呼吸机的调研报告
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呼吸机项目可行性研究报告一、项目背景目前,我国正面临着医疗器械短缺的严重问题,特别是在新冠疫情期间,呼吸机作为治疗重症患者的关键设备也面临着供应不足的困境。
因此,开展呼吸机项目的可行性研究成为一项紧迫且必要的任务。
呼吸机是一种通过人工方式帮助患者呼吸的医疗器械,广泛用于ICU、急救室等医疗环境中,能够提供呼吸支持,帮助患者呼吸顺畅。
二、项目目的本项目的目的是通过开展呼吸机项目的可行性研究,评估呼吸机项目的市场需求、竞争情况、技术条件、生产成本等因素,为后续的项目推进提供科学依据和可行性建议。
三、市场分析1. 市场需求:随着人口老龄化和生活水平的提高,对医疗设备的需求不断增加,尤其是在重症治疗领域,呼吸机的需求量持续增长。
2. 市场竞争:目前国内呼吸机市场竞争激烈,主要厂商有美敦力、飞利浦等国际知名企业,国内也有华科、迈瑞等厂家提供产品。
3. 市场空白:尽管国内已有一些企业提供呼吸机产品,但由于疫情影响和技术水平不足等原因,仍存在市场空白,有待填补。
四、技术条件1. 技术支持:呼吸机项目需要具备一定的医疗器械生产技术,包括硬件设计、软件开发、医疗标准等方面的技术支持。
2. 人才储备:呼吸机项目需要一支具备医疗器械生产经验和技术背景的团队,保障项目的研发和生产质量。
五、生产成本1. 设备投入:呼吸机项目需要考虑到生产设备的投入成本,包括生产线、检测设备、原材料等。
2. 人力成本:呼吸机项目需要一支高素质的团队来保障产品的质量和研发进度,人力成本是不可忽视的因素。
3. 生产成本控制:在项目推进过程中需要采取有效的控制措施,降低生产成本,提高项目的经济效益。
六、项目推进计划1. 市场调研:开展市场调研,深入了解呼吸机项目的需求和市场情况,为项目的进一步推进提供依据。
2. 技术研发:组建技术团队,开展呼吸机项目的技术研发工作,提高产品的性能和质量。
3. 生产制造:建立呼吸机生产线,保障产品的生产和供应。
4. 市场推广:通过各种渠道推广呼吸机产品,拓展销售市场,提高产品知名度。
无创呼吸机项目可行性研究报告一、项目背景及意义呼吸机是一种医疗设备,用于支持呼吸系统的功能或替代呼吸功能。
传统的呼吸机主要通过插管的方式将气道直接连接到患者的气道上,这种方式会给患者带来不舒适感,并容易引发感染和其他并发症。
而无创呼吸机则通过面罩或鼻罩等方式,将氧气送入患者的气道,从而达到支持和替代呼吸的功能,减少并发症的风险,提高患者的生活质量。
目前,无创呼吸机已经广泛应用于呼吸系统疾病的治疗,如慢性阻塞性肺疾病、肺心病、呼吸性酸中毒等。
然而,现有的无创呼吸机在一些方面还存在一些不足之处,如体积庞大、重量重、操作复杂等。
因此,研发一种更加先进、便携、易操作的无创呼吸机具有重要意义。
二、项目目标本项目旨在研发一种更加先进、便携、易操作的无创呼吸机,以提高患者的治疗效果和生活质量。
具体目标如下:1.研发一种体积小、重量轻的无创呼吸机,以便患者可以随时随地使用;2.设计一种简单易操作的界面,方便患者进行自主调节;3.提供多种模式和参数选择,以满足不同病情和需求;4.配备适合各种气道接口,以适用于不同患者;5.确保机器的安全可靠性和有效性。
三、可行性分析本项目具有以下可行性:1.市场需求:随着人们健康意识的提高和老龄化人口比例的增加,对无创呼吸机的需求不断增加。
市场潜力巨大。
2.技术可行性:无创呼吸机的技术已经相对成熟,并且已有一些成功的产品,我们可以参考和改进现有的技术。
3.资金支持:该项目需要一定的资金支持,但根据初步的预算,资金需求在可控范围内。
4.团队能力:我们的研发团队具有丰富的医疗设备研发经验和专业知识,能够胜任该项目的研发任务。
5.政策支持:政府对医疗器械研发和创新有一定的政策支持,为项目的顺利进行提供了有力的保障。
四、项目实施计划1.需求调研:调研目前市场上无创呼吸机的产品特点、患者需求和使用反馈等,确定项目的技术路线和功能要求。
2.技术研发:进行无创呼吸机的综合设计和关键技术研发,包括机身设计、气动系统设计、界面设计等。
呼吸机购置可行性报告引言概述:呼吸机是一种重要的医疗设备,用于支持和维持患者的呼吸功能。
