CN109331309A - 通气控制装置和具有该通气控制装置的呼吸面罩设备 - Google Patents

Abstract

一种通气控制装置以及具有该通气控制装置的呼吸面罩设备。该通气控制装置包括：腔体，其具有一个或多个输气口以及用于与呼吸面罩连通的面罩通气口；设置在至少一个输气口处的阀组件；阀组件与输气口配合形成进气口和排气口；阀组件构造为在腔体内的压力小于或等于大气压时使进气口与面罩通气口导通，在腔体内的压力大于大气压时使排气口与面罩通气口导通；其中进气口的横截面积大于排气口的横截面积，且排气口能够在呼气时保持腔体内的压力大于大气压。该通气控制装置实现了呼气相的正压功能，避免持续正压引起的患者不适；使用时无需连接正压气体供给装置及管路等，从而方便患者移动；外出时无需携带正压气体供给装置。

Description

通气控制装置和具有该通气控制装置的呼吸面罩设备

技术领域

本发明涉及呼吸面罩技术领域，具体地涉及一种用于呼吸面罩的通气控制装置以及具有这种通气控制装置的呼吸面罩设备。

背景技术

目前治疗阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合症(OSAHS)的方法主要有外科手术、口腔矫正器和持续正压通气(CPAP)。

外科手术最常用的方式是悬雍垂腭咽成形术及其改良手术，用于上气道口咽部阻塞(包括咽部粘膜组织肥厚、咽腔狭小、悬雍垂肥大、软腭过低、扁桃体肥大)并且呼吸暂停低通气指数(AHI)<20次/小时。这种方法由于需动手术，患者接受度低，而且手术组织再长会造成病情反复，而之后无法再次手术。

口腔矫形器常用于单纯鼾症及轻度OSAHS患者(AHI<15次/小时)，特别是下颌后缩者，其疗效无法预计，只能试用。

持续正压通气技术是将呼吸面罩110通过连接管路120连接至CPAP呼吸机130，并将该呼吸面罩110佩戴至患者的面部。CPAP呼吸机130产生持续的正压气流，从而给患者的上气道提供生理性压力支撑，进而治疗OSAHS。持续正压通气的缺点在于：持续正压会引起患者不适，部分患者不能接受；连接管路跟呼吸机限制患者夜间活动，依从性低；CPAP呼吸机不方便携带且成本较高。呼吸面罩在若干不同的情况中用于呼吸紊乱治疗，例如阻塞性睡眠呼吸暂停综合症的治疗等；或在其他情况下用于提供稳定的可吸入气流。

因此，需要一种用于呼吸面罩的通气控制装置以及具有该通气控制装置的呼吸面罩设备，以至少部分地解决上文提到的问题。

发明内容

为了至少部分地解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于呼吸面罩的通气控制装置以及具有该通气控制装置的呼吸面罩。

根据本发明的一个方面提供的通气控制装置包括：腔体，其具有面罩通气口以及一个或多个输气口，所述面罩通气口用于与呼吸面罩连通；阀组件，其设置在至少一个所述输气口处；所述阀组件与所述输气口配合形成进气口和排气口；所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于或等于大气压时使所述进气口与所述面罩通气口连通，在所述腔体内的压力大于大气压时使所述排气口与所述面罩通气口连通；其中，所述进气口的横截面积大于所述排气口的横截面积，且所述排气口能够在呼气时保持所述腔体内的压力大于大气压。

优选地，所述输气口包括间隔设置的第一输气口和第二输气口，所述阀组件设置在所述第一输气口处；所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启所述第一输气口，所述第一输气口和所述第二输气口为所述进气口；所述腔体内的压力大于大气压时关闭所述第一输气口，所述第二输气口为所述排气口。

优选地，所述第二输气口处设置有调节机构，用于调节所述第二输气口的通气面积。

优选地，所述调节机构包括：固定件，其连接至所述腔体；可移动件，其可移动地连接至所述固定件；定位结构，其用于相对于所述固定件定位所述可移动件的位置；以及调节件，所述调节件的头部构造为能够容纳在所述第二输气口中且沿着所述第二输气口的气体流通方向具有不同的横截面积，所述调节件连接至所述可移动件，所述可移动件能够带动所述调节件沿着所述第二输气口的气体流通方向移动。

优选地，所述调节机构包括弹性件，所述弹性件连接在所述第二输气口处且覆盖所述第二输气口，所述弹性件上设置使所述第二输气口与大气连通的通孔，所述通孔的通气面积随所述腔体内压力的增大而增大。

优选地，所述调节机构还包括与所述第二输气口相连通的弹性阀嘴，所述弹性阀嘴沿着所述输气口的出气方向渐缩。

优选地，所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启所述输气口，所述输气口为所述进气口；所述阀组件在所述腔体内的压力大于大气压时关闭所述输气口的一部分，所述输气口的其余部分为排气口。

