CN110464950A - 一种高频呼吸机系统及通气控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高频呼吸机系统及通气控制方法，涉及呼吸机技术领域。本发明提供一种高频呼吸机系统的通气控制方法，包括：获取所述高频呼吸机的输入频率；当所述输入频率低于预设频率时，所述高频呼吸机执行常频通气控制，常频通气控制包括：所述高频振荡模块关闭，根据患者呼吸信息进行涡轮风机控制，涡轮风机控制包括：当患者吸气时，控制涡轮风机的转速升高；当患者呼气时，控制涡轮风机的转速降低；当所述输入频率大于或等于所述预设频率时，所述高频呼吸机执行高频通气控制。本发明呼吸机进行通气控制时，预先设定高频呼吸机的频率，高频呼吸机进行频率识别，自动判断进行常频通气还是高频通气。在常频通气时，当患者吸气时，通过所述涡轮风机11转速的升高，实现在患者吸气时快速对患者进行供气，当患者呼气时，通过所述涡轮风机11转速的降低，实现在患者呼气时快速达到患者的呼气气压。

Description

一种高频呼吸机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。
为解决上述问题，本发明提供一种高频呼吸机系统，包括：涡轮风机、压缩氧气源、混合室、吸气回路、呼气回路、比例阀、呼气阀、高频振荡模块、第三压力流量传感器、第五压力流量传感器和控制装置；
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，所述呼气阀位于所述呼气回路；
所述第三压力流量传感器设置于患者端，适于对患者吸入和呼出的流量和压力进行监控，所述第五压力流量传感器设置于所述高频振荡模块的出口，适于对所述高频振荡模块出口的流量和压力进行监控；
所述控制装置分别与所述涡轮风机、所述压缩氧气源、所述比例阀、所述呼气阀、所述高频振荡模块、所述第三压力流量传感器和所述第五压力流量传感器通信连接，用于根据患者呼吸信息进行涡轮风机控制，还用于根据所述涡轮风机的转速对所述呼吸机进行通气控制。
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的输入频率；
控制单元：用于当所述输入频率低于预设频率时，控制所述高频呼吸机执行常频通气控制，所述常频通气控制包括：所述高频振荡模块(5)关闭，根据患者呼吸信息进行涡轮风机控制，所述涡轮风机控制包括：当患者吸气时，控制所述涡轮风机(11)的转速升高；还用于当患者呼气时，控制所述涡轮风机(11)的转速降低；当所述输入频率大于或等于所述预设频率时，所述高频呼吸机执行高频通气控制。
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：
本发明通过涡轮风机与高频振荡模块的配合使用，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。通过所述第三压力流量传感器和第五压力流量传感器的配合，对吸气回路中呼吸软管间的压差进行检测。
本发明还提供一种高频呼吸机系统的通气控制方法，应用于所述的高频呼吸机系统，包括：
S1：获取所述高频呼吸机的输入频率；
S2：当所述输入频率低于预设频率时，所述高频呼吸机执行常频通气控制，所述常频通气控制包括：所述高频振荡模块关闭，根据患者呼吸信息进行涡轮风机控制，所述涡轮风机控制包括：当患者吸气时，控制所述涡轮风机的转速升高；当患者呼气时，控制所述涡轮风机的转速降低；当所述输入频率大于或等于所述预设频率时，所述高频呼吸机执行高频通气控制。
可选地，所述患者呼吸信息包括吸气时间和呼气时间，所述吸气时间和所述呼气时间与所述涡轮风机的转速之间的关系满足：
其中，vr为所述涡轮风机的转速，t1为吸气持续时间，t2为呼气持续时间，A1、A2、a和b均为常数。
可选地，在S2步骤之后，所述常频通气控制还包括：
S3：获取所述涡轮风机的转速；
S4：根据所述涡轮风机的转速对所述呼吸机进行通气控制，所述通气控制包括：当所述涡轮风机的转速开始升高时，所述比例阀的开度增大；当所述涡轮风机的转速开始降低时，所述比例阀的开度减小。
可选地，在S4步骤中，当所述涡轮风机的转速开始升高时，所述比例阀的开度先增大至预设开度，当所述涡轮风机的转速达到最大时，所述比例阀的开度完全开启。
