CN115944820B - 一种准确定量呼吸器参数的控制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种准确定量呼吸器参数的控制方法及装置，方法包括：呼吸参数检测单元预设呼吸监测参数，启动呼吸气流生成器，呼吸参数检测单元接收传感器采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算出呼吸监测参数；呼吸参数检测单元将呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与各项参数对应的设定阈值对比，并输出报警信息；根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数，调整后采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算呼吸监测参数，继续与设定阈值对比；装置包括：进气口、呼吸气流生成器、按钮、屏幕、出气口、呼吸参数检测单元、通信线路和按压气囊；本发明实现呼吸气流生成器精准控制，输出的通气量更加精确。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸参数检测技术领域，特别涉及一种准确定量呼吸器参数的控制方法及装置。
背景技术
简易呼吸器，又称复苏球，气囊，皮球等，通常由进气阀、压缩单元（如气囊）和患者阀组成，一般配有储气袋、呼吸面罩等附件。是一种通过操作者按压设备上压缩单元（如气囊），从而实现向患者肺部通气的复苏装置。简易呼吸器比较适用于心肺复苏及需人工呼吸急救的场合，尤其是适用于窒息、呼吸困难或需要提高供氧量的情况，还适用于各种中毒所致的呼吸抑制，神经、肌肉疾病所致的呼吸肌麻痹，各种电解质紊乱所致的呼吸抑制，各种大型的手术，配合氧疗作溶疗法，运送病员，适用于机械通气患者作特殊检查，进出手术室等情况，临时替代机械呼吸机（指有创呼吸机，不包括无创人工气道） 遇到呼吸机因障碍，停电等特殊情况时，可临时应用简易呼吸器替代；具有使用方便、痛苦轻、并发症少、便于携带、有无氧源均可立即通气的特点。但是简易呼吸器因其结构简单，其功能也简单，不能对呼吸相关参数（潮气量VT、呼吸频率RR、呼吸流量等）进行检测，所以不能保证简易呼吸器提供给患者的呼吸气体的符合患者的需求。
现有技术一，JP2022034540A支持呼吸机用户的方法和通风系统，提供一种用于支撑呼吸器的使用者的方法和人工呼吸系统，以向呼吸器的使用者、特别是家用呼吸器的使用者提供改进的支撑。通气机链接到包括控制算法的终端设备，并且记录在通气机中的包括由通气机检测到的人工呼吸参数的数据被发送到通气机。通过与终端设备通信的计算机设备和/或终端设备评估发送和发送的数据以提供至少一个用户信息。虽然用户至少部分地接收基于人工呼吸参数的评估和/或辅助，而不管医学专业知识如何，并且用户信息由终端设备输出；但是该设备的终端设备和通气机分体式链接，导致设备一体化程度较低，使用繁琐；另外设备的体积较大，不利于急救的场合。
现有技术二，CN112370625A 一种氧气呼吸器的控制方法及控制装置，该控制方法包括：监测氧气呼吸器的出气管内的压力和流量，建立使用者的呼吸模型；根据呼吸模型，提取出包括呼吸周期Pb、吸气相Pi、呼气相Pe在内的呼吸特征参数；根据呼吸特征参数，确定供氧控制参数，在吸气相时打开阀门供氧，在呼吸相时关闭阀门停止供氧；虽然在吸气相结束前，阻断氧气的输出，从而大大地延长了供氧时间，但是该设备缺少对患者呼吸相关参数反馈的监测，仅实现了氧气量的增大，并不能实现呼吸参数的自动调整，而且呼吸特征参数有限，不能全面的得出患者的呼吸状况。
现有技术三，CN114730629A 基于语音的呼吸预测，描述了一种方法，该方法包括获得受试者的语音模式的指示，并且使用指示来确定受试者的预测的吸气时间；机器学习模型用于预测受试者的语音模式和呼吸模式之间的关系；然后，机器学习模型可用于确定受试者的预测的吸气时间，虽然实现了基于受试者的预测的吸气时间来控制气体到受试者的递送，但是监测的呼吸参数较少，不能准确的反应呼吸的特征，导致供给的气流不能满足患者当前的需求。
目前现有技术一、现有技术二和现有技术三存在监测的呼吸参数有限，不能全面的反应被监测者的状态，导致提供给被监测者的气流参数不准确，另外，设备的自动化控制水平较低，实现方式单一的问题，因而，本发明提供一种准确定量呼吸器参数的控制方法及装置，能够检测呼吸参数（潮气量VT、呼吸频率RR、流量、分钟通气量MV、呼吸气体压力阈值、近患者端压力阈值等），实时监测人工按压供气或者自动供气过程，保证生成准确的呼吸气流。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种准确定量呼吸器参数的控制方法，包括以下步骤：
呼吸参数检测单元预设呼吸监测参数，启动呼吸气流生成器，呼吸参数检测单元接收传感器采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算出呼吸监测参数；
呼吸参数检测单元将呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与各项参数对应的设定阈值对比；在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息；
根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数，调整后采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算呼吸监测参数，继续与设定阈值对比。
