一种流量调节式麻醉呼吸系统

技术领域

本发明涉及麻醉呼吸技术领域，具体涉及一种流量调节式麻醉呼吸系统。

背景技术

临床上的麻醉方式主要分为全身麻醉、局部麻醉、复合麻醉，而全身麻醉又分为吸入麻醉、静脉麻醉和基础麻醉，目前，外科手术用的麻醉方式有呼吸道吸入给药麻醉和注射麻醉，呼吸道吸入给药麻醉比较常见。

吸入麻醉主要是应用气体或挥发性麻醉药吸入肺内达到全身，产生中枢神经系统抑制，使病人暂时意识丧失而致不感到周身疼痛的麻醉方法，当麻醉药从体内排出或在体内代谢后，病人逐渐恢复清醒，且不留任何后遗症，吸入麻醉在体内代谢、分解少，大部分以原形从肺排出体外，因此吸入麻醉容易控制，比较安全、有效，是麻醉中常用的一种方法，同时在麻醉过程中一定要确保患者氧气供应良好，才能使麻醉效果持续而稳定。

在麻醉过程中，需要对麻醉药剂的给药量进行严格把控，而由于不同患者的自身生理状态和健康状况不同，对麻醉气体的需求量也不一样；尤其为老年患者，由于其身体器官的老化，或具有肺脏疾病、心脏疾病或全身系统疾病等疾病后，容易引起呼吸过程气体交换不充分，造成缺氧，导致老年患者的突发性呼吸频率增快，相对于正常人12-20次/分的呼吸频率来说，此类老年患者的呼吸频率高达30次甚至更高。

与正常患者相比，在进行表面麻醉时，因患者的机体供氧需求增加造成突发呼吸急促的老年患者，患者会吸入更多的麻醉气体流量调节系统，甚至会在短时间内吸入大量麻醉气体流量调节系统，造成患者气管痉挛，导致老年患者的呼吸更加困难，患者产生缺氧病症，形成恶性循环，影响患者的生命安全，因此需要对患者吸入的麻醉气体进行流量调节。

同时，现有的麻醉装置没有专门的麻醉废气回收装置，麻醉机工作时排出废气，会污染手术室工作环境，长期吸入会对医生和护士的健康造成重大危害。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种流量调节式麻醉呼吸系统，解决了现有技术中难以根据患者状态调节麻醉剂量的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：

提供一种流量调节式麻醉呼吸系统，其包括氧气罐、麻醉液汽化装置和呼吸面罩，呼吸面罩上设置有吸气管路和呼气管路，吸气管路和呼气管路上设置有分别用于吸气和呼气的单向阀门，单向阀门上设置有用于监测单向阀门单次闭合时间的计时装置，氧气罐和麻醉液汽化装置分别通过氧气管路和麻醉气体管路与吸气管路的前端连通，氧气管路和麻醉气体管路上均设置有流量调节阀、电磁阀和单向阀，流量调节阀、电磁阀和计时装置均与控制器电连接，且两个电磁阀均与吸气管路上的单向阀门联动，呼气管路与麻醉气吸收装置连接，麻醉气吸收装置与二氧化碳吸收装置连接，二氧化碳吸收装置上设置有排气口。

采用上述技术方案的有益效果为：本方案计时装置可监测单向阀门单次闭合时间，即为患者单次吸气和呼气的时间，从而准确得到患者单次呼吸时间，根据患者单次呼吸的时间，可调节氧气管路和麻醉气体管路上的流量调节阀，实现氧气和麻醉气的实时调节，从而使患者麻醉效果良好的同时，确保在麻醉过程中患者呼吸顺畅、身体机能良好。

进一步地，麻醉液汽化装置包括装有麻醉液的储液腔，储液腔通过自动补液阀与蒸发腔连通，储液腔的底部高于蒸发腔的底部，自动补液阀位于储液腔底部所在的水平面上，蒸发腔内设置有呈螺旋状的发热丝，发热丝设置在液压升降杆上，液压升降杆设置在蒸发腔的顶部，蒸发腔的上端设置有出气口，出气口与储气罐连通，储气罐与麻醉气体管路连接，储气罐上设置有浓度传感器。

采用上述技术方案的有益效果为：本方案通过发热丝可将蒸发腔内的麻醉液加热蒸发为麻醉气，并存储至储气罐内，浓度传感器可监测储气罐内麻醉气的浓度，并根据麻醉气浓度的高低，调节液压升降杆的升降，改变发热丝浸没在麻醉液里的体积，从而控制麻醉气的产生速度，使储气罐内麻醉气的浓度始终趋于设定范围，不会产生较大波动。