随着医疗技术的不断发展,呼吸机在临床应用中起到了至关重要的作用。
本文将就呼吸机购置的可行性进行分析和评估,以便为决策者提供决策依据。
一、市场需求分析1.1 呼吸机的市场需求趋势随着人口老龄化和慢性呼吸系统疾病的增加,呼吸机的市场需求呈现出增长趋势。
尤其是在急诊科、重症监护室和康复中心等医疗机构,呼吸机的需求更为迫切。
1.2 市场竞争情况目前,呼吸机市场存在着较为激烈的竞争。
多家知名医疗设备制造商提供各种类型的呼吸机产品,包括便携式呼吸机、有创和无创呼吸机等。
同时,一些新兴科技公司也加入了这一市场。
1.3 市场规模和增长潜力根据市场调研数据显示,全球呼吸机市场规模持续增长,预计未来几年将保持稳定增长。
特别是在发展中国家,呼吸机市场增长潜力更大。
二、技术评估2.1 呼吸机的技术特点呼吸机技术不断创新,目前主要有压力控制型、容量控制型和双重控制型呼吸机等。
不同的技术特点适用于不同的临床需求,因此在购置呼吸机时需要根据医疗机构的具体情况进行评估。
2.2 呼吸机的功能和性能现代呼吸机具备多种功能和性能,包括呼气末正压、氧气输送、呼吸模式选择等。
购置呼吸机时,需要根据医疗机构的需求和患者的病情选择合适的功能和性能。
2.3 呼吸机的安全性和可靠性呼吸机作为医疗设备,安全性和可靠性是最重要的考虑因素之一。
购置呼吸机时,需要选择具备高度安全性和可靠性的产品,以确保患者的生命安全。
三、经济效益评估3.1 呼吸机的购置成本呼吸机的购置成本包括设备本身的费用、配套设备和耗材的费用等。
购置呼吸机时,需要综合考虑各项费用,并与预算进行比较。
3.2 呼吸机的运营成本呼吸机的运营成本主要包括维护和保养费用、电力消耗费用以及人员培训费用等。
购置呼吸机时,需要对运营成本进行评估,并考虑其对医疗机构经济效益的影响。
3.3 呼吸机的收益和回报购置呼吸机的收益和回报主要体现在患者治疗效果的提高、住院时间的缩短以及医疗机构声誉的提升等方面。
2024年呼吸机市场调研报告一、引言呼吸机是一种重要的医疗设备,用于帮助病患维持正常的呼吸功能。
随着人口老龄化趋势的加剧和慢性呼吸系统疾病患者数量的增加,呼吸机市场的需求也呈现出快速增长的趋势。
本报告旨在对呼吸机市场的现状进行调研,分析市场规模、竞争格局以及未来发展趋势。
二、市场规模根据调研数据显示,目前全球呼吸机市场规模已超过XX亿元人民币,预计在未来几年内将保持稳定增长。
中国是全球呼吸机市场的重要消费国之一,呼吸机市场规模约为XX亿元人民币,占据全球市场份额的XX%。
三、市场竞争格局目前,全球呼吸机市场竞争激烈,市场主要由几大国际知名厂商垄断,例如公司A、公司B和公司C等。
这些公司拥有较强的研发实力和技术优势,产品品质和性能得到广大用户的认可。
在中国市场,除了国际厂商的产品,还有一些本土企业在呼吸机市场上崭露头角,例如公司D和公司E等。
这些本土企业以自主研发和创新为核心竞争力,逐渐在市场中获得份额。
四、市场发展趋势1.技术创新:随着科技的不断进步,呼吸机技术也在不断创新。
新一代呼吸机产品更加智能化,能够实时监测患者的呼吸情况,并提供个性化的治疗方案。
2.持续增长的需求:随着人口老龄化的加剧和慢性呼吸系统疾病的发病率增加,呼吸机市场的需求将持续增长。
同时,新冠肺炎疫情的爆发也进一步提升了人们对呼吸机的需求。
3.产品多样化:市场上呼吸机产品的种类越来越多样化,针对不同的病情和治疗需求,市场上涌现出了不同类型的呼吸机产品,如便携式呼吸机、小儿呼吸机等。
4.医疗服务的升级:随着医疗服务质量的提升,呼吸机的使用和维护将更加规范化和人性化。
同时,与呼吸机相关的设备和服务市场也将得到进一步发展。
五、市场挑战1.价格竞争:由于市场上竞争厂商众多,呼吸机产品价格竞争激烈,利润空间逐渐降低,对企业经营带来了挑战。
2.法规限制:呼吸机作为医疗设备,受到严格的监管和法规限制,企业需要花费较多的时间和资源来满足相关法规的要求。
呼吸机购置可行性报告购置呼吸机可行性报告一、引言呼吸机是一种重要的医疗设备,用于治疗呼吸系统疾病患者,提供人工呼吸支持。
本报告旨在评估购置呼吸机的可行性,包括市场需求、设备选择、经济效益等方面的分析。
二、市场需求分析1. 呼吸系统疾病患者数量根据卫生部统计数据显示,我国呼吸系统疾病患者数量逐年增加。
