一种用于呼吸设备的空氧混合控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于医疗设备技术领域，具体地说，涉及一种用于呼吸设备的空氧混合控制装置，包括：氧气气路、空气气路、氧气空气混合室；所述氧气气路的进气端通过氧气源接口外接氧气源，所述空气气路的进气端通过空气源接口外接空气源；氧气气路、空气气路的出气端均连接至空气氧气混合室；空气氧气混合室连接呼吸设备的机械死腔，并连接至目标；所述控制器，用于在当前完整的呼吸周期内，对氧气气路的氧气流量进行控制，对空气气路的空气流量进行控制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于呼吸设备的空氧混合控制装置及方法
本专利技术属于医疗设备
，具体地说，涉及一种用于呼吸设备(如呼吸机、高流量呼吸湿化治疗仪等装置，以下简称呼吸设备)的空氧混合控制装置及方法。
技术介绍
在现代临床医学中，呼吸设备作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸设备是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。呼吸设备在使用过程中，必须对患者进行机械通气，对于正在接受治疗的患者来说，通气量大小的控制和氧气浓度的调节是非常重要的，尤其是对于婴幼儿患者和病危重症患者。因此呼吸设备中需要具有空氧混合控制的装置，即在呼吸设备输入端对空气和氧气的体积进行合理配比，根据不同病人需提供特定氧浓度，以达到呼吸治疗效果。呼吸设备空氧混合控制装置的精准性及灵敏性，是呼吸设备性能的重要指标之一，决定着呼吸设备性能等级。目前，呼吸设备，对于氧气供给主要存在以下两种方式：第一种为恒定氧气供给，即将空气和恒定氧气浓度的氧气输入至呼吸设备的机器死腔；但是，这种方式不能根据不同的目标去对应地调节氧气的供氧流量，造成了大量的氧气浪费，大大提高了成本。第二种为脉冲式氧气供给：能够根据不同的目标，进行间断性氧气供给；但是，未能考虑到呼吸设备的机械死腔对氧气浓度的影响，以至于无法在确保目标在初始吸气段，获得具有预期的恒定的氧气浓度的空氧混合气体，造成了氧气量的浪费。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述缺陷，本专利技术提出了一种用于呼吸设备的空氧混合控制装置，该装置包括：氧气气路、空气气路、氧气空气混合室和控制器；所述氧气气路的进气端通过氧气源接口外接氧气源，所述空气气路的进气端通过空气源接口外接空气源；氧气气路、空气气路的出气端均连接至空气氧气混合室；空气氧气混合室连接呼吸设备的机械死腔，并连接至目标；所述控制器，用于在当前呼吸周期内，对氧气气路的氧气流量进行控制，对空气气路的空气流量进行控制。作为上述技术方案的改进之一，所述氧气气路上设有：氧气流量调节单元和氧气流量采集装置；所述空气气路上设有：空气流量调节单元和空气流量采集装置；所述氧气流量采集装置和空气流量采集装置分别与控制器进行通信连接，氧气流量调节单元和空气流量调节单元分别与控制器进行通信连接，实现数据采集、调节和控制；所述氧气流量采集装置，用于采集氧气气路中的氧气流量；所述氧气流量调节单元，用于调节氧气气路；所述空气流量采集装置，用于采集空气气路中的空气流量；所述空气流量调节单元，用于调节空气气路。作为上述技术方案的改进之一，所述呼吸设备的机械死腔为从气体混合室到患者端的装置气路容积。本专利技术还提供了一种用于呼吸设备的空氧混合控制方法，该方法包括：在当前第n个呼吸周期内，该当前呼吸周期分为吸气相和呼气相；吸气相为吸气开始时刻到吸气结束时刻；呼气相为呼气开始时刻到为呼气结束时刻；其中，吸气结束时刻与呼气开始时刻相同；通过控制器对氧气气路进行监测，获得当前呼吸的呼气开始时刻,吸气结束时刻和呼气结束时刻；在吸气相超前断气，以及在呼吸相超前通气。作为上述技术方案的改进之一，该方法具体包括：打开空气流量调节单元和氧气流量调节单元，并利用设置在氧气流量调节单元上的计时器记录此时的氧气流量调节单元的初始开启时刻为T0；其中，T0＝T0’；根据预先估算的氧气流量调节单元的初始开启时刻T0和初次关闭时刻T1(n)，确定氧气流量调节单元的吸气时间；其中，T1(n)小于T2’；在氧气流量调节单元的吸气时间内，将经空气气路传输的恒定的空气源和经氧气气路传输的具有恒定的氧气浓度的氧气源一起输入至空气氧气混合室，得到呼吸设备吸气的工作流速Qsi，并在到达初次关闭时刻T1(n)后，向控制器发送关闭氧气流量调节单元的关闭信号，从而关闭氧气流量调节单元；根据预先估算的氧气流量调节单元的二次开启时刻T3(n)和二次关闭时刻T4，确定氧气流量调节单元的二次吸气时间；其中，T4等于T4’，且T3小于T4’；根据确定的氧气流量调节单元的二次吸气时间，控制器根据接收的二次开启氧气流量调节单元的二次开启时刻的信号，在二次开启时刻，二次打开氧气流量调节单元；在氧气流量调节单元的呼气时间内，将经空气气路传输的恒定的空气源和经氧气气路传输的具有恒定的氧气浓度的氧气源一起输入至空气氧气混合室，得到呼吸设备呼气的工作流速Qse，并在到达二次关闭时刻T1(n)后，向控制器发送关闭氧气流量调节单元的关闭信号，从而关闭氧气流量调节单元。作为上述技术方案的改进之一，所述氧气流量调节单元的初次关闭时刻T1(n)的估算过程如下：其中，T1(n)为第n个呼吸周期内的氧气流量调节单元的初次关闭时刻；K1为吸气修正系数；为通过前n-1个呼吸实际监测的估算出来的第n个吸气相的结束时刻；Vm为呼吸设备的机械死腔的体积或容积；Qsi为呼吸设备吸气的工作流速。作为上述技术方案的改进之一，所述氧气流量调节单元的二次开启时刻T3(n)的估算过程如下：其中，T3(n)为第n个呼吸周期内的氧气流量调节单元的二次开启时刻；K2为呼气修正系数；为前n-1个呼吸实际监测的估算出来的第n个呼气相的结束时刻；Vm为呼吸设备的机械死腔的体积或容积；Qse为呼吸设备呼气的工作流速。本专利技术与现有技术相比的有益效果是：本专利技术的方法能够有效地输送预期设定的氧气浓度的混合气体，而同时减少氧气的供氧流量的供给，有效地节省了氧气的供氧流量。附图说明图1是本专利技术的一种用于呼吸设备的空氧混合控制装置的结构示意图；图2是本专利技术的一种用于呼吸设备的空氧混合控制方法中的呼吸周期与目标流量的关系曲线图；图3是本专利技术的一种用于呼吸设备的空氧混合控制方法中的呼吸周期与氧气供给状态的关系曲线图。具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步的描述。如图1所示，本专利技术提供了一种用于呼吸设备的空氧混合控制装置，该装置包括：氧气气路、空气气路、氧气空气混合室；所述氧气气路的进气端通过氧气源接口外接氧气源，所述空气气路的进气端通过空气源接口外接空气源；氧气气路、空气气路的出气端均连接至空气氧气混合室；空气氧气混合室连接呼吸设备的机械死腔，并连接至目标；所述控制器，用于在当前的呼吸周期内，对氧气气路的氧气流量进行控制，对空气气路的空气流量进行控制。具体地，所述氧气气路上设有：氧气流量调节单元和氧气流量采集装置；所述空气气路上设有：空气流量调节单元和空气流量采集装置；所述氧气流量采集装置和空气流量采集装置分别与控制器进行通信连接，氧气流量调节单元和空气流量调节单元分别与控制器进行通信连接，实现数据采集、调节和控制；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于呼吸设备的空氧混合控制装置，其特征在于，该装置包括：氧气气路、空气气路、氧气空气混合室和控制器；/n所述氧气气路的进气端通过氧气源接口外接氧气源，所述空气气路的进气端通过空气源接口外接空气源；氧气气路、空气气路的出气端均连接至空气氧气混合室；空气氧气混合室连接呼吸设备的机械死腔，并连接至目标；/n所述控制器，用于在当前呼吸周期内，对氧气气路的氧气流量进行控制，对空气气路的空气流量进行控制。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于呼吸设备的空氧混合控制装置，其特征在于，该装置包括：氧气气路、空气气路、氧气空气混合室和控制器；
所述氧气气路的进气端通过氧气源接口外接氧气源，所述空气气路的进气端通过空气源接口外接空气源；氧气气路、空气气路的出气端均连接至空气氧气混合室；空气氧气混合室连接呼吸设备的机械死腔，并连接至目标；
所述控制器，用于在当前呼吸周期内，对氧气气路的氧气流量进行控制，对空气气路的空气流量进行控制。


