技術領域

本發(fā)明涉及一種用于實現(xiàn)麻醉機和呼吸機的高性能、高精度壓力控制通氣方式，屬于醫(yī)療設備制造技術領域。

背景技術

在麻醉機和呼吸機控制中需要對某些特殊病人進行壓力控制通氣。目前知曉的壓力控制方法有三種：

采用壓力PID控制直接對患者進行壓力控制，此種方法優(yōu)點是，算法實現(xiàn)簡單，在使用高性能處理器情況下所實現(xiàn)的PID壓力控制可用于絕大多數(shù)特殊病變患者。缺點是，對于不同病變的患者其自身的R、C值不同，利用傳統(tǒng)的壓力控制方式單純根據(jù)監(jiān)測到的壓力對整個系統(tǒng)進行控制無法很好地適應各種R、C下的壓力變化，容易出現(xiàn)通氣不足或超調(diào)現(xiàn)象，對病人產(chǎn)生嚴重危害，而且要實現(xiàn)高性能的控制，適用更多的R、C值患者，需要采用高性能的處理器進行實時控制處理，硬件成本高。

利用模糊控制技術，采用壓力傳感器進行壓力直接PID控制。優(yōu)點是，對于不同病變的患者其自身的R、C值不同，利用壓力模糊控制方式可以很好的解決由于患者R、C值變化對整個PID控制參數(shù)的影響。缺點是，在設計過程中模糊控制規(guī)則中的論域檔位和隸屬函數(shù)的隸屬關系多少對控制算法的影響比較大，檔位和隸屬關系過密控制算法計算時間過長，需要用昂貴的DSP可以快速實現(xiàn)，檔位和隸屬關系過疏，規(guī)則包含度不夠，會有某些R、C值下的控制值覆蓋不到，導致通氣過程中出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，尤其是在極個別特殊情況下會出現(xiàn)震蕩現(xiàn)象，會加重這些特殊R、C值情況下病人的通氣負擔，引發(fā)并發(fā)癥。

利用模糊控制技術和經(jīng)典公式結合實現(xiàn)的流速壓力控制，此方法優(yōu)點是，解決了以上兩種方法存在的不足，使得適應人群更廣，安全性和可靠性更高。

但從舒適度角度來講，以上三種方法都有一個缺陷，當供氣流量降到0LPM后，由于病人或系統(tǒng)外界干擾而引入的壓力升高，此情況下通過簡單的打開呼氣閥無法在短時間內(nèi)將壓力重新建立到設定壓力，使得患者舒適度大打折扣。

發(fā)明內(nèi)容

為了能解決因麻醉機和呼吸機在壓力控制中供氣流速降到0LPM以后由外界所應起的壓力升高問題，本發(fā)明提供一種吸氣閥和呼氣閥協(xié)同控制的麻醉機、呼吸機壓力控制方法，用以解決因控制流速歸零后引起的壓力升高問題。

本發(fā)明的技術方案如下：

吸氣閥和呼氣閥協(xié)同控制的麻醉機、呼吸機壓力控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1.在壓力控制模式下，采用傳統(tǒng)的流量壓力協(xié)同模糊控制方法，對吸氣閥壓力進行流速估算模糊控制；

步驟2.利用壓力傳感器監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)壓力變換情況，將系統(tǒng)內(nèi)壓力變化情況傳遞給呼氣閥控制單元，計算出呼氣閥控制偏差；

步驟3.呼氣閥在吸氣過程中利用壓力傳感器對吸氣設定壓力進行PID控制，在呼氣過程對呼氣末正壓進行PID控制；

步驟4.為呼氣閥PID控制參數(shù)分檔，分檔范圍在1cmH2O～80cmH2O中按照所需關注點分檔，分檔后用曲線擬合法或折線近似法將關注點內(nèi)的各壓力之下的PID控制參數(shù)進行擬和；

步驟5.通過微調(diào)吸氣閥和呼氣閥的PID控制參數(shù)和Kalman反饋估算系數(shù)將兩個閥門自身的關系調(diào)整到一個最佳狀態(tài)，在控制過程中對吸氣和呼氣兩個閥門同時控制。

上述方法中，吸氣控制和呼氣控制算法采用相同反饋控制時間。

上述方法中，通過在呼氣閥PID控制單元添加偏流限制參數(shù)實現(xiàn)吸氣和呼氣狀態(tài)下不同情況下偏流調(diào)節(jié)。

上述方法中，反饋控制周期為1～10ms內(nèi)任意一種固定值。

本發(fā)明利用吸氣流量控制閥和呼氣閥協(xié)同控制，按照設定壓力進行吸氣相壓力和呼氣相壓力雙重控制，解決了因麻醉機和呼吸機在壓力控制中供氣流速降到0LPM以后由外界所應起的壓力升高問題，并且附帶解決了傳統(tǒng)算法中呼氣末正壓建立慢，吸氣向呼氣轉換時，壓力從設定壓力降到呼氣末正壓速度慢的問題，提升了患者舒適度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實現(xiàn)過程框圖。

具體實施方式

圖1所示，本發(fā)明的吸氣閥和呼氣閥協(xié)同控制的麻醉機、呼吸機壓力控制方法包括：吸氣閥按照傳統(tǒng)的流量壓力協(xié)同模糊控制方法，利用模糊PID控制器對吸氣閥壓力進行流量控制；

利用壓力PID控制對呼氣閥壓力進行壓力控制；

協(xié)調(diào)兩個閥門之間的關系，通過微調(diào)吸氣閥和呼氣閥的PID控制參數(shù)和Kalman反饋估算系數(shù)將兩個閥門自身的關系調(diào)整到一個最佳狀態(tài)。