CN210728377U - 一种智能启停装置及呼吸机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能启停装置，其特征在于，所述装置包括采集模块，用于采集用户端的压力信号和气流信号；处理模块，用于根据流量信号和压力信号分别获得用户端空气流速V、压差∆P和漏气量V_leak，智能启动模块，用于判断若当前处于停止状态，并且流速V大于第一阈值δ₁或小于第二阈值δ₂则开始智能启动。本实用新型提供一种智能启停装置及呼吸机，该智能启停装置及呼吸机能有效简化睡眠呼吸机操作，保证呼吸机的正常运行，节能环保并延长呼吸机的使用寿命。

Description

一种智能启停装置及呼吸机

技术领域

本实用新型涉及智能控制技术领域，具体涉及一种智能启停装置及呼吸机。

背景技术

呼吸机是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功能消耗，节约心脏储备能力的装置。睡眠呼吸机（或称为无创呼吸机）通过给定的压力，持续不断为患者提供氧气，以此来改善患者睡眠时的缺氧问题。睡眠呼吸机主要用于治疗睡眠呼吸暂停综合症，也就是重度打鼾及伴有的憋气症状，而且它还可以治疗睡眠呼吸暂停综合症的并发症，提高使用者夜间睡眠时的血氧浓度，治疗低氧血症等。

现有技术中，呼吸机在使用过程中，一般是呼吸机主机（或湿化器）通过连接管路连接面罩，面罩覆盖于用户面部，为用户提供正压气体。用户在启动或停止呼吸机时，都需要手动操作呼吸机的主界面，从而控制呼吸机。因此现有的呼吸机启动或停止操作较为繁琐，并且容易在佩戴面罩与启动呼吸机过程中引发不适，另一方面，用户在忘记关机或是睡眠时由于翻身等可能导致面罩脱落，从而引起呼吸机长期高负荷运转，不仅浪费电力，而且损害呼吸机或减少其使用寿命。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种智能启停装置及呼吸机，该智能启停装置及呼吸机能有效简化睡眠呼吸机操作，保证呼吸机的正常运行，节能环保并延长呼吸机的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型公开一种智能启停装置，所述装置包括采集模块，用于采集用户端的压力信号和气流信号；处理模块，用于根据流量信号和压力信号分别获得用户端空气流速V、压差∆P和漏气量V_leak，智能启动模块，用于判断若当前处于停止状态，并且流速V大于第一阈值δ₁或小于第二阈值δ₂则开始智能启动。

优选地，所述智能启停装置还包括智能停止模块，用于判断若当前处于启动状态，并且漏气量V_leak与当前压差∆P的差值大于δ₃则智能停止。

优选地，所述智能启动模块的第一阈值δ₁为15cm/s，当前流速V大于第一阈值δ₁并且持续时间2秒以上则开始智能启动。

优选地，所述智能启动模块的第二阈值δ₂为0cm/s，当前流速V小于第二阈值δ₂并且持续时间2秒以上则开始智能启动。

优选地，所述智能停止模块的第三阈值δ₃为20，漏气量V_leak与当前压差∆P的差值大于第三阈值δ₃并且持续10秒以上则开始智能停止。

优选地，所述装置还包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器进行操作以执行智能启动模块和智能停止模块。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型还提供一种呼吸机，包括本实用新型第二方面所述的智能启停装置。

本实用新型的有益效果体现在：本实用新型的一种智能启停装置及呼吸机，通过识别用户的呼吸气流，实现智能启停，简化用户操作过程，提升设备使用效率，延长设备工作寿命，节能环保。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型一种智能启停装置的工作示意图。

图2为本实用新型一种智能启停装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

如图1所示，本实用新型公开的一种智能启停装置的工作流程包括：步骤一：采集用户端的压力信号和流量信号；步骤二：根据流量信号和压力信号分别获得用户端空气流速V、压差∆P和漏气量V_leak；步骤三：若当前处于停止状态，并且流速V大于第一阈值δ₁或小于第二阈值δ₂则开始智能启动。具体地，采集用户端的空气流速V实际上是面罩端的空气流速，正常情况下，如果用户未佩戴面罩，此时的空气流速为零或者很小，只有当用户带上面罩后，由于用户的呼吸气流，导致用户端的气流速度发生变化。例如，当用户进行呼气时，空气流速变大，当用户吸气时，空气流速变小（气流速度相反，小于0）。

