过以下任一方法预设供气装置的功率：

方法一：通过压力滴定的方式确定适合使用者的通气压力基准，根据通气压力基准预设供气装置的功率；

方法二：根据输入的身高和体重生成使用者的BMI指数，各BMI指数均预设有对应的功率，根据使用者的BMI指数对应的功率预设供气装置的功率。

本发明同时提供一种呼吸机，包括供气装置、第一伺服阀门箱、呼吸面罩、信号传感模块、主控模块和调试学习模块；其中，所述供气装置与第一伺服阀门箱管路连接，所述第一伺服阀门箱与所述呼吸面罩管路连接；所述供气装置、第一伺服阀门箱、信号传感模块和调试学习模块分别与主控模块电连接；所述第一伺服阀门箱至少包括一条第一阀门箱主气路、一条第一阀门箱支气路和一个第一伺服阀门，所述第一伺服阀门设置于第一阀门箱支气路的出气端；

所述供气装置用于对气体进行过滤得到纯净气体，并沿气路输送纯净气体；

所述第一伺服阀门箱用于接收主控模块发出的信号并控制第一伺服阀门开合；

所述呼吸面罩用于罩在使用者的鼻处或口和鼻处，并设有排气孔用于排出气体；

所述信号传感模块用于采集使用者的生理信号特征并反馈至主控模块；

所述主控模块用于接收和发送信号，并对信号进行识别和处理；

所述调试学习模块用于根据使用者的生理信号特征进行学习，在学习完成后输出驱动信号至主控模块，由主控模块根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置以预设的功率工作。

上述方案中，利用信号传感模块采集使用者的生理信号特征，然后通过调试学习模块对使用者的生理信号特征进行学习后输出驱动信号，由主控模块根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置以预设的功率工作，从而避免对使用者呼吸功能造成损害，防止出现“肺懒”现象。

优选的，所述生理信号特征包括睡眠信号特征和呼吸信号特征。

优选的，所述第一伺服阀门箱设有进气端、主路出气端和支路出气端，采用三通结构；

其中，第一伺服阀门箱的进气端与供气装置的出气端管路连接，第一伺服阀门箱的主路出气端与呼吸面罩的进气端管路连接，第一伺服阀门箱的支路出气端空接或与供气装置的进气端管路连接。

优选的，所述供气装置包括风机和气体过滤箱或者空氧混合器；气体过滤箱或者空氧混合器用于调整供给气体的氧气浓度。其中，所述风机的出气端与第一伺服阀门箱的进气端管路连接，所述风机的进气端与气体过滤箱的出气端管路连接；所述风机与主控模块电连接。

优选的，当所述第一伺服阀门箱的支路出气端与供气装置的进气端管路连接时，所述供气装置还包括第二伺服阀门箱；所述第二伺服阀门箱设有主路进气端、支路进气端和出气端，采用三通结构；

