湿化功能自检方法、故障自动诊断方法及呼吸支持设备与流程

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种家用高流量呼吸支持设备的湿化功能自检方法、故障自动诊断方法及呼吸支持设备。

背景技术：

呼吸支持技术是救治呼吸衰竭的重要手段，经鼻高流量氧气湿化治疗(简称高流量氧疗，high-flownasalcannula，hfnc)是一种新型呼吸支持技术，通过经鼻高流量氧疗治疗仪传送经温化湿化的气体，流量30～60l/min或以上，达到传送稳定浓度的氧气、冲刷上气道死腔、产生一定的呼气末气道正压的目的，同时患者耐受性好。

目前的高流量氧疗仪产品主要是医用类产品，对于一些症状较轻的患者，住院治疗会产生高额的费用，和占用不必要的医疗资源，所以家用高流量湿化氧疗仪是市场的一个方向和趋势，会越来越多的服务于家用客户。所以对于家用高流量湿化氧疗仪来讲，使用的安全性就显得尤为重要，在整个使用的过程中，要时刻注意家用高流量湿化氧疗仪是否处于故障状态。

目前市场上现有的高流量湿化氧疗仪大多都是医用机，对于医用机来说，由于医院一般设有专门的设备维修人员，只需要定期维护检修即可，但对于家用机来说，用户一般是不具备维修能力，因此家用机在使用过程中的故障检测需要偏向于自动化和实时性，以及更快的查找出故障点所在，以避免对用户造成伤害。

传统，申请号为201410072558.0的专利公开了一种呼吸机的故障检测方法，该方法包括以下步骤：检测混氧装置内的空气和氧气的混合气体的氧浓度，并判断氧浓度是否等于预设氧浓度；如果不等于预设氧浓度，则判定混氧装置故障；在吸气过程中，读取第一流速检测装置的流速，并判断第一检测装置的流速是否等于预设流速；如果不等于预设流速，则判定流速控制装置故障。该专利通过氧浓度、流速的检测来判断故障，但不适用于家用的高流量呼吸支持设备，家用的高流量呼吸支持设备更加侧重于流量、压力、湿化、加温、加湿的等全方位的故障诊断。

而湿化功能流程包括加湿水盒以及加热管路，是家用高流量湿化氧疗仪的重要的功能流程，其作用是加温湿化气体，使吸入患者体内的气体温暖而湿润，减少寒冷干燥气体对呼吸道黏膜的刺激，以湿化痰液促进排痰，因此对于湿化功能的故障自诊断也是尤其必要和重要的。

因此，亟需一种湿化功能自检流程，以及时的发现湿化功能流程的故障，同时还需要一种适合家用呼吸支持设备的全面的故障自动诊断流程，以便于及时上报故障，避免对用户造成伤害。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种湿化功能自检方法、故障自动诊断方法及呼吸支持设备，其中，湿化功能自检方法，能够完成湿化功能的自检，以便及时的发现湿化功能的故障，同时还提供一种故障自动诊断方法，能够对家用呼吸支持设备进行全方位的自动诊断，上报故障，避免对用户造成伤害。

为了实现上述目的，本发明提供一种湿化功能自检方法，包括加湿水盒自检流程和加热管路自检流程，呼吸支持设备处于治疗状态，所述加湿水盒自检流程和加热管路自检流程同时启动检测，任一检测流程检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态。

