一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法及系统，涉及机械通气领域，该方法包括获取任意通气模式下呼吸回路的采集数据；根据采集数据，得到以采集数据为输入，以呼吸系统的控制参数为输出的双重指数模型；所述控制参数包括：呼吸系统弹性

【技术实现步骤摘要】
一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法及系统


[0001]本专利技术涉及机械通气领域，特别是涉及一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法及系统
。

技术介绍

[0002]在呼吸系统机械通气研究中，肺组织具有一定阶跃响应特性，尤其是在容量控制通气模式中阶跃特性十份明显，经典基于微分方程的集总参数模型难以较好描述体现这种特性
。
因此，亟需提供一种新的参数模型以深入理解呼吸系统特性并减少呼吸机带来的通气损伤
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法及系统，能够提高呼吸系统机械通气控制的准确性和适应性
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0005]一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法，包括：
[0006]获取任意通气模式下呼吸回路的采集数据；所述采集数据包括：压力值
、
气体流速和呼吸量；
[0007]根据采集数据，得到以采集数据为输入，以呼吸系统的控制参数为输出的双重指数模型；所述控制参数包括：呼吸系统弹性
、
气道阻力以及呼吸末正压；
[0008]获取实时的采集数据；并利用双重指数模型确定控制参数；
[0009]根据控制参数进行呼吸系统机械通气控制
。
[0010]可选地，所述双重指数模型为：
[0011]；
[0012]其中，
P
（
t
）为
t
时刻的压力；
V'
（
t
）为
t
时刻的呼吸量
V
（
t
）的1阶导数，代表气体流速；
E
为呼吸系统弹性，
R
为气道阻力，
P0为呼吸末正压；为指数参数，为指数参数，为对应双重指数项常系数
。
[0013]可选地，所述根据采集数据，得到以采集数据为输入，以呼吸系统的控制参数为输出的双重指数模型，具体包括：
[0014]利用采集数据对双重指数模型采用粒子群算法进行机器学习算法
。
[0015]可选地，所述根据采集数据，得到以采集数据为输入，以呼吸系统的控制参数为输出的双重指数模型，之后还包括：
[0016]利用残差平方和与均方根误差对双重指数模型进行评价
。
[0017]一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气系统，包括：
[0018]采集数据获取模块，用于获取任意通气模式下呼吸回路的采集数据；所述采集数据包括：压力值
、
气体流速和呼吸量；
[0019]双重指数模型确定模块，用于根据采集数据，得到以采集数据为输入，以呼吸系统的控制参数为输出的双重指数模型；所述控制参数包括：呼吸系统弹性
、
气道阻力以及呼吸末正压；
[0020]控制参数确定模块，用于获取实时的采集数据；并利用双重指数模型确定控制参数；
[0021]机械通气控制模块，用于根据控制参数进行呼吸系统机械通气控制
。
[0022]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0023]本专利技术所提供的一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法及系统，根据采集数据，得到以采集数据为输入，以呼吸系统的控制参数为输出的双重指数模型，进而利用双重指数模型确定控制参数；通过双重指数模型体现呼吸系统阶跃响应性质，相较经典呼吸力学（单室）模型更易得到更好的拟合度，进而能够提高呼吸系统机械通气控制的准确性和适应性
。
附图说明
[0024]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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
。
[0025]图1为本专利技术所提供的一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法流程示意图；
[0026]图2为单室模型和双重指数模型仿真与实测数据比较示意图
。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围
。
[0028]本专利技术的目的是提供一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法及系统，能够提高呼吸系统机械通气控制的准确性和适应性
。
[0029]为使本专利技术的上述目的
、
特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明
。
[0030]如图1所示，本专利技术所提供的一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法，包括：
[0031]S101
，获取任意通气模式下呼吸回路的采集数据；所述采集数据包括：压力值
、
气体流速和呼吸量
。
[0032]S102
，根据采集数据，得到以采集数据为输入，以呼吸系统的控制参数为输出的双重指数模型；所述控制参数包括：呼吸系统弹性
、
气道阻力以及呼吸末正压
。
[0033]所述双重指数模型为：
[0034]；
[0035]其中，
P
（
t
）为
t
时刻的压力；
V'
（
t
）为
t
时刻的呼吸量
V
（
t
）的1阶导数，代表气体流速；
E
为呼吸系统弹性，
R
为气道阻力，
P0为呼吸末正压；为指数参数，为指数参数，为对应双重指数项常系数
。
[0036]在实际应用中，可简化为用少数双重指数项体现呼吸系统阶跃响应性质，一般几处呼吸气量出现阶跃跳变就对应有几个双重指数项，例如：
[0037]或
。
[0038]对于有
m
项（加上非双重指数项的3项共
m+3
项）双重指数项的模型，实时采集呼吸回路的压力值
、
流速值和累计气量值（呼吸量），根据预设模型双重指数项数
m
与对应形式以及指定的一组指数参数及指定的一组指数参数得到双重指数项的值，整理为对应矩阵形式数据作为算法输入，即当指定了
x
m
，对应的即可计算得到双重指数项，对应的即可计算得到双重指数项的数值
。
若采集呼吸回路的数值为
n
个时间点，则输入数据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法，其特征在于，包括：获取任意通气模式下呼吸回路的采集数据；所述采集数据包括：压力值
、
气体流速和呼吸量；根据采集数据，得到以采集数据为输入，以呼吸系统的控制参数为输出的双重指数模型；所述控制参数包括：呼吸系统弹性
、
气道阻力以及呼吸末正压；获取实时的采集数据；并利用双重指数模型确定控制参数；根据控制参数进行呼吸系统机械通气控制
。2.
根据权利要求1所述的一种基于双重指数模型的呼吸系统机械通气方法，其特征在于，所述双重指数模型为：；其中，
P
（
t
）为
t
时刻的压力；
V'
（
t
）为
t
时刻的呼吸量
V
（
t
）的1阶导数，代表气体流速；
E
为呼吸系统弹性，
R
为气道阻力，
P0为呼吸末正压；为指数参数，为指数参数，为对应双重指数项常系数
。...

【专利技术属性】
技术研发人员：田庆，李宗玮，裴延斌，何东伦，刘阳，
申请(专利权)人：中国人民解放军总医院第一医学中心，
类型：发明
国别省市：