所述第二伺服阀门箱的出气端与气体过滤箱的进气端管路连接，所述第二伺服阀门箱的支路进气端与第一伺服阀门箱的支路出气端管路连接；所述第二伺服阀门箱与主控模块电连接；

所述第二伺服阀门箱用于接收主控模块发出的信号并控制第二伺服阀门开合。

优选的，所述信号传感模块包括气体流量传感器和信号放大模块，所述气体流量传感器与信号放大模块电连接，所述信号放大模块与主控模块电连接；

所述气体流量传感器靠近呼吸面罩的进气端设置，用于采集气体流量变化情况作为使用者的呼吸信号特征，并发送至信号放大模块；

所述信号放大模块用于将传感器发送的信号放大后发送到主控模块。

优选的，所述信号传感模块还包括压力传感器，所述压力传感器与信号放大模块电连接；

所述压力传感器用于采集使用者胸腹部位的起伏情况作为使用者的呼吸信号特征，并发送至信号放大模块。

优选的，还包括脑电波传感器和眼肌电传感器，所述脑电波传感器和眼肌电传感器分别与主控模块电连接；

所述脑电波传感器用于采集使用者的脑电波信号作为使用者的睡眠信号特征，并发送至信号放大模块；

所述眼肌电传感器用于采集使用者的眼肌电信号作为使用者的睡眠信号特征，并发送至信号放大模块。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明提供了一种新的呼吸机的控制方法，集成在同一台呼吸机可以实现实时探测采集使用者的生理信号特征，根据生理信号特征识别使用者当前的呼吸类型，探测识别为中枢神经性睡眠呼吸暂停类型或混合性睡眠呼吸暂停类型时控制呼吸机为使用者提供持续气道正压通气系统工作模式，探测识别为阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型或自主呼吸类型时控制呼吸机为使用者提供脉冲式工作模式。利用信号传感模块采集使用者的生理信号特征，然后通过调试学习模块对使用者的生理信号特征进行学习后输出驱动信号，由主控模块根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置以预设的功率工作，避免对使用者呼吸功能造成损害，防止出现“肺懒”现象。

本领域长期的研究成果总结了睡眠呼吸暂停的不同类型，虽然有少数研究提出利用相关研究成果观察患者的睡眠呼吸暂停类型用于给医生观察和诊断，但一直没有任何技术方案能够实现利用一台呼吸机解决所有睡眠呼吸暂停类型的针对性辅助呼吸方案，本发明克服了本领域长期存在的“不同类型睡眠呼吸暂停患者需要使用相应类型呼吸机、但患者的睡眠呼吸暂停类型又经常存在交织变幻”的技术困境，本发明解决了现有的呼吸机与使用者的睡眠呼吸暂停类型不适配的问题，也解决了单一工作模式对患者呼吸功能造成损害的问题。通过同一台机器安全地解决各种类型睡眠呼吸暂停问题，大大降低使用者购置不同类型呼吸机的成本。

附图说明

图1为本发明中一实施例的模块连接示意图；

图2为本发明中另一实施例的模块连接示意图；

图3为本发明中阻塞性睡眠呼吸暂停的呼吸信号特征示意图；

图4为本发明中中枢神经性睡眠呼吸暂停的呼吸信号特征示意图；

图5为本发明中混合性睡眠呼吸暂停的呼吸信号特征示意图；

图6为本发明中技术方案的实施步骤流程图；

其中：1、供气装置；11、风机；12、气体过滤箱；13、第二伺服阀门箱；14、消音器；2、第一伺服阀门箱；3、呼吸面罩；4、信号传感模块；41、气体流量传感器；42、信号放大模块；43、压力传感器；44、脑电波传感器；45、眼肌电传感器；5、主控模块；6、调试学习模块。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

实施例1

如图1所示，一种呼吸机，包括供气装置1、第一伺服阀门箱2、呼吸面罩3、信号传感模块4、主控模块5和调试学习模块6；其中，所述供气装置1与第一伺服阀门箱2管路连接，所述第一伺服阀门箱2与所述呼吸面罩3管路连接；所述供气装置1、第一伺服阀门箱2、信号传感模块4和调试学习模块6分别与主控模块5电连接；所述第一伺服阀门箱2至少包括一条第一阀门箱主气路、一条第一阀门箱支气路和一个第一伺服阀门，所述第一伺服阀门设置于第一阀门箱支气路的出气端；

所述供气装置1用于对气体进行过滤得到纯净气体，并沿气路输送纯净气体；

所述第一伺服阀门箱2用于接收主控模块5发出的信号并控制第一伺服阀门开合；

所述呼吸面罩3用于罩在使用者的鼻处或口和鼻处，并设有排气孔用于排出气体；

所述信号传感模块4用于采集使用者的生理信号特征并反馈至主控模块5；

所述主控模块5用于接收和发送信号，并对信号进行识别和处理；

所述调试学习模块6用于根据使用者的生理信号特征进行学习，在学习完成后输出驱动信号至主控模块5，由主控模块5根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置1以预设的功率工作。

实际实施时，采用FPGA调试学习模块6通过编程实现根据使用者的生理信号特征进行学习并输出相应的驱动信号。

在具体实施过程中，先将呼吸面罩3罩着使用者的鼻处或口和鼻处，并将信号传感模块4按照其功能作用相应地设置好，启动供气装置1吸入外部空气并过滤得到达可呼吸空气净度的纯净气体，将纯净气体沿着气路输送进人体气道；在启动正常工作的前一分钟（可根据实际调整时长）内，设置供气装置1以80%功率工作，第一伺服阀门闭合，纯净气体一直沿着主气路输送进人体气道，通过信号传感模块4采集相应的生理信号特征并反馈至主控模块5，主控模块5将生理信号特征发送到调试学习模块6在这一分钟内进行学习，学习结束后得到驱动信号发送至主控模块5；主控模块5将根据驱动信号控制供气装置1的工作功率和第一伺服阀门箱2的伺服阀门开合，直至收到新的驱动信号，使呼吸机以相应的工作模式灵活工作，避免对使用者呼吸功能造成损害，防止出现“肺懒”现象。

