一种呼吸机控制方法及应用控制方法的呼吸机

摘要

本发明公开了一种呼吸机控制方法及应用控制方法的呼吸机，该呼吸机包括流量与压力传感器、微控制器、电机功率放大器及鼓风机等组成。其中呼吸机采用呼吸同步压力控制方法，具体通过流量传感器检测管道流量变化根据设定的流量阈值以判断患者的呼气和吸气状态，进而根据呼吸状态选择预先设置的压力水平进行切换。通常，在气路系统中由吸气转换为呼气时由于在鼻面罩端的空气积聚而造成人机对抗。因此根据设定吸气持续时间与预测持续时间之间的偏差进行调整后作为呼气开始的时间标志。进而提前选择较低呼气压力，使压力及时得到释放而消除人机对抗提高人机同步性。该控制方式很好地符合人的呼吸生理需求，保障了患者呼吸的舒适及有效性。

主权项

一种呼吸机控制方法，其特征在于，采集供气管道流量和压力信号；将采集的信号传输到微控制器进行分析处理产生驱动信号，根据驱动信号对鼓风机进行转速控制，进而达到对供气管道进行压力控制；所述微控制器根据流量信号判断呼气与吸气状态，并相应的进行供气压力切换；所述微控制器采用PID控制器对压力信号进行运算处理，具体为：根据呼吸状态分别设定吸气压力P_in(t)和呼气压力P_ex(t)信号，将设定吸气压力P_in(t)和呼气压力P_ex(t)信号与反馈的压力P(t)进行比较形成偏差值e(t)＝P₀(t)‑P(t)，其中P₀(t)＝A_in×P_in(t)+A_ex×P_ex(t)，当吸气时A_in＝1；A_ex＝0，当呼气时A_in＝0；A_ex＝1；对偏差值e(t)进行一次差分得偏差变化率Δe(t)＝e(t)‑e(t‑1)，其中e(t)与e(t‑1)分别代表这一时刻与上一时刻的偏差值；偏差值e(t)与偏差变化率Δe(t)作为专家经验推理的输入参数，根据专家经验进行逻辑推理得到PID控制器的三个输入参数K_p、K_i和K_d，输入偏差值e(t)与K_p、K_i和K_d作为PID控制器的输入参数，PID控制器输出控制电压输出控制电压是对管道进行压力控制的驱动信号，e(j)为第j时刻的偏差值；微控制器内加载有呼吸压力预测模型，所述呼吸压力预测模型通过若干组历史流量数据F(t)的加权平均预测下一个从呼气转换到吸气时刻的时间标志信号，该时间与过往若干组呼吸时间信号共同作为建模信号，从而预测出下一时刻从呼气转换到吸气的信号。