可选的，计算出的呼吸监测参数包含：潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV。
可选的，在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息。
可选的，计算呼吸监测参数的过程，包括：
接收传感器采集的呼吸气体流量；
根据呼吸气体流量计算呼吸气体流速，由呼吸气体流速计算潮气量；
由潮气量计算呼吸频率，根据呼吸频率计算分钟通气量。
可选的，呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与设定阈值对比的过程，包括：
按照类别将呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数进行分类，得到带有类别属性的呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数；
按照呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数自高到低的优先级，分别与其设定阈值对比；设定阈值定义为呼吸参数检测单元预设呼吸器的通气及报警的参数；
当呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数其中一个、两个或多个超出设定阈值，按照预设程序进行报警。
可选的，报警的方式包含：声音和灯光的组合。
可选的，根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数的过程，包括：
呼吸气流生成器获取呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量及呼末气体，呼末气体成分包含：氧气、氮气、二氧化碳及一氧化碳；呼末气体输入至气体分析仪；
根据呼吸气体声生成目标频谱图，分析目标频谱图中的信号特征，基于信号特征划分出目标频谱图中的吸气频谱和呼气频谱；使用预设的深度学习算法，将吸气频谱和呼气频谱结合转化为肺顺应性曲线；气体分析仪分析呼末气体的成分，并生成呼末气体成分比例图；
根据肺顺应性曲线得到顺应性变化趋势数据，由呼末气体成分比例图得到呼末气体成分变化趋势数据，通过顺应性变化趋势数据、呼末气体成分变化趋势数据、被监测者信息及数据库存储的信息，对被监测者的生理状态进行评估，并由呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数；被监测者信息包含：体重及性别等；数据库存储的信息包含不同年龄段的生理状态；
根据呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数调整呼吸器的通气参数，并对被监测者的生理状态及通气状态进行监测。
本发明提供的一种准确定量呼吸器参数的控制装置，包括：进气口、呼吸气流生成器、按钮、屏幕、出气口、呼吸参数检测单元和通信线路；
呼吸气流生成器的右侧设置有进气口，呼吸气流生成器的左侧与呼吸参数检测单元的输入端连接，呼吸参数检测单元上设置有屏幕和按钮，呼吸参数检测单元的左侧设置有出气口，呼吸参数检测单元通过通信线路与呼吸气流生成器连接。
可选的，还包括：按压气囊；
按压气囊的输入端与进气口连接，按压气囊的输出端与呼吸参数检测单元的输入端连接。
可选的，还包括：
传感器模块，负责采集呼吸器内的呼吸气体压力、呼吸气体流量、呼吸气体温湿度及气体浓度，气体浓度包含：氧浓度及二氧化碳浓度；
传感器驱动模块，负责将传感器模块采集的信号转换为数据及监测模块可识别的电信号；
数据及监测模块，负责根据传感器驱动模块的电信号，对呼吸工作进行判断，并生成图表数据及二级数据；
用户界面操作模块，负责实现用户与操作系统模块的交互，实现用户接口的功能；
屏幕显示模块，负责显示生成图表数据的内容；
操作系统模块，负责实现用户界面操作模块、声光驱动模块及传感器驱动模块的进程控制；
声光驱动模块，负责实现不同条件下的声音和灯光报警的控制；
声光报警模块，负责执行操作系统模块的控制，按照预设程序进行声音和灯光报警。
可选的，数据及监测模块，包括：
图表数据生成子模块，负责根据预设配置参数，确定并展示可用图表组件集，选取可用图表组件集中的图表组件，生成目标图表数据；确定目标图表数据所需的监测信息，将监测信息转换为数据实例列表并转发至用户界面操作模块；
呼吸动作判断子模块，负责判断当前的状态是呼气还是吸气；
二级数据生成子模块，负责目标图表数据的备份存储。
本发明首先呼吸参数检测单元预设呼吸监测参数，启动呼吸气流生成器，呼吸参数检测单元接收传感器采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算出潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV等呼吸监测参数；其次呼吸参数检测单元将呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与各项参数对应的设定阈值对比，在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息；最后根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数，调整后采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算呼吸监测参数，继续与设定阈值对比；其原理请参考图2；本实施例涉及的呼吸参数包括：潮气量VT、呼吸频率RR、吸气流和呼气流流量Q、呼吸气体压力Paw及近患者端呼吸气体压力P.P.