一种呼吸机漏气补偿的方法、装置以及无创呼吸机与流程

本发明实施例涉及呼吸机制备技术领域，特别是涉及一种呼吸机漏气补偿的方法、装置以及无创呼吸机。

背景技术：

呼吸机为一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置。呼吸机需要依次循环进行向肺充气、吸气向呼气转换，排出肺泡气以及呼气向吸气转换，故需要具备能提供输送气体的动力，代替人体呼吸肌的工作；能产生一定的呼吸节律，包括呼吸频率和吸呼比，以代替人体呼吸中枢神经支配呼吸节律的功能；能提供合适的潮气量或分钟通气量，以满足呼吸代谢的需要；供给的气体经过加温和湿化，代替人体鼻腔功能，并能供给高于大气中所含的氧气量，以提高吸入氧气浓度，改善氧合。

呼吸机通过一根软管以及面罩或鼻罩与使用者相连，由风机产生加压气体，经管路输送到呼吸机使用者端，在呼吸机使用者呼吸时，呼吸机根据判断当前使用者的呼吸动作，当判定为吸气动作时，则提供一个较高的ipap压力，让使用者获得足够的气量；当判定为呼气动作时，则将压力从ipap降为epap，从而让使用者顺利呼出气体。

由于呼吸机通过风机提供加压气体，由电磁阀根据使用者呼吸动作进行输出压力的精确值。通常对一段时期的使用进行整体评估，在大多数时间内所提供的压力皆可满足使用者的需求，风机处于固定转速状态，不会进行增加。但是，当出气口的压力达不到最大压力值，或者出气口压力能够达到最大压力值，但电磁阀已经开启到最大程度。现有技术中，呼吸机无法检测或及时检测到漏气现象，因而无法及时做出漏气补偿响应，从而无法为使用者提供所需的气量，导致使用者出现潮气量偏低，血氧下降的状况。

故，如何保证呼吸机在发生漏气时，及时作出补偿响应，为使用者提供足够的气量，以满足使用者的呼吸需求，是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的是提供一种呼吸机漏气补偿的方法、装置以及无创呼吸机，以解决呼吸机在发生漏气时无法及时作出补偿响应的问题，从而为使用者提供足够的气量，以满足使用者的呼吸需求。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

本发明实施例一方面提供了一种呼吸机漏气补偿的方法，包括：

分别获取位于呼吸机风机出气端的第一压力传感器，以及位于在所述呼吸机出气端的第二压力传感器，在预设时间段内的各个压力值；

计算所述第一压力传感器以及所述第二压力传感器在同一时刻的压力差值，并统计各个所述压力差值在压力差阈值范围内的个数；

当所述压力差值的个数满足预设条件时，根据所述压力差阈值范围内的各个压力差值以及所述压力差阈值范围的端点值，得到所述风机的输出调整功率；

根据所述输出调整功率对所述呼吸机风机的输出功率进行调整，直至在所述预设时间段内，处于所述压力差阈值范围的压力差值的个数不满足所述预设条件。

可选的，所述根据所述输出调整功率对所述呼吸机风机的输出功率进行调整包括：

当根据所述输出调整功率提升所述呼吸机风机的输出功率时，且当前所述呼吸机风机的输出功率达到最大输出功率阈值时，判断所述输出调整功率是否不大于调整功率阈值；

当判定所述输出调整功率不大于所述调整功率阈值时，继续调整所述呼吸机风机的输出功率直至风机最大输出功率；当判定所述输出调整功率大于所述调整功率阈值时，则将所述呼吸机风机的输出功率调节至风机最小输出功率。

可选的，当根据所述输出调整功率提升所述呼吸机风机的输出功率时，且当前所述呼吸机风机的输出功率达到所述风机最大输出功率时，所述根据所述输出调整功率对所述呼吸机风机的输出功率进行调整包括：

