WO2023207023A1 - 一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置 - Google Patents

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赵隆超
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广州蓝仕威克医疗科技有限公司
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Definitions

  • the respiratory gas or therapeutic gas enters the user's body through the drug atomizer, including:
  • the auxiliary gas source includes carbon dioxide gas and medical gas used in the medical industry for users to inhale.
  • It also includes a prediction module, which is connected to the carbon dioxide monitoring AI module to obtain the physiological information; determines the first time from starting the ventilator to the user inhaling the therapeutic gas, and determines the time from the user inhaling the therapeutic gas to the carbon dioxide monitoring AI module to detect The second time when the user’s physiological information begins to recover;
  • the present invention consists of an air source 2, a low-pressure oxygen source 3, a high-pressure oxygen source 4, a carbon dioxide gas source 5, a first filter 207, a second filter 307, a third filter 413, a fourth filter 513, and a third filter.
  • a first pressure sensor 9 is provided between the first check valve 108 and the oxygen flow sensor 10 on the low-pressure oxygen source pipeline.
  • the first pressure sensor 9 measures the pressure of low-pressure oxygen on the low-pressure oxygen source pipeline;
  • the breathing gas enters the air supply pipeline through the third check valve 218.
  • a PEEP control pipeline is connected to the high-pressure oxygen source pipeline, and a pressure regulating valve, a sixth pressure sensor 20 and a throttle valve are provided on the PEEP control pipeline; the sixth pressure sensor 20 is connected at its location.
  • the pressure-regulating diaphragm valve 31 detects the PEEP value; the pressure of the pressure-regulating diaphragm valve 31 is adjusted according to the pressure between the sixth pressure sensor 20 and the throttle valve;
  • the fifth pressure sensor 30 is connected to an alarm.
