一种准确定量呼吸器参数的控制方法及装置与流程

本发明涉及呼吸参数检测，特别涉及一种准确定量呼吸器参数的控制方法及装置。

背景技术：

1、简易呼吸器，又称复苏球，气囊，皮球等，通常由进气阀、压缩单元（如气囊）和患者阀组成，一般配有储气袋、呼吸面罩等附件。是一种通过操作者按压设备上压缩单元（如气囊），从而实现向患者肺部通气的复苏装置。简易呼吸器比较适用于心肺复苏及需人工呼吸急救的场合，尤其是适用于窒息、呼吸困难或需要提高供氧量的情况，还适用于各种中毒所致的呼吸抑制，神经、肌肉疾病所致的呼吸肌麻痹，各种电解质紊乱所致的呼吸抑制，各种大型的手术，配合氧疗作溶疗法，运送病员，适用于机械通气患者作特殊检查，进出手术室等情况，临时替代机械呼吸机（指有创呼吸机，不包括无创人工气道） 遇到呼吸机因障碍，停电等特殊情况时，可临时应用简易呼吸器替代；具有使用方便、痛苦轻、并发症少、便于携带、有无氧源均可立即通气的特点。但是简易呼吸器因其结构简单，其功能也简单，不能对呼吸相关参数（潮气量vt、呼吸频率rr、呼吸流量等）进行检测，所以不能保证简易呼吸器提供给患者的呼吸气体的符合患者的需求。

2、现有技术一，jp2022034540a支持呼吸机用户的方法和通风系统，提供一种用于支撑呼吸器的使用者的方法和人工呼吸系统，以向呼吸器的使用者、特别是家用呼吸器的使用者提供改进的支撑。通气机链接到包括控制算法的终端设备，并且记录在通气机中的包括由通气机检测到的人工呼吸参数的数据被发送到通气机。通过与终端设备通信的计算机设备和/或终端设备评估发送和发送的数据以提供至少一个用户信息。虽然用户至少部分地接收基于人工呼吸参数的评估和/或辅助，而不管医学专业知识如何，并且用户信息由终端设备输出；但是该设备的终端设备和通气机分体式链接，导致设备一体化程度较低，使用繁琐；另外设备的体积较大，不利于急救的场合。

3、现有技术二，cn112370625a 一种氧气呼吸器的控制方法及控制装置，该控制方法包括：监测氧气呼吸器的出气管内的压力和流量，建立使用者的呼吸模型；根据呼吸模型，提取出包括呼吸周期pb、吸气相pi、呼气相pe在内的呼吸特征参数；根据呼吸特征参数，确定供氧控制参数，在吸气相时打开阀门供氧，在呼吸相时关闭阀门停止供氧；虽然在吸气相结束前，阻断氧气的输出，从而大大地延长了供氧时间，但是该设备缺少对患者呼吸相关参数反馈的监测，仅实现了氧气量的增大，并不能实现呼吸参数的自动调整，而且呼吸特征参数有限，不能全面的得出患者的呼吸状况。

4、现有技术三，cn114730629a 基于语音的呼吸预测，描述了一种方法，该方法包括获得受试者的语音模式的指示，并且使用指示来确定受试者的预测的吸气时间；机器学习模型用于预测受试者的语音模式和呼吸模式之间的关系；然后，机器学习模型可用于确定受试者的预测的吸气时间，虽然实现了基于受试者的预测的吸气时间来控制气体到受试者的递送，但是监测的呼吸参数较少，不能准确的反应呼吸的特征，导致供给的气流不能满足患者当前的需求。

5、目前现有技术一、现有技术二和现有技术三存在监测的呼吸参数有限，不能全面的反应被监测者的状态，导致提供给被监测者的气流参数不准确，另外，设备的自动化控制水平较低，实现方式单一的问题，因而，本发明提供一种准确定量呼吸器参数的控制方法及装置，能够检测呼吸参数（潮气量vt、呼吸频率rr、流量、分钟通气量mv、呼吸气体压力阈值、近患者端压力阈值等），实时监测人工按压供气或者自动供气过程，保证生成准确的呼吸气流。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种准确定量呼吸器参数的控制方法，包括以下步骤：

2、呼吸参数检测单元预设呼吸监测参数，启动呼吸气流生成器，呼吸参数检测单元接收传感器采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算出呼吸监测参数；

3、呼吸参数检测单元将呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与各项参数对应的设定阈值对比；在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息；

4、根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数，调整后采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算呼吸监测参数，继续与设定阈值对比。

5、可选的，计算出的呼吸监测参数包含：潮气量vt、呼吸频率rr及分钟通气量mv。

6、可选的，在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息。

7、可选的，计算呼吸监测参数的过程，包括：

8、接收传感器采集的呼吸气体流量；

9、根据呼吸气体流量计算呼吸气体流速，由呼吸气体流速计算潮气量；

10、由潮气量计算呼吸频率，根据呼吸频率计算分钟通气量。

11、可选的，呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与设定阈值对比的过程，包括：

12、按照类别将呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数进行分类，得到带有类别属性的呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数；

13、按照呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数自高到低的优先级，分别与其设定阈值对比；设定阈值定义为呼吸参数检测单元预设呼吸器的通气及报警的参数；

