CN106061522B - 具有人工智能的抽吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了抽吸装置。抽吸装置包括：传感器单元，该传感器单元被构造成用以测量患者的呼吸状况；管形单元，该管形单元被构造成当传感器单元测量的测量值超过预定参考值时运动到患者的支气管中，以抽吸在患者的支气管中产生的异物；以及控制单元，该控制单元被构造成用以基于传感器单元测量的测量值来控制管形单元的操作。根据本发明，提供一种抽吸装置，其通过直接确定在患者的支气管中是否产生异物而自动地操作。

Description

具有人工智能的抽吸装置

技术领域

本发明涉及抽吸装置，更具体地，本发明涉及人工智能抽吸装置，其通过用使用者的呼吸器自动地确定异物的存在并将导管插入到使用者体内来进行吸入。

背景技术

医疗抽吸装置是医疗异物抽吸装置，其通过强行置入容器来抽吸并移除异物，该异物例如是在医院对患者进行手术时在患者体内产生的血液、唾液、呕吐物和分泌物。一般来讲，在家里或医院行动不便的患者具有恒定地安装的抽吸装置，以便监护人或护士将异物从气管或手术部位排出。

常规的抽吸装置包括：抽吸单元，其用于抽吸异物或其它废弃物；容纳单元，其用于容纳异物；驱动单元，其用于向抽吸装置施加抽吸力；以及抽吸管，废弃物流过该抽吸管。然而，常规的抽吸装置需要改进的地方在于，噪音较大，并且患者或监护人的操作是必须的。

此外，因为异物可能在睡眠期间产生，以堵塞气管，所以护士、看护者或监护人应当随时操作抽吸装置。然而，由于需要根据白天和夜晚患者的状况或反映而频繁地移除患者体内的异物，因此常规的抽吸装置是不方便的。此外，因为每当移除异物时由于污染问题而应当更换的导管的费用较高，所以需要能够连续地使用导管的方法。

关于这个问题，韩国专利登记号No.10-1403658公开了一种医疗抽吸导管，其包括开-关阀，用来抽吸患者体内的异物，韩国专利登记号No.10-1279451公开了一种医疗抽吸装置，其能够自动地对提取出的污染物进行处理。上述专利中公开的技术具有的优点为例如操作稳定且卫生。然而，这些专利并没有公开为行动不便的患者提供方便的技术构造。

因此，需要提供一种抽吸装置，随时从患者体内移除异物，并且提高监护人或护士的便利性和工作效率，以改善行动不便的患者的健康状况。

发明内容

技术问题

因此，本发明的目的在于提供一种抽吸装置，其通过自身监测患者的支气管中的异物以自动地将导管插入到患者体内来抽吸异物。

技术方案

为了实现上述目的，根据本发明的抽吸装置包括：传感器单元，该传感器单元被构造成用以测量患者的呼吸状况；管形单元，该管形单元被构造成当传感器单元测量的测量值超过预定参考值时运动到患者的支气管中，以抽吸在患者的支气管中产生的异物；以及控制单元，该控制单元被构造成用以基于传感器单元测量的测量值来控制管形单元的操作。

优选地，传感器单元包括质量流量计(MFM)传感器，该传感器被构造成用以测量患者的呼出气体的质量。

此外，传感器单元可以测量患者的呼出气体的质量并且将测量结果传递到控制单元。

另外，当通过分析由MFM传感器接收的患者呼出气体的质量值而确定在患者的支气管中产生异物时，控制单元可以控制驱动单元以使管形单元运动到患者的支气管中。

此外，抽吸装置还可以包括：测量单元，该测量单元被构造成用以测量插入到支气管中的管形单元的抽吸端部处的真空压力。

另外，当测量单元测量的真空压力超过预定参考值时，控制单元可以控制驱动单元以增大管形单元的抽吸压力。

另外，管形单元可以包括：被构造成用以抽吸异物的具有管结构的导管，；和旋转轮，导管绕该旋转轮缠绕。

此外，管形单元还可以包括：步进马达，该步进马达被构造成用以使旋转轮旋转。

另外，管形单元可以包括：第一套箍，该第一套箍被构造成在插入到支气管中的状态下利用空气进行充气以使支气管扩张；和第二套箍，该第二箍形成在第一箍下方，并且被构造成利用空气进行充气以使支气管扩张。

另外，第一套箍和第二套箍交可以替地进行充气和放气。

此外，管形单元还可以包括：被构造成用以抽吸形成在第一套箍的上部部分上的异物的管；和被构造成用以通过使第一套箍放气且使第二套箍充气来抽吸形成在第二套箍的上部部分的异物的管。

此外，抽吸装置还可以包括：降压单元，该降压单元被构造成用以降低来自外部驱动器的抽吸压力，以提供用于抽吸异物的动力。

有益效果

根据本发明，在抽吸装置中，与常规的抽吸装置不同，只有在通过借助于质量流量计(MFM)传感器检查到使用者的日常呼吸状况中的不正常呼吸时导管才会运动并插入到支气管中，并且仅仅当基于在插入到支气管中的导管的抽吸端部(在支气管中运动期间)处测量的真空压力的大小检测到出现异物时才增大导管的抽吸压力以抽吸异物。

因此，因为根据本发明的抽吸装置仅仅在使用者的支气管中产生异物时抽吸异物，所以能够减少患者的疼痛和动力消耗，并且因为抽吸装置通过检测不正常呼吸和异物而自动地操作，所以还可以用于不省人事的患者而不需要监护人。

此外，设置在抽吸装置中的导管仅仅在检测到不正常呼吸时运动并插入到支气管中，并且因为导管在正常状态下没有停留在支气管中，所以显著降低了患者在呼吸方面的不便性。

另外，因为本发明中所用的MFM传感器直接测量不变的质量，所以能够有效地测量具有低流量的气体，并且能够通过在不需要测量气体的体积或压力的情况下直接进行测量而精确地测量流动气体的质量。

此外，因为MFM传感器没有在测量气体的质量期间产生振动的装置，所以能够在使用根据本发明的抽吸装置期间增加使用者的便利性。

此外，因为根据本发明的抽吸装置设置有简单的呼吸功能，所以在使用者的呼吸状况不规则或困难的情况下能够通过简单的呼吸功能改善肺部功能，并且在紧急情况下挽救使用者的生命。