优选地，所述阀组件包括用于控制所述输气口的气体流通的一个或多个阀门，所述阀门为当所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启的单向阀，所述阀组件具有使所述腔体与大气连通的通气开口，所述通气开口包括设置在所述阀门上的通孔、和/或由多个阀门配合形成的开口，所述通气开口与所述输气口的重叠区域为所述排气口。

优选地，所述阀门由弹性材料制成，以使所述通气开口的通气面积随所述腔体内压力的增大而增大。

优选地，所述通气开口处设置有调节机构，用于调节所述通气开口的通气面积。

优选地，所述调节机构包括设置在所述阀门上且与所述通气开口连通的弹性阀嘴，所述弹性阀嘴沿着所述通气开口的出气方向渐缩。

优选地，所述调节机构包括：固定件，其连接至所述阀组件；可移动件，其可移动地连接至所述固定件；定位结构，其用于相对于所述固定件定位所述可移动件的位置；以及调节件，所述调节件的头部设置为能够容纳在所述通气开口中且沿着所述通气开口的气体流通方向具有不同的横截面积，所述调节件连接至所述可移动件，所述可移动件能够带动所述调节件沿着所述通气开口的气体流通方向移动。

优选地，所述阀组件设置于所述输气口上以覆盖所述输气口，所述阀组件上设置有与所述输气口相连通的通孔；所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于所述大气压时向所述腔体的内部隆起以使所述通孔变大，且在所述腔体内的压力大于所述大气压时限制所述阀组件向所述腔体的外部隆起。

优选地，所述阀组件包括：弹性阀片，所述弹性阀片设置于所述输气口上以覆盖所述输气口，当所述腔体内的压力小于所述大气压时，所述弹性阀片向所述腔体内隆起，使所述通孔变大，止挡件，所述止挡件设置在所述弹性阀片的远离所述腔体的一侧，用于在所述腔体内的压力大于所述大气压时，止挡所述弹性阀片向所述腔体外隆起。

根据本发明的另一个方面提供的呼吸面罩设备包括：呼吸面罩；以及如上所述的人一种通气控制装置，所述通气控制装置连接至所述呼吸面罩，并通过所述面罩通气口与所述呼吸面罩通气。

优选地，所述呼吸面罩包括面罩主体和连接至所述面罩主体上的衬垫组件，所述衬垫组件用于与患者的面部接触，所述面罩主体和所述衬垫组件共同形成用于与患者的口和/或鼻连通的空腔，其中，所述通气控制装置的所述腔体是所述空腔的一部分，所述通气控制装置的所述阀组件设置在所述面罩主体上。

患者呼气时，呼吸面罩内的压力会高于大气压。本发明利用呼气气压改变的特点，提供了一种在吸气和呼气时分别具有不同横截面积的进气口和排气口的通气控制装置，并且排气口具有相对较小的横截面积，进而实现了呼气相的正压功能，避免持续(呼气和吸气)正压引起的患者不适；该通气控制装置利用自身的机械结构来提供呼气正压，因此使用时无需连接正压气体供给装置(例如CPAP呼吸机)及管路等，从而方便患者移动；外出时无需携带正压气体供给装置，患者可以随时佩戴具有该通气控制装置的呼吸面罩进行治疗。此外，该通气控制装置体积小巧，方便携带，成本较低。

在发明内容中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

以下结合附图，详细说明本发明的优点和特征。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1为现有的持续正压通气系统的示意图；

图2A为具有根据本发明一个实施例的通气控制装置的呼吸面罩的立体图；

图2B为图2A中的通气控制装置和呼吸面罩的全剖视图；

图3为具有根据本发明第一实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图；

图4为具有根据本发明第二实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图；

图5为具有根据本发明第三实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图；

图6为具有根据本发明第四实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图；

图7A为具有根据本发明第五实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图；

图7B为图7A中的通气控制装置和呼吸面罩的立体图；

图8为具有根据本发明第六实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图；

图9为具有根据本发明第七实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图；以及

图10为具有根据本发明第八实施例的通气控制装置的呼吸面罩的剖视图。

110、呼吸面罩；120、连接管路；130、CPAP呼吸机；20、呼吸面罩；21、面罩主体；22、衬垫组件；23、支撑部分；24、前额支撑件；200、通气控制装置；210、腔体；211、面罩通气口；212A、第一输气口；212B、第二输气口；213、连接结构；220、阀组件；300、调节机构；310、固定件；320、可移动件；330、定位结构；340、调节件；311、出气口；341、头部；400、调节机构；410、弹性件；420、通孔；500、弹性阀嘴；610、腔体；611、面罩通气口；612、输气口；621、阀门；622、连接件；623、通孔；710、腔体；711、面罩通气口；712、输气口；721、阀门；722、连接件；723、开口；800、弹性阀嘴；910、腔体；912、输气口；921、阀门；922、通孔；923、偏置构件；930、调节机构；931、固定件；932、可移动件；933、定位结构；934、调节件；935、头部；940、通气口；1010、腔体；1011、面罩通气口；1012、输气口；1020、阀组件；1021、弹性阀片；1022、通孔；1023、止挡件；1024、气孔。