14、当呼吸气体流量、呼吸气体压力及呼吸监测参数其中一个、两个或多个超出设定阈值，按照预设程序进行报警。

15、可选的，报警的方式包含：声音和灯光的组合。

16、可选的，根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数的过程，包括：

17、呼吸气流生成器获取呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量及呼末气体，呼末气体成分包含：氧气、氮气、二氧化碳及一氧化碳；呼末气体输入至气体分析仪；

18、根据呼吸气体声生成目标频谱图，分析目标频谱图中的信号特征，基于信号特征划分出目标频谱图中的吸气频谱和呼气频谱；使用预设的深度学习算法，将吸气频谱和呼气频谱结合转化为肺顺应性曲线；气体分析仪分析呼末气体的成分，并生成呼末气体成分比例图；

19、根据肺顺应性曲线得到顺应性变化趋势数据，由呼末气体成分比例图得到呼末气体成分变化趋势数据，通过顺应性变化趋势数据、呼末气体成分变化趋势数据、被监测者信息及数据库存储的信息，对被监测者的生理状态进行评估，并由呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数；被监测者信息包含：体重及性别等；数据库存储的信息包含不同年龄段的生理状态；

20、根据呼吸气流生成器计算呼吸器的通气参数调整呼吸器的通气参数，并对被监测者的生理状态及通气状态进行监测。

21、本发明提供的一种准确定量呼吸器参数的控制装置，包括：进气口、呼吸气流生成器、按钮、屏幕、出气口、呼吸参数检测单元和通信线路；

22、呼吸气流生成器的右侧设置有进气口，呼吸气流生成器的左侧与呼吸参数检测单元的输入端连接，呼吸参数检测单元上设置有屏幕和按钮，呼吸参数检测单元的左侧设置有出气口，呼吸参数检测单元通过通信线路与呼吸气流生成器连接。

23、可选的，还包括：按压气囊；

24、按压气囊的输入端与进气口连接，按压气囊的输出端与呼吸参数检测单元的输入端连接。

25、可选的，还包括：

26、传感器模块，负责采集呼吸器内的呼吸气体压力、呼吸气体流量、呼吸气体温湿度及气体浓度，气体浓度包含：氧浓度及二氧化碳浓度；

27、传感器驱动模块，负责将传感器模块采集的信号转换为数据及监测模块可识别的电信号；

28、数据及监测模块，负责根据传感器驱动模块的电信号，对呼吸工作进行判断，并生成图表数据及二级数据；

29、用户界面操作模块，负责实现用户与操作系统模块的交互，实现用户接口的功能；

30、屏幕显示模块，负责显示生成图表数据的内容；

31、操作系统模块，负责实现用户界面操作模块、声光驱动模块及传感器驱动模块的进程控制；

32、声光驱动模块，负责实现不同条件下的声音和灯光报警的控制；

33、声光报警模块，负责执行操作系统模块的控制，按照预设程序进行声音和灯光报警。

34、可选的，数据及监测模块，包括：

35、图表数据生成子模块，负责根据预设配置参数，确定并展示可用图表组件集，选取可用图表组件集中的图表组件，生成目标图表数据；确定目标图表数据所需的监测信息，将监测信息转换为数据实例列表并转发至用户界面操作模块；

36、呼吸动作判断子模块，负责判断当前的状态是呼气还是吸气；

37、二级数据生成子模块，负责目标图表数据的备份存储。

38、本发明首先呼吸参数检测单元预设呼吸监测参数，启动呼吸气流生成器，呼吸参数检测单元接收传感器采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算出潮气量vt、呼吸频率rr及分钟通气量mv等呼吸监测参数；其次呼吸参数检测单元将呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数分别与各项参数对应的设定阈值对比，在预设阈值范围内，则继续采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，不在预设阈值范围内，则提示报警，并输出报警信息；最后根据报警信息修正呼吸气流生成器的通气参数，调整后采集的呼吸气体流量和呼吸气体压力，计算呼吸监测参数，继续与设定阈值对比；其原理请参考图2；本实施例涉及的呼吸参数包括：潮气量vt、呼吸频率rr、吸气流和呼气流流量q、呼吸气体压力paw及近患者端呼吸气体压力p.p.等；呼吸参数检测单元的检测端口也可以连接至有的压力检测端口部件，进行实时压力监测，例如peep；其他基于上述参数获得的呼吸参数（例如，ppeek—峰值呼吸气体压力；p0.1—在阻塞100ms时气道阻塞压力；phigh/plow—气道高低气压；mv—分钟通气量；tslope—上升时间等参数）；上述方案对呼吸气体流量、呼吸气体压力、潮气量vt、呼吸频率rr及分钟通气量mv等与呼吸相关的参数进行监测和计算，对被监测者的呼吸参数做出了全面的监测，并计算出了潮气量vt、呼吸频率rr及分钟通气量mv等参数，为呼吸气流生成器的通气参数的修正提供了准确的参考依据，实现了呼吸气流生成器的精准控制，让呼吸气流生成器输出的通气量更加精确，提高被监测者的呼吸效果；通过与预设阈值的对比，确定呼吸气体流量、呼吸气体压力及计算的呼吸监测参数是否在预设阈值范围内，当某一参数超出预设阈值即发出报警信息，通知呼吸气流生成器调整通气参数，提升了呼吸器的自主控制能力，让呼吸的通气调整更加人性化各个性化，更加的智能。

39、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

40、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。