CN110464947A - 一种高频呼吸机的系统及通气控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高频呼吸机的系统及通气控制方法，涉及呼吸机技术领域。本发明所述通气控制方法包括：实时获取患者端吸入气体的温度和流量；根据所述吸入气体的温度对所述高频呼吸机进行通气控制，同时，根据患者端吸入气体的流量进行比例阀控制；所述通气控制包括：当所述吸入气体的温度达到第一设定温度时，控制涡轮风机的转速降低，增加压缩氧气源的供氧量。本发明通过对所述高频呼吸机的一阶通气控制，减缓患者呼入气体升高的趋势，甚至起到降低患者端吸入气体的温度的作用，维持患者吸入气体温度稳定。

Description

一种高频呼吸机的系统及通气控制方法

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的系统及通气控制方法。

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。

为解决上述问题，本发明提供一种高频呼吸机系统，所述高频呼吸机包括涡轮风机、压缩氧气源、混合室、高频振荡模块、吸气回路、呼气回路和安全回路，

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；所述安全回路的两端分别与所述吸气回路与所述呼气回路连通，所述安全回路中设置有第一截止阀；

所述吸气回路设置有温度传感器，所述温度传感器位于所述高频振荡模块与患者端之间，适于对患者端吸入气体的温度进行监控；第三压力流量传感器，其设置于患者端，适于对患者端吸入气体的压力和流量进行监测；

所述混合室内设置有制冷器；

所述吸气回路中还设置有比例阀，所述比例阀位于所述高频振荡模块与所述混合室之间；所述吸气回路中还设置有温度传感器，其位于患者端和所述混合室之间。

可选地，所述控制装置包括：

获取单元，用于实时获取患者端吸入气体的温度和流量；

控制单元，用于根据所述吸入气体的温度对所述高频呼吸机进行通气控制，同时，根据患者端吸入气体的流量进行比例阀控制；

所述控制单元还用于当所述吸入气体的温度达到第一设定温度时，控制涡轮风机的转速降低，增加压缩氧气源的供氧量。

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：

本发明通过上述高频呼吸机系统的设置，在实现高频通气的同时，可以有效解决涡轮风机发热导致的吸入气体温度升高的技术问题。

本发明还提供一种高频呼吸机的通气控制方法，用于上述所述的系统，包括：

S1：实时获取患者端吸入气体的温度和流量；

S2：根据所述吸入气体的温度对所述高频呼吸机进行通气控制，同时，根据患者端吸入气体的流量对比例阀的开度进行控制；

所述通气控制包括：当所述吸入气体的温度上升到第一设定温度时，控制涡轮风机的转速降低，增加压缩氧气源的供氧量。

可选地，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度上升到第二设定温度时，开启制冷器，并保持当前的涡轮风机的转速和压缩氧气源的供氧量。

可选地，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度上升到第三设定温度时，交替打开和关闭第一截止阀，并发出报警信号。

可选地，在S2步骤之后还包括：获取患者吸入气体的氧气浓度，当所述患者吸入气体的氧气浓度超过预设氧气浓度时，开启制冷器，所述涡轮风机的转速和所述压缩氧气源的供氧量恢复到初始状态。

可选地，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度上升到第四设定温度时，降低高频振荡模块的振荡幅度。

可选地，当患者吸入温度高于第四设定温度时，所述高频振荡模块的振幅与所述吸入气体的温度的关系具体为：

其中，A为所述高频振荡模块的振幅，a,b为常数，T为当前吸入气体的温度。

可选地，所述根据患者端吸入气体的流量进行比例阀控制包括：

实时获取患者端吸入气体的流量；

当所述患者端吸入气体的流量升高时，控制所述比例阀的开度降低；当所述患者端吸入气体的流量降低时，控制所述比例阀的开度升高。

可选地，所述根据所述患者端吸入气体的流量对比例阀的开度进行调节满足：

其中，R为所述比例阀的最大流量与最小流量之比，Q_max为所述比例阀能控制的患者端吸入气体的最大流量，Q为患者端吸入气体的流量，L为所述比例阀的当前开度，L_max为所述比例阀的最大开度。

