自动式精准通气呼吸器及其控制方法

本发明涉及医疗器械，特别涉及一种呼吸器及其控制方法。

背景技术：

1、临床使用的简易呼吸器也称皮球或呼吸囊，是最为简单的人工呼吸装置，在不具备呼吸机等多种情况下，简易呼吸器是给病人进行人工通气的有效手段。

2、现有常用的简易呼吸器一般由弹性气囊、进气阀、呼气阀及面罩等部分构成，利用弹性气囊的压缩与舒张来实现人工呼吸目的。虽然简易呼吸器使用简单，但简易呼吸器的通气效果受操作者、患者及环境条件等多种因素影响，例如，操作者因素方面，研究表示护士心肺复苏时的按压无移位率和简易呼吸器手法固定准确率低，挤压弹性气囊频率过快、手型大小不同会导致患者通气不足或过度通气。患者因素方面，研究显示肥胖、高龄、男性、mallampati分级越高、打鼾史、无牙和有胡须等因素会影响通气质量。此外，医务人员对周围环境的熟悉程度、嘈杂的环境、有无干扰因素的情景变量也会影响通气效果。

3、因此，尽管简易呼吸器看起来相对简单易用，但即使是经过高级培训和经验丰富的医务人员仍然很难正确使用它，操作时也经常出现通气不足或过度通气。不恰当的通气频率和通气量(潮气量)会影响心肺复苏的成功率，通气不足造成组织缺氧；过度通气会增加患者胸腔内压力并损害血流动力学、导致患者出现气压伤、胃内容物返流、误吸等危险，严重时使人窒息或死亡。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是提供一种自动式精准通气呼吸器及其控制方法，以解决现有由人工挤压操作的简易呼吸器无法准确控制通气量及通气频率等技术问题。

2、本发明自动式精准通气呼吸器包括弹性气囊、设置在弹性前端的进气阀、设置在弹性气囊后端的呼吸阀和通过软管与呼吸阀连接的呼吸面罩，本发明自动式精准通气呼吸器还包括壳体、壳盖和弹性气囊挤压器，所述弹性气囊挤压器包括设置在壳体内的电动缸、可编程控制器和蓄电池，所述弹性气囊挤压器还包括设置在壳盖上的触摸屏，所述蓄电池分别与电动缸、可编程控制器和触摸屏电连接；所述可编程控制器的信号输出端与电动缸单向通信连接，所述可编程控制器和触摸屏双向通信连接；所述弹性气囊挤压器还包括与伸出壳体的电动缸推杆相连的动夹板和设置在壳盖上的定夹板，所述弹性气囊设置在动夹板和定夹板之间。

3、进一步，所述壳体包括左壳体和与左壳体连接的右壳体，所述壳盖包括设置在左壳体上的左壳盖和设置在右壳体上的右壳盖，所述电动缸、可编程控制器和蓄电池设置在左壳体内，所述触摸屏设置在左壳盖上，所述定夹板设置在右壳盖上；

4、所述右壳体内设置有气体流量传感器和气体压力传感器，所述呼吸阀和气体流量传感器的进气端通过第一软管连接，所述气体流量传感器的排气端通过第二软管与呼吸面罩连接，所述气体压力传感器设置在第二软管上；

5、所述气体流量传感器和气体压力传感器与可编程控制器的信号输入端单向通信连接。

6、进一步，所述弹性气囊挤压器还包括设置在左壳体内并与可编程控制器单向通信连接的报警器。

7、进一步，所述右壳盖上设置有弹性夹叉，所述弹性气囊后端卡在弹性夹叉中。

8、进一步，所述左壳盖上设置有提手。

9、本发明所述的自动式精准通气呼吸器的控制方法包括以下步骤：

10、1)通过触摸屏在可编程控制器中设置输入变量的具体值，所述输入变量包括性别、身高、每千克体重通气量、呼吸频率及吸呼比，可编程控制器根据性别和身高通过理想体重计算公式计算病人的理想体重，并根据理想体重和每千克体重通气量计算目标通气量；并且可编程控制器根据呼吸频率及吸呼比计算出一个呼吸周期中的吸气时间和呼气时间；

11、2)可编程控制器控制电动缸驱动压板挤压和放松弹性气囊，包括：根据目标通气量控制电动缸推杆的行程，根据吸气时间控制电动缸推杆伸出，根据呼气时间控制电动缸推杆的缩回。

12、进一步，所述的自动式精准通气呼吸器的控制方法还包括可编程控制器控制将气体流量传感器在吸气时间段内采集的气体流量数据与目标通气量进行对比，若两者的误差超出预设的流量误差阈值，则可编程控制器控制报警器报警，并控制电动缸停止工作。

13、进一步，所述的自动式精准通气呼吸器的控制方法还包括可编程控制器将气体压力传感器采集的气压数据与设定的通气压力进行对比，若两者的误差超出预设的气压误差阈值，则可编程控制器控制报警器报警，并控制电动缸停止工作。

