CN110464946B - 一种高频呼吸机系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高频呼吸机的系统及控制方法，涉及呼吸机技术领域。本发明提供一种高频呼吸机系统的控制方法，包括：开启所述高频呼吸机系统，获取高频呼吸机系统的运转时间；当高频呼吸机系统运转第一预设时间时，获取患者血氧浓度；当患者血氧浓度与患者目标血氧浓度的大小不同时，获取当前潮气量；当当前潮气量与设定潮气量的大小相同时，根据患者血氧浓度与患者目标血氧浓度之间的关系对高频呼吸机系统进行通气控制，通气控制包括对涡轮风机的转速和压缩氧气源的供氧量进行控制。本发明通过当前患者血氧浓度与患者目标血氧浓度进行比较，对涡轮风机与压缩氧气源进行调节，使患者血氧浓度恢复至目标值，提高了呼吸机的呼吸体验。

Description

一种高频呼吸机系统及控制方法
技术领域
本发明涉及呼吸机的技术领域，具体而言，涉及一种高频呼吸机系统及控制方法。
背景技术
高频呼吸机是为需要提供呼吸支持、呼吸治疗及急救复苏的患者设计的人工机械通气的呼吸设备，通常采用高压气源为需要提供呼吸支持、呼吸治疗及急救复苏的患者提供人工机械通气。现有的高频呼吸机由于对输入压力的要求，通常采用压缩空气作为空气源，而在某些特定的抢救环境下，往往缺乏压缩空气源。
发明内容
本发明有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种高频呼吸机系统，解决上述技术问题的至少一种。
为解决上述问题，本发明提供一种高频呼吸机系统，其特征在于，包括：涡轮风机、压缩氧气源、混合室、吸气回路、血氧测量装置、比例阀、高频振荡模块和控制装置；
所述涡轮风机的进气口与空气连通，所述涡轮风机的出气口和所述压缩氧气源分别与所述混合室连通，所述混合室还与所述吸气回路相连通；
所述高频振荡模块位于所述吸气回路，适于使所述吸气回路中的气体产生振荡压力波；
所述比例阀位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块与所述混合室之间，所述混合室中气体经所述比例阀流向所述高频振荡模块，所述血氧测量装置用于测量患者血氧浓度；
所述控制装置分别与所述涡轮风机、所述压缩氧气源、所述血氧测量装置、所述比例阀和所述高频振荡模块通信连接，用于根据所述患者血氧浓度对所述涡轮风机、所述压缩氧气源、所述比例阀和所述高频振荡模块进行控制。
可选地，所述控制装置包括：
获取单元，用于获取所述高频呼吸机系统的运转时间；
所述获取单元还用于当所述高频呼吸机系统运转第一预设时间时，获取患者血氧浓度；
控制单元，用于根据所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度之间的关系对所述高频呼吸机系统进行通气控制，所述通气控制包括对涡轮风机的转速和压缩氧气源的供氧量进行控制。
相比与现有技术，本发明所述的高频呼吸机系统相比于现有技术所具有的好处在于：
通过血氧测量装置与上述高频呼吸机系统的结合，在实现高频通气的同时，对血氧进行监测，减小血氧过高或者过低对人体造成的损伤。
本发明还提供一种高频呼吸机系统的控制方法，应用于上述所述的高频呼吸机系统，包括：
S1：开启所述高频呼吸机系统，获取所述高频呼吸机系统的运转时间；
S2：当所述高频呼吸机系统运转第一预设时间时，获取患者血氧浓度；
S3：当所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度的大小不同时，获取当前潮气量；
S4：当所述当前潮气量与设定潮气量的大小相同时，根据所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度之间的关系对所述高频呼吸机系统进行通气控制，所述通气控制包括对涡轮风机的转速和压缩氧气源的供氧量进行控制。
可选地，所述对涡轮风机的转速和压缩氧气源的供氧量进行控制包括：
当所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，控制所述涡轮风机的转速升高，控制所述压缩氧气源的供氧量降低；当所述患者血氧浓度小于患者目标血氧浓度时，控制所述涡轮风机的转速降低，控制所述压缩氧气源的供氧量升高。
