[發明專利]基于鼓風機的呼吸系統及控制方法

在審

• 申請號: 201510081950.6
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104667401A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 吳光明;趙帥;吳群;宋寶堂;朱婷婷;張佳
• 申請（專利權）人: 蘇州魚躍醫療科技有限公司;江蘇魚躍醫療設備股份有限公司;江蘇魚躍信息系統有限公司;南京魚躍軟件技術有限公司
• 主分類號: A61M16/00
• 分類號: A61M16/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明屬于醫療呼吸機領域，具體涉及一種基于鼓風機的呼吸系統及控制方法。

背景技術

目前，傳統的睡眠呼吸機采用的是一個鼓風機控制系統，呼吸機控制系統驅動軟硬件控制這顆鼓風機轉動，從而產生患者所需要的治療壓力。對于性能相對好些的呼吸機，它們會根據患者的呼吸信號進行及時的壓力調整，保證壓力的控制穩定和治療效果。吸氣期間系統使電機加速保證治療壓力穩定，呼氣期間系統使鼓風機減速降低氣道壓力，以免患者呼出的二氧化碳不能及時排除并確保使用的舒適性。鼓風機的加速和減速的時間都很短，這對鼓風機性能要求很高。

正是這種傳統的呼吸機由于采用單個鼓風機的控制方式，為保證治療壓力的穩定，需要鼓風機不停的加速、減速，導致鼓風機的使用壽命縮短，呼吸機的系統功耗也不穩定。此外，在使用單個鼓風機控制壓力加減速時，壓力會有過沖現象，從而降低使用者的舒適性和治療效果。所以，提高鼓風機的使用壽命、穩定其功耗、提高使用者的舒適性是呼吸機的技術重點。

發明內容

本發明提供一種基于鼓風機的呼吸系統，采用雙鼓風機，利用鼓風機控制系統實時監控呼吸管路內流量對氣路閥門進行切換，具體技術方案如下：

一種基于鼓風機的呼吸系統，包括鼓風機、鼓風機控制系統，鼓風機連通呼吸管路至呼吸面罩，其特征在于：所述鼓風機為兩臺，吸氣鼓風機和呼氣鼓風機，分別輸出吸氣壓力和呼氣壓力；所述鼓風機控制系統包括主控制芯片MCU、吸氣鼓風機驅動控制單元、呼氣鼓風機驅動控制單元；兩臺鼓風機設有氣路閥門，經氣路閥門至呼吸管路，呼吸管路上設有流量傳感器，流量傳感器連接信號處理單元；電路連接關系：MCU分別連接吸氣鼓風機驅動控制單元、呼氣鼓風機驅動控制單元、氣路閥門驅動控制單元、信號處理單元。

進一步：呼吸管路上還設有壓力傳感器，壓力傳感器連接信號處理單元，MCU對呼吸管路內壓力進行實時監控并PID控制穩定氣壓。

上述基于鼓風機的呼吸系統的控制方法，其特征在于：

A、初始階段，呼吸系統通電后，MCU通過吸氣鼓風機驅動控制單元、呼氣鼓風機驅動控制單元控制兩臺鼓風機開始轉動，氣路閥門驅動控制單元驅動氣路閥門使兩臺鼓風機與呼吸管路均處于連通狀態，同時，流量傳感器采集信號至信號處理單元，然后反饋至MCU進行監控；

B、使用者戴上呼吸面罩后，MCU根據流量傳感器數值，對流量信號進行處理和判斷，若此時為吸氣狀態，則驅動氣路閥門使呼氣鼓風機與呼吸管路處于斷開狀態，并調整吸氣鼓風機功率，提供吸氣壓力；若此時為呼氣狀態，則驅動氣路閥門使吸氣鼓風機與呼吸管路處于斷開狀態，并調整呼氣鼓風機功率，提供呼氣壓力。

進一步，系統工作過程中，壓力傳感器采集呼吸管路內壓力值至信號處理單元，MCU根據采集的實時壓力值，進行PID控制穩定吸氣壓力或呼氣壓力。

綜上，本發明針對現有技術的不足，提供了一種壓力控制精準、功耗穩定且增加鼓風機使用壽命的呼吸系統及控制方法。通過控制2個鼓風機轉動，采用流量傳感器檢測使用者呼吸流量訊號，實時判斷呼吸狀態，根據使用者的吸氣和呼氣狀態來驅動氣路閥門的開啟和關閉，最終提供治療過程中需要的吸氣壓力和呼氣壓力。這種壓力的切換是通過切換氣路閥門完成，不但能提高電機的壽命、穩定系統功耗，而且對壓力的控制更加精準，大大提高了呼吸系統的舒適度。

附圖說明

圖1為本發明具體實施例中呼吸系統的整體架構圖；

圖2為本發明具體實施例中控制方法的控制流程圖。

圖中：101-MCU，102-吸氣鼓風機驅動控制單元，103-氣路閥門驅動控制單元，104-呼氣鼓風機驅動控制單元，105-吸氣鼓風機，106-呼氣鼓風機，107-氣路閥門，108-流量傳感器，109-壓力傳感器，110-信號處理單元，111-呼吸管路，112-呼吸面罩。

具體實施方式

下面利用附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

參照圖1，本發明采用雙鼓風機控制系統，包括主控制芯片MCU101、吸氣鼓風機驅動控制單元102、氣路閥門驅動控制單元103、呼氣鼓風機驅動控制單元104、吸氣鼓風機105、呼氣鼓風機106、氣路閥門107、流量傳感器108、壓力傳感器109、信號處理單元110、呼吸管路111、呼吸面罩112。鼓風機采用直流無刷電風機。