CN118121182A - 呼气阻力计算方法、装置、计算机存储介质及电子设备 - Google Patents

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CN118121182A CN202410047326.3A CN202410047326A CN118121182A CN 118121182 A CN118121182 A CN 118121182A CN 202410047326 A CN202410047326 A CN 202410047326A CN 118121182 A CN118121182 A CN 118121182A
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Abstract

本申请属于机械通气技术领域,涉及一种呼气阻力计算方法、装置、计算机存储介质及电子设备,该方法包括:获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据所述呼气流速和所述呼气容积构建呼气阶段的流速‑容积环,并基于所述流速‑容积环确定呼气时间常数;获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压,并根据所述吸气末平台压、所述呼出潮气量和所述呼气末正压确定静态顺应性;根据所述呼气时间常数和所述静态顺应性确定呼气阻力。本申请能够提高呼气阻力的计算精准性和可靠性。

Description

呼气阻力计算方法、装置、计算机存储介质及电子设备
技术领域
本申请涉及机械通气技术领域,具体而言,涉及一种呼气阻力计算方法、呼气阻力计算装置、计算机可读存储介质及电子设备。
背景技术
机械通气是利用机械装置来代替、控制或改变自主呼吸运动的一种通气方式。在机械通气中,阻力是一个重要参数,其描述了气道和肺泡之间给定一定压力差,产生流速的容易程度。在肺的顺应性固定的情况下,阻力决定了肺和气道达成压力平衡的速度,阻力越大,相同压力下送气越慢,越需要更长的时间来达到预设的潮气量。对于同类型的病人,过高的阻力往往意味着气道可能有阻塞,导致气体难以打进去,带来通气不足或者容控压力过高的风险。
目前,吸气阻力可以通过呼吸动力学方程拟合得到,但是呼气阻力无法通过该方法算出可靠的值。相关技术中,采用转呼时的平台压和呼气末正压之间的差值,与呼气峰值流速相除来估算呼气阻力,但是这种估算方法所估算的呼气阻力精准度较差,无法帮助医生做出正确的诊断结论和治疗方法。
需要说明的是,在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解,因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本申请的目的在于提供一种呼气阻力计算方法、呼气阻力计算装置、计算机可读存储介质和电子设备,进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的呼气阻力精准度差的问题。
根据本申请的一个方面,提供一种呼气阻力计算方法,包括:获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据所述呼气流速和所述呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于所述流速-容积环确定呼气时间常数;获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压,并根据所述吸气末平台压、所述呼出潮气量和所述呼气末正压确定静态顺应性;根据所述呼气时间常数和所述静态顺应性确定呼气阻力。
根据本申请的一个方面,提供了一种呼气阻力计算装置,包括:呼气时间常数确定模块,用于获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据所述呼气流速和所述呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于所述流速-容积环确定呼气时间常数;静态顺应性确定模块,用于获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压,并基于所述吸气末平台压、所述呼出潮气量和所述呼气末正压确定静态顺应性;呼气阻力计算模块,用于根据所述呼气时间常数和所述静态顺应性确定呼气阻力。
在本申请的示例性实施例中,所述呼气时间常数确定模块包括:第一确定单元,用于当呼吸机使用近端流量传感器时,根据所述近端流量传感器检测到的病人流速确定对应的呼气容积,并将呼气阶段由所述近端流量传感器检测到的病人流速作为所述呼气流速;第二确定单元,用于当呼吸机使用吸气流量传感器和呼气流量传感器时,根据所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定所述呼气容积,并将呼气阶段由所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速作为所述呼气流速;或者,第三确定单元,用于当呼吸机使用吸气流量传感器和呼气流量传感器时,根据所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定所述呼气容积和所述呼气流速。
在本申请的示例性实施例中,所述第二确定单元和所述第三确定单元包括:病人流速确定单元,用于获取截止当前时刻由所述吸气流量传感器检测到的吸气流速,以及所述呼气流量传感器检测到的呼气流速,并根据所述吸气流速和所述呼气流速确定所述病人流速;第一容积获取单元,用于对所述病人流速在起始时刻到所述当前时刻的时间范围内进行积分,以获取第一容积;第二容积获取单元,用于获取实时压力传感器所检测的对应所述起始时刻的起始压力和对应所述当前时刻的当前压力,根据所述管路顺应性、所述起始压力和所述当前压力确定第二容积;呼气容积计算单元,用于根据所述第一容积和所述第二容积确定所述呼气容积;其中,所述起始时刻为吸气起始时刻,所述当前时刻为呼气阶段的任意时刻。
在本申请的示例性实施例中,所述第三确定单元包括:病人流速确定单元,用于获取当前时刻所述吸气流量传感器检测到的吸气流速,以及所述呼气流量传感器检测到的呼气流速,并根据所述吸气流速和所述呼气流速确定所述病人流速;压力斜率获取单元,用于基于所述当前时刻和时间窗口大小确定一时间窗口范围,获取与所述时间窗口范围中各时间点对应的压力值,并根据所述时间点和所述压力值获取压力斜率;呼气流速确定单元,用于根据所述病人流速、所述压力斜率和所述管路顺应性确定所述呼气流速;其中,所述当前时刻对应呼气阶段。
