CN109568745A - 一种医用一氧化氮供气系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种医用一氧化氮供气系统及方法，属于医疗器械技术领域，解决了现有一氧化氮供气系统难以实现以使用者所需吸入的一氧化氮浓度为目标反馈调整和控制一氧化氮供气系统的输出、治疗成本高的问题。该供气系统包括一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统，两个子系统与吸气管路连通；一氧化氮气体生成子系统用于产出一氧化氮气体；气体浓度监测子系统用于监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮浓度，并以监测值为目标反馈控制一氧化氮生成子系统输出的一氧化氮气体浓度。还提供一种医用一氧化氮供气方法。本发明能够与各种吸氧设备及机械通气设备联合使用，实时监测并调节使用者实际吸入的一氧化氮浓度，使其达到设定的目标范围。

Description

一种医用一氧化氮供气系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种医用一氧化氮供气系统及方法。

背景技术

一氧化氮又称血管内皮细胞舒张因子，可以由血管内皮细胞产生，作为信号分子调控其他细胞的活动，改善血管内皮细胞功能。吸入一定浓度的一氧化氮可以选择性扩张肺血管，使气管和支气管平滑肌松弛，降低肺动脉压力，改善肺血流通气比和氧合，具有疗效快、非创伤及高选择性等优点，不但成功应用于新生儿持续低血氧症和肺动脉高压的治疗，而且在成人急性呼吸窘迫综合征、高血压和一些肺部相关疾病的治疗方面也得到的越来越多的应用。

目前临床上使用的一氧化氮供气系统均需要采用装有高浓度一氧化氮气体的高压钢瓶作为气源，通过减压和流量控制装置进行稀释后提供给使用者。但国内几乎没有厂家能够提供纯净的医用一氧化氮气体，国外虽然有少数厂家可提供医用一氧化氮气体，但运输费用很高，存储也很不方便，而且临床上一般每位使用者的治疗周期在一周左右，一氧化氮气体的消耗量很大，治疗成本高。

因此，受医用纯净的一氧化氮气体获取困难、治疗成本高等因素制约，目前采用高压钢瓶的一氧化氮供气系统在临床中很难得到普及。为此，国内有学者提出了一种治疗呼吸衰竭的一氧化氮供气系统，该系统直接以大气压下的空气作为气源，通过控制电极脉冲放电条件，使空气在放电过程中产生尽可能多的一氧化氮，并通过还原和吸收的方法去除有害的二氧化氮气体，尽管该一氧化氮供气系统克服了现有技术使用高浓度一氧化氮钢瓶的缺陷，但该供气系统只是在原理上解决了通过脉冲放电的方式从空气中生成一氧化氮的问题，距离能够满足实际临床使用需求的产品还有很大差距：一方面是因为其所监测的是系统输出的一氧化氮和二氧化氮的浓度，而不是使用者实际吸入的气体浓度，故无法以使用者所需吸入的一氧化氮浓度为目标反馈调整和控制一氧化氮供气系统的输出；另一方面该系统只能持续输出一氧化氮气体，不能与呼吸周期同步间歇输出一氧化氮气体，无法与呼吸机等机械通气设备配合使用。此外，该系统采用高温催化还原和冷却装置以降低输出的二氧化氮浓度和输出气体的温度，系统结构复杂、成本高，并且不易维护，难以在临床中得到普及。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种医用一氧化氮供气系统及方法，用以解决现有一氧化氮供气系统难以实现以使用者所需吸入的一氧化氮浓度为目标反馈调整和控制一氧化氮供气系统的输出，不能与呼吸周期同步间歇输出一氧化氮气体，从而无法与机械通气设备配合使用以及治疗成本高、维护难度大的问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一方面提供一种医用一氧化氮供气系统，包括一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统，一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统均与连接使用者端的吸气管路连通；一氧化氮气体生成子系统用于产出一氧化氮气体；气体浓度监测子系统用于监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮浓度，并以监测值为目标反馈调整和控制一氧化氮生成子系统输出的一氧化氮气体浓度。

进一步地，一氧化氮气体生成子系统的气体生成管路沿气流流向依次设有抽气泵、第一流量监测装置、一氧化氮发生器、第一电磁阀；气体浓度监测子系统的采样监测管路沿气流流向依次设有进气口监测装置、第二电磁阀、一氧化氮传感器、二氧化氮传感器、第二流量监测装置和采样气泵。

