基于吸气努力程度的呼吸机参数调整方法及呼吸机与流程

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种基于吸气努力程度的呼吸机参数调整方法及呼吸机。

背景技术：

无创呼吸机的使用是为了帮助病人恢复正常的肺功能，病人在使用呼吸机时，如果自身不呼吸，呼吸肌肉没有得到有效的锻炼，恢复时间就会变长，恢复效果不佳；如果自身呼吸过于用力，容易引发呼吸肌肉疲劳，进而引发其他风险。目前，临床医生多是利用经验或询问病人的感受来判断病人当前是否呼吸正常，进而调整呼吸机，难以从客观角度得知病人的真实情况，因此呼吸机的各项参数的调整并不准确。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于吸气努力程度的呼吸机参数调整方法及呼吸机。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于吸气努力程度的呼吸机参数调整方法，所述基于吸气努力程度的呼吸机参数调整方法包括：

S1，计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的吸气流量变化率；

S2，计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的吸气压力变化率；

S3，获取所述吸气流量变化率及所述吸气压力变化率的变化率总和，根据预设的流量-压力变化率与吸气努力等级的划分关系获取所述变化率总和所处的吸气努力等级；

S4，根据所述变化率总和所处的吸气努力等级对所述呼吸机的参数进行调整。

优选地，所述步骤S1包括：

S11，在用户开始吸气时刻，获取用户当前的第一吸气流量值；

S12，在所述呼吸机触发时刻，获取用户当前的第二吸气流量值；

S13，根据用户开始吸气时刻与呼吸机触发时刻之间的时间间隔、所述第一吸气流量值及所述第二吸气流量值计算所述吸气流量变化率。

优选地，所述计算所述吸气流量变化率△F为：

$\mathrm{\Δ}F=\frac{\∫(F-F0)dt}{(F1-F0)*(t1-t0)},$

其中，t0时刻为用户开始吸气时刻，F0为所述第一吸气流量值，t1时刻为所述呼吸机触发时刻，F1为所述第二吸气流量值。

优选地，所述步骤S2包括：

S21，在用户开始吸气时刻，获取所述呼吸机当前的第一压力值；

S22，在所述呼吸机触发时刻，获取所述呼吸机当前的第二压力值；

S23，根据用户开始吸气时刻与呼吸机触发时刻之间的时间间隔、所述第一压力值及所述第二压力值计算所述吸气压力变化率。

优选地，所述计算所述吸气压力变化率△P为：

$\mathrm{\Δ}P=\frac{\∫(P-P0)dt}{(P0-P1)*(t1-t0)},$

其中，t0时刻为用户开始吸气时刻，P0为所述第一吸气压力值，t1时刻为所述呼吸机触发时刻，F1为所述第二吸气压力值。

本发明解决上述技术问题的技术方案还如下：一种呼吸机，所述呼吸机包括：

第一计算模块，用于计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的吸气流量变化率；

第二计算模块，用于计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的吸气压力变化率；

获取模块，用于获取所述吸气流量变化率及所述吸气压力变化率的变化率总和，根据预设的流量-压力变化率与吸气努力等级的划分关系获取所述变化率总和所处的吸气努力等级；

调整模块，用于根据所述变化率总和所处的吸气努力等级对所述呼吸机的参数进行调整。

优选地，所述第一计算模块包括：

第一获取单元，用于在用户开始吸气时刻，获取用户当前的第一吸气流量值；

第二获取单元，用于在所述呼吸机触发时刻，获取用户当前的第二吸气流量值；

第一计算单元，用于根据用户开始吸气时刻与呼吸机触发时刻之间的时间间隔、所述第一吸气流量值及所述第二吸气流量值计算所述吸气流量变化率。

优选地，所述第一计算单元计算所述吸气流量变化率△F为：

$\mathrm{\Δ}F=\frac{\∫(F-F0)dt}{(F1-F0)*(t1-t0)},$

其中，t0时刻为用户开始吸气时刻，F0为所述第一吸气流量值，t1时刻为所述呼吸机触发时刻，F1为所述第二吸气流量值。

优选地，所述第二计算模块包括：

第三获取单元，用于在用户开始吸气时刻，获取所述呼吸机当前的第一压力值；

第四获取单元，用于在所述呼吸机触发时刻，获取所述呼吸机当前的第二压力值；

第二计算单元，用于根据用户开始吸气时刻与呼吸机触发时刻之间的时间间隔、所述第一压力值及所述第二压力值计算所述吸气压力变化率。

