Способ и устройство управления триггером вдоха и дыхательным аппаратом

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТРИГГЕРОМ ВДОХА И ДЫХАТЕЛЬНЫМ АППАРАТОМ В изобретении представлены способ и устройство управления триггером вдоха и дыхательным аппаратом. Способ управления включает определение величины параметра в дыхательных путях в процессе выдоха (S102); оценивание достижения величиной параметра значения параметра срабатывания триггера вдоха, которое изменяется с циклом спонтанного выдоха пациента (S104); и определение согласно результату оценивания необходимости переключения с выдоха на вдох(S106). Благодаря способу и устройству управления, триггером вдоха можно управлять удобным образом, тем самым снижая неэффективное усилие вдоха пациента, не приводя к ложному срабатыванию триггера. Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к области аппарата искусственной вентиляции легких, в частности к способу и устройству управления триггером вдоха и аппаратом искусственной вентиляции легких. Предпосылки создания изобретения В определенных режимах вентиляции аппарата искусственной вентиляции легких, таких как режим вентиляции с поддержкой давлением (PSV), механизм триггера по давлению или механизм триггера по потоку обычно используют для определения времени переключения с выдоха на вдох, для того, чтобы реализовать синхронизацию между аспирацией (т.е. выпуском воздуха) аппарата искусственной вентиляции легких и спонтанным вдохом пациента. Независимо от того, используется ли триггер по давлению или триггер по потоку, переключение с выдоха на вдох инициируется как только контролируемое давление в дыхательных путях или поток достигает предустановленной пороговой величины, которая является так называемой чувствительностью триггера. Поскольку триггер по потоку обычно требует меньших усилий (меньшее усилие пациента на вдох),чем триггер по давлению, триггер по потоку считается предпочтительным, особенно в случае АутоПДКВ, вентиляции легких у детей и неинвазивной вентиляции. Чувствительность триггера по потоку обычно задают вручную согласно принципу, чтобы чувствительность триггера была как можно ниже для того, чтобы избежать ложного срабатывания триггера. Ложное срабатывание триггера происходит время от времени в ходе вентиляции легких по таким причинам, как помехи при измерении потока, утечка газа, колебания потока, вызванные просачиванием,вибрация пациента, обусловленная деятельностью сердца, и движение пациента. Во избежание ложного срабатывания триггера обычно используют более высокую чувствительность триггера. Таким образом,используется нарушенная чувствительность триггера, так как используемая более высокая чувствительность триггера увеличит усилие пациента на срабатывание триггера вдоха и даже приведет к неэффективному усилию вдоха. Следовательно, необходимо разработать механизм триггера, который может устранить ложное срабатывание триггера, но не увеличит усилие пациента на срабатывание триггера вдоха. Аппарат искусственной вентиляции легких Respironics Esprit (V200) использует спонтанный механизм триггера, основанный на множественной информации, в котором несколько различных механизмов триггера инициируются в различные периоды выдоха, то есть больше критериев триггера используются вместе с улучшением выдоха, и при удовлетворении каких-либо из данных критериев триггера происходит срабатывание триггера, как результат, чувствительность триггера становится все выше и выше. Хотя возможность ложного срабатывания триггера может быть снижена без увеличения усилия пациента на срабатывание триггера вдоха посредством ограничения чувствительности триггера на ранней фазе выдоха и увеличения чувствительности триггера в конце выдоха, схема аппарата искусственной вентиляции легких Respironics Esprit (V200) на практике является очень неудобной, например: (1) много критериев триггера используются для определения триггера, что увеличивает количество расчетов с одной стороны; (2) с другой стороны, фиксированная пороговая величина автоматически предоставляется каждому критерию триггера, и очень тяжело обеспечить рациональность данных пороговых величин; и(3) для того чтобы определить текущий специфический период в пределах выдоха, существуют несколько сложных стандартов определения, настроенных вручную в механизме. Что касается противоречия в установке чувствительности триггера вдоха в родственных технологиях, то эффективные решения до сих пор не были предоставлены. Краткое изложение сущности изобретения Настоящее изобретение предложено в связи с проблемой установки нарушенной чувствительности триггера вдоха. В связи с этим, цель настоящего изобретения заключается в предоставлении способа и устройства управления