相比与现有技术，本发明所述的高频呼吸机的通气控制方法相比于现有技术所具有的好处在于：

本发明通过对所述高频呼吸机的一阶通气控制，减缓患者呼入气体升高的趋势，甚至起到降低患者端吸入气体的温度的作用。

本发明通过二阶通气控制，当患者端温度升高时，开启制冷器，进行吸入气体的降温处理，使温度控制在最佳吸入温度的范围内。

本发明通过三阶通气控制实现了对呼入气体的温度升高的潜在风险进行预警。

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-第四压力流量传感器，8-呼吸阀，9-温度传感器，10-第一截止阀，11-涡轮风机，12-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，具体涉及一种通气方法的修正方法或者预警方法，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。在实际中，高频呼吸机在运转时，由于风机的运转，会导致电机的温度逐渐升高，进而会对输送气体的温度产生一定的影响，可能会导致患者端吸入气体的温度升高。传统的高频呼吸机的通过设置加湿器来对患者吸入气体的温度进行调节，也会造成患者吸入气体的湿度过大，使患者产生胸闷等呼吸不适的现象发生，严重时导致患者风湿复发、气管炎等现象发生。

本实施例提供一种高频呼吸机系统，所述高频呼吸机包括涡轮风机11、压缩氧气源15、混合室14、高频振荡模块5、吸气回路、呼气回路和安全回路，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；所述安全回路的两端分别与所述吸气回路与所述呼气回路连通，所述安全回路中设置有第一截止阀10；所述吸气回路设置有温度传感器，所述温度传感器位于所述高频振荡模块5与患者端之间，适于对患者端吸入气体的温度进行监控；第三压力流量传感器6，其设置于患者端，适于对患者端吸入气体的压力和流量进行监测；所述混合室14内设置有制冷器；所述吸气回路中还设置有比例阀2，所述比例阀2位于所述高频振荡模块5与所述混合室14之间；所述吸气回路中还设置有温度传感器9，其位于患者端和所述混合室14之间。

这样设置的好处在于，通过上述高频呼吸机系统的设置，在实现高频通气的同时，可以有效解决涡轮风机发热导致的吸入气体温度升高的技术问题，有效对患者呼入气体温度进行预警控制，避免温度过高导致的患者呼吸不适。

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器，通过控制器对所述比例阀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，并及时反馈给控制器，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，并传送给控制器，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。

本实施例所述高频呼吸机的控制装置1包括：

获取单元101，用于实时获取患者端吸入气体的温度和流量；

控制单元102，用于根据所述吸入气体的温度对所述高频呼吸机进行通气控制，同时，根据患者端吸入气体的流量进行比例阀控制；

所述控制单元102还用于当所述吸入气体的温度达到第一设定温度时，控制涡轮风机11的转速降低，增加压缩氧气源15的供氧量。

本实施例提供一种高频呼吸机的通气控制方法，应用于上述所述的高频呼吸机系统，包括：

S1：实时获取患者端吸入气体的温度和流量；

S2：根据所述吸入气体的温度对所述高频呼吸机进行通气控制；同时，根据患者端吸入气体的流量进行比例阀控制；

所述通气控制包括一阶通气控制，即当所述吸入气体的温度升高到第一设定温度时，控制涡轮风机11的转速降低，增加压缩氧气源15的供氧量。

需要说明的是，这里所述的高频呼吸机的通气控制方法，基于上一实施例所述的高频呼吸机系统。这里，此外，本实施例的高频呼吸机系统的吸气回路中设置加湿器，所述加湿器与所述控制装置1通信连接，常规通气通过加湿器对患者吸入气体进行温度控制。