在本申请的示例性实施例中,所述呼气时间常数确定模块配置为:从所述流速-容积环中确定目标呼气容积和与所述目标呼气容积对应的目标呼气流速;将所述目标呼气容积除以所述目标呼气流速,以获取所述呼气时间常数;其中,所述目标呼气容积大于或等于50%呼气容积且小于或等于75%呼气容积。
在本申请的示例性实施例中,所述呼气时间常数确定模块配置为:在所述流速-容积环中确定第一呼气容积对应的第一坐标点和第二呼气容积对应的第二坐标点;根据所述第一坐标点和所述第二坐标点确定所述呼气时间常数;其中,所述第一呼气容积大于或等于50%呼气容积且小于或等于75%呼气容积,所述第二呼气容积小于所述第一呼气容积。
在本申请的示例性实施例中,所述根据所述第一坐标点和所述第二坐标点确定所述呼气时间常数,配置为:根据所述第一坐标点和所述第二坐标点确定呼气直线段;根据所述第一坐标点对应的第一呼气容积、第一呼气流速和所述第二坐标点对应的第二呼气容积、第二呼气流速确定与所述呼气直线段对应的斜率;将所述呼气直线段对应的斜率的绝对值作为所述呼气时间常数。
在本申请的示例性实施例中,所述第二呼气容积大于或等于0且小于或等于10%呼气容积。
在本申请的示例性实施例中,所述呼气时间常数确定模块配置为:在所述流速-容积环中确定呼气容积≤75%且所述呼气流速大于或等于截止流速的所有坐标点,所述坐标点由呼气容积和对应的呼气流速组成;对所有坐标点进行最小二乘法拟合,以获取与所述坐标点对应的拟合直线;获取所述拟合直线的斜率,并将所述斜率的绝对值作为所述呼气时间常数。
在本申请的一个实施例中,所述静态顺应性确定模块包括:计算单元,用于根据所述吸气末平台压和所述呼气末正压确定压强差;根据所述呼出潮气量和所述压强差确定所述静态顺应性。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种计算机可读介质,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以上技术方案中的呼气阻力计算方法。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种电子设备,该电子设备包括:处理器;以及存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;其中,所述处理器被配置为经由执行所述可执行指令来执行如以上技术方案中的呼气阻力计算方法。
根据本申请实施例的一个方面,提供一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括计算机指令,当所述计算机指令在计算机上运行时,使得所述计算机执行如以上技术方案中的呼气阻力计算方法。
本申请中的呼气阻力计算方法,获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据呼气流速和呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于流速-容积环确定呼气时间常数;获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压以确定静态顺应性,最后根据呼气时间常数和静态顺应性确定呼气阻力。本申请能够基于流速-容积环计算呼气时间常数,并根据呼气时间常数估算呼气阻力,避免使用计算精度不高的呼气峰值流速计算呼气阻力,提高了呼气阻力的精准度和可靠性。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本说明书。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本说明书的实施例,并与说明书一起用于解释本说明书的原理。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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。
图1示意性示出本申请中应用本申请实施例中呼气阻力计算方法的系统架构的结构示意图。
图2示意性示出本申请中呼气阻力计算方法的步骤流程示意图。
图3示意性示出本申请中流速-容积环的示意图。
图4示意性示出本申请中呼气阻力计算装置的结构框图。
图5示意性示出本申请中用于实现呼气阻力计算方法的电子设备的结构示意图。
图6示意性示出本申请中用于实现呼气阻力计算方法的程序产品。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的范例;相反,提供这些实施方式使得本申请将更加全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
此外,所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中,提供许多具体细节从而给出对本申请的实施例的充分理解。然而,本领域技术人员将意识到,可以实践本申请的技术方案而没有特定细节中的一个或更多,或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下,不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本申请的各方面。
附图中所示的方框图仅仅是功能实体,不一定必须与物理上独立的实体相对应。即,可以采用软件形式来实现这些功能实体,或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体,或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
附图中所示的流程图仅是示例性说明,不是必须包括所有的内容和操作/步骤,也不是必须按所描述的顺序执行。例如,有的操作/步骤还可以分解,而有的操作/步骤可以合并或部分合并,因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
在本申请的相关技术中,通常根据公式(1)估算呼气阻力:
其中,Rexp为呼气阻力;Pplat为平台压,是转呼时病人端流速过0点的压力;PEEP为呼气末正压;PEF为呼气峰值流速,是呼气时产生的最大呼气流速。
公式(1)通过假设转呼瞬间肺内压力为平台压,气道压力为PEEP,用平台压和PEEP之间的压力差除以呼气峰值流速来估算呼气阻力。