据预测,未来几年呼吸系统疾病患者数量将持续增长,对呼吸机的需求也将增加。
2. 呼吸机市场规模目前,我国呼吸机市场规模较大,但仍存在供需缺口。
根据市场调研数据,呼吸机市场年均增长率约为10%,估计未来几年市场规模将进一步扩大。
3. 呼吸机使用领域呼吸机广泛应用于医院、急救中心、家庭护理等场所。
随着人们健康意识的提高,家庭使用呼吸机的需求也在逐渐增加。
三、设备选择分析1. 呼吸机类型根据不同的治疗需求,呼吸机可分为便携式呼吸机和固定式呼吸机两种类型。
便携式呼吸机适合于家庭护理和急救中心,而固定式呼吸机适合于医院等机构。
2. 呼吸机品牌和性能市场上存在多个品牌的呼吸机,各品牌的性能和功能有所差异。
在选择呼吸机时,需考虑其气流稳定性、噪音水平、操作便捷性等因素,以满足不同使用场景的需求。
3. 呼吸机价格和售后服务呼吸机的价格因品牌、型号和功能而异。
在购置呼吸机时,需综合考虑价格和性能,并了解供应商的售后服务政策,以确保设备的正常使用和维护。
四、经济效益分析1. 购置成本购置呼吸机的成本包括设备价格、运输费用、安装费用等。
根据市场调研数据,呼吸机的平均购置成本约为X万元。
2. 使用成本呼吸机的使用成本包括能耗、维护费用、人员培训费用等。
据统计,呼吸机的平均使用成本约为每年X万元。
3. 经济效益购置呼吸机可以提高呼吸系统疾病患者的生活质量,减少医疗资源的浪费。
据初步估算,每年购置呼吸机可为社会节省X万元的医疗费用。
五、风险分析1. 市场风险呼吸机市场竞争激烈,存在品牌差异化不明显、市场需求波动等风险。
购置呼吸机需谨慎评估市场风险,选择具备稳定市场地位的供应商。
概要本文档旨在提供一份关于呼吸机购置的报告。
呼吸机是一种重要的医疗设备,广泛应用于医院和急救中心,旨在提供辅助呼吸支持和维持呼吸功能正常的患者。
本报告将介绍呼吸机的定义和分类,分析呼吸机购置的必要性,并列举选择呼吸机的关键因素。
目录1. 引言2. 呼吸机的定义和分类3. 呼吸机购置的必要性4. 选择呼吸机的关键因素4.1 技术参数4.2 用户友好性4.3 供应商信誉4.4 节省成本5. 结论1. 引言呼吸机是一种医疗设备,用于提供人工辅助通气和呼吸支持。
它以机械方式通过气管插管或面罩送气,帮助患者维持正常的呼吸功能,并在需要时提供辅助呼吸。
随着医疗技术的进步和对呼吸治疗需求的增加,呼吸机已成为许多医院和急救中心不可或缺的设备之一。
2. 呼吸机的定义和分类呼吸机可以根据不同的工作方式和功能分为多种类型。
主要的分类包括传统呼吸机、体外膜肺氧合(ECMO)和呼吸机辅助的非侵入性通气(NIV)设备。
传统呼吸机是最常见的类型,通常用于重症监护和手术室。
ECMO用于治疗呼吸衰竭等严重疾病,提供持续的氧合和二氧化碳排出。
NIV设备适用于轻度至中度呼吸衰竭患者,通过面罩或鼻罩提供通气支持。
3. 呼吸机购置的必要性呼吸机的购置对医院和急救中心来说至关重要。
首先,呼吸机能够提供重症病患的生命支持,维持患者的呼吸功能,对于救治危急病人至关重要。
其次,随着呼吸治疗需求的增加,呼吸机的购置可以提高医疗机构的治疗能力和水平,为更多患者提供帮助。
另外,购置呼吸机还可以缩短患者等待时间,提高医疗效率。
4. 选择呼吸机的关键因素在购置呼吸机时,以下关键因素需要考虑。
4.1 技术参数呼吸机的技术参数包括安全性、响应时间、压力范围和氧气浓度控制等。
安全性是最重要的因素之一,应确保呼吸机具有可靠的报警系统和故障监测功能,保障患者的安全。
响应时间是呼吸机启动和调整的速度,目标是快速响应患者需要的通气支持。
压力范围和氧气浓度控制需根据患者需求和临床实际情况进行调整。
呼吸机购置报告范文一、引言呼吸机是一种用于呼吸系统疾病、慢性呼吸衰竭、急性呼吸衰竭等患者的医疗设备。
由于其重要的医疗功能,我们决定购置一台呼吸机,以提供更好的医疗服务。
本报告旨在介绍呼吸机的购置原因、选择标准、价格预算以及采购方式等相关信息。
二、购置原因1.提供高质量的医疗服务:呼吸机是治疗呼吸系统疾病的关键设备,能够提供呼吸支持和辅助通气,帮助患者维持正常呼吸,预防并处理呼吸衰竭等危机情况。
2.满足患者需求:市场上存在一定的呼吸机需求,为了满足患者的治疗需求,购置一台呼吸机可以提供更好的医疗服务,确保患者的安全与舒适。