等；呼吸参数检测单元的检测端口也可以连接至有的压力检测端口部件，进行实时压力监测，例如PEEP；其他基于上述参数获得的呼吸参数（例如，Ppeek—峰值呼吸气体压力；P0.1—在阻塞100ms时气道阻塞压力；Phigh/Plow—气道高低气压；MV—分钟通气量；Tslope—上升时间等参数）；上述方案对呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV等与呼吸相关的参数进行监测和计算，对被监测者的呼吸参数做出了全面的监测，并计算出了潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV等参数，为呼吸气流生成器的通气参数的修正提供了准确的参考依据，实现了呼吸气流生成器的精准控制，让呼吸气流生成器输出的通气量更加精确，提高被监测者的呼吸效果；通过与预设阈值的对比，确定呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数是否在预设阈值范围内，当某一参数超出预设阈值即发出报警信息，通知呼吸气流生成器调整通气参数，提升了呼吸器的自主控制能力，让呼吸的通气调整更加人性化各个性化，更加的智能。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中1准确定量呼吸器参数的控制方法流程图；
图2为本发明实施例中1准确定量呼吸器参数的控制方法原理图；
图3为本发明实施例中2计算呼吸监测参数的过程图；
图4为本发明实施例2中计算呼吸监测参数的原理图；
图5为本发明实施例2中RR动态指示区示意图；
图6为本发明实施例2中动态指示区示意图；
图7为本发明实施例3中呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与设定阈值对比的过程图；
图8为本发明实施例4中根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数的过程图；
图9为本发明实施例4中根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数的原理图；
图10为本发明实施例5中准确定量呼吸器参数的控制装置框图一；
图11为本发明实施例6中准确定量呼吸器参数的控制装置框图二；
图12为本发明实施例7中准确定量呼吸器参数的控制装置框图三；
图13为本发明实施例8中准确定量呼吸器参数的控制装置框图四；
图14为本发明实施例10中数据及监测模块框图；
图15为本发明实施例11中操作系统模块框图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
在本申请实施例使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请实施例。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
实施例1：如图1所示，本发明实施例提供了一种准确定量呼吸器参数的控制方法，包括以下步骤：
S100：呼吸参数检测单元预设呼吸监测参数，启动呼吸气流生成器，呼吸参数检测单元接收传感器采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算出潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV等呼吸监测参数；
S200：呼吸参数检测单元将呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与各项参数对应的设定阈值对比，在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息；
S300：根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数，调整后采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算呼吸监测参数，继续与设定阈值对比；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例首先呼吸参数检测单元预设呼吸监测参数，启动呼吸气流生成器，呼吸参数检测单元接收传感器采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算出潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV等呼吸监测参数；其次呼吸参数检测单元将呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与各项参数对应的设定阈值对比，在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息；最后根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数，调整后采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算呼吸监测参数，继续与设定阈值对比；其原理请参考图2；本实施例涉及的呼吸参数包括：潮气量VT、呼吸频率RR、吸气流和呼气流流量Q、呼吸气体压力Paw及近患者端呼吸气体压力P.P.