一种新型变压变位机械通气系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于机械医疗技术领域，尤其涉及一种新型变压变位机械通气系统，是一种针对呼吸困难、呼吸窘迫综合征(ARDS)及急性呼吸衰竭的患者实施救治的非损伤性机械通气设备，该设备结合同步变位和变压两种辅助呼吸模式，完成无创、高效通气。
【背景技术】
[0002]呼吸机作为一种重要的医疗仪器，它的控制方式关系到病人的安全性、舒适度以及治疗的可靠性、时效性。因此，呼吸机系统控制方式的合理选择尤为重要。近年来，随着计算机技术的应用，呼吸机研宄中的智能控制技术得到了快速发展，掌握和运用呼吸机智能控制技术拓宽其应用范围，对提高了急危重症呼吸衰竭患者救治成功率，延长患者的存活时间具有重要作用。
[0003]自20世纪80年代以来，机械通气技术迅速发展，1981年Servo 900c和Engstrom呼吸机开发出压力支持通气(Pressure Support Ventilat1n, PSV)模式，PSV与SIMV很快成为部分通气支持的常用模式。1980年Gattinoni采用体外C02去除(ECco2R)技术与低频正压通气相结合治疗急性呼吸衰竭，可降低急性呼衰的死亡率。Ravizza于1983年发现延长吸气时间可改善氧合，从而提出反比通气模式。美国伟康公司于1989年研制出双水平气道正压通气(BiPAP)模式，尤适宜于睡眠呼吸暂停患者。
[0004]机械通气技术已经历了数百年的改进和完善，如今正压通气技术已经成为了当前治疗呼吸衰竭、实现呼吸维持的主要手段，应用了到社会各级主要医院。但是正压通气也存在着诸如呼吸机相关肺炎、肺损伤、动态性过度充盈、低血压和撤机困难等弊端，使得该技术在实现呼吸维持功能的同时也给病患者带来了更严重的生命威胁。随着人类物质文明和精神文明的高速发展，人类的要求已不是过去那种能挽救生命、保住生命，而是追求治疗的安全性、微创或无创、无后遗症，为了满足发展要求，许多人一直在致力于对正压通气技术的改进完善研宄，但由于正压通气技术自身存在的缺陷使得这些改进方法没有达到明显的效果，因此大家都在寻求更加安全有效的新的机械通气方法。
【发明内容】
[0005]针对上述现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于，提供一种新型变压变位机械通气系统，本发明的机械通气系统结构简单、成本低廉，打破了正压机械通气的传统模式，通过巧妙地运用与呼吸同步变换体位和对斜俯卧位悬空腹变压的方法，通过重力和惯性力的作用，充分调动、发挥膈肌的呼吸潜能，不仅充分利用横隔膜在呼吸过程中的效用，而且提高了呼吸潮气量。
[0006]为了实现上述任务，本发明采用如下的技术解决方案:
一种新型变压变位机械通气系统，其特征在于，包括转动床体、旋转支架、落地支架以及电路控制及驱动单元，所述的转动床体包括头胸托板(I)、头面托枕(2)、腹部托板(3)、腹部托板转轴(4 )、腹腿托板(5 )、小腿托板转轴(6 )和小腿托板(7 )，所述的头面托枕(2 )安装在头胸托板(I)上，所述的腹部托板转轴(4)连接在腹部托板(3)和腹腿托板(5)之间，所述的腿托板转轴(6)连接在腹腿托板(5)和小腿托板(7)之间；所述的旋转支架包括固定架转轴(10)、床体固定架(11)和圆弧轮(13)，所述的转轴(10)通过四根金属臂与床体固定架(11)相连，所述床体固定架(11)将圆弧轮(13)与转动床体连成一体；所述的落地支架包括支撑脚架(14)和支撑底架(15)，所述的支撑脚架(14)与固定架转轴(10)相连；所述的电路控制及驱动单元包括电路控制箱(8 )、摇杆驱动单元(9 )和电机驱动轮(12 )，所述的电路控制箱(8)安装在头胸托板(I)的下方，所述的摇杆驱动单元(9)连接腹部托板(3)，所述的电机驱动轮(12 )驱动圆弧轮(13 )转动。
