技术领域
[0001] 本
发明涉及医疗器械领域，更具体地，涉及一种呼吸机。
背景技术
[0002] 呼吸机作为一种能够替代或辅助病人完成
机械通气的医疗设备，在临床上已普遍应用。对于那些上了呼吸机的病人，通常情况下不能自行排痰。如果痰液、痰痂在
呼吸道内堆积，会直接影响呼吸道的通畅和有效通气，从而造成患者呼吸急促、血
氧浓度下降，严重造成呼吸衰竭、
肺不张。同时痰液也是细菌的温床，可能会造成患者呼吸系统感染，加重病情。因此，及时而有效的清除痰液是非常必要的，定期吸痰已经成为临床对呼吸机病人护理的核心工作之一。常规的方式是吸痰管吸痰，但是这种侵入式的吸痰方式，由于局部的
负压很高，加上
导管的插入和移动，很容易对气道造成伤害或气道疤痕，同时，会中断病人的机械通气，另外痰液的清除也不是很彻底。
[0003]
专利WO2007054829首次提出了一种与呼吸机联合工作，辅助病人呼吸、咳嗽，去除病人气道分泌物的咳痰系统，病人咳痰时不必中断病人的正常呼吸，可以根据预设的咳痰时间和咳痰次数对病人进行咳痰，能够随时、即时咳痰。专利CN 201510657436.2则进一步丰富了该专利，提升了该咳痰系统的安全性、临床适应能
力，避免了咳痰机工作时呼吸机的报警等问题，咳痰机咳出的痰被收集到一个集痰容器里，再定期由护士通过医院配置的中心负压吸引系统将痰液吸走。
[0004] 在以上所列两个专利中，咳痰机的触发咳痰是依靠系统中的压力或流量
传感器来判断呼吸机对病人实施机械通气的
进程，也就是说，呼吸机和咳痰机是没有通讯的，咳痰机只是被动地通过检测呼吸机气路的压力
信号，再进行处理、分析得到呼吸进程的信息，但这通常会带来以下五个问题：
[0005] 1、精确性和响应快速性：毕竟是两台不同的机器，不能做到呼吸机与咳痰机工作的真正同步。在咳痰系统的压力或流量传感器检测到呼吸机的呼吸进程压力信号转换成
电信号后，这个信号要经过传输、放大、过滤、A/D转换后，再交由信息处理器处理，判断、发出指令，然后再经过D/A转换、功率放大，可驱动的直流
电压，驱动
阀门或
风机工作。这会在控制上有一定程度的时间滞后，影响咳痰效果。
[0006] 2、安全性：受制于各种环境条件，呼吸进程的检测可能会带来错误的结果，容易造成误判断，呼吸管路内部条件很复杂，气态的
水蒸气和液态的水，甚至病人咳出的痰，有可能分布于呼吸管路的各个
角落，这些因素会直接影响压力或流量传感器的检测结果的
精度，甚至是错误的结果。从而造成安全隐患。
[0007] 3、采用两个风机，管路连接复杂，占用空间体积大，成本高、故障点、
泄漏点多。
发明内容
[0008] 针对上述问题，本发明提出了一种呼吸机，所述呼吸机具有更高的精确性、响应性及安全性。
[0009] 本发明的呼吸机，包括：吸气管路，其上设有
涡轮风机、吸气咳痰两位四通切换阀、缓冲罐；呼气管路，其上设有呼气阀，所述呼气阀由一个两位三通阀通过接收来自所述缓冲罐的压缩气体对其进行控制；咳痰管路，其上设有快门阀、所述吸气咳痰两位四通切换阀、所述涡轮风机。其中吸气管路和咳痰管路共用所述吸气咳痰两位四通切换阀、所述涡轮风机。
[0010] 本发明的呼吸机，其有益效果在于，使咳痰机可以作为模
块内嵌在呼吸机中，由此使呼吸机具有更高的精确性、响应性及安全性。
[0011] 采用同一
中央处理器控制，简化了系统构成，并且同一中央处理器对各部分进行协同控制，使呼吸机的呼吸及咳痰工作达到真正的同步。
[0012] 同一中央处理器可以对从传感器、阀门及风机等多个部件接收的信息进行整合处理，在一定程度上减小时间滞后，提高了系统的精确性及快速响应性，提升了咳痰效果。
[0013] 更进一步地，吸气管路和咳痰管路局部共用同一
气动回路，降低了呼吸管路内部条件的复杂程度，因此呼吸供气与咳痰抽吸可以采用同一个涡轮风机，同一个流量传感器和
压力传感器，降低了该呼吸机的重量和成本，提升了该呼吸机的便携性，使呼吸机的结构更简单、紧凑。
附图说明
[0014] 图1为本发明的一种实施方式的气路结构
框图。
具体实施方式
[0015] 下面参照附图描述本发明的实施方式，其中相同的部件用相同的附图标记表示。
[0016] 本发明的具有咳痰功能的呼吸机包括吸气管路、呼气管路、咳痰管路；
[0017] 吸气管路包括依次相连的空气输入口、空气
过滤器、空氧混合罐、吸气咳痰两位四通切换阀、涡轮风机、压力传感器、流量传感器、缓冲罐、第一
单向阀、氧气浓度传感器。吸气管路还有一个氧气输入口，直接与空氧混合罐连接。涡轮风机与一个吸气
控制阀(比例压力调节阀或比例流量调节阀)并联，以对涡轮风机的输出压力和流量进行调节。
[0018] 呼气管路包括呼气阀，呼气阀由一个两位三通阀通过接收来自缓冲罐的压缩气体对其进行控制。
[0019] 咳痰管路包括由输入到输出端依次连接的快门阀、第二单向阀、流量传感器、压力传感器、吸气咳痰两位四通切换阀、涡轮风机、空氧混合罐、
空气过滤器。其中和吸气管路共用的部分包括流量传感器、压力传感器、吸气咳痰两位四通切换阀、涡轮风机、空氧混合罐、空气过滤器。
