经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备、控制方法及控制系统

摘要

本发明公开了一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备、控制方法及控制系统，涉及氧疗技术领域，该设备中的血氧仪用于获取测试人员的血氧饱和度；目标气体输出装置用于获取测试人员的呼吸频率以及输出满足设定条件的气体；所述设定条件包括第一条件、第二条件和第三条件；所述第一条件包括氧气浓度在第一数值范围内的条件；所述第二条件为温湿度在第二数值范围内的条件；所述第三条件为流量在第三数值范围内的条件；中央控制装置用于：在智能通气模式下，根据血氧饱和度和呼吸频率计算ROX指数，以及根据血氧饱和度计算氧合指数；根据ROX指数和氧合指数，调整第一数值范围、第二数值范围以及第三数值范围。本发明能够提供满足实时需求的气体。

说明书

技术领域

本发明涉及氧疗技术领域，特别涉及一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备、控制方法及控制系统。

背景技术

经鼻高流量湿化氧疗(HFNC)是一种新型的氧疗方式，经鼻高流量湿化氧疗仪主要包括流量发生装置、空氧混合装置、加温湿化装置、鼻氧管输氧气路。HFNC仪可提供21％～100％氧浓度、31℃～37℃温度、2L/min～80L/min流量的气体，用于治疗轻中度Ⅰ型呼吸衰竭、轻度呼吸窘迫、轻度通气功能障碍、对传统氧疗或无创正压通气不耐受或有禁忌症者。

经鼻高流量湿化氧疗中的无创通气是把氧气与空气按设置比例进行混合，送至加温湿化装置进行充分的加温和加湿，冲刷测试人员鼻腔死腔，增加呼吸道黏膜湿度，利于分泌物排出。

现有的经鼻高流量湿化氧疗仪技术存在的问题有：现有市面上的经鼻高流量湿化氧疗仪未提供治疗方案建议，测试人员的治疗参数完全由工作人员根据经验进行设置治疗。HFNC仪作为一种新的呼吸支持方式，如果临床应用得当，HFNC技术能及时挽救测试人员生命，缓解测试人员病情，但应用的时间不合适，则有可能会导致病情加重，甚至危及测试人员生命。

发明内容

本发明的目的是提供一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备、控制方法及控制系统，能够实时根据测试人员病理生理学特征，提供适宜的气体，以满足测试人员的实际需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

第一方面，本发明提供了一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备，包括目标气体输出装置、血氧仪和中央控制装置；

所述血氧仪用于获取测试人员的血氧饱和度；

所述目标气体输出装置，用于：

输出满足设定条件的气体；所述设定条件包括第一条件、第二条件和第三条件；所述第一条件包括氧气浓度在第一数值范围内的条件；所述第二条件为温湿度在第二数值范围内的条件；所述第三条件为流量在第三数值范围内的条件；

获取测试人员的呼吸频率；

所述中央控制装置至少包括智能通气模式，所述中央控制装置用于：

在所述智能通气模式下，根据所述血氧饱和度和所述呼吸频率，计算ROX指数，以及根据所述血氧饱和度计算氧合指数；

根据所述ROX指数和所述氧合指数，调整所述第一数值范围、所述第二数值范围以及所述第三数值范围。

可选地，所述目标气体输出装置包括依次连接的流量发生装置、空氧混合装置、加温湿化装置和鼻氧管输氧气路，且所述流量发生装置、所述空氧混合装置、所述加温湿化装置和所述鼻氧管输氧气路的连接方式为气路连接，所述中央控制装置分别与所述流量发生装置、所述空氧混合装置、所述加温湿化装置电连接。