可选地，当所述患者血氧浓度由大于患者目标血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机以第一预设转速运转，所述第一预设转速大于所述涡轮风机转速降低前的转速；所述压缩氧气源的供氧量为第一预设供氧量，所述第一预设供氧量小于所述压缩氧气源的供氧量降低前的供氧量。
可选地，当所述患者血氧浓度由小于患者目标血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机以第二预设转速运转，所述第二预设转速小于所述涡轮风机转速降低前的转速，所述压缩氧气源的供氧量为第二预设供氧量，所述第二预设供氧量大于所述压缩氧气源的供氧量降低前的供氧量。
可选地，所述通气控制还包括：当所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，控制比例阀在吸气时的开度降低；当所述患者血氧浓度小于患者目标血氧浓度时，控制比例阀在吸气时的开度增大。
可选地，所述涡轮风机的转速、所述压缩氧气源的供氧量和所述比例阀的最大开度之间的关系满足：
Figure GDA0003549104100000031
其中，k为比例常数，Qmax为压缩氧气源的最大供氧量，Q为压缩氧气源的当前供氧量，vr为涡轮风机转速，vmax为涡轮风机的最大转速，L为所述比例阀的当前开度，Lmax为所述比例阀的最大开度。
可选地，所述通气控制还包括：当所述涡轮风机的转速开始降低时，控制高频振荡模块的幅度逐渐降低；当所述涡轮风机的转速开始升高时，控制高频振荡模块的幅度逐渐升高。
可选地，当所述患者血氧浓度由大于患者目标血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，控制高频振荡模块的幅度降低；当所述患者血氧浓度由小于患者目标血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，控制所述高频振荡模块的幅度升高。
相比与现有技术，本发明所述的高频呼吸机系统的控制方法相比于现有技术所具有的好处在于：
本发明通过当前患者血氧浓度与患者目标血氧浓度进行比较，对涡轮风机与压缩氧气源进行调节，使患者血氧恢复至目标值，提高了呼吸机的呼吸体验。当血氧浓度过高时，为了避免长时间处于高血氧状态，此时通过升高风机转速，降低压缩氧气源的供氧量来解决，从而使患者端吸入氧气浓度变低。当血氧浓度过低时，为了避免长时间处于低血氧状态，此时通过降低风机转速，增大压缩氧气源的供氧量来解决，从而使患者端吸入氧气浓度增大。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的实施方式所涉及的高频呼吸机系统的示意图；
图2为本发明的实施方式所涉及的高频呼吸机的通气控制方法流程图；
图3为本发明的实施方式所涉及的高频呼吸机的通气控制装置示意图。
附图标记说明：
1-控制装置；101-获取单元；102-控制单元；2-比例阀，3-安全阀，4-第二压力流量传感器，5-高频振荡模块，6-第三压力流量传感器，7-单向阀，8-呼吸阀，9-温度传感器，10-第一截止阀，11-涡轮风机，12-第四压力流量传感器，13-第二截止阀，14-混合室，15-压缩氧气源，16-闸阀，17-止回阀，18-第一压力流量传感器，19-过滤器，20-止流阀，21-氧浓度传感器。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。本发明主要在于保护一种通气控制方法，具体涉及一种基于血氧的预警式的通气控制方法，本方法基于文中实施例中所述的高频呼吸机系统。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
另外，在本发明的实施方式中所提到的“之中”和“之间”等方位描述，并不是指结构上的之间和之中，而是在气路关系上的之间与之中，文中所涉及到的相互连通的结构通过管路连通，此外，文中的“第一”、“第二”等词语的描述并不构成对具体数量的限制，而是为了便于理解本发明的简化描述与区分，不能理解为对本发明的限制。
以下将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