具体实施方式

在下文的描述中，提供了大量的细节以便能够彻底地理解本发明。然而，本领域技术人员可以了解，如下描述仅示例性地示出了本发明的优选实施例，本发明可以无需一个或多个这样的细节而得以实施。此外，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行详细描述。

根据本发明的一个方面，提供一种用于呼吸面罩的通气控制装置(以下简称通气控制装置)。为了能够准确、完整地理解该通气控制装置，本文将首先对采用该通气控制装置的呼吸面罩进行简单描述。可以理解的是，附图中所示出的口鼻罩型呼吸面罩仅为示例性的，本文提供的通气控制装置并不限于仅应用至该口鼻罩型呼吸面罩，其还可以应用至鼻罩型、全脸罩型或鼻塞型等形式的呼吸面罩。

如图2A的立体图和图2B的剖视图所示，呼吸面罩20包括面罩主体21、衬垫组件22和前额支撑件24。在未示出的其它实施例中，呼吸面罩20可能会不包括其中的一个或两个部件，例如不包括前额支撑件24。

面罩主体21上设置有面罩通孔(未标示出)。衬垫组件22安装在面罩主体21上。面罩主体21和衬垫组件22共同形成空腔。衬垫组件22可以固定地连接或可拆卸地连接到面罩主体21。在使用时，面罩主体21和衬垫组件22将与患者的脸部(包括脸颊、鼻梁、嘴巴上下部等)接触，形成密封，以使该空腔与患者的鼻腔或者口鼻腔连通。面罩主体21可以由刚性材料制成，或者也可以由柔性材料制成。衬垫组件22优选地由柔性材料制成。衬垫组件22可以是气囊，也可以是膜结构。膜结构可以是单层或分离的双层。衬垫组件22也可包括粘合件(例如不干胶等)，以提升病人感受和密封效果。面罩主体21和衬垫组件22的从正面看的形状不限于图中所示的大体三角形，还可以为梨形、梯形等等。面罩主体21和衬垫组件22还可以采用与口鼻部形状相适配的形状等等。在鼻塞型呼吸面罩中，衬垫组件22也可以设计成与鼻孔口密封的锥形膜形状的鼻塞，此结构同样可具有单层或分离的双层膜结构。在口鼻型呼吸面罩中，还可以将鼻塞与口部罩型设计相结合。衬垫组件22包括支撑部分23。支撑部分23可设计成皱褶、波纹管、局部减薄、弯折、弧形等结构，以实现此呼吸面罩20与脸部更好的贴合，甚至实现衬垫组件22的软垫部分与面罩主体21间悬浮，从而可自适应衬垫与脸部的贴合角度，并利用腔内气体压力辅助密封。作为一个实例，支撑部分23采用气囊或凝胶，可具有自适应脸型的功能。

此外，该呼吸面罩20还包含用于连接固定组件的固定件，例如卡扣、绑带环等。固定件可以作为单独零件连接于面罩主体21上，也可与面罩主体21一体形成。固定组件用于把呼吸面罩20固定在患者面部的适当位置，可以是现有的各种头带。头带上可以有与面罩主体21连接的结构，比如扣、带魔术贴的绑带。头带的材料可以采用编织物、弹性体等(其中弹性体可以是泡沫、硅胶等)，也可以采用编织物和弹性体复合的多层结构，以提高其弹性、透气性及人体顺应性。头带的形状可做成Y字形、工字形等各种形态，同时可加入某些方向相对刚性而另外某些方向柔性的零件，以更好固定该呼吸面罩20。固定组件也可以是直接固定于脸部、鼻子外部或鼻腔内的结构，比如可以是粘合件(例如不干胶等)的固定结构。

前额支撑件24在使用时抵靠在患者的额头上。前额支撑件24与面罩主体21之间的连接可以是固定式的或可分拆式的，分拆式的实施例例如是通过扣位。前额支撑件24包含柔软的额头接触部。该前额支撑件24还可以具有调整装置，以调整与额头距离，保证适应不同面型。

