CN110464949A - 一种高频呼吸机*** - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高频呼吸机***，涉及呼吸机技术领域。本发明所述高频呼吸机***，包括涡轮风机、压缩氧气源、混合室、吸气回路和高频振荡模块，所述涡轮风机和所述压缩氧气源分别与所述混合室连通，所述混合室还与所述吸气回路相连通；所述高频振荡模块位于所述吸气回路，适于使所述吸气回路中的气体产生振荡压力波。本发明通过涡轮风机与高频振荡模块的配合使用，采用空气替代通常的压缩空气，通过涡轮风机将空气增压后输送至患者端，而无需采用压缩空气源。

Description

一种高频呼吸机***
技术领域
本发明涉及呼吸机的技术领域，具体而言，涉及一种高频呼吸机***。
背景技术
高频呼吸机是为需要提供呼吸支持、呼吸治疗及急救复苏的患者设计的人工机械通气的呼吸设备，通常采用高压气源为需要提供呼吸支持、呼吸治疗及急救复苏的患者提供人工机械通气。现有的高频呼吸机由于对输入压力的要求，通常采用压缩空气作为空气源，而在某些特定的抢救环境下，往往缺乏压缩空气源。
发明内容
本发明有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种高频呼吸机***，自带空气驱动***。
为此，本发明提供了一种高频呼吸机***，包括涡轮风机、压缩氧气源、混合室、吸气回路和高频振荡模块，所述涡轮风机和所述压缩氧气源分别与所述混合室连通，所述混合室还与所述吸气回路相连通；所述高频振荡模块位于所述吸气回路，适于使所述吸气回路中的气体产生振荡压力波。
可选地，还包括比例阀，其位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块与所述混合室之间，所述混合室中气体经所述比例阀流向所述高频振荡模块。
可选地，还包括第二压力流量传感器，其位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块与所述比例阀之间，适于检测流入所述高频振荡模块的气体的压力和流量。
可选地，还包括氧浓度传感器，其位于所述吸气回路中，适于对所述吸气回路中的氧气浓度进行监测。
可选地，所述混合室中设置有制冷器，适于使混合室中的气体降温。
可选地，还包括安全阀，所述安全阀位于所述吸气回路中。
可选地，还包括安全回路，其将所述吸气回路与呼气回路连通，所述安全回路中设置有截止阀。
可选地，所述高频呼吸机***还包括止流阀，其设置于吸气回路中且位于所述高频振荡模块与患者端之间。
可选地，还包括止回阀，其设置于所述混合室与比例阀之间，用于防止所述吸气回路中的气体回流至所述混合室中。
可选地，还包括温度传感器，其位于吸气回路中，其位于患者端和所述混合室之间，适于监测吸气回路中的气体温度。
相对于现有技术，本发明所提供的高频呼吸机***具有以下优势：
(1)通过涡轮风机与高频振荡模块的配合使用，采用空气替代通常的压缩空气，通过涡轮风机将空气增压后输送至患者端，而无需采用压缩空气源。
(2)采用比例阀配合止回阀的方式，通过止回阀的设置，也避免高频振荡单元对比例阀上游的气路形成干扰，通过所述比例阀的设置，一方面可以降低所述涡轮风机输送的气体的扰动，另一方面，对输送向所述高频振荡模块的气体压力和流量进行调节。
(3)通过安全阀配合安全回路的方式，使高频呼吸机***的风险降低，此外，通过安全回路与呼气回路和呼气回路的设计，保证了常频通气与高频通气的可能。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的实施方式所涉及的高频呼吸机***的示意图。
附图标记说明：
2-比例阀，3-安全阀，4-第二压力流量传感器，5-高频振荡模块，6-第三压力流量传感器，7-单向阀，8-呼吸阀，9-温度传感器，10-第一截止阀，11-涡轮风机，12-压力流量传感器，13-第二截止阀，14-混合室，15-压缩氧气源，16-减压阀，17-止回阀，18-第一压力流量传感器，19-过滤器，20-止流阀，21-氧浓度传感器。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。本发明主要提供一种高频呼吸机的***，并对其工作原理进行阐述，对于其非常规通气方法和预警方法不在此进行阐述。
另外，在本发明的实施方式中所提到的“之中”和“之间”等方位描述，并不是指结构上的之间和之中，而是在气路关系上的之间与之中，文中所涉及到的相互连通的结构通过管路连通，此外，文中的“第一”、“第二”等词语的描述并不构成对具体数量的限制，而是为了便于理解本发明的简化描述与区分，不能理解为对本发明的限制。
以下将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
本实施例提供一种高频呼吸机***，包括涡轮风机11、压缩氧气源15、混合室14、吸气回路和高频振荡模块5，所述涡轮风机11和所述压缩氧气源15分别与所述混合室14连通，所述混合室14还与所述吸气回路相连通；所述高频振荡模块5位于所述吸气回路，适于使所述吸气回路中的气体产生振荡压力波。
