CN106999687A - 机械通风机的创新 - Google Patents

Abstract

一种负压式的呼吸装置，它包括固定在使用者胸部和/或腹部，带有最小的死空间的壳；连接到该壳的一个或多个真空和压缩空气腔；分别与该真空和压缩空气腔连接的真空产生和压缩空气产生源；在该壳上，允许封闭在壳和使用者身体之间的空气与该真空和压缩空气腔交换的一个或多个孔；在该真空和压缩空气腔之间往复运动的阀。通过具有低的死空间，预先产生的真空和压缩空气靠近使用者，并在一些实施例中使用快速作用阀，可减小功率需要，重量和尺寸，使该装置低成本和轻便。在一些实施例中，该真空和压缩空气产生源可安装在该壳本身上，使该装置可巡行。

Description

机械通风机的创新

发明的领域

本发明的实施例涉及机械通风机领域，更具体地说，渉及轻便的和巡行的医疗通风机领域，它是模仿自然的呼吸过程的负压通风机式的巡行医疗通风机。

相关应用的交互参考

本申请对2014年12月26日发明者在印度孟买的专利局提出的临时专利申请4168/MUM/2014号享有优先权。

发明的背景

呼吸系统疾病在全世界都是主要的杀手，按照世界卫生组织(WHO)一贯的说法，它属于最主要的十大死亡原因之列。在发展中国家如印度问题更坏，呼吸系统疾病已成为第二个最大的杀手。在呼吸系统故障和损坏的情况下，通风机用于提供关健的拯救生命的呼吸支持。这些通风机不但用于呼吸系统疾病，而且用于其他医学领域，例如减小呼吸作用和将病人的资源转至其他关键的器官的后心脏的外科手术等。

然而，通常的通风机非常贵，通常费时和需要高度熟练的人员去操纵它们。因此，通风机支持的供应短缺，特别是在较贫穷的发展中国家，从而剥夺了许多人，特别是社会的较贫穷部分中的许多人在紧急医疗中接受关键的救命呼吸支持。

另外，一般通常的通风机为正压力式，它强迫高于大气压力的空气进入肺部。这些通风机会造成进一步的医疗复杂情况，甚至死亡，例如由于高压造成的容积伤和气压伤，与由于这些装置的侵入性和强力的本质造成的感染和气压伤。事实上有称为“通风机引起的肺部创伤”(VILI)的医疗创伤的类别。

作为这些危险的“副作用”的结果，通常的正压力的通风机特别不适用于新生的婴儿，尤其是未成熟的婴儿，他们时常需要开始的呼吸支持来生存。在早产的婴儿中，这些装置所使用的高压造成支气管肺的发育不良或新生儿的慢性肺病或认知减值，造成一生的严重失能。事实上，在体重小于1公斤的婴儿中，它们被认为是“不经济有效”的，这样，在珍贵的生命中许多东西都丧失了。

负压通风机在先前的技术中也出现过，但事实上这些只是要开发的通风机的第一形式，并且它们只是1950年代的脊髓灰质炎疫情过程中的救命的唯一形式。传统的形式将整个身体包围在一个罐中，并减小罐中的压力，围绕肺部造成负压，使得空气以大气压力温柔地通过鼻孔进入肺部，以平衡压力。这样，它们模仿自然的呼吸过程，其时，呼吸肌肉的运动在肺中形成负压，周围的空气通过鼻孔运动，以平衡压力。

虽然，高度有效的负压通风机仍有几个缺点，例如，颈部密封可引起颅内出血和颈部疼痛。当整个身体被包围在罐中时，对病人的照顾也困难。另外，由于整个身体被封闭在负压腔中，静脉回流至心脏受阻。

包围使用者的胸部和腹部的胸甲式负压通风机是消除传统的负压通风机的以上缺点的一个改进，但这些仍有许多限制。为了与不同尺寸大小的使用者配合，该胸甲大而笨重，并且与大的真空泵的长而大的内管连接，该真空泵产生在胸甲中需要的负压。因为在该胸甲和必需抽真空的宽大的内管内有许多死的空间，并且还因为需要快速地产生所需要的负压，因此该真空泵需要大。由于真空泵的这个大尺寸，该装置消耗的能量高，噪声非常大，很沉重和昂贵。因此，它不能用在较贫穷的地区和低的，不稳定或没有电力供应的地区，例如农村。