3.提升医院形象:作为一家先进的医疗机构,购置呼吸机可以体现医院在呼吸系统疾病治疗方面的专业性和科技水平,提高医院形象和竞争力。
三、选购标准购置呼吸机需要根据以下几个标准来选择合适的设备:1.功能:呼吸机应具备基本的呼吸支持和辅助通气功能,包括压力控制、容量控制、呼气末正压(PEEP)等功能。
2.安全性:呼吸机必须具备安全保护功能,比如高压报警、低氧报警、低压报警等,以确保患者使用呼吸机时的安全性。
3.操作简便性:呼吸机的操作要简单易懂,方便医护人员进行设置和监控,减少操作失误和减轻工作负担。
4.质量和可靠性:选择具有良好声誉和可靠性的品牌,确保设备的质量和使用寿命。
5.价格:要根据医院的预算,选择价格合适的呼吸机,以充分利用有限的经费。
四、价格预算鉴于此次购置呼吸机为提升医院服务质量的重要举措,医院预算委员会同意拨款购置一台呼吸机。
根据市场调研和预算安排,本次购置的呼吸机预算为人民币10万元。
五、采购方式根据医院采购制度和财务审批流程,我们将采取以下方式购买呼吸机:1.招标采购:根据呼吸机的相关需求和购买标准,向市场发布招标公告,邀请符合条件的供应商参与竞标,确保价格合理、质量过关。
2.供应商评估:招标结束后,对各家供应商进行评估和比选,综合考虑价格、质量、售后服务等方面进行综合评估。
呼吸机可行性研究报告一、研究目的呼吸机是一种可以辅助患者进行呼吸的医疗设备,对于一些呼吸功能受损的患者来说,使用呼吸机是非常必要的。
本研究旨在探讨呼吸机在医疗领域的可行性,包括呼吸机的使用范围、效果、安全性及经济性等方面。
二、研究方法1. 文献综述:对呼吸机相关的文献、研究成果进行梳理和总结,了解目前呼吸机的应用情况、效果评价等内容。
2. 问卷调查:对一定数量的医疗机构、医生和患者进行问卷调查,了解他们对于呼吸机的需求、使用情况及评价意见。
3. 实地调研:走访一些大型医疗机构,实地了解他们的呼吸机使用情况、管理和维护情况,以及医疗机构对呼吸机的需求。
三、研究过程和结果1. 文献综述部分发现,呼吸机主要用于急性呼吸衰竭、慢性呼吸衰竭、严重肺部感染等病情的救治,能够有效辅助患者进行呼吸,并提高患者的存活率。
2. 问卷调查部分发现,大部分医生和患者对呼吸机持肯定态度,认为呼吸机具有重要的临床价值,但也有一些患者对呼吸机的舒适性和使用便捷性存在一定的不满。
3. 实地调研部分发现,医疗机构对呼吸机的需求仍然较大,但在呼吸机的管理和维护方面存在一定的困难,需要加强人员培训和设备维护等方面的工作。
四、结论呼吸机在医疗领域的应用具有可行性,但在使用范围、效果评价、安全性和经济性等方面还有一些问题需要解决。
在未来的研究中,可以加强呼吸机的舒适性和使用便捷性等方面的改进,同时将呼吸机的管理和维护工作纳入医疗机构的重要管理任务之中,以确保呼吸机的有效使用。
五、建议1. 在医疗机构中加强对呼吸机的管理和维护工作,提高呼吸机的使用效率和安全性。
2. 加强对呼吸机的研发和改进工作,提高呼吸机的舒适性和使用便捷性。
3. 加强对医生和护士等医护人员对于呼吸机的培训和指导,提高他们的使用技能和应对突发情况的能力。
六、参考文献1. 深圳市卫生健康委员会.深圳市呼吸机应用技术规范[S].深圳:深圳市卫生健康委员会,2020.2. 李凯.呼吸机在急诊内科的应用[J].现代医学,2019,47(10):45-47.3. 王丽艳,孙海.呼吸机在重症监护室应用现状调查[J].中国医药导报,2020,17(17):203-204.七、致谢在此,特别感谢参与本研究的医生、护士和患者,以及提供文献和资料支持的相关单位和个人。
呼吸机购置可行性报告可行性报告:呼吸机购置一、引言呼吸机是一种重要的医疗设备,用于支持和维持患者的呼吸功能。
本报告旨在评估购置呼吸机的可行性,包括需求分析、市场调研、经济效益分析等方面。
二、需求分析1. 市场需求:呼吸机是医疗机构必备的设备之一,用于治疗各种呼吸系统疾病,如呼吸衰竭、肺炎等。
随着人口老龄化趋势的加剧,呼吸机的需求将进一步增加。
2. 医疗机构需求:各级医疗机构对呼吸机的需求量巨大,包括综合医院、急救中心、康复中心等。
购置呼吸机可以提高医疗机构的治疗能力和服务质量。
三、市场调研1. 市场概况:呼吸机市场规模庞大,主要由国内外知名厂商供应。
国内市场竞争激烈,产品种类丰富,价格区间较大。
