專利名稱：高原輔助呼吸器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輔助呼吸器具，確切的是指一種用于克服人 員由低海拔地區(qū)到高海拔地區(qū)或在高海拔地區(qū)時所產(chǎn)生高原反應(yīng)的 高原輔助呼吸器。
背景技術(shù)：
我國高原高山眾多，在海拔3 000m以上的高原地區(qū)總面積達(dá)200 萬平方公里，居住著約1000多萬人。在新疆、西藏等對阿富汗、巴基 斯坦、印度等邊境線以及青海省等很多軍事重要區(qū)域都屬于高原地 區(qū)，每年在高原的人員訓(xùn)練、邊境巡邏、駐守人員換防、公路鐵路建 設(shè)施工等涉及的人群都很多，也經(jīng)常面臨著大量人群急進(jìn)高原的情 況，因此在我國對于急性高原病的防治顯得尤為重要。
高原病(high altitude disease, HAD)又稱高山病(mountain sickness)是指由平原進(jìn)入高原(海拔3 OOOm以上)或由低海拔地區(qū) 進(jìn)入海拔更高的地區(qū)時，由于對低氧環(huán)境的適應(yīng)能力不全或失調(diào)而發(fā) 生的綜合征。高原病一般分為急性和慢性兩大類。急性高原病(acute high altitude disease, A,)是指初入高原時出現(xiàn)的急性缺氧反 應(yīng)或疾病，依其嚴(yán)重程度分為輕型(或良性)和重型(或惡性)。輕 型即反應(yīng)型或急性高原反應(yīng)；重型又分為肺型急性高原病(又稱高 原肺水腫)、腦型急性高原病(又稱高原腦水腫或高原昏迷)、混合型(即肺型和腦型的綜合表現(xiàn))。
HAD是特發(fā)性疾病，高原低氧環(huán)境引起機(jī)體缺氧是其主要病因。
海拔3000 m以上的高原也稱為醫(yī)學(xué)高原，這是世界上比較公認(rèn)的高 度，機(jī)體暴露于此高度會出現(xiàn)一系列缺氧反應(yīng)，超過機(jī)體代償時可引 起病理生理改變而產(chǎn)生相應(yīng)的癥狀，但也有對缺氧敏感的人群，暴露 于3000 15(X) m之間的高度，也會出現(xiàn)缺氧的癥狀和體征。
為了避免高原缺氧所引發(fā)的高原病對人體健康的損害，目前釆 取的主要手段 一種是使用氧氣設(shè)備，通過吸氧補(bǔ)充氧氣減少缺氧給 人體所帶來的損害；另一種是使用密封加壓艙，通過風(fēng)機(jī)向加壓艙加 壓，人為地增加艙內(nèi)壓力，以增加氧氣濃度，模擬在低海拔地區(qū)的環(huán) 境，降低人們的高原反應(yīng)癥狀。這兩種方式都有一定的局限性前一 種方式，由于人們外出攜帶重量的限制，僅能使用一端時間；而后一
種方式，并不適合便攜使用。因而目前高原人員在外出訓(xùn)練、執(zhí)勤、
執(zhí)行特殊任務(wù)時對于缺氧的個人防護(hù)工具仍然缺乏。

實(shí)用新型內(nèi)容
有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單，便于攜帶、使用且可 以有效避免高原病的高原輔助呼吸器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案 一種高原輔助呼吸器，包括加壓面罩、渦輪增壓機(jī)和恒壓穩(wěn)流裝 置，在所述加壓面罩上設(shè)置有呼吸管，從該呼吸管分出一吸氣管路和 一呼氣管路，該吸氣管路經(jīng)所述恒壓穩(wěn)流裝置連接于所述渦輪增壓機(jī) 的輸出端，該呼氣管路設(shè)有一呼氣閥。優(yōu)選地，在所述吸氣管路的恒壓穩(wěn)流裝置下游端設(shè)有吸氣閥和吸 氣流量傳感器，在該吸氣閥的下游端設(shè)有吸氣壓力傳感器，該呼吸器 還設(shè)有微處理器，該微處理器連接于所述吸氣流量傳感器、吸氣壓力 傳感器、吸氣閥和渦輪增壓機(jī)并根據(jù)所述吸氣流量傳感器和吸氣壓力 傳感器檢測的流量信號和壓力信號控制所述渦輪增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速和所 述吸氣閥的通斷，用于吸氣壓力和流量控制。
