CN107997948A - 一种便携式智能化辅助排痰装置 - Google Patents

Abstract

一种便携式智能化辅助排痰装置，包括排痰背心（1），排痰背心（1）上背部与气动脉冲发生器（3）之间连接有呼吸传感器（5）；气动脉冲发生器（3）上设有控制单元（6）；排痰背心（1）一侧腰部与气动脉冲发生器（3）通过脉搏血氧传感器（4）连接；脉搏血氧传感器（4）、呼吸传感器（5）和排痰背心（1）为一体化设计；气脉冲发生器（3）和排痰背心（1）之间通过导气软管（2）连接。一种便携式智能化辅助排痰方法，通过采集患者呼吸频率和血氧饱和度来判定患者状态，排痰背心（1）振动，帮助患者排痰。本发明实现了排痰装置的自动控制，简化了装置的操作，减轻了医护人员的劳动强度。

Description

一种便携式智能化辅助排痰装置

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种便携式智能化辅助排痰装置。

背景技术

我国有4300万老慢支患者，其中很大一部分人身体虚弱，无自主排痰能力，造成肺部血液循环淤滞，增加了肺部感染、肺不张等并发症发生的几率，因此，适时启动设备辅助排痰很重要。

现有排痰装置的局限

一、手持式叩击振动排痰机，治疗时患者采取俯卧、侧卧、坐位，能有效清除呼吸道分泌物，减少肺部湿啰音，提高患者动脉血氧饱和度，促进炎症消散，预防肺部感染的发生和控制其进一步发展。其工作强度大大低于人工拍背排痰。但设备体积大、整机重量重，无法实现便携，且采购费用高、对操作人员也有较高要求，且每次只能叩击一个部位，不能同时对全胸廓叩击。整个操作过程需要患者体位配合，目前主要是在医院有关科室使用，一般需要根据患者情况定期由专业医护人员操作，在敬老院及家庭推广有较大难度，而且部分患者无法适应叩击这种感受，不易耐受。其启动方式为手动。

二、高频胸壁振荡排痰仪体积较小，已属于便携式设备，但重量仍偏重。治疗时将背心(胸带)穿在患者身上，调到合适参数即可。对患者体位无要求，坐位、卧位、侧卧或者仰卧均可以排痰，可以减轻护理人员的工作强度，且不易受操作人员情绪、疲劳、经验等影响，有利于提高护理工作质量。且这种振动刺激能松弛肌肉、有按摩的功效，使患者感到舒适，易于接受。其不足之处是启动方式为手动，不能实现自动启动，离智能化有更大距离。对于在敬老院或是家中长期卧床的老人，一般都存在医疗条件不足、缺少陪护人员或是无子女陪伴的问题。一旦出现痰液堵塞无法顺利排出，又未能及时启动设备辅助排痰，那么就会造成肺部血液循环淤滞，增加肺部感染、肺不张等并发症发生的几率，甚至导致更严重的后果。

三、无创咳痰机体积小，重量在三者之中最轻，携带较方便。每次治疗过程时间大约5分钟左右。利用压力差诱导咳嗽，有效清除因咳嗽时的呼气峰流量降低而产生的分泌物，起到祛痰平喘的效果，且可以改善肺通气，绝大多数患者均可耐受。治疗前要详细评估分析患者的呼吸形态、吸呼比、吸气压力和流速，根据每个患者的特异性来设置参数，但这是一个难点，如果咳痰设置的时间过长，这就有可能造成过抽，负压作用在肺上，肺泡塌陷，导致肺不张；如果咳痰设置的时间过短，可以想象，当咳痰停止的时候，肺内还有很多空气，这意味着本次咳痰没有达到最好的效果，正压深吸气时患者就会感到不舒适。另外，要对患者做好健康宣教，消除紧张情绪，指导患者如何配合正确的呼气、吸气及咳痰方式，同时应密切监测患者的呼吸、脉率、血氧饱和度等多项指标，更要关注患者的憋喘情况。操作中需要医务人员口令指导，当机器进入吸气相时指导患者吸气；当机器转为呼气相时指导患者呼气。这样就能保持气流通畅，排痰更为彻底。但在很多情况下，患者的呼吸无法与机器合拍，在他们不得不去适应机器的节拍时就会感觉特别不舒服。因此，无创咳痰机参数的设置是一个专业性很强的细致工作，还要监测相关技术指标，这不是敬老院和家庭能实现的，另外，无创咳痰机显然是手动启动，尚未实现自动化、智能化。

通过分析市场上已有的三种类型的排痰装置即手持式叩击振动排痰机、高频胸壁振荡排痰仪及无创咳痰机的工作原理和操作方法后发现，它们均存在便携性差、无法实现自动启停等局限。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供一种便携式智能化辅助排痰装置，包括排痰背心，排痰背心上背部通过呼吸传感器与气动脉冲发生器连接，气脉冲发生器上设控制单元；排痰背心一侧腰部通过脉搏血氧传感器与气动脉冲发生器连接。脉搏血氧传感器设在排痰背心外侧，所述呼吸传感器设在排痰背心里侧；所述脉搏血氧传感器、呼吸传感器和排痰背心为一体化设计；气脉冲发生器和排痰背心之间通过导气软管连接。

