CN101361695A - 智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪 - Google Patents

Abstract

本发明属耳鼻咽喉-头颈科鼻腔冲洗治疗仪领域，针对恢复鼻粘膜-纤毛系统的生理功能而设计。其具有压力可调的仿生式按摩冲洗水流形成系统和智能恒温系统，主机核心控制采用892051单片机，并对冲洗水流温度和仿生式按摩冲洗水流频率及压力进行数字控制，流量控制采用手动调节；恒温值范围为35～42℃，仿生式按摩冲洗水流的频率范围为15～25次/秒，水柱的压力调节范围为10～15cmH₂O(0.98～1.47KPa)，流量调节范围为70ml/min～100ml/min。药液缸和绝缘传热加热缸合并组成为"双套缸结构"，避免漏电及冲洗药液经直接加热后变性变质的问题。本发明产生的正压仿生式按摩冲洗水流可以有效恢复鼻粘膜-纤毛系统的生理功能，达到治疗鼻腔疾病的目的，具有广阔的应用前景及重要的临床价值。

Description

智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪

【技术领域】

本发明涉及一种全自动鼻腔冲洗治疗仪，尤其是指一种耳鼻咽喉—头颈科专用智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪。

【背景技术】

各型鼻炎、鼻咽炎以及鼻咽癌等头颈部恶性肿瘤放疗后并发症的根本病因在于鼻—鼻咽腔解剖结构的特异性和鼻粘膜—纤毛系统生理功能的破坏。

医学研究证实鼻腔、鼻窦在生理情况下有自身排毒功能，维持其自身的清洁状态，而这一功能是靠鼻粘膜—纤毛系统的分泌、摆动、传输功能而实现。如果不及时恢复纤毛的正常形态和传输功能，鼻粘膜分泌的清澈粘液会变为脓稠，又会进一步加重鼻腔、鼻窦细菌繁殖，使鼻腔疾病加重。反过来又使纤毛损害加重，形成恶性循环，从而造成急、慢性鼻—鼻窦炎、鼻息肉、鼻出血、过敏性鼻炎、干燥性鼻炎、萎缩型鼻炎、功能性鼻内窥镜手术术后干痂、粘膜水肿、复发、鼻咽癌等头颈部恶性肿瘤放疗后的并发症。

因此怎样能够有效地维护鼻腔及鼻窦粘膜—纤毛正常形态以及分泌、摆动、传输功能，避免、解除窦口鼻道复合体(OMC)及各个窦口的机械性阻塞，恢复鼻腔及鼻窦窦口正常通气、引流，恢复鼻腔、鼻窦的自我排毒功能和防御机制，是解决鼻部疾病和鼻咽癌等头颈部恶性肿瘤放疗后并发症的关键性问题。

然而传统的洗鼻器和洗鼻液不符合现代医疗的要求，严重脱离“生物—社会—心理”的医疗模式，在鼻腔疾病的治疗过程中出现不良反应和并发症。

1.传统的洗鼻方法及用液不科学。

首先，传统的徒手洗鼻方法是用双手捧着清洁的水，头向下弯，用力将水吸入鼻孔内，再从嘴巴将水吐出，藉此清除鼻腔内的鼻涕与污垢。此方法虽然简单，但是刚开始练习时，很多患者都会有头痛以及呛水的感觉而耐受不了，从而中断治疗。再者，以现代医学的观点而言，它们除了使用不舒服外，由于冲洗时大部分使用的是一般的水，相对鼻腔组织液而言，普通水属于低张溶液，如果持续大量使用，反而对鼻腔黏膜会造成损伤。