優(yōu)選地，在所述呼氣管路設(shè)有呼氣流量傳感器，在所述呼氣閥的 上游端設(shè)有呼氣壓力傳感器，所述微處理器電連接于所述呼氣壓力傳 感器、呼氣流量傳感器和呼氣閥并根據(jù)所述呼氣壓力傳感器和呼氣流 量傳感器檢測的壓力信號和流量信號控制所述呼氣閥的通斷。
在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，所述恒壓穩(wěn)流裝置是為一緩沖氣罐。 在所述緩沖氣罐上還設(shè)有一壓力保護(hù)裝置。
更進(jìn)一步地，在所述渦輪增壓機(jī)的上游端設(shè)有一過濾器，而在所 述加壓面罩上游端的吸氣管路上設(shè)有一濕化器。
在所述呼氣管路末端設(shè)有一止回閥。
優(yōu)選地，在所述吸氣管路上還連接有氧氣輸入管。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于本實(shí)用新型的輔助呼吸器是在加壓面罩上 連接吸氣管路和呼氣管路，利用在吸氣管路上設(shè)置的渦輪增壓機(jī)向加 壓面罩加壓，在增加空氣壓力的同時來增加了空氣中的氧分壓，從而 達(dá)到類似海平面的壓力環(huán)境，而有效緩解人們的高原反應(yīng)，吸氣管路 中的恒壓穩(wěn)流裝置可以減少渦輪增壓機(jī)所產(chǎn)生的壓力和流量波動，增 加使用的舒適度，該輔助呼吸器結(jié)構(gòu)簡單、體積小，比較適合于隨攜帶使用。

圖1為本實(shí)用新型輔助呼吸器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型的控制框圖。
圖中
l.加壓面罩2.渦輪增壓機(jī)3.緩沖氣罐4.吸氣管路 5.呼氣管路6.止回閥7.吸氣閥 8.吸氣流量傳感器 9.吸氣壓力傳感器IO.過濾器ll.濕化器 12.呼氣閥 13.呼氣壓力傳感器14.呼氣流量傳感器 15.壓力保護(hù)裝置具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。 請閱圖l，本實(shí)用新型的高原輔助呼吸器，包括加壓面罩l、渦 輪增壓機(jī)2和恒壓穩(wěn)流裝置，在所述加壓面罩l上設(shè)置有呼吸管，該 呼吸管分出一吸氣管路4和一呼氣管路5，該吸氣管路4經(jīng)所述恒壓 穩(wěn)流裝置連接于所述渦輪增壓機(jī)2的輸出端，該呼氣管路5設(shè)有一呼 氣閥12，用以提高加壓面罩l內(nèi)的壓力。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中， 所述恒壓穩(wěn)流裝置是為一緩沖氣罐3，該緩沖氣罐3可以減少因渦輪 增壓機(jī)工作和呼吸時所產(chǎn)生的壓力和流量波動，在所述緩沖氣罐3上 還設(shè)有一壓力保護(hù)裝置15，以防止壓力過高對人體造成傷害。
在所述吸氣管路4上的緩沖氣罐3與加壓面罩1之間設(shè)有吸氣閥 7，在該吸氣閥7的上游端和下游端分別設(shè)有吸氣流量傳感器8和吸 氣壓力傳感器9，所述吸氣流量傳感器8也可以設(shè)置在吸氣閥7的下游端，該輔助呼吸器還設(shè)有一微處理器，參見圖2，該微處理器通過 其輸入/輸出端電連接于所述吸氣流量傳感器8、吸氣壓力傳感器9、
吸氣閥7和渦輪增壓機(jī)2并根據(jù)所述吸氣流量傳感器8和吸氣壓力傳 感器9檢測的流量信號和壓力信號控制所述渦輪增壓機(jī)2的轉(zhuǎn)速和所 述吸氣閥7的通斷。
在所述呼氣閥12的上游端和下游端分別設(shè)有呼氣壓力傳感器13 和呼氣流量傳感器14，所述呼氣流量傳感器14也可以設(shè)置在呼氣閥 12的上游端，所述微處理器電通過其輸入/輸出端電連接于所述呼氣 壓力傳感器13、呼氣流量傳感器14和呼氣閥12并根據(jù)所述呼氣壓 力傳感器13和呼氣流量傳感器14檢測的壓力信號和流量信號控制所 述呼氣閥12的通斷。
上述呼氣流量傳感器14和吸氣流量傳感器8也可用一個流量傳 感器代替，該流量傳感器可設(shè)置在呼吸管上。