[0020] 吸气管路的输出口与呼气管路、咳痰管路的输入口汇集到一起，与病人连接。
[0021] 如图1所示，其工作过程如下：当给病人112进行机械通气时，环境空气经过过滤器101进入空氧混合罐103，空氧混合罐103配置有氧气输入口，低压或者高压经减压、流量调节的氧气由氧气输入口进入空氧混合罐103(由于属于常规技术，本发明未示出)，然后经过一个二位四通换向阀104的一个通路(图1当前
位置)，进入单涡轮风机105的吸入口，单涡轮风机105对混合气体进行
增压，输出具有一定压力和流量的混合气体，再次通过二位四通换向阀105的另一个通路(图1当前位置)，经由流量传感器107及压力传感器106，到达一个具有两条分支气路的路口，此时，由于第二单向阀108的存在，输出的混合气体将通过缓冲罐
113、第一单向阀110支路，把单涡轮风机105输出的具有一定压力和流量的气体交付给病人
112；此时，缓冲罐113还有一部分气体通过一个两位三通
电磁阀115的气路(图1的当前状态)进入呼气阀114的控制球囊，将呼气阀114关闭，确保交付给病人112的气体不会从呼气支路泄露。对所交付气体的压力和流量的调节采用联合单涡轮风机105转速以及吸气控制阀102调节来实现，经过调节后，单涡轮风机105产生的多余气体经过吸气控制阀102返回空氧混合罐103，供单涡轮风机105循环使用。在空氧混合罐103内，空气和经过流量调节的氧气混合，达到预设的气体浓度。氧气浓度传感器111随时对输送给病人112的气体浓度进行检测，并把数据反馈给呼吸机的中央处理器，调节氧气输入量，以对氧气浓度进行闭环控制。氧气浓度传感器111设置在空氧混合罐103与病人112之间的管路上。
[0022] 当呼吸机由吸气转为呼气，并且需要PEEP调节时，中央处理器控制单涡轮风机105减速以及协同吸气控制阀102，使输出压力稳定在设定的PEEP值(或由于呼气阀结构的不同，和设定的PEEP值比例相关)，使进入呼气阀114球囊的气体压力迅速减小，此时，呼气阀114实质已经打开，并且已经调节到了设定的PEEP值。病人112呼出的气体将经过呼气阀114的PEEP控制而排放到大气中。
[0023] 这时，由于第一单向阀110的反向推开力加上病人112的呼气压力大于PEEP值，因此，切断了通向病人112的气体输送。还有，需要注意的，此时，两位三通电磁阀115仍保持图1的状态，不进行切换。
[0024] 当呼吸机由吸气转为呼气，并且不需要PEEP调节时，一方面中央处理器控制单涡轮风机105减速以及协同吸气控制阀102，使输出压力稳定在一个小的压力值，通常在0-1厘米水柱，同时，迅速切换吸气咳痰两位四通切换阀104，使呼气阀114的控制空间通过两位三通电磁阀115迅速变成负压，负压值也将大约在0-1厘米水柱之间，此时，由于呼气阀114控制空间内有接近于
大气压的负压生成，呼气阀114将打开。病人112呼出的气体经过呼气阀114排到大气中。另一个可以改变的实施方案是不切换吸气咳痰两位四通切换阀104，也不对输出压力进行调节，而是直接关闭单涡轮风机105，即不对呼气阀114进行控制，此时呼气阀114全开，也可以实现预期控制的要求，使病人112呼出的气体经过呼气阀114排到大气中。
[0025] 当由吸气转为咳痰时，两位三通电磁阀115切换到另一位置，使呼气阀114的控制空间气体被密封，从而保持在吸气压力失去的情况下，持续关闭呼气回路；吸气咳痰两位四通切换阀104得电切换至另一位置，使单涡轮风机105输出为负压；由于第一单向阀110以及快门阀109的存在，也切断了向病人112输送混合气体的管路；单涡轮风机105在原有吸气速度
基础上
加速，并且吸气控制阀102处于全开状态，输出压力升高到用户预设的咳痰压力值后，快门阀109突然打开，病人112肺内的气体和单涡轮风机105产生的负压之间产生一个很大的压力差，导致病人112肺内的气体快速呼出，经过快门阀109、第二单向阀108、流量传感器107、压力传感器106，吸气咳痰两位四通切换阀104的一个气路，单涡轮风机105，再经吸气咳痰两位四通切换阀104的另一个气路，再经过空氧混合罐103、过滤器101，排到大气中，完成一次咳痰。
[0026] 需要指出的是，单涡轮风机105如果原来的速度过低，加速到预期的速度可能会延迟，从而影响咳痰响应的快速性，一个解决措施是在本次咳痰的上一次吸气阶段，可以对单涡轮风机105进行预加速，流量和压力调节的任务交由吸气控制阀102来完成，这样，甚至可以不用加速或加速程度有限，从而大大提升咳痰的响应速度。
[0027] 呼吸机中的各个传感器，如压力传感器、流量传感器、氧气浓度传感器，均与中央处理器连接，向其反馈管路中的各种信号，以便中央处理器对呼吸机的各部分进行协同控制，从而控制呼吸、咳痰进程。
[0028] 以上所述的
实施例，只是本发明较优选的具体实施方式，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。