上述刚性材料可以是塑料、合金等，柔性材料可以是硅胶、凝胶、泡沫、气囊、纺织品等，此材料定义也适用于后续各部分内容。

呼吸面罩20所包含的各个部件都可以采用本领域已知的构造，因此这里不再进一步详细描述。

下面将结合附图对本发明提供的通气控制装置的多个优选实施例进行详细描述。参见图2A-2B，通气控制装置200包括腔体210和阀组件220。

腔体210具有一个或多个输气口以及面罩通气口211。在图2A-2B的实施例中，输气口例如包括第一输气口212A和第二输气口212B。面罩通气口211用于与呼吸面罩20通气。面罩通气口211例如连接至呼吸面罩20的面罩通孔。虽然图中示出的腔体210大体上呈圆柱形，但是在未示出的其他实施例中，腔体210还可以具有其他任意形状，只要能够形成可以与呼吸面罩20进行通气的密封空间即可。下文在描述部件设置在腔体内/外时可以不考虑腔体的壁厚。如果将壁厚考虑在内，本领域的技术人员在阅读本申请之后可以理解，设置在腔体内/外有可能包括设置在腔体的内面和外面(内面和外面之间的厚度为壁厚)之间的情况。例如，下文将提到的“弹性阀嘴在腔体的外侧连接至通孔”，根据对技术方案的理解，弹性阀嘴可以在通孔内连接至腔体的壁。腔体210的体积不限，以佩戴舒适为佳。腔体210可以由柔性材料或刚性材料制成。该腔体210可以不可拆卸地连接至呼吸面罩20，以使通气控制装置200不可拆卸地连接至呼吸面罩20。该腔体210甚至可以与面罩主体21和衬垫组件22形成的空腔成一体，例如采用模制工艺使腔体210与面罩主体21一体成型。在腔体210与面罩主体21成一体的情况下，腔体210与空腔可以形成为两个可以明显区分并连通的腔。此外，腔体210也可以做成空腔的一部分，也就是说，针对图2A-2B所示的实施例，可以利用呼吸面罩的空腔的一部分作为腔体210，将输气口形成在面罩主体21上。这样，阀组件220可以直接设置在面罩主体21上。在腔体210与面罩主体21分体设置的实施例中，可以在腔体210的面罩通气口211处设置连接结构213。该连接结构213用于将通气控制装置200可拆卸地连接至呼吸面罩20。连接结构213例如可以为卡扣连接结构、螺纹连接结构或弹性体抱紧连接结构等。这样，可以随时更换通气控制装置200，并且可以将该通气控制装置200设计成可以直接应用于现有的CPAP呼吸面罩，以降低患者的使用成本。

输气口用于呼吸面罩20与大气之间的气体交换，包括患者的吸气和患者的呼气，均通过该输气口来完成。在图2A-2B的实施例中，腔体210上设置有相互间隔开的第一输气口212A和第二输气口212B。在未示出的其他实施例中，输气口的数量可以为一个或多于两个。后文将讨论设置一个和多于两个输气口的优选实施例。阀组件220设置在至少一个输气口处。阀组件220与输气口配合形成了进气口和排气口。进气口和排气口都能够与面罩通气口211连通。作为示例，当需要形成排气口时，阀组件可以处于关闭状态，以遮挡输气口中的一个或多个、甚至可以遮挡一个或多个输气口的一部分；当需要形成进气口时，阀组件可以处于开启状态，以使全部输气口都能够导通，或者比处于关闭状态时对输气口的遮挡面积小，这样形成用于气体交换的进气口。例如在图2A-2B的实施例中，阀组件220关闭时，其遮挡第一输气口212A，而第二输气口212B形成排气口；阀组件220开启时，第一输气口212A和第二输气口212B形成进气口。

阀组件220构造为在腔体210内的压力P₁小于或等于大气压P₀时(也就是患者吸气时)，使进气口与面罩通气口连通。阀组件220还构造为在腔体210内的压力P₁大于大气压P₀时(也就是患者呼气时)，使排气口与面罩通气口连通。进气口的横截面积S₁大于排气口的横截面积S₂。进气口的横截面积S₁相对较大，以实现吸气时无阻力或小阻力。排气口的横截面积S₂相对较小。排气口能够在呼气时保持腔体210内的压力P₁大于大气压P₀，进而形成呼气正压。在图2A-2B的实施例中，阀组件220设置在第一输气口212A处。当腔体210内的压力P₁小于或等于大气压P₀时，可以令阀组件220开启，气体从第一输气口212A和第二输气口212B进入腔体210内。第一输气口212A和第二输气口212B为进气口。当腔体210内的压力P₁大于大气压P₀时，可以令阀组件220关闭，气体仅从第二输气口212B排出腔体210。第二输气口212B为排气口。第二输气口212B的横截面积可以设置得较小，以使气体的排出速率小于患者的呼气速率，进而确保呼气时保持腔体210内的压力P₁大于大气压P₀。吸气时，第二输气口212B还能起到辅助进气的作用，有助于使吸气趋向于无阻力。相关病理研究成果表明，OSAHS患者在吸气时气道没有阻塞，只在呼气时有阻塞。本发明采用呼气正压来防止上呼吸道塌陷，进而对OSAHS起到治疗作用。

在一个实施例中，阀组件可以包括由弹性材料或形态记忆材料制成的阀门以及将该阀门在第一输气口212A连接至腔体210的连接件。这样，当压力P₁小于或等于大气压P₀时，阀门向腔体210内打开，允许空气进入腔体210。在另一实施例中，阀组件可以包括设置在腔体210内侧的阀门和偏置构件。当阀门关闭时，偏置构件逆着进气方向对阀门施加移动阻力或不施加力，阀门抵靠在腔体210的内壁上；当存在内外气压差时，气体克服移动阻力使阀门打开，允许空气进入腔体210。当然，阀组件220还可以具有多种实施方式，只要能够实现上述功能即可。