优选地，所述第二计算单元计算所述吸气压力变化率△P为：

$\mathrm{\Δ}P=\frac{\∫(P-P0)dt}{(P0-P1)*(t1-t0)},$

其中，t0时刻为用户开始吸气时刻，P0为所述第一吸气压力值，t1时刻为所述呼吸机触发时刻，F1为所述第二吸气压力值。

本发明的有益效果是：本发明在用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻，首先获取用户的吸气流量变化率，然后获取吸气压力变化率，以吸气流量变化率为基础，结合吸气压力变化率综合判断用户的吸气努力程度，能够较准确得出用户当前的吸气努力程度，防止一些特殊情况下无法判定用户的真实吸气努力程度，根据用户的吸气努力程度，可以实现准确地对呼吸机的参数进行调整，提高用户使用体验。

附图说明

图1为本发明基于吸气努力程度的呼吸机参数调整方法一实施例的流程示意图；

图2为图1所示步骤S1的流程示意图；

图3为图2所示吸气流量-时间曲线图；

图4为图1所示步骤S2的流程示意图；

图5为图4所示吸气压力-时间曲线图；

图6为本发明呼吸机一实施例的结构示意图；

图7为图6所示第一计算模块的结构示意图；

图8为图6所示第二计算模块的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，图1为本发明基于吸气努力程度的呼吸机参数调整方法一实施例的流程示意图，该基于吸气努力程度的呼吸机参数调整方法包括以下步骤：

步骤S1，计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的吸气流量变化率；

本实施例中，用户在使用呼吸机时，例如可以通过呼吸机吸气流量的大小及变化情况判定用户是否进行吸气，或者通过其他方式监测用户，例如对用户的体征变化进行监测可获知用户是否进行吸气。在用户开始吸气时，吸气流量值较小，并且吸气流量值基本上维持不变，此时记录用户开始吸气时刻，以及在用户开始吸气时刻对应的呼吸机的吸气流量值。

随着用户进行吸气，呼吸机的吸气流量值逐渐变大，在呼吸机判定为触发后，记录呼吸机触发时刻，以及在该呼吸机触发时刻对应的呼吸机的吸气流量值。在呼吸机判定为触发后，呼吸机会提供较高的吸气压力(IPAP)，使得吸气流量快速变大。

本实施例中，用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的时间间隔很小，为了计算出吸气流量的量化程度，可以考虑抓取在用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻(即呼吸机未触发前的时间内)，由用户吸气引发的吸气流量变化率。

本实施例可以有多种方式计算吸气流量变化率，例如，可以计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻两者的吸气流量值的差值，以该差值作为吸气流量变化率；或者，可以计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻在单位时间内吸气流量值的变化率，以该单位时间内吸气流量值的变化率作为吸气流量变化率，等等。

步骤S2，计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的吸气压力变化率；

本实施例中，用户在使用呼吸机时，如果用户未呼吸，则呼吸机的压力基本上保持一定的压力值不变，此时，记录用户开始吸气时刻，以及在用户开始吸气时刻对应的呼吸机的吸气压力值。如果用户开始吸气，由于吸气气流的存在，使得呼吸机的压力值逐渐变小，直至呼吸机触发后，吸机会提供较高的吸气压力(IPAP)，使得呼吸机的压力值变大，且使得吸气流量快速变大，由此用户能够吸入足够的氧气，在呼吸机触发后，记录呼吸机触发时刻，以及在该呼吸机触发时刻对应的呼吸机的吸气压力值。

本实施例中，为了计算出吸气压力的量化程度，可以考虑抓取在用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻(即呼吸机未触发前的时间内)，由用户吸气引发的吸气压力变化率。

其中，本实施例可以有多种方式计算吸气压力变化率，例如，可以计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻两者的吸气压力值的差值，以该差值作为吸气压力变化率；或者，可以计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻在单位时间内吸气压力值的变化率，以该单位时间内吸气压力值的变化率作为吸气压力变化率，等等。