等；呼吸参数检测单元的检测端口也可以连接至有的压力检测端口部件，进行实时压力监测，例如PEEP；其他基于上述参数获得的呼吸参数（例如，Ppeek—峰值呼吸气体压力；P0.1—在阻塞100ms时气道阻塞压力；Phigh/Plow—气道高低气压；MV—分钟通气量；Tslope—上升时间等参数）；上述方案对呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV等与呼吸相关的参数进行监测和计算，对被监测者的呼吸参数做出了全面的监测，并计算出了潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV等参数，为呼吸气流生成器的通气参数的修正提供了准确的参考依据，实现了呼吸气流生成器的精准控制，让呼吸气流生成器输出的通气量更加精确，提高被监测者的呼吸效果；通过与预设阈值的对比，确定呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数是否在预设阈值范围内，当某一参数超出预设阈值即发出报警信息，通知呼吸气流生成器调整通气参数，提升了呼吸器的自主控制能力，让呼吸的通气调整更加人性化各个性化，更加的智能。
实施例2：如图3所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的计算呼吸监测参数的过程，包括：
S101：接收传感器采集的呼吸气体流量；
S102：根据呼吸气体流量计算呼吸气体流速，由呼吸气体流速计算潮气量；
；
；
吸呼相转换界定逻辑为：吸气相时，Te-start：，K表示吸气体流量变化平滑度，根据通气参数设置值调整；呼气相时，Ti-start：Flow>Ftrigger，Ftrigger表示吸气体流量触发值，根据通气参数设置值调整；
其中，表示呼吸气体流速，单位为m/min，P表示呼吸气体流量，单位为m3/min，S表示呼吸气路管道的横截面积，单位为㎡；/>表示潮气量，单位为mL， T表示呼吸周期，为呼吸频率RR的倒数，单位为次/ min；/>表示对呼吸周期T求导；
S103：由潮气量计算呼吸频率，根据呼吸频率计算分钟通气量；
；
；
其中，RR表示呼吸频率，单位为次/分钟；表示呼气时间，单位为min；/>表示分钟通气量，单位为L；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例首先接传感器采集的呼吸气体流量；根据呼吸气体流量计算呼吸气体流速，由呼吸气体流速计算潮气量；由潮气量计算呼吸频率，根据呼吸频率计算分钟通气量；呼吸频率RR动态指示进入合格区指示启动一次吸气动作，其逻辑过程参考附图4；如图5所示，图中合格区1、RR动态指示区2，RR动态指示区2设置在合格区1的两端；潮气量动态指示进入合格区指示将呼吸切换至呼气相，如图6所示，合格区1、/>动态指示区，/>动态指示区设置在合格区1的底部；上述方案通过根据传感器采集到的呼吸气体流量，进行计算得到了呼吸气体流速、潮气量、呼吸频率及分钟通气量，上述参数均能准确的反应呼气和吸气的效果，能够精准的得到被监测者的呼吸状况，同时实现了呼吸参数的自动计算，省却了需要布设多个设备的繁琐，减轻了呼吸器的制作成本。
实施例3：如图7所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与设定阈值对比的过程，包括：
S201：按照类别将呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数进行分类，得到带有类别属性的呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数；
S202：按照呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数自高到低的优先级，分别与其设定阈值对比；设定阈值定义为呼吸参数检测单元预设呼吸器的通气及报警的参数；
S203：当呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数其中一个、两个或多个超出设定阈值，按照预设程序进行报警，报警的方式包含：声音和灯光的组合；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例首先按照类别将呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数进行分类，得到带有类别属性的呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数；其次按照呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数自高到低的优先级，分别与其设定阈值对比；设定阈值定义为呼吸参数检测单元预设呼吸器的通气及报警的参数；最后当呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数其中一个、两个或多个超出设定阈值，按照预设程序进行报警，报警的方式包含：声音和灯光的组合，其逻辑过程请参考附图4；上述方案通过将呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数进行分类，初步的实现了多个参数数据的处理，通过分类能够有效提高与设定阈值对比的效率，避免因为数据量大导致报警有误的情况，切实提高呼吸器参数控制的精度；对呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数设置优先级，使得各个参数的类别属性带有权重，有效减轻呼吸参数检测单元的判断压力；通过与预设阈值的对比，实现了报警，通过不同的声音和灯光的组合实现不同呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数的报警信息输出，便于及时调整呼吸气流生成器的通气参数。
