本發(fā)明涉及醫(yī)療器械，具體為一種兒科臨床用的呼吸機(jī)及其使用方法。

背景技術(shù)：

1、呼吸機(jī)是用于提供機(jī)械通氣支持的醫(yī)療設(shè)備，廣泛應(yīng)用于新生兒、嬰兒和兒童的重癥監(jiān)護(hù)和急救治療中，兒科患者的呼吸系統(tǒng)發(fā)育尚未成熟，對(duì)呼吸支持設(shè)備的要求更加嚴(yán)格，包括高靈敏度、低氣流阻力和精確的參數(shù)控制。

2、傳統(tǒng)的呼吸機(jī)通常只能供單個(gè)患者使用，無(wú)法在緊急情況下為多名患者同時(shí)提供支持，限制了設(shè)備的使用效率和應(yīng)急能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種兒科臨床用的呼吸機(jī)及其使用方法，解決了傳統(tǒng)的呼吸機(jī)通常只能供單個(gè)患者使用的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種兒科臨床用的呼吸機(jī)，包括支架，所述支架的上表面固定連接有支撐盤，所述支撐盤的上表面固定連接有連接板，所述連接板的下表面固定連接有支板，所述連接板的上表面均勻固定連接有多個(gè)固定塊，所述固定塊的內(nèi)部固定連接有固定軸，所述連接板的四側(cè)內(nèi)部均固定連接有連接軸，所述連接軸的上側(cè)外壁固定連接有支撐板，所述支撐板的上表面固定連接有第一電機(jī)，所述第一電機(jī)的輸出端固定連接有偏心圓盤，所述固定軸的外壁滑動(dòng)連接有套筒，所述套筒的外壁固定連接有連接塊，所述連接塊的上下側(cè)外壁均轉(zhuǎn)動(dòng)連接有調(diào)節(jié)板，所述調(diào)節(jié)板的下表面轉(zhuǎn)動(dòng)連接有夾爪，所述連接軸的中部外壁固定連接有軸承，所述夾爪的內(nèi)壁固定連接在軸承的外壁，所述支板的內(nèi)部設(shè)置有濕化組件，所述濕化組件用于對(duì)需要輸送至患者體內(nèi)的氣體添加濕氣。

3、優(yōu)選的，所述濕化組件包括濕化瓶，所述濕化瓶的外壁設(shè)置在支板的內(nèi)部，所述濕化瓶的外壁設(shè)置在夾爪的外壁，所述濕化瓶的內(nèi)部固定連接有氣管。

4、優(yōu)選的，所述連接塊的外壁設(shè)置在偏心圓盤的外壁。

5、優(yōu)選的，所述支架的下側(cè)外壁固定連接有第二電機(jī)，所述第二電機(jī)的輸出端固定連接有第一傳動(dòng)輪，所述第一傳動(dòng)輪的外壁設(shè)置有傳動(dòng)帶。

6、優(yōu)選的，所述支架的中部外壁固定連接有第一固定板，所述第一固定板的外壁轉(zhuǎn)動(dòng)連接有第二傳動(dòng)輪。

7、優(yōu)選的，所述傳動(dòng)帶的內(nèi)壁設(shè)置在第二傳動(dòng)輪的外壁，所述傳動(dòng)帶的外壁固定連接有第二固定板，所述第二固定板的內(nèi)部固定連接有升降柱。

8、優(yōu)選的，所述升降柱的頂端固定連接有觸摸屏，所述觸摸屏的外壁固定連接有升降板，所述升降板的外壁固定連接有滑塊，所述滑塊的外壁滑動(dòng)連接在支架的內(nèi)壁。

9、優(yōu)選的，所述支架的右下側(cè)外壁固定連接有罐體，所述支架的下表面固定連接有萬(wàn)向輪。

10、優(yōu)選的，一種兒科臨床用的呼吸機(jī)控制系統(tǒng)，包括操作系統(tǒng)模塊、控制算法模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、用戶界面軟件模塊；

