一种呼吸机气道压力控制方法技术

本发明专利技术公开了一种呼吸机气道压力控制方法，涉及自动化控制领域，通过动态的根据采集到的气道压力值及气道压力变化趋势对采集的气道压力进行补偿，使得呼吸机能够准确预判气道压力调节量，以对病人呼吸管路气压进行适应性的调节，提高了病人呼吸管路气压控制的稳定性，保证了本气道压力控制方法在不同使用环境的适应性。

【技术实现步骤摘要】
一种呼吸机气道压力控制方法
本专利技术涉及自动化控制领域，特别是涉及一种呼吸机气道压力控制方法。
技术介绍
PEEP阀即呼气末正压阀，主要应用在呼吸机中，以利于肺部有病变的患者进行呼吸通气。在呼气末气道开放时，气道压力仍保持高于大气压，以防止肺泡萎缩塌陷。当PEEP异常而增大时，病人呼气所需做功增加而造成呼气困难，可能导致窒息危险与呼吸功增加。目前，呼吸机使用的机械式呼气末正压控制方式，不能准确控制其呼末压力且呼气末正压无法连续可调，安全系数不足，同时耗气量高。PEEP阀的工作原理是通过调节电流的大小，来控制膜片的开启压力。这种阀的优点是线性度比较好。当前通常的使用方法是，首先通过测试，标定出每个电流点对应的膜片的开启压力，获得压力和电流的对应表。然后根据期望获得的压力，查表找到对应的电流值，通过给定电流获得期望的PEEP压力。同时现有的呼吸机根据采集到的气道压力数据进行控制，而基本上并未对采集的数据进行处理，导致呼吸机的压控存在延迟高、响应慢、压力采集不准确、适应能力差和稳定性不高的缺点，以至于PEEP阀无法达到很高的工作精度。因为要获得很高的工作精度，则必须获得比较精细的压力和电流的对应表，这需要大量烦琐的测试。而要存储这个精细的表值也需要很大的存储空间。同时引用这个精细的表值进行计算，也需要大量的系统时间和资源。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够对病人呼吸管路压力进行实时监测，且对PEEP阀控制精度更高的呼吸机气道压力控制方法。为实现上述目的，本专利技术提供了一种呼吸机气道压力控制方法，采用呼吸机气道控制系统进行控制,所述呼吸机气道控制系统包括：处理单元、气路系统、受控于处理单元的PEEP阀及其驱动单元；气路系统包括呼吸回路，所述呼吸回路分别通过气路管道连通吸气阀和所述PEEP阀；所述PEEP阀用于将驱动气体排到大气中；所述呼吸回路还连接有吸气支路和呼气支路；所述呼气支路设置有气道压力传感器；所述气道压力传感器用于采集呼气周期末的气道中的压力值；所述气道压力传感器的信号输出端连接所述处理单元的信号输入端，所述处理单元的第一控制信号输出端连接所述PEEP阀的驱动单元，所述处理单元通过所述驱动单元驱动所述PEEP阀的通断；所述处理单元的第二控制信号输出端连接所述吸气阀的控制信号输入端；按以下步骤进行：步骤一、将设定的压力值P1输入到处理单元中，所述处理单元根据所存储的对照表得出相应的电流值I1并且利用该电流值I1控制所述PEEP阀打开；步骤二、在呼气周期末，所述压力传感器检测呼气支路中的气道压力并对检测到的气道压力值Qt进行补偿，然后将补偿后的气道压力值Zc输送给所述处理单元；步骤三、由所述处理单元计算偏差值ΔP＝Zc-P1，判断偏差值ΔP是否在所期望的控制范围内；当ΔP不在所期望的控制范围内时，则根据P1’＝P1+ΔP×K获得调整值P1’；所述处理单元将调整值P1’作为设定压力值，循环进行上述步骤一至步骤三，直至偏差值在所期望的控制范围内；所述K为控制调整的比例因子，0.4＜K＜0.9；当ΔP在所期望的控制范围内时，所述处理单元判断是否接收到停止命令，当处理单元接收到停止命令时结束；当处理单元没有接收到停止命令时返回执行步骤二；步骤二中对检测到的气道压力值Qt进行补偿按以下步骤执行：S1、设定采集到的气道压力值为Qt，所述t为正整数；S2、获取有效压力数列；设定有效判断值为Pa，设定判断阈值为R；计算Pa＝Qa-Qa-1得到Pa；判断是否Pa≥R，当Pa≥R时，将Qa删除；当Pa＜R时，将Qa存入有效压力数列中；2≤a≤t且a为整数；所述R＞0；设定所述有效压力数列为{Mb}，所述b为正整数；S3、计算压力补偿参数；设定所述压力补偿参数为Nc，计算得到压力补偿参数Nc；所述Mc∈{Mb}且c≥3、c为整数；S4、对Mc进行补偿；设定补偿后的气道压力值为Zc，计算得到补偿后的气道压力值Zc。