一种恒流式低无效腔呼吸机制造技术

本发明专利技术提供一种恒流式低无效腔呼吸机，其包括由进气管和排气管连接而成的三通管，进气管的一端与气管导管连通，另一端与恒流供氧机构的供氧管道连通，进气管靠近气管导管的一端的管壁上设有与排气管进口端连通的接口，排气管的出口端连接有呼吸控制机构，呼吸控制机构可按照设定的时间比例循环交替的打开和关闭出口端以向患者肺部通气或由肺部向外排气。优点为，克服了现有的呼吸机存在的因结构复杂、硬件要求高、造价高昂和移动困难等特点而导致难以在临时设立的方舱医院或应急救治中心、病房进行迅速大量配备或灵活转移的不足，其结构简单、便携、造价低且对供氧设备的要求低，同时还可解决现有呼吸机存在的机械无效腔过大和交叉感染的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种恒流式低无效腔呼吸机
本专利技术属于医疗器械领域，具体涉及一种恒流式低无效腔呼吸机。
技术介绍
目前常用的呼吸机或麻醉机，多由风箱式人工肺加压控制呼吸，虽然功能和通气模式较多，但在物理硬件上要求高、设计常较为复杂，造价高昂且不利于转移使用。目前，由于经济成本高和转移困难，使用程序复杂等原因，在大多数医院，并非所有临床科室病房都配备有呼吸机，以致目前在病房出现危重患者紧急抢救需要辅助呼吸时，在气管插管后仍然多用病房中心供氧吸氧管连接简易呼吸皮球后即手动辅助呼吸，长时间手动辅助呼吸和胸外按压常常是一个十分紧张和消耗体力的工作，手动辅助需要多一个医务人员参与，且此种危急状态下在医护人员体力长期消耗之后通气稳定性和有效性常不能保证；另外，现有的呼吸机或麻醉机在使用时不可避免的会产生明显的机械无效腔，机械无效腔包括喉罩通气管、气管导管、呼吸过滤器、呼吸回路Y型接头等，其中呼吸回路为机械无效腔的主要部分，(以海圣医疗器械生产的规格MGE-1.2小儿麻醉管路为例，经注水检测，其容量检测约为460mL)。在每次呼吸过程中，呼气过程排出的废气(主要为二氧化碳)部分返流至无效腔，吸气过程会重新反复吸入人体，造成二氧化碳蓄积并引起高碳酸血症。例如在小儿患者行腹腔镜手术时，呼吸管理所致的二氧化碳增加与腹腔内二氧化碳吸收相叠加，常可造成严重的二氧化碳蓄积，甚至形成二氧化碳麻醉，部分时候，部分麻醉医师(不同麻醉医师可能有不同方法)甚至不得不间歇性利用简易呼吸球囊进行手动辅助呼吸，通过减小机械无效腔以排出二氧化碳。目前，患者在全身麻醉状态下的呼吸方式分为自主呼吸与机械控制呼吸两种方式。自主呼吸指患者靠自身力量进行呼吸，由于麻醉药的呼吸抑制作用和机械无效腔的存在，会使患者每分钟通气量不足，从而血液中二氧化碳浓度升高，形成高碳酸血症表现为血压升高，心率加快，呼吸频率加快，严重甚至形成二氧化碳麻醉；机械控制呼吸指患者自主呼吸暂停，靠呼吸机来辅助呼吸，由于机械无效腔的存在，呼吸机需提供更大的通气量与气道压力，或更快的呼吸频率来维持有效呼吸，有造成呼吸道和肺损伤的风险。机械无效腔的容量从几十毫升到数百毫升不等。婴幼儿麻醉中每次呼吸往往只有几十毫升气体(潮气量约为7-10mL/kg)，当机械无效腔相对过大时，可造成每次吸入气体中有较大比例是自己排出但未经吸收过滤的废气；虽然不致缺氧，但会使血中的二氧化碳升高而带来不良反应。消除机械无效腔，在保留自主呼吸的全身麻醉中可以缓解麻醉药物造成的呼吸抑制，改善呼吸功能，纠正机体酸碱失衡，进而改善生命体征状况；在控制呼吸的全身麻醉中可以减少通气量，降低呼吸道内压力，减慢呼吸频率，减少呼吸系统损伤。患者年龄体重越小，身体状况越差，手术时间越长，或合并腹腔镜手术时，消除或减小机械无效腔的临床意义越大。总的来说，当前使用的机械控制呼吸的呼吸机或麻醉机存在如下不足：结构较为复杂，由风箱式人工肺加压控制呼吸，对物理硬件要求高，造价高昂，转移不便，对供氧设备的要求高，普通氧气瓶以及病房通用的中心供氧吸氧管无法满足其使用要求。且其连接和通气方式决定了相对较大的机械无效腔。此外，现用麻醉机或呼吸机其整个呼吸系统的气流可能存在与患者气道之间反复交流，呼吸回路可为一次性一用一更换，但麻醉机或呼吸机的呼吸系统却难以做到一用一消毒(消毒耗时长，需专用机器和消毒剂，成本高，目前国内几乎没有医院可以做到一用一消毒)。该简易呼吸机呼吸控制机构位于排气口，且伴随新鲜气体持续流入促使废气持续排除，在多个不同患者之间连续使用时，只需更换T形管(可做为一次性)，可以减少交叉感染。对于该简易呼吸机可实现的理论基础在于，常用的恒流供氧设备低压系统氧气压力最大可达0.5KPa，足以促使肺复张，如目前临床所用间歇给氧式呼吸机即为利用氧气自身压力实现吸气。当停止供氧时，肺部气体借助其弹性回缩力自动排气塌陷即完全可实现呼气，如人工呼吸时常常只需往患者肺部吹气而无需吸出废气。
