專利名稱：一種呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)中容錯(cuò)的方法和裝置的制作方法
一種呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)中容錯(cuò)的方法和裝置技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)用的呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種呼吸力學(xué)監(jiān) 測系統(tǒng)中容錯(cuò)的方法和裝置。背景技術(shù)：
在醫(yī)用監(jiān)護(hù)中，呼吸力學(xué)模塊可以直接測量出人體呼吸氣流的流量和 氣路中的壓力，并描繪出兩個(gè)基本參數(shù)的實(shí)時(shí)呼吸波形，利用這兩個(gè)參數(shù)周期性的變化規(guī)律計(jì)算出18個(gè)臨床使用的導(dǎo)出參數(shù)。呼吸力學(xué)模塊得到這 些參數(shù)后以串行通訊的方式發(fā)送這些參數(shù)的數(shù)值去控制麻醉機(jī)、呼吸機(jī)或 監(jiān)護(hù)儀。由于呼吸力學(xué)監(jiān)測參數(shù)直接對麻醉機(jī)、呼吸機(jī)的通氣控制起反饋 作用，如果這些參數(shù)有誤，可能導(dǎo)致麻醉機(jī)、呼吸機(jī)或監(jiān)護(hù)儀錯(cuò)誤動(dòng)作， 從而導(dǎo)致通氣的嚴(yán)重失常，甚至危及病人的生命。所以在呼吸力學(xué)監(jiān)測系 統(tǒng)中，呼吸波形周期及吸氣相和呼氣相的相位識(shí)別尤為重要，因?yàn)楹粑?期和相位識(shí)別錯(cuò)誤就會(huì)輸出錯(cuò)誤的導(dǎo)出參數(shù)，例如在吸氣相時(shí)輸出非吸氣 相的參數(shù)，或不在吸氣相時(shí)輸出吸氣相的參數(shù)，這些都會(huì)導(dǎo)致麻醉機(jī)、呼 吸機(jī)或監(jiān)護(hù)儀錯(cuò)誤控制?，F(xiàn)有的呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)中的呼吸周期及相位識(shí)別通常用到的是零點(diǎn) 跨越式波形識(shí)別方法，這是新近興起的一種比較可靠的波形識(shí)別方法。這 種識(shí)別方法將呼吸周期分為兩個(gè)相1和2，和一個(gè)臨界點(diǎn)3。通過對流量數(shù)值 的判斷改變呼吸相位標(biāo)識(shí)變量的數(shù)值，從而判斷呼吸周期乃至一個(gè)周期的不同階段(如圖l所示)。下面舉例說明這種波形識(shí)別的方法設(shè)當(dāng)前流量采樣點(diǎn)的標(biāo)識(shí)為cur_point—sign ，前一個(gè)采樣點(diǎn)的正、負(fù)標(biāo)識(shí)為 pre_point_sign ，當(dāng)采樣點(diǎn)的標(biāo)識(shí)置為l時(shí)表示當(dāng)前流量為正，當(dāng)采樣點(diǎn)的 標(biāo)識(shí)置為-l時(shí)表示當(dāng)前流量為負(fù)；呼吸周期所處階段為wave—counter,其中 wave—counter等于"1"表示呼吸周期處于吸氣相；wave—counter等于"2" 表明呼吸周期處于呼氣相；wave—counter等于"3"表示呼吸周期結(jié)束點(diǎn)， wave—counter等于"0"表示未識(shí)別到呼吸波形。則呼吸識(shí)別的流程如圖2 所示。
根據(jù)實(shí)時(shí)的流量值，識(shí)別出呼吸周期。如果流量的值大于零點(diǎn)逾越值，則認(rèn)為流量符號(hào)為正，cur_point—sign置l;如果流量的值小于負(fù)的零點(diǎn)逾越 值，則認(rèn)為流量符號(hào)為負(fù)，Cm"_point—sign置一l。關(guān)鍵點(diǎn)符號(hào)等于當(dāng)前點(diǎn)符 號(hào)與前一點(diǎn)符號(hào)的乘積，若為負(fù)則波形計(jì)數(shù)器加l;當(dāng)前點(diǎn)標(biāo)識(shí) curjpoint—sign的符號(hào)付給前一點(diǎn)標(biāo)識(shí)prejoint—sign的符號(hào)。由于"1"點(diǎn)應(yīng) 該是吸氣起始點(diǎn)，所以當(dāng)波形計(jì)數(shù)器等于l而流量小于負(fù)零點(diǎn)逾越值時(shí)(說 明呼吸正處于呼氣階段)，將其置0。這樣，當(dāng)呼吸周期處于吸氣相的時(shí)候 wave—counter=l ; 處于呼氣相時(shí)wave—counter=2 ; 呼吸周期結(jié)束時(shí) wave—counter^3,同時(shí)進(jìn)入下一周期的吸氣相。當(dāng)wave一countei^O時(shí)，呼吸力 學(xué)檢測系統(tǒng)不輸出呼吸參數(shù)，當(dāng)wave—counteFl時(shí)，輸出是吸氣相的參數(shù)， 當(dāng)wave一counter^2時(shí)，輸出的是呼氣相的參數(shù)。目前的呼吸力學(xué)監(jiān)測大都采用這種呼吸識(shí)別方法，但在實(shí)際應(yīng)用中會(huì) 存在各種干擾，例如機(jī)械噪聲干擾、閥門性能干擾、零點(diǎn)漂移以及突發(fā)性 異常呼吸等都會(huì)使呼吸波形異常，導(dǎo)致呼吸波形識(shí)別失敗。機(jī)械噪聲即包括外界對流量傳感器的物理碰撞所引入的高頻(與呼吸 頻率相比，下同)震蕩信號(hào)也包括外界噪聲氣流干擾形成的高頻虛假信號(hào)。閥門性能干擾通常出現(xiàn)在麻醉機(jī)和呼吸機(jī)的機(jī)械通氣情況下。由于吸 氣閥關(guān)閉不嚴(yán)(調(diào)查發(fā)現(xiàn)市場上多數(shù)吸氣閥或輕或重的具有此特征)，指令 通氣從吸氣相向呼氣相轉(zhuǎn)變的時(shí)候，流量波形通常會(huì)出現(xiàn)一些高頻震蕩波 (如圖3所示)。實(shí)驗(yàn)中觀察發(fā)現(xiàn)，這些震蕩波的幅度比較可觀，通常可以 達(dá)到3 5LPM。這給波形識(shí)別引入了相當(dāng)大的風(fēng)險(xiǎn)。零點(diǎn)漂移是普通差分放大電路難以避免的問題。如果零點(diǎn)飄忽不定而 沒有容錯(cuò)機(jī)制，波形識(shí)別機(jī)制會(huì)錯(cuò)誤的把這樣的漂移判斷為呼吸周期。另外，由于病人咳嗽或打噴嚏，在沒有容錯(cuò)機(jī)制的情況下也會(huì)引起監(jiān) 測參數(shù)的突變，導(dǎo)致參數(shù)計(jì)算錯(cuò)誤，甚至波形識(shí)別錯(cuò)誤。但是這種零點(diǎn)跨越式波形識(shí)別方法的容錯(cuò)機(jī)制不理想，不能有效解決 這些干擾問題。為了確保能正常使用，因此建立一系列針對這種識(shí)別方法而又適合臨 床需求的容錯(cuò)機(jī)制，對原有方法進(jìn)行改進(jìn)相當(dāng)急迫。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的主要目的就是為了解決上述問題，提供一種用于呼吸力學(xué)監(jiān) 測系統(tǒng)中的容錯(cuò)的方法和裝置，消除異常的導(dǎo)出參數(shù)，從而避免導(dǎo)致麻醉 機(jī)、呼吸機(jī)或監(jiān)護(hù)儀的錯(cuò)誤控制。