此外，根据本发明，能够通过简单的呼吸功能提供的功能来改进和培养使用者的肺部功能，由此逐步增加使用者的吸气时间。

另外，根据本发明，能够降低维护成本，原因是通过盐水冲洗导管而能够重复使用，而在常规上，由于本领域中存在的卫生原因而导致的一次性使用，使得这是高维护成本的原因。

另外，可以使得使用者的支气管的炎症或感染最小化，原因是设置在根据本发明的抽吸装置中的管形单元的第一和第二箍交替地扩张和收缩，并且管形单元不需要频繁地更换，由此可以增加使用者的便利性。

另外，通过使用设置在根据本发明的抽吸装置中的诸如蓝牙模块或WiFi模块的通信装置，在使用者的日常呼吸状况急剧变化的情况下控制单元可以向监护人或医疗团队发送警告消息。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的抽吸装置的结构的分解透视图；

图2为根据本发明一个实施例的包含在图1的抽吸装置中的管形单元的结构的透视图；

图3和4为图2中的导管卷盘的结构的分解透视图；

图5和6为操作的分解透视图，其中图2的导管卷盘通过T管插入到支气管中；

图7为T管的结构透视图，该T管可以连接到包含在图1的根据本发明一个实施例的抽吸装置中的管形单元；

图8为从不同的方向看的图1的根据本发明一个实施例的抽吸装置的结构的分解透视图；

图9为图1的根据本发明一个实施例的抽吸装置的输入单元上显示的操作屏幕的例子的视图；

图10为图1的根据本发明一个实施例的抽吸装置的下部部分中形成的第二存储单元的分解透视图；

图11为操作根据本发明的抽吸装置的方法的方框图；

图12为包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置中的管形单元的结构的视图；

图13为从不同的方向看的图12的管形单元的结构的透视图；

图14为执行抽吸时图12的管形单元与主体单元的联接结构的透视图；

图15为包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置中的管形单元的结构的视图；

图16为包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置中的管形单元的内部结构的视图；以及

图17为包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置中的管形单元的旋转轮的旋转驱动结构的透视图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明。

图1为根据本发明一个实施例的抽吸装置的结构的分解透视图。参考图1，根据本发明一个实施例的抽吸装置10包括覆盖件单元20、驱动单元30、存储单元40、传感器单元50、真空计60、喷雾器70、输入单元80、过滤器90、天平100、管形单元110和控制单元120。

覆盖件单元20包括前覆盖件20a、后覆盖件20b和马达覆盖件20c。前覆盖件20a设置有输入单元80，并且在前覆盖件的顶部上设置有用于接通和断开抽吸装置10的动力的开关。

驱动单元30包括驱动器30a、无刷DC马达(BLDC马达)30b和电磁阀30c。存储单元40包括盐水容器40a和抽吸容器40b。传感器单元50包括质量流量计(MFM)传感器50a。

后覆盖件20b设置在抽吸装置10的后部上，并且与前覆盖件20a联接，以保护抽吸装置10的内部部件，同时防止噪音泄露到外侧并防止外部污染物进入。

马达覆盖件20c形成为双壳体结构，其中心上附接有海绵。双壳体结构形成为用以吸收噪音并减少驱动单元30产生的振动。马达覆盖件20c可以始终减少由于噪音和振动而对使用抽吸装置10的使用者产生的应力。

驱动器30a发送从控制单元120接收的信号，以控制BLDC马达30b。驱动器30a利用缆线以一定距离连接到BLDC马达30b以便减小来自BLDC马达30b的热和噪音的影响，并且形成在马达覆盖件20c的外侧处。

BLDC马达30b连接到驱动器30a，以便进行稳定且周期性的泵送。BLDC马达30b安装在抽吸装置10的下端部上，并且提供用于抽吸使用者体内的异物以及用于使用者呼吸的动力。在本发明中，BLDC马达30b用作用于驱动抽吸装置10的马达。

因为BLDC马达30b(不同于常规的AC马达)通过增大或减小电流而能够容易地改变使用者期望的压力以及马达的流量(NL/m)和驱动循环，所以根据本发明的抽吸装置10可以仅仅在产生异物时进行可能的选择性抽吸驱动，而不会不考虑是否存在异物就连续进行抽吸驱动。

另外，BLDC马达30b具有技术优点，例如优异的耐热性、降低的噪音、以及尤其在开/关时没有电弧产生。因此，不仅比AC马达增加了三倍的马达寿命，而且还能够形成为小尺寸的马达。

同时，在本发明的一个实施例中，防水过滤器可以安装在驱动单元30上，以便防止废弃污染物通过导管113a回流。

电磁阀30c设置有棒，以便堵塞其内部通道中的通道，并且当电流施加到电磁阀30c中设置的线圈时，线圈中的圆柱形金属杆通过电磁力而向上运动，以向上推动该棒，从而打开电磁阀30c。

同时，当供应至线圈的电流被切断以使得圆柱形金属杆向下运动时，该棒通过重力作用下降，以关闭电磁阀。

当吸入异物时，控制单元120控制电磁阀30c关闭，从而防止供应至使用者的包含氧气的空气再次被抽吸到抽吸装置10中。

电磁阀30c可以连接到全部的MFM传感器50a、盐水容器40a和抽吸容器40b，或者可以形成为三个独立的阀，分别连接到MFM传感器50a、盐水容器40a和抽吸容器40b。

为了描述方便起见，本发明将被描述成分为第一至第三电磁阀30c，分别连接到MFM传感器50a、盐水容器40a和抽吸容器40b。

存储单元40包括盐水容器40a和抽吸容器40b。盐水容器40a填充有盐水，并且制造成具有合适的尺寸，以便在其下部部分中获得用于天平100的空间。盐水容器40a包括其自身的马达，以便在吸入异物之前发送盐水，使得异物能够容易地吸入。盐水容器40a能够可拆卸地附接，以便于盐水的更换和清洁。

盐水容器40a在其下部部分中设置有天平100和小马达。天平100恒定地测量盐水容器40a中的盐水的重量，如果该重量相对于预定值降低，那么向控制单元120发送信号。控制单元120接收该信号，并且通过输入单元80指示盐水供应信号。