作为上述方案进一步的改进，

加湿水盒自检流程的检测步骤包括：

s11：处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态；

s12：水盒到位检测装置检测水盒是否处于插入状态；

s121：若否，处理器上报水盒未插入故障，呼吸支持设备退出治疗；

s122：若是，处理器判断水盒加热板温度传感器采样值是否异常，且持续时间超过t1；

s1221：若是，处理器上报水盒加热板温度传感器故障，呼吸支持设备退出治疗；

s1222：若否，处理器判断水盒出气口温度传感器采集值是否异常，且持续时间超过t1；

s12221：若否，返回步骤s122；

s12222：若是，处理器上报水盒加热板温度传感器故障，呼吸支持设备退出治疗。

作为上述方案进一步的改进，

加热管路自检流程的检测步骤包括：

s21：处理器判断处于治疗状态；

s22：处理器获取加热管路温度传感器的温度采样值；

s23：处理器判断温度采样值是否处于正常范围内；

s231:若是，返回步骤s22；

s232:若否，处理器判断持续时间是否超过t1；

s2321:若否，返回步骤s22；

s2322:若是，处理器上报加热管路故障，呼吸支持设备退出治疗。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤s121，步骤s1221，步骤s12222中，处理器上报水盒加热板温度传感器故障，在退出治疗的同时，呼吸支持设备发出声音并显示报警。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤s2322中，处理器上报加热管路故障，并退出治疗的同时，呼吸支持设备发出声音并显示报警。

作为上述方案进一步的改进，所述s122中水盒加热板温度传感器采样值、所述s1222中水盒出气口温度传感器采集值、所述步骤s23中温度采样值均以温度传感器采样值为依据进行判断，即以温度传感传感器处于短路和开路时的采样值作为阈值，短路的采样阀值<100，开路时的采样阀值>3800。

本发明还提供一种故障自动诊断方法，包括压力、流量故障检测流程，温湿度故障检测流程，风机故障检测流程，上述湿化功能自检方法，呼吸支持设备处于治疗状态，上述各个检测流程同时启动检测，任一检测流程检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态。

作为上述方案进一步的改进，所述压力、流量故障检测流程包括压力故障检测流程和流量故障检测流程，呼吸支持设备处于治疗状态时，所述压力故障检测流程和流量故障检测流程同时启动检测，任一检测流程检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态；其中，