  • an alarm instruction is sent to the alarm.
  • the alarm Send an abnormal pressure alarm to the outside to remind you of air blockage or air leakage.
  • a pre-opening time is determined.
  • One pre-opening time corresponds to an opening condition; the opening condition is when the carbon dioxide value in the body or exhaled of the user 34 exceeds the set value.
  • the ventilator 1 is turned on.
  • the carbon dioxide monitoring AI module automatically adjusts FiCO2 according to the patient's physiological condition, and prevents the patient from hyperventilating while adjusting CO2.
  • set the pre-start time calculate the first time and the second time, adjust the ratio of carbon dioxide and oxygen in advance according to the changing rules and trends of carbon dioxide content in the user 34's body, or turn on the treatment function of the ventilator 1 in advance, providing the user with 34. Replenish carbon dioxide gas in time or reduce the inhalation of carbon dioxide gas.
  • the first linear relationship between blood oxygen saturation and dual-wavelength light absorption ratio is obtained based on the light absorption measurement method and optical pulse plethysmography; the first linear relationship also includes the relationship between blood oxygen saturation and the body mass index of the subject to be detected linear relationship;

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Abstract

一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，包括：设置在呼吸机（1）内的空气源管路、低压氧气源管路、高压氧气源管路、二氧化碳气源管路、供气管路，分别对应空气源（2）、低压氧气源（3）、高压氧气源（4）以及二氧化碳气源（5）；设置在呼吸机（1）外的呼吸管路；呼吸机（1）内部有二氧化碳气体调节***（36），对呼吸机（1）输送给患者的呼吸气体中二氧化碳进行检测和调控，来补偿患者体内的二氧化碳含量；动态调整二氧化碳流量控制参数，防止患者过度通气，在这个过程中不需要收集患者呼出或者产生的二氧化碳气体。

Description

一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置 技术领域
本发明涉及呼吸装置技术领域，具体涉及一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置。
背景技术
按使用环境划分，呼吸机分为医用呼吸机和家用呼吸机。医用呼吸机用于在医护人员的监控下，供呼吸衰竭和气压性创伤患者以及需要呼吸支持、呼吸治疗及急救复苏的患者使用。主要有：治疗呼吸机、呼吸机、急救呼吸机、院外转运呼吸机、高频喷射呼吸机、高频振荡呼吸机等。家用呼吸机用于缓解病人睡眠过程中的打鼾、低通气和睡眠呼吸暂停，中轻度呼吸衰竭和呼吸功能不全者，从而达到辅助治疗目的，通常用于家庭环境，也可用于医疗机构。主要有：家用呼吸支持设备、睡眠呼吸机、睡眠无创呼吸机、持续正压呼吸机、双水平无创呼吸机、正压通气治疗机等。
