本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，更具體地，涉及一種呼吸機(jī)。

背景技術(shù)：

呼吸機(jī)作為一種能夠替代或輔助病人完成機(jī)械通氣的醫(yī)療設(shè)備，在臨床上已普遍應(yīng)用。對(duì)于那些上了呼吸機(jī)的病人，通常情況下不能自行排痰。如果痰液、痰痂在呼吸道內(nèi)堆積，會(huì)直接影響呼吸道的通暢和有效通氣，從而造成患者呼吸急促、血氧濃度下降，嚴(yán)重造成呼吸衰竭、肺不張。同時(shí)痰液也是細(xì)菌的溫床，可能會(huì)造成患者呼吸系統(tǒng)感染，加重病情。因此，及時(shí)而有效的清除痰液是非常必要的，定期吸痰已經(jīng)成為臨床對(duì)呼吸機(jī)病人護(hù)理的核心工作之一。常規(guī)的方式是吸痰管吸痰，但是這種侵入式的吸痰方式，由于局部的負(fù)壓很高，加上導(dǎo)管的插入和移動(dòng)，很容易對(duì)氣道造成傷害或氣道疤痕，同時(shí)，會(huì)中斷病人的機(jī)械通氣，另外痰液的清除也不是很徹底。

專(zhuān)利WO2007054829首次提出了一種與呼吸機(jī)聯(lián)合工作，輔助病人呼吸、咳嗽，去除病人氣道分泌物的咳痰系統(tǒng)，病人咳痰時(shí)不必中斷病人的正常呼吸，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的咳痰時(shí)間和咳痰次數(shù)對(duì)病人進(jìn)行咳痰，能夠隨時(shí)、即時(shí)咳痰。專(zhuān)利CN 201510657436.2則進(jìn)一步豐富了該專(zhuān)利，提升了該咳痰系統(tǒng)的安全性、臨床適應(yīng)能力，避免了咳痰機(jī)工作時(shí)呼吸機(jī)的報(bào)警等問(wèn)題，咳痰機(jī)咳出的痰被收集到一個(gè)集痰容器里，再定期由護(hù)士通過(guò)醫(yī)院配置的中心負(fù)壓吸引系統(tǒng)將痰液吸走。

在以上所列兩個(gè)專(zhuān)利中，咳痰機(jī)的觸發(fā)咳痰是依靠系統(tǒng)中的壓力或流量傳感器來(lái)判斷呼吸機(jī)對(duì)病人實(shí)施機(jī)械通氣的進(jìn)程，也就是說(shuō)，呼吸機(jī)和咳痰機(jī)是沒(méi)有通訊的，咳痰機(jī)只是被動(dòng)地通過(guò)檢測(cè)呼吸機(jī)氣路的壓力信號(hào)，再進(jìn)行處理、分析得到呼吸進(jìn)程的信息，但這通常會(huì)帶來(lái)以下五個(gè)問(wèn)題：

1、精確性和響應(yīng)快速性：畢竟是兩臺(tái)不同的機(jī)器，不能做到呼吸機(jī)與咳痰機(jī)工作的真正同步。在咳痰系統(tǒng)的壓力或流量傳感器檢測(cè)到呼吸機(jī)的呼吸進(jìn)程壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后，這個(gè)信號(hào)要經(jīng)過(guò)傳輸、放大、過(guò)濾、A/D轉(zhuǎn)換后，再交由信息處理器處理，判斷、發(fā)出指令，然后再經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換、功率放大，可驅(qū)動(dòng)的直流電壓，驅(qū)動(dòng)閥門(mén)或風(fēng)機(jī)工作。這會(huì)在控制上有一定程度的時(shí)間滯后，影響咳痰效果。

