专利名称：有创呼吸机在无创通气模式下人机同步的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及呼吸机技术领域，尤其涉及一种有创呼吸机在无创通气模式下人机同步的方法及装置。
背景技术：
按照与患者的连接方式，呼吸机分为有创呼吸机和无创呼吸机，其中，有创呼吸机通过气道插管连接到患者，无创呼吸机通过面罩或鼻罩与患者连接。有创呼吸机，例如传统I⑶(Intensive Care Unit,重症监护室)呼吸机,一般采用带呼气阀的双肢通气回路，最初是为有创通气设计的，随着无创通气(Non-1nvasive Ventilation, NIV)的广泛应用，它们增加了无创通气模式。NIV模式就是通过有别于气道插管的人机接口(如面罩、鼻罩等)对有自主呼吸能力的患者进行通气的一类模式。广义上NIV模式包括压力支持通气(Pressure Support, PSV)模式、压力控制通气(Pressure Control Ventilation, PCV)模式和容量控制通气(Volume Control ventilation, VCV)模式等所有用于有创通气的模式，狭义上NIV模式只是指PSV模式。

由于接受无创通气的患者一般意识清醒并具有自主呼吸能力，因此无创通气过程中，对人机交互的同步性要求较高，即要求患者可以控制吸气的开始(触发)和呼气的开始(切换)。人机同步的理想情况应该是:用呼吸机支持的病人能像正常人一样处于无阻碍状态，不受呼吸机支配的自由自在呼吸。只有人机同步，才能提高患者舒适度和耐受性，进而保障通气治疗的成功。临床研究表明，无创通气的失败率很高，其中一个重要因素就是人机不同步。造成人机不同步的主要原因是人机接口处存在不可避免的漏气。因为传统的利用基础流的触发(呼气向吸气的转换)判断技术和利用峰值流百分比的切换(吸气向呼气的转换)判断技术，都依靠对肺流量进行准确的测量，漏气的存在造成肺流量的错误估计，进而造成不同步的触发和不同步的切换。无创呼吸机一般都采用不带呼气阀的单肢回路通气结构，并且利用特殊的漏气补偿技术和触发/切换判断技术，因此表现出较高的人机同步性能。但是由于专用无创呼吸机和传统有创呼吸机在结构、控制算法、触发/切换机制等方面的不同，使得无创呼吸机所采用的人机同步技术无法无缝移植到传统有创呼吸机。因此，如何设计有效的人机交互机制，以提高传统有创呼吸机在NIV模式下的人机同步性，是一个技术难题。

发明内容
本发明的目的在于提高传统有创呼吸机在NIV模式下的人机同步性。为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的:一种有创呼吸机在无创通气模式下人机同步的方法，包括:测量得到气道压力、吸气流量和呼气流量；利用预先建立的漏气估计模型，根据所述气道压力、吸气流量和呼气流量计算得到漏气流量；利用漏气流量补偿基础流。
优选地，上述方法还包括:在呼气末，记录本次呼吸切换时间和触发时间，在本次呼吸切换时间和触发时间分别与上次呼吸切换时间和触发时间的差小于预定差值时，通过数字滤波方式对触发/切换周期进行迭代学习，得到患者自主触发/切换周期。优选地，上述方法还包括:根据患者自主触发/切换周期，分别在自主触发/切换时刻和其他时刻将触发/切换阈值设置为具有高灵敏度的阈值和具有低灵敏度的阈值。其中，根据最新的患者自主触发/切换周期，对所述漏气估计模型的参数进行更新。优选地，上述方法还包括:在吸气末，根据本次吸气潮气量和上次吸气潮气量，判断是否发生漏气增大异常，若是，对呼气相的基础流和触发阈值进行修改。其中，触发的判断指标包括呼气流量梯度变化或不同压力滤波时间常数下的呼气滤波压力；切换的判断指标包括不同压力滤波时间常数下的吸气滤波压力。其中，所述漏气估计模型为:f\ = kx Paw0 5 ;上述漏气估计模型中的表示漏气流量，Paw表示气道压力，h表示漏气模型参数屯通过以下参数估计模型计算得到:
权利要求