盐水容器40a连接到第一电磁阀30c。因此，第一电磁阀30c在异物被吸入之前打开，盐水容器40a中的盐水与使用者的支气管内的异物混合，以增强异物的流动性。

此外，盐水容器40a连接到待插入到使用者的支气管中的导管113a，并且利用其自身的马达将盐水泵送到导管113a，以便对导管113a进行消毒和清洁。

抽吸容器40b形成在抽吸装置10的侧面中，并且存储吸入的异物。天平100设置在抽吸容器40b的下部部分中。抽吸容器40b形成为具有合适的容积，该容积大到足以获得用于天平100的空间。抽吸容器40b能够可拆卸地附接，以便于异物的处理和清洁。

抽吸容器40b与第二电磁阀30c联接。因此，如果异物的流动性由于盐水容器40a中的盐水而增强，那么关闭第一电磁阀30c。在第二电磁阀30c打开的情况下吸入异物。

当吸入异物时，关闭第二电磁阀30c，并且打开与MFM传感器50a连接的第三电磁阀30c。传感器单元50包括MFM传感器50a。

MFM传感器50a安装在BLDC马达30b的侧面上，并且因为其具有小的尺寸和重量，所以对抽吸装置10的总重量的影响是微乎其微的。MFM传感器50a将气体的质量做为测量基准。因为MFM传感器50a直接测量不变的质量，所以能够确切地检测气体的流量，而不需要复杂的计算。

另外，MFM传感器50a可以有效地测量低流量的气体，并且因为传感器没有被构造成用以测量气体的体积或压力，所以能够确切地测量流动气体的质量。此外，因为MFM传感器50a没有在测量气体质量期间产生振动的装置，所以能够在使用抽吸装置10期间增强使用者的便利性。

MFM传感器50a可以测量多种气体的质量，例如CO2、Ar、甲烷、氢、氮或类似物。具体地，通过检测来自使用抽吸装置10的患者的呼吸的CO2的质量，并且测量复杂数据，例如使用者的血液循环、呼气、吸气、肺活量和肺部功能，能够确定使用者的状况。

因此，因为抽吸装置10设置有MFM传感器50a，所以能够获得由于患者的身体状况恶化而导致的不稳定呼吸状况的信息。

另外，MFM传感器50a同样可以测量患者的日常呼吸状况的信息。在这里，日常呼吸状况信息包括使用者的呼吸状况的一般状态的信息，例如使用者呼吸的空气的质量(吸入质量和呼出质量)或流量和每分钟呼吸率。

同时，如果在使用者的支气管中产生异物，那么使用者呼出的空气的质量或流量变得不同。MFM传感器50a检测变化的使用者的吸入质量、呼出质量或流量的值以及每分钟呼吸率的结果，并且发送到控制单元120。根据MFM传感器50a检测到的值，控制单元120可以确定这样的变化状态。

同时，在本发明的一个实施例中，可以使用诸如测量使用者的呻吟声大小的声压传感器的压力传感器，来代替使用MFM传感器50a。通常，由于支气管中产生的异物而感觉不舒服的患者会无意识的发出呻吟声，在使用声压传感器的情况下，患者的的呻吟声水平被MFM传感器50a检测到，并被发送到控制单元120，从而能够控制考虑患者的个人状况。

同时，在本发明的一个实施例中，优选的是，传感器单元50设置有过滤器，以用于防止水分进入传感器单元50。

优选地，真空计60安装在前覆盖件20a的前部上，以便示出抽吸装置10的抽吸压力。如果抽吸装置10的抽吸压力不正常地增大，可能损坏使用者的呼吸器官。因此，优选地将真空计60安装在前部上，以便确认压力是正常还是不正常。同时，在本发明的一个实施例中，优选的是，真空计60使用安全的且误差较小的模拟真空计。

安装在抽吸装置10侧面外侧的喷雾器70在使用者呼吸困难的情况下为患者的气管提供湿度，以便稳定使用者的呼吸状况。

输入单元80设置有面板型显示器，优选的是多个按钮布置在输入单元80所设置的位置处，从而能够安装年龄选择呼吸步幅。因为输入单元80实施为触摸板型显示器，所以使用者能够直观地进行选择，由此其具有的优点在于不需要为不易于理解的操作方法的说明付出额外的注意力。

过滤器90安装在盐水容器40a的前部上，以便净化进入使用者体内的空气。

天平100安装在盐水容器40a和抽吸容器40b下方，以测量盐水容器40a和抽吸容器40b中的异物和盐水的重量。

当安装在盐水容器40a下方的天平100的测量值小于预定参考值时，天平100向控制单元120发送表示盐水重量不足的重量不足信号，控制单元120通过输入单元80的触摸板型显示器或扬声器输出盐水补充请求消息。

同时，当安装在抽吸容器40b下方的天平100的测量值超过预定参考值，时，天平100向控制单元120发送表示盐水超重的超重信号，控制单元120通过输入单元80的触摸板型显示器或扬声器输出异物耗尽请求消息。

管形单元110连接到抽吸装置10的外侧，以吸入在使用者的支气管中产生的异物。

控制单元120安装在驱动器30a上。控制单元120分析从MFM传感器50a接收到的日常呼吸状况信息，并且根据分析结果发送用于由驱动器30a驱动BLDC马达30b的信号。BLDC马达30b通过从驱动器30a接收到的信号开始进行泵送，并且管形单元110吸入在使用者的支气管中产生的异物。

图2为包含在图1的抽吸装置中的管形单元的结构的透视图。参考图2，管形单元110包括导管卷盘113和管覆盖件114。导管卷盘113包括导管113a、螺旋框架113b、导管卷盘壳体113c、步进马达113d和废弃物罐41。

导管113a卷绕在螺旋框架113b的突出螺纹之间，并且根据螺旋框架113b的旋转方向而移出导管卷盘113或再次返回到导管卷盘113中。

也就是，当与步进马达113d联接的螺旋框架113b通过步进马达113d的旋转而旋转时，导管卷盘壳体113c中形成的螺纹与螺旋框架113b啮合，以便根据步进马达113d的旋转方向而沿不同的(即正向和反向)方向运动。

因此，在导管113a卷绕在螺旋框架113b的突出螺纹之间并且在导管113a和螺旋框架113b之间施加张力和摩擦力的状态中，当螺旋框架113b通过步进马达113d的旋转而旋转时，导管113a根据螺旋框架113b的旋转方向通过施加到其上的张力和摩擦力而沿着旋转方向运动。

