[发明专利]电控式供氧呼吸器

说明书

本发明属医疗器械技术领域，是一种电控式供氧呼吸器。

目前，病人在高压氧舱内或常压下吸氧使用的呼吸器结构如图1所示。它由薄膜气腔、软罩、杠杆式供气阀门等构成。使用该呼吸器吸氧时，主要是由吸氧时产生的负压，克服呼吸器弹性膜阻力和供气阀杆阻力达到供氧目的。如果吸气时产生的负压小于上述2种压力，则就无氧气供呼吸。此外，供气阀杆产生的阻力与气源压力变化呈正相关。国内外曾有人就降低呼吸阻力作了不少改进，如在弹性薄膜上增加重物或扩大弹性薄膜面积以及压低膜片的调节装置等，但对吸气阻力的改善效果不大。根据1990年7月1日实施的GB12130-89规定，呼吸器吸氧时阻力不大于400Pa。然而，目前使用的供氧呼吸器阻力大都在400～500Pa，甚至更高。如此高的吸气阻力使病人呼吸肌负荷过大，感到呼吸费力，且对病情和疗效亦不利，在老年病人或儿童吸氧时这种反应更为实出。因此，降低供氧呼吸器阻力，不仅可增加病人吸氧时的舒适程度，还将直接影响吸氧的疗效。

本发明的目的在于提供一种供气阻力低、病人使用舒适的电控式供氧呼吸器。

本发明设计的电控式供氧呼吸器由弹性波纹膜盒、腔式底座、红外信号发射管和接收管、供气阀及控制电路、保护外罩构成。其结构如图2所示。其中弹性波纹膜盒5与腔式底座4配合连接组成贮气囊，波纹膜盒5的园形顶面上有一层光反射膜10，红外信号发射管8和接收管9设置于电路板7上面，对准波纹膜盒顶面上的反射膜面，保护外罩6与底座配合将波纹膜盒罩住。底座一侧通过连接孔与供气阀13连接，另一侧通过连接孔与波纹输气管3连接。供气阀的开启受电路控制。波纹膜盒的顶面在信号控制下可作上下0～180mm幅度移动。

本发明控制电路由红外信号发生器、接收器、载波放大器、检波器、迟滞比较器、单稳态电路、功率放大器经电路连接组成。其整体元件图由图3给出。其中红外信号发生器19由场效应晶体管、NPN型晶体管Q2、Q4、PNP型晶体管Q3、红外发射管LED2、发光二极管LEQ1及阻容元件R1、R2、C1电路连接而成，如图4所示：接收器和载波放大器20由光电接收管KED3，运算放大器IC1A、IC1B及阻容元件R4～R9、C4、C7、C14等。电路连接构成，如图5所示；检波器21由二极D1、电容器C5、金属膜电阻R13电路连接构成，如图5所示；迟滞比较器22由运算放大器IC2A、反馈电阻R14、电位器W2、W3电路连接组成，如图6所示；单稳态电路24由运算放大器IC2B，电位器W4、电阻R18、二级管D2、电容C8构成的负反馈网络，电容C7、电阻R20、R19构成的正反馈网络组成，如图7所示；功率放大电路26由晶体管Q5、Q6、Q7及电磁阀组成，如图8所示。

本发明波纹膜盒为规则变形，膜厚0.25～1mm，最大直径为50～120mm，采用医用橡胶制作。腔式底座可由工程塑料注塑成型，保护外罩为园筒形，用不锈钢材料制成。光反射膜采用无吸收式反射材料。

本发明电路的工作原理如下：

控制系统中Q1、Q2、和Q3、构成2.5KHz左右的振荡器，振荡器输出脉冲经Q4跟随电流放大，使LED2红外发射管在极短时间内发射出被调制高能闪光，见图4。此光被贮气囊膜面反射，由图5中的LED3接收，经IC1二级管放大，由D1、C5、R13检波滤波，得到与贮气囊膜面运动相对应的直流电位。该电位加至图6的IC2A输入的负端，正输入端由W2、W3设定其电位，该电位即限定了贮气囊膜面上、下运动的幅度和限位，而IC2A组成的迟滞比较器，由W3、W2阻值的比例，保证了贮气囊膜面运动幅度和限位的精确性与稳定性，并可有效克服呼吸中不规则因素造成的干扰。

图4中LED1可以发光以保障高频脉冲的发射性能。

图8中Q5、Q6、Q7和R23组成的电流反馈型保护电路，在任何因素导致的Q6电流增大时，接在Q6发射极的R23立即使Q7导通，迫使Q6截止，使之得到保护。

整个系统处于工作状态时，贮气囊上端膜面位于下限位，供气阀门开启，贮气囊充气，贮气囊上端膜面因充气平行上移至上限位时，供气阀门关闭，供气随即终止。由于IC2A比较器发出的供气动作指令受到上、下限值制约，因而上述供气和终止供气过程能随人的呼吸往复进行。

供气阀门采用直动式软密封结构，通道直径φ2.0mm，工作压力0～1.0MPa，工作电压DC24V。