专利名称：高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种医疗器械，特别是一种高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪。
背景技术：
根据人体呼吸生理可知肺通气为外界空气与肺泡之间的气体交换。气体进出肺取决于推动气体流动的动力和阻止气体流动的阻力。动力必须克服阻力，肺通气才能进行。肺泡内的压力称为肺内压。气体进出肺是由于大气压和肺内压的压力差引起的， 大气压与肺内压的压力差成为肺通气的直接动力。肺通气的阻力可分为弹性阻力和气道阻力。弹性阻力受肺弹性纤维的回缩力和肺泡表面张力的影响。气道阻力受气流形态、气道管径大小、气流速度和肺容积的影响。研究患者肺通气阻力的变化对呼吸疾病治疗的转归很有意义。在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力和非弹性阻力从而实现肺通气所做的功称为呼吸功。用力呼气初期， 呼气流量与用力程度有关，但到呼吸中后期，呼气流量就取决于小气道抵制周围压力保持通畅的能力，而与呼气用力程度无关。呼气时的肺内外压差决定肺通气的时间和通气量的大小。呼吸系统病理改变时呼吸系统病理改变是按照粘液分泌量渐多、纤毛功能失调、气流受限、肺过度充气和通气功能障碍的顺序进行性发展，主要影响和破坏呼气功能1、炎症导致粘液分泌量增多、粘稠度增加，导致纤毛功能失调，使气道内分泌物不能顺畅排出，造成气道狭窄或阻塞， 成为痰液堵塞。2、因气道狭窄、气道管壁增厚和弹性降低，造成气流传导性下降，呼气流速下降；肺泡壁的破坏引起肺弹性回缩力减少，导致驱动呼气的肺内压下降，肺内外压力差缩小，使小气道维持开放的能力受损，肺排空减慢，小气道提前关闭，使肺过度充气，形成二氧化碳潴留，成为气流受阻。3、痰液堵塞和气流受阻的共同影响，导致呼气时肺内外压力差缩小，使呼气时气体流速受限而减慢，造成呼气困难，反过来又进一步加重痰液堵塞和气流受阻，形成恶性循环，最终因通气量减少而成为通气功能障碍，引致人体缺氧。患者因呼气和排痰障碍始终无有效手段得到解决，所以病情总是在药物和吸氧治疗的同时，反反复复、迁延不愈、逐渐加重，导致患者咳、喘、憋、痰，异常痛苦，肺功能持续下降，病残、病死率居高不下，而排气排痰困难始终是世界医学难题。通过上述病理改变分析可知在呼吸阻力增加的同时，如果在治疗时不能从根本上顺应和改变呼气时的肺内外压力差，即增加呼吸动力，则一切治疗手段都会收效甚微。呼吸系统疾病治疗转归的提出参见图1 ；呼吸系统疾病以咳、喘、憋、痰等为主要症状表现，其病变的核心是通气功能障碍， 根源是排气排痰的动力不足，其治疗一直是一个世界性的医学难题。长期以来，很多治疗手段违背呼吸生理和病理改变的特征及规律，早期治疗无视“肺内外压力差的改变”，只单纯依靠药理学理论来治疗呼吸疾病，其治疗结果往往是症状此起彼伏，最终无功而返时，才重视“肺内外压力差的改变”，采用密闭正压呼吸机进行抢救治疗，但为时已晚。由于正压呼吸机违背了人体呼吸生理和病理改变特征和规律(强制密闭加压呼吸和缺少深层振荡传导)，因此只能用于抢救，而不能用于日常治疗。呼吸疾病的治疗是一个系统工程，必须按照呼吸生理和呼吸病理改变导致通气功能障碍的规律进行对因顺应治疗，必须按照呼气的肺内外压力差决定肺通气的规律实施治疗，必须在肺通气阻力增加时相应增加肺通气动力，即在开放状态下提高肺内外压力差和远程振荡传导，助力排气排痰，才能扭转患者通气功能障碍和进行性不可逆转的医学定论。肺通气动力须从两个方面来完成1)因大气压是恒定的，只有通过高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪反向在肺外持续增加高强负压，才能在呼气时增大肺内外压力差，降低气道内压力，从而延缓小气道关闭时间，延长呼气时间，有效将肺内高压区中的小气道和肺泡内的残气向肺外低压区引流排出，即可提高呼气流量，使肺内压下降，从而在吸气时更利于肺内形成负压，以增大吸气量；其科学之处在于，高强负压在双侧鼻孔的开放状态下，吸气时可形成负压气流短路，从而不影响吸气量。高强负压引导和呼气增速，还有助纤毛向上摆动，推进小气道痰液加快排出，疏通气道。