实施例2

如图2所示，一种呼吸机，包括供气装置1、第一伺服阀门箱2、呼吸面罩3、信号传感模块4、主控模块5和调试学习模块6；其中，所述供气装置1与第一伺服阀门箱2管路连接，所述第一伺服阀门箱2与所述呼吸面罩3管路连接；所述供气装置1、第一伺服阀门箱2、信号传感模块4和调试学习模块6分别与主控模块5电连接；所述第一伺服阀门箱2至少包括一条第一阀门箱主气路、一条第一阀门箱支气路和一个第一伺服阀门，所述第一伺服阀门设置于第一阀门箱支气路的出气端；

所述供气装置1用于对气体进行过滤得到纯净气体，并沿气路输送纯净气体；

所述第一伺服阀门箱2用于接收主控模块5发出的信号并控制第一伺服阀门开合；

所述呼吸面罩3用于罩在使用者的鼻处或口和鼻处，并设有排气孔用于排出气体；

所述信号传感模块4用于采集使用者的生理信号特征并反馈至主控模块5；

所述主控模块5用于接收和发送信号，并对信号进行识别和处理；

所述调试学习模块6用于根据使用者的生理信号特征进行学习，在学习完成后输出驱动信号至主控模块5，由主控模块5根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置1以预设的功率工作。

更具体地，所述生理信号特征包括睡眠信号特征和呼吸信号特征。

更具体地，所述信号传感模块4包括气体流量传感器41和信号放大模块42，所述气体流量传感器41与信号放大模块42电连接，所述信号放大模块42与主控模块5电连接；

所述气体流量传感器41靠近呼吸面罩3的进气端设置，用于采集气体流量变化情况作为使用者的呼吸信号特征，并发送至信号放大模块42；

所述信号放大模块42用于将传感器发送的信号放大后发送到主控模块5。

更具体地，所述信号传感模块4还包括压力传感器43，所述压力传感器43与信号放大模块42电连接；

所述压力传感器43用于采集使用者胸腹部位的起伏情况作为使用者的呼吸信号特征，并发送至信号放大模块42。

更具体地，所述压力传感器43为胸腹传感带。所述胸腹传感带可以是一体设置的胸腹传感带，也可以是分开设置的胸部传感带和腹部传感带。

在具体实施过程中，先将呼吸面罩3罩着使用者的鼻处或口和鼻处，并将胸腹传感带对应地环绕在使用者的胸腹位置，启动供气装置1吸入外部空气并过滤得到达可呼吸空气净度的纯净气体，将纯净气体沿着气路输送进人体气道；在启动正常工作的前一分钟（可根据实际调整时长）内，设置供气装置1以80%功率工作，第一伺服阀门闭合，纯净气体一直沿着主气路输送进人体气道，通过气体流量传感器41采集主气路中气体流量变化情况得到使用者的吸气呼吸信号特征，由调试学习模块6在这一分钟内对吸气呼吸信号特征进行学习，学习结束后得到驱动信号发送至主控模块5，主控模块5根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置1以预设的功率工作。从而实现在使用者吸气时，主控模块5控制第一伺服阀门闭合，纯净气体沿着气路输送进人体气道；在使用者呼气时，主控模块5控制第一伺服阀门打开，第一伺服阀门的打开程度可根据实际需要预设，使用者呼气和供气装置1吹气对冲，全部或者大部分的纯净气体直接通过第一伺服阀门排出，而使用者呼出的气体通过呼吸面罩3的排气孔排出，让使用者呼气顺畅，适用于阻塞性睡眠呼吸暂停、低通气和自主呼吸的情况，阻塞性睡眠呼吸暂停的呼吸信号特征如图3所示。此为脉冲式工作模式。

还持续通过胸腹传感带实时采集使用者胸腹部位的起伏情况分别得到使用者的胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征，通过主控模块5将吸气呼吸信号特征、结合胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征结合进行判断，执行相应的工作模式；