导管113a的一个端部设置在管覆盖件114中，另一个端部连接到穿过导管卷盘113废弃物罐41。此外，除了连接到导管卷盘113和指向支气管的部分之外，管覆盖件114具有形成在外侧上的四个突出开口，以便分别与MFM传感器50a、盐水容器40a、喷雾器70和过滤器150联接。

盐水通过与盐水容器40a连接的突出开口运动到导管113a中，以便对导管113a内侧进行消毒和杀菌并且移除异物。

此外，与导管卷盘壳体113c连接的三个盐水软管传送从盐水容器40a注入的盐水，以便对导管卷盘壳体113c和螺旋框架113b中的导管113a的外表面进行消毒和清洁。

过滤器150用来净化从外侧进入的空气。作为另外一种选择，在将过滤器150与管覆盖件114分离之后，人工呼吸机可以安装在与过滤器150连接的突出开口中。因此，当在抽吸期间患者的呼吸机出现问题时，使用者可以将过滤器150与管覆盖件114分离，然后将人工呼吸机连接到其上，以便恢复患者的呼吸功能。

同时，MFM传感器50a连接到导管113a的前部部分以测量由患者呼出的气体流的质量，控制单元120分析从MFM传感器50a接收到的测量值，以确定患者的支气管状况，并且基于分析结果，步进马达113d被驱动，以将导管113a插入到患者的支气管中或者将导管从患者的支气管中抽出。

图3和4为包含在管形单元110中的导管卷盘113的结构的分解透视图。参考图3和4，导管卷盘113包括导管113a、螺旋框架113b、步进马达113d和导管卷盘壳体113c。

导管113a可以由无毒的硅、橡胶或具有弹性的聚合物形成。导管113a卷绕在螺旋框架113b的突出螺纹之间，以便通过摩擦力和张力固定到其上。

步进马达113d与螺旋框架113b联接，以便通过步进马达113d的旋转而旋转。

步进马达113d可以以微小的角度旋转，以便将导管113a温和地插入到患者的支气管中，而不会损伤支气管。也就是，因为各个支气管对于每个人而言是不同的，所以当使用步进马达113d时，通过单独地调节和设定导管113a的深度以满足每个患者的支气管，能够防止或最小化对支气管的损伤。

导管113a通过使步进马达113d向前旋转而运动到支气管中以抽吸异物，并且卷绕到螺旋框架113b上，通过使步进马达113d沿着与抽吸相反的方向反向旋转而被拉动。

在这个过程期间，导管113a的表面被支气管内的异物污染。为了移除异物，导管卷盘壳体113c的下部部分设置有三个孔，盐水软管插入到这三个孔中。

参考图2和图3，当通过在导管卷盘壳体113c中形成的孔注入盐水时，注入的盐水对残留在导管113a和螺旋框架113b中的异物进行消毒和清洁。另外，为了对导管113a中已有的异物进行消毒和清洁，盐水穿过导管113a运动到废弃物罐41。

参考图4，螺旋框架113b包括多个突出螺纹，这些螺纹具有形成在其外周上的大致矩形的横截面，导管113a卷绕在突出螺纹之间。另外，导管113a、螺旋框架113b、导管卷盘壳体113c和步进马达113d分别以易于组装和拆卸的结构进行附接，以有效地清洁异物。

图5和6为导管卷盘113通过T管151插入到支气管中的操作的分解透视图。参考图5和6，传感器单元50检测被支气管内的异物改变的患者的日常呼吸状况，控制单元120基于检测到的结果进行控制以驱动步进马达113d。

当步进马达113d旋转时，导管113a通过T管151插入到患者的支气管中。此时，通过使步进马达113d微小地旋转而将导管113a温和地插入，以防止损伤患者的支气管。此时，根据患者的状况，可以采用适合于患者的各种类型的T管151。

此外，控制单元120通过导管113a将盐水注入到存储单元40，使得被吸入支气管的异物变成有可能被分离的胶状。此时，控制单元120进行控制以驱动BLDC马达30b，以通过导管113a抽吸处于可易于抽吸状态的异物。

在导管113a插入到支气管中以抽吸异物之后，其通过使步进马达113d反向旋转而卷绕到螺旋框架113b上，从支气管中移出。

当插入到支气管中的导管113a卷绕到螺旋框架113b上时，盐水通过BLDC马达30b的泵送，穿过在导管卷盘壳体113c外侧形成的孔而注入，以清洁导管113a的外侧。

此外，盐水还通过BLDC马达30b的泵送注入到导管113a中，同样清洁残留在导管113a中的异物。

如上所述，根据本发明，通过清洁导管113a的内侧和外侧，能够防止由于导管113a的污染而损伤支气管。另外，通过维护并管理导管113a(其在常规上由于卫生原因而仅仅是一次性使用的)，在能够重复使用至少一天的状态中，能够降低由于导管113a的频繁更换而导致的成本。

图7为T管的结构的透视图，其能够连接到包含在图1的抽吸装置中的管形单元。

参考图7，theT管151包括第一箍151a、第二箍151b、第一管151c、第二管151d、第三管151e、第四管151f和第五管151g。

T管151连接到抽吸装置10，并且包括第一和第二箍151a和151b。T管151(其是用于气管造口术的管)设置在使用者的支气管内，穿过使用者的颈部。T管151的第一和第二箍151a和151b通过注射器或空气喷射器而在使用者的支气管中充气，以执行使支气管的内侧扩张的功能。

第一和第二箍151a和151b在使用者的支气管中以预定的时间间隔相继地充气。同时，第一和第二箍151a和151b在上部和下部位置处相继地交替充气和放气。原因在于，如果第一和第二箍151a和151b连续地保持处于充气状态，那么在支气管中可能发生炎症或感染。

因此，在本发明中，通过使第一和第二箍151a和151b以一定的时间间隔相继地充气和放气，能够防止支气管中炎症或感染的发生。

同时，为了使第一和第二箍151a和151b相继地交替充气，第三管151e和第二管151d独立地连接到第一和第二箍151a和151b。

具体地，在从第一箍151a充气开始过去预定时间之后，利用第三管151e抽出空气，空气利用第二管151d进入到第二箍151b中以使其充气。通过以预定时间间隔反复地执行上述操作，降低了引起使用者的支气管炎症或感染的可能性，并且不需要使用者频繁更换T管151，从而可以增强便利性。