2)高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪更为科学的是只有高强负压与脉动的协同作用，才能实现振荡气流的远程传导，并在呼和吸的全程均传导振荡；脉动振荡频率以纤毛摆动的倍频频率，振动痰液剥离气道，借助高强负压和振荡气流，加速带动痰液上行；振荡气流还可按摩气道管壁，缓解气道痉挛。高强负压和脉动的双重作用，可助残气和痰液的及时排出，有效疏通气道、彻底消炎、改善通气功能障碍和正常呼吸生理环境。高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪通过呼吸动力的创建，有效提高排气排痰能力，才能实现呼吸系统疾病治疗的转归。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪。本发明可在患者鼻腔开放区形成高强负压，增大肺内外气压差，高强负压脉动振荡气流可直接作用于呼吸道， 帮助患者提高呼气量和加强呼吸道深部的自主排痰功能，达到提高通气量、疏通气道、彻底消炎和清除通气功能障碍的治疗作用，从而逐步提升呼吸动力，保证痰液和气体的正常流动，使患者的呼吸系统步入良性循环，逐步恢复呼吸系统的正常生理功能，这样，就实现了呼吸功能的物理康复。本发明的目的是这样实现的一种高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，包括电源及控制电路；电磁铁、磁体、多气室负压气泵A、多气室负压气泵B、进气口、出气口、气柜及外壳；其中，主体结构为电磁铁同时联动多气室负压气泵A和多气室负压气泵B，多气室负压气泵A和多气室负压气泵B均可独立工作，多气室负压气泵A的出气口 A通过串连连接管与多气室负压气泵B的进气口 B串连起来，组成二级多气室负压气泵，使进入Al气室的初始负压经过二级多气室负压气泵后，进气口 A负压值多倍提高，同时噪音在两个多气室负压气泵和串连连接管中得到相互抵消，降低机械运动噪音。-所述的多气室负压气泵的泵体为多气室和小气流孔相互连接，多气室负压气泵 A中的Al气室、A2气室、A3气室是相互独立，彼此通过气流孔相通，Al、A2、A3气室之间连通的气流孔上由单向阀做启合覆盖，产生脉动气流，并分别与进气口 A、皮碗A、出气口 A相连接，共同组成多气室的多气室负压气泵A ；多气室负压气泵B中的Bl气室、B2气室、B3气室也是相互独立，彼此通过气流孔相通，Bi、B2、B3气室之间连通的气流孔上由单向阀做启合覆盖，产生脉动气流，并分别与进气口 B、皮碗B、出气口 B相连接，共同组成多气室的多气室负压气泵B ；这种多气室与小气流孔连接的泵体结构和两个泵体实现串连连通，使气流负压呈现稳定的递增，并使气流以脉动形式进行远程传导，可有效抵达呼吸道深部。-所述的多气室负压气泵A和多气室负压气泵B分别与气柜通过紧固件和密封垫作密闭连接固定；带动A2气室气流运动的皮碗A和带动B2气室气流运动的皮碗B，分别与一体连接摆杆相连接，可通过一体连接摆杆实现两个皮碗的同频同步运动；一体连接摆杆可克服独立摆杆不能同步运动所形成的机械运动噪音。-所述的二级多气室负压气泵结构形成的高强负压，使呼吸气液难以冷凝结水，因此无须设置气液分离装置，可大大降低仪器气柜初始高强负压脉动在体外传导中的气容损耗，更易传导至呼吸道远端和小气道阻塞部位。-所述的电磁铁工作产生的负压脉动振荡气流的波型为1/2正弦波波型，其流量为1500-5000ml/min，负压为10_50kPa，振动频率为 3000次/分。-所述的磁体为钕铁硼。高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪为二级多气室负压气泵，是将两个独立的多气室负压气泵进行串连，使负压脉动气流经过两级多气室负压气泵循环加压，可多倍提高负压值，并使振动气流的噪音在串连管道内互相抵消；同时两个多气室负压气泵的两个皮碗处， 由一体连接摆杆连接带动，气流振动同频同步，可使机械运动的声源噪音降低，达到静音的作用；二级多气室负压气泵结构形成的高强负压，使呼吸气液难以冷凝结水，因此无须设置气液分离装置，可大大降低仪器气柜初始高强负压脉动在体外传导中的气容损耗，更易传导至呼吸道远端和小气道阻塞部位，更加有效改善通气和促进小气道排痰，加快改善通气功能障碍和呼吸功能康复，大大提高治疗功效；同时此结构也使患者和医护人员使用操作、 安装和清洗极为简便。由于有上述构造使得本发明高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪处于强档进行治疗时，可快速排出患者肺泡内残气和小气道阻塞痰液，不必依赖药物和吸氧，咳、喘、憋等症状即可快速缓解，呼吸功能很快得到恢复。
