一种呼吸管路接口及应用该呼吸管路接口的呼吸机的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种呼吸管路接口及应用该呼吸管路接口的呼吸机。

背景技术：

目前由于呼吸机对生命体征的维持具有良好的效果，呼吸机被广泛应用于医疗行业，呼吸机的气体通常需要经过加热和/或加湿来保证气体温度和/或湿度处于人体舒适范围，尤其是对需要呼吸机维持呼吸的病人来说，对进入人体的气体温湿度更加敏感，市面上有可以对气体进行加热/加湿的设备，但无法满足病患的具体要求，比如一般的呼吸机不能根据具体气流温度进行监测，而一些具备加热功能的呼吸机则需要在呼吸机内部进行加热，因此呼吸机管路需要定期消毒维护，避免不同病人使用发生交叉感染的情况，而温度监控装置一旦固定后便不便于消毒处理，较为麻烦。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此本发明的目的是为了解决现有呼吸机检测气体温度并根据温度进行加热升温容易发生交叉感染的情况。

一种呼吸管路接口，包括进气接头以及出气接头，进气接头和出气接头通过连接件固定连接，在出气接头内嵌有检测装置，该检测装置用于检测出气接头中气体的各项参数，包括但不限于：温度、湿度、压力以及氧气浓度。

在其中一个实施例中，所述检测装置包括：呼吸管路接口pcba板和/或传感器。

在其中一个实施例中，出气接头包括用于连接加湿罐出气端的加湿罐出气口、用于连接呼吸管路的呼吸管路进气口以及用于内嵌呼吸管路接口pcba板的安装槽。

在其中一个实施例中，进气接头包括用于连接呼吸机出气端的呼吸机出气口以及用于连接加湿罐进气端的加湿罐进气口。

在其中一个实施例中，安装槽与出气接头垂直设置，安装槽上还设有用于与呼吸管路电气连接的连接孔，连接孔与呼吸管路进气口同向设置。

在其中一个实施例中，连接件为中空结构，在其中空结构内部设有用于增加连接件强度的加强筋。

在其中一个实施例中，呼吸管路接口pcba板上设有插针插座，插针插座与呼吸管路进气口同向设置。

本发明还公开一种呼吸机，包括设置在外部的壳体、设置在壳体上的加湿罐组件、设置在壳体内的风机组件、设置在壳体内的风机组件下方的电源组件以及设置在加湿罐组件上用于连接呼吸管路的呼吸管路连接件；其中，呼吸管路连接件上设有检测装置，该检测装置包括：pcba板和/或传感器，通过pcba板和/或传感器实现对呼吸管路内进行信息采集以及信息传递。

在其中一个实施例中，呼吸管路连接件包括：设置在加湿罐组件上用于连接加湿罐组件和呼吸管路的呼吸管路接口和设置在呼吸管路接口上用于连接呼吸管路和呼吸管路接口的呼吸管路转接头；其中，呼吸管路接口上设有呼吸管路接口pcba板，用于检测出气接头中气体的各项参数，包括但不限于：温度、湿度、压力以及氧气浓度，呼吸管路接口和呼吸管路转接头均采用耗材制作，风机组件与呼吸管路接口通过单向阀连接，其连接处设有密封圈。

在其中一个实施例中，风机组件与加湿罐组件之间设有流量传感器，该流量传感器用于测量由风机组件进入加湿罐组件中的气体量，在流量传感器与风机组件之间设有氧气浓度传感器，该氧气浓度传感器用于测量风机组件中气体的氧气浓度；在流量传感器与加湿罐组件之间设有压力传感器，该压力传感器用于监测管路中的压力；在加湿罐组件和呼吸管路之间还设有温度传感器；传感器并不限于以上传感器，另外还可以设置环境温度和湿度的传感器。

在其中一个实施例中，呼吸管路转接头包括：转接头主体以及设置在转接头主体上的控制装置，控制装置包括转接头pcba板以及设置在转接头pcba板上的连接端口，连接端口用于和呼吸管路接口pcba板电连接。