同时，为了减小施加到使用者的颈部的载荷，优选的是，在长管首先连接的情况下，长T管151连接到抽吸装置10的管。

另外，长T管中设置有从抽吸装置10向外延伸并到达使用者的支气管的第一管151c和第四管151f。

同时，当MFM传感器50a检测使用者的日常呼吸状况，例如每分钟呼吸率，以及呼出气体的质量和流量，并且向控制单元120发送表示检测到的结果的信号时，随后控制单元120基于接收到的信号确定患者的状况。如果根据日常呼吸状况的分析确定患者的呼吸状况存在问题，那么控制单元120进行控制以驱动BLDC马达30b通过第三管151e供应氧气。

另外，在本发明的一个实施例中，通过使控制单元120具有无线通信装置，例如蓝牙模块或WiFi模块，当日常呼吸状况快速改变时能够通过第五管151g提供简单的人工呼吸，同时可以向监护人和医疗团队发送警告消息。

同时，第一管151c和第四管151f是用于抽吸患者的支气管中产生的异物的通道。当第一箍151a充气时，第一管151c抽吸可能在第一箍151a的上部部分中形成的异物，当第二箍151b利用来自第一箍151a(其随后放气)的空气充气时，第四管151f抽吸可能在第二箍151b的上部部分中产生的异物。

因此，在第一箍151a或第二箍151b通过第一管151c和第四管151f充气时，继续抽吸支气管中产生的异物。

盐水容器40a的盐水穿过第一管151c和第四管151f在体内产生的异物(例如唾液、痰或固体杂质)上雾化成细颗粒物。当盐水在异物上雾化时，异物的流动性增强。因此，易于由通过第一管151c和第四管151f施加的抽吸力来抽吸异物。

也就是，在本发明中，在抽吸装置10进行抽吸之前，盐水通过第一管151c和第四管151f首先与异物混合，以便增强异物的流动性，并且BLDC马达30b进行驱动以抽吸异物。

图8为从不同的方向看的图1的抽吸装置的结构的分解透视图。如图8所示，在本发明的一个实施例中，抽吸装置10可以在其后部上另外设置有USB端子140和电源开关130。

USB端子140连接到外部装置，例如笔记本或桌面PC，并且用来将使用者的日常呼吸状况信息实时传递到外部装置，以使得外部装置可以存储或静态分析日常呼吸信息。

同时，电源开关130设置在USB端子140下方，并且用来接通和断开抽吸装置10的电源。

图9为在图1的抽吸装置的输入单元80上显示的操作屏幕的例子的视图。如图9所示，根据本发明的抽吸装置10可以另外设置有喷雾器功能，其能够改善肺部功能，以用于改善使用者的呼吸功能。

喷雾器功能是诱导使用者的呼气和吸气时间逐渐增加的功能。具体地，为了改善患者的呼吸功能，使用喷雾器70，或者通过在将喷雾器70分离之后将额外的喷雾器连接到管形单元110来使用额外的喷雾器。

当使用额外的喷雾器时，使用者可以从每分钟呼吸率不规则的状况和不正常的高呼吸率的状况恢复到正常状况，其中使用者的肺活量增大。

同时，参考图9，包含在输入单元80中的触摸板型显示器可以主要分为呼吸信息显示窗口81和装置设定窗口82。呼吸信息显示窗口81显示每分钟呼吸率81a，单次呼吸空气体积81b和每小时呼吸率81c。装置设定窗口82设置有室温设定按钮82a、呼吸率步幅设定按钮82b、调节按钮82c、操作时间设定按钮82d、压力设定按钮82e、吸气时间设定按钮82f、呼气时间设定按钮82g、开始按钮82h和单次呼吸按钮82i。

每分钟呼吸率81a示出了每分钟的呼气和吸气的总和，单次呼吸空气体积81b示出了在呼气或吸气期间呼出或吸入的空气的体积。每分钟呼吸率81a和单次呼吸空气体积81b是能够在一分钟或更短的短时间内从使用者测量得到的数值。

每小时呼吸率81c示出了每小时的呼气和吸气的总和，并且是用于确认患者的状况是否得到改善的数值。

室温设定按钮82a示出了使用者使用抽吸装置10所在的地方的当前室温，在用于改善手术室或具有虚弱支气管的使用者状况的情况下这是重要的因素。

呼吸率步幅设定按钮82b包括多个按钮，使用者根据其每分钟呼吸率81a选择呼吸率步幅。当选择呼吸率步幅设定按钮82b中的任一个时，以等于使用者的每分钟呼吸率81a一半的速率注入空气。

例如，当使用者利用呼吸率步幅设定按钮82b选择10做为每分钟呼吸率时，喷雾器一分钟注入5次。因此，喷雾器注入5次，与6秒一次的呼气匹配。

因此，当通过抽吸装置10的喷雾器功能注入空气时使用者吸气，每当呼吸率步幅增大时，呼气时间逐渐增大，以增大肺活量，并且不规则的和不正常的长的每分钟呼吸率可以恢复正常。

同时，在本发明的一个实施例中，呼吸率步幅设定按钮82b的数量并不限于三个，可以设置有超过三个的多个按钮。

调节按钮82c是输入压力、时间等的设定的按钮，操作时间设定按钮82d是用于在完成设定的情况下开始抽吸装置10的操作的按钮。

操作时间设定按钮82d是用于设定使用者使用抽吸装置10的时间的按钮，使用者可以利用该按钮按分钟输入抽吸装置10的服务时间。

压力设定按钮82e是用于设定由使用者的呼吸器雾化的空气的压力的按钮，使用者可以利用该按钮自由地设定预定范围内的压力。

吸气时间设定按钮82f是用于设定吸气时间的按钮，该吸气时间是使用者进行吸气的时间，使用者可以利用该按钮在1秒至10秒的范围内按秒设定其吸气时间。

呼气时间设定按钮82g是用于设定呼气时间的按钮，该呼气时间是使用者进行呼气的时间，使用者可以利用该按钮在1秒至10秒的范围内按秒设定其呼气时间。

开始按钮82h是用于在装置设定窗口82上完成操作设定之后使用者开始抽吸装置10的操作的按钮。

单次呼吸按钮82i是当改善使用者的呼吸状况时或者当使用者的呼吸状况不规则和困难时用于手动操作的按钮。然而，在根据本发明的抽吸装置10中，基本上MFM传感器50a测量使用者的呼吸状况，以通过人工智能开始单次呼吸。

