本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，更具體地，涉及一種呼吸機(jī)。

背景技術(shù)：

呼吸機(jī)作為一種能夠替代或輔助病人完成機(jī)械通氣的醫(yī)療設(shè)備，在臨床上已普遍應(yīng)用。對于那些上了呼吸機(jī)的病人，通常情況下不能自行排痰。如果痰液、痰痂在呼吸道內(nèi)堆積，會直接影響呼吸道的通暢和有效通氣，從而造成患者呼吸急促、血氧濃度下降，嚴(yán)重造成呼吸衰竭、肺不張。同時痰液也是細(xì)菌的溫床，可能會造成患者呼吸系統(tǒng)感染，加重病情。因此，及時而有效的清除痰液是非常必要的，定期吸痰已經(jīng)成為臨床對呼吸機(jī)病人護(hù)理的核心工作之一。常規(guī)的方式是吸痰管吸痰，但是這種侵入式的吸痰方式，由于局部的負(fù)壓很高，加上導(dǎo)管的插入和移動，很容易對氣道造成傷害或氣道疤痕，同時，會中斷病人的機(jī)械通氣，另外痰液的清除也不是很徹底。

專利WO2007054829首次提出了一種與呼吸機(jī)聯(lián)合工作，輔助病人呼吸、咳嗽，去除病人氣道分泌物的咳痰系統(tǒng)，病人咳痰時不必中斷病人的正常呼吸，可以根據(jù)預(yù)設(shè)的咳痰時間和咳痰次數(shù)對病人進(jìn)行咳痰，能夠隨時、即時咳痰。專利CN 201510657436.2則進(jìn)一步豐富了該專利，提升了該咳痰系統(tǒng)的安全性、臨床適應(yīng)能力，避免了咳痰機(jī)工作時呼吸機(jī)的報警等問題，咳痰機(jī)咳出的痰被收集到一個集痰容器里，再定期由護(hù)士通過醫(yī)院配置的中心負(fù)壓吸引系統(tǒng)將痰液吸走。

在以上所列兩個專利中，咳痰機(jī)的觸發(fā)咳痰是依靠系統(tǒng)中的壓力或流量傳感器來判斷呼吸機(jī)對病人實施機(jī)械通氣的進(jìn)程，也就是說，呼吸機(jī)和咳痰機(jī)是沒有通訊的，咳痰機(jī)只是被動地通過檢測呼吸機(jī)氣路的壓力信號，再進(jìn)行處理、分析得到呼吸進(jìn)程的信息，但這通常會帶來以下五個問題：

1、精確性和響應(yīng)快速性：畢竟是兩臺不同的機(jī)器，不能做到呼吸機(jī)與咳痰機(jī)工作的真正同步。在咳痰系統(tǒng)的壓力或流量傳感器檢測到呼吸機(jī)的呼吸進(jìn)程壓力信號轉(zhuǎn)換成電信號后，這個信號要經(jīng)過傳輸、放大、過濾、A/D轉(zhuǎn)換后，再交由信息處理器處理，判斷、發(fā)出指令，然后再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換、功率放大，可驅(qū)動的直流電壓，驅(qū)動閥門或風(fēng)機(jī)工作。這會在控制上有一定程度的時間滯后，影響咳痰效果。

2、安全性：受制于各種環(huán)境條件，呼吸進(jìn)程的檢測可能會帶來錯誤的結(jié)果，容易造成誤判斷，呼吸管路內(nèi)部條件很復(fù)雜，氣態(tài)的水蒸氣和液態(tài)的水，甚至病人咳出的痰，有可能分布于呼吸管路的各個角落，這些因素會直接影響壓力或流量傳感器的檢測結(jié)果的精度，甚至是錯誤的結(jié)果。從而造成安全隱患。

3、采用兩個風(fēng)機(jī)，管路連接復(fù)雜，占用空間體積大，成本高、故障點、泄漏點多。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提出了一種呼吸機(jī)，所述呼吸機(jī)具有更高的精確性、響應(yīng)性及安全性。

本發(fā)明的呼吸機(jī)，包括：吸氣管路，其上設(shè)有渦輪風(fēng)機(jī)、吸氣咳痰兩位四通切換閥、緩沖罐；呼氣管路，其上設(shè)有呼氣閥，所述呼氣閥由一個兩位三通閥通過接收來自所述緩沖罐的壓縮氣體對其進(jìn)行控制；咳痰管路，其上設(shè)有快門閥、所述吸氣咳痰兩位四通切換閥、所述渦輪風(fēng)機(jī)。其中吸氣管路和咳痰管路共用所述吸氣咳痰兩位四通切換閥、所述渦輪風(fēng)機(jī)。

本發(fā)明的呼吸機(jī)，其有益效果在于，使咳痰機(jī)可以作為模塊內(nèi)嵌在呼吸機(jī)中，由此使呼吸機(jī)具有更高的精確性、響應(yīng)性及安全性。

