专利名称：呼吸机中的活塞运动方向的检测方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及呼吸机领域，更具体地，涉及一种呼吸机中的活塞运动方向的检测方 法和装置。
背景技术：
在电动呼吸机中，采用活塞式结构供气是一种普遍的方法。活塞式结构主要包括 活塞，气缸，曲柄，连杆，减速电机等部件。其中电机与气缸固定，减速电机转动时，通过曲 柄-连杆机构带动活塞运动。通常设计缸体的容积大于患者一次所需的吸气量(潮气量)。患者吸气阶段，活塞 由初始位置前行至所需潮气量位置；呼气阶段，活塞返回至初始位置。这样，靠活塞的往复 运动实现患者的呼吸。活塞式呼吸机的使用过程中，必须保证活塞运动与患者呼吸节奏同步，即在吸气 阶段活塞前进，在呼气阶段，活塞回退至初始位置。同步对患者至关重要，只有同步才能起 到救治病人的作用，否则呼吸机失去应有效果甚至发生人机对抗，引发严重事故。这就要求 必须对活塞运动方向作出检测与判定。目前，活塞方向的检测主要依靠电机本身的反馈信号，如无刷直流电机系统使用 其内部霍尔信号组成的序列来判定，但其可靠性高度依赖于硬件系统的实时性，极容易发 生信号丢失和误判，实用性较差。
发明内容
本发明旨在提供一种呼吸机中的活塞运动方向的检测方法和装置，能够解决相关 技术中活塞运动方向的检测方法的可靠性不高等问题。为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种活塞运动方向的检测方 法，其包括在吸气的过程中检测由活塞运动产生的气流的流量和气压；若流量大于第一 阈值且气压大于第二阈值，则判断出活塞的运动方向正确。优选的，第一阈值为0. 5-3升/分钟。优选的，第二阈值为0.5-5厘米水柱。优选的，若流量小于等于第一阈值或者气压小于等于第二阈值，则判断出活塞的 运动方向错误。优选的，在判断出活塞的运动方向错误之后，停止活塞运动，并发出报警。为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，提供了一种呼吸机中的活塞运动 方向的检测装置，其包括流量传感器，设置在呼吸机的管路中，用于在吸气的过程中检测 由活塞运动产生的气流的流量；压力传感器，设置在呼吸机的管路中，用于在吸气的过程中 检测由活塞运动产生的气流的气压；处理单元，与流量传感器和压力传感器连接，用于在流 量大于第一阈值且气压大于第二阈值时，判断出活塞的运动方向正确。优选的，上述活塞运动方向的检测装置还包括报警单元，与处理单元连接，用于在流量小于等于第一阈值或者气压小于等于第二阈值时，接收来自处理单元的指示信号， 并根据指示信号发出报警，其中，指示信号指示活塞的运动方向错误。优选的，第一阈值为0.5-3升/分钟。优选的，第二阈值为0.5-5厘米水柱。因为采用对管路中的气流本身进行测量，解决了活塞方向的判定不可靠的问题， 提高了呼吸机的安全性，并且使用方便，不增加成本。
附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实 施例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是根据本发明实施例的呼吸机的示意图；图2是根据本发明实施例的呼吸机中的活塞运动方向的检测方法的流程图；图3是根据本发明实施例的呼吸机中的活塞运动方向的检测装置的结构框图。
具体实施例方式下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。图1是根据本发明实施例的呼吸机的示意图。如图1所示，呼吸机主要包括活塞 1、出气单向阀2、电控呼气阀3、压力传感器5、流量传感器6、进气口 7、进气单向阀8、气缸 9、连杆10和曲柄11。呼吸机供气开始时，曲柄11位于初始位置AB处，活塞处于点C位置，电控呼气阀3 关闭。供气中，减速电机轴带动AB顺时针旋转，活塞1向气缸9的底部推进。被活塞排挤 出的气流经出气单向阀2、流量传感器6流向肺4内。当活塞到达点(^时(曲柄11与连杆 10铰接点旋转至B1点)，吸气结束，活塞排挤出的气体全部进入肺部，此部分气体对应于呼 吸机设定参数，例如，潮气量(即一次吸入肺部的气体气积)。呼气过程中，电控呼气阀打开，肺内气体排入大气，活塞由(^退回至点C，空气由进 气口 7、经进气单向阀8补入气缸内部。在本实施例中，当患者吸气时，气缸9、管路、肺4三者成一封闭空间。气体的运动 方向由气缸9通过管路流向肺4。管路中安装的流量传感器6具有的量程为0 150L/M、 而管路中安装的压力传感器5具有的量程为0 80cm H20。图2是根据本发明实施例的呼吸机中的活塞运动方向的检测方法的流程图。如图 2所示，该检测方法主要包括如下的步骤S21，在吸气的过程中检测由活塞运动产生的气流的流量和气压；在活塞离开初始位置C前进时，流量传感器6检测气流的流量，压力传感器5检测 气流的气压。