技术实现思路
本专利技术提供一种恒流式低无效腔呼吸机，其为一种恒流式控制性通气设备，目的是克服现有的风箱式人工肺加压控制呼吸的呼吸机存在的诸多不足，其结构简单、便携、造价低且对供氧设备的要求低，尤其是可极大限度的降低机械无效腔，避免机械无效腔相对过大带来的一系列问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下:一种恒流式低无效腔呼吸机，其包括由进气管和排气管连接而成的三通管(又称T形管)，所述进气管的一端与气管导管连通，另一端与恒流供氧机构的供氧管道连通，所述进气管靠近所述气管导管的一端的管壁上设有与所述排气管进口端连通的接口，所述排气管的出口端连接有呼吸控制机构，所述呼吸控制机构可按照设定的时间比例循环交替的打开和关闭所述出口端以改变气流方向实现向患者肺部通气或由肺部向外排气。。在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下替代方案。进一步，所述呼吸控制机构包括圆筒状阀壳及位于所述阀壳内的扇形块状阀芯，所述阀壳上设有进气口和出气口，所述进气口与所述排气管的出口端连通，所述阀壳外设有伺服电机，所述伺服电机的转轴与所述阀芯固定连接并可带动所述阀芯在所述阀壳内匀速转动以循环交替的打开和关闭所述进气口。实质上呼吸控制机构就是一个电动阀。采用上述进一步结构改进的好处为，结构简单，成本低，故障率低，易维护，通过控制匀速转动的伺服电机的转速可以连续调节出适合患者的呼吸频次，同时扇形块的圆心角的角度不同时，每次呼吸的呼吸比也不同(也即循环交替的打开和关闭所述出口端的时间比例由单个阀芯的圆心角决定)，本专利技术的每个呼吸机可配套设计多个上述的呼吸控制机构(电动阀)，每个电动阀对应有一个特定圆心角角度的扇形块状阀芯，根据病患实际情况在使用时选用合适的电动阀连接于排气管的出口。进一步，所述进气口设置于所述阀壳的圆柱侧壁上，所述阀芯的数量共有两个且均在其圆心处与所述伺服电机的转轴固定连接，两个所述阀芯在所述阀壳的周向上间隔180度，每个所述阀芯的圆心角为45-90度。采用上述进一步结构改进的好处为，结构简单，且转动时不存在偏心振动问题，伺服电机每转动一圈则患者呼吸两次；阀芯的圆心角优选为45、60或90度，其对应的呼吸比依次为3：1、2：1和1：1。进一步，所述进气口设置于所述阀壳的圆柱侧壁上，所述阀芯的数量仅为一个且其圆心处与所述伺服电机的转轴固定连接，所述阀芯的圆心角为90-180度。采用上述进一步结构改进的好处为，结构更加简单，但存在偏心振动问题，故阀芯的材质优选使用质量较轻的材料；上述阀芯的圆心角优选为90、120和180，对应的呼吸比依次为3：1、2：1和1：1。。进一步，所述出气口设置于所述阀壳的圆形端面上，所述阀芯朝向所述阀壳圆形端面的扇形壁上开设有圆弧槽且所述圆弧槽与所述出气口对应以保证所述阀壳内部空间始终与外界连通。采用上述进一步结构改进的好处为，阀芯转动时永远不会堵塞出气口，故出气口可一直与阀壳内部空间连通，保证有通畅的排气效果。进一步，所述呼吸控制机构包括方筒状阀壳及位于阀壳内的封堵片和偏心轮，所述阀壳两端分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种恒流式低无效腔呼吸机，其特征在于，包括由进气管(1)和排气管(2)连接而成的三通管，所述进气管(1)的一端与气管导管(3)连通，另一端与恒流供氧机构的供氧管道连通，所述进气管(1)靠近所述气管导管(3)的一端的管壁上设有与所述排气管(2)进口端连通的接口，所述排气管(2)的出口端连接有呼吸控制机构(4)，所述呼吸控制机构(4)可按照设定的时间比例循环交替的打开和关闭所述出口端以改变气流方向实现向患者肺部通气或由肺部向外排气。/n

