气体混合定向辅助传输装置及其呼吸机

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种将空气或氧气，与其他不同气体进行混合的气体混合定向辅助传输装置，以及具有该模块的呼吸机和麻醉机。

背景技术：

1、医疗呼吸机作为呼吸辅助器械，为医院、护理机构、手术中心和其他临床环境中的患者，提供呼吸辅助以维持生命体征。其主要通过其中装载的定向辅助传输装置，将加压后的含氧气体定向供应给患者。

2、期望输送给患者的含氧气体需取决于具体的患者的生理状态以及对应病症。在某些情况下，诸如需要以气体给药的方式提供给患者，以使患者进入诸如麻醉状态或治疗某些特定病症，这些时候需要将对应药物与含氧气体进行充分混合，并将混合气体定向加压，经气体回路传输至诸如呼吸面罩、气管内导管、鼻套管等呼吸接口。

3、此类设备目前目前主要的优化重点，其一在于需要依照患者对应的状态，确保及时调节供给患者混合气体的含药浓度、含氧量、气流压力，并维持稳定，这依赖于运行过程中设备能够有效采集气流信息；其二在于需要对所使用的各种气体按需要进行充分的混合；此外还需要保障呼吸机具有有效的隔音效果，确保在运行过程中不产生过高的噪音，以避免影响患者正常的休养休息。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种集成度高，便于将氧气源和其他气源共同混合泵送的气体混合定向辅助传输装置，及具有该气体混合定向辅助传输装置的呼吸机。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术手段加以实施：

3、一种气体混合定向辅助传输装置，包括气道、气流驱动总成、气体监测装置，气流驱动总成驱动主气道和支气道内的气流经混合气道混合并向混合气道出口定向流动，其气道包括主气道和至少一支气道，所述支气道通入段和主气道通入段设置于气流驱动总成的固定座内，支气道外气道段和主气道的外气道段设置于气流驱动总成的固定座外，且各支气道外气道段和主气道外气道段之间相互相离设置，支气道通至气流驱动总成的气体通路段内设置有气流腔体、调节机构，调节机构调节气源经气流腔体向气流腔体出口的流量大小与启闭；各支气道出口、主气道出口均通向混合气道进入端，所述气流驱动总成设置有降低并形成恒定振动频率的减振结构；所述气体监测装置具有超声波换能探头、气压传感器探头，所述主气道、支气道均设置有超声波换能探头装载区和气压传感器探头装载区。

4、进一步的，所述气流驱动总成包括直流式无刷驱动电机、转轴、叶轮、支架、固定座，所述气流腔体和所述调节机构的调节部设置于固定座内，直流式无刷驱动电机驱动转轴带动混合气道内的叶轮旋转，转轴轴接于固定座和设置于固定座上的支架。

5、进一步的，所述减振结构为设置于固定座的上、下端的上、下支架，转轴轴接于上、下支架设置的上、下轴承件，套接于转轴并贴合上轴承件和上支架的上缓冲垫片、贴合下轴承件和下支架的下缓冲垫片。

6、进一步的，所述主气道沿固定座转轴孔通向混合气道内，所述支气道出口设置于主气道出口外周，混合气道入口围合下支架、主气道出口和各支气道出口。

7、通过利用有效的减振结构，能降低气流驱动总成的运行振动，从而确保在运行过程中不产生过高的噪音，并且避免运行噪音影响超声波换能探头对气流噪声状态的监测。

8、进一步的，所述支气道接驳段和主气道接驳段均可拆卸地设置于固定座。

9、进一步的，所述的调节机构为调节滑槽、调节销，所述气流腔体出口为调节滑槽的末端开口，调节销通过相对于调节滑槽滑移而封闭所述气流腔体出口过程中，调节销的楔形调节片相对于气流腔体滑移，并调节气流腔体连通支气道出口的第一空间幅度。

10、进一步的，所述调节滑槽为设置于气流腔体的侧壁并向气流腔体顶端延伸的顶部柱孔和气流腔体出口端延伸的出口柱孔，所述调节销为设置于楔形调节片两端的顶部滑柱和出口滑柱，所述顶部滑柱封闭所述顶部柱孔并相互滑动配合，出口滑柱呈直柱状、顶部滑柱呈基部凸台、端部柱状的凸台柱；出口滑柱与出口柱孔相离时，出口柱孔与气流腔体相连通，出口滑柱封闭出口柱孔时，出口柱孔与气流腔体之间不相连通；所述基部凸台限制顶部滑柱滑离顶部柱孔，使楔形调节片的上侧壁与气流腔体侧壁之间具有间隙。

