[发明专利]一种呼吸机智能调节系统及其应用

权利要求书

1.一种呼吸机智能调节系统的应用，其中，调节系统包括供气单元、导气单元、控制单元、病人回路单元，所述控制单元包括数据采集模块、数据处理模块和数据发送模块，所述供气单元包括用于调节风机转速的调速模块；其特征在于：

所述导气单元包括检测模块、氧含量调节模块、调温模块和调湿模块，所述检测模块包括压力传感器、温度传感器、湿度传感器、气体流量计，用于检测初始值和输出值，包括气体压力、气体温度、气体湿度和气体流量；

所述病人回路单元包括呼吸监测模块，用于检测病患的呼吸情况和其它生命特征，所述呼吸监测模块包括一呼吸面罩；

所述数据采集模块用于采集检测模块和呼吸监测模块的信息，所述数据处理模块对数据采集模块的数据进行分析处理，将处理结果下发给数据发送模块，所述数据发送模块将处理信息发送给调压模块、调温模块、调湿模块和二次调压模块，同时还通过云中心将采集的信息发送至医生端和病人家属端；

所述呼吸面罩包括罩体和设于罩体上的呼气阀，所述呼气阀具有与罩体相连的阀座、出气气孔、进气道、设置于出气气孔处的单向阀和用于关闭和开启进气道的阀门以及阀门开关；

所述出气气孔外连接有气体成分分析仪，所述气体成分分析仪与数据采集模块相连；

所述进气道包括主进气管和副进气管，所述主进气管的阀门通过弹簧开关安装在进气道处，所述副进气管的阀门一端通过阀杆可滑动的安装在阀座上，另一端设置有吸附块；

所述阀门开关包括一电流控制器和一线圈，所述电流控制器与数据发送模块连接，所述线圈套设于进气道上，设置于吸附块上方；

其应用包括以下几个步骤：

S1、设置初始输出参数，包括给定气体压力P₀、给定气体流速F₀和给定气体温度T₀，根据气体的伯努利方程p+(1/2)*ρv^2=C，可以求得C值，式中ρ为气体密度，v为气体流速，p为气体压力；

S2、感应模块通过其传感器测出初始气体压力P₁、初始气体流速F₁、初始气体温度T₁、初始气体湿度W₁和初始风机转速R₁，同时测出输出气体压力P₂、输出气体流速F₂、输出气体温度T₂和输出气体湿度W₂；

S3、感应模块将所测数据输送至数据采集模块，数据处理模块将所测数值进行建模分析，根据给定气体压力和输出气体压力的差值D1_P和输出气体压力和初始气体压力的差值D2_P,求得所需转速增益M_R；其中建模分析包括以下几个步骤：

A1、根据分析，需要实现两次增压才能得到给定输出压力值P，转速增压M_R应包括两段增益，定义第一段转速增益为M1_R,第二段转速增益为M2_R，则转速增益M_R=M1_R+M2_R；

A2、M1_R为输出气体压力P₂增加到给定气体压力P₀过程中转速的增益，M1_R=C*(T₀-T₂)/D1_P；M2_R为初始气体压力P₁增加到输出气体压力P₂过程中转速的增益，M1_R=C*(T₂-T₁)/D2_P；

S4、呼气阀处的气体成分分析仪将测得的病人的呼出气体CO2和O2之间的比值输送至数据采集模块，数据处理模块根据正常人呼出气体的CO2和O2之间的比值，设置氧气含量增加值；

S5、氧气增加量通过阀门进行调节，数据处理模块根据氧气含量增加值，得出线圈电流调整值。

2.根据权利要求1所述的呼吸机智能调节系统的应用，其特征在于：所述数据采集模块还包括报警装置，当所测压力大于阈值时，发出语音、灯光或显示警报，同时将信息通过数据发送模块发送至云中心将采集的信息发送至医生端和病人家属端。

3.根据权利要求1所述的呼吸机智能调节系统的应用，其特征在于：所述电流调整值计算方法包括以下步骤：

B1、计算病人吸入气体中CO₂和O₂含量比值H1,计算病人呼出气体中CO₂和O₂含量比值H2，同时算出呼吸效率Q,Q=H1/H2；

B2、定义正常人的呼吸效率为吸入比值为N1,呼出比值为N2，呼吸X=N1/N2，将病人的呼吸效率Q与正常人的呼吸效率X进行对比，得出比值Y,Y=Q/X,比值小于0.5时，进行氧含量的增加；

B3、定义电流调整值与阀门开启量关系为正比例函数，阀门开启量与氧含量增加量也成正比例，则电流调整值D_I=kY，式中k为常数。