基于呼吸机的温湿度控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提出一种基于呼吸机的温湿度控制方法，包括S200：读取数据，S201：计算气源绝对湿度值；S202：推算湿化罐出口的湿化气体目标温度和患者需要的绝对湿度值；S203：对加热单元一温度控制；S204：对加热单元二温度控制；S205：判断患者末端温度与耐受程度设置的温度阈值的关系；S206：判断加热单元一温度与加热单元一安全温度阈值关系；S207：返回S200执行；S208：降低加热单元二的加热功率，并警报；S209：停止加热单元一加热，并警报。还提出基于呼吸机的温湿度控制装置包括主处理器、流量传感器、气源温湿度传感器、湿化气体温度传感器等。均用于对温湿度精准的控制，给患者提供精准温湿度气体。准温湿度气体。准温湿度气体。

【技术实现步骤摘要】
基于呼吸机的温湿度控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及呼吸机领域，具体涉及基于基于呼吸机的温湿度控制系统和方法。

技术介绍

[0002]呼吸机或高流量氧疗仪一般采用涡轮风机或空气压缩机作为患者的通气气源发生装置，此气源的温度低且干燥。当患者的呼吸道湿化不足且吸入气体干燥时，呼吸道的分泌物因水分丧失而变得黏稠,使气道的纤毛运动受阻，并且低温的气体同时增加了患者的代谢消耗，影响患者的治疗效果。
[0003]为了使得进入患者肺部的气体适合人体的生理需求，目前呼吸机或高流量氧疗仪的出气口增加加温湿化装置对气体起到加温湿化的作用，对气体加温湿化主要通过湿化罐底下的加热底板把水分蒸发并和通入的干冷气体混合形成具有一定温湿度的气体，气体经过管道递送给患者端，为了防止冷凝水在管道上，还内置加热丝对该气体进行保温。
[0004]然而。目前市场上依然缺少能同时满足多种场景下提供不同等级且量化精度高的温湿化气体的系统。温湿化系统所处的环境温湿度、气源的温湿度及流量大小影响温湿度系统的精确调控。当环境温度低时散热快，在同一功率下，加热单元达到指定温度所需的时间长；气源的温湿度大小直接影响湿化罐内水分的蒸发量，当气源的湿度低时所需湿化罐内的水蒸发量大；气体的流量大小影响湿化罐和气体加温管路的加热效率，当气体流量小时，湿化罐出气口的加温加湿气体容易聚集，要求加热速率慢，否则温度容易超调并难以下降，当气体流量大时要求湿化罐的加热速率快，使得气体能快速达到指定温湿度。
[0005]因此为了精确、高效的调控气体的温湿度需要一种综合考虑环境温湿度、气源温湿度及流量大小等因素影响的控制方法及装置。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术中的不足，本专利技术提出基于呼吸机的温湿度控制系统和方法，其适用于对温湿度精准的控制。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术的一种基于呼吸机的温湿度控制方法，包括以下步骤，S200：读取数据，数据包括气源流量F、环境温度EN
T
、气源温度GS
T
、气源相对湿度GS
RH
、湿化气体温度HGR
T
、患者末端温度PER
T
、加热单元一温度PLR
T
、环境相对湿度EN
RH
；S201：根据S200中的气源温度GS
T
、气源相对湿度GS
RH
计算出气源绝对湿度值GS
AH
；S202：根据湿化装置设定的患者端温度PE
T
、湿化等级H
Level
，推算出湿化罐出气口的湿化气体目标温度HG
T
和患者需要的绝对湿度值PE
AH
；S203：推算患者端和气源端绝对湿度的差值因子 Sub
AH
、环境温湿度相关因子EN
Cor
，并结合加热单元一温度PLR
T
、气源流量F，湿化罐出气口的湿化气体温度HGR
T
，对加热单元一温度进行控制；S204：根据环境温湿度相关因子EN
Cor
、气源流量F和患者端温度对加热单元二温度控制； S205：判断患者末端温度PER
T
与患者耐受程度设置的温度阈值PE_TH的关系，如果患者末端温度PER
T
小于患者耐受程度设置的温度阈值PE_TH时，执行S206，否则执行S208；S206：判断S203中加热单元一温度是否小于加热单元一安全温度阈
值PL_TH，当单元一温度小于加热单元一安全温度阈值PL_TH时，执行S207，否则执行S209；S207：返回S200执行；S208：降低加热单元二的加热功率，并发出警报；S209：停止加热单元一加热，并发出警报。
[0008]进一步地，气源绝对湿度值GS
AH
的计算表述为：
[0009][0010]其中的p1，p2，p3，p4、p5和p6分别为常系数。
[0011]进一步地，湿化罐出气口的湿化气体目标温度HG