进一步地，发热丝的两端分别与第一电源的正负极连接，且发热丝的一端与第一电源之间设置有自动通断机构，自动通断机构包括底板，底板上设置有与第一电源连接的固定触头，固定触头通过导电片与发热丝的端部连接，导电片的中部铰接在底板上，导电片的一端与伸缩球连接，导电片的另一端与固定触头相抵接。

采用上述技术方案的有益效果为：自动通断机构作为麻醉液汽化装置的保护机构，当蒸发腔内的浓度到达预警浓度，即蒸发腔内的压力达到预警压力时，伸缩球在压力的作用下收缩，从而带动导电片转动，使导电片与固定触头分开，从而使发热丝的整个通电线路断开，从而停止麻醉气的产生。

进一步地，自动补液阀包括进液口和出液口，进液口和出液口之间通过竖直的挡片分隔，挡片的下端铰接设置，且挡片的下端与倾斜设置的连接杆的上端连接，连接杆的下端设置有浮球，自动补液阀内设置有用限位挡片转动幅度的限位斜面。

采用上述技术方案的有益效果为：通过自动补液阀可使蒸发腔内的麻醉液的液面趋于稳定，当液面下降时，浮球也会随之下降，从而带动连接杆和挡片转动，使进液口和出液口连通，从而将储液腔内的麻醉液通过自动补液阀补充至蒸发腔内；而当液面回升后，浮球也会随之上升，从而带动连接杆和挡片反向转动并复位，使进液口和出液口再次通过挡片分隔。

进一步地，单向阀门包括过流通道，过流通道内设置有第一挡块和第二挡块，第一挡块和第二挡块之间形成过流口，第一挡块和第二挡块的一侧设置有用于封闭过流口的轻质转动板，轻质转动板的一端铰接设置，轻质转动板的另一端和过流通道的内壁通过弹力绳连接。

采用上述技术方案的有益效果为：本方案的单向阀门可实现气体的单向流通，其中吸气管路和呼气管路上的单向阀门结构相同，只是设置反向相反，患者在麻醉呼吸过程中产生的压力差会使轻质转动板转动，从而开启单向阀门，而弹力绳有利于轻质转动板的复位。

进一步地，第一挡块、第二挡块和轻质转动板的接触面上均设置有导电层，第一挡块和第二挡块的导电层分别与第二电源的正负极电连接，且第二电源与第二挡块之间的设置有继电器，继电器与控制器电连接。

采用上述技术方案的有益效果为：轻质转动板作为电路通断的开关，单向阀门开启时，电路断开，而单向阀门关闭时，电路连通；继电器可将电路的通断信号传递给控制器，控制器可根据电路的通断信号控制计时装置进行计时，从而通过计时装置可采集到吸气管路和呼气管路上单向阀门的单次闭合时间。

进一步地，呼吸面罩包括呈半球状的罩壳，罩壳的开口处设置有环形气垫和弹性绳，吸气管路和呼气管路的端口与罩壳的开口之间设置有弧形透气板，弧形透气板上设置有若干透气孔。

采用上述技术方案的有益效果为：环形气垫有利于呼吸面罩与患者面部紧贴，避免麻醉气的泄露，弹性绳的设置便于将呼吸面罩固定于患者口鼻处，弧形透气板作为吸气管路和呼气管路的防堵塞装置，可有效防止患者舌头堵塞吸气管路和呼气管路，而患者舌头的大小有限，使患者的舌头无法将弧形透气板上所有的透气孔进行堵塞，从而保证吸气管路和呼气管路内气体的通畅。

进一步地，吸气管路上设置有温控装置，温控装置包括若干并联设置的温控管束，若干温控管束外部包裹有第一换热箱，第一换热箱的进口和出口分别与水箱的出口和进口连通，且第一换热箱与水箱之间的管路上设置有循环泵，水箱的底部设置有恒温加热装置。

采用上述技术方案的有益效果为：温控装置通过水浴换热的方式对麻醉气和氧气进行温度控制，适宜温度的麻醉气体和氧气能够提高麻醉效果和氧气吸收效果，且对术后患者病情好转有很大的积极影响，可缩短患者的康复时间减少疼痛；其中设置若干并联的温控管束，有利于增强换热效果的同时，使麻醉气和氧气混合更加均匀。