11、所述操作系統(tǒng)模塊選擇freertos、rtems或chibios，并使用優(yōu)先級(jí)調(diào)度策略，使得高優(yōu)先級(jí)任務(wù)能夠及時(shí)響應(yīng)，所述高優(yōu)先級(jí)任務(wù)包括實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)處理和報(bào)警系統(tǒng)，并采用內(nèi)存保護(hù)機(jī)制防止任務(wù)之間的相互干擾；

12、所述控制算法模塊包括pid控制層、自適應(yīng)控制層、閉環(huán)控制層；

13、所述pid控制層包括比例控制：實(shí)時(shí)計(jì)算當(dāng)前氣道壓力和設(shè)定值之間的偏差，輸出與偏差成比例的控制信號(hào)、積分控制：累積偏差值，消除系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差，微分控制：預(yù)測(cè)偏差的變化趨勢(shì)，提前進(jìn)行調(diào)整；

14、將pid控制器編寫為獨(dú)立模塊，接收實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)輸入，輸出控制信號(hào)至閥門控制單元；

15、所述自適應(yīng)控制層利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析患者的歷史呼吸數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)未來(lái)需求，自動(dòng)調(diào)整控制參數(shù)，所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)，動(dòng)態(tài)調(diào)整控制參數(shù)優(yōu)化呼吸支持效果，將自適應(yīng)控制算法集成到主控制器軟件中，與pid控制器配合工作；

16、所述閉環(huán)控制層包括實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)呼吸參數(shù)，與設(shè)定值進(jìn)行比較，調(diào)整輸出信號(hào)，并通過(guò)多個(gè)傳感器的交叉驗(yàn)證，所述呼吸參數(shù)包括壓力和流量；

17、將反饋機(jī)制編寫為獨(dú)立模塊，與傳感器數(shù)據(jù)處理模塊和控制模塊緊密集成；

18、所述數(shù)據(jù)管理模塊包括數(shù)據(jù)記錄層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、數(shù)據(jù)傳輸層；

19、所述數(shù)據(jù)記錄層使用數(shù)據(jù)庫(kù)或文件系統(tǒng)，記錄每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的呼吸數(shù)據(jù)和設(shè)備狀態(tài)，并采用數(shù)據(jù)壓縮算法減少存儲(chǔ)空間需求，將數(shù)據(jù)記錄功能集成到主控制器軟件中，周期性記錄數(shù)據(jù)，并在存儲(chǔ)空間不足時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)清理或壓縮，所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括sqlite；

20、所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層在設(shè)備內(nèi)存或外部存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，通過(guò)加密通信協(xié)議定期將數(shù)據(jù)備份到云端服務(wù)器，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份功能集成到數(shù)據(jù)管理模塊中，定期進(jìn)行數(shù)據(jù)同步；

21、所述數(shù)據(jù)傳輸層使用wi-fi或藍(lán)牙模塊，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)结t(yī)院信息系統(tǒng)或移動(dòng)設(shè)備，采用aes或rsa算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，將數(shù)據(jù)傳輸功能集成到通信模塊中，提供api接口供其他模塊調(diào)用；

22、所述用戶界面軟件模塊包括圖形界面層、用戶操作邏輯層；

23、所述圖形界面層使用圖形庫(kù)實(shí)時(shí)顯示呼吸參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)和報(bào)警信息，并提供快捷的參數(shù)設(shè)置和模式切換功能，將圖形界面軟件與觸摸屏驅(qū)動(dòng)集成，所述圖形庫(kù)包括lvgl和qt；

24、所述用戶操作邏輯層通過(guò)簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊或滑動(dòng)操作，快速切換不同的呼吸支持模式，提供旋鈕或滑塊控件，方便精確調(diào)整呼吸參數(shù)，并將用戶操作邏輯與圖形界面緊密集成，所述呼吸參數(shù)包括壓力、流量和氧氣濃度。