通常,为了保证计算的准确性,使用压力差除以流速来计算阻力时,要求流速和压力差是恒定的、同时的,但是公式(1)中采用呼气峰值流速作为压力差产生的流速,既不是恒定的,也和平台压、PEEP产生的时间是不匹配的,因此公式(1)只能用于对呼气阻力进行粗糙估计。另外,计算呼气峰值流速的可靠性也满足不了呼气阻力的计算,具体原因有以下四点:1)呼气峰值流速在信号处理中大幅依赖于数字滤波器,是一个不可靠的量;2)在不使用近端流量传感器的呼吸机中,需要通过补偿管道顺应性来估算呼气峰值流速,一般具有较大的误差。例如呼吸机通过压力斜率和管路顺应性估算管路流速,将管路流速从病人峰值流速中减去得到呼气峰值流速,在病人峰值流速中,管路流速可能占数十L/min,而最终得到的呼气峰值流速只有大约2L/min,大部分的呼气峰值流速都是靠管路顺应性补偿出来的,精度难以保证;3)在大阻力工况下,以新生儿2.5mm插管的用例为例,压力50cmH2O、管道顺应性1mL/cmH2O、平台压33cmH2O、呼气末正压3cmH2O、呼吸频率30bpm的情况下,呼气峰值流速只有1~3L/min,而呼气峰值流速作为分母,轻微的计算误差都会对呼气阻力的计算产生巨大影响,导致公式(1)的呼气阻力计算方法不适用于大阻力场合;(4)呼吸机吸转呼的放气速度可能不够快;峰值流速方法是假设呼气峰值流速到达瞬间肺内压力为平台压,呼吸机端压力为呼气末正压,使用两端的压差除以通过的流速计算呼气阻力。而实际上呼吸机吸转呼控制时,为了保证呼气压力波形的平稳性,呼吸机往往选择较慢的放气,导致产生的呼气峰值流速明显小于(平台压-呼气末正压)能达到的流速,从而算出明显偏大的阻力。
针对本领域相关技术中存在问题,本申请实施例提出了一种呼气阻力计算方法。在对本申请中的呼气阻力计算方法进行详细说明之前,首先对本申请中可能涉及的技术名词进行说明。
1.呼气时间常数:指机械通气中呼气相的时间尺度,是衡量排空速度快慢的一项指标。
2.呼气阻力:使用供氧装备时,呼出气体需要克服流经呼吸道和插管内至外界环境的流体阻力,为通过相同流速下人体肺内相对于体外环境压力之差值。
3.静态顺应性:人体肺充气的容易程度,为没有流速时肺膨胀的体积与膨胀的压力的比值。
4.流速-容积环:反映气道阻力和弹性阻力的综合变化,横轴代表容积,纵轴代表流速。
接下来,对应用本申请技术方案的示例性系统架构进行说明。
图1示意性地示出了应用本申请技术方案的示例性系统架构框图。
如图1所示,系统架构100可以包括呼吸机110、服务器120和网络130。呼吸机110具有显示屏幕,用于显示各类呼吸参数,如压力、流速、容积等等。服务器120可以是独立的物理服务器,也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统,还可以是提供云计算服务的云服务器。网络130可以是能够在终端设备110和服务器120之间提供通信链路的各种连接类型的通信介质,例如可以是有线通信链路或者无线通信链路。
根据实现需要,本申请实施例中的系统架构可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。例如,服务器120可以是由多个服务器设备组成的服务器群组。
在本申请的一个实施例中,通过呼吸机110检测获取呼气阶段各时间点对应的呼气流速和呼气容积,并在呼气阶段检测呼出潮气量,在呼气结束后检测呼气末正压,在吸气结束后检测吸气末平台压;呼吸机110将呼气流速、呼气容积、呼气末正压、吸气末平台压和呼出潮气量等参数通过网络130发送至服务器120。服务器120接收到该些参数后,根据呼气流速和呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于流速-容积环确定呼气时间常数,同时基于吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压确定静态顺应性,最后根据呼气时间常数和静态顺应性确定呼气阻力。
在本申请的一个实施例中,服务器120可以将计算得到的呼气阻力反馈至呼吸机110,并显示在显示屏幕中,供医生参考。
本申请实施例提供的技术方案可以应用于服务器120,也可以应用于呼吸机110,或者可以由呼吸机110和服务器120共同实施,本申请对此不做特殊限定。
在本申请的一个实施例中,还可以设置具有显示屏幕的终端设备,用于接收并显示服务器120反馈的呼气阻力。该终端设备例如可以是智能手机、笔记本电脑、台式机、车载电视等电子设备。
接着,结合具体实施方式对本申请提供的呼气阻力计算方法、呼气阻力计算装置、计算机可读介质以及电子设备等技术方案做出详细说明。
图2示意性示出了本申请一个实施例中的呼气阻力计算方法的步骤流程示意图,该呼气阻力计算方法由服务器执行,该服务器具体可以是图1中的服务器120。如图2所示,本申请实施例中的呼气阻力计算方法主要可以包括如下的步骤S210至步骤S230。
步骤S210:获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据所述呼气流速和所述呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于所述流速-容积环确定呼气时间常数;
步骤S220:获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压,并基于所述吸气末平台压、所述呼出潮气量和所述呼气末正压确定静态顺应性;
步骤S230:根据所述呼气时间常数和所述静态顺应性确定呼气阻力。
在本申请实施例提供的呼气阻力计算方法中,根据呼气流速和呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,基于流速-容积环确定呼气时间常数,并根据吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压确定静态顺应性,最后根据呼气时间常数和静态顺应性确定呼气阻力。本申请避免了使用稳定性较差的呼气峰值流速计算呼气阻力,提高了呼气阻力的精准度和可靠性。
下面对本申请实施例中的呼气阻力计算方法的各个方法步骤的具体实现方式进行详细说明。
在步骤S210中,获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据所述呼气流速和所述呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于所述流速-容积环确定呼气时间常数。
在本申请的一个实施例中,呼吸力学中,呼气时间常数、呼气阻力和顺应性三者满足关系式(1),具体为:
RCexp=Rexp·C (1)
其中,RCexp为呼气时间常数,Rexp为呼气阻力,C为顺应性。
顺应性包括静态顺应性和动态顺应性,其中,静态顺应性指的是单纯克服的顺应性。由于本申请主要研究呼气阻力的计算问题,那么顺应性C应为呼气阶段的顺应性,即静态顺应性,也就是说,关系式(1)中的顺应性C为呼气阶段的静态顺应性。
