Способ, устройство и система для автоматического управления подачей вдыхаемого кислорода - RU2018121298A
Код документа: RU2018121298A
Формула
1. Способ автоматического управления подачей вдыхаемого кислорода, содержащий следующие этапы:
принимают сигналы, представляющие множество входных значений насыщения кислородом (SpO2) для пациента;
формируют управляющие значения, исходя из входных значений SpO2 и искомого значения SpO2; и
формируют выходные значения концентрации вдыхаемого кислорода (FiO2), исходя из управляющих значений и эталонных значений концентрации вдыхаемого кислорода (rFiO2);
при этом управляющие значения включают в себя:
мгновенные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и мгновенного коэффициента передачи;
накопленные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и накопленного коэффициента передачи; и
прогнозные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и прогнозного коэффициента передачи;
причем мгновенные управляющие значения вычисляют, исходя из значения rFiO2; и
причем к накопленному управляющему значению применяют нелинейное взвешивание компенсации, исходя из предварительно заданной нелинейной зависимости между парциальным давлением кислорода (PaO2) в артериальной крови и SpO2.
2. Способ по п. 1, в котором:
мгновенные управляющие значения формируют умножением значений погрешностей на мгновенный коэффициент передачи, при этом значения погрешностей соответствуют разностям между входными значениями SpO2 и искомым значением SpO2;
накопленные управляющие значения формируют умножением сумм или интегралов значений погрешностей на накопленный коэффициент передачи,
прогнозные управляющие значения формируют умножением разностей или производных значений погрешностей на прогнозный коэффициент передачи.
3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий следующий этап:
определяют искомый диапазон SpO2, при этом искомое SpO2 находится в пределах искомого диапазона SpO2;
причем, когда текущее входное значение SpO2 находится в пределах искомого диапазона SpO2, мгновенное управляющее значение умножается на коэффициент подавления, причем коэффициент подавления формируется, исходя из текущего входного значения SpO2 и средней точки искомого диапазона SpO2.
4. Способ по п. 1, в котором, когда текущее входное значение SpO2 ниже, чем искомое значение SpO2, значение погрешности, соответствующей разности между текущим входным значением SpO2 и искомым значением SpO2, ограничивается выбранным максимальным значением погрешности.
5. Способ по п. 1, дополнительно содержащий следующий этап:
корректируют накопленные управляющие значения, чтобы ограничивать управляющие значения выбранным максимальным управляющим значением.
6. Способ по п. 5, в котором каждое из выходных значений FiO2 равно сумме соответствующего управляющего значения и соответствующего значения rFiO2.
7. Способ по п. 1, в котором формирование накопленных управляющих значений содержит следующий этап:
сдерживают повышения накопленных управляющих значений, когда: (i) текущее выходное значение FiO2 находится на уровне воздуха в помещении, и (ii) текущее входное значение SpO2 выше искомого значения SpO2.
8. Способ по п. 1, в котором прогнозные управляющие значения обнуляются, если входные значения SpO2 были выше выбранного порога SpO2 в течение периода определения наклона SpO2.
9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий следующие этапы:
формируют результат оценки rFiO2, исходя из входных значений SpO2 и соответствующих выходных значений FiO2 в течение периода времени оценки rFiO2; и
корректируют значение rFiO2, исходя из результата оценки rFiO2.
10. Способ по п. 1, дополнительно содержащий следующие этапы:
формируют результат проверки SpO2, исходя из текущего входного значения SpO2, отнесения текущего входного значения SpO2 к одному из нескольких уровней достоверности в ходе процедуры иерархической проверки; и
определяют выходное значение FiO2, исходя из результата проверки SpO2.
11. Способ по п. 1, дополнительно содержащий следующие этапы:
принимают ввод ручного управления в обход автоматики;
определяют выходное значение FiO2, исходя из ввода ручного управления в обход автоматики, вместо управляющих значений.
12. Способ по п. 1, в котором мгновенный коэффициент передачи имеет первоначальное значение, равное:
(i) выбранному значению в диапазоне от -2 до -0,2; или
(ii) -1.
13. Способ по п. 1, в котором накопленный коэффициент передачи имеет первоначальное значение, равное:
(i) выбранному значению в диапазоне от -0,25 до -0,005; или
(ii) -0,0125.
14. Способ по п. 1, в котором прогнозный коэффициент передачи имеет первоначальное значение, равное:
(i) выбранному значению в диапазоне от -2 до -0,25; или
(ii) -1.
15. Способ по п. 1, в котором мгновенный коэффициент передачи корректируют, исходя из результата оценки рабочих параметров.
