CN111420196A - 一种呼吸控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种呼吸控制系统，属于呼吸控制领域。所述系统包括：面罩、第一控制装置、第二控制装置、缓冲腔，空气源装置、氧气装置和加湿装置，所述面罩、第二控制装置、缓冲腔和第一控制装置依次连接，所述空气源装置、氧气装置和加湿装置上各有两个接口，并且通过气管分别与第一控制装置和第二控制装置连接，相应气管上均具有电磁阀，所述第一控制装置和所述第二控制装置内部包括多个监测和控制模块，用于实现双控制，使得整个呼吸控制系统安全稳定性更好，响应更及时。

Description

一种呼吸控制系统

技术领域

本发明涉及呼吸技术领域，具体涉及一种呼吸机控制系统。

背景技术

在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。人的自主呼吸的完成主要依赖于肺泡的膨胀和收缩与大气压间形成的压力差，而呼吸机是利用机械的方法建立肺与大气的压力差，从而实现人工呼吸的过程，其是一种能够替代或者控制人的生理呼吸，保持适当的肺通气量，减少呼吸消耗以及减轻心脏工作负担的装置，近年来，呼吸机是临床上应用广泛的医疗器械，现有的呼吸机已经具备了智能化、电子化的特点。

现有的呼吸机多是单控制模式，即只存在单一装置来控制流速、控制湿度等，然而，气管障碍物、电子产品老化等问题一直存在，会造成极大的不确定性。比如现有的ICU等病房存在一人监控多人的情况，极端情况下，出现两台呼吸机同时出现问题，往往难以实现同步救援；并且，现有的呼吸机在切换新的工作模式时往往存在延迟、精准度差等问题。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明的技术方案提供了一种呼吸机控制系统。该技术方案如下：

第一方面，提供一种呼吸控制系统，包括面罩、第一控制装置、第二控制装置、缓冲腔，空气源装置、氧气装置和加湿装置，所述面罩、第二控制装置、缓冲腔和第一控制装置依次连接，所述空气源装置、氧气装置和加湿装置上各有两个接口，并且通过气管分别与第一控制装置和第二控制装置连接，所述空气源装置、氧气装置和加湿装置与所述第一控制装置的连接气管上分别设有第一、第三和第五电磁阀，所述空气源装置、氧气装置和加湿装置与所述第二控制装置的连接气管上分别设有第二、第四和第六电磁阀其中，所述第一控制装置至少控制第一、第三和第五电磁阀，所述第二控制装置至少控制第二、第四和第六电磁阀，所述第一控制装置内部至少包括第一流速控制模块、第一氧气浓度监测模块、第一湿度监测模块、第一电磁阀控制模块、第一补偿触发模块；所述第二控制装置至少包括第二流速控制模块、第二氧气浓度监测模块、第二湿度监测模块、第二电磁阀控制模块、第二补偿触发模块，其中第一和第二补偿触发模块彼此关联，并且至少用于当其中某一控制装置在主动或被动未接收到相关气源数据信息时工作。

进一步的，所述第一和第二补偿触发模块彼此关联，并且至少用于当其中某一控制装置在主动或被动未接收到相关气源数据信息时工作具体包括：若某一控制装置主动控制或被动检测到某气源电磁阀处于非正常工作状态(关闭或气源进入缓慢)时，反馈至该控制装置的补偿触发模块，从而响应另一补偿触发模块，所述另一补偿触发模块反馈至其相对应控制装置的其他模块，从而以接入未输入气源。

进一步的，所述第一和第二控制装置均可以通过监测氧气浓度、湿度参数来控制各电磁阀的关闭和开启。

进一步的，所述缓冲腔还具有加温控制系统。

进一步的，第二控制装置包括呼吸监测模块和第二模式选择模块，用于监控面罩内侧呼气和吸气参数，从而选择不同工作模式。

进一步的，所述第一控制装置包括第一模式选择模块，当第二控制装置中的工作模式调节后，同步至所述第一模式选择模块。

进一步的，所述第二控制装置在获取到新的工作模式后，调整内部各个模块工作，并通过相应电磁阀的开闭实现对缓冲腔内部气体进行参数调节。

进一步的，所述缓冲腔内部还具有泄压阀。

进一步的，所述第一和第二控制装置中均设有压力监测模块。

进一步的，所述空气源装置中设有过滤装置和消毒装置。

与现有技术相比，本发明的技术方案至少具有以下有益效果：

(1)采用双重控制的模式，在流速、气体参数上能够获得更好的准确性，极大的提供整个系统的安全稳定性能，并且能够在某个电子结构出现问题时，不间断工作，给医护人员提供缓冲时间；