【技术特征摘要】
1.一种恒流式低无效腔呼吸机，其特征在于，包括由进气管(1)和排气管(2)连接而成的三通管，所述进气管(1)的一端与气管导管(3)连通，另一端与恒流供氧机构的供氧管道连通，所述进气管(1)靠近所述气管导管(3)的一端的管壁上设有与所述排气管(2)进口端连通的接口，所述排气管(2)的出口端连接有呼吸控制机构(4)，所述呼吸控制机构(4)可按照设定的时间比例循环交替的打开和关闭所述出口端以改变气流方向实现向患者肺部通气或由肺部向外排气。


2.根据权利要求1所述的一种恒流式低无效腔呼吸机，其特征在于，所述呼吸控制机构(4)包括圆筒状阀壳(41)及位于所述阀壳(41)内的扇形块状阀芯(42)，所述阀壳(41)上设有进气口(43)和出气口(44)，所述进气口(43)与所述排气管(2)的出口端连通，所述阀壳(41)外设有伺服电机，所述伺服电机的转轴(45)与所述阀芯(42)固定连接并可带动所述阀芯(42)在所述阀壳(41)内匀速转动以循环交替的打开和关闭所述进气口(43)。


3.根据权利要求2所述的一种恒流式低无效腔呼吸机，其特征在于，所述进气口(43)设置于所述阀壳(41)的圆柱侧壁上，所述阀芯(42)的数量共有两个且均在其圆心处与所述伺服电机的转轴(45)固定连接，两个所述阀芯(42)在所述阀壳(41)的周向上间隔180度，每个所述阀芯(42)的圆心角为45-90度。


4.根据权利要求2所述的一种恒流式低无效腔呼吸机，其特征在于，所述进气口(43)设置于所述阀壳(41)的圆柱侧壁上，所述阀芯(42)的数量仅为一个且其圆心处与所述伺服电机的转轴(45)固定连接，所述阀芯(42)的圆心角为90-180度。


5.根据权利要求2或3所述的一种恒流式低无效腔呼吸机，其特征在于，所述出气口(44)设置于所述阀壳(41)的圆形端面上，所述阀芯(42)朝向所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙志华，贺争光，陈溪，吴义涛，冯飙，徐霞，董茹，
申请(专利权)人：孙志华，贺争光，
类型：发明
国别省市：湖南;43