триггером вдоха и аппаратом искусственной вентиляции легких для решения данной проблемы. Для осуществления вышеуказанной цели предоставлен способ управления триггером вдоха согласно одному аспекту настоящего изобретения. Данный способ управления включает контроль величины параметра в дыхательных путях при выдохе; оценивание достижения величиной параметра величины триггера вдоха, которая изменяется с циклом спонтанного выдоха пациента; и определение необходимости переключения с выдоха на вдох согласно результату оценивания. Дополнительно, величина параметра в дыхательных путях содержит давление в дыхательных путях; или поток в дыхательных путях. Дополнительно, контроль величины параметра в дыхательных путях содержит контроль изменения величины параметра в дыхательных путях и оценивание достижения величиной параметра величины триггера содержит оценивание достижения изменением величины параметра в дыхательных путях чувствительности триггера. Дополнительно, определение необходимости переключения с выдоха на вдох согласно результату оценивания содержит определение момента времени для переключения с выдоха на вдох посредством механизма триггера по давлению или триггера по потоку. Дополнительно, перед оцениванием, достигла ли величина параметра величины триггера, способы также включают прием информации о параметрах, введенной пользователем; и получение величины триггера согласно информации о параметрах. Для осуществления вышеуказанной цели предоставлено устройство управления триггером вдоха согласно другому аспекту настоящего изобретения. Устройство управления содержит контролирующий модуль, сконфигурированный для контроля величины параметра в дыхательных путях при выдохе; оценивающий модуль, предназначенный для оценивания, достигла ли величина параметра величины триггера; и определяющий модуль, предназначенный для определения необходимости переключения с выдоха на вдох согласно результату оценивания. Дополнительно, величина параметра в дыхательных путях содержит давление в дыхательных путях; или поток в дыхательных путях. Дополнительно, устройство управления триггером вдоха также содержит приемный модуль, приспособленный для приема информации о параметрах введенной пользователем; и получающий модуль,приспособленный для получения величины триггера согласно информации о параметрах. Для осуществления вышеуказанных целей предоставлен аппарат искусственной вентиляции легких согласно другому аспекту настоящего изобретения. Аппарат искусственной вентиляции легких содержит вышеуказанное устройство управления триггером вдоха. С помощью новаторского способа, который содержит контроль величины параметра в дыхательных путях при выдохе, оценивание достижения величиной параметра величины триггера вдоха, которая изменяется с циклом спонтанного выдоха пациента, и определение необходимости переключения с выдоха на вдох согласно результату оценивания, решена проблема установки нарушенной чувствительности триггера вдоха в родственном уровне техники и таким образом достигнута задача эффективного управления триггером вдоха. Краткое описание графических материалов Графические материалы, представленные здесь, предоставляют дальнейшее понимание настоящего изобретения и образуют часть настоящей заявки. Наглядные варианты осуществления и их описание настоящего изобретения используются для объяснения настоящего изобретения без их излишнего ограничения, где: на фиг. 1 изображена блок-схема способа управления триггером вдоха согласно варианту осуществления настоящего изобретения; на фиг. 2 изображена блок-схема триггера по потоку в режиме PSV согласно варианту осуществления настоящего изобретения; на фиг. 3 изображена принципиальная схема формы волны ложного срабатывания триггера согласно варианту осуществления настоящего изобретения; на фиг. 4 изображена принципиальная схема чувствительности триггера, основанная на получении информации о времени спонтанного выдоха пациента согласно варианту осуществления настоящего изобретения; на фиг. 5 изображена блок-схема способа управления триггером вдоха согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения; на фиг. 6 изображена принципиальная схема устройства управления триггером вдоха согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Подробное описание предпочтительного варианта осуществления Следует отметить, что варианты осуществления и признаки вариантов осуществления в настоящем изобретении могут сочетаться друг с другом, не образуя противоречий. Настоящее изобретение будет подробно описано в сочетании с вариантами осуществления и со ссылкой на графические материалы. На фиг. 1 изображена блок-схема способа управления триггером вдоха согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как