进一步地，气体生成管路上还设有呼吸周期检测装置，呼吸周期检测装置用于判断气体生成管路是否正确接入吸气管路以及监测使用者所处的呼吸周期，使得一氧化氮供气系统的输出与使用者的呼吸周期同步，确保能够与机械通气设备或吸氧设备联合使用。

进一步地，气体生成管路的出气接口和采样监测管路的进气接口间隔设置于吸气管路上，且进气接口靠近使用者端。

进一步地，一氧化氮气体生成子系统还设有过滤装置，过滤装置包括设置于一氧化氮发生器前的空气过滤器和一氧化氮发生器后的二氧化氮过滤器以及设置于第一电磁阀的废气排放口之后的第一废气过滤器。

进一步地，过滤装置集成设置，或者互为独立设置；过滤装置上设有存储器，存储器用于记录存储过滤器的识别代码、使用寿命以及累积工作时间，并根据存储信息做出判断进而发出更换过滤装置或过滤装置已到使用寿命不可用的报警信息。

进一步地，沿气流流向，在空气过滤器之前的空气入口、二氧化氮过滤器之后的一氧化氮出气口以及第一废气过滤器之后的废气排放口均设有自封闭装置，每个自封闭装置在系统停止工作时自动关闭，将一氧化氮气体生成子系统的内部气路与空气隔离开；或者，空气过滤器、二氧化氮过滤器和第一废气过滤器的进气口和出气口均设置自封闭装置，自封闭装置在系统停止工作时均自动关闭，将每个过滤器与空气隔离开。

进一步地，一氧化氮发生器包含工作发生器和备用发生器，工作发生器和备用发生器通过电磁阀切换工作状态；工作发生器和备用发生器的出气口均设有防止气体反流的自封闭装置。

进一步地，每个一氧化氮发生器至少包括一套脉冲放电电极，每个脉冲放电电极由各自独立的控制器控制，或者由一个共用的电极控制器控制。

另一方面提供一种医用一氧化氮供气方法，利用上述医用一氧化氮供气系统进行供气，包括如下步骤：

步骤一：一氧化氮生成

启动抽气泵，并以第一流量监测装置的监测结果为目标反馈控制抽气泵，确保气泵输出持续稳定的气流；

抽气泵输出的空气经空气过滤器后进入一氧化氮发生器中，启动一氧化氮发生器，产生的一氧化氮气体经二氧化氮过滤器后通过出气接口流入吸气管路；

步骤二：一氧化氮浓度监测及控制

气体浓度监测子系统的一氧化氮传感器和二氧化氮传感器监测到吸气管路内的一氧化氮浓度和二氧化氮气体浓度与使用者实际吸入的浓度一致，医用一氧化氮供气系统以气体浓度监测子系统的一氧化氮传感器的监测结果为目标反馈控制一氧化氮生成子系统的一氧化氮发生器，确保使用者实际吸入的一氧化氮浓度与设定值一致；

步骤三：与所连接的机械通气设备或吸氧设备协同工作。

进一步地，步骤二中，启动抽气泵的同时，或者稍后启动气体浓度监测子系统上的采样气泵，气体生成管路输出的一氧化氮气体与吸气管路内的气体混合后进入采样监测管路。

进一步地，步骤三中，呼吸周期检测装置通过监测所连接的机械通气设备的通气周期，判断出使用者处于吸气周期或者呼气周期；

当一氧化氮供气系统与提供间歇气流的机械通气设备连接时，在吸气周期内，将一氧化氮生成子系统的输出切换到到机械通气设备的吸气管路，通过吸气管路将一氧化氮气体输送给使用者；在呼气周期内，将一氧化氮生成子系统的输出切换到废气排放端，经过滤器后排放到大气中；

当一氧化氮供气系统与提供持续气流的吸氧设备连接时，一氧化氮生成子系统的输出一直保持与吸气管路连通状态，一氧化氮生成子系统输出的气体持续地输入到吸气管路。

进一步地，一氧化氮发生器包含工作发生器和备用发生器；

供气前，工作发生器的第一自封闭装置和备用发生器的第二自封闭装置均处于关闭状态；

供气时，先通过电磁阀控制工作发生器工作产生一氧化氮气体，同时打开第一自封闭装置；

当工作发生器出现故障，或达到使用寿命，或生成的一氧化氮气体浓度达不到设定目标时，一氧化氮气供气系统通过电磁阀自动切换到备用发生器，同时打开第二自封闭装置，关闭第一自封闭装置。