可选地，所述流量发生装置用于输出满足所述第三条件的气体；

所述空氧混合装置用于将满足所述第三条件的气体与氧气混合，输出满足所述第一条件且满足所述第三条件的气体；

所述加温湿化装置用于根据所述第二条件，将满足所述第一条件且满足所述第三条件的气体进行温湿度处理，输出满足设定条件的气体；

所述鼻氧管输氧气路用于将满足设定条件的气体输入至测试人员的鼻腔。

可选地，所述空氧混合装置的出气口处设有第一压力传感器，所述第一压力传感器用于采集测试人员的呼吸频率。

可选地，在所述根据所述血氧饱和度和所述呼吸频率，计算ROX指数，以及根据所述血氧饱和度计算氧合指数方面，所述中央控制装置，用于：

根据所述血氧饱和度、所述呼吸频率和满足设定条件的气体的氧气浓度计算ROX指数；

根据所述血氧饱和度和满足设定条件的气体的氧气浓度计算氧合指数。

可选地，所述流量发生装置包括涡轮风机和第一流量传感器；

所述第一流量传感器用于获取所述鼻氧管输氧气路中气体的流量；

所述中央控制装置用于根据所述第三数值范围和所述第一流量传感器获取的所述鼻氧管输氧气路中气体的流量，确定第一控制指令；所述第一控制指令用于控制所述涡轮风机的工作功率，以使所述鼻氧管输氧气路中气体的流量在所述第三数值范围内。

可选地，所述空氧混合装置包括比例阀、第二流量传感器、第二压力传感器、氧浓度传感器和空氧混合腔体；其中，所述空氧混合腔体的第一输入端与所述流量发生装置连通；所述空氧混合腔体的第二输输入端通过比例阀与氧源连通；

所述第二压力传感器用于监测所述氧源的压力；

所述第二流量传感器用于获取所述氧源的输氧速度；

所述氧浓度传感器用于获取所述氧源的输氧浓度；

所述中央控制装置用于根据所述第一数值范围、所述第二流量传感器获取的所述氧源的输氧速度以及所述氧浓度传感器获取的所述氧源的输氧浓度，确定第二控制指令；所述第二控制指令用于控制所述比例阀的开度，以使所述鼻氧管输氧气路中气体的氧气浓度在所述第一数值范围内。

可选地，所述中央控制装置还包括高流量模式和低流量模式；

所述中央控制装置用于：

在所述高流量模式下，调整所述第三数值范围，并根据调整后的第三数值范围确定所述第一数值范围和所述第二数值范围；

在所述低流量模式下，调整所述第三数值范围，并根据调整后的第三数值范围确定所述第一数值范围和所述第二数值范围。

第二方面，本发明提供了一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的控制方法，包括：

获取测试人员的血氧饱和度；

获取测试人员的呼吸频率；

在所述智能通气模式下，根据所述血氧饱和度和所述呼吸频率，计算ROX指数，以及根据所述血氧饱和度计算氧合指数；

根据所述ROX指数和所述氧合指数，调整第一数值范围、第二数值范围以及第三数值范围；

根据调整后的第一数值范围、调整后的第二数值范围以及调整后的第三数值范围，确定满足设定条件的气体；所述设定条件包括第一条件、第二条件和第三条件；所述第一条件包括氧气浓度在所述第一数值范围内的条件；所述第二条件为温湿度在所述第二数值范围内的条件；所述第三条件为流量在所述第三数值范围内的条件。

第三方面，本发明提供了一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的控制系统，包括：

第一获取模块，用于获取测试人员的血氧饱和度；

第二获取模块，用于获取测试人员的呼吸频率；

指数计算模块，用于在所述智能通气模式下，根据所述血氧饱和度和所述呼吸频率，计算ROX指数，以及根据所述血氧饱和度计算氧合指数；

数值范围调整模块，用于根据所述ROX指数和所述氧合指数，调整第一数值范围、第二数值范围以及第三数值范围；

满足设定条件的气体确定模块，用于根据调整后的第一数值范围、调整后的第二数值范围以及调整后的第三数值范围，确定满足设定条件的气体；所述设定条件包括第一条件、第二条件和第三条件；所述第一条件包括氧气浓度在所述第一数值范围内的条件；所述第二条件为温湿度在所述第二数值范围内的条件；所述第三条件为流量在所述第三数值范围内的条件。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明根据测试人员的病理生理学特征，计算氧合指数和ROX指数，并根据氧合指数和ROX指数调整目标气体输出装置输出的气体，满足测试人员的实际需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的结构示意图；

图2为本发明经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的信息传输图；

图3为本发明经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的过程示意图；

图4为本发明经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的控制方法的流程图；

图5为本发明经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的控制系统的结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例一

如图1和图2所示，本发明实施例提供的经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备包括目标气体输出装置、血氧仪和中央控制装置。

所述血氧仪用于获取测试人员的血氧饱和度。

所述目标气体输出装置，用于：获取测试人员的呼吸频率，以及输出满足设定条件的气体；所述设定条件包括第一条件、第二条件和第三条件；所述第一条件包括氧气浓度在第一数值范围内的条件；所述第二条件为温湿度在第二数值范围内的条件；所述第三条件为流量在第三数值范围内的条件。

