本实用新型专利技术公开了一种呼吸机气流控制装置，该装置将流量稳定的连续气流由气源输入呼吸机系统，并通过控制气流出口端的阀门移动频率和距离动态地调整气道内的通气节奏和通气力度，从而实现对患者的呼吸支持；控制模式包括指令通气模式和自主呼吸工作模式，在自主呼吸模式中如出现呼吸停顿，可使用降低目标潮气量的方式维持自主呼吸，当潮气量下降至预定值仍出现呼吸停顿则判断为中枢性病变而转入指令通气工作模式。上述装置通过目标潮气量自动调控、自主呼吸与指令通气工作方式、呼吸暂停自动处置等一系列配套调控形成了一种完全以气道正压切换通气为技术基础的独立而完整的呼吸机系统。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种人工呼吸机，特别涉及一种呼吸机连续气流控制装置。
技术介绍
呼吸机是一种为呼吸衰竭病人提供通气和氧合支持的关键生命支持设备。目前， 主流呼吸机的工作均采用模拟呼吸动作，也就是说，依靠呼吸机对病人气道进行周期性正 压气流灌注来为肺的充盈提供呼吸动力支持。就呼吸机技术而言，要改善呼吸支持的品质， 就要尽可能降低呼吸支持时的气道压力和呼吸功消耗，就必须改善呼吸机工作与病人自主 呼吸的同步性和协调性。现代呼吸机在这些方面虽取得一定技术进步，但由于模拟型通气 时，病人自主呼吸是周期性的而呼吸机气流输出也是周期性的，要使呼吸机工作能完全顺 服病人的自主呼吸，就必须使这两个高度动态的过程完全同步和协调，这就要求相当复杂 的气流控制技术和昂贵的制作成本，而且也难于实现两者间的完全同步和协调。现有技术中的容量型通气和压力型通气是现代主流呼吸机的两类基本通气支持 机制。这两类通气方式都是由呼吸机工作气源周期性地向气道内送入正压气流来对病人提 供压力支持的。因为病人的呼吸是周期性的，而且，病人的气道和肺脏是一个复杂的管道系 统，所以呼吸机气流输出必须在气流输出的激发、流量的设定和变化、时相转换、气道压力 和潮气量等各个方面配合病人的吸气需要、顺服其气道摩擦阻力和胸、肺组织顺应性的即 时变化；任何这些指标的设定不当，都可能造成病人的不适、过高的气道压力、甚至与呼吸 机的对抗。这些缺点在容量型通气工作方式、特别是在气道病变复杂和严重的病人表现得尤 为突出，因为容量型通气的流量输出是设定而不随气道状况和病人吸气需要的变化而改 变的。现在已经明确，过高的气道压力是造成呼吸机肺损伤的主要原因。所以改善呼吸机 治疗的安全性、通气效率和舒适性一直是呼吸机技术和呼吸机治疗的注意焦点，其探索的 目的和带来的结果，正是气道压力的降低。过去二十年来，包括压力支持通气和压力控制通气的压力型通气方式的广泛应用 是机械通气最重要的技术进步。压力型通气方式的气流输出能较好地顺服气道状况和吸气 需要的性能，已经明显地降低了病人的气道压力、改善了病人的舒适性，否则，如果仍然采 用定容型通气方式，对于多数情况特别在严重肺、气道病变的病人，呼吸支持要更为难于应 付。无论是容量型通气或压力型通气，通气效果都取决于正压气流与气道状况的互 动，正压气流的生成和输出都是周期性的，在正压气流被周期性地压入气道的过程中，很难 完全避免与病人的气道状况及吸气需要之间的不匹配情况。近年来，在某些呼吸机上出现了名为Bi-Ievel的新的工作方式。Bi-Ievel可以非 常容易、非常迅速地缓解呼吸机病人的呼吸困难而无需镇静药物的帮助；同时，在取得同样 水平通气容量的前提下，Bi-Ievel所造成的气道压力要明显低于常规通气方式甚至压力支 持通气和压力控制通气方式。Bi-Ievel临床应用的实际表现体现了其良好的通气品质。本技术者基于Bi-Ievel的工作，提出了一种气道正压切换型通气方式的概 念。气道正压切换通气是一种与现时容量型通气和压力型通气两类主流通气方式完全不同 的、以连续气流终端限流机制为工作基础的通气方式。气道正压切换通气的工作气源对管 道系统提供高流量连续气流，当气流被设置在系统终端开口的压力阀上产生的阻力所限制 时，整个管道系统内的压力就会相应升高。呼吸机治疗时病人气道与呼吸机管道贯通为同 一系统，吸气末与呼气末气道内气流运动停止时，系统内包括气道的压力都处在同一水平， 所以系统压力代表着气道和肺内压力；气道正压切换通气所造成的系统压力切换实际也就 是气道内压和肺内压力的切换。作为一个弹性空腔，肺的容量的变化总是随着肺内的压力 而变化的，两者的关系表现为压力-容量曲线。在压力-容量曲线上，较高的气道压力和 肺内压力总是代表着较大的肺容量。气道正压切换通气时，肺内气道压力在两个不同的高 度上切换也就造成了肺容量在两个不同水平的相应变换，这正意味着通气的进行。改善通气与氧合是呼吸机治疗的两个基本目的，生理学上，这两个过程分别与通 气容量及肺功能残气量相关。