WO2022147663A1

WO2022147663A1 - 高流量氧疗仪

Info

Publication number: WO2022147663A1
Application number: PCT/CN2021/070350
Authority: WO
Inventors: 董军
Original assignee: 深圳麦科田生物医疗技术股份有限公司
Priority date: 2021-01-05
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2022-07-14

Abstract

一种高流量氧疗仪，包括制氧单元（12）、外部供氧接口（14）、管路切换单元（15），制氧单元（12）用于接收空气并产出氧气，外部供氧接口（14）用于与外部氧源连通，管路切换单元（15）用于切换制氧单元（12）或外部供氧接口（14）供应氧气，能够自动适配内部供氧或外部供氧的供氧模式，适用于医院、家庭等多种场景。

Description

高流量氧疗仪

技术领域

本申请涉及呼吸治疗技术领域，尤其涉及一种高流量氧疗仪。

背景技术

高流量氧疗对于很多呼吸疾病的患者康复和治疗均有效果，例如可以用于急性低氧呼吸衰竭患者、外科手术后患者、免疫抑制患者、心功能不全患者等，在国内外已有很多的临床应用。但是，现有高流量氧疗仪自身不能提供氧气，需要外接氧源，依赖集中供氧或是外接制氧机。集中供氧时无法移动，只能在有氧气出口的地方使用。

发明内容

本申请提供一种氧疗仪，通过管路切换单元在制氧单元或外部供氧接口切换以供应氧气，能够自动适配内部供氧、外部供氧、内部供氧和外部供氧同时进行等多种场景。从而解决现有技术中高流量氧疗仪受限于外接氧源限制问题，使得本申请的氧疗仪既可以在医院使用，也可以在家中使用，用于慢性呼吸疾病的治疗和康复。

本申请实施例提供一种高流量氧疗仪，包括制氧单元、外部供氧接口、管路切换单元，所述制氧单元用于接收空气并产出氧气，所述外部供氧接口用于与所述外部氧源连通，所述管路切换单元用于切换所述制氧单元或所述外部供氧接口供应氧气。

本申请的方案，通过管路切换单元在制氧单元或外部供氧接口切换以供应氧气，能够自动适配内部供氧或外部供氧的供氧方式，适用于医院、家庭等多种场景。而现有技术的高流量氧疗仪没有内部供氧的功能，更无法完成内部供氧和外部供氧的自主切换，十分依赖外部供氧。而外部供氧需要通过外部集中供氧或外接制氧机等外部氧源，外部氧源往往需要在医院等特定区域才有，外部集中供氧时无法移动，只能在有氧气出口的地方使用。外接制氧机时，由于制氧机与高流量两者的接口不统一，很容易出现漏气或其他不匹配的情况。本申请不仅能够解决现有技术中高流量氧疗仪对外部氧源过度依赖的问题，并且可以实现氧源的自主切换。

一种实施方式中，所述高流量氧疗仪还包括主控单元，所述主控单元分别与所述制氧单元和所述管路切换单元电连接，所述主控单元用于控制所述管路切换单元的切换以实现对氧源的选择，所述主控单元用于控制所述制氧单元制造氧气。

本实施例的方案，通过设置主控单元，能够控制制氧单元的制氧以及控制管路切换单元对氧源的选择，主控单元作为整个氧疗仪的指挥中心，能够实现信号的检测和各个单元之间的协调控制，从而保证氧疗仪的正常工作。

一种实施方式中，所述氧疗仪还包括传感器，所述传感器与所述主控单元电连接，所述传感器用于检测所述外部氧源的供氧情况并生成信号发送给所述主控单元，所述主控单元根据所述信号判断所述外部氧源的供氧情况。

本实施例的方案，通过设置传感器，能够检测外部氧源的供氧情况，为主控单元选择供氧模式提供依据，能够自动的适配外部供氧、内部供氧等场景。

一种实施方式中，当所述主控单元判定所述外部氧源已供氧，则所述主控单元指令所述管路切换单元连通至所述外部供氧接口；当所述主控单元判定所述外部氧源未供氧，所述主控单元指令所述管路切换单元连通至所述制氧单元。

