氣路系統及其操作方法以及採用該系統的呼吸機和麻醉機的製作方法

2023-08-13 01:49:11 2

專利名稱：氣路系統及其操作方法以及採用該系統的呼吸機和麻醉機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種氣路系統及其使用方法，具體地，涉及用於呼 吸機及麻醉機等醫療設備中使用的 一種氣路系統及其使用方法。
背景技術：
在呼吸4幾和麻醉才幾的使用中，需要對諸如氣道峰壓、平均氣道 壓、吸氣停頓壓(平臺壓)、呼氣末壓力等的氣道壓力進4亍4企測。而 且，由於氣道壓力在每一呼吸周期內不斷變化，因而需要4吏用氣道 壓力傳感器對氣道壓力進^亍實時才企測與測量，以防止氣道壓力或高 或低，保證有效的通氣，從而保護病人安全，防止嚴重併發症。
目前，在麻醉機或呼吸機中，通常，環境壓力傳感器設置在氣 路系統外部，氣道壓力傳感器設置在氣路系統內部，由於環境壓力
傳感器4吏用絕對壓力，其測量範圍4交寬(通常為0 400kPa)，而氣 道壓力傳感器使用相對壓力(相對於外界大氣壓)，其測量範圍4交 窄(相對測量壓力為-2~10kPa)。相比i殳置於其外部的環境壓力傳 感器而言，位於內部氣路系統中的用於測量氣道壓力的傳感器通常 是非常精密的壓力傳感器。當這種壓力傳感器出現故障時，則無法
判斷氣道壓力的情況，/人而存在給病人造成傷害的隱患。

發明內容
為解決上述問題而提出本發明，且本發明的目的在於當氣道壓 力傳感器出現故障時，通過設置在氣體迴路中的環境壓力傳感器來 粗略檢測氣道壓力，確保系統正常連續地工作，保證病人安全。
根據本發明的一個方面，提供了一種氣路系統，包括呼吸回 路，該呼吸迴路包括其一端通過吸氣閥連接於驅動氣體而另一端連 接於4吏用終端的吸氣端的吸氣支路，以及其一端連接於使用終端的 呼氣端而另一端通過PEEP (呼氣末正壓)閥連4妾於大氣端的呼氣 支路；控制單元，連接於呼吸迴路，控制吸氣閥和PEEP閥的開啟 及關閉；氣道壓力傳感器，設置在呼吸迴路中，用於檢測氣道壓力， 其中，在該呼吸迴路中還設置有環境壓力傳感器，在第一工作狀態 下，通過關閉吸氣閥並完全打開PEEP閥，環境壓力傳感器檢測環 境壓力，而在第二工作狀態下，通過打開吸氣閥且關閉PEEP閥或 者打開PEEP閥且關閉吸氣閥，環境壓力傳感器才企測氣道壓力。
優選地，在第一工作狀態下，通過關閉吸氣閥並完全打開PEEP 閥，環境壓力傳感器4企測環境壓力，而在第二工作狀態下，通過打 開吸氣閥且關閉PEEP閥或者部分;也打開PEEP閥且關閉吸氣閥， 環境壓力傳感器檢測氣道壓力。
優選地，第一工作狀態為正常使用狀態，第二工作狀態為氣道 壓力傳感器出現故障時的使用狀態。
優選地，環境壓力傳感器和氣道壓力傳感器分別通過數據採集 單元連接於控制單元。
優選地，考慮到結構設計方面的因素，將環境壓力傳感器設置 在吸氣支路中，而將氣道壓力傳感器設置在呼氣支路中。優選地，環境壓力傳感器的工作範圍為0 400kPa。
根據本發明的另一方面，提供了一種呼吸才幾，該呼吸才幾包括這 樣的一種氣路系統，該氣路系統包括呼吸迴路，該呼吸迴路包括 其一端通過吸氣閥連接於驅動氣體而另一端連4妾於使用終端的吸 氣端的吸氣支路，以及其一端連4妾於4吏用終端的呼氣端而另一端通 過PEEP閥連接於大氣端的呼氣支路；控制單元，連接於呼吸迴路， 控制吸氣閥和PEEP閥的開啟及關閉；氣道壓力傳感器，設置在呼 吸迴路中，用於檢測氣道壓力，其中，在該呼吸迴路中還設置有環 境壓力傳感器，在第一工作狀態下，通過關閉吸氣閥並完全打開 PEEP閥，環境壓力傳感器4企測環境壓力，而在第二工作狀態下， 通過打開吸氣閥且關閉PEEP閥或者打開PEEP閥且關閉吸氣閥， 環境壓力傳感器4企測氣道壓力。