(2)采用缓冲腔的结构，可以将气体在流出时，充分混合，并且可以在原气体缺少某种气源或是在切换新工作模式的情况下，能够及时补充新的气体。

(3)采用补偿触发机制，在单个管路出问题时，可以及时通过另一个控制装置进行补偿，避免因为管道堵塞、电磁阀失效等情况引起的不良因素；

(4)单个控制装置中设有多种不同检测模块，可以根据工作模式的需要灵活调控，及时供给患者最合适的呼吸气体。

(5)本发明既可以实现单一控制模式下工作，也可以进行双控制模式下工作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的呼吸控制系统结构示意图；

其中：1-气管，2-第二控制装置，3-缓冲腔，4-第一控制装置，5-第三电磁阀，6-第六电磁阀，7-第五电磁阀，8-加湿装置，9-空气源装置，10-第四电磁阀，11-第一电磁阀，12-氧气装置，13-第二电磁阀，14-面罩。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所述，为本发明实施例提供的呼吸控制系统结构示意图，该呼吸控制系统具体包括如下部件：气管1，用于连接各个组件；第二控制装置2一端与面罩14连接，另一端与缓冲腔3连接，第一控制装置4一端与缓冲腔3连接，另一端与氧气装置12、空气源装置9、加湿装置8之间分别通过第一电磁阀11、第三电磁阀5和第五电磁阀7连接，并直接控制第一电磁阀11、第三电磁阀5和第五电磁阀7；缓冲腔3也与氧气装置12、空气源装置9、加湿装置8之间分别通过第二电磁阀13、第四电磁阀10和第六电磁阀6连接，其中，第二电磁阀13、第四电磁阀10和第六电磁阀6有第二控制装置12进行控制。

在本发明实施例中，第一控制装置4包括有第一发送装置，第一接收装置，第一处理器，第一流速控制模块，第一氧气浓度监测模块，第一电磁阀控制模块，第一补偿触发模块，第一湿度监测模块，第一模式选择模块；第二控制装置2中包括第二发送装置，第二接收装置，第二处理器，第二流速控制模块，第二氧气浓度监测模块，第二电磁阀控制模块，第二补偿触发模块，第二湿度监测模块，第二模式选择模块以及呼吸监测模块；其中，流速控制模块用于控制气体流速，氧气浓度监测模块用于监测当前氧气浓度是否符合预设浓度，电磁阀控制模块用于控制电磁阀的开闭，湿度监测模块用于监测气体内部湿度参数，呼吸监测模块用于监测面罩内的呼气和吸气相关参数，反馈结果，实时进行工作模式的选择；第一和第二补偿触发模块彼此关联，并且至少用于当其中第一或第二控制装置在主动或被动未接收到相关气源数据信息时工作。

在一个优选的实施例中，空气源装置9中还设有过滤装置和消毒装置，用于对大气杂质和细菌进行过滤的消灭，保证人体的安全。

在一个优选的实施例中，缓冲腔的大小适量，在双控制模式下，及第一和第二控制装置的部分模块都处于工作模式下时，出现第二控制装置2不工作时，短时间内也能保证与之前正常气体流速相适应的流速。

在一个优选的实施例中，第一控制装置4和第二控制装置2中分别设有压力监测模块，所述压力监测模块均用于监测缓冲墙内的压力，缓冲腔内设置有泄压阀，当监控到压力大于预设值时，进行泄压。

在一个优选的实施例中，还包括药液装置，其连接方式与氧气装置12、空气源装置9、加湿装置8相同。

在一个优选的实施例中，各个控制装置上均设有报警模块，当某个控制装置的控制出现可疑问题时，及时发出声光报警。

在一个优选的实施例中，所述缓冲腔3中还设置有温控装置，用于调节缓冲腔3中的气体温度。

在一个优选的实施例中，所述缓冲腔中设置的目的在于能够将相关气体充分融合均匀，并基于缓冲腔容积、气管截面积和当前工作模式的流速来设定缓冲腔内部的压力值。

在一个更优选的实施例中，当第二控制装置在工作过程中失效，缓冲腔内以不超过之前正常模式流速的流速5％进行传送。

本发明的实施工作如下：

在一个优选的实施例中，由第一控制装置4接收来自氧气装置12、空气源装置9、加湿装置8等，经过第一控制装置4内部各个模块检测后进入缓冲腔3中，后进第二控制装置2的流速控制装置内部的第二流速模块监测调整后进入面罩14内；优选的，第一控制装置中的预设流速大于第二控制装置的预设流速；优选的，第二控制装置2中其余各模块一并对于缓冲腔3中的气体进行监测，当不满足第二控制装置2中的工作模式参数要求时，利用第二电磁阀控制模块控制各个气源的开闭进行补充。