本发明还包括一种呼吸管路识别方法：在pcba板设有用于测量温度的热敏元件(如热敏电阻)，各个型号的管路对应嵌入在相同温度下不同阻值的热敏电阻，pcba板通过在同一温度下识别出来该热敏元件的阻值数值可以辨识出不同管路的型号。

本发明的有益效果：

本发明通过在呼吸管路连接件上设置电路板，可以测量加湿罐出口的气体温度。保证加湿加热效果，且呼吸管路连接件均采用耗材制成，在一个病人使用完之后可以直接更换，不需要消毒，防止交叉感染。

将插针以及插针插座直接设置在pcba板上，可以保证接插件的相对位置，方便在包胶时加工以及保证温度传感器感应的准确度，降低加工成本和时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明整体示意图。

图2为本发明呼吸管路连接件和加湿罐组件分解示意图。

图3为本发明壳体分解示意图。

图4为本发明底座分解示意图。

图5为本发明呼吸管路接口示意图。

图6为本发明呼吸管路接口俯视图。

图7为本发明呼吸管路接口正视图。

图8为本发明呼吸管路转接头示意图。

图9为本发明呼吸管路转接头剖视图。

图10为本发明呼吸管路转接头分解示意图。

图11为本发明第一连接端示意图。

图12为本发明卡扣示意图。

图13为本发明的工作原理示意图。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、内、外，中心……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1～图5，一种呼吸机，包括：设置在外部的壳体2、设置在壳体2上的加湿罐组件3、设置在壳体2内的风机组件4、设置在壳体2内的风机组件4下方的电源组件5以及设置在加湿罐组件3上用于连接呼吸管路的呼吸管路连接件1；其中，呼吸管路连接件1上设有检测装置，该检测装置包括：呼吸管路接口pcba板111和/或传感器，通过呼吸管路接口pcba板111和/或传感器实现对呼吸管路内进行信息采集以及信息传递。

优选地，呼吸管路连接件1包括：设置在加湿罐组件3上用于连接加湿罐组件3和呼吸管路的呼吸管路接口11和设置在呼吸管路接口11上用于连接呼吸管路和呼吸管路接口11的呼吸管路转接头12；其中，呼吸管路接口11上设有呼吸管路接口pcba板111，该呼吸管路接口pcba板111可以内置温度传感器，用于检测出气接头113中气体的温度；呼吸管路接口11和呼吸管路转接头12均采用耗材制作。

进一步优选地，呼吸管路接口pcba板111一端设有金手指，该金手指用于连接控制模块，实现对呼吸管路内进行信息采集以及信息传递。

优选地，风机组件4与呼吸管路接口11通过单向阀6连接，其连接处设有密封圈61，通过在风机组件4与呼吸管路接口11之间设置单向阀6有效控制气体流动路径，防止气体回流，造成交叉污染。

参照图8～图12优选地，呼吸管路转接头12包括：转接头主体121以及设置在转接头主体121上的控制装置122，控制装置122包括转接头pcba板1221以及设置在转接头pcba板1221上的连接端口1222，连接端口1222用于和呼吸管路接口pcba板111电连接。

参照图5～图7进一步优选地，呼吸管路接口11包括进气接头112以及出气接头113，进气接头112和出气接头113通过连接件114固定连接，在出气接头113内嵌有呼吸管路接口pcba板111和/或传感器，呼吸管路接口pcba板111和/或传感器用于检测出气接头113中气体的各项参数，包括但不限于：温度、湿度、压力以及氧气浓度。

更进一步优选地，上述所有传感器包括但不限于：温度传感器、湿度传感器、压力传感器、氧气浓度传感器以及流量传感器。

更进一步优选地，出气接头113包括用于连接加湿罐出气端的加湿罐出气口1131、用于连接呼吸管路的呼吸管路进气口1132以及用于内嵌呼吸管路接口pcba板111的安装槽1133。

更进一步优选地，进气接头112包括用于连接呼吸机出气端的呼吸机出气口1121以及用于连接加湿罐进气端的加湿罐进气口1122。

进一步优选地，安装槽1133与出气接头113垂直设置，安装槽1133上还设有用于与呼吸管路转接头12的连接端口电气连接的连接孔115，连接孔115与呼吸管路进气口1132同向设置。