本实施例的方案，主控单元通过传感器的检测信号，判断供氧情况从而因地制宜地选择最佳的供氧模式，以实现氧源的有效利用。

一种实施方式中，所述高流量氧疗仪还包括空氧处理组件，所述空氧处理组件用于接收空气和氧气并产出适用于患者的气体，其中，所述空氧处理组件接收的氧气来自所述管路切换单元。

本实施例的方案，空氧处理组件用于对接收的氧气和空气进行进一步处理，例如混合均匀、加湿等，从而输出适用于患者的气体。

一种实施方式中，所述空氧处理组件包括空氧比例调节单元，所述空氧比例调节单元与所述管路切换单元连通，所述空氧比例调节单元接收空气和来自于所述管路切换单元的氧气，所述空氧比例调节单元用于调节空气和氧气的比例，并输出特定浓度的空氧混合气体。

本实施例的方案，通过设置空氧比例调节单元来调整空气和氧气的比例，输出特定浓度的空氧混合气体，针对不同需求的病人可以提供不同浓度的空氧混合气体，从而达到更好的治疗效果。

一种实施方式中，所述空氧处理组件包括空氧混合单元，所述空氧混合单元与所述空氧比例调节单元连通，所述空氧混合单元接收来自所述空氧比例调节单元的所述空氧混合气体，所述空氧混合单元将所述空氧混合气体中的氧气和空气混合均匀。

本实施例的方案，通过设置空氧混合单元，使得氧气和空气充分混合，实现氧气的均匀分布。

一种实施方式中，所述空氧处理组件包括空氧压缩单元和湿化单元，所述空氧压缩单元与所述空氧混合单元连通，接收并压缩来自所述空氧混合单元的所述空氧混合气体；所述湿化单元与所述空氧压缩单元连通，接收并加湿来自所述空氧压缩单元的所述空氧混合气体。

本实施例的方案，通过设置空氧压缩单元，实现对空氧混合气体的增压，进而调节空氧混合气体的流量；通过设置湿化单元，形成湿润的空氧混合气体，减少气体进入患者鼻腔的刺激性，提高患者舒适度。

一种实施方式中，所述高流量氧疗仪包括过滤单元，所述过滤单元分别与所述制氧单元和所述空氧比例调节单元连通，所述过滤单元接收空气并对空气进行净化过滤，所述过滤单元将净化后的空气分别输送给所述制氧单元和所述空氧比例调节单元。

本实施例的方案，通过设置过滤单元，对吸入的空气进行过滤，以降低空气中的灰尘、水汽和小颗粒，实现对空气进行净化过滤。

一种实施方式中，所述主控单元与所述空氧比例调节单元、所述空氧混合单元、所述空氧压缩单元和所述湿化单元中的至少一个电连接。

本实施例的方案，通过主控单元与空氧处理组件中至少一个单元的电连接，实现相应的空氧处理需求，如主控单元与空氧比例调节单元电连接，用于调整空气和氧气的比例，输出特定浓度的空氧混合气体；主控单元与空氧混合单元电连接实现氧气和空气的充分混合；主控单元与空氧压缩单元电连接实现对空氧混合气体的增压；主控单元与湿化单元电连接实现对空氧混合气体的湿度调整。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术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申请的一些实施方式，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是一种实施例的高流量氧疗仪的结构关系图；

图2是一种实施例的高流量氧疗方法流程图；

图3是另一种实施例的高流量氧疗方法流程图。

附图标记说明：

11-空氧处理组件，12-制氧单元，13-过滤单元，14-外部供氧接口，15-管路切换单元，16-主控单元，17-患者接口，111-空氧比例调节单元，112-空氧混合单元，113-空氧压缩单元，114-湿化单元。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，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方式，都属于本申请保护的范围。