可选地，在S4步骤中，所述比例阀的开度与所述涡轮风机的转速之间的关系为：
其中，k为比例常数，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，c1、c2为常数。
可选地，所述高频通气控制包括：开启所述高频振荡模块，开启呼气阀。
可选地，所述高频通气控制还包括：
获取患者端压力与目标设定压力；
进行所述患者端压力与所述目标设定压力的比较：当所述患者端压力低于所述目标设定压力时，所述高频振荡模块执行升幅控制。
可选地，所述升幅控制包括：
计算所述患者端压力与所述目标设定压力的压力差值；
根据所述压力差值得到高频振荡模块的振幅增益；
当患者吸气时，根据所述振幅增益对所述高频振荡模块的振幅进行调节，使所述高频振荡模块的振幅的幅值增大所述振幅增益的大小。
相比与现有技术，本发明所述的高频呼吸机系统的通气控制方法相比于现有技术所具有的好处在于：
通过对输入频率地识别，自动进行高频和常频通气控制。当患者吸气时，通过所述涡轮风机转速的升高，实现在患者吸气时快速对患者进行供气，当患者呼气时，通过所述涡轮风机转速的降低，实现在患者呼气时快速达到患者的呼气气压。
本发明对所述比例阀进行调节，在吸气时，减小其对所述涡轮风机供气的阻力，减小所述涡轮风机的发热；在呼气时，减小所述比例阀的开度，减小所述高频振荡模块对其上游气路的干扰。
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，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。
此外，所述高频呼吸机系统还包括第五压力流量传感器22，其位于所述吸气回路，且位于所述高频振荡模块5与患者端之间，所述高频振荡模块5与患者之间的气路为吸气软管。所述第五压力流量传感器22适于对所述高频振荡模块5出口的压力和流量进行监测。通过所述第三压力流量传感器和第五压力流量传感器的配合，对吸气回路中呼吸软管间的压差进行检测。
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。
本实施例提供一种高频呼吸机系统的通气控制方法，应用于上述所述的高频呼吸机系统，包括：
S1：获取所述高频呼吸机的输入频率；
S2：当所述输入频率低于预设频率时，所述高频呼吸机执行常频通气控制，所述常频通气控制包括：所述高频振荡模块5关闭，根据患者呼吸信息进行涡轮风机控制，所述涡轮风机控制包括：当患者吸气时，控制所述涡轮风机11的转速升高；当患者呼气时，控制所述涡轮风机11的转速降低；当所述输入频率大于或等于所述预设频率时，所述高频呼吸机执行高频通气控制。
这里，可选地，所述高频通气控制包括：开启所述高频振荡模块，开启呼气阀。在利用所述呼吸机进行通气控制时，预先设定高频呼吸机的频率，高频呼吸机进行频率识别，自动判断进行常频通气还是高频通气。在常频通气时，当患者吸气时，通过所述涡轮风机11转速的升高，实现在患者吸气时快速对患者进行供气，当患者呼气时，通过所述涡轮风机11转速的降低，实现在患者呼气时快速达到患者的呼气气压。
这里，所述高频呼吸机通过涡轮风机进行气体的输送，为了避免涡轮风机与所述高频振荡模块之间的干扰，上述实施例在涡轮风机与所述高频振荡模块之间设置有比例阀。在S2步骤之后，所述常频通气控制还包括：
S3：获取所述涡轮风机11的转速；
S4：根据所述涡轮风机11的转速对所述呼吸机进行通气控制，所述通气控制包括：当所述涡轮风机11的转速开始升高时，所述比例阀2的开度增大；当所述涡轮风机11的转速开始降低时，所述比例阀2的开度减小。
这里，对所述比例阀进行调节，在吸气时，减小其对所述涡轮风机供气的阻力，减小所述涡轮风机11的发热；在呼气时，减小所述比例阀的开度，减小所述高频振荡模块对其上游气路的干扰。
在S1中，所述患者的呼吸信息包括患者是否开始吸气或者呼气，所述涡轮风机的初始运行速度为v0，当所述患者开始吸气时，所述涡轮风机的速度由v0开始升高，当患者开始呼气时，所述涡轮风机11的速度不再升高，转而降低，直到所述患者开始吸气，这里，所述涡轮风机11降低到的最低速度小于所述初始运行速度为v0。这里，所述患者的呼吸信息还包括吸气时间和呼气时间，所述根据所述涡轮风机11的转速对所述呼吸机进行通气控制包括：