在进一步优选的实施例中，可以在第二输气口212B处增加调节机构，用于调节第二输气口212B的通气面积。该通气面积是指第二输气口212B能够与大气进行气体交换的区域的面积。举例来说，当遮挡第二输气口212B的一部分时，通气面积为未遮挡部分的横截面积；当未遮挡第二输气口212B时，通气面积就是第二输气口212B的横截面积。下文提到的通气面积可以参照此处的限定。通过调节第二输气口212B的通气面积可以控制呼气时腔体210内的压力P₁，进而调节治疗用的呼气正压。参见图3所示的实施例，其与图2A-2B所示的实施例基本相同，这里仅针对不同之处进行详细描述，并且相同或相似的部件将采用相同的附图标记。调节机构300包括固定件310、可移动件320、定位结构330和调节件340。固定件310连接至腔体210。可移动件320可移动地连接至固定件310。固定件310和可移动件320不封闭第二输气口212B，例如可以在固定件310和/或可移动件320上设置出气口311、和/或在固定件310与可移动件320之间的连接处形成出气口、以及/或者将固定件310和/或可移动件320设置成框架或网状形式，只要能够使经由第二输气口212B排出的气体可以排放到大气中即可。定位结构330用于相对于固定件310定位可移动件320的位置。在图3所示的实施例中，定位结构330可以是设置在固定件310和可移动件320上的相互匹配的螺纹。在未示出的其他实施例中，定位结构可以是卡扣、固定销等等。调节件340的头部341设置为能够容纳在第二输气口212B中。调节件340的头部341沿着第二输气口212B的气体流通方向具有不同的横截面积。作为示例，头部341可以呈圆锥形、圆台形、棱锥形、棱台形等；头部341还可以呈台阶状，以沿着气体流通方向具有不同的横截面积。第二输气口212B可以与头部341的形状相适配。例如图3中所示，头部341和第二输气口212B均呈圆台形。此外，第二输气口212B也可以为圆柱形。这样，当头部341的不同位置进入到第二输气口212B中时，可以对流经第二输气口212B的气流形成阻挡，进而调节第二输气口212B的通气面积。头部341完全移出第二输气口212B时，第二输气口212B具有最大通气面积。调节件340连接至可移动件320。通过可移动件320的移动来带动调节件340沿着第二输气口212B的气体流通方向移动。并且，在移动到适当位置后，由定位结构330固定可移动件320和固定件310之间的相对位置。需要说明的是，该调节机构可以增加到上文和下文所提到的任一种实施例中，如果需要的话，本领域的技术人员基于对图3所示的实施例的理解，为了增加调节机构，可以对其他实施例中的部分部件进行适当变型。上文所述的调节机构将由患者或医护人员根据患者的情况调节后在一段时间内保持在调节后的位置，也就是说，这种调节并非实时进行。下面，我们将介绍一种根据腔体210内的压力P₁实时调节第二输气口的通气面积的实施例。

在另一个实施例中，如图4所示，调节机构400包括弹性件410。弹性件410连接在第二输气口212B处且覆盖第二输气口212B。弹性件410上设置有使第二输气口212B与大气连通的通孔420。通孔420用于形成排气口。弹性件410可以制作成片状的。通孔420的通气面积随腔体210内压力P₁的变化而变化。呼气时，腔体210内的压力P₁增大，弹性件410将会朝向腔体210的外侧膨胀，增大通孔420的通气面积。由此，可以抵消腔体210内压力P₁的变化，起到一定调节作用，使压力P₁保持在一定范围内，不会由于患者的剧烈呼气而剧增。同样地，吸气时，腔体210内的压力P₁减小，阀组件220开启，气体可以经由第一输气口212A和第二输气口212B进入腔体210内。此外，吸气时弹性件410还将会朝向腔体210的内侧膨胀，增大通孔420的通气面积，并且随着患者呼吸越深通孔420的通气面积越大，有助于患者顺畅地吸气。

进一步优选地，如图5所示，可以在图4所示的调节机构中增加弹性阀嘴500。弹性阀嘴500与第二输气口212B相连通。作为示例，弹性阀嘴500在腔体210的外侧连接至通孔420。优选地，弹性阀嘴可以与弹性件410一体地形成。当然，可以采用分体形成后连接在一起的方式。弹性阀嘴500沿着通孔420的出气方向渐缩。呼气时，腔体210内的压力P₁增大，弹性件410将会朝向腔体210的外侧膨胀，增大通孔420的通气面积，弹性阀嘴500的通气面积也会增大，进而增大排气口的横截面积。由此，可以抵消腔体210内压力P₁的变化，起到一定调节作用，使压力P₁保持在一定范围内，不会由于患者的剧烈呼气而剧增。并且由于弹性阀嘴500的渐缩设计，会更好地控制通孔420的形变量，进而更稳定地控制腔体210内压力P₁的变化。可以理解的是，该弹性阀嘴500也可以增加至图2A-2B所示的实施例中。弹性阀嘴500与第二输气口212B相连通。作为示例，弹性阀嘴500在腔体210的外侧连接至第二输气口212B。患者呼气时，弹性阀嘴500的通气面积增大，也会对腔体210内的气压P₁起到一定调节作用。