基于关系式(1)能够得到关于呼气阻力的关系式(2):
Rexp=RCexp/C (2)
根据关系式(2)可知,想要得到高精准性、高可靠的呼气阻力,就需要保证呼气时间常数和静态顺应性的精准性和可靠性。
在本申请的一个实施例中,可以基于呼气阶段的流速-容积环计算得到呼气时间常数。具体地,首先可以通过呼吸机监测病人或者模拟肺在呼气阶段每个时间点的呼气流速和呼气容积,然后根据各时间点对应的呼气流速和呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,最后基于流速-容积环确定呼气时间常数。
图3示出了流速-容积环的示意图,如图3所示,横轴为容积,纵轴为流速,由纵轴和横轴限定的第一象限区域为吸气相(如图中虚线所示),第四象限区域为呼气相(如图中实线所示)。正常的流速-容积环是一个闭环,包括四个阶段:(1)潮气呼吸:均匀平静地呼吸;(2)最大吸气:在潮气呼气末,深吸气至TLC位;(3)用力呼气:爆发呼气并持续呼气至RV位;(4)再次最大吸气:从RV位快速吸气至TLC位。相应地,呼气阶段的流速-容积环包括两个阶段,第一阶段是呼气流速从TLC位迅速上升至呼气峰值流速,第二阶段是呼气流速从呼气峰值流速几乎呈线性下降直至残气量。
在本申请的一个实施例中,呼吸机的流量传感器设置有两种模式:第一种是使用近端流量传感器的,也就是在近病人或者模拟肺侧设置流量传感器;第二种是不使用近端流量传感器,而在吸气管道和呼气管道上分别设置吸气流量传感器和呼气流量传感器。
当呼吸机采用两种不同的流量传感器设置模式时,所监测到的病人流速存在差异,进而使得所确定的实时容积和实时流速也存在差异。当呼吸机使用近端流量传感器时,近端流量传感器能够准确检测病人流速,进而可以准确确定当前时刻的容积和流速,不需要管路顺应性补偿;当呼吸机不使用近端流量传感器时,由于吸气流量传感器和呼气流量传感器不能准确检测病人的容积,因此需要对容积进行管道顺应性补偿,才能得到病人准确的肺容积。因此,针对不同的呼吸机,可以采用不同的方法获取准确的容积和流速信息。值得说明的是,病人流速指的是病人侧的吸气流速或者呼气流速。
当呼吸机使用近端流量传感器时,可以通过近端流量传感器检测病人流速,然后通过对病人流速在起始时刻到当前时刻的时间区间进行积分即可得到病人在当前时刻的容积,其中,起始时刻为吸气起始时刻,标记为0时刻。若当前时刻属于呼气阶段时,所检测到的病人流速即为该时刻的呼气流速,积分得到的容积即为该时刻的呼气容积。值得说明的是,本申请中的呼气容积为肺中残留的气体容积。
当呼吸机不使用近端流量传感器,而是在吸气管道和呼气管道端设置吸气流量传感器和呼气流量传感器时,可以根据吸气流量传感器和呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定呼气容积。具体地,首先获取截止当前时刻由吸气流量传感器检测到的吸气流速和呼气流量传感器检测到的呼气流速,并根据吸气流速和呼气流速确定病人流速;接着对病人流速在起始时刻到当前时刻的时间范围内进行积分,以获取第一容积;然后获取实时压力传感器所检测到的对应起始时刻的起始压力和对应当前时刻的当前压力,进而根据管路顺应性、起始压力和当前压力确定第二容积;最后根据第一容积和第二容积确定呼气容积,其中,起始时刻为吸气起始时刻,当前时刻为呼气阶段的任意时刻。
在本申请的实施例中,病人流速与吸气流速和呼气流速满足关系式(3):
Flow(t)=Flowinsp(t)-Flowexp(t) (3)
其中,Flow(t)为病人流速,Flowinsp(t)为吸气流速,Flowexp(t)为呼气流速。
对病人流速在起始时刻至当前时刻的时间范围进行积分即可获得第一容积其中,0为起始时刻,t为当前时刻。
进一步地,从第一容积中减去管路顺应性对应的第二容积,即可得到当前时刻的容积。第二容积与管路顺应性、起始压力和当前压力满足关系式(4):
Vol=Ctube(Paw(t)-Paw(0)) (4)
其中,Vol为第二容积,Ctube为管路顺应性,Paw(t)为当前压力,即t时刻的气道压力,Paw(0)为起始压力,即吸气起始时刻的气道压力。
最后,根据第一容积和第二容积可以得到当前时刻对应的容积,具体如关系式(5)所示:
其中,Vol(t)为t时刻的容积,Flow(t)为t时刻的病人流速,Ctube为管路顺应性,Paw(t)为当前压力,即t时刻的气道压力,Paw(0)为起始压力,即吸气起始时刻的气道压力。
根据关系式(5)可知,时间不同,容积不同,该容积可以是吸气阶段的容积,也可以是呼气阶段的容积,想要获取呼气阶段的实时容积,只需保证t为呼气阶段的任一时刻,然后从吸气起始时刻开始至t时刻对不同时刻的病人流速进行积分,同时减去管路顺应性对应的容积即可得到呼气容积。
对于使用呼气流量传感器和吸气流量传感器的呼吸机,在计算流速-容积环时,由于用于计算呼气时间常数的目标容积区域的压力比呼气峰值处的压力平稳的多,管路顺应性对流速的影响较小,而呼气阻力的精度范围相对较大,因此可以不对流速进行管路顺应性补偿,只需将呼气阶段由吸气流量传感器和呼气流量传感器检测到的病人流速作为呼气流速即可,也就是将吸气流速和呼气流速之间的流速差作为呼气流速。
在获取管路顺应性补偿后的呼气容积和呼气流速后,可以基于呼气容积和呼气流速构建呼气阶段的流速-容积环,用于后续呼气时间常数的计算。
为了进一步提升呼气时间常数的精度,进而提升呼气阻力的计算精度,可以考虑对流速也进行管路顺应性补偿,并基于补偿后的呼气流速和呼气容积构建流速-容积环。
在对流速进行管路顺应性补偿时,首先,获取当前时刻由吸气流量传感器检测到的吸气流速,以及呼气流量传感器检测到的呼气流速,并根据吸气流速和呼气流速确定病人流速;接着,基于当前时刻和时间窗口大小确定一时间窗口范围,获取与时间窗口范围中各时间点对应的压力值;然后,根据时间点和压力值获取压力斜率;最后,根据病人流速、压力斜率和管路顺应性确定呼气流速,其中,当前时刻为呼气阶段的任一时刻。
其中,时间窗口大小可以根据实际需要设置,例如可以是50ms,当然还可以是其它值,本申请实施例对此不作具体限定。若当前时刻为t,时间窗口大小为50ms,那么可以将当前时刻t作为中间时刻,然后基于时间窗口大小确定时间窗口范围[t-24,t+25],也就是说,在当前时刻t对应的流速的基础上延时25ms即可得到管路顺应性补偿后的流速。
在本申请的一个实施例中,在确定了时间窗口范围后,可以通过呼吸机检测时间窗口范围中各时间点对应的压力,然后对各时间点对应的压力进行拟合,以获取时间-压力线,进而可以获取时间-压力线对应的斜率,并将其作为压力斜率。
