[发明专利]呼吸机的微机控制器

说明书

本发明属于将介质输入人体内的一种医疗器械的控制装置，特别涉及一种气动呼吸机的微机控制器。

世界上的呼吸机多种多样，典型的有美国的鸟牌呼吸机，但这种呼吸机由于不能适用于危重病人，操作调整也不方便，目前已很少使用;七十年代的电动电控呼吸机，美国和欧洲有许多呼吸机以及中国畅销的绍兴仪表厂生产的呼吸机，都属于这类产品，这类呼吸机结构虽然比较简单，但精度不高;1983年之后世界上已出现了微机控制的呼吸装置，例如美国专利US4，637，385、US4，726，366、英国专利GB2101895等，但这些呼吸机的被控对象-气路系统的伺服机构差别很大，实现的控制方案也不同，且结构复杂、造价高;当前世界上畅销的气动、复杂电控多功能呼吸机，例如西门子900系列呼吸机，具有独立的高压驱动压缩机和复杂的控制系统，气路系统和控制系统各有一个组合机箱，其中气路系统比较简单，控制系统却相当复杂，控制系统体积和成本均为气路系统的两倍，控制系统又分定时、控制回路、监控三个分系统，采用了许多模拟器件来实现，结构复杂、造价高、不易扩充功能。

本发明的目的是为了提供一种气动呼吸机的微机控制器，它使呼吸机的控制系统结构更加简单、造价低、体积小、功能多，使用这种微机控制器的呼吸机操作自动化、性能价格比较高，便于扩充功能，移动灵活、使用方便，更加适合用户需求。

本发明的目的是以如下方案实现的：把吸气流量传感器、呼气流量传感器、压力传感器、吸气阀、呼气阀、PEEP阀都安装在呼吸机的呼吸气路系统中，这些传感器件和伺服阀在气路中用金属管、硅橡胶件和塑料管相连接，吸气流量传感器插在吸气路中间，吸气阀与步进电机用机械传动装置相连接，压力传感器通过塑料管连接到吸气路上，呼气流量传感器、呼气阀、PEEP阀依次安装在呼气路中间，呼气阀与驱动呼气阀的电磁控制器用机械传动装置相连接，显示报警板固定在前面板上;微机控制板与吸气流量传感器、步进电机、压力传感器、呼气流量传感器、电磁控制器、前置放大器、显示报警板、前面板上调节旋钮及显示器件和电源开关之间的电联接采用扁平电缆相联接，构成可以实现七种呼吸功能和监控功能的病人呼吸回路的流量、压力的闭环自动控制系统，这样就做成了气动呼吸机的微机控制器，且呼吸机的驱动回路的高压气体的控制与病人呼吸回路的低压气体控制相对独立;微机控制板可以完成定时、控制回路和监控三个分系统的任务，微机控制器所用的微机控制板可采用8位或16位CPU芯片或单片机，内存为24K字节，七个并行接口，八个A/D输入接口，一个D/A输出接口;吸气阀采用步进电机驱动的剪刀阀，呼气阀采用电磁控制器驱动的剪刀阀;吸气流量传感器、压力传感器和呼气流量传感器采用高精度传感器，前面板上的调节旋钮供七个呼吸功能共用，取消了一般呼吸机专用容量和压力上下限报警调节旋钮，其功能由微机控制板根据容量或压力设定值乘以上下波动系数自动确定，微机控制器可以与呼吸机的气路系统合装在同一个组合箱体中，组合箱体可以和空气压缩机分别放在带有轴轮框架的上下层上，组装成为一个一体化的整体。

本发明用统一的硬件电路、配以不同的软件程序功能块实现了控制系统的定时、控制回路、监控三个分系统的任务，加以微机数字化电路集成度高，硬件电路大为减少，因之体积大为减小，从而使呼吸机的微机控制器与呼吸机的气路系统可以合装在同一个箱体中，结构简单、成本低廉，而且使呼吸机的功能及精度等技术指标均列世界前茅;呼吸机由于采用了这种微机控制器，提高了呼吸机的精度，因而减少了危重病人肺顺应性和气道阻力变化的影响;面板上取消了一般呼吸机专用报警上下限设定旋钮，以防由于误设定引起报警而误认为机器出故障，当发生压力上限报警时，能使机器自动关闭吸气阀、开呼气阀，以免过压伤肺，对临床使用非常方便，安全可靠、便于维护。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1为呼吸机的微机控制器原理示意图

图2为呼吸机的微机控制器结构平面示意图

图3为前面板结构示意图

图4为微机控制板的硬件框图

图5为微机控制板的软件功能框图

在图1中，1为吸气流量传感器、2为吸气路、3为吸气阀、4为压力传感器、5为呼气流量传感器、6为呼气路、7为呼气阀、8为PEEP阀、9为步进电机、10为电磁控制器、11为前置放大器、12为微机控制板、13为显示报警板、14为前面板

在图2中，21为微机控制器与呼吸机的气路系统的组合箱体、22为空氧混合器、23为氧浓度测量装置、24为需求单向阀、25为细菌过滤器、26为贮气囊、27为安全阀、28为稳压电源