本發(fā)明的次要目的就是為了解決上述問題，提供一種用于呼吸力學(xué)監(jiān) 測系統(tǒng)中的容錯(cuò)的方法和裝置，消除閥門關(guān)閉不嚴(yán)引入的高頻呼吸信號(hào)成 分，排除異常的吸氣相和呼氣相，提高識(shí)別呼吸周期、吸氣相和呼氣相的 準(zhǔn)確率，保證導(dǎo)出參數(shù)的正確性，從而避免導(dǎo)致麻醉機(jī)、呼吸機(jī)或監(jiān)護(hù)儀 的錯(cuò)誤控制。本發(fā)明的又一目的就是為了解決上述問題，提供一種用于呼吸力學(xué)監(jiān) 測系統(tǒng)中的容錯(cuò)的方法和裝置，消除因機(jī)械噪聲干擾、閥門性能干擾、零 點(diǎn)漂移以及突發(fā)性異常呼吸等所導(dǎo)致的誤差，進(jìn)一步提高識(shí)別呼吸周期、 吸氣相和呼氣相的準(zhǔn)確率，保證導(dǎo)出參數(shù)的正確性，從而避免導(dǎo)致麻醉機(jī)、 呼吸機(jī)或監(jiān)護(hù)儀的錯(cuò)誤控制。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)中的容錯(cuò)方法，包括以下步驟呼吸波形識(shí)別步驟根據(jù)呼吸波形識(shí)別呼吸周期的吸氣相、呼氣相和呼吸周期的結(jié)束點(diǎn)，并將呼吸相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為代表吸氣相、呼氣相或呼吸周期結(jié)束點(diǎn)的相應(yīng)標(biāo)識(shí)；參數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算呼吸周期的吸氣相和呼氣相階段的參數(shù)； 異常參數(shù)排除步驟:將參數(shù)計(jì)算步驟后導(dǎo)出的參數(shù)中的異常參數(shù)排除；所述異常參數(shù)排除步驟包括以下步驟A1、以先入先出的方式暫存計(jì)算得到的N個(gè)連續(xù)呼吸周期的導(dǎo)出參數(shù)，其中N〉=3;Bl、比較當(dāng)前周期的參數(shù)值P0與前一非異常波動(dòng)的參數(shù)值Psurp+1， 如果IP0-Psurp+11 < 11/3Psurp+1 ，則執(zhí)行步驟 Cl ;如果 I PO-Psurp+l I 〉 11/3Psurp+11 ，則執(zhí)行步驟Dl;Cl、當(dāng)前周期的參數(shù)值PO為正常點(diǎn)，將計(jì)算得到的最近N個(gè)周期的這一導(dǎo)出參數(shù)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值PO;Dl、則當(dāng)前周期的參數(shù)值PO為異常波動(dòng)點(diǎn)，將計(jì)算得到的最近N個(gè) 相鄰點(diǎn)中除去所有異常波動(dòng)點(diǎn)后的其余點(diǎn)的平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值 PO,并將連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)加l，其中surp為連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)，然后執(zhí) 行步驟E1;El、判斷連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)量是否大于3，如果是，則將這些連續(xù)的N 個(gè)導(dǎo)出參數(shù)點(diǎn)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值PO。其中所述步驟A1中的N優(yōu)選大于或等于3、小于或等于8。 本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是還包括在呼吸周期識(shí)別過程中執(zhí)行的相位判 斷步驟，所述相位判斷步驟包括以下步驟 A2、檢測吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間；B2、將吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間分別與預(yù)先設(shè)定的吸氣極限值和呼 氣極限值進(jìn)行比較，如果吸氣相的延續(xù)時(shí)間小于吸氣極限值，則執(zhí)行步驟C2，如果吸氣相的延續(xù)時(shí)間大于或等于吸氣極限值，則呼吸波形識(shí)別步驟 中設(shè)置的吸氣相標(biāo)識(shí)不變；如果呼氣相的延續(xù)時(shí)間小于呼氣極限值，則執(zhí) 行步驟D2，如果呼氣相的延續(xù)時(shí)間大于或等于呼氣極限值，則呼吸波形識(shí) 別步驟中設(shè)置的呼氣相標(biāo)識(shí)不變；C2、將該波形認(rèn)為是干擾波，并將呼吸波形識(shí)別步驟中設(shè)置的吸氣相 標(biāo)識(shí)強(qiáng)制設(shè)置為未識(shí)別到呼吸波形標(biāo)識(shí)；D2、將呼吸波形識(shí)別步驟中設(shè)置的呼氣相標(biāo)識(shí)強(qiáng)制設(shè)置為吸氣相的標(biāo)識(shí)。在步驟C2之后還包括以下步驟當(dāng)呼吸波形重新進(jìn)入下一個(gè)吸氣相 時(shí)，將該吸氣相階段內(nèi)計(jì)算的參數(shù)覆蓋所述干擾波延續(xù)時(shí)間內(nèi)計(jì)算的所有 參數(shù)。所述相位判斷步驟還可以進(jìn)一步包括以下步驟E2、在呼吸周期結(jié)束時(shí)，判斷吸氣相延續(xù)時(shí)間和呼氣相延續(xù)時(shí)間的比值是否超出預(yù)先設(shè)定的呼吸比值范圍，如果超出，則將該呼吸周期內(nèi)計(jì)算 的所有參數(shù)作廢。本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)是所述呼吸波形識(shí)別步驟包括以下步驟 A3、檢測呼吸氣流的流量值；B3、當(dāng)流量值大于正的閾值時(shí)，置當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)為正值，當(dāng)流 量值小于負(fù)的閾值時(shí)，置當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)為負(fù)值，當(dāng)流量值處于正負(fù) 閾值之間時(shí)，保持當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)不變；C3、判斷當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)與前一個(gè)流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)的乘積是否為 負(fù)值，當(dāng)所述乘積為正值時(shí)則結(jié)束；當(dāng)所述乘積為負(fù)值時(shí)，則執(zhí)行步驟D3;D3、將呼吸相位標(biāo)識(shí)按照吸氣相標(biāo)識(shí)、呼氣相標(biāo)識(shí)、呼吸周期結(jié)束點(diǎn) 標(biāo)識(shí)的順序進(jìn)行晉級，并在呼吸相位標(biāo)識(shí)為呼吸周期結(jié)束點(diǎn)標(biāo)識(shí)時(shí)將呼吸 相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為吸氣相標(biāo)識(shí)。