智能呼吸機及使用該呼吸機的通氣方法
2023-05-05 11:11:06
智能呼吸機及使用該呼吸機的通氣方法
【專利摘要】本發明的智能呼吸機及使用該呼吸機的通氣方法屬於醫療器械【技術領域】。該智能呼吸機包括電路、氣路、操作面板和顯示器，所述的氣路中設有流量計和傳感器，所述的電路中設有電源板，其還包括微電腦電子控制板和生命體徵傳感器，該微電腦電子控制板設於所述的電路中，該微電腦電子控制板與電源板、操作面板、顯示器、氣路和生命體徵傳感器分別通信連接。該智能呼吸機的通氣方法包括如下步驟：微電腦電子控制板通過生命體徵傳感器採集人體體徵參數的信息變化，控制氣路中空氣和氧氣的流速比和報警裝置，從而實現對病人進行氧濃度的智能調節以及發出警報進行急救處理。本發明可實現智能控制，從而實現對氧濃度進行「按需適時」調節而不改變潮氣量。
【專利說明】智能呼吸機及使用該呼吸機的通氣方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及醫療器械【技術領域】，尤其涉及一種智能呼吸機及使用該呼吸機的通氣方法。
【背景技術】
[0002]自1929年「鐵肺」問世以來，呼吸機已在臨床應用了 70多年。呼吸機本身也過渡到目前的計算機控制智能化多功能型，性能日趨完善，使用安全性越來越高。作為一項人工替代通氣功能的有效手段，呼吸機已普遍地應用於麻醉、各種原因所致的呼吸衰竭及大手術後的呼吸支持治療中。呼吸機的應用，在現代醫學中佔有十分重要的位置。但是隨著呼吸機的普及，各種各樣的現場使用要求也暴露出它的一些弊端:
[0003]1、功能單一，只能給病人提供呼吸支持；不能同時提供人體生命體徵監測，故可能導致氧中毒等不良反應發生；
[0004]2、由於不能進行對氧濃度的適時按需調節，常常需要醫生或護士根據病人的病情變化進行人工調節，費時費力。
【發明內容】
[0005]為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種具有多種功能的智能呼吸機及使用該呼吸機的通氣方法。
[0006]本發明的目的是通過以下技術方案實現的:
[0007]—種智能呼吸機，包括電路、氣路、操作面板和顯示器，所述的氣路中設有流量計和傳感器，所述的電路中設有電源板，該呼吸機還包括微電腦電子控制板和生命體徵傳感器，所述的微電腦電子控制板設於所述的電路中，所述的微電腦電子控制板與電源板、操作面板、顯示器、氣路和生命體徵傳感器分別通信連接。
[0008]本發明的技術方案還包括一種使用上述智能呼吸機的通氣方法，其包括如下步驟:
[0009]微電腦電子控制板通過生命體徵傳感器採集人體體徵參數的信息變化，控制氣路中空氣和氧氣的流速比和報警裝置，從而實現對病人進行氧濃度的智能調節以及發出警報進行急救處理。
[0010]通過上述本發明的技術方案，本發明的技術方案適用在急救、轉運、家庭等需要使用呼吸機卻不具有或不方便使用監護儀的場合，並具有智能操作和安全可靠的特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明智能呼吸機一種實施方式的結構示意圖；
[0012]圖2為本發明呼吸機的氣路箱和電路箱的結構示意圖；
[0013]圖3為本發明呼吸機的氣路的結構示意圖；
[0014]圖4為本發明使用呼吸機的通氣方法的一種實施方式的流程框圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明:
[0016]如圖1、圖2和圖3所示，一種智能呼吸機，包括電路10、氣路40、操作面板20和顯示器30，所述的氣路40中設有流量計和傳感器，具體包括吸氣氣路及氧濃度、流量、壓力傳感器單元41以及呼氣氣路及流量、壓力傳感器單元42，並且吸氣氣路及氧濃度、流量、壓力傳感器單元41和呼氣氣路及流量、壓力傳感器單元42分別與病人100接觸或連接。所述的電路10中設有電源板12。該呼吸機還包括微電腦電子控制板11和生命體徵傳感器50，所述的微電腦電子控制板11設於所述的電路10中，所述的微電腦電子控制板11與電源板12、操作面板20、顯示器30、氣路40和生命體徵傳感器50分別通信連接。
