一種呼吸設備的通氣方法及裝置與流程

本發明實施例涉及醫療器械技術領域，尤其涉及一種呼吸設備的通氣方法及裝置。

背景技術：

在現代臨床醫學中，呼吸機已普遍用于各種醫療場景中，如各種原因所致的呼吸衰竭、大手術期間的麻醉呼吸管理、呼吸支持治療和急救復蘇等，呼吸機在現代醫學領域內占有十分重要的位置。而急救轉運呼吸機則是在對危重癥患者進行急救和轉運過程中，建立有效的人工通氣中最基本，也最關鍵的醫療設備。

目前，在急救轉運呼吸機大多適用于兒童、成人等潮氣量大于50mL的患者，但對于早產兒，特別是體重不足1.5千克的早產兒，根據臨床公斤體重與潮氣量的關系，計算得到1.5千克的早產兒所需的潮氣量僅僅為12mL，現有的急救轉運呼吸機幾乎無法用于該類早產兒的急救轉運過程當中。雖然，醫院能夠采用進口的新生兒專用呼吸機對此類患者進行轉運，但該類進口呼吸機的售價幾乎是普通急救轉運呼吸機的10倍甚至更多，且該類設備的后續維護價格不菲，使得該類進口設備的購置成本和治療成本極高。若專門設計新生兒特別是早產兒專用的急救轉運呼吸機，則需要高端的關鍵部件，例如高靈敏度的壓力傳感器、流量傳感器和閥門等，其設計成本較高，且無法保證呼吸設備系統的穩定性。

技術實現要素：

有鑒于此，本發明實施例提供了一種呼吸設備的通氣方法及裝置，以解決現有呼吸設備無法提供較低潮氣量及開發設計成本高的技術缺陷。

第一方面，一種呼吸設備的通氣方法，包括：

確定用戶所需的潮氣量；

根據上述用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流；

將泄流后的氣體提供給上述用戶。

第二方面，本發明實施例提供了一種呼吸設備的通氣裝置，包括：

目標潮氣量確定模塊，用于確定用戶所需的潮氣量；

泄流模塊，用于根據上述用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流；

供氣模塊，用于將泄流后的氣體提供給上述用戶。

本發明實施例提供的技術方案，通過確定用戶所需的潮氣量，根據用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流，并將泄流后的氣體提供給所述用戶，使得呼吸設備能夠提供較低的潮氣量，并且以泄流的方法對現有呼吸設備進行改進，其設計成本較低，且可靠性好。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對本發明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據本發明實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例一提供的一種呼吸設備的通氣方法流程示意圖；

圖2為本發明實施例二提供的一種呼吸設備的通氣方法流程示意圖；

圖3為本發明實施例三提供的一種呼吸設備的通氣方法流程示意圖；

圖4為本發明實施例四提供的一種呼吸設備的通氣裝置結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本發明實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在更加詳細地討論示例性實施例之前應當提到的是，一些示例性實施例被描述成作為流程圖描繪的處理或方法。雖然流程圖將各步驟描述成順序的處理，但是其中的許多步驟可以被并行地、并發地或者同時實施。此外，各步驟的順序可以被重新安排。當其操作完成時所述處理可以被終止，但是還可以具有未包括在附圖中的附加步驟。所述處理可以對應于方法、函數、規程、子例程、子程序等等。

實施例一

圖1為本發明實施例一提供的一種呼吸設備的通氣方法流程示意圖，該方法可以由呼吸設備的通氣裝置執行，其中，該裝置可由軟件和/或硬件實現，一般可集成在呼吸設備中。如圖1所示，該方法包括：

步驟101、確定用戶所需的潮氣量。

示例性的，潮氣量是指用戶在平靜呼吸時每次吸入或呼出的氣體量，潮氣量與用戶的年齡、性別和呼吸習慣等因素有關。例如，根據臨床公斤體重與潮氣量的關系計算，1.5千克的早產兒僅需要12mL的潮氣量。呼吸設備中所設定的潮氣量通常指用戶的吸入氣體量，并且潮氣量的設定并非恒定不變的，應根據用戶的實際情況進行調整。

步驟102、根據用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流。

典型的，本發明實施例所提供的通氣方法可以用于新生兒急救轉運呼吸機當中。現有的急救轉運呼吸機所能提供的最低潮氣量約為50mL，即主機輸出的潮氣量將大于等于50mL，因此，在為新生兒，尤其是早產兒供氣時，現有的急救轉運呼吸機遠不能滿足該類用戶的使用需求。