本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)是在所述呼吸波形識(shí)別步驟中，按照時(shí)間順 序采樣實(shí)時(shí)呼吸波形的三個(gè)數(shù)值xl、 x2、 x3，根據(jù)三個(gè)數(shù)值的比較結(jié)果判 斷呼吸波形所處的階段當(dāng)xl〉x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于下降沿；
當(dāng)xl〈x2〈x3時(shí)，該呼吸波形處于上升沿； 當(dāng)x2〉xl且x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于峰值； 當(dāng)x2〈xl且x2〈x3時(shí)，該呼吸波形處于谷值。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提出一種呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)中的容錯(cuò)裝 置，包括呼吸波形識(shí)別模塊，用于根據(jù)呼吸波形識(shí)別呼吸周期的吸氣相、 呼氣相和呼吸周期的結(jié)束點(diǎn)，并將呼吸相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為代表吸氣相、呼氣 相或呼吸周期結(jié)束點(diǎn)的相應(yīng)標(biāo)識(shí)；參數(shù)計(jì)算模塊，用于計(jì)算呼吸波形相應(yīng) 階段的參數(shù)并輸出參數(shù)；和用于響應(yīng)呼吸波形識(shí)別模塊和參數(shù)計(jì)算模塊的 輸出、將導(dǎo)出參數(shù)中的異常參數(shù)排除的異常參數(shù)排除模塊，所述異常參數(shù) 排除模塊包括先入先出存儲(chǔ)器，用于暫存計(jì)算得到的N個(gè)連續(xù)呼吸周期 的導(dǎo)出參數(shù)，其中N〉二3;第一比較單元，用于將當(dāng)前周期的參數(shù)值P0與 前一非異常波動(dòng)的參數(shù)值Psurp+1進(jìn)行比較；第一處理單元，用于在 I P0-Psurp+l i < i l/3Psurp+l |時(shí)，將計(jì)算得到的最近N個(gè)周期的這一導(dǎo)出參 數(shù)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值PO;在 IPO-Psurp+11 〉 I l/3Psurp+l |時(shí)，將計(jì)算得到的最近N個(gè)相鄰點(diǎn)中除去所有 異常波動(dòng)點(diǎn)后的其余點(diǎn)的平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值PO，并將連續(xù)異常 波動(dòng)點(diǎn)數(shù)加l，其中surp為連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)；第二處理單元，用于判斷 連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)量是否大于3，如果是，則將這些連續(xù)的N個(gè)導(dǎo)出參數(shù)點(diǎn)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值PO。本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)是還包括相位判斷模塊，所述相位判斷模塊包 括時(shí)間檢測單元，用于檢測吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間；時(shí)間判斷單元， 用于將吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間分別與預(yù)先設(shè)定的吸氣極限值和呼氣極 限值進(jìn)行比較；第三處理單元，用于根據(jù)時(shí)間判斷單元的判斷結(jié)果控制呼 吸相位標(biāo)識(shí)的設(shè)置，在吸氣相的延續(xù)時(shí)間小于吸氣極限值時(shí)，將該波形認(rèn) 為是干擾波，并將呼吸相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為未識(shí)別到呼吸波形標(biāo)識(shí)；在吸氣相 的延續(xù)時(shí)間大于或等于吸氣極限值時(shí)，則控制呼吸相位標(biāo)識(shí)不變；在呼氣 相的延續(xù)時(shí)間小于呼氣極限值時(shí)，則將呼吸相位標(biāo)識(shí)強(qiáng)制設(shè)置為吸氣相標(biāo) 識(shí)；在呼氣相的延續(xù)時(shí)間大于或等于呼氣極限值時(shí)，則控制呼吸相位標(biāo)識(shí) 不變；呼吸比值判斷單元，用于在呼吸周期結(jié)束時(shí)，判斷吸氣相延續(xù)時(shí)間 和呼氣相延續(xù)時(shí)間的比值是否超出預(yù)先設(shè)定的呼吸比值范圍，如果超出， 則將該呼吸周期內(nèi)計(jì)算的所有參數(shù)作廢；所述參數(shù)計(jì)算模塊還響應(yīng)呼吸波 形識(shí)別模塊輸出的呼吸相位標(biāo)識(shí)，在呼吸波形重新進(jìn)入下一個(gè)吸氣相時(shí)， 將該吸氣相階段內(nèi)計(jì)算的參數(shù)覆蓋所述干擾波延續(xù)時(shí)間內(nèi)計(jì)算的所有參數(shù)。
本發(fā)明的更進(jìn)一步改進(jìn)是還包括波形鎖定模塊，所述波形鎖定模塊 包括第二采樣單元，用于按照時(shí)間順序采樣實(shí)時(shí)呼吸波形的三個(gè)數(shù)值xl、 x2、 x3;第二比較單元，用于比較三個(gè)數(shù)值的大??；波形判斷單元，用于 根據(jù)三個(gè)數(shù)值的比較結(jié)果判斷呼吸波形所處的階段當(dāng)xl〉x2〉x3時(shí)，該呼 吸波形處于下降沿；當(dāng)xKx2〈x3時(shí)，該呼吸波形處于上升沿；當(dāng)x2〉xl 且x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于峰值；當(dāng)x2〈xl且x2〈x3時(shí)，該呼吸波形處 于谷值。