2. 市场份额分析:根据市场调研数据,市场份额前五的厂商分别是A公司(25%)、B公司(20%)、C公司(15%)、D公司(10%)、E公司(8%),其他厂商占比22%。
3. 市场趋势:随着医疗技术的不断进步,呼吸机的功能和性能不断提升。
同时,对于呼吸机的安全性和便携性的要求也越来越高。
四、经济效益分析1. 购置成本:根据市场调研数据,呼吸机的平均售价为1万元/台。
假设购置100台呼吸机,总购置成本为100万元。
2. 使用成本:呼吸机的使用成本包括电费、维护费用等。
根据医疗机构的实际情况,估计每年使用成本约为购置成本的10%。
假设使用寿命为5年,总使用成本为50万元。
3. 经济效益:购置呼吸机可以提高医疗机构的治疗能力和服务质量,进而增加患者就诊量和医疗收入。
根据市场调研数据,每年新增患者数为500人,平均每人治疗费用为5000元。
假设呼吸机的使用率为80%,每年可治疗患者数为400人。
每年的经济效益为400人 × 5000元 = 200万元。
4. 投资回收期:根据购置成本和年经济效益,计算投资回收期为(购置成本 +使用成本)/ 年经济效益 = (100万元 + 50万元)/ 200万元 = 0.75年,即9个月。
呼吸机购置报告一、背景介绍近年来,呼吸系统疾病的发病率逐渐上升,尤其是新冠病毒的爆发,更加凸显了呼吸机的重要性。
呼吸机作为一种重要的医疗设备,能够为患者提供呼吸支持,对于救治重症患者具有不可替代的作用。
为了提升医院的救治能力和提供更好的医疗服务,我院计划购置一批先进的呼吸机。
二、需求分析1. 提升抢救成功率呼吸机是重症患者生命的最后保障,正确及时地使用呼吸机能够有效支持患者的呼吸功能,提高抢救成功率。
因此,我们迫切需要购置一批性能优良的呼吸机来提升医院的救治能力。
2. 关注患者舒适度呼吸机的使用与患者的舒适度密切相关。
呼吸机应该具备调整功能,能够根据患者的情况调整参数,确保患者在使用过程中的舒适度。
我们在购买呼吸机时,将优先选择具备良好人机界面和舒适性调节功能的产品。
3. 良好的安全性能呼吸机使用过程中存在一定的风险,如误操作、系统故障等。
为了确保患者的安全,我们需要购置具备良好安全性能的呼吸机。
比如具备报警系统,能够及时提示患者状况及时调整。
三、可选方案经过市场调研,我们初步筛选出几个可选方案:1. 品牌A呼吸机:该呼吸机品牌在国内外市场上具有较高的知名度,产品性能稳定可靠,操作简单方便。
同时,该品牌还提供完善的售后服务,能够及时解决各种问题。
此方案价格适中,与我院的预算相符,符合我们购买的要求。
2. 品牌B呼吸机:该品牌的呼吸机在国内市场上销量领先,并拥有良好的口碑。
性能稳定可靠,操作简单,适合各类患者使用。
该品牌的售后服务体系完善,能够提供及时支持。
此方案价格相对较高,超出了我院的预算,需要重新评估。
四、决策和采购鉴于我院的预算限制和对于呼吸机质量的要求,我们决定选择品牌A呼吸机作为我们的购置方案。
该品牌的呼吸机性价比较高,能够满足我院的实际需求。
在购买之前,我们还将与该品牌进行进一步的沟通和测试。
确保呼吸机的性能稳定可靠,并且能够满足我院对于舒适度和安全性的要求。
五、总结通过本次呼吸机购置报告,我们明确了购置呼吸机的背景和需求,并提出了可选方案。
针对呼吸机研究的调研报告目前呼吸机多数采用压力控制和容量控制的工作模式,这种模式很大程度上取决于患者,由于患者的不稳定性会造成一定的人机不协调,所以对呼吸机智能判断和自动跟随控制方面的研究将会有着重大的意义。
一、国内外研究现状1.1 控制方面在对呼吸机压力控制方法上,北京交通大学的包涵设计的基于Pl控制算法的CPAP呼吸机控制器,在该控制器中采用了增量限幅式PI控制算法,该方法避免了传统PID算法易产生噪声影响控制精度的问题,降低了控制回路的响应时间,算法作用时间仅需毫秒级即可使系统稳定输出,提高了系统的控制精度[1]。
山东大学的樊晓克在其智能化呼吸机中,设计了一个模糊PID控制器,利用其十几年研制呼吸机的经验以及医学专家经验建立了模糊控制规则库以及一套PSV模糊控制算法,在规则库中考虑到了各种呼吸状况,收到了满意的效果[2]。
吉林大学的张彦春采用了模糊控制系统去研究呼吸机的控制器[3]。
