一種新型變壓變位機械通氣系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于機械醫療技術領域，尤其涉及一種新型變壓變位機械通氣系統，是一種針對呼吸困難、呼吸窘迫綜合征(ARDS)及急性呼吸衰竭的患者實施救治的非損傷性機械通氣設備，該設備結合同步變位和變壓兩種輔助呼吸模式，完成無創、高效通氣。
【背景技術】
[0002]呼吸機作為一種重要的醫療儀器，它的控制方式關系到病人的安全性、舒適度以及治療的可靠性、時效性。因此，呼吸機系統控制方式的合理選擇尤為重要。近年來，隨著計算機技術的應用，呼吸機研宄中的智能控制技術得到了快速發展，掌握和運用呼吸機智能控制技術拓寬其應用范圍，對提高了急危重癥呼吸衰竭患者救治成功率，延長患者的存活時間具有重要作用。
[0003]自20世紀80年代以來，機械通氣技術迅速發展，1981年Servo 900c和Engstrom呼吸機開發出壓力支持通氣(Pressure Support Ventilat1n, PSV)模式，PSV與SIMV很快成為部分通氣支持的常用模式。1980年Gattinoni采用體外C02去除(ECco2R)技術與低頻正壓通氣相結合治療急性呼吸衰竭，可降低急性呼衰的死亡率。Ravizza于1983年發現延長吸氣時間可改善氧合，從而提出反比通氣模式。美國偉康公司于1989年研制出雙水平氣道正壓通氣(BiPAP)模式，尤適宜于睡眠呼吸暫停患者。
[0004]機械通氣技術已經歷了數百年的改進和完善，如今正壓通氣技術已經成為了當前治療呼吸衰竭、實現呼吸維持的主要手段，應用了到社會各級主要醫院。但是正壓通氣也存在著諸如呼吸機相關肺炎、肺損傷、動態性過度充盈、低血壓和撤機困難等弊端，使得該技術在實現呼吸維持功能的同時也給病患者帶來了更嚴重的生命威脅。隨著人類物質文明和精神文明的高速發展，人類的要求已不是過去那種能挽救生命、保住生命，而是追求治療的安全性、微創或無創、無后遺癥，為了滿足發展要求，許多人一直在致力于對正壓通氣技術的改進完善研宄，但由于正壓通氣技術自身存在的缺陷使得這些改進方法沒有達到明顯的效果，因此大家都在尋求更加安全有效的新的機械通氣方法。
【發明內容】
[0005]針對上述現有技術存在的缺陷和不足，本發明的目的在于，提供一種新型變壓變位機械通氣系統，本發明的機械通氣系統結構簡單、成本低廉，打破了正壓機械通氣的傳統模式，通過巧妙地運用與呼吸同步變換體位和對斜俯臥位懸空腹變壓的方法，通過重力和慣性力的作用，充分調動、發揮膈肌的呼吸潛能，不僅充分利用橫隔膜在呼吸過程中的效用，而且提高了呼吸潮氣量。
[0006]為了實現上述任務，本發明采用如下的技術解決方案:
一種新型變壓變位機械通氣系統，其特征在于，包括轉動床體、旋轉支架、落地支架以及電路控制及驅動單元，所述的轉動床體包括頭胸托板(I)、頭面托枕(2)、腹部托板(3)、腹部托板轉軸(4 )、腹腿托板(5 )、小腿托板轉軸(6 )和小腿托板(7 )，所述的頭面托枕(2 )安裝在頭胸托板(I)上，所述的腹部托板轉軸(4)連接在腹部托板(3)和腹腿托板(5)之間，所述的腿托板轉軸(6)連接在腹腿托板(5)和小腿托板(7)之間；所述的旋轉支架包括固定架轉軸(10)、床體固定架(11)和圓弧輪(13)，所述的轉軸(10)通過四根金屬臂與床體固定架(11)相連，所述床體固定架(11)將圓弧輪(13)與轉動床體連成一體；所述的落地支架包括支撐腳架(14)和支撐底架(15)，所述的支撐腳架(14)與固定架轉軸(10)相連；所述的電路控制及驅動單元包括電路控制箱(8 )、搖桿驅動單元(9 )和電機驅動輪(12 )，所述的電路控制箱(8)安裝在頭胸托板(I)的下方，所述的搖桿驅動單元(9)連接腹部托板(3)，所述的電機驅動輪(12 )驅動圓弧輪(13 )轉動。