изображено на фиг. 1, способ включает следующие этапы: S102, S104 и S106. На этапе S102 величину параметра в дыхательных путях контролируют при выдохе. На этапе S104 оценивают, достигла ли величина параметра величины триггера. Кроме этого, контроль величины параметра в дыхательных путях содержит контроль изменения величины параметра в дыхательных путях и оценивание достижения величиной параметра величины триггера содержит оценивание достижения изменением величины параметра в дыхательных путях чувствительности триггера. На этапе S106 определяют необходимость переключения с выдоха на вдох согласно результату оценивания. Предпочтительно определение необходимости переключения с выдоха на вдох согласно результату оценивания содержит определение момента времени для переключения с выдоха на вдох посредством механизма триггера по давлению или триггера по потоку. Предпочтительно величина параметра в дыхательных путях содержит давление в дыхательных путях; или поток в дыхательных путях. Предпочтительно перед оцениванием, достигла ли величина параметра величины триггера, способ также содержит прием информации о параметрах, введенной пользователем; и получение величины триггера согласно информации о параметрах. Когда аппарат искусственной вентиляции легких выполняет вентиляцию легких пациента, для обеспечения синхронности аспирации аппарата искусственной вентиляции легких со спонтанным вдохом пациента необходимо контролировать давление или поток в дыхательных путях и определять, если изменение давления или потока достигло определенной чувствительности триггера в фазе выдоха, для того, чтобы сделать вывод, что пациент начал вдох, и, следовательно, определить необходимость переключения с выдоха на вдох в аппарате искусственной вентиляции легких. С помощью механизма определения времени выдоха пациента в настоящем изобретении чувствительность триггера по потоку непрерывно регулируют в процессе вдоха для монотонного снижения чувствительности триггера по потоку одновременно с процессом выдоха, таким образом устраняя ложное срабатывание триггера и неэффективное усилие вдоха пациента для улучшения синхронности вдоха человека и машины. Механизм саморегулирующегося триггера вдоха, предоставленный настоящим изобретением, применим к режиму PSV, режиму постоянного положительного давления в дыхательных путях (СРАР), режиму вспомогательной управляемой вентиляции (А/С), режиму синхронизированной перемежающейся принудительной вентиляции (SIMV) и т.д. в инвазивной и неинвазивной вентиляции. Далее приведено объяснение предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения. Целью новаторской технической схемы является решение дилеммы установки чувствительности триггера в традиционном механизме триггера по потоку, то есть более высокая чувствительность триггера может снизить возможность ложного срабатывания триггера, но также может увеличить усилие пациента на срабатывание триггера вдоха, приводя к относительно значительной задержке вдоха, даже к неэффективному усилию вдоха пациента; напротив, малая чувствительность триггера может снизить усилие пациента на срабатывание триггера вдоха, но привести к ложному срабатыванию триггера. В режиме PSV, например, классические формы волны потока и давления в ходе вентиляции изображены на фиг. 2. Существуют две очевидные характеристики в начальном вдохе пациента, т.е. снижение давления в дыхательных путях и увеличение потока. При использовании механизма триггера по потоку, если контролируемый поток выше установленной чувствительность триггера по потоку, выполняется переключение с выдоха на вдох, называемое триггером. Во избежание ложного срабатывания триггера, относительно высокую чувствительность триггера по потоку обычно устанавливают за счет напрасной траты усилия вдоха пациента. Как изображено на фиг. 3, форма волны обычного ложного срабатывания триггера не содержит очевидной характеристики вдоха пациента, а именно снижения давления в дыхательных путях. Таким образом, согласно пониманию характеристики формы волны ложного срабатывания триггера на практике механизм триггера по потоку,предоставленный настоящим патентом, объединил снижение давления в дыхательных путях в качестве критерия определения переключения с выдоха на вдох, то есть триггер срабатывает, когда поток выше установленной чувствительности триггера по потоку, и давление в дыхательных путях ниже определенной фиксированной пороговой величины. Таким образом, более низкая чувствительность потока может быть установлена без ложного срабатывания триггера, таким образом можно сохранить усилие вдоха пациента. Путем комбинирования снижения давления в дыхательных путях, хотя и можно избежать большинства ложных