压力故障检测流程的检测步骤包括：

s31：处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态；

s32：处理器判断流量值是否是正常值；

s321:若否，处理器上报流量传感器故障，呼吸支持设备退出治疗；

s322:若是，压力传感器采集值是否持续30s小于判断压力阀值x；

s3221:若否，返回步骤s32；

s3222:若是，处理器上报压力传感器故障，呼吸支持设备退出治疗；

流量故障检测流程的检测步骤包括：

s41：处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态；

s42：处理器获取流量传感器的流量采样值；

s43：处理器判断流量采样值是否大于流量传感器的最大采集量程；

s431:若否，返回步骤s42；

s432:若是，处理器判断持续时间是否超过t1；

s4321:若否，返回步骤s42；

s4322:若是，处理器判断流量传感器故障，呼吸支持设备退出治疗。

作为上述方案进一步的改进，步骤s321、s3222、s431、s43222中，在呼吸支持设备退出治疗的同时，呼吸支持设备发出声音并显示报警。

作为上述方案进一步的改进，步骤s32中，流量值是否是正常值即流量传感器能够正常测量到流量值，并能够将采集到流量值反馈给处理器。

作为上述方案进一步的改进，步骤s322中，压力阀值x为压力传感器在电路中短路时的采用值，不同的压力传感器具有不同的压力阀值，因此压力阀值x自行设置。

作为上述方案进一步的改进，所述温湿度故障检测流程的检测步骤包括：

s51：处理器判断呼吸治疗设备处于治疗状态；

s52：温湿度传感器分别采集环境温度值和环境湿度值并反馈给处理器；

s53：处理器判断环境温度值和环境湿度值是否处于正常范围内；

s531:若否，判断持续时间是否超过t1；

s5311:若是，处理器上报温湿度传感器故障，呼吸支持设备退出治疗；

s5312:若否，返回步骤s52；

s532:若是，处理器判断治疗时间是否超过t2；

s5321:若否，返回步骤s53；

s5322:若是，处理器判断当前环境温度值是否小于正常使用环境温度值10℃；

s53221:若否，返回步骤s53；

s53222:若是，处理器上报环境温度故障，呼吸支持设备退出治疗。

作为上述方案进一步的改进，所述风机故障检测流程的检测步骤包括：

s61：处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态；

s62：处理器获取风机涡轮电流值；

s63：处理器判断电流值是否过流；

s631：若是，判断持续时间是否超过t1；

s6311：若是，处理器上报风机涡轮故障，呼吸支持设备退出治疗；

s6311：若否，返回步骤s62；

s632：若否，处理器判断当前的压力值是否大于x，且流量值在区间(-y,y)中；

s6321：若是，执行步骤s631；

s6321：若否，返回步骤s62。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤s63中，判断电流值是否过流，具体的是判断当前电流值不能超过涡轮全功率运行时的最大电流。

作为上述方案进一步的改进，所述步骤s632中压力值x为压力采样ad值换算过后的压力值，不同的风机涡轮会有不同的判断值；所述流量值y为5l/min。

本发明还提供一种呼吸支持设备，包括处理器、故障自动诊断模块，所述故障自动诊断模块采用上述故障自动诊断方法，所述处理器与所述自动诊断模块电性连接，呼吸支持设备处于治疗状态时，所述故障自动诊断模块启动检测，当故障自动诊断模块检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态。

需要说明的是上述时间t1和时间t2，用户可根据需要自行设备，通常t1选取30s，t2选取30min。

由于本发明采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于：

1、本发明的一种湿化功能自检方法，包括加湿水盒自检流程和加热管路自检流程，呼吸支持设备处于治疗状态，所述加湿水盒自检流程和加热管路自检流程同时启动检测，任一检测流程检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态。加湿水盒自检流程通过检测水盒的插入状态、检测水盒加热板的温度采样值、水盒出气口温度采集值是否处于正常状态，未处于正常状态，呼吸支持设备退出治疗；加热管路自检流程通过检测加热管路的温度采样值是否处于正常状态，未处于正常状态，呼吸支持设备退出治疗，原理简单，但能够较为全面的检出湿化功能流程的故障，以免由于湿化不到位对用户造成不适或伤害。

2、本发明的一种故障自动诊断方法，包括压力、流量故障检测流程，温湿度故障检测流程，风机故障检测流程，上述湿化功能自检方法，呼吸支持设备处于治疗状态，上述各个检测流程同时启动检测，任一检测流程检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态，上述四个故障检测流程从四个方面对呼吸支持设备进行故障自动诊断，相对于单一方面的故障检测流程，本发明能够对家用呼吸支持设备的常出现的故障进行全方位的自动诊断；且四个故障检测流程同时检测，并不存在优先级和先后顺序，这样就确保任一的故障，呼吸支持设备都会退出治疗，大大减小由于设备故障给用户带来的风险，确保用户在家能够安全的进行自行治疗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1本发明的湿化功能自检方法的加湿水盒故障检测流程；

图2本发明的湿化功能自检方法的加热管路故障检测流程；

图3本发明的故障自动诊断方法的框型图；

图4本发明的故障自动诊断方法的压力故障检测流程；

图5本发明的故障自动诊断方法的流量故障检测流程；

图6本发明的故障自动诊断方法的温湿度故障检测流程；

图7本发明的故障自动诊断方法的风机故障检测流程。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述:

实施例1：

参照图1和图2，本发明提供一种湿化功能自检方法，湿化功能是家用高流量呼吸支持设备重要的功能模块，其作用是加温湿化气体，使吸入患者体内的气体温暖而湿润，减少寒冷干燥气体对呼吸道黏膜的刺激，以湿化痰液促进排痰，湿化功能模块包括加湿水盒以及加热管路组成，因此，本发明的湿化功能自检方法包括加湿水盒自检流程和加热管路自检流程，呼吸支持设备处于治疗状态，所述加湿水盒自检流程和加热管路自检流程同时启动检测，任一检测流程检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态。

