[发明专利]计算机控制呼吸机系统

说明书

本发明涉及一种计算机控制呼吸机系统。

医学上治疗和抢救病人过程中，既具有限量切换又具有限压切换功能的呼吸机应用范围很广，目前，已出现了采用大规模集成电路控制和单板机控制的双切换型呼吸机。但一般仍然是以高压氧气直接作为供气源，参数调节是采用旋钮按刻度进行，因而存在气路压力不均衡，有时气流过猛、氧浓度调节精度低、范围窄，特别是低氧范围下不来，功能少，不能显示和打印呼吸波形等问题，不能很好地满足临床治疗、抢救以及科研教学的需要。

本发明的目的在于提供一种由单板计算机控制、采用专用键盘输入、工作过程由程序自动控制，参数大范围可调，精度高，性能可靠，能显示和打印各种呼吸参数及波形，能实现双切换（压力切换及容量切换）和双同步的多功能呼吸机。

本发明的要点是：

以单板计算机作为控制中心，以呼吸机专用键盘输入代替调节旋钮，用以步进电机、供气泵、衡压泵等组成的供气机构代替由氧气瓶之高压氧直接供气的方式，增加显示和打印功能，并在程序控制下对呼吸过程进行实时追踪及监测，在显示器上显示出各种参数及波形，能方便地进行修改、替换，完成IPPB（间歇正压指令呼吸）、AMV（辅助呼吸）、IAV（间歇辅助呼吸）、IMV（间歇指令呼吸）、SIMV（同步间歇指令呼吸）、PEEP（呼气末正压呼吸）、CPAP（持续气道正压）、MMV（每分钟指令通气）、SIGH（叹息功能）、EIP（吸气坪台）、SPEEP（同步呼气末正压呼吸）等十一种功能之中的任何一种，并能进行功能的叠加和组合。还能将各种实时呼吸波形及呼吸参数通过打印机打印出来。

本计算机控制呼吸机系统还安有监控、报警、安全排压机构，能在计算机控制下进行呼吸频率的上、下限声光报警，吸入压的上、下限声光报警，在危急时刻有紧急通气功能。

作为本发明的又一特征，是它还有一个手控工作机构，在突然停电的情况下及无电地区仍可对患者供气，实施呼吸过程。

以下，结合附图对本发明之计算机控制呼吸机系统的结构特征作进一步描述。

图1：计算机控制呼吸机系统原理框图。

图2：计算机控制呼吸机系统工作原理示意图

图3：计算机控制呼吸机系统结构框图

图4：计算机控制呼吸机系统电控原理图

图5：专用键盘接口线路原理图

图6：电磁阀驱动控制电路图

图7：微动开关K₁的控制模式

图8：限位开关K₂、K₃与PIO连接图

图9：步进电机驱动控制电路图

图10：气控三通阀结构示意图

图11：呼气阀结构示意图

图12：手动控制阀结构示意图

图13：重力单向阀、氧-空混合器结构示意图

图14：计算机控制呼吸工作流程图

图15：计算机控制呼吸机系统软件控制主流程

图1、图2中：

（1）-单板计算机    （2）-步进电机

（3）-传动装置    （4）-供气泵

（5）-输入单向阀    （6）-气控三通阀

（7）-衡压泵    （8）-加压单向阀

（9）-安全阀    （10）-人工肺

（11）-手控机构    （12）-呼气阀

（13）-专用键盘    （14）-键盘接口

（15）-打印机    （16）-打印机接口

（17）-显示器接口    （18）-显示器

（19）-步进电机驱动电路 （20）-DC₃控制电路

（21）-电磁阀DC₃（22）-DC₂控制电路

（23）-电磁阀DC₂（24）电磁阀DC₁（25）DC₁控制电路 （26）压力传感器

（27）放大器    （28）A/D接口

（29）-声光报警电路    （30）-手动控制阀

（31）-重力单向阀    （32）-氧-空混合器

（33）-微动开关K₁（34）-限位开关K₂

（35）-限位开关K₃

如图1图2所示，本发明之计算机控制呼吸机系统包括：

单板计算机（1）;

由顺次相连的步进电机（2）、传动装置（3）、供气泵（4）、输入单向阀（5）、气控三通阀（6）、衡压泵（7）、加压单向阀（8）构成的供气机构;