CN115824528B - 一种呼吸治疗仪的堵塞检测方法以及呼吸治疗仪的管路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及堵塞检测方法领域，具体涉及F17D5/02，更具体地，本发明涉及一种呼吸治疗仪的堵塞检测方法以及呼吸治疗仪的管路。一种呼吸治疗仪的堵塞检测方法，所述堵塞检测方法为对呼吸治疗仪的管路的堵塞进行检测，包括下面步骤：(1)开启堵塞报警逻辑；(2)流量Q从0开始到预设值过程的堵塞判断；(3)流量Q达到预设值的堵塞判断；(4)平衡后对参数进行设置后的堵塞判断。本申请堵塞检测方法逻辑清晰，不需要人工现场操作，检测管路的可靠性高，能够及时发现管路堵塞的问题，避免病人的治疗风险。

Description

一种呼吸治疗仪的堵塞检测方法以及呼吸治疗仪的管路

技术领域

本发明涉及堵塞检测方法领域，具体涉及F17D5/02，更具体地，本发明涉及一种呼吸治疗仪的堵塞检测方法以及呼吸治疗仪的管路。

背景技术

呼吸治疗仪为高流量无创治疗类型，治疗过程包括为患者输出合适温湿度、流量及氧浓度的气体，而当管道因外界原因(例如管路末端折管，病人末端佩戴错误，管路积水堵管等)，导致管路堵塞气流不能顺利输出，导致为患者治疗造成一定的风险，然而目前均是依靠人工来进行定期查看、检查等，一旦未及时发现管道堵塞，就会给病人带来一定的治疗风险，因此，一套可靠稳定的堵塞判断方法尤为重要。

发明内容

针对现有技术中存在的一些问题，本发明第一个方面提供了一种呼吸治疗仪的堵塞检测方法，所述堵塞检测方法为对呼吸治疗仪的管路的堵塞进行检测，包括下面步骤：

(1)开启堵塞报警逻辑；

(2)流量Q从0开始到预设值过程的堵塞判断；

(3)流量Q达到预设值的堵塞判断；

(4)平衡后对参数进行设置后的堵塞判断。

在一种实施方式中，步骤(1)具体包括：在设定界面设定好预设参数后进入治疗状态，即开启堵塞报警逻辑的运行。

本申请中所述预设参数包括但不限于医护人员根据患者及使用情况设定好流量、氧浓度及温度等参数。

在一种实施方式中，步骤(2)包括根据电压-流量判断条件和/或流量预设值临界点判断条件进行管路堵塞判断，判定为堵塞后，触发堵塞报警。

优选的，根据电压-流量判断条件进行堵塞判断包括多段式流量堵塞逻辑判断，多段式流量为Q₀～Q₁，Q₁～Q₂至Q_n-1～Q_n，该堵塞逻辑判断通过在电路输出端接上的电压表以及在风机后端接上的流量测试仪得到的Q_n与V_n的非线性关系得到的f’(Q)进行判断；其中，Q₀为初始流量，Q₁～Q_n-1为风机运行后的过程流量，Qn为预设流量；优选的，至少包括Q₀～Q₁、Q₁～Q_n两种情况流量堵塞逻辑判断。

通过逻辑算法细分，根据f’(Q)达到快速有效且准确判断堵塞报警的目的。

开始治疗后，流量从0开始上升，往后进行多段式流量进行判断主要分为Q₀～Q₁，Q₁～Q₂至Q_n-1～Q_n，此段根据治疗仪涡轮风机与涡轮风机驱动系统的差异进行判断，在流量Q从0L/min到Q_n过程中为非线性上升，当控制单元输出涡轮风机速度，数字转模拟电压信号通过电机驱动电路驱动涡轮风机的运作，该电压信号从V₀开始到V_n，此时流量达到预设值。

如图1所示的Q_n与V_n的非线性关系，当V达到V_t时流量Q开始正增加，V～V_t过程流量Q为初始值，此段f’(Q)＝0。故必须分情况进行判断，至少分为Q₀～Q₁段逻辑与Q₁～Q_n两种情况进行堵塞逻辑判断。

优选的，根据流量预设值临界点判断条件进行堵塞判断至少包括Qn<Qs和Qn≥Qs两种情况堵塞逻辑判断，其中，Qs为预设值临界点，Qn<Qs段的f’(Q)小于Qn≥Qs段的f’(Q)。