目前，所有呼吸机的气源成分是空气和纯氧气。只能提供给患者空气-氧气混合、空气或者纯氧，不能对患者提供二氧化碳气体。因此，呼吸机不能借助调节二氧化碳气体在供气中占比来补偿患者体内的二氧化碳含量。
发明内容
本发明提供一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，以解决现有技术中存在的上述问题。
本发明提供一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，包括：
设置在呼吸机内的空气源管路、低压氧气源管路、高压氧气源管路、二氧化碳气源管路、供气管路；以及设置在呼吸机外的呼吸管路；
空气源中的空气通过空气源管路进入呼吸机内，所述低压氧气源中的低压氧气通过低压氧气源管路与空气源管路中的空气混合，混合后的呼吸气体进入供气管路；经由供气管路将所述呼吸气体传输至呼吸机外，经由所述呼吸管路 被使用者吸入；
高压氧气源中的高压氧气通过高压氧气源管路进入呼吸机内，二氧化碳气源中的二氧化碳气体通过二氧化碳气源管路与高压氧气源管路中高压氧气混合，形成治疗气体，所述治疗气体进入供气管道，经由供气管路将所述治疗气体传输至呼吸机外，经由所述呼吸管路被使用者吸入，以供治疗；所述二氧化碳气体与高压氧气按照预设的比例混合。
优选的，在空气源管路上设置有第一过滤器；在所述低压氧气源管路上设置第二过滤器和第一止逆阀；低压氧气通过第二过滤器和第一止逆阀进入氧气流量传感器，经由所述氧气流量传感器出来的低压氧气和空气经过第二止逆阀进入呼吸气体生成器，所述呼吸气体生成器将低压氧气和空气混合，形成呼吸气体；
在所述低压氧气源管路上第一止逆阀与氧气流量传感器之间设置第一压力传感器，所述第一压力传感器测量所述低压氧气源管路上低压氧气的压力；所述呼吸气体经过第三止逆阀进入供气管路。
优选的，在所述高压氧气源管路上设置第三过滤器、第一流量控制阀和方向控制阀，在第三过滤器、第一流量控制阀之间设置第二压力传感器；当方向控制阀为正向开启时，高压氧气经由所述高压氧气源管路上的第三过滤器、第一流量控制阀和方向控制阀进入供气管路；
在所述二氧化碳气源管路上依次设置第四过滤器、第三压力传感器和第二流量控制阀；二氧化碳气体经由所述二氧化碳气源管路上的第四过滤器、第三压力传感器和第二流量控制阀与高压氧气混合，形成治疗气体，进入供气管路；
所述第三压力传感器测量所述二氧化碳气源管路上二氧化碳气体的压力；所述第一流量控制阀和第二流量控制阀通过调整高压氧气和二氧化碳气体的流量，调整混合后的治疗气体中氧气与二氧化碳气体比例，使该比例达到预设的比例。
优选的，在所述供气管路上设置有氧气传感器、二氧化碳气体传感器、第四压力传感器和气体流量传感器；
所述氧气传感器检测供气管路中氧气的浓度，二氧化碳气体传感器检测供气管路中二氧化碳气体的浓度，第四压力传感器检测供气管路中气体的压力，气体流量传感器检测供气管路中气体的流量。
优选的，在所述呼吸管路上设置加热加湿器和药物雾化器，在所述加热加湿器和药物雾化器之间设置第五压力传感器；所述呼吸气体或治疗气体通过所述药物雾化器进入使用者体内；
所述药物雾化器的雾化气体来源为高压氧气源管路中的高压氧气，高压氧气经过通断阀进入雾化管路，再经过第一节流阀进入所述药物雾化器，雾化药物。
优选的，所述呼吸气体或治疗气体通过所述药物雾化器进入使用者体内，包括：
通过所述药物雾化器的呼吸气体或治疗气体经过罩面罩或者呼吸导管进入使用者体内；
当使用者经过罩面罩或者呼吸导管呼出气体时，呼出的气体进入呼气管路，再所述呼气管路上设置有调压隔膜阀，呼出气体经过所述调压隔膜阀进入外界环境；
在所述高压氧气源管路中连接有PEEP调控管路，在所述PEEP调控管路上设置压力调节阀、第六压力传感器和节流阀；在所述第六压力传感器所处位置连接所述调压隔膜阀，检测PEEP值；所述调压隔膜阀的压力根据第六压力传感器和节流阀之间的压力来调节；
按PEEP的设定值开启调压隔膜阀至某一位置，所述高压氧气源管路中分流的高压氧气流经节流阀进入外界环境。
优选的，所述第五压力传感器连接报警器，当所述第五压力传感器检测到的压力值超过预设范围时，向所述报警器发送报警指令，所述报警器向外发送压力异常报警，提醒发生气路堵塞或者漏气情况。
优选的，当方向控制阀为反向开启时，则高压氧气源管路中的气体将不进入所述供气管路。
优选的，还包括辅助气源管路，所述辅助气源管路上设置第五过滤器和第三流量控制阀，在所述第五过滤器和第三流量控制阀之间设置第七压力传感器；
辅助气源通过所述辅助气源管路与高压氧气以及二氧化碳气体混合，混合后的气体进入所述供气管路；
所述辅助气源包括二氧化碳气体、在医疗行业用于供使用者吸入的医疗气 体。
优选的，还包括二氧化碳调节***，所述二氧化碳调节***包括二氧化碳监控AI模块；
