基于动态阈值的呼吸机呼吸相位控制方法技术

一种基于动态阈值的呼吸机呼吸相位控制方法，其特征在于：针对呼吸机设置两个阈值，一个是静态阈值，另一个是动态阈值，静态阈值大于动态阈值，静态阈值用来实现患者在无呼吸状态下的静态控制，在静态控制中呼吸机输出以静态基准值为基础，以静态阈值作为上下浮动范围的压力和流量相对固定的气体。动态阈值用来实现患者在有呼吸状态下的动态控制，在动态控制中呼吸机输出以动态基准值为基础的压力和流量呈呼吸波波形的气体。通过双阈值的控制方式对呼吸相位进行控制以及静态控制与动态控制进行切换能够有效解决以往呼吸相位控制滞后以及误触发的问题，使呼吸机的呼吸相位能够更好跟随患者的呼吸节奏，并能动态调节呼吸的舒适度。适度。适度。

【技术实现步骤摘要】
基于动态阈值的呼吸机呼吸相位控制方法


[0001]本专利技术涉及医疗设备领域，特别涉及一种呼吸机的呼吸相位控制方法。该控制方法能够有效解决现有呼吸机采用固定阈值控制而产生的误触发以及呼吸相位滞后问题。

技术介绍

[0002]在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。
[0003]呼吸相位控制是呼吸机的重要性能，通常的做法是通过检测呼吸的气流变化，从而获得与患者相关的呼吸特征信息，根据该呼吸特征信息控制呼吸机跟随患者自主呼吸，从而使患者感觉到呼吸的顺畅和舒适性。
[0004]中国专利CN113116336A公开了一件申请号为202110303104 .X，名称为《呼吸检测方法及设备、计算机存储介质》的专利技术专利申请案。该申请案采集相邻两个检测点的流量数据，判断检测点之间的流量数据是否存在波动，当无波动时，判断经过相邻两个检测点的流量数据方向，将流量数据相乘，根据乘积判断是否处于预设阈值，当大于阈值，则认为方向一致，根据呼气条件（流量数据均小于零且最小值的绝对值大于或等于预设参考值）或者吸气条件（流量数据均大于零且最大值的绝对值大于或等于预设参考值）判断呼吸状态，根据呼吸状态获取呼吸时间计算其潮气量以及呼吸频率。最终根据检测结果来控制呼吸机工作。
[0005]从现有技术以及上述专利申请案来看，以往在呼吸机的呼吸相位控制中，判断患者呼吸特征的预设阈值均采用固定阈值的方式，预设固定阈值方式在呼吸机实际控制中存在的明显不足是：如果预设的固定阈值范围过大，将会产生呼吸相位控制滞后，导致呼吸跟随性差，呼吸舒适度下降；如果预设的固定阈值范围过小，将会使得判断相对灵敏，容易产生误触发，即由于外界干扰误认为是患者的呼吸特征。
[0006]有鉴于此，如何对其进行改进，以克服呼吸机的呼吸相位控制中，特别是在判别患者呼吸特征中，采用固定阈值方式进行判断所带来的缺陷是本专利技术研究的课题。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种基于动态阈值的呼吸机呼吸相位控制方法，其第一目的是要解决以往呼吸机的呼吸相位控制中采用预设固定阈值方式来判断患者呼吸特征所带来的呼吸相位控制滞后问题。其第二目的是要解决以往呼吸机的呼吸相位控制中采用预设固定阈值方式来判断患者呼吸特征所带来的误触发问题。
[0008]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于动态阈值的呼吸机呼吸相位控制方法，其创新在于：在呼吸机的呼吸相位控制中，针对呼吸机设置两个阈值，一个是静态阈值，另一个是动态阈值，静态阈值大于动态阈值，其中：
所述静态阈值用来判断患者无呼吸状态，并实现呼吸机在患者无呼吸状态下的静态控制，在静态控制过程中呼吸机输出以静态基准值为基础，以静态阈值作为上下浮动范围的压力和流量相对固定的气体。
[0009]所述动态阈值用来判断患者有呼吸状态，并实现呼吸机在患者有呼吸状态下的动态控制，在动态控制过程中呼吸机输出以动态基准值为基础的压力和流量呈呼吸波波形的气体。
[0010]在呼吸机使用状态下，假定呼吸机处于静态控制状态下，当呼吸机检测实时采样值超出静态基准值和静态阈值的控制范围，此时呼吸机则判定患者为有呼吸状态，并将此时静态控制状态切换到动态控制状态，同时将静态基准值和静态阈值对应调整为动态基准值和动态阈值；假定呼吸机处于动态控制状态下，当呼吸机检测实时采样值在一段时间内落入动态基准值和动态阈值的控制范围，此时呼吸机则判定患者为无呼吸状态，并将此时动态控制状态切换到静态控制状态，同时将动态基准值和动态阈值对应调整为静态基准值和静态阈值，以此循环往复。
[0011]上述技术方案中的有关内容解释如下：1.上述方案中，所述静态阈值与静态基准值的关系是：静态阈值是以静态基准值作为基础的相对值，即静态阈值是以静态基准值为基准的上下浮动范围。同理，所述动态阈值与动态基准值的关系是：动态阈值是以动态基准值作为基础的相对值，即动态阈值是以动态基准值为基准的上下浮动范围。
