呼吸机的过压保护系统的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种呼吸机的过压保护系统。

背景技术：

呼吸机是一种提供或辅助病人呼吸的仪器。它根据需求，按照一定的频率和潮气量为病人的肺进行气体交换，所以对于气体的压力控制和检测尤为重要，因为压力过高会对病人的肺造成气压伤。为了防止这种情况的发生，呼吸机在设计时就需要考虑过压报警和保护措施。一般的方法是，增加一个“压力限制”的参数，此参数用户可以按需修改。当呼吸机监测到当前的管道压力超过此设置值时立即打开呼出阀，将压力释放。如果呼吸机的压力传感器和呼出阀控制都正常时，这样是没问题的，但是万一有哪个相关的传感器或控制部件损坏了，便不会起到释放压力的作用，这样是非常危险的！因为气压伤害对于病人来说是很严重并且不可逆的。呼吸机由于是病人生命维持仪器，被划分为iii类仪器，所以从监管上也是最严格的，而且对各种单一故障都有要求。其中对于过压的保护措施就明确呼吸机需要通过两种途径来执行。这样做就大大降低了由于故障因素引起失控的风险。

技术实现要素：

本发明针对现有技术存在的问题和不足，提供一种呼吸机的过压保护系统。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供一种呼吸机的过压保护系统，其特点在于，其包括压力传感器、信号调理电路、a/d转换电路、单片机、安全阀驱动电路、与气源连接的安全阀和呼出阀；

该压力传感器用于检测呼吸机管道中的管道压力并传输至该信号调理电路；

该信号调理电路用于对传来的管道压力信号进行滤波放大处理以获得模拟压力信号；

该a/d转换电路用于将该模拟压力信号转换为数字压力信号并将该数字压力信号传输至该单片机；

该单片机用于判断该数字压力信号的数值是否大于一压力释放临界值，在为是时控制该安全阀驱动电路驱动该安全阀关闭切断该气源、使该呼出阀打开，在为否时控制该安全阀驱动电路驱动该安全阀开启导通该气源、使该呼出阀关闭。

较佳地，该过压保护系统还包括一数码管，该单片机用于控制该数码管显示当前压力值。

较佳地，该单片机与该呼吸机通过rs232串口通信，该单片机用于将该安全阀的通断状态发送给该呼吸机使该呼吸机获知该过压保护系统是否执行了过压保护操作。

较佳地，该单片机用于通过rs232串口接收该呼吸机传来的压力限制设置值，并在该压力限制设置值的基础上累加一个数值后作为最终的压力释放临界值。

较佳地，该呼吸机用于通过另一个压力传感器检测呼吸机管道中的管道压力，判断该另一个压力传感器检测的管道压力数值是否大于该压力限制设置值，在为是时呼气控制阀控制该呼出阀打开，在为否时该呼气控制阀控制该呼出阀关闭。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

本发明设计了一种独立的压力监测和释放控制的系统，加入到呼吸机中，而且绝不会影响到呼吸机本身的正常工作和控制，适用于任何用气压方式控制呼出阀的呼吸机或麻醉呼吸机。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的呼吸机的过压保护系统的电路原理图。

图2为本发明较佳实施例的呼吸机的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1和2所示，本实施例提供一种呼吸机的过压保护系统20，其包括压力传感器1、信号调理电路2、a/d转换电路3、单片机4、安全阀驱动电路5、与气源连接的安全阀6、呼出阀7以及数码管8。

该压力传感器1用于检测呼吸机管道中的管道压力并传输至该信号调理电路；

该信号调理电路2用于对传来的管道压力信号进行滤波放大处理以获得模拟压力信号；

该a/d转换电路3用于将该模拟压力信号转换为数字压力信号并将该数字压力信号传输至该单片机；

该单片机4用于判断该数字压力信号的数值是否大于一压力释放临界值，在为是时控制该安全阀驱动电路5驱动该安全阀6关闭切断该气源、使该呼出阀7打开，在为否时控制该安全阀驱动电路5驱动该安全阀6开启导通该气源、使该呼出阀7关闭。

该单片机4还用于控制该数码管8显示当前压力值，也可用于调试时显示相关数据。

如图1和2所示，该单片机4与该呼吸机9通过rs232串口12通信，该单片机4用于将该安全阀6的通断状态发送给该呼吸机9使该呼吸机9获知该过压保护系统20是否执行了过压保护操作。

该呼吸机9用于通过另一个压力传感器检测呼吸机管道10中的管道压力，判断该另一个压力传感器检测的管道压力数值是否大于该压力限制设置值，在为是时呼气控制阀11控制该呼出阀7打开，在为否时该呼气控制阀11控制该呼出阀7关闭。

(1)开机上电

初始化输入输出端口，使安全阀处于导通状态(呼吸机通过呼出控制阀可以正常控制呼出阀)，使a/d转换电路处于就绪状态，使单片机可以控制数码管的显示。初始化通信相关寄存器，使rs232串口处于就绪状态。

(2)正常工作

通过串口接收呼吸机传来的压力限制设置值(呼吸机设置了压力限制参数后都要发送给过压保护系统)，在此值基础上再加上5cmh2o，作为最终的压力释放临界值。单片机定时地进行a/d采样并计算当前管道压力值，显示于数码管上，同时也发送给呼吸机，让呼吸机获取过压保护系统所测得的压力值。过压保护系统将此压力值与压力释放临界值进行比较，如果超过了表明管道里的压力太高了，则通过安全阀将气源切断，使呼出阀打开，病人管道压力得以迅速下降，起到了过压保护的作用，同时将安全阀通断的状态发送给呼吸机，使呼吸机也能获知装置是否执行了过压保护操作。等到管道里的压力低于8cmh2o，并维持10秒后，再将安全阀导通，恢复到正常状态，呼吸机也能恢复对呼出阀的控制了。

过压保护系统的作用：

因为呼吸机本身也会在管道压力超过压力限制时通过控制呼气控制阀来打开呼出阀，所以装置起的是一种双重保护的作用，以防万一呼吸机控制失效时还能有一道保护机制，也符合了呼吸机的设计要求。

由于呼吸机本身也要测量管道压力值用于呼吸的控制，过压保护系统也要测量管道压力值用于保护的控制，两者使用不同的压力传感器，测出的压力难免会有点差异，所以在设计过压保护系统时，尽量用精度高、漂移小的压力传感器，后续的信号放大和滤波也要用温漂小，重复性好的器件，这样可以保证过压保护系统测出的压力的准确性，减少两者之间的差异。为了减少过压保护系统对呼吸机正常工作的干预，实际上过压保护系统的压力释放临界值比呼吸机的压力限制设置值要高5cmh2o，这样呼吸机在正常工作时，总是由呼吸机来按需求控制呼出阀，只有当呼吸机出了故障，释放不掉压力时，过压保护系统才会起到释放压力的保护作用，所以说呼吸机正常运作时是不会受到过压保护系统的干扰的。

过压保护系统的适用性：

适用于任何用气压方式控制呼出阀的呼吸机或麻醉呼吸机。

过压保护系统的优点：

(1)体积小巧，气路上基本独立于呼吸机，只需做很少改动就可将装置连入呼吸机。

(2)硬件电路上完全独立于呼吸机，只需供给电源就能工作。

(3)呼吸机软件只需进行很小的修改(最简单情况是只要将压力限制设置值发送给装置即可)，就能使系统工作。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。