25、優(yōu)選的，一種兒科臨床用的呼吸機(jī)的使用方法，包括以下具體步驟：

26、s1：當(dāng)需要使用到該呼吸機(jī)時(shí)，首先開啟第二電機(jī)，當(dāng)?shù)诙姍C(jī)開始運(yùn)行時(shí)會(huì)帶動(dòng)其輸出端的第一傳動(dòng)輪進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝粋鲃?dòng)輪被第二電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)其外壁的傳動(dòng)帶進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)傳動(dòng)帶被第一傳動(dòng)輪帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)其上側(cè)內(nèi)壁會(huì)在第二傳動(dòng)輪的外壁進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)傳動(dòng)帶進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)第二固定板進(jìn)行升降，當(dāng)?shù)诙潭ò甯S傳動(dòng)帶進(jìn)行升降時(shí)會(huì)帶動(dòng)其內(nèi)壁的升降柱進(jìn)行升降，當(dāng)升降柱進(jìn)行升降時(shí)會(huì)帶動(dòng)觸摸屏進(jìn)行升降，觸摸屏升降時(shí)會(huì)帶動(dòng)其外壁的升降板的外壁的滑塊進(jìn)行滑動(dòng)，滑塊的外壁會(huì)在支架的內(nèi)壁進(jìn)行滑動(dòng)，最后將觸摸屏調(diào)整到合適的位置；

27、s2：?jiǎn)?dòng)設(shè)備，將呼吸機(jī)的電源插頭插入電源插座，打開電源開關(guān)，設(shè)備開始上電，等待系統(tǒng)自檢完成，檢查傳感器、閥門和通信模塊的狀態(tài)，確認(rèn)顯示屏上沒有錯(cuò)誤信息，設(shè)備進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

28、s3：設(shè)置設(shè)備，觸摸屏上顯示主菜單，選擇“呼吸模式”選項(xiàng)，選擇合適的呼吸支持模式，呼吸模式包括simv、cpap、bipap或psv，在“參數(shù)設(shè)置”界面，調(diào)整以下參數(shù)：

29、呼吸頻率：設(shè)定每分鐘的呼吸次數(shù)；

30、潮氣量：設(shè)定每次呼吸的氣體量；

31、氧氣濃度：設(shè)定供氣的氧氣濃度；

32、吸氣壓力ipap和呼氣壓力epap：適用于bipap模式；

33、確認(rèn)所有參數(shù)設(shè)置正確后，保存并返回主菜單啟動(dòng)呼吸機(jī)；

34、s4：當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，罐體內(nèi)部的氣體會(huì)經(jīng)過(guò)濕化瓶的內(nèi)部，第一電機(jī)會(huì)開始運(yùn)行，當(dāng)?shù)谝浑姍C(jī)開始運(yùn)行時(shí)會(huì)帶動(dòng)其輸出端的偏心圓盤進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)偏心圓盤被第一電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)推動(dòng)其周圍的連接塊進(jìn)行滑動(dòng)，當(dāng)連接塊被偏心圓盤推動(dòng)進(jìn)行滑動(dòng)時(shí)會(huì)帶動(dòng)套筒進(jìn)行滑動(dòng)，套筒的內(nèi)壁會(huì)在固定軸的外壁進(jìn)行滑動(dòng)，當(dāng)連接塊進(jìn)行滑動(dòng)的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)調(diào)節(jié)板進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)調(diào)節(jié)板進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)會(huì)帶動(dòng)夾爪對(duì)濕化瓶進(jìn)行捏合使其內(nèi)部的氣體經(jīng)過(guò)氣管輸送給患者，從而可以同時(shí)供多名患者使用該呼吸機(jī)；

35、s5：觀察顯示屏各項(xiàng)呼吸參數(shù)是否在設(shè)定范圍內(nèi)，根據(jù)患者的實(shí)際需求隨時(shí)調(diào)整呼吸參數(shù)，當(dāng)設(shè)備發(fā)出報(bào)警時(shí)，查看顯示屏上的報(bào)警信息，按照提示處理相應(yīng)的異常情況，包括調(diào)整氣道壓力、檢查傳感器或更換電池。