步骤S3，获取所述吸气流量变化率及所述吸气压力变化率的变化率总和，根据预设的流量-压力变化率与吸气努力等级的划分关系获取所述变化率总和所处的吸气努力等级；

本实施例中，根据用户的吸气流量变化率一般可以体现用户在使用呼吸机时吸气的自主用力情况，但是在某些特殊情况下，用户的吸气流量变化率并不能准确体现吸气的自主用力情况，例如当用户翻身时或者呼吸机的管道连接不紧密时，吸气流量会突然变大，但是实际上用户并没有用力吸气。

本实施例以吸气流量变化率作为基础，并根据吸气流量变化率及吸气压力变化率的变化率来综合判断用户吸气的用力情况，即以吸气流量变化率及吸气压力变化率的变化率总和来综合判断用户吸气的用力情况。

其中，预设的流量-压力变化率△W与吸气努力等级的划分关系，当0<△W<0.3时，对应的吸气努力等级为1级，当0.3<＝△W<0.6时，对应的吸气努力等级为2级，当0.6<＝△W<＝1时，对应的吸气努力等级为3级，吸气努力等级为1级可以认为用户轻微用力吸气，吸气努力等级为2级可以认为用户用力吸气程度较理想；吸气努力等级为3级可以认为用户用力吸气过度。当然，也可以按照其他的方式进行划分，例如将吸气努力等级再进行细化的量化分级等。

当计算得到吸气流量变化率及吸气压力变化率的变化率总和后，根据预设的流量-压力变化率△W与吸气努力等级的划分关系可以获取到对应的吸气努力等级，在呼吸机上可以以数字的形式显示该吸气努力等级。

步骤S4，根据所述变化率总和所处的吸气努力等级对所述呼吸机的参数进行调整。

本实施例中，当得出用户当前的吸气努力等级后，供医生参考，可以由医生根据该吸气努力等级对呼吸机的参数进行调整，由呼吸机接收对应的设置指令即可以完成对应的参数的调整；或者呼吸机可以自动根据吸气努力等级自行进行调整，以使得呼吸机当前的各项参数能够最适合用户当前的使用情况。其中，可调整的呼吸机的参数例如包括呼吸频率、潮气量、吸气流速、氧浓度及吸气暂停时间等等。

与现有技术相比，本实施例在用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻，首先获取用户的吸气流量变化率，然后获取吸气压力变化率，以吸气流量变化率为基础，结合吸气压力变化率综合判断用户的吸气努力程度，能够较准确得出用户当前的吸气努力程度，防止一些特殊情况下无法判定用户的真实吸气努力程度，根据用户的吸气努力程度，可以实现准确地对呼吸机的参数进行调整，提高用户使用体验。

在一优选的实施例中，如图2所示，在上述图1的实施例的基础上，上述步骤S1包括：

S11，在用户开始吸气时刻，获取用户当前的第一吸气流量值；

S12，在所述呼吸机触发时刻，获取用户当前的第二吸气流量值；

S13，根据用户开始吸气时刻与呼吸机触发时刻之间的时间间隔、所述第一吸气流量值及所述第二吸气流量值计算所述吸气流量变化率。

结合参阅图3，图3为吸气流量-时间曲线图，在t0时刻，用户开始吸气，对应的第一吸气流量值为F0，在t1时刻，呼吸机触发，对应的第二吸气流量值为F1，可以看出，在t0至t1时刻，如果用户轻微吸气，则曲线较平缓，上升的速度慢，如果用户较用力吸气，则曲线较陡峭，上升速度快。

本实施例计算吸气流量变化率△F的优选方式为：

$\mathrm{\&Delta;}F=\frac{\&Integral;(F-F0)dt}{(F1-F0)*(t1-t0)},$

由图3可以看出，由于吸气流量-时间曲线呈现下凹的形状，如果用户轻微吸气，则吸气流量-时间曲线越呈现下凹的形状，如果用户较用力吸气，则吸气流量-时间曲线越接近直线形状，因此，吸气流量变化率△F的最大值不大于0.5。

