一种可穿戴式同步于呼气相的胸廓外按压式呼吸机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于医疗设备领域，涉及一种呼吸机，具体涉及一种可穿戴式同步于呼气相的胸廓外按压式呼吸机。
【背景技术】
[0002]呼吸衰竭是指肺脏从空气中摄取氧和排出二氧化碳的功能障碍，是危重症患者最常见的疾病状态之一。构成呼吸系统的四个要素:肺脏、神经系统、胸廓(肋骨、肋间肌、膈肌等)以及肺循环中任何一个的异常均可导致呼吸衰竭的发生。其中，呼吸肌疲劳及呼吸动力不足是所有呼吸衰竭共通的发病机制之一。通过机械通气的方法改变人的生理呼吸，减轻呼吸肌做功，增加肺通气量，改善呼吸功能，已经成为当前治疗呼吸衰竭的最重要方法之一O
[0003]世界上最早的机械通气是由苏格兰John Dalziel医师于1838通过“铁肺”装置实施的。它是将患者除了头部以外的部分置于密封的铁箱子里，通过间歇性给铁箱子内提供负压实现对胸廓的外向牵张，达到辅助正常吸气动作的功能，然后由胸廓的自然回弹完成呼气动作。直至十二世纪前半部分，这种“铁肺”或者类似的依靠提供胸外负压的呼吸机装置都是治疗呼吸衰竭最重要和主流的工具，但其具有体积巨大、繁琐、颈部固定、诱发铁肺相关性休克等缺点。二十世纪中叶以后，得益于二战时期飞行员高压氧气面罩的进化，逐渐发展出了气道内正压机械通气并应用于临床，因为其克服了铁肺的缺点并能够提供PEEP等特点，并很快取代铁肺成为了主流的机械通气方法。其原理核心是通过间歇性向气道内提供正压气体来辅助吸气，再完全依靠胸廓的自然回缩力完成被动呼气。临床实践证明该类气道内正压呼吸机尽管可以较好的治疗呼吸衰竭，但仍存在一系列缺点:1，有悖于正常人负压吸气、正压呼气的生理规律；2，因为气道内压力及肺的容积的过度增高可引起呼吸机相关性肺损伤；3，增高胸腔内压并对循环、泌尿等肺外系统产生一定的负面影响；4，需要建立气管切开、气管插管、口鼻面罩等人工气道，破坏口鼻外形，影响正常语言、吞咽等功能，并加重患者的心理负担；5，因为设备体积大、参数设置复杂、人工气道及通气管路连接容易脱落漏气，导致患者只能在医院或室内接受治疗，限制了患者享受户外生活的能力。
[0004]正是因为目前主流的机械通气方法存在上所述诸多缺点，所以探索新型的机械通气方法仍然具有重要的意义。目前已有的其它类型的机械通气方法概括有:1，胸外负压式机械通气如:Iron lung, Porta-lung, plastic pneumowrap (raincoat or ponchoventilator), tortoise shell-shaped cuirass等，其原理均是通过将身体颈部以下部位或胸廓前壁封闭在一个铁的或硬质塑料的容器内，随着容器内间断产生的负压将胸廓被动向外吸引牵张而促进气体吸入，在容器内负压消失后胸廓依靠生理的弹性回缩力完成呼气。2，胞肌辅助式机械通气，有 Pneumobelt (intermittent abdominal pressureventilator，IAPV)和Rocking bed，前者通过在腹部固定的橡胶气囊间断充气辅助膈肌上移促进呼气，通过气囊随后的放气及腹腔脏器的重力作用促进膈肌下移及吸气；后者通过将平躺的患者的床头床尾位置高低变换导致腹腔内脏器对膈肌的牵拉与推挤辅助膈肌运动并增强吸气与呼气[3]。上述现有的机械通气原理及方法，从时相上分析，有单纯吸气相辅助(所有气道内正压呼吸机及胸外负压式呼吸机)，吸气及呼气相双相辅助(Pneumobelt及Rocking bed)，但缺乏单纯的呼气相辅助的机械通气；从辅助胸廓运动的作用力上分析，有胸廓内正压(所有气道内正压呼吸机)，胸廓外负压(Iron lung等)，但缺乏胸廓外正压辅助式机械通气。
[0005]呼吸机是治疗严重呼吸衰竭的重要手段。但目前常规呼吸机是气道内正压通气式原理，具有破坏气道正常形态、诱发呼吸机相关性肺损伤、增加胸腔内压等缺点。归纳起来，从时相上看有吸气相单相辅助式，吸气相及呼气相双相辅助式，但缺乏单纯呼气相辅助式；从辅助胸廓运动的作用力来看有胸廓内正压式，胸廓外负压式，但缺乏胸廓外正压式。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种可穿戴式同步于呼气相的胸廓外按压式呼吸机，该呼吸机可为患者提供胸廓外正压。