如图4所示，当吸气呼吸信号特征减弱或消失，且胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征均消失，即使用者吸入气体量减少或无法吸入气体，且胸腹无起伏时，由主控模块5控制供气装置1以全功率工作、第一伺服阀门闭合，进入持续气道正压通气系统工作模式，纯净气体持续沿着气路输送进人体气道，防止使用者因中枢神经性睡眠呼吸暂停问题出现意外。若吸气呼吸信号特征、胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征恢复正常，则该工作模式持续三分钟（可根据实际调整时长）后由主控模块5重新根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置1以预设的功率工作。

若在三个呼吸周期（可根据实际调整时长）内未检测到胸部呼吸信号特征或腹部呼吸信号特征恢复正常，则还可以通过加装的警报器发出警报。持续时间可以根据实际调整。此工作模式适用于中枢神经性睡眠呼吸暂停的情况。

如图5所示，当吸气呼吸信号特征减弱或消失，且胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征先消失后恢复但胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征较弱，则判断为出现混合性睡眠呼吸暂停问题，由主控模块5控制供气装置1以全功率工作、第一伺服阀门闭合，进入持续气道正压通气系统工作模式，纯净气体持续沿着气路输送进人体气道，防止使用者因混合性睡眠呼吸暂停问题出现意外。若吸气呼吸信号特征、胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征恢复正常，则该工作模式持续三分钟（可根据实际调整时长）后由主控模块5重新根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置1以预设的功率工作。

若在三个呼吸周期（可根据实际调整时长）内未检测到胸部呼吸信号特征或腹部呼吸信号特征恢复正常，则还可以通过加装的警报器发出警报。持续时间可以根据实际调整。此工作模式适用于混合性睡眠呼吸暂停的情况。

实施例3

一种呼吸机，包括供气装置1、第一伺服阀门箱2、呼吸面罩3、信号传感模块4、主控模块5和调试学习模块6；其中，所述供气装置1与第一伺服阀门箱2管路连接，所述第一伺服阀门箱2与所述呼吸面罩3管路连接；所述供气装置1、第一伺服阀门箱2、信号传感模块4和调试学习模块6分别与主控模块5电连接；所述第一伺服阀门箱2至少包括一条第一阀门箱主气路、一条第一阀门箱支气路和一个第一伺服阀门，所述第一伺服阀门设置于第一阀门箱支气路的出气端；

所述供气装置1用于对气体进行过滤得到纯净气体，并沿气路输送纯净气体；

所述第一伺服阀门箱2用于接收主控模块5发出的信号并控制第一伺服阀门开合；

所述呼吸面罩3用于罩在使用者的鼻处或口和鼻处，并设有排气孔用于排出气体；

所述信号传感模块4用于采集使用者的生理信号特征并反馈至主控模块5；

所述主控模块5用于接收和发送信号，并对信号进行识别和处理；

所述调试学习模块6用于根据使用者的生理信号特征进行学习，在学习完成后输出驱动信号至主控模块5，由主控模块5根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置1以预设的功率工作。

更具体地，还包括脑电波传感器44和眼肌电传感器45，所述脑电波传感器44和眼肌电传感器45分别与主控模块5电连接；

所述脑电波传感器44用于采集使用者的脑电波信号作为使用者的睡眠信号特征，并发送至信号放大模块42；

所述眼肌电传感器45用于采集使用者的眼肌电信号作为使用者的睡眠信号特征，并发送至信号放大模块42。

在具体实施过程中，通过脑电波传感器44采集的脑电波信号判断使用者的睡眠状态和睡眠深度，通过眼肌电传感器45采集的眼肌电信号判断使用者所处的睡眠周期，从而使主控模块5能够根据使用者的睡眠状态、睡眠深度和睡眠周期对供气装置1和第一伺服阀门进行控制，从而调整供气压力，避免因供气压力过高而影响使用者的睡眠质量，提高睡眠舒适感。

实施例4

一种呼吸机，包括供气装置1、第一伺服阀门箱2、呼吸面罩3、信号传感模块4、主控模块5和调试学习模块6；其中，所述供气装置1与第一伺服阀门箱2管路连接，所述第一伺服阀门箱2与所述呼吸面罩3管路连接；所述供气装置1、第一伺服阀门箱2、信号传感模块4和调试学习模块6分别与主控模块5电连接；所述第一伺服阀门箱2至少包括一条第一阀门箱主气路、一条第一阀门箱支气路和一个第一伺服阀门，所述第一伺服阀门设置于第一阀门箱支气路的出气端；

