[發明專利]呼吸機氣流輸出控制系統

有效

• 申請號: 201710073288.9
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN107519562B
• 公開（公告）日: 2019-01-11
• 發明（設計）人: 錢家杰;袁含光;陳立峰;錢元誠
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61M16/00
• 分類號: A61M16/00;A61M16/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 史晶晶

本發明公開了一套呼吸機氣流輸出控制方法，其技術要點是通過對氣流輸出激發方式的整合設計，以指令通氣頻率的設定，把呼吸機的指令通氣與自主通氣兩種不同工作方式整合成一個單一的通氣節奏控制機制，根據病人呼吸狀態的需要對氣流輸出的激發方式自動地進行選擇和調整，而且并無指令通氣與自主通氣之間發生沖突的可能，并且在自主通氣發生呼吸暫停時能自動地對通氣參數進行調整以保證病人的通氣安全和參數的合理設置；同時，通過目標潮氣量中央處理器，從個體化和充盈安全等多個角度，根據病人氣道動力的信息反饋把目標潮氣量這個通氣支持強度最直接的指標，自動地把調整在符合病人需要的理想水平上。

技術領域

本發明涉及一種呼吸機，更具體的說它涉及的是一整套呼吸機氣流輸出的控制方法。

背景技術

正壓人工呼吸機的基本工作原理就是在氣道開口形成一個可控的正壓高度。吸氣開始時，呼吸機在氣道開口所建立的正壓高度與遠端氣道之間形成壓力差、為氣流進入肺內提供了動力，胸肺因此擴張、胸肺容量增加；而氣道開口壓力一旦撤去，氣道內壓也隨之下降，即意味著呼氣相開始，吸氣相時擴張的胸肺組織所蓄積的擴張勢能便轉換成動能而驅使肺內氣體呼出氣道，如此形成一個氣流進出的通氣周期。因此，呼吸機的工作，在本質上就是呼吸機氣流輸出的節奏控制和動力支持強度的控制兩個方面。

現有技術中，本專利的基礎、公告號為CN102451506A的專利文獻，已經公開了一種呼吸機氣流控制方法，將流量穩定的連續氣流由氣源輸入呼吸機氣路系統，通過控制位于氣流出口端的流出阻力控制閥的閥口運動節奏和閥口運動幅度來動態地控制系統內壓力的切換和壓力變化高度，從而相應地控制與系統相通的病人氣道的氣流進出和氣道內的氣流動力，從而實現對患者的通氣支持。但是在該公開的技術方案中，還存在著一些不完善之處，氣流輸出的激發方式即指令通氣模式和自主通氣工作模式之間的選擇和切換需要人工的判斷和操作；而呼吸機提供的動力支持強度目標潮氣量參數還不完全適合病人氣道狀況的合理需要即真正實現讓呼吸機的工作來順服病人的通氣需要，因此存在著根據通氣過程中病人氣道內的動力信息的反饋，來實現對呼吸機工作數據進行智能控制的技術改進空間。

發明內容

為實現使呼吸機的工作能完全順服病人需要的設計目標，本發明提供了如下技術方案：

總體設計：

一種呼吸機氣流輸出控制方法，利用氣源將氣流穩定地輸入到系統氣路中，并且通過通氣節律中央處理器和目標潮氣量中央處理器對閥動作控制模塊發送信號，控制系統氣流出口端上的阻力閥的閥口運動節奏和運動幅度，動態地調整系統氣路內的通氣節奏和通氣壓力，從而在系統的病人氣道接口段實現對患者的呼吸支持，其特征是：

通氣節律中央處理器包括指令通氣模塊、自主通氣時相響應模塊和閥動作整合模塊，其工作模式為：指令通氣控制模塊通過人工設定呼吸機的通氣頻率和吸呼時長比而決定的相應吸氣間歇時長信號A，自主通氣時相響應模塊通過流量傳感器和流量處理模塊檢測出患者的吸氣間歇時長信號B，閥動作整合模塊則對信號A和信號B進行整合比較，由吸氣間歇時長短的模塊主導閥動作控制模塊，控制閥口的運動節奏；

目標潮氣量中央處理器則包括潮氣量積分運算模塊和目標潮氣量控制模塊，其工作模式為：潮氣量積分運算模塊通過流量傳感器、流量處理模塊所測得的吸氣相瞬時流量曲線和吸氣相時長計算出實際進入患者氣道的潮氣量信號C，目標潮氣量控制模塊則根據實際測得的信號C，對下一次的閥口運動幅度進行調整，以把信號C維持在設定的目標水平上；并且通過通氣支持力度測定和控制模塊、理想通氣支持力度調控模塊、肺充盈保護模塊和呼吸暫停自動處置模塊多個次級調控模塊的調控，從各個角度把目標潮氣量自動調控在符合病情治療需要的參數上。

呼吸機工作方式即閥動作激發機制通過指令通氣頻率設定的自動選擇