2.传统的手动洗鼻器存在多种弊端。

目前市面上的洗鼻器都比较简易，大致上可分为手压橡皮管型和塑料瓶型两种。

首先，这些洗鼻器的洗鼻头无法更换，不卫生。从安全角度讲，虽然有些患者觉得手压橡皮管冲洗时力量比较强，感觉洗得比较干净，但是他们的压力不可调节，可控性差，带来严重的危险性，容易造成鼻粘膜损伤导致鼻出血，甚至可致脑脊液鼻漏的意外；其次，塑料瓶(或茶壶造型)的洗鼻器则是靠水的重力轻轻流过鼻腔来清洗，它的缺点是清洗的功能较差，当使用时由于头需侧倾，依人体解剖学，水较容易经鼻咽部的咽鼓管咽口流进中耳腔以及喉咙，引起中耳炎及呛咳等并发症。

市面上还有一些喷雾式洗鼻器或者蒸气式洗鼻器，严格来说并不能称之为洗鼻器，它们产生的汽雾不带有正压，无法有效进入各鼻道及鼻窦内。所以并没有清洗鼻腔的功能，只能达到润湿鼻腔黏膜。对于鼻腔疾病的治疗而言，效果与智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪有本质区别。

【发明内容】

为了克服上述现有洗鼻器所存在的不足，本发明提供一种智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，其可以填补国内在智能型鼻腔冲洗治疗仪方面的空白，具有广阔的应用前景和现实的临床意义。

智能正压恒温仿生式鼻腔冲洗治疗仪是根据鼻腔解剖结构以及鼻粘膜—纤毛运动功能(mucociliary movement)原理研发，具有冲洗和治疗的双重作用。它可以产生压力可调的正压仿生按摩冲洗水流，通过智能恒温系统进行水流温度控制，使按摩冲洗水流符合鼻腔生理温度，从而有效恢复鼻粘膜～纤毛生理功能，去除鼻腔疾病的根本病因。洗鼻喷头、洗鼻杆及手柄依照鼻腔解剖结构、人体力学而设计，使患者冲洗时感觉更为舒适。

本治疗仪的关键技术特征在于：①可使冲洗药液形成频率为15～25次/秒的仿生式按摩冲洗水流，此水流的频率接近鼻腔、鼻窦假复层柱状粘膜上皮上纤毛的正常摆动频率，即1000次/分，起到了对鼻腔粘膜、各鼻道及鼻窦粘膜纤毛的仿生式按摩治疗作用，促进鼻粘膜—纤毛系统生理功能的恢复，达到良好的冲洗治疗效果；②同时冲洗水流为正压，可以均匀地到达各个鼻道和鼻窦，能更加有效地清除脓稠鼻涕、术后干痂和细菌、病毒、毒素、粉尘等。③通过数控式恒温，可以让冲洗药液的温度保持在鼻腔最适生理温度，约35℃～42℃，从而更加有效地维护鼻腔的生理环境，促进鼻粘膜～纤毛系统正常摆动功能的恢复，从根本上实现预防、治疗鼻腔疾病，有效地缩短鼻部疾病病程、术后恢复时间以及有效地防止和缓解鼻咽癌等头颈肿瘤放化疗后的并发症。④洗鼻杆及洗鼻喷头按照人体力学和前鼻孔解剖特点设计。此设计使手柄、洗鼻杆、洗鼻喷头与头部水平线相平行，同时头部垂直线与水平线夹角为0～45°，要求患者冲洗时张口呼吸，此时软腭会上抬，封闭鼻咽腔，水流从冲洗鼻道进入，经鼻咽部从对侧鼻道流出，有效防止呛咳及水流进入咽鼓管。

具体发明内容包括：

(一)整机的整体设计：智能恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪是一种采用单片机核心控制实现了仿生按摩冲洗水流频率、压力的数字控制，以及数字恒温控制的全自动鼻腔冲洗治疗仪；

(二)主机核心控制电路；

(三)压力可调的仿生脉冲式水流产生系统；

(四)药液缸加热结构及绝缘结构设计；

(五)智能恒温控制系统；

(六)冲洗按摩水流调节装置；

(七)流量控制电路；

(八)显示电路，包括温度和水流压力、频率显示；

(九)该智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪的洗鼻杆及洗鼻喷头依照鼻腔解剖结构和人体力学进行设计，并选用弹性好、舒适度优、可塑性强的材质。