T
计算为：
[0012]HG
T
＝A1*(H
Level
*(p1*PE
T4
+p2*PE
T3
+p3*PE
T2
+p4*PE
T
+ p5))
A2
+A3，
[0013]其中A1，A2，A3为常系数，
[0014]进一步地，患者需要的绝对湿度值PE
AH
计算为：
[0015]PE
AH
＝H
Level
*(p1*PE
T4
+p2*PE
T3
+p3*PE
T2
+p4*PE
T
+p5)
[0016]其中p1，p2，p3，p4和p5为常系数。
[0017]用迭代公式计算加热单元一的设定温度值HeatingPL，
[0018][0019]其中，E
k
为设定的当前湿化灌出气口的湿化气体温度HG
T
和实际湿化气体温度 HGR
T
的差值，
[0020]绝对湿度差值因子Sub
AH
表示为：
[0021]Sub
AH
＝PE
AH
‑
GS
AH
，
[0022]环境温湿度相关因子EN
Cor
表示为：
[0023][0024]其中，p1，p2，p3，p4、p5和p6如S201，C2和C3为常系数；
[0025]根据加热单元一的设定温度值HeatingPL，计算加热单元一的输入值 HeatingPL
in
，
[0026]HeatingPL
in
＝HeatingPL
in
+Kp2*(D
k
‑
D
k
‑1)+Ki2*D
k
+ Kd2*(D
k
‑
2D
k
‑1+D
k
‑2)HeatingPL
in
<HeatingPL
in
_TH
[0027]其中HeatingPL
in
为加热单元一的输入值，在小于阈值HeatingPL
in
_TH内逐次迭代，加热单元一的监测温度为PLR
T
，其中的D
k
表示为加热单元一的设定温度值HeatingPL和监测温度PLR
T
的差值，建立一个缓存队列，依次存储历史的D
k
值分别表示为：
[0028][D
k
‑3,D
k
‑2,D
k
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于呼吸机的温湿度控制方法，其特征在于，包括以下步骤，S200：读取数据，所述数据包括气源流量F、环境温度EN
T
、气源温度GS
T
、气源相对湿度GS
RH
、湿化气体温度HGR
T
、患者末端温度PER
T
、加热单元一温度PLR
T
、环境相对湿度EN
RH
；S201：根据S200中所述的气源温度GS
T
、气源相对湿度GS
RH
计算出气源绝对湿度值GS
AH
；S202：根据湿化装置设定的患者端温度PE
T
、湿化等级H
Level
，推算出湿化罐出气口的湿化气体目标温度HG
T
和患者需要的绝对湿度值PE
AH
；S203：推算患者端和气源端绝对湿度的差值因子Sub
AH
、环境温湿度相关因子EN
Cor
，并结合加热单元一温度PLR
T
、气源流量F，湿化罐出气口的湿化气体温度，对加热单元一温度进行控制；S204：根据环境温湿度相关因子EN
Cor
、气源流量F和患者端温度对加热单元二温度控制；S205：判断患者末端温度PER
T
与患者耐受程度设置的温度阈值PE_TH的关系，如果所述患者末端温度PER
T
小于患者耐受程度设置的温度阈值PE_TH时，执行S206，否则执行S208；S206：判断S203中加热单元一温度PLR
T
是否小于加热单元一安全温度阈值PL_TH，当所述加热单元一温度PLR
T
小于加热单元一安全温度阈值PL_TH时，执行S207，否则执行S209；S207：返回S200执行；S208：降低加热单元二的加热功率，并发出警报；S209：停止加热单元一加热，并发出警报。2.根据权利要求1所述的基于呼吸机的温湿度控制方法，其特征在于，所述气源绝对湿度值GS
AH
的计算表述为：其中的p1，p2，p3，p4、p5和p6分别为常系数。3.根据权利要求2所述的基于呼吸机的温湿度控制方法，其特征在于，所述湿化罐出气口的湿化气体目标温度HG
T
计算为：HG
T
＝A1*(H
Level
*(p1*PE
T4
+p2*PE
T3
+p3*PE
T2
+p4*PE
T
+p5))
A2
+A3，其中A1，A2，A3为常系数，所述患者需要的绝对湿度值PE
AH
计算为：PE
AH
＝H
Level
*(p1*PE
T4
+p2*PE
T3
+p3*PE
T2
+p4*PE
T
+p5)其中p1，p2，p3，p4和p5为常系数。4.根据权利要求3所述的基于呼吸机的温湿度控制方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何光强，赵荣建，方震，
申请(专利权)人：中科广力南京医疗电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：