另外，虽然是轻便式的，但由于与该大而重的真空泵连接的麻烦的宽大的内管，胸甲式通风机是不可巡行的。

例如，受慢性呼吸系统疾病之苦例如哮喘或慢性支气管炎(它们在全世界影响大量的儿童和成人)的人们，由于呼吸肌肉衰竭，在他们的日常生活中需要通风机支持。然而，由于所附管子和沉重的真空泵，他们不能自由地到处运动，从而严重限制他们的活动，生产率和生活质量。

因此，在世界范围内强烈需要一种通风机装置，它是巡行的，安全的，低成本，低功率以及容易使用的，同时具有传统的通风机的所有先进的功能，如使用者的定制设定，安全警告，附加的传感器，雾化，加湿等和以安全的方式向所有经济背景的人们提供挽救生命和增强生命的呼吸支持，而不破坏他们的日常生活。

发明内容

本发明的实施例涉及低成本，低功率，轻便的和巡行的负压呼吸装置，它包括：封闭使用者的胸部和/或腹部的前部和侧面部分的壳；附着在壳上的一个或多个真空腔；附着在壳上的一个或多个压缩空气腔；与所述一个或多个真空腔连接的真空产生源；与一个或多个压缩空气腔连接的压缩空气产生源；在该壳上的一个或多个孔，可允许封闭在壳和使用者的身体之间的空气与该真空和压缩空气腔交换；在真空和压缩空气腔之间往复运动的阀；一个或多个传感器和连接到该壳的一个或多个电子控制单元，以操作该阀和/或该真空和压缩空气产生源，和/或任何其他的所述装置的电子元件；一个或多个电池和/或主机或外部能源的电气连接，连接到电子控制单元，以给该装置供电，一个密封该壳和使用者身体的柔软舒服的密封机构和固定该壳和使用者身体的壳固定机构。

该装置是非侵入性的，并可模仿自然的呼吸过程，不需要为了使用进行训练。该装置用背带绑在使用者身上和可以远距离进行设定，或者在一些实施例中可以默认模式起作用，根据所选择的该壳的尺寸产生需要的呼吸韵律，速率和容量。

在使用者开始吸入时，或根据在电子控制单元中编程的预先确定的时间设定，该阀打开该真空腔，开始抽出在该壳和使用者身体之间的空气，围绕使用者的肺部产生负压，开始和造成吸入。在吸入结束时，该阀关闭该真空腔并打开该压缩空气腔，开始在该壳和使用者身体之间充入空气，开始和帮助呼气。这样，这个装置可辅助呼吸循环的两个阶段。

该真空和压缩空气产生源分别预先抽空该真空腔和预先充满该压缩空气腔，与一些实施例的快速作用阀一起，可允许超快速的开始呼吸的两个循环。这可允许与使用者的呼吸努力很好的同步，大大减小使用者的两个--吸入和呼气—的过程。另外，由于是快速作用，该装置还可减小围绕肺部产生的需要的负压，使得吸入时有希望量的空气进入肺中。这产生舒缓的呼吸，因此是极其安全的。这还可减小该真空产生源的功率需求，因此可减小该装置的尺寸和重量。

为了减小这个装置的功率需求，本发明使用几种方法。

第一，因为预先产生的真空和压缩空气储存在附着在该装置上的真空和压缩空气腔中，该装置通过在该壳上的孔与它连通，因此可允许较小和较低的功率的真空产生和压缩空气产生源。因为真空和压缩空气是预先产生的，因此该真空和压缩空气产生源的负荷轻，为了瞬时达到在阀孔上的希望的真空和压缩空气，不需要很大的功率。与先前技术比较，这可使它们小得多和功率低得多。

第二，通过减小使用者身体和真空产生源之间的死空间可减小功率和尺寸。这可用两个方法做到。在一些实施例中，通过从许多一定尺寸的壳中选择能使使用者得到死空间最小的配合好的壳和/或通过使该壳稍具挠性，但仍在结构上承受真空和压缩空气，可允许最小的死空间而做到这点。