当所述第二压力传感器的压力值在预设时间范围内无法满足用户需求压力值，则将所述呼吸机风机的输出功率调节至风机最小输出功率。

可选的，所述并统计各个所述压力差值在压力差阈值范围内的个数为：

统计所述压力差值小于8cmh2o的个数，或

统计所述压力差值大于10cmh2o的个数。

可选的，所述压力差值的个数满足预设条件为：

当所述压力差值小于8cmh2o的个数，与所述预设时间段内的获取到的压力值个数的比值不小于10％，则判定所述压力差值的个数满足预设条件；

当所述压力差值大于10cmh2o的个数，与所述预设时间段内的获取到的压力值个数的比值不小于90％，则判定所述压力差值的个数满足预设条件。

可选的，所述根据所述压力差阈值范围内的各个压力差值以及所述压力差阈值范围的端点值，得到所述呼吸机风机的输出调整功率具体包括：

当所述压力差值小于8cmh2o的个数满足预设条件时，计算小于8cmh2o的压力差值的平均值，将所述8cmh2o与所述平均值的差值作为所述风机的输出调整功率；

当所述压力差值大于10cmh2o的个数满足预设条件时，计算大于10cmh2o的压力差值的平均值，将所述平均值与所述10cmh2o的差值作为所述风机的输出调整功率。

可选的，所述最大输出功率阈值为所述风机最大输出功率的90％。

可选的，所述调整功率阈值为2cmh2o。

本发明实施例另一方面提供了一种呼吸机漏气补偿的装置，包括：

获取压力值模块，用于分别获取位于呼吸机风机出气端的第一压力传感器，以及位于在所述呼吸机出气端的第二压力传感器，在预设时间段内的各个压力值；

计算压力差值模块，用于计算所述第一压力传感器以及所述第二压力传感器在同一时刻的压力差值，并统计各个所述压力差值在压力差阈值范围内的个数；

确定调整功率模块，用于当所述压力差值的个数满足预设条件时，根据所述压力差阈值范围内的各个压力差值以及所述压力差阈值范围的端点值，得到所述风机的输出调整功率；

调整风机功率模块，用于根据所述输出调整功率对所述呼吸机风机的输出功率进行调整，直至在所述预设时间段内，处于所述压力差阈值范围的压力差值的个数不满足所述预设条件。

本发明实施例还提供了一种无创呼吸机，包括压力传感器、风机、以及如上所述的呼吸机漏气补偿的装置。

本发明实施例提供了一种呼吸机漏气补偿的方法，通过统计预设时间段内，同一时刻下第一压力传感器与第二压力传感器的压力差值在压力差阈值范围的个数，当满足预设条件时，则判定当前呼吸机处于漏气状态，然后根据压力差值以及压力差阈值范围的端点值，得到风机的输出调整功率，对风机的输出功率进行调整，直至在预设时间段内，处于压力差阈值范围的压力差值的个数不满足预设条件。

本申请提供的技术方案的优点在于，通过实时获取位于风机出口处压力传感器与呼吸机整机出气口的压力传感器的压力差值，及时的判断当前呼吸机是否处于漏气状态，从而及时作出漏气补偿响应，为使用者提供所需的气量，满足使用者的呼吸需求，提高呼吸机的可靠性以及稳定性，有利于提高呼吸疾病患者的舒适度，有利于提高呼吸疾病的治疗质量。

此外，本发明实施例还针对呼吸机漏气补偿的方法提供了相应的实现装置以及一种无创呼吸机，进一步使得所述方法更具有实用性，所述装置及无创呼吸机具有相应的优点。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的呼吸机结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种呼吸机漏气补偿方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种呼吸机漏气补偿方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的呼吸机漏气补偿装置的一种具体实施方式结构图；

图5为本发明实施例提供的呼吸机漏气补偿装置的另一种具体实施方式结构图；

图6为本发明实施例提供的无创呼吸机的一种具体实施方式结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定的顺序。此外术语“包括”和“具有”以及他们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可包括没有列出的步骤或单元。

无创呼吸机的结构示意图请参阅图1所示，风机100产生加压气体，经过一小段管路后到达电磁阀，在这段管路上，有一个用于探测压力的传感器101位于靠近风机出气口的位置，采集的是风机加压后的气体压力。在阀门之后，有另外一段管路，在这段管路上，分布着流量传感器102和另一个压力传感器103。流量传感器102位于这段管路的中段，采集的是经过电磁阀后的气体流量，压力传感器103位于整机的出气口，采集的是经过电磁阀后，到达出气口处的压力。