高频呼吸机中高频通气的作用很多，包括维持肺泡的膨胀、复张陷闭的肺泡、降低肺泡高容积伤的发生率、降低高气道峰压的风险以及降低肺组织过度牵张的发生率等等。本实施例提供一种高频呼吸机系统，包括涡轮风机11、压缩氧气源15、混合室14、吸气回路和高频振荡模块5，所述涡轮风机11和所述压缩氧气源15分别与所述混合室14连通，所述混合室14还与所述吸气回路相连通；所述高频振荡模块5位于所述吸气回路，适于使所述吸气回路中的气体产生振荡压力波；所述涡轮风机11的进气口与空气连通，出气口与混合室连通。
需要说明的是，所述空气源和压缩氧气源15分别与所述混合室14的入口连通，所述吸气回路与所述混合室14的出口连通。此处，所述涡轮风机11与所述混合室14之间设置有第二截止阀13，通过所述第二截止阀13对涡轮风机11输送到混合室14的气体进行控制，减小风险。所述压缩氧气源与所述混合室之间还设置有减压阀16，用于调节压缩氧气的输送量。此外，在所述涡轮风机11与所述混合室14之间还设置有压力流量传感器12，对所述涡轮风机11输送至混合室14的气体进行监控。
这里，空气在流入到患者端时，先在混合室14将空气和压缩氧气混合，然后将混合后的气体输送至所述患者端，一方面可以减小涡轮风机11压缩后气体的扰动，起到一个缓流的作用，另一方面，使空气和压缩氧气在在混合室14中混合，使气体的分布更加平均，此外，在涡轮风机11输送的空气的温度较高时，压缩氧气还可以吸收所述涡轮风机11输送的空气的热量。
当需要输送的氧气浓度低于100％时，所述涡轮风机11用于将空气压缩并输送至混合室，使空气和压缩氧气混合，涡轮风机11为混合后的气体提供动力，用于向患者端输送气体。而当患者端需要进行纯氧时，此时，压缩氧气通过减压阀16减压后送入吸气回路，涡轮风机11与空气连通一端关闭，输送涡轮风机11此时产生高压气流，用于输送氧气。所述高频呼吸机系统还包括过滤器19，其位于所述涡轮风机11与所述混合室14之间，适于过滤所述涡轮风机11输送的空气。一方面可以过滤所述涡轮风机11输送的气体中的杂质，另一方面，可以对所述涡轮风机11输送的气体进行缓流，使气体经过所述过滤器19后，扰动降低。当然，所述过滤器19也可以设置在空气入口处，即设置在所述涡轮风机11之前。为了对涡轮风机的温度进行监测，通常在涡轮风机处设置温度传感器，对涡轮风机的驱动器的温度进行实时监控，当涡轮风机温度过高时，提前做出预警。
这里，所述高频振荡模块包括致动器、活塞和隔膜，所述隔膜设置于所述活塞上，所述致动器驱动所述活塞做直线往复运动，从而使气体产生正负压力波。当涡轮风机11输送的气体流至所述高频振荡模块5时，高频振荡模块5通过致动器驱动隔膜往复运动，使气体中产生振荡压力波。这里，所述高频振荡模块的振幅最大为100mbar，通气频率为3-20Hz。这样设置的好处在于，通过涡轮风机11与高频振荡模块5的配合使用，采用空气替代通常的压缩空气，通过涡轮风机将空气增压后输送至患者端，而无需采用压缩空气源。
通常，所述涡轮风机11输送的气体可能存在扰动，而所述高频振荡模块5也存在对上游气路的干扰。如图1所示，所述高频呼吸机系统还包括比例阀2，其位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块5与所述混合室14之间，所述混合室14中气体经所述比例阀2流向所述高频振荡模块5。需要说明的是，所述比例阀2采用电机控制，从所述混合室14流出的气体在流向所述高频振荡模块5时，先经过所述比例阀2，然后通过所述比例阀2调节流向所述高频振荡模块5的流量和压力，此外通过所述比例阀2的设置，一方面可以降低所述涡轮风机11输送的气体的扰动，另一方面，对输送向所述高频振荡模块5的气体压力和流量进行调节。
此外，由于涡轮风机可能产生负压，造成气体回流，这里所述高频呼吸机系统还包括止回阀17，其设置于所述混合室14与比例阀2之间，用于防止所述吸气回路中的气体回流至所述混合室14中。通过止回阀的设置，也避免高频振荡单元对比例阀上游的气路形成干扰。
由于所述涡轮风机11输送的气体流量不可控，对于高频振荡模块5，其所工作的频率与流入所述高频振荡模块5的气体的压力和流量相关。如图1所示，所述高频呼吸机系统还包括第一压力流量传感器18，其位于所述吸气回路中且位于所述混合室14与所述比例阀2之间，适于检测所述混合室14流出的气体的压力和流量。也就是说，在所述气体从所述混合室14流出时，对其流出的气体的流量和压力进行监控，然后对所述比例阀2的调整进行指导，使流出所述比例阀2的气体的压力和流量满足初步所述高频振荡模块5的要求，增加患者的呼吸体验。