Favre AS,Jandre FC,Giannella-Neto A在其CPAP控制器中使用了一个闭环控制器去控制通气阀的开闭使得压力波动范围更小[8]。
在呼吸相识别方法上。
暨南大学的冼莹在呼吸机人机同步的上引入了新方法其通过采用食道电极、流量计、生理实验放大器和数据采集器建立一个隔肌肌电采集系统,通过分析隔肌肌电信号并利用阈值法和改良的数学形态滤波法结合提取出吸气开始时刻,呼气开始时刻和呼吸周期三个参数[4]。
河北工业大学的徐文超在其研制的呼吸机中引入了CAN总线使得系统具有很好的扩展性[5]。
在双水平模型的建立上台湾的Ching-Chih Tsai,Zen-Chung Wang等提出了预测模型理论,在每个呼吸阶段结束时通过该理论,对下一阶段的呼吸相的时间进行预测,然后系统依据这个时间进行呼吸相的切换[6, 7]。
近年来人们试图将控制理论与人工智能结合应用于机械通气领域,当前的一些尝试主要有:①LDS医院的COMPASS分散结构系统,并与医院信息网相连;②KUSIV AR系统,引入了专家决策,并集成了病人—呼吸机模型;③VRM 首先引入模糊逻辑;④VQ—ATTENDING系统首先引入医生顾问分析参数设置;⑤RESPAID首先运用机器自学习技术。
飞利浦伟康公司是全球呼吸机著名的生产商,其产品利用了许多先进技术,包括Auto-Trak数字式自动追踪灵敏度技术、Bi-Flex 压力释放技术、优化的降噪技术、System One湿度控制及干盒子技术。
伟康专利的Auto-Trak技术可立即对呼吸道的变化情况作出响应,配合RiseTime 的使用,可在整个治疗过程中确保患者所需的舒适性。
无论漏气情况如何,也无论患者病情的变化如何,均可自动调节呼吸的触发和切换阈值,并可确保在大量漏气的情况下输出稳定的压力并保持好的人机同步。
在呼吸过程中,Bi-Flex 技术都能够让BiPAP治疗变得更像正常呼吸。
Bi-Flex 在呼吸循环中的三个关键节点上进行压力释放:吸气相的压力上升、吸气相的压力下降、以及呼气相的压力释放。
System one湿度控制是一项突破性技术,即使在动态环境下,也能通过温度、相对湿度和患者气流分析,持续维系最佳湿度指数。
装置配备五项设定,可利用增强型湿度控制,将水滴冷凝在管路及面罩中的潜在可能性控制到最低。
在任何情况下,干盒子技术都能将湿化器和设备内部完全隔绝,以避免机器意外损坏。
瑞思迈公司在其呼吸机生产上也具有其独特性。
Vsync技术使得其呼吸机能够自动的补偿漏气,并提高呼吸触发以及切换的灵敏度。
在其呼吸机上还应用了其专有的TiControl?(吸气时间控制)确保医生可管理各种呼吸条件下的临床情况。
国外在呼吸机研制方面起步较早,研究也较为完善。
目前国外的呼吸机厂家有,澳大利亚的瑞思迈,该厂家的机器外观精致,配件齐全,是最专注的呼吸机品牌,它的新产品也推出了EPR—轻松呼吸系统。
最近还推出双涡轮静音机型,使用时声音很小,但是价格很贵。
美国的伟康,该厂家独创的flex功能使得患者在使用时感觉比较舒适,外观结实,功能多,性价比高。
美国的泰科,该厂家的呼吸机静音,小巧,方便携带,其星辰系列呼吸机仅重760克。
国内呼吸机起步较晚,发展也不成熟,目前主要有迈瑞,长峰医疗等厂家。
此外,辽宁大学的龙慧平对基于3G的嵌入式家用呼吸机进行了一定的研究[10],在人机自动跟随方面,采用的是压力和流量相结合的办法,具体实现方式为:针对气压进行检测,当气压值和流量值都属于正常时,系统处于正常的运行状态之下,但是如果其中一个出现异常,例如:当气压减少到一定值的时候,进行流量判断,如果流量正常的时候,说明系统运行正常,但是如果气压值较小,而流量值比较大的时候,这个时候可能是因为管道损坏或面罩没有佩戴好,这个时候要启动漏气补偿或者漏气报警。
当气压值一直处于设定值附近,但是检测到的气体流量值过小的时候,这个时候很可能是气体通道发生了一定的阻塞,这个时候必须及时报警。
1.2 数据分析方面在呼吸数据研究方法上Várady Péter,Micsik Tamas,Benedek Sandor,Beny óZoltán通过研究正常呼吸、呼吸不足、呼吸暂停三种不同的呼吸信号特征,利用信号分类的方法来实时检测呼吸是否正常[9]。
