智能型全胸腔高频振荡排痰机及排痰方法

摘要

本发明公开了一种智能型全胸腔高频振荡排痰机及排痰方法，包括软管、压力传感器、导线、供电装置、箱体、盖板，其特征在于：还包括压力背心、空气振荡机和咳嗽感应器，其中压力背心由金属弹簧圈、横向隔膜、纵向隔膜、表皮和粘扣所构成，金属弹簧圈安装于表皮底部，横向隔膜安装于金属弹簧圈上方，纵向隔膜安装在表皮内部，纵向隔膜上端与表皮内壁上沿连接，下端垂直于横向隔膜并留有空隙；特别是固定的两点式前胸壁脉冲无法拍打胸廓侧面和背面，对部分病人排痰效果不佳；本发明采用电动机、气压补偿机的智能送气方式，脉冲气流周期式的送入压力背心中可根据病人的需要的不同按压程度进行调节，极大的方便了对不同类型的病人的治疗。

权利要求

1.一种智能型全胸腔高频振荡排痰机，包括软管(1)、压力传感器(2)、导线(4)、供电装置(5)、箱体(6)、盖板(7)，其特征在于：还包括压力背心(8)、空气振荡机(9)和咳嗽感应器(3)，其中压力背心(8)由金属弹簧圈(10)、横向隔膜(11)、纵向隔膜(12)、表皮(13)和粘扣(14)所构成，金属弹簧圈(10)安装于表皮(13)底部，横向隔膜(11)安装于金属弹簧圈(10)上方，纵向隔膜(12)安装在表皮(13)内部，纵向隔膜(12)上端与表皮(13)内壁上沿连接，下端垂直于横向隔膜(11)并留有空隙；压力传感器(2)作为输入端连接在空气振荡机(9)上，导线(4)连接咳嗽感应器(3)与空气振荡机(9)，软管(1)与空气振荡机(9)的输出端连接；供电装置(5)与空气振荡机开关(26)相连。

2.根据权利要求1所述的智能型全胸腔高频振荡排痰机，其特征在于：所述的空气振荡机(9)由频率电压转换电路(15)、脉冲调节器(16)、气压脉冲调节器(17)、气压检测电路(18)、功率放大器(19)、电动机(20)、气压补偿机(21)所构成；压力传感器(2)检测到压力信号并将输入到频率电压转换电路(15)中，转换后的信号送入脉冲调节器(16)，调节后送入电动机(20)；同时压力传感器(2)还作为气压检测电路(18)的输入端与气压检测电路(18)连接，气压检测电路(18)中产生的信号送入气压脉冲调节器(17)，经分析调节后将信号送入气压补偿机(21)中，气压补偿机(21)与电动机(20)相连，电动机(20)的输出端与软管(1)相连；咳嗽感应器(3)作为输入端与功率放大器(19)相连，放大后的信号与开关(26)相连。

3.根据权利要求2所述的智能型全胸腔高频振荡排痰机，其特征在于：咳嗽感应器(3)安装在压力背心(8)内侧胸腔上方；频率电压转换电路(15)中安装有频率输入端(22)；气压检测电路(18)中安装气压输入端(23)；定时装置(29)与电动机(20)连接，定时输入端(30)固定在盖板(7)上，定时输入端(30)的输出端与定时装置(29)的输入端相连。

4.根据权利要求1所述的智能型全胸腔高频振荡排痰机，其特征在于：压力背心(8)内部横向隔膜(11)上设有气孔(24)；纵向隔膜(12)将表皮(13)内部分割成纵向气室(25)；表皮(13)由气密性材料所构成，压力背心(8)将人体胸腔包在其中，通过粘扣(14)固定。

5.根据权利要求4所述的智能型全胸腔高频振荡排痰机，其特征在于：所述的压力背心(8)表皮(13)上端设有气孔(27)，气孔(27)与纵向气室(25)连通。

6.根据权利要求1所述的智能型全胸腔高频振荡排痰机，其特征在于：所述的箱体(6)将空气振荡机(9)封装成一个整体，盖板(7)安装于箱体(6)上。

说明书

智能型全胸腔高频振荡排痰机及排痰方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种振荡排痰机，尤其涉及一种智能型全胸腔高频振荡排痰机及排痰方法，用于医疗领域。