此时，为了保证流入所述高频振荡模块5的气体的压力和流量的精确度，所述高频呼吸机系统还包括第二压力流量传感器4，其位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块5与所述比例阀2之间，适于检测流入所述高频振荡模块5的气体的压力和流量。也就是说，在气体流入所述高频振荡模块5之前，对气体的流量和压力进行监测，并将结果反馈给控制装置，通过控制装置对所述比例阀2的开度进一步进行调整，从而保证气体流入所述高频振荡模块的压力和流量的精确度。
需要说明的是，所述高频呼吸机系统还包括氧浓度传感器21，其位于所述吸气回路中，适于对所述吸气回路中的氧气浓度进行监测。也就是说，在气体输送到患者端之前，先对所述吸气回路中的氧气浓度进行监测，并及时反馈给控制装置，并及时对所述压缩氧气源进行调整，使输入到患者端的氧气浓度更接近于最佳值。
由于涡轮风机11在输送气体时，涡轮风机11的温度会逐渐增大，从而导致送所述涡轮风机11流入的气体的温度升高，经测量由于涡轮风机11的工作，从所述混合室14流出的气体的温度甚至高达51℃。此时，在所述混合室14中设置有制冷器，适于使混合室14中的气体降温。需要说明的是，所述制冷器可以为半导体制冷器，制冷器也可以为冷却风扇。
另外，所述高频呼吸机系统还包括温度传感器9，其位于吸气回路中，其位于患者端和所述混合室14之间，适于监测吸气回路中的气体温度。这里，实时对气体温度进行监测，并传送给控制装置，当所述吸气回路中的气体温度高于设定值时，增大制冷器的运转功率或者增大压缩氧气源的供氧量。
由于所述涡轮风机11输送的气体不可控，为了减小风险，所述高频呼吸机系统还包括安全阀3，所述安全阀3位于所述吸气回路中。在紧急情况下，将所述吸气回路与大气连通，使所述涡轮风机11输送的气体直接排到空气之中。
此外，所述高频呼吸机系统还包括呼气回路，其用于患者呼出的气体的排出，所述呼气回路的出口设置有呼吸阀8。为了进一步增强安全性能，所述高频呼吸机系统还包括安全回路，其将所述吸气回路与呼气回路连通，所述安全回路中设置有第一截止阀10。所述第一截止阀10在吸入气体发生异常(通常是气体流量或者压力过大)时打开，这里，所述第一截止阀10采用电机进行驱动。此时，呼吸阀8也同时打开，从而将一部分气体排出室外，此时在所述呼气回路设置有单向阀7，仅限气体从所述呼气回路呼气，防止气体从呼出回路为患者供气。
这里，所述安全回路的入口位于所述比例阀2与所述高频振荡模块之间，即所述安全回路与所述吸气回路的连通处位于所述高频振荡模块5的上游，所述高频呼吸机系统还包括止流阀20，其设置于吸气回路中且位于所述高频振荡模块与患者端之间，所述止流阀20为单向阀，其适于气体向患者端通过，防止患者呼出气体从所述止流阀20反流。
此外，所述高频呼吸机系统还包括第三压力流量传感器6，通常称为病人(近端)流量(压力)传感器，其设置于患者端，适于对患者吸入和呼出的气体的压力和流量进行监测，一般情况下，所述第三压力流量传感器6适于监测患者的平均气道压。这里，所述第三压力流量传感器6设置于所述吸气回路和所述呼气回路的交叉处与患者端之间。
需要说明的是，上述高频呼吸机系统在常频通气时，关闭高频振荡模块，开启所述涡轮风机，通过控制通气时间和气路中的阀来达到实现定时定量送气；当进行高频通气时，通过所述涡轮风机提供一个持续的基础气流，从而保证患者端的平均气道压的稳定，开启所述高频振荡模块，设定所述高频振荡模块的振幅与频率，通过所述高频振荡模块配合实现高频振荡通气。此外，文中涉及到阀的自动控制，均采用电机进行驱动。
当然，本实施例中的呼吸机还包括上述任一所述的高频呼吸机系统，所述呼吸机还包括显示模块、报警系统以及控制系统。显示模块适于显示呼吸机的运行参数，诸如：潮气量、振荡频率、振荡幅度、风机转速、送氧量、和患者端氧气浓度。所述控制系统适于控制所述高频呼吸机系统进行通气。
在上述实施例中，仅对高频呼吸机系统的气路进行了阐述。
通常，高频呼吸机中会预先设置氧气浓度，但是人体内的血氧都是有一定的饱和度，过低会造成机体供氧不足，过高会导致体内细胞老化。因此，对血氧进行监控并通过对高频呼吸机的控制，可以有效地对患者的体质进行改善，也可以增强患者的呼吸体验。