所述供气装置1用于对气体进行过滤得到纯净气体，并沿气路输送纯净气体；

所述第一伺服阀门箱2用于接收主控模块5发出的信号并控制第一伺服阀门开合；

所述呼吸面罩3用于罩在使用者的鼻处或口和鼻处，并设有排气孔用于排出气体；

所述信号传感模块4用于采集使用者的生理信号特征并反馈至主控模块5；

所述主控模块5用于接收和发送信号，并对信号进行识别和处理；

所述调试学习模块6用于根据使用者的生理信号特征进行学习，在学习完成后输出驱动信号至主控模块5，由主控模块5根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置1以预设的功率工作。

更具体地，所述第一伺服阀门箱2设有进气端、主路出气端和支路出气端，采用三通结构；进气端和主路出气端共同形成第一阀门箱主气路，进气端和支路出气端共同形成第一阀门箱支气路；

其中，第一伺服阀门箱2的进气端与供气装置1的出气端管路连接，第一伺服阀门箱2的主路出气端与呼吸面罩3的进气端管路连接，第一伺服阀门箱2的支路出气端空接或与供气装置1的进气端管路连接。

更具体地，所述供气装置1包括风机11和气体过滤箱12；其中，所述风机11的出气端与第一伺服阀门箱2的进气端管路连接，所述风机11的进气端与气体过滤箱12的出气端管路连接；所述风机11与主控模块5电连接。

实际实施时，气体过滤箱12包括粗效，精密过滤/等离子幕/超纯水幕等。

更具体地，当所述第一伺服阀门箱2的支路出气端与供气装置1的进气端管路连接时，所述供气装置1还包括第二伺服阀门箱13；所述第二伺服阀门箱13设有主路进气端、支路进气端和出气端，采用三通结构；所述第二伺服阀门箱13与主控模块5电连接；

所述第二伺服阀门箱13的出气端与气体过滤箱12的进气端管路连接，所述第二伺服阀门箱13的支路进气端与第一伺服阀门箱2的支路出气端管路连接；

所述第二伺服阀门箱13用于接收主控模块5发出的信号并控制第二伺服阀门开合。

在具体实施过程中，第一伺服阀门与第二伺服阀门同开同闭，且打开幅度相对应；当第一伺服阀门和第二伺服阀门打开时，形成比例回气通道，使用者呼气与风机11吹气相冲，使用者呼出的气体通过呼吸面罩3的排气孔排出，纯净气体通过第一伺服阀门箱2的支路出气端排出，并沿着比例回气通道输送，经第二伺服阀门箱13的支路进气端进入，重新经气体过滤箱12过滤后再次输送，提高了气体利用效率和输送速度。当第一伺服阀门闭合时，纯净气体在风机的吹力配合使用者的吸气动作进入使用者气道，通过气流将阻塞的气道撑开；通过主控模块5根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合，模拟脉冲的模式对使用者进行供气。

更具体地，所述供气装置1还包括消音器，所述消音器有两个，分别靠近所述风机11的进气端和出气端设置；所述消音器用于消音降噪。

实施例5

如图6所示，一种呼吸机的控制方法，基于所述的一种呼吸机实现，包括以下步骤：

S1：通过信号传感模块4实时采集使用者的生理信号特征；

S2：由主控模块5根据生理信号特征识别使用者当前的呼吸类型，

其中，呼吸类型包括中枢神经性睡眠呼吸暂停类型、混合性睡眠呼吸暂停类型、阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型和自主呼吸类型；

若使用者当前的呼吸类型为中枢神经性睡眠呼吸暂停类型或混合性睡眠呼吸暂停类型，则执行步骤S3，

若使用者当前的呼吸类型为阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型或自主呼吸类型，则执行步骤S4；

实际实施时，当使用者的吸气呼吸信号特征减弱或消失，且胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征均消失，即使用者吸入气体量减少或无法吸入气体，且胸腹无起伏时，则判断使用者当前的呼吸类型为中枢神经性睡眠呼吸暂停类型；