11、进一步的，所述调节销的楔形调节片相对于气流腔体滑移并分割气流腔体，使气流腔体分隔成连通支气道出口的第一空间和连通支气道外气道段的第二空间，所述气压传感器探头装载区设置于第二空间，且楔形调节片不封闭气压传感器探头与第二空间。

12、进一步的，还包括控制单元，驱动顶杆机构，气体监测装置；所述控制单元依据气体监测装置测得的气体流速和气体压力，对应驱动各驱动顶杆机构调节调节机构，从而调节气源经气流腔体向气流腔体出口的流量大小与启闭，外部空气和/或氧气和/或含药物气体一一对应地经所述支气道定向流动；外部空气和/或氧气经所述主气道定向流动。

13、控制单元至少部分地通过呈软件形式的算法借助处理器能以电子的方式调节和/或自动地调节主气道气体监测装置、支气道气体监测装置所获取的信号，并通过各气体监测装置测得的气体流速，以及外部诸如中心供气系统、压缩气体罐等恒流定压气源进行配合，能够计算出混合气体中的含氧量/含药量/含麻醉剂量，并通过调节机构调节气源经气流腔体向气流腔体出口的流量大小与启闭，从而能对混合气体中的含氧量/含药量/含麻醉剂量进行调节。

14、进一步的，所述气体监测装置通过第一、第二超声波换能探头检测噪声，通过气压传感器探头检测气压；检测探头装载区包括一一设置于主气道外气道段和支气道外气道段的上、下超声检测探头装载区，以及一一设置于所述气流腔体的气压传感器探头装载区，上、下超声检测探头装载区对应沿气道轴向延伸，并相对反向设置于对应气道的外气道段侧壁；所述控制单元经气体监测装置测定气流噪声传播速度变化，对应测定各支气道、主气道内气体的流速；所述气压传感器探头装载区设置于根据气流腔体内并检测气流腔体内的气压。

15、通过利用第一、第二超声波换能探头检测噪声，利用气流噪声传播至第一、第二超声波换能探头时的被接受到噪声信号的时间差，即可测得气流流速，该流速测量方式能够避免增加复杂的机械部件，适合测量以恒定的均匀流速传输气源，并在调节机构进行机械调节过程中具有良好的检测精度和灵敏度；配合相互分离设置的主气管接驳段、支气管接驳段的结构设置，还能减少气管之间的噪声干扰影响。

16、本发明的另一目的在于提供一种呼吸机，其包括上述技术方案的气体混合定向辅助传输装置、呼吸机主机、与主气道、支气道配对驳接的外部引管、以及作为呼吸机主机输出混合气流至患者佩戴的呼吸器。其通过利用气体混合定向辅助传输装置对主气道和支气道供应的气体进行混合，并将混合气体提供至呼吸机的吸气端口以输送至患者。

17、本发明至少具有以下优点：

18、本发明通过采用能够降低并形成恒定振动频率的减振结构，并基于减振结构改造的气流驱动总成，其能够避免设备噪声影响患者休息，且避免气流驱动总成运行过程产生的不规则振动频率对第一、第二超声波换能探头采集超声信号的干扰，第一、第二超声波换能探头采集主气道、支气道内到超声信号的时间间隔，并通过测得的超声波的飞行时间、飞行时间差测得气体流速，配合气压传感器探头所测得的气压变化，能够进一步消除气流速度测定的干扰；

19、通过合理设置气流驱动总成的结构，以直流式无刷驱动电机驱动转轴带动混合气道内的叶轮旋转，转轴轴接于固定座和设置于固定座上的支架，可使混合气道内的气体被叶轮所带动而能够充分混合，尤其对含有雾化药液的含药物气体与空气或含氧气体能够充分混合并加压泵送至呼吸机的吸气端口以输送至患者；配合转轴上套接的上缓冲垫片组、下缓冲垫片组对上、下轴承件的减振降噪，使上、下轴承件能够对转轴进行有效地导正并提高转动的流畅性，并使第一、第二超声波换能探头采集到较低的噪音呈现相对平稳且连续状态，该气流驱动总成的结构兼顾了气流混合效果和降低设备振动；

20、基于该气体混合装置的呼吸机，能够外接不同类型的空气、氧气、不同类型的含药气源，配合外部中心供气系统、压缩气体罐的气体供应，维持主气道正常的导通状态，确保空气和氧气供应正常，配合外部气源和支气道的气流流量调整以调节与空气或氧气的浓度比例，能够为病人的基础呼吸或吸入式治疗提供保障支持。

21、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。