示例性的，呼吸設備通過主機的出氣接口將氣體輸送至呼吸管路，進而為用戶供氣。主機輸出的潮氣量大于用戶所需的潮氣量時，如為早產兒進行供氣的情況下，通過將一部分主機輸出的潮氣量從呼吸管路泄漏到外部大氣，從而為用戶輸送較低的潮氣量。可選的，可以通過在呼吸管路上設置泄流閥來對主機輸出的潮氣量進行泄流。

步驟103、將泄流后的氣體提供給用戶。

示例性的，將主機輸出的潮氣量泄流后，輸送至用戶端，為用戶進行供氣。

本發明實施例提供的呼吸設備的通氣方法，通過確定用戶所需的潮氣量；根據用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流；并將泄流后的氣體提供給上述用戶，使得呼吸設備能夠輸出較低的潮氣量，以滿足為不同用戶供氣，尤其是為早產兒進行供氣的使用需求，且設計成本低，易實現。

實施例二

圖2為本發明實施例二提供的一種呼吸設備的通氣方法流程示意圖，本實施例在上述實施例的基礎上，對步驟“根據所述用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流”進行細化。如圖2所示，該方法包括：

步驟201、確定用戶所需的潮氣量。

示例性的，根據用戶的年齡、性別、呼吸習慣等因素確定用戶所需的潮氣量；或者根據用戶在一段時間內的呼吸狀態確定用戶所需的潮氣量，例如對10秒～20秒內用戶呼吸的潮氣量進行記錄與分析，從而確定用戶所需的潮氣量；或者還可以在用戶端設置相應的流量傳感器，來獲取輸為用戶提供的實際潮氣量。

步驟202、獲取主機輸出的潮氣量。

示例性的，主機內一般設置有相應的流量傳感器，用于檢測并獲取主機輸出的潮氣量，并將獲取的主機輸出的潮氣量數據發送至主機進行記錄。

步驟203、根據用戶所需的潮氣量和主機輸出的潮氣量得到相應的泄流量。

示例性的，設主機輸出的潮氣量為mVt，用戶所需的潮氣量為nVt，則泄流量iVt的計算式如(1)式所示：

iVt＝mVt-nVt (1)

相應的，在采用本發明實施例提供的技術方案為用戶供氣時，需在主機上預先設置mVt和nVt參數。

步驟204、根據上述泄流量調節泄流閥的開度。

示例性的，泄流閥的開度與泄流量之間存在一定的對應關系，當泄流閥的開度變大時，泄流量增大，提供給用戶的潮氣量減少，當泄流閥的開度越變小時，泄流量減少，提供給用戶的潮氣量增多，通過調節泄流閥的開度，即可調節泄流量。可選的，上述泄流閥可以為機械泄流閥，或者電子泄流閥，若為電子泄流閥，則電子泄流閥與主機電連接，由主機自動控制電子泄流閥的開度。

步驟205、將泄流后的氣體提供給用戶。

本發明實施例提供的呼吸設備的通氣方法，根據用戶所需的潮氣量和主機輸出的潮氣量獲取相應的泄流量，進而控制泄流閥的開度，使得呼吸設備能夠為用戶提供較低的潮氣量，并且設計成本低，易實現，可靠性好。

在上述實施例的基礎上，根據泄流量調節泄流閥的開度，包括：

根據泄流量、吸呼比和呼吸頻率得到相應的泄流恒流速；

根據上述泄流恒流速調節所述泄流閥的開度。

典型的，吸呼比是指一次呼吸中吸氣所占用的時間和呼氣所占用的時間的比值，一般將吸呼比設定為1：1.5～1：2范圍內。呼吸頻率用于表示每分鐘呼吸的次數。泄流恒流速是指呼吸管路內的氣體經泄流閥泄漏到外部大氣時氣體泄漏的流速。

示例性的，設吸呼比為P，呼吸頻率為F，泄流恒流速為F_leak，則F_leak的相應計算式如(2)式所示：

$F_{leak}=\frac{iVt\×P}{F}---\left(2\right)$

示例性的，泄流恒流速和泄流閥的開度之間存在一定的對應關系，泄流閥的開度增大，則泄流恒流速減小，泄流閥的開度減小，則泄流恒流速增大。在使用呼吸設備為用戶供氣時，可以通過調整泄流閥的開度，使泄流恒流速保持不變。