另一方法是，不象先前的技术，没有连接该壳到该真空产生源的宽的内管，可进一步减小从该宽的内管内要抽空的死空间的量。这两个方法可减小要抽空的空气量，以在肺中产生希望的负压，减小所需的真空和压缩空气产生源的尺寸和重量，从而，减小功率需要。

第三，一些实施例具有微秒级的超快作用的阀。这可使为了在吸入时有希望的空气容量进入使用者肺部中，真空泵需要产生较小的负压。这再次与所有使用毫秒级工作的阀的先前技术不同，所有的先前技术为了在吸入时有同样的空气量进入肺部需要较高功率

一些实施例的超快打开的阀和预先产生的真空的另一个优点是在使用者带有延髓麻痹(某些鼻子和上呼吸道的麻痹作用肌肉)的情况下，它们也可减小鼻塞的机会。在这种使用者中，如果需要时间来建立负压，那比如果快速产生负压需要多得多的负压。在较高负压时，在这种使用者中的上呼吸道有机会崩溃，封锁进入肺部的气流。在先前的技术中，所有的阀和泵都是毫秒级工作的，但通过具有预先储存的真空和微秒级工作的阀，这个装置产生的负压非常低，并且这不会造成这种使用者的鼻音通道崩溃，使它在这种使用者中也可适用。

所有上述可使功率较低，这样在本发明中可用小的泵，允许将真空和压缩空气源安装在该壳上，与先前技术不同，可使该装置巡行。这个特点还可使在将使用者用担架和当地交通从遥远地区运送到医院过程中使用这个装置。较小尺寸的真空泵和压缩机需要功率小，还可减小该装置的成本。

另外，这个装置的壳不麻烦。与先前技术不同，它重量轻和尺寸小，并且在一些实施例中可在固定好后自动开始，使它很容易使用。

这样，本发明是低成本，重量轻，可巡行，轻便，安全和容易使用的。

某些实施例还规定使用由该装置出气，以可忽略不计的能量成本给病人提供温暖的加湿和/或雾化的空气。

这个发明的主要目的是提供一种安全，低成本，重量轻，低功率，不需任何熟练的操作者就可工作的呼吸装置。

本发明的另一个目的是使该装置巡行，可使使用者在用呼吸支持时仍可进行日常活动，和高质量，生产生活。

本发明的另一个目的是使该通风机壳可经济地制成几个尺寸，使得壳能舒服地与使用者配合，每个使用者的死空间最小。

本发明的另一个目的是使该通风机壳重量轻和有挠性，但还能承受该壳和使用者身体之间的真空和压缩空气，使配合更好，更舒服和泄漏减小。

本发明的另一个目的是通过提供与使用者的呼吸努力瞬时同步来减小使用者的努力，这是利用传感器和微秒级的快速作用阀达到的。

本发明的另一个目的是使该装置与使用者的身体密封良好，同时防止泄漏。

本发明的另一个目的是用最少的强制呼吸使呼吸装置自动开始，以防止由于失去关键的几分钟来设定该装置造成生命的意外丧失，并具有可在开始最初的几个关键护理步骤后，以后为使用者定制的能力。

