[发明专利]应用于智能化医疗系统中具有呼吸相识别控制的呼吸机系统及控制方法

说明书

一种具有呼吸相识别控制的智能呼吸机系统，呼吸机包括控制器、风机、管道及传感器，风机在设定工作电压下输出转速，经叶片转换成风压至管道，传感器对气道实时流量、气道实时压力和实时二氧化碳的浓度进行检测，并反馈至控制器；控制器根据气道实时流量、气道实时压力实现对呼吸机的控制，控制包括呼吸相识别控制。

技术领域

本发明属于呼吸机领域，特别涉及一种具有呼吸相识别控制的智能呼吸机系统及其控制方法。

背景技术

呼吸机是可以用来替代、控制或改变人体自主呼吸，从而增加肺通气量，改善呼吸功能，缓解呼吸肌疲劳的一种机械通气装置，己广泛运用于临床上的呼吸衰竭、呼吸支持治疗、大手术期间的麻醉呼吸管理和急救复苏等状况，机器通过肺泡与气道之间的压力差来工作，并通过调节这种压力差来实现用户呼吸过程中的机械通气。如今随着计算机技术的迅猛发展和智能控制理论的日趋完善，呼吸机的性能也更加完善，正在朝着网络化，智能化的方向发展。传统呼吸机存在以下问题：

(1)呼吸机的控制方法在工作时容易受到外界干扰导致输出压力与设定压力之间产生偏差，对于非线性时变系统，常规的反馈控制在鲁棒性与稳定性上有着明显的不足；

(2)缺少对呼吸参数的预估进而评价进而预测病人的呼吸状况，从而让医护人员提前得知病人可能的危险；

(3)传统呼吸机风机控制不易实时在线调整，自适应能力弱，相应速度慢，对复杂状况不能做出适时的调整；

(4)传统呼吸机缺少对呼气相和吸气相的判断，不能针对不同的呼吸阶段进行相应的调整，及时最初判断；

(5)缺少对呼吸机内气体浓度的精确测量；

(6)缺少对呼吸机内是否存在积液的准确估计。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种具有呼吸相识别控制的智能呼吸机系统，能够快速准确的实现呼吸相识别并进行相应的控制。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种具有呼吸相识别控制的智能呼吸机系统，呼吸机包括控制器、风机、管道及传感器，风机在设定工作电压下输出转速，经叶片转换成风压至管道，传感器对气道实时流量、气道实时压力和实时二氧化碳的浓度进行检测，并反馈至控制器；控制器根据气道实时流量、气道实时压力实现对呼吸机的控制，控制包括呼吸相识别控制。

一种具有呼吸相识别控制的呼吸机控制方法，包括如下步骤：

步骤1、系统初始化，单片机上电开始时，包括定时器、I²C与SPI通信、A/D转换的初始化以及相关变量的初始化；

步骤2、处理器接口配置；

步骤3、显示器初始化；

步骤4、数据采集和数据处理，采集每50ms执行一次，采集气道实时压力P，气道实时流量f，使用双通道测量气道内的二氧化碳气体浓度；

步骤5、呼吸数据打包并无线传输；

步骤6、按键扫描，每10ms遍历一次，判断是否有按键指令，并根据指令更改程序参数并刷新显示器的界面；

步骤7、呼吸参数设置；

步骤8、判断风机是否开启，是在进入步骤9，否则返回步骤6；

步骤9、风机状态判别，每50ms查询一次；

步骤10、呼吸相识别以及风机控制；

步骤11、报警条件是否满足，每30ms执行一次，是则报警，并进入步骤12；否则直接进入步骤12；

步骤12、显示器显示工作参数；