智能呼吸機(jī)及使用該呼吸機(jī)的通氣方法
【專利摘要】本發(fā)明的智能呼吸機(jī)及使用該呼吸機(jī)的通氣方法屬于醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】。該智能呼吸機(jī)包括電路、氣路、操作面板和顯示器，所述的氣路中設(shè)有流量計(jì)和傳感器，所述的電路中設(shè)有電源板，其還包括微電腦電子控制板和生命體征傳感器，該微電腦電子控制板設(shè)于所述的電路中，該微電腦電子控制板與電源板、操作面板、顯示器、氣路和生命體征傳感器分別通信連接。該智能呼吸機(jī)的通氣方法包括如下步驟：微電腦電子控制板通過生命體征傳感器采集人體體征參數(shù)的信息變化，控制氣路中空氣和氧氣的流速比和報(bào)警裝置，從而實(shí)現(xiàn)對病人進(jìn)行氧濃度的智能調(diào)節(jié)以及發(fā)出警報(bào)進(jìn)行急救處理。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)智能控制，從而實(shí)現(xiàn)對氧濃度進(jìn)行“按需適時(shí)”調(diào)節(jié)而不改變潮氣量。
【專利說明】智能呼吸機(jī)及使用該呼吸機(jī)的通氣方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種智能呼吸機(jī)及使用該呼吸機(jī)的通氣方法。

【背景技術(shù)】
[0002]自1929年“鐵肺”問世以來，呼吸機(jī)已在臨床應(yīng)用了 70多年。呼吸機(jī)本身也過渡到目前的計(jì)算機(jī)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(xiàng)人工替代通氣功能的有效手段，呼吸機(jī)已普遍地應(yīng)用于麻醉、各種原因所致的呼吸衰竭及大手術(shù)后的呼吸支持治療中。呼吸機(jī)的應(yīng)用，在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)中占有十分重要的位置。但是隨著呼吸機(jī)的普及，各種各樣的現(xiàn)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(shí)提供人體生命體征監(jiān)測，故可能導(dǎo)致氧中毒等不良反應(yīng)發(fā)生；
[0004]2、由于不能進(jìn)行對氧濃度的適時(shí)按需調(diào)節(jié)，常常需要醫(yī)生或護(hù)士根據(jù)病人的病情變化進(jìn)行人工調(diào)節(jié)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種具有多種功能的智能呼吸機(jī)及使用該呼吸機(jī)的通氣方法。
[0006]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]—種智能呼吸機(jī)，包括電路、氣路、操作面板和顯示器，所述的氣路中設(shè)有流量計(jì)和傳感器，所述的電路中設(shè)有電源板，該呼吸機(jī)還包括微電腦電子控制板和生命體征傳感器，所述的微電腦電子控制板設(shè)于所述的電路中，所述的微電腦電子控制板與電源板、操作面板、顯示器、氣路和生命體征傳感器分別通信連接。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案還包括一種使用上述智能呼吸機(jī)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征傳感器采集人體體征參數(shù)的信息變化，控制氣路中空氣和氧氣的流速比和報(bào)警裝置，從而實(shí)現(xiàn)對病人進(jìn)行氧濃度的智能調(diào)節(jié)以及發(fā)出警報(bào)進(jìn)行急救處理。
[0010]通過上述本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的技術(shù)方案適用在急救、轉(zhuǎn)運(yùn)、家庭等需要使用呼吸機(jī)卻不具有或不方便使用監(jiān)護(hù)儀的場合，并具有智能操作和安全可靠的特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明智能呼吸機(jī)一種實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明呼吸機(jī)的氣路箱和電路箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明呼吸機(jī)的氣路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明使用呼吸機(jī)的通氣方法的一種實(shí)施方式的流程框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0016]如圖1、圖2和圖3所示，一種智能呼吸機(jī)，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(shè)有流量計(jì)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，并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(shè)有電源板12。該呼吸機(jī)還包括微電腦電子控制板11和生命體征傳感器50，所述的微電腦電子控制板11設(shè)于所述的電路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和生命體征傳感器50分別通信連接。