[0007]为达到上述目的，本发明所述的可穿戴式同步于呼气相的胸廓外按压式呼吸机包括病号服、氧气瓶、呼吸机主机、氧气面罩、电源及用于采集患者的呼吸频率信息及呼吸时相信息的采集系统；
[0008]所述病号服由内层、外层以及内层与外层之间的气囊组成，呼吸机主机包括涡轮机及处理器，涡轮机的出气口与气囊的入气口相连通，气囊的出气口连通有压力控制阀，气囊内设有用于检测气囊内的气压的压力传感器，压力传感器的输出端及采集系统的输出端均与处理器的输入端相连接，处理器的输出端与压力控制阀的控制端相连接；
[0009]氧气瓶与氧气面罩相连通。
[0010]所述采集系统包括用于检测患者的呼吸肌电信号的采集模块、以及用于根据患者的呼吸肌电信号得到患者的呼吸频率信息及呼吸时相信息的第一频率发生器，采集模块包括电触发传感器、以及与患者体表相接触的电极片，电极片与电触发传感器的输入端相连接，电触发传感器的输出端与第一频率发生器的输入端相连接，第一频率发生器的输出端与处理器的输入端相连接。
[0011]所述采集系统包括第一信号分析器、第二频率发生器、以及用于采集患者鼻孔气流的温度信息的温度传感器，所述温度传感器的输出端与第一信号分析器的输入端相连接，第一信号分析器的输出端与第二频率发生器的输入端相连接，第二频率发生器的输出端与处理器的输入端相连接。
[0012]所述采集系统包括第二信号分析器、第三频率发生器及用于检测患者鼻孔气流的湿度信息的湿度传感器，湿度传感器的输出端与第二信号分析器的输入端相连接，第二信号分析器的输出端与第三频率发生器的输入端相连接，第三频率发生器的输出端与处理器的输入端相连接。
[0013]还包括触摸屏及控制器，触摸屏与控制器及处理器相连接，处理器的控制端与控制器相连接。
[0014]所述氧气瓶与氧气面罩通过吸氧管相连通；
[0015]还包括推车，电源、呼吸机主机及氧气瓶均位于推车上。
[0016]所述病号服为马甲，气囊由若干等间距排列的气体通路组成，各气体通路并联连接后与涡轮机的出气口及压力控制阀的入气口相连通。
[0017]所述病号服通过弹性材料制备而成。
[0018]涡轮机的入气口处设有空气过滤器。
[0019]本发明具有以下有益效果:
[0020]本发明所述的可穿戴式同步于呼气相的胸廓外按压式呼吸机在工作时，患者通过氧气面罩吸氧气瓶内的氧气，通过采集系统采集患者的呼吸频率信息及呼吸时相信息，然后将所述呼吸频率信息及呼吸时相信息转发至处理器中，涡轮机连续给气囊内充气，处理器根据所述呼吸频率信息及呼吸时相信息在患者吸气时关闭压力控制阀，使气囊内的气压增大，从而挤压患者的体表，实现为患者提供单纯呼气相胸廓外正压，另外处理器根据所述呼吸频率信息及呼吸时相信息在患者呼气时打开压力控制阀，使气囊内的气压主动释放，从而减小对患者吸气时相的阻碍，结构简单，易于实现，实用性极强。本发明可以有效的减少患者的功能残气量，降低患者的气道内压力，减轻气压伤。
【附图说明】
[0021]图1为本发明的结构示意图；
[0022]图2为本发明的原理图。
[0023]其中，I为病号服、2为气囊、3为温度传感器、4为推车、5为呼吸机主机、6为电源、7为电极片、8为电触发传感器、9为氧气瓶、10为吸氧管、11为湿度传感器、12为空气过滤器、13为涡轮机、14为压力传感器、15为处理器、16为采集系统、17为触摸屏、18为控制器、19为压力控制阀。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
[0025]参考图1及图2，本发明所述的可穿戴式同步于呼气相的胸廓外按压式呼吸机包括病号服1、氧气瓶9、呼吸机主机5、氧气面罩、电源6及用于采集患者的呼吸频率信息及呼吸时相信息的采集系统16 ;所述病号服I由内层、外层以及内层与外层之间的气囊2组成，呼吸机主机5包括涡轮机13及处理器15，涡轮机13的出气口与气囊2的入气口相连通，气囊2的出气口连通有压力控制阀19，气囊2内设有用于检测气囊2内的气压的压力传感器14，压力传感