参照图1，加湿水盒自检流程的检测流程如下：

首先处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态，水盒到位检测装置会检测水盒是否正常插入，并将检测结果反馈给处理器，若水盒到位检测装置检测到水盒未插入，则处理器控制呼吸支持设备立马退出治疗，以免对患者造成影响，并立即上报水盒未插入故障，发出声音和显示报警；

若处理器接收到水盒已插入后的信息，处理器会对水盒加热板温度传感器的采样值进行判断，看是否有短路、断路以及不加热的情况，若传感器采样值持续出现异常的时间超过t1，判断时间t1可自行设置，在本实施例中，选取t1为30s，处理器则上报水盒加热板温度传感器故障，控制呼吸支持设备立刻退出治疗，并发出声音和显示报警；

在检测加热板无异常后，处理器对水盒出气口的温度传感器反馈的采样值进行判断，看是否异常，若异常，处理器则上报水盒出气口温度传感器故障，并控制呼吸支持设备立刻退出治疗，发出声音和显示报警；若正常，处理器继续对水盒加热板温度传感器的采样值进行判断，依次循环。

参照图2，加热管路自检流程的检测流程如下：

首先处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态，加热管路自检流程启动检测，首先获取加热管路温度传感器采样值，判断采样值是否处于正常范围内，若采样值异常，且持续时间超过t1，处理器上报加热管路故障，并控制呼吸支持设备立刻退出治疗，发出声音和显示报警。其中采样值的判断范围可根据所选型号的温度传感器自行设定，持续时间t1也可自行设定，在本实施例中，设置持续时间t1为30s。

需要说明的是，水盒加热板温度传感器采样值、水盒出气口温度传感器采集值、温度采样值均以温度传感器采样值为依据进行判断，即以温度传感传感器处于短路和开路时的采样值作为阈值，短路的采样阀值<100，开路时的采样阀值>3800。

实施例2：

参照图3，本发明还提供一种故障自动诊断方法，包括压力、流量故障检测流程，温湿度故障检测流程，风机故障检测流程，上述湿化功能自检方法，呼吸支持设备处于治疗状态，上述各个检测流程同时启动检测，任一检测流程检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态。上述四个故障检测流程从四个方面对呼吸支持设备进行故障自动诊断，相对于单一方面的故障检测流程，本发明能够对家用呼吸支持设备的常出现的故障进行全方位的自动诊断；且四个故障检测流程同时检测，并不存在优先级和先后顺序，这样就确保任一的故障，呼吸支持设备都会退出治疗，大大减小由于设备故障给用户带来的风险，确保用户在家能够安全的进行自行治疗。

作为优选的实施例，所述压力、流量故障检测流程包括压力故障检测流程和流量故障检测流程，呼吸支持设备处于治疗状态时，所述压力故障检测流程和流量故障检测流程同时启动检测，任一检测流程检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态；其中，

参照图4，压力参数对于家用高流量呼吸支持设备在治疗使用过程中是一个十分重要的辅助数据，且压力值与流量值也都有一定的关系，因此，压力故障的检测与流量也有关联，具体的，

压力故障检测流程的检测流程如下：

首先处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态，首先是处理器确定流量是否处于正常状态，如果流量正常，压力传感器的采样值持续时间t1小于判断阈值x，处理器则认定压力传感器故障，处理器控制呼吸支持设备退出治疗，以免对患者造成影响，并立即上报压力传感器故障，发出声音和显示报警。其中采样值的判断范围可根据所选型号的温度传感器自行设定，持续时间t1也可自行设定，在本实施例中，设置持续时间t1为30s。

参照图5，流量是家用高流量呼吸支持设备在使用过程中的一个重要的性能参数，必须保证流量的准确性。在流量不能准确检测时，认为流量传感器发生故障，做出相应的流量传感器报警，因此，流量故障检测流程检测流程如下：