2、安全性：受制于各種環(huán)境條件，呼吸進(jìn)程的檢測(cè)可能會(huì)帶來(lái)錯(cuò)誤的結(jié)果，容易造成誤判斷，呼吸管路內(nèi)部條件很復(fù)雜，氣態(tài)的水蒸氣和液態(tài)的水，甚至病人咳出的痰，有可能分布于呼吸管路的各個(gè)角落，這些因素會(huì)直接影響壓力或流量傳感器的檢測(cè)結(jié)果的精度，甚至是錯(cuò)誤的結(jié)果。從而造成安全隱患。

3、采用兩個(gè)風(fēng)機(jī)，管路連接復(fù)雜，占用空間體積大，成本高、故障點(diǎn)、泄漏點(diǎn)多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種呼吸機(jī)，所述呼吸機(jī)具有更高的精確性、響應(yīng)性及安全性。

本發(fā)明的呼吸機(jī)，包括：吸氣管路，其上設(shè)有渦輪風(fēng)機(jī)、吸氣咳痰兩位四通切換閥、緩沖罐；呼氣管路，其上設(shè)有呼氣閥，所述呼氣閥由一個(gè)兩位三通閥通過(guò)接收來(lái)自所述緩沖罐的壓縮氣體對(duì)其進(jìn)行控制；咳痰管路，其上設(shè)有快門(mén)閥、所述吸氣咳痰兩位四通切換閥、所述渦輪風(fēng)機(jī)。其中吸氣管路和咳痰管路共用所述吸氣咳痰兩位四通切換閥、所述渦輪風(fēng)機(jī)。

本發(fā)明的呼吸機(jī)，其有益效果在于，使咳痰機(jī)可以作為模塊內(nèi)嵌在呼吸機(jī)中，由此使呼吸機(jī)具有更高的精確性、響應(yīng)性及安全性。

采用同一中央處理器控制，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)構(gòu)成，并且同一中央處理器對(duì)各部分進(jìn)行協(xié)同控制，使呼吸機(jī)的呼吸及咳痰工作達(dá)到真正的同步。

同一中央處理器可以對(duì)從傳感器、閥門(mén)及風(fēng)機(jī)等多個(gè)部件接收的信息進(jìn)行整合處理，在一定程度上減小時(shí)間滯后，提高了系統(tǒng)的精確性及快速響應(yīng)性，提升了咳痰效果。

更進(jìn)一步地，吸氣管路和咳痰管路局部共用同一氣動(dòng)回路，降低了呼吸管路內(nèi)部條件的復(fù)雜程度，因此呼吸供氣與咳痰抽吸可以采用同一個(gè)渦輪風(fēng)機(jī)，同一個(gè)流量傳感器和壓力傳感器，降低了該呼吸機(jī)的重量和成本，提升了該呼吸機(jī)的便攜性，使呼吸機(jī)的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單、緊湊。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的一種實(shí)施方式的氣路結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面參照附圖描述本發(fā)明的實(shí)施方式，其中相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。

本發(fā)明的具有咳痰功能的呼吸機(jī)包括吸氣管路、呼氣管路、咳痰管路；

吸氣管路包括依次相連的空氣輸入口、空氣過(guò)濾器、空氧混合罐、吸氣咳痰兩位四通切換閥、渦輪風(fēng)機(jī)、壓力傳感器、流量傳感器、緩沖罐、第一單向閥、氧氣濃度傳感器。吸氣管路還有一個(gè)氧氣輸入口，直接與空氧混合罐連接。渦輪風(fēng)機(jī)與一個(gè)吸氣控制閥(比例壓力調(diào)節(jié)閥或比例流量調(diào)節(jié)閥)并聯(lián)，以對(duì)渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

呼氣管路包括呼氣閥，呼氣閥由一個(gè)兩位三通閥通過(guò)接收來(lái)自緩沖罐的壓縮氣體對(duì)其進(jìn)行控制。

咳痰管路包括由輸入到輸出端依次連接的快門(mén)閥、第二單向閥、流量傳感器、壓力傳感器、吸氣咳痰兩位四通切換閥、渦輪風(fēng)機(jī)、空氧混合罐、空氣過(guò)濾器。其中和吸氣管路共用的部分包括流量傳感器、壓力傳感器、吸氣咳痰兩位四通切換閥、渦輪風(fēng)機(jī)、空氧混合罐、空氣過(guò)濾器。