Vn的上升的速率与Qn的大小有关，为实现不同设定流量下，快速达到预设流量值，监护人员设定的Qn值越小，控制器控制Vn输出值上升的速率越慢，Qn值越大，Vn上升的速率越快。以达到低流量时流量不易过冲，高流量时流量快速达到的目的，这里主要分为两个判断逻辑，低流量部分和高流量部分，故软件处理上此处至少分为两种情况进行判断，即Qn<Qs和Qn≥Qs两种情况堵塞逻辑判断。

在一种实施方式中，当电压-流量判断条件和流量预设值临界点判断条件同时存在时，涡轮风机功率f’(w)>0的情况下，流量传感器获取的流量f’(Q)>a，a的取值为流量增加的有效速率，当f’(w)小于a时判断为堵塞，当f’(w)大于a时判断为系统正常运行，其中f’(w)为流速-风机功率的斜率。

在一种实施方式中，步骤(3)中，根据此时的实际流量浮动范围、非预设流量的持续时间以及f’(w)值进行判断，具体如下：

同时满足如下条件，判断为堵塞；

1)实际流量的浮动范围超出BL/min的浮动范围；

2)实际流量低于预设流量值持续Tr时间；

3)f’(w)>0；

同时满足如下条件，判断为漏气；

1)实际流量的浮动范围超出BL/min的浮动范围；

2)实际流量高于预设流量值持续Ts时间；

3)f’(w)<C。

本申请中漏气的可能性包括鼻氧管突然拔出等。

值得注意的是，本申请中的C值为功率速率允许值，超过功率上升速率(超过C值)产生的流量突然增大不判断为漏气。B值在低流量设定与高流量设定时有所差异，预设流量越小，B值越小，预设流量越大，B值允许值也将越大，Tr设定影响了堵塞报警的相应速度，Tr值越短，则堵塞报警相应越迅速，同时也对系统判断的稳定性有更高的要求。

举例说明：当呼吸治疗仪可以设定流量范围为2-80L/min当设定目标流量为2L/min时，B值为±1L/min，当设定目标流量为80L/min时，B值可为5L/min，则2-80L/min中间段B值设定在正负1-5L/imn之间。

Tr，根据灵敏度可调在10s内，目前预设流量调节，按下确认按钮后，流量浮动时的Tr值为2s，之后流量稳定达到预设值后的Tr值为7s。

Ts为漏气判断条件，约在1-4s内调节，低流量2L/min时约为1.2s，高流量80Lmin时约为3s。此数值和流量值与电机驱动功率有关，以上数据为电机驱动功率调节到适合值的情况下。

值得一提的是，实际流量实际上为非理想数值，其存在一定波动，在正负BL/min升范围内浮动为正常浮动范围。

在一种实施方式中，步骤(4)包括：系统达到平衡后，在显示界面进行承参数的重新设定，然后根据新设定流量大于与小于目前流量值的情况进行堵塞判断。

在一种实施方式中，当新设定流量大于目前流量值时，按照步骤(2)中Q₁～Q_n时的逻辑进行判断。

在一种实施方式中，当新设定流量小于目前流量值时，如图2和图3所示，此状态为Qs下降到Qn的状况。对流量开始下降的时间记为T₁，流量下降的过程中时间记为Tp，首先判断流量是否超出B值浮动范围，且是否高于预设流量值持续的Tr时间，若判断出流量在Tr时间内超出了正常浮动值正负B的限值，进行下一步判断，若流量Q₀<Q<Qn，判断f’(Q)<0，f’(v)>0，此阶段流量始终将回升，此段预留下降过冲时间，待Qp＝Q0，此段按Q₀～Q₁逻辑段进行判断，待Q值回升，循环判断以上三步直待流量达到预设值且在允许浮动范围内。

在一种实施方式中，呼吸治疗仪的堵塞检测方法还包括步骤(5)存在其他报警对堵塞报警的处理，具体包括：根据先后或优先级别进行判断显示，优先级相同的报警同时进行报警，优先级高的报警优先进行报警。

优选的，该堵塞检测方法中触发的堵塞报警为中优先级报警，同级别报警时，会停止风机输出，触发会改变流量变化的相关报警时，堵塞报警逻辑关闭，且报警至少显示一个报警周期且判断正常后正常退出。

与本申请堵塞报警同级别报警例如水罐干烧报警等。

本发明第二个方面提供了一种呼吸治疗仪的管路，按重量份计，所述管路的制备原料包括90-100份医用高分子材料、3-5份白油、0.5-1份纳米抗菌剂、0.1-0.5份抗氧剂、0.01-0.1份润滑剂。