智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，基于鼻腔疾病根本病因研发，形成频率为15～25次/秒，温度在35℃～42℃的恒温仿生式按摩冲洗水流，有效恢复鼻粘膜—纤毛系统的分泌、传输、摆动功能，恢复鼻腔鼻腔、鼻窦的通气和引流，维持鼻腔、鼻窦的自净状态，达到治疗鼻腔疾病的目的。同时整机为全自动仪器，体积小，方便携带，适用范围广，效果好。

本发明相对于现有技术具有如下的优点：

1.整机为全自动仪器，可以产生频率为15～25次/秒的仿生式按摩冲洗水流；

2.带有智能恒温控制系统，将鼻腔冲洗药液自动加热到35℃～42℃，不会刺激鼻腔粘膜，能更加有效地保护鼻腔粘膜以及促进鼻腔生理功能的恢复；

3.仿生式按摩冲洗水流为正压，并实现数字可控式压力，能有效到达各鼻道及鼻窦，同时可以根据患者的病情和个体情况实时调整水流的压力与流量，使冲洗更加科学化，智能化；

4.药液缸为可拆卸式，利于消毒清洗以及零件的更换与维修；

5.符合人体前鼻孔解剖结构的洗鼻喷头以及人体工程学的手柄、洗鼻杆，此设计使手柄、洗鼻杆和洗鼻喷头与头部水平线相平行，头部垂直线与水平线夹角为0～45°，采取头往下弯的姿势，同时嘱患者张口呼吸，使软腭上抬，封闭鼻咽腔。就解剖学的角度而言，可以使药液由冲洗侧的鼻腔流进去，绕经鼻咽部再从另一侧的鼻腔流出来，有效避免儿童、成人使用普通手动式洗鼻器冲洗时发生呛咳以及误入咽鼓管咽口的现象，有效地避免了如分泌性中耳炎等一系列并发症或不良作用；

6.该冲洗治疗仪带有多个各种型号的洗鼻喷头，实现家庭共享和专人专用，避免了交叉感染；

7.体积小，方便携带，避免了因外出而中断治疗的弊端，同时适合年老体弱、行走不便的患者进行床边冲洗，扩大了适用群体。

【附图说明】

图1是本发明三维模型角度图。

图2是本发明正面三维模型图。

图3是本发明线性顶视图

图4是本发明线性侧面图

图5是本发明“双套缸”三维模型正面剖视图

图6是本发明“双套缸”线性侧面剖视图

图7是本发明“双套缸”组成结构示意图

图8是本发明绝缘传热加热缸底部智能温度控制系统示意图

图9是本发明机座内核心控制部分模拟平面图

图10是本发明电路框图

一、本发明机座上方外部硬件组成

如图1、图2、图3、图4，药液缸顶盖(1)；药液缸(2)；绝缘传热加热缸(3)；药液体积刻度线(4)；洗鼻喷头(5)；洗鼻杆(6)；手柄控制开关(7)；手柄(8)；底座伸缩线圈(9)；温度显示面板(10)；温度调节按键(11)；水流频率及流量显示面板(12)；水流频率调节按键(13)；电源总开关(14)；水流流量调节旋钮(15)；储物盒(16)；主机底座(17)；药液缸真空夹层(18)；外接电源(19)；药液缸外层(35)，药液缸内层(36)。

二、本发明机座内核心部件组成

如图8、图9，稳压电源(20)；“双套缸”底部水流孔(21)；892051单片机(22)；A/D转换器(23)；智能恒温控制系统包括：采样电路(24)、温度传感器(25)、恒温加热板(26)和传热介质(27)；仿生冲洗按摩水流形成系统包括：水流压力喷射电路(28)、压力传感器(29)和压力控制阀(30)；温度显示电路(31)；温度调节电路(32)；水流流量及频率显示电路(33)，水流频率调节电路(34)。

