呼吸機呼吸模式的控制技術專利綜述

顧明?！∈驽?/p>

【摘要】本文對呼吸機呼吸模式作了詳細的介紹，并重點闡述了對呼吸模式的分析意義，從專利文獻的視角對呼吸機呼吸模式控制技術的發(fā)展進行了全面的數據統(tǒng)計以及分析，總結了與呼吸機呼吸模式控制技術共包含四個重要技術分支：流量控制、壓力控制、模式控制以及模式切換；再分別對上述四個重要的技術分支做了一定的分析，總結了呼吸模式控制技術在國內專利中的申請趨勢、本領域的主要申請人分布，并對重要分支做了進一步分析，獲得重要技術的演進過程，未來發(fā)展方向。

【關鍵詞】呼吸機 呼吸模式 流量 壓力 控制

一、引言

人在呼吸的時候，會有節(jié)奏的交替進行呼氣和吸氣活動。吸氣時人們將富含氧氣的新鮮空氣吸入肺部，然后在肺部和血液中進行氣體交換，最后在呼氣時將富含二氧化碳的氣體排出體外，完成一次完整的氣體交換過程。呼吸機的基本原理就是用機械的辦法建立壓力差，從而實現強制的人工呼吸過程，呼吸機在呼氣通道，吸氣通道和空氣進口有三個單向閥。

二、國內外專利申請狀況分析

通過對國內涉及呼吸機呼吸模式控制技術的專利進行統(tǒng)計可知，國內的專利申請人企業(yè)的申請量最多，占有總申請量的大部分79%，個人以及高校/研究院的申請量的加和僅占有21%，同時高校和科研院所的申請量也是從無到有，從少變多，充分體現了產學研結合的特征。

國內的關于呼吸機模式的控制技術專利申請的申請人主要是企業(yè)，在國內主要集中在北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司、深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司以及北京航天長峰股份有限公司。

其中北京誼安醫(yī)療系統(tǒng)股份有限公司的申請量最多，達到26件，深圳邁瑞與北京航天長峰的申請量次之，分別為15件和6件，其余的企業(yè)大部分只有3-5件申請。

再對國外涉及呼吸機呼吸模式控制專利進行分析可知，德國的DRAEGER公司（德爾格公司）、BIRD公司（鳥牌公司）和MAQUET公司（邁柯維公司）的申請量比較高，他們是目前國際上生產呼吸機和麻醉機最著名的廠家，產品可靠性高，人家交互好，技術積累水平高，充分代表了當今呼吸機的發(fā)展趨勢。

三、國內外對呼吸機控制模式的技術分析及總結

針對呼吸機呼吸模式的控制技術專利申請的研究，可主要分為四個技術分支：流量控制、壓力控制、模式控制和模式切換。

其中流量控制和壓力控制占了總數的70%左右，呼吸機實質即是將氣體以一定的流量和壓力送至病人端，是病人能夠進行氣體交換，因此流量控制和壓力控制是呼吸機呼吸模式中最基本、最核心的技術環(huán)節(jié)，還涉及到相應的傳感器和閥門設計，電路反饋及軟件控制等多方面技術；

模式控制和模式切換是讓病人端能夠更加安全，舒適的呼吸，因此，在設計時需要達到減小病人的肺損傷，減小人機對抗，人機協(xié)調性高的功能，進一步提高呼吸機的呼吸功能。

流量控制主要有：流量閥，流量閥傳感器，和控制算法，流量控制作為呼吸機的基本控制技術很早就有研究，隨著涉及流量傳感器、流量閥的技術發(fā)展，控制算法的改進，流量控制會向穩(wěn)定、可靠、安全方向發(fā)展。

壓力控制是另一個核心控制，與流量控制相輔相成，根據設置和測定的壓力對流量和流速進行控制，隨著壓力傳感器和流量控制技術的發(fā)展，壓力傳感器也會向安全可靠、及時響應、控制精確的方向發(fā)展。

呼吸模式從容量控制和壓力控制模式基礎上兼顧病人的舒適性，減小人機對抗，便于病人恢復，未來的呼吸機的功能將更加完善，通氣模式也會不斷發(fā)展，會有針對臨床問題的新的技術出現。

呼吸機的各個模式之間的功能和效果不一樣，對于病人在不同的階段可能需要調節(jié)不同的呼吸模式，然而模式切換是不穩(wěn)定的，在切換過程中可能對患者的肺造成損傷，因此模式切換要免去繁瑣的計算，提高操作效率和降低出錯概率，這樣在模式切換過程中降低風險，保障病人的安全，呼吸模式的自主識別和切換也是今后研究的方向。