[发明专利]估算气道阻力和顺应性的方法、装置、设备和介质

权利要求书

1.一种估算气道阻力和顺应性的方法，其特征在于，所述方法包括：

获取多组采样数据，及获取预设的离散非线性气阻模型，一组采样数据包括连续多个采样时刻采样到的气道压力和总流速，其中，所述离散非线性气阻模型通过以预设参数替代线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的方式，表达线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性与离散化的气道压力和总流速之间的非线性关系；

根据所述多组采样数据，基于预先建立的参数更新模型，对所述离散非线性气阻模型中的预设参数进行求解，得到所述预设参数的参数值，所述参数更新模型为更新所述预设参数的模型；

根据所述参数值，以及所述预设参数与线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性之间的替代关系，求解得到线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取预设的离散非线性气阻模型，包括：

获取非线性气阻模型的动力学方程，根据所述非线性气阻模型的动力学方程构建关于线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的非线性气阻模型；

对所述非线性气阻模型进行数据离散化和关系替代，得到所述离散非线性气阻模型。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述非线性气阻模型的动力学方程，包括总流速方程、第一方程和第二方程，所述总流速方程包括呼吸回路流速与肺部流速，所述第一方程为所述气道压力与所述呼吸回路流速之间的关系方程，所述第二方程为所述气道压力与所述肺部流速之间的关系方程，所述根据所述非线性气阻模型的动力学方程构建关于线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的非线性气阻模型，包括：

根据所述第一方程确定所述呼吸回路流速的替代表达式，根据所述总流速方程和所述呼吸回路流速的替代表达式确定所述肺部流速的替代表达式；

将所述肺部流速的替代表达式代入所述第二方程中，以得到关于线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性的非线性气阻模型。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述非线性气阻模型进行数据离散化和关系替代，得到所述离散非线性气阻模型，包括：

去除所述非线性气阻模型中的耦合项和高次项，得到化简后的简约模型；

对所述简约模型进行微分，获取得到的微分方程；

将所述微分方程中每项的线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性用若干个中间值进行替代，得到替代后的微分方程和第一替代关系；

对所述替代后的微分方程进行离散化，得到离散化后的微分方程：

将离散化后的微分方程整理为目标表达式，在所述目标表达式中存在至少一项的系数为1；

将所述目标表达式中一个其余项的系数替代为一个预设参数，以得到第二替代关系及替代后的所述离散非线性气阻模型，所述其余项为系数不为1的项，所述其余项的系数由所述中间值构成；

所述根据所述参数值，以及所述预设参数与线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性之间的替代关系，求解得到线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性，包括：

根据所述参数值与所述第二替代关系求解所述中间值，根据求解后的中间值与所述第一替代关系计算线性气道阻力、非线性气道阻力、肺顺应性和呼吸回路顺应性。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述离散非线性气阻模型为：

其中，θ₁、θ₂、θ₃、θ₄为所述预设参数，ΔP_aw(k)、ΔP_aw(k-1)、P_aw(k)包括连续三个采样时刻采样到的气道压力，Δflow(k)、flow(k)包括所述连续三个采样时刻中的后两个采样时刻采样到的总流速。