本实施例提供一种高频呼吸机系统，包括：涡轮风机11、压缩氧气源15、混合室14、吸气回路、血氧测量装置、比例阀2、高频振荡模块5和控制装置；所述涡轮风机11的进气口与空气连通，所述涡轮风机11的出气口和所述压缩氧气源15分别与所述混合室14连通，所述混合室14还与所述吸气回路相连通；所述高频振荡模块5位于所述吸气回路，适于使所述吸气回路中的气体产生振荡压力波；所述比例阀2位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块5与所述混合室14之间，所述混合室14中气体经所述比例阀2流向所述高频振荡模块5，所述血氧测量装置用于测量患者血氧浓度；所述控制装置分别与所述涡轮风机11、所述压缩氧气源15、所述血氧测量装置、所述比例阀2和所述高频振荡模块5通信连接，用于根据所述患者血氧浓度对所述涡轮风机11、所述压缩氧气源15、所述比例阀2和所述高频振荡模块5进行控制。
也就是说，本实施例提供一种包括血氧测量装置的高频呼吸机系统，将血氧测量装置集成到该高频呼吸机系统之中，所述血氧测量装置内置于高频呼吸机中(此处无结构图示)，其对于安装位置并无具体要求，主要在于建立血氧测量装置与传统高频呼吸机系统之间的通信和控制。这里，所述血氧测量装置适于采集患者血氧得到血氧浓度，较佳地，所述血氧浓度为患者的动脉血氧浓度数值。高频呼吸机采集所述血氧浓度，并根据所述血氧浓度对高频呼吸机的通气控制进行指导。
这样设置的好处在于，通过血氧测量装置与上述高频呼吸机系统的结合，在实现高频通气的同时，对血氧进行监测，减小血氧过高或者过低对人体造成的损伤。
本实施例提供一种高频呼吸机系统的控制方法，应用于上述所述的高频呼吸机系统，包括：
S1：开启所述高频呼吸机系统，获取所述高频呼吸机系统的运转时间；
S2：当所述高频呼吸机系统运转第一预设时间时，获取患者血氧浓度；
S3：当所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度的大小不同时，获取当前潮气量；
S4：当所述当前潮气量与设定潮气量的大小相同时，根据所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度之间的关系对所述高频呼吸机系统进行通气控制，所述通气控制包括对涡轮风机11的转速和压缩氧气源15的供氧量进行控制。
在S2中，当所述高频呼吸机系统运转第一预设时间时，指的是高频呼吸机开始为病人进行高频通气后开始一段时间，所述第一预设时间在高频呼吸机中进行预先设定，所述第一预设时间可以为1小时、2小时或者其他时间。在通气执行一段时间后，患者血氧浓度开始趋于稳定，此时，获取患者血氧浓度，用于为高频呼吸机的控制提供指导。所述血氧浓度在前文已经进行解释。
在S3中，获取所述当前潮气量，判断当前潮气量是否偏离设定的潮气量，如果潮气量的大小不等于所述设定潮气量，或者说，当前潮气量与设定潮气量的差值在一定的误差范围内，则运行呼吸机漏气检测，检测是否存在漏气现象，这里漏气检测可以通过混合室出口的流量与患者吸入气体的流量进行判断。当患者吸入气体的流量小于所述混合室出口的流量，则呼吸机气路存在漏气现象，并进行人工修复。当然，漏气也可以通过其他算法进行检测。在S4中，当判断呼吸机不漏气时，也就是说，患者吸入气体的流量等于所述混合室出口的流量，或者说，二者的差值在一定的误差范围内。此时，所述对涡轮风机11的转速和压缩氧气源15的供氧量进行控制包括：
当所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，控制所述涡轮风机11的转速升高，控制所述压缩氧气源15的供氧量降低；当所述患者血氧浓度小于患者目标血氧浓度时，控制所述涡轮风机11的转速降低，控制所述压缩氧气源15的供氧量升高。
也就是说，本实施例通过当前患者血氧浓度与患者目标血氧浓度进行比较，对涡轮风机与压缩氧气源进行调节，使患者血氧恢复至目标值，提高了呼吸机的呼吸体验。
在S4中，所述患者目标血氧浓度为最佳的血氧浓度，当然，该患者目标血氧浓度可以根据实际患者的生理机能来进行设定。