срабатываний триггера исходя из того, что триггер обладает достаточной чувствительностью, ложное срабатывание триггера также может быть вызвано установленной более низкой чувствительностью. Учитывая данный факт, настоящий патент предоставляет механизм саморегулирующегося триггера по потоку, основанный на получении информации о времени спонтанного выдоха пациента, для полного решения противоречия установки чувствительности потока. Суть данной технологии изображена на фиг. 4. Данная идея происходит от понимания того, что респираторный цикл (или цикл выдоха) пациента, обладающего способностью спонтанного триггера вдоха,стабилен в течение определенного периода. Следовательно, чувствительность триггера по потоку может быть установлена согласно прогнозированному времени вдоха пациента, то есть более низкую чувствительность триггера устанавливают в момент, когда пациент, скорее всего, сделает вдох, но более высокую чувствительность триггера устанавливают перед этим моментом. В данном случае прогнозирование времени начала вдоха пациента основано на получении информации о времени выдоха в предыдущих нескольких циклах дыхания в ходе вентиляции. Как изображено на фиг. 4, ограничивающий период триггера TElim, в течение которого не происходит определение триггера, обычно присутствует в начале каждого выдоха, эта стратегия используется во многих существующих аппаратах искусственной вентиляции легких, то есть переключение с выдоха на вдох не разрешено в данный период. Период TElearn обозначает время спонтанного выдоха пациента,определенного по меньшей мере из одного предыдущего цикла вентиляции. Для выдоха в период после периода TElim, но до периода TElearn, чувствительность триггера по потоку монотонно увеличивают. В данном случае три кривые монотонного снижения чувствительности, т.е. линейная кривая, экспоненциальная кривая и секционная кривая, изображены, например на фиг. 2-4 соответственно. Что касается кривой 1 на фиг. 4, а именно кривой линейного снижения чувствительности, чувстви-3 023035 тельность триггера во время t (TElimtTElearn), т.е. ITS(t), рассчитывают по формуле (1) Что касается кривой 2, а именно кривой экспоненциального снижения чувствительности, чувствительность триггера во время t (TElimtTElearn), т.е. ITS(t), рассчитывают по формуле (2) где временная константаэкспоненциальной функции ехр[] в формуле (2) является постоянной, которая может отличаться в зависимости от ситуаций. Что касается кривой 3, а именно кривой секционного снижения чувствительности, чувствительность триггера во время t (TElimtTElearn), т.е. ITS(t), рассчитывают по формуле (3) где Tb обозначает некоторый момент вблизи окончания периода TElearn и может быть постоянным в зависимости от ситуаций. Блок-схема настоящей технической схемы изображена на фиг. 5, где расчет в процессе 1 представлен вышеуказанными формулами (1), (2) или (3). Период TElearn в каждой вентиляции процесса 2 обновляется по формуле (4) где TElearn(i) обозначает время спонтанного выдоха пациента, обновленное получением информации из текущего цикла вентиляции, и TEi обозначает время текущего выдоха,является константой от 0 до 1 и предпочтительно равно 0,8. Следует отметить, что этапы, изображенные на блок-схемах графических материалов, могут быть выполнены набором команд, выполняемых компьютером в компьютерной системе. Хотя в блок-схеме изображен логический порядок, изображенные или проиллюстрированные этапы в определенном случае могут быть выполнены в порядке, отличном от него. Устройство управления триггером вдоха предоставлено согласно варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 6 изображена принципиальная схема устройства управления триггером вдоха согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Как изображено на фиг. 6, устройство содержит контролирующий модуль 602, оценивающий модуль 604 и определяющий модуль 606. Контролирующий модуль 602 предназначен для контроля за величиной параметра в дыхательных путях при выдохе; оценивающий модуль 604 предназначен для определения достижения величиной параметра величины триггера и определяющий модуль 606 предназначен для определения необходимости переключения с выдоха на вдох согласно результату оценивания. Предпочтительно величина параметра в дыхательных путях содержит величину давления в дыхательных путях или потока в дыхательных путях. Предпочтительно устройство управления триггером вдоха также содержит приемный модуль, приспособленный для приема информации о параметрах, введенной пользователем; и получающий модуль,приспособленный для получения величины триггера согласно информации о параметрах. Вариант осуществления настоящего изобретения также предоставляет аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий