CN101468225B - 机械peep阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机械PEEP(Positive End-Expiratory Pressure)阀，其主要涉及医用手动调节的呼气末正压通气装置。本发明的机械PEEP阀主要包括阀体(1)、连接元件(4)、导向元件(7)和弹簧(8)，其中：阀体(1)与连接元件(4)为螺纹连接；弹簧(8)套接在导向元件(7)上，并且弹簧(8)位于连接元件(4)和导向元件(7)之间；连接元件(4)套接在导向元件(7)上，二者为间隙配合。通过具有此结构的本发明的机械PEEP阀能够利用弹簧(8)实现对PEEP值的调节，调节范围在0-20cmH₂O之间，从而适应不同状态的患者的需求；并且弹簧压力为零时，施加在膜片(9)上的重力满足EN740的开启压力要求。

Description

机械PEEP阀

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，特别涉及医用手动调节的机械PEEP阀(Positive End-Expiratory Pressure，呼气末正压通气装置)，其主要应用于麻醉呼吸机，以利于肺部有病变的患者进行呼吸通气。

背景技术

在医疗领域，当患者进行手术或是需要外部辅助器械进行辅助呼吸时，通常使用麻醉呼吸机来实现此目的，以帮助患者进行呼吸通气。但是，患者在呼出气体后，其肺部压力迅速下降到一个大气压，患者肺部压强的波形如图1所示，这种情况使得患者肺部内的功能残气量迅速降低，患者肺部的残留气体难以使肺泡保持一定的体积，而同时由于患者自身肺部功能不健全，这就很可能导致患者肺泡的萎缩；并且患者肺部气压的急剧下降使肺部的顺应性下降，通气和氧合状态都较差。

因此，需要提供一种装置能够改善上述状况，具体的就是提供可以直接安装到外部呼吸装置上的PEEP阀。当在呼吸辅助装置(如，麻醉呼吸机)上配备PEEP阀后，患者呼出的气体不会直接进入外部辅助呼吸设备，而是先通过PEEP阀-PEEP阀已经预先设定了适合患者的压力-进而进入外部设备，这样患者的呼气过程会受阻，在呼气末时肺部气压不会下降到1个大气压值，而是在肺泡中始终残留一定量的功能气体，从而使肺部保持一定的压力，因此能够防止肺泡萎缩、提高肺部顺应性、改善通气状态、增加氧合时间。配备PEEP阀后患者肺部气体压强的波形如图2所示。

在此基础上，PEEP阀还应该具有适当的压力调节范围，以适应不同患者的需要，其中1-5cmH₂O是预防性PEEP值，压力处于这个范围中可以维持患者的肺泡膨胀，增加肺部的功能残气量；而5-20cmH₂O的范围适用于升高氧浓度到60％仍不能使氧气压强保持在60mmHg以上的患者，压力处于这个范围中除了维持患者肺泡膨胀之外，还能够增加氧合时间，从而改善氧合状态。

针对上述目的，需要提供一种PEEP阀，其不仅可以解决未使用PEEP阀时的各种问题，使患者肺部始终保持一定安全压力，防止患者肺泡萎缩，提高患者肺部的顺应性，改善肺部通气状态，增加氧合时间，并且能够使用简单的方式实现在合适的压力范围内调节PEEP阀的压力，从而适应不同状态的患者的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机械PEEP阀，其运用弹簧调节作用在膜片上的压力范围，实现合适的压力调节范围，能够适应不同症状患者的需求。

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面提供了一种机械PEEP阀，其包括：阀体；连接元件，通过螺纹连接到阀体上；导向元件，可滑动地设置在连接元件上，并设置有封堵阀嘴的封堵部；以及弹簧，套接在导向元件上，并位于连接元件和导向元件之间。

优选地，根据本发明的机械PEEP阀还包括阀帽，其中阀帽固定连接在连接元件的上端。

优选地，根据本发明的机械PEEP阀，其中导向元件的封堵部为形成于导向元件下端的凸缘，此凸缘上嵌设有密封件，而弹簧的下端支撑在导向元件的凸缘的上表面上。

进一步，根据本发明的机械PEEP阀，其中连接元件内具有下轴孔和上轴孔，并且上轴孔的内径大于下轴孔的内径。优选地，导向元件的导向杆部的上端安装有限位螺钉，限位螺钉的外径小于导向元件上轴孔的内径并大于下轴孔的内径。

