專利名稱：用于控制呼氣閥的裝置及方法
技術領域：
本發明涉及一種用于控制呼氣閥的裝置及方法。
背景技術：
目前市場上絕大多數高級治療型呼吸^/L都有PEEP這一重要治 療功能。PEEP具有改善患者氧合，利于二氧化石灰排除，防止肺泡 萎縮，增加肺順應性等一系列治療效果。主要用于以下臨床適應癥 l)寸氐血氧癥，尤其是ARDS患者；2)COPD患者；3)肺炎，肺 水腫；4)大手術后預防治療肺不張，維持肺泡膨脹等一系列臨床 適應癥。
PEEP是指呼氣末正壓，即在病人呼氣終末借助于裝在呼氣端 的限制氣流活瓣等部件，^吏氣道壓高于大氣壓。要實現這一功能就 必須用到相關的4空制閥，我們稱它為PEEP閥，它與呼p及才幾的呼氣 閥活瓣部件共同使用來實現PEEP功能。PEEP的產生原理當患 者呼出的氣體通過呼氣閥活瓣部件時，通過PEEP閥控制呼氣活瓣 阻擋一部分氣體排出，使患者肺內氣壓高于大氣壓。高出的^t值稱 為PEEP值，其數值可根據治療要求通過控制PEEP閥進行調節。 對呼氣活瓣的控制是實現PEEP的關鍵，而PEEP閥的響應時間和 控制精度直接影響PEEP值。
圖1所示為目前使用的電磁式PEEP閥采用直接電磁控制呼氣 活瓣實現PEEP的方案。它包括呼氣活瓣1、排氣室6、呼氣室7
4以及包4舌電^茲線圏3的電》茲閥，排氣室6和呼氣室7 4立于呼氣活瓣 1的一側，電》茲閥位于呼氣活瓣1的另一側。通過電》茲閥驅動閥桿 2可推動呼氣活瓣1，從而調節排氣室6和呼氣室7之間的通道的 氣體壓力。其工作原理是控制電磁閥內的通電繞線線圏的電流， 利用通電線圏在》茲場中產生電》茲力的原理通過閥桿上下運動來調 節呼氣活瓣所受力的大小，從而實現控制呼氣閥內氣容部分的壓 力，該壓力作用于呼氣活瓣，控制患者氣道的開啟與封閉。當患者 吸氣時，需要將呼氣端口完全關閉。此時對線圏施力口約400mA電 流，使氣容部分的壓力達到12kPa以上，實現呼氣口充分封閉。患 者呼氣時，根據PEEP數值設置的多少對PEEP閥線圏施加適當的 電流，使呼氣活瓣所受得壓力恰好等于設定PEEP數值，由于最終 呼氣活瓣內外所受的壓力要平4軒，所以當患者氣道壓力降至i殳定 PEEP凄K直時呼氣活瓣封閉，乂人而形成PEEP。這種電》茲式PEEP閥 的缺點是響應時間慢，控制精度不高。
發明內容
本發明正是致力于克服現有技術的上述缺陷而作出的。本發明 所要解決的技術問題是提出 一 種用于控制呼氣閥的裝置及方法，其 響應時間快，控制精度高。
為解決上述技術問題本發明提供一 方面提供一種控制呼氣閥 的裝置，包括進氣室，具有第一排氣口和可與呼氣閥連通的第一 接口；電》茲閥，具有閥桿；調節元件，設置于進氣室與電磁閥之間； 調節元件響應進氣室中的氣流壓力和閥桿推壓力的差值，可選擇地 調節進氣室的第一排氣口開度。
優選地，進氣室的第一排氣口為朝向調節元件的敞開口。優選地，該控制呼氣閥的裝置還包括可與進氣室10連通的第一排氣室ll，具有通向大氣的第二排氣口。優選地，第 一排氣室與進氣室設置在調節元件的第 一側。 優選地，調節元件可滑動地設置在進氣室與電》茲閥之間。 優選地，調節元件為膜片。優選地，呼氣閥包括呼氣活瓣，以及分別設置在呼氣活瓣兩 側的呼氣室和氣容室。另一方面，本發明還空開了一種控制呼氣閥的方法，通過上述 所述裝置控制呼氣閥，該方法包括控制電磁閥推壓膜片的力，以 封堵進氣室；控制輸入氣流分別流入進氣室和呼氣閥的氣容室；進 氣室的壓力通過呼氣閥的氣容室，控制呼氣活瓣封堵呼氣閥的呼氣 室；控制電磁閥的推壓力，調節第一排氣口的開度相應地釋放進氣 室的氣流；呼氣室的壓力小于氣容室的壓力時，控制呼氣活瓣位移， 以將呼氣室中氣流以 一 定壓力排出。優選地，第一排氣口的開度，通過閥桿推壓力與進氣室中輸入 氣流的壓力之間的差^f直相應調節。第一排氣口在調節元件封堵進氣室時具有最小開度，進氣室與 第一排氣室氣壓相同時，第一排氣口的開度最大。本發明由于使用氣體直接控制呼氣閥的呼氣活瓣位移，而不是 通過電/f茲閥控制閥桿直接推動呼氣活瓣位移，因此具有較高的響應 時間，而且對于降低患者的呼吸做功，提高患者的通氣舒適度，減 少患者的能量消耗，縮短患者上機時間等均有幫助。應該理解，以上的 一般性描述和以下的詳細描述都是列舉和說 明性質的，目的是為了對要求保護的本發明提供進一步的說明。