根據本發明的又一方面，提供了一種麻醉機，該麻醉機包括這 樣的一種氣if各系統，該氣路系統包括呼吸回3各，該呼吸迴路包括「 其一端通過吸氣閥連接於驅動氣體而另一端連4妄於使用終端的吸 氣端的吸氣支路，以及其一端連接於使用終端的呼氣端而另一端通 過PEEP閥連接於大氣端的呼氣支路；控制單元，連接於呼吸迴路， 控制吸氣閥和PEEP閥的開啟及關閉；氣道壓力傳感器，設置在呼 。及迴路中，用於檢測氣道壓力，其中，在該呼p及迴路中還i殳置有環 境壓力傳感器，在第一工作狀態下，通過關閉吸氣閥並完全打開 PEEP閥，環境壓力傳感器檢測環境壓力，而在第二工作狀態下， 通過打開吸氣閥且關閉PEEP閥或者打開PEEP閥且關閉吸氣閥， 環境壓力傳感器4全測氣道壓力。
根據本發明的再一方面，提供了一種呼吸系統的使用方法，該 方法包括以下步驟通過關閉吸氣閥並完全打開PEEP閥，使用環 境壓力傳感器測量環境壓力；通過控制單元控制吸氣閥和PEEP閥 的開啟與關閉，進入相應的吸氣階段和呼氣階段，使用氣道壓力傳感器測量氣道壓力；當氣道壓力傳感器出現故障時，通過控制單元 控制吸氣閥和PEEP閥的開啟與關閉，^使用環境壓力傳感器測量氣 道壓力進行。
其中，使用環境壓力傳感器對氣道壓力進行實時測量的步驟包 括當在吸氣階段中時，通過控制單元將吸氣閥打開而將PEEP閥 完全關閉，環境壓力傳感器測量氣道壓力；當在呼氣階段中時，通 過控制單元將PEEP閥部分地打開而將吸氣閥關閉，環境壓力傳感 器測量氣道壓力。
根據本發明的技術方案，將環境壓力傳感器置於氣路系統中， 當PEEP閥完全打開而吸氣閥關閉時可測量環境壓力；而當PEEP 閥關閉且吸氣閥打開或者當PEEP閥部分;也打開而吸氣閥關閉時可 測氣道壓力， 一個傳感器起到兩種用途，從而可以在氣道壓力傳感 器發生故障的時候，用環境壓力傳感器來粗略測量和檢測氣道壓 力，增加了設備的實用性和安全性，保護了使用終端(諸如病人) 的安全，避免危險事故發生。


通過以下結合附圖的詳細描述，本發明的上述和其它方面、特 徵和其它優點將得以更好地理解，附圖中
圖1示出了根據本發明具體實施例的用在呼吸機內的氣路系統 的結構框圖2示出了根據本發明具體實施例的用在呼吸機內的氣路系統 的才喿作方法的流禾呈圖。
具體實施例方式
下面結合附圖，進一步詳細說明本發明的具體實施方式
。然而， 本發明可以以4艮多不同形式實施，不應該^皮理解為^f又限於這裡所呈 現的實施例。相反，提供了這些實施例，使得本公開全面而完整， 並全面地將本發明的範圍傳達給本領域的技術人員。
圖1示出了根據本發明實施例的用在呼吸機內的氣路系統的結
構框圖。由圖1可知，該實施例的氣路系統包括控制單元l以及 連接於控制單元1的呼吸迴路2。呼吸迴路2包4舌吸氣支路21和呼 氣支路22。驅動氣體3經由吸氣閥4進入吸氣支路21，並最終進 入病人端6的吸氣埠 61; 乂人病人端的呼氣埠 62排出的氣體進 入呼氣支路22,並經由PEEP閥8排出到大氣9中，在呼氣支路21 中設置有氣道壓力傳感器7,用於測量病人在呼吸過程中的氣道壓 力(相對壓力介於-2 10kPa)，並通過數據採集單元IO將該氣道壓 力值輸送給控制單元1。通過對氣道壓力的實時測量，確^呆呼吸枳j 的有效通氣並防止嚴重併發症。在該實施例的氣路系統中還設置有 環境壓力傳感器5,該環境壓力傳感器5介於吸氣閥4與吸氣埠 61之間的吸氣支路21中，並通過數據採集單元10將環境壓力值輸 入至控制單元1。