[0017]如圖1、2和3所示，其中，所述的生命體徵傳感器50包括血氧/脈率探頭51以及血壓探頭。
[0018]所述的微電腦電子控制板11中設有報警模塊，所述的報警模塊與外部的報警裝置通信連接。
[0019]一種使用上述智能呼吸機的通氣方法，包括如下步驟:
[0020]微電腦電子控制板11通過生命體徵傳感器50採集人體體徵參數的信息變化，控制氣路40中空氣和氧氣的流速比和報警裝置，從而實現對病人100進行氧濃度的智能調節以及發出警報進行急救處理。
[0021]進一步的，其包括如下步驟:
[0022]微電腦電子控制板11通過血氧探頭採集人體的血氧飽和度的信息變化，控制氣路40中空氣和氧氣的比例電磁閥的流速比，從而實現對氧濃度進行智能調節而無須改變潮氣量。
[0023]進一步的，其包括如下步驟:
[0024]微電腦電子控制板11通過血氧探頭監測病人的血氧飽和度、脈率和血壓等生命體徵參數並與預設的數據進行比對，如果符合報警條件，即超出設定值，報警模塊控制報警裝置發出報警信號，通知醫生以及其他人員對病人100進行及時急救處理。
[0025]進一步的，如圖4所示，所述的通氣方法具體包括如下步驟:
[0026]S1，設置病人的血氧飽和度上限和下限，即通過操作面板20設置病人的血氧飽和度上限和下限。在步驟S1中不僅設置血氧飽和度上下限來作為氧濃度調節的依據，同時還可設置另外兩個血氧飽和度上下限來作為報警的判定依據。
[0027]S2，預置或者由機器默認氧濃度，所述的預置或者由機器默認的氧濃度為機器用到的最高氧濃度，即機器只能在21%?預置氧濃度下循環調節。
[0028]S3,生命體徵傳感器50採集、監測人體體徵參數的信息變化並傳遞給微電腦電子控制板11，微電腦電子控制板11控制呼吸機氣路40中空氣和氧氣的比例電磁閥流速比，使氧濃度降低一級而潮氣量不變，經過一段時間再重複上述採集、監測、控制步驟，至血氧飽和度在設定範圍內。一段時間可根據實際情況由醫生等專業人員確定。
[0029]S4，當監測到血氧飽和度低於設定的下限時，微電腦電子控制板11控制呼吸機中空氣和氧氣的比例電磁閥流速比，使氧濃度升高一級而潮氣量不變，經過一段時間再重複上述採集、監測、控制步驟，至血氧飽和度在設定範圍內。一段時間可根據實際情況由醫生等專業人員確定。
[0030]S5，如果已經在預置或者由機器默認氧濃度下給氧一段時間，仍然低於設定的下限值，則提示血氧飽和度下限報警，進行急救處理。
[0031]該呼吸機通氣控制模式及方案，除了包括一般呼吸機的應有特徵外，主要還包括微電腦電子控制板(或微電腦控制單元)的血氧探頭信號輸入端及血氧探頭，因此它自身就帶有血氧飽和度等生命體徵參數監測功能，能夠適時採集到病人的血氧飽和度等生命體徵變化和具有完備的報警功能。微電腦控制單元利用血氧探頭採集人體的血氧飽和度的信息變化，控制呼吸機氣路中空氣和氧氣的比例電磁閥流速比，從而實現對氧濃度進行「按需適時」調節。
[0032]本發明特別適用於在急救、轉運、家庭等需要使用呼吸機卻不方便使用或不具有監護儀的場合。
[0033]如圖1、2和3所示，本發明的呼吸機主要包括氣路、電路、傳感器及探頭、操作面板、顯示器等，其中氣路部分與普通呼吸機相似，包括普通呼吸機應該具備的提供呼吸支持的氣體執行氣路系統(主要包括吸氣氣路和呼氣氣路，有氧氣輸入接口、減壓閥、安全閥、受電路部分控制的電磁閥、空氧混合器和吸氣閥、呼吸管路、呼氣閥等等)；電路部分除了普通呼吸機應該具備(如支持/控制呼吸氣路、通氣安全、流量及壓力監測探頭信號輸入端及探頭、操作設置和顯示等)的電路系統外，主要還包括微電腦控制單元和生命體徵傳感器，如血氧探頭信號輸入端及血氧探頭。