实施例4:如图8所示，在实施例1的基础上，本发明实施例提供的根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数的过程，包括：
S301：呼吸气流生成器获取呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量及呼末气体，呼末气体成分包含：氧气、氮气、二氧化碳及一氧化碳等；呼末气体输入至气体分析仪；
S302：根据呼吸气体声生成目标频谱图，分析目标频谱图中的信号特征，基于信号特征划分出目标频谱图中的吸气频谱和呼气频谱；使用预设的深度学习算法，将吸气频谱和呼气频谱结合转化为肺顺应性曲线；气体分析仪分析呼末气体的成分，并生成呼末气体成分比例图；
S303：根据肺顺应性曲线得到顺应性变化趋势数据，由呼末气体成分比例图得到呼末气体成分变化趋势数据，通过顺应性变化趋势数据、呼末气体成分变化趋势数据、被监测者信息及数据库存储的信息，对被监测者的生理状态进行评估，并由呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数；被监测者信息包含：体重及性别等；数据库存储的信息包含不同年龄段的生理状态；
S304：根据呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数调整呼吸器的通气参数，并对被监测者的生理状态及通气状态进行监测；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例首先呼吸气流生成器获取呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量及呼末气体，呼末气体成分包含：氧气、氮气、二氧化碳及一氧化碳等；呼末气体输入至气体分析仪；其次根据呼吸气体声生成目标频谱图，分析目标频谱图中的信号特征，基于信号特征划分出目标频谱图中的吸气频谱和呼气频谱；使用预设的深度学习算法，将吸气频谱和呼气频谱结合转化为肺顺应性曲线；气体分析仪分析呼末气体的成分，并生成呼末气体成分比例图；然后根据肺顺应性曲线得到顺应性变化趋势数据，由呼末气体成分比例图得到呼末气体成分变化趋势数据，通过顺应性变化趋势数据、呼末气体成分变化趋势数据、被监测者信息及数据库存储的信息对被监测者的生理状态进行评估，并由呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数；被监测者信息包含：体重及性别等；数据库存储的信息包含不同年龄段的生理状态；最后根据呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数调整呼吸器的通气参数，并对被监测者的生理状态及通气状态进行监测，其逻辑过程请参考附图9；上述方案通过分析呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量及呼末气体得到了肺顺应性曲线和呼末气体成分比例图，将数字的参数转换为了图表的形式，这些图表可以在呼吸器的显示端进行显示，让参数的显示更加的直观，便于监测者和被监测者及时了解，有效的督促呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数调整；通过顺应性变化趋势数据、呼末气体成分变化趋势数据、被监测者信息及数据库存储的信息，对被监测者的生理状态进行评估，并由呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数，让呼吸器的通气参数的调整更加由针对性，与被监测者的当前的呼吸状态相吻合，最高效的提升呼吸器的使用效果，保证被监测者的生理状态。
实施例5：如图10所示，在实施例1-实施例4的基础上，本发明实施例提供的准确定量呼吸器参数的控制装置，包括：进气口4、呼吸气流生成器5、按钮6、屏幕7、出气口8、呼吸参数检测单元9和通信线路10；
呼吸气流生成器5的右侧设置有进气口4，呼吸气流生成器5的左侧与呼吸参数检测单元9的输入端连接，呼吸参数检测单元9上设置有屏幕7和按钮6，呼吸参数检测单元9的左侧设置有出气口8，呼吸参数检测单元9通过通信线路10与呼吸气流生成器5连接；呼吸参数检测单元9采用降压结构，采集两端的压力，这样既可以获得其压差用于获得流量，也可以通过一端压力获得该位置的气道压力；另外，也可以采用其他流量检测方式进行流量检测，例如热线（hot-wire）、超声式、板孔流量计、可变截面压差流量计、文丘里流量计、浮子流量计、转子流量计等等。呼吸气流生成器5是指任何可以自动产生呼吸气流的装置，例如呼吸机、涡轮风机或活塞缸等等。
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例的准确定量呼吸器参数的控制装置的呼吸的气体从进气口4进入呼吸气流生成器5，呼吸气流生成器5生成呼吸气流，进入呼吸参数检测单元9，呼吸参数检测单元9含有显示的屏幕7和一系列的按钮6，屏幕7用于显示呼吸参数，按钮6用于设置相关参数，呼吸气体从出气口8流向被监测者；使用呼吸气流生成器5，通信线路10连接呼吸参数检测单元9和呼吸气流生成器5，通过通信线路10、呼吸参数检测单元9和呼吸气流生成器5协同工作产生呼吸气流。通过设置呼吸参数检测单元9和呼吸气流生成器5实现了呼吸器通气量的自主调整，增加了智能控制能力，也能提升通气控制的精度；