S22，若流量大于第一阈值且气压大于第二阈值，则判断出活塞的运动方向正确。在本实施例中，第一阈值可以为0. 5-3L/M(升/分钟)，第二阈值为0. 5_5cm H20(厘米水柱)。当流量大于第一阈值且气压大于第二阈值，则判定活塞的运动方向正确；否则，若 所述流量小于等于第一阈值或者所述气压小于等于第二阈值，则判断出活塞的运动方向错误。此时，立即停止活塞，并通知报警单元发出报警。因为采用对管路中的气流本身进行测量，解决了活塞方向的判定不可靠的问题， 提高了呼吸机的安全性，并且使用方便，不增加成本。图3是根据本发明实施例的呼吸机中的活塞运动方向的检测装置的结构框图。如 图3所示，该检测装置包括流量传感器31，设置在呼吸机的管路中，用于在吸气的过程中 检测由活塞运动产生的气流的流量；压力传感器32，设置在呼吸机的管路中，用于在吸气 的过程中检测由活塞运动产生的气流的气压；处理单元33，与流量传感器和压力传感器连 接，用于在流量大于第一阈值且气压大于第二阈值时，判断出活塞的运动方向正确。进一步，上述检测装置还包括报警单元34，与处理单元33连接，用于在流量小于 等于第一阈值或者气压小于等于第二阈值时，接收来自处理单元33的指示信号，并根据指 示信号发出报警，其中，指示信号指示活塞的运动方向错误。本实施例中的检测装置可以采用图2所示的检测方法来检测活塞的运动方向是 否正确，故在此对该检测装置的详细工作流程不再赘述。因为采用对管路中的气流本身进行测量，解决了活塞方向的判定不可靠的问题， 提高了呼吸机的安全性，并且使用方便，不增加成本。显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而可以将它们存储在 存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中 的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬 件和软件结合。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。
权利要求
1.一种呼吸机中的活塞运动方向的检测方法，其特征在于，包括在吸气的过程中检测由活塞运动产生的气流的流量和气压；若所述流量大于第一阈值且所述气压大于第二阈值，则判断出活塞的运动方向正确。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一阈值为0.5-3升/分钟。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二阈值为0.5-5厘米水柱。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，若所述流量小于等于第一阈 值或者所述气压小于等于第二阈值，则判断出活塞的运动方向错误。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在判断出活塞的运动方向错误之后，停止 活塞运动，并发出报警。
6.一种呼吸机中的活塞运动方向的检测装置，其特征在于，包括流量传感器，设置在呼吸机的管路中，用于在吸气的过程中检测由活塞运动产生的气 流的流量；压力传感器，设置在所述呼吸机的管路中，用于在吸气的过程中检测由所述活塞运动 产生的气流的气压；处理单元，与所述流量传感器和所述压力传感器连接，用于在所述流量大于第一阈值 且所述气压大于第二阈值时，判断出活塞的运动方向正确。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括报警单元，与处理单元连接，用于在所述流量小于等于第一阈值或者所述气压小于等 于第二阈值时，接收来自所述处理单元的指示信号，并根据所述指示信号发出报警，其中， 所述指示信号指示活塞的运动方向错误。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第一阈值为0.5-3升/分钟。
9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第二阈值为0.5-5厘米水柱。
全文摘要
本发明提供了一种呼吸机中的活塞运动方向的检测方法和装置，其中，该呼吸机中的活塞运动方向的检测方法包括在吸气的过程中检测由活塞运动产生的气流的流量和气压；若流量大于第一阈值且气压大于第二阈值，则判断出活塞的运动方向正确。因为采用对管路中的气流本身进行测量，解决了活塞方向的判定不可靠的问题，提高了呼吸机的安全性，并且使用方便，不增加成本。
文档编号A61M16/00GK102116778SQ200910217570
公开日2011年7月6日 申请日期2009年12月31日 优先权日2009年12月31日
发明者王军, 金文贤, 高祥 申请人:北京谊安医疗系统股份有限公司