需要说明的是，所述空气源和压缩氧气源15分别与所述混合室14的入口连通，所述吸气回路与所述混合室14的出口连通。此处，所述涡轮风机11与所述混合室14之间设置有第二截止阀13，通过所述第二截止阀13对涡轮风机11输送到混合室14的气体进行控制，减小风险。所述压缩氧气源与所述混合室之间还设置有减压阀16，用于调节压缩氧气的输送量。此外，在所述涡轮风机11与所述混合室14之间还设置有压力流量传感器12，对所述涡轮风机11输送至混合室14的气体进行监控。
这里，空气在流入到患者端时，先在混合室14将空气和压缩氧气混合，然后将混合后的气体输送至所述患者端，一方面可以减小涡轮风机11压缩后气体的扰动，起到一个缓流的作用，另一方面，使空气和压缩氧气在在混合室14中混合，使气体的分布更加平均，此外，在涡轮风机11输送的空气的温度较高时，压缩氧气还可以吸收所述涡轮风机11输送的空气的热量。
当需要输送的氧气浓度低于100％时，所述涡轮风机11用于将空气压缩并输送至混合室，使空气和压缩氧气混合，涡轮风机11为混合后的气体提供动力，用于向患者端输送气体。而当患者端需要进行纯氧时，此时，压缩氧气通过减压阀16减压后送入吸气回路，涡轮风机11与空气连通一端关闭，输送涡轮风机11此时产生高压气流，用于输送氧气。所述高频呼吸机***还包括过滤器19，其位于所述涡轮风机11与所述混合室14之间，适于过滤所述涡轮风机11输送的空气。一方面可以过滤所述涡轮风机11输送的气体中的杂质，另一方面，可以对所述涡轮风机11输送的气体进行缓流，使气体经过所述过滤器19后，扰动降低。当然，所述过滤器19也可以设置在空气入口处，即设置在所述涡轮风机11之前。
这里，所述高频振荡模块包括致动器、活塞和隔膜，所述隔膜设置于所述活塞上，所述致动器驱动所述活塞做直线往复运动，从而使气体产生正负压力波。当涡轮风机11输送的气体流至所述高频振荡模块5时，高频振荡模块5通过致动器驱动隔膜往复运动，使气体中产生振荡压力波。这里，所述高频振荡模块的振幅最大为100mbar，通气频率为3-20Hz。这样设置的好处在于，通过涡轮风机11与高频振荡模块5的配合使用，采用空气替代通常的压缩空气，通过涡轮风机将空气增压后输送至患者端，而无需采用压缩空气源。
通常，所述涡轮风机11输送的气体可能存在扰动，而所述高频振荡模块5也存在对上游气路的干扰。如图1所示，所述高频呼吸机***还包括比例阀2，其位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块5与所述混合室14之间，所述混合室14中气体经所述比例阀2流向所述高频振荡模块5。需要说明的是，从所述混合室14流出的气体在流向所述高频振荡模块5时，先经过所述比例阀2，然后通过所述比例阀2调节流向所述高频振荡模块5的流量和压力，此外通过所述比例阀2的设置，一方面可以降低所述涡轮风机11输送的气体的扰动，另一方面，对输送向所述高频振荡模块5的气体压力和流量进行调节。
此外，由于涡轮风机可能产生负压，造成气体回流，这里所述高频呼吸机***还包括止回阀17，其设置于所述混合室14与比例阀2之间，用于防止所述吸气回路中的气体回流至所述混合室14中。通过止回阀的设置，也避免高频振荡单元对比例阀上游的气路形成干扰。
由于所述涡轮风机11输送的气体流量不可控，对于高频振荡模块5，其所工作的频率与流入所述高频振荡模块5的气体的压力和流量相关。如图1所示，所述高频呼吸机***还包括第一压力流量传感器18，其位于所述吸气回路中且位于所述混合室14与所述比例阀2之间，适于检测所述混合室14流出的气体的压力和流量。也就是说，在所述气体从所述混合室14流出时，对其流出的气体的流量和压力进行监控，然后对所述比例阀2的调整进行指导，使流出所述比例阀2的气体的压力和流量满足初步所述高频振荡模块5的要求，增加患者的呼吸体验。
此时，为了保证流入所述高频振荡模块5的气体的压力和流量的精确度，所述高频呼吸机***还包括第二压力流量传感器4，其位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块5与所述比例阀2之间，适于检测流入所述高频振荡模块5的气体的压力和流量。也就是说，在气体流入所述高频振荡模块5之前，对气体的流量和压力进行监测，并将结果反馈给控制器，通过控制器对所述比例阀2的开度进一步进行调整，从而保证气体流入所述高频振荡模块的压力和流量的精确度。
需要说明的是，所述高频呼吸机***还包括氧浓度传感器21，其位于所述吸气回路中，适于对所述吸气回路中的氧气浓度进行监测。也就是说，在气体输送到患者端之前，先对所述吸气回路中的氧气浓度进行监测，并及时反馈给控制器，并及时对所述压缩氧气源进行调整，使输入到患者端的氧气浓度更接近于最佳值。
由于涡轮风机11在输送气体时，涡轮风机11的温度会逐渐增大，从而导致送所述涡轮风机11流入的气体的温度升高，经测量由于涡轮风机11的工作，从所述混合室14流出的气体的温度甚至高达51℃。此时，在所述混合室14中设置有制冷器，适于使混合室14中的气体降温。需要说明的是，所述制冷器可以为半导体制冷器，制冷器也可以为冷却风扇。
