技术摘要：
本发明公布了一种基于无创呼吸机的肺泡通气量监控系统与控制方法，它包括呼吸机本体、用户呼吸端、MCU和显示屏，其中，呼吸机本体的内部设置有气压电动调节模块，气压电动调节模块的输出端设置有压差式流量传感器和第一压力传感器；气压电动调节模块、压差式流量传感器  全部
背景技术：
在现代临床医学中，呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普 遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏 中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭， 减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。 冠状病毒常见体征有呼吸道症状、发热、咳嗽、气促和呼吸困难等。在较严重病例 中，感染可导致肺炎、严重急性呼吸综合征、肾衰竭，甚至死亡。目前对于新型冠状病毒所致 疾病没有特异治疗方法。但许多症状是可以处理的，因此需根据患者临床情况进行治疗。 在新型冠状病毒的治理中，重症患者不能自主呼吸，必须依靠呼吸机来维持生命 所需的氧气，因此在此次疫情中，呼吸机对重症患者的治疗起到的非常重要的作用。 为患者提供最佳的呼吸状态能对患者的恢复起到事半功倍的效果。当患者的呼吸 状态不足，会导致患者缺氧，影响治疗；当患者呼吸状态过甚会导致肺部的二次创伤，耽误 患者的治疗；另外，现有呼吸机产生的紊乱气流也可能对患者造成二次创伤。 对此，呼吸机如何智能补偿和调节用户的呼吸状态是本领域技术人员迫切解决的 技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的是针对以上问题，提供一种基于无创呼吸机的肺泡通气量监控系统 与控制方法，能够对患者在呼吸状态进行监测，根据患者在呼吸状态对气流压力进行智能 补偿和调节，帮助患者保持最佳的呼吸状态，为患者的肺部治疗提供了有力的保障。 为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种基于无创呼吸机的肺泡通气量 监控系统，它包括呼吸机本体、MCU和用户呼吸端，其中，呼吸机本体的内部设置有气压电动 调节模块，气压电动调节模块的进气端连接气体接入口，气压电动调节模块的输出端连接 气流压力缓冲模块，气流压力缓冲模块的气流输出端与用户呼吸端连接；呼吸机本体的内 部且在位于气流压力缓冲模块的输出端设置有压差式流量传感器和第一压力传感器；气压 电动调节模块、压差式流量传感器和第一压力传感器均与MCU电性连接。气压电动调节模块 可以采用专利号为：CN201610925331.5提供的一种高精密通气流量控制系统，也可采用电 机驱动叶轮控制气压的方式，在本发明中不做进一步的限定。 压差式流量传感器和第一压力传感器分别获取气压电动调节模块输出的气体流 量和压力，MCU获取压差式流量传感器和第一压力传感器的检测数据并通过显示屏进行显 示。 本发明可直接接入过滤后的空气，也可以接入氧气，具体的结构为：气体接入口包 3 CN 111603641 A 说　明　书 2/7 页 括空气接入口和氧气接入口，其中，空气接入口设置有过滤棉。 为展示用户的呼吸状态，它还包括用于显示用户呼吸状态所获取参数的显示屏， 所述显示屏与所述MCU电性连接。 所述显示屏上设置有触控面板或信息输入用按钮，可通过触摸或按键的方式进行 信息的录入和操控。 为了实现远程操控，它还包括用于与智能设备建立数据连接的蓝牙模块，所述蓝 牙模块与所述MCU电性连接。 为了实现远程操控，它还包括用于与智能设备建立数据连接的USB模块，所述USB 模块与所述MCU电性连接。 为了实现远程操控，它还包括用于与智能设备建立数据连接的网络模块，所述网 络模块与所述MCU电性连接。 为了实现远程操控，智能设备采用智能手机、平板电脑和计算机中的任意一种。 它还包括用于预警呼吸异常的报警器，所述报警器与所述MCU电性连接。当呼吸机 检测到用户呼吸状态异常的情况下，报警器会启动并进行预警，确保用户呼吸安全。 为检测用户呼吸端的氧气含量及供气压力，它还包括用于检测用户呼吸端的氧气 含量及供气压力的氧传感器和第二压力传感器，第二压力传感器安装在呼吸机本体外侧， 呼吸机本体的气体输出与用户呼吸端之间的通道设有外援气流接嘴，第二压力传感器与外 援气流接嘴连接；呼吸机外援气流经过独立的加湿器、细菌过滤器等设备后，可直接连接外 援气流接嘴，第二压力传感器对呼吸机外援气流输入到用户呼吸端的气流压力进行检测。 