本發(fā)明的有益效果是l)通過對導(dǎo)出參數(shù)進(jìn)行選擇性平均，排除了信號(hào)異常突變對反饋造成的不利影響，保證導(dǎo)出參數(shù)的正確性。2)在呼吸波 形識(shí)別的過程中，根據(jù)呼吸力學(xué)監(jiān)測模塊的測量范圍規(guī)格，結(jié)合呼吸生理 特征計(jì)算出吸氣相和呼氣相的最小時(shí)間，以此為依據(jù)對干擾波形進(jìn)行過濾， 并進(jìn)一步規(guī)定吸入呼出比的極限值，對干擾波形進(jìn)行過濾，有效排除了因 閥門關(guān)閉不嚴(yán)造成的干擾波形，避免了因閥門關(guān)閉不嚴(yán)造成的參數(shù)監(jiān)測錯(cuò) 誤問題，提高識(shí)別呼吸周期、吸氣相和呼氣相的準(zhǔn)確率，保證導(dǎo)出參數(shù)的 正確性，從而消除這些異常波形對參數(shù)監(jiān)測造成的錯(cuò)誤判斷而導(dǎo)致錯(cuò)誤反 饋或錯(cuò)誤診斷，避免對病人的健康甚至生命安全造成威脅。3)在零點(diǎn)跨越 式呼吸波形識(shí)別過程中，通過設(shè)定正負(fù)閾值和鎖定波形，有效消除了微弱 的干擾信號(hào)或者零點(diǎn)漂移被錯(cuò)誤的當(dāng)作呼吸波形進(jìn)行識(shí)別的問題，進(jìn)一步 提高識(shí)別呼吸周期、吸氣相和呼氣相的準(zhǔn)確率。本發(fā)明的特征及優(yōu)點(diǎn)將通過實(shí)施例結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明。

圖1為呼吸波形圖示；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中零點(diǎn)跨越式波形識(shí)別處理流程圖；圖3為吸氣閥關(guān)閉不嚴(yán)引入的流量波形噪聲圖示； 圖4為呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)方框圖；圖5為本發(fā)明另一種實(shí)施例的異常參數(shù)排除法流程圖； 圖6為本發(fā)明一種實(shí)施例的時(shí)間極限容錯(cuò)法處理流程圖； 圖7為本發(fā)明另一種實(shí)施例的設(shè)正負(fù)閾值的波形識(shí)別方法示意圖； 圖8為本發(fā)明另一種實(shí)施例的設(shè)正負(fù)閾值的波形識(shí)別流程圖； 圖9為本發(fā)明一種實(shí)施例的容錯(cuò)裝置方框圖。
具體實(shí)施方式具體實(shí)施例一、如圖4所示，呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)的主要組成部分包括
傳感器裝置部分、模擬放大電路部分、AD采集部分、波形數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理部分以及波形和參數(shù)顯示部分，如果呼吸力學(xué)監(jiān)測模塊用于麻醉機(jī)或 呼吸機(jī)，處理后的參數(shù)通常也用于對通氣控制的反饋。本發(fā)明的菠形識(shí)別 方法及裝置都發(fā)生在波形數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)處理部分。本實(shí)施例通過對呼吸力學(xué)檢測系統(tǒng)輸出的參數(shù)采用異常參數(shù)排除法進(jìn) 行容錯(cuò)處理，以保證呼吸周期參數(shù)的正確性。其具體流程圖如圖5所示。為了避免導(dǎo)出參數(shù)的大幅度波動(dòng)而對控制機(jī)制造成錯(cuò)誤的反饋，在所有 導(dǎo)出參數(shù)采集或者計(jì)算得到以后，這些數(shù)據(jù)被送入一個(gè)數(shù)據(jù)處理機(jī)制進(jìn)行 異常排除法容錯(cuò)處理。本機(jī)制在存儲(chǔ)器中開辟了長度為13(13個(gè)導(dǎo)出參 數(shù))x8 (最大8個(gè)連續(xù)采樣點(diǎn))x32bits (數(shù)據(jù)長度)的RAM (隨機(jī)存儲(chǔ)器) 存儲(chǔ)空間，用于處理導(dǎo)出參數(shù)的連續(xù)采樣點(diǎn)數(shù)可以選擇，但是必須是3-8個(gè)， 最少3個(gè)是因?yàn)楫惓｜c(diǎn)連續(xù)出現(xiàn)3個(gè)時(shí)被恢復(fù)為正常點(diǎn)，最多8個(gè)是一個(gè)經(jīng)驗(yàn) 數(shù)值。該機(jī)制以先入先出(FIFO)的原則記錄N個(gè)呼吸周期的導(dǎo)出參數(shù) P0 Pn-l，N優(yōu)選為3-8。用變量Surp來記錄出現(xiàn)異常波動(dòng)點(diǎn)的次數(shù)。先將當(dāng) 前參數(shù)值PO與前一非異常波動(dòng)的這個(gè)參數(shù)值Psurp+l進(jìn)行比較，例如Surp二2 時(shí)，當(dāng)前參數(shù)值P0與其前面的P3比較，因?yàn)镻1、 P2都是異常波動(dòng)點(diǎn)。在當(dāng) 前參數(shù)值PO與前一非異常波動(dòng)的這個(gè)參數(shù)值Psurp+l之差的絕對值小于 U/3Psurp+ll的情況下，認(rèn)為該參數(shù)沒有出現(xiàn)異常波動(dòng)，則使Surp^;在 1P0-Psurp+ll之差大于ll/3Psu卬+ll的情況下，初步認(rèn)為PO屬于異常波動(dòng)點(diǎn)， 變化過大的孤立點(diǎn)被認(rèn)為是異常波動(dòng)點(diǎn)，為不可要點(diǎn)，該點(diǎn)不參與算術(shù)平 均，只計(jì)算N個(gè)導(dǎo)出參數(shù)中除去其中的所有異常波動(dòng)點(diǎn)后的其余參數(shù)的算術(shù) 平均值，例如Pl Pn-l的平均值，并將該平均值代替PO,并使異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù) 加l，即使Surp二Surp+l。當(dāng)連續(xù)3次出現(xiàn)異常波動(dòng)點(diǎn)時(shí)，認(rèn)為這三個(gè)點(diǎn)為正 常波動(dòng)，從而恢復(fù)這三點(diǎn)為可要點(diǎn)。如果連續(xù)出現(xiàn)的異常點(diǎn)小于3個(gè)，那么 這些點(diǎn)被最終認(rèn)定為異常波動(dòng)點(diǎn)。這些異常點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值被該點(diǎn)之前最近 一個(gè)非異常波動(dòng)點(diǎn)的參數(shù)數(shù)值代替，進(jìn)而進(jìn)行連續(xù)N點(diǎn)的算術(shù)平均，將該平 均值代替PO。將PO傳輸給上位機(jī)，對后面的呼吸機(jī)、麻醉機(jī)等進(jìn)行反饋控 制，由于保證了當(dāng)前參數(shù)值PO的正確，所以避免了對后面的呼吸機(jī)、麻醉 機(jī)等的錯(cuò)誤反饋，從而避免了呼吸機(jī)、麻醉機(jī)的錯(cuò)誤動(dòng)作。本實(shí)施例祛除了異常(孤立)的突變點(diǎn)，保留了正常的突變點(diǎn)，從而保 證了傳輸?shù)缴衔粰C(jī)的參數(shù)的準(zhǔn)確性。