本发明有益效果如下：

a)本发明提供的医用一氧化氮供气系统，包括一氧化氮气体生成和气体浓度监测两个子系统，其中，一氧化氮气体生成子系统以大气压下的空气为气源产生一氧化氮气体，通过气体生成管路输送至吸气管路供使用者治疗使用；气体浓度监测子系统监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮浓度，并以监测值为目标反馈调整和控制一氧化氮生成子系统输出的一氧化氮气体浓度，确保使用者吸入的一氧化氮浓度在设定范围内，并且吸入的二氧化氮浓度不超过安全限值，从而保证了系统的工作可靠性和安全性。

b)本发明提供的医用一氧化氮供气系统，不但可以和制氧机、吸氧器等吸氧设备联合使用，在使用者吸氧的同时进行吸入一氧化氮治疗；而且还可以配合各种呼吸机、麻醉机等机械通气设备使用，在使用者进行机械通气的同时吸入所需浓度的一氧化氮气体。

c)本发明提供的医用一氧化氮供气方法，采用一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统配合使用，能够实时监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮浓度，并以使用者实际吸入的一氧化氮气体浓度为目标调节供气系统的一氧化氮气体输出浓度，确保使用者吸入的一氧化氮浓度在设定范围内，同时避免使用者吸入高浓度的二氧化氮所造成的伤害，该方法操作简单，可靠性及安全性高。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的医用一氧化氮供气系统的结构示意图；

图2为本发明的一氧化氮气体生成子系统与机械通气设备或吸氧设备协同控制流程图；

图3为本发明的一氧化氮供气系统的一氧化氮发生器的结构示意图；

图4为本发明的一氧化氮供气系统的过滤装置的结构示意图。

附图标记：

1、空气入口自封闭装置；2、抽气泵；3、空气过滤器；4、第一流量监测装置；5、一氧化氮发生器；5-1、工作发生器；5-2、备用发生器；5-3、第一自封闭装置；5-4、第二自封闭装置；6、第一电磁阀；7、第一废气过滤器；8、二氧化氮过滤器；9、一氧化氮气体出口自封闭装置；10、呼吸周期检测装置；11、废气排放口自封闭装置；12、出气接口；13、进气接口；14、采样气体过滤器；15、采样气体过滤器监测装置15；16、第二电磁阀；17、一氧化氮传感器；18、二氧化氮传感器；19、第二流量监测装置；20、采样气体过滤器；21、采样气泵；22、机械通气设备或吸氧设备；23、使用者端；24、存储器。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。需要说明的是，这里所用的表示位置关系的术语“前”、“后”表示相对于气流方向，“后”表示器件的下游，即气流的流动方向，“前”表示器件的上游，即气流流动的反方向。

实施例一

本发明的一个具体实施例，公开了一种医用一氧化氮供气系统，如图1所示，该医用一氧化氮供气系统，包括一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统，一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统均与连接使用者端23的吸气管路连通，其中，吸气管路与呼吸机、麻醉机、制氧机或吸氧器等机械通气设备或吸氧设备22连通；一氧化氮气体生成子系统用于产出一氧化氮气体；气体浓度监测子系统用于监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮浓度，并以实际吸入的一氧化氮监测值为目标反馈控制一氧化氮生成子系统输出的一氧化氮气体浓度，使得使用者吸入的一氧化氮浓度与该医用一氧化氮供气系统的设置值一致。

本实施例提供的医用一氧化氮供气系统至少一套一氧化氮气体生成子系统和至少一套气体浓度监测子系统，其中一氧化氮气体生成子系统以大气压下的空气为气源产生一氧化氮气体，通过气体生成管路输送至吸气管路供使用者治疗使用；气体浓度监测子系统能够监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮浓度，并以监测值为目标反馈调整和控制一氧化氮生成子系统输出的一氧化氮气体浓度，确保使用者吸入的一氧化氮浓度在设定范围内，并且吸入的二氧化氮浓度不超过安全限值，从而保证了系统的工作可靠性和安全性。