[0007]该新型变压变位机械通气系统中，所述电路控制箱(8)控制电机驱动轮(12)旋转使圆弧轮(13)与转动床体一起前后来回滚动；所述的摇杆驱动单元(9)包括动力电机和减速器，将电机的旋转运动转换成腹部托板(3)的上下往复运动；系统采用PC机作为上位控制器，通过编程对数字运动控制卡，进行输出控制，完成电机要求动作，所述的数字运动控制卡型号为 Advantech PC1-1240。
[0008]本发明的有益效果是:
本发明采用伏卧同步变压、变位方式进行辅助呼吸，伏卧同步变位时，当患者开始吸气后，人体由平躺变为倾斜，此时横隔膜因受到重力和惯性力的作用而向足侧移动，形成肺内负压，辅助吸气；而当患者开始呼气后，人体由倾斜变为平躺，此时横隔膜因受到重力和惯性力的作用而向头侧移动，对肺部形成正压，辅助呼气。俯卧同步变压，是令患者斜俯卧在有腹下托板的床体上，当患者开始吸气后，腹下托板从床面位置开始下移最终至脱离腹部的位置，此时患者腹部悬空、下垂，拉动横隔膜向足侧移动，形成肺内负压，辅助吸气；当患者开始呼气后，腹下托板开始向上复位，最后恢复至床面位置，此时患者腹部被向上托压，横隔膜向头侧移动，形成肺内正压，辅助呼气。同步变位压，是俯卧同步变位和同步变压的双重作用，能更有效地形成肺内正、负压，辅助呼、吸气。
[0009]与基于传统正压通气方法的呼吸机相比，该新型变压变位机械通气系统有如下几个特点:
(I)无创通气。该新型变压变位机械通气系统采用的是托压腹部和变换体位的方法实现通气，无须经鼻插入导管或割开喉咙，因此实现了真正意义上的无创通气。
[0010](2)高效通气。实验表明斜俯卧位时与呼气时相同步托压悬空的腹部所测得的潮气量和以大角度与呼吸同步变换体位时的潮气量相近，均高达静态时的2倍以上，对受试者同时实施上述两种方法，所测得的潮气量可高达静态呼吸潮气量的3倍以上；与呼吸同步变换体位时测得的潮气量均明显大于各种体位静态时的潮气量，有的甚至可高出静态的I倍以上。
[0011]腹部托压机械通气系统分为两个基本工作模式:
(1)辅助通气(AssitedVentilat1n, AV)模式:是自主呼吸与呼吸床通气同步叠加的通气模式，呼吸频率由患者呼吸决定，并由患者触发机械通气，潮气量则由呼吸机决定。用呼吸传感器信号控制人工呼吸床，使床体腹部托板的变化幅度由潮气量测值自动调节。人工呼吸床的呼、吸动作时相分别占自主呼、吸时相的2/3 ；
(2)控制通气(ControlVentilat1n, CV)模式:指不用自主呼吸触发，呼吸床完全按照预先设定的腹压工作。当潮气量低于预先设置的值时，腹部托板的变位频率和幅度自动增大，先增幅度后增频率。托压板角度变化范围为O?45°可调，频率6?20次/分可调。吸、呼时相比为1:2~1:4可调，人工呼吸床的呼、吸动作时相分别占自主呼、吸时相的2/3。
[0012]本发明的机械通气系统结构简单、成本低廉，巧妙地运用与呼吸同步变换体位和对斜俯卧位悬空腹变压的方法，通过重力和惯性力的作用，充分调动、发挥膈肌的呼吸潜能，不仅充分利用横隔膜在呼吸过程中的效用，而且提高了呼吸潮气量。
【附图说明】
以下结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步的解释说明。
[0013]图1是该通气系统的整体结构示意图；
图2是该通气系统的呼吸床主视图；
图3是该通气系统的呼吸床俯视图；
图4是该通气系统的呼吸床左视图；
图5是该通气系统的腹下托板架主视图；
图6是该通气系统的腹下托板架俯视图；
图7是该通气系统的腹下托板架左视图；
图8是该通气系统的控制总体框图；
图9是该通气系统的软件总体框图；
图10是该通气系统的初始化流程图；
图11是该