当所述涡轮风机11的转速升高时，所述压缩氧气源15的供氧量降低，但是所述涡轮风机11的转速并不一直升高，所述涡轮风机11的转速升高第一预设幅度后，以当前转速运行，当以当前转速运行第二预设时间后，所述涡轮风机11的转速继续升高所述第一预设幅度，直至所述血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度。同理，所述压缩氧气源15的供氧量降低第一预设幅值后保持当前供氧量进行供氧，当继续供氧所述第二预设时间后，所述压缩氧气源15的供氧量继续降低，直至所述血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度。这样设置的好处在于，当血氧浓度过高时，为了避免长时间处于高血氧状态，此时通过升高风机转速，降低压缩氧气源的供氧量来解决，从而使患者端吸入氧浓度分数变低。
同样，当所述涡轮风机11的转速降低时，所述压缩氧气源15的供氧量升高，但是所述涡轮风机11的转速并不一直降低，所述涡轮风机11的转速降低第二预设幅度后，以当前转速运行，当以当前转速运行第三预设时间后，所述涡轮风机11的转速继续降低所述第二预设幅度，直至所述血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度。同理，所述压缩氧气源15的供氧量同样升高第二预设幅值后保持当前供氧量进行供氧，当继续供氧所述第二预设时间后，所述压缩氧气源15的供氧量继续升高，直至所述血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度。当血氧浓度过低时，为了避免长时间处于低血氧状态，此时通过降低风机转速，增大压缩氧气源的供氧量来解决，从而使患者端吸入氧浓度分数增大。
本实施例中，当所述患者血氧浓度由大于患者目标血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机11以第一预设转速运转，所述第一预设转速大于所述涡轮风机11转速降低前的转速，所述压缩氧气源15的供氧量为第一预设供氧量，所述第一预设供氧量低于所述压缩氧气源15的供氧量降低前的供氧量。
同理，本实施例中，当所述患者血氧浓度由小于患者目标血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机11以第二预设转速运转，所述第二预设转速小于所述涡轮风机11转速降低前的转速，所述压缩氧气源15的供氧量为第二预设供氧量，所述第二预设供氧量大于所述压缩氧气源15的供氧量降低前的供氧量。
也就是说，当所述患者血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机11不再以初始的速率运转，所述压缩氧气源15的供氧量不再以初始的供氧量进行供氧。这样可以在高频呼吸机继续运转时，更接近于保证患者目标血氧浓度时的运转参数。
由于本实施例中，所述通气控制还包括：当所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，控制比例阀2在吸气时的开度降低；当所述患者血氧浓度小于患者目标血氧浓度时，控制比例阀2在吸气时的开度增大。
需要说明的是，所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机11的转速升高，所述压缩氧气源15的供氧量降低，从而使患者吸入气体中氧的浓度降低，这时，由于所述涡轮风机11的转速升高，导致气体的流量会增大，因此，控制比例阀2在吸气时的开度降低，保持患者端吸入流量的平衡。当所述患者血氧浓度小于患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机11的转速降低，所述压缩氧气源15的供氧量升高，从而使患者吸入气体中氧的浓度升高，这时，由于所述涡轮风机11的转速降低，导致气体的流量会减小，因此，控制比例阀2在吸气时的开度增大。这里，所述涡轮风机11的转速、所述压缩氧气源15的供氧量和所述比例阀2的最大开度之间的关系满足：
Figure GDA0003549104100000121
其中，k为比例常数，Qmax为压缩氧气源的最大供氧量，Q为压缩氧气源的当前供氧量，vr为涡轮风机转速，vmax为涡轮风机的最大转速，L为所述比例阀的当前开度，Lmax为所述比例阀的最大开度。以此实现比例阀2的快速开启与快速关闭。