吸氣管路的輸出口與呼氣管路、咳痰管路的輸入口匯集到一起，與病人連接。

如圖1所示，其工作過(guò)程如下：當(dāng)給病人112進(jìn)行機(jī)械通氣時(shí)，環(huán)境空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾器101進(jìn)入空氧混合罐103，空氧混合罐103配置有氧氣輸入口，低壓或者高壓經(jīng)減壓、流量調(diào)節(jié)的氧氣由氧氣輸入口進(jìn)入空氧混合罐103(由于屬于常規(guī)技術(shù)，本發(fā)明未示出)，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)二位四通換向閥104的一個(gè)通路(圖1當(dāng)前位置)，進(jìn)入單渦輪風(fēng)機(jī)105的吸入口，單渦輪風(fēng)機(jī)105對(duì)混合氣體進(jìn)行增壓，輸出具有一定壓力和流量的混合氣體，再次通過(guò)二位四通換向閥105的另一個(gè)通路(圖1當(dāng)前位置)，經(jīng)由流量傳感器107及壓力傳感器106，到達(dá)一個(gè)具有兩條分支氣路的路口，此時(shí)，由于第二單向閥108的存在，輸出的混合氣體將通過(guò)緩沖罐113、第一單向閥110支路，把單渦輪風(fēng)機(jī)105輸出的具有一定壓力和流量的氣體交付給病人112；此時(shí)，緩沖罐113還有一部分氣體通過(guò)一個(gè)兩位三通電磁閥115的氣路(圖1的當(dāng)前狀態(tài))進(jìn)入呼氣閥114的控制球囊，將呼氣閥114關(guān)閉，確保交付給病人112的氣體不會(huì)從呼氣支路泄露。對(duì)所交付氣體的壓力和流量的調(diào)節(jié)采用聯(lián)合單渦輪風(fēng)機(jī)105轉(zhuǎn)速以及吸氣控制閥102調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)后，單渦輪風(fēng)機(jī)105產(chǎn)生的多余氣體經(jīng)過(guò)吸氣控制閥102返回空氧混合罐103，供單渦輪風(fēng)機(jī)105循環(huán)使用。在空氧混合罐103內(nèi)，空氣和經(jīng)過(guò)流量調(diào)節(jié)的氧氣混合，達(dá)到預(yù)設(shè)的氣體濃度。氧氣濃度傳感器111隨時(shí)對(duì)輸送給病人112的氣體濃度進(jìn)行檢測(cè)，并把數(shù)據(jù)反饋給呼吸機(jī)的中央處理器，調(diào)節(jié)氧氣輸入量，以對(duì)氧氣濃度進(jìn)行閉環(huán)控制。氧氣濃度傳感器111設(shè)置在空氧混合罐103與病人112之間的管路上。

當(dāng)呼吸機(jī)由吸氣轉(zhuǎn)為呼氣，并且需要PEEP調(diào)節(jié)時(shí)，中央處理器控制單渦輪風(fēng)機(jī)105減速以及協(xié)同吸氣控制閥102，使輸出壓力穩(wěn)定在設(shè)定的PEEP值(或由于呼氣閥結(jié)構(gòu)的不同，和設(shè)定的PEEP值比例相關(guān))，使進(jìn)入呼氣閥114球囊的氣體壓力迅速減小，此時(shí)，呼氣閥114實(shí)質(zhì)已經(jīng)打開(kāi)，并且已經(jīng)調(diào)節(jié)到了設(shè)定的PEEP值。病人112呼出的氣體將經(jīng)過(guò)呼氣閥114的PEEP控制而排放到大氣中。

這時(shí)，由于第一單向閥110的反向推開(kāi)力加上病人112的呼氣壓力大于PEEP值，因此，切斷了通向病人112的氣體輸送。還有，需要注意的，此時(shí)，兩位三通電磁閥115仍保持圖1的狀態(tài)，不進(jìn)行切換。