上述吸氣閥7和呼氣閥12以及壓力傳感器9、 13和流量傳感器 8、 14均可以采用現(xiàn)有產(chǎn)品，不再贅述。
在所述渦輪增壓機(jī)2的上游端設(shè)有一過濾器10，而在所述加壓 面罩1上游端的吸氣管路上設(shè)有一濕化器11，過濾器10可以濾出空 氣中的雜質(zhì)和水分，避免對渦輪增壓機(jī)和閥等部件產(chǎn)生損害，而濕化 器11則可以對進(jìn)入人口鼻的氣體進(jìn)行濕化和加溫，避免外界的冷干 空氣對呼吸道造成損傷，使用更加舒適。
在所述呼氣管路5末端設(shè)有一止回閥6，用以防止氣體回流
在所述吸氣管路4上還可連接有氧氣輸入管(圖略)，可以作為搶救病人的治療儀使用。
高原輔助呼吸器是通過壓力面罩作用于人體的呼吸系統(tǒng)，在不同 的海拔高度系統(tǒng)進(jìn)行不同增壓補(bǔ)償，達(dá)到提高吸入氣氧分壓的作用。 該輔助呼吸器能自動連續(xù)測定海拔與壓力關(guān)系，并據(jù)此反饋調(diào)節(jié)通氣 時壓力水平，使壓力相應(yīng)提升；系統(tǒng)考慮增加了壓力調(diào)節(jié)容積控制通
氣功能；采用流量觸發(fā)和微渦輪風(fēng)機(jī)提供氣源提供方式；潮氣量范圍 20ml-2000ml;最大吸氣流速> 180L/min;壓力范圍0kPa 40kPa。
該輔助呼吸器的工作過程如下戴上加壓面罩l，開啟呼氣器開 關(guān)，渦輪增壓機(jī)2開始工作，使緩沖氣罐內(nèi)的壓力分階段逐步達(dá)到設(shè) 定的低海拔壓力，如一個大氣壓左右，在人吸氣時，吸氣壓力傳感器
9檢測的壓力低于該設(shè)定壓力時，吸氣閥7開啟，緩沖氣罐內(nèi)的氣體 通過吸氣流量傳感器8和吸氣閥7提供到加壓面罩1 ，吸氣流量傳感 器8檢測通過氣體的流量，而在壓力未達(dá)到預(yù)定數(shù)值時，微處理器通 過控制吸氣閥7的開度和渦輪增壓機(jī)2的轉(zhuǎn)速來調(diào)整輸出壓力。在呼 氣時，吸氣閥7關(guān)閉，而呼氣壓力傳感器13檢測到壓力高于設(shè)定值 時開啟，呼出氣體從呼氣管路排出。呼氣流量傳感器14則用于檢測 呼出氣體的流量，以保持呼出氣體和吸入氣體的流量相同，在二者不 同時，通過控制吸氣閥7和呼氣閥12的開度使二者保持一致，以保 證呼出氣體既能及時排出，又能使呼吸順暢。
該輔助呼吸器具有以下優(yōu)點(diǎn)(l)通過相應(yīng)電路直接驅(qū)動呼吸器 的高速響應(yīng)流量閥，使得整個系統(tǒng)的送氣響應(yīng)時間可最短低至5ms， 降低了呼吸做功，極大的提高了使用者舒適程度；(2)采用的流量傳感器，可以精確測量流量的大小，而且對不同的環(huán)境因素進(jìn)行了修正， 保證了精度可達(dá)到8%以內(nèi)。利用電磁安全閥的原理，當(dāng)患者壓力超 過安全范圍，該閥可以主動開放，釋放壓力，避免了使用者遭受氣壓 傷，很大程度上保護(hù)了患者安全和保證使用者得到充分的氧分壓；(3) 加壓面罩是將面罩內(nèi)的壓力保持在正常壓力，如一個大氣壓，這個 壓力主要是由渦輪風(fēng)機(jī)產(chǎn)生，主要的目的是用提高壓力的方法提高氧
分壓；(4)通風(fēng)換氣(ventilation)是在穩(wěn)定密閉壓力面罩內(nèi)進(jìn)行的一 項工作，通風(fēng)換氣的目的是防止面罩內(nèi)污染物濃度超過允許值。它是 由吸氣閥和呼氣閥組成，通常面罩一般會有一定的泄漏，本設(shè)備可以 檢測和自動泄漏補(bǔ)償；(5)外接氧氣輸入管道，可用于急診高原病人 的搶救。
上面對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本 實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于 幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般 技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式