采用以上技术方案，对采集到的气道压力值进行滤波，能够有效的克服偶然因数引起的波动干扰，为后续的数据处理提供了准确的气道压力采集单元值。然后通过计算压力补偿参数对采集到的压力值进行补偿，由于传统的呼吸机采集到的压力偏差大且动态响应性差，对压力变化的趋势缺乏考虑，因此必须对压力进行补偿，采用本技术方案获取的压力补偿参数及补偿方式，能够动态的根据采集到的气道压力值及气道压力变化趋势对采集的气道压力进行补偿，使得呼吸机能够准确预判气道压力调节量，以对病人呼吸管路气压进行适应性的调节，提高了病人呼吸管路气压控制的稳定性，保证了本气道压力控制方法在不同使用环境的适应性。本专利技术通过闭环控制来提高精度，在控制中实时监测PEEP阀控制的呼气末气道压力值，并将其作为反馈，不断的计算和调整PEEP阀，使PEEP阀的输出达到更高的精度。同时由于仍然使用简单的压力和电流的对应表，简化了PEEP阀的标定过程，减小了表值的存储空间，也减少了计算时间。本专利技术的有益效果是：本专利技术能够准确预判气道压力调节量，以对病人呼吸管路气压进行适应性的调节，提高了病人呼吸管路气压控制的稳定性，保证了本气道压力控制方法在不同使用环境的适应性。同时本专利技术简化了PEEP阀的标定过程，减小了表值的存储空间，也减少了计算时间。附图说明图1是本专利技术一具体实施方式的呼吸机气道控制系统的原理示意图。图2是本专利技术一具体实施方式的流程示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1所示，一种呼吸机气道控制系统，包括：处理单元1、气路系统2、受控于处理单元1的PEEP阀3及其驱动单元4；气路系统包括呼吸回路2，所述呼吸回路2分别通过气路管道连通吸气阀6和所述PEEP阀3；所述PEEP阀3用于将驱动气体排到大气中；所述呼吸回路2还连接有吸气支路和呼气支路；所述呼气支路设置有气道压力传感器5；所述气道压力传感器5用于采集呼气周期末的气道中的压力值；所述气道压力传感器5的信号输出端连接所述处理单元1的信号输入端，所述处理单元1的第一控制信号输出端连接所述PEEP阀3的驱动单元4，所述处理单元1通过所述驱动单元4驱动所述PEEP阀3的通断；所述处理单元1的第二控制信号输出端连接所述吸气阀6的控制信号输入端。气体通过吸气阀进入呼吸回路中的风箱的外腔，压缩风箱内的气囊向下运动，使囊内气体经由吸气支路流入病人端，使病人吸入气体。气体由病人端经呼气支路回到呼吸回路中风箱的折叠气囊内部，推动气囊上升使风箱外的驱动气体经由PEEP阀排出到大气中。如图2所示，一种呼吸机气道压力控制方法，采用呼吸机气道控制系统按以下步骤进行：步骤一、将设定的压力值P1输入到处理单元1中，所述处理单元1根据所存储的对照表得出相应的电流值I1并且利用该电流值I1控制所述PEEP阀3使其打开到电流值I1对应的开度。步骤二、在呼气周期末，所述气道压力传感器5检测呼气支路中的气道压力并对检测到的气道压力值Qt进行补偿，然后将补偿后的气道压力值Zc输送给所述处理单元1。步骤三、由所述处理单元1计算偏差值ΔP＝Zc-P1，判断偏差值ΔP是否在所期望的控制范围内。当ΔP不在所期望的控制范围内时，则根据P1’＝P1+ΔP×K获得调整值P1’；所述处理单元1将调整值P1’作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种呼吸机气道压力控制方法，采用呼吸机气道控制系统进行控制,所述呼吸机气道控制系统包括：处理单元(1)、呼吸回路(2)、受控于处理单元(1)的PEEP阀(3)及其驱动单元(4)；所述呼吸回路(2)分别通过气路管道连通吸气阀(6)和所述PEEP阀(3)；所述PEEP阀(3)用于将驱动气体排到大气中；所述呼吸回路(2)还连接有吸气