本实施例中，一氧化氮气体生成子系统的气体生成管路上，沿气流流动方向依次设有空气入口自封闭装置1、抽气泵2、空气过滤器3、第一流量监测装置4、一氧化氮发生器5、第一电磁阀6、第一废气过滤器7、二氧化氮过滤器8、一氧化氮气体出口自封闭装置9、呼吸周期检测装置10、废气排放口自封闭装置11。其中，一氧化氮气体生成子系统通过气体生成管路的出气接口12与所连接的机械通气设备或吸氧设备22的吸气管路连通；空气过滤器3中包含用于滤除空气中杂质的过滤网和用于吸收空气中水汽和二氧化碳的吸收剂，吸收剂可以是碱石灰，或其他能达到类似效果的吸收剂；空气过滤器3前可设置空气入口自封闭装置1。抽气泵2设置于空气过滤器3之前，用于抽取一定量的空气到一氧化氮发生器5中，抽气泵2工作时空气入口自封闭装置1打开，抽气泵2不工作时空气入口自封闭装置1关闭，目的是使设备不使用期间空气过滤器3不因与大气接触而产生消耗；第一流量监测装置4用于监测抽气泵2的抽气流速，以确保为一氧化氮发生器5提供稳定、合适流速的空气；一氧化氮发生器5内设有脉冲放电电极，用于从空气中分离出足够浓度的一氧化氮气体。二氧化氮过滤器8设置于一氧化氮发生器5之后，用于去除一氧化氮发生器5产生的二氧化氮气体，确保使用者吸入的二氧化氮浓度不超过临床上可接受的安全范围。第一电磁阀6用于开启或关闭一氧化氮气体生成子系统输出的气体向使用者端23的输送。二氧化氮过滤器8后的一氧化氮气体出口自封闭装置9在系统不工作时自动处于关闭状态，以防止二氧化氮过滤器8与大气接触产生消耗。

呼吸周期检测装置10的作用有两方面，一方面用于判断气体生成管路是否正确接入吸气管路，即监测一氧化氮生成子系统的气体生成管路出气接口12与吸气管路的连接状态，如出气接口12未连接或脱落，则一氧化氮供气系统停止工作，并给出报警信息；另一方面用于监测出气接口12所连接设备的工作状态，并根据所连接设备的工作状态，控制一氧化氮供气系统的输出。如果一氧化氮供气系统连接的是机械通气设备，呼吸周期检测装置10能够监测机械通气设备的通气周期，即判断使用者处于吸气周期还是呼气周期，进而控制第一电磁阀6的工作状态：在吸气周期内，第一电磁阀6切换到使用者端，将一氧化氮生成子系统输出的气体输送到机械通气设备的吸气管路；在呼气周期内，第一电磁阀6切换到废气排放端，经第一废气过滤器7过滤后排放到大气中。如果一氧化氮供气系统连接的是吸氧设备，第一电磁阀6一直保持在与使用者端连通状态，一氧化氮生成子系统输出的气体持续地输入到使用者的吸气管路。优选地，呼吸周期检测装置10为气流传感器或压力传感器，进一步优选地，呼吸周期检测装置10为电桥式压力传感器，电桥式压力传感器能够监测使用者吸气管路内压力的变化，监测效果更好，系统工作更加稳定。

本实施例中，气体浓度监测子系统的采样监测管路上，沿气流流动方向依次设有采样气体过滤器14、采样气体过滤器监测装置15、第二电磁阀16、一氧化氮传感器17、二氧化氮传感器18、第二流量监测装置19、第二废过滤器20以及采样气泵21。其中，采样监测管路通过采样监测管路的进气接口13与吸气管路连通，采样气体过滤器14用于滤除采样气体中的杂质和冷凝水；采样气体过滤器监测装置15用于监测采样气体过滤器的连接状态，如未连接或脱落则给出报警信息，优选地，采样气体过滤器监测装置15为机械或光电感应式开关，也可以为等能够实现上述目的的现有各类传感器及监测装置；第二电磁阀16用于控制采样管路的打开和关闭，同时也可用于一氧化氮和二氧化氮传感器的零点校准；一氧化氮传感器17和二氧化氮传感器18用于监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮气体浓度，确保使用者吸入的一氧化氮浓度在设定的范围内，同时二氧化氮浓度不超过安全范围；第二流量监测装置19用于闭环控制采样气泵21的抽气流速，使流速稳定在设定的流速范围内；第二废气过滤器20用于吸收采样气体中的一氧化氮和二氧化氮气体，避免采样气体对环境造成污染，其中，第二废气过滤器20内装有废气吸收剂，如活性炭等常用于吸收一氧化氮和二氧化氮的废气吸收剂。

本实施例中，一氧化氮气体生成子系统的气体生成管路的出气接口12与气体浓度监测子系统的进气接口13均接入机械通气设备或吸氧设备22的吸气管路，出气接口12和进气接口13间隔设置于吸气管路上，其中，出气接口12靠近机械通气设备或吸氧设备22等配套设备一端，进气接口13靠近使用者端23，出气接口12和进气接口13间隔一定距离设置方式，能够促进一氧化氮气体生成子系统输出的一氧化氮气体与吸气管路内的气体充分混合，使得气体浓度监测子系统抽取的采样气体的成分与使用者实际吸入的气体成分基本相同，从而保证了系统工作稳定性，治疗效果更好。