及應(yīng)用范圍上均 會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實(shí)用新型的 限制。
權(quán)利要求1.一種高原輔助呼吸器，其特征在于包括加壓面罩、渦輪增壓機(jī)和恒壓穩(wěn)流裝置，在所述加壓面罩上設(shè)置有呼吸管，從該呼吸管分出一吸氣管路和一呼氣管路，該吸氣管路經(jīng)所述恒壓穩(wěn)流裝置連接于所述渦輪增壓機(jī)的輸出端，該呼氣管路設(shè)有一呼氣閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原輔助呼吸器，其特征在于在所述吸氣管路的恒壓穩(wěn)流裝置下游端設(shè)有吸氣閥和吸氣流量傳感器，在該吸氣閥的下游端設(shè)有吸氣壓力傳感器，該呼吸器還設(shè)有微處理器，該微處理器連接于所述吸氣流量傳感器、吸氣壓力傳感器、吸氣閥和渦輪增壓機(jī)并根據(jù)所述吸氣流量傳感器和吸氣壓力傳感器檢測的流量信號和壓力信號控制所述渦輪增壓機(jī)的轉(zhuǎn)速和所述吸氣閥的通斷。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高原輔助呼吸器，其特征在于在所述呼氣管路設(shè)有呼氣流量傳感器，在所述呼氣閥的上游端設(shè)有呼氣壓力傳感器，所述微處理器電連接于所述呼氣壓力傳感器、呼氣流量傳感器和呼氣閥并根據(jù)所述呼氣壓力傳感器和呼氣流量傳感器檢測的壓力信號和流量信號控制所述呼氣閥的通斷。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原輔助呼吸器，其特征在于所述恒壓穩(wěn)流裝置是為一緩沖氣罐。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的高原輔助呼吸器，其特征在于在所述緩沖氣罐上還設(shè)有一壓力保護(hù)裝置。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原輔助呼吸器，其特征在于在所述渦輪增壓機(jī)的上游端設(shè)有一過濾器，而在所述加壓面罩上游端的吸氣管路上設(shè)有一濕化器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原輔助呼吸器，其特征在于在所述呼氣管路末端設(shè)有一止回閥。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高原輔助呼吸器，其特征在于在所述吸氣管路上還連接有氧氣輸入管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種高原輔助呼吸器，包括加壓面罩、渦輪增壓機(jī)和恒壓穩(wěn)流裝置，在所述加壓面罩上設(shè)置有呼吸管，從該呼吸管分出一吸氣管路和一呼氣管路，該吸氣管路經(jīng)所述恒壓穩(wěn)流裝置連接于所述渦輪增壓機(jī)的輸出端，該呼氣管路設(shè)有一呼氣閥。由于本實(shí)用新型在加壓面罩上連接吸氣管路和呼氣管路，利用在吸氣管路上設(shè)置的渦輪增壓機(jī)和計算機(jī)控制系統(tǒng)、通過傳感器根據(jù)不同的海拔高度分階段向加壓面罩加壓來增加了空氣中的氧分壓，從而達(dá)到類似低海拔的呼吸壓力環(huán)境，而有效緩解人們的高原反應(yīng)，吸氣管路中的恒壓穩(wěn)流裝置可以減少渦輪增壓機(jī)所產(chǎn)生的壓力和流量波動，增加使用的舒適度，該輔助呼吸器結(jié)構(gòu)簡單、體積小，比較適合于隨身攜帶使用。
文檔編號A61M16/00GK201329110SQ20082018328
公開日2009年10月21日 申請日期2008年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月23日
發(fā)明者文 劉, 楊素珺, 魏萬林 申請人:楊素紅