所述二氧化碳监控AI模块实时检测使用者的生理信息，所述生理信息包括：血压、心电参数、FiO2、FiCO2、呼吸频率、潮气量；所述二氧化碳监控AI模块对所述生理信息基于综合数据分析AI算法预判使用者的呼吸状态，根据呼吸状态确定二氧化碳与氧气的比例，将确定的二氧化碳与氧气的比例设定为预设的比例；
还包括预测模块，所述预测模块连接所述二氧化碳监控AI模块，获取所述生理信息；确定开启呼吸机到使用者吸入治疗气体的第一时间，确定使用者吸入治疗气体到二氧化碳监控AI模块检测到使用者生理信息开始恢复的第二时间；
基于所述第一时间和第二时间，以及使用者的生理信息，确定预开启时间，一个预开启时间对应一个开启条件；所述开启条件是当使用者体内或呼出的二氧化碳值超出设定范围时，开启所述呼吸机。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，包括：设置在呼吸机内的空气源管路、低压氧气源管路、高压氧气源管路、二氧化碳气源管路、供气管路；以及设置在呼吸机外的呼吸管路；空气源中的空气通过空气源管路进入呼吸机内，所述低压氧气源中的低压氧气通过低压氧气源管路与空气源管路中的空气混合，混合后的呼吸气体进入供气管路；经由供气管路将所述呼吸气体传输至呼吸机外，经由所述呼吸管路被使用者吸入；高压氧气源中的高压氧气通过高压氧气源管路进入呼吸机内，二氧化碳气源中的二氧化碳气体通过二氧化碳气源管路与高压氧气源管路中高压氧气混合，形成治疗气体，所述治疗气体进入供气管道，经由供气管路将所述治疗气体传输至呼吸机外，经由所述呼吸管路被使用者吸入，以供治疗；所述二氧化碳气体与高压氧气按照预设的比例混合。呼吸机内部有二氧化碳气体调节***，对呼吸机输送给患者的呼吸气体中二氧化碳进行检测和调控，来补偿患者体内的二氧化碳含量；动态调整二氧化碳流量控制参数，防止患者过度通气，在这个过程中不需要收集患者呼出或者产生的二氧化碳气体。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明 书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置的结构示意图；
图2为本发明实施例中带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置的另一种结构示意图；
图3为本发明实施例中二氧化碳流量调节***的结构示意图。
其中，1、呼吸机；2、空气源；3、低压氧气源；4、高压氧气源；5、二氧化碳气源；6、辅助气源；207、第一过滤器，307、第二过滤器、413、第三过滤器、513、第四过滤器、613、第五过滤器；9、第一压力传感器；10、氧气流量传感器；11、呼吸气体生成器；12、二氧化碳气体传感器；14、第一流量控制阀；15、方向控制阀；16、第二流量控制阀；17、第三流量控制阀；18、压力调节阀；19、通断阀；21、第一节流阀；22、第二节流阀；23、外界环境；24、第二压力传感器；25、第三压力传感器；35、第四压力传感器；20、第六压力传感器；30、第五压力传感器；26、第七压力传感器；29、加热加湿器；31、调压隔膜阀；32、药物雾化器；33、面罩；108、第一止逆阀；208、第二止逆阀；218第三止逆阀；34、使用者；27、氧气传感器；28、气体流量传感器；40、二氧化碳监控AI模块；36、二氧化碳调节***；38、生理检测仪器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，请参照图1 值图3，该呼吸装置包括：
设置在呼吸机1内的空气源管路、低压氧气源管路、高压氧气源管路、二氧化碳气源管路、供气管路；以及设置在呼吸机1外的呼吸管路；
空气源2中的空气通过空气源管路进入呼吸机1内，所述低压氧气源3中的低压氧气通过低压氧气源管路与空气源管路中的空气混合，混合后的呼吸气体进入供气管路；经由供气管路将所述呼吸气体传输至呼吸机1外，经由所述呼吸管路被使用者34吸入；
高压氧气源4中的高压氧气通过高压氧气源管路进入呼吸机1内，二氧化碳气源5中的二氧化碳气体通过二氧化碳气源管路与高压氧气源4管路中高压氧气混合，形成治疗气体，所述治疗气体进入供气管道，经由供气管路将所述治疗气体传输至呼吸机1外，经由所述呼吸管路被使用者34吸入，以供治疗；所述二氧化碳气体与高压氧气按照预设的比例混合。
上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是设置了两个呼吸控制***：治疗呼吸***和通用呼吸机***。这两个***公用一个供气管路；治疗呼吸***采用高压氧气源4和二氧化碳气源5混合形成治疗气体供给使用者34，所述通用呼吸机***是采用低压氧气源和空气源混合形成呼吸气体供给使用者34。
具体的，本发明由空气源2，低压氧气源3，高压氧气源4，二氧化碳气源5，第一过滤器207，第二过滤器307、第三过滤器413、第四过滤器513、第五过滤器613)、第一压力传感器9、第一止逆阀108、氧气流量传感器10，第一流量控制阀14，方向控制阀15，雾化器32，调压隔膜阀31，通断阀19，第五压力传感器30、第六压力传感器20、第一节流阀21、第二节流阀22组成。