[0017]如圖1、2和3所示，其中，所述的生命體征傳感器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(shè)有報(bào)警模塊，所述的報(bào)警模塊與外部的報(bào)警裝置通信連接。
[0019]一種使用上述智能呼吸機(jī)的通氣方法，包括如下步驟:
[0020]微電腦電子控制板11通過生命體征傳感器50采集人體體征參數(shù)的信息變化，控制氣路40中空氣和氧氣的流速比和報(bào)警裝置，從而實(shí)現(xiàn)對病人100進(jìn)行氧濃度的智能調(diào)節(jié)以及發(fā)出警報(bào)進(jìn)行急救處理。
[0021]進(jìn)一步的，其包括如下步驟:
[0022]微電腦電子控制板11通過血氧探頭采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(shí)現(xiàn)對氧濃度進(jìn)行智能調(diào)節(jié)而無須改變潮氣量。
[0023]進(jìn)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(jiān)測病人的血氧飽和度、脈率和血壓等生命體征參數(shù)并與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，如果符合報(bào)警條件，即超出設(shè)定值，報(bào)警模塊控制報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號，通知醫(yī)生以及其他人員對病人100進(jìn)行及時(shí)急救處理。
[0025]進(jìn)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(shè)置病人的血氧飽和度上限和下限，即通過操作面板20設(shè)置病人的血氧飽和度上限和下限。在步驟S1中不僅設(shè)置血氧飽和度上下限來作為氧濃度調(diào)節(jié)的依據(jù)，同時(shí)還可設(shè)置另外兩個血氧飽和度上下限來作為報(bào)警的判定依據(jù)。
[0027]S2，預(yù)置或者由機(jī)器默認(rèn)氧濃度，所述的預(yù)置或者由機(jī)器默認(rèn)的氧濃度為機(jī)器用到的最高氧濃度，即機(jī)器只能在21%?預(yù)置氧濃度下循環(huán)調(diào)節(jié)。
[0028]S3,生命體征傳感器50采集、監(jiān)測人體體征參數(shù)的信息變化并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(jī)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(jīng)過一段時(shí)間再重復(fù)上述采集、監(jiān)測、控制步驟，至血氧飽和度在設(shè)定范圍內(nèi)。一段時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況由醫(yī)生等專業(yè)人員確定。
[0029]S4，當(dāng)監(jiān)測到血氧飽和度低于設(shè)定的下限時(shí)，微電腦電子控制板11控制呼吸機(jī)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(jīng)過一段時(shí)間再重復(fù)上述采集、監(jiān)測、控制步驟，至血氧飽和度在設(shè)定范圍內(nèi)。一段時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況由醫(yī)生等專業(yè)人員確定。
[0030]S5，如果已經(jīng)在預(yù)置或者由機(jī)器默認(rèn)氧濃度下給氧一段時(shí)間，仍然低于設(shè)定的下限值，則提示血氧飽和度下限報(bào)警，進(jìn)行急救處理。
[0031]該呼吸機(jī)通氣控制模式及方案，除了包括一般呼吸機(jī)的應(yīng)有特征外，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征參數(shù)監(jiān)測功能，能夠適時(shí)采集到病人的血氧飽和度等生命體征變化和具有完備的報(bào)警功能。微電腦控制單元利用血氧探頭采集人體的血氧飽和度的信息變化，控制呼吸機(jī)氣路中空氣和氧氣的比例電磁閥流速比，從而實(shí)現(xiàn)對氧濃度進(jìn)行“按需適時(shí)”調(diào)節(jié)。
[0032]本發(fā)明特別適用于在急救、轉(zhuǎn)運(yùn)、家庭等需要使用呼吸機(jī)卻不方便使用或不具有監(jiān)護(hù)儀的場合。
[0033]如圖1、2和3所示，本發(fā)明的呼吸機(jī)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(jī)相似，包括普通呼吸機(jī)應(yīng)該具備的提供呼吸支持的氣體執(zhí)行氣路系統(tǒng)(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(jī)應(yīng)該具備(如支持/控制呼吸氣路、通氣安全、流量及壓力監(jiān)測探頭信號輸入端及探頭、操作設(shè)置和顯示等)的電路系統(tǒng)外，主要還包括微電腦控制單元和生命體征傳感器，如血氧探頭信號輸入端及血氧探頭。
[0034]其中生命體征傳感器主要為血壓探頭和血氧/脈率探頭；氣路部主要為呼氣回路A和吸氣回路等；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(shè)置參數(shù)的部件；顯示器為顯示監(jiān)測、設(shè)置、報(bào)警以及工作計(jì)時(shí)等各種信息的部件。而氣路部分的詳細(xì)原理參考圖如圖3所示，但圖3所示的只是眾多呼吸機(jī)氣路中的一種實(shí)現(xiàn)方式而已，為便于理解，將該氣路圖作為本發(fā)明的氣路原理參考圖。
