專利名稱：有創呼吸機在無創通氣模式下人機同步的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及呼吸機技術領域，尤其涉及一種有創呼吸機在無創通氣模式下人機同步的方法及裝置。
背景技術：
按照與患者的連接方式，呼吸機分為有創呼吸機和無創呼吸機，其中，有創呼吸機通過氣道插管連接到患者，無創呼吸機通過面罩或鼻罩與患者連接。有創呼吸機，例如傳統I⑶(Intensive Care Unit,重癥監護室)呼吸機,一般采用帶呼氣閥的雙肢通氣回路，最初是為有創通氣設計的，隨著無創通氣(Non-1nvasive Ventilation, NIV)的廣泛應用，它們增加了無創通氣模式。NIV模式就是通過有別于氣道插管的人機接口(如面罩、鼻罩等)對有自主呼吸能力的患者進行通氣的一類模式。廣義上NIV模式包括壓力支持通氣(Pressure Support, PSV)模式、壓力控制通氣(Pressure Control Ventilation, PCV)模式和容量控制通氣(Volume Control ventilation, VCV)模式等所有用于有創通氣的模式，狹義上NIV模式只是指PSV模式。

由于接受無創通氣的患者一般意識清醒并具有自主呼吸能力，因此無創通氣過程中，對人機交互的同步性要求較高，即要求患者可以控制吸氣的開始(觸發)和呼氣的開始(切換)。人機同步的理想情況應該是:用呼吸機支持的病人能像正常人一樣處于無阻礙狀態，不受呼吸機支配的自由自在呼吸。只有人機同步，才能提高患者舒適度和耐受性，進而保障通氣治療的成功。臨床研究表明，無創通氣的失敗率很高，其中一個重要因素就是人機不同步。造成人機不同步的主要原因是人機接口處存在不可避免的漏氣。因為傳統的利用基礎流的觸發(呼氣向吸氣的轉換)判斷技術和利用峰值流百分比的切換(吸氣向呼氣的轉換)判斷技術，都依靠對肺流量進行準確的測量，漏氣的存在造成肺流量的錯誤估計，進而造成不同步的觸發和不同步的切換。無創呼吸機一般都采用不帶呼氣閥的單肢回路通氣結構，并且利用特殊的漏氣補償技術和觸發/切換判斷技術，因此表現出較高的人機同步性能。但是由于專用無創呼吸機和傳統有創呼吸機在結構、控制算法、觸發/切換機制等方面的不同，使得無創呼吸機所采用的人機同步技術無法無縫移植到傳統有創呼吸機。因此，如何設計有效的人機交互機制，以提高傳統有創呼吸機在NIV模式下的人機同步性，是一個技術難題。

發明內容
本發明的目的在于提高傳統有創呼吸機在NIV模式下的人機同步性。為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的:一種有創呼吸機在無創通氣模式下人機同步的方法，包括:測量得到氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量；利用預先建立的漏氣估計模型，根據所述氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量計算得到漏氣流量；利用漏氣流量補償基礎流。
優選地，上述方法還包括:在呼氣末，記錄本次呼吸切換時間和觸發時間，在本次呼吸切換時間和觸發時間分別與上次呼吸切換時間和觸發時間的差小于預定差值時，通過數字濾波方式對觸發/切換周期進行迭代學習，得到患者自主觸發/切換周期。優選地，上述方法還包括:根據患者自主觸發/切換周期，分別在自主觸發/切換時刻和其他時刻將觸發/切換閾值設置為具有高靈敏度的閾值和具有低靈敏度的閾值。其中，根據最新的患者自主觸發/切換周期，對所述漏氣估計模型的參數進行更新。優選地，上述方法還包括:在吸氣末，根據本次吸氣潮氣量和上次吸氣潮氣量，判斷是否發生漏氣增大異常，若是，對呼氣相的基礎流和觸發閾值進行修改。其中，觸發的判斷指標包括呼氣流量梯度變化或不同壓力濾波時間常數下的呼氣濾波壓力；切換的判斷指標包括不同壓力濾波時間常數下的吸氣濾波壓力。其中，所述漏氣估計模型為:f\ = kx Paw0 5 ;上述漏氣估計模型中的表示漏氣流量，Paw表示氣道壓力，h表示漏氣模型參數屯通過以下參數估計模型計算得到:
權利要求
