一種呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置和方法，該裝備是包括一種流量控制閥，其上一系列不同橫截面積的氣流通道，每個(gè)通道對(duì)應(yīng)有一個(gè)電磁閥來(lái)控制其導(dǎo)通和關(guān)閉。通過(guò)控制電磁閥組來(lái)控制氣流從一系列不同橫截面積的氣流通道按離散正弦信號(hào)來(lái)進(jìn)行數(shù)碼組合輸出，輸出的氣流波形呈現(xiàn)正弦信號(hào)的波形特征，包括對(duì)輸出頻率、幅度、相位的確定。氣流控制閥上所有氣流通道流經(jīng)氣流流量按2n-1倍基本流量分配，該基本流量為最小孔徑通道對(duì)應(yīng)的氣流流量，n=1,2,3……。采用該方法來(lái)控制正弦氣流輸出具有運(yùn)算量小、響應(yīng)速度快，控制簡(jiǎn)單和易于實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn),用于高頻呼吸機(jī)以增強(qiáng)高頻呼吸機(jī)使用的舒適度和治療效果。
【專利說(shuō)明】一種呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]臨床試驗(yàn)證明采用高頻通氣能在低通氣壓、低通氣量(甚至低于呼吸生理死腔的通氣量)的情況下也能滿足患者正常呼吸生理的需求，能減少氣壓對(duì)呼吸氣道、肺的損傷。
[0003]現(xiàn)有臨床機(jī)械通氣技術(shù)中，所使用呼吸機(jī)主要有常規(guī)通氣呼吸機(jī)(CMV:Conversional Mechanical Ventilator)和高頻通氣呼吸(HFV:High FrequencyVentilator);而高頻通氣又主要可分為高頻正壓通氣(HFPPV:High Frequency PositivePressure Ventilation)、高頻射頻通氣(HFJV:High Frequency Jet Ventilation)和高頻震蕩通氣(HF0V:High Frequency Oscillating Ventilation)。高頻氣流通常采用頻率2Hz~IOOHz的脈沖、鋸齒波或正弦氣流波。
[0004]目前具有高頻震蕩通氣(HFOV)功能的呼吸機(jī)其高頻氣流產(chǎn)生的方式是采用大功率揚(yáng)聲器或采用通過(guò)往復(fù)式活塞對(duì)它們輸入一定頻率的控制信號(hào)來(lái)產(chǎn)生。其輸出高頻氣流的震蕩幅度受限于揚(yáng)聲器音圈的振幅或頻率受限于活塞的往復(fù)行程，在輸出高頻氣流的同時(shí)還產(chǎn)生一定的音頻噪音。對(duì)于包括正弦在內(nèi)的其它波形的高頻氣流，需要復(fù)雜的控制電路、信號(hào)感應(yīng)與處理和控制算法來(lái)控制閥門(mén)的開(kāi)度才能實(shí)現(xiàn)，且容易受到干擾而輸出不必要的尖峰氣流等。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置及方法，使得正弦高頻氣流輸出易于控制，并且算法簡(jiǎn)單。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:提供一種呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置，包括恒壓裝置、氣流控制閥、電磁閥組、控制器和常規(guī)呼吸機(jī)，所述恒壓裝置的輸出端與氣流控制閥的輸入端接口相連，所述氣流控制閥的輸出端接口與三通連接器的一個(gè)連接端相連，所述三通連接器的另外兩個(gè)連接端分別與常規(guī)呼吸機(jī)和輸出管相連；所述氣流控制閥上設(shè)有N個(gè)氣流通道，每個(gè)氣流通道采用電磁閥組中的一個(gè)電磁閥進(jìn)行控制；每一氣流通道的通氣流量不同，其中，最小孔徑的氣流通道的通氣流量定義為基本通氣流量q，隨后其它氣流通道的通氣流量滿足Zn-1Xq,其中，n=2，3，4…N，N為氣流控制閥上不同氣流通道依據(jù)孔徑按升序排列后最大孔徑的氣流通道對(duì)應(yīng)的序數(shù)；所述控制器輸出離散控制信號(hào)給電磁閥組，電磁閥組中的電磁閥在電壓驅(qū)動(dòng)下打開(kāi)或關(guān)閉氣流控制閥上不同孔徑的氣流通道。
[0007]所述氣流控制閥上有N個(gè)氣流通道，各個(gè)氣流通道輸出氣流和氣流控制閥的總輸出氣流流量滿足如下表達(dá)式:
[0008]
【權(quán)利要求】
1.一種呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置，包括恒壓裝置、氣流控制閥、電磁閥組、控制器和常規(guī)呼吸機(jī)，其特征在于，所述恒壓裝置的輸出端與氣流控制閥的輸入端接口相連，所述氣流控制閥的輸出端接口與三通連接器的一個(gè)連接端相連，所述三通連接器的另外兩個(gè)連接端分別與常規(guī)呼吸機(jī)和輸出管相連；所述氣流控制閥上設(shè)有N個(gè)氣流通道，每個(gè)氣流通道采用電磁閥組中的一個(gè)電磁閥進(jìn)行控制；每一氣流通道的通氣流量不同，其中，最小孔徑的氣流通道的通氣流量定義為基本通氣流量q，隨后其它氣流通道的通氣流量滿足211-1 X q,其中，n=2，3，4…N，N為氣流控制閥上不同氣流通道依據(jù)孔徑按升序排列后最大孔徑的氣流通道對(duì)應(yīng)的序數(shù)；所述控制器輸出離散控制信號(hào)給電磁閥組，電磁閥組中的電磁閥在電壓驅(qū)動(dòng)下打開(kāi)或關(guān)閉氣流控制閥上不同孔徑的氣流通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述氣流控制閥上有N個(gè)氣流通道,各個(gè)氣流通道輸出氣流和氣流控制閥的總輸出氣流流量滿足如下表達(dá)式:

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置，其特征在于，所述控制器的輸出口采用并聯(lián)方式輸出控制信號(hào)，輸出控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)碼后在時(shí)序上滿足如下表達(dá)式
4.一種呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1所述的呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生裝置，包括以下步驟: (1)控制器在一定的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)應(yīng)時(shí)刻的正弦波幅度值，并對(duì)其模數(shù)轉(zhuǎn)換后有輸出口輸出給電磁閥組的控制部分； (2)電磁閥組收到控制信號(hào)后，所有對(duì)應(yīng)為高電平的電磁閥啟動(dòng)打開(kāi)對(duì)應(yīng)的氣流通道輸出氣流； (3)所有被打開(kāi)的氣流通道輸出的氣流在氣流控制閥的輸出端匯合成與該時(shí)刻對(duì)應(yīng)的正弦波氣流幅度值； (4)重復(fù)步驟(1)、(2)和(3)，直到需要停止輸出正弦波氣流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生方法，其特征在于，所述控制器的輸出口采用并聯(lián)方式輸出控制信號(hào)，輸出控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)碼后在時(shí)序上滿足如下表達(dá)式:
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的呼吸機(jī)高頻正弦氣流產(chǎn)生方法，其特征在于，所述正弦波氣流的振幅由所有氣流通道打開(kāi)時(shí)的輸出流量之和來(lái)決定，其峰-峰值等于所有氣流通道打開(kāi)時(shí)輸出氣流，或振幅值 等于所有氣流通道打開(kāi)時(shí)輸出氣流的一半。
【文檔編號(hào)】A61M16/10GK103751897SQ201410012563
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】袁越陽(yáng), 楊崇倡 申請(qǐng)人:東華大學(xué)