高频呼吸机开启时，会预先设置基础流量，在S1步骤中，当高频呼吸机运行时，通过第三压力流量传感器6实时对患者端吸入气体的流量进行监控，通过温度传感器实时对患者端吸入气体的温度进行监控。在S2步骤中，这里，会预先设定第一设定温度，当呼吸机温度上升到第一设定温度时，由于经过涡轮风机的温度较高，此时减小涡轮风机的送气量，即降低涡轮风机11的送气量，另一方面，由于压缩氧气的温度较低，此时增加压缩氧气源的供氧量，使压缩氧气转化气化的氧气与空气在混合室混合，实现对涡轮风机输送的空气进行降温。这里，压缩氧气源的供氧量通过减压阀16实现。通常，高频呼吸机的吸入温度的最佳值为32℃到37℃，这里，第一设定温度可以设定为35℃到37℃间的任一值。这里，当控制涡轮风机11的转速降低，增加压缩氧气源15的供氧量时，当患者端吸入气体的温度降低到第五设定温度时，所述高频呼吸机恢复到所述通气控制前的运转状态。这里，第五设定温度可以为25-32℃之间的任一值，可以避免温度过低对患者造成的不适。需要说明的是，涡轮风机的转速并不一直降低，涡轮风机需要满足高频呼吸机的气体输送要求。另外，风机转速降低和压缩氧气源的供氧量需满足：

Q₀＝Q₁+Q₂＝kv_r+Q₂，

这里，Q₀为混合室流出气体的流量，Q₁为涡轮风机的送风流量，Q₂为所述压缩氧气源的供氧流量，k为比例系数，vr为涡轮风机转速。这样设置的好处在于，通过对所述高频呼吸机的一阶通气控制，减缓患者呼入气体升高的趋势，甚至起到降低患者端吸入气体的温度的作用。

由于长时间在高浓度供氧下呼吸，会导致患者晕氧或者其他状况。S2步骤之后还包括：获取患者吸入气体的氧气浓度，当所述患者吸入气体的氧气浓度超过预设氧气浓度时，开启制冷器，所述涡轮风机11的转速和所述压缩氧气源15的供氧量恢复到初始状态。

也就是说，高频呼吸机中通常会预设氧气浓度，如果氧气浓度过高，可能会导致患者晕氧，甚至出现氧中毒的现象。此时，由于压缩氧气供氧量的增加，导致患者的氧气浓度升高，此时，需要对患者吸入气体的氧浓度进行监测，当所述患者吸入气体的氧气浓度超过预设氧气浓度时，此时开启制冷器，所述涡轮风机11的转速和所述压缩氧气源15的供氧量恢复到初始状态。不再进行第二设定温度的判断。直接进行第三设定温度的判断。

本实施例中，当所述患者吸入气体的氧气浓度小于预设氧气浓度，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度上升到第二设定温度时，开启制冷器，并保持当前的涡轮风机11转速和压缩氧气源的供氧量。

如前文所述的制冷器，其设置于混合室中，适于对混合室中的气体进行降温，这里，所述第二设定温度高于所述第一设定温度，相当于是实现了高频呼吸机的二阶通气控制。在一阶通气控制下，其所能缓解的温度降低的作用有限，所述吸入气体的温度仍会继续升高，那么需要相应开启制冷器，通过所述制冷器对吸入气体的温度进行控制。这里，第二设定温度可以设定为37℃，当然第二设定温度只需高于所述第一设定温度即可，且所述第二设定温度不宜超过37℃。由此，通过二阶通气控制，当患者端温度升高时，开启制冷器，进行吸入气体的降温处理，使温度控制在最佳吸入温度的范围内。

同样，当患者端吸入气体的温度降低到第五设定温度时，所述高频呼吸机恢复到所述通气控制前的运转状态。这里，第五设定温度可以为25-32℃之间的任一值，可以避免温度过低对患者造成的不适。

本实施例中，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度升高到第三设定温度时，交替打开和关闭第一截止阀10，并发出报警信号。