此外，根据本发明的机械PEEP阀，其中：导向元件具有导向杆部，此导向杆部套接在下轴孔中，二者为间隙配合。

优选地，根据本发明的机械PEEP阀，其中嵌设在导向元件下端凸缘中的密封件为膜片，限位螺钉、导向元件由聚甲醛制成，膜片由薄不锈钢板。

优选地，根据本发明的机械PEEP阀，其中导向元件下端的凸缘形成有带环槽的环状凸边，膜片就嵌入在环槽中。

应注意，根据本发明的机械PEEP阀，其中限位螺钉和导向元件以及密封件施加到阀嘴上的重力满足EN740的开启压力要求。

优选地，根据本发明的机械PEEP阀，其中利用沉头螺钉将阀帽固定在连接元件上。

优选地，根据本发明的机械PEEP阀，其中阀帽与阀体之间设有密封圈。

本发明具有以下技术效果：

第一，根据本发明的机械PEEP阀利用偏压元件(如弹簧元件)实现对其所施加的压力进行调节，针对不通症状的患者的需求设定不同的压力值，使施加在密封件(如膜片)上的压力范围在0-20cmH₂O之间；

第二，根据本发明的机械PEEP阀的连接元件与阀体为螺纹连接，并且连接元件以间隙配合方式套接在导向元件上，这样在手动旋拧阀帽时利用此螺纹就能够将连接元件相对于导向元件的旋转运动转化为垂直方向的直线运动，进而压缩弹簧，这样施加在呼气膜片上的压力就随着手动旋拧阀帽而逐渐改变，从而实现对机械PEEP阀所施加的压力的调节；

第三，根据本发明的机械PEEP阀的弹簧在压缩和恢复的过程中，产生从大到小的压力，此压力直接作用在呼吸膜片上，从而对患者呼气施加阻力，从而使肺泡不会萎缩，并且呼气流量下降减缓，呼气时间延长，增加了氧合时间，因此改善了氧合状态。

第四，根据本发明的机械PEEP阀的螺钉和导向元件由聚甲醛制成，从而使得三者通过膜片作用在阀嘴上的重力满足EN740(即：麻醉工作站及组件专标)标准的开启压力要求。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

图1为辅助呼吸装置中未配备机械PEEP阀时患者呼吸过程中肺部压力的波形图；

图2为辅助呼吸装置中配备了机械PEEP阀时患者呼吸过程中肺部压力的波形图；

图3为根据本发明的机械PEEP阀的优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的具体实时方式进行详细说明。

图3显示了根据本发明的机械PEEP阀的优选实施例结构示意图，以下参照图3对根据本发明的机械PEEP阀的基本结构进行说明。

如图3所示，在图3中的优选实施例中，机械PEEP阀主要包括：阀体1、阀帽2、连接元件4、导向元件7、弹簧8和膜片(密封件)9。连接元件4用于连接阀帽2和阀体1，连接元件4的下端以螺纹连接的方式安装到阀体1的上端中，二者可以有相对旋转运动；阀帽2采用沉头螺钉5与连接元件4的上端固联，这里采用沉头螺钉5进行连接是为了满足结构和外观方面的需要，采用了沉头形式的螺钉就可以在阀帽2的顶面上贴上标签6，阀帽2固定安装到连接元件4的上端后就套在阀体1上端的外部，这时，通过手工旋拧阀帽2就可以带动连接元件4相对于阀体1进行相对旋转运动。

进一步，连接元件4中具有下轴孔41和上轴孔42，导向元件7具有导向杆部72，此导向杆部72就套接在连接元件4中，二者为间隙配合，并且连接元件4的上轴孔42的内径大于下轴孔41的内径。与此同时，弹簧8套接在导向元件7的导向杆部72上。导向元件7的下端进一步形成有圆盘状的凸缘71。一方面弹簧8的上端顶住连接元件4的下端，另一方面弹簧8的下端顶住导向元件7下端的凸缘71的上表面，也就是说，弹簧8位于连接元件4和导向元件7之间，这样弹簧8就不会被拉伸，而只会受压缩而产生相应的压缩力；优选地，导向元件7下端的凸缘71的边缘形成为倒钩形式，而膜片9就通过此倒钩结构潜在导向元件7的下端凸缘71中，并且压封住阀嘴10(阀嘴10安装到外部呼吸辅助装置的出气口上)的顶部，膜片9的作用就是封堵阀嘴10。应注意，导向元件7的凸缘71与阀嘴10是可分离地接触的。