图1 高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪结构示意图；图2 高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪的气泵结构示意图。图中1-气柜，2-多气室负压气泵A，21-A1气室，22-A2气室，23-A3气室，24-进气口 A，25-出气口 A，3-多气室负压气泵B，31-B1气室，32-B2气室，33-B3气室，34-进气口 B，35-出气口 B ；4-单向阀；5-皮碗A，6-皮碗B，7-—体连接摆杆，8-磁体，9-电磁铁， 10-串连连接管，11-密封垫，12-紧固件，13-电源，14-控制电路，15-外壳。
具体实施例方式参见附图1、附图2:高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，包括电源13、控制电路14、电磁铁9、磁体8、多气室负压气泵A 2、多气室负压气泵B 3、皮碗A 5、皮碗B 6、一体连接摆杆7、串连连接管10、密封垫11、紧固件12、单向阀4、气柜1、外壳15构成。多气室负压气泵A包括:A1气室 21、A2气室22、A3气室23、进气口 A 24、出气口 A 25 ；多气室负压气泵B包括Bl气室31、 B2气室32、B3气室33、进气口 B 34、出气口 B35。通过控制电路输出脉冲信号使电磁铁工作，启闭气路产生的高强负压脉动振荡气流，通过导管与患者鼻腔连通，对患者的呼吸系统进行排气排痰的康复治疗。所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，主体设计结构为主体设计结构为电磁铁同时联动多气室负压气泵A 2和多气室负压气泵B 3，多气室负压气泵A 2和多气室负压气泵B 3均可独立工作，多气室负压气泵A2的出气口 A 25通过串连连接管10与多气室负压气泵B 3的进气口 B 34串连起来，组成二级多气室负压气泵，使进入Al气室21的初始负压经过二级多气室负压气泵后，进气口 A 24的负压值可多倍提高，同时噪音在两个多气室负压气泵和串连连接管10中得到相互抵消，降低机械运动噪音。这种高强静音式的负压脉动，可显著提高患者排气、排痰能力，增强患者的呼吸动力，加快呼吸功能的恢复，从而达到治疗目的。同时，避免了单极负压脉动气泵带来的噪音干扰，让患者使用很方便，且感觉很舒适。所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，多气室负压气泵的泵体为多气室和小气流孔相互连接。多气室负压气泵A 2中的Al气室21、A2气室22、A3气室23是相互独立， 彼此通过气流孔相通，Al、A2、A3气室之间连通的气流孔上由单向阀4做启合覆盖，产生脉动气流，并分别与进气口 A24、皮碗A 5、出气口 A 25相连接，共同组成多气室负压气泵A 2； 多气室负压气泵B 3中的Bl气室31、B2气室32、B3气室33也是相互独立，彼此通过气流孔相通，B1、B2、B3气室之间连通的气流孔上由单向阀4做启合覆盖，产生脉动气流，并分别与进气口 B 34、皮碗B6、出气口 B 35相连接，共同组成多气室负压气泵B 3。这种多气室与小气流孔连接的泵体结构和两个泵体实现串连连通，使气流负压呈现稳定的递增。所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪中多气室负压气泵A 2和多气室负压气泵B 3分别与气柜1通过紧固件12和密封垫11作密闭连接固定；带动A2气室22气流运动的皮碗A 5和带动B2气室32气流运动的皮碗B 6，分别与一体连接摆杆7相连接，可通过一体连接摆杆7实现同频同步运动。