采用同一中央處理器控制，簡化了系統(tǒng)構(gòu)成，并且同一中央處理器對各部分進(jìn)行協(xié)同控制，使呼吸機(jī)的呼吸及咳痰工作達(dá)到真正的同步。

同一中央處理器可以對從傳感器、閥門及風(fēng)機(jī)等多個部件接收的信息進(jìn)行整合處理，在一定程度上減小時間滯后，提高了系統(tǒng)的精確性及快速響應(yīng)性，提升了咳痰效果。

更進(jìn)一步地，吸氣管路和咳痰管路局部共用同一氣動回路，降低了呼吸管路內(nèi)部條件的復(fù)雜程度，因此呼吸供氣與咳痰抽吸可以采用同一個渦輪風(fēng)機(jī)，同一個流量傳感器和壓力傳感器，降低了該呼吸機(jī)的重量和成本，提升了該呼吸機(jī)的便攜性，使呼吸機(jī)的結(jié)構(gòu)更簡單、緊湊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種實施方式的氣路結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

下面參照附圖描述本發(fā)明的實施方式，其中相同的部件用相同的附圖標(biāo)記表示。

本發(fā)明的具有咳痰功能的呼吸機(jī)包括吸氣管路、呼氣管路、咳痰管路；

吸氣管路包括依次相連的空氣輸入口、空氣過濾器、空氧混合罐、吸氣咳痰兩位四通切換閥、渦輪風(fēng)機(jī)、壓力傳感器、流量傳感器、緩沖罐、第一單向閥、氧氣濃度傳感器。吸氣管路還有一個氧氣輸入口，直接與空氧混合罐連接。渦輪風(fēng)機(jī)與一個吸氣控制閥(比例壓力調(diào)節(jié)閥或比例流量調(diào)節(jié)閥)并聯(lián)，以對渦輪風(fēng)機(jī)的輸出壓力和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

呼氣管路包括呼氣閥，呼氣閥由一個兩位三通閥通過接收來自緩沖罐的壓縮氣體對其進(jìn)行控制。

咳痰管路包括由輸入到輸出端依次連接的快門閥、第二單向閥、流量傳感器、壓力傳感器、吸氣咳痰兩位四通切換閥、渦輪風(fēng)機(jī)、空氧混合罐、空氣過濾器。其中和吸氣管路共用的部分包括流量傳感器、壓力傳感器、吸氣咳痰兩位四通切換閥、渦輪風(fēng)機(jī)、空氧混合罐、空氣過濾器。

吸氣管路的輸出口與呼氣管路、咳痰管路的輸入口匯集到一起，與病人連接。

如圖1所示，其工作過程如下：當(dāng)給病人112進(jìn)行機(jī)械通氣時，環(huán)境空氣經(jīng)過過濾器101進(jìn)入空氧混合罐103，空氧混合罐103配置有氧氣輸入口，低壓或者高壓經(jīng)減壓、流量調(diào)節(jié)的氧氣由氧氣輸入口進(jìn)入空氧混合罐103(由于屬于常規(guī)技術(shù)，本發(fā)明未示出)，然后經(jīng)過一個二位四通換向閥104的一個通路(圖1當(dāng)前位置)，進(jìn)入單渦輪風(fēng)機(jī)105的吸入口，單渦輪風(fēng)機(jī)105對混合氣體進(jìn)行增壓，輸出具有一定壓力和流量的混合氣體，再次通過二位四通換向閥105的另一個通路(圖1當(dāng)前位置)，經(jīng)由流量傳感器107及壓力傳感器106，到達(dá)一個具有兩條分支氣路的路口，此時，由于第二單向閥108的存在，輸出的混合氣體將通過緩沖罐113、第一單向閥110支路，把單渦輪風(fēng)機(jī)105輸出的具有一定壓力和流量的氣體交付給病人112；此時，緩沖罐113還有一部分氣體通過一個兩位三通電磁閥115的氣路(圖1的當(dāng)前狀態(tài))進(jìn)入呼氣閥114的控制球囊，將呼氣閥114關(guān)閉，確保交付給病人112的氣體不會從呼氣支路泄露。對所交付氣體的壓力和流量的調(diào)節(jié)采用聯(lián)合單渦輪風(fēng)機(jī)105轉(zhuǎn)速以及吸氣控制閥102調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，經(jīng)過調(diào)節(jié)后，單渦輪風(fēng)機(jī)105產(chǎn)生的多余氣體經(jīng)過吸氣控制閥102返回空氧混合罐103，供單渦輪風(fēng)機(jī)105循環(huán)使用。在空氧混合罐103內(nèi)，空氣和經(jīng)過流量調(diào)節(jié)的氧氣混合，達(dá)到預(yù)設(shè)的氣體濃度。氧氣濃度傳感器111隨時對輸送給病人112的氣體濃度進(jìn)行檢測，并把數(shù)據(jù)反饋給呼吸機(jī)的中央處理器，調(diào)節(jié)氧氣輸入量，以對氧氣濃度進(jìn)行閉環(huán)控制。氧氣濃度傳感器111設(shè)置在空氧混合罐103與病人112之間的管路上。

