[发明专利]一种基于二次规划的机械通气中呼吸系统特征估算的方法

权利要求书

1.一种机械通气中呼吸系统特征估算的方法，基于二次规划方法，对压力支持或压力控制通气中的呼吸系统特征和患者作用进行估算，所述方法具体步骤包括：

S1基于呼吸机以压力支持或压力控制通气模式对患者进行无创通气的同时，在患者端放置压力传感器、流量传感器分别进行呼吸系统气道压力、流量的检测；

S2通过压力传感器、流量传感器实时采集到呼吸系统气道的压力、流量信号，得到实时的压力波形、流量波形曲线，获取压力波形曲线、流量波形曲线的特征，包括压力波形上升到平稳、平稳到下降、下降到平稳的拐点，流量波形下降拐点、最低点；

S3利用一个呼吸周期内的呼吸系统气道压力、流量波形曲线及曲线的特征，对患者作用的变化趋势进行预判；

S4将对患者作用变化趋势的预判，以及对呼吸系统其他特征的约束条件联合，作为二次规划的约束条件，估算呼吸系统特征和患者作用；

其特征在于：利用压力、流量波形曲线的变化特征，即压力波形上升到平稳、平稳到下降、下降到平稳的拐点，流量波形下降拐点、最低点，对患者作用变化趋势的预判；并将这种预判作为对患者作用的约束，联合对呼吸系统其他特征的约束，作为二次规划的约束条件，估算呼吸系统特征和患者作用；

在压力支持或压力控制通气过程中，在患者端实时采集压力、流量信号，提取压力波形曲线、流量波形曲线的特征点，包括压力波形上升到平稳、平稳到下降、下降到平稳的拐点A、B和C，流量波形下降拐点D、最低点E；得到时刻t_A，t_B，t_C，t_D，t_E，t_T；其中t_T为呼吸周期结束的时刻；

利用一个呼吸周期内的压力波形曲线、流量波形曲线的特征点对患者作用的变化趋势进行预判；假设患者作用从吸气时刻开始负向增大，在流量达到下降拐点D即流量达正向最大值时，患者的吸气作用达到最大；然后患者的吸气作用开始负向减小，在压力达到上升到平稳拐点A时归零；接着在压力平稳到下降拐点B时，患者作用开始正向增大，在流量达到最低点E即负向最低点时，患者作用达到最大；然后患者作用开始减小，在压力下降到平稳拐点C时归零；即设患者作用为P_spo(t_n)，

P_spo(t_n+1)-P_spo(t_n)≤0,for n＝1,2,…,D-1

P_spo(t_n+1)-P_spo(t_n)≥0,for n＝D,D+1,…,A-1

P_spo(t_n+1)-P_spo(t_n)＝0,for n＝A,A+1,…,B-1

P_spo(t_n+1)-P_spo(t_n)≥0,for n＝B,B+1,…,E-1

P_spo(t_n+1)-P_spo(t_n)≤0,for n＝E,E+1,…,C-1

P_spo(t_n+1)-P_spo(t_n)＝0,for n＝C,C+1,…,N-1；

利用单弹性腔一阶线性呼吸力学模型；求解代价函数的最小值，代价函数为实际的口端压力和由阻力、弹性、患者作用估计值计算的口端压力之间的分时刻差值的平方和；设定二次规划中的约束条件为：对于阻力、弹性、患者作用的最大最小范围的约束为生理上最大最小范围；对于患者作用变化趋势的约束为预判的患者作用的变化趋势。