支路和呼气支路；所述呼气支路设置有气道压力传感器(5)；所述气道压力传感器(5)用于采集呼气周期末的气道中的压力值；所述气道压力传感器(5)的信号输出端连接所述处理单元(1)的信号输入端，所述处理单元(1)的第一控制信号输出端连接所述PEEP阀(3)的驱动单元(4)，所述处理单元(1)通过所述驱动单元(4)驱动所述PEEP阀(3)的通断；所述处理单元(1)的第二控制信号输出端连接所述吸气阀(6)的控制信号输入端；其特征在于按以下步骤进行：步骤一、将设定的压力值P1输入到处理单元(1)中，所述处理单元(1)根据所存储的对照表得出相应的电流值I1并且利用该电流值I1控制所述PEEP阀(3)打开；步骤二、在呼气周期末，所述气道压力传感器(5)检测呼气支路中的气道压力并对检测到的气道压力值Qt进行补偿，然后将补偿后的气道压力值Zc输送给所述处理单元(1)；步骤三、由所述处理单元(1)计算偏差值ΔP＝Zc‑P1，判断偏差值ΔP是否在所期望的控制范围内；当ΔP不在所期望的控制范围内时，则根据P1’＝P1+ΔP×K获得调整值P1’；所述处理单元(1)将调整值P1’作为设定压力值，循环进行上述步骤一至步骤三，直至偏差值在所期望的控制范围内；所述K为控制调整的比例因子，0.4＜K＜0.9；当ΔP在所期望的控制范围内时，所述处理单元(1)判断是否接收到停止命令，当处理单元(1)接收到停止命令时结束；当处理单元(1)没有接收到停止命令时返回执行步骤二；步骤二中对检测到的气道压力值Qt进行补偿按以下步骤执行：S1、设定采集到的气道压力值为Qt，所述t为正整数；S2、获取有效压力数列；设定有效判断值为Pa，设定判断阈值为R；计算Pa＝Qa‑Qa‑1得到Pa；判断是否Pa≥R，当Pa≥R时，将Qa删除；当Pa＜R时，将Qa存入有效压力数列中；2≤a≤t且a为整数；所述R＞0；设定所述有效压力数列为{Mb}，所述b为正整数；S3、计算压力补偿参数；设定所述压力补偿参数为Nc，计算得到压力补偿参数Nc；所述Mc∈{Mb}且c≥3、c为整数；S4、对{Mc}进行补偿；设定补偿后的气道压力值为Zc，计算Zc=Mc-|Nc|ifMC-1-Mc-2>0andMC-Mc-1>0Mc+|Nc|ifMC-1-Mc-2>0andMC-Mc-1<0Mc+|Nc|ifMC-1-Mc-2<0andMC-Mc-1<0Mc-|Nc|ifMC-1-Mc-2<0andMC-Mc-1>0McifMC-1-Mc-2=0McifMC-Mc-1=0]]>得到补偿后的气道压力值Zc。...

【技术特征摘要】
1.一种呼吸机气道压力控制方法，采用呼吸机气道控制系统进行控制,所述呼吸机气道控制系统包括：处理单元(1)、呼吸回路(2)、受控于处理单元(1)的PEEP阀(3)及其驱动单元(4)；所述呼吸回路(2)分别通过气路管道连通吸气阀(6)和所述PEEP阀(3)；所述PEEP阀(3)用于将驱动气体排到大气中；所述呼吸回路(2)还连接有吸气支路和呼气支路；所述呼气支路设置有气道压力传感器(5)；所述气道压力传感器(5)用于采集呼气周期末的气道中的压力值；所述气道压力传感器(5)的信号输出端连接所述处理单元(1)的信号输入端，所述处理单元(1)的第一控制信号输出端连接所述PEEP阀(3)的驱动单元(4)，所述处理单元(1)通过所述驱动单元(4)驱动所述PEEP阀(3)的通断；所述处理单元(1)的第二控制信号输出端连接所述吸气阀(6)的控制信号输入端；其特征在于按以下步骤进行：步骤一、将设定的压力值P1输入到处理单元(1)中，所述处理单元(1)根据所存储的对照表得出相应的电流值I1并且利用该电流值I1控制所述PEEP阀(3)打开；步骤二、在呼气周期末，所述气道压力传感器(5)检测呼气支路中的气道压力并对检测到的气道压力值Qt进行补偿，然后将补偿后的气道压力值Zc输送给所述处...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖妍，何思桥，
申请(专利权)人：重庆工商职业学院，
类型：发明
国别省市：重庆;85