本实施例的准确定量呼吸器参数的控制装置可以通过有线或者无线连接至其他设备仪器，进行数据交互，例如平板电脑（数据显示、教学等）、监护仪（数据显示）或呼吸机（检测呼吸参数并实时反馈给呼吸机，为呼吸机自主调节提供反馈参数）等。在使用时，先对本发明装置设置相关呼吸监测参数（VT、RR、流量、MV、气道压力阈值、近患者端压力阈值等参数），然后进行人工通气。在通气过程中，实时监测流向患者的呼吸气流（VT、RR、流量、MV、气道压力、近患者端压力）并显示在该装置的显示屏上，同时对获得的数据进行分析，发现超出预设值，本发明设置装置便发出相应的报警，提醒操作人员调节按压速度、深度、力度等，保证人工供气在合理的呼吸参数下进行；使用通信线路10和呼吸气流生成器连接起来后，进行自动通气，将监测到的呼吸参数通过通信线路10传输给自动呼吸气流生成器，自动呼吸气流生成器根据获得的呼吸参数自动调节，保证呼吸气流在处于合理的状态。如果呼吸参数异常或者自动呼吸气流生成器工作异常，本发明装置会触发相应的报警，告知救护人员。
实施例6：如图11所示，在实施例5的基础上，本发明实施例提供的准确定量呼吸器参数的控制装置，包括：进气口4、按钮6、屏幕7、出气口8、呼吸参数检测单元9和按压气囊11；
按压气囊11的输入端与进气口4连接，按压气囊11的输出端与呼吸参数检测单元9的输入端连接，呼吸参数检测单元9上设置有按钮6和屏幕7，呼吸参数检测单元9的输出端与出气口8连接；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例的准确定量呼吸器参数的控制装置的呼吸的气体从进气口4进入按压气囊11，按压气囊11生成呼吸气流，进入呼吸参数检测单元9，呼吸参数检测单元9含有显示的屏幕7和一系列的按钮6，屏幕7用于显示呼吸参数，按钮6用于设置相关参数，呼吸气体从出气口8流向被监测者；使用按压气囊11连接呼吸参数检测单元9，通过呼吸参数检测单元9和按压气囊11协同工作产生呼吸气流，按压气囊11的操作者通过屏幕7看到呼吸参数检测单元9的结果进行调整；先对准确定量呼吸器参数的控制装置设置相关呼吸监测参数（VT、RR、流量、MV、气道压力阈值、近患者端压力阈值等参数），然后进行人工通气；在通气过程中，实时监测流向被监测者的呼吸气流（VT、RR、流量、MV、气道压力、近患者端压力）并显示在屏幕7上，同时对获得的数据进行分析，发现超出预设值，发出相应的报警，提醒操作人员调节按压速度、深度、力度等，保证人工供气在合理的呼吸参数下进行。
实施例7：如图12所示，在实施例5和实施例6的基础上，本发明实施例提供的准确定量呼吸器参数的控制装置，包括：进气口4、呼吸气流生成器5、按钮6、屏幕7、出气口8、呼吸参数检测单元9、通信线路10和按压气囊11；
呼吸气流生成器5的右侧设置有进气口4，呼吸气流生成器5的左侧与呼吸参数检测单元9的输入端连接，呼吸参数检测单元9上设置有屏幕7和按钮6，呼吸参数检测单元9的左侧设置有出气口8，呼吸参数检测单元9通过通信线路10与呼吸气流生成器5连接；出气口8与按压气囊11的输入端连接，按压气囊11的输出端与另一呼吸参数检测单元9的输入端连接；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例的准确定量呼吸器参数的控制装置的呼吸的气体从进气口4进入呼吸气流生成器5，呼吸气流生成器5生成呼吸气流，进入呼吸参数检测单元9，呼吸参数检测单元9含有显示的屏幕7和一系列的按钮6，屏幕7用于显示呼吸参数，按钮6用于设置相关参数，呼吸气体从出气口8流向按压气囊11的输入端，按压气囊11的输出端再流向另一呼吸参数检测单元9的输入端，从另一呼吸参数检测单元9的输出端输出；使用呼吸气流生成器5，通信线路10连接呼吸参数检测单元9和呼吸气流生成器5，通过通信线路10、呼吸参数检测单元9、按压气囊11和呼吸气流生成器5协同工作产生呼吸气流；设置两组呼吸参数检测单元9提高了对呼吸参数检测的准确率，即能采用按压气囊11实现手动操作，也能通过呼吸气流生成器5进行自动操作，实现了自动和手动两种功能。
实施例8:如图13所示，在实施例7的基础上，本发明实施例提供的准确定量呼吸器参数的控制装置，包括：进气口4、呼吸气流生成器5、按钮6、屏幕7、出气口8、呼吸参数检测单元9、通信线路10和按压气囊11；
呼吸气流生成器5的右侧设置有进气口4，呼吸气流生成器5的左侧与按压气囊11的输入端连接，按压气囊11的输出端与呼吸参数检测单元9的输入端连接，呼吸参数检测单元9上设置有屏幕7和按钮6，呼吸参数检测单元9的左侧设置有出气口8，呼吸参数检测单元9通过通信线路10与呼吸气流生成器5连接；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例的准确定量呼吸器参数的控制装置的呼吸的气体从进气口4进入呼吸气流生成器5，呼吸气流生成器5生成呼吸气流，进入按压气囊11的输入端，在从按压气囊11的输出端输出至呼吸参数检测单元9的输入端，呼吸参数检测单元9含有显示的屏幕7和一系列的按钮6，屏幕7用于显示呼吸参数，按钮6用于设置相关参数，使用呼吸气流生成器5，通信线路10连接呼吸参数检测单元9和呼吸气流生成器5，通过通信线路10、呼吸参数检测单元9、按压气囊11和呼吸气流生成器5协同工作产生呼吸气流；即能采用按压气囊11实现手动操作，也能通过呼吸气流生成器5进行自动操作，实现了自动和手动两种功能。
实施例9:在实施例5-实施例8的基础上，本发明实施例提供的准确定量呼吸器参数的控制装置还包括：
传感器模块，负责采集呼吸器内的呼吸气体压力、呼吸气体流量、呼吸气体温湿度及气体浓度，气体浓度包含：氧浓度、二氧化碳浓度及其他气体浓度；
传感器驱动模块，负责将传感器模块采集的信号转换为数据及监测模块可识别的电信号；
数据及监测模块，负责根据传感器驱动模块的电信号，对呼吸工作进行判断，并生成图表数据及二级数据；二级数据为图表数据的备份；