在本实施例中，所述通气控制还包括：当所述涡轮风机11的转速开始降低时，控制高频振荡模块5的幅度逐渐降低；当所述涡轮风机11的转速开始升高时，控制高频振荡模块5的幅度逐渐升高。
这里，高频振荡模块5的幅度逐渐降低时，所述高频振荡模块5的幅度并不是一直降低，所述高频振荡模块5的振幅每次降低设定幅度后，所述高频振荡模块5以当前振幅运转；当所述高频振荡模块5以当前振幅运转设定时间后，所述高频振荡模块5的振幅继续降低。同理，高频振荡模块5的幅度逐渐升高时，所述高频振荡模块5的幅度并不是一直升高，所述高频振荡模块5的振幅每次升高设定幅度后，所述高频振荡模块5以当前振幅运转；当所述高频振荡模块5以当前振幅运转设定时间后，所述高频振荡模块5的振幅继续升高。这里，所述设定时间需要满足所述高频振荡模块5的幅度在每次变化后，所述高频呼吸机中的气体能在设定时间内趋于稳定，该设定时间通常在5-20s不等，但也可能大于或者小于该时间，该设定时间通常进行预先设置。
当所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，血液中氧浓度较高，当患者血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，为了保证患者血氧浓度在运行中更接近于患者目标血氧浓度，可以使高频振荡模块5的幅度低于初始设定幅度。同理，当所述患者血氧浓度由小于患者目标血氧浓度时，血液中氧浓度较低，当患者血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，为了保证患者血氧浓度在运行中更接近于患者目标血氧浓度，可以使高频振荡模块5的幅度高于初始设定幅度。在本实施例中，当所述患者血氧浓度由大于患者目标血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，控制高频振荡模块5的幅度降低；当所述患者血氧浓度由小于患者目标血氧浓度恢复至患者目标血氧浓度时，控制所述高频振荡模块5的幅度升高。这里的初始设定幅度也可以指所述高频呼吸机系统运转第一预设时间时的振荡幅度。
本实施例提供一种高频呼吸机系统，所述控制装置1包括：
获取单元101，用于获取所述高频呼吸机系统的运转时间；
所述获取单元101还用于当所述高频呼吸机系统运转第一预设时间时，获取患者血氧浓度；
控制单元102，用于根据所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度之间的关系对所述高频呼吸机系统进行通气控制，所述通气控制包括对涡轮风机11的转速和压缩氧气源15的供氧量进行控制。
本实施例所述的高频呼吸机系统的控制装置所具有的有益效果与所述的高频呼吸机系统的控制方法相同，在此不再赘述。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种高频呼吸机系统，其特征在于，包括：涡轮风机(11)、压缩氧气源(15)、混合室(14)、吸气回路、血氧测量装置、比例阀(2)、高频振荡模块(5)和控制装置(1)；
所述涡轮风机(11)的进气口与空气连通，所述涡轮风机(11)的出气口和所述压缩氧气源(15)分别与所述混合室(14)连通，所述混合室(14)还与所述吸气回路相连通；
所述高频振荡模块(5)位于所述吸气回路，适于使所述吸气回路中的气体产生振荡压力波；
所述比例阀(2)位于所述吸气回路中且位于所述高频振荡模块(5)与所述混合室(14)之间，所述混合室(14)中气体经所述比例阀(2)流向所述高频振荡模块(5)，所述血氧测量装置用于测量患者血氧浓度；
所述控制装置分别与所述涡轮风机(11)、所述压缩氧气源(15)、所述血氧测量装置、所述比例阀(2)和所述高频振荡模块(5)通信连接，用于根据所述患者血氧浓度对所述涡轮风机(11)、所述压缩氧气源(15)、所述比例阀(2)和所述高频振荡模块(5)进行控制；