进一步，导向元件7的顶部优选安装有限位螺钉3，此限位螺钉3是用于防止导向元件7从连接元件4的下轴孔41中掉落出去。应注意，限位螺钉3的外径应小于连接元件上轴孔42的内径并且大于下轴孔41的内经，以使限位螺钉3能够在上轴孔42中运动并且在下落时可以卡在下轴孔41的上端。这里设置限位螺钉3是为了机械PEEP阀的安装需要，在将机械PEEP阀安装到阀嘴10上方之前，导向元件7不会受到阀嘴10的支撑，因而会由于自身重力的作用而下落，为了防止导向元件7从连接元件4中掉落出，就需要设置限位装置，在本优选实施例中就是采用了限位螺钉的形式。当然，也可以采用任何其他适合的限位方式，例如将导向杆部72的上端外缘设置弹性挡圈，同样也可以起到限位的作用。

优选地，螺钉3、导向元件7均由聚甲醛制成，膜片9由薄不锈钢板制成，这使得当弹簧压力为零时，作用在膜片9上的重力满足EN740的开启压力要求，这里，EN740是指麻醉工作站及组件专标，它是医疗器械领域的专业标准，专门针对麻醉呼吸机等呼吸辅助装置。

上述的结构就构成了本发明优选实施例中的机械PEEP阀，此机械PEEP阀可以直接安装到外部呼吸辅助装置上进行使用，如麻醉呼吸机等。

下面继续参照图3，对本发明优选实施例的机械PEEP阀的具体工作过程进行说明。

首选针对不同病情的病人选定所需施加的合适的呼气末正气通压压力值(即PEEP值)，选定合适的PEEP值后手动旋拧阀帽2以设定适合的压力值。阀帽2被旋拧后即带动与其固连的连接元件4一起旋转，由于连接元件4与阀体1为螺纹连接，则通过此螺纹连接就可以将连接元件4的旋转运动转化为垂直方向的直线运动，当连接元件4在垂直方向上移动时，就会随之压缩弹簧8，弹簧8受压后就对导向元件7下端的凸缘71施加压力，从而使膜片9封压在阀嘴10上，在患者呼气的过程中提供呼气阻力。事实上，施加到膜片9上的压力值是本发明的机械PEEP阀所施加的压力与导向元件7和限位螺钉3重力的总和。此外，还应该明白，这里应根据选定的压力值来确定阀帽2需要旋拧的圈数，因为阀帽2的旋拧圈数与弹簧8的压缩量成比例，因而与最终施加在阀嘴10上的封压压力成比例，不同的患者需要不同的呼气末正压通气值，这样就需要根据不同的PEEP值来确定阀帽2的旋拧圈数。

当顺时针旋拧阀帽2时，阀帽2就带动连接元件4相对于阀体1的上端做顺时针旋转运动，通过连接元件4与阀体1的螺纹连接，连接元件4在顺时针旋转的同时还相对于导向元件7在垂直方向上进行向下的运动，连接元件4向下移动时就压缩弹簧8，弹簧8受压产生一定值的偏压力，从而使膜片9封堵在阀嘴10上。当所需的PEEP值较小时，就逆时针旋拧阀帽2，阀帽2带动连接元件4相对于阀体1的上端做逆时针旋转运动，连接元件4在逆时针旋转的同时相对于导向元件7在垂直方向上进行向上的运动，连接元件4的向上移动使弹簧8的偏压量减小，从而使弹簧8受压产生的偏压力也随之减小，这样膜片9封堵阀嘴10的压力(PEEP值)就随之减小了。按照上述的方式手动旋拧阀帽2，就可以根据不同患者的需求实现对此实施例的机械PEEP阀所施加的压力的调节。当患者所需的PEEP值较小时，阀帽2所需的顺时针旋钮圈数就较少；当患者所需的PEEP值较大时，阀帽2所需的顺时针旋钮圈数就较多。如果后一个患者所需的PEEP值小于前一个患者所需的PEEP值时，需要逆时针旋拧阀帽2以对机械PEEP阀施加的压力进行调节。