用户界面操作模块，负责实现用户与操作系统模块的交互，实现用户接口的功能；
屏幕显示模块，负责显示生成图表数据的内容；
操作系统模块，负责实现用户界面操作模块、声光驱动模块及传感器驱动模块的进程控制；
声光驱动模块，负责实现不同条件下的声音和灯光报警的控制；
声光报警模块，负责执行操作系统模块的控制，按照预设程序进行声音和灯光报警；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例的传感器模块采集呼吸器内的呼吸气体压力、呼吸气体流量、呼吸气体温湿度及气体浓度，气体浓度包含：氧浓度、二氧化碳浓度及其他气体浓度；传感器驱动模块将传感器模块采集的信号转换为数据及监测模块可识别的电信号；数据及监测模块根据传感器驱动模块的电信号，对呼吸工作进行判断，并生成图表数据及二级数据；二级数据为图表数据的备份；用户界面操作模块实现用户与操作系统模块的交互，实现用户接口的功能；屏幕显示模块显示生成图表数据的内容；操作系统模块实现用户界面操作模块、声光驱动模块及传感器驱动模块的进程控制；声光驱动模块实现不同条件下的声音和灯光报警的控制；声光报警模块执行操作系统模块的控制，按照预设程序进行声音和灯光报警；上述方案实现了呼吸器的智能控制，通过数据及监测模块实现了呼吸器呼吸工作的监测，并生成了图表数据，通过屏幕显示模块显示，让图表数据更加的直观，便于监测者及时调整呼吸器的通气量；采用用户界面模块实现了用户与操作系统模块的交互，提高了操作系统的人性化设计；采用操作系统模块和用户界面模块实现了呼吸器的智能化控制，实现了自主采集并判断，实现了不同条件下的声音和灯光报警。
实施例10:如图14所示，在实施例9的基础上，本发明实施例提供的数据及监测模块，包括：
图表数据生成子模块，负责根据预设配置参数，确定并展示可用图表组件集，选取可用图表组件集中的图表组件，生成目标图表数据；确定目标图表数据所需的监测信息，将监测信息转换为数据实例列表并转发至用户界面操作模块；
呼吸动作判断子模块，负责判断当前的状态是呼气还是吸气；
二级数据生成子模块，负责目标图表数据的备份存储；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例的图表数据生成子模块根据预设配置参数，确定并展示可用图表组件集，选取可用图表组件集中的图表组件，生成目标图表数据；确定目标图表数据所需的监测信息，将监测信息转换为数据实例列表并转发至用户界面操作模块；呼吸动作判断子模块判断当前的状态是呼气还是吸气；二级数据生成子模块负责目标图表数据的备份存储；上述方案实现了呼吸器呼吸工作的监测，并生成了图表数据，通过屏幕显示模块显示，让图表数据更加的直观，便于监测者及时调整呼吸器的通气量；同时实现了呼气和吸气动作的判断，便于对呼气和吸气时的参数进行判断；二级数据生成子模块负责目标图表数据的备份存储，为后期呼吸器的参数调整提供了依据。
实施例11:如图15所示，在实施例9的基础上，本发明实施例提供的操作系统模块，包括：
报警逻辑子模块，负责实现不同条件下的声音和灯光报警的逻辑控制；
数据语言（Limit）参数管理子模块，负责查询数据后要显示返回的前几条或者中间某几行数据；
上述技术方案的工作原理和有益效果为：本实施例的报警逻辑子模块实现不同条件下的声音和灯光报警的逻辑控制；数据语言（Limit）参数管理子模块查询数据后要显示返回的前几条或者中间某几行数据；上述方案实现了用户界面操作模块、声光驱动模块及传感器驱动模块的进程控制，为不同条件下的声音和灯光报警的逻辑控制提供了准确性；实现了数据语言（Limit）参数管理，提升了数据管理的精度。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (1)
1.一种准确定量呼吸器参数的控制装置，其特征在于， 包括：进气口、按钮、屏幕、出气口、呼吸参数检测单元和按压气囊；
按压气囊的输入端与进气口连接，按压气囊的输出端与呼吸参数检测单元的输入端连接，呼吸参数检测单元上设置有按钮和屏幕，呼吸参数检测单元的输出端与出气口连接；
呼吸的气体从进气口进入按压气囊，按压气囊生成呼吸气流，进入呼吸参数检测单元，呼吸参数检测单元含有显示的屏幕和一系列的按钮，屏幕用于显示呼吸参数，按钮用于设置相关参数，呼吸气体从出气口流向被监测者；使用按压气囊连接呼吸参数检测单元，通过呼吸参数检测单元和按压气囊协同工作产生呼吸气流，按压气囊的操作者通过屏幕看到呼吸参数检测单元的结果进行调整；先对准确定量呼吸器参数的控制装置设置相关呼吸监测参数，然后进行人工通气；在通气过程中，实时监测流向被监测者的呼吸气流并显示在屏幕上，同时对获得的数据进行分析，发现超出预设值，发出相应的报警；
或者包括：进气口、呼吸气流生成器、按钮、屏幕、出气口、呼吸参数检测单元、通信线路和按压气囊；
呼吸气流生成器的右侧设置有进气口，呼吸气流生成器的左侧与呼吸参数检测单元的输入端连接，呼吸参数检测单元上设置有屏幕和按钮，呼吸参数检测单元的左侧设置有出气口，呼吸参数检测单元通过通信线路与呼吸气流生成器连接；出气口与按压气囊的输入端连接，按压气囊的输出端与另一呼吸参数检测单元的输入端连接；
呼吸的气体从进气口进入呼吸气流生成器，呼吸气流生成器生成呼吸气流，进入呼吸参数检测单元，呼吸参数检测单元含有显示的屏幕和一系列的按钮，屏幕用于显示呼吸参数，按钮用于设置相关参数，呼吸气体从出气口流向按压气囊的输入端，按压气囊的输出端再流向另一呼吸参数检测单元的输入端，从另一呼吸参数检测单元的输出端输出；使用呼吸气流生成器，通信线路连接呼吸参数检测单元和呼吸气流生成器，通过通信线路、呼吸参数检测单元、按压气囊和呼吸气流生成器协同工作产生呼吸气流；设置两组呼吸参数检测单元，即能采用按压气囊实现手动操作，也能通过呼吸气流生成器进行自动操作；