2.根据权利要求1所述的用于呼吸设备的空氧混合控制装置，其特征在于，所述氧气气路上设有：氧气流量调节单元和氧气流量采集装置；
所述空气气路上设有：空气流量调节单元和空气流量采集装置；
所述氧气流量采集装置和空气流量采集装置分别与控制器进行通信连接，氧气流量调节单元和空气流量调节单元分别与控制器进行通信连接，实现数据采集、调节和控制；
所述氧气流量采集装置，用于采集氧气气路中的氧气流量；
所述氧气流量调节单元，用于调节氧气气路；
所述空气流量采集装置，用于采集空气气路中的空气流量；
所述空气流量调节单元，用于调节空气气路。


3.根据权利要求1所述的用于呼吸设备的空氧混合控制装置，其特征在于，所述呼吸设备的机械死腔为从气体混合室到患者端的装置气路容积。


4.一种用于呼吸设备的空氧混合控制方法，该方法基于上述权利要求1-3中任一所述的用于呼吸设备的空氧混合控制装置实现，其特征在于，该方法包括：
在当前第n个呼吸周期内，该当前呼吸周期分为吸气相和呼气相；吸气相为吸气开始时刻到吸气结束时刻；呼气相为呼气开始时刻到为呼气结束时刻；
通过控制器对氧气气路进行监测，获得当前呼吸的呼气开始时刻,吸气结束时刻和呼气结束时刻；在吸气相超前断气，以及在呼吸相超前通气。


5.根据权利要求4所述的用于呼吸设备的空氧混合控制方法，其特征在于，该方法具体包括：
打开空气流量调节单元和氧气流量调节单元，并利用设置在氧气流量调节单元上的计时器记录此时的氧气流量调节单元的初始开启时刻为T0；其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：解立新，刘建军，曾科军，
申请(专利权)人：北京谊安医疗系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11