本发明的另一个目的是使该装置对已有真空和压缩空气输出的医院或健康护理中心经济。

本发明的另一个目的是对卧床不起的使用者该装置更轻，即使与外部真空和/或压缩空气产生源连接也需要低功率。

本发明的另一个目的是即使只用一个压缩机也能产生真空和压缩空气。

本发明的另一个目的是用可忽略不计或没有附加的能量成本，当需要时，能向使用者提供雾化的药物和/或温暖加湿的空气。

本发明的另一个目的是能向带有慢性呼吸疾病的人，以及带有因压力引起的病的人，特别是对运动员有用的可提供呼吸训练的装置。

本发明的另一个目的是能提供一种低成本，低功率，轻便，可巡行的重量轻的正压通风机。

虽然本发明是利用使用几个实施例和示图来说明的，但技术人员知道本发明不是只限于所述的实施例和附图，它不代表各种元件的范围。另外，为了容易表示，可形成本发明的一部分的某些元件可能在一些图中没有示出，而这种省略不会限制所述的实施例。应当理解，附图和详细的说明不将本发明限制在具体的形式，相反，在所附权利要求确定的本发明的精神和范围内，本发明覆盖所有的改进，等价体和替代物。这里所用的标题只为了组织的目的，不限制说明的范围或权利要求。如本申请所用的字“可以”用于允许的意思(即有潜力的意思)，而不是强制的意思。同样，字“包括”表示包括，但不限制。另外，字“一”或“一个”表示“至少一个”，而字“多个”表示一个或更多，除非另有说明。

附图说明

因此，可详细理解说明本发明的以上特点的方法，以上简要说明的本发明的更具体的说明可参考实施例，它们的一些在附图中表示。应当指出，附图只表示本发明的典型的实施例，不会限制其范围。

本发明的这些和其它特点与优点参考下列的文章和图将会清楚，图中相同的参考数字表示相同的结构。

图1为固定在使用者身上的根据本发明的一个实施例的呼吸装置的外观图，

图2表示根据本发明的一个实施例的呼吸装置组件的透视图，

图3为根据本发明的一个实施例的呼吸装置的外观图，其中，从真空泵呼出来的温暖的空气用于雾化药物和/或加湿空气和将它输出至使用者的鼻孔。

发明的详细说明

本发明所述的呼吸装置模拟自然的呼吸过程。为了开始呼吸，可直接(如果通风机壳固定在胸部上)或间接(如果通风机及壳固定在腹部上，在这种情况下，腹部的扩张降低横膈膜，间接导致肺中的负压)在胸腔周围产生负压—导致空气通过鼻孔进入肺中，以平衡压力，这样，引起灵感。当压力被平衡时，现在该装置通过在胸腔或腹部周围的压缩空气中推，可帮助肺的自然弹性后退—帮助从肺排出空气，这样，辅助呼出。

图1和2表示根据本发明的一个实施例的呼吸装置，该实施例是最好的模式或优选的实施例。图1表示壳10，它包围使用者的腹部的前面和侧面部分，密封12密封该壳10和防止在该壳和使用者身体之间的空气泄漏。该壳用紧固件固定在使用者的身体上。固定在该壳10上的是组件14，它附着在该壳10上。如图2详细所示，该组件14包括该装置的其它部分。组件14包括真空腔16和两个压缩空气腔18，阀壳体20，为真空泵22的真空产生源和分别与真空腔16和压缩空气腔18连接的为压缩机24的压缩空气产生源。位于阀壳体20内的阀26与真空腔16和压缩空气腔18连通。阀壳体20通过孔28和30与壳10连通。安装在壳10上的还有电子控制单元32，它带有电气连接34和电池36。在真空腔16，压缩空气腔18和壳10与使用者身体之间有压力传感器。压力和/或流量调节器44，46分别位于真空泵22，真空腔16和压缩机24与压缩空气腔18之间。该装置可通过与电子控制单元32连接的有线和/或无线连接编程，该有线和无线连接在本实施例中分别为WIFI模块48和USB电缆50。在壳的一个或多个孔中放置一个或多个呼吸传感器。

呼吸传感器感知使用者的吸入的开始。通过快速作用阀26，这可导致真空腔16同步打开。真空腔16具有由真空泵22预先产生的真空，现在该壳10内的空气可通过壳10上的孔28进入真空腔16中。这瞬时可減小使用者腹部周围的压力，开始腹部扩张进入负压区域。这导致横膈膜收缩和肺的瞬时扩张，开始空气通过鼻孔吸入到肺中。这模拟自然呼吸，其中，由呼吸肌肉造成的肺的扩张在肺中造成负压，引起大气空气通过鼻孔进入肺部。由于阀26在几微秒内动作，还由于由真空泵22预先产生的真空储存在真空腔16中，真空是瞬时产生的。这可减小使用者的呼吸努力，从而增加使用者的缓解，并且非常重要的是这可允许利用生病的使用者的能量资源进行其它的重要的身体功能。因此，这个装置可被任何重病使用者，甚至不需要呼吸支持的人利用，以减小使用者的体力。