具體實(shí)施例二、在具體實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，為進(jìn)一步消除閥門關(guān)閉不嚴(yán) 引入的高頻呼吸信號(hào)成分(波動(dòng)周期小于呼吸周期測量范圍底限的波形)，在依據(jù)呼吸波形所處狀態(tài)(wave—counter)對呼吸周期各導(dǎo)出參數(shù)進(jìn)行計(jì) 算或采集時(shí)，增加對吸氣時(shí)間和對呼氣時(shí)間以及IE比(即呼吸時(shí)間比)的 判定。例如，對于吸氣時(shí)間小于160ms，呼氣時(shí)間小于200ms的波形，以及 IE比在4: IO之外的呼吸周期，將其一律認(rèn)為是干擾信號(hào)而不進(jìn)行導(dǎo)出參數(shù)的刷新和發(fā)送，因該方法與吸氣和呼氣的時(shí)間有關(guān)，可稱為時(shí)間極 限法。其處理流程如圖6所示，包括以下步驟在參數(shù)計(jì)算的流程中設(shè)置了時(shí)間參考量作為呼吸周期的時(shí)間參照。 wave—counter從波形識(shí)別步驟中傳遞而來(例如從圖2中的wave—counter遞 增步驟)，作為參數(shù)計(jì)算的又一參照量，標(biāo)識(shí)了呼吸周期所處的狀態(tài)。其中 "1"表示呼吸周期處于吸氣相；"2"表明呼吸周期處于呼氣相；"3"表示 呼吸周期結(jié)束點(diǎn)，在這一時(shí)刻呼吸力學(xué)監(jiān)測模塊將完成周期參數(shù)計(jì)算、參 數(shù)傳送等一系列工作。在步驟IO，當(dāng)wave—counter二l (即認(rèn)為呼吸波形進(jìn)入吸氣相)時(shí)，開始 計(jì)時(shí)，并執(zhí)行步驟ll，計(jì)算吸氣相內(nèi)的所有參數(shù)，包括容積積分、吸氣時(shí) 間、吸氣峰值流量、峰值壓力等。在步驟12，當(dāng)吸氣結(jié)束時(shí)(S卩wave—counter從l轉(zhuǎn)變?yōu)?的時(shí)候)讀取時(shí) 間值，然后執(zhí)行步驟13;在步驟13，將吸氣時(shí)間(即吸氣相的延續(xù)時(shí)間)和預(yù)先設(shè)定的吸氣極 限值進(jìn)行比較，如果吸氣相的延續(xù)時(shí)間小于吸氣極限值，則執(zhí)行步驟20， 將該波形認(rèn)為是干擾波，并將wave_counter強(qiáng)制設(shè)置為0 (即未識(shí)別到呼 吸波形)，當(dāng)呼吸波形又進(jìn)入新的吸氣相時(shí)，干擾波中進(jìn)行的所有參數(shù)計(jì)算 被覆蓋。如果吸氣相的延續(xù)時(shí)間大于或等于吸氣極限值，則呼吸波形識(shí)別 步驟中設(shè)置的吸氣相標(biāo)識(shí)不變，然后執(zhí)行步驟14; 在步驟14，計(jì)算呼氣相內(nèi)的所有參數(shù)；在步驟15，當(dāng)呼吸周期結(jié)束時(shí)(wave—counter等于3時(shí))讀取時(shí)間值， 然后執(zhí)行步驟16;在步驟16，將呼氣時(shí)間(即呼氣相的延續(xù)時(shí)間)和預(yù)先設(shè)定的呼氣極 限值進(jìn)行比較，如果呼氣時(shí)間小于呼氣極限值，說明所識(shí)別到的呼氣相是 干擾波，吸氣相實(shí)際并未結(jié)束。此時(shí)強(qiáng)制將wave—counter設(shè)置為l，然后轉(zhuǎn) 向步驟IO，繼續(xù)進(jìn)行吸氣相內(nèi)的參數(shù)計(jì)算，直到進(jìn)入新的呼氣相。如果呼
氣相的延續(xù)時(shí)間大于或等于呼氣極限值，則呼吸波形識(shí)別步驟中設(shè)置的呼 氣相標(biāo)識(shí)不變，然后執(zhí)行步驟17;在步驟17，執(zhí)行呼吸周期參數(shù)計(jì)算和處理，然后執(zhí)行步驟18;在步驟18，呼吸周期結(jié)束時(shí)，得到吸氣和呼氣時(shí)間之比(IE比)，判斷IE比是否超出預(yù)先設(shè)定的呼吸比值范圍，如果超出，即IE比超出監(jiān)測范圍(早己超出生理范圍)，說明此次呼吸周期的監(jiān)測沒有參考價(jià)值，其原 因可能是氣道管路斷開后又接上或者其他不可預(yù)料的事件。此時(shí)將本次監(jiān)測周期中所監(jiān)測到的數(shù)據(jù)作廢(即不向上位機(jī)發(fā)送)，并將wave—counter 強(qiáng)制設(shè)置為0，轉(zhuǎn)向步驟20，等待新的吸氣相。如果沒有超出呼吸比值范 圍，則執(zhí)行步驟19，向上位機(jī)發(fā)送參數(shù)。本實(shí)施例有效排除了因閥門關(guān)閉不嚴(yán)造成的干擾波形。 具體實(shí)施例三、本實(shí)施例是在具體實(shí)施例一、二的基礎(chǔ)上繼續(xù)改進(jìn)的 方案，呼吸波形識(shí)別方法采用零點(diǎn)跨越式識(shí)別方式，只是增加正負(fù)閾值的 設(shè)置，如圖7所示，監(jiān)測到的流量值也與正負(fù)閾值進(jìn)行比較，而不是像現(xiàn) 有技術(shù)中與"O"比較。本實(shí)施例的呼吸波形識(shí)別流程如圖8所示，包括以 下步驟在步驟30，檢測呼吸氣流的流量值，然后執(zhí)行步驟31;在步驟31，當(dāng)流量值大于正的閾值時(shí)，置cur_point—sign=l，當(dāng)流量 值小于負(fù)的閾值時(shí)，置curjoint—sign--l,當(dāng)流量值處于正負(fù)閾值之間時(shí)， 保持當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)不變，然后執(zhí)行步驟32;在步驟32，判斷curjoint—sign與prejoint—sign的乘積是否為-1，當(dāng) 所述乘積為+1時(shí)則結(jié)束該次識(shí)別；當(dāng)所述乘積為-l時(shí)，則執(zhí)行步驟33;在步驟33，將呼吸相位標(biāo)識(shí)wave—counter加1，然后執(zhí)行步驟34;在步驟34，將cur_point—sign的值賦予pre_point—sign，然后執(zhí)行步驟35;在步驟35，判斷Wave_COunter=l且流量<0是否成立，如果是則執(zhí)行 步驟36;如果不是則執(zhí)行步驟37;在步驟36，將wave—counter強(qiáng)制設(shè)置為0，然后結(jié)束該次識(shí)別；在步驟37，判斷是否是wave—counter=3，如果是，則執(zhí)行步驟38， 將WaVe_Counter設(shè)置為1，如果不是則結(jié)束該次識(shí)別。本實(shí)施例有效排除了微弱的干擾信號(hào)和零點(diǎn)漂移。具體實(shí)施例四、本實(shí)施例采用上升、下降沿鎖定法進(jìn)一步改善呼吸周 期的識(shí)別