本申请的发明人经过研究发现，在呼吸机的治疗过程中，如果出现压力传感器103的采集值与预期的治疗压力值相符，但是压力传感器101和压力传感器103之间的差值过低的情况，则可能造成电磁阀基本处于最大开度的状态，此时整个气道内的气体是比较稀疏的，因此会造成流量较低的情况出现，具体的反映到病人身上则会出现潮气量偏低，血氧下降的状况。

为了在同等的压力下给病人提供最大的气量，则需要提升风机的转速，让压力传感器101处的压力上升，使得传感器101和传感器103之间的压差增大，通过电磁阀精确调节压力，使得出气口压力不变，但流量上升。

鉴于此，本申请通过统计预设时间段(10s)内，同一时刻下第一压力传感器101与第二压力传感器103的压力差值在压力差阈值范围的个数，当满足预设条件时，则判定当前呼吸机处于漏气状态，然后根据压力差值以及压力差阈值范围的端点值，得到风机100的输出调整功率，对风机100的输出功率进行调整，直至在预设时间段内，处于压力差阈值范围的压力差值的个数不满足预设条件。

需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本申请的思想和原理而示出，本申请的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本申请的实施方式可以应用于适用的任何场景。

在介绍了本发明实施例的技术方案后，下面详细的说明本申请的各种非限制性实施方式。

首先参见图2，图2为本发明实施例提供的一种呼吸机漏气补偿方法的流程示意图，本发明实施例可包括以下内容：

s201：分别获取位于呼吸机风机出气端的第一压力传感器，以及位于在所述呼吸机出气端的第二压力传感器，在预设时间段内的各个压力值。

第一压力传感器采集到的压力值可认为是风机的输出功率对应的压力，而第二压力传感器采集到的压力值可认为是使用者当前感受的压力。

预设时间段可为在10s，也可为其他任何时间，本领域技术人员可根据自身经验以及具体实际情况进行选取，本申请对此不作任何限定。

在预设时间的段内进行，压力传感器通过不同的采样频率进行获取压力值，压力传感器的采样频率可为500hz，也可为100-1000hz内的任何值，这均不影响本申请的实现。

预设时间段与采样频率决定获取的压力数据个数，举例来说，在10s使用过程中，以500hz采样频率进行采集数据，则会获取5000个数据。

s202：计算所述第一压力传感器以及所述第二压力传感器在同一时刻的压力差值，并统计各个所述压力差值在压力差阈值范围内的个数。

由于漏气会导致呼吸机的压力不足，故需要增加风机的输出功率(转速)，以保证使用者有足够的氧气流量。但是，在使用过程中，当风机功率已经提升上去时，而使用者经过调整使得漏气恢复正常，此时风机就属于过度输出状态，从而影响使用者的使用舒适度，故需要逐渐对风机的输出功率进行降低。

因此，对于风机的漏气补偿效应可综合考虑二者因素，故在判断二者压力差值时，需要先进行判断差值处于哪个阈值范围内。压力差阈值范围可为小于8cmh2o，或大于10cmh2o，当然，也可为其他任一种值，这均不影响本申请的实现。故在进行统计个数时，可为统计压力差值小于8cmh2o的个数，或统计压力差值大于10cmh2o的个数。

s203：当所述压力差值的个数满足预设条件时，根据所述压力差阈值范围内的各个压力差值以及所述压力差阈值范围的端点值，得到所述呼吸机风机的输出调整功率。

判断压力差值的个数是否满足预设条件，可为：

当所述压力差值小于8cmh2o的个数，与所述预设时间段内的获取到的压力值个数的比值不小于10％，则判定所述压力差值的个数满足预设条件；

当所述压力差值大于10cmh2o的个数，与所述预设时间段内的获取到的压力值个数的比值不小于90％，则判定所述压力差值的个数满足预设条件。

举例来说，当压力传感器的采样频率为500hz，在10s的时间长度内，可采集5000个数据，当二者的压力差值▽p﹤8cmh2o的时候，记录一次压力不足，当在5000个数据中出现约50次压力不足的记录时，则判定满足预设条件；当出现▽p﹥10cmh2o的时候，记录一次压力过高，当在5000个数据中90％的数据表明压力过高，则判定满足预设条件。