需要说明的是，这里为了避免患者吸入气体的温度过高，造成对患者呼吸道的损伤或者造成患者呼吸不适，这里，设置有安全回路，当吸入气体的温度升高到第三设定温度时，第一截止阀10交替打开和关闭，这里第三设定温度高于37℃，但是通常第三设定温度不宜过高，第三设定温度可以为45℃至55℃间的任一值。这里，所述第一截止阀10在患者吸气持续第一预设时间后打开，在呼气持续第二预设时间时关闭。也可以说，所述第一截止阀10在开始呼气前一定的时间点打开，这里，假设吸气时间为2S，那么所述第一截止阀10可以在吸气1S后打开，在呼气0.6S后关闭。当然，具体的时间根据实际来调整，第二预设时间也可以为0。通过所述第一截止阀10的打开，使吸气回路中的气体压力降低，根据理想气体状态方程可知，气体的温度会有小幅度降低，由于此时的温度已经不适合进行患者通气，因此，发出报警信号。通过三阶通气控制实现了对呼入气体的温度升高的潜在风险进行预警。

本实施例中，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度升高到第四设定温度时，降低高频振荡模块5的振荡幅度。需要说明的是，所述高频振荡模块5的振荡幅度并不一直降低，所述高频振荡模块5的振荡幅度在设定范围内变化，以满足患者正常的呼吸需求。另外，当所述高频振荡模块5的振荡幅度降低时，所述高频振荡模块5的频率增大。这里，所述高频振荡模块5的频率与所述高频振荡模块5的振荡幅度呈反比例关系。这样可以保证幅度降低的时候，保证患者的潮气量。

高频通气的作用包括维持肺泡的膨胀和复张陷闭的肺泡。但是，当所述吸入气体的温度升高时，如果继续保持当前振幅进行高频通气，而此时的温度相对较高，可能会对呼吸道造成不适，因此，在此时降低所述高频振荡模块的振荡幅度。这里，所述第四设定温度可以为37℃，也可以为37℃以上的某一值。通常，当患者吸入温度高于第四设定温度时，所述高频振荡模块的振幅与温度的关系具体为：

其中，A为所述高频振荡模块的振幅，a、b为常数，T为当前吸入气体的温度。当温度高于一定值时，所述高频振荡模块停止工作。这样设置的好处在于，降低所述高频振荡模块的振幅，建立振荡幅度与患者端吸入气体之间的关系，避免温度升高给患者带来不适的体验。

本实施例中，由于涡轮风机和压缩氧气源的供氧量的变化，可能会导致患者端吸入气体的流量发生变化，此处，对患者端吸入气体的流量进行监控，所述根据患者端吸入气体的流量进行比例阀控制包括：

实时获取患者端吸入气体的流量；

根据所述患者端吸入气体的流量对比例阀2的开度进行调节：当所述患者端吸入气体的流量升高时，控制所述比例阀2的开度降低；当所述患者端吸入气体的流量降低时，控制所述比例阀2的开度升高。

也就是说，根据当所述患者端吸入气体的流量降低时，可增大所述比例阀2的开度，一方面可以起到对患者端吸入流量的调节，一方面可以降低吸气回路的阻抗，从而减小所述涡轮风机的负载，减小涡轮风机的发热量。另一方面，当所述患者端吸入气体的流量增大时，可减小所述比例阀2的开度，以满足患者端吸入气体的流量要求。这里，所述根据所述患者端吸入气体的流量对比例阀2的开度进行调节满足：

其中，R为所述比例阀2的最大流量与最小流量之比，Q_max为所述比例阀2能控制的患者端吸入气体的最大流量，Q为患者端吸入气体的流量，L为所述比例阀2的当前开度，L_max为所述比例阀2的最大开度。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，任何本领域技术人员，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。

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 (10)

1.一种高频呼吸机系统，其特征在于，所述高频呼吸机包括涡轮风机(11)、压缩氧气源(15)、混合室(14)、高频振荡模块(5)、吸气回路、呼气回路、安全回路和控制装置(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；所述安全回路的两端分别与所述吸气回路与所述呼气回路连通，所述安全回路中设置有第一截止阀(10)；

