CN117752906A - 检测呼吸异常的装置及呼吸机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种检测呼吸异常的装置及呼吸机，涉及医疗器械领域。在上述装置中，第一检测模块解疑根据呼吸机的实时漏气量和基础漏气量，可以判断呼吸机是否处于由于使用不当导致的漏气异常状态，第二检测模块可以在呼吸机处于漏气异常状态时，计算所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于漏气异常状态下的呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸异常事件(即，呼吸暂停事件和低通气事件)，从而可以降低在漏气异常状态下对呼吸异常事件的误检概率，提高检测结果的准确性和可靠性。

Description

检测呼吸异常的装置及呼吸机

技术领域

本申请涉及医疗器械技术领域，具体而言，涉及一种检测呼吸异常的装置及呼吸机。

背景技术

呼吸暂停(Apnea)事件指睡眠过程中经口鼻气流较正常水平下降≥90％且持续时间≥10s，低通气(Hypopnea)事件是指睡眠过程中经口鼻气流较正常水平下降≥30％，并伴有血氧较基础水平下降≥3％。

呼吸暂停低通气指数(Apnea-Hypopnea Inde，AHI)通常是指用户使用呼吸机监测睡眠过程中每小时发生呼吸暂停和低通气的次数，是诊断阻塞性睡眠呼吸暂停严重程度的重要参数，示例性地，当呼吸暂停低通气指数处于5～15时，可以认为此时处于轻度睡眠呼吸暂停，当呼吸暂停低通气指数处于15～30时，可以认为此时处于中度睡眠呼吸暂停，当呼吸暂停低通气指数大于30时，可以认为此时处于重度睡眠呼吸暂停。

发明内容

为了至少克服现有技术中的上述不足，本申请的目的在于提供一种检测呼吸异常的装置及呼吸机。

第一方面，本申请实施例提供一种检测呼吸异常的装置，所述检测呼吸异常的装置包括：第一检测模块，用于获取所述呼吸机的实时漏气量，基于所述实时漏气量和预先设置的基础漏气量检测所述呼吸机是否处于漏气异常状态；

第二检测模块，用于当所述呼吸机处于漏气异常状态时，计算所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸暂停事件和低通气事件。

在一种可能的实现方式中，所述第一检测模块具体用于：

对所述呼吸机的气体流量信号和出气端口的压力信号进行预处理，去除所述气体流量信号和所述压力信号的高频噪声；

获取所述呼吸机在预设时间内的总气体流量，以及出气端口的压力；

基于所述出气端口的压力计算压力均值，基于所述总气体流量及所述压力均值计算所述呼吸机的泄露因子，其中，所述出气端口用于为所述用户供气；

基于所述泄露因子及所述出气端口的压力计算所述呼吸机的实时漏气量，并基于所述实时漏气量和所述基础漏气量检测所述呼吸机是否处于漏气异常状态。

在一种可能的实现方式中，所述第一检测模块具体还用于：

对所述呼吸机的气体流量信号和出气端口的压力信号进行低通滤波处理，去除信号中的高频噪声。

在一种可能的实现方式中，所述第一检测模块具体还用于：

计算所述实时漏气量和所述基础漏气量的差值，检测所述差值是否处于预设的漏气阈值范围，其中，所述漏气阈值范围包括第一漏气阈值和第二漏气阈值，所述第二漏气阈值大于所述第一漏气阈值，所述差值可以用于表征所述呼吸机使用不当导致的漏气量；

当所述差值小于所述第一漏气阈值时，判定所述呼吸机处于正常使用状态；

当所述差值大于所述第一漏气阈值且小于所述第二漏气阈值时，判定所述呼吸机处于漏气异常状态；

当所述差值大于所述第二漏气阈值时，判定所述呼吸机处于检测失效状态。

在一种可能的实现方式中，所述第二检测模块具体用于：

当所述呼吸机处于稳定状态时，计算所述稳定状态下的呼吸检测阈值，基于所述稳定状态下的呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸暂停事件和低通气事件；

当所述呼吸机处于漏气异常状态时，将呼吸检测阈值设置为默认值，并计算所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸暂停事件和低通气事件；

当所述呼吸机处于检测失效状态时，将呼吸检测阈值设置为默认值，并忽略所述呼吸暂停事件和所述低通气事件的检测。

在一种可能的实现方式中，所述第二检测模块具体还用于：

实时获取所述呼吸机在所述稳定状态或所述漏气异常状态下的多个连续的呼吸周期幅度，并计算多个连续的呼吸周期幅度的均值，得到所述呼吸机在所述稳定状态或所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值。

