估算气道阻力和顺应性的方法、装置、设备和介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种估算气道阻力和顺应性的方法，该方法包括：获取多组采样数据，及获取预设的离散线性气阻模型；根据多组采样数据，基于预先建立的参数更新模型，对离散线性气阻模型中的预设参数进行求解，得到预设参数的参数值；根据参数值，以及预设参数与气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性之间的替代关系，求解得到气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性。此外，还提出了估算气道阻力和顺应性的装置、设备和存储介质。气道阻力和肺顺应性用于控制麻醉机和呼吸机的通气方式以适用于不同用户的各种使用情况。在上述的方案中由于考虑了呼吸回路顺应性对潮气量的影响，使得最终得到的道阻力和肺顺应性足够准确，并且能适用于多种通气方式中。气方式中。气方式中。

【技术实现步骤摘要】
估算气道阻力和顺应性的方法、装置、设备和介质


[0001]本专利技术涉及医疗器械
，尤其是涉及估算气道阻力和顺应性的方法、装置、设备和介质。

技术介绍

[0002]在麻醉机和呼吸机控制中需要对各项体征进行监测，通过正确的对气道气阻(R值)和肺顺应性(C值)进行监测，可以有效的控制麻醉机和呼吸机的通气方式以适用不同各种情况，降低在使用麻醉机和呼吸机时引发的并发症。通常情况下，采用公式R＝ΔP1/ΔF来计算气道气阻，其中ΔP1＝Ppeak
‑
Pplat，Ppeak为吸气峰压、Pplat为气道平台压,ΔF为峰值流速；采用公式C＝ΔV/ΔP2来计算肺顺应性，其中ΔP2＝Ppeak
‑
PEEP，PEEP为呼气末正、ΔV为压潮气量。然后由于呼吸回路顺应性(Cr值)比肺顺应性C小得多，上述方案在进行潮气量计算时将Cr忽略，导致获得的潮气量ΔV会比实际值稍大，进而导致计算气道气阻R、肺顺应性C的精度不高。而且上述方法只能在有屏气功能的容积控制通气(volume controlled ventilation，VCV)控制模式下进行计算，局限性很大，无法应用到多种通气方式中。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对上述问题，提供一种估算气道阻力和顺应性的方法、装置、设备和介质。
[0004]一种估算气道阻力和顺应性的方法，所述方法包括：
[0005]获取多组采样数据，及获取预设的离散线性气阻模型，一组采样数据包括连续三个采样时刻采样到的气道压力和所述连续三个采样时刻中的后两个采样时刻采样到的总流速，其中，所述离散线性气阻模型通过以预设参数替代气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的方式，表达气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性与离散化的气道压力和总流速之间的线性关系；
[0006]根据所述多组采样数据，基于预先建立的参数更新模型，对所述离散线性气阻模型中的预设参数进行求解，得到所述预设参数的参数值，所述参数更新模型为更新所述预设参数的模型；
[0007]根据所述参数值，以及所述预设参数与气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性之间的替代关系，求解得到气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性。
[0008]在其中一个实施例中，所述获取预设的离散线性气阻模型，包括：
[0009]获取线性气阻模型的动力学方程，根据所述线性气阻模型的动力学方程构建关于气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的线性气阻模型；
[0010]对所述线性气阻模型进行数据离散化和关系替代，得到所述离散线性气阻模型。
[0011]在其中一个实施例中，所述线性气阻模型的动力学方程包括总流速方程、第一方程和第二方程，所述总流速方程包括呼吸回路流速与肺部流速，所述第一方程为所述气道
压力与所述呼吸回路流速之间的关系方程，所述第二方程为所述气道压力与所述肺部流速之间的关系方程，所述根据所述线性气阻模型的动力学方程构建关于气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的线性气阻模型，包括：
[0012]根据所述第一方程确定所述呼吸回路流速的替代表达式，根据所述总流速方程和所述呼吸回路流速的替代表达式确定所述肺部流速的替代表达式；
[0013]将所述肺部流速的替代表达式代入所述第二方程中，以得到关于气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的线性气阻模型。
[0014]在其中一个实施例中，所述对所述线性气阻模型进行数据离散化和关系替代，得到所述离散线性气阻模型，包括：
[0015]对所述线性气阻模型进行微分，获取得到的微分方程；
[0016]将所述微分方程中每项的气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性用若干个中间值进行替代，得到替代后的微分方程和第一替代关系；
[0017]对所述替代后的微分方程进行离散化，得到离散化后的微分方程：
[0018]将离散化后的微分方程整理为目标表达式，在所述目标表达式中存在至少一项的系数为1；
[0019]将所述目标表达式中一个其余项的系数替代为一个预设参数，以得到第二替代关系及所述离散线性气阻模型，所述其余项为系数不为1的项，所述其余项的系数由所述中间值构成。
[0020]在其中一个实施例中，所述根据所述参数值，以及所述预设参数与气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性之间的替代关系，求解得到气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性，包括：
[0021]根据所述参数值与所述第二替代关系求解所述中间值，根据求解后的中间值与所述第一替代关系计算气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性。
[0022]在其中一个实施例中，所述离散线性气阻模型为：
[0023]P
aw
(k)＝θ1P
