[发明专利]一种脉冲供氧时探测呼吸状态的方法

说明书

技术领域

本发明属于氧气供应领域，涉及脉冲供氧时探测呼吸状态的方法。

背景技术

脉冲供氧是近年开展的一种新的供氧方法，它可以实现吸气期自动送氧，呼气期自动停止送氧。首先脉冲吸氧仅在病人的吸气初期喷氧，绝不会发生病人呼气时鼻导管供氧的“对冲现象”。其次，脉冲吸氧保证了病人吸氧末期不再吸入无效的干燥气体，供氧时不再需要施加湿化瓶，保护了呼吸道，病人不易招致感染。

但是，在以往的脉冲供氧技术中始终存在一些技术缺陷，即呼吸状态探测的准确度问题。如何能够更准确的探测出呼吸状态，保证使用者在每次呼吸时都能得到氧气，而且避免出现漏喷(使用者吸气时未提供氧气)或连喷(在一次呼吸周期里多次提供氧气)现象，是供氧技术需要解决的首要问题。

在实际的呼吸探测中，需要考虑以下几个问题或环节：

(1)如何判断是吸气状态还是呼气状态。

(2)如何消除漏喷或连喷现象。

(3)喷出氧气后的滞后探测时间：在每次为吸气提供氧气结束后，呼吸探测要关闭一段时间，目的是避免由呼气造成的压差波动而错误的喷出氧气，从而减少氧量的浪费。

发明内容

本发明的目的为了能够更准确的探测出呼吸状态，保证使用者在每次呼吸时都能得到氧气，而且避免出现漏喷(使用者吸气时未提供氧气)或连喷(在一次呼吸周期里多次提供氧气)现象。

人体呼吸压力变化波形如图2所示。从图2中可以看出，每次吸气时压力呈一种负压状态，即在水平基准压之下；而呼气时压力则呈现一种正压状态，即在水平基准压之上。吸气时的压力幅度变化要低于呼气时的压力幅度变化，而且一个呼吸周期内吸气时间要短于呼气时间，一个呼吸周期大约持续2-4秒。

不同人群的呼吸压力变化幅度不同，整体特征如下：男性呼吸正负压变化幅度大于女性呼吸正负压变化幅度；年轻者呼吸正负压变化幅度大于年老者呼吸正负压变化幅度；正常人呼吸正负压变化幅度大于病患者呼吸正负压变化幅度。

本发明方法的呼吸探测原理基于呼吸生理学。不同性别，年龄，身体状况的人呼吸的频率以及幅度是不同的，为了更好的探测呼吸状态，必须要研究不同人群的呼吸波形，从中找到适合所有人群的供氧控制方法。

一种脉冲供氧时探测呼吸状态的方法。通过压力传感器探测呼吸压力，采用三点压力探测法判断呼吸状态，同时将压力探测滞后法和呼吸经验判断法作为辅助方法进行校正，提高判断呼吸状态的准确性。供氧频率完全由呼吸者决定，消除了氧气的漏喷、连喷现象。

三点压力探测法是：压力传感器每隔一定时间探测一次呼吸压力，主控芯片将记录压力传感器探测到的压力值。按探测时间先后排序，设最近探测到的三个压力值分别为P1，P2，P3，其中P3为最新探测的压力数据。当三个时间点的压力值满足P1>P2>P3即曲线斜率为负时，判定为吸气待定状态。从图2上可以明显看出，一个呼吸周期内曲线斜率为负值的情况出现了两次，分别为吸气过程初期以及呼气过程末期。为了区别吸气状态和非吸气状态，当满足P1>P2>P3条件时，附加判断P1，P2，P3是否低于基准压力P0，若三点压力值均低于P0，则认为呼吸过程处于吸气状态；若三点中任有一点压力值高于P0，则认为呼吸过程处于非吸气状态。

本发明硬件电路部分包括：压力传感器1探测电路，信号放大电路2，模数转换3，稳压电路4，报警电路6以及主控芯片5。根据图1，压力传感器1输出的电压信号通过一个比例放大电路2进行信号放大，将放大后的电压信号传给主控芯片5的模数转换3端口，经模数转换送入主控芯片5，主控芯片5通过呼吸状态探测方法判断呼吸状态。由于需要高精度的呼吸探测信号，所以呼吸探测信号所进行的模数转换需求的参考电压需要高度稳定。本发明通过一个高度稳压电路4为模数转换提供了高精度的参考电压，从而消除了因参考电压抖动而带来的误判现象。

在实际呼吸时，由于压力传感器灵敏度有限，而且呼吸管连接可能会松动，漏气，传感器可能长时间无法探测到使用者的呼吸状态。一旦出现上面的情况，提供氧气的阀门将不会打开，呼吸者将无法吸入氧气。基于以上情况，本发明增加了一个报警电路，当压力传感器长时间没有探测到呼吸信号时，蜂鸣器将会自动报警。