进一步地，二氧化碳吸收装置为碱石灰罐，排气口上设置有粉尘过滤器，碱石灰罐的外部包裹有第二换热箱，第二换热箱的进口和出口分别与第一换热箱的出口和水箱的进口连通。

采用上述技术方案的有益效果为：碱石灰通过化学反应实现对二氧化碳的吸收，且碱石灰吸收二氧化碳的过程为放热反应，其释放的热量可用于加热返回水箱的水，有利于热量的充分利用，减少恒温加热装置的能耗。

附图说明

图1为流量调节式麻醉呼吸系统的结构示意图。

图2为麻醉液汽化装置的结构示意图。

图3为发热丝的结构示意图。

图4为自动补液阀闭合时的结构示意图。

图5为自动补液阀开启时的结构示意图。

图6为吸气管路上单向阀门的结构示意图。

图7为呼气管路上单向阀门的结构示意图。

图8为单向阀门所连的电路结构示意图。

图9为呼吸面罩的结构示意图。

其中，1、氧气罐，2、呼吸面罩，3、吸气管路，4、呼气管路，5、单向阀门，6、计时装置，7、氧气管路，8、麻醉气体管路，9、流量调节阀，10、电磁阀，11、单向阀，12、控制器，13、麻醉气吸收装置，14、二氧化碳吸收装置，15、排气口，16、储液腔，17、自动补液阀，18、蒸发腔，19、发热丝，20、液压升降杆，21、出气口，22、储气罐，23、浓度传感器，24、第一电源，25、底板，26、固定触头，27、导电片，28、伸缩球，29、进液口，30、出液口，31、挡片，32、连接杆，33、浮球，34、限位斜面，35、过流通道，36、第一挡块，37、第二挡块，38、轻质转动板，39、弹力绳，40、导电层，41、第二电源，42、继电器，43、罩壳，44、环形气垫，45、弹性绳，46、弧形透气板，47、透气孔，48、温控管束，49、第一换热箱，50、水箱，51、循环泵，52、恒温加热装置，53、第二换热箱。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

如图1所示，本方案的流量调节式麻醉呼吸系统包括氧气罐1、麻醉液汽化装置和呼吸面罩2，呼吸面罩2上设置有吸气管路3和呼气管路4，吸气管路3和呼气管路4上设置有分别用于吸气和呼气的单向阀门5，单向阀门5上设置有用于监测单向阀门5单次闭合时间的计时装置6，氧气罐1和麻醉液汽化装置分别通过氧气管路7和麻醉气体管路8与吸气管路3的前端连通，氧气管路7和麻醉气体管路8上均设置有流量调节阀9、电磁阀10和单向阀11，流量调节阀9、电磁阀10和计时装置6均与控制器12电连接，且两个电磁阀10均与吸气管路3上的单向阀门5联动，呼气管路4与麻醉气吸收装置13连接，麻醉气吸收装置13与二氧化碳吸收装置14连接，二氧化碳吸收装置14上设置有排气口15。

患者在麻醉呼吸过程中，当患者吸气时，吸气管路3上的单向阀门5因吸气产生的负压而开启，并使氧气管路7和麻醉气体管路8上的电磁阀10联动开启，从而将氧气和麻醉气体进入吸气管路3，并被患者吸入；当患者呼气时，吸气管路3上的单向阀门5以及两个电磁阀10关闭，暂停氧气和麻醉气体的供应，避免浪费，呼气管路4上的单向阀门5因呼气产生的压力而开启，患者呼出的二氧化碳和部分未吸收的麻醉气体通过呼气管路4依次进入麻醉气吸收装置13与二氧化碳吸收装置14进行处理吸收；同时计时装置6可监测单向阀门5单次闭合时间，即为患者单次吸气和呼气的时间，从而准确得到患者单次呼吸时间，根据患者单次呼吸的时间，可调节氧气管路7和麻醉气体管路8上的流量调节阀9，实现氧气和麻醉气的实时调节，从而使患者麻醉效果良好的同时，确保在麻醉过程中患者呼吸顺畅、身体机能良好。

实施例2

如图2所示，本实施例在实施例1的基础上给出了麻醉液汽化装置的具体方案，麻醉液汽化装置包括装有麻醉液的储液腔16，储液腔16通过自动补液阀17与蒸发腔18连通，储液腔16的底部高于蒸发腔18的底部，自动补液阀17位于储液腔16底部所在的水平面上，蒸发腔18内设置有呈螺旋状的发热丝19，发热丝19设置在液压升降杆20上，液压升降杆20设置在蒸发腔18的顶部，蒸发腔18的上端设置有出气口21，出气口21与储气罐22连通，储气罐22与麻醉气体管路8连接，储气罐22上设置有浓度传感器23。