在一种可能的实现方式中，所述第二检测模块具体还用于：

基于所述稳定状态或所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值和预设的第一影响因子得到呼吸暂停检测阈值，当佩戴所述呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内持续小于所述呼吸暂停检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户发生呼吸暂停事件，当佩戴所述呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内大于所述呼吸暂停检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户未发生呼吸暂停事件；

基于呼吸检测阈值和预设的第二影响因子得到低通气检测阈值，当佩戴所述呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内持续小于所述低通气检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户发生低通气事件，当佩戴所述呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内大于所述低通气检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户未发生低通气事件。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括报警模块；

所述报警模块，用于在检测到佩戴呼吸机的用户发生呼吸异常事件时，发出报警信号。

第二方面，本申请实施例还提供一种呼吸机，包括：

存储器，用于存储一个或多个程序；

处理器，用于执行第一方面中任意一项检测呼吸异常的装置的功能。

第三方面，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任意一项检测呼吸异常的装置的功能。

基于上述任意一个方面，本申请实施例提供的检测呼吸异常的装置及呼吸机第一检测模块解疑根据呼吸机的实时漏气量和基础漏气量，可以判断呼吸机是否处于由于使用不当导致的漏气异常状态，第二检测模块可以在呼吸机处于漏气异常状态时，计算所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于漏气异常状态下的呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸异常事件(即，呼吸暂停事件和低通气事件)，从而可以降低在漏气异常状态下对呼吸异常事件的误检概率，提高检测结果的准确性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要调用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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它相关的附图。

图1为本申请实施例提供的检测呼吸异常的装置的一种功能模块图；

图2为稳定状态的呼吸曲线图与发生呼吸暂停事件的呼吸曲线图；

图3为稳定状态的呼吸曲线图与发生低通气事件的呼吸曲线图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连通”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可依具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例中的不同特征之间可以相互结合。

本申请实施例提供一种应用于呼吸机的检测呼吸异常的装置100，包括第一检测模块110和第二检测模块120。

第一检测模块110可以用于获取呼吸机的实时漏气量，基于实时漏气量和预先设置的基础漏气量检测呼吸机是否处于漏气异常状态，其中，基础漏气量指的是呼吸机中无法避免的漏气量，例如在面罩、导管、接头等连接点发生的漏气，通过实时漏气量和基础漏气量可以得出呼吸机由于使用不当(例如，未正确佩戴呼吸面罩等)造成的意外漏气量，从而判断呼吸机是否处于漏气异常状态。

第二检测模块120可以用于当呼吸机处于漏气异常状态时，计算漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于漏气异常状态下的呼吸检测阈值检测此时的佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸暂停事件和低通气事件，其中，呼吸检测阈值可以用于表征呼吸暂停低通气指数。

需要说明的是，由于呼吸机在稳定状态和发生意外漏气的过渡期间中的呼吸气流存在较大的异常波动，如果仍使用稳定状态下的呼吸检测阈值可能会导致误检及漏检的情况。故而，通过检测呼吸机的不同状态，并获取不同状态下的呼吸检测阈值，可以提高呼吸检测阈值的可靠性，从而提高在漏气异常状态下对呼吸异常事件的检测准确性，减少误检、漏检的概率。

在本实施例中，第一检测模块110解疑根据呼吸机的实时漏气量和基础漏气量，可以判断呼吸机是否处于由于使用不当导致的漏气异常状态，第二检测模块120可以在呼吸机处于漏气异常状态时，计算漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于漏气异常状态下的呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸异常事件(即，呼吸暂停事件和低通气事件)，从而可以降低在漏气异常状态下对呼吸异常事件的误检概率，提高检测结果的准确性和可靠性。

进一步地，第一检测模块110还可以用于实现以下功能。

对呼吸机的气体流量信号和出气端口的压力信号进行预处理，具体地，可以对呼吸机的气体流量信号和出气端口的压力信号进行低通滤波处理，去除气体流量信号和压力信号中的高频噪声，提高检测结果的准确性，示例性地，可以对呼吸机的气体流量信号和出气端口的压力信号进行10Hz低通滤波处理。

获取呼吸机在预设时间内的总气体流量，以及出气端口的压力，基于出气端口的压力计算压力均值，基于总气体流量及压力均值计算呼吸机的泄露因子，其中，出气端口用于为用户供气，示例性地，出气端口可以为呼吸面罩一侧。具体地，可以通过以下公式得到泄露因子：