所述中央控制装置至少包括智能通气模式，所述中央控制装置用于：

在所述智能通气模式下，根据所述血氧饱和度和所述呼吸频率，计算ROX指数，根据所述血氧饱和度计算氧合指数，以及根据所述ROX指数和所述氧合指数，调整所述第一数值范围、所述第二数值范围以及所述第三数值范围。

一个示例中，所述目标气体输出装置包括依次连接的流量发生装置、空氧混合装置、加温湿化装置和鼻氧管输氧气路，且所述流量发生装置、所述空氧混合装置、所述加温湿化装置和所述鼻氧管输氧气路的连接方式为气路连接，所述中央控制装置分别与所述流量发生装置、所述空氧混合装置、所述加温湿化装置电气连接，测试人员与所述鼻氧管输氧气路和所述血氧仪为物理连接。

具体来说：所述流量发生装置用于输出满足所述第三条件的气体；所述空氧混合装置用于将满足所述第三条件的气体与氧气混合，输出满足所述第一条件且满足所述第三条件的气体；所述加温湿化装置用于根据所述第二条件，将满足所述第一条件且满足所述第三条件的气体进行温湿度处理，输出满足设定条件的气体；所述鼻氧管输氧气路用于将满足设定条件的气体输入至测试人员的鼻腔。

进一步地，所述流量发生装置包括涡轮风机和第一流量传感器。

所述第一流量传感器用于获取所述鼻氧管输氧气路中气体的流量；所述中央控制装置用于根据所述第三数值范围和所述第一流量传感器获取的所述鼻氧管输氧气路中气体的流量，确定第一控制指令；所述第一控制指令用于控制所述涡轮风机的工作功率，以使所述鼻氧管输氧气路中气体的流量在所述第三数值范围内。

本发明实施例通过第一流量传感器反馈控制涡轮风机流量，形成流量的闭环控制。

进一步地，所述空氧混合装置包括比例阀、第二流量传感器、第二压力传感器、氧浓度传感器和空氧混合腔体；其中，所述空氧混合腔体的第一输入端与所述流量发生装置连通；所述空氧混合腔体的第二输输入端通过比例阀与氧源连通。

所述第二压力传感器用于监测所述氧源的压力；所述第二流量传感器用于获取所述氧源的输氧速度；所述氧浓度传感器用于获取所述氧源的输氧浓度。

所述中央控制装置用于根据所述第一数值范围、所述第二流量传感器获取的所述氧源的输氧速度以及所述氧浓度传感器获取的所述氧源的输氧浓度，确定第二控制指令；所述第二控制指令用于控制所述比例阀的开度，以使所述鼻氧管输氧气路中气体的氧气浓度在所述第一数值范围内。

本发明实施例通过第二流量传感器和氧浓度传感器用于反馈控制比例阀输氧速度和输氧浓度，形成双闭环控制，从而由流量发生装置产生的空气与纯氧按设置比例混合，产生空氧混合气体。

此外，所述空氧混合装置的出气口处设有第一压力传感器(或者微压力传感器)，所述第一压力传感器用于采集测试人员的呼吸频率。

在此基础上，在所述根据所述血氧饱和度和所述呼吸频率，计算ROX指数，以及根据所述血氧饱和度计算氧合指数方面，所述中央控制装置，用于：

根据所述血氧饱和度、所述呼吸频率和满足设定条件的气体的氧气浓度计算ROX指数，以及根据所述血氧饱和度和满足设定条件的气体的氧气浓度计算氧合指数。

进一步地，加温湿化装置由加热盘、湿化水盒、加温管组成，通过控制加热盘温度和加温管温度，调控输出气体的温湿度。经空氧混合装置产生的干燥气体，流经加温湿化装置后，产生温暖湿润的气体。

本发明实施例所采集的流量、氧浓度、温湿度均由中央控制装置统一控制，血氧仪将采集的血氧饱和度和心率传输至中央控制装置。

一个示例中：本发明实施例提供的一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备加入氧合指数和ROX指数计算显示功能，为工作人员提供测试人员治疗所需生理参数，确保在适当的时机提供最优呼吸治疗方案。