在本申请的实施例中,病人真实流速与病人流速、压力斜率、管路顺应性满足关系式(6):
Flowreal=Flowpat-Flowtube=Flowpat-0.06·Ctube·k (6)
其中,Flowreal为病人真实流速,即管道顺应性补偿后的真实流速;Flowpat为病人流速,即吸气流速与呼气流速之差;Flowtube为管路顺应性对应的流速;Ctube为管路顺应性;k为压力斜率;0.06为单位转换系数。
由于本申请是要构建呼气阶段的流速-容积环,因此需要获取呼气阶段的呼气流速,也就是说,对于呼气阶段任意时刻或者任意容积对应的病人流速,可以基于关系式(5)进行管路顺应性补偿,以获取该时刻或者该容积对应的真实的呼气流速,进而基于管路顺应性补偿后的呼气流速和呼气容积可以构建得到精准的流速-容积环。
举例而言,在呼气阶段,容积在管路顺应性补偿后达到75%呼气容积时,可以记录该容积对应的流速值,然后基于关系式(5)延时25ms后得到管路顺应性补偿后的呼气流速,那么75%呼气容积和该呼气流速即可作为流速-容积环中的一个坐标点。同样的,针对其它呼气容积可以进行相同处理,得到多组数据,进而根据多组数据可以构建形成更加准确的流速-容积环。
值得注意的是,如果终点是0%容积,压力已经完全平稳,流速也已经归零,因此可以不对流速进行管路顺应性补偿。
综上可知,本申请实施例中采用了三种不同的方法确定呼气流速和呼气容积,对于采用近端流量传感器的呼吸机,无需管路顺应性补偿,对于不采用近端流量传感器的呼吸机,在确定实时容积时,需要进行管路顺应性补偿,流速可以进行管路顺应性补偿,也可以不进行管路顺应性补偿,但对流速也进行管路顺应性补偿的话,呼吸时间常数的计算精度更高。
在本申请的一个实施例中,基于上述实施例中通过不同方法获取的呼气流速和呼气容积,均可以通过三种不同的方式确定呼吸时间常数,具体如下:
第一种:点确定法
首先从呼气阶段的流速-容积环中确定目标呼气容积和与目标呼气容积对应的目标呼气流速;然后采用目标呼气容积除以目标呼气流速,即可获取呼气时间常数。
在本申请的一个实施例中,目标呼气容积大于或等于50%呼气容积且小于或等于75%呼气容积。其中,50%呼气容积指肺容积从最高容积100%减少至50%,也就是呼出50%容积的气体,剩余50%容积的气体;75%呼气容积指肺容积从最高容积100%减少至75%,也就是呼出25%容积的气体,剩余75%容积的气体。
第二种:线确定法
首先从呼气阶段的流速-容积环中确定第一呼气容积对应的第一坐标点和第二呼气容积对应的第二坐标点;然后根据第一坐标点和第二坐标点确定呼气时间常数;其中,第一呼气容积大于或等于50%呼气容积且小于或等于75%呼气容积,第二呼气容积小于第一呼气容积。
进一步地,第一坐标点和第二坐标点均包含呼气流速和呼气容积,表达形式为(呼气容积,呼气流速),因此可以根据第一坐标点和第二坐标点确定一呼气直线段,并根据第一坐标点对应的第一呼气容积、第一呼气流速和第二坐标点对应的第二呼气容积、第二呼气流速确定与呼气直线段对应的斜率,即斜率=0.06*(第二呼气流速-第一呼气流速)/(第二呼气容积-第一呼气容积),其中,0.06为单位转换系数。由于呼气时间常数为正值,而呼气直线段的斜率为负值,因此可以将呼气直线段对应的斜率取绝对值,作为呼气时间常数。
在本申请的一个实施例中,第二呼气容积可以是任意小于第一呼气容积的值,具体地,第二呼气容积可以大于或等于0且小于或等于10%呼气容积,例如当第一呼气容积为75%呼气容积时,第二呼气容积可以是5%呼气容积,或者2%呼气容积,等等。
第三种:拟合法
首先在流速-容积环中确定呼气容积≤75%且呼气流速大于或等于截止流速的所有坐标点,该坐标点由呼气容积和对应的呼气流速组成;然后对所有坐标点进行最小二乘法拟合,以获取与所有坐标点对应的拟合直线;最后获取拟合直线的斜率,并将该斜率的绝对值作为呼气时间常数。
其中,截止流速为呼气阶段即将结束时的流速,此时肺已停止交换气体、呼气容积接近0。截止流速可以设置为2L/min,这样可以避免后期流速为0的坐标点对拟合结果的影响,确保呼气时间常数的精准度。通过采用最小二乘法拟合确定呼气时间常数,能够有效解决75%呼气容积时遇到流速波动,或者呼气的平稳阶段低于75%呼气容积到来时,导致计算的呼气时间常数不稳定,进而影响呼气阻力的计算精准性。
在本申请中,之所以选择75%呼气容积,是因为通常在75%呼气容积处,呼气流速和压力已经趋于平稳,呼气阻力与滤波器、管道顺应性等已无关联,不像在呼气峰值流速处,呼气阻力与滤波器、管道顺应性相关,无法准确计算出呼气阻力,因此在本申请的实施例中,可以基于呼气阶段的流速-容积环中75%呼气容积或者75%呼气容积对应流速到截止流速之间的曲线部分确定呼气时间常数。当然对于平稳阶段低于75%呼气容积到来的情况,还可以在流速-容积环中取呼气容积小于75%的坐标点进行呼气阻力的计算,例如可以取60%呼气容积、50%呼气容积等,但是不应小于50%,否则会导致呼气阻力可靠性变差。
在步骤S220中,获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压,并基于所述吸气末平台压、所述呼出潮气量和所述呼气末正压确定静态顺应性。
在本申请的一个实施例中,根据关系式(2)可知,在确定呼气时间常数后,只需确定静态顺应性,即可得到呼气阻力。静态顺应性与吸气末平台压、呼气末正压以及呼出潮气量相关,具体满足关系式(7):
其中,TVe为呼出潮气量;Pplat为吸气末平台压;PEEP为呼气末正压。
在本申请的一个实施例中,呼出潮气量为平静状态下每次呼出的潮气量;吸气末平台压,即转呼时病人端流速过0点的压力;呼气末正压为在呼吸循环结束时(呼气末)保留在呼吸道中的正压。呼出潮气量、吸气末平台压和呼气末正压均可以通过呼吸机监测得到,呼吸机与病人或模拟肺连接,在呼吸循环过程中可以检测得到呼出潮气量、吸气末平台压、呼气末正压,进而根据关系式(7)可以计算得到静态顺应性。
在步骤S230中,根据所述呼气时间常数和所述静态顺应性确定呼气阻力。
在本申请的一个实施例中,在获取呼气时间常数和静态顺应性之后,可以根据关系式(2),将呼气时间常数与静态顺应性相除以得到呼气阻力。
在本申请的一个实施例中,在吸气开始时,需要初始化与呼气阻力计算相关的算法。在本申请的实施例中,可以将与呼气阻力计算相关的所有参数都初始化为0,例如在吸气开始时,将最高容积设置为0,当吸气结束时,最高容积达到100%,那么在呼气阶段就可以顺利监测到75%呼气容积、50%呼气容积等,其中50%呼气容积指50%的最高容积,又例如,可以在吸气开始时,将最小二乘法拟合时需要用到的拟合矩阵中的元素全部置零,保证后续拟合的准确性,进而保证呼气阻力计算的准确性。