所述控制装置(1)包括：获取单元(101)，用于获取所述高频呼吸机系统的运转时间；所述获取单元(101)还用于当所述高频呼吸机系统运转第一预设时间时，获取患者血氧浓度；控制单元(102)，用于根据所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度之间的关系对所述高频呼吸机系统进行通气控制，所述通气控制包括对涡轮风机(11)的转速和压缩氧气源(15)的供氧量进行控制，其中，当所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，控制所述涡轮风机(11)的转速升高，控制所述压缩氧气源(15)的供氧量降低；当所述患者血氧浓度小于患者目标血氧浓度时，控制所述涡轮风机(11)的转速降低，控制所述压缩氧气源(15)的供氧量升高；
所述涡轮风机(11)的转速、所述压缩氧气源(15)的供氧量和所述比例阀(2)的最大开度之间的关系满足：
Figure FDA0003560117420000021
其中，k为比例常数，Qmax为压缩氧气源的最大供氧量，Q为压缩氧气源的当前供氧量，vr为涡轮风机转速，vmax为涡轮风机的最大转速，L为所述比例阀的当前开度，Lmax为所述比例阀的最大开度。
2.一种高频呼吸机系统的控制方法，应用于权利要求1所述的高频呼吸机系统，其特征在于，包括：
S1：开启所述高频呼吸机系统，获取所述高频呼吸机系统的运转时间；
S2：当所述高频呼吸机系统运转第一预设时间时，获取患者血氧浓度；
S3：当所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度的大小不同时，获取当前潮气量；
S4：当所述当前潮气量与设定潮气量的大小相同时，根据所述患者血氧浓度与患者目标血氧浓度之间的关系对所述高频呼吸机系统进行通气控制，所述通气控制包括对涡轮风机(11)的转速和压缩氧气源(15)的供氧量进行控制，其中，当所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，控制所述涡轮风机(11)的转速升高，控制所述压缩氧气源(15)的供氧量降低；当所述患者血氧浓度小于患者目标血氧浓度时，控制所述涡轮风机(11)的转速降低，控制所述压缩氧气源(15)的供氧量升高。
3.根据权利要求2所述的高频呼吸机系统的控制方法，其特征在于，当所述患者血氧浓度由大于患者目标血氧浓度降低至患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机(11)以第一预设转速运转，所述第一预设转速大于所述涡轮风机(11)转速降低前的转速；所述压缩氧气源(15)的供氧量为第一预设供氧量，所述第一预设供氧量小于所述压缩氧气源(15)的供氧量降低前的供氧量。
4.根据权利要求2所述的高频呼吸机系统的控制方法，其特征在于，当所述患者血氧浓度由小于患者目标血氧浓度升高至患者目标血氧浓度时，所述涡轮风机(11)以第二预设转速运转，所述第二预设转速小于所述涡轮风机(11)转速降低前的转速，所述压缩氧气源(15)的供氧量为第二预设供氧量，所述第二预设供氧量大于所述压缩氧气源(15)的供氧量降低前的供氧量。
5.根据权利要求2所述的高频呼吸机系统的控制方法，其特征在于，所述通气控制还包括：当所述患者血氧浓度大于患者目标血氧浓度时，控制比例阀(2)的开度降低；当所述患者血氧浓度小于患者目标血氧浓度时，控制比例阀(2)的开度增大。
6.根据权利要求3所述的高频呼吸机系统的控制方法，其特征在于，所述涡轮风机(11)的转速、所述压缩氧气源(15)的供氧量和比例阀(2)的最大开度之间的关系满足：
Figure FDA0003560117420000031
其中，k为比例常数，Qmax为压缩氧气源的最大供氧量，Q为压缩氧气源的当前供氧量，vr为涡轮风机转速，vmax为涡轮风机的最大转速，L为所述比例阀的当前开度，Lmax为所述比例阀的最大开度。
7.根据权利要求2所述的高频呼吸机系统的控制方法，其特征在于，所述通气控制还包括：当所述涡轮风机(11)的转速开始降低时，控制高频振荡模块(5)的幅度降低；当所述涡轮风机(11)的转速开始升高时，控制高频振荡模块(5)的幅度升高。
8.根据权利要求2所述的高频呼吸机系统的控制方法，其特征在于，当所述患者血氧浓度由大于患者目标血氧浓度降低至患者目标血氧浓度时，控制高频振荡模块(5)的幅度降低；当所述患者血氧浓度由小于患者目标血氧浓度升高至患者目标血氧浓度时，控制所述高频振荡模块(5)的幅度升高。
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