因此，单次呼吸按钮82i用来增加使用者的吸气时间，并且改善其肺部功能，或者在紧急情况下使用。

[表1]

呼吸速率阶段(按年龄)	每分钟呼吸速率(次/分钟)
		成人(18岁以上)	10
青少年(12-18岁)	15
		儿童(5-12岁)	20
学龄前儿童(4-5岁)	25
		幼儿(1-3岁)	30
婴儿(1个月-1岁)	40
		新生儿(0-1个月)	50

[表2]

表1示出了按年龄划分的呼吸率步幅设定按钮82b中的每分钟呼吸率81a，表2示出了根据流量增幅的注入时间速率和压力。

根据本发明，表1和表2中的数据在抽吸装置10中输入为基本信息，表1和表2中所列的数值可以由使用者通过输入单元80自由地改变。

参考表1，呼吸率步幅设定按钮82b按年龄划分，并且根据每个年龄组分别具有不同的每分钟呼吸率81a。

参考表2，做为流量增幅，可以设有多个步幅，并且在流量增幅之间按分钟设定不同的时间。

每分钟呼吸率81a示出了一分钟内进行的吸气和呼气的总和，流量增幅指的是注入时间率前进到下一个速率所用的步幅，其能够从分钟单位到小时单位进行设定。

注入时间率示出了喷雾器70在吸气期间进行雾化的时间速率。例如，当使用者通过呼吸率步幅设定按钮82b选择成人并且将流量增幅的时间设定为1分钟时，在每分钟呼吸率81a为10倍的情况下吸入时间变为5。

因此，一次吸气时间变为6秒。此时，流量增幅开始于步幅1，并且花费设定的1分钟从步幅1前进到步幅2。步幅1处的注入时间率为1，如果注入时间率为1，那么喷雾器70雾化6秒的吸气时间。

当过去了1分钟并且前进到步幅2时，注入时间率变为1.1，从而喷雾器70雾化6.6秒的吸气时间。当过去了又一个1分钟并且前进到步幅3时，注入时间率变为1.2，从而吸气时间，也就是空气的注入时间增大到7.2秒。

因此，空气的注入时间根据注入时间率在注入时间率下逐步增大，使用者所经受的空气注入时间利用抽吸装置10增加数小时或数天，以自然地增加吸气时间。

除了抽吸装置10之外，引起吸气时间增加的功能可以应用于各种类型的抽吸装置。

另外，在并非对抽吸装置10进行限制的情况下，本发明的技术构造可以应用于用来增加肺活量的产品，并且同样可以由肺癌患者、运动员、鼻炎患者、期望改善下腹部呼吸或腹式呼吸的使用者、忧郁症患者和精神病患者来使用。

对于肺癌患者，能够部分地改善能够进行正常呼吸的肺部功能，并且方便血液循环以帮助治疗肺癌。

根据本发明，通过日间练习，并且还通过引起抽吸装置10甚至在睡眠期间增加吸气时间的功能，运动员可以训练其肺部功能。

借助于引起吸气时间增加并且便于整个身体和鼻子的血液循环的功能，通过培养免疫力，对鼻炎患者的自愈具有一定的效果。

对于训练下腹部呼吸或腹式呼吸的使用者而言，借助于引起吸气时间增加的功能，通过改善肺部功能并且甚至在睡眠期间引起腹式呼吸，来增强该效果。

另外，对于需要改善集中注意力的学生和办公室职员而言，具有的良好效果在于，通过增加吸气时间的功能，肺部功能得到改善，便于血液循环，不仅有益于学习集中注意力，还有益于健康。

对于精神病患者，稳定的呼吸可以改善大脑的血液循环，并且改善其身体状况。因此，身体稳定导致精神稳定，从而有减少精神病患者的焦躁不安或抑郁的效果。

同时，在本发明的一个实施例中，与根据传感器单元50检测到的值的操作(所谓的自动操作模式)无关地，也可以设定成，根据诸如医生的施用者通过图8中的输入单元80设定的预定时间循环(例如，1小时)进入管形单元的支气管中的运动，以及通过管形单元的抽吸压力增加的异物抽吸过程，可以同时地且重复地执行(所谓的半自动操作模式)。

根据上述构造，即使当在传感器单元50中出现检测误差时，执行根据预定时间循环的异物抽吸，从而可以防止患者遇到危险的情形。

图10为图1的抽吸装置10的下部部分中形成的第二存储单元11的分解透视图。

参考图10，第二存储单元11包括抽吸容器11a、热能印刷机11b、盐水容器11c、电源11d和马达11e。

参考图1和图10，如果图1的抽吸容器40b没有空间来填充废弃物，那么抽吸容器11a来填充废弃物。盐水容器11c也用作存储容器，以用于当图1的盐水容器40a的所有已经被使用时再次将盐水填充到盐水容器40a中。

因此，抽吸容器11a和盐水容器11c具有的优点在于，它们可以在具有许多使用者切难以随时进行管理的情况下进行使用。

热能印刷机11b可以设置在抽吸容器11a和盐水容器11c之间，以便在使用抽吸装置10的预定时间段内打印服务记录、患者的呼吸状况、操作时间以及呼吸信息。因此，能够利用该装置通过分析打印出来的信息确认患者的当前状况，并且充分地治疗患者。

电源11d设置在热能印刷机11b下方，以便向马达11e供电。马达11e设置在电源11d下方，马达11e被驱动以进行泵送，从而使废弃物运动到抽吸容器11a，或者使盐水容器11c中的盐水运动到盐水容器40a。

对于使用频率较高以及在医院或家里使用的抽吸装置10而言，优选的是额外提供如上所述的第二存储单元11。

图11为操作图1的抽吸装置的方法的方框图。

电源11d向控制单元120和驱动器30a供电(S101)，MFM传感器50a向控制单元120传递有关施用者的呼出气体质量或者诸如流量的日常呼吸状况的信息的测量值(S102)。