其中，factor为泄露因子，F_mean为N个呼吸周期或N秒内的气体流量均值，P_mean为出气端口N个呼吸周期或N秒内的压力均值。

基于泄露因子及出气端口的压力计算呼吸机的实时漏气量，具体地，首先可以通过以下公式得到实时漏气量：

其中，Fleak为实时漏气量，P为出气端口的压力。

基于实时漏气量和基础漏气量检测呼吸机是否处于漏气异常状态，具体地，可以计算实时漏气量和基础漏气量的差值，检测差值是否处于预设的漏气阈值范围，其中，漏气阈值范围包括第一漏气阈值和第二漏气阈值，第二漏气阈值大于第一漏气阈值，差值可以用于表征呼吸机使用不当(例如，未正确佩戴呼吸面罩等)导致的漏气量。

具体地，当差值小于第一漏气阈值时，判定呼吸机处于正常使用状态，当差值大于第一漏气阈值且小于第二漏气阈值时，判定呼吸机处于漏气异常状态，当差值大于第二漏气阈值时，判定呼吸机处于检测失效状态，此时可以认为用户未佩戴呼吸面罩。

在本实施例中，第一检测模块110模块通过检测呼吸机在预设时间内的总气体流量及出气端口的压力，计算呼吸机的泄露因子，并基于泄露因子和出气端口的压力得到实时漏气量，根据实时漏气量和基础漏气量的差值判断呼吸机的漏气状态，从而提高呼吸异常事件的检测准确度和可靠性。

作为本申请实施例的一种可能实现方式，第二检测模块120具体可以用于实现以下功能。

实时获取呼吸机在稳定状态或漏气异常状态下的多个连续的呼吸周期幅度，并计算多个连续的呼吸周期幅度的均值，得到呼吸机在稳定状态或漏气异常状态下的呼吸检测阈值，根据呼吸检测阈值可以判断用户在当前状态下是否发生低通气事件和呼吸暂停事件。

进一步地，第二检测模块120具体还可以用于实现以下功能。

基于稳定状态或漏气异常状态下的呼吸检测阈值和预设的第一影响因子得到呼吸暂停检测阈值，当佩戴呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内持续小于呼吸暂停检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户发生呼吸暂停事件，当佩戴呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内大于呼吸暂停检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户未发生呼吸暂停事件。示例性地，请参考图2，图2示意了稳定状态下的呼吸曲线(Normal Breath)和发生呼吸暂停事件的呼吸曲线(Apnea Breath)，其中，第一影响因子可以是10％，呼吸暂停检测阈值可以是呼吸检测阈值的10％，当佩戴呼吸机的用户的呼吸流速幅值在10s～15s内持续小于呼吸暂停检测阈值，可以认为佩戴呼吸机的发生呼吸暂停事件。

基于呼吸检测阈值和预设的第二影响因子得到低通气检测阈值，当佩戴呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内持续小于低通气检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户发生低通气事件，当佩戴呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内大于低通气检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户未发生低通气事件。示例性地，请参考图3，图2示意了稳定状态下的呼吸曲线(Normal Breath)和发生低通气事件的呼吸曲线(Hypopnea Breath)，其中，第二影响因子可以是25％～35％，低通气检测阈值可以是呼吸检测阈值的25％～35％，示例性地，第二影响因子可以是30％，低通气检测阈值可以是呼吸检测阈值的30％，当佩戴呼吸机的用户的呼吸流速幅值在10s～15s内持续小于低通气检测阈值，可以认为佩戴呼吸机的发生低通气事件。

在本实施例中，第二检测模块120可以基于不同呼吸状态下的呼吸检测阈值可以得到不同状态下的呼吸暂停检测阈值和低通气检测阈值，并根据呼吸暂停检测阈值和低通气检测阈值判断在不同呼吸状态下的患者是否发生呼吸暂停事件和低通气事件，提高检测结果的准确性和可靠性。

作为一种可能实现方式，本申请实施例提供的检测呼吸异常的装置100还可以包括报警模块，在检测到佩戴呼吸机的用户发生呼吸异常事件时，发出报警信号，以提醒医护人员和/或患者家属及时检查佩戴呼吸机的用户的呼吸情况。

或者，作为一种可能实现方式，本申请实施例提供的检测呼吸异常的装置100还可以包括可以根据检测结果和检测时间生成日志报告的日志模块，便于医护人员和/或患者家属追踪佩戴呼吸机的用户的通气功能。

基于相同的发明构思，本申请实施例还提供一种呼吸机，该呼吸机可以包括存储器及处理器，其中，存储器用于存储一个或多个程序，处理器用于执行上述实施例中的任意一种检测呼吸异常的装置100的功能。

本申请实施例还提供一种一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种检测呼吸异常的装置100的功能。

