吸气触发控制方法、系统及呼吸机与流程

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种吸气触发控制方法、系统及呼吸机。

背景技术：

1、在医疗器械技术领域，呼吸机是一种常见的医疗设备。其中，人机协调性能是影响呼吸机通气治疗效果的重要因素，用户在自主呼吸过程中呼吸机的呼吸触发同步性是人机协调性能的表现之一，目前常见的呼吸触发方式主要有压力触发和流量触发。

2、基于流量触发的算法包括过零检测的触发、基于流量阈值的触发和基于信号图形变换的触发，这些方法具有触发延迟短、压力下降少以及用户所需的触发呼吸功率更小，因此，该触发方式在临床中的应用更加广泛和频繁。但是由于受到漏气、呼吸道梗阻等干扰，极易产生呼气相滞后或提前的时间偏差，从而会产生吸气误触发或无触发的情况，进而影响人机同步性，降低用户的体验效果。因此，现有的吸气触发方法自适应性和鲁棒性都较差。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种吸气触发控制方法，以解决现有技术中无法解决呼吸机因漏气或其他原因干扰所带来的吸气触发识别偏差，易产生吸气触发提前或滞后的技术问题。

2、本发明的目的之一在于提供一种吸气触发控制系统。

3、本发明的目的之一在于提供一种呼吸机。

4、为了实现上述发明目的之一，本发明提供一种吸气触发控制方法，包括：采集并根据当前呼吸周期内的呼吸检测数据，计算得到对应的呼吸气流速度波形数据；解析并提取所述呼吸气流速度波形数据的信号特征，构建呼气末动态直线；根据所述呼气末动态直线，确定对应于所述呼吸气流速度波形数据的呼吸流速采样点集合；分别计算每个呼吸流速采样点与所述呼气末动态直线的距离值，根据所述距离值确定对应的吸气触发点。

5、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述呼气末动态直线表征单位呼吸周期内呼气末期的呼吸气流速度的变化情况。

6、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“采集并根据当前呼吸周期内的呼吸检测数据，计算得到对应的呼吸气流速度波形数据”具体包括：控制信号采集设备在当前单位呼吸周期内，采集呼吸机面罩端的呼吸气体流量数据和气道压力数据，并对所述呼吸检测数据执行数据处理操作，筛选得到有效呼吸气体流量数据和有效气道压力数据；其中，所述数据处理操作包括呼吸信号转换操作和呼吸信号滤波操作至少其中之一；根据所述有效呼吸气体流量数据和所述有效气道压力数据，计算得到所述呼吸气流速度波形数据。

7、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述呼吸气体流量数据包括呼吸气流速度和呼吸机面罩端的泄露速度。

8、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“根据所述呼吸气体流量数据和所述气道压力数据，计算得到所述呼吸气流速度波形数据”具体包括：获取并根据采样频率采集当前呼吸周期内的若干组呼吸气体流量数据和对应的气道压力数据；分别根据每组气道压力数据，计算得到呼吸机面罩端对应的若干气体泄露速度；其中，所述气体泄露速度等于泄露系数与所述呼吸压力数据的乘积；所述泄露系数为单位时间缓存滑动窗内呼吸气体流量的平均值与气道压力根号的平均值之商；分别根据每组呼吸气体流量数据和对应的气体泄露速度，计算得到对应的若干呼吸气流速度；其中，所述呼吸气流速度等于所述呼吸气体流量数据与所述气体泄露速度之差；根据所述若干呼吸气流速度，采用数据拟合方法生成对应的所述呼吸气流速度波形数据。

9、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“解析并提取所述呼吸气流速度波形数据的信号特征，构建呼气末动态直线”具体包括：获取若干历史呼吸周期的历史呼吸气流波形数据，解析所述历史呼吸气流波形数据的信号特征，确定当前呼吸周期内的第一参考点；解析所述呼吸气流速度波形数据的信号特征，确定当前呼吸周期内的第二参考点；根据所述第一参考点和所述第二参考点，构建所述呼气末动态直线；其中，所述第一参考点和所述第二参考点表示单位呼吸周期内呼吸相位进入呼气末阶段的起始点和终点。

10、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“获取若干历史呼吸周期的历史呼吸气流波形数据，解析所述历史呼吸气流波形数据的信号特征，确定当前呼吸周期内的第一参考点”具体包括：以预设数量获取当前呼吸周期之前若干历史呼吸周期的历史呼吸气流波形数据；根据所述历史呼吸气流波形数据，分别提取并计算每个历史呼吸周期中最小气流速度的平均值，得到平均呼吸流速值；根据所述平均呼吸流速值，计算得到对应的呼吸流速幅值；其中，所述呼吸流速幅值等于所述平均呼吸流速值与预设系数阈值之积；基于采样点时间的滑动窗口，确定所述呼吸流速幅值在当前呼吸周期的呼吸气流波形数据中的索引位置，并根据所述索引位置和所述呼吸流速幅值形成所述第一参考点。