在另一组实施例中，如图6所示，腔体610上设置有面罩通气口611和输气口612。输气口612可以为图中所示的一个，也可以为多个。在多个输气口的情况下，可以多个输气口都由阀组件620来开启和关闭，也可以其中的几个由阀组件620来开启和关闭。面罩通气口611与上文描述的面罩通气口基本相同。当阀组件620开启时，输气口612开启，反之，输气口612则关闭。阀组件620构造为在腔体610内的压力P₁小于或等于大气压P₀时开启输气口612。也就是说，吸气时阀组件620开启，输气口612为进气口。阀组件620还构造为在腔体610内的压力P₁大于大气压P₀时关闭输气口612的一部分。此时，输气口612的其余部分为排气口。阀组件620可以具有使腔体610与大气连通的通气开口。作为示例，阀组件620可以包括为单向阀的阀门，该阀门用于控制输气口612的气体流通。阀门在腔体内的压力P₁小于或等于大气压P₀时开启，以使输气口612作为进气口。通气开口可以为设置在阀门上通孔623。通孔623与输气口612具有重叠区域，以作为排气口。在其他实施例中，通气开口还可以具有其他实施方式，后文将结合图7进行说明。呼气时，腔体610内的压力P₁大于大气压P₀，阀组件620关闭输气口612，呼出的气体通过通孔623排出。通孔623作为排气口。在图6所述的实施例中，阀门621在输气口612处(例如通过连接件622)可枢转地连接至腔体610。通孔623设置在阀门621上。在一个实施例中，阀门621的至少与连接件622的连接的部分具有弹性，以使阀门621在开启位置和关闭位置之间可枢转。在未示出的其他实施例中，阀门与腔体610分开设置。阀门可以(例如通过偏置构件)在开启位置和关闭位置之间可移动地连接至腔体。偏置构件将阀门在腔体610内侧抵靠在输气口612处，并在阀门移动时对阀门施加移动阻力。此外，在存在偏执构件的情况下，阀门也可以可枢转地连接至腔体610。后文还将结合图9描述阀门与腔体610分开设置的阀组件。可以了解，阀门可以采用各种形式，只要能够实现上述功能即可。在阀门621上设置有通孔623。通孔623与输气口612连通。通孔623的横截面积小于输气口612的横截面积。当腔体610内的压力P₁大于大气压P₀时关闭输气口612，腔体610内的气体通过通孔623排出。通孔623通常较小，以在呼气时保持腔体610内的压力大于大气压P₀。

在图2A-2B、3-5所描述的实施例中，存在多个输气口，通过阀组件开启和关闭输气口中的一个或几个，使该通气控制装置具有不同的进气口和排气口，进而调整呼气和吸气时的气体流量，实现吸气时的无阻力或小阻力、以及呼气正压。而图6所示的实施例的不同之处在于，吸气时，阀组件开启输气口，形成进气口，实现吸气时无阻力或小阻力。排气时，阀组件关闭输气口的一部分，例如在阀组件(更具体地说是阀门)上设置通孔，以形成排气口。此外，在未示出的其他实施例中，还可以使阀组件设置为关闭输气口时阀组件的阀门未完全覆盖输气口。由阀门与输气口之间的缝隙形成排气口。这样，在呼气时形成正压环境。

图7A-7B示出了具有根据本发明一个实施例的通气控制装置的呼吸面罩。如图所示，阀组件720包括用于控制输气口712的气体流通的多个阀门721。多个阀门721(例如通过连接件722)在输气口712处可枢转地或可移动地连接至腔体710。多个阀门721与腔体710的连接方式可以参照针对图6部分的描述。多个阀门721设置为在腔体710内的压力P₁小于或等于大气压P₀时开启输气口712。吸气时，阀门721开启。可以了解，阀门可以采用各种形式，只要能够实现上述功能即可。通气开口可以为由多个阀门721配合形成的开口723。例如，多个阀门721可以间隔开设置来形成开口723。开口723与输气口712具有重叠区域。当腔体710内的压力P₁大于大气压P₀时部分关闭输气口712，腔体710内的气体可以通过开口723与输气口712的重叠区域排出。该重叠区域为排气口。该重叠区域的面积小于输气口712的通气面积。开口723与输气口712的重叠区域通常较小，以在呼气时保持腔体710内的压力大于大气压P₀。图7所示的通气控制装置的其他部件可以与前述的任一实施例相同或相似，这里不再详细描述。

优选地，输气口(例如612和712)与面罩通气口(例如611和711)相对设置，以使患者呼出的气体径直地通过排气口212排出，以避免呼吸面罩20和腔体210内的二氧化碳残留。此外，输气口与面罩通气口相对设置还可以使腔体610和710具有相对较小的长度，使得该通气控制装置的结构增加紧凑，体积更小巧。