[0034]其中生命體徵傳感器主要為血壓探頭和血氧/脈率探頭；氣路部主要為呼氣迴路A和吸氣迴路等；電路主要為電源板和微電腦電子控制板(微電腦控制單元)；操作面板和顯示，其中操作面板為給操作人員操作和設置參數的部件；顯示器為顯示監測、設置、報警以及工作計時等各種信息的部件。而氣路部分的詳細原理參考圖如圖3所示，但圖3所示的只是眾多呼吸機氣路中的一種實現方式而已，為便於理解，將該氣路圖作為本發明的氣路原理參考圖。
[0035]本發明在圖3氣路部分原理參考圖中，呼吸機氣路主要包括氣源如氧氣、空氣、減壓閥、比例電磁閥、流量傳感器、空氧混合器、安全閥、氧濃度傳感器、電磁閥、呼氣閥、壓力傳感器以及呼吸機管路等。
[0036]如圖3所示，壓縮氧氣和空氣分別進入主機進氣口後，分別經過減壓閥，將壓力進行穩壓。再分別經過比例電磁閥的智能調節後以一定的流速通過流量傳感器，它可以隨時監測比例電磁閥給出的氣體流量。然後一起進入空氧混合器，形成一定氧濃度的混合氣體，最後經過氧濃度傳感器對混合氣體的氧濃度進行實際監測，最終再通過呼吸管路進入病人體內。一般地，在可能的場合還會在混合氣體進入病人之前通過串聯一溼化器將氣體進行溼化和加熱，使病人吸入的是溼潤和溫暖的氣體。其中，在空氧混合器和呼吸管路之間還會增加一安全閥，安全閥是用來限制吸氣氣路中的最高壓力的，當氣路中因為某種特殊的原因(如氣路堵塞等)導致壓力超過氣路系統安全壓力時，安全閥開放洩氣。病人要呼出的氣體通過呼吸管路進入到呼氣閥排出到體外。在排出之前，這些呼出氣體也經過流量傳感器和壓力傳感器的監測，這些監測信號表示病人的氣道壓力和潮氣量水平，是機器給病人進行通氣的一個狀態指標。同時壓力和流速信號(流量傳感器可以監測流速)還可以作為病人觸發通氣的壓力和流速採樣。其中，當在吸氣狀態時，電磁閥處於導通狀態，這樣將有一股氣體壓住呼氣閥的排出口，保證吸氣時氣體只進入到病人體內。反之，在呼氣時，電磁閥處於斷開狀態，病人呼出的氣體可以自由排出到體外。
[0037]以上簡單敘述了氣體進入患者肺部的輸送過程，也是普通呼吸機的一般工作過程。帶微電腦的電子控制板(微電腦控制單元)是電控的核心部件，提供對流量、流速、壓力的監測、管理鍵盤和顯示處理、各種報警信號處理以及電磁閥的驅動信號，電子控制板還監控整機電源情況，在斷電時發出聲音報警等。
[0038]與普通的呼吸機不同，帶微電腦的電子控制板(微電腦控制單元)還提供對血氧飽和度、脈率、血壓等生命體徵的監測以及完備的報警系統，並且能夠利用血氧探頭採集人體的血氧飽和度的信息變化，控制呼吸機氣路中空氣和氧氣的比例電磁閥的流速比，從而實現對氧濃度進行「按需適時」調節而不改變潮氣量。
[0039]在圖3中，鑑於呼吸機的不同種類或使用場合的限制，可能只有一種氣源，比如在急救或轉運中的呼吸機，可能只有壓縮氧氣或空氣(如用電動渦輪驅動的空氣)，那麼雖然不能實現對氧濃度進行智能的「按需適時」調節，但是同樣能夠實現對病人生命體徵進行適時監測和報警，同樣具有非常積極的意義。
[0040]通氣方法的具體實施例如下:醫生設置病人的血氧飽和度上限和下限，如上限設置為96，下限設置為88 個預置(或者由機器默認)氧濃度，如為80%，這個預置(或者由機器默認)氧濃度為機器用到的最高氧濃度，即機器只能在21%?預置氧濃度下循環調節。機器首先在預置(或默認)氧濃度80%下給氣，經過一段時間，檢測到血氧飽和度超過96，電路部分的微電腦控制單元控制呼吸機氣路中空氣和氧氣的比例電磁閥流速比，使氧濃度降低一級而潮氣量不變，經過一段時間再重複上述監測、控制步驟，至血氧飽和度在設定範圍；當低於血氧飽和度下限時，控制呼吸機中空氣和氧氣的比例電磁閥流速比，使氧濃度升高一級而潮氣量不變，經過一段時間再重複上述監測、控制步驟，至血氧飽和度在設定範圍。如果已經在預置氧濃度80%下給氧一段時間，仍然低於88，則提示血氧飽和度下限報警，需要醫生處理。一般地，醫生設置的參數對該病人比較合理，總會在合理的氧濃度和血氧飽和度之間動態調節變化。
[0041]另外的控制方式可能不僅設置血氧飽和度上下限來作為氧濃度調節的依據，同時還設置另外兩個血氧飽和度上下限來作為報警的判定依據。控制方法比較多，最終實現「根據病人體徵的變化進行適時調節」即可。
