[发明专利]一种呼吸机的控制方法及其控制系统

权利要求书

1.一种呼吸机的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.通过传感器采集吸气和呼气信号；

S2.根据采集到的吸气和呼气信号，微控制器利用自相关方法计算呼吸率，并根据呼吸率与睡眠期的相关性推导当前睡眠状态；

S3.微控制器输出当前睡眠状态，呼吸机按照该睡眠状态供气。

2.根据权利要求1所述的呼吸机的控制方法，其特征在于，所述步骤S2的具体实现方式为：

S21.根据采集到的吸气和呼气信号，微控制器利用自相关方法计算呼吸率:

a.根据公式Rxx(i,n)(τ)=1NΣm=0N-τ-1s(i,n)[m]s(i,n)[m+τ],]]>计算呼吸信号传感器每30秒的平均呼吸率，其中s，τ和N表示吸气和呼气信号，时间延迟和每30秒里的数据点数；

b．通过原始信号计算得出的自相关的值随平均呼吸间隔周期性的波动，在检测到第一个延迟后，利用公式计算平均呼吸率，其中τ_peak，f_s和f_rate表示第一个峰值的延迟，采样率和呼吸率的估计值；

c.用局部加权散点图法对信号进行平滑，利用公式计算平滑后的呼吸率，其中W，r和S表示权矩阵，平均呼吸率和平滑后的呼吸率，在此基础上计算呼吸率的方差，然后得出绝对值，进一步估计总的呼吸率方差参数；

S22.微控制器根据呼吸率与睡眠期的相关性推导睡眠期：

d.去除每个睡眠期开始后第一个45秒和结束前最后一个45秒，去除呼吸间隔不显示的增加，15秒以上和不显示的变小，1.5秒以下，去除所有睡眠期中不显示的呼吸间隔，消除各个睡眠期代表局部趋势的大波动；

e.利用自相关功能定义C(s)≡<ΔτiΔτi+s>=1L-sΣi=1L-sΔτiΔτi+s,]]>得到被s分析的呼吸间隔τ_i的相关，其中L是记录中的呼吸数量，Δτ_i≡τ_i-<τ>，<τ>是呼吸间隔的平均值；Δτ_i不相关，C(s)就是0，对于s的正向；存在一个相关的值s_×，相关功能会正向到s_×，消失在s_×以上；

f.对于长程的相关性，C(s)按照能量公式计算；

g.引入去趋势波动分析DFA在有噪声情况下的长程相关性，消除直接计算C(s)有限记录中噪声程度的阻碍和数据中非动态因素的影响，避免检测到假的相关性。