进一步地，上述步骤三中，若当前设备处于启动状态，并且压差∆P与漏气量V_leak的差值大于δ₃则智能停止。具体地，由于设备（呼吸机）在启动后，由于风机的高速旋转，从用户端（面罩端）输出的都是正压气体，所以睡眠呼吸机在使用过程中始终存在压差，即用户端压力高于空气压力，而当用户取下面罩或者面罩意外脱落时，此时漏气量大大增加，容易理解的是，当前的压差越大，漏气量也越大，如果面罩正常佩戴使用，漏气量与压差的差值较小，当面罩脱落时，漏气量与压差的差值较大。

进一步地，上述步骤三中，第一阈值δ₁为15cm/s，当前流速V大于第一阈值δ₁并且持续时间2秒以上则开始智能启动。在本实用新型的实施例中，从面罩端流向主机端（从外往里）为正向，将第一阈值δ₁设为15cm/s，可以防止用于自然风等其他空气扰动而导致系统误判，另一方面，第一阈值不会过大，导致无法识别正常呼气，从而智能启动呼吸机设备。

在本实用新型的实施例中，步骤三中，当前流速V大于第一阈值δ₁持续时间2秒以上也是为了符合人体的实际呼吸情况，进一步地排除其他干扰，识别出人体呼吸气流。当然在其他实施例中，持续时间可以是符合真实呼气的其他数值，例如持续1秒以上等也属于本实用新型的保护范围。

进一步地，所述步骤三中，第二阈值δ₂为0cm/s，当前流速V小于第二阈值δ₂并且持续时间2秒以上则开始智能启动。在本实用新型的实施例中，从主机端流向面罩端（从里往外）为反向，将第二阈值δ₂设为0cm/s，因为呼吸机设备在停止状态时，没有空气经主机传输到面罩，只有当用户佩戴面罩后，由于吸气作用，引起面罩端压力降低，空气从主机端经连接管到面罩端，此时的空气流速与用户呼气时方向相反为负值，识别到用户的吸气动作，从而智能启动呼吸机设备。

在本实用新型的实施例中，步骤三中，当前流速V小于第二阈值δ₂持续时间2秒以上也是为了符合人体的实际呼吸情况，进一步地排除其他干扰，识别出人体呼吸气流。当然在其他实施例中，持续时间可以是符合真实吸气的其他数值，例如持续1秒以上等也属于本实用新型的保护范围。

进一步地，上述步骤三中，第三阈值δ₃为20，当前压差∆P和漏气量V_leak的差值大于第三阈值δ₃并且持续10秒以上则开始智能停止。在本实用新型的实施例中，由于面罩上设有标准出气口，容易理解的，压差越大，漏气量越大，通过实验记录不同压差对应的正常漏气量，漏气量减去当前压差的结果比较稳定，而只有当面罩脱落，导致漏气量大大增加，从而导致差值变大。漏气量与当前压差的差值大于第三阈值时，则很可能是由于面罩脱落导致的，从而智能停止呼吸机设备。

如图2所示，本实用新型提供一种智能启停装置，所述装置包括采集模块，用于采集用户端的压力信号和气流信号；处理模块，用于根据流量信号和压力信号分别获得用户端空气流速V、压差∆P和漏气量V_leak，智能启动模块，用于判断若当前处于停止状态，并且流速V大于第一阈值δ₁或小于第二阈值δ₂则开始智能启动。具体地，采集用户端的空气流速V实际上是面罩端的空气流速，正常情况下，如果用户未佩戴面罩，此时的空气流速为零或者很小，只有当用户带上面罩后，由于用户的呼吸气流，导致用户端的气流速度发生变化。例如，当用户进行呼气时，空气流速变大，当用户吸气时，空气流速变小（气流速度相反，小于0）。

在本实用新型的实施例中，采集模块包括压差传感器和流量传感器，分别采集经过的气体压差和流量，而处理模块基于传感器的数据进一步处理，例如空气流速V可以通过流量求导等方法得出，呼吸机漏气量V_leak估算方式是通过一段时间(5-10S)内累加总流量和压力值的均方根，计算出它们之间的比值，然后再用实时压力的均方根乘以该比值得到漏气估算量。

进一步地，所述智能启停装置还包括智能停止模块，用于判断若当前处于启动状态，并且漏气量V_leak与压差∆P的差值大于δ₃则智能停止。具体地，由于设备（呼吸机）在启动后，由于风机的高速旋转，从用户端（面罩端）输出的都是正压气体，所以睡眠呼吸机在使用过程中始终存在压差，即用户端压力高于空气压力，而当用户取下面罩或者面罩意外脱落时，此时漏气量大大增加，容易理解的是，当前的压差越大，漏气量也越大，如果面罩正常佩戴使用，漏气量与压差的差值较小，当面罩脱落时，漏气量与压差的差值较大。