首先处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态，对于流量传感器故障的报警检测必须是在开启治疗之后，风机涡轮开始工作，气道内有风开始送出，流量传感器开始获取采样值，当判断得到的采样值有误时，比如大于采样值的最大量程。且错误的采样值达到持续时间t1，处理器判定流量传感器发生了故障，并控制呼吸支持设备立即退出治疗，以免对患者造成影响，同时立即上报流量传感器故障，发出声音和显示报警。其中，判断采样值和判断持续时间可以自行设定，在本实施例中，持续时间t1为30s。

作为优选的实施例，流量采样值是否是正常值即流量传感器能够正常测量到流量值，并能够将采集到流量值反馈给处理器。

作为优选的实施例，压力阀值x为压力传感器在电路中短路时的采用值，不同的压力传感器具有不同的压力阀值，因此压力阀值x自行设置。

参照图6，温湿度故障检测模块主要是针对呼吸支持设备本身的温湿度传感器以及环境的温湿度进行的检测，对于家用高流量呼吸支持设备来说，使用环境的温湿度也是一个很重要的参考指标，必须保证呼吸支持设备是在合理的温湿度环境下进行的使用，否则会影响治疗效果，因此，所述温湿度故障检测流程检测流程如下：

首先处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态，温湿度传感器分别采集环境温度值和环境湿度值并反馈给处理器，处理器判断这两个值是不是同时处于正常范围(判断阈值)内，若环境温度值和环境湿度值采样值异常且持续时间超过t1，在本实施例中，持续时间为30s，处理器上报温湿度传感器故障，控制呼吸支持设备退出治疗并发出声音和显示报警。

若环境温度值和环境湿度值采样值均正常，持续治疗时间超过t2后，在本实施例中，持续治疗时间t2为30min，处理器将检测到环境温湿度传感器的环境温度采样值与判断阈值进行比较(本实施例中设定的判断阈值为10℃对应的温度采样值)，当低于判断阈值时，处理器上报环境温度故障，即未能到达呼吸支持设备使用的环境温度，处理器控制呼吸支持设备退出治疗并发出声音和显示报警，其中判断阈值、异常持续时间t1和治疗持续时间t2可自行设置.

参照图7，风机涡轮是家用高流量呼吸支持设备的重要组成部分，风机如果出现故障，将直接影响产品的正常使用，所以，风机故障检测是必不可少的，因此，风机故障检测流程的检测流程如下：

首先处理器判断呼吸支持设备处于治疗状态，该流程也是在开启治疗的状态下开始对风机故障进行检测，以两个判断条件来判断是否发生了风机故障，一个是检测风机的涡轮电流值是否发生了过流，另一个就是检测当前的流量值和压力值是否在正确的范围内，即处理器判断当前的压力值是否大于x，且流量值在区间(-y,y)中，如果这两个条件满足了其中任意一个，且持续时间超过t1，本实施例中,取持续时间t1为30s，处理器则判定为风机故障，并控制呼吸支持设备立即退出治疗，以免对患者造成影响，并立即上报风机故障，发出声音和显示报警；其中判断电流值是否过流，具体的是判断当前电流值不能超过涡轮全功率运行时的最大电流，流量、压力的判断值可根据不同的硬件和机器进行设置，压力值x为压力采样ad值换算过后的压力值，不同的风机涡轮会有不同的判断值；在本实施例中，所述流量值y为5l/min。

实施例3：

本发明还提供一种呼吸支持设备，包括处理器、故障自动诊断模块，所述故障自动诊断模块采用上述故障自动诊断方法，所述处理器与所述自动诊断模块电性连接，呼吸支持设备处于治疗状态时，所述故障自动诊断模块启动检测，当故障自动诊断模块检测到故障，呼吸支持设备退出治疗状态。

以上是本发明的详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法以及核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

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