另外，所述高频呼吸机***还包括温度传感器9，其位于吸气回路中，其位于患者端和所述混合室14之间，适于监测吸气回路中的气体温度。这里，实时对气体温度进行监测，并传送给控制器，当所述吸气回路中的气体温度高于设定值时，增大制冷器的运转功率或者增大压缩氧气源的供氧量。
由于所述涡轮风机11输送的气体不可控，为了减小风险，所述高频呼吸机***还包括安全阀3，所述安全阀3位于所述吸气回路中。在紧急情况下，将所述吸气回路与大气连通，使所述涡轮风机11输送的气体直接排到空气之中。
此外，所述高频呼吸机***还包括呼气回路，其用于患者呼出的气体的排出，所述呼气回路的出口设置有呼吸阀8。为了进一步增强安全性能，所述高频呼吸机***还包括安全回路，其将所述吸气回路与呼气回路连通，所述安全回路中设置有第一截止阀10。所述第一截止阀10在吸入气体发生异常(通常是气体流量或者压力过大)时打开，此时，呼吸阀8也同时打开，从而将一部分气体排出室外，此时在所述呼气回路设置有单向阀7，仅限气体从所述呼气回路呼气，防止气体从呼出回路为患者供气。需要说明的是，所述第一截止阀10打开的开度需要保证患者足够的供气需要。
这里，所述安全回路的入口位于所述比例阀2与所述高频振荡模块之间，即所述安全回路与所述吸气回路的连通处位于所述高频振荡模块5的上游，所述高频呼吸机***还包括止流阀20，其设置于吸气回路中且位于所述高频振荡模块与患者端之间，所述止流阀20为单向阀，其适于气体向患者端通过，防止患者呼出气体从所述止流阀20反流。
此外，所述高频呼吸机***还包括第三压力流量传感器6，通常称为病人(近端)流量(压力)传感器，其设置于患者端，适于对患者吸入和呼出的气体的压力和流量进行监测，一般情况下，所述第三压力流量传感器6适于监测患者的平均气道压。这里，所述第三压力流量传感器6设置于所述吸气回路和所述呼气回路的交叉处与患者端之间。
需要说明的是，上述高频呼吸机***在常频通气时，关闭高频振荡模块，开启所述涡轮风机，通过控制通气时间和气路中的阀来达到实现定时定量送气；当进行高频通气时，通过所述涡轮风机提供一个持续的基础气流，从而保证患者端的平均气道压的稳定，开启所述高频振荡模块，设定所述高频振荡模块的振幅与频率，通过所述高频振荡模块配合实现高频振荡通气。
在实施例中，仅对高频呼吸机***的气路进行了阐述。以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，任何本领域技术人员，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高频呼吸机***，其特征在于，包括涡轮风机(11)、压缩氧气源(15)、混合室(14)、吸气回路和高频振荡模块(5)，所述涡轮风机(11)和所述压缩氧气源(15)分别与所述混合室(14)连通，所述混合室(14)还与所述吸气回路相连通；所述高频振荡模块(5)位于所述吸气回路，适于使所述吸气回路中的气体产生振荡压力波。
2.根据权利要求1所述的高频呼吸机***，其特征在于，还包括比例阀(2)，其位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块(5)与所述混合室(14)之间，所述混合室(14)中气体经所述比例阀(2)流向所述高频振荡模块(5)。
3.根据权利要求2所述的高频呼吸机***，其特征在于，还包括第二压力流量传感器(4)，其位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块(5)与所述比例阀(2)之间，适于检测流入所述高频振荡模块(5)的气体的压力和流量。
4.根据权利要求2所述的高频呼吸机***，其特征在于，还包括氧浓度传感器(21)，其位于所述吸气回路中，适于对所述吸气回路中的氧气浓度进行监测。
5.根据权利要求1所述的高频呼吸机***，其特征在于，所述混合室(14)中设置有制冷器，适于使混合室(14)中的气体降温。
6.根据权利要求1所述的高频呼吸机***，其特征在于，还包括安全阀(3)，所述安全阀(3)位于所述吸气回路中。
7.根据权利要求1所述的高频呼吸机***，其特征在于，还包括安全回路，其将所述吸气回路与呼气回路连通，所述安全回路中设置有截止阀。
8.根据权利要求7所述的高频呼吸机***，其特征在于，所述高频呼吸机***还包括止流阀(20)，其设置于吸气回路中且位于所述高频振荡模块(5)与患者端之间。
9.根据权利要求1所述的高频呼吸机***，其特征在于，还包括止回阀(17)，其设置于所述混合室(14)与比例阀(2)之间，用于防止所述吸气回路中的气体回流至所述混合室(14)中。
10.根据权利要求1所述的高频呼吸机***，其特征在于，还包括温度传感器(9)，其位于吸气回路中，其位于患者端和所述混合室(14)之间，适于监测吸气回路中的气体温度。
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