ROX指数＝(血氧饱和度/FiO

已验证：可预测肺炎测试人员的高流量鼻导管治疗(HFNC)结果可用于早期识别因急性低氧血症性呼吸衰竭而在HFNC上开始治疗的测试人员，或作为计划内拔管后的预防性治疗。

氧合指数(P/F)＝PaO

一个示例中：本发明实施例提供的一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备有三种工作模式：高流量模式、低流量模式、智能通气模式。

所述中央控制装置用于：

在所述高流量模式下，调整所述第三数值范围，并根据调整后的第三数值范围确定所述第一数值范围和所述第二数值范围，以及，在所述低流量模式下，调整所述第三数值范围，并根据调整后的第三数值范围确定所述第一数值范围和所述第二数值范围。

高流量模式下流量范围：10L/min～80L/min，每5L/min可调。

低流量模式下流量范围：2L/min～25L/min，每1L/min可调。

智能通气为通过内置算法，自动设置呼吸参数，减少人为操作干预，提高治疗效率。

本发明实施例提供的一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的实施方式，如图3所示，上电工作后，实时监测测试人员血氧浓度，呼吸频率，根据测试人员的脉搏血氧浓度、呼吸频率和当前吸氧浓度计算测试人员当前的ROX指数，将测试人员ROX指数实时反馈给工作人员。氧合指数同理。设备结合ROX指数和氧合指数逆向计算出不同流量下的最优给氧浓度，给工作人员设置设备氧浓度提供参考。工作人员可根据设备建议和测试人员情况，设置设备参数输出，也可直接选取智能通气模式，有设备自动调节参数输出。

实施例二

如图4所示，本发明实施例提供了实施例一所述的一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的控制方法，包括：

步骤401：获取测试人员的血氧饱和度，以及获取测试人员的呼吸频率。

步骤402：在所述智能通气模式下，根据所述血氧饱和度和所述呼吸频率，计算ROX指数，以及根据所述血氧饱和度计算氧合指数。

步骤403：根据所述ROX指数和所述氧合指数，调整第一数值范围、第二数值范围以及第三数值范围。

步骤404：根据调整后的第一数值范围、调整后的第二数值范围以及调整后的第三数值范围，确定满足设定条件的气体；所述设定条件包括第一条件、第二条件和第三条件；所述第一条件包括氧气浓度在所述第一数值范围内的条件；所述第二条件为温湿度在所述第二数值范围内的条件；所述第三条件为流量在所述第三数值范围内的条件。

实施例三

如图5所示，本发明实施例提供了实施例一所述的一种经鼻高流量湿化氧疗无创通气设备的的控制系统，包括：

第一获取模块501，用于获取测试人员的血氧饱和度。

第二获取模块502，用于获取测试人员的呼吸频率。

指数计算模块503，用于在所述智能通气模式下，根据所述血氧饱和度和所述呼吸频率，计算ROX指数，以及根据所述血氧饱和度计算氧合指数。

数值范围调整模块504，用于根据所述ROX指数和所述氧合指数，调整第一数值范围、第二数值范围以及第三数值范围。

满足设定条件的气体确定模块505，用于根据调整后的第一数值范围、调整后的第二数值范围以及调整后的第三数值范围，确定满足设定条件的气体；所述设定条件包括第一条件、第二条件和第三条件；所述第一条件包括氧气浓度在所述第一数值范围内的条件；所述第二条件为温湿度在所述第二数值范围内的条件；所述第三条件为流量在所述第三数值范围内的条件。

本申请与以往技术相比的有益效果为：

增加氧合指数和ROX指数，方便工作人员直接了解测试人员生理状态，及时做出诊疗判断，免除冗余的医疗设备，节省医疗资源，实现快速、有效、有益的诊疗方案。

经鼻高流量湿化氧疗(HFNC)优点：

通过不同的机制改善气道功能，增高测试人员耐受性。

采用鼻氧导管，佩戴方便舒适。

针对慢阻肺测试人员，采用高流量治疗，增高气道压力，高潮气量。

稳定期测试人员长期高流量吸氧能够减少急性加重次数。

可降低测试人员PaCO

对Ⅱ型呼吸衰竭又效，预防Ⅱ型呼吸双节测试人员拔管失败。

撤机拔管后，ICU再插管低风险测试人员使用HFNC比普通氧疗效果好；外科术后的撤机测试人员，HFNC比普通氧疗好，针对气道干燥测试人员。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。