具体地，本实施例中的机械PEEP阀通过弹簧8所能实现的压力调节范围在0-20cmH₂O之间，当弹簧8不受压时对应的压力值为0cmH₂O，当弹簧8达到所设定的最大压缩量(即与阀帽2的最大顺时针旋转圈数相对应的压缩量，同时也是与患者所需的最大PEEP值相对应的压缩量)时，其对应的压力值为20cmH₂O。

特别地，本实施例中的机械PEEP阀中的弹簧8的初始状态为正常态，也就是说不受压状态，此时弹簧8不会为膜片9提供封堵压力，也就是说本机械PEEP阀的设定PEEP值为0cmH₂O，但是这时并不意味着完全没有任何压力提供给膜片9以封压阀嘴10，这时依然需要为膜片9提供一定的压力值，以保证患者获得最低的呼气末正气通压值，从而确保患者肺泡不会萎缩。在本优选实施例中，限位螺钉3和导向元件7自身的重力为膜片9提供这种封压压力，限位螺钉3和导向元件7以及膜片9均有聚甲醛材料制成，以满足EN740的开启压力要求，其中EN740是麻醉工作站及组件专业标准，专门用于麻醉呼吸机等呼吸辅助医疗器械。

当针对不同患者将PEEP值设定好后，由于患者呼出的气体来自膜片9下方的阀嘴10，这样患者在呼气的过程中就会由于此PEEP值的作用而使呼气受阻，呼出的气体就需要克服施加到膜片9上的弹簧压力和导向元件7、限位螺钉3以及膜片9自身的重力才能从阀嘴10中流出，进而进入外部装置(如钠石灰罐)中进行氧合。由于增加了弹簧压力(也就是有本机械PEEP阀提供的PEEP值)，因此呼气过程受阻从而呼气时间延长，这样氧合时间也随之增加，从而改善了患者肺部的氧合状态；此外，由于PEEP值的作用，患者在呼气末其肺部的气体不会完全呼出，而是保持一定的功能残气量，从而使肺泡不会萎缩。上述效果将使肺部有病变的患者受益匪浅。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种机械PEEP阀，其特征在于，包括：

阀体(1)；

连接元件(4)，通过螺纹连接到所述阀体(1)上；

导向元件(7)，可滑动地设置在所述连接元件(4)上，并设置有封堵阀嘴(10)的封堵部；以及

弹簧(8)，套接在所述导向元件(7)上，并位于所述连接元件(4)和所述导向元件(7)之间；

其中，所述封堵部为形成于所述导向元件(7)下端的凸缘(71)，所述凸缘(71)上嵌设有密封件，所述弹簧(8)的下端支撑在所述导向元件(7)的所述凸缘(71)的上表面上；

所述连接元件(4)内具有下轴孔(41)和上轴孔(42)，并且所述上轴孔(42)的内径大于所述下轴孔(41)的内径；并且

所述导向元件(7)的上端安装有限位螺钉(3)，所述限位螺钉(3)的外径小于所述上轴孔(42)的内径并大于所述下轴孔(41)的内径，所述限位螺钉(3)的端部与所述上轴孔(42)之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的机械PEEP阀，其特征在于，还包括阀帽(2)，其中所述阀帽(2)固定连接在所述连接元件(4)的上端。

3.根据权利要求1所述的机械PEEP阀，其中：

所述导向元件(7)具有导向杆部(72)，所述导向杆部(72)套接在所述下轴孔(41)中，二者为间隙配合。

4.根据权利要求3所述的机械PEEP阀，其特征在于，所述密封件为膜片(9)，所述限位螺钉(3)、所述导向元件(7)由聚甲醛制成，所述膜片(9)由薄不锈钢板制成。

5.根据权利要求4所述的机械PEEP阀，其中所述导向元件(7)的所述凸缘(71)形成带环槽的环状凸边，所述膜片(9)嵌入在所述环槽中。

6.根据权利要求3所述的机械PEEP阀，其特征在于，所述限位螺钉(3)和所述导向元件(7)和所述密封件施加到所述阀嘴(10)上的重力满足EN740的开启压力要求。

7.根据权利要求2所述的机械PEEP阀，其中，利用沉头螺钉(5)将所述阀帽(2)固定在所述连接元件(4)上。

8.根据权利要求2所述的机械PEEP阀，其中，所述阀帽(2)与所述阀体(1)之间设有密封圈。

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