在一优选的实施例中，如图4所示，在上述图1的实施例的基础上，上述步骤S2包括：

S21，在用户开始吸气时刻，获取所述呼吸机当前的第一压力值；

S22，在所述呼吸机触发时刻，获取所述呼吸机当前的第二压力值；

S23，根据用户开始吸气时刻与呼吸机触发时刻之间的时间间隔、所述第一压力值及所述第二压力值计算所述吸气压力变化率。

结合参阅图5，图5为吸气压力-时间曲线图，在t0时刻，用户开始吸气，对应的第一吸气压力值为P0，在t1时刻，呼吸机触发，对应的第二吸气压力值为P1，可以看出，在t0至t1时刻，与上述的吸气流量-时间曲线类似。

本实施例计算吸气压力变化率△P的优选方式为：

$\mathrm{\&Delta;}P=\frac{\&Integral;(P-P0)dt}{(P0-P1)*(t1-t0)},$

由图5可以看出，由于吸气压力-时间曲线不会呈现下凹的形状，因此，吸气压力变化率△P的最大值不大于0.5，最终使得吸气流量变化率及吸气压力变化率的变化率总和不会超过1。

如图6所示，图6为本发明呼吸机一实施例的结构示意图，该呼吸机包括：

第一计算模块101，用于计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的吸气流量变化率；

本实施例中，用户在使用呼吸机时，例如可以通过呼吸机吸气流量的大小及变化情况判定用户是否进行吸气，或者通过其他方式监测用户，例如对用户的体征变化进行监测可获知用户是否进行吸气。在用户开始吸气时，吸气流量值较小，并且吸气流量值基本上维持不变，此时记录用户开始吸气时刻，以及在用户开始吸气时刻对应的呼吸机的吸气流量值。

随着用户进行吸气，呼吸机的吸气流量值逐渐变大，在呼吸机判定为触发后，记录呼吸机触发时刻，以及在该呼吸机触发时刻对应的呼吸机的吸气流量值。在呼吸机判定为触发后，呼吸机会提供较高的吸气压力(IPAP)，使得吸气流量快速变大。

本实施例中，用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的时间间隔很小，为了计算出吸气流量的量化程度，可以考虑抓取在用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻(即呼吸机未触发前的时间内)，由用户吸气引发的吸气流量变化率。

本实施例可以有多种方式计算吸气流量变化率，例如，可以计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻两者的吸气流量值的差值，以该差值作为吸气流量变化率；或者，可以计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻在单位时间内吸气流量值的变化率，以该单位时间内吸气流量值的变化率作为吸气流量变化率，等等。

第二计算模块102，用于计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻的吸气压力变化率；

本实施例中，用户在使用呼吸机时，如果用户未呼吸，则呼吸机的压力基本上保持一定的压力值不变，此时，记录用户开始吸气时刻，以及在用户开始吸气时刻对应的呼吸机的吸气压力值。如果用户开始吸气，由于吸气气流的存在，使得呼吸机的压力值逐渐变小，直至呼吸机触发后，吸机会提供较高的吸气压力(IPAP)，使得呼吸机的压力值变大，且使得吸气流量快速变大，由此用户能够吸入足够的氧气，在呼吸机触发后，记录呼吸机触发时刻，以及在该呼吸机触发时刻对应的呼吸机的吸气压力值。

本实施例中，为了计算出吸气压力的量化程度，可以考虑抓取在用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻(即呼吸机未触发前的时间内)，由用户吸气引发的吸气压力变化率。

其中，本实施例可以有多种方式计算吸气压力变化率，例如，可以计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻两者的吸气压力值的差值，以该差值作为吸气压力变化率；或者，可以计算用户开始吸气时刻至呼吸机触发时刻在单位时间内吸气压力值的变化率，以该单位时间内吸气压力值的变化率作为吸气压力变化率，等等。

获取模块103，用于获取所述吸气流量变化率及所述吸气压力变化率的变化率总和，根据预设的流量-压力变化率与吸气努力等级的划分关系获取所述变化率总和所处的吸气努力等级；

本实施例中，根据用户的吸气流量变化率一般可以体现用户在使用呼吸机时吸气的自主用力情况，但是在某些特殊情况下，用户的吸气流量变化率并不能准确体现吸气的自主用力情况，例如当用户翻身时或者呼吸机的管道连接不紧密时，吸气流量会突然变大，但是实际上用户并没有用力吸气。