气道正压切换通气时，通气压力决定着通气容量的大小，而气 道基础压力则决定着肺功能残气量的大小，所以这两个指标是呼吸支持中的最重要指标。气道正压切换通气的原理类似于水库内水位的变化，河道水流被大坝拦蓄，上游 水位自然提高，闸门的高度决定着库内的水位。气道正压切换通气时，肺的容量变化并非直 接因为间歇性气流被送入肺内而造成，而是伴随整个呼吸机管道压力变化的间接结果，呼 吸机通气造成的容量变化不受病人呼吸动作的影响，因而不再存在呼吸机气流输出与病人 气道状况及吸气需要的匹配问题。Bi-Ievel至今还是作为一种比较次要的工作方式配置在以容量型通气方式和压 力型通气方式为基础的先进的主流呼吸机上，其压力的转换也还是简单的时间切换，即以 预先设置的频率和时间比进行转换控制。现代危重病抢救医学的进步，正在使得越来越多的严重肺、气道病变的病人有了 呼吸和生命支持的机会，因而，对呼吸机治疗的安全性、有效性和舒适性的要求也越来越 高；尽可能降低通气支持时的气道压力，尽可能让病人的自主呼吸主导呼吸机的工作，使呼 吸机的工作更能顺服病人需要，正在成为呼吸机治疗中的新趋势，也是对呼吸机技术发展 的新的要求。Bi-Ievel的实际性能表明，气道正压切换型通气将会是通气支持的一个新的 技术方向；将气道正压切换型通气方式进一步发展、完善成一种独立的新型呼吸机将是技 术和临床发展的需要。
技术实现思路
本技术是为了克服上述现有技术中缺陷，通过指令通气与自主呼吸工作方 式、目标潮气量自动调控、呼吸暂停自动处置等一系列配套调控形成一种完全以气道正压 切换通气为技术基础的独立而完整的呼吸机系统。 本技术提供了一种呼吸机气流控制装置，包括可提供连续气流的气源、中央 处理器以及位于气道出口端的阻力阀门和阀门控制器，还包括指令通气控制芯片和自主呼 吸控制芯片；其中，指令通气控制芯片按设定的参数控制阀门移动的频率和吸呼时比，并根 据位于患者气道接口段的压力、流量传感器实时检测到的压力、流量数据，在通气过程中动 态地校正阀门的A点位置以及调整阀门的移动距离B ；所述中央处理器根据每次校正和调整的结果并以预设的频率通过阀门控制器控制阀门在两点间移动，从而在通气过程中维持 设定的目标潮气量为患者提供指令性通气支持；自主呼吸控制芯片通过参数的设置以及位 于患者气道接口段的压力、流量传感器实时检测到的压力、流量数据，确定患者吸气动作的 开始和终止，并实现阀门的基础位置A点的校正以及阀门的移动距离B的动态调整，中央处 理器根据校正和调整结果以患者的自主呼吸节奏控制阀门在两点间移动，使气道内的压力 切换完全顺从患者的呼吸动作，在通气过程中维持设定的目标潮气量或在患者出现呼吸停 顿时适应性地降低目标潮气量以维持自主呼吸的通气支持。其中，指令通气控制芯片包括 基础气道压控制模块，用于根据设置的基础气道压 参数以及通气过程中所述压力传感器检测的实际压力数据，动态地校准阀门的基础位置A 点；目标潮气量调控模块，用于根据设置的目标潮气量参数以及通气过程中所述流量传感 器检测的实际流量数据，动态地调整阀门的移动距离B ；时相控制模块，用于根本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种呼吸机气流控制装置，其特征在于，包括可提供连续气流的气源、中央处理器以及位于气道出口端的阻力阀门和阀门控制器，还包括指令通气控制芯片和自主呼吸控制芯片；其中， 指令通气控制芯片按设定的参数控制阀门移动的频率和吸呼时比，并根据位于患者气道接口段的压力、流量传感器实时检测到的压力、流量数据，在通气过程中动态地校正阀门的Ａ点位置以及调整阀门的移动距离Ｂ；所述中央处理器根据每次校正和调整的结果并以预设的频率通过所述阀门控制器控制阀门在两点间移动，从而在通气过程中维持设定的目标潮气量为患者提供指令性通气支持； 自主呼吸控制芯片通过参数的设置以及位于患者气道接口段的压力、流量传感器实时检测到的压力、流量数据，确定患者吸气动作的开始和终止，并实现阀门的基础位置Ａ点的校正以及阀门的移动距离Ｂ的动态调整，中央处理器根据所述校正和调整结果以患者的自主呼吸节奏控制阀门在两点间移动，使气道内的压力切换完全顺从患者的呼吸动作，在通气过程中维持设定的目标潮气量或在患者出现呼吸停顿时适应性地降低目标潮气量以维持自主呼吸的通气支持。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：袁含光，
申请(专利权)人：袁含光，
类型：实用新型
国别省市：11
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