呼吸机自适应控制方法和装置与流程

本发明涉及家用呼吸机应用，尤其是涉及一种呼吸机自适应控制方法和装置。

背景技术：

1、家用呼吸机，尤其是cpap/apap设备，通过对患者气道施加持续正压或自动调节压力，以维持上气道通畅，是治疗阻塞性睡眠呼吸暂停的主要手段。

2、现有设备通常采用整夜统一的硬件控制律，即压力闭环参数（如升/降压速率、压力上下限、呼气释压幅度）为出厂固定值，在整夜治疗过程中不随患者状态变化而改变。压力调节仅在检测到呼吸暂停、低通气等事件后被动响应。

3、然而，患者整夜睡眠过程中的呼吸特征会随生理状态自然漂移，整夜统一的控制参数会引发患者不适。

4、因此，如何在不增加额外生理传感器成本的前提下，使呼吸机能够感知并适应患者呼吸特征状态的动态变化，成为本领域亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种呼吸机自适应控制方法和装置，在不增加额外生理传感器成本的前提下，以缓解呼吸机无法感知并适应患者呼吸特征状态的动态变化的技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种呼吸机自适应控制方法，包括：

3、在治疗过程中，提取表征患者呼吸特征状态的特征向量；

4、将所述特征向量与预存的多组状态模板进行比较，确定目标状态；

5、响应于所述目标状态的确定，加载与所述目标状态相对应的控制参数集，以控制呼吸机的输出。

6、在可选的实施方式中，提取表征患者呼吸特征状态的特征向量的步骤，包括：

7、在预设时长的滑窗内，从流量传感器采集的呼吸流量信号中提取特征向量；所述特征向量至少包括表征呼吸频率变异系数、潮气量变异系数、吸呼比变异系数、呼吸暂停/低通气事件密度、呼吸基线伪迹率和平均呼吸频率。

8、在可选的实施方式中，将所述特征向量与预存的多组状态模板进行比较，确定目标状态的步骤，包括：

9、计算所述特征向量与每组状态模板的加权欧氏距离；

10、将所述加权欧氏距离最小的一组状态模板所对应的呼吸机运行状态，确定为呼吸机的目标状态。

11、在可选的实施方式中，将所述特征向量与预存的多组状态模板进行比较，确定目标状态的步骤，包括：

12、获取治疗已启动时长，并确定在所述治疗已启动时长情况下呼吸机的各运行状态对应的时序权重；

13、将所述特征向量与状态模板的比较结果，与所述时序权重相结合，确定所述呼吸机的目标状态。

14、在可选的实施方式中，所述方法还包括：

15、在确定所述目标状态后，启动驻留计时；

16、在所述驻留计时未达到预设最小驻留时长前，控制呼吸机维持当前状态，并作用于所述当前状态对应的控制参数集。

17、在可选的实施方式中，加载与所述目标状态相对应的控制参数集的步骤，包括：

18、根据所述目标状态，读取对应的压力变化速率限幅值、压力钳位整定值和呼气释压偏置值；

19、其中，当所述目标状态为第一运行状态时，所读取的压力变化速率限幅值低于当所述目标状态为第二运行状态时所读取的压力变化速率限幅值；

20、所述第一运行状态对应于所述特征向量表征的呼吸变异性高于预设阈值的情况，所述第二运行状态对应于所述特征向量表征的呼吸变异性低于所述预设阈值的情况。

21、在可选的实施方式中，所述方法还包括：

22、在治疗结束后，根据本次治疗过程中提取的所述特征向量及所述特征向量对应的目标状态，对所述预存的多组状态模板进行更新。

23、第二方面，本发明提供一种呼吸机自适应控制装置，包括：

24、提取模块，在治疗过程中，提取表征患者呼吸特征状态的特征向量；

25、确定模块，将所述特征向量与预存的多组状态模板进行比较，确定目标状态；

26、控制模块，响应于所述目标状态的确定，加载与所述目标状态相对应的控制参数集，以控制呼吸机的输出。

27、第三方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并且能够在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如前述实施方式中任一项所述的方法。

28、第四方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现前述实施方式中任意一项所述的方法。

29、本发明实施例带来了一种呼吸机自适应控制方法和装置，首先，在治疗过程中实时提取表征患者呼吸特征状态的特征向量，将客观的生理信号转化为可量化的统计特征，解决了现有技术无法感知患者呼吸模式宏观变化的问题；其次，将提取的特征向量与预存的多组状态模板进行比较，通过模式匹配的方式确定当前呼吸机应进入的目标运行状态，实现了从连续特征空间到离散控制状态的决策映射；最后，一旦目标状态确定，立即加载与该状态相对应的控制参数集，以控制呼吸机的压力输出，从而达成因时制宜的个性化治疗。其核心效果在于，通过上述三个步骤的有机组合，取代了现有技术中一成不变的固定控制律，使得呼吸机能够自动、动态地调整其控制风格，以适应患者整夜睡眠过程中不断变化的呼吸特征，为提升治疗舒适性和有效性奠定了技术基础。

30、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

31、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

1.一种呼吸机自适应控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，提取表征患者呼吸特征状态的特征向量的步骤，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述特征向量与预存的多组状态模板进行比较，确定目标状态的步骤，包括：

4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于，将所述特征向量与预存的多组状态模板进行比较，确定目标状态的步骤，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加载与所述目标状态相对应的控制参数集的步骤，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种呼吸机自适应控制装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并且能够在所述处理器上运行的程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质中存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现权利要求1-7中任意一项所述的方法。