aw
(k
‑
1)+θ2P
aw
(k
‑
2)+θ
3 flow(k)+θ
4 flow(k
‑
1)
[0024]其中，θ1、θ2、θ3、θ4为所述预设参数，P
aw
(k)、P
aw
(k
‑
1)、P
aw
(k
‑
2)为所述连续三个采样时刻采样到的气道压力，flow(k)、flow(k
‑
1)为所述连续三个采样时刻中的后两个采样时刻采样到的总流速。
[0025]在其中一个实施例中，所述根据所述多组采样数据，基于预先建立的参数更新模型，对所述离散线性气阻模型中的预设参数进行求解，得到所述预设参数的参数值，包括：
[0026]将所述多组采样数据代入所述离散线性气阻模型，并基于所述参数更新模型对所述预设参数的初始值进行更新，使得指标函数最小化，得到所述预设参数的参数值，所述指标函数用于衡量所述采样数据中的气道压力与通过所述离散线性气阻模型计算得到的气道压力之间的误差。
[0027]一种估算气道阻力和顺应性的装置，所述装置包括：
[0028]获取模块，用于获取多组采样数据，及获取预设的离散线性气阻模型，一组采样数据包括连续三个采样时刻采样到的气道压力和所述连续三个采样时刻中的后两个采样时刻采样到的总流速，其中，所述离散线性气阻模型通过以预设参数替代气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的方式，表达气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性与离散化的气道压
力和总流速之间的线性关系；
[0029]辨识模块，用于根据所述多组采样数据，基于预先建立的参数更新模型，对所述离散线性气阻模型中的预设参数进行求解，得到所述预设参数的参数值，所述参数更新模型为更新所述预设参数的模型；根据所述参数值，以及所述预设参数与气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性之间的替代关系，求解得到气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性。
[0030]一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行上述估算气道阻力和顺应性的方法的步骤。
[0031]一种估算气道阻力和顺应性的设备，包括本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种估算气道阻力和顺应性的方法，其特征在于，所述方法包括：获取多组采样数据，及获取预设的离散线性气阻模型，一组采样数据包括连续三个采样时刻采样到的气道压力和所述连续三个采样时刻中的后两个采样时刻采样到的总流速，其中，所述离散线性气阻模型通过以预设参数替代气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的方式，表达气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性与离散化的气道压力和总流速之间的线性关系；根据所述多组采样数据，基于预先建立的参数更新模型，对所述离散线性气阻模型中的预设参数进行求解，得到所述预设参数的参数值，所述参数更新模型为更新所述预设参数的模型；根据所述参数值，以及所述预设参数与气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性之间的替代关系，求解得到气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预设的离散线性气阻模型，包括：获取线性气阻模型的动力学方程，根据所述线性气阻模型的动力学方程构建关于气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的线性气阻模型；对所述线性气阻模型进行数据离散化和关系替代，得到所述离散线性气阻模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述线性气阻模型的动力学方程包括总流速方程、第一方程和第二方程，所述总流速方程包括呼吸回路流速与肺部流速，所述第一方程为所述气道压力与所述呼吸回路流速之间的关系方程，所述第二方程为所述气道压力与所述肺部流速之间的关系方程，所述根据所述线性气阻模型的动力学方程构建关于气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的线性气阻模型，包括：根据所述第一方程确定所述呼吸回路流速的替代表达式，根据所述总流速方程和所述呼吸回路流速的替代表达式确定所述肺部流速的替代表达式；将所述肺部流速的替代表达式代入所述第二方程中，以得到关于气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的线性气阻模型。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述线性气阻模型进行数据离散化和关系替代，得到所述离散线性气阻模型，包括：对所述线性气阻模型进行微分，获取得到的微分方程；将所述微分方程中每项的气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性用若干个中间值进行替代，得到替代后的微分方程和第一替代关系；对所述替代后的微分方程进行离散化，得到离散化后的微分方程：将离散化后的微分方程整理为目标表达式，在所述目标表达式中存在至少一项的系数为1；将所述目标表达式中一个其余项的系数替代为一个预设参数，以得到第二替代关系及所述离散线性气阻模型，所述其余项为系数不为1的项，所述其余项的系数由所述中间值构成。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述参数值，以及所述预设参数与气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性之间的替代关系，求解得到气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性，包括：根据所述参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆军，王涛，李明举，
申请(专利权)人：深圳市科曼医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：