[0012]2.上述方案中，在动态控制状态下，将呼吸机流道中间隔时间检测到的气体的流量数据或压力数据作为动态采样值，针对动态基准值和动态阈值定义一个按检测时间排序并由各个动态采样值组成的动态数据组，该动态数据组的动态采样值个数为M，M为大于或等于2的正整数，计算动态数据组中动态采样值的动态平均值，将动态平均值作为动态基准值，再将动态数据组中各个动态采样值分别与动态平均值相减后的绝对值作为对应各个动态采样值的动态差值，接着求对应各个动态采样值的动态差值中的动态最大值，然后将动态最大值乘以动态系数J作为动态阈值，J小于0.5。
[0013]3.上述方案中，由于患者吸气和呼气的振幅不一致，为了使得呼吸机控制呼吸相位更加准确，与患者呼吸的跟随性更好。在动态控制状态下，可以将动态控制分为吸气相动态控制和呼气相动态控制，其中：在吸气相动态控制中，以吸气相时间段对应采集的流量数据或压力数据作为吸气动态采样值，将各个吸气动态采样值分别与动态平均值相减后的绝对值作为吸气动态差值，求各个吸气动态差值中的吸气动态最大值，将吸气动态最大值乘以吸气动态系数J1作为吸气动态阈值，J1小于0.5；在呼气相动态控制中，以呼气相时间段对应采集的流量数据或压力数据作为呼气动态采样值，将各个呼气动态采样值分别与动态平均值相减后的绝对值作为呼气动态差值，求各个呼气动态差值中的呼气动态最大值，将呼气动态最大值乘以呼气动态系数J2作为呼气动态阈值，J2小于0.5。
[0014]4.上述方案中，为了使呼吸机更好的跟随患者呼吸相位，在动态控制状态下所述动态数据组按先进先出原则对动态数据组中的数据进行更新。
[0015]5.上述方案中，所述M较好为大于或等于500同时小于或等于5000的正整数。所述J
取值范围较好为2%
‑
10%。
[0016]6.上述方案中，为了解决以往呼吸机的呼吸相位控制中采用预设固定阈值方式来判断患者呼吸特征所带来的误触发问题，可以采用如下技术措施：在静态控制状态下，将呼吸机流道中间隔时间检测到的气体的流量数据或压力数据作为静态采样值，针对静态基准值和静态阈值定义一个按检测时间排序并由各个静态采样值组成的静态数据组，该静态数据组的静态采样值个数为N，N为大于或等于2的正整数，计算静态数据组中静态采样值的静态平均值，将静态平均值作为静态基准值，再将静态数据组中各个静态采样值分别与静态平均值相减后的绝对值作为对应各个静态采样值的静态差值，接着求对应各个静态采样值的静态差值中的静态最大值，然后将静态最大值乘以静态系数K作为静态阈值，K大于1。
[0017]在静态控制状态下，所述静态数据组按先进先出原则对静态数据组中的数据进行更新。
[0018]所述N较好为大于或等于500同时小于或等于500本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于动态阈值的呼吸机呼吸相位控制方法，其特征在于：在呼吸机的呼吸相位控制中，针对呼吸机设置两个阈值，一个是静态阈值，另一个是动态阈值，静态阈值大于动态阈值，其中：所述静态阈值用来判断患者无呼吸状态，并实现呼吸机在患者无呼吸状态下的静态控制，在静态控制过程中呼吸机输出以静态基准值为基础，以静态阈值作为上下浮动范围的压力和流量相对固定的气体；所述动态阈值用来判断患者有呼吸状态，并实现呼吸机在患者有呼吸状态下的动态控制，在动态控制过程中呼吸机输出以动态基准值为基础的压力和流量呈呼吸波波形的气体；在呼吸机使用状态下，假定呼吸机处于静态控制状态下，当呼吸机检测实时采样值超出静态基准值和静态阈值的控制范围，此时呼吸机则判定患者为有呼吸状态，并将此时静态控制状态切换到动态控制状态，同时将静态基准值和静态阈值对应调整为动态基准值和动态阈值；假定呼吸机处于动态控制状态下，当呼吸机检测实时采样值在一段时间内落入动态基准值和动态阈值的控制范围，此时呼吸机则判定患者为无呼吸状态，并将此时动态控制状态切换到静态控制状态，同时将动态基准值和动态阈值对应调整为静态基准值和静态阈值，以此循环往复。2.根据权利要求1所述的呼吸机呼吸相位控制方法，其特征在于：在动态控制状态下，将呼吸机流道中间隔时间检测到的气体的流量数据或压力数据作为动态采样值，针对动态基准值和动态阈值定义一个按检测时间排序并由各个动态采样值组成的动态数据组，该动态数据组的动态采样值个数为M，M为大于或等于2的正整数，计算动态数据组中动态采样值的动态平均值，将动态平均值作为动态基准值，再将动态数据组中各个动态采样值分别与动态平均值相减后的绝对值作为对应各个动态采样值的动态差值，接着求对应各个动态采样值的动态差值中的动态最大值，然后将动态最大值乘以动态系数J作为动态阈值，J小于0.5。3.根据权利要求2所述的呼吸机呼吸相位控制方法，其特征在于：将动态控制分为吸气相动态控制和呼气相动态控制，其中：在吸气相动态控制中，以吸气相时间段对应采集的流量数据或压力数据作为吸气动态采样值，将各个吸气动态采样值分别与动态平均值相减后的绝对值作为吸气动态差值，求各个吸气动态差值中的吸气动态最大值，将吸气动态最大值乘以吸气动态系数...

【专利技术属性】
技术研发人员：武栋，吴群，张佳，赵宁，胡海霞，宋宝堂，朱婷婷，赵帅，
申请(专利权)人：江苏鱼跃信息系统有限公司苏州鱼跃医疗科技有限公司南京鱼跃软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：