附圖組成本i兌明書的一部分，用來幫助進一步理解本發明。這 些附解了本發明的 一些實施例，并可與i兌明書 一起用來i兌明本發明的原理。附圖中圖1是電磁直接控制呼氣活瓣實現PEEP的原理圖；圖2是使用本發明控制呼氣閥的呼氣活瓣位移，以實現PEEP 的原理圖；圖3是本發明的局部結構剖視圖；圖4是本發明的外觀圖；圖5是電磁式PEEP閥與本發明做功比較圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明，但是本發明可 以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。在附圖中相同的部 件用相同的標號表示。參考圖2,本發明用于控制呼氣閥的裝置(本發明中為PEEP 閥)包括電磁閥、閥桿2、調節元件9、進氣室10、第一排氣室 11，調節元件9 (本發明的調節元件為膜片)設置在閥桿2與進氣 室10之間，第一排氣室11與進氣室10設置在調節元件9的第一 側，而電f茲閥設置在調節元件9的第二側，與第一側相對。控制電磁閥可推動閥桿2抵壓在調節元件9上。其中，進氣室10具有與 可與呼氣閥8連通的第一接口 、以及朝向調節件9敞開的第一排氣 口，第一排氣室11與進氣室IO通過第一排氣口連通，具有通向大 氣的第二排氣口。由于調節元件9可滑動地設置在進氣室10與電 》茲閥之間，響應進氣室10中的氣流壓力和閥桿2的推壓力的差值， 調節元件9可選擇地調節進氣室10的第一排氣口的開度。
參考圖3和圖4可知，示出了本發明的4空制呼氣閥的裝置中的 膜片9、閥桿2、位于膜片9上方的進氣室10、調節彈簧4、以及 永久》茲4失5、第二排氣口 14、第一4妄口 16以及與呼氣室相通的出 氣接口。
本發明的用于控制呼氣閥的方法，可參照圖2描述，其中，連 接管12、 13可將持續氣流輸入第一排氣室10和氣容室8中。該方 法可描述如下控制電磁閥的閥桿2推壓膜片9的力，以封堵進氣 室10;輸入氣流(持續氣流)分別流入進氣室IO和呼氣閥的氣容 室8;進氣室10的壓力通過呼氣閥的氣容室8控制呼氣活瓣1，以 封堵呼氣閥的呼氣室7;調節電磁閥的閥桿的推壓力，從而調節第 一排氣口的開度，相應地釋放進氣室10的氣流，此時，氣容室8 中的氣壓也相應降低；當呼氣室7的壓力小于氣容室8的壓力時， 控制呼氣閥的呼氣活瓣1位移，以將呼氣室7中氣流(患者呼出的 氣體)以一定壓力排出。通過閥桿2推壓力與進氣室10中輸入氣 流的壓力之間的差值相應調節第 一排氣口的開度。第 一排氣口在調 節元件9封堵進氣室IO時具有最小開度，進氣室IO與第一排氣室 ll氣壓相同時，第一排氣口的開度最大。其中，呼氣閥8包括呼 氣活瓣1，以及分別設置在呼氣活瓣1兩側的呼氣室7和氣容室8。
如圖5所示A為電磁式PEEP閥做功圖，B為本發明的控制 呼氣閥的裝置的做功圖。假設外部環境都一樣，同一個患者同樣的 呼出氣壓，同樣的呼氣活瓣l,設置相同的PEEP數值，PEEP值一樣，則相同活瓣1的開啟大小相同，即位移D相同。在A中，當 F1:F2時，呼氣活瓣l關閉，F1〉F2時，活瓣l打開，閥桿2位移 D， i殳病人呼氣4故功為P。，則P。=(F1-F2)D。由于閥桿24立移線圏產 生反向電》茲力Fd，故患者呼氣l故功應該為PA=(Fl-F2)D+FdD。在 B中，因為不存在電/f茲力Fd,患者呼氣做功PB=(F1-F2)D，顯然， PA>PB同理，假設患者同樣做功恒定為P，要到達相同的PEEP數值， 即呼氣活瓣位移D相同的情況下，A在位移過程中遇到的阻力要大 于B的阻力，則完成4立移D所需要的時間A要大于B。雖然本發 明涉及的PEEP閥同為電》茲式，活瓣和閥桿的開啟同樣需要額外估文 功，但是本發明PEEP閥控制的是呼吸機提供的持續氣流，等于把 需要患者呼氣的部分做功轉移到了機器上，對比方案中，患者每次 呼氣需要額外估支功FdD^殳呼吸頻率為f，上才幾時間為T則患者需要 付出的額外做功為P=FdD.f.T。