此外，阀门621和721可以由弹性材料制成，以使通孔623和开口723的通气面积随腔体610和710内压力P₁的增大而增大。呼气时，腔体610和710内的压力P₁增大，阀门621和721将会朝向腔体610和710的外侧膨胀或变形，增大通孔623和开口723的通气面积，进而增大排气速率。由此，可以抵消腔体610和710内压力P₁的变化，起到一定调节作用，使压力P₁保持在一定范围内，不会由于患者的剧烈呼气而剧增。

进一步优选地，如图8所示，可以在图6所示的通气控制装置中增加调节机构，也就是弹性阀嘴800。弹性阀嘴800与图5所示的弹性阀嘴500的原理基本相同。弹性阀嘴800设置在阀门621上且与通孔623连通。作为示例，弹性阀嘴800在腔体的外侧连接至通孔623。优选地，弹性阀嘴800可以与阀门621一体地形成。当然，可以采用分体形成后连接在一起的方式。弹性阀嘴800沿着通孔623的出气方向渐缩。呼气时，腔体610内的压力P₁增大，弹性的阀门621将会朝向腔体610的外侧膨胀，增大通孔623的通气面积，弹性阀嘴800的通气面积也会增大，进而增大排气速率。由此，可以抵消腔体610内压力P₁的变化，起到一定调节作用，使压力P₁保持在一定范围内，不会由于患者的剧烈呼气而剧增。并且由于弹性阀嘴800的渐缩设计，会更好地控制通孔623的形变量，进而更稳定地控制腔体610内压力P₁的变化。

此外，通孔处还可以设置其它类型的调节机构，用于调节通孔的通气面积。作为示例，如图9所示，调节机构930包括固定件931、可移动件932、定位结构933和调节件934。该调节机构930与图3所示的调节机构300类似。固定件931连接至阀门921。在该实施例中，阀组件可以包括阀门921和偏置构件923。阀门921在开启位置和关闭位置之间可移动。阀门921上设置有通孔922。偏置构件923在阀门921从关闭位置向开启位置移动时对阀门921施加移动阻力。作为示例，偏置构件923可以将阀门921在腔体910内侧抵靠在输气口912处。当然，也可以采用图6、7A-7B和8所示的阀门或其它形式的阀门。可移动件932可移动地连接至固定件931。固定件931和可移动件932不封闭通孔922，例如可以在固定件931和/或可移动件932上设置通气口(例如通气口940)、和/或在固定件931和可移动件932之间的连接处形成通气口、以及/或者将固定件931和/或可移动件932设置成框架或网状形式，只要能够使经由通孔922排出的气体可以排放到大气中即可。图中示出的固定件931和可移动件932仅为一个示例。定位结构933用于相对于固定件931定位可移动件932的位置。在图9所示的实施例中，定位结构933可以是设置在固定件931和可移动件932上的相互匹配的螺纹。在未示出的其他实施例中，定位结构933可以是卡扣、固定销等等。调节件934的头部935设置为能够容纳在通孔923中。调节件934的头部935沿着通孔923的气体流通方向具有不同的横截面积。这样，当头部935的不同位置进入到通孔923中时，可以对流经通孔923的气流形成阻挡，进而调节输气口912的通气面积。调节件934连接至可移动件932。通过可移动件932的移动来带动调节件934沿着通孔923的气体流通方向移动。并且，在移动到适当位置后，由定位结构固定可移动件932和固定件931之间的相对位置。

在又一组实施例中，提供了另一种形式的通气控制装置。该通气控制装置包括腔体1010和阀组件1020。腔体1010具有面罩通气口1011和输气口1012。腔体1010与上述实施例类似。阀组件1020设置与输气口1011上。作为示例，阀组件1020的边缘连接至输气口1012，以覆盖输气口1012。阀组件1020可以在输气口1012内连接至输气口1012的侧壁，或者在输气口1012的外侧连接至输气口1012的端部。阀组件1020上设置有与输气口1012相连通的通孔1022。患者的呼气和进气均通过该通孔1022进行。为了实现吸气时无阻力或小阻力和呼气正压，阀组件1020构造为在腔体1010内的压力P₁小于大气压P₀时(即吸气时)向腔体1010的内部隆起，以使通孔1022变大，形成进气口。并且阀组件1020还构造为在腔体1010内的压力P₁大于大气压P₀时(即呼气时)限制阀组件1020向腔体1010的外部隆起。这样，保持通孔的通气面积不变，形成排气口。需要说明的是，在此实施例中，进气口和排气口的主要区别在于横截面积的改变。作为示例，阀组件1020可以由任意的朝两个方向具有不同形变量的单一或复合材料形成。此外，阀组件1020还可以由弹性材料制成，该阀组件1020还包括弹性阀嘴，该弹性阀嘴可以类似于图5的弹性阀嘴500和图8的弹性阀嘴800。只是阀组件1020的弹性阀嘴设置在腔体1010的内侧，并且沿着通孔的进气方向渐缩。这样，吸气时阀组件1020向腔体1010内隆起，通孔的尺寸变大并且弹性阀嘴的开口尺寸也增大。呼气时，弹性阀嘴向中心聚集，导致开口尺寸变小，形成呼气正压。