一体连接摆杆7可克服独立摆杆不能同步运动所形成的机械运动噪音。所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，其中，由于高强负压使气流速度加快，使呼吸气液难以冷凝结水，因此无须使用气液分离装置，这样可减少气容，大大降低仪器气柜初始高强负压脉动在体外传导中的气容损耗，气流以脉动形式传导，更易传导至呼吸道远端和小气道阻塞部位，在呼吸道深部依然保持足够的治疗强度，更加有效改善通气和促进小气道排痰，改善通气功能障碍和加快呼吸功能康复。此结构也使患者和医护人员使用操作、安装和清洗简便。所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，电磁铁工作产生的负压脉动振荡气流的波型为1/2正弦波波型，其流量为1500-5000ml/min，负压为10_50kPa，振动频率为3000次/分。所述的磁体为钕铁硼。所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，其中，在电磁铁控制电路中，由控制电路输出脉冲信号使电磁铁工作，同时启闭二级串连多气室负压气泵，气路分级递增产生高强
6负压脉动振荡气流。控制电路可设定强、中、弱各档以控制负压压力和流量，适应患者的不同治疗需要，还可设置定时功能和遥控功能，方便患者使用。由于本电磁铁控制电路为成熟的现有技术，因而在此不详细描述其工作原理。实验表明当高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪处于强档进行治疗时，可快速排出患者肺泡内残气和小气道阻塞痰液，不必依赖药物和吸氧，咳、喘、憋等症状即可快速缓解， 呼吸功能很快得到恢复。综上所述，本发明具有如下优点1、呼吸疾病的治疗重在加快排气和排痰，才能尽快恢复呼吸功能。高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪的治疗原则为呼的好就能吸的好，通气量增大才能不缺氧；排痰的速度必须快于分泌痰的速度；呼吸功能的恢复必须快于衰减速度。2、高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪应用的高强负压脉动振荡气流，顺应人体呼吸生理和病理改变特征，从增大呼气时肺内外压力差入手，即增强肺通气动力，克服肺通气阻力，使正常呼吸无须用力，使患者呼吸肌做功环境得到改善，避免患者因过大的体能消耗和呼吸肌疲劳而导致呼吸衰竭；可使呼吸道中的气流处于持续振荡中，可改变气流运行方式， 将小气道的层流气体迅速转变为湍流，实现径向外流，从而大大提高小气道和肺泡内气体的排出速度，通过提高呼气以纠正肺内低氧和二氧化碳潴留。3、通过高强负压，反向在肺外增大负压，才能增大肺内外压力差，有效引导肺内气体排出，降低气道内压力，从而延缓小气道关闭时间，延长呼气时间，自然可提高呼气流量， 减少二氧化碳潴留；在吸气时，使肺更易扩张而形成负压，使吸气更为轻松，并提高通气交换量，有利于改善缺氧和促进血氧交换，恢复肺的顺应性。高强负压引导和呼气增速，有助纤毛向前摆动，推进小气道痰液加快排出疏通气道，使通气功能恢复正常。4、通过高强脉动，可振动痰液松动并与纤毛剥离，助力提高纤毛摆动速率和摆动效率，以加快痰液的运动和排出，达到疏通呼吸道和彻底消炎的功能，并可按摩气管壁，以缓解气道痉挛。5、负压和脉动的双重作用，可助残气和痰液的及时排出，有效疏通气道、彻底消炎、改善通气功能障碍和缺氧，创造顺应呼吸系统正常生理功能环境，以达到呼吸疾病的彻底治疗，真正实现呼吸系统疾病治疗的转归高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪治疗应用的负压(10-50kPa)高效、脉动(3000次/分钟)稳定，流量(1500-5000ml/min)适宜，静音低噪，无须气液分离装置。6、本发明不会出现气压伤，不存在人机对抗，不会抑制自主呼吸，不会形成依赖， 无交叉感染和各种并发症，患者易于接受。