本申请中的呼气阻力计算方法,通过使用呼吸阶段的流速-容积环确定呼气时间常数,在确定静态顺应性后,根据呼气时间常数和静态顺应性确定呼气阻力。本申请避免了相关技术中使用计算精度不高的呼气峰值流速计算呼气阻力,特别是在高阻力高管道顺应性时,呼气峰值流速计算精度很低,导致呼气阻力不稳定、不可靠的问题,通过使用流速-容积环计算呼气时间常数,进而根据呼气时间常数和静态顺应性计算呼气阻力,提高了呼气阻力的精准性和可靠性。
可以理解的是,在本申请的具体实施方式中,涉及到采集与用户相关的数据,当本申请以上实施例运用到具体产品或技术中时,需要获得用户许可或者同意,且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。
应当注意,尽管在附图中以特定顺序描述了本申请中方法的各个步骤,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤,或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。
以下介绍本申请的装置实施例,可以用于执行本申请上述实施例中的呼气阻力计算方法。图4示意性示出了本申请实施例提供的呼气阻力计算装置的结构框图,如图4所示,呼气阻力计算装置400包括:呼气时间常数确定模块410、静态顺应性确定模块420和呼气阻力计算模块430,具体地:
呼气时间常数确定模块410,用于获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据所述呼气流速和所述呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于所述流速-容积环确定呼气时间常数;
静态顺应性确定模块420,用于获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压,并基于所述吸气末平台压、所述呼出潮气量和所述呼气末正压确定静态顺应性;
呼气阻力计算模块430,用于根据所述呼气时间常数和所述静态顺应性确定呼气阻力。
在本申请的示例性实施例中,基于上述技术方案,所述呼气时间常数确定模块410包括:第一确定单元,用于当呼吸机使用近端流量传感器时,根据所述近端流量传感器检测到的病人流速确定对应的呼气容积,并将呼气阶段由所述近端流量传感器检测到的病人流速作为所述呼气流速;第二确定单元,用于当呼吸机使用吸气流量传感器和呼气流量传感器时,根据所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定所述呼气容积,并将呼气阶段由所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速作为所述呼气流速;或者,第三确定单元,用于当呼吸机使用吸气流量传感器和呼气流量传感器时,根据所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定所述呼气容积和所述呼气流速。
在本申请的示例性实施例中,所述第二确定单元和所述第三确定单元包括:病人流速确定单元,用于获取截止当前时刻由所述吸气流量传感器检测到的吸气流速,以及所述呼气流量传感器检测到的呼气流速,并根据所述吸气流速和所述呼气流速确定所述病人流速;第一容积获取单元,用于对所述病人流速在起始时刻到所述当前时刻的时间范围内进行积分,以获取第一容积;第二容积获取单元,用于获取实时压力传感器所检测的对应所述起始时刻的起始压力和对应所述当前时刻的当前压力,根据所述管路顺应性、所述起始压力和所述当前压力确定第二容积;呼气容积计算单元,用于根据所述第一容积和所述第二容积确定所述呼气容积;其中,所述起始时刻为吸气起始时刻,所述当前时刻为呼气阶段的任意时刻。
在本申请的示例性实施例中,基于上述技术方案,所述第三确定单元包括:病人流速确定单元,用于获取当前时刻所述吸气流量传感器检测到的吸气流速,以及所述呼气流量传感器检测到的呼气流速,并根据所述吸气流速和所述呼气流速确定所述病人流速;压力斜率获取单元,用于基于所述当前时刻和时间窗口大小确定一时间窗口范围,获取与所述时间窗口范围中各时间点对应的压力值,并根据所述时间点和所述压力值获取压力斜率;呼气流速确定单元,用于根据所述病人流速、所述压力斜率和所述管路顺应性确定所述呼气流速;其中,所述当前时刻对应呼气阶段。
在本申请的一个实施例中,基于上述技术方案,所述呼气时间常数确定模块410包括:确定单元,用于从所述流速-容积环中确定目标呼气容积和与所述目标呼气容积对应的目标呼气流速;计算单元,用于将所述目标呼气容积除以所述目标呼气流速,以获取所述呼气时间常数;其中,所述目标呼气容积大于或等于50%呼气容积且小于或等于75%呼气容积。
在本申请的一个实施例中,基于上述技术方案,所述呼气时间常数确定模块410包括:确定单元,用于在所述流速-容积环中确定第一呼气容积对应的第一坐标点和第二呼气容积对应的第二坐标点;计算单元,用于根据所述第一坐标点和所述第二坐标点确定所述呼气时间常数;其中,所述第一呼气容积大于或等于50%呼气容积且小于或等于75%呼气容积,所述第二呼气容积小于所述第一呼气容积。
在本申请的一个实施例中,基于上述技术方案,所述计算单元配置为:根据所述第一坐标点和所述第二坐标点确定呼气直线段;根据所述第一坐标点对应的第一呼气容积、第一呼气流速和所述第二坐标点对应的第二呼气容积、第二呼气流速确定与所述呼气直线段对应的斜率;将所述呼气直线段对应的斜率的绝对值作为所述呼气时间常数。
在本申请的一个实施例中,基于上述技术方案,所述第二呼气容积大于或等于0且小于或等于10%呼气容积。
在本申请的一个实施例中,基于上述技术方案,所述呼气时间常数确定模块410包括:坐标点确定单元,用于在所述流速-容积环中确定呼气容积≤75%且所述呼气流速大于或等于截止流速的所有坐标点,所述坐标点由呼气容积和对应的呼气流速组成;拟合单元,用于对所有坐标点进行最小二乘法拟合,以获取与所述坐标点对应的拟合直线;计算单元,用于获取所述拟合直线的斜率,并将所述斜率的绝对值作为所述呼气时间常数。
在本申请的一个实施例中,基于上述技术方案,所述静态顺应性确定模块420包括:计算单元,用于根据所述吸气末平台压和所述呼气末正压确定压强差;根据所述呼出潮气量和所述压强差确定所述静态顺应性。
本申请各实施例中提供的呼气阻力计算装置的具体细节已经在对应的方法实施例中进行了详细的描述,此处不再赘述。
应当注意,尽管在上文详细描述中提及了呼气阻力计算装置的若干模块或者单元,但是这种划分并非强制性的。实际上,根据本公开的实施方式,上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之,上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