进一步优选地，连接件114为中空结构，在其中空结构内部设有用于增加连接件114强度的加强筋。

进一步优选地，呼吸管路接口pcba板111上设有插针插座1111，插针插座与呼吸管路进气口1132同向设置，用于和连接端口1222的插针电连接，该插针插座1111可以根据使用需求设置数量。

进一步优选地，壳体2包括：上盖21和底座22，上盖21顶部设有控制模块，该控制模块优选为连接有按键211和显示屏212的主控pcba板213。

进一步地，呼吸机壳体2上还设有有金手指连接槽2131，用于连接呼吸管路接口11。其中机械开口与呼吸管路接口上的114对应，起到导向和定位的功能。并能够防止液体意外进入电气连接部分。金手指连接槽2131的电气插座与主控pcba板213相连接，将呼吸管路接口pcba板111与主控pcba板213电气连接在一起。

更进一步优选地，该主控pcba板213上还连接有金手指连接槽2131，用于连接呼吸管路接口pcba板111。

进一步优选地，所述底座22其中一端设有加湿罐组件3，该加湿罐组件3包括：设置在底座22上的水罐31以及设置在水罐31底部的加热盘32，该水罐31顶端与呼吸管路接口11连接。

进一步优选地，风机组件4包括：风机主体41以及设置在风机主体41进风处的进风过滤器42以及设置在该进风过滤器42侧边的氧气接口43。

进一步优选地，电源组件5包括：设置在底座上的电源模块51以及用于连接电源模块51和交流电源的交流电源接口52。

本实施例具体使用时，呼吸机通电后通过按键211以及显示屏212控制呼吸机为打开状态，此时风机主体41通过进风过滤器42将外界空气吸入，设置在进风过滤器42一侧的氧气接口43接入氧气，调整气体中的氧气浓度；

风机主体吸入混氧后的气体依次通过单向阀6、呼吸机出气口1121以及加湿罐进气口1122注入水罐31中，水罐31中的水通过加热盘32加热形成加温加湿的气体，又依次通过加湿罐出气口1131、呼吸管路进气口1132以及呼吸管路转接头12进入呼吸管路中，通过呼吸管路给病人进行输送。

其中，通过呼吸管路接口pcba板111和/或传感器可以检测呼吸管路接口11内的温度，并通过设置在呼吸管路接口pcba板111上的金手指将该温度信息发送给主控pcba板，由主控pcba板上的显示屏进行反馈，并通过按键进行进一步控制。

实施例2：

参照图8～图12，一种呼吸管路转接头1212，包括转接头主体121以及设置在转接头主体121上的控制装置122，控制装置122包括转接头pcba板1221以及设置在转接头pcba板1221上的连接端口1222，连接端口1222用于和呼吸管路接口pcba板111电连接。

进一步地，连接端口1222直接固定连接在转接头pcba板1221上。

进一步地，加热件优选为加热丝123，该加热丝设置在与转接头主体121连接的呼吸管路内，所述呼吸管路为波纹管，波纹管是指用可折叠皱纹片沿折叠伸缩方向连接成的管状弹性元件，连接于呼吸机与患者呼吸面罩之间用于将呼吸机内的气流输送至呼吸面罩中，方便患者呼吸氧气等气流，转接头主体1可将呼吸管路接口11与呼吸管路连接起来。

更进一步地加热丝123为绝缘加热丝。

进一步优选地，连接端口1222优选为插针，设置两组，其中一组插针一端穿过转接头pcba板与加热丝连接，简化了线路连接，另一端与呼吸机接头的连接孔连接，通过呼吸管路接口pcba板111与主控pcba板连接呼吸管路接口pcba板111；另一组插针一端与转接头pcba板1221固定连接，另一端同样与呼吸机接头的连接孔连接呼吸管路接口pcba板111，通过呼吸管路接口pcba板111与主控pcba板连接。

