一种二氧化碳排出量、二氧化碳通气当量斜率计算与图形绘制方法、系统及呼吸机与流程

本发明属于呼吸机领域，具体涉及一种二氧化碳排出量、二氧化碳通气当量斜率计算与图形绘制方法、系统及呼吸机。

背景技术：

1、二氧化碳排出量(vco2)是反映机体代谢程度的指标之一，不仅能够反应机体细胞的代谢状态，还与循环、呼吸、血液系统的功能和状态有关。

2、二氧化碳通气当量斜率(ve/vco2 slope)即每分钟通气量与二氧化碳排出量的比值，代表肺通气与血流的匹配度，反映肺通气效率。ve/vco2 slope的计算对完善二氧化碳监测功能参数，丰富二氧化碳监测维度具有重要作用，同时ve/vco2 slope数据还对判断心力衰竭、肥厚型心肌病、肺动脉高压/继发性肺动脉高压、慢性阻塞性肺疾病等疾病的严重程度和预后具有重要的参考作用。

3、目前很多呼吸机上并不包含针对二氧化碳排出量和二氧化碳通气当量斜率的监测，只是简单提供每个呼吸周期的二氧化碳排出量数值，不利于对使用者呼出二氧化碳的检测。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有呼吸机无法针对二氧化碳排出量和二氧化碳通气当量斜率进行监测的缺陷。

2、为了实现上述目的，本发明提出了一种二氧化碳排出量、二氧化碳通气当量斜率计算与图形绘制方法，用于呼吸机二氧化碳通气当量斜率的计算与图形的绘制，所述方法包括：

3、步骤s1：获取呼吸机同一呼吸周期的呼气容积数据ve和二氧化碳分压数据eco2；

4、步骤s2：基于ve和eco2绘制容积曲线和二氧化碳曲线图；

5、步骤s3：基于容积曲线和二氧化碳曲线图确定呼吸周期；

6、步骤s4：基于ve和eco2绘制一个呼吸周期的容积二氧化碳图；

7、步骤s5：根据容积二氧化碳图计算二氧化碳排出量的实时数据；

8、步骤s6：计算二氧化碳排出量；

9、步骤s7：绘制容积-二氧化碳排出量图；

10、步骤s8：根据容积-二氧化碳排出量图计算二氧化碳通气当量斜率。

11、作为上述方法的一种改进，所述步骤s2具体为：

12、以时间为横坐标，以ve为纵坐标，绘制容积曲线图。

13、以时间为横坐标，以eco2为纵坐标，绘制二氧化碳曲线图。

14、作为上述方法的一种改进，所述步骤s3具体为：

15、选取同一呼吸周期内呼气段的容积数据ve和二氧化碳分压数据eco2；

16、选取容积曲线上某一个周期内最高点a为ve的起始点，其后的最低点b即为ve的终止点；

17、选取二氧化碳曲线上同一个周期内最低点d为eco2的起始点，其后的最高点c即为eco2的终止点；二氧化碳曲线上的最低点如果是一个线段，则取线段的中点作为最低点d；

18、a、b之间的数据采样点数量记为n1，d、c之间的数据采样点数量记为n2；取n1和n2中较小的值作为一个呼吸周期，记为n；

19、若n1>n2，截取容积曲线从a开始前n2个点作为该呼吸周期的采样点；若n1<n2，截取二氧化碳曲线从d开始前n1个点作为该呼吸周期的采样点。

20、作为上述方法的一种改进，所述步骤s4具体为：以ve为横坐标，以eco2为纵坐标，绘制容积二氧化碳图。

21、作为上述方法的一种改进，所述步骤s5具体为：

22、将容积二氧化碳图拆分成n-1个相邻的梯形，每个梯形为相邻两个采样点的eco2值和ve值的连线构成；n为一个呼吸周期中的采样点数；

23、从容积二氧化碳图起点开始，依次计算每个梯形的面积得到s1，s2，s3,…，sn-1；

24、将梯形面积逐步累加得到序列：s1，s1+s2，s1+s2+s3,……，s1+s2+s3+…+sn-1，即为二氧化碳排出量的实时数据。

25、作为上述方法的一种改进，所述步骤s6具体为：

26、将一个呼吸周期的二氧化碳排出量s1+s2+s3+…+sn-1乘以相应时刻的呼吸频率，可得到以ml/min为单位的二氧化碳排出量。

27、作为上述方法的一种改进，所述步骤s7具体为：

28、以二氧化碳排出量为横坐标，以ve为纵坐标，绘制容积-二氧化碳排出量图。

29、作为上述方法的一种改进，所述步骤s8具体为：

30、基于容积-二氧化碳排出量图，依次计算每两个相邻数据点连线的直线斜率，得到斜率序列：k1,k2,k3,…，kn-1；n为一个呼吸周期中的采样点数；

31、计算二氧化碳通气当量斜率ve/vco2 slope：

32、ve/vco2 slope＝0.5*(k1+k2+…+kz)/(n-1)+1.5*(kz+1+kz+2+…+kn-1)/(n-1)

33、其中，z＝round((n-1)/2)，round表示四舍五入取整。

34、作为上述方法的一种改进，所述步骤s8具体为：

35、基于容积-二氧化碳排出量图，依次计算每两个相邻数据点连线的直线斜率，得到斜率序列：k1,k2,k3,…，kn-1；n为一个呼吸周期中的采样点数；

36、选择斜率序列的中位数作为二氧化碳通气当量斜率ve/vco2 slope。

37、作为上述方法的一种改进，所述步骤s7还包括：根据二氧化碳排出量绘制二氧化碳排出量曲线图和二氧化碳排出量-容积图；

38、所述二氧化碳排出量曲线图以时间为横坐标，以二氧化碳排出量为纵坐标绘制；

39、所述二氧化碳排出量-容积图以ve为横坐标，以二氧化碳排出量为纵坐标绘制。

40、本技术还提供一种二氧化碳排出量、二氧化碳通气当量斜率计算与图形绘制系统，基于上述方法实现，所述系统包括：

41、获取数据模块，用于获取呼吸机同一呼吸周期的呼气容积数据ve和二氧化碳分压数据eco2；

42、容积曲线和二氧化碳曲线图绘制模块，用于基于ve和eco2绘制容积曲线和二氧化碳曲线图；

43、确定呼吸周期模块，用于基于容积曲线和二氧化碳曲线图确定呼吸周期；

44、容积二氧化碳图绘制模块，用于基于ve和eco2绘制一个呼吸周期的容积二氧化碳图；

45、二氧化碳排出量实时数据计算模块，用于根据容积二氧化碳图计算二氧化碳排出量的实时数据；

46、二氧化碳排出量计算模块，用于计算二氧化碳排出量；

47、容积-二氧化碳排出量图绘制模块，用于绘制容积-二氧化碳排出量图；

48、二氧化碳通气当量斜率计算模块，用于根据容积-二氧化碳排出量图计算二氧化碳通气当量斜率。

49、本技术还提供一种呼吸机，包含上述二氧化碳通气当量斜率计算与图形绘制系统。

50、与现有技术相比，本发明的优势在于：

51、可以实时得到二氧化碳排出量曲线图、二氧化碳排出量-容积图和容积-二氧化碳排出量图，得到二氧化碳排出量和二氧化碳通气当量斜率，完善了二氧化碳监测功能参数，丰富了二氧化碳监测维度。