[发明专利]一种用于呼吸波形图像识别与预警的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域中的正压机械通气呼吸机，更具体地，涉及一种对呼吸波形图像识别与预警的方法及装置。

背景技术

现有呼吸机的结构框图如附图中图1所示，其功能是为有呼吸功能障碍的病人提供呼吸支持，其原理为可根据设定的通气模式，通过检测呼吸机与病人之间气路中的通气流量、压力等信息，控制呼吸机气路中气体的流通方式，为病人提供相应的呼吸支持。

附图1中，模块2表示的空气、氧气、或是空气-氧气混合气体，在控制器1的控制下，按照设定比例进入空氧混合器3中进行混合，再经由吸气流量传感器4及吸气阀5，进入湿化器6，在湿化器6中得到加湿、加热，然后通过呼吸管道7、气道压力传感器8，最后经由患者的呼吸道到达肺部，完成吸气气路；患者呼出的气体通过气道压力传感器8进入呼吸管道7，再经由呼气流量传感器10、呼气阀11，呼出到空气中，完成呼气气路。控制器1通过关闭呼气阀11，调节吸气阀5，控制吸气气流的起始、变化以及结束；控制器1通过关闭吸气阀5，调节呼气阀11，控制呼气气流的起始、变化以及结束。控制器1通过吸气流量传感器4、呼气流传感器10，检测气路中气体的流量，并可得到潮气量（气体体积）的检测数据；控制器1通过气道压力传感器8检测气路中的压力值。控制器按照设定的通气方式，根据检测到的流量、压力等数据，通过控制吸气阀5、呼气阀11，调控吸气气流的起动、变化、切换到呼气过程、结束一个呼吸循环过程。呼吸机调控呼吸过程的性能，主要取决于控制器1的设计技术。控制器1既包含硬件电路、控制软件，还包括人工操作、信息显示的的控制面板。

控制器1将由气道压力传感器8采集到的压力数据，吸气流量传感器4与呼气流量传感器10采集到的流量数据，以及通过计算得出的容量数据，按照一定的组合方式，可在控制器1的控制面板上通过显示器显示出呼吸波形图像，如压力-时间曲线、容量-时间曲线，流速-时间曲线，压力-容量环、压力-流量环和容量-流量环等。

呼吸机在使用过程中，会出现一些异常的呼吸状况，如呼吸管道内积水过多，气道阻塞，患者呼吸道内有痰，呼吸管道漏气，呼吸管道内压力过高、过低，患者呼吸顺应性改变等。这些异常状况在呼吸过程中出现时，需要监护人员及时参与处置，否则可能对患者造成损伤。即现有呼吸机主要存在以下不存：

（1）、现有呼吸机只在控制器的控制面板上通过显示器显示呼吸波形，并未对呼吸波形进行充分利用。事实上，呼吸波形包含了丰富的信息，可被应用于参与呼吸过程的调控、监测、报警过程，使呼吸机的控制器具有更加优越的性能。

（2）、现有呼吸机的控制器对于呼吸异常状况进行监测的功能相对比较简单，仅通过检测气路中的气体流量、压力等参数，判断当前患者呼吸是否出现异常状况，这种根据固定阈值进行判断异常的呼吸机，容易出现误判或漏判。

（3）、现有呼吸机控制器监测的呼吸道压力的上、下限值是设定后即固定不变的，而患者的呼吸机能可能存在变化，这种固定不变的监测值，增加了呼吸过程中人机对抗（呼吸机提供的气流所起的实际作用不是辅助病人的自主呼吸，而是对抗其自主呼吸）的可能性。

（4）、现有呼吸机控制器提供的监测异常呼吸状况功能只能有效监测出呼吸道内压力是否高于设定的上限、下限值，以及呼吸道漏气等异常状况，而对于呼吸道内积水过多，气道阻塞，患者呼吸道内有痰，患者呼吸顺应性改变等异常状况，则不能自动判别，只能由监护人员根据呼吸机提供的呼吸波形图像，进行人工分析判断患者的呼吸状况，这需要医护人员具有相当高的专业水平，并需要其具有快速判别能力。

（5）现有呼吸机的报警功能是在呼吸异常状况出现后才报警，增加了监护人员处置异常情况时的紧迫感，也给患者增加了不适感。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提出一种对呼吸波形图像识别与预警的方法，实现对呼吸机在使用过程中的实时动态监控，并预测出患者将会出现的呼吸异常状况。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种用于呼吸波形图像识别与预警的方法，，包括以下步骤：

S1.分别建立呼吸正常与异常情形下的波形特征库，建立呼吸异常波形图像动态变化特征库；

S2.采集压力、流量数据，并对流量数据进行换算得到容量数据，形成各种呼吸波形图像；

S3.对呼吸波形图像进行分析处理，获取各呼吸波形图像的特征信息，将所获取的特征信息与波形特征库中的信息进行比对，从而确定得到的特征信息所属的类型；当状态为异常状态时，则跳转至步骤S4；