同时，控制单元120分析MFM传感器50a测量的值。如果确定异物产生而超出日常呼吸状况，那么控制单元120向驱动器30a传递驱动信号(S103)。

驱动器30a接收来自控制单元120的驱动信号，并且将其传递到BLDC马达30b(S104)。BLDC马达30b通过从驱动器30a接收到的信号而被驱动，此时，外侧空气通过水分过滤器供应到BLDC马达30b(S105)。

同时，导管113a通过导管卷盘113运动而通过T管151以低速插入到使用者的支气管中，并被放置在使用者的支气管中(S106)。在本文中，为了在通过导管卷盘113抽吸异物之前增加异物的流动性，与盐水容器40a连接的第一电磁阀30c打开(S107)。

同时，驱动与盐水容器40a连接的小马达以抽吸盐水容器40a中的盐水(S108)，盐水容器40a中的盐水穿过第一电磁阀30c通过第四管151f流到使用者的支气管以增加异物的流动性。

同时，如果确定盐水容器40a中的盐水的重量小于预定参考值，那么设置在盐水容器40a下方的天平100向控制单元120传递表示盐水重量不足的重量不足信号(S109)。

当第一电磁阀30c关闭时，与第三管151e连接的第三电磁阀30c也关闭(S110)，由此增加异物的流动性，然后，通过第四管151f与BLDC马达30b连接的第二电磁阀30c打开(S111)。

然后，第二电磁阀30c打开，从而异物穿过第四管151f和第二电磁阀30c，在预定压力下被抽吸。

同时，设置在抽吸容器11a下方的天平100测量异物的重量。如果确定异物的重量超过预定参考值，那么天平100向控制单元120传递表示异物超重的超重信号(S112)。

当以预定压力抽吸异物时，第二电磁阀30c关闭，并且第三电磁阀30c打开，由此患者保持呼吸状况。同时，MFM传感器50a始终测量使用者的日常呼吸状况(S113)。

当异物通过导管113a被抽吸，并且完全流入到抽吸容器11a中时，导管卷盘113被驱动以拉动导管113a。当导管113a从使用者的支气管排出时，用盐水清洁导管113a的内侧和外侧(S114)。

同时，在下文中，将描述根据本发明另一个实施例的抽吸装置10的驱动原理。

当MFM传感器50a向控制单元120传递有关使用者的吸气和呼气质量或流量的日常呼吸状况信息的测量值(S102)时，控制单元120确定从MFM传感器50a接收到的测量值是否超过预定参考值。

在本发明的一个实施例中，优选的是，预定参考值在控制单元120中设定为与正常呼吸时间下的呼出气体的测量值的两倍或三倍相对应的值。

同时，通过使用者借助输入单元80的直接输入可以设定参考值，然而，在本发明的一个实施例中，为了设定针对每个患者定制的参考值，优选的是，当抽吸装置10开始初始操作时，自动地执行参考值设定模式，该模式是计算当患者正常呼吸时呼出的气体的测量值的一段预定时间(例如1分钟)的平均值的过程。

也就是，控制单元120通过参考值设定模式将平均值的两倍或三倍的值设定并存储为参考值。

同时，当从MFM传感器50a接收到的测量值超过参考值时，控制单元120向步进马达113d发送驱动信号，使得导管113a通过T管151以低速运动到使用者的支气管中。

在这种情况下，控制单元120通过驱动器30a向BLDC马达30b发送驱动信号，并且BLDC马达30b被驱动，从而在导管113a的抽吸端部处产生大约10mmHg的抽吸压力。

这样，当在导管113a在轻微的初始抽吸压力施加到端部上的状态中在低速下运动到支气管中差不多预设的预定运动距离期间导管113a的端部被捕集在支气管中的异物中时，设置在导管113a的端部中的抽吸孔部分地关闭，使得导管113a的抽吸端部处的抽吸压力瞬间增大。

这样，当导管113a的抽吸端部处的真空压力超过预定参考值(例如，50mmHg)时，控制单元120通过驱动器30a向BLDC马达30b发送驱动信号，使得在导管113a的抽吸端部处瞬间产生大约150至200mmHg的抽吸压力。

由此，被导管113a的端部捕集的异物通过导管113a被抽吸，并且当完成异物的抽吸时，导管113a的抽吸端部处的真空压力下降至小于预定参考值。

在这种情况下，控制单元120通过驱动器30a向BLDC马达30b发送驱动信号，使得导管113a的抽吸端部的抽吸压力再次变为大约10mmHg。

用于真空压力的预定参考值预设在控制单元120中，使用者也可以通过输入单元80单独地设定参考值。

同时，管形单元110设置有测量模块，该测量模块被构造成用以测量导管113a的抽吸端部处的真空压力，在本发明的一个实施例中，优选的是，用于测量真空压力的测量模块通过与MFM传感器50a相同的安装结构安装在突出开口中，该突出开口设置在图2的管覆盖件114中。

同时，导管113a在轻微的初始抽吸压力施加到导管113a的端部上的状态中在低速下运动到支气管中差不多预设的预定运动距离，然后在相同的初始抽吸压力施加到其上时从支气管排出。

这样，根据本发明，导管113a的抽吸压力仅仅当检测到不正常呼吸并且导管113a的抽吸端部处的真空压力超过预定参考值(即检测到异物)时、在仅仅轻微的抽吸压力施加到导管113a的端部的状态下、在导管113a以低速插入支气管和从支气管排出的情况下临时增大，从而可以使得由于导管113a的抽吸压力导致的患者的支气管疼痛和损伤最小化，同样可以使得BLDC马达30b的动力消耗最小化。

图12为包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置中的管形单元的结构的视图。如图12所示，包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置10中的管形单元110包括运动单元111，运动单元111包括旋转轮115、O形环116和辊子单元117。

导管113a沿着圆柱形旋转轮115的周边缠绕在圆柱形旋转轮115的接触表面上，该接触表面沿着旋转轮的周边形成，圆柱形旋转轮115通过步进马达113d沿正常方向或反向方向旋转，使得导管113a插入到支气管中，或者通过导管113a和与其接触的圆柱形旋转轮115的接触表面之间的摩擦力接纳到管形单元110。

同时，在与导管113a接触的圆柱形旋转轮115的接触表面处的摩擦力增大的情况下，可以更加精确地控制导管113a的根据步进马达113d的旋转量进行的运动距离。

为此，如图12所示，根据本发明，安装有辊子单元117，并且导管113a设置在辊子单元117和旋转轮115之间，使得导管113a通过从辊子单元117施加的压力而紧密接触旋转轮115的接触表面，由此增大导管113a和与其接触的圆柱形旋转轮115的接触表面之间的摩擦力。