启动通用呼吸功能时，方向控制阀15切换气流方向至氧气流量传感器10之前。高压氧气源4流经第三过滤器413进入呼吸机1，通过调节第一流量控制阀14设置氧气在供向患者34呼吸气流中比例。第二压力传感器24监控进入呼吸机1的氧气的压力，氧气传感器27检测氧气浓度。当没有高压氧源时，可以通入低压氧源3，流经第一止逆阀108，进入氧气流量传感器10入口。第一压力传感器9监控低压氧气压力。低压氧源3提供的氧气流量由低压氧源决定，一般不高于15L/min。空气源2流经第一过滤器207进入呼吸机1，与从氧气流量传感器10流出的一定比例的氧气混合，经第二止逆阀208流入呼吸气体生成 器11。由呼吸气体生成器11产生的潮气流流经第卅止逆阀218进入供气管路。氧气传感器27检测氧气浓度。流量传感器28检测潮气流的流量。第四压力传感器35检测供气管路压力。潮气流流出呼吸机1进入患者呼吸管路。如果需要气流调节湿度和温度，可以串联加湿加热器29。如果需要在潮气流中添加药物，可以在呼吸管路中串联雾化器32。这时通断阀19通气，从高压氧源4分流的气体流经第一节流阀21进入雾化器(32)，雾化药物。潮气流经罩面罩33或者呼吸导管进入患者34。患者呼出的气体，流经调压隔膜阀31，进入外界环境23。调压隔膜阀31的压力由第六压力传感器20和第二节流阀22之间的压力来调节。使用PEEP调节功能时，按PEEP的设定值开启压力调节阀18至某一位置，高压氧源4分流的气体流经第二节流阀22进入外界环境23。第六压力传感器20监控所处位置的压力。由于该位置与调压隔膜阀31连接，所以该位置的压力即为PEEP。其中，PEEP(Positive End-Expiratory Pressure，简称PEEP)。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案呼吸机1内部有二氧化碳气体调节***，对呼吸机1输送给患者的呼吸气体中二氧化碳进行检测和调控，来补偿患者体内的二氧化碳(或者说氢离子H +)含量；动态调整二氧化碳流量控制参数，防止患者过度通气，在这个过程中不需要收集患者呼出或者产生的二氧化碳气体。
在另一实施例中，在空气源管路上设置有第一过滤器207；在所述低压氧气源管路上设置第二过滤器307和第一止逆阀108；低压氧气通过第二过滤器307和第一止逆阀108进入氧气流量传感器10，经由所述氧气流量传感器10出来的低压氧气和空气经过第二止逆阀208进入呼吸气体生成器11，所述呼吸气体生成器11将低压氧气和空气混合，形成呼吸气体；
在所述低压氧气源管路上第一止逆阀108与氧气流量传感器10之间设置第一压力传感器9，所述第一压力传感器9测量所述低压氧气源管路上低压氧气的压力；所述呼吸气体经过第三止逆阀218进入供气管路。
在另一实施例中，在所述高压氧气源管路上设置第三过滤器413、第一流量控制阀14和方向控制阀15，在第三过滤器413、第一流量控制阀14之间设置第二压力传感器24；当方向控制阀15为正向开启时，高压氧气经由所述高压氧气源管路上的第三过滤器413、第一流量控制阀14和方向控制阀15进入供气管路；
在所述二氧化碳气源管路上依次设置第四过滤器513、第三压力传感器25和第二流量控制阀16；二氧化碳气体经由所述二氧化碳气源管路上的第四过滤器513、第三压力传感器25和第二流量控制阀16与高压氧气混合，形成治疗气体，进入供气管路；
所述第三压力传感器25测量所述二氧化碳气源管路上二氧化碳气体的压力；所述第一流量控制阀14和第二流量控制阀16通过调整高压氧气和二氧化碳气体的流量，调整混合后的治疗气体中氧气与二氧化碳气体比例，使该比例达到预设的比例。
在另一实施例中，在所述供气管路上设置有氧气传感器(27)、二氧化碳气体传感器12、第四压力传感器35和气体流量传感器28；
所述氧气传感器27检测供气管路中氧气的浓度，二氧化碳气体传感器12检测供气管路中二氧化碳气体的浓度，第四压力传感器35检测供气管路中气体的压力，气体流量传感器28检测供气管路中气体的流量。
在另一实施例中，在所述呼吸管路上设置加热加湿器29和药物雾化器32，在所述加热加湿器29和药物雾化器32之间设置第五压力传感器30；所述呼吸气体或治疗气体通过所述药物雾化器32进入使用者34体内；
所述药物雾化器32的雾化气体来源为高压氧气源管路中的高压氧气，高压氧气经过通断阀19进入雾化管路，再经过第一节流阀21进入所述药物雾化器32，雾化药物。
在另一实施例中，所述呼吸气体或治疗气体通过所述药物雾化器32进入使用者34体内，包括：
通过所述药物雾化器32的呼吸气体或治疗气体经过罩面罩33或者呼吸导管进入使用者34体内；