根据所述吸气时间和所述呼气时间建立所述吸气时间和所述呼气时间与所述涡轮风机11的转速之间的关系；本实施例中，所述吸气时间和所述呼气时间与所述涡轮风机11的转速之间的关系满足：
其中，vr为所述涡轮风机的转速，t1为每次吸气持续的时间，t2为每次呼气持续的时间，A1、A2、a和b均为常数，其数值随患者的呼吸情况而变。这样设置的好处在于，通过正弦式转速的变化，产生正弦波，更接近于与人的呼吸频率，提高患者的呼吸体验。
进一步地，根据所述吸气时间和所述呼气时间与所述涡轮风机11的转速之间的关系对所述涡轮风机11进行控制。也就是说，所述涡轮风机的转速与每次吸气持续的时间或每次呼气持续的时间有关，其随每次吸气和呼气的时间而变。
由于高频振荡模块与患者之间通过软管连接，而软管通常对患者吸入气体会产生一定的阻抗，该阻抗的大小与软管的材质，涡轮风机的转速、气体的温度等均有一定的关系，实际中，该阻抗可能会事实发生变化，从而导致所述患者端压力与目标设定压力之间存在一定差值。本实施例中，在S4步骤之后还包括：获取患者端压力与目标设定压力；进行所述患者端压力与所述目标设定压力的比较：当所述患者端压力低于所述目标设定压力时，所述高频振荡模块5执行升幅控制。
这里，在进行所述升幅控制时，高频振荡模块5的振幅并不是一直升高，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。但是，高频振荡模块5的幅度降低则是直接降低到预设值，以减小其对高频振荡模块上游气路的干扰。
本实施例中，所述升幅控制包括：计算所述患者端压力与所述目标设定压力的压力差值；
根据所述压力差值得到高频振荡模块的振幅增益；这里，建立所述压力差值△P与振幅增益△A之间的关系，具体地，所述压力差值△P与振幅增益△A之间的关系满足：
其中，P1为目标设定压力，P2为患者端压力，压力差值△P＝P1-P2。这样设置的好处在于，当所述患者端压力低于所述目标设定压力时，通过振幅增益对患者吸入气体进行补偿，增加患者的呼吸体验。
当患者吸气时，根据所述振幅增益对所述高频振荡模块5的振幅进行调节，使所述高频振荡模块5的振幅的幅值增大所述振幅增益的大小。这里，在所述高频振荡模块5的振幅增加所述振幅增益的大小，例如，当患者吸气时，所述高频振荡模块5的振幅为A1，当所述患者端压力低于所述目标设定压力时，此时，所述高频振荡模块5的振幅增大至A1+△A。
在S4步骤中，当所述涡轮风机11的转速开始升高时，所述比例阀2的开度先增大至预设开度，当所述涡轮风机11的转速达到最大时，所述比例阀2的开度完全开启。也就是说，当所述涡轮风机11的转速开始升高时，所述比例阀2的开度先增大至预设开度并保持所述预设开度，当所述涡轮风机11的转速达到最大时，所述比例阀2的开度完全开启。这样一方面可以减小比例阀在患者吸气时的阻碍，使患者端压力迅速升高至设定值，另一方面可以避免所述比例阀急开导致的气体的紊乱。在S4步骤中，所述比例阀2的开度与所述涡轮风机11的转速之间的关系为：
其中，k为比例常数，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，c1、c2为常数。
本实施例所述高频呼吸机系统的控制装置1包括：
获取单元101，用于获取所述高频呼吸机的输入频率；
控制单元102，用于当所述输入频率低于预设频率时，控制所述高频呼吸机执行常频通气控制，所述常频通气控制包括：所述高频振荡模块5关闭，根据患者呼吸信息进行涡轮风机控制，所述涡轮风机控制包括：当患者吸气时，控制所述涡轮风机11的转速升高；还用于当患者呼气时，控制所述涡轮风机11的转速降低；当所述输入频率大于或等于所述预设频率时，所述高频呼吸机执行高频通气控制。
本发明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的通气控制方法相同，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 (10)

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、呼气回路、比例阀(2)、呼气阀(8)、高频振荡模块(5)、第三压力流量传感器(6)、第五压力流量传感器(22)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)，所述呼气阀(8)位于所述呼气回路；