当使用者吸入一氧化氮治疗时，治疗结束前吸入的一氧化氮浓度需要有一个缓慢的降低过程，如果因设备故障或其他原因突然停止吸入较高浓度的一氧化氮气体会造成使用者的肺动脉压快速升高，严重时会危及生命。实际上，一氧化氮供气系统最容易发生故障的部件是脉冲放电电极，而现有一氧化氮发生器中的一个脉冲放电电极与一个电极控制器组合使用，当脉冲电极损坏或达到使用寿命时，连同电极控制器一起更换掉，不仅增加了成本，还造成了资源浪费。脉冲放电电极在电极控制器的控制下以几十赫兹的频率进行脉冲放电，放电电流和电弧温度都很高，电极材料在反复放电过程中产生消耗，如果不及时更换会导致功能失效，进而导致一氧化氮生成系统无法输出设定浓度的一氧化氮气体，甚至突然中断一氧化氮气体的供应，导致临床风险的不可控性。基于上述问题，本实施例提出以下解决方案：一氧化氮发生器5至少包括两个发生器，其中一个工作发生器5-1，至少一个备用发生器5-2，当正在工作的发生器失效后，立即启用备用发生器，工作发生器5-1和备用发生器5-2通过电磁阀切换工作状态，避免工作发生器5-1和备用发生器5-2的输出相互干扰，大大降低了临床风险。优选地，每个一氧化氮发生器5至少包括一套脉冲放电电极，每个脉冲放电电极由各自独立的控制器控制，或者由一个共用的电极控制器控制。多个脉冲放电电极由一个共用的电极控制器控制的发生器，不仅提高了系统的工作稳定性，并延长了发生器的使用寿命，进一步降低了生产及运行成本。示例性地，一氧化氮发生器5包含工作发生器5-1和备用发生器5-2两个一氧化氮发生器，如图3所示，工作发生器5-1和备用发生器5-2的出气口分别设有防止气体反流的第一自封闭装置5-3和第二自封闭装置5-4，系统工作时只有工作发生器5-1的第一自封闭装置5-3打开，备用发生器5-2的第二自封闭装置5-4关闭，能够防止工作发生器气室与备用发生器气室输出的气体进入彼此，提高了系统的工作稳定性。一氧化氮生成子系统会首先使用工作发生器5-1进行一氧化氮的生成，同时第一自封闭装置5-3打开。当工作发生器5-1达到使用寿命或出现故障时，系统会立即启动备用发生器5-2，并通过电磁阀将进气口从工作发生器5-1切换到备用发生器5-2，此时，第一自封闭装置5-3关闭，第二自封闭装置5-4打开，保证整个系统能够继续正常工作，并提醒用户更换达到寿命或出现故障的电极。

本实施例中，医用一氧化氮供气系统还设有过滤装置，过滤装置包括设置于一氧化氮生成子系统的气体生成管路的空气过滤器3、二氧化氮过滤器8、第一废气过滤器7以及设置于气体浓度监测子系统的采样监测管路的第二废气过滤器20。其中，一氧化氮生成子系统设置的空气过滤器3放置在一氧化氮发生器5前，用于吸收空气中的杂质、二氧化碳和水汽；二氧化氮过滤器8设置于一氧化氮发生器5之后，用于吸收一氧化氮发生器5产生的二氧化氮气体；第一废气过滤器7设置于第一电磁阀之后，用于吸收废气排放口排出的一氧化氮和二氧化氮气体；第二废气过滤器20，用于吸收采样气体中的一氧化氮和二氧化氮气体，从而减少废气对环境的污染。优选地，空气过滤器3、二氧化氮过滤器8、第一废气过滤器7和第二废气过滤器20均由吸收剂和过滤膜两部分组成，过滤膜在过滤器的进气口和出气口，吸收剂在前过滤膜中间。本实施例中，一氧化氮生成子系统中的空气过滤器3、二氧化氮过滤器8、第一废气过滤器7和第二废气过滤器20集成设置在一个过滤装置中，也可以设置为各自独立的过滤装置，优选地，上述过滤器集成在一个过滤装置中，如图4所示，将上述四个过滤器集成于一个过滤装置中，简化了系统结构，使系统整体更加紧凑，便于维护。