进一步地，所述智能启动模块的第一阈值δ₁为15cm/s，当前流速V大于第一阈值δ₁并且持续时间2秒以上则开始智能启动。在本实用新型的实施例中，从面罩端流向主机端（从外往里）为正向，将第一阈值δ₁设为15cm/s，可以防止用于自然风等其他空气扰动而导致系统误判，另一方面，第一阈值不会过大，导致无法识别正常呼气，从而智能启动呼吸机设备。

进一步地，所述智能启动模块的第二阈值δ₂为0cm/s，当前流速V小于第二阈值δ₂并且持续时间2秒以上则开始智能启动。在本实用新型的实施例中，从主机端流向面罩端（从里往外）为反向，将第二阈值δ₂设为0cm/s，因为呼吸机设备在停止状态时，没有空气经主机传输到面罩，只有当用户佩戴面罩后，由于吸气作用，引起面罩端压力降低，空气从主机端经连接管到面罩端，此时的空气流速与用户呼气时方向相反为负值，识别到用户的吸气动作，从而智能启动呼吸机设备。

在本实用新型的实施例中，当前流速V大于第一阈值δ₁或小于第二阈值δ₂持续时间2秒以上也是为了符合人体的实际呼吸情况，进一步地排除其他干扰，识别出人体呼吸气流。当然在其他实施例中，持续时间可以是符合真实吸气的其他数值，例如持续1秒以上等也属于本实用新型的保护范围。

进一步地，所述智能停止模块的第三阈值δ₃为20，当前压差∆P和漏气量V_leak的差值大于第三阈值δ₃并且持续10秒以上则开始智能停止。在本实用新型的实施例中，由于面罩上设有标准出气口，容易理解的，压差越大，漏气量越大，通过实验记录不同压差对应的正常漏气量，漏气量减去当前压差的结果比较稳定，而只有当面罩脱落，导致漏气量大大增加，从而导致差值变大。漏气量与当前压差的差值大于第三阈值时，则很可能是由于面罩脱落导致的，从而智能停止呼吸机设备。

进一步地，所述装置还包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器操控智能启动模块和智能停止模块。。

本实用新型可以是装置或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本实用新型的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、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)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本实用新型操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本实用新型的各个方面。

这里参照根据本实用新型实施例的装置和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本实用新型的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

根据本实用新型的第三方面，本实用新型还提供一种呼吸机，包括根据本实用新型第二方面所述的智能启停装置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种智能启停装置，其特征在于，所述装置包括采集模块，用于采集用户端的压力信号和气流信号；处理模块，用于根据流量信号和压力信号分别获得用户端空气流速V、压差∆P和漏气量V_leak，智能启动模块，用于判断若当前处于停止状态，并且流速V大于第一阈值δ₁或小于第二阈值δ₂则开始智能启动。

2.如权利要求1所述智能启停装置，其特征在于，所述智能启停装置还包括智能停止模块，用于判断若当前处于启动状态，并且漏气量V_leak与当前压差∆P的差值大于δ₃则智能停止。

3.如权利要求2所述的智能启停装置，其特征在于，所述智能启动模块的第一阈值δ₁为15cm/s，当前流速V大于第一阈值δ₁并且持续时间2秒以上则开始智能启动。

4.如权利要求3所述的智能启停装置，其特征在于，所述智能启动模块的第二阈值δ₂为0cm/s，当前流速V小于第二阈值δ₂并且持续时间2秒以上则开始智能启动。

5.如权利要求4所述的智能启停装置，其特征在于，所述智能停止模块的第三阈值δ₃为20，漏气量V_leak与当前压差∆P的差值大于第三阈值δ₃并且持续10秒以上则开始智能停止。

6.如权利要求5所述的智能启停装置，其特征在于，所述采集模块包括压差传感器和流量传感器，所述压差传感器和流量传感器分别采集用户端的压差信号和流量信号。

7.如权利要求6所述的智能启停装置，其特征在于，所述智能启停装置还包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令，所述指令用于控制所述处理器操控智能启动模块和智能停止模块。

8.一种呼吸机，其特征在于，所述呼吸机包括权利要求1-7中任一项所述的智能启停装置。

Images