当使用者34经过罩面罩33或者呼吸导管呼出气体时，呼出的气体进入呼气管路，再所述呼气管路上设置有调压隔膜阀31，呼出气体经过所述调压隔膜阀31进入外界环境23；
在所述高压氧气源管路中连接有PEEP调控管路，在所述PEEP调控管路上设置压力调节阀、第六压力传感器20和节流阀；在所述第六压力传感器20所处位置连接所述调压隔膜阀31，检测PEEP值；所述调压隔膜阀31的压力根据第六压力传感器20和节流阀之间的压力来调节；
按PEEP的设定值开启压力调节阀至某一位置，所述高压氧气源管路中分流的高压氧气流经节流阀进入外界环境。
PEEP为呼气末正压，设置PEEP的作用是使萎陷的肺泡复张、增加平均气道压、改善氧合、减轻肺水肿，但同时影响回心血量，及左室后负荷，克服PEEP引起呼吸功的增加。PEEP常应用于以ARDS为代表的I型呼吸衰竭。
在另一实施例中，所述第五压力传感器30连接报警器，当所述第五压力传感器30检测到的压力值超过预设范围时，向所述报警器发送报警指令，所述报警器向外发送压力异常报警，提醒发生气路堵塞或者漏气情况。
在另一实施例中，当方向控制阀15为反向开启时，则高压氧气源管路中的气体将不进入所述供气管路。
在另一实施例中，还包括辅助气源管路，所述辅助气源管路上设置第五过滤器613和第三流量控制阀17，在所述第五过滤器613和第三流量控制阀17之间设置第七压力传感器26；
辅助气源6通过所述辅助气源管路与高压氧气以及二氧化碳气体混合，混合后的气体进入所述供气管路；
所述辅助气源6包括二氧化碳气体、其他在医疗行业用于供使用者34吸入的医疗气体。
在另一实施例中，还包括二氧化碳调节***，所述二氧化碳调节***包括二氧化碳监控AI模块40；
所述二氧化碳监控AI模块40实时检测使用者34的生理信息，所述生理信息包括：血压、心电参数、FiO2、FiCO2、呼吸频率、呼吸潮气量；所述二氧化碳监控AI模块对所述生理信息基于综合数据分析AI算法预判使用者34的呼吸状态，根据呼吸状态确定二氧化碳与氧气的比例，将确定的二氧化碳与氧气的比例设定为预设的比例；
还包括预测模块，所述预测模块连接所述二氧化碳监控AI模块，获取所述生理信息；确定开启呼吸机1到使用者34吸入治疗气体的第一时间，确定使用者34吸入治疗气体到二氧化碳监控AI模块检测到使用者34生理信息开始恢复的第二时间；
基于所述第一时间和第二时间，以及使用者34的生理信息，确定预开启时间，一个预开启时间对应一个开启条件；所述开启条件是当使用者34体内或呼 出的二氧化碳值超出设定范围时，开启所述呼吸机1。
上述技术方案的工作原理为：本实施例采用的方案是二氧化碳调节***包括：高压氧气源4、二氧化碳气源5、第三过滤器413、第四过滤器513、第一压力传感器24、第二压力传感器25，第一流量控制阀14、第二流量控制阀16，近病人端呼吸压力传感器即第五压力传感器30组成。启动二氧化碳调节功能时，二氧化碳气源5流经第四过滤器513进入呼吸机1，通过调节第二流量控制阀16设置该气体在供向患者或使用者34呼吸气流中的流量。二氧化碳传感器12检测二氧化碳气源5的浓度。
基于二氧化碳流量调节***的二氧化碳监控AI模块40如图2所示。二氧化碳监控AI模块40驱动二氧化碳调节***36工作，提供所需二氧化碳分压FiCO2和流量的二氧化碳气体，进入第三止逆阀218后端的管路，与其他气体混合，通过呼吸罩面罩33，输送给患者或使用者34。该二氧化碳监控AI模块40通过生理检测仪器38实时获得患者的生理信息(血压、心电参数、FiO2、FiCO2、呼吸频率、呼吸潮气量等)，通过该模块内部的综合数据分析AI算法预判患者呼吸状态，判断存在过度通气、呼吸性碱中毒、呼吸性算中毒、低氧症等病症的可能性，并根据判断结果，自主动态调节CO2参数，防止患者出现上述病症。
开启通用呼吸功能时，设定潮气量VT、呼吸时间占比I:E、氧气占比FiO2、PEEP值，根据患者状态选择适合的呼吸模式，然后呼吸机1开始工作。
开启治疗功能时，设定潮气量VT、呼吸时间占比I:E、FiO2、二氧化碳占比FiO2、PEEP值，然后呼吸机1开始工作。如果位于第五压力传感器30的处的压力异常报警，说明气路堵塞或者漏气。医护人员需要检查气路状态。治疗气体为氧气和二氧化碳的混合气体。这两种气体按固定的比例混合后通入中毒患者，进行救治。其他医疗气体亦可以按上述方法配比混合后，采用连续通气或者定制的通气模式通入患者。
上述技术方案的有益效果为：采用本实施例提供的方案二氧化碳监控AI模块根据患者生理状况自动调整FiCO2，在调节CO2的同时，防止患者过度通气。另外，设置预开启时间，计算第一时间和第二时间，根据使用者34体内的二氧化碳含量变化规律和变化趋势提前调整二氧化碳与氧气的比例，或者提前开启呼吸机1的治疗功能，为使用者34及时补充二氧化碳气体或减少二氧化碳气体的吸入。
另外，还可以对使用者34体内的氧含量进行测量和计算，基于氧含量进一步控制二氧化碳气体与高压氧气的预设的比例，计算方式如下：
