[发明专利]一种适用于慢阻肺监控的呼吸力学参数检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种适用于慢阻肺监控的呼吸力学参数检测装置及方法，包括可实现气体流量、压力监测的信号采集模块，微处理单元，蓝牙通讯模块，移动终端设备，软件分析模块，采集模块实现气道压力及流量的连续监测，采集的连续信号经过微处理单元进行预处理后由蓝牙通讯模块发送至移动终端，并由移动终端上的软件分析模块通过约束优化的方法基于分段式用力呼吸模型估算出呼吸力学参数。本发明提供的适用于慢阻肺监控的呼吸力学参数检测装置，可以实现慢阻肺患者吸气相与呼气相的气道阻力系数与顺应性的实时检测，有助于实现对慢阻肺患者呼吸治疗情况的监控，从而为医生调整治疗方案提供参考与帮助。

技术领域

本发明属于设备检测及信号处理方法领域，具体涉及一种适用于慢阻肺监控的呼吸力学参数检测装置及方法，用于检测具有呼气受限患者呼吸力学参数，对慢性阻塞性肺疾病的监护有辅助作用。

背景技术

慢性阻塞性肺疾病(简称慢阻肺)以不完全可逆的气流受限为特点，病人呼气时气流受限，影响病人正常呼吸甚至危及生命。呼吸力学参数是能够直接反应患者呼吸系统性能的指标，例如慢阻肺患者通常会出现气道阻力系数增大，有效监测呼吸力学参数对于慢阻肺病情监控有重要意义。目前检测呼吸力学参数的方法主要是利用呼吸机进行阻断法测量呼吸力学参数，或基于呼吸力学模型进行呼吸力学参数的估计。阻断法必须阻断通气无法实现实时监测，而基于呼吸力学模型进行参数估计的方法对于无自主呼吸的患者比较适用，一旦患者具有自主呼吸需要有创测量食道压代替胸膜腔内压来完成估算，有创且无法实时。本发明提出一套装置在不影响机械通气的前提下采集气道流量压力，借助约束优化的方法可以实时估算呼吸力学参数，对于慢阻肺病情监控有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种呼吸力学参数检测装置及检测方法，具体涉及采集气道流量及压力，并基于分段式用力呼吸模型利用约束优化的方法，进行每个呼吸周期中吸气相、呼气相气道阻力系数和顺应性的估算，为临床医生监控慢阻肺病情提供有意义的参考。

本发明的技术方案如下：一种适用于慢阻肺监控的呼吸力学参数检测装置，包括可实现气体流量、压力监测的信号采集模块，微处理单元，以及装设有软件分析模块的移动终端设备，其中，所述的信号采集模块接入受检者气路，连续采集受检者的口端压力及流量信号，并将口端压力及流量信号传输至微处理单元，进行信号预处理，预处理后的口端压力及流量信号发送至移动终端设备，由软件分析模块通过约束优化的方法实现基于分段式用力呼吸模型的呼吸力学参数估计，得到每个呼吸周期中吸气相与呼气相对应的气道阻力系数及一个呼吸周期中的顺应性。

进一步，如上所述的适用于慢阻肺监控的呼吸力学参数检测装置，其中，所述的预处理后的口端压力及流量信号通过蓝牙通讯模块发送至移动终端设备。

一种采用上述装置进行呼吸力学参数检测的方法，通过约束优化的方法实现基于分段式用力呼吸模型的呼吸力学参数估计，所述的分段式用力呼吸模型采用非线性的方式描述一个呼吸周期中呼吸力学现象，分别设置吸气相气道阻力系数与呼气相气道阻力系数，其形式为P(t)＝R_inF(t)+E∫F(t)dt+P_mus(t)，P(t)＝R_exF(t)+E∫F(t)dt+P_mus(t)，其中P(t)为信号采集模块得到的口端气体压力变化，P_mus(t)为用力呼吸时呼吸肌群作用的等效压力，F(t)为信号采集模块得到的口端气体流量，R_in为吸气相气道阻力系数，R_ex为呼气相气道阻力系数，E为一个呼吸周期中的顺应性。