此外,在本公开的示例性实施例中,还提供了一种能够实现上述呼气阻力计算方法的电子设备。
所属技术领域的技术人员能够理解,本公开的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此,本公开的各个方面可以具体实现为以下形式,即:完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、微代码等),或硬件和软件方面结合的实施例,这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。
下面参照图5来描述根据本公开的这种实施例的电子设备500。图5所示的电子设备500仅仅是一个示例,不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图5所示,电子设备500以通用计算设备的形式表现。电子设备500的组件可以包括但不限于:上述至少一个处理单元510、上述至少一个存储单元520、连接不同系统组件(包括存储单元520和处理单元510)的总线530、显示单元540。
其中,所述存储单元存储有程序代码,所述程序代码可以被所述处理单元510执行,使得所述处理单元510执行本说明书上述“具体实施例”部分中描述的根据本公开各种示例性实施例的步骤。
存储单元520可以包括易失性存储单元形式的可读介质,例如随机存取存储单元(RAM)521和/或高速缓存存储单元522,还可以进一步包括只读存储单元(ROM)523。
存储单元520还可以包括具有一组(至少一个)程序模块525的程序/实用工具524,这样的程序模块525包括但不限于:操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据,这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线530可以为表示几类总线结构中的一种或多种,包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备500也可以与一个或多个外部设备570(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信,还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备500交互的设备通信,和/或与使得该电子设备500能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口550进行。并且,电子设备500还可以通过网络适配器560与一个或者多个网络(例如局域网(LAN),广域网(WAN)和/或公共网络,例如因特网)通信。如图所示,网络适配器560通过总线530与电子设备500的其它模块通信。应当明白,尽管图中未示出,可以结合电子设备500使用其它硬件和/或软件模块,包括但不限于:微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施例的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施例可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。
在本公开的示例性实施例中,还提供了一种计算机可读存储介质,其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中,本公开的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式,其包括程序代码,当所述程序产品在终端设备上运行时,所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施例的步骤。
参考图6所示,描述了根据本公开的实施例的用于实现上述呼气阻力计算方法的程序产品600,其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码,并可以在终端设备,例如个人电脑上运行。然而,本公开的程序产品不限于此,在本文件中,可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质,该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件,或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括:具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。
计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号,其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式,包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质,该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输,包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等,或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开操作的程序代码,所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等,还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中,远程计算设备可以通过任意种类的网络,包括局域网(LAN)或广域网(WAN),连接到用户计算设备,或者,可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
此外,上述附图仅是根据本公开示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明,而不是限制目的。易于理解,上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外,也易于理解,这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。