在一个优选的实施例中，当第一控制装置4主动控制或被动检测到某气源电磁阀处于非正常工作状态(关闭或气源进入缓慢)时，反馈至该控制装置的补偿触发模块，从而响应第二控制装置4中的补偿触发模块，相应的反馈至第二控制装置2的其他模块，从而及时接入未输入气源至缓冲腔，此时，并不需要停止第一控制装置工作，两个装置协同工作，保证缓冲腔中的气体相关参数正常，同时对第一控制装置进行报警。

在一个优选的实施例中，第一控制装置4和第二控制装置2中的压力监测模块在监测到缓冲腔3内部的压力高于预设压力值时，及时通过泄压阀泄压。

在一个优选的实施例中，第二控制装置2中的呼吸监测模块实时监测面罩内的吸气和呼气相关参数，实时反馈，进而调整工作模式，并同步给第一控制装置，此时，第二控制装置2根据工作模式参数要求，利用第二电磁阀控制模块控制各个气源的开闭对缓冲腔3进行补充。

需要说明的是：上述各个实施例中的呼吸控制系统的工作时，仅以上述各个部件的工作方式的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述各个实施方式进行合理组合或独立完成，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种呼吸控制系统，其特征在于：包括面罩、第一控制装置、第二控制装置、缓冲腔、空气源装置、氧气装置和加湿装置，所述面罩、第二控制装置、缓冲腔和第一控制装置依次连接，所述空气源装置、氧气装置和加湿装置上各有两个接口，并且通过气管分别与第一控制装置和第二控制装置连接，所述空气源装置、氧气装置和加湿装置与所述第一控制装置的连接气管上分别设有第一、第三和第五电磁阀，所述空气源装置、氧气装置和加湿装置与所述第二控制装置的连接气管上分别设有第二、第四和第六电磁阀；其中，所述第一控制装置至少控制第一、第三和第五电磁阀，所述第二控制装置至少控制第二、第四和第六电磁阀，所述第一控制装置内部至少包括第一流速控制模块、第一氧气浓度监测模块、第一湿度监测模块、第一电磁阀控制模块、第一补偿触发模块；所述第二控制装置内部至少包括第二流速控制模块、第二氧气浓度监测模块、第二湿度监测模块、第二电磁阀控制模块、第二补偿触发模块，其中第一和第二补偿触发模块彼此关联，并且至少用于当其中某一控制装置在主动或被动未接收到相关气源数据信息时工作。

2.根据权利要求1所述的呼吸控制系统，其特征在于，所述第一和第二补偿触发模块彼此关联，并且至少用于当其中某一控制装置在主动或被动未接收到相关气源数据信息时工作具体包括：若某一控制装置主动控制或被动检测到某气源电磁阀处于非正常工作状态时，反馈至该控制装置的补偿触发模块，从而响应另一补偿触发模块，所述另一补偿触发模块反馈至其相对应控制装置的其他模块，从而以接入未输入气源。

3.根据权利要求1所述的呼吸控制系统，其特征在于，所述第一和第二控制装置均可以通过监测氧气浓度、湿度参数来控制各电磁阀的关闭和开启。

4.根据权利要求1所述的呼吸控制系统，其特征在于，所述缓冲腔中还具有加温控制系统。

5.根据权利要求1所述的呼吸控制系统，其特征在于，第二控制装置包括呼吸监测模块和第二模式选择模块，用于监控面罩内侧呼气和吸气参数，依据参数选择不同工作模式。

6.根据权利要求5所述的呼吸控制系统，其特征在于，所述第一控制装置包括第一模式选择模块，当第二控制装置中的工作模式调节后，同步至所述第一模式选择模块。

7.根据权利要求5或6所述的呼吸控制系统，其特征在于，所述第二控制装置在获取到新的工作模式后，调整内部各个模块工作，并通过相应电磁阀的开闭实现对缓冲腔内部气体进行参数调节。

8.根据权利要求7所述的呼吸控制系统，其特征在于，所述缓冲腔内部还具有泄压阀。

9.根据权利要求8所述的呼吸控制系统，其特征在于，所述第一和第二控制装置中均设有压力监测模块。

10.根据权利要求1至9任一项所述的呼吸控制系统，其特征在于，所述空气源装置中设有过滤装置和消毒装置。

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