当然，满足条件的个数与总共获取到的数据个数的比值也可不为10％以及90％，本领域技术人员可根据自身经验以及具体实际情况进行选取，本申请对此不作任何限定。

对于根据压力差阈值范围内的各个压力差值以及压力差阈值范围的端点值计算风机的输出调整功率可为：

当所述压力差值小于8cmh2o的个数满足预设条件时，计算小于8cmh2o的压力差值的平均值，将所述8cmh2o与所述平均值的差值作为所述风机的输出调整功率；

当所述压力差值大于10cmh2o的个数满足预设条件时，计算大于10cmh2o的压力差值的平均值，将所述平均值与所述10cmh2o的差值作为所述风机的输出调整功率。

举例来说，二者的压力差值为▽p，风机输出调整功率为op。当▽p﹤8cmh2o，则需要提高风机的输出功率，可计算出全部压力不足时的▽p的平均值mp，具体计算方法可为mp＝(∑▽p)/n，其中n表示满足预设条件的个数，n>50。得到mp之后，再计算出mp与8cmh2o之间的差距，则op＝8-mp；当▽p>10cmh2o，则需要降低风机的输出功率，可计算出全部压力过高时的▽p的平均值mp，具体计算方法可为mp＝(∑▽p)/n，则op＝mp-10。

s204：根据所述输出调整功率对所述呼吸机风机的输出功率进行调整，直至在所述预设时间段内，处于所述压力差阈值范围的压力差值的个数不满足所述预设条件。

根据s203求出的输出调整功率，对风机的输出功率进行调整，之前，需要先进行判断，是提升功率还是降低功率。

需要说明的是，在对风机进行一次调整后，增加或降低风机输出功率值后，还需要继续进行s203的判断，然后对风机的输出功率再进行二次调整，直至满足压力差阈值范围内的压力值的个数不满足预设条件为止。

在本申请提供的技术方案中，通过实时获取位于风机出口处压力传感器与呼吸机整机出气口的压力传感器的压力差值，及时的判断当前呼吸机是否处于漏气状态，从而及时作出漏气补偿响应，为使用者提供所需的气量，满足使用者的呼吸需求，提高呼吸机的可靠性以及稳定性，有利于提高呼吸疾病患者的舒适度，有利于提高呼吸疾病的治疗质量。

由于环境因素的影响，例如出气口完全敞开，传感器堵塞或故障等，此时，风机的转速需要加快，功率需要提高，而处于压力差阈值范围内的压力差值的个数一直不满足预设条件，则会导致风机功率无限上升，最终可能导致风机输出压力过高，风机过热甚至损坏等问题出现，因此还需要对风机的最大功率进行限制，同时提供对风机的保护功能，鉴于此，基于上述实施例，本申请还提供了另外一个实施例，具体可包括：

s205：当当前所述呼吸机风机的输出功率达到最大输出功率阈值时，判断所述输出调整功率是否不大于调整功率阈值；

风机的最大输出功率由风机本身的参数以及实际情况决定，最大输出功率阈值可为所述风机最大输出功率的90％。

调整功率阈值可为2cmh2o，也可为其他值，这均不影响本申请的实现。

s206：当判定所述输出调整功率不大于所述调整功率阈值时，继续调整所述呼吸机风机的输出功率直至风机最大输出功率；

s207：当判定所述输出调整功率大于所述调整功率阈值时，则将所述呼吸机风机的输出功率调节至风机最小输出功率。

风机的最小输出功率由风机本身的参数以及实际情况决定。

此外，当根据输出调整功率提升呼吸机风机的输出功率时，且当前呼吸机风机的输出功率达到所述风机最大输出功率时，由于某些原因，导致处于压力差阈值范围内的压力差值的个数一直不满足预设条件，为了避免风机输出压力过高，风机过热甚至损坏等问题出现，本申请基于第一个实施例还提供了一个实施例。

s205：判断第二压力传感器的压力值在预设时间范围内是否满足用户需求压力值；

预设时间范围可为呼吸机单次使用过程中超过50％的时间，也可为其他时间段。举例来说，当在10s的使用过程中，如果有5s以上输出的压力值都无法满足用户所需求，则说明呼吸机无法通过补偿输出功率以满足使用者的呼吸需求。