在參數(shù)監(jiān)測時(shí)，對流量和壓力的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)各設(shè)置3個(gè)數(shù)據(jù)長度的緩存xl， x2和x3,在每一個(gè)時(shí)刻比較這三點(diǎn)數(shù)值的大小。這三個(gè)點(diǎn)就是實(shí)時(shí)采集 的流量波形參數(shù)，采樣頻率可以為100Hz，也就是說每隔0.01秒采集一個(gè)點(diǎn)， xl，x2， x3為三個(gè)連續(xù)點(diǎn)。當(dāng)xl〉x2〉x3時(shí)，該參數(shù)波形處于下降沿；當(dāng)xl〈x2〈x3時(shí)，該參數(shù)波形處于上升沿；當(dāng)x2〉xl且x2〉x3時(shí)，該參數(shù)波形處于峰值；當(dāng)x2〈xl且x2〈x3時(shí)，該參數(shù)波形處于谷值。利用這種容錯(cuò)方法準(zhǔn)確的將壓力和流量波形(壓力和流量波形與容積波 形統(tǒng)稱呼吸波形)所處的階段進(jìn)行鎖定，從而進(jìn)一步掌握了呼吸在每一個(gè) 時(shí)刻所處的階段。為波形識(shí)別提供了進(jìn)一步信息，根據(jù)這個(gè)信息可以增強(qiáng) 波形識(shí)別的準(zhǔn)確性，將異常波形鑒別出來。如圖9所示為根據(jù)上述方法形成的優(yōu)選裝置，包括呼吸波形識(shí)別模塊、 參數(shù)計(jì)算模塊和異常參數(shù)排除模塊。呼吸波形識(shí)別模塊用于根據(jù)呼吸波形 識(shí)別呼吸周期的吸氣相、呼氣相和呼吸周期的結(jié)束點(diǎn)，并將呼吸相位標(biāo)識(shí) 設(shè)置為代表吸氣相、呼氣相或呼吸周期結(jié)束點(diǎn)的相應(yīng)標(biāo)識(shí)；參數(shù)計(jì)算模塊 用于計(jì)算呼吸波形相應(yīng)階段的參數(shù)并輸出參數(shù)；異常參數(shù)排除模塊響應(yīng)呼吸波形識(shí)別模塊和參數(shù)計(jì)算模塊的輸出，將導(dǎo)出參數(shù)中的異常參數(shù)排除。 異常參數(shù)排除模塊包括先入先出存儲(chǔ)器、第一比較單元、第一處理單元和 第二處理單元。先入先出存儲(chǔ)器與參數(shù)計(jì)算模塊相連，暫存參數(shù)計(jì)算模塊 計(jì)算得到的N個(gè)連續(xù)呼吸周期的導(dǎo)出參數(shù)，其中沿=3;第一比較單元用于 將當(dāng)前周期的參數(shù)值P0與前一非異常波動(dòng)的參數(shù)值Psurp+1進(jìn)行比較;第 一處理單元用于在I P0-Psurp+11 〈 i l/3Psurp+l |時(shí)，將計(jì)算得到的N個(gè)導(dǎo)出 參數(shù)的平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0;在IP0-Psurp+11 〉 11/3P surp+l | 時(shí)，將N個(gè)導(dǎo)出參數(shù)中除去所有異常波動(dòng)點(diǎn)后的其余點(diǎn)的平均值代替當(dāng)前 周期的參數(shù)值PO，并將連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)surp加1;第二處理單元用于判 斷連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)是否大于3，如果是，則將這連續(xù)的N個(gè)導(dǎo)出參數(shù)點(diǎn) 的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0。從而避免了當(dāng)前周期的參數(shù)值P0 為突變點(diǎn)，再以參數(shù)值PO對后面的呼吸機(jī)、麻醉機(jī)等進(jìn)行反饋控制。還可以進(jìn)一步包括相位判斷模塊，相位判斷模塊包括時(shí)間檢測單元、 時(shí)間判斷單元、第三處理單元和呼吸比值判斷單元。時(shí)間檢測單元用于檢 測吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間；時(shí)間判斷單元用于將吸氣相和呼氣相的延 續(xù)時(shí)間分別與預(yù)先設(shè)定的吸氣極限值和呼氣極限值進(jìn)行比較；第三處理單 元用于根據(jù)時(shí)間判斷單元的判斷結(jié)果控制呼吸相位標(biāo)識(shí)的設(shè)置，在吸氣相 的延續(xù)時(shí)間小于吸氣極限值時(shí)，將該波形認(rèn)為是干擾波，并將呼吸相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為未識(shí)別到呼吸波形標(biāo)識(shí)；在吸氣相的延續(xù)時(shí)間大于或等于吸氣極 限值時(shí)，則控制呼吸相位標(biāo)識(shí)不變；在呼氣相的延續(xù)時(shí)間小于呼氣極限值 時(shí)，則將呼吸相位標(biāo)識(shí)強(qiáng)制設(shè)置為吸氣相標(biāo)識(shí)；在呼氣相的延續(xù)時(shí)間大于 或等于呼氣極限值時(shí)，則控制呼吸相位標(biāo)識(shí)不變；呼吸比值判斷單元用于 在呼吸周期結(jié)束時(shí)，判斷吸氣相延續(xù)時(shí)間和呼氣相延續(xù)時(shí)間的比值是否超 出預(yù)先設(shè)定的呼吸比值范圍，如果超出，則將該呼吸周期內(nèi)計(jì)算的所有參 數(shù)作廢；參數(shù)計(jì)算模塊還響應(yīng)呼吸波形識(shí)別模塊輸出的呼吸相位標(biāo)識(shí)，在 呼吸波形重新進(jìn)入下一個(gè)吸氣相時(shí)，將該吸氣相階段內(nèi)計(jì)算的參數(shù)覆蓋所 述干擾波延續(xù)時(shí)間內(nèi)計(jì)算的所有參數(shù)。還可以進(jìn)一步包括波形鎖定模塊，具體包括第二采樣單元、第二比較 單元和波形判斷單元。第二采樣單元用于按照時(shí)間順序采樣實(shí)時(shí)呼吸波形 的三個(gè)數(shù)值xl、 x2、 x3;第二比較單元用于比較三個(gè)數(shù)值的大??；波形判 斷單元用于根據(jù)三個(gè)數(shù)值的比較結(jié)果判斷呼吸波形所處的階段當(dāng)xl〉x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于下降沿；當(dāng)xl〈x2〈x3時(shí)，該呼吸波形處于上升沿；當(dāng)x2〉xl且x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于峰值；當(dāng)x2〈xl且x2〈x3時(shí)，該呼吸波形處于谷值。綜上所述，本發(fā)明針對零點(diǎn)跨越式識(shí)別方式容錯(cuò)不足的缺陷，制定了 一系列針對性容錯(cuò)機(jī)制，用較低的成本消除這些異常波形對參數(shù)監(jiān)測造成 的錯(cuò)誤判斷而導(dǎo)致錯(cuò)誤反饋或錯(cuò)誤診斷，進(jìn)而避免了病人的健康甚至生命 安全受到威脅。
權(quán)利要求