为了进一步提升系统工作安全性，独立的或集成的过滤装置设有存储器24，存储器24用于记录存储过滤装置内所设置的过滤器的识别代码、使用寿命以及累积工作时间，并能够根据存储信息做出判断进而发出更换过滤装置或过滤装置已到使用寿命不可用的报警信息，具体的，当过滤装置快达到使用寿命时，存储器24将此过滤装置内的过滤器的累积工作时间等信息传送给一氧化氮供气系统的报警器，报警器发出报警信息，提示用户更换过滤器，或者，当已经达到使用寿命的过滤器或过滤装置被再次使用时，存储器24也会给出提示信息，提示用户该过滤器或过滤装置不可用，从而进一步提高了系统工作的安全性和工作可靠性。

本实施例中的自封闭装置，可采用气体单向阀、两位两通电磁阀以及其他现有能够实现管路中的气体单向通过、防止气体反流的自动阀类装置。

本发明的医用一氧化氮供气系统的使用过程具体为：

气体生成子系统以大气压下的空气为气源，生成一氧化氮气体，如图2所示的一氧化氮气体生成子系统与机械通气设备或吸氧设备协同工作流程图。当一氧化氮气体生成子系统工作期间，抽气泵2抽取的空气经过滤器3进入第一流量监测装置4，第一流量监测装置4用于反馈控制抽气泵2的抽气流速，以确保抽气泵2将经过滤后干燥洁净的空气以恒定的流速输送给一氧化氮发生器5。呼吸周期检测装置10用于监测出气接口12所连接设备的工作状态，并根据所连接机械通气设备的呼吸周期，控制一氧化氮供气系统的输出。在吸气周期内，第一电磁阀6切换到使用者端，将一氧化氮生成子系统输出的气体经过二氧化氮过滤器8过滤后输送到机械通气设备的吸气管路；在呼气周期内，第一电磁阀6切换到废气排放端，经第一废气过滤器7过滤后排放到大气中。

实施例二

本发明的一个具体实施例，公开了一种医用一氧化氮供气方法，具体利用实施例一中的医用一氧化氮供气系统进行供气，包括如下步骤：

步骤一：一氧化氮生成；

启动抽气泵2，并以第一流量监测装置4的监测结果为目标反馈控制抽气泵2，确保抽气泵2输出持续稳定的气流。抽气泵2输出的空气经空气过滤器3后进入一氧化氮发生器5中，启动一氧化氮发生器5产生一氧化氮气体，产生的一氧化氮气体经二氧化氮过滤器8后通过出气接口12流入吸气管路；

步骤二：一氧化氮浓度监测及控制；

启动抽气泵2的同时，或者稍后启动气体浓度监测子系统上的采样气泵21，通过出气接口12流入吸气管路的一氧化氮气体与吸气管路内的气体混合后进入采样监测管路；气体浓度监测子系统的一氧化氮传感器17和二氧化氮传感器18监测到吸气管路内的一氧化氮浓度和二氧化氮气体浓度与使用者实际吸入的浓度一致，医用一氧化氮供气系统以气体浓度监测子系统的一氧化氮传感器17的监测结果为目标反馈控制一氧化氮生成子系统的一氧化氮发生器，确保使用者实际吸入的一氧化氮浓度与设定值一致。

步骤三：与所连接的机械通气设备或吸氧设备协同工作；

呼吸周期检测装置10通过监测所连接机械通气设备的通气周期，判断出使用者处于吸气周期或者呼气周期，进而控制第一电磁阀6的工作状态。

当一氧化氮供气系统与提供间歇气流的机械通气设备连接时，在吸气周期内，第一电磁阀6切换到使用者端23，将一氧化氮生成子系统的输出切换到到机械通气设备的吸气管路，通过吸气管路将一氧化氮气体输送给使用者；在呼气周期内，第一电磁阀6切换到废气排放端，将一氧化氮生成子系统的输出切换到废气排放端，经第一废气过滤器7排放到大气中。

当一氧化氮供气系统与提供持续气流的吸氧设备连接时，第一电磁阀6一直保持在与使用者端23连通状态，一氧化氮生成子系统的输出一直保持与吸气管路连通状态，一氧化氮生成子系统输出的气体持续地输入到吸气管路。气体浓度监测子系统的一氧化氮传感器17监测到吸气管路内的一氧化氮浓度与使用者实际吸入的浓度一致，以一氧化氮传感器17的监测结果为目标反馈控制一氧化氮生成子系统的一氧化氮发生器5，确保使用者实际吸入的一氧化氮浓度与预先设定值一致。