1.一种有创呼吸机在无创通气模式下人机同步的方法，其特征在于，包括: 测量得到气道压力、吸气流量和呼气流量； 利用预先建立的漏气估计模型，根据所述气道压力、吸气流量和呼气流量计算得到漏气流量； 利用漏气流量补偿基础流。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 在呼气末，记录本次呼吸切换时间和触发时间，在本次呼吸切换时间和触发时间分别与上次呼吸切换时间和触发时间的差小于预定差值时，通过数字滤波方式对触发/切换周期进行迭代学习，得到患者自主触发/切换周期。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括: 根据患者自主触发/切换周期，分别在自主触发/切换时刻和其他时刻将触发/切换阈值设置为具有高灵敏度的阈值和具有低灵敏度的阈值。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据最新的患者自主触发/切换周期，对所述漏气估计模型的参数进行更新。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括: 在吸气末，根据本次吸气潮气量和上次吸气潮气量，判断是否发生漏气增大异常，若是，对呼气相的基础流和触发阈值进行修改。
6.根据权利要求2、3 、4或5所述的方法，其特征在于，触发的判断指标包括呼气流量梯度变化或不同压力滤波时间常数下的呼气滤波压力；切换的判断指标包括不同压力滤波时间常数下的吸气滤波压力。
7.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，所述漏气估计模型为: fx = kx Paw0'5 ； 其中，表示漏气流量，Paw表示气道压力A1表示漏气模型参数丸通过以下参数估计模型计算得到: j_N+\ V\i+1P05-dtJj, aw kI = }~N+l T M 1 其中，j表示某次呼吸，Ti表示吸气开始时刻，Ti+1表示下一次吸气开始时刻，fi表示吸气流量，fe表示呼气流量，N表示呼吸次数，其中N的选取准则为:在漏气平稳和异常增大/减小时分别取相对大的数值和相对小的数值。
8.—种有创呼吸机在无创通气模式下人机同步的装置，其特征在于，包括: 测量单元，用于测量得到气道压力、吸气流量和呼气流量； 漏气估计单元，用于利用预先建立的漏气估计模型，根据测量单元测量得到的气道压力、吸气流量和呼气流量计算得到漏气流量； 补偿单元，用于利用漏气流量补偿基础流。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括: 自主触发/切换周期学习单元，用于在呼气末，记录本次呼吸切换时间和触发时间，在本次呼吸切换时间和触发时间分别与上次呼吸切换时间和触发时间的差小于预定差值时，通过数字滤波方式对触发/切换周期进行迭代学习，得到患者自主触发/切换周期，并利用最新的患者自主触发/切换周期更新所述漏气估计模型的参数。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括: 触发/切换阈值更新单元，用于根据自主触发/切换周期学习单元的得到的患者自主触发/切换周期，在自主触发/切换时刻将触发/切换阈值设置为高灵敏度阈值，在其他时刻将触发/切换阈值设置为低灵敏度阈值； 和/或 漏气异常处理单元，用于在吸气末，根据本次吸气潮气量和上次吸气潮气量，判断是否发生漏气增大异常，若是，分别指示补偿单元和触发/切换阈值更新单元对呼气相的基础流和触发阈值进行 修改 。
全文摘要
本发明公开一种有创呼吸机在无创通气模式下人机同步的方法及装置，其中的方法包括以下步骤测量得到气道压力、吸气流量和呼气流量；根据预先建立的漏气估计模型，利用所述气道压力、吸气流量和呼气流量计算得到漏气流量；利用漏气流量补偿基础流。可见，本发明通过漏气估计模型对漏气流量进行估计，实现漏气补偿，从而达到改善有创呼吸机进行无创通气、改善人机同步性能的目的。
文档编号A61M16/00GK103182120SQ20111045588
公开日2013年7月3日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者刘庆平 申请人:北京谊安医疗系统股份有限公司