背景技术

[0002] 胸部物理疗法具有很长的临床应用史，非常有效，是各国改善呼吸道粘液清理功能的标准医学方法之一。胸部物理疗法的种类包括：人工叩背排痰，体外振动机排痰。

[0003] 人工叩背排痰治疗一般每天进行一至四次。治疗时，患者躺下(在规定的十二种姿势中变换)，施疗人员在患者胸部和背部进行拍打敲击。为了治疗到整个肺部，敲打需持续四十五分钟，同时伴随药物吸入治疗。为了清理黏液堆积物，治疗时需敲打胸部让粘液松动脱落，然后通过主动咳嗽从口腔排出。胸部物理疗法需要施疗人员帮助，通常为家人，如果家人不便，也可以是护士或呼吸科医师。这种治疗方法，不仅患者累，施疗人员也累。患者和施疗人员不按要求实施治疗是很普遍的问题，这将使得医疗效果大打折扣。此外，这种胸部物理疗法的效果还取决于施疗人员的技术，当施疗人疲劳时，效果将会降低。由于此方法需要其它人的帮助，严重限制了患者自行施疗的可能性。长时间反复叩背排痰极易使医护人员感染空气传播性疾病如SARS、禽流感。

[0004] 机械振荡排痰机于2003年前后在我国开始使用。它通过手持式电动按摩棒产生的机械振荡反复拍打胸壁，模仿人工排痰时人手的拍打动作，使肺部粘液脱落、聚集至大的气道，可以通过咳嗽或负压吸痰被排出体外。体外振荡排痰机可以对按摩棒振荡的强度、频率、时间进行标准化设置，改善了传统方法的随意性和不确定性，是目前我国大中型医院使用最广的辅助排痰方法。然而这种设备只是用按摩棒代替传统的人手拍打，它无法克服以下两者共同的缺陷：

[0005] ①治疗全过程需要治疗师操作，在医院重症病区要占用宝贵的人力，在家庭使用时病人也不可能自己操作；

[0006] ②治疗师的疲劳或经验不足，都会使治疗效果大打折扣；

[0007] ③增加了呼吸道病原体“病人-医护人员”传播的机会；

[0008] ④每次只能拍打按摩头所在的一个部位，不能同时对全胸廓拍打，排痰效果不佳；

[0009] ⑤需要病人变化十二种不同体位，以达到较好的效果，危重病人无法配合。

[0010] 近年国外也在研发、改进背心式空气脉冲排痰机。气压脉冲机向固定于背心前面的两个气囊反复充气放气，每次加压将迫使气流快速穿越肺叶，推动分泌堆积物从肺壁上脱落，并向口腔移动；到达口腔后，通过正常咳嗽或负压吸痰就可以排出。其全自动化操作，标准参数设置，基本克服了前两种方法的弊端。新的问题：固定的两点式前胸壁脉冲无法拍打胸廓侧面和背面，对部分病人排痰效果不佳；治疗参数设定后完全按标准执行治疗程序，即使已经诱发病人咳嗽，仍不中断治疗，可能产生长时间连续咳嗽，导致消耗大量体力和过度换气等危险。

发明内容

[0011] 本发明针对以上问题的提出，而研制一种新的智能型全胸腔高频振荡排痰机及排痰方法，旨在通过克服上述缺点及缺陷使病人呼吸道的粘稠物脱落、聚集，刺激病人咳嗽，达到排痰的目的。

[0012] 本发明的技术解决方案是这样实现的：

[0013] 一种智能型全胸腔高频振荡排痰机，包括软管、压力传感器、导线、供电装置、箱体、盖板，其特征在于：还包括压力背心、空气振荡机和咳嗽感应器，其中压力背心由金属弹簧圈、横向隔膜、纵向隔膜、表皮和粘扣所构成，金属弹簧圈安装于表皮底部，横向隔膜安装于金属弹簧圈上方，纵向隔膜安装在表皮内部，纵向隔膜上端与表皮内壁上沿连接，下端垂直于横向隔膜并留有空隙；压力传感器作为输入端连接在空气振荡机上，导线连接咳嗽感应器与空气振荡机，软管与空气振荡机的输出端连接；供电装置与空气振荡机开关相连。