1.一種有創呼吸機在無創通氣模式下人機同步的方法，其特征在于，包括: 測量得到氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量； 利用預先建立的漏氣估計模型，根據所述氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量計算得到漏氣流量； 利用漏氣流量補償基礎流。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 在呼氣末，記錄本次呼吸切換時間和觸發時間，在本次呼吸切換時間和觸發時間分別與上次呼吸切換時間和觸發時間的差小于預定差值時，通過數字濾波方式對觸發/切換周期進行迭代學習，得到患者自主觸發/切換周期。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，還包括: 根據患者自主觸發/切換周期，分別在自主觸發/切換時刻和其他時刻將觸發/切換閾值設置為具有高靈敏度的閾值和具有低靈敏度的閾值。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，根據最新的患者自主觸發/切換周期，對所述漏氣估計模型的參數進行更新。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括: 在吸氣末，根據本次吸氣潮氣量和上次吸氣潮氣量，判斷是否發生漏氣增大異常，若是，對呼氣相的基礎流和觸發閾值進行修改。
6.根據權利要求2、3 、4或5所述的方法，其特征在于，觸發的判斷指標包括呼氣流量梯度變化或不同壓力濾波時間常數下的呼氣濾波壓力；切換的判斷指標包括不同壓力濾波時間常數下的吸氣濾波壓力。
7.根據權利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述漏氣估計模型為: fx = kx Paw0'5 ； 其中，表示漏氣流量，Paw表示氣道壓力A1表示漏氣模型參數丸通過以下參數估計模型計算得到: j_N+\ V\i+1P05-dtJj, aw kI = }~N+l T M 1 其中，j表示某次呼吸，Ti表示吸氣開始時刻，Ti+1表示下一次吸氣開始時刻，fi表示吸氣流量，fe表示呼氣流量，N表示呼吸次數，其中N的選取準則為:在漏氣平穩和異常增大/減小時分別取相對大的數值和相對小的數值。
8.—種有創呼吸機在無創通氣模式下人機同步的裝置，其特征在于，包括: 測量單元，用于測量得到氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量； 漏氣估計單元，用于利用預先建立的漏氣估計模型，根據測量單元測量得到的氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量計算得到漏氣流量； 補償單元，用于利用漏氣流量補償基礎流。
9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，還包括: 自主觸發/切換周期學習單元，用于在呼氣末，記錄本次呼吸切換時間和觸發時間，在本次呼吸切換時間和觸發時間分別與上次呼吸切換時間和觸發時間的差小于預定差值時，通過數字濾波方式對觸發/切換周期進行迭代學習，得到患者自主觸發/切換周期，并利用最新的患者自主觸發/切換周期更新所述漏氣估計模型的參數。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特征在于，還包括: 觸發/切換閾值更新單元，用于根據自主觸發/切換周期學習單元的得到的患者自主觸發/切換周期，在自主觸發/切換時刻將觸發/切換閾值設置為高靈敏度閾值，在其他時刻將觸發/切換閾值設置為低靈敏度閾值； 和/或 漏氣異常處理單元，用于在吸氣末，根據本次吸氣潮氣量和上次吸氣潮氣量，判斷是否發生漏氣增大異常，若是，分別指示補償單元和觸發/切換閾值更新單元對呼氣相的基礎流和觸發閾值進行 修改 。
全文摘要
本發明公開一種有創呼吸機在無創通氣模式下人機同步的方法及裝置，其中的方法包括以下步驟測量得到氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量；根據預先建立的漏氣估計模型，利用所述氣道壓力、吸氣流量和呼氣流量計算得到漏氣流量；利用漏氣流量補償基礎流。可見，本發明通過漏氣估計模型對漏氣流量進行估計，實現漏氣補償，從而達到改善有創呼吸機進行無創通氣、改善人機同步性能的目的。
文檔編號A61M16/00GK103182120SQ20111045588
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月30日 優先權日2011年12月30日
發明者劉慶平 申請人:北京誼安醫療系統股份有限公司