16. Способ по п. 15, в котором результат оценки рабочих параметров формируют, исходя из, по меньшей мере, чего-то одного из:
длительности гипоксии, в течение которой входные значения SpO2 в период времени анализа рабочих параметров находились в диапазоне гипоксии; и
длительности гипероксии, в течение которой входные значения SpO2 в период времени анализа рабочих параметров находились в диапазоне гипероксии.
17. Способ по п. 15, дополнительно содержащий следующий этап:
определяют искомый диапазон SpO2, при этом искомое SpO2 находится в пределах диапазона SpO2;
при этом результат оценки рабочих параметров формируют, исходя из, по меньшей мере, чего-то одного из:
искомой длительности, когда входные значения SpO2 в период времени анализа рабочих параметров находились в искомом диапазоне SpO2; и
длительности эпоксии, в течение которой входные значения SpO2 в период времени анализа рабочих параметров находились в искомом диапазоне SpO2 или выше искомого диапазона SpO2 в воздухе помещения.
18. Устройство для автоматического управления подачей вдыхаемого кислорода, содержащее:
входной блок, принимающий сигналы, представляющие множество входных значений насыщения кислородом (SpO2) для пациента;
память, записывающую принятые входные значения SpO2;
контроллер, вычисляющий выходные значения концентрации вдыхаемого кислорода (FiO2), исходя из входных значений SpO2; и
выходной блок, выводящий вычисленные выходные значения FiO2;
при этом контроллер:
формирует управляющие значения, исходя из входных значений SpO2 и искомого значения SpO2; и
формирует выходные значения концентрации вдыхаемого кислорода (FiO2), исходя из управляющих значений и эталонных значений концентрации вдыхаемого кислорода (rFiO2);
причем управляющие значения включают в себя:
мгновенные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и мгновенного коэффициента передачи;
накопленные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и накопленного коэффициента передачи; и
прогнозные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и прогнозного коэффициента передачи;
причем мгновенные управляющие значения вычисляются, исходя из значения rFiO2; и
причем к накопленному управляющему значению применяется нелинейное взвешивание компенсации, исходя из предварительно заданной нелинейной зависимости между парциальным давлением кислорода (PaO2) в артериальной крови и SpO2.
19. Система для автоматического управления подачей вдыхаемого кислорода, содержащая:
одно или множество устройств контроля насыщения кислородом и одно или множество устройств управления вдыхаемым кислородом;
устройство управления; и
сеть, допускающую взаимодействие между одним или множеством устройств контроля насыщения кислородом и устройством управления и взаимодействие между одним или множеством устройств управления вдыхаемым кислородом и устройством управления,
при этом устройство управления управляет подачей вдыхаемого кислорода посредством:
приема сигналов, представляющих множество входных значений насыщения кислородом (SpO2) для пациента, от каждого из одного или множества устройств контроля насыщения кислородом по сети;
формирования управляющих значений, исходя из входных значений SpO2 и искомого значения SpO2;
формирования выходных значений концентрации вдыхаемого кислорода (FiO2), исходя из управляющих значений и эталонных значений концентрации вдыхаемого кислорода (rFiO2);
передачи вычисленных выходных значений FiO2 в соответствующее устройство управления вдыхаемым кислородом по сети;
причем управляющие значения включают в себя:
мгновенные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и мгновенного коэффициента передачи;
накопленные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и накопленного коэффициента передачи; и
прогнозные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и прогнозного коэффициента передачи;
причем мгновенные управляющие значения вычисляют, исходя из значения rFiO2; и
причем к накопленному управляющему значению применяется нелинейное взвешивание компенсации, исходя из предварительно заданной нелинейной зависимости между парциальным давлением кислорода (PaO2) в артериальной крови и SpO2.
20. Способ автоматического управления подачей вдыхаемого кислорода, содержащий следующие этапы:
принимают сигналы, представляющие множество входных значений насыщения кислородом (SpO2) для пациента;
формируют управляющие значения, исходя из входных значений SpO2 и искомого значения SpO2; и
формируют выходные значения концентрации вдыхаемого кислорода (FiO2), исходя из управляющих значений и эталонных значений концентрации вдыхаемого кислорода (rFiO2);
при этом управляющие значения включают в себя:
мгновенные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и мгновенного коэффициента передачи;
накопленные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и накопленного коэффициента передачи; и
прогнозные управляющие значения, сформированные, исходя из входных значений SpO2, искомого значения SpO2 и прогнозного коэффициента передачи.