當(dāng)呼吸機(jī)由吸氣轉(zhuǎn)為呼氣，并且需要PEEP調(diào)節(jié)時，中央處理器控制單渦輪風(fēng)機(jī)105減速以及協(xié)同吸氣控制閥102，使輸出壓力穩(wěn)定在設(shè)定的PEEP值(或由于呼氣閥結(jié)構(gòu)的不同，和設(shè)定的PEEP值比例相關(guān))，使進(jìn)入呼氣閥114球囊的氣體壓力迅速減小，此時，呼氣閥114實質(zhì)已經(jīng)打開，并且已經(jīng)調(diào)節(jié)到了設(shè)定的PEEP值。病人112呼出的氣體將經(jīng)過呼氣閥114的PEEP控制而排放到大氣中。

這時，由于第一單向閥110的反向推開力加上病人112的呼氣壓力大于PEEP值，因此，切斷了通向病人112的氣體輸送。還有，需要注意的，此時，兩位三通電磁閥115仍保持圖1的狀態(tài)，不進(jìn)行切換。

當(dāng)呼吸機(jī)由吸氣轉(zhuǎn)為呼氣，并且不需要PEEP調(diào)節(jié)時，一方面中央處理器控制單渦輪風(fēng)機(jī)105減速以及協(xié)同吸氣控制閥102，使輸出壓力穩(wěn)定在一個小的壓力值，通常在0-1厘米水柱，同時，迅速切換吸氣咳痰兩位四通切換閥104，使呼氣閥114的控制空間通過兩位三通電磁閥115迅速變成負(fù)壓，負(fù)壓值也將大約在0-1厘米水柱之間，此時，由于呼氣閥114控制空間內(nèi)有接近于大氣壓的負(fù)壓生成，呼氣閥114將打開。病人112呼出的氣體經(jīng)過呼氣閥114排到大氣中。另一個可以改變的實施方案是不切換吸氣咳痰兩位四通切換閥104，也不對輸出壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，而是直接關(guān)閉單渦輪風(fēng)機(jī)105，即不對呼氣閥114進(jìn)行控制，此時呼氣閥114全開，也可以實現(xiàn)預(yù)期控制的要求，使病人112呼出的氣體經(jīng)過呼氣閥114排到大氣中。

當(dāng)由吸氣轉(zhuǎn)為咳痰時，兩位三通電磁閥115切換到另一位置，使呼氣閥114的控制空間氣體被密封，從而保持在吸氣壓力失去的情況下，持續(xù)關(guān)閉呼氣回路；吸氣咳痰兩位四通切換閥104得電切換至另一位置，使單渦輪風(fēng)機(jī)105輸出為負(fù)壓；由于第一單向閥110以及快門閥109的存在，也切斷了向病人112輸送混合氣體的管路；單渦輪風(fēng)機(jī)105在原有吸氣速度基礎(chǔ)上加速，并且吸氣控制閥102處于全開狀態(tài)，輸出壓力升高到用戶預(yù)設(shè)的咳痰壓力值后，快門閥109突然打開，病人112肺內(nèi)的氣體和單渦輪風(fēng)機(jī)105產(chǎn)生的負(fù)壓之間產(chǎn)生一個很大的壓力差，導(dǎo)致病人112肺內(nèi)的氣體快速呼出，經(jīng)過快門閥109、第二單向閥108、流量傳感器107、壓力傳感器106，吸氣咳痰兩位四通切換閥104的一個氣路，單渦輪風(fēng)機(jī)105，再經(jīng)吸氣咳痰兩位四通切換閥104的另一個氣路，再經(jīng)過空氧混合罐103、過濾器101，排到大氣中，完成一次咳痰。

需要指出的是，單渦輪風(fēng)機(jī)105如果原來的速度過低，加速到預(yù)期的速度可能會延遲，從而影響咳痰響應(yīng)的快速性，一個解決措施是在本次咳痰的上一次吸氣階段，可以對單渦輪風(fēng)機(jī)105進(jìn)行預(yù)加速，流量和壓力調(diào)節(jié)的任務(wù)交由吸氣控制閥102來完成，這樣，甚至可以不用加速或加速程度有限，從而大大提升咳痰的響應(yīng)速度。

呼吸機(jī)中的各個傳感器，如壓力傳感器、流量傳感器、氧氣濃度傳感器，均與中央處理器連接，向其反饋管路中的各種信號，以便中央處理器對呼吸機(jī)的各部分進(jìn)行協(xié)同控制，從而控制呼吸、咳痰進(jìn)程。

以上所述的實施例，只是本發(fā)明較優(yōu)選的具體實施方式，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)進(jìn)行的通常變化和替換都應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。