更进一步地，两组连接端口1222其中一组连接管路感温件，另一组连接管路加热件。连接端口1222也可以为呼吸管路中另一组温度传感器，如呼吸管路病人界面的气体温度，用来进一步控制和监控管路中气体的温度。

本实施例只采用两组连接端口1222，简化了管路设计，将连接端口直接设置在转接头pcba板1221上，可以保证接插件的相对位置，方便在包胶时加工以及保证温度传感器感应的准确度。

更进一步地，连接端口1222均与转接头pcba板1221电连接。

更进一步地，如图3所示，转接头主体1与转接头pcba板1221连接处设有能够将二者固定的pcba包胶124，转接头pcba板1221通过嵌入pcba包胶124内与转接头主体121固定连接，该pcba包胶124优选为采用绝缘材料制成的胶。

更进一步地，转接头主体121为呼吸管路耗材的一部分，转接头主体121与呼吸管路所使用的耗材相同，能够进一步降低使用成本。

更进一步地，转接头主体121由耗材制作而成，该耗材与制作呼吸管路的材料相同，其中，使用该耗材制作的部件包括：呼吸管路转接头12，管路，管路加热丝及管路与病人界面。因为均使用同样的耗材进行制作降低了成本。

本实施例通过在转接头主体121上内置转接头pcba板1221，并设置连接端口1222分别和呼吸管路接口pcba板111电连接，可以测量进入转接头主体内的气体温度，且在一个病人使用完之后可以直接更换，不需要消毒，防止交叉感染。

更进一步优选地，转接头主体112由第一连接端1211和第二连接端1212组装而成。

进一步地，第一连接端1211其中一端设为圆形管状，用于连接呼吸管路，另一端底部设有卡勾12111，该卡勾12111设置在第一连接端1211的底部边缘，方向向外设置为三角形或梯形突起用于与第二连接端1212上的卡槽127(参见图2)过盈配合达到固定连接的目的，通过机械锁定机构确保连接的可靠性，防止脱落并保证气密性。

本实施例通过将转接头主体1分段式设计为第一连接端1211以及第二连接端1212，并通过卡勾12111机械连接，方便拆卸，易于更换和维护，且第一连接端1211或第二连接端1212中的任何一个损坏，直接作为耗材扔掉便可，不影响另一个的使用，使用便利，降低成本。

第一连接端1211用于将转接头主体121通过呼吸管路连接呼吸机的气路，第二连接端1212用于将转接头主体121与设置在呼吸管路接口11上的连接孔固定连接。

更进一步地，连接件主体1的首尾两端内径设为锥形，在于加湿罐或加湿灌接口以及呼吸管路连接时能够通过与该锥形结构形成过盈配合密封气路。

具体使用/实施时，将pcba板1221放置在第二连接端1212的安装槽1133内，并设置pcba包胶124固定，第二连接端1212与第一连接端1211通过卡槽127和卡勾12111的过盈配合固定连接，加热丝123一端与其中一组连接端口1222连接，另一端通过第一连接端1211一直延伸至呼吸管路内。可以给呼吸管路内的气路进行加热。

在使用本发明时，第一连接端1211通过其设置的锥形内径与呼吸管路过盈配合，第二连接端1212通过卡扣126与呼吸机主机固定连接，保证连接端口1222与呼吸管路接口11上的连接孔连接的相对位置。

使用过程中，本发明通过连接端口1222连接的呼吸管路接口pcba板111进行温度监测控制，通过连接端口1222连接的呼吸管路接口pcba板111进行加热控制，以此达到监测并且控制管路内的温度的目的。

实施例3

参照图13，与上述实施例的不同之处在于，风机组件4与加湿罐组件3之间设有流量传感器65，该流量传感器65用于测量由风机组件4进入加湿罐组件3中的气体量，在流量传感器65与风机组件4之间设有氧气浓度传感器61，该氧气浓度传感器61用于测量风机组件4中气体的氧气浓度；在流量传感器65与加湿罐组件3之间设有压力传感器62，该压力传感器62用于监测管路中的压力；在加湿罐组件3和呼吸管路之间还设有温度传感器；传感器并不限于以上传感器，另外还可以设置环境温度和湿度的传感器。

