阅读说明：本技术 新一代智能呼吸机 (New generation intelligent breathing machine ) 是由 赵文义 于 2021-09-07 设计创作，主要内容包括：本发明涉及医疗器械技术领域,公开了一种新一代智能呼吸机,包括呼气阻力装置,所述呼气阻力装置分为递增呼气阻力装置和二氧化碳重复呼吸装置,所述递增式呼气阻力装置由三通管、单向呼吸阀和玻璃广口瓶组成,所述三通管一端连通有呼气管,所述呼气管的一端连通有流量传感器、中部内壁固定有压力传感器,该新一代智能呼吸机就是通过对呼吸机进行智能化改进,以提高人机同步的程度。(The invention relates to the technical field of medical instruments and discloses a new-generation intelligent breathing machine which comprises an exhalation resistance device, wherein the exhalation resistance device is divided into an incremental exhalation resistance device and a carbon dioxide repeating breathing device, the incremental exhalation resistance device consists of a three-way pipe, a one-way breather valve and a glass wide-mouth bottle, one end of the three-way pipe is communicated with an exhalation pipe, one end of the exhalation pipe is communicated with a flow sensor, and a pressure sensor is fixed on the inner wall of the middle part of the exhalation pipe.)

新一代智能呼吸机

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种新一代智能呼吸机。

背景技术

在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中。

且根据ICU占医院总床位数的2％计算，1000张床位的医院将需要20部呼吸机，而现在我国呼吸机存量大约是8万台，对应人口为14亿，相当于每10万人拥有呼吸机约6台，但现在除ICU科室外，二级及以上医院其他科室如呼吸内科、麻醉科、急诊科等也有呼吸机新增需求，所以随着需求程度的日益增加，那些呼吸机存在的使用问题也要逐步解决，就如；

呼吸机一般分为压力控制通气模式和容量控制通气模式，但不管那种模式其运行方式都是预先调整好的，容易出现人机不协调和通气不足或过量情况的出现，虽然现在随着不断的改进以上几种现象造成的影响越来越小，但不代表已经解决，且人机之间还是存在人机不同步的情况。

发明内容

本发明提供了一种新一代智能呼吸机，通过人工智能系统的全流程控制来增强人机同步的优越性。

为实现以上目的，本发明一种新一代智能呼吸机，包括呼气阻力装置，所述呼气阻力装置分为递增呼气阻力装置和二氧化碳重复呼吸装置，所述递增式呼气阻力装置由三通管、单向呼吸阀和玻璃广口瓶组成，所述三通管一端连通有呼气管，所述呼气管的一端连通有流量传感器、中部内壁固定有压力传感器，所述三通管的另外两端分别固定单向呼吸阀(具体为上部吸气、下部呼气)，所述三通管固定单向呼气阀的一端通过管道与玻璃广口瓶内腔连通；

所述二氧化碳重复呼吸装置由管体、过滤器、流量头、CO2探头、氧气袋和压力传感器拼接而成；

其中压力传感器与管体一侧连通、CO2探头与管体另一侧内壁固定，剩下的过滤器、流量头和氧气袋，依次顺着管体的右侧逐个与管体内腔连通。

新一代智能呼吸机，包括以下步骤；

S1：采集食道电极膈肌肌电测量信号；

S1.1：对采集的滤波进行预处理；

S2：建立膈肌肌电的自适应通气模式，既通过：膈肌肌电信号强度及气道阻力计算送气压力和送气流量；

S2.1：截取3组个体30次平静呼吸的周期流速和膈肌肌电数据包；

S2.2：通过呼气阻力装置对不同年龄组的成人进行测试来观察不同情况的人群对内源性呼气末正压和外源性呼气末正压的影响；

S3:根据测得的数据来进行以下步骤的软硬件开发；

(1)通气模式调节软件；

(2)压力、流量和膈肌肌电多重触发体系的开发；

S4:组合上述信息进行呼吸机模型研制。

膈肌EMG滤波预处理是先通过离线的数学形态、自适应滤波和小滤波等方法来滤除基线漂移、心电干扰等噪声，来保留EMG信号，在通过线上算法实行所得出的数据进行实时性滤波比较，以此来确定实时性滤波效果。

本发明与现有技术相比，就是通过对呼吸机进行智能化改进，以提高人机同步的程度，来解决机械通气理论落后导致的一系列问题，具体为研究通气效果评价及其相应的压力和流量设定值自适应智能控制。

附图说明

图1是RMSEMGdi-时间函数关系的建立图；

图2是气道流量-时间函数关系的建立图；

图3是RMSEMGdi–气道流量函数关系的建立图；

图4是递增呼气阻力装置连接示意图；

图5是二氧化碳重复呼吸连接示意图；

图6是建立RMSEMGdi分别与气道流量及口腔压等变量间函数关系的技术路线；

图7是膈肌肌电的通气模式调节软件及其配套硬件系统开发原理图；

图8是压力、流量和膈肌肌电多重触发体系的开发原理图；

图9是膈肌肌电图触发和呼吸中枢驱动水平自适应通气模式的呼吸机的流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明，以便对本发明的目的、特征及优点进行更深入的理解。

如图1-2所示：吸气阶段：FLOW与RMSEMGdi呈两次方的函数关系。

如图3所示：RMSEMGdi吸气起点为A点，呼气起点为C；而Flow吸气起点为B点，呼气起点为D。

如图1-3所示：是用来观察不同年龄组的健康成人和不同严重程度的慢性阻塞性肺病患者的膈肌初长和内源性呼气末正压。

如图4-5所示：是用于观察中枢驱动水平和外源性呼气末正压的。

如图6所示：为上述1-5方法测量多组健康成人和患者的呼吸参数数据；

①20例年龄20～30的正常成人，分别在平静、递增呼气阻力和重复呼吸下呼吸，实时采集EMGdi、流速和口腔压的动态变化，采集频率4000Hz；

②20例年龄50～60的正常成人，分别在平静、递增呼气阻力和重复呼吸下呼吸，实时采集EMGdi、流速和口腔压的动态变化，采集频率4000Hz；

③20例年龄50～60的慢性阻塞性肺病(COPD)患者，分别在平静、递增呼气阻力和重复呼吸下呼吸，实时采集EMGdi、流速和口腔压的动态变化，采集频率4000Hz。