[发明专利]呼吸机的通气流量的控制系统和控制方法

权利要求书

1.一种呼吸机的通气流量的控制系统，其特征在于，所述呼吸机包括涡轮和压力控制阀，其中，所述涡轮与所述压力控制阀并联，所述通气流量控制系统包括：

用于检测所述呼吸机的通气流量的流量检测器，所述流量检测器包括第一流量检测器和第二流量检测器，所述第一流检测器设置于所述呼吸机的吸气支路上以检测所述吸气支路的通气流量，所述第二流量检测器设置于所述呼吸机的呼气支路上以检测所述呼气支路的通气流量；

用于检测所述呼吸机的气道压力的压力检测器，所述压力检测器包括第一压力检测器和第二压力检测器，所述第一压力检测器设置于所述呼吸机的吸气支路上以检测所述吸气支路的气道压力，所述第二压力检测器设置于所述呼吸机的呼气支路上以检测所述呼气支路的气道压力；

控制器，所述控制器用于估算人体的呼吸力学参数和人体吸气相的气道压力，并根据所述吸气相的气道压力调节所述涡轮的电机的转速以对所述涡轮出口流量的粗略控制，以及根据所述呼吸力学参数和目标通气流量输出第一控制信号，以及根据检测的所述吸气支路的通气流量与目标通气流量的误差输出第二控制信号，并根据所述第一控制信号和所述第二控制信号调节所述压力控制阀的驱动电压，以对所述涡轮的回流进行精细控制；

其中，所述控制器进一步包括：估算模块，所述估算模块用于估算人体的呼吸力学参数和人体吸气相的气道压力；根据所述吸气相的气道压力调节所述涡轮的电机的转速的涡轮转速控制器，所述涡轮转速控制器根据所述吸气相的气道压力和吸气支路的目标通气流量对涡轮的转速进行调节，设定所述涡轮的转速，调节电机的驱动器的输出电压和电流以调节电机的转速，从而所述电机、所述涡轮组合，根据气体的惯性特性控制所述涡轮口流量，以实现对吸气支路通气流量的粗略控制；用于调节所述压力控制阀的驱动电压的前馈控制器和反馈控制器，其中，所述前馈控制器根据所述呼吸力学参数和目标通气流量调节所述压力控制阀的驱动电压，所述反馈控制器根据检测的所述吸气支路的通气流量与目标通气流量的误差以及调节所述压力控制阀的驱动电压，所述前馈控制器和所述反馈控制器的输出信号之和成为调节所述压力控制阀的控制信号，进而根据所述控制信号调节所述压力控制阀的驱动电压。

2.如权利要求1所述的呼吸机的通气流量的控制系统，其特征在于，所述估算模块还用于根据检测的所述呼吸机的呼气支路的通气流量和气道压力估算所述呼吸力学参数，以及根据所述呼吸力学参数和所述吸气支路的目标通气流量估算所述人体吸气相的气道压力。

3.如权利要求1所述的呼吸机的通气流量的控制系统，其特征在于，还包括：

止回阀，所述止回阀设置于所述呼吸机的吸气支路上，所述止回阀用于防止患者呼出的气体返回至所述涡轮。

4.如权利要求1～3任一项所述的呼吸机的通气流量的控制系统，其特征在于，所述呼吸机处于容量控制通气VCV模式。

5.一种呼吸机的通气流量的控制方法，其特征在于，所述呼吸机包括涡轮和压力控制阀，包括以下步骤：

分别检测所述呼吸机的通气流量和气道压力；

分别根据所述通气流量和所述气道压力调节所述涡轮的转速和所述压力控制阀的驱动电压，具体包括：估算人体的呼吸力学参数和人体吸气相的气道压力，并根据所述吸气相的气道压力调节所述涡轮的电机的转速，以对所述涡轮出口流量的粗略控制，以及，根据所述呼吸力学参数和目标通气流量输出第一控制信号，以及根据检测的所述吸气支路的通气流量与目标通气流量的误差输出第二控制信号，并根据所述第一控制信号和所述第二控制信号调节所述压力控制阀的驱动电压，以对所述涡轮的回流进行精细控制；以及

根据所述涡轮的转速和所述压力控制阀的驱动电压调节所述呼吸机的通气流量；

其中，所述分别检测所述呼吸机的通气流量和气道压力，具体包括：

分别检测所述呼吸机的吸气支路的通气流量和气道压力；

分别检测所述呼吸机的呼气支路的通气流量和气道压力；

其中，估算人体的呼吸力学参数和人体吸气相的气道压力，具体包括：

根据检测的所述呼吸机的呼气支路的通气流量和气道压力估算所述呼吸力学参数；以及

根据所述呼吸力学参数和所述吸气支路的目标通气流量估算所述人体吸气相的气道压力；

其中，涡轮转速控制器根据所述吸气相的气道压力和吸气支路的目标通气流量对涡轮的转速进行调节，设定所述涡轮的转速，调节电机的驱动器的输出电压和电流以调节电机的转速，从而所述电机、所述涡轮组合，根据气体的惯性特性控制所述涡轮口流量，以实现对吸气支路通气流量的粗略控制；其中，根据所述呼吸力学参数和目标通气流量输出第一控制信号，以及根据检测的所述吸气支路的通气流量与目标通气流量的误差输出第二控制信号，并根据所述第一控制信号和所述第二控制信号之和调节所述压力控制阀的驱动电压。