1.一種呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)中的容錯(cuò)裝置，包括呼吸波形識(shí)別模塊，用于根據(jù)呼吸波形識(shí)別呼吸周期的吸氣相、呼氣相和呼吸周期的結(jié)束點(diǎn)，并將呼吸相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為代表吸氣相、呼氣相或呼吸周期結(jié)束點(diǎn)的相應(yīng)標(biāo)識(shí)；參數(shù)計(jì)算模塊，用于計(jì)算呼吸波形相應(yīng)階段的參數(shù)并輸出參數(shù)；其特征在于還包括用于響應(yīng)呼吸波形識(shí)別模塊和參數(shù)計(jì)算模塊的輸出、將導(dǎo)出參數(shù)中的異常參數(shù)排除的異常參數(shù)排除模塊，所述異常參數(shù)排除模塊包括先入先出存儲(chǔ)器，用于暫存計(jì)算得到的N個(gè)連續(xù)呼吸周期的導(dǎo)出參數(shù)，其中N＞＝3；第一比較單元，用于將當(dāng)前周期的參數(shù)值P0與前一非異常波動(dòng)的參數(shù)值Psurp+1進(jìn)行比較；第一處理單元，用于在|P0-Psurp+1|＜|1/3Psurp+1|時(shí)，將計(jì)算得到的最近N個(gè)周期的這一導(dǎo)出參數(shù)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0；在|P0-Psurp+1|＞|1/3Psurp+1|時(shí)，將計(jì)算得到的最近N個(gè)相鄰點(diǎn)中除去所有異常波動(dòng)點(diǎn)后的其余點(diǎn)的平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0，并將連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)加1，其中surp為連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)；第二處理單元，用于判斷連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)量是否大于3，如果是，則將這些連續(xù)的N個(gè)導(dǎo)出參數(shù)點(diǎn)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0。
2. 如權(quán)利要求l所述的容錯(cuò)裝置，其特征在于還包括相位判斷模塊，所述相位判斷模塊包括時(shí)間檢測單元，用于檢測吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間； 時(shí)間判斷單元，用于將吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間分別與預(yù)先設(shè)定的 吸氣極限值和呼氣極限值進(jìn)行比較；第三處理單元，用于根據(jù)時(shí)間判斷單元的判斷結(jié)果控制呼吸相位標(biāo)識(shí) 的設(shè)置，在吸氣相的延續(xù)時(shí)間小于吸氣極限值時(shí)，將該波形認(rèn)為是干擾波， 并將呼吸相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為未識(shí)別到呼吸波形標(biāo)識(shí)；在吸氣相的延續(xù)時(shí)間大 于或等于吸氣極限值，則控制呼吸相位標(biāo)識(shí)不變；在呼氣相的延續(xù)時(shí)間小 于呼氣極限值時(shí)，則將呼吸相位標(biāo)識(shí)強(qiáng)制設(shè)置為吸氣相標(biāo)識(shí)；在呼氣相的 延續(xù)時(shí)間大于或等于呼氣極限值時(shí)，則控制呼吸相位標(biāo)識(shí)不變； 呼吸比值判斷單元，用于在呼吸周期結(jié)束時(shí)，判斷吸氣相延續(xù)時(shí)間和 呼氣相延續(xù)時(shí)間的比值是否超出預(yù)先設(shè)定的呼吸比值范圍，如果超出，則 將該呼吸周期內(nèi)計(jì)算的所有參數(shù)作廢；所述參數(shù)計(jì)算模塊還響應(yīng)呼吸波形識(shí)別模塊輸出的呼吸相位標(biāo)識(shí)，在 呼吸波形重新進(jìn)入下一個(gè)吸氣相時(shí)，以該吸氣相階段內(nèi)計(jì)算的參數(shù)覆蓋所 述干擾波延續(xù)時(shí)間內(nèi)計(jì)算的所有參數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的容錯(cuò)裝置，其特征在于:還包括波形鎖定模塊， 所述波形鎖定模塊包括第二采樣單元，用于按照時(shí)間順序采樣實(shí)時(shí)呼吸波形的三個(gè)數(shù)值Xl、 x2、 x3;第二比較單元，用于比較三個(gè)數(shù)值的大??；波形判斷單元，用于根據(jù)三個(gè)數(shù)值的比較結(jié)果判斷呼吸波形所處的階 段當(dāng)xl〉x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于下降沿；當(dāng)xl〈x2〈x3時(shí)，該呼吸波 形處于上升沿；當(dāng)x2〉xl且x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于峰值；當(dāng)x2〈xl且 x2〈x3時(shí)，該呼吸波形處于谷值。
4. 一種呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)中的容錯(cuò)方法，其特征在于包括以下步驟呼吸波形識(shí)別步驟根據(jù)呼吸波形識(shí)別呼吸周期的吸氣相、呼氣相和 呼吸周期的結(jié)束點(diǎn)，并將呼吸相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為代表吸氣相、呼氣相或呼吸 周期結(jié)束點(diǎn)的相應(yīng)標(biāo)識(shí)；參數(shù)計(jì)算步驟計(jì)算呼吸周期的吸氣相和呼氣相階段的參數(shù)；異常參數(shù)排除步驟將參數(shù)計(jì)算步驟后導(dǎo)出參數(shù)中的異常參數(shù)排除； 所述異常參數(shù)排除步驟包括以下步驟A1、以先入先出的方式暫存計(jì)算得到的N個(gè)連續(xù)呼吸周期的導(dǎo)出參數(shù)， 其中N〉二3;Bl、比較當(dāng)前周期的參數(shù)值P0與前一非異常波動(dòng)的參數(shù)值Psurp+1， 如果|P0-Psurp+li〈|l/3Psurp+l ，則執(zhí)行步驟 Cl ;如果 IP0-Psurp+11 > I l/3Psurp+l | ，則執(zhí)行步驟Dl;Cl、當(dāng)前周期的參數(shù)值PO為正常點(diǎn)，將計(jì)算得到的最近N個(gè)周期的 這一導(dǎo)出參數(shù)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0;Dl、則當(dāng)前周期的參數(shù)值PO為異常波動(dòng)點(diǎn)，將計(jì)算得到的最近N個(gè) 相鄰點(diǎn)中除去所有異常波動(dòng)點(diǎn)后的其余點(diǎn)的平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值 P0，并將連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)加l，其中surp為連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)，然后執(zhí) 行步驟E1;El、判斷連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)量是否大于3，如果是，則將這些連續(xù)的 N個(gè)導(dǎo)出參數(shù)點(diǎn)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0。