所述第三压力流量传感器(6)设置于患者端，用于对患者吸入和呼出的流量和压力进行监控，所述第五压力流量传感器(22)设置于所述高频振荡模块(5)的出口，用于对所述高频振荡模块(5)出口的流量和压力进行监控；
所述控制装置(1)分别与所述涡轮风机(11)、所述压缩氧气源(15)、所述比例阀(2)、所述呼气阀(8)、所述高频振荡模块(5)、所述第三压力流量传感器(6)和所述第五压力流量传感器(22)通信连接，用于根据患者呼吸信息进行涡轮风机(11)控制，还用于根据所述涡轮风机(11)的转速对所述呼吸机进行通气控制。
2.根据权利要求1所述的高频呼吸机系统，其特征在于，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的输入频率；
控制单元(102)，用于当所述输入频率低于预设频率时，控制所述高频呼吸机执行常频通气控制，所述常频通气控制包括：所述高频振荡模块(5)关闭，根据患者呼吸信息进行涡轮风机控制，所述涡轮风机控制包括：当患者吸气时，控制所述涡轮风机(11)的转速升高；还用于当患者呼气时，控制所述涡轮风机(11)的转速降低；当所述输入频率大于或等于所述预设频率时，所述高频呼吸机执行高频通气控制。
3.一种高频呼吸机系统的通气控制方法，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：获取所述高频呼吸机的输入频率；
S2：当所述输入频率低于预设频率时，所述高频呼吸机执行常频通气控制，所述常频通气控制包括：所述高频振荡模块(5)关闭，根据患者呼吸信息进行涡轮风机控制，所述涡轮风机控制包括：当患者吸气时，控制所述涡轮风机(11)的转速升高；当患者呼气时，控制所述涡轮风机(11)的转速降低；当所述输入频率大于或等于所述预设频率时，所述高频呼吸机执行高频通气控制。
4.根据权利要求3所述的高频呼吸机系统的通气控制方法，其特征在于，所述患者呼吸信息包括吸气时间和呼气时间，所述吸气时间和所述呼气时间与所述涡轮风机(11)的转速之间的关系满足：
其中，vr为所述涡轮风机的转速，t1为吸气持续时间，t2为呼气持续时间，A1、A2、a和b均为常数。
5.根据权利要求3所述的高频呼吸机系统的通气控制方法，其特征在于，在S2步骤之后，所述常频通气控制还包括：
S3：获取所述涡轮风机(11)的转速；
S4：根据所述涡轮风机(11)的转速对所述呼吸机进行通气控制，所述通气控制包括：当所述涡轮风机(11)的转速开始升高时，所述比例阀(2)的开度增大；当所述涡轮风机(11)的转速开始降低时，所述比例阀(2)的开度减小。
6.根据权利要求5所述的高频呼吸机系统的通气控制方法，其特征在于，在S4步骤中，当所述涡轮风机(11)的转速开始升高时，所述比例阀(2)的开度先增大至预设开度，当所述涡轮风机(11)的转速达到最大时，所述比例阀(2)的开度完全开启。
7.根据权利要求5所述的高频呼吸机系统的通气控制方法，其特征在于，在S4步骤中，所述比例阀(2)的开度与所述涡轮风机(11)的转速之间的关系为：
其中，k为比例常数，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，c1、c2为常数。
8.根据权利要求3所述的高频呼吸机系统的通气控制方法，其特征在于，所述高频通气控制包括：开启所述高频振荡模块(5)，开启呼气阀(8)。
9.根据权利要求8所述的高频呼吸机系统的通气控制方法，其特征在于，所述高频通气控制还包括：
获取患者端压力与目标设定压力；
进行所述患者端压力与所述目标设定压力的比较：当所述患者端压力低于所述目标设定压力时，所述高频振荡模块(5)执行升幅控制。
10.根据权利要求9所述的高频呼吸机系统的通气控制方法，其特征在于，所述升幅控制包括：
计算所述患者端压力与所述目标设定压力的压力差值；
根据所述压力差值得到高频振荡模块的振幅增益；
当患者吸气时，根据所述振幅增益对所述高频振荡模块(5)的振幅进行调节，使所述高频振荡模块(5)的振幅的幅值增大所述振幅增益的大小。
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