【具体实施方式】

以下结合附图及具体实施例进一步对本发明说明。

一、本发明电路框图

如图10，为本发明电路框图。

二、各部件工作协作关系

在图1、图2、图3、图9中，插上外接电源(19)，经稳压电源(20)向各工作部件供电，药液500ml倒入药液缸(2)，而后通过温度调节按键(11)手动调节所需温度，数据传递至892051单片机。采样电路(24)随机采集温度传感器(25)的温度数据，经A/D转换器(23)转换后传递给892051单片机(22)进行运算分析，892051单片机(22)发出指令使加热电路工作，通过恒温加热板(26)加热绝缘传热加热缸(3)中的电解质溶液，使温度达到所需温度，而后向药液缸(2)中的药液进行均匀热传递，当药液达到所需温度时，温度显示面板(10)提示温度已达所需温度，此时调节水流频率调节按键(13)至所需频率，调节水流量调节旋钮(15)，药液经可伸缩线圈(9)，洗鼻杆(6)，洗鼻喷头(5)喷出，形成频率为15～25次/秒，温度为35℃～42℃的仿生式按摩冲洗水流。同时使用者根据需要，可通过洗鼻杆(6)上的手柄控制开关(7)开闭冲洗水流。

三、各部件的组成和功能特点：

(一)主机核心控制电路

如图9，主机核心控制采用892051单片机进行设计，对温控和可调仿生式按摩冲洗水流进行数字控制，流量控制采用手动调节。

(二)可调压仿生式按摩冲洗水流形成系统

如图9，系统包括：水流压力喷射电路(28)、压力传感器(29)、压力控制阀(30)组成；通过水流频率调节按键(13)输入所需水流的频率，经892051单片机(22)运算分析后产生频率信号，经水流压力喷射电路(28)控制压力控制阀(30)，通过压力控制阀(30)的开启和关闭，使流出控制阀的水产生15～25次/秒的仿生频率的按摩冲洗水流。

(三)智能恒温控制系统

如图3、图8、图9：

1.温度控制电路：使用者根据习惯或需要，通过温度调节按键(11)选择合适的温度值，调节范围为35℃～42℃，数据传递至892051单片机(22)。

2.加热系统：由绝缘传热加热缸(3)、采样电路(24)、温度传感器(25)、恒温加热板(26)、传热介质(27)组成。绝缘传热加热缸(3)底端放置温度传感器(25)，阈值在35℃～42℃之间，采样电路(24)采集温度传感器(25)的温度数据，经A/D转换器(23)转换传送给892051单片机(22)运算分析，给出指令加热缸两端放置的与其侧面积相等的两块恒温加热板(26)通电加热传热介质(27)。传热介质(27)向其周围的药液进行热交换，使药液温度均匀、快速地升高到35℃～42℃之间，并保持在需要值，实现恒温控制。(注：传热介质为电解质溶液)

(四)药液缸加热结构及绝缘结构设计

如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8：

1.药液缸结构设计：药液缸(2)为两个半圆柱和长方体构造，这种构造在药液缸800ml定体积前提下减小了药液缸(2)的高度和底面积，利于药液的均匀、快速加热。药液缸采用双层不锈钢结构，中间为真空间隙，起到了坚固、隔热保温的作用。

2.绝缘传热加热缸结构设计：在药液缸中设计与药液缸体积形状一致的绝缘传热加热缸(3)，缸内装有传热介质(27)，底部为智能恒温控制系统，使传热介质受热升温，再由它向周围的药液进行均匀的热交换，避免了药液直接接触恒温加热板而导致变性、变质，同时可以使药液均匀热。