当使用者的吸气呼吸信号特征减弱或消失，且胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征先消失后恢复但胸部呼吸信号特征和腹部呼吸信号特征较弱，即使用者吸入气体量减少或无法吸入气体，且胸腹先是一段时间内无起伏后逐渐恢复较弱起伏时，则判断使用者当前的呼吸类型为混合性睡眠呼吸暂停类型；

当使用者的吸气呼吸信号特征消失，但胸部呼吸信号特征或腹部呼吸信号特征未消失，即使用者无法吸入气体，但胸腹有起伏时，则判断使用者当前的呼吸类型为阻塞性睡眠呼吸暂停类型；

一般取呼吸机启动后的第一分钟（可根据实际调整时长）内采集到的连续的10次通气量的平均值作为正常通气量，通气量由气体流量传感器41采集得到；实时监测使用者的通气量，当监测过程中出现有吸气呼吸信号特征，且胸部呼吸信号特征或腹部呼吸信号特征未消失，但连续的10次通气量的平均值低于正常通气量的50%，即使用者有吸气但连续10次吸入的气体量平均值减少至正常通气量50%以下时，判断使用者当前的呼吸类型为低通气类型；

若有吸气呼吸信号特征，且胸部呼吸信号特征或腹部呼吸信号特征未消失，以及使用者任意连续的10次通气量的平均值均不低于正常通气量的50%，判断使用者当前的呼吸类型为自主呼吸类型；

S3：由主控模块5控制供气装置1以全功率工作并控制第一伺服阀门闭合，返回步骤S1；

S4：利用调试学习模块6对步骤S1采集得到的生理信号特征进行学习，得到驱动信号；

S5：由主控模块5跟据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置1以预设的功率工作；

S6：执行结束。

更具体地，通过以下任一方法预设供气装置的功率：

方法一：通过压力滴定的方式确定适合使用者的通气压力基准，根据通气压力基准预设供气装置的功率；

方法二：根据输入的身高和体重生成使用者的BMI指数，各BMI指数均预设有对应的功率，根据使用者的BMI指数对应的功率预设供气装置的功率。

在具体实施过程中，由于每个人的呼吸力量和频度均存在差异，因此需要预先通过压力滴定来确定适合使用者的通气压力基准，从而根据通气压力基准来设置供气装置1的工作功率。通气压力基准并非一个绝对数值，可在较小范围内动态变化，故实际中可将供气装置1的工作功率设置成多个档位，由主控模块5根据不同的驱动信号选择合适的档位。另外，也可以根据使用者的BMI指数直接选择合适的功率，如划定BMI指数在[25,30)为一档S，BMI指数在[30,35)为二挡M，BMI指数在[35,40）为三挡L，如此类推，每个档位对应不同的功率，可根据实际需要设置。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种呼吸机的控制方法，其特征在于，实时探测采集使用者的生理信号特征，根据生理信号特征识别使用者当前的呼吸类型，探测识别为中枢神经性睡眠呼吸暂停类型或混合性睡眠呼吸暂停类型时控制呼吸机为使用者提供持续气道正压通气系统工作模式，探测识别为阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型或自主呼吸类型时控制呼吸机为使用者提供脉冲式工作模式；

所述脉冲式工作模式为在使用者吸气时供气，在使用者呼气时控制呼吸机排出供给的气体不给使用者供气，实现脉冲式的供气。

2.根据权利要求1所述呼吸机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：通过信号传感模块实时采集使用者的生理信号特征；

S2：由主控模块根据生理信号特征识别使用者当前的呼吸类型，

其中，呼吸类型包括中枢神经性睡眠呼吸暂停类型、混合性睡眠呼吸暂停类型、阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型和自主呼吸类型；