在一种实施方式中，按重量份计，所述管路的制备原料包括95份医用高分子材料、4份白油、0.8份纳米抗菌剂、0.2份抗氧剂、0.05份润滑剂。

优选的，所述白油在40℃的运动粘度为88.5mm²/s，闪点为256℃，购自台塑，型号为500N。

优选的，所述医用高分子材料选自SEPPS、SOE、PP、PE、PC、PU中一种或多种。

进一步优选的，所述医用高分子材料为SEPPS、SOE、PP、PE，重量比为(1.2-1.8)：1：(1-1.5)：1，重量比优选为1.5:1:1.2:1。

优选的，所述SEPPS中苯乙烯的质量分数为30％，密度为0.91g/cm³，购自可乐丽，型号为4033。

优选的，SOE在230℃的的熔体流动速率为13g/10min，密度为0.89g/cm³，牌号为S1605，购自旭化成。

优选的，所述PP为无规共聚聚丙烯，在230℃的熔体流动速率为15g/10min，购自台塑，牌号为5090T。

优选的，所述PE为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合，重量比为1：(0.3-0.8)，重量比优选为1:0.6。

优选的，所述低密度聚乙烯在190℃，2.16Kg的熔体流动速率为4g/10min，购自茂名石化，牌号为LDPE 2426K。

优选的，所述线性低密度聚乙烯在190℃，2.16Kg的熔体流动速率为0.9-1.2g/10min，优选为0.9g/10min。进一步优选的，所述线性低密度聚乙烯牌号为2645.11G。

本申请所述润滑剂不做特别限定，本领域技术人员可做常规选择，优选为油酸酰胺。

本申请所述抗氧剂不做特别限定，本领域技术人员可做常规选择，优选为抗氧剂1076。

优选的，所述纳米抗菌剂的平均粒径为25-35nm，更优选的，所述纳米抗菌剂的平均粒径30nm。

优选的，所述纳米抗菌剂为纳米二氧化钛银抗菌剂，主要成分为纳米二氧化钛银交换体，银含量为3±0.2wt％，钛含量为30±1wt％，购自杭州万景新材料有限公司。

本申请人添加了一部分的纳米二氧化钛银抗菌剂，并控制其平均粒径在25-35nm，使得管路具有一定的抗菌性能，然而申请人发现，同批次的管路抗菌性能参差不齐，且拉伸强度不加，经过申请人一系列的研究后意外的发现，本申请中在190℃，2.16Kg的熔体流动速率为0.9-1.2g/10min的线性低密度聚乙烯以及在190℃，2.16Kg的熔体流动速率为4g/10min的低密度聚乙烯的复合，并结合本申请特定的聚丙烯、SEPPS以及SOE，在不额外添加相容剂的条件下，就可以使得本申请的管路的抗压强度得到显著的提高，解决了无机抗菌粒子的加入带来的原料之间分散相容问题，申请人认为可能是本申请中的熔融指数的线性低密度聚乙烯中的短支链结构以及低密度聚乙烯中的长支链使得管路材料在熔融挤出的过程中长短支链促进无机抗菌粒子的流动分散性，同时和聚丙烯、SEPPS以及SOE相辅相成，促进各个分子之间间距的均匀分布。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

本申请堵塞检测方法逻辑清晰，不需要人工现场操作，检测管路的可靠性高，能够及时发现管路堵塞的问题，避免病人的治疗风险。

附图说明

图1为Q_n与V_n的非线性关系图；

图2为当新设定流量小于目前流量值时，情形一的Q-T曲线；

图3为当新设定流量小于目前流量值时，情形二的Q-T曲线；

图4为呼吸治疗仪的堵塞检测方法流程图。

具体实施方式

以下通过具体实施方式说明本发明，但不局限于以下给出的具体实施例。

一种呼吸治疗仪的堵塞检测方法，如图4，包括下面步骤：

(1)开启堵塞报警逻辑：在设定界面设定好预设参数后进入治疗状态，即开启堵塞报警逻辑的运行；

(2)流量Q从0开始到预设值过程的堵塞判断；

包括根据电压-流量判断条件和/或流量预设值临界点判断条件进行堵塞判断，判定为堵塞后，触发堵塞报警。

根据电压-流量判断条件进行堵塞判断至少包括Q₀～Q₁、Q₁～Q_n两种情况流量堵塞逻辑判断，该堵塞逻辑判断通过在电路输出端接上的电压表以及在风机后端接上的流量测试仪得到的Q_n与V_n的非线性关系得到的f’(Q)进行判断。