[0035]本發(fā)明在圖3氣路部分原理參考圖中，呼吸機(jī)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(jī)管路等。
[0036]如圖3所示，壓縮氧氣和空氣分別進(jìn)入主機(jī)進(jìn)氣口后，分別經(jīng)過減壓閥，將壓力進(jìn)行穩(wěn)壓。再分別經(jīng)過比例電磁閥的智能調(diào)節(jié)后以一定的流速通過流量傳感器，它可以隨時(shí)監(jiān)測比例電磁閥給出的氣體流量。然后一起進(jìn)入空氧混合器，形成一定氧濃度的混合氣體，最后經(jīng)過氧濃度傳感器對混合氣體的氧濃度進(jìn)行實(shí)際監(jiān)測，最終再通過呼吸管路進(jìn)入病人體內(nèi)。一般地，在可能的場合還會在混合氣體進(jìn)入病人之前通過串聯(lián)一濕化器將氣體進(jìn)行濕化和加熱，使病人吸入的是濕潤和溫暖的氣體。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(dāng)氣路中因?yàn)槟撤N特殊的原因(如氣路堵塞等)導(dǎo)致壓力超過氣路系統(tǒng)安全壓力時(shí)，安全閥開放泄氣。病人要呼出的氣體通過呼吸管路進(jìn)入到呼氣閥排出到體外。在排出之前，這些呼出氣體也經(jīng)過流量傳感器和壓力傳感器的監(jiān)測，這些監(jiān)測信號表示病人的氣道壓力和潮氣量水平，是機(jī)器給病人進(jìn)行通氣的一個狀態(tài)指標(biāo)。同時(shí)壓力和流速信號(流量傳感器可以監(jiān)測流速)還可以作為病人觸發(fā)通氣的壓力和流速采樣。其中，當(dāng)在吸氣狀態(tài)時(shí)，電磁閥處于導(dǎo)通狀態(tài)，這樣將有一股氣體壓住呼氣閥的排出口，保證吸氣時(shí)氣體只進(jìn)入到病人體內(nèi)。反之，在呼氣時(shí)，電磁閥處于斷開狀態(tài)，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(jìn)入患者肺部的輸送過程，也是普通呼吸機(jī)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(jiān)測、管理鍵盤和顯示處理、各種報(bào)警信號處理以及電磁閥的驅(qū)動信號，電子控制板還監(jiān)控整機(jī)電源情況，在斷電時(shí)發(fā)出聲音報(bào)警等。
[0038]與普通的呼吸機(jī)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、血壓等生命體征的監(jiān)測以及完備的報(bào)警系統(tǒng)，并且能夠利用血氧探頭采集人體的血氧飽和度的信息變化，控制呼吸機(jī)氣路中空氣和氧氣的比例電磁閥的流速比，從而實(shí)現(xiàn)對氧濃度進(jìn)行“按需適時(shí)”調(diào)節(jié)而不改變潮氣量。
[0039]在圖3中，鑒于呼吸機(jī)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(zhuǎn)運(yùn)中的呼吸機(jī)，可能只有壓縮氧氣或空氣(如用電動渦輪驅(qū)動的空氣)，那么雖然不能實(shí)現(xiàn)對氧濃度進(jìn)行智能的“按需適時(shí)”調(diào)節(jié)，但是同樣能夠?qū)崿F(xiàn)對病人生命體征進(jìn)行適時(shí)監(jiān)測和報(bào)警，同樣具有非常積極的意義。
[0040]通氣方法的具體實(shí)施例如下:醫(yī)生設(shè)置病人的血氧飽和度上限和下限，如上限設(shè)置為96，下限設(shè)置為88 個預(yù)置(或者由機(jī)器默認(rèn))氧濃度，如為80%，這個預(yù)置(或者由機(jī)器默認(rèn))氧濃度為機(jī)器用到的最高氧濃度，即機(jī)器只能在21%?預(yù)置氧濃度下循環(huán)調(diào)節(jié)。機(jī)器首先在預(yù)置(或默認(rèn))氧濃度80%下給氣，經(jīng)過一段時(shí)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(jī)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(jīng)過一段時(shí)間再重復(fù)上述監(jiān)測、控制步驟，至血氧飽和度在設(shè)定范圍；當(dāng)?shù)陀谘躏柡投认孪迺r(shí)，控制呼吸機(jī)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(jīng)過一段時(shí)間再重復(fù)上述監(jiān)測、控制步驟，至血氧飽和度在設(shè)定范圍。如果已經(jīng)在預(yù)置氧濃度80%下給氧一段時(shí)間，仍然低于88，則提示血氧飽和度下限報(bào)警，需要醫(yī)生處理。一般地，醫(yī)生設(shè)置的參數(shù)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(tài)調(diào)節(jié)變化。
[0041]另外的控制方式可能不僅設(shè)置血氧飽和度上下限來作為氧濃度調(diào)節(jié)的依據(jù)，同時(shí)還設(shè)置另外兩個血氧飽和度上下限來作為報(bào)警的判定依據(jù)。控制方法比較多，最終實(shí)現(xiàn)“根據(jù)病人體征的變化進(jìn)行適時(shí)調(diào)節(jié)”即可。
[0042]同時(shí)，通過本發(fā)明方案，把以上所有這些功能及其結(jié)構(gòu)整合成一個有機(jī)的整體，而不是將兩種儀器簡單的拼湊組合。如結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)運(yùn)、家庭等不方便或不具有使用監(jiān)護(hù)儀的場合使用了。