在正常4吏用情況下，在系統工作之前，控制單元l關閉吸氣閥 4並完全打開PEEP閥8, /人而該環境壓力傳感器5實現與傳統呼吸 才幾中置於呼p及才幾外部的環境壓力傳感器相同的作用，即，檢測工作 環境的壓力，以〗更才艮據該壓力值對呼p及才幾相關參悽t進^S殳置與調 整。然而，才艮據本發明的將環境壓力傳感器5i殳置在呼吸才幾的內部 氣路系統中能夠產生如下優勢，即當氣道壓力傳感器7出現故障無 法測量時，環境壓力傳感器5由於置於氣路系統中，因而可以對氣 道壓力進行暫時地、粗略地測量，以保證呼吸機正常連續工作，確 寸呆病人安全。
9根據本發明的氣路系統的工作原理如下
在吸氣階革殳，吸氣閥打開，PEEP閥關閉，此時呼吸迴路中的 壓力即為氣道壓力，由於環境壓力傳感器置於氣道中，因此可以檢 測並測量此時的氣道壓力狀態；
當吸氣階^a結束，系統呼氣周期開始時，吸氣閥關閉，PEEP 閥部分地打開，氣道中的壓力大於外界大氣壓，環境壓力傳感器測 得的壓力即為呼氣階^a的氣道壓力。
由此，環境壓力傳感器可以檢測氣道壓力與環境壓力， 一個傳 感器起到兩種作用，確保系統正常連續地工作，保證病人安全。
基於上述工作原理，圖2示出了4艮據本發明實施例的用在呼吸 才幾內的氣路系統的操作方法的流禾呈圖。
才艮據圖2可知，在步驟Sl中，通過控制單元1將吸氣閥4關 閉而將PEEP閥8完全打開，使用環境壓力傳感器5測量環境壓力， 並經由^t據採集單元IO將環境壓力值輸送至控制單元1;此後，在 步驟S2中，控制單元1 #4居所得到的環境壓力值進行工作參數的 i殳定和調整，並通過控制吸氣閥4和PEEP閥8的開啟與關閉，使 氣路系統進入相應的吸氣階革殳(在此期間，吸氣閥打開，而PEEP 閥關閉)或呼氣階段(在此期間，吸氣閥關閉，而PEEP閥部分地 打開)，數據釆集單元10將氣道壓力傳感器7測量到的壓力值(即， 氣道壓力值)輸送給控制單元1。
當氣道壓力傳感器出現故障無法測量氣道壓力時(S3),如步 驟S4所示，為了保證病人的安全和系統的正常且連續的工作，此 時4吏用環境壓力傳感器5粗略地測量氣道壓力狀態當在吸氣階萃殳時，如步驟S41所示，吸氣閥2打開，PEEP閥 8關閉。環境壓力傳感器5由於置於氣道中，因此可以粗略檢測此 時的氣道壓力狀態。當吸氣階段結束而呼氣階萃殳開始時，如步驟S42 所示，PEEP閥8打開，吸氣閥4關閉，呼氣支路中的驅動氣體通 過部分地打開的PEEP閥8排;改到大氣中，由於在呼氣階4史，PEEP 閥部分地打開，因此氣道壓力大於外界大氣壓，乂人而環境壓力傳感 器5測量的壓力即為此時的氣道壓力。
其中，由於兩種傳感器特性的不同，因此環境壓力傳感器在測 量氣道壓力值時不可能達到很高的精確度，而只是粗略地檢測此時 的氣道壓力狀態，以保證系統能夠連續而不間斷地工作，確《呆不對 病人造成危害。
為了能夠較好地反映氣道壓力狀態，優選地，環境壓力傳感器 的工作範圍為0~400 kPa。
雖然已經結合目前#皮認為是實用示例性實施例對本發明進行 了描述，然而，本4頁i或的4支術人員可以理解，本發明不限於所7>開 的示例性實施例。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、 等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1. 一種氣路系統，包括呼吸迴路(2)，包括吸氣支路(21)，其一端通過吸氣閥(4)連接於驅動氣體(3)，而另一端連接於使用終端(6)的吸氣端(61)；呼氣支路(22)，其一端連接於所述使用終端(6)的呼氣端(62)，而另一端通過PEEP閥(8)連接於大氣端(9)；控制單元(1)，連接於所述呼吸迴路(2)，控制所述吸氣閥(4)和所述PEEP閥(8)的開啟與關閉；氣道壓力傳感器(7)，設置在所述呼吸迴路(2)中，測量氣道壓力；其特徵在於，在所述呼吸迴路(2)中還設置有環境壓力傳感器(5)，在第一工作狀態下，通過關閉所述吸氣閥(4)並打開所述PEEP閥(8)，所述環境壓力傳感器(5)檢測環境壓力，而在第二工作狀態下，通過打開所述吸氣閥(4)且關閉所述PEEP閥(8)或者打開所述PEEP閥(8)且關閉所述吸氣閥(4)，所述環境壓力傳感器(5)檢測氣道壓力。