一种便携式智能化辅助排痰方法，首先，采集患者呼吸和血氧值，当呼吸传感器的呼吸频率高值大于24次/min或者低值小于12次/min，并且脉搏血氧传感器的血氧饱和度值小于85%，控制单元判定患者需要辅助排痰，启动气动脉冲发生器，对排痰背心循环充气和放气，帮助患者振动排痰。当呼吸传感器的呼吸频率为16-20次/min，并且脉搏血氧传感器的血氧饱和度值大于94%，控制单元判定患者已经恢复正常状态，停运气动脉冲发生器。

本发明的有益效果是血氧饱和度的测定可使用脉搏血氧传感器，采用光电血氧检测技术，通过手指检测到人的血氧饱和度，属于无创监测。使用呼吸传感器测定呼吸频率。呼吸传感器可以绑定在病人身体上，可以实时监测到人体呼吸的频率和力度。脉搏血氧传感器、呼吸传感器和排痰背心为一体化设计，穿于病人身上。气脉冲发生器和排痰背心之间通过导气软管连接，气脉冲发生器通过循环充气和放气实现排痰背心的振动，以帮助病人排痰。引入呼吸频率、血氧饱和度作为控制排痰装置自动启停的两个参数，实现了排痰装置的自动控制，简化了装置的操作，减轻了医护人员的劳动强度。

将辅助排痰装置的启停由单一的手动启停模式改进为既有手动启停又有自动启停模式，确保病人在任何有需要时都能进行排痰操作。

在手动模式下排痰装置能记录手动启停时呼吸频率、血氧饱和度参数，并且将参数实时更新到控制单元。系统将建立个人专属数据库，通过记忆不断调整自动启停阈值，实现了系统的智能化控制。

排痰装置整机重量控制在8公斤以内，方便携带和推广。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为本发明自动开启逻辑。

图3为本发明自动停止逻辑。

图4为本发明电气原理图。

图中，1、排痰背心，2、导气软管，3、气动脉冲发生器，4、脉搏血氧传感器，5、呼吸传感器，6.控制单元。

具体实施方式

如图1所示，一种便携式智能化辅助排痰装置，包括排痰背心1，排痰背心1上背部与气动脉冲发生器3之间连接有呼吸传感器5。脉搏血氧传感器4集合在排痰背心1外侧，所述呼吸传感器5集合在排痰背心1里侧；气动脉冲发生器3上设有控制单元6。排痰背心1一侧腰部与气动脉冲发生器3通过脉搏血氧传感器4连接。所述脉搏血氧传感器3、呼吸传感器5和排痰背心1为一体化设计。气脉冲发生器3和排痰背心1之间通过导气软管2连接。

如图2和3所示，一种便携式智能化辅助排痰方法，本发明中通过对病人关键参数的监测以实现排痰装置的启动和停止。将脉搏血氧传感器4夹持在病人手指上采集血氧饱和度，将呼吸传感器5绑在患者身上采集呼吸频率。如图2，当控制单元6检测到呼吸频率高值大于24次/min或者低值小于12次/min，并且血氧饱和度值小于85%时，排痰装置判定患者需要辅助排痰，控制单元6输出信号控制自启动触点K1吸合，继电器线圈KM1得电，自保持触点KM1吸合，排痰装置开始工作。如图3，当控制单元6监测到病人的呼吸频率高值大于16次/min或者低值小于20次/min，并且病人的血氧饱和度大于94%时，排痰装置认为病人已经恢复正常状态，控制单元6输出信号控制自停止触点K2断开，继电器线圈KM1失电，自保持触点KM1断开，排痰装置停止工作。

本发明排痰装置考虑病人个体差异和所处地区差异，在自动模式外也保留了手动模式，其电气原理图如图4所示。在排痰装置处于自动模式未启动，并且病人觉得有必要利用装置排痰时，可以将装置切换成手动模式。按下手动启动按钮SB1,继电器线圈KM1得电，自保持触点KM1吸合，装置开始工作，辅助排痰。此时呼吸传感器5和脉搏血氧传感器4的实时数据将被记录到控制单元6中，并且替换原有的数值，这样装置下次切换到自动模式时，将以最新的数据作为装置是否启动的判断条件。按下手动启动按钮SB2,继电器线圈KM1失电，自保持触点KM1断开，装置停止工作。

Claims (2)

1.一种便携式智能化辅助排痰装置，其特征在于：包括排痰背心（1），排痰背心（1）上背部与气动脉冲发生器（3）之间连接有呼吸传感器（5）；所述脉搏血氧传感器（4）设在排痰背心（1）外侧，呼吸传感器（5）设在排痰背心（1）里侧；气动脉冲发生器（3）上设有控制单元（6）；排痰背心（1）一侧腰部与气动脉冲发生器（3）通过脉搏血氧传感器（4）连接；所述脉搏血氧传感器（4）、呼吸传感器（5）和排痰背心（1）为一体化设计；气脉冲发生器（3）和排痰背心（1）之间通过导气软管（2）连接。

2.一种便携式智能化辅助排痰方法，其特征在于：首先，采集患者呼吸频率和血氧饱和度，当呼吸传感器（5）的呼吸频率高值大于24次/min或者低值小于12次/min，并且脉搏血氧传感器（4）的血氧饱和度值小于85%，控制单元（6）判定患者需要辅助排痰，启动气动脉冲发生器（3），对排痰背心（1）循环充气和放气，帮助患者振动排痰；当呼吸传感器（5）的呼吸频率为16-20次/min，并且脉搏血氧传感器（4）的血氧饱和度值大于94%，控制单元（6）判定患者已经恢复正常状态，停运气动脉冲发生器（3）。