5. 如權(quán)利要求4所述的容錯(cuò)方法，其特征在于所述步驟A1中的N小于 或等于8。
6. 如權(quán)利要求4所述的容錯(cuò)方法，其特征在于還包括在呼吸周期識(shí)別過程 中執(zhí)行的相位判斷步驟，所述相位判斷步驟包括以下步驟A2、檢測吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間；B2、將吸氣相和呼氣相的延續(xù)時(shí)間分別與預(yù)先設(shè)定的吸氣極限值和呼 氣極限值進(jìn)行比較，如果吸氣相的延續(xù)時(shí)間小于吸氣極限值，則執(zhí)行步驟 C2，如果吸氣相的延續(xù)時(shí)間大于或等于吸氣極限值，則呼吸波形識(shí)別步驟 中設(shè)置的吸氣相標(biāo)識(shí)不變；如果呼氣相的延續(xù)時(shí)間小于呼氣極限值，則執(zhí) 行步驟D2，如果呼氣相的延續(xù)時(shí)間大于或等于呼氣極限值，則呼吸波形識(shí) 別步驟中設(shè)置的呼氣相標(biāo)識(shí)不變；C2、將該波形認(rèn)為是干擾波，并將呼吸波形識(shí)別步驟中設(shè)置的吸氣相 標(biāo)識(shí)強(qiáng)制設(shè)置為未識(shí)別到呼吸波形標(biāo)識(shí)；D2、將呼吸波形識(shí)別步驟中設(shè)置的呼氣相標(biāo)識(shí)強(qiáng)制設(shè)置為吸氣相的標(biāo)識(shí)。
7. 如權(quán)利要求6所述的容錯(cuò)方法，其特征在于在步驟C2之后還包括以 下步驟當(dāng)呼吸波形重新進(jìn)入下一個(gè)吸氣相時(shí)，將該吸氣相階段內(nèi)計(jì)算的 參數(shù)覆蓋所述干擾波延續(xù)時(shí)間內(nèi)計(jì)算的所有參數(shù)。
8. 如權(quán)利要求7所述的容錯(cuò)方法，其特征在于所述相位判斷步驟還包括 以下步驟E2、在呼吸周期結(jié)束時(shí)，判斷吸氣相延續(xù)時(shí)間和呼氣相延續(xù)時(shí)間的比值是否超出預(yù)先設(shè)定的呼吸比值范圍，如果超出，則將該呼吸周期內(nèi)計(jì)算 的所有參數(shù)作廢。
9. 如權(quán)利要求4至8中任一項(xiàng)所述的容錯(cuò)方法，其特征在于所述呼吸波形識(shí)別步驟包括以下步驟A3、檢測呼吸氣流的流量值；B3、當(dāng)流量值大于正的閾值時(shí)，置當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)為正值，當(dāng)流量值小于負(fù)的閾值時(shí)，置當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)為負(fù)值，當(dāng)流量值處于正負(fù)閾值之間時(shí)，保持當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)不變；C3、判斷當(dāng)前流量采樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)與前一個(gè)流量釆樣點(diǎn)標(biāo)識(shí)的乘積是否為 負(fù)值，當(dāng)所述乘積為正值時(shí)則結(jié)束；當(dāng)所述乘積為負(fù)值時(shí)，則執(zhí)行步驟D3;D3、將呼吸相位標(biāo)識(shí)按照吸氣相標(biāo)識(shí)、呼氣相標(biāo)識(shí)、呼吸周期結(jié)束點(diǎn) 標(biāo)識(shí)的順序進(jìn)行晉級，并在呼吸相位標(biāo)識(shí)為呼吸周期結(jié)束點(diǎn)標(biāo)識(shí)時(shí)將呼吸 相位標(biāo)識(shí)設(shè)置為吸氣相標(biāo)識(shí)。
10. 如權(quán)利要求4至9中任一項(xiàng)所述的容錯(cuò)方法，其特征在于在所述 呼吸波形識(shí)別步驟中，按照時(shí)間順序采樣實(shí)時(shí)呼吸波形的三個(gè)數(shù)值xl、x2、 x3，根據(jù)三個(gè)數(shù)值的比較結(jié)果判斷呼吸波形所處的階段當(dāng)xl〉x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于下降沿；當(dāng)xl〈x2〈x3時(shí)，該呼吸波形處于上升沿；當(dāng)x2〉xl且x2〉x3時(shí)，該呼吸波形處于峰值；當(dāng)x2〈xl且x2〈x3時(shí)，該呼吸波形處于谷值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種呼吸力學(xué)監(jiān)測系統(tǒng)中的容錯(cuò)方法和裝置，用于將參數(shù)計(jì)算步驟后導(dǎo)出參數(shù)中的異常參數(shù)排除；以先入先出的方式暫存計(jì)算得到的N個(gè)連續(xù)呼吸周期的導(dǎo)出參數(shù)，比較當(dāng)前周期的參數(shù)值P0與前一非異常波動(dòng)的參數(shù)值Psurp+1，如果|P0-Psurp+1|＜|1/3Psurp+1|，則將計(jì)算得到的最近N個(gè)周期的這一導(dǎo)出參數(shù)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0；如果|P0-Psurp+1|＞|1/3Psurp+1|，則將計(jì)算得到的最近N個(gè)相鄰點(diǎn)中除去所有異常波動(dòng)點(diǎn)后的其余點(diǎn)的平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0，并將連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)加1，當(dāng)連續(xù)異常波動(dòng)點(diǎn)數(shù)量大于3時(shí)將這些連續(xù)的N個(gè)導(dǎo)出參數(shù)點(diǎn)的算術(shù)平均值代替當(dāng)前周期的參數(shù)值P0。本發(fā)明通過對導(dǎo)出參數(shù)進(jìn)行選擇性平均，排除了信號(hào)異常突變對反饋造成的不利影響，保證導(dǎo)出參數(shù)的正確性。
文檔編號(hào)G06F17/00GK101125084SQ20061006222
公開日2008年2月20日 申請日期2006年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月18日
發(fā)明者李新勝, 巍 金 申請人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司