[0042]同時，通過本發明方案，把以上所有這些功能及其結構整合成一個有機的整體，而不是將兩種儀器簡單的拼湊組合。如結構上緊湊，具有共同的操作和顯示界面等。這樣，就可以在急救、轉運、家庭等不方便或不具有使用監護儀的場合使用了。
[0043]本發明與現有技術相比具有優點和積極效果如下:
[0044]1.不同於普通呼吸機僅僅具有呼吸支持功能，本呼吸機能夠監測到的病人生命體徵變化，具有血氧飽和度、脈率、血壓等病人生命體徵參數監測以及完備的報警系統，同時也非常方便醫護人員及時而直接的觀察，故不易導致氧中毒等不良反應的發生，提高了呼吸機的使用安全性。
[0045]2.與普通的呼吸機不同，微電腦控制單元利用血氧探頭採集人體的血氧飽和度的信息變化，控制呼吸機氣路中空氣和氧氣的比例電磁閥的流速比而不改變潮氣量，從而實現對氧濃度進行「按需適時」調節，具有一定的智能性。因此節省了氧氣和人力，也不易導致氧中毒等不良反應的發生，提高了呼吸機的使用安全性。
[0046]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求書的保護範圍為準。
【權利要求】
1.一種智能呼吸機，包括電路、氣路、操作面板和顯示器，所述的氣路中設有流量計和傳感器，所述的電路中設有電源板，其特徵在於，還包括微電腦電子控制板和生命體徵傳感器，所述的微電腦電子控制板設於所述的電路中，所述的微電腦電子控制板與電源板、操作面板、顯示器、氣路和生命體徵傳感器分別通信連接。
2.根據權利要求1所述的智能呼吸機，其特徵在於，所述的生命體徵傳感器包括血氧/脈率探頭。
3.根據權利要求2所述的智能呼吸機，其特徵在於，所述的生命體徵傳感器包括血壓探頭。
4.根據權利要求1所述的智能呼吸機，其特徵在於，所述的微電腦電子控制板中設有報警模塊，所述的報警模塊與外部的報警裝置通信連接。
5.一種使用權利要求1至4任一智能呼吸機的通氣方法，其特徵在於，包括如下步驟: 微電腦電子控制板通過生命體徵傳感器採集人體體徵參數的信息變化，控制氣路中空氣和氧氣的流速比和報警裝置，從而實現對病人進行氧濃度的智能調節以及發出警報進行急救處理。
6.根據權利要求5所述的通氣方法，其特徵在於，包括如下步驟: 微電腦電子控制板通過血氧探頭採集人體的血氧飽和度的信息變化，控制氣路中空氣和氧氣的比例電磁閥的流速比，從而實現對氧濃度進行智能調節而無須改變潮氣量。
7.根據權利要求5所述的通氣方法，其特徵在於，包括如下步驟: 微電腦電子控制板通過血氧探頭監測病人的血氧飽和度、脈率和血壓的生命體徵參數並與預設的數據進行比對，如果符合報警條件，控制報警裝置發出報警信號。
8.根據權利要求5所述的通氣方法，其特徵在於，包括如下步驟: SI，設置病人的血氧飽和度上限和下限； S2，預置或者由機器默認氧濃度，所述的預置或者由機器默認的氧濃度為機器用到的最聞氧濃度； S3，生命體徵傳感器採集、監測人體體徵參數的信息變化並傳遞給微電腦電子控制板，微電腦電子控制板控制呼吸機氣路中空氣和氧氣的比例電磁閥流速比，使氧濃度降低一級而潮氣量不變，經過一段時間再重複上述採集、監測、控制步驟，至血氧飽和度在設定範圍內； S4，當監測到血氧飽和度低於設定的下限時，微電腦電子控制板控制呼吸機中空氣和氧氣的比例電磁閥流速比，使氧濃度升高一級而潮氣量不變，經過一段時間再重複上述採集、監測、控制步驟，至血氧飽和度在設定範圍內。
9.根據權利要求8所述的通氣方法，其特徵在於，步驟SI中不僅設置血氧飽和度上下限來作為氧濃度調節的依據，同時還設置另外兩個血氧飽和度上下限來作為報警的判定依據。
10.根據權利要求9所述的通氣方法，其特徵在於，還包括如下步驟: S5，如果已經在預置或者由機器默認氧濃度下給氧一段時間，仍然低於設定的下限值，則提示血氧飽和度下限報警，進行急救處理。
【文檔編號】A61M16/00GK104399164SQ201410705951
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】顏輝 申請人:北京神鹿騰飛醫療科技有限公司