一种呼吸机氧浓度自动调节装置及方法制造方法及图纸

技术编号：40753866 阅读：4 留言：0更新日期：2024-03-25 20:08

本发明专利技术公开了一种呼吸机氧浓度自动调节装置及方法，包括吸气模块和控制反馈模块；吸气模块包括Air和O<subgt;2</subgt;两条支路，其中，Air支路上设置有Air支路流量传感器和Air支路阀门，而O<subgt;2</subgt;支路上设置有O<subgt;2</subgt;支路流量传感器和O<subgt;2</subgt;支路阀门；输送气体经吸气模块分两条支路流入，最后汇合流出；控制反馈模块包括电源和MCU，MCU采集Air支路流量传感器与O<subgt;2</subgt;支路流量传感器测量的流量值，经过反馈计算后控制Air支路阀门和O<subgt;2</subgt;支路阀门的开度，从而实现输出流量的控制。本发明专利技术通过空气和氧气支路的电磁比例阀按照设定的吸入氧浓度输出气体进行混合，并且利用下游的空气和氧气流量传感器对目标开阀流量进行反馈，这样既保证了氧浓度控制的精度又加快了氧浓度控制的响应速度。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种呼吸机氧浓度自动调节装置及方法。

技术介绍

1、呼吸机是医院icu等科室中所使用的重要的生命支持类设备，用于救治呼吸功能存在障碍的患者，呼吸机按照用户设定的模式和参数向患者输送气体，在这些诸多参数中，吸入氧浓度(fio2)是非常关键的一个参数，它反映了输送给患者的气体中氧气的占比，直接影响患者的血氧饱和度参数，而血氧饱和度参数是医生关注的重点，具有显著的临床生理意义。

2、在临床使用的呼吸机氧浓度配置(调节)设备中，空氧混合的方式主要有机械式和电子式，机械式氧浓度调节(空氧混合)装置通常采取调节纯机械部件至设定的氧浓度刻度上，根据机械气动均衡的原理控制空气、氧气管路输送流量的比例将两者首先混合，然后再通过一个电磁比例阀将空氧混合后的气体按照所需的流量输出。这种方法的优点是纯机械部件故障率较低，但是缺点也很明显：氧浓度控制精度较差、控制速度较慢。电子式氧浓度调节(空氧混合)装置根据用户设置的吸入氧浓度值自动调节空气和氧气两个之路的输出流量进行混合后直接输送给患者。电子式氧浓度调节(空氧混合)装置为了提高氧浓度控制的精度，通常还包括反馈机制，很多传统的方案采取的是利用下游的氧传感器进行反馈的方式。虽然保证了较高的氧浓度控制精度，但是氧传感器测量氧浓度的实时性不高、反应速度较慢，这样就会导致利用此进行反馈的氧浓度的控制速度较慢。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种呼吸机氧浓度自动调节装置及方法，以解决上述
技术介绍
中提出的传统的方案采取的是利用下游

2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种呼吸机氧浓度自动调节装置及方法，包括吸气模块和控制反馈模块；

3、所述吸气模块包括air和o2两条支路，其中，air支路上设置有air支路流量传感器和控制该air支路上air流量的air支路阀门，而o2支路上设置有o2支路流量传感器和控制该o2支路上o2流量的o2支路阀门；输送气体经吸气模块分两条支路流入，通过两条支路分别调整到合适的o2和air浓度，最后汇合流出；

4、所述控制反馈模块包括电源和mcu，其中，电源用于向air支路流量传感器、o2支路流量传感器、air支路阀门、o2支路阀门以及mcu供电，mcu采集air支路流量传感器与o2支路流量传感器测量的流量值，经过反馈计算后控制air支路阀门和o2支路阀门的开度，从而实现输出流量的控制。

5、优选的，所述air支路阀门和o2支路阀门均采用电磁比例阀。

6、一种呼吸机氧浓度自动调节装置的调节方法，每次吸气过程中包括以下步骤：

7、步骤(a)、吸气过程开始时，根据当前吸入氧浓度控制值fio2ctrl以及当前所需输送气体总流量f计算air支路目标开阀流量fair和o2支路目标开阀流量fo2，计算公式如下式(1)和(2)；计算得到的fair和fo2用于控制air支路阀门和o2支路阀门的开度，步骤(a)在首次吸气过程中进行计算时，fio2ctrl为用户设置的吸入氧浓度目标值fio2set；

8、fair＝f*(100％-fio2ctrl)/79％ (1)；

9、fo2＝f*(fio2ctrl-21％)/79％ (2)；

10、步骤(b)、按照步骤(a)计算出的fair和fo2值，通过mcu控制air支路阀门与o2支路阀门的开度，输出fair和fo2流量，在本次吸气过程中，air支路阀门和o2支路阀门就分别以fair和fo2流量向病人输送air和o2；

11、步骤(c)、在病人每次吸气过程中分别累加air支路流量传感器和o2支路流量传感器的测量流量数值，得到本次吸气过程中air支路阀门输送的air容积vair和o2支路阀门输送的o2容积vo2，计算出当前时刻实际的氧浓度值fio2real，计算公式如下式(3)；

12、fio2real＝(vair*21％+vo2)/(vair+vo2)*100％ (3)；

13、步骤(d)、计算出实际的吸入氧浓度值fio2real后，与设定的吸入氧浓度目标值fio2set进行比较，更新氧浓度控制值fio2ctrl，用于下次吸气过程中步骤(a)中的fair和fo2流量的计算；

14、新的吸入氧浓度控制值计算公式如下式(4)；

15、fio2ctrl＝fio2ctrl+k*(fio2set-fio2real) (4)；

16、其中，k是反馈系数常量。

17、与现有技术相比，本专利技术的优点与好处：

18、本专利技术通过空气和氧气支路的电磁比例阀按照设定的吸入氧浓度输出气体进行混合，并且利用下游的空气和氧气流量传感器对目标开阀流量进行反馈，这样就既保证了氧浓度控制的精度又加快了氧浓度控制的响应速度。

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【技术保护点】

1.一种呼吸机氧浓度自动调节装置，其特征在于：包括吸气模块(10)和控制反馈模块(20)；

2.根据权利要求1所述的一种呼吸机氧浓度自动调节装置，其特征在于：所述Air支路阀门(102)和O2支路阀门(104)均采用电磁比例阀。

3.基于权利要求1—2任一项所述的一种呼吸机氧浓度自动调节装置的调节方法，其特征在于：每次吸气过程中包括以下步骤：

【技术特征摘要】

1.一种呼吸机氧浓度自动调节装置，其特征在于：包括吸气模块(10)和控制反馈模块(20)；

2.根据权利要求1所述的一种呼吸机氧浓度自动调节装置，其特征在于：所述air支路...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩理，王帅，张宏弢，楼田甜，唐雪峰，
申请(专利权)人：南京舒普思达医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：

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