一种基于半导体制冷的呼吸机管道冷凝水排出装置的制作方法

本技术涉及医疗器械，具体涉及一种基于半导体制冷的呼吸机管道冷凝水排出装置。

背景技术：

1、当前临床使用的呼吸机，其结构一般由主机、空氧混合器、气源、湿化器和外部管道组成。主要结构如图1所示，工作原理如下：

2、肺的自主吸气呼气原理：在呼吸肌收缩时，胸廓容积扩大，肺泡膨胀形成负压，从而通过大气压将外界空气“挤”进肺部。呼吸肌放松时，肺泡因弹性收缩，使肺内压力增大，将气体向外呼出，此即正常人体的呼气。人的呼吸气流是由肺泡和大气压间的压力差形成的。

3、呼吸机机械通气的基本原理，就是用机械的办法建立这一压力差，从而实现强制的人工呼吸过程。

4、由外部管道将呼吸机和人体呼吸道联通形成密闭的气体回路后，气源供气，通过空氧混合器，由呼吸机主机的送气端口送出，通过近端送气支管路，进入湿化器加湿加温，再通过远端送气支管路，将气体送至病人呼吸道。由于管腔密闭，呼吸机送气时，送气支管道内存在正压，将气体“挤”入肺部，形成呼吸的“吸气”相。然后呼吸机暂停送气，因病人呼吸道与管道形成密闭腔体，腔体内正压消失，胸廓和肺泡因弹性回缩，将气体挤出肺部，由排气支管路从呼吸机排气端口排出，形成呼吸的“呼气”相。此即一个完整的呼吸运动。由呼吸机主导，周而复始，从而帮助病人营造呼吸运动，这一流程也称“机械通气”。请参考图1结合图2，呼吸机的近端远端送气支管路001、y形管004、病人端呼吸延长管003、排气支管路002，共同构成了呼吸机的外部管道。

5、呼吸机的外部通气导管为专用的软塑料螺纹导管（波纹管），部分厂家在管壁内镶嵌了螺旋弹性钢丝，可以很好地防止管腔扭曲，避免管腔狭窄，且不易阻塞，也避免了管壁随气压变化而伸缩导致气流阻力增大、呼吸机的无效腔效应增大等问题。

6、由于呼吸机送出的气体为空氧混合气，湿度低、温度低，直接进入病人呼吸道会形成刺激，且会导致呼吸道过于干燥，不利于病情恢复，因此呼吸机的送气管路须途经湿化器，给气体加温加湿，再送入病人呼吸道。由病人肺中呼出的气体，也会因为呼吸道分泌黏液、口腔湿度等，混有一定浓度的水蒸气。这些具有一定湿度的气体，在管道中流动时，因失去热源，逐渐冷却，水蒸气就冷凝成小水珠，吸附在管道内壁。

7、由于湿化器将送气支管路分为近远端两段，送气支管路长度较短，冷却效应不明显；排气支管路为连续完整的长管，冷凝水极易聚集，形成管道内积水，影响通气效果；而且积水速度快，很容易阻塞通气管道。因此，一些呼吸机厂家会在排气支管路中增加一个集水杯005（有的厂家会在远端送气支管路也增加一个集水杯），用来收集冷凝水、由护士定期倾倒。此即冷凝水处理（被动收集、人工排出）的现有方案。

8、现有方案存在以下弊端：

9、（1）呼吸机使用场景多在重症监护室（icu）、呼吸内科及危重症医学科、神经内科、神经外科等，常为重症患者，护士配备数量不足，而定期倾倒集水杯给护士增加了工作量，在病人数量多时，倾倒集水杯会变得频繁，且不同病床因呼吸机参数设置不同，冷凝水聚集时长不同，有引起护士疏漏、未及时倾倒冷凝水的风险；

10、（2）现有方案的集水杯多安装在排气支管路和远端送气支管路，且由于集水杯有自身的重力，常可形成管路的最低位置，用来接收气路内凝结的水分或分泌物，防止水分滞留连接管内引起阻塞或反流入人工气道内引起污染。但是在神经内科、神经外科、icu等病房，病人的病床床头常常需要摇高（为减轻颅内压力、减轻脑水肿等症状，促进脑脊液和血液循环），导致管道形成“n”形弯折——集水杯安装的位置处于靠近呼吸机一侧管道部分的最低位，无法收集靠近病人一侧管道的冷凝水（见图2），且在实际中，恰恰是靠近病人一侧的管道冷凝水更易形成、也更易聚集；