11、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“解析所述呼吸气流速度波形数据的信号特征，确定当前呼吸周期内的第二参考点”具体包括：设置呼气末基线；其中，所述呼气末基线对应的呼吸气流速度均为0；基于采样点时间的滑动窗口，确定所述呼气末基线和所述呼吸气流速度波形数据的第一交点位置，形成所述第二参考点；其中，所述第二参考点的横坐标为所述第一交点位置对应的索引值，纵坐标为0。

12、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“根据所述呼气末动态直线，确定对应于所述呼吸气流速度波形数据的呼吸流速采样点集合”具体包括：设置并确定呼气末基线和所述呼吸气流速度波形数据的第一交点位置；以预设采样点数量，获取所述第一交点位置后对应于所述呼吸气流速度波形数据上呼吸气流速度大于0的若干采样点，形成所述呼吸流速采样点集合。

13、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“分别计算每个呼吸流速采样点与所述呼气末动态直线的距离值，根据所述距离值确定对应的吸气触发点”具体包括：分别计算每个呼吸流速采样点与所述呼气末动态直线的距离，并将最大距离值对应的呼吸流速采样点作为待定吸气触发点；设置并根据呼气末基线与所述呼吸气流速度波形数据的交点数量，确定所述待定吸气触发点是否为所述吸气触发点。

14、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“分别计算每个呼吸流速采样点与所述呼气末动态直线的距离值，根据所述距离值确定对应的吸气触发点”具体包括：分别计算并根据每个呼吸流速采样点与所述呼气末动态直线的距离，计算得到若干对应的三角形面积，并将最大三角形面积对应的呼吸流程采样点作为待定吸气触发点；设置并根据呼气末基线与所述呼吸气流速度波形数据的交点数量，确定所述待定吸气触发点是否为所述吸气触发点。

15、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“设置并根据呼气末基线与所述呼吸气流速度波形数据的交点数量，确定所述待定吸气触发点是否为所述吸气触发点”具体包括：判断所述呼气末基线与所述呼吸气流速度波形数据的交点数量是否大于1；若是，则判断所述待定吸气触发点后的若干呼吸流速采样点的距离值是否单调递减；若是，则确定所述待定吸气触发点为当前呼吸周期的吸气触发点。

16、作为本发明一实施方式的进一步改进，所述“设置并根据呼气末基线与所述呼吸气流速度波形数据的交点数量，确定所述待定吸气触发点是否为所述吸气触发点”具体包括：判断所述呼气末基线与所述呼吸气流速度波形数据的交点数量是否等于1；若是，则判断所述待定吸气触发点后的若干呼吸流速采样点的距离值是否单调递增；若是，则判断所述待定吸气触发点对应的呼吸气流速度是否大于等于预设气流速度阈值；若所述待定吸气触发点对应的呼吸气流速度大于等于所述预设气流速度阈值，则判定所述待定吸气触发点为当前呼吸周期的吸气触发点；若所述待定吸气触发点对应的呼吸气流速度小于所述预设气流速度阈值，则控制呼吸机在当前呼吸周期内不触发吸气模式。

17、作为本发明一实施方式的进一步改进，在所述“根据所述距离值确定对应的吸气触发点”之后，所述方法还包括：获取并根据若干呼吸周期内的若干吸气触发点和若干气体泄露速度，拟合得到吸气触发灵敏度曲线；根据所述吸气触发灵敏度曲线，动态调整当前呼吸周期的吸气触发点；其中，所述吸气触发灵敏度曲线为以呼吸机面罩端的气体泄露速度为自变量，以吸气触发的灵敏度为因变量的二次曲线。

18、为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种吸气触发控制系统，包括：数据采集单元，用于采集单位呼吸周期内呼吸气体流量数据和气道压力数据；数据预处理单元，用于将采集的呼吸气体流量数据和气道压力数据进行滤波处理，筛选得到有效呼吸气体流量数据和有效气道压力数据；呼吸图形信号提取单元，用于根据所述有效呼吸气体流量数据和所述有效气道压力数据，计算得到呼吸机面罩端的气体泄露速度和呼吸气流速度波形数据；吸气触发检测单元，用于解析并提取所述呼吸气流速度波形数据的信号特征，构建呼气末动态直线；用于根据所述呼气末动态直线，确定对应于所述呼吸气流速度波形数据的呼吸流速采样点集合；用于分别计算每个呼吸流速采样点与所述呼气末动态直线的距离值，根据所述距离值确定对应的吸气触发点。

19、为实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种呼吸机，包括：存储器和处理器，所述存储器有能在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述任意一项所述吸气触发控制方法的步骤。

20、与现有技术相比，本发明实施例具有如下至少一种有益效果：

21、本发明采用一种吸气触发控制方法，通过计算并解析实时呼吸气流速度数据，构建呼吸末动态直线，可排除因漏气带来的呼吸气流速度干扰，更准确地展示单位呼吸周期内呼吸气流速度的变化情况；此外，通过分别计算呼吸气流速度采样点与呼吸末动态直线的距离，可实时监测呼吸变换情况，提高吸气触发的准确性、可靠性和自适应性，智能化程度较高；同时，还可以确保人机同步，动态调整吸气触发点，提高用户的体验效果。