同时，尽管辊子单元117压导管113a，但是辊子单元117和导管113a之间的接触不会产生摩擦力。因此，根据本发明，通过图12所示的导管113a的传输结构，可以精确地控制导管113a的运动距离。

另外，在本发明的一个实施例中，优选的是，用于对导管113a的外表面进行消毒的紫外线灯或LED灯以与旋转轮115的曲率相同的曲率安装在O形环116和辊子单元117之间的空间中，使得也在运动单元111中执行导管113a的消毒。

图13为从不同的方向看的图12的管形单元的结构的透视图。参考图13，管形单元110还包括容纳单元112，该容纳单元以90°的角度与图12的运动单元111相邻地安装。

如图12所示，导管113a容纳并存储在容纳单元112中，当旋转轮115沿逆时针方向旋转时，容纳在容纳单元112中的导管113a供应到运动单元111。当旋转轮115沿顺时针方向旋转时，通过运动单元111接纳的导管113a容纳并存储在容纳单元112中。

同时，容纳单元112包括盐水入口118，通过盐水入口118供应到容纳单元112中的盐水对容纳并存储在容纳单元112中的导管113a进行清洗和消毒。

图14为执行抽吸时图12的管形单元与主体单元的联接结构的透视图。在本发明的一个实施例中，如图14所示，优选的是，包括运动单元111和容纳单元112的管形单元110与抽吸装置10的主体单元170可拆卸地联接，由此根据使用抽吸装置10的环境而获得使用便利性。

图15为包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置中的管形单元的结构的视图。如图15所示，在本发明的一个实施例中，优选的是，导管113a缠绕旋转轮115，使得导管113a弯曲的角度为大约90°，由此与图12相比，便于导管113a的前后运动。

图16为包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置中的管形单元的内部结构的视图。如图16所示，在本发明的一个实施例中，引导单元111a与导管113a的外表面平行地安装在导管引入和排出引导单元117a的内端部处，导管通过该导管引入和排出引导单元117a引入或排出。因此，在管形单元110中不保持直线状态时能够防止导管113a弯曲而导致的不能够根据旋转轮115的旋转精确地控制导管113a的运动距离。

图17为包含在根据本发明另一个实施例的抽吸装置中的管形单元的旋转轮的旋转驱动结构的透视图。如图17所示，在本发明的一个实施例中，优选的是，旋转支撑件115a额外地安装在旋转轮115的后表面处，以增大使旋转轮115旋转的旋转轴与旋转轮115联接所在的部分处的体积和重量，由此使得旋转轮115旋转期间沿轴向方向的震动最小化。

同时，在本发明的一个实施例中，在包含在抽吸装置10中的驱动单元30被移除的状态中，抽吸装置10可以一次性全部安装到大型医院的病床，用于多个抽吸装置10中的异物的抽吸的动力可以一次性全部通过安装在医院机房中的外部驱动器或类似物提供。

在这种情况下，优选的是，安装有降压单元以取代图1中的驱动单元30，其中降压单元允许通过外部驱动器施加到多个抽吸装置10的用于异物的抽吸压力根据每个患者的状况进行控制。

虽然参考优选实施例已经描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。

根据本发明的能够自动抽吸和导管插入的抽吸装置可以用在大多数医院和家庭中，用于需要监护人帮助的患者，由此具有工业适用性。

Claims (8)

1.一种抽吸装置，其包括：

一传感器单元，该传感器单元被构造成用以测量一患者的呼吸状况；

一管形单元，该管形单元被构造成当传感器单元测量的测量值超过预定参考值时运动到患者的支气管中，以抽吸在患者的支气管中产生的异物；以及

一控制单元，该控制单元被构造成用以基于传感器单元测量的测量值来控制所述管形单元的操作；其中

所述管形单元包括导管、旋转轮、步进马达、运动单元以及容纳单元；所述导管具有构造成用以抽吸异物的管结构，所述导管绕所述旋转轮缠绕，所述步进马达被构造成用以使所述旋转轮旋转，所述运动单元被构造成用以将导管插入到患者的支气管中或者从患者的支气管中接纳导管，所述容纳单元被构造成容纳和存储通过运动单元接纳的导管，所述管形单元还包括：

第一套箍，该第一套箍被构造成在被插入到支气管中的状态下利用空气进行充气以使支气管扩张；和

第二套箍，该第二套箍形成在第一套箍下方，并且被构造成利用空气进行充气以使支气管扩张；

所述管形单元还包括：

被构造成用以抽吸形成在所述第一套箍的上部部分的异物的第一管；和

被构造成当在所述第二套箍的上部部分形成异物时，通过使所述第一套箍放气且使所述第二套箍充气来抽取该异物的第二管；

所述容纳单元包括盐水入口；

由所述盐水入口引入的盐水通过所述第一管和所述第二管在病人的支气管中产生的异物上雾化成细颗粒物。

2.根据权利要求1所述的抽吸装置，其中所述传感器单元包括质量流量计(MFM)传感器，该质量流量计传感器被构造成用以测量患者的呼出气体的质量。

3.根据权利要求1所述的抽吸装置，其中所述传感器单元测量患者的呼出气体的质量并且将测量结果传递到所述控制单元。

4.根据权利要求2所述的抽吸装置，其中当通过分析由所述质量流量计(MFM)传感器接收的患者呼出气体的质量值而确定在所述患者的支气管中产生异物时，所述控制单元控制驱动单元以使管形单元运动到患者的支气管中。

5.根据权利要求4所述的抽吸装置，其还包括一测量单元，该测量单元被构造成用以测量插入到所述支气管中的所述管形单元的抽吸端部处的真空压力。

6.根据权利要求5所述的抽吸装置，其中当所述测量单元测量的真空压力超过预定参考值时，所述控制单元控制所述驱动单元以增大所述管形单元的抽吸压力。

7.根据权利要求1所述的抽吸装置，其中所述第一套箍和所述第二套箍交替地进行充气和放气。

8.根据权利要求1所述的抽吸装置，其还包括一降压单元，该降压单元被构造成用以减少来自为抽吸异物提供动力的外部驱动器的抽吸压力。