本方案通过发热丝19可将蒸发腔18内的麻醉液加热蒸发为麻醉气，并存储至储气罐22内，浓度传感器23可监测储气罐22内麻醉气的浓度，当麻醉气的浓度过高时，通过驱动液压升降杆20使发热丝19上升，从而减少发热丝19浸没在麻醉液里的部分，进而减缓麻醉气的产生速度；当麻醉气的浓度过低时，通过驱动液压升降杆20使发热丝19下降，从而增加发热丝19浸没在麻醉液里的部分，进而提高麻醉气的产生速度，使储气罐22内麻醉气的浓度始终趋于设定范围，不会产生较大波动，有利于提高麻醉的稳定可靠性。

实施例3

如图3所示，本实施例在实施例2的基础上给出了发热丝19的具体方案，发热丝19的两端分别与第一电源24的正负极连接，且发热丝19的一端与第一电源24之间设置有自动通断机构，自动通断机构包括底板25，底板25上设置有与第一电源24连接的固定触头26，固定触头26通过导电片27与发热丝19的端部连接，导电片27的中部铰接在底板25上，导电片27的一端与伸缩球28连接，导电片27的另一端与固定触头26相抵接。

自动通断机构作为麻醉液汽化装置的保护机构，当蒸发腔18内的浓度到达预警浓度，即蒸发腔18内的压力达到预警压力时，伸缩球28在压力的作用下收缩，从而带动导电片27转动，使导电片27与固定触头26分开，从而使发热丝19的整个通电线路断开，从而停止麻醉气的产生，实现蒸发腔18内压力过高时的保护，而当蒸发腔18内的压力下降至预警压力之下后，伸缩球28恢复，导电片27与固定触头26接触，发热丝19的整个通电线路重新连通。

实施例4

如图4和图5所示，本实施例在实施例2的基础上给出了自动补液阀17的具体方案，自动补液阀17包括进液口29和出液口30，进液口29和出液口30之间通过竖直的挡片31分隔，挡片31的下端铰接设置，且挡片31的下端与倾斜设置的连接杆32的上端连接，连接杆32的下端设置有浮球33，自动补液阀17内设置有用限位挡片31转动幅度的限位斜面34。

通过自动补液阀17可使蒸发腔18内的麻醉液的液面趋于稳定，当液面下降时，浮球33也会随之下降，从而带动连接杆32和挡片31转动，使进液口29和出液口30连通，从而将储液腔16内的麻醉液通过自动补液阀17补充至蒸发腔18内；而当液面回升后，浮球33也会随之上升，从而带动连接杆32和挡片31反向转动并复位，使进液口29和出液口30再次通过挡片31分隔。

实施例5

如图6和图7所示，本实施例在实施例1的基础上给出了单向阀门5的具体方案，单向阀门5包括过流通道35，过流通道35内设置有第一挡块36和第二挡块37，第一挡块36和第二挡块37之间形成过流口，第一挡块36和第二挡块37的一侧设置有用于封闭过流口的轻质转动板38，轻质转动板38的一端铰接设置，轻质转动板38的另一端和过流通道35的内壁通过弹力绳39连接，其中轻质转动板采用质量很轻的复合材料制成，使轻质转动板易受患者呼吸产生的压力差的影响而发生转动。

本方案的单向阀门5可实现气体的单向流通，其中吸气管路3和呼气管路4上的单向阀门5结构相同，只是设置反向相反，患者在麻醉呼吸过程中产生的压力差会使轻质转动板38转动，从而开启单向阀门5，而弹力绳39有利于轻质转动板38的复位，其中，当患者在吸气时，吸气管路3上的单向阀门5开启，呼气管路4上的单向阀门5关闭；而患者在呼气时，吸气管路3上的单向阀门5关闭，而呼气管路4上的单向阀门5开启，从而实现患者对麻醉气和氧气的高效吸入以及对患者产生的二氧化碳和麻醉气的有效排出。

实施例6

如图8所示，本实施例在实施例5的基础上所作出的进一步限定，第一挡块36、第二挡块37和轻质转动板38的接触面上均设置有导电层40，第一挡块36和第二挡块37的导电层40分别与第二电源41的正负极电连接，且第二电源41与第二挡块37之间的设置有继电器42，继电器42与控制器12电连接。

轻质转动板38作为电路通断的开关，单向阀门5开启时，电路断开，而单向阀门5关闭时，电路连通；继电器42可将电路的通断信号传递给控制器12，控制器12可根据电路的通断信号控制计时装置6进行计时，从而通过计时装置6可采集到吸气管路3和呼气管路4上单向阀门5的单次闭合时间，其中，吸气管路3上单向阀门5的单次闭合时间，即为患者单次呼气的时间；而呼气管路4上单向阀门5的单次闭合时间，即为患者单次吸气的时间，两者之和即为患者单次呼吸的时间。