[0014] 所述的空气振荡机由频率电压转换电路、脉冲调节器、气压脉冲调节器、气压检测电路、功率放大器、电动机、气压补偿机所构成；压力传感器检测到压力信号并将输入到频率电压转换电路中，转换后的信号送入脉冲调节器，调节后送入电动机；同时压力传感器还作为气压检测电路的输入端与气压检测电路连接，气压检测电路中产生的信号送入气压脉冲调节器，经分析调节后将信号送入气压补偿机中，气压补偿机与电动机相连，电动机的输出端与软管相连；咳嗽感应器作为输入端与功率放大器相连，放大后的信号与开关相连。

[0015] 所述的咳嗽感应器安装在压力背心内侧胸腔上方；频率电压转换电路中安装有频率输入端；气压检测电路中安装气压输入端；定时装置与电动机连接，定时输入端固定在盖板上，定时输入端的输出端与定时装置的输入端相连。

[0016] 所述的压力背心内部横向隔膜安装于金属弹簧圈上方，横向隔膜上设有气孔；纵向隔膜上端连接在表皮内部，下端与横向隔膜垂直，不接触留有空隙，纵向隔膜将表皮内部分割成纵向气室；表皮由气密性材料所构成，压力背心将人体胸腔包在其中，通过粘扣固定。

[0017] 所述的压力背心，其特征在于表皮上端设有气孔，气孔与纵向气室连通。

[0018] 所述的箱体将空气振荡机封装成一个整体，盖板安装于箱体上。

[0019] 一种采用智能型全胸腔高频振荡排痰机的排痰方法：

[0020] a、通过粘扣将压力背心固定在人体胸腔上；

[0021] b、根据用户情况，调节盖板上的频率输入端、气压输入端和定时输入端后，打开开关；

[0022] c、使得电动机按照预设值向压力背心输送空气；

[0023] d、输入空气使得压力背心膨胀，对人体胸腔进行按摩，与此同时，压力传感器检测压力背心对人体胸腔的压力信号；

[0024] e、检测到的压力信号与预设值对比后，送入气压脉冲调节器与脉冲调节器调节；

[0025] f、调节后的信号送入电动机与气压补偿机中，使得电动机按照调整后的信号向压力背心送气；

[0026] e、在咳嗽感应器检测到胸腔振动次数≥3次/10秒的时候或按摩时间达到定时器预定后停止送气，反之继续送气。

[0027] 本发明的优点是显而易见的：

[0028] 1、本发明工作方式采用全胸廓同时振动，治疗时全胸廓同时被脉冲气流拍击，刺激咳嗽和排痰的效果好于一点式或两点式拍击。

[0029] 2、本发明采用电动机、气压补偿机的智能送气方式，脉冲气流周期式的送入压力背心中可根据病人的需要的不同按压程度进行调节，极大的方便了对不同类型的病人的治疗。

[0030] 3、本发明通过频率和气压峰值反馈控制系统，使得在不同的情况下，输出气流的频率和气压峰值始终为用户设定值，确保治疗的有效。

[0031] 4、本发明具有咳嗽侦测系统，在使用者发生连续咳嗽的时候系统会自动关掉电源，停止治疗，即保证了避免使用者长时间的咳嗽引起的体力消耗过大和过度换气引发的危险，又保证了在无人看护的情况下病人的安全。

[0032] 5、本发明使用方法简单、适用于医疗单位和患者家庭使用，在实施治疗时不需要有专门的人在旁边维护，节省人力。

附图说明

[0033] 本发明有附图4幅：

[0034] 图1为本发明硬件结构示意图；

[0035] 图2为本发明压力背心的结构图；

[0036] 图3为本发明压力背心的工作原理图；

[0037] 图4为本发明空气振荡机电路框图。

[0038] 图中：1、软管，2、压力传感器，3、咳嗽感应器，4、导线，5、供电装置，6、箱体，7、盖板，8、压力背心，9、空气振荡机，10、金属弹簧圈，11、横向隔膜，12、纵向隔膜，13、表皮，14、粘扣，15、频率电压转换电路，16、脉冲调节器，17、气压脉冲调节器，18、气压检测电路，19、功率放大器，20、电动机，21、气压补偿机，22、频率输入端，23、气压输入端，24、气孔，25、纵向气室，26、开关，27、气孔，28、人体胸腔，29、定时装置，30、定时输入端。

具体实施方式

[0039] 如图1所示的智能型全胸腔高频振荡排痰机，包括软管1、咳嗽感应器3、导线4、箱体6、盖板7、压力背心8、频率输入端22、气压输入端23、开关26、定时输入端30；软管1连接压力背心8与箱体6中的空气振荡机9，压力传感器2安装于导线4一端，导线4的另一端与空气振荡机9连接；频率输入端22、气压输入端23、开关26、定时输入端30分别安装在盖板7上。