通过以上的实施例的描述,本领域的技术人员易于理解,这里描述的示例实施例可以通过软件实现,也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此,根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来,该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘,移动硬盘等)中或网络上,包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种呼气阻力计算方法,其特征在于,所述方法包括:
获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据所述呼气流速和所述呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于所述流速-容积环确定呼气时间常数;
获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压,并根据所述吸气末平台压、所述呼出潮气量和所述呼气末正压确定静态顺应性;
根据所述呼气时间常数和所述静态顺应性确定呼气阻力。
2.根据权利要求1所述的呼气阻力计算方法,其特征在于,所述获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,包括:
当呼吸机使用近端流量传感器时,根据所述近端流量传感器检测到的病人流速确定对应的呼气容积,并将呼气阶段由所述近端流量传感器检测到的病人流速作为所述呼气流速;
当呼吸机使用吸气流量传感器和呼气流量传感器时,根据所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定所述呼气容积,并将呼气阶段由所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速作为所述呼气流速;或者
当呼吸机使用吸气流量传感器和呼气流量传感器时,根据所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定所述呼气容积和所述呼气流速。
3.根据权利要求2所述的呼气阻力计算方法,其特征在于,所述根据所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定所述呼气容积,包括:
获取截止当前时刻由所述吸气流量传感器检测到的吸气流速,以及所述呼气流量传感器检测到的呼气流速,并根据所述吸气流速和所述呼气流速确定所述病人流速;
对所述病人流速在起始时刻到所述当前时刻的时间范围内进行积分,以获取第一容积;
获取实时压力传感器所检测的对应所述起始时刻的起始压力和对应所述当前时刻的当前压力,根据所述管路顺应性、所述起始压力和所述当前压力确定第二容积;
根据所述第一容积和所述第二容积确定所述呼气容积;
其中,所述起始时刻为吸气起始时刻,所述当前时刻为呼气阶段的任意时刻。
4.根据权利要求2所述的呼气阻力计算方法,其特征在于,所述根据所述吸气流量传感器和所述呼气流量传感器检测到的病人流速以及管路顺应性确定所述呼气流速,包括:
获取当前时刻所述吸气流量传感器检测到的吸气流速,以及所述呼气流量传感器检测到的呼气流速,并根据所述吸气流速和所述呼气流速确定所述病人流速;
基于所述当前时刻和时间窗口大小确定一时间窗口范围,获取与所述时间窗口范围中各时间点对应的压力值,并根据所述时间点和所述压力值获取压力斜率;
根据所述病人流速、所述压力斜率和所述管路顺应性确定所述呼气流速;
其中,所述当前时刻对应呼气阶段。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的呼气阻力计算方法,其特征在于,所述基于所述流速-容积环确定呼气时间常数,包括:
从所述流速-容积环中确定目标呼气容积和与所述目标呼气容积对应的目标呼气流速;
将所述目标呼气容积除以所述目标呼气流速,以获取所述呼气时间常数;
其中,所述目标呼气容积大于或等于50%呼气容积且小于或等于75%呼气容积。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的呼气阻力计算方法,其特征在于,所述基于所述流速-容积环确定呼气时间常数,包括:
在所述流速-容积环中确定第一呼气容积对应的第一坐标点和第二呼气容积对应的第二坐标点;
根据所述第一坐标点和所述第二坐标点确定所述呼气时间常数;
其中,所述第一呼气容积大于或等于50%呼气容积且小于或等于75%呼气容积,所述第二呼气容积小于所述第一呼气容积。
7.根据权利要求6所述的呼气阻力计算方法,其特征在于,所述根据所述第一坐标点和所述第二坐标点确定所述呼气时间常数,包括:
根据所述第一坐标点和所述第二坐标点确定呼气直线段;
根据所述第一坐标点对应的第一呼气容积、第一呼气流速和所述第二坐标点对应的第二呼气容积、第二呼气流速确定与所述呼气直线段对应的斜率;
将所述呼气直线段对应的斜率的绝对值作为所述呼气时间常数。
8.根据权利要求7所述的呼气阻力计算方法,其特征在于,所述第二呼气容积大于或等于0且小于或等于10%呼气容积。
9.根据权利要求1-4中任一项所述的呼气阻力计算方法,其特征在于,所述基于所述流速-容积环确定呼气时间常数,包括:
在所述流速-容积环中确定呼气容积≤75%且所述呼气流速大于或等于截止流速的所有坐标点,所述坐标点由呼气容积和对应的呼气流速组成;
对所述所有坐标点进行最小二乘法拟合,以获取与所述坐标点对应的拟合直线;
获取所述拟合直线的斜率,并将所述斜率的绝对值作为所述呼气时间常数。
10.一种呼气阻力计算装置,其特征在于,所述装置包括:
呼气时间常数确定模块,用于获取呼气阶段的呼气流速和呼气容积,根据所述呼气流速和所述呼气容积构建呼气阶段的流速-容积环,并基于所述流速-容积环确定呼气时间常数;
静态顺应性确定模块,用于获取吸气末平台压、呼出潮气量和呼气末正压,并基于所述吸气末平台压、所述呼出潮气量和所述呼气末正压确定静态顺应性;
呼气阻力计算模块,用于根据所述呼气时间常数和所述静态顺应性确定呼气阻力。
11.一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权利要求1至9中任意一项所述的呼气阻力计算方法。
12.一种电子设备,其特征在于,包括:
处理器;以及
存储器,用于存储指令;
其中,所述处理器执行所述存储器存储的指令用于实现权利要求1至9中任意一项所述的呼气阻力计算方法。
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