3.“双套缸”结构：“双套缸”外围为药液缸(2)，药液缸内设有一个与其形状一致，大小适宜的绝缘传热加热缸(3)，此缸在药液缸中的表面为绝缘导热材质，避免漏电至药液缸，又能向药液均匀散热，其底部设有智能恒温控制系统。药液缸(2)和绝缘传热加热缸(3)组成本治疗仪的“双套缸”结构，两个缸和为一体，但执行各自的不同的功能。

(五)仿生式按摩冲洗水流调节系统

如图3、图9：

1.由面板上水流频率调节按键(13)设定仿生式按摩冲洗水流的频率在15-25次/秒；

2.经892051单片机(22)运算分析后发出指令控制水流压力喷射电路工作给出相应频率的按摩冲洗水流。

3.通过手动控制水流流量调节旋钮(15)控制流量，水柱压力调节范围达10～15cmH₂O(0.98～1.47KPa)，流量调节范围为70ml/min～100ml/min，即5分钟的总流量为350ml/-500ml。

(六)显示电路

如图3，温度显示面板(10)及水流频率及压力显示面板(12)采用2位2组数码管分别显示温度、仿生式按摩冲洗水流频率和压力。

(七)主机以及零部件采用无毒级工程塑料和橡胶制作。

综上所述，本发明是具有压力可调，带有智能恒温控制系统进行水流温度控制，产生温度为35℃～42℃之间，频率在15-25次/秒的仿生按摩冲洗水流的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪。通过恒温仿生式按摩冲洗水流冲洗鼻腔，恢复鼻粘膜—纤毛系统的生理功能，达到治愈鼻腔疾病的目的。本发明创造性地结合了医学原理、自动控制等领域，技术与方案并不是容易思及，并且本发明在申请前未曾公开，其具有的创新性、先进性、科学性、实用性，显已符合发明专利的申请要件，现依法提出发明申请。

Claims (14)

1.一种耳鼻咽喉—头颈科专用智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其由药业缸、绝缘传热加热缸、洗鼻杆、洗鼻喷头、智能恒温控制系统、可调压仿生式按摩冲洗水流形成系统、显示面板、显示电路、控制面板、控制电路、892051单片机组成；它可以产生压力可调的仿生式按摩冲洗水流，通过智能恒温系统对仿生式按摩冲洗水流温度进行控制与调节，最终形成频率为15～25次/秒，温度为35℃～42℃的仿生式按摩冲洗水流，恢复鼻粘膜—纤毛系统的生理功能，达到治疗鼻腔疾病之目的。

2.根据权利要求1所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其主机底座以上的外部硬件包括：药业缸顶盖；药液缸外层；药液缸内层；药业缸真空夹层；药液缸体；绝缘传热加热缸；药液体积刻度线；洗鼻喷头；洗鼻杆；手柄控制开关；手柄；底座伸缩线圈；温度显示面板；温度调节按键；水流频率及流量显示面板；水流频率调节按键；电源总开关；水流流量调节旋钮；储物盒；主机底座；外接电源。

3.根据权利要求1或2所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其主机底座以下的内部硬件组成包括：稳压电源；“双套缸”底部水流孔；892051单片机；A/D转换器；智能恒温控制系统包括：温度控制电路、加热系统；仿生冲洗按摩水流形成系统包括：水流压力喷射电路、压力传感器和压力控制阀；温度显示电路；温度调节电路；水流流量及频率显示电路，水流频率调节电路。

4.根据权利要求1所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其通过机座面板上的温度调节按键选择仿生式按摩冲洗水流的恒温值范围为35℃～42℃。

5.根据权利要求1所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：通过控制机座面板上仿生式按摩冲洗水流频率调节按键设定水流的频率范围为15～25次/秒；同时手动控制主机面板上水流流量调节旋钮，水柱压力调节范围为10～15cmH₂O(0.98～1.47KPa)，流量调节范围为70ml/min～100ml/min，即5分钟的总流量为350ml/-500ml。