根据流量预设值临界点判断条件进行堵塞判断至少包括Qn<Qs和Qn≥Qs两种情况堵塞逻辑判断，其中，Qs为预设值临界点，Qn<Qs段的f’(Q)小于Qn≥Qs段的f’(Q)。

当电压-流量判断条件和流量预设值临界点判断条件同时存在时，涡轮风机功率f’(w)>a的情况下，流量传感器获取的流量f’(Q)>a，a的取值为流量增加的有效速率，当f’(w)小于a时判断为堵塞，当f’(w)大于a时判断为系统正常运行。

(3)流量Q达到预设值的堵塞判断；

同时满足如下条件，判断为堵塞；

1)实际流量的浮动范围超出BL/min的浮动范围；

2)实际流量低于预设流量值持续Tr时间；

3)f’(w)>0；

同时满足如下条件，判断为漏气；

1)实际流量的浮动范围超出BL/min的浮动范围；

2)实际流量高于预设流量值持续Ts时间；

3)f’(w)<C。

(4)平衡后对参数进行设置后的堵塞判断。

系统达到平衡后，在显示界面进行承参数的重新设定，然后根据新设定流量大于与小于目前流量值的情况进行堵塞判断。

当新设定流量大于目前流量值时，按照步骤(2)中Q₁～Q_n时的逻辑进行判断。

当新设定流量小于目前流量值时，此状态为Qs下降到Qn的状况。对流量开始下降的时间记为T₁，流量下降的过程中时间记为Tp，首先判断流量是否超出B值浮动范围，且是否高于预设流量值持续的Tr时间，若判断出流量在Tr时间内超出了正常浮动值正负B的限值，进行下一步判断，若流量Q₀<Q<Qn，判断f’(Q)<0，f’(v)>0，此阶段流量始终将回升，此段预留下降过冲时间，待Qp＝Q0，此段按Q₀～Q₁逻辑段进行判断，待Q值回升，循环判断以上三步直待流量达到预设值且在允许浮动范围内。

(5)根据先后或优先级别进行判断显示，优先级相同的报警同时进行报警，优先级高的报警优先进行报警。

实施例1

一种呼吸治疗仪的管路，按重量份计，所述管路的制备原料包括95份医用高分子材料、4份白油、0.8份纳米抗菌剂、0.2份抗氧剂、0.05份润滑剂。

所述医用高分子材料为SEPPS、SOE、PP、PE，重量比为1.5:1:1.2:1，所述SEPPS中苯乙烯的质量分数为30％，密度为0.91g/cm³，购自可乐丽，型号为4033。SOE在230℃的的熔体流动速率为13g/10min，密度为0.89g/cm³，牌号为S1605，购自旭化成。所述PP为无规共聚聚丙烯，在230℃的熔体流动速率为15g/10min，购自台塑，牌号为5090T。所述PE为低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的混合，重量比为1：0.6。所述低密度聚乙烯在190℃，2.16Kg的熔体流动速率为4g/10min，购自茂名石化，牌号为LDPE 2426K。所述线性低密度聚乙烯在190℃，2.16Kg的熔体流动速率为0.9g/10min，牌号为2645.11G。所述润滑剂为油酸酰胺。所述抗氧剂为抗氧剂1076，所述纳米抗菌剂的平均粒径为30nm，主要成分为纳米二氧化钛银交换体，银含量为3±0.2wt％，钛含量为30±1wt％，购自杭州万景新材料有限公司。所述白油在40℃的运动粘度为88.5mm²/s，闪点为256℃，购自台塑，型号为500N。

所述呼吸治疗仪的管路的制备方法如下：将管路的制备原料混合，通过双螺杆挤出机熔融挤出，然后造粒，成型后降温，施压缠绕成管路。

实施例2

一种呼吸治疗仪的管路，同实施例1，不同之处在于，PE为低密度聚乙烯，低密度聚乙烯在190℃，2.16Kg的熔体流动速率为4g/10min，购自茂名石化，牌号为LDPE 2426K。

