估算气阻和顺应性的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种估算气阻和顺应性的方法和装 置。
【背景技术】
[0002] 呼吸机主要对呼吸障碍的病人提供新鲜的空气，其中肺的顺应性和肺的阻力是两 个重要的参数。肺的顺应性和肺的阻力（即气阻）不仅能表征病人肺的状况，而且可以用来 建立呼吸回路的数学模型，对压力控制通气及其扩展通气模式的准确性和精度起着决定性 作用。目前肺的顺应性和管道的阻力很难直接计算，一般情况使用流过呼吸回路的流速值 和压力值进行估算。在估算的过程中，一般以呼出端压力传感器获取的压力值为气道压力， 吸入端流量传感器和呼出端流量传感器获取的流量值的差为流速值，使用如下两种方法： [0003] 方法一：基于呼吸回路压力公式，使用多次气道压力p和流速V的采样值，运用最 小二乘法直接估算气阻R和顺应性C;
[0004] 方法二：建立系统的RC呼吸力学模型，基于该模型的Z域的传递函数
采样值，运用最小二乘法估算气阻R和顺应性C。
[0005] 由于控制阀的性能决定了部分采样周期内的流速并不是恒定的，流速从流量传感 器到压力传感器需要时间，当前流速值可能被上一个控制周期的流速值干扰以及受到传感 器精度的限制，导致上述两种方法的估算精度不高，影响了呼吸机压力控制通气的准确性。
【发明内容】
[0006] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够克服传感器精度限制，采样周期 内流速不恒定问题和减弱流速的滞后性与流速间相互影响，提高气阻和顺应性的估算精 度，为有效提高压力控制通气的准确性提供保障的估算气阻和顺应性的方法和装置。
[0007] -种估算气阻和顺应性的方法，所述方法包括：
[0008] 实时采集呼吸回路的压力值和流速值；
[0009] 利用采集到的压力值和第一公式估算控制周期内的压力值；
[0010] 利用采集到的流速值和第二公式估算控制周期内的流速值；
[0011] 将所述控制周期内的压力值作为呼吸力学模型的传递函数的输出值，将所述控制 周期内的流速值作为所述传递函数的输入值，估算所述传递函数的系数；
[0012] 根据所述传递函数的系数计算所述呼吸回路的气阻和顺应性。
[0013] 在其中一个实施例中，所述呼吸回路包括吸气支路和呼气支路，所述第一公式 为：
制周期结束时或者下一个控制周期起始时的吸气支路压力值，pexp为当前控制周期结束时 或者下一个控制周期起始时的呼气支路压力值，匕和k3*别为系数且为常数。
[0015] 在其中一个实施例中，所述第二公式为：
为控制周期内第i个吸气支路流速值，fexp(i)为控制周期内第i个呼气支路流速值，s(i) 为控制周期内第i个实际流速值finsp(i)-fexp(i)与控制周期内平均流速的差的平方占 该控制周期内流速方差的百分比，Ic1为系数且为常数，n为控制周期内采样值的个数。
[0017] 在其中一个实施例中，在所述实时采集呼吸回路的压力值和流速值的步骤之后， 还包括：
[0018] 根据采集到的压力值与实际流速值对应的容积值绘制所述呼吸回路的压力-容 积曲线；
[0019] 获取所述压力-容积曲线中的拐点；
[0020] 根据所述拐点将所述采集到的压力值和流速值分别进行分段；
[0021] 根据预设规则调节每个段内对应的第一公式和第二公式的系数，并根据系数调节 后的第一公式来估算每个段内控制周期内的压力值以及根据系数调节后的第二公式来估 算每个段内控制周期内的流速值。
[0022] 在其中一个实施例中，在所述实时采集呼吸回路的压力值和流速值的步骤之前， 还包括：
[0023] 获取所述控制阀在控制周期内的开度值，并根据所述开度值调节所述呼吸回路的 流速值。
[0024] -种估算气阻和顺应性的装置，所述装置包括：
[0025] 采集模块，用于实时采集呼吸回路的压力值和流速值；
[0026] 压力值估算模块，用于利用采集到的压力值和第一公式估算控制周期内的压力 值；