另外，阀26可根据在电子控制单元32上编程的预设时间打开真空腔16。

该真空腔16的尺寸可立即抽空全部潮汐量(每个呼吸吸入和排出的体积，该体积为7ml/kg体重)或可更小，而在其中产生的真空可用压力和/或流量调节器44在1-2秒内调节，使得在1-2秒期间或任何希望的时间抽空潮汐量。后一个模式是优选的，因为它需要较小的腔和造成较平稳的没有急动的腹部和胸部的扩张。

在真空腔16内的压力传感器和在使用者身体与壳10之间的压力传感器对真空泵22和调节压力和/或控制流量的流量调节器44提供反馈控制，以保持在真空腔16中的适当真空，以有效地抽空在壳10和使用者身体之间的空气，使得可抽空每次呼吸的潮汐量。

在另一个实施例中，真空泵22和压缩机24可根据从传感器来的反馈直接地由电机控制。

一旦抽空希望的潮汐量，就停止进一步在壳10和使用者身体之间的空气的抽空，吸入可保持一段时间，然后阀26关闭真空腔16，同时打开压缩空气腔18。从压缩空气腔18来的空气通过在壳10上的孔30进入壳10和使用者身体之间的间隙中。这个空气主动地推腹部，帮助腹部自然收缩，这在由于肺的弹性弹簧回缩造成的呼出过程中发生。这对有慢性肺病如哮喘和慢性支气管炎的人特别有帮助，因为他们的呼出完全有困难。在压缩空气腔18中的压缩空气量和压力由压力和/或流量调节器46根据从在使用者身体与壳10之间的压力传感器来的反馈和压缩空气腔18中的压力传感器调节。

所有的传感器，调节器44，46，真空泵22和压缩机24都由电子控制单元32控制，该单元协调所有元件的动作，以达到希望的压力，流量，潮汐量，呼吸速率和呼吸节奏。这些设定中的一些可预先在该控制单元32上编程，而其它可以后在任何时间，通过与适当的计算装置或移动电话连接的WIFI或USB电缆50编程。在其它实施例中，可通过适当的有线或无线的装置和通过互联网做同样的事。这可达到轻很多和经济的装置。在又一个实施例中，呼吸装置可具有键盘和LCD，或触摸屏或任何其它的与它连接的输入和/或显示装置以直接给该装置编程。

在其它实施例中，还可使用其它传感器如温度传感器，氧饱和传感器等，以进一步通过改变潮汐量，速率或节奏细调给予该使用者的该通风机支持。

从传感器收集的使用者数据可储存在该装置上，或传送至任何外部装置。上述所有都由电池36供电，还可通过电气连接34供电。电池36理想是一个或多个移动电话电池，它们容易拥有，可充电和可更换。在所述实施例中，使用者可完全是移动的。当使用者为移动的时，可以重量轻的电池来运行，并当休息时通过电气连接34给一个或多个电池充电。电气连接34还可直接给该装置供电。

在该壳10和使用者身体之间的软密封12可防止空气泄漏。在优选实施施例中的所述密封12为开放的单元式软泡沫，在它外侧上有皮肤，可防止密封的空气与大气连通，同时允许空气在该密封内运动，使它成为非常柔软和舒服的和还是牢靠的密封。

壳10可制成几个尺寸和可定制。另外，该壳可稍有挠性，使完成的尺寸可进一步调整，这样，该壳可紧密地与所有使用者的身体配合。这可使该壳和使用者腹部之间的死空间最小至大约1-2升，最好是大约1升。

在几个实施例中，壳10和腔16，18可用薄壁制成，该薄壁可为有支承翅的双壁或由窄的隔开的肋结构支承的单一壁制成，以便比先前技术的普通厚的壳重量轻时强度更大，该厚壳需要承受产生的压力和真空。这还可使该壳稍有挠性，允许更好更舒服的配合，死空间更小和泄漏减小。

壳10利用可调节的紧固件固定在使用者身体上。在优选实施例中，在锁紧紧固件后呼吸装置可自动开始，这样可立即启动呼吸支持，这在许多情况下可拯救生命。在这种情况下，该呼吸装置以默认的最小呼吸和对所述壳尺寸适合的潮汐量自动开始。然后，在使用者适合的时间设定该呼吸装置。

