[發(fā)明專利]呼吸機(jī)的通氣流量的控制系統(tǒng)和控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310737022.1
• 申請(qǐng)日: 2013-12-26
• 公開（公告）號(hào): CN104750129B
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉慶平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號(hào): G05D16/20
• 分類號(hào): G05D16/20
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

本發(fā)明公開了一種呼吸機(jī)的通氣流量的控制系統(tǒng)和控制方法，所述呼吸機(jī)包括渦輪和壓力控制閥，所述通氣流量控制系統(tǒng)包括：用于檢測(cè)呼吸機(jī)的通氣流量的流量檢測(cè)器；用于檢測(cè)呼吸機(jī)的氣道壓力的壓力檢測(cè)器；控制器，控制器根據(jù)呼吸機(jī)的通氣流量和氣道壓力調(diào)節(jié)渦輪的電機(jī)的轉(zhuǎn)速和壓力控制閥的驅(qū)動(dòng)電壓以對(duì)通氣流量進(jìn)行控制。根據(jù)本發(fā)明的呼吸機(jī)的通氣流量的控制系統(tǒng)和控制方法，可以對(duì)呼吸機(jī)的通氣流量進(jìn)行控制，并且可以節(jié)省能源。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種呼吸機(jī)的通氣流量的控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)

隨著各種相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，基于內(nèi)置渦輪的機(jī)械通氣系統(tǒng)在諸如家用通氣護(hù)理、急救轉(zhuǎn)運(yùn)通氣甚至ICU（Intensive Care Unit,重癥監(jiān)護(hù)病房）中對(duì)重癥患者進(jìn)行通氣治療等各種場(chǎng)合中，得到越來越多的應(yīng)用。

基于內(nèi)置渦輪的機(jī)械通氣系統(tǒng)可以統(tǒng)稱為渦輪呼吸機(jī)，但不同品牌的渦輪呼吸機(jī)在氣路結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)和壓力/流量控制方法上都存在著或多或少的差異。就氣路結(jié)構(gòu)而言，各種渦輪呼吸機(jī)的核心結(jié)構(gòu)大致可以分為三種典型結(jié)構(gòu)，三種結(jié)構(gòu)分別如下：

如圖1所示，為一種結(jié)構(gòu)的渦輪呼吸機(jī)，包括渦輪101和呼氣閥102，其流量和壓力控制都是通過直接調(diào)整渦輪101的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)的，因此需要有精確、快速反應(yīng)的轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)。存在的缺點(diǎn)是：壓力控制目標(biāo)高時(shí)需要的加減速力矩很大、噪音也很大、且渦輪101驅(qū)動(dòng)電機(jī)的壽命會(huì)縮短；同時(shí)這類呼吸機(jī)易于控制壓力，控制流量比較困難，特別是小潮氣量下的小流量精確控制很難實(shí)現(xiàn)。

如圖2所示，為第二種結(jié)構(gòu)的渦輪呼吸機(jī)，一般在一次呼吸周期內(nèi)渦輪101的轉(zhuǎn)速保持不變，壓力控制和流量控制主要靠渦輪101下端的節(jié)流閥103調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。這類呼吸機(jī)的缺點(diǎn)是：控制流量相對(duì)容易但控制壓力比較困難，同時(shí)在人體的呼氣相時(shí)，渦輪101出口幾乎處于堵死狀態(tài)，渦輪101的電機(jī)空轉(zhuǎn)造成能量浪費(fèi)，并且需要在渦輪101和節(jié)流閥103之間加入氣體降溫裝置。

另外，如圖3所示，為第三種結(jié)構(gòu)的渦輪呼吸機(jī)而言，在一次呼吸周期渦輪101的轉(zhuǎn)速也保持不變，壓力控制通過與渦輪101并聯(lián)的壓力控制閥104來實(shí)現(xiàn)。壓力控制閥104采用溢流的方式將渦輪101出口多余的流量回流到渦輪101進(jìn)氣端，同時(shí)保持渦輪101出口的壓力幾乎保持在設(shè)定的目標(biāo)壓力。但是這種結(jié)構(gòu)的呼吸機(jī)存在三個(gè)明顯的缺陷：(1)在人體的呼氣相時(shí)，渦輪101輸出流量很大，相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩電流增大造成能量浪費(fèi)；(2)在人體的呼氣相時(shí)，大部分流量回流到渦輪101進(jìn)口端反復(fù)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)，因此氣溫上升較大，需要在渦輪101后端與壓力控制閥104之間加入氣體降溫裝置；(3)此結(jié)構(gòu)的呼吸機(jī)控制壓力容易，控制流量非常困難，因此已經(jīng)商品化的此結(jié)構(gòu)的呼吸機(jī)都只是通過控制壓力波形實(shí)現(xiàn)通氣模式，沒有對(duì)流量波形進(jìn)行直接控制。

綜上所述，三種渦輪呼吸機(jī)結(jié)構(gòu)都存在著各自的優(yōu)缺點(diǎn)，沒有一種結(jié)構(gòu)完美到對(duì)另外兩種結(jié)構(gòu)具有壓倒性的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少在一定程度上解決上述的技術(shù)問題之一。

本發(fā)明主要針對(duì)第三種結(jié)構(gòu)的渦輪呼吸機(jī)而提出，旨在解決此結(jié)構(gòu)下的通氣流量控制問題，同時(shí)克服此結(jié)構(gòu)下呼氣相渦輪高轉(zhuǎn)速造成的明顯能量浪費(fèi)。

為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種呼吸機(jī)的通氣流量的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可以對(duì)呼吸機(jī)的通氣流量進(jìn)行控制，并且可以節(jié)省能源。

本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提出一種呼吸機(jī)的通氣流量的控制方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明第一方面實(shí)施例提出一種呼吸機(jī)的通氣流量的控制系統(tǒng)，所述呼吸機(jī)包括渦輪和壓力控制閥，所述通氣流量控制系統(tǒng)包括：用于檢測(cè)所述呼吸機(jī)的通氣流量的流量檢測(cè)器；用于檢測(cè)所述呼吸機(jī)的氣道壓力的壓力檢測(cè)器；控制器，所述控制器根據(jù)所述呼吸機(jī)的通氣流量和氣道壓力調(diào)節(jié)所述渦輪的電機(jī)的轉(zhuǎn)速和所述壓力控制閥的驅(qū)動(dòng)電壓以對(duì)所述通氣流量進(jìn)行控制。