14、本发明的有益效果：

15、1、本发明自动式精准通气呼吸器及其控制值方法，其通过可编程控制器来控制电动缸的伸缩行程、伸出时间和缩回时间，进而利用电动缸推动动夹板反复挤压弹性气囊实现对病人通气。由于电动缸的伸缩行程和伸缩时间可控，因此能更好的保证每次挤压产生的通气量稳定一致，通气频率稳定一致，能避免人为操作误差问题。并且呼吸器自动进行通气工作，能减轻医务人工的工作量，避免人工操作通气容易让医务人员疲劳的问题。

16、2、本发明自动式精准通气呼吸器及其控制值方法，根据性别、身高、每千克体重通气量来确定病人的目标通气量及电动缸行程，根据呼吸频率和吸呼比来确定电动缸的伸出时间和缩回时间，从而能保证弹性气囊排出的气体量与病人的需求相符，并能保证弹性气囊的收缩与舒张频率与病人的呼吸频率相符，从而能更好的避免通气量过多或通气量不足的问题。

17、3、本发明自动式精准通气呼吸器及其控制值方法，其还能通过气体流量传感器和气体压力传感器实时监测通气量和通气压力，进而能根据气体流量传感器和气体压力传感器的检测数据及时发现通气异常情况，可保证设备使用的安全性。

技术特征：

1.自动式精准通气呼吸器，包括弹性气囊、设置在弹性前端的进气阀、设置在弹性气囊后端的呼吸阀和通过软管与呼吸阀连接的呼吸面罩，其特征在于：还包括壳体和壳盖；所述自动式精准通气呼吸器还包括弹性气囊挤压器，所述弹性气囊挤压器包括设置在壳体内的电动缸、可编程控制器和蓄电池，所述弹性气囊挤压器还包括设置在壳盖上的触摸屏，所述蓄电池分别与电动缸、可编程控制器和触摸屏电连接；所述可编程控制器的信号输出端与电动缸单向通信连接，所述可编程控制器和触摸屏双向通信连接；所述弹性气囊挤压器还包括与伸出壳体的电动缸推杆相连的动夹板和设置在壳盖上的定夹板，所述弹性气囊设置在动夹板和定夹板之间。

2.根据权利要求1所述的自动式精准通气呼吸器，其特征在于：所述壳体包括左壳体和与左壳体连接的右壳体，所述壳盖包括设置在左壳体上的左壳盖和设置在右壳体上的右壳盖，所述电动缸、可编程控制器和蓄电池设置在左壳体内，所述触摸屏设置在左壳盖上，所述定夹板设置在右壳盖上；

3.根据权利要求1所述的自动式精准通气呼吸器，其特征在于：所述弹性气囊挤压器还包括设置在左壳体内并与可编程控制器单向通信连接的报警器。

4.根据权利要求1所述的自动式精准通气呼吸器，其特征在于：所述右壳盖上设置有弹性夹叉，所述弹性气囊后端卡在弹性夹叉中。

5.根据权利要求1所述的自动式精准通气呼吸器，其特征在于：所述左壳盖上设置有提手。

6.根据权利要求1-5中任一所述的自动式精准通气呼吸器的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的自动式精准通气呼吸器的控制方法，其特征在于：还包括可编程控制器控制将气体流量传感器在吸气时间段内采集的气体流量数据与目标通气量进行对比，若两者的误差超出预设的流量误差阈值，则可编程控制器控制报警器报警，并控制电动缸停止工作。

8.根据权利要求7所述的自动式精准通气呼吸器的控制方法，其特征在于：还包括可编程控制器将气体压力传感器采集的气压数据与设定的通气压力进行对比，若两者的误差超出预设的气压误差阈值，则可编程控制器控制报警器报警，并控制电动缸停止工作。

技术总结
本发明公开了一种自动式精准通气呼吸器及其控制方法，自动式精准通气呼吸器包括弹性气囊、设置在弹性气囊后端的呼吸阀、气体流量传感器、气体压力传感器和弹性气囊挤压器，控制方法包括通过触摸屏在可编程控制器中预设工作参数，可编程控制器根据的预设工作参数控制电动缸工作。本发明通过可编程控制器来控制电动缸的伸缩行程和伸缩速度，进而利用电动缸推动动夹板反复挤压弹性气囊实现对病人通气。当在实际工作中需要对病人通气时，通过触摸屏选择对应的性别及身高，可编程控制器即能找到对应的预设工作参数控制电动缸挤压弹性气囊，使弹性气囊排出的气体流量适合病人的需求相符，从而能避免通气量过多或通气量不足的问题，进而能提高病人抢救效果。

技术研发人员：杨相梅,文静,曾晴,李冬梅,罗艳,陈红梅,吴俊,郭津津,谭莉
受保护的技术使用者：重庆医科大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5