本發明實施例提供的技術方案，通過調整泄流閥的開度來控制泄流量，從而為用戶提供較低的潮氣量，且算法可靠，保證為用戶供氣的穩定性和可靠性。

在上述實施例的基礎上，根據用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流，還可以包括：

獲取泄流閥的泄流量；

根據所述用戶所需的潮氣量和所述泄流閥的泄流量得到相應的主機輸出的潮氣量；

根據所述主機輸出的潮氣量調節所述主機內的比例閥的開度。

示例性的，采用(1)式所設的相應參數，主機輸出的潮氣量mVt的計算式如(3)式所示：

mVt＝iVt+nVt (3)

相應的，在采用本發明實施例提供的技術方案為用戶供氣時，需在主機上預先設置nVt和iVt，nVt和iVt可以通過預先設置的參數值來獲取，或者通過相應的流量傳感器獲取。

示例性的，主機內的比例閥的開度與主機輸出的潮氣量之間存在一定的對應關系，當主機內的比例閥的開度變大時，供給用戶的潮氣量增多，當主機內的比例閥的開度越變小時，供給用戶的潮氣量減少，通過調節主機內的比例閥的開度，即可調節主機輸出的潮氣量。

在上述實施例的基礎上，根據所述主機輸出的潮氣量調節所述主機內的比例閥的開度，包括：

根據主機輸出的潮氣量、吸呼比和呼吸頻率得到相應的主機輸出恒流速；

根據主機輸出恒流速調節主機內的比例閥的開度。

示例性的，主機輸出恒流速是指從主機輸出氣體至呼吸管路時，所輸出的氣體輸的恒流速。

示例性的，設主機輸出恒流速為F_unit，根據(3)式所設的相應參數，F_unit的相應計算式如(4)式所示：

$F_{unit}=\frac{mVt\×P}{F}---\left(4\right)$

示例性的，主機輸出恒流速和主機內的比例閥的開度之間存在一定的對應關系，主機內的比例閥的開度增大，則主機輸出恒流速減小，主機內的比例閥的開度減小，則泄流恒流速增大。在為使用呼吸設備為用戶供氣時，可以通過調整主機內的比例閥的開度，使主機輸出恒流速保持不變。

本發明實施例提供的技術方案，通過調整主機內的比例閥的開度來控制主機輸出的潮氣量，并通過泄流閥進行泄流，使得呼吸設備為用戶提供其所需的潮氣量，尤其是能夠為用戶提供較低的潮氣量，且算法可靠，保證為用戶供氣的穩定性和可靠性。

需要說明的是，上述實施例中提供的主機輸出的潮氣量mVt，用戶所需的潮氣量為nVt和泄流量iVt這三個參數均可以預先在主機中進行設置，或者通過在通氣系統中設置相應的流量傳感器來獲取上述三個參數的值。在實際計算過程中，只需獲取mVt、nVt和iVt中的任意兩個參數，即可通過主機計算獲取第三個參數值，并根據獲取的第三個參數對相應的控制部件進行調節，本發明實施例對預先設置或者先獲取哪兩個參數不作具體限定。

實施例三

圖3為本發明實施例三提供的一種呼吸設備的通氣方法流程示意圖，本實施例在上述實施例的基礎上進行優化，增加了安全保護控制方法。如圖3所示，該方法包括：

步驟301、確定用戶所需的潮氣量。

步驟302、根據用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流。

步驟303、設置用戶呼吸管路的氣道壓力閾值。

示例性的，氣道壓力閾值是指為確保對用戶進行安全供氣的氣道壓力范圍。在使用呼吸設備為用戶供氣時，若用戶呼吸管路內的氣道壓力過大，會對用戶的肺造成損傷，甚至危害用戶的生命安全，因此需要設置相應的壓力閾值參數。一般的，用于新生兒的急救轉運呼吸機，其壓力閾值范圍可設置為10厘米水柱～15厘米水柱，從而靈敏的判斷呼吸管路內的氣道壓力是否安全。

步驟304、檢測并獲取用戶呼吸管路的實時氣道壓力值。

示例性的，可以通過壓力傳感器檢測并獲取用戶呼吸管路的實時氣道壓力值。

步驟305、若上述實時氣道壓力值大于氣道壓力閾值，則控制氣道安全閥打開，使用戶呼吸管路內的氣體通過氣道安全閥流出。

示例性的，氣道安全閥可以為雙向閥，既可使氣道內的氣體流出至大氣，稱為正向打開，也可以使外部氣體流入呼吸管路，稱為逆向打開。當檢測到的實時氣道壓力值大于氣道壓力閾值時，氣道安全閥正向打開，呼吸管路內的氣體流出至外部大氣，保證用戶的安全。