正常的呼吸努力需要每人2.5瓦的能源消耗。最小的轻便的呼吸器的功率需要为50-100瓦。本发明允许小很多的真空泵22和压缩机24，和小得多的功率需求，在5-20瓦范围内，最好是5-10瓦。这点可用几个方法达到。

第一，分别使真空和压缩空气腔16，18附着到壳10上。它们的功能是预先产生足够的真空和压缩空气，以便在打开阀26后分别瞬时地抽空和压缩。通过使预先储存的真空和压缩空气附着到壳10上，真空产生和压缩空气产生的效率大大改善，可使用低的功率，轻的重量和小尺寸的泵来快速提供希望的真空和压缩，与先前技术比较，还可使真空和压缩空气源，真空泵22和压缩机24分别安装在壳10上。

快速作用阀26帮助快速产生真空，该阀还可减小真空泵22需要的功率，因为这个瞬时作用需要产生小得多的负压，以使希望量的空气吸入肺中。

另外，在该壳10和使用者身体之间和该壳10与真空泵22之间的死空间可大大减小。先前技术的呼吸装置在使用者身体和该壳之间有很大的死空间，以适应各种尺寸的病人，并且在将该壳与真空泵连接的大的内管中的死空间。它们的真空泵也大和沉重，以便能快速抽空这个大的死空间，产生希望的负压，并且不能安装在该壳上，这样，使先前技术的装置不可巡行。

而在本发明中，该壳10做成几种尺寸，以适应不同的使用者，并且还做成稍有挠性和可调节，这样，可将该壳和使用者腹部之间的死空间作成最小。另外，在真空泵22和壳10之间没有宽的内管需要抽空。这可减小真空泵22的功率需要，因为从这个死空间只需抽空较少的空气，就可产生足够的负压使肺扩张，使真空泵22和压缩机24的尺寸较小。

上述的整个呼吸装置重量轻，理想情况下其重量小于1.5kg。

在本发明的另一个实施例中，真空和压缩空气产生源22和24对壳10分别为外部的，并用两个小直径管(<1cm)连接到该壳。该所述外部源可分别为外部真空和压缩机泵或医院管线的外部真空和压缩空气输出。通过使该壳10和使用者身体之间的死空间小，和在壳10上有压缩空气腔与真空腔，与这些外部源连接的管直径可小—小于1cm，理想为5mm,并且最好可承受60psi的压缩空气和75％的真空。使用这种对医院管线为标准的高压和真空还可使窄的内管产生需要的压力和真空，分别减小真空和压缩空气源之间、真空与压缩空气腔之间的死空间。这个实施例适合压缩空气和真空输出已有的医院，可减小该装置的成本。在较小的看护家庭中可以特别安装这种真空和压缩空气管线，使可用比单一个通常的呼吸机更便宜的成本，用这些呼吸装置同时为许多使用者服务。这种外部源还可为卧床不起的使用者提供重量轻，较便宜，低功率需求的通风机支持。必需设定在管子上的压力和/或流量调节器，以便分别在真空和压缩空气腔中得到希望的真空或压力。另外，与用宽的内管与真空泵连接的先前技术的装置相反，这个实施例由于在真空和压缩空气腔中预先储存的真空和压缩空气，仍可瞬时作用，并可用非常窄的内管，小于1cm,理想是大约5mm的内管工作。

在本发明的其它实施例中，压缩机有两个功能，将空气压缩进入压缩空气腔中和通过文丘里原则将真空腔抽空。

在本发明的其它实施例中，该组件14的一些或全部零件一起在与该壳10连接的分开的件上，可使这个分开的件用于不同尺寸的壳。提供大量的不同尺寸的壳可使身体尺寸不同的使用者容易得到最好在1-2升范围内的最小死空间的壳。医院，学校，铁路等必需储存大量的装置，这样成本会高。在本发明中，该壳10重量轻和经济，因此可以是一次性的。因为作为该装置的最大成本的组件14的一些或全部元件在单一个单元上，可以使用带有一个或几个这种单元的几个壳，并且由于所有的壳不是在一个时间使用，因此成本大大降低。在有成长的小孩的情况下，这也有用，因为当他们成长时只需更换壳10。