呼吸治疗仪的管路的制备方法同实施例1。

实施例3

一种呼吸治疗仪的管路，同实施例1，不同之处在于，所述线性低密度聚乙烯牌号为DFDA-7042。

呼吸治疗仪的管路的制备方法同实施例1。

实施例4

一种呼吸治疗仪的管路，同实施例1，不同之处在于，所述线性低密度聚乙烯牌号为DNDA-7340NT 7。

呼吸治疗仪的管路的制备方法同实施例1。

性能测试

1.抗折性能：将管路弯曲180°，两端接头平行对折，管路内腔不出现塌陷则记为合格，否则记为不合格。

2.拉伸强度：对实施例1-4得到的管路成型之前的材料参考GB/T1040-2006进行拉伸强度的测试，拉伸强度高于10MPa记为优，否则记为差。

表1

Claims (8)

1.一种呼吸治疗仪的堵塞检测方法，其特征在于，所述堵塞检测方法为对呼吸治疗仪的管路的堵塞进行检测，包括下面步骤：

(1)开启堵塞报警逻辑；

(2)流量Q从0开始到预设值过程的堵塞判断；

(3)流量Q达到预设值的堵塞判断；

(4)平衡后对参数进行设置后的堵塞判断；

步骤(2)包括根据电压-流量判断条件和/或流量预设值临界点判断条件进行管路堵塞判断，判定为堵塞后，触发堵塞报警；

根据电压-流量判断条件进行堵塞判断包括多段式流量堵塞逻辑判断，多段式流量为Q₀～Q₁，Q₁～Q₂至Q_n-1～Q_n，该堵塞逻辑判断通过在电路输出端接上的电压表以及在风机后端接上的流量测试仪得到的Q_n与V_n的非线性关系得到的f’(Q)进行判断；其中，Q₀为初始流量，Q₁～Q_n-1为风机运行后的过程流量，Qn为预设流量。

2.根据权利要求1所述呼吸治疗仪的堵塞检测方法，其特征在于，根据流量预设值临界点判断条件进行堵塞判断至少包括Qn<Qs和Qn≥Qs两种情况堵塞逻辑判断，其中，Qs为预设值临界点，Qn<Qs段的f’(Q)小于Qn≥Qs段的f’(Q)。

3.根据权利要求2所述呼吸治疗仪的堵塞检测方法，其特征在于，当电压-流量判断条件和流量预设值临界点判断条件同时存在时，涡轮风机功率f’(w)>0的情况下，流量传感器获取的流量f’(Q)>a，a的取值为流量增加的有效速率，当f’(w)小于a时判断为堵塞，当f’(w)大于a时判断为系统正常运行，其中f’(w)为流速-风机功率的斜率。

4.根据权利要求3所述呼吸治疗仪的堵塞检测方法，其特征在于，步骤(3)中，根据此时的实际流量浮动范围、非预设流量的持续时间以及f’(w)值进行判断，具体如下：

同时满足如下条件，判断为堵塞；

1)实际流量的浮动范围超出BL/min的浮动范围；

2)实际流量低于预设流量值持续Tr时间；

3)f’(w)>0；

同时满足如下条件，判断为漏气；

1)实际流量的浮动范围超出BL/min的浮动范围；

2)实际流量高于预设流量值持续Ts时间；

3)f’(w)<C。

5.根据权利要求1-4任一项所述呼吸治疗仪的堵塞检测方法，其特征在于，步骤(4)包括：系统达到平衡后，在显示界面进行承参数的重新设定，然后根据新设定流量大于与小于目前流量值的情况进行堵塞判断。

6.根据权利要求5所述呼吸治疗仪的堵塞检测方法，其特征在于，呼吸治疗仪的堵塞检测方法还包括步骤(5)存在其他报警对堵塞报警的处理，具体包括：根据先后或优先级别进行判断显示，优先级相同的报警同时进行报警，优先级高的报警优先进行报警。

7.根据权利要求6所述呼吸治疗仪的堵塞检测方法，其特征在于，该堵塞检测方法中触发的堵塞报警为中优先级报警，同级别报警时，会停止风机输出，触发改变流量变化的相关报警时，堵塞报警逻辑关闭，且报警至少显示一个报警周期，判断正常后退出。

8.一种呼吸治疗仪的管路，其特征在于，所述管路为权利要求1-7任一项所述堵塞检测方法进行检测的管路，按重量份计，所述管路的制备原料包括90-100份医用高分子材料、3-5份白油、0.5-1份纳米抗菌剂、0.1-0.5份抗氧剂、0.01-0.1份润滑剂。