[0007]該新型變壓變位機械通氣系統中，所述電路控制箱(8)控制電機驅動輪(12)旋轉使圓弧輪(13)與轉動床體一起前后來回滾動；所述的搖桿驅動單元(9)包括動力電機和減速器，將電機的旋轉運動轉換成腹部托板(3)的上下往復運動；系統采用PC機作為上位控制器，通過編程對數字運動控制卡，進行輸出控制，完成電機要求動作，所述的數字運動控制卡型號為 Advantech PC1-1240。
[0008]本發明的有益效果是:
本發明采用伏臥同步變壓、變位方式進行輔助呼吸，伏臥同步變位時，當患者開始吸氣后，人體由平躺變為傾斜，此時橫隔膜因受到重力和慣性力的作用而向足側移動，形成肺內負壓，輔助吸氣；而當患者開始呼氣后，人體由傾斜變為平躺，此時橫隔膜因受到重力和慣性力的作用而向頭側移動，對肺部形成正壓，輔助呼氣。俯臥同步變壓，是令患者斜俯臥在有腹下托板的床體上，當患者開始吸氣后，腹下托板從床面位置開始下移最終至脫離腹部的位置，此時患者腹部懸空、下垂，拉動橫隔膜向足側移動，形成肺內負壓，輔助吸氣；當患者開始呼氣后，腹下托板開始向上復位，最后恢復至床面位置，此時患者腹部被向上托壓，橫隔膜向頭側移動，形成肺內正壓，輔助呼氣。同步變位壓，是俯臥同步變位和同步變壓的雙重作用，能更有效地形成肺內正、負壓，輔助呼、吸氣。
[0009]與基于傳統正壓通氣方法的呼吸機相比，該新型變壓變位機械通氣系統有如下幾個特點:
(I)無創通氣。該新型變壓變位機械通氣系統采用的是托壓腹部和變換體位的方法實現通氣，無須經鼻插入導管或割開喉嚨，因此實現了真正意義上的無創通氣。
[0010](2)高效通氣。實驗表明斜俯臥位時與呼氣時相同步托壓懸空的腹部所測得的潮氣量和以大角度與呼吸同步變換體位時的潮氣量相近，均高達靜態時的2倍以上，對受試者同時實施上述兩種方法，所測得的潮氣量可高達靜態呼吸潮氣量的3倍以上；與呼吸同步變換體位時測得的潮氣量均明顯大于各種體位靜態時的潮氣量，有的甚至可高出靜態的I倍以上。
[0011]腹部托壓機械通氣系統分為兩個基本工作模式:
(1)輔助通氣(AssitedVentilat1n, AV)模式:是自主呼吸與呼吸床通氣同步疊加的通氣模式，呼吸頻率由患者呼吸決定，并由患者觸發機械通氣，潮氣量則由呼吸機決定。用呼吸傳感器信號控制人工呼吸床，使床體腹部托板的變化幅度由潮氣量測值自動調節。人工呼吸床的呼、吸動作時相分別占自主呼、吸時相的2/3 ；
(2)控制通氣(ControlVentilat1n, CV)模式:指不用自主呼吸觸發，呼吸床完全按照預先設定的腹壓工作。當潮氣量低于預先設置的值時，腹部托板的變位頻率和幅度自動增大，先增幅度后增頻率。托壓板角度變化范圍為O?45°可調，頻率6?20次/分可調。吸、呼時相比為1:2~1:4可調，人工呼吸床的呼、吸動作時相分別占自主呼、吸時相的2/3。
[0012]本發明的機械通氣系統結構簡單、成本低廉，巧妙地運用與呼吸同步變換體位和對斜俯臥位懸空腹變壓的方法，通過重力和慣性力的作用，充分調動、發揮膈肌的呼吸潛能，不僅充分利用橫隔膜在呼吸過程中的效用，而且提高了呼吸潮氣量。
【附圖說明】
以下結合附圖和【具體實施方式】對本發明作進一步的解釋說明。
[0013]圖1是該通氣系統的整體結構示意圖；
圖2是該通氣系統的呼吸床主視圖；
圖3是該通氣系統的呼吸床俯視圖；
圖4是該通氣系統的呼吸床左視圖；
圖5是該通氣系統的腹下托板架主視圖；
圖6是該通氣系統的腹下托板架俯視圖；
圖7是該通氣系統的腹下托板架左視圖；
圖8是該通氣系統的控制總體框圖；
圖9是該通氣系統的軟件總體框圖；
圖10是該通氣系統的初始化流程圖；
圖11是該