该装置的另一个应用为训练使用者的呼吸肌肉。为了各种利益，这可在没有呼吸疾病的个人中使用。利用这个装置可对使用者的呼吸肌肉提供阻力训练，这可通过适当给所述装置编程，使呼吸数减小和呼吸节奏改善达到。该装置不允许快速，有阴影，不规则的呼吸，这例如可通过对使用者的吸入努力加以阻力或帮助使用者进行深呼出来达到。经受这种训练的呼吸肌肉可类似臂或身体的其余部分的阻力训练一样进行训练。

这种肌肉需要较小的能量进行呼吸，将重要的能源转换至身体的其它区域，这对于运动员和有慢性呼吸系统疾病的病人极其重要。还发现，较慢，较深的呼吸是非常平静的和在减小紧张中是有用的，并且在紧张引起的疾病如高血压等中是非常有疗效的。如古代Sanskrit谚语所述“因为呼吸是生命，如果你呼吸好，你可在地球上活得长”。事实上，如Dr.Arthur C.Guyton.MD在“有关医疗生理的教科书”中所述，“所有慢性疼痛，折磨和疾病都是由在细胞水平上缺氧造成的”。

本发明对大量受到上述之苦的城市居民是非常重要的。作为轻便的，非侵入性的，容易使用的，安全和经济的，它是重要的促进健康和防病的装置。

这个发明的实施例还可用于提供正压通风。在一些时间，例如在胸椎或腹部或背外科手术过程中，不可能使用这个装置的负压模式。在这种和其它类似情况下，也可作为正压装置使用这个相同的装置。压缩空气源24在压缩空气腔18中充满压缩空气，和该快速作用阀26和压力和/或流量调节器46将帮助以希望的正压力把空气泵入使用者肺中。在这种使用过程中，壳10不需要固定在使用者胸和/或腹部上，而可靠近使用者。

其它实施例使用需要的传感器，可利用压缩空气腔18，快速作用阀26和压缩空气源24，控制电子装置，鼻管和/或面具和/或头盔和/或气管等，对使用者提供正压通风，消除真空腔16，真空产生源22和壳10。这个装置可用任何适当的方法绑在病人身上或放置得靠近病人。这个实施例还具有快速作用阀26和预先储存的压缩空气的优点，因此，需要较小的功率，与通常的正压通风机比较，重量轻和经济。

图3表示根据本发明的一个实施例的呼吸装置的外观图，其中，从真空排出口的温暖空气用来雾化药物和/或加湿空气和输送至使用者鼻孔。许多需要呼吸支持的使用者经常需要将药物以雾化的形式输送给他们。在一个实施例中，如图3所示，从真空泵22来的温暖的呼出空气由管52直接输送至使用者的鼻孔，如图所示，或通过鼻面具或头盔输送至使用者鼻孔。在至鼻子的途中，管52变窄，同时在药物和/或加湿器罐54上面通过。通过这个变窄部分的空气，通过文丘里作用将液体药物和/或水抽出，并与它混合—形成药物和/或加湿空气的细雾，该细雾通过管52运送至使用者的鼻孔。当需要时，这个可用管52上的调节器56调节。在其余时间，真空泵22通过输出58呼出至大气。

在上述说明中，说明了本发明的特殊实施例。然而，技术人员知道，在不偏离在各个实施例中和权利要求中所述的精神和范围的条件下，可作各种改进和改变。相应地，该说明和图只是说明性的，不是限制性的。所有这些改进都包括在本发明的范围内。利益，优点，问题的解决方法和引起任何利益，优点或解决方法产生或变成主要的元素都不被认为是关键的，必要的或根本的特点或元素。

Claims (13)