本实施例以吸气流量变化率作为基础，并根据吸气流量变化率及吸气压力变化率的变化率来综合判断用户吸气的用力情况，即以吸气流量变化率及吸气压力变化率的变化率总和来综合判断用户吸气的用力情况。

其中，预设的流量-压力变化率△W与吸气努力等级的划分关系，当0<△W<0.3时，对应的吸气努力等级为1级，当0.3<＝△W<0.6时，对应的吸气努力等级为2级，当0.6<＝△W<＝1时，对应的吸气努力等级为3级，吸气努力等级为1级可以认为用户轻微用力吸气，吸气努力等级为2级可以认为用户用力吸气程度较理想；吸气努力等级为3级可以认为用户用力吸气过度。当然，也可以按照其他的方式进行划分，例如将吸气努力等级再进行细化的量化分级等。

当计算得到吸气流量变化率及吸气压力变化率的变化率总和后，根据预设的流量-压力变化率△W与吸气努力等级的划分关系可以获取到对应的吸气努力等级，在呼吸机上可以以数字的形式显示该吸气努力等级。

调整模块104，用于根据所述变化率总和所处的吸气努力等级对所述呼吸机的参数进行调整。

本实施例中，当得出用户当前的吸气努力等级后，供医生参考，可以由医生根据该吸气努力等级对呼吸机的参数进行调整，由呼吸机接收对应的设置指令即可以完成对应的参数的调整；或者呼吸机可以自动根据吸气努力等级自行进行调整，以使得呼吸机当前的各项参数能够最适合用户当前的使用情况。其中，可调整的呼吸机的参数例如包括呼吸频率、潮气量、吸气流速、氧浓度及吸气暂停时间等等。

在一优选的实施例中，如图7所示，在上述图6的实施例的基础上，上述第一计算模块101包括：

第一获取单元，用于在用户开始吸气时刻，获取用户当前的第一吸气流量值；

第二获取单元，用于在所述呼吸机触发时刻，获取用户当前的第二吸气流量值；

第一计算单元，用于根据用户开始吸气时刻与呼吸机触发时刻之间的时间间隔、所述第一吸气流量值及所述第二吸气流量值计算所述吸气流量变化率。

结合参阅图3，图3为吸气流量-时间曲线图，在t0时刻，用户开始吸气，对应的第一吸气流量值为F0，在t1时刻，呼吸机触发，对应的第二吸气流量值为F1，可以看出，在t0至t1时刻，如果用户轻微吸气，则曲线较平缓，上升的速度慢，如果用户较用力吸气，则曲线较陡峭，上升速度快。

本实施例第一计算单元计算所述吸气流量变化率△F为：

$\mathrm{\&Delta;}F=\frac{\&Integral;(F-F0)dt}{(F1-F0)*(t1-t0)},$

由图3可以看出，由于吸气流量-时间曲线呈现下凹的形状，如果用户轻微吸气，则吸气流量-时间曲线越呈现下凹的形状，如果用户较用力吸气，则吸气流量-时间曲线越接近直线形状，因此，吸气流量变化率△F的最大值不大于0.5。

在一优选的实施例中，如图7所示，在上述图6的实施例的基础上，上述第二计算模块102包括：

第三获取单元，用于在用户开始吸气时刻，获取所述呼吸机当前的第一压力值；

第四获取单元，用于在所述呼吸机触发时刻，获取所述呼吸机当前的第二压力值；

第二计算单元，用于根据用户开始吸气时刻与呼吸机触发时刻之间的时间间隔、所述第一压力值及所述第二压力值计算所述吸气压力变化率。

结合参阅图5，图5为吸气压力-时间曲线图，在t0时刻，用户开始吸气，对应的第一吸气压力值为P0，在t1时刻，呼吸机触发，对应的第二吸气压力值为P1，可以看出，在t0至t1时刻，与上述的吸气流量-时间曲线类似。

本实施例第二计算单元计算所述吸气压力变化率△P为：

$\mathrm{\&Delta;}P=\frac{\&Integral;(P-P0)dt}{(P0-P1)*(t1-t0)},$

由图5可以看出，由于吸气压力-时间曲线不会呈现下凹的形状，因此，吸气压力变化率△P的最大值不大于0.5，最终使得吸气流量变化率及吸气压力变化率的变化率总和不会超过1。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。