当第二压力传感器检测到呼吸机外援气流受阻时，MCU控制呼吸机内部的气压电动调节模 块气流的压力进行压力补偿，或通过USB等接口连接控制呼吸机外援气流的压力进行压力 补偿。 呼吸机本体的内部设置有消声盒、气流压力缓冲模块和气压电动调节模块，其中， 气流压力缓冲模块的材质为多孔弹性材料，消声盒内设有用于容纳气压电动调节模块的腔 室；气流压力缓冲模块内设有弯曲的气流通道，消声盒内的气压电动调节模块的出气端与 所述气流通道连接贯通。气压电动调节模块在运行时产生的噪音在消声盒内进行消除，经 气压电动调节模块出来的气流经过气流压力缓冲模块内后，能够使紊乱的气流变得更加平 稳和舒适，病人在肺部感染十分严重的情况下，能够舒缓症状，降低紊乱给肺部带来的创 伤，呼吸起来更加的加柔和及舒适，减轻病人痛苦。 为提高输出气流的平稳效果，气流压力缓冲模块的材质优选为海绵。 所述气流通道从进气端至出气端依次包括第一通道、第二通道和第三通道，其中， 第一通道与第三通道之间为平行设置，第二通道垂直于第一通道和第三通道，第二通道与 第一通道、第三通道的连接处通过圆弧过渡，从而提高输出气流的平稳效果，提高舒适度。 所述气流通道的进气端和出气端分别设置有第一管路接头和第二管路接头，用于管路的连 接。 为实现气压电动调节模块出气端与气流压力缓冲模块中气流通道连接和过渡，在 消声盒的壳体上设置有出气接头，出气接头的一端设有与气压电动调节模块出气端相匹配 的进气接嘴，出气接头的另一端设有与气流通道相匹配的出气接嘴，出气接嘴与第一管路 接头连接贯通。 4 CN 111603641 A 说　明　书 3/7 页 在不降低压力使气流变平稳的情况下，第一通道、第二通道和第三通道的孔径大 小相同。 在不降低压力使气流变平稳的情况下，出气接嘴内设有用于进气接嘴内孔贯通连 接至气流通道的锥形过渡通道。 一种基于无创呼吸机的肺泡通气量监控系统的控制方法：可在所述系统中输入用 户的身高，估算出用户的生理死腔；通过压差式流量传感器检测每次呼吸的流量，得出每次 呼吸的潮气量；利用每次呼吸的潮气量的数值-生理死腔的数值=肺泡通气量的数值；肺泡 通气量的数值在显示屏中进行显示，从而精准反应用户的呼吸状态；在所述系统中手动设 置目标肺泡通气量的数值范围；当实际肺泡通气量的数值低于目标肺泡通气量数值的最低 值时，系统将通过气压电动调节模块提高呼吸压力；当实际肺泡通气量的数值高于目标肺 泡通气量数值的最大值时，系统将通过气压电动调节模块降低呼吸压力；最快三个呼吸周 期完成压力增加或减少的一次调节；最快三个呼吸周期完成压力增加或减少的一次调节。 一种基于无创呼吸机的肺泡通气量监控系统的控制方法：还可在所述系统中输入 用户的体重，估算出用户的目标潮气量范围，正常人的潮气量为8-10mL/kg；通过压差式流 量传感器检测每次呼吸的流量，得出每次呼吸的潮气量；潮气量的数值在显示屏中进行显 示；在所述系统中手动设置目标潮气量的数值范围；当实际潮气量的数值低于目标潮气量 数值的最低值时，系统将通过气压电动调节模块提高呼吸压力；当实际潮气量的数值高于 目标潮气量数值的最大值时，系统将通过气压电动调节模块降低呼吸压力；最快三个呼吸 周期完成压力增加或减少的一次调节。 本发明的有益效果：本发明提供的一种通气智能补偿调节呼吸机，能够对患者在 呼吸状态进行监测，根据患者在呼吸状态对气流压力进行智能补偿和调节，帮助患者保持 最佳的呼吸状态，为患者的肺部治疗提供了有力的保障。 本发明提供的一种通气智能补偿调节呼吸机，输出的气流平稳，舒适性强，能够避 免气流紊乱给患者肺部带来的二次伤害，帮助患者渡过难关。 附图说明 图1为本发明的结构示意图。 图2为本发明中消声盒与气流压力缓冲模块的结构示意图。 图3为图2中A-A处的剖面结构示意图。 图4为实施例1中采用输入身高及肺泡通气量范围的控制方法流程图。 图5为实施例2中采用输入体重及潮气量范围的控制方法流程图。 图6为身高与生理死腔之间关联变化的示意图。 图中所述文字标注表示为：1、呼吸机本体；2、消声盒；3、气压电动调节模块；4、气 流压力缓冲模块；5、压差式流量传感器；6、第一压力传感器；7、氧传感器；8、用户呼吸端；9、 外援气流接嘴；10、第二压力传感器；11、按钮；12、报警器；13、MCU；14、显示屏；15、蓝牙模 块；16、USB模块；17、网络模块；18、氧气接入口；19、空气接入口；20、过滤棉；41、进气接嘴； 42、第三通道；43、第二管路接头；44、第二通道；45、第一通道；46、第一管路接头；47、锥形过 渡通道；48、出气接嘴；49、出气接头。 5 CN 111603641 A 说　明　书 4/7 页