本实施例提供一种高流量氧疗仪，高流量氧疗仪属于氧疗设备，传统的低流量氧疗装置提供的氧流量最高一般小于15L/min，远远低于患者的实际吸气峰流量，不足的流量部分会被同时吸入的空气补充，因此吸氧浓度会被严重稀释并且具体浓度不详。高流量氧疗仪的氧流量可达30～60L/Min或以上，高流量氧疗仪由于流量高，一般大于患者的吸气峰流量，病人不会吸入周围空气，能较好的控制吸氧浓度，达到传送稳定浓度的氧气、冲刷患者上气道死腔、产生一定的呼气末气道正压(CPAP，Continuous Positive Airway Pressure)的目的，同时患者耐受性好。

但现有的高流量氧疗仪仍然存在一系列问题，高流量氧疗仪自身不能提供氧气，需要外接氧源，依赖外部集中供氧或是外接制氧机。使用外部氧源供氧时氧疗仪无法移动，只能在有氧气出口的地方使用。

如图1所示，为解决现有高流量氧疗仪的问题，本实施例提供一种能够自主选择氧源的高流量氧疗仪。其包括制氧单元12、外部供氧接口14、管路切换单元15，制氧单元12用于接收空气并产出氧气，外部供氧接口14用于与外部氧源连通，管路切换单元15用于切换制氧单元12或外部供氧接口14供应氧气。

在本实施方式中，制氧单元12用于制备氧气，制氧单元12与管路切换单元 15通过第一通气管路连接。制氧单元12制氧可以采用不同的方式，包括但不限于分子筛制氧，分子筛制氧是指在常温下采用分子筛的吸附特性，从空气中分离制取氧气。分子筛制氧具体采用变压吸附法(Pressure Swing Adsorption，

PSA)。制氧单元12的设置可以在不存在外部氧源的情况下自行提供氧气供应，以及当存在外接氧源但是外接氧源的接口与氧疗仪接口不适配时，制氧单元12也可以提供氧气支持，从而扩大氧疗仪的使用场景，为患者提供更多便利。

外部供氧接口14和管路切换单元15通过第二通气管路连接，其中，外部供氧接口14用于与外部氧源连通。可选的，外部氧源可以是外部集中供氧或外部制氧机供氧。

管路切换单元15可以在制氧单元12或外部供氧接口14之间切换，从而实现对氧源的选择。可选的，管路切换单元15采用电控阀来进行气路切换。当管路切换单元15切换至制氧单元12时，制氧单元12产生的氧气通过第一通气管路进入管路切换单元15。当管路切换单元15切换至外部供氧接口14时，外部供氧接口14接收外部氧源(如外部集中供氧或外接制氧机)，外部供氧接口14通过第二通气管路将氧气输送给管路切换单元15。在一种实施方式中，在有外部供氧的情况下，管路切换单元15优先连通至外部供氧接口14，在外部氧源未供氧的情况下，管路切换单元15则切换连通至制氧单元12。在其他实施方式中，管路切换单元15也可以同时连通外部供氧接口14和制氧单元12，例如虽然存在外部氧源但是氧源的流量供应不足时，管路切换单元15在连接外部供氧接口14的基础上可以同步连通制氧单元12；反之，在制氧单元12的供氧不足时，管路切换单元15可以同步连通至外部供氧接口14，以实现氧气的充足供应。

在一种实施方式中，高流量氧疗仪还包括主控单元16，主控单元16分别与制氧单元12和管路切换单元15电连接，主控单元16用于控制管路切换单元15的切换以实现对氧源的选择，主控单元16用于控制制氧单元12制造氧气。需要说明的是，管路切换单元15可以不需要通过主控单元16控制，也可以通过手动调整管路切换单元15以实现管路切换单元15在制氧单元12和外部供氧接口14之间的切换。主控单元16作为整个氧疗仪的指挥中心，能够实现信号的检测和各个单元之间的协调控制，从而保证氧疗仪的正常工作。