实施例7

如图9所示，本实施例在实施例1的基础上给出了呼吸面罩2的具体方案，呼吸面罩2包括呈半球状的罩壳43，罩壳43的开口处设置有环形气垫44和弹性绳45，吸气管路3和呼气管路4的端口与罩壳43的开口之间设置有弧形透气板46，弧形透气板46上设置有若干透气孔47。

环形气垫44有利于呼吸面罩2与患者面部紧贴，避免麻醉气的泄露，弹性绳45的设置便于将呼吸面罩2固定于患者口鼻处，弧形透气板46作为吸气管路3和呼气管路4的防堵塞装置，可有效防止患者舌头堵塞吸气管路3和呼气管路4，而患者舌头的大小有限，使患者的舌头无法将弧形透气板46上所有的透气孔47进行堵塞，从而保证吸气管路3和呼气管路4内气体的通畅。

实施例8

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上所作出的进一步限定，吸气管路3上设置有温控装置，温控装置包括若干并联设置的温控管束48，若干温控管束48外部包裹有第一换热箱49，第一换热箱49的进口和出口分别与水箱50的出口和进口连通，且第一换热箱49与水箱50之间的管路上设置有循环泵51，水箱50的底部设置有恒温加热装置52。

控装置通过水浴换热的方式对麻醉气和氧气进行温度控制，适宜温度的麻醉气体和氧气能够提高麻醉效果和氧气吸收效果，且对术后患者病情好转有很大的积极影响，可缩短患者的康复时间减少疼痛；其中设置若干并联的温控管束48，有利于增强换热效果的同时，使麻醉气和氧气混合更加均匀。

实施例9

如图1所示，本实施例在实施例1的基础上所作出的进一步限定，二氧化碳吸收装置14为碱石灰罐，排气口15上设置有粉尘过滤器，碱石灰罐的外部包裹有第二换热箱53，第二换热箱53的进口和出口分别与第一换热箱49的出口和水箱50的进口连通；碱石灰通过化学反应实现对二氧化碳的吸收，且碱石灰吸收二氧化碳的过程为放热反应，其释放的热量可用于加热返回水箱50的水，有利于热量的充分利用，减少恒温加热装置52的能耗。

本方案还提供了一种流量调节式麻醉呼吸系统的流量调节判定方法，其包括以下步骤：

S1：在患者麻醉呼吸的过程中，通过两个计时装置6分别对两个单向阀门5单次闭合时间进行实时记录，并进行求和，得到患者单次呼吸时间M；

S2：将患者单次呼吸时间M与设定区间N进行对比，若M∈N，则执行步骤S3；若M小于设定区间的最小值，则执行步骤S4；若M大于设定区间的最大值，则执行步骤S5；

S3：此时患者处于正常麻醉呼吸状态，返回步骤S1，直至患者麻醉呼吸的过程结束；

S4：此时患者处于呼吸急促状态，此时患者呼吸困难，且急促的呼吸会导致患者在单位时间内吸入更多的麻醉气体，因此，加大氧气管路7上流量调节阀9的开度，并减小麻醉气体管路8上流量调节阀9的开度，并经过设定缓解时间T后，重复执行步骤S1-S2，直至M∈N后，患者恢复至正常麻醉呼吸状态，再将麻醉气体管路8上的流量调节阀9调节至初始状态，使麻醉剂量恢复至正常剂量，确保麻醉效果，并返回步骤S1；

S5：此时患者因摄入过量的麻醉气体而处于呼吸抑制状态，关闭醉气体管路上流量调节阀9，并经过设定缓解时间T后，重复执行步骤S1-S2，直至M∈N后，患者恢复至正常麻醉呼吸状态，将麻醉气体管路8上的流量调节阀9调节至初始状态，使麻醉剂量恢复至正常剂量，确保麻醉效果，并返回步骤S1。

综上所述，本方案的流量调节式麻醉呼吸系统，可根据患者的呼吸状态对麻醉气体和氧气进行实时调节，使患者保持正常麻醉呼吸状态，确保麻醉手术的顺利进行，同时麻醉气体和氧气在供应过程中不易造成浪费，通过温控装置可对麻醉气体和氧气的温度进行控制，提高麻醉效果和氧气吸收效果；麻醉气体的浓度可根据实际情况而做出调节，且麻醉气体的浓度不会产生较大波动，有利于按照设定麻醉剂量对患者进行麻醉。