优选地，温度传感器包括：分别设置在呼吸管路的进气端的进气温度传感器63以及出气端的出气温度传感器64。

进一步优选地，通过上述传感器所得到的数值可以准确测量病人界面的压力、可以根据管路中的pcba的接口可以辨识出管路型号以及可以根据压力和流量的关系，可以辨识褚管路图和病人界面的特征，如气动阻力；

其中一种管路型号的识别方法可以为：在pcba中有用于测量温度的热敏原件(如热敏电阻)，在不同的管路中可以嵌入在相同温度下不同阻值的热敏电阻，如在25摄氏度下的阻值可以为10kohm，20kohm。

另外一种管路识别的方法可为：在pcba中安装有标明管路型号信息的电子元器件，如eeprom，呼吸机/加湿器可以读出pcba中的信息判断管路的型号。

因为不同阻值的差异远大于热敏电阻在设备工作范围内的变化，设备可以自动辨识出不同管路的型号。

病人界面特征测量方法如下：

各变量如下表所示：

其中，呼吸机病人端的压力满足以下关系：

pin＝ppatient+dp；

其中，dp为与流量，温度，湿度和管路类型相关的变量；

dp＝f(q,t1,t2,rcircuit)。

其中，函数可以由气体物理特性得出，也可以由试验数据回归而成：

一种简单的模型为dp＝rcircuit*q；

另一种二次模型为dp＝rcircuit(1)*q^2+rcircuit(2)*q。

当管路和呼吸界面没有接入道病人时：

ppatient＝0；

pin＝dp；

我们有pin＝f(q,t1,t2,rcircuit)。

我们可以从不同的流量和压力的关系中估算出管路特性，如通过：

rcircuitest＝f^-1(pinmsmt,qmsmt,t1msmt,t2msmt)；

可以通过不同类型的管路中，rcircuit不同，判断不同的管路类型。

在呼吸机中运行时，根据压力，流量，温度测量可以精确估算管路中气体的阻力，从而精确测量病人界面下的压力。

与上述相同：

pin＝ppatient+dp；

如果指导管路压力降的特征rcircuit病人接口端压力为：

ppatient＝pin–dp

在运行过程中，病人接口端的压力可以估算为：

ppatientmsmt＝pinmsmt–f(qmsmt,t1msmt,t2msmt,rcircuitest)，

此外，还可以用于辨识管路脱落，漏气量和堵塞，提高安全性。

另外管路脱落时，漏气和堵塞时：

pin≠ppatient+dp

根据不等式的不同条件，我们可以辨识出管路脱落，漏气和堵塞的状态，

例如pin>ppatient+dp时，可以判断加湿罐压力大于病人界面压力与管路压力降之和，那么可以判断管路堵塞。

一种识别管路堵塞的方法描述如下：

1.根据已知管路属性测试计算正常管路的压力降：

dpnom＝f(qmsmt,t1msmt,t2msmt,rcircuitest)；

2.如果实际加湿罐压力测量值过高，如满足以下条件：

连续tocclusion的时间内，pinmsmt>α*(dpnom+ppatientmax)，可以判断管路堵塞。

其中，ppatientmax为病人界面压力最大值；tocclusion为报警延迟设计参数，α为堵塞报警阈值参数。参数可根据实际需要调整保证报警敏感度并避免误报警。

一种辨识管路漏气的方法描述如下：

1.根据已知管路属性测试计算正常管路的压力降：

dpnom＝f(qmsmt,t1msmt,t2msmt,rcircuitest)；

2.如果实际加湿罐压力测量值过高，如满足以下条件：

连续thighleak的时间内，pinmsmt<β*(dpnom)，可以判断管路漏气量过大。

其中，thighleak为报警延迟设计参数，β为漏气报警阈值参数。参数可根据实际需要调整保证报警敏感度并避免误报警。

以上辨识管路漏气的方式还可以用于判断管路脱落，例如：连续thighleak的时间内，pinmsmt<0.1*β*(dpnom)。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。