在一种实施方式中，氧疗仪还包括传感器，传感器与主控单元16电连接，传感器用于检测外部氧源的供氧情况并据此生成信号发送给主控单元16，主控单元16根据信号判断外部氧源的供氧情况并据此控制管路切换单元15选择氧气来源。可选的，传感器设置于第二通气管路上，设于外部供氧接口14和管路切换单元15之间。可选的，传感器可以通过包括但不限于检测外部供氧接口14处的气体压力、流量、氧气浓度等方式来进行检测，即可以采用压力传感器、流量传感器、氧气浓度传感器等。

在一种实施方式中，主控单元16接收来自于传感器的检测信号，主控单元16根据该信号判断外部氧源的供氧情况并据此控制空氧处理组件11切换氧气来源。主控单元16根据该流量信号判断是否存在外部氧源以及外部氧源的流量大小。在一种实施方式中，若主控单元16判定外部氧源已供氧，则主控单元16指令管路切换单元15优先连通至外部供氧接口14，若主控单元16判定外部氧源未供氧，则主控单元16指令管路切换单元15连通至制氧单元12；在其他实施方式中，若主控单元16判定外部氧源未供氧，则主控单元16指令管路切换单元15连通至制氧单元12；当主控单元16判定外部氧源已供氧且氧气充足，则主控单元16指令管路切换单元15连通至外部供氧接口14；当主控单元16判定外部氧源已供氧但氧气不充足，则主控单元16指令管路切换单元15同时连通外部供氧接口14和制氧单元12。由此实现氧源的自主选择。

在一种实施方式中，高流量氧疗仪还包括空氧处理组件11，空氧处理组件11用于接收空气和氧气并产出适用于患者的气体，其中，空氧处理组件11与管路切换单元15通过第三通气管路连接，空氧处理组件11接收来自管路切换单元15的氧气。

在一种实施方式中，空氧处理组件11包括空氧比例调节单元111，空氧比例调节单元111通过第三通气管路与管路切换单元15连通，空氧比例调节单元111接收空气和来自于管路切换单元15的氧气，空氧比例调节单元111用于调节空气和氧气的比例，并输出特定浓度的空氧混合气体。空氧比例调节单元111可以针对不同需求的病人可提供不同浓度的空氧混合气体，从而达到更好的治疗效果。

在一种实施方式中，空氧处理组件11包括空氧混合单元112，空氧混合单元112通过第三通气管路与空氧比例调节单元111连通，空氧混合单元112接收来自空氧比例调节单元111的空氧混合气体，空氧混合单元112将空氧混合气体中的氧气和空气混合均匀。

在一种实施方式中，空氧处理组件11包括空氧压缩单元113和湿化单元114，空氧压缩单元113通过第三通气管路与空氧混合单元112连通，接收并压缩来自空氧混合单元112的空氧混合气体，可选的，空氧压缩单元113采用高速涡轮风机来实现增压。进一步的，高速涡轮风机可以选用无刷电机，通过采用脉冲宽度调制技术(Pulse Width Modulation，PWM)对电机的转速进行调节，实现对空氧混合气体的增压，进而调节空氧混合气体的流量。

湿化单元114通过第三通气管路与空氧压缩单元113连通，接收并加湿来自空氧压缩单元113的空氧混合气体。可选的，湿化单元114采用加湿盒来实现。空氧混合气体从加湿盒的入口进入，经加湿后从出口输出。把空氧混合气体通过湿化单元114进行加湿，提高患者的舒适度，加湿可以增加呼吸道黏膜的湿度，有利于分泌物的排出，避免出现干燥问题。在其他实施方式中，空氧处理组件11还可以有加热单元，对空氧混合气体进行适当加热，减少冷空气进入患者呼吸道的刺激性。

在一种实施方式中，空氧处理组件11的内部结构均通过第三通气管路连接，具体的，第三通气管路连通空氧比例调节单元111、空氧混合单元112、空氧压缩单元113和湿化单元114。此外，空氧处理组件11和管路切换单元15之间、空氧处理组件11和患者接口17之间，也通过第三通气管路连通。在一种实施方式中，第三通气管路依次连接：管路切换单元15、空氧比例调节单元111、空氧混合单元112、空氧压缩单元113和湿化单元114、患者接口17。