与现有技术相比，本发明提供的医用一氧化氮供气方法，采用一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统配合使用，能够实时监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮浓度，并以使用者实际吸入的一氧化氮气体浓度为目标调节供气系统的输出浓度，确保使用者吸入的一氧化氮浓度在设定范围内，同时避免使用者吸入高浓度的二氧化氮所造成的伤害。

本实施例中，第一电磁阀6、抽气泵2、第一流量监测装置4和呼吸周期检测装置10配合工作，保证一氧化氮气体生成子系统稳定输出一定浓度和流量的一氧化氮气体，并使一氧化氮气体的输出周期与使用者的呼吸周期同步，具体的，呼吸周期检测装置10检测判断出使用者的呼吸周期，在吸气周期，打开第一电磁阀6，第一流量监测装置4的监测结果反馈控制第一电磁阀6，确保一氧化氮气体生成子系统向吸气管路内稳定输出一定浓度和流量的一氧化氮气体；在呼气周期，关闭第一电磁阀6，停止一氧化氮气体输出，保证一氧化氮气体生成子系统的输出与使用者的呼吸周期同步。

本实施例中，供气系统在供气过程中，抽气泵2和一氧化氮发生器5持续工作，在一氧化氮发生器5内生成的一氧化氮气体存储在气体生成管路中，产生的气体通过二氧化氮过滤器8过滤掉气体中的二氧化氮气体，同时二氧化氮过滤器8中也会储存一部量的一氧化氮气体，因而能够提供足够量且洁净的一氧化氮气体。

为了提升系统工作稳定性，本实施例中的一氧化氮发生器5至少包含两个发生器，其中一个工作发生器5-1，至少一个备用发生器5-2，当正在工作的发生器失效后，立即启用备用发生器。优选地，一氧化氮发生器5包含工作发生器5-1和备用发生器5-2两个发生器，两个发生器共用一个电极控制器。为了完成工作发生器5-1和备用发生器5-2的快速切换，并避免工作发生器5-1和备用发生器5-2间的相互干扰，一氧化氮发生器5通过控制电磁阀切换工作发生器5-1和备用发生器5-2的工作状态。如图3所示，工作发生器5-1和备用发生器5-2的出气口分别设有防止气体反流的第一自封闭装置5-3和第二自封闭装置5-4，系统工作时只有工作发生器5-1的第一自封闭装置5-3打开，备用发生器5-2的第二自封闭装置5-4关闭，防止工作发生器气室与备用发生器气室输出的气体进入彼此，提高了系统的工作稳定性。一氧化氮生成子系统会首先使用工作发生器5-1进行一氧化氮的生成，同时第一自封闭装置5-3打开。当工作发生器5-1达到使用寿命或出现故障时，系统会立即启动备用发生器5-2，并通过电磁阀将进气口从工作发生器5-1切换到备用发生器5-2，此时，第一自封闭装置5-3关闭，第二自封闭装置5-4打开，保证整个系统能够继续正常工作，并提醒用户更换达到寿命或出现故障的电极。

本实施例中，过滤装置上设有存储器24，存储器24用于记录存储过滤器的识别代码、使用寿命以及累积工作时间，并根据存储信息做出判断进而发出更换过滤装置或过滤装置已到使用寿命不可用的报警信息。具体的，当过滤装置快达到使用寿命时，存储器24将此过滤装置内的过滤器的累积工作时间等信息传送给一氧化氮供气系统的报警器，报警器发出报警信息，提示用户更换过滤器，或者，当已经达到使用寿命的过滤器或过滤装置被再次使用时，存储器24也会给出提示信息，提示用户该过滤器或过滤装置不可用，从而进一步提高了系统工作的安全性和工作可靠性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种医用一氧化氮供气系统，其特征在于：包括一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统，所述一氧化氮气体生成子系统和气体浓度监测子系统均与连接使用者端的吸气管路连通；

所述一氧化氮气体生成子系统用于产出一氧化氮气体；

所述气体浓度监测子系统用于监测使用者实际吸入的一氧化氮和二氧化氮浓度，并以监测值为目标反馈调整和控制所述一氧化氮生成子系统输出的一氧化氮气体浓度。

2.根据权利要求1所述的医用一氧化氮供气系统，其特征在于，所述一氧化氮气体生成子系统的气体生成管路沿气流流向依次设有抽气泵、第一流量监测装置、一氧化氮发生器、第一电磁阀；