36、本發(fā)明提供了一種兒科臨床用的呼吸機(jī)及其使用方法。具備以下

37、有益效果：

38、1、本發(fā)明通過(guò)第一電機(jī)帶動(dòng)偏心圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心圓盤推動(dòng)其周圍的連接塊滑動(dòng)，連接塊帶動(dòng)套筒滑動(dòng)，連接塊同時(shí)帶動(dòng)調(diào)節(jié)板轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)板帶動(dòng)夾爪對(duì)濕化瓶捏合使其內(nèi)部的氣體經(jīng)過(guò)氣管輸送給患者，從而可以達(dá)到在緊急情況下，能夠迅速為多名患者提供呼吸支持，提高搶救成功率。

39、2、本發(fā)明通過(guò)第二電機(jī)帶動(dòng)第一傳動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，第一傳動(dòng)輪帶動(dòng)傳動(dòng)帶轉(zhuǎn)動(dòng)，傳動(dòng)帶帶動(dòng)第二固定板升降，第二固定板帶動(dòng)升降柱升降，升降柱帶動(dòng)觸摸屏進(jìn)行升降，從而可以達(dá)到調(diào)整觸摸屏的高度，根據(jù)醫(yī)護(hù)人員的身高和工作姿勢(shì)調(diào)整最佳視角，減少低頭或抬頭的頻率，減輕頸部和背部的疲勞。

40、3、本發(fā)明通過(guò)上述的第一電機(jī)帶動(dòng)偏心圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，偏心圓盤推動(dòng)其周圍的連接塊滑動(dòng)，連接塊帶動(dòng)套筒滑動(dòng)，連接塊同時(shí)帶動(dòng)調(diào)節(jié)板轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)板帶動(dòng)夾爪對(duì)濕化瓶捏合使其內(nèi)部的氣體經(jīng)過(guò)氣管輸送給患者，從而可以達(dá)到集中收集和分析多個(gè)患者的數(shù)據(jù)，有助于發(fā)現(xiàn)共性問題，改進(jìn)治療方案的效果。

41、4、本發(fā)明通過(guò)高精度傳感器和pid控制算法，確保氣道壓力和氣體流量的精確調(diào)節(jié)，提供穩(wěn)定的呼吸支持，配合自適應(yīng)控制算法根據(jù)患者的實(shí)時(shí)反饋，自動(dòng)調(diào)整呼吸參數(shù)，優(yōu)化治療效果，減少人工調(diào)整的頻率和誤差，多種呼吸模式包括simv、cpap、bipap、psv等，能夠滿足不同患者的多樣化需求，提供個(gè)性化的治療方案，醫(yī)生可以根據(jù)患者的情況，快速切換不同的呼吸模式，從而可以提高治療的效果。

42、5、本發(fā)明通過(guò)智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)患者的自主呼吸進(jìn)行輔助，減輕患者的呼吸負(fù)擔(dān)，提高舒適度，并通過(guò)優(yōu)化氣流和壓力的調(diào)節(jié)，減少面罩或氣管插管引起的不適感，從而可以達(dá)到提高患者舒適度的效果。

43、6、本發(fā)明通過(guò)系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控各項(xiàng)關(guān)鍵參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常情況(如高壓、低壓、傳感器故障等)時(shí)自動(dòng)報(bào)警，提示醫(yī)護(hù)人員及時(shí)干預(yù)，包括聲音報(bào)警和視覺報(bào)警，確保報(bào)警信息能及時(shí)傳達(dá)給醫(yī)護(hù)人員，防止遺漏，關(guān)鍵部件(如控制器和傳感器)采用冗余設(shè)計(jì)，確保在某個(gè)部件故障時(shí)系統(tǒng)仍能正常工作，提供持續(xù)的呼吸支持，并通過(guò)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的任務(wù)隔離和監(jiān)控機(jī)制，防止軟件故障導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰，提高系統(tǒng)的可靠性。