вышеуказанное устройство управления триггером вдоха. Как можно увидеть из вышеприведенного описания, настоящее изобретение реализовало простое управление триггером вдоха. Кроме этого, настоящее изобретение решило проблему асинхронизации между человеком и машиной, вызванной установленной нарушенной чувствительностью триггера в обычном механизме триггера по потоку, такой как задержка вдоха, неэффективное усилие вдоха пациента и ложное срабатывание триггера. Таким образом, механизм триггера согласно изобретению может обеспечить, что усилие пациента на срабатывание триггера вдоха может быть снижено как можно больше, но не вызывая ложного срабатывания триггера. Кроме этого, настоящее изобретение не требует изменения интерфейса установки традиционного механизма триггера по потоку, а именно наибольшую чувствительность триггера по потоку по-прежнему устанавливает пользователь. Кроме этого, расчет технической схемы настоящего изобретения является небольшим. Очевидно, специалисту в данной области будет понятно, что соответствующие модули или этапы настоящего изобретения, как упомянуто выше, могут быть реализованы с помощью обычного вычислительного устройства и могут быть интегрированы в одно вычислительное устройство или распределены по сети, состоящей из нескольких вычислительных устройств. Необязательно, модули или этапы могут быть реализованы с помощью программных кодов, выполняемых вычислительным устройством, и, следовательно, могут быть сохранены в устройстве хранения для выполнения вычислительным устройством, или встроены в соответствующие модули интегральных схем, или несколько модулей или этапов встроены в один модуль интегральной схемы. Таким образом, настоящее изобретение не ограничено ка-4 023035 кой-либо определенной конфигурацией аппаратного и программного обеспечения. Вышеприведенные описания являются лишь предпочтительными вариантами осуществления настоящего изобретения, которые не используются для ограничения настоящего изобретения. Специалисту в данной области будет очевидно, что настоящее изобретение может быть подвергнуто различным модификациям и изменениям. Любые изменения, эквиваленты, улучшения и т.д в пределах принципа настоящего изобретения также находятся в пределах объема защиты настоящего изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ управления триггером вдоха, включающий контроль величины параметра, такого как давление или поток в дыхательных путях при выдохе; определение момента достижения указанным параметром значения параметра срабатывания триггера вдоха, которое может быть установлено согласно прогнозированному времени вдоха пациента в течение цикла спонтанного выдоха пациента; переключение аппарата искусственной вентиляции легких с выдоха на вдох, если параметр достигает значения параметра срабатывания триггера вдоха. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют контроль изменения величины указанного параметра в дыхательных путях, при этом определение достижения этим параметром значения параметра срабатывания триггера предусматривает определение достижения указанным параметром в дыхательных путях чувствительности триггера. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед определением достижения указанным параметром в дыхательных путях значения параметра срабатывания триггера способ дополнительно включает прием значения указанного параметра в дыхательных путях и получение значения параметра срабатывания триггера согласно полученному значению указанного параметра в дыхательных путях. 4. Устройство управления триггером вдоха, содержащее контролирующий модуль, выполненный с возможностью контроля величины параметра, такого как давление или поток в дыхательных путях при выдохе; оценивающий модуль, выполненный с возможностью определения момента достижения указанным параметром значения параметра срабатывания триггера; и определяющий модуль, выполненный с возможностью переключения с выдоха на вдох, если параметр достигает значения параметра срабатывания триггера вдоха,причем устройство управления триггером вдоха выполнено с возможностью установки значения параметра срабатывания триггера согласно прогнозированному времени вдоха пациента в течение цикла спонтанного выдоха пациента. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что дополнительно содержит приемный модуль, выполненный с возможностью приема значения указанного параметра в дыхательных путях; и получающий модуль, выполненный с возможностью получения значения этого параметра срабатывания триггера согласно полученному значению указанного параметра в дыхательных путях. 6. Аппарат искусственной вентиляции легких, содержащий устройство управления триггером вдоха по любому из пп.4, 5.