所述气体浓度监测子系统的采样监测管路沿气流流向依次设有进气口监测装置、第二电磁阀、一氧化氮传感器、二氧化氮传感器、第二流量监测装置和采样气泵。

3.根据权利要求2所述的医用一氧化氮供气系统，其特征在于，所述气体生成管路上还设有呼吸周期检测装置，所述呼吸周期检测装置用于判断所述气体生成管路是否正确接入所述吸气管路以及监测使用者所处的呼吸周期，使得所述一氧化氮供气系统的输出与使用者的呼吸周期同步，确保能够与机械通气设备或吸氧设备联合使用。

4.根据权利要求3所述的医用一氧化氮供气系统，其特征在于，所述气体生成管路的出气接口和所述采样监测管路的进气接口间隔设置于所述吸气管路上，且所述进气接口靠近使用者端。

5.根据权利要求2-4所述的医用一氧化氮供气系统，其特征在于，所述一氧化氮气体生成子系统还设有过滤装置，所述过滤装置包括设置于所述一氧化氮发生器前的空气过滤器和一氧化氮发生器后的二氧化氮过滤器以及设置于所述第一电磁阀的废气排放口之后的第一废气过滤器。

6.根据权利要求5所述的医用一氧化氮供气系统，其特征在于，所述过滤装置集成设置，或者互为独立设置；

所述过滤装置上设有存储器，所述存储器用于记录存储所述过滤器的识别代码、使用寿命以及累积工作时间，并根据存储信息做出判断进而发出更换过滤装置或过滤装置已到使用寿命不可用的报警信息。

7.根据权利要求5所述的医用一氧化氮供气系统，其特征在于，沿气流流向，在所述空气过滤器之前的空气入口、所述二氧化氮过滤器之后的一氧化氮出气口以及所述第一废气过滤器之后的废气排放口均设有自封闭装置，每个所述自封闭装置在系统停止工作时自动关闭，将所述一氧化氮气体生成子系统的内部气路与空气隔离开；

或者，所述空气过滤器、二氧化氮过滤器和第一废气过滤器的进气口和出气口均设置自封闭装置，所述自封闭装置在系统停止工作时均自动关闭，将每个所述过滤器与空气隔离开。

8.根据权利要求6所述的医用一氧化氮供气系统，其特征在于，所述一氧化氮发生器包含工作发生器和备用发生器，所述工作发生器和备用发生器通过电磁阀切换工作状态；

所述工作发生器和备用发生器的出气口均设有防止气体反流的自封闭装置。

9.一种医用一氧化氮供气方法，其特征在于，利用权利要求1-8任一项所述的医用一氧化氮供气系统进行供气，包括如下步骤：

步骤一：一氧化氮生成

启动抽气泵，并以第一流量监测装置的监测结果为目标反馈控制抽气泵，确保气泵输出持续稳定的气流；

抽气泵输出的空气经空气过滤器后进入一氧化氮发生器中，启动所述一氧化氮发生器，产生的一氧化氮气体经二氧化氮过滤器后通过出气接口流入吸气管路；

步骤二：一氧化氮浓度监测及控制

所述气体浓度监测子系统的一氧化氮传感器和二氧化氮传感器监测到吸气管路内的一氧化氮浓度和二氧化氮气体浓度与使用者实际吸入的浓度一致，所述的医用一氧化氮供气系统以气体浓度监测子系统的一氧化氮传感器的监测结果为目标反馈控制一氧化氮生成子系统的一氧化氮发生器，确保使用者实际吸入的一氧化氮浓度与设定值一致；

步骤三：与所连接的机械通气设备或吸氧设备协同工作。

10.根据权利要求9所述的医用一氧化氮供气方法，其特征在于，步骤三中，呼吸周期检测装置通过监测所连接的机械通气设备的通气周期，判断出使用者处于吸气周期或者呼气周期；

当所述一氧化氮供气系统与提供间歇气流的机械通气设备连接时，在吸气周期内，将一氧化氮生成子系统的输出切换到到机械通气设备的吸气管路，通过吸气管路将一氧化氮气体输送给使用者；在呼气周期内，将一氧化氮生成子系统的输出切换到废气排放端，经过滤器后排放到大气中；

当所述一氧化氮供气系统与提供持续气流吸氧设备连接时，所述一氧化氮生成子系统的输出一直保持与吸气管路连通状态，一氧化氮生成子系统输出的气体持续地输入到吸气管路。