若使用者当前的呼吸类型为中枢神经性睡眠呼吸暂停类型或混合性睡眠呼吸暂停类型，则执行步骤S3，

若使用者当前的呼吸类型为阻塞性睡眠呼吸暂停类型、低通气类型或自主呼吸类型，则执行步骤S4；

S3：由主控模块控制供气装置以全功率工作并控制第一伺服阀门闭合，返回步骤S1；

S4：利用调试学习模块对步骤S1采集得到的生理信号特征进行学习，得到驱动信号；

S5：由主控模块跟据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置以预设的功率工作；

S6：执行结束。

3.根据权利要求2所述呼吸机的控制方法，其特征在于，通过以下任一方法预设供气装置的功率：

方法一：通过压力滴定的方式确定适合使用者的通气压力基准，根据通气压力基准预设供气装置的功率；

方法二：根据输入的身高和体重生成使用者的BMI指数，各BMI指数均预设有对应的功率，根据使用者的BMI指数对应的功率预设供气装置的功率。

4.一种实现权利要求1至3任一项所述控制方法的呼吸机，其特征在于，包括供气装置、第一伺服阀门箱、呼吸面罩、信号传感模块、主控模块和调试学习模块；其中，所述供气装置与第一伺服阀门箱管路连接，所述第一伺服阀门箱与所述呼吸面罩管路连接；所述供气装置、第一伺服阀门箱、信号传感模块和调试学习模块分别与主控模块电连接；所述第一伺服阀门箱至少包括一条第一阀门箱主气路、一条第一阀门箱支气路和一个第一伺服阀门，所述第一伺服阀门设置于第一阀门箱支气路的出气端；

所述供气装置用于对气体进行过滤得到纯净气体，并沿气路输送纯净气体；

所述第一伺服阀门箱用于接收主控模块发出的信号并控制第一伺服阀门开合；

所述呼吸面罩用于罩在使用者的鼻处或口和鼻处，并设有排气孔用于排出气体；

所述信号传感模块用于采集使用者的生理信号特征并反馈至主控模块；

所述主控模块用于接收和发送信号，并对信号进行识别和处理；

所述调试学习模块用于根据使用者的生理信号特征进行学习，在学习完成后输出驱动信号至主控模块，由主控模块根据驱动信号控制第一伺服阀门的开合周期，同时控制供气装置以预设的功率工作。

5.根据权利要求3所述的呼吸机，其特征在于，所述生理信号特征包括睡眠信号特征和呼吸信号特征。

6.根据权利要求3所述的呼吸机，其特征在于，所述第一伺服阀门箱设有进气端、主路出气端和支路出气端，采用三通结构；

其中，第一伺服阀门箱的进气端与供气装置的出气端管路连接，第一伺服阀门箱的主路出气端与呼吸面罩的进气端管路连接，第一伺服阀门箱的支路出气端空接或与供气装置的进气端管路连接。

7.根据权利要求6所述的一种呼吸机，其特征在于，所述供气装置包括风机和气体过滤箱；其中，所述风机的出气端与第一伺服阀门箱的进气端管路连接，所述风机的进气端与气体过滤箱的出气端管路连接；所述风机与主控模块电连接。

8.根据权利要求7所述的一种呼吸机，其特征在于，当所述第一伺服阀门箱的支路出气端与供气装置的进气端管路连接时，所述供气装置还包括第二伺服阀门箱；所述第二伺服阀门箱设有主路进气端、支路进气端和出气端，采用三通结构；

所述第二伺服阀门箱的出气端与气体过滤箱的进气端管路连接，所述第二伺服阀门箱的支路进气端与第一伺服阀门箱的支路出气端管路连接；所述第二伺服阀门箱与主控模块电连接；

所述第二伺服阀门箱用于接收主控模块发出的信号并控制第二伺服阀门开合。

9.根据权利要求4所述的呼吸机，其特征在于，所述信号传感模块包括气体流量传感器、压力传感器和信号放大模块，所述气体流量传感器、压力传感器分别与信号放大模块电连接，所述信号放大模块与主控模块电连接；

所述气体流量传感器靠近呼吸面罩的进气端设置，用于采集气体流量变化情况作为使用者的呼吸信号特征，并发送至信号放大模块；

所述信号放大模块用于将传感器发送的信号放大后发送到主控模块；

所述压力传感器用于采集使用者胸腹部位的起伏情况作为使用者的呼吸信号特征，并发送至信号放大模块。

10.根据权利要求9所述的一种呼吸机，其特征在于，还包括脑电波传感器和眼肌电传感器，所述脑电波传感器和眼肌电传感器分别与主控模块电连接；

所述脑电波传感器用于采集使用者的脑电波信号作为使用者的睡眠信号特征，并发送至信号放大模块；

所述眼肌电传感器用于采集使用者的眼肌电信号作为使用者的睡眠信号特征，并发送至信号放大模块。

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