综上所述，本申请实施例提供一种检测呼吸异常的装置及呼吸机，在上述装置中，第一检测模块解疑根据呼吸机的实时漏气量和基础漏气量，可以判断呼吸机是否处于由于使用不当导致的漏气异常状态，第二检测模块可以在呼吸机处于漏气异常状态时，计算漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于漏气异常状态下的呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸异常事件(即，呼吸暂停事件和低通气事件)，从而可以降低在漏气异常状态下对呼吸异常事件的误检概率，提高检测结果的准确性和可靠性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种检测呼吸异常的装置，其特征在于，应用于呼吸机，所述装置包括：

第一检测模块，用于获取所述呼吸机的实时漏气量，基于所述实时漏气量和预先设置的基础漏气量检测所述呼吸机是否处于漏气异常状态；

第二检测模块，用于当所述呼吸机处于漏气异常状态时，计算所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸暂停事件和低通气事件。

2.根据权利要求1所述的检测呼吸异常的装置，其特征在于，所述第一检测模块具体用于：

对所述呼吸机的气体流量信号和出气端口的压力信号进行预处理，去除所述气体流量信号和所述压力信号的高频噪声；

获取所述呼吸机在预设时间内的总气体流量，以及出气端口的压力；

基于所述出气端口的压力计算压力均值，基于所述总气体流量及所述压力均值计算所述呼吸机的泄露因子，其中，所述出气端口用于为所述用户供气；

基于所述泄露因子及所述出气端口的压力计算所述呼吸机的实时漏气量，并基于所述实时漏气量和所述基础漏气量检测所述呼吸机是否处于漏气异常状态。

3.根据权利要求2所述的检测呼吸异常的装置，其特征在于，所述第一检测模块具体还用于：

对所述呼吸机的气体流量信号和出气端口的压力信号进行低通滤波处理，去除信号中的高频噪声。

4.根据权利要求2所述的检测呼吸异常的装置，其特征在于，所述第一检测模块具体还用于：

计算所述实时漏气量和所述基础漏气量的差值，检测所述差值是否处于预设的漏气阈值范围，其中，所述漏气阈值范围包括第一漏气阈值和第二漏气阈值，所述第二漏气阈值大于所述第一漏气阈值，所述差值可以用于表征所述呼吸机使用不当导致的漏气量；

当所述差值小于所述第一漏气阈值时，判定所述呼吸机处于正常使用状态；

当所述差值大于所述第一漏气阈值且小于所述第二漏气阈值时，判定所述呼吸机处于漏气异常状态；

当所述差值大于所述第二漏气阈值时，判定所述呼吸机处于检测失效状态。

5.根据权利要求4所述的检测呼吸异常的装置，其特征在于，所述第二检测模块具体用于：

当所述呼吸机处于稳定状态时，计算所述稳定状态下的呼吸检测阈值，基于所述稳定状态下的呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸暂停事件和低通气事件；

当所述呼吸机处于漏气异常状态时，将呼吸检测阈值设置为默认值，并计算所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值，基于所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值检测佩戴呼吸机的用户是否发生呼吸暂停事件和低通气事件；

当所述呼吸机处于检测失效状态时，将呼吸检测阈值设置为默认值，并忽略所述呼吸暂停事件和所述低通气事件的检测。

6.根据权利要求5所述的检测呼吸异常的装置，其特征在于，所述第二检测模块具体还用于：

实时获取所述呼吸机在所述稳定状态或所述漏气异常状态下的多个连续的呼吸周期幅度，并计算多个连续的呼吸周期幅度的均值，得到所述呼吸机在所述稳定状态或所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值。

7.根据权利要求5所述的检测呼吸异常的装置，其特征在于，所述第二检测模块具体还用于：

基于所述稳定状态或所述漏气异常状态下的呼吸检测阈值和预设的第一影响因子得到呼吸暂停检测阈值，当佩戴所述呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内持续小于所述呼吸暂停检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户发生呼吸暂停事件，当佩戴所述呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内大于所述呼吸暂停检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户未发生呼吸暂停事件；

基于呼吸检测阈值和预设的第二影响因子得到低通气检测阈值，当佩戴所述呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内持续小于所述低通气检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户发生低通气事件，当佩戴所述呼吸机的用户的呼吸流速幅值在预设时间内大于所述低通气检测阈值时，判定佩戴呼吸机的用户未发生低通气事件。

8.根据权利要求1所述的检测呼吸异常的装置，其特征在于，所述装置还包括报警模块；

所述报警模块，用于在检测到佩戴呼吸机的用户发生呼吸异常事件时，发出报警信号。

9.一种呼吸机，其特征在于，包括：

存储器，用于存储一个或多个程序；

处理器，用于执行权利要求1-8中任意一项检测呼吸异常的装置的功能。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任意一项检测呼吸异常的装置的功能。