基于光吸收测量方法和光学脉搏容积描记法获得血氧饱和度与双波长光吸收比的第一线性关系；所述第一线性关系还包括血氧饱和度与待检测对象的身体质量指数之间的线性关系；
基于第一频谱特征与所述第二频谱特征以及红光和红外光的入射光的强度和透过体表之后检测光的强度获得血氧饱和度与入射光的强度和透过体表之后检测光的强度的第二线性关系；
将所述第一线性关系与所述第二线性关系结合形成多元线性回归模型；
基于所述多元线性回归模型计算所述血氧饱和度。
所述第一线性关系的公式如下：
Figure PCTCN2022129965-appb-000001
Figure PCTCN2022129965-appb-000002
其中，S aO 2为血氧饱和度，K为双波长光吸收比，ε o1为红光作用下氧合血红蛋白光吸收系数，ε o2为红外光作用下氧合血红蛋白光吸收系数，ε r1为红光作用下还原血红蛋白光吸收系数，ε r2为红外光作用下还原血红蛋白光吸收系数，C HbO 2为氧合血红蛋白光含量，C Hb为还原血红蛋白含量，α为经验系数，取值范围为0.1-0.3；W为待检测对象的体重，单位为Kg，H为待检测对象的身高，单位为米；
所述第二线性关系的公式如下：
Figure PCTCN2022129965-appb-000003
Figure PCTCN2022129965-appb-000004
其中，S aO 2为血氧饱和度，A为红光吸收度与红外光吸收度之比，ε o1为红光作用下氧合血红蛋白光吸收系数，ε o2为红外光作用下氧合血红蛋白光吸收系数，ε r1为红光作用下还原血红蛋白光吸收系数，ε r2为红外光作用下还原血红蛋 白光吸收系数，I 01为红光入射光的强度，I 02为红外光入射光的强度，I 测1为红光透过体表之后检测光的强度，I 测2为红外光透过体表之后检测光的强度；
形成的多元线性回归模型的公式如下：
Figure PCTCN2022129965-appb-000005
其中，Y(S aO 2)为基于多元线性回归模型确定的血氧饱和度，β 0，β 1和β 2为多元线性回归模型的回归系数。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

  1. 一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，包括：
    设置在呼吸机(1)内的空气源管路、低压氧气源管路、高压氧气源管路、二氧化碳气源管路、供气管路；以及设置在呼吸机(1)外的呼吸管路；
    空气源(2)中的空气通过空气源管路进入呼吸机(1)内，所述低压氧气源(3)中的低压氧气通过低压氧气源管路与空气源管路中的空气混合，混合后的呼吸气体进入第三止逆阀(218)之后的供气管路；经由供气管路将所述呼吸气体传输至呼吸机(1)外，经由所述呼吸管路被使用者(34)吸入；
    高压氧气源(4)中的高压氧气通过高压氧气源管路进入呼吸机(1)内，二氧化碳气源(5)中的二氧化碳气体通过二氧化碳气源管路与高压氧气源管路中高压氧气混合，形成治疗气体，所述治疗气体进入供气管道，经由供气管路将所述治疗气体传输至呼吸机(1)外，经由所述呼吸管路被使用者(34)吸入，以供治疗；所述二氧化碳气体与高压氧气按照预设的比例混合，用以调节使用者(34)体内二氧化碳含量；
    在所述高压氧气源管路上设置第三过滤器(413)、第一流量控制阀(14)和方向控制阀(15)，在第三过滤器(413)、第一流量控制阀(14)之间设置第二压力传感器(24)；当方向控制阀(15)为正向开启时，高压氧气经由所述高压氧气源(4)管路上的第三过滤器(413)、第一流量控制阀(14)和方向控制阀(15)进入供气管路；
    在所述二氧化碳气源管路上依次设置第四过滤器(513)、第三压力传感器(25)和第二流量控制阀(16)；二氧化碳气体经由所述二氧化碳气源管路上的第四过滤器(513)、第三压力传感器(25)和第二流量控制阀(16)与高压氧气混合，形成治疗气体，进入供气管路；
    所述第三压力传感器(25)测量所述二氧化碳气源管路上二氧化碳气体的压力；所述第一流量控制阀(14)和第二流量控制阀(16)通过调整高压氧气和二氧化碳气体的流量，调整混合后的治疗气体中氧气与二氧化碳气体比例，使该比例达到预设的比例。
  2. 根据权利要求1所述的一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，在空气源管路上设置有第一过滤器(207)；在所述低压氧气源管路上设置第二过滤器(307)和第一止逆阀(108)；低压氧气通过第二过滤器(307)和第一止逆阀(108)进入氧气流量传感器(10)，经由所述氧气流量传感器(10) 出来的低压氧气和空气经过第二止逆阀(208)进入呼吸气体生成器(11)，所述呼吸气体生成器(11)将低压氧气和空气混合，形成呼吸气体；