1.一种呼吸装置，包括：

包围使用者的胸部和/或腹部的前面和侧面部分的壳，

连接到该壳的一个或多个真空腔,

连接到该壳的一个或多个压缩空气腔，

与该一个或多个真空腔连接的一个真空产生源，

与该一个或多个压缩空气腔连接的一个压缩空气产生源，

在该壳上的一个或多个孔，可使封闭在该壳和使用者身体之间的空气与该一个或多个真空和压缩空气腔交换，

在该真空和压缩空气腔之间往复运动的一个阀，

连接到该壳的一个或多个传感器和一个或多个电子控制单元，以操作该阀和/或真空和压缩空气产生源和/或该装置的任何其它电子子元件；

连接到该电子控制单元的一个或多个电池和/或主机或外部功率源的电气连接，以给该传感器和电子控制单元，和/或该真空和压缩空气产生源和/或该装置的任何其它功率驱动的元件供电，

使该壳与使用者身体密封的密封机构，和

将该壳与使用者身体固定的壳固定机构。

2.如权利要求1的呼吸装置，其中，以真空泵和压缩机形式固定在该壳上的该真空和压缩空气产生源，或只是通过文丘里作用或任何其它装置也可产生真空的压缩机，和

除了该壳外，该装置的任何或全部元件可以为可拆卸的分开单元，它们固定于大量的壳尺寸上。

3.如权利要求1的呼吸装置，其中，

该真空和压缩空气产生源为外部真空泵和压缩机形式的壳的外部源，或只为通过文丘里作用或通过医院管线的真空和压缩空气输出也可产生真空的压缩机，或只为通过文丘里作用也可产生真空的医院的管线的压缩空气输出，并且其中，

这些所述的源利用小直径的管(<1cm)和高压管与该壳的真空和压缩空气腔连通。

4.如权利要求1的呼吸装置，其中，该阀为在使用者开始呼入作用的几微秒内，或从该电子控制单元来的指令的几微秒内超快速作用的。

5.如权利要求1的呼吸装置，其中，该装置在固定该紧固机构后自动开始为使用者通风。

6.如权利要求1的呼吸装置，其中，它还包括管和/或其它输送装置，以将从该装置来的温暖的空气供给使用者的鼻子，该装置还可雾化药物和/或将该药物加湿和通过鼻管或面具或头盔输送至使用者。

7.如权利要求1的呼吸装置，其中，该壳或做成几个尺寸和/或可调节和/或可定制，以使死空间最小。

8.如权利要求1的呼吸装置，其中，该壳和/或真空和压缩空气腔利用薄壁的结构支承的元件，如由翅支承的双壳，或利用窄的隔开的肋或格子结构使刚度好的薄壳作成，重量轻。

9.权利要求1的呼吸装置，其中，

该电子控制单元与外部编程的装置如移动电话或其它计算装置连接，以便通过有线和/或无线装置为每个使用者定制设定，甚至可通过互联网编程，或者

该电子控制单元与一个输入装置连接，如键盘和/或一个显示装置或触屏，该输入装置固定在壳上，以便在该装置上根据需要给各种设定如呼吸速率，节奏，压力，潮汐量等编程。

10.如权利要求1的呼吸装置，其中，该装置可编程，比如为使用者的呼吸肌肉提供阻力训练，以改善呼吸肌肉的强度，和/或改善呼吸速率，节奏，和使用者的容量。

11.如权利要求1的呼吸装置，其中，还可利用该装置，通过鼻管和/或面具和/或头盔和/或气管和/或任何其它装置为使用者产生和提供正压通风。

12.一种重量轻，低功率的呼吸装置，其重量小于2kg，需要小于20瓦的功率，它包括：

一个或多个压缩空气腔，

一个与该一个或多个压缩空气腔连接的压缩空气产生源，

一个打开该压缩空气腔的快速作用阀，

操作该装置的一个或多个传感器和一个或多个电子控制单元，

一个或多个电池和/或连接到主机或者外部电源的电气连接，与该电子控制单元固定，用以给该装置供电，和

从该压缩空气腔通过鼻管和/或面具和/或头盔和/或气管输送压缩空气至使用者的管。

13.如权利要求1的呼吸装置，其中，该密封包括用外皮肤覆盖的开放的单元式泡沫，以防止在该密封内的空气与大气连通，同时可使空气在该密封内运动，形成柔软，舒服而牢靠的密封。