有效治疗能量高，显效快，科学、安全，可起到内外呼应的系统康复治疗作用。7、本仪器使用、清洗、安装简便，适宜患者夜间睡眠时治疗，有效避免因夜间呼吸暂停而造成猝死，适宜各类呼吸疾病不同阶段和各年龄段患者的康复治疗和预防保健，适于临床应用和家庭应用。8、本发明与现有各种治疗技术相比，安全、高效，即可治标又可治本，起到药物、吸痰器、吸氧、呼吸机和低负压脉动装置等治疗手段所无法起到的安全、快速、高效的治疗作用。患者摆脱药物和吸氧，即可避免病情反复和实现呼吸功能的恢复，又可缩短康复治疗时间，为国家和个人节省大量医疗开支。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的方法及技术内容加以变更或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，包括电源及控制电路；其特征在于还包括 电磁铁、磁体、多气室负压气泵A、多气室负压气泵B、进气口、出气口、气柜及外壳；其中，主体结构为电磁铁同时联动多气室负压气泵A和多气室负压气泵B，多气室负压气泵A和多气室负压气泵B均可独立工作，多气室负压气泵A的出气口 A通过串连连接管与多气室负压气泵B的进气口 B串连起来，组成二级多气室负压气泵，使进入Al气室的初始负压经过二级多气室负压气泵后，进气口 A负压值多倍提高，同时噪音在两个多气室负压气泵和串连连接管中得到相互抵消，降低机械运动噪音。
2.根据权利要求1所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，其特征在于所述的多气室负压气泵的泵体为多气室和小气流孔相互连接，多气室负压气泵A中的Al气室、A2气室、 A3气室是相互独立，彼此通过气流孔相通，A1、A2、A3气室之间连通的气流孔上由单向阀做启合覆盖，产生脉动气流，并分别与进气口 A、皮碗A、出气口 A相连接，共同组成多气室负压气泵A ；多气室负压气泵B中的Bl气室、B2气室、B3气室也是相互独立，彼此通过气流孔相通，B1、B2、B3气室之间连通的气流孔上由单向阀做启合覆盖，产生脉动气流，并分别与进气口 B、皮碗B、出气口 B相连接，共同组成多气室负压气泵B ；这种多气室与小气流孔连接的泵体结构和两个泵体实现串连连通，使气流负压呈现稳定的递增，并使气流以脉动形式进行远程传导，可有效抵达呼吸道深部。
3.根据权利要求1所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，其特征在于所述的多气室负压气泵A和多气室负压气泵B分别与气柜通过紧固件和密封垫作密闭连接固定；带动 A2气室气流运动的皮碗A和带动B2气室气流运动的皮碗B，分别与一体连接摆杆相连接， 可通过一体连接摆杆实现两个皮碗的同频同步运动；一体连接摆杆可克服独立摆杆不能同步运动所形成的机械运动噪音。
4.根据权利要求1所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，其特征在于所述的电磁铁工作产生的负压脉动振荡气流的波型为1/2正弦波波型，其流量为1500-5000ml/min，负压为10-50kPa，振动频率为3000次/分。
5.根据权利要求1所述的高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，其特征在于所述的磁体为钕铁硼。
全文摘要
一种高强度负压脉动呼吸疾病治疗仪，包括电源及控制电路；其中，主体结构为电磁铁同时联动多气室负压气泵A和多气室负压气泵B，多气室负压气泵A和多气室负压气泵B均可独立工作，多气室负压气泵A的出气口A通过串连连接管与多气室负压气泵B的进气口B串连起来，组成二级多气室负压气泵，由控制电路输出脉冲信号使电磁铁工作，启闭气路产生高强负压脉动振荡气流，并可通过导管连接鼻腔，在患者鼻腔开放区形成高强负压，增大肺内外气压差，高强负压脉动振荡气流可直接作用于呼吸道，帮助患者提高呼气量和加强呼吸道深部的自主排痰功能。
文档编号A61M16/00GK102441211SQ20101050555
公开日2012年5月9日 申请日期2010年10月13日 优先权日2010年10月13日
发明者陈实 申请人:陈实