當(dāng)呼吸機(jī)由吸氣轉(zhuǎn)為呼氣，并且不需要PEEP調(diào)節(jié)時(shí)，一方面中央處理器控制單渦輪風(fēng)機(jī)105減速以及協(xié)同吸氣控制閥102，使輸出壓力穩(wěn)定在一個(gè)小的壓力值，通常在0-1厘米水柱，同時(shí)，迅速切換吸氣咳痰兩位四通切換閥104，使呼氣閥114的控制空間通過(guò)兩位三通電磁閥115迅速變成負(fù)壓，負(fù)壓值也將大約在0-1厘米水柱之間，此時(shí)，由于呼氣閥114控制空間內(nèi)有接近于大氣壓的負(fù)壓生成，呼氣閥114將打開(kāi)。病人112呼出的氣體經(jīng)過(guò)呼氣閥114排到大氣中。另一個(gè)可以改變的實(shí)施方案是不切換吸氣咳痰兩位四通切換閥104，也不對(duì)輸出壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，而是直接關(guān)閉單渦輪風(fēng)機(jī)105，即不對(duì)呼氣閥114進(jìn)行控制，此時(shí)呼氣閥114全開(kāi)，也可以實(shí)現(xiàn)預(yù)期控制的要求，使病人112呼出的氣體經(jīng)過(guò)呼氣閥114排到大氣中。

當(dāng)由吸氣轉(zhuǎn)為咳痰時(shí)，兩位三通電磁閥115切換到另一位置，使呼氣閥114的控制空間氣體被密封，從而保持在吸氣壓力失去的情況下，持續(xù)關(guān)閉呼氣回路；吸氣咳痰兩位四通切換閥104得電切換至另一位置，使單渦輪風(fēng)機(jī)105輸出為負(fù)壓；由于第一單向閥110以及快門(mén)閥109的存在，也切斷了向病人112輸送混合氣體的管路；單渦輪風(fēng)機(jī)105在原有吸氣速度基礎(chǔ)上加速，并且吸氣控制閥102處于全開(kāi)狀態(tài)，輸出壓力升高到用戶(hù)預(yù)設(shè)的咳痰壓力值后，快門(mén)閥109突然打開(kāi)，病人112肺內(nèi)的氣體和單渦輪風(fēng)機(jī)105產(chǎn)生的負(fù)壓之間產(chǎn)生一個(gè)很大的壓力差，導(dǎo)致病人112肺內(nèi)的氣體快速呼出，經(jīng)過(guò)快門(mén)閥109、第二單向閥108、流量傳感器107、壓力傳感器106，吸氣咳痰兩位四通切換閥104的一個(gè)氣路，單渦輪風(fēng)機(jī)105，再經(jīng)吸氣咳痰兩位四通切換閥104的另一個(gè)氣路，再經(jīng)過(guò)空氧混合罐103、過(guò)濾器101，排到大氣中，完成一次咳痰。

需要指出的是，單渦輪風(fēng)機(jī)105如果原來(lái)的速度過(guò)低，加速到預(yù)期的速度可能會(huì)延遲，從而影響咳痰響應(yīng)的快速性，一個(gè)解決措施是在本次咳痰的上一次吸氣階段，可以對(duì)單渦輪風(fēng)機(jī)105進(jìn)行預(yù)加速，流量和壓力調(diào)節(jié)的任務(wù)交由吸氣控制閥102來(lái)完成，這樣，甚至可以不用加速或加速程度有限，從而大大提升咳痰的響應(yīng)速度。

呼吸機(jī)中的各個(gè)傳感器，如壓力傳感器、流量傳感器、氧氣濃度傳感器，均與中央處理器連接，向其反饋管路中的各種信號(hào)，以便中央處理器對(duì)呼吸機(jī)的各部分進(jìn)行協(xié)同控制，從而控制呼吸、咳痰進(jìn)程。

以上所述的實(shí)施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。