    在所述低压氧气源管路上第一止逆阀(108)与氧气流量传感器(10)之间设置第一压力传感器(9)，所述第一压力传感器(9)测量所述低压氧气源管路上低压氧气的压力；所述呼吸气体经过第三止逆阀(218)进入供气管路。
  3. 根据权利要求1所述的一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，在所述供气管路上设置有氧气传感器(27)、二氧化碳气体传感器(12)、第四压力传感器(35)和气体流量传感器(28)；
    所述氧气传感器(27)检测供气管路中氧气的浓度，二氧化碳气体传感器(12)检测供气管路中二氧化碳气体的浓度，第四压力传感器(35)检测供气管路中气体的压力，气体流量传感器(28)检测供气管路中气体的流量。
  4. 根据权利要求1所述的一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，在所述呼吸管路上设置加热加湿器(29)和药物雾化器(32)，在所述加热加湿器(29)和药物雾化器(32)之间设置第五压力传感器(30)；所述呼吸气体或治疗气体通过所述药物雾化器(32)进入使用者(34)体内；
    所述药物雾化器(32)的雾化气体来源为高压氧气源管路中的高压氧气，高压氧气经过通断阀(19)进入雾化管路，再经过第一节流阀(21)进入所述药物雾化器(32)，雾化药物。
  5. 根据权利要求4所述的一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，所述呼吸气体或治疗气体通过所述药物雾化器(32)进入使用者(34)体内，包括：
    通过所述药物雾化器(32)的呼吸气体或治疗气体经过罩面罩(33)或者呼吸导管进入使用者(34)体内；
    当使用者(34)经过罩面罩(33)或者呼吸导管呼出气体时，呼出的气体进入呼气管路，再所述呼气管路上设置有调压隔膜阀(31)，呼出气体经过所述调压隔膜阀(31)进入外界环境(23)；
    在所述高压氧气源(4)管路中连接有PEEP调控管路，在所述PEEP调控管路上设置压力调节阀、第六压力传感器(20)和节流阀；在所述第六压力传感器(20)所处位置连接所述调压隔膜阀(31)，检测PEEP值；所述调压隔膜阀(31)的压力根据第六压力传感器(20)和节流阀之间的压力来调节；
    按PEEP的设定值开启压力调节阀至某一位置，所述高压氧气源管路中分流的高压氧气流经节流阀进入外界环境。
  6. 根据权利要求4所述的一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，所述第五压力传感器(30)连接报警器，当所述第五压力传感器(30)检测到的压力值超过预设范围时，向所述报警器发送报警指令，所述报警器向外发送压力异常报警，提醒发生气路堵塞或者漏气情况。
  7. 根据权利要求1所述的一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，当方向控制阀(15)为反向开启时，则高压氧气源(4)管路中的气体将从第二止逆阀(208)前端进入供气管路，而不从第三止逆阀(218)后端进入供气管路。
  8. 根据权利要求1所述的一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，还包括辅助气源管路，所述辅助气源管路上设置第五过滤器(613)和第三流量控制阀(17)，在所述第五过滤器(613)和第三流量控制阀(17)之间设置第七压力传感器(26)；
    辅助气源(6)通过所述辅助气源管路与高压氧气以及二氧化碳气体混合，混合后的气体进入所述供气管路；
    所述辅助气源(6)包括二氧化碳气体、在医疗行业用于供使用者(34)吸入的医疗气体。
  9. 根据权利要求1所述的一种带有二氧化碳补偿功能的呼吸装置，其特征在于，还包括二氧化碳调节***，所述二氧化碳调节***包括二氧化碳监控AI模块；
    所述二氧化碳监控AI模块实时检测使用者(34)的生理信息，所述生理信息包括：血压、心电参数、FiO2、FiCO2、呼吸频率、呼吸潮气量；所述二氧化碳监控AI模块对所述生理信息基于综合数据分析AI算法预判使用者(34)的呼吸状态，根据呼吸状态确定二氧化碳与氧气的比例，将确定的二氧化碳与氧气的比例设定为预设的比例；
    还包括预测模块，所述预测模块连接所述二氧化碳监控AI模块，获取所述生理信息；确定开启呼吸机(1)到使用者(34)吸入治疗气体的第一时间，确定使用者(34)吸入治疗气体到二氧化碳监控AI模块检测到使用者(34)生理信息开始恢复的第二时间；
    基于所述第一时间和第二时间，以及使用者(34)的生理信息，确定预开启时间，一个预开启时间对应一个开启条件；所述开启条件是当使用者(34)体内或呼出的二氧化碳值超出设定范围时，开启所述呼吸机(1)。
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