可以理解的是，也可以設置相應的保證用戶安全的最低壓力閾值，若由于主機故障等原因，使得實時氣道壓力值小于最低壓力閾值時，氣道安全閥逆向打開，外部氣體通過安全閥進入呼吸管路，為用戶供氣，進一步保證用戶的安全。一般的，當呼吸管路的氣道壓力為負壓時，氣道安全閥可以逆向打開。

示例性的，上述安全閥可以為電子安全閥或者機械安全閥，若為電子安全閥，則該電子安全閥與主機進行電連接，由主機控制安全閥的打開與關閉。

步驟306、將泄流后的氣體提供給用戶。

本發明實施例提供的技術方案，通過設置相應的氣道壓力閾值，當實時的氣道壓力大于預設的氣道壓力閾值時，則控制安全閥打開，呼吸管路內的氣體排出，從而降低呼吸管路的氣道壓力，保證用戶的呼吸舒適性和用戶的安全，當由于主機故障等原因造成呼吸設備停止供氣時，也可以控制安全閥打開，由外部氣體進入呼吸管路，及時為用戶供氣，從而進一步保證用戶的安全。

實施例四

圖4為本發明實施例四提供的一種呼吸設備的通氣裝置結構示意圖。如圖4所示，該裝置可由軟件和/或硬件實現，可通過執行呼吸設備的通氣方法來為用戶進行通氣。如圖4所示，該裝置可以包括：目標潮氣量確定模塊401、泄流模塊402和供氣模塊403。

其中，目標潮氣量確定模塊401，用于確定用戶所需的潮氣量；泄流模塊402，用于根據上述用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流；供氣模塊403，用于將泄流后的氣體提供給上述用戶。

本發明實施例提供的呼吸設備的通氣裝置，通過確定用戶所需的潮氣量；根據用戶所需的潮氣量對主機輸出的潮氣量進行泄流；將泄流后的氣體提供給上述用戶。使得呼吸設備能夠輸出較低的潮氣量，以滿足為不同用戶供氣，尤其是為早產兒進行供氣的使用需求，且設計成本低，易實現。

在上述實施例的基礎上，上述泄流模塊包括：

輸出潮氣量獲取單元，用于獲取主機輸出的潮氣量；

泄流量計算單元，用于根據用戶所需的潮氣量和主機輸出的潮氣量得到相應的泄流量；

第一調節單元，用于根據上述泄流量調節泄流閥的開度。

在上述實施例的基礎上，上述第一調節單元可以包括：

泄流恒流速計算子單元，用于根據泄流量、吸呼比和呼吸頻率得到相應的泄流恒流速；

泄流閥調節子單元，用于根據泄流恒流速調節所述泄流閥的開度。

在上述實施例的基礎上，上述泄流模塊還可以包括：

泄流量獲取單元，用于獲取泄流閥的泄流量；

主機潮氣量計算單元，用于根據用戶所需的潮氣量和泄流閥的泄流量得到相應的主機輸出的潮氣量；

第二調節單元，用于根據主機輸出的潮氣量調節主機內的比例閥的開度。

在上述實施例的基礎上，上述第二調節單元可以包括：

輸出恒流速計算子單元，用于根據主機輸出的潮氣量、吸呼比和呼吸頻率得到相應的主機輸出恒流速；

比例閥調節子單元，用于根據主機輸出恒流速調節主機內的比例閥的開度。

在上述實施例的基礎上，上述呼吸設備的通氣裝置還可以包括：

壓力閾值設置模塊，用于設置用戶呼吸管路的氣道壓力閾值；

壓力獲取模塊，用于檢測并獲取用戶呼吸管路的實時氣道壓力值；

保護模塊，用于若所述實時氣道壓力值大于上述氣道壓力閾值，則控制氣道安全閥打開，使所述用戶呼吸管路內的氣體通過氣道安全閥流出。

本發明實施例提供的呼吸設備的通氣裝置，與本發明任意實施例所提供的呼吸設備的通氣方法屬于同一發明構思，可執行本發明任意實施例所提供的呼吸設備的通氣方法，具備執行呼吸設備的通氣方法相應的功能模塊和有益效果。未在本實施例中詳盡描述的技術細節，可參見本發明任意實施例提供的呼吸設備的通氣方法。

以上內容僅為本發明的較佳實施例，對于本領域的普通技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。