2. 根據權利要求1所述的氣路系統，其特徵在於，在第一工作狀 態下，通過關閉所述吸氣閥(4)並完全打開所述PEEP閥(8)， 所述環境壓力傳感器(5)檢測環境壓力，而在第二工作狀態 下，通過打開所述吸氣閥(4)且關閉所述PEEP閥(8)或者 部分地打開所述PEEP閥(8)且關閉所述吸氣閥(4)，所述 環境壓力傳感器(5)檢測氣道壓力。
3. 根據權利要求1所述的氣路系統，其特徵在於，所述第一工作 狀態為正常使用狀態，所述第二工作狀態為所述氣道壓力傳感 器(7)出現故障時的使用狀態。
4. 根據權利要求1所述的氣路系統，其特徵在於，所述環境壓力 傳感器(5 )和所述氣道壓力傳感器(7 )分別通過數據採集單 元(10)連接於所述控制單元(1 )。
5. 根據權利要求1所述的氣路系統，其特徵在於，所述環境壓力 傳感器(5)設置在所述吸氣支路(21)中，而所述氣道壓力 傳感器(7)設置在所述呼氣支路(22)中。
6. 4艮據4又利要求1或2所述的氣路系統，其特4正在於，所述環境 壓力傳感器(5)的工作範圍為0-400 kPa。
7. —種呼吸衝幾，其特4正在於，包括4又利要求1至5中4壬意一項所 述的氣^各系統。
8. —種麻醉才幾，其特徵在於，包括4又利要求1至5中任意一項所 述的氣路系統。
9. 一種根據權利要求1所述氣路系統的操作方法，包括以下步 驟通過所述控制單元(1)關閉所述吸氣閥(4)並完全打 開所述PEEP閥(8)，使用所述環境壓力傳感器(5)測量環 境壓力；通過所述控制單元(1 )控制所述吸氣閥(4)和所述PEEP 閥(8)的開啟與關閉，進入相應的吸氣階段和呼氣階段，使 用所述壓力傳感器(7)測量氣道壓力；當所述氣道壓力傳感器(7)出現故障時，通過所述控制 單元(1 )控制所述吸氣閥(4 )和所述PEEP閥(8 )的開啟 與關閉， -使用所述環境壓力傳感器(5)測量氣道壓力進行。
10. 根據權利要求9所述的操作方法，其特徵在於，使用所述環境 壓力傳感器(5)對氣道壓力進行實時測量的步驟包括當在吸氣階段中時，通過所述控制單元(1)將所述吸氣 閥(4)打開而4尋所述PEEP閥(8)完全關閉，所述環境壓力 傳感器(5)測量氣道壓力；當在呼氣階^殳中時，通過所述控制單元(1 )將所述PEEP 閥(8)部分地打開而將所述吸氣閥(3)關閉，所述環境壓力 傳感器(5)測量氣道壓力。
全文摘要
本發明公開了一種用於呼吸機及麻醉機等醫療設備中的氣路系統及其使用方法。該氣路系統包括呼吸迴路(2)，包括吸氣支路(21)和呼氣支路(22)；控制單元(1)，連接於呼吸迴路(2)，控制吸氣支路和呼氣支路的打開與關閉；氣道壓力傳感器(7)，設置在呼吸迴路(2)中，測量氣道壓力，其中，在呼吸迴路(2)中還設置有環境壓力傳感器(5)，在正常使用情況下，使用環境壓力傳感器(5)檢測環境壓力，而當氣道壓力傳感器(7)出現故障時，使用環境壓力傳感器(5)粗略地測量檢測氣道壓力。根據本發明的氣路系統及其使用方法確保在氣道壓力傳感器出現故障而無法檢測氣道壓力時呼吸系統的正常連續使用，從而確保病人安全。
文檔編號A61M16/00GK101468219SQ20071030630
公開日2009年7月1日 申請日期2007年12月28日 優先權日2007年12月28日
發明者叢玉孟, 張紅宇, 威 王 申請人:北京誼安醫療系統股份有限公司