s206：当判定所述第二压力传感器的压力值在预设时间范围内无法满足用户需求压力值，则将所述呼吸机风机的输出功率调节至风机最小输出功率。

这种情况下，呼吸机可能存在其他问题，为了保证使用者得到好的治疗体验，需要及时进行提醒，以提示相关工作人员采取一定的措施。

可通过发出一个压力过低的报警用于提醒用户此时的治疗已无法达到预期。

本发明实施例还针对呼吸机漏气补偿方法提供了相应的实现装置，进一步使得所述方法更具有实用性。下面对本发明实施例提供的的装置进行介绍，下文描述的呼吸机漏气补偿的装置与上文描述的呼吸机漏气补偿的方法可相互对应参照。

参见图4，图4为本发明实施例提供的呼吸机漏气补偿装置在一种具体实施方式下的结构图，该装置可包括：

获取压力值模块401，用于分别获取位于呼吸机风机出气端的第一压力传感器，以及位于在所述呼吸机出气端的第二压力传感器，在预设时间段内的各个压力值。

计算压力差值模块402，用于计算所述第一压力传感器以及所述第二压力传感器在同一时刻的压力差值，并统计各个所述压力差值在压力差阈值范围内的个数。

确定调整功率模块403，用于当所述压力差值的个数满足预设条件时，根据所述压力差阈值范围内的各个压力差值以及所述压力差阈值范围的端点值，得到所述呼吸机风机的输出调整功率。

调整风机功率模块404，用于根据所述输出调整功率对所述呼吸机风机的输出功率进行调整，直至在所述预设时间段内，处于所述压力差阈值范围的压力差值的个数不满足所述预设条件。

可选的，在本实施例的一些实施方式中，请参阅图5，所述装置例如还可以包括：

第一判断模块405，用于当根据所述输出调整功率提升所述呼吸机风机的输出功率时，且当前所述呼吸机风机的输出功率达到最大输出功率阈值时，判断所述输出调整功率是否不大于调整功率阈值；当判定所述输出调整功率不大于所述调整功率阈值时，继续调整所述呼吸机风机的输出功率直至风机最大输出功率；当判定所述输出调整功率大于所述调整功率阈值时，则将所述呼吸机风机的输出功率调节至风机最小输出功率。

在另外一种具体实施方式中，请参阅图5，所述装置例如还包括：

第二判断模块406，用于当所述第二压力传感器的压力值在预设时间范围内无法满足用户需求压力值，则将所述呼吸机风机的输出功率调节至风机最小输出功率。

本发明实施例所述呼吸机漏气补偿装置的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例通过实时获取位于风机出口处压力传感器与呼吸机整机出气口的压力传感器的压力差值，及时的判断当前呼吸机是否处于漏气状态，从而及时作出漏气补偿响应，为使用者提供所需的气量，满足使用者的呼吸需求，提高呼吸机的可靠性以及稳定性，有利于提高呼吸疾病患者的舒适度，有利于提高呼吸疾病的治疗质量。

本发明实施例还提供了一种无创呼吸机，请参见图6，可包括压力传感器601、风机602、以及如上所述的呼吸机漏气补偿的装置603。

压力传感器601用于实时采集呼吸机管道、风机出气口以及整机出气口的压力值。

风机602用于为呼吸机提供压力。

呼吸机漏气补偿的装置603的功能与具体实现请参阅上述实施例，此处就不再赘述。

当然，所述无创呼吸机还包括其他元件，例如流量传感器，此处就不再赘述。

本发明实施例所述无创呼吸机的各功能模块的功能可根据上述方法实施例中的方法具体实现，其具体实现过程可以参照上述方法实施例的相关描述，此处不再赘述。

由上可知，本发明实施例通过实时获取位于风机出口处压力传感器与呼吸机整机出气口的压力传感器的压力差值，及时的判断当前呼吸机是否处于漏气状态，从而及时作出漏气补偿响应，为使用者提供所需的气量，满足使用者的呼吸需求，提高呼吸机的可靠性以及稳定性，有利于提高呼吸疾病患者的舒适度，有利于提高呼吸疾病的治疗质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种呼吸机漏气补偿的方法、装置以及无创呼吸机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。