在一种实施方式中，高流量氧疗仪包括过滤单元13，过滤单元13分别与制氧单元12和空氧比例调节单元111连通，过滤单元13用于接收空气并对吸入的空气进行净化过滤，以降低空气中的灰尘、水汽和小颗粒。过滤单元13将净化后的空气分别输送给制氧单元12和空氧比例调节单元111。过滤单元13将净化后的空气输送给制氧单元12用于氧气的制备。在其他实施方式中，过滤单元13可以是空氧处理组件11的组成部分。可选的，过滤单元13包括过滤网和位于过滤网靠近空氧处理组件11一侧的过滤棉，过滤棉可以采用单层方式。

在一种实施方式中，主控单元16与空氧比例调节单元111、空氧混合单元 112、空氧压缩单元113和湿化单元114中的至少一个电连接。具体的，主控单元16可以与上述单元中的一个单元进行电连接，也可以与上述单元的多个单元进行电连接，也可以与上述单元的全部单元进行电连接。

主控单元16与空氧比例调节单元111电连接，主控单元16根据用户的设置，通过调节空氧比例调节单元111来调整空气和氧气的比例，输出特定浓度的空氧混合气体；主控单元16与空氧混合单元112电连接，主控单元16控制空氧混合单元112充分混合氧气和空气,在其他实施方式中，空氧混合单元112可以不与主控单元16电连接；主控单元16与空氧压缩单元113电连接，空氧压缩单元113在主控单元16的指令下实现对空氧混合气体的增压；主控单元16与湿化单元114电连接，主控单元16根据用户对空氧混合气体的湿度需求，指令湿化单元114对空氧混合气体进行湿度调整。

在一种实施方式中，氧疗仪包括显示屏和按键，显示屏可以显示当前的供氧模式，比如是外部集供氧还是内部制氧单元12供氧，亦或是外部集中供氧与内部制氧单元12供氧同步进行。显示屏还可以显示空氧混合气体的氧气浓度和流量，使得病人或医生对当前的空氧混合气体情况有一个直观的了解；病人或医生还通过按键对空氧混合气体的氧气浓度、流量、湿度、供氧模式进行设置，可以根据患者呼吸疾病不同阶段不同需求，采用相应的治疗方式，以实现灵活调整。