[0043]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有優(yōu)點(diǎn)和積極效果如下:
[0044]1.不同于普通呼吸機(jī)僅僅具有呼吸支持功能，本呼吸機(jī)能夠監(jiān)測到的病人生命體征變化，具有血氧飽和度、脈率、血壓等病人生命體征參數(shù)監(jiān)測以及完備的報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)也非常方便醫(yī)護(hù)人員及時(shí)而直接的觀察，故不易導(dǎo)致氧中毒等不良反應(yīng)的發(fā)生，提高了呼吸機(jī)的使用安全性。
[0045]2.與普通的呼吸機(jī)不同，微電腦控制單元利用血氧探頭采集人體的血氧飽和度的信息變化，控制呼吸機(jī)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(shí)現(xiàn)對氧濃度進(jìn)行“按需適時(shí)”調(diào)節(jié)，具有一定的智能性。因此節(jié)省了氧氣和人力，也不易導(dǎo)致氧中毒等不良反應(yīng)的發(fā)生，提高了呼吸機(jī)的使用安全性。
[0046]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種智能呼吸機(jī)，包括電路、氣路、操作面板和顯示器，所述的氣路中設(shè)有流量計(jì)和傳感器，所述的電路中設(shè)有電源板，其特征在于，還包括微電腦電子控制板和生命體征傳感器，所述的微電腦電子控制板設(shè)于所述的電路中，所述的微電腦電子控制板與電源板、操作面板、顯示器、氣路和生命體征傳感器分別通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能呼吸機(jī)，其特征在于，所述的生命體征傳感器包括血氧/脈率探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能呼吸機(jī)，其特征在于，所述的生命體征傳感器包括血壓探頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能呼吸機(jī)，其特征在于，所述的微電腦電子控制板中設(shè)有報(bào)警模塊，所述的報(bào)警模塊與外部的報(bào)警裝置通信連接。
5.一種使用權(quán)利要求1至4任一智能呼吸機(jī)的通氣方法，其特征在于，包括如下步驟: 微電腦電子控制板通過生命體征傳感器采集人體體征參數(shù)的信息變化，控制氣路中空氣和氧氣的流速比和報(bào)警裝置，從而實(shí)現(xiàn)對病人進(jìn)行氧濃度的智能調(diào)節(jié)以及發(fā)出警報(bào)進(jìn)行急救處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通氣方法，其特征在于，包括如下步驟: 微電腦電子控制板通過血氧探頭采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(shí)現(xiàn)對氧濃度進(jìn)行智能調(diào)節(jié)而無須改變潮氣量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通氣方法，其特征在于，包括如下步驟: 微電腦電子控制板通過血氧探頭監(jiān)測病人的血氧飽和度、脈率和血壓的生命體征參數(shù)并與預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，如果符合報(bào)警條件，控制報(bào)警裝置發(fā)出報(bào)警信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通氣方法，其特征在于，包括如下步驟: SI，設(shè)置病人的血氧飽和度上限和下限； S2，預(yù)置或者由機(jī)器默認(rèn)氧濃度，所述的預(yù)置或者由機(jī)器默認(rèn)的氧濃度為機(jī)器用到的最聞氧濃度； S3，生命體征傳感器采集、監(jiān)測人體體征參數(shù)的信息變化并傳遞給微電腦電子控制板，微電腦電子控制板控制呼吸機(jī)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(jīng)過一段時(shí)間再重復(fù)上述采集、監(jiān)測、控制步驟，至血氧飽和度在設(shè)定范圍內(nèi)； S4，當(dāng)監(jiān)測到血氧飽和度低于設(shè)定的下限時(shí)，微電腦電子控制板控制呼吸機(jī)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(jīng)過一段時(shí)間再重復(fù)上述采集、監(jiān)測、控制步驟，至血氧飽和度在設(shè)定范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通氣方法，其特征在于，步驟SI中不僅設(shè)置血氧飽和度上下限來作為氧濃度調(diào)節(jié)的依據(jù)，同時(shí)還設(shè)置另外兩個血氧飽和度上下限來作為報(bào)警的判定依據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的通氣方法，其特征在于，還包括如下步驟: S5，如果已經(jīng)在預(yù)置或者由機(jī)器默認(rèn)氧濃度下給氧一段時(shí)間，仍然低于設(shè)定的下限值，則提示血氧飽和度下限報(bào)警，進(jìn)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(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】顏輝 申請人:北京神鹿騰飛醫(yī)療科技有限公司