南方医科大学的孙薇提出了基于双图形因子的阻塞判断方法[11],根据实际试验获取正常吸气波形与阻塞吸气波形对比,提出了两个图形因子,通过计算两个因子来判断是否有阻塞的现象。
东南大学的王健通过SVM 的方法成功的对不同的呼吸状况进行归类[12],通过libSVM 工具对SVM 的核函数以及错误代价系数进行了优化。
山东大学的樊晓克对PSV模糊控制器进行设计,包括控制器所依赖的人肺的数学模型、模糊控制器的设计,使呼吸具有自主呼吸模式[13]。
二、国内外最新产品介绍图1是美国伟康公司研发的BiPAP ST双水平呼吸机,它能够自动开关机,自动压力调整,自动漏气补偿,充分使呼吸机实现自动化;同时添加了SD数据储存卡,方便用户自己读取,了解自己的使用信息。
伟康专利的Auto-Trak技术可立即对呼吸道的变化情况作出响应,配合RiseTime的使用,可在整个治疗过程中确保患者所需的舒适性。
无论漏气情况如何,也无论患者病情的变化如何,独有的特性均可自动调节呼吸的触发和切换阈值,并可确保在大量漏气的情况下输出压力的异常稳定和最佳人机同步。
图1 美国伟康公司生产的BiPAP ST双水平呼吸机图2 瑞思迈S9呼吸机产品参数图3 瑞思迈S10呼吸机产品信息图2和图3分别是瑞思迈的S9系列的VPAP AUTO/AUTO 25和S10系列的AirSense 10 VAUTO双水平全自动呼吸机。
S9系列的改进AutoSet TM算法可以区分阻塞性和中枢性睡眠呼吸暂停,并提供合适的治疗响应。
三、相关技术介绍3.1 主分量分析(PCA)和独立分量分析(ICA)在模式识别领域中,仅获得待识别目标的原始数据是不够的,需要从原始数据中发掘潜在的本质信息。
通常待识别目标的原始数据的数据量相当大,处于一个高维空间中,直接用原始数据进行分类识别,计算复杂度高且影响了分类器的性能。
为了有效实现分类识别,需要从待识别目标的原始数据映射到一个低维空间,提取到最大可能反映待识别目标的本质信息。
目前常用的提取特征的方法有主分量分析(PCA)和独立分量分析(ICA):PCA(Principal Component Analysis )是一种最小均方意义上的最优变换,它的目标是去除输入随机向量之间的相关性,突出原始数据中的隐含特性。
其优势在于数据压缩以及对多维数据进行降维。
但PCA方法利用二阶的统计信息进行计算,并未考虑到信号数据的高阶统计特性,变换后的数据间仍有可能存在高阶冗余信息;ICA(Independent Component Analysis )是20世纪90年代Jutten和Herault提出的一种新的信号处理方法。
该方法的目的是将观察到的数据进行某种线性分解,使其分解成统计独立的成分。
从统计分析的角度看,ICA和PCA同属多变量数据分析方法,但ICA处理得到的各个分量不仅去除了相关性,还是相互统计独立的,而且是非高斯分布。
因此,ICA能更加全面揭示数据间的本质结构。
所以,ICA在许多方面对传统方法的重要突破使得其越来越成为信号处理中一个极具潜力的工具,并已在模式识别、信号除噪、图像处理等诸多领域中得到了广泛应用。
3.2 模糊控制模糊控制实质上是一种非线性控制,从属于智能控制的范畴。
模糊控制的一大特点是既有系统化的理论,又有大量的实际应用背景。
一般控制系统的架构包含了五个主要部分,即:定义变量、模糊化、知识库、逻辑判断及反模糊化,下文将对每一部分做简单的说明:(1)定义变量也就是决定程序被观察的状况及考虑控制的动作,例如在一般控制问题上,输入变量有输出误差E与输出误差变化率EC,而模糊控制还将控制变量作为下一个状态的输入U。
其中E、EC、U统称为模糊变量。
(2)模糊化将输入值以适当的比例转换到论域的数值,利用口语化变量来描述测量物理量的过程,根据适合的语言值(linguistic value)求该值相对的隶属度,此口语化变量称为模糊子集合(fuzzy subsets)。
(3)知识库包括数据库(data base)与规则库(rule base)两部分,其中数据库提供处理模糊数据的相关定义;而规则库则藉由一群语言控制规则描述控制目标和策略。
(4)逻辑判断模仿人类下判断时的模糊概念,运用模糊逻辑和模糊推论法进行推论,得到模糊控制讯号。
该部分是模糊控制器的精髓所在。
(5)解模糊化解模糊化(defuzzify):将推论所得到的模糊值转换为明确的控制讯号,做为系统的输入值。
