[发明专利]一种气道死腔计算方法、系统及支持计算气道死腔的装置

说明书

本发明提供了一种气道死腔计算方法、系统及支持计算气道死腔的装置，所述方法包括：获取同一呼吸周期的呼气容量数据和二氧化碳压力数据；基于呼气容量和二氧化碳压力绘制容积二氧化碳图；选取容积二氧化碳图上的两点C、D；其中C点为从原点开始二氧化碳压力开始大于设定值N的点，D点为容积二氧化碳图上曲线距离原点最远的点；选取容积二氧化碳图上横坐标位于F、G区间内的数据点，进行回归分析得到回归方程；估算气道死腔。本发明的优势在于：本发明的方法可实现呼吸机、麻醉机等设备使用过程中对使用者气道死腔的监测。相较常规的面积法，本发明采用积分法，增强了算法的抗干扰性，因而测定的气道死腔量更准确。

技术领域

本发明属于呼吸辅助设备领域，具体涉及一种气道死腔计算方法、系统及支持计算气道死腔的装置。

背景技术

生理死腔又称为无效腔，是指呼吸过程中发生通气但没有参与气体交换的部分。生理死腔由气道死腔(解剖死腔)和肺泡死腔两部分共同构成。精确地监测人的死腔量具有重要的临床意义，但同时也是一件非常困难的事情。

Fowler提出了一种气道死腔计算方法，令受测试者于残气量(RV)位置，深吸一口纯氧至肺容量(TLC)位置，再平静地呼气至RV，并测定呼气中的氮气浓度变化，如图1所示。呼气时，首先排出的是纯氧，即吸气末存留在死腔内的纯氧，这时氮气浓度为0，此阶段称为Ⅰ阶段；继而排出的是含氮的肺泡气和死腔气的混合气体，氮气浓度递增，此阶段称为Ⅱ阶段；到氮气浓度达到一个平台时，表明排出的气体纯为肺泡气，此阶段称为Ⅲ阶段。图中V_D即为气道死腔的大小。

现有死腔测定方法操作复杂，且在机械通气过程中无法实施。同时，人的每次呼吸不全然固定，再加上人的肺部内气体分布极不均匀，大小不同的吐气量所代表的部位可能完全不同，因此死腔难以精确计算。

发明内容

本发明的目的在于克服现有气道死腔计算受使用者呼吸干扰性大、测量气道死腔不准确的缺陷。

为了实现上述目的，本发明提出了一种气道死腔计算方法，所述方法包括：

步骤1：获取同一呼吸周期的呼气容量数据和二氧化碳压力数据；

步骤2：基于呼气容量和二氧化碳压力绘制容积二氧化碳图；

步骤3：选取容积二氧化碳图上的两点C、D；其中C点为从原点开始二氧化碳压力开始大于设定值N的点，D点为容积二氧化碳图上曲线距离原点最远的点；

步骤4：选取容积二氧化碳图上横坐标位于F、G区间内的数据点，进行回归分析得到回归方程；

步骤5：估算气道死腔。

作为上述方法的一种改进，所述容积二氧化碳图横坐标为呼气容量，纵坐标为二氧化碳压力。

作为上述方法的一种改进，所述设定值N取值为30。

作为上述方法的一种改进，其特征在于：

根据下式得到F、G值：

F＝k1×X_C

G＝k2×X_D

其中，X_C表示C点横坐标值；X_D表示D点横坐标值；k1、k2分别选取0.8～1.2之间的数值。

作为上述方法的一种改进，所述回归方程表示为：

PCO2＝k*VE+b

其中，PCO2表示二氧化碳压力；k、b为回归方程的系数。

作为上述方法的一种改进，所述气道死腔的估算公式为：