6.根据权利要求3所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：智能恒温控制系统包括①温度控制电路：使用者根据习惯或需要，通过温度调节按键选择合适的温度值，调节范围为35℃～42℃，数据传递至892051单片机；②加热系统：由绝缘传热加热缸、采样电路、温度传感器、恒温加热板、传热介质组成，按所需温度对传热介质进行加热。

7.根据权利要求3或5所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其仿生式按摩冲洗水流形成系统包括：水流压力喷射电路、压力传感器、压力控制阀；通过水流频率调节按键输入所需水流的频率，经892051单片机运算分析后产生频率信号，经水流压力喷射电路控制压力控制阀，通过压力控制阀的开启和关闭，使流出控制阀的水产生15～25次/秒的仿生频率的按摩冲洗水流。

8.根据权利要求1所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其主机核心控制采用892051单片机，并仅对温控和可调仿生式按摩冲洗水流进行数字控制，流量控制采用手动调节；采样电路随机采集温度传感器的数据经A/D转换器转换后送给单片机892051进行运算分析，由单片机发出指令使加热系统工作，892051单片机同时根据所需水流频率、流量发出指令控制可调压仿生式按摩冲洗水流形成系统工作，形成恒温仿生式按摩冲洗水流。

9.根据权利要求8所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：插上外接电源，经稳压电源向各工作部件供电，药液500ml倒入药液缸，而后通过温度调节按键手动调节所需温度，数据传递至892051单片机，采样电路随机采集温度传感器的温度数据，经A/D转换器转换后传递给892051单片机进行运算分析，892051单片机发出指令使加热电路工作，通过恒温加热板加热绝缘传热加热缸中的电解质溶液，使传热介质的温度达到所需温度，而后向药业缸中的药液进行均匀热传递，当药液达到所需温度时，温度显示面板提示已达所需温度，此时调节水流频率调节按键至所需频率，调节水流量调节旋钮，药液经“双套缸”底部水流孔、可伸缩线圈、洗鼻杆、洗鼻喷头喷出，形成频率为15～25次/秒，温度为35℃～42℃的仿生式按摩冲洗水流，同时使用者根据需要，可通过洗鼻杆上的手柄控制开关开闭冲洗水流。

10.根据权利要求2所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：药液缸为两个半圆柱和长方体构造，这种构造在药液缸800ml定体积前提下减小了药液缸的高度和底面积，利于药液的均匀、快速加热；药液缸采用双层不锈钢结构，中间为真空间隙，既坚固，又起到了减轻机体重量及隔热保温的作用。

11.根据权利要求1所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其加热结构设计及绝缘设计，组成特征性的“双套缸”结构，即外缸为药液缸，药液缸内设有一个与其形状一致，大小适宜的绝缘传热加热缸，两者组成本发明特有的“双套缸”结构，此结构将两个缸和为一体，但执行各自的不同的功能。

12.根据权利要求11所述的“双套缸”结构，其特征在于：绝缘传热加热缸在药液缸中的表面为绝缘导热材质，缸内传热介质为电解质溶液，底部放置智能恒温控制系统，使电传热介质受热升温，再由它向周围的药液进行均匀热交换，既避免漏电至药液缸，又避免药液直接接触恒温加热板而导致变性、变质，同时可以使药液均匀受热。

13.根据权利要求1所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其冲洗杆及洗鼻冲洗喷头按照人体力学和前鼻孔解剖特点设计；此设计使冲洗杆、冲洗喷头及手柄与头部水平线向平行，头部垂直线与水平线夹角为0～45°，采取头往下弯的姿势，同时要求患者冲洗时张口呼吸，此时软腭会上抬，封闭鼻咽腔，水流从冲洗鼻道进入，经鼻咽部从对侧鼻道流出，有效防止呛咳及水流进入咽鼓管。

14.根据权利要求1所述的智能正压恒温仿生式全自动鼻腔冲洗治疗仪，特征在于：其温度显示面板、水流频率及流量显示面板中的显示器采用2位2组数码管分别显示仿生式按摩冲洗水流温度、频率与压力。

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