3.3 Auto-Trak数字式自动追踪灵敏度技术Auto-TRAK是一款革命性的内嵌式软件,设计用于探测呼气与吸气的发生从而将无创双水平治疗进行同步。
Auto-TRAK感应可立即对呼吸道变化情况作出响应,在整个治疗过程中确保患者所需的舒适性。
每一次呼吸感应都自动完成,免去了手动感应调节的麻烦。
该系统不断地进行监测并作出调节,从而准确追踪患者的呼吸形式。
四、总结综合上述研究结果,目前呼吸机研究大多数限定在压力-流量控制,本次研究可以以压力-流量控制为主线,加以PPG(脉搏波)或膈肌肌电信号等辅助检测对象,从而增加反馈的精确性;另一方面,可以对呼吸数据进行模糊处理,以对多种突发状况进行预估。
思路:确立控制对象(P&V),检测装置(传感器)→硬件设计→选用一种数据处理方法→程序编写→实验验证参考文献[1] 包涵.基于Pl 控制算法的CPAP 呼吸机控制器设计[D]: [硕士学位]. 北京: 北京交通大学,2011[2] 樊晓克.智能化呼吸机设计方案和PSV 控制算法的研究[D]: [硕士学位]. 济南: 山东大学,2006[3] 张彦春.睡眠呼吸机模糊控制系统研究[D]: [硕士学位]. 吉林: 吉林大学, 2005[4] 冼莹.呼吸机人机同步新方法的研究[D]: [硕士论文]. 广州: 暨南大学, 2006[5] 徐文超.基于CAN 总线的呼吸机控制系统的设计[D]: [硕士学位]. 天津: 河北工业大学, 2008[6] C.-C. Tsai, Z.-C. Wang, C.-S. Chen Two Degree-of-freedom Control for Bi-level PositiveAirwayPressure of an Obstructive Sleep Apnea Treatment System[C]. Industrial Electronics Society, 2007. IECON 2007. 33rd Annual Conference of the IEEE. IEEE,2007. 944-949[7] C. C. Tsai, Z. C. Wang, C. S. Chen, C. Y. Lai. Adaptive pressure tracking and breathing period prediction for obstructive sleep apnea treatment respirators with bi ‐level positive airway pressure[J].Journal of the Chinese Institute of Engineers, 2010,33(2): 215-228[8] A. Favre, F. Jandre, A. Giannella-Neto Closed-loop control of a continuous positive airway pressure device[C]. Engineering in Medicine and Biology Society, 2003. Proceedings of the 25th Annual International Conference of the IEEE. IEEE,2003. 419-422[9] P. Várady, T. Micsik, S. Benedek, Z. Benyó. A novel method for the detection of apnea and hypopnea events in respiration signals[J].Biomedical Engineering, IEEE Transactions on,2002,49(9):936-942[10] 龙慧平.基于3G的嵌入式家用呼吸机设计[D]: [硕士学位].辽宁:辽宁大学,2014[11] 孙薇.睡眠呼吸暂停综合征的监测与治疗关键算法研究[D]: [硕士学位].广州:南方医科大学,2014[12] 王健.智能型双水平呼吸机的研究与开发[D]: [硕士学位].南京:东南大学,2014[13] 樊晓克.智能化呼吸机设计方案和PSV控制算法的研究[D]: [硕士学位].济南:山东大学,2006。