在一种实施方式中，如图2所示，提供一种高流量氧疗方法，包括：

S11：传感器检测外部供氧接口14的供氧情况并生成信号；

S12：传感器将信号发送给主控单元16；

S13：主控单元16接收信号；

S14:主控单元16根据信号判断外部氧源的供氧情况；

S141：若主控单元16判定外部氧源已供氧，则主控单元16指令管路切换单元15连通至外部供氧接口14；

S142：若主控单元16判定外部氧源未供氧，则主控单元16指令管路切换单元15连通至制氧单元12。

在另一种实施方式中，如图3所示，提供一种高流量氧疗方法，包括：

S21：传感器检测外部供氧接口14的供氧情况并生成信号；

S22：传感器将信号发送给主控单元16；

S23：主控单元16接收信号；

S24:主控单元16根据信号判断外部氧源的供氧情况；

S241：若主控单元16判定外部氧源未供氧，则主控单元16指令管路切换单元15连通至制氧单元12；

S242：若主控单元16判定外部氧源已供氧且氧气充足，则主控单元16指令管路切换单元15连通至外部供氧接口14；

S243：若主控单元16判定外部氧源已供氧但氧气不充足，则主控单元16指令管路切换单元15同时连通外部供氧接口14和制氧单元12。

本申请实施方案所提供的高流量氧疗仪至少具有以下优点：

1.能够自动适配内部供氧、外部供氧、内部供氧和外部供氧同时供氧等多种供氧方式，适用于医院、家庭等多种场景，不过度依赖外部氧源。

2.氧浓度恒定：相比于传统的低流量氧疗装置，本申请实施方案中的高流量氧疗仪所输出的空氧混合气体流量大于患者的吸气峰流量，从而保证吸入氧浓度的恒定。

3.良好的温湿化效果：能提供温度适宜(如37℃)、湿度适当的空氧混合气体，提高患者的舒适度，减少对患者呼吸道粘膜的刺激性。

4.产生一定气道正压：空氧压缩单元113加压后的空氧混合气体，在患者口腔闭合良好的情况下，可产生一个类似持续气道正压(CPAP，Continuous Positive Airway Pressure)的作用，改善肺顺应性，并提高氧合作用。

以上所揭露的仅为本申请一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本申请权利要求所作的等同变化，仍属于申请所涵盖的范围。

Claims

一种高流量氧疗仪，其特征在于，包括制氧单元、外部供氧接口、管路切换单元，所述制氧单元用于接收空气并产出氧气，所述外部供氧接口用于与所述外部氧源连通，所述管路切换单元用于切换所述制氧单元或所述外部供氧接口供应氧气。
根据权利要求1所述的高流量氧疗仪，其特征在于，所述高流量氧疗仪还包括主控单元，所述主控单元分别与所述制氧单元和所述管路切换单元电连接，所述主控单元用于控制所述管路切换单元的切换以实现对氧源的选择，所述主控单元用于控制所述制氧单元制造氧气。
根据权利要求2所述的高流量氧疗仪，其特征在于，所述氧疗仪还包括传感器，所述传感器与所述主控单元电连接，所述传感器用于检测所述外部氧源的供氧情况并生成信号发送给所述主控单元，所述主控单元根据所述信号判断所述外部氧源的供氧情况。
根据权利要求3所述的高流量氧疗仪，其特征在于，当所述主控单元判定所述外部氧源已供氧，则所述主控单元指令所述管路切换单元连通至所述外部供氧接口；当所述主控单元判定所述外部氧源未供氧，所述主控单元指令所述管路切换单元连通至所述制氧单元。
根据权利要求1至4任一项所述的高流量氧疗仪，其特征在于，所述高流量氧疗仪还包括空氧处理组件，所述空氧处理组件用于接收空气和氧气并产出适用于患者的气体，其中，所述空氧处理组件接收的氧气来自所述管路切换单元。
根据权利要求5所述的高流量氧疗仪，其特征在于，所述空氧处理组件包括空氧比例调节单元，所述空氧比例调节单元与所述管路切换单元连通，所述空氧比例调节单元接收空气和来自于所述管路切换单元的氧气，所述空氧比例调节单元用于调节空气和氧气的比例，并输出特定浓度的空氧混合气体。
根据权利要求6所述的高流量氧疗仪，其特征在于，所述空氧处理组件包括空氧混合单元，所述空氧混合单元与所述空氧比例调节单元连通，所述空氧混合单元接收来自所述空氧比例调节单元的所述空氧混合气体，所述空氧混合单元将所述空氧混合气体中的氧气和空气混合均匀。
根据权利要求6或7任一项所述的高流量氧疗仪，其特征在于，所述空氧处理组件包括空氧压缩单元和湿化单元，所述空氧压缩单元与所述空氧混合单元连通，接收并压缩来自所述空氧混合单元的所述空氧混合气体；所述湿化单元与所述空氧压缩单元连通，接收并加湿来自所述空氧压缩单元的所述空氧混合气体。
根据权利要求6所述的高流量氧疗仪，其特征在于，所述高流量氧疗仪包括过滤单元，所述过滤单元分别与所述制氧单元和所述空氧比例调节单元连通，所述过滤单元接收空气并对空气进行净化过滤，所述过滤单元将净化后的空气分别输送给所述制氧单元和所述空氧比例调节单元。
根据权利要求8任一项所述的高流量氧疗仪，其特征在于，所述主控单元与所述空氧比例调节单元、所述空氧混合单元、所述空氧压缩单元和所述湿化单元中的至少一个电连接。