[0040] 如图2～图3所示的压力背心8，包括金属弹簧圈10、横向隔膜11、纵向隔膜12、表皮13、粘扣14所构成，纵向隔膜12上端与表皮13连接，纵向隔膜12将表皮13内的空间分割成纵向气室25，表皮13内部下端安装有金属弹簧圈10，在金属弹簧圈10上方安装横向隔膜11，横向隔膜11中间留有气孔24，在表皮13左右两侧安装有粘扣14。

[0041] 如图4所示，空气振荡机9由频率电压转换电路15、脉冲调节器16、气压脉冲调节器17、气压检测电路18、功率放大器19、电动机20、气压补偿机21所构成；压力传感器2检测到压力信号并将输入到频率电压转换电路15中，转换后的信号送入脉冲调节器16，调节后送入电动机20；同时压力传感器2还作为气压检测电路18的输入端与气压检测电路18连接，气压检测电路18中产生的信号送入气压脉冲调节器17，经分析调节后将信号送入气压补偿机21中，气压补偿机21与电动机20相连，电动机20的输出端与软管1相连；咳嗽感应器3作为输入端与功率放大器19相连，放大后的信号与开关26相连；定时输入端30连接定时装置29，定时装置29的输出端与电动机20相连。

[0042] 供电装置5采用220V交流电；纵向隔膜12与横向隔膜11将表皮13内部分隔成14个纵向气室25；

[0043] 采用智能型全胸腔高频振荡排痰机的排痰方法：

[0044] a、通过粘扣14将压力背心8固定在人体胸腔28上；

[0045] b、根据用户情况，调节盖板7上的频率输入端22、气压输入端23和定时输入端30后，打开开关26；

[0046] c、使得电动机20按照预设值向压力背心8输送空气；

[0047] d、输入空气使得压力背心8膨胀，对人体胸腔28进行按摩，与此同时，压力传感器2检测压力背心8对人体胸腔28的压力信号；

[0048] e、检测到的压力信号与预设值对比后，送入气压脉冲调节器17与脉冲调节器16调节；

[0049] f、调节后的信号送入电动机20与气压补偿机21中，使得电动机20按照调整后的信号向压力背心8送气；

[0050] e、在咳嗽感应器3检测到胸腔振动次数≥3次/10秒的时候或按摩时间达到定时器预定后停止送气，反之继续送气。

[0051] 在使用时，先将压力背心8围在人体胸腔28上，通过粘扣14固定使压力背心8与人体胸腔贴紧，根据使用者的不同情况，调节频率输入端22、气压输入端23、定时输入端30，调节适当后打开开关26，使得电动机20按照所设定值，通过软管1向压力背心8内周期性的输送空气，与此同时，压力传感器2与咳嗽感应器3对系统进行实时监控：

[0052] 1)当压力传感器2检测到压力背心8的压力与预设定的压力不符合的时候，压力传感器2向频率电压转换电路15发出信号，使得频率电压转换电路15向脉冲调节器16输送信号，脉冲调节器16再做适当调节后，控制电动机20向与软管1相连的压力背心8输送空气，待压力传感器2检测到压力信号与预设值相符合的时候，脉冲调节器16停止调节，电动机20保持当前状态向软管1输送空气；

[0053] 2)当压力传感器2检测到纵向气室25内部的峰值气压与气压检测电路18上的预设值不符时，气压检测电路18向气压脉冲调节器17输送信号，调节后的信号送入气压补偿机21中，利用气压补偿机21传输给电动机20一定量的空气，补充输入软管1中；

[0054] 3)当咳嗽感应器3检测到使用者咳嗽信息，即当发生连续咳嗽(≥3次/10秒)时，咳嗽感应器3将信号送入功率放大器19，处理后的信号控制开关26，进行断电控制，使得电动机20停止向压力背心8输送空气。

[0055] 压力背心8在接收到电动机20送入的空气时，空气通过首先充满金属弹簧圈10，同时部分气流通过气孔24流入纵向气室25，随着电动机20输送气流的改变，在纵向气室25内的空气将不同程度的从气孔27排出压力背心8，通过不断的更换纵向气室25内的空气，达到对胸腔按摩的效果。