或者包括：进气口、呼吸气流生成器、按钮、屏幕、出气口、呼吸参数检测单元、通信线路和按压气囊；
呼吸气流生成器的右侧设置有进气口，呼吸气流生成器的左侧与按压气囊的输入端连接，按压气囊的输出端与呼吸参数检测单元的输入端连接，呼吸参数检测单元上设置有屏幕和按钮，呼吸参数检测单元的左侧设置有出气口，呼吸参数检测单元通过通信线路与呼吸气流生成器连接；
呼吸的气体从进气口进入呼吸气流生成器，呼吸气流生成器生成呼吸气流，进入按压气囊的输入端，在从按压气囊的输出端输出至呼吸参数检测单元的输入端，呼吸参数检测单元含有显示的屏幕和一系列的按钮，屏幕用于显示呼吸参数，按钮用于设置相关参数，使用呼吸气流生成器，通信线路连接呼吸参数检测单元和呼吸气流生成器，通过通信线路、呼吸参数检测单元、按压气囊和呼吸气流生成器协同工作产生呼吸气流；即能采用按压气囊实现手动操作，也能通过呼吸气流生成器进行自动操作；
准确定量呼吸器参数的控制装置执行以下步骤：
呼吸参数检测单元预设呼吸监测参数，启动呼吸气流生成器，呼吸参数检测单元接收传感器采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算出呼吸监测参数；
呼吸参数检测单元将呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与各项参数对应的设定阈值对比；在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息；
根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数，调整后采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算呼吸监测参数，继续与设定阈值对比；
计算出的呼吸监测参数包含：潮气量VT、呼吸频率RR及分钟通气量MV；
呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与设定阈值对比的过程，包括：
按照类别将呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数进行分类，得到带有类别属性的呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数；
按照呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数自高到低的优先级，分别与其设定阈值对比；设定阈值定义为呼吸参数检测单元预设呼吸器的通气及报警的参数；
当呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数其中一个、两个或多个超出设定阈值，按照预设程序进行报警；
根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数的过程，包括：
呼吸气流生成器获取呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量及呼末气体，呼末气体成分包含：氧气、氮气、二氧化碳及一氧化碳；呼末气体输入至气体分析仪；
根据呼吸气体声生成目标频谱图，分析目标频谱图中的信号特征，基于信号特征划分出目标频谱图中的吸气频谱和呼气频谱；使用预设的深度学习算法，将吸气频谱和呼气频谱结合转化为肺顺应性曲线；气体分析仪分析呼末气体的成分，并生成呼末气体成分比例图；
根据肺顺应性曲线得到顺应性变化趋势数据，由呼末气体成分比例图得到呼末气体成分变化趋势数据，通过顺应性变化趋势数据、呼末气体成分变化趋势数据、被监测者信息及数据库存储的信息，对被监测者的生理状态进行评估，并由呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数；被监测者信息包含：体重及性别；数据库存储的信息包含不同年龄段的生理状态；
根据呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数调整呼吸器的通气参数，并对被监测者的生理状态及通气状态进行监测；
还包括：
传感器模块，负责采集呼吸器内的呼吸气体压力、呼吸气体流量、呼吸气体温湿度及气体浓度，气体浓度包含：氧浓度及二氧化碳浓度；
传感器驱动模块，负责将传感器模块采集的信号转换为数据及监测模块可识别的电信号；
数据及监测模块，负责根据传感器驱动模块的电信号，对呼吸工作进行判断，并生成图表数据及二级数据；
用户界面操作模块，负责实现用户与操作系统模块的交互，实现用户接口的功能；
屏幕显示模块，负责显示生成图表数据的内容；
操作系统模块，负责实现用户界面操作模块、声光驱动模块及传感器驱动模块的进程控制；
声光驱动模块，负责实现不同条件下的声音和灯光报警的控制；
声光报警模块，负责执行操作系统模块的控制，按照预设程序进行声音和灯光报警；
报警的方式包含：声音和灯光的组合；
数据及监测模块，包括：
图表数据生成子模块，负责根据预设配置参数，确定并展示可用图表组件集，选取可用图表组件集中的图表组件，生成目标图表数据；确定目标图表数据所需的监测信息，将监测信息转换为数据实例列表并转发至用户界面操作模块；
呼吸动作判断子模块，负责判断当前的状态是呼气还是吸气；
二级数据生成子模块，负责目标图表数据的备份存储；
操作系统模块，包括：
报警逻辑子模块，负责实现不同条件下的声音和灯光报警的逻辑控制；
数据语言参数管理子模块，负责查询数据后要显示返回的前几条或者中间某几行数据。
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