[0027] 流速值估算模块，用于利用采集到的流速值和第二公式估算控制周期内的流速 值；
[0028]系数估算模块，用于将所述控制周期内的压力值作为呼吸力学模型的传递函数的 输出值，将所述控制周期内的流速值作为所述传递函数的输入值，估算所述传递函数的系 数；
[0029] 计算模块，用于根据所述传递函数的系数计算所述呼吸回路的气阻和顺应性。
[0030] 在其中一个实施例中，所述呼吸回路包括吸气支路和呼气支路，所述第一公式 为：
制周期结束时或者下一个控制周期起始时的吸气支路压力值，pexp为当前控制周期结束时 或者下一个控制周期起始时的呼气支路压力值，匕和k3*别为系数且为常数。
[0032] 在其中一个实施例中，所述第二公式为：
为控制周期内第i个吸气支路流速值，fexp(i)为控制周期内第i个呼气支路流速值，s(i) 为控制周期内第i个实际流速值finsp(i)-fexp(i)与控制周期内平均流速的差的平方占 该控制周期内流速方差的百分比，Ic1为系数且为常数，n为控制周期内采样值的个数。
[0034] 在其中一个实施例中，所述装置还包括：
[0035]曲线绘制模块，用于根据采集到的压力值与实际流速值对应的容积值绘制所述呼 吸回路的压力-容积曲线；
[0036] 获取模块，用于获取所述压力_容积曲线中的拐点；
[0037] 分段模块，用于根据所述拐点将所述采集到的压力值和流速值分别进行分段；
[0038] 分段估算模块，用于根据预设规则调节每个段内对应的第一公式和第二公式的系 数，并根据系数调节后的第一公式来估算每个段内控制周期内的压力值以及根据系数调节 后的第二公式来估算每个段内控制周期内的流速值。
[0039] 在其中一个实施例中，所述装置还包括：
[0040] 开度调节模块，用于获取所述控制阀在控制周期内的开度值，并根据所述开度值 调节所述呼吸回路的流速值。
[0041] 估算气阻和顺应性的方法和装置，实时采集呼吸回路的压力值和流速值；利用采 集到的压力值和第一公式估算控制周期内的压力值；利用采集到的流速值和第二公式估算 控制周期内的流速值；将控制周期内的压力值作为呼吸力学模型的传递函数的输出值，将 控制周期内的流速值作为传递函数的输入值，估算传递函数的系数；根据传递函数的系数 计算呼吸回路的气阻和顺应性。由于采集到的压力值与第一公式估算出控制周期内的压力 值，采集到的流速值与第二公式估算出控制周期内的流速值，将控制周期内的压力值和控 制周期内的流速值引入呼吸力学模型的传递函数，而不是将实时采集到的压力值和流速值 直接用于呼吸力学模型的传递函数，由此克服了传感器精度的限制采样周期内流速不恒定 问题和减弱流速的滞后性与流速间相互影响，有效的降低气体在呼吸回路中的滞后性以及 相互干扰所带来的影响。将控制周期内的压力值和流速值引入该传递函数来估算传递函数 的系数，并根据传递函数的系数来计算呼吸回路的气阻和顺应性，由此提高了气阻和顺应 性的估算精度，从而为有效提高压力控制通气的准确性提供了保障。
【附图说明】
[0042] 图1为一个实施例中估算气阻和顺应性方法的流程图；
[0043] 图2为一个实施例中呼吸回路的示意图；
[0044] 图3_1为一个实施例中呼吸力学模型的结构不意图；
[0045] 图3-2为又一个实施例中呼吸力学模型的结构示意图；
[0046] 图3-3为另一个实施例中呼吸力学模型的结构不意图；
[0047] 图3-4为再一个实施例中呼吸力学模型的结构示意图；
[0048] 图4为一个实施例中容积-压力曲线示意图；
[0049] 图5为一个实施例中估算气阻和顺应性的装置的结构示意图；
[0050] 图6为又一个实施例中估算气阻和顺应性的装置的结构示意图；
[0051] 图7为另一个实施例中估算气阻和顺应性的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0052] 在一个实施例中，如图1所示，提供了一种估算气阻和顺应性的方法，该方法包 括：
[0053] 步骤1