呼吸机如何自动调控氧气输送的压力、速度和浓度

2020年以来，由于新冠肺炎在海外迅速蔓延，呼吸机产品作为患者治疗所需的重要医疗设备之一，其需求量在全球市场呈爆发式增长。

呼吸机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。同时，越来越多的家用呼吸机被用来改善睡眠呼吸暂停综合征。

患者在使用呼吸机时会遇到一些常见的问题，例如憋气、气流冷、对鼻部有轻微的刺激等等，憋气在睡眠呼吸暂停患者身上感受尤为明显。在对压力值进行手动调节的情况下，感觉憋气通常是因为呼吸机的吸气压力和呼气压力没有调节好，影响了正常通气。

一台呼吸机有上千个零部件，核心部件涉及涡轮风机、传感器、芯片等，其中的流量传感器、氧气传感器和差压传感器，就是主要用于监测患者呼吸氧气的压力、流量和浓度，来自动调整输出量。

氧浓度监测

氧浓度报警，是临床使用过程中发生概率较多的报警现象。现代呼吸机，几乎都具备吸入氧浓度的监测功能。将奥松电子的AO-09医用氧气传感器连接于氧气测试端，就能自动测试氧气浓度，并输出电信号，传送至氧气分析仪，与呼吸机联动，帮助患者控制吸入的氧浓度。

气体差压监测

为了使患者在使用呼吸机时呼吸自然通畅，呼吸机中一般会安装差压传感器来监测呼吸气体的压差。ADP810是奥松电子自主研发的一款数字差压传感器，连接至微处理器，以此监测气压来做出吸气和呼气的判断，进而控制进气泵，增大或者减小管内压强，使患者不会产生抵触感。

气体流量监测

同时，呼吸机还需要安装气体流量传感器监测患者呼吸的气体流量，来判断患者睡眠时的呼吸节奏。根据患者呼吸速度的快慢可以对呼吸机的通气速度进行控制，使患者呼吸和进气频率保持一致，还能有效减少进气泵的工作量，起到节能的作用。奥松电子的AFM3000气体流量传感器专为呼吸机应用而设计，以高超的精确度测量空气，氧气和其他非侵蚀性气体的流量。风道内采用特殊设计，使得通过传感器的流动体的压损非常低，使其性能适用于各种苛刻的应用场景。

对气体进行温湿度调控

刚进行治疗模式时，患者会感觉气流冷，对鼻部有轻微的刺激。冬季出现这类问题相对较多，是因为干冷的空气通过呼吸机进入鼻腔所导致的。在呼吸机内安装温湿度传感器，可对气体的温湿度进行调控，为患者提供令人舒适的气体。奥松电子的AHT20温湿度传感器嵌入了适于回流焊的双列扁平无引脚SMD封装，尺寸小巧，底面3 x 3mm ，高度1.0mm，方便对管道内的空气温湿度进行测量，并输出经过标定的数字标准I2 C信号，传输给控制单元对通入气体的温湿度进行调节，确保输送的气体温暖湿润，不会有冰冷、刺激感。

以前，呼吸机上应用的这些关键传感器基本依靠国外进口，成为国产呼吸机制造的“卡脖子”技术，限制了国产呼吸机的产能。目前，国内智能传感器全产业链企业奥松电子已成功研发并量产适用于呼吸机的流量传感器、氧气传感器和差压传感器，解决了呼吸机中缺少关键零部件的问题，打破一直以来呼吸机专用流量传感器被外国科技巨头垄断的局面，解决长期以来禁锢我国科技发展的“卡脖子”技术，实现国产替代进口。

审核编辑：符乾江