明顯，患者上機時間越長，需要的 額外做功越多，而從臨床角度來看這樣顯然不利于患者的康復和治 療。本發明的裝置通過控制持續氣流來控制呼氣活瓣1開關，其響 應速度要快于機械式的閥桿2控制。雖然閥桿2是由于電磁力控制 的，但電磁力控制的是閥桿2的上升，閥桿2的下降則是靠患者呼 氣氣壓把活瓣1頂開而被動向下運動的，閥桿2在位移過程中通電 線圏會切割磁力線產成反向電磁力，因此閥桿2向下運動過程中會 遇到額外的阻力，所以本發明的響應速度要優于電；茲式PEEP閥。盡管本發明已經參照附圖和優選實施例進行了說明，但顯然， 對于本領域的技術人員來說，在不背離本發明的精神和范圍的前才是 下，可以對本發明作出各種更改和變化。本發明的各種更改、變化 由所附的^又利要求書及其等同物的內容涵蓋。
權利要求
1. 一種控制呼氣閥的裝置，其特征在于，包括進氣室(10)，具有第一排氣口和可與呼氣閥(8)連通 的第一接口；電》茲閥，具有閥4干(2);調節元件(9),設置于所述進氣室(10)與電》茲閥之間；所述調節元件(9)響應所述進氣室(10)中的氣流壓力 和所述閥桿(2)推壓力的差值，可選擇地調節所述進氣室(10) 的第一排氣口開度。
2. 根據權利要求1所述控制呼氣閥的裝置，其中，所述進氣室(10)的第一排氣口為朝向所述調節元件(9)的敞開口。
3. 根據權利要求2所述控制呼氣閥的裝置，其中，還包括可與所 述進氣室(10)連通的第一排氣室(11),具有通向大氣的第 二排氣口。
4. 根據權利要求3所述控制呼氣閥的裝置，其中，所述第一排氣 室(11 )與所述進氣室(11 )設置在所述調節元件(9)的第 ——順，J 。
5. 根據權利要求4所述控制呼氣閥的裝置，其中，所述調節元件(9)可滑動地z沒置在所述進氣室(10)與電石茲閥之間。
6. 根據權利要求5所述控制呼氣閥的裝置，其中，所述調節元件(9)為膜片。
7. 根據權利要求6所述控制呼氣閥的裝置，其中，所述呼氣閥(8 ) 包括呼氣活瓣(1 ),以及分別設置在所述呼氣活瓣(1 )兩 側的呼氣室(7)和氣容室(8)。
8. —種控制呼氣閥的方法，其特征在于，通過上述任一項所述裝 置控制所述呼氣閥，所述方法包括控制所述電磁閥推壓所述膜片(9)的力，以封堵所述進 氣室(10);控制輸入氣流分別流入所述進氣室(10)和所述呼氣閥 的氣容室(8);所述進氣室(10)的壓力通過所述呼氣閥的氣容室(8)， 控制所述呼氣活瓣(1)封堵所述呼氣閥的呼氣室(7);控制所述電磁閥的推壓力，調節所述第 一排氣口的開度 相應;也釋方文所述進氣室(10)的氣流；所述呼氣室(7)的壓力小于所述氣容室(8)的壓力時， 控制所述呼氣活瓣(1 )位移，以將所述呼氣室(7)中氣流以 一定壓力排出。
9. 根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一排氣口的 開度，通過所述閥桿(2)推壓力與所述進氣室(10)中輸入 氣流的壓力之間的差值相應調節。
10. 根據權利要求9所述控制呼氣閥的裝置，其中，所述第一排氣 口在所述調節元件(9)封堵所述進氣室(10)時具有最小開 度，所述進氣室(10)與所述第一排氣室(11)氣壓相同時， 所述第一排氣口的開度最大。
全文摘要
本發明提供一種用于控制呼氣閥的裝置及方法，控制呼氣閥的裝置，包括膜片(9)；電磁閥，位于所述膜片(9)第一側；以及第一排氣室(11)和進氣室(10)，位于所述膜片(9)的第二側，膜片(9)通過電磁閥的閥桿(2)可選擇地封堵進氣室(10)以及第一排氣室(11)和進氣室(10)之間的通道。控制呼氣閥的方法包括控制電磁閥使得膜片(9)在輸入進氣室(10)的壓力作用下，朝向電磁鐵方向移動；進氣室(10)的輸入氣流通過氣流通道從第一排氣室(11)排出；控制氣流直接流入呼氣閥的氣容室，推動呼氣閥的呼氣活瓣封堵呼氣閥的呼氣室。本發明響應時間快，控制精度高。
文檔編號A61M16/20GK101310792SQ20071030832
公開日2008年11月26日 申請日期2007年12月29日 優先權日2007年6月28日
發明者孫小敏, 李敬輝, 鄧詠如 申請人:北京誼安醫療系統股份有限公司