11、（3）现有方案疏漏了y形管后的病人端呼吸延长管——排气支管路002（见图2）的冷凝水因y形管004阻隔，很少能够回流至病人呼吸道，但病人端呼吸延长管003（见图2）距离病人呼吸道最近，也是呼吸机送气排气、病人吸气呼气的共用管道，极其容易形成冷凝水；又因延长管长度较短、与排气支管路有y形管004的阻隔，使得该部位的冷凝水无法通过排气支管路的集水杯005排出，且回流风险更大，容易给病人造成呛咳、吸入性肺炎等不良影响。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种基于半导体制冷的呼吸机管道冷凝水排出装置，以解决现有技术中冷凝水处理方案效率低、需频繁更换、存在安全隐患等问题。

2、本实用新型技术方案详述如下：

3、一种基于半导体制冷的呼吸机管道冷凝水排出装置，包括t型管、单向阀门、排水管、半导体制冷片和积水瓶，其中，t型管、单向阀门、排水管和积水瓶依次连接，半导体制冷片对排水管进行制冷；一般仅需要对靠近单向阀门的一段制冷即可。所述单向阀门包括支撑架、弹簧、阀瓣和挡圈，所述阀瓣通过弹簧与支撑架连接，弹簧穿过挡圈支撑阀瓣使得阀瓣与挡圈之间有空隙供气体通过；当阀瓣上表面受压后向下压弹簧使得阀瓣与挡圈之间闭合。弹簧的弹力应与呼吸机送气时气压相匹配以保证送气气压能将阀瓣向着弹簧的一端下压以关闭阀门。

4、可选或优选的，上述装置中，所述t型管为设有三个开口的三通管，其中两个开口用于与呼吸机的延长管连接，另外一个开口连接单向阀门。

5、可选或优选的，上述装置中，所述单向阀门的阀瓣在靠近呼吸机的一端与挡圈连接，能更有效地控制呼吸机送气时气体压向阀瓣而不会将阀瓣吹起。

6、可选或优选的，上述装置中，所述单向阀门与半导体制冷片以及由半导体制冷片制冷的一段排水管集成安装在一个盒体内。

7、可选或优选的，上述装置中，所述盒体内的一段排水管紧贴盘绕在半导体制冷片的冷端。

8、可选或优选的，上述装置中，所述排水管为内壁光滑的软管。

9、可选或优选的，上述装置中，所述积水瓶体积能满足收集24-48小时冷凝水。

10、与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

11、本实用新型通过单向阀门来控制进入排水管的气体，使得只有病人呼出的气体（大部分）进入到排水管中，利用半导体制冷片对排水管内的气体主动制冷，形成冷凝水，相较于传统的被动制冷提高了冷凝效率。同时该装置设置在呼吸机延长管部分，靠近病人口腔，能够有效避免冷凝水大量聚集在延长管内造成的冷凝水回流风险。积水瓶能够直接放在地上，不受重量影响，因此体积可任意增大，盛装24-48小时冷凝水，减少了对人工处理冷凝水工作的依赖，降低了护士的工作量。排水管使用内壁光滑的软管，相比呼吸机管路的波纹管，冷凝水更易顺着管道流出。

技术特征：

1.一种基于半导体制冷的呼吸机管道冷凝水排出装置，其特征在于，包括t型管、单向阀门、排水管、半导体制冷片和积水瓶，其中，t型管、单向阀门、排水管和积水瓶依次连接，半导体制冷片对排水管进行制冷；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述t型管为设有三个开口的三通管，其中两个开口用于与呼吸机的延长管连接，另外一个开口连接单向阀门。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述单向阀门的阀瓣在靠近呼吸机的一端与挡圈连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述单向阀门与半导体制冷片以及由半导体制冷片制冷的一段排水管集成安装在一个盒体内。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述盒体内的一段排水管紧贴盘绕在半导体制冷片的冷端。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述排水管为内壁光滑的软管。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述积水瓶体积能满足收集24-48小时冷凝水。

技术总结
本技术公开了一种基于半导体制冷的呼吸机管道冷凝水排出装置，包括T型管、单向阀门、排水管、半导体制冷片和积水瓶，其中，T型管、单向阀门、排水管和积水瓶依次连接，半导体制冷片对排水管进行制冷。该装置通过单向阀门将病人呼出的气体引入排水管，同时利用半导体制冷片对引入排水管的气体进行制冷使里面的水蒸气形成冷凝水顺着排水管流入积水瓶中，相较于传统的被动收集冷凝水的装置，本技术的主动制冷冷凝排水效率更高，且有效避免了病人端呼吸延长管内壁冷凝水蓄积的问题，另外还解决了排气支管路形成“N”形弯折时病人一侧的管道蓄积过多冷凝水的问题，只需对现有呼吸机的呼吸延长管稍作调整即可，实用性强。

技术研发人员：李霜,王子洋,甘艳军,范文瑜
受保护的技术使用者：李霜
技术研发日：20230614
技术公布日：2024/1/15