所述吸气回路设置有温度传感器，所述温度传感器位于所述高频振荡模块(5)与患者端之间，适于对患者端吸入气体的温度进行监控；第三压力流量传感器(6)，其设置于患者端，适于对患者端吸入气体的压力和流量进行监测；

所述混合室(14)内设置有制冷器；

所述吸气回路中还设置有比例阀(2)，所述比例阀(2)位于所述高频振荡模块(5)与所述混合室(14)之间；所述吸气回路中还设置有温度传感器(9)，其位于患者端和所述混合室(14)之间；

所述控制装置分别与所述涡轮风机(11)、所述压缩氧气源(15)、所述高频振荡模块(5)、所述温度传感器、所述制冷器和所述比例阀(2)通信连接，用于根据患者端吸入气体的温度和流量对所述高频呼吸机系统进行通气控制。

2.根据权利要求1所述的高频呼吸机系统，其特征在于，包括：

获取单元，用于实时获取患者端吸入气体的温度和流量；

控制单元，用于根据所述吸入气体的温度对所述高频呼吸机进行通气控制，同时，根据患者端吸入气体的流量进行比例阀控制；

所述控制单元还用于当所述吸入气体的温度达到第一设定温度时，控制涡轮风机(11)的转速降低，增加压缩氧气源(15)的供氧量。

3.一种高频呼吸机的通气控制方法，用于权利要求2所述的系统，其特征在于，包括：

S1：实时获取患者端吸入气体的温度和流量；

S2：根据所述吸入气体的温度对所述高频呼吸机进行通气控制，同时，根据患者端吸入气体的流量对比例阀的开度进行控制；

所述通气控制包括：当所述吸入气体的温度上升到第一设定温度时，控制涡轮风机(11)的转速降低，增加压缩氧气源(15)的供氧量。

4.根据权利要求3所述的通气控制方法，其特征在于，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度上升到第二设定温度时，开启制冷器，并保持当前的涡轮风机(11)的转速和压缩氧气源(15)的供氧量。

5.根据权利要求3所述的通气控制方法，其特征在于，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度上升到第三设定温度时，交替打开和关闭第一截止阀(10)，并发出报警信号。

6.根据权利要求3所述的通气控制方法，其特征在于，在S2步骤之后还包括：获取患者吸入气体的氧气浓度，当所述患者吸入气体的氧气浓度超过预设氧气浓度时，开启制冷器，所述涡轮风机(11)的转速和所述压缩氧气源(15)的供氧量恢复到初始状态。

7.根据权利要求3所述的通气控制方法，其特征在于，所述通气控制还包括：当所述吸入气体的温度上升到第四设定温度时，降低高频振荡模块(5)的振荡幅度。

8.根据权利要求7所述的通气控制方法，其特征在于，当患者吸入温度高于第四设定温度时，所述高频振荡模块的振幅与所述吸入气体的温度的关系具体为：

其中，A为所述高频振荡模块的振幅，a、b为常数，T为当前吸入气体的温度。

9.根据权利要求3所述的通气控制方法，其特征在于，所述根据患者端吸入气体的流量进行比例阀控制包括：

实时获取患者端吸入气体的流量；

当所述患者端吸入气体的流量升高时，控制所述比例阀(2)的开度降低；当所述患者端吸入气体的流量降低时，控制所述比例阀(2)的开度升高。

10.根据权利要求9所述的通气控制方法，其特征在于，所述根据所述患者端吸入气体的流量对比例阀(2)的开度进行调节满足：

其中，R为所述比例阀(2)的最大流量与最小流量之比，Q_max为所述比例阀(2)能控制的患者端吸入气体的最大流量，Q为患者端吸入气体的流量，L为所述比例阀(2)的当前开度，L_max为所述比例阀(2)的最大开度。