在一个优选实施例中，阀组件1020可以包括弹性阀片1021。弹性阀片1021设置于输气口1012上，以覆盖输气口1012。弹性阀片1021的边缘连接至输气口1012。作为示例，弹性阀片1021可以通过连接件连接至输气口1012。该连接件可以为粘合剂、卡圈或螺纹件等。此外，弹性阀片1021也可以通过输气口1012处的压接结构被连接到输气口1012。弹性阀片1021覆盖输气口1012。通孔1022设置在弹性阀片1021(例如其中心区域内)上。吸气时，腔体1010内的压力P₁小于大气压P₀，弹性阀片1021(尤其是其中心区域)向腔体1010内隆起，使通孔1022变大，实现无阻力或小阻力吸气。阀组件1020还包括止挡件1023。止挡件1023设置在弹性阀片1021的远离腔体1010的一侧。呼气时，腔体1010内的压力P₁大于大气压P₀，弹性阀片1021有向腔体1010外隆起或变形的趋势。但是由于止挡件1023的限制，止挡弹性阀片1021(尤其是其中心区域)向腔体1010外隆起，弹性阀片1021无法变形，因此通孔1022的尺寸不变，相对于吸气具有较小的通气面积。通孔1022的尺寸设置为呼气时在腔体1010内保持呼气正压。可以了解，止挡件1023是可以使气流流过的，例如可以在止挡件1023上设置气孔1024，或者采用金属网来制作止挡件1023等等。

本发明还提供一种呼吸面罩设备。该呼吸面罩设备包括上文所述的任一种呼吸面罩以及上文所述的任一种通气控制装置。通气控制装置连接至呼吸面罩，并通过面罩通气口与呼吸面罩通气。对于它们所包含的各个部件、结构可以参照上文相应部分的描述。

患者呼气时，呼吸面罩内的压力会高于大气压。本发明利用呼气气压改变的特点，提供了一种在吸气和呼气时分别具有不同横截面积的进气口和排气口的通气控制装置，并且排气口具有相对较小的横截面积，进而实现了呼气相的正压功能，避免持续(呼气和吸气)正压引起的患者不适；该通气控制装置利用自身的机械结构来提供呼气正压，因此使用时无需连接正压气体供给装置(例如CPAP呼吸机)及管路等，从而方便患者移动；外出时无需携带正压气体供给装置，患者可以随时佩戴具有该通气控制装置的呼吸面罩进行治疗。此外，该通气控制装置体积小巧，方便携带，成本较低。

本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (10)

1.一种用于呼吸面罩的通气控制装置，其特征在于，包括：

腔体，其具有面罩通气口以及一个或多个输气口，所述面罩通气口用于与呼吸面罩连通；

阀组件，其设置在至少一个所述输气口处；

所述阀组件与所述输气口配合形成进气口和排气口；所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于或等于大气压时使所述进气口与所述面罩通气口连通，在所述腔体内的压力大于大气压时使所述排气口与所述面罩通气口连通；

其中，所述进气口的横截面积大于所述排气口的横截面积，且所述排气口能够在呼气时保持所述腔体内的压力大于大气压；所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启所述输气口，所述输气口为所述进气口；所述阀组件在所述腔体内的压力大于大气压时关闭所述输气口的一部分，所述输气口的其余部分为排气口。

2.如权利要求1所述的通气控制装置，其特征在于，所述阀组件包括用于控制所述输气口的气体流通的一个或多个阀门，所述阀门为当所述腔体内的压力小于或等于大气压时开启的单向阀，所述阀组件具有使所述腔体与大气连通的通气开口，所述通气开口包括设置在所述阀门上的通孔、和/或由多个阀门配合形成的开口，所述通气开口与所述输气口的重叠区域为所述排气口。

3.如权利要求2所述的通气控制装置，其特征在于，所述阀门由弹性材料制成，以使所述通气开口的通气面积随所述腔体内压力的增大而增大。

4.如权利要求3所述的通气控制装置，其特征在于，所述通气开口处设置有调节机构，用于调节所述通气开口的通气面积。

5.如权利要求4所述的通气控制装置，其特征在于，所述调节机构包括设置在所述阀门上且与所述通气开口连通的弹性阀嘴，所述弹性阀嘴沿着所述通气开口的出气方向渐缩。

6.如权利要求5所述的通气控制装置，其特征在于，所述调节机构包括：

固定件，其连接至所述阀组件；

可移动件，其可移动地连接至所述固定件；

定位结构，其用于相对于所述固定件定位所述可移动件的位置；以及

调节件，所述调节件的头部设置为能够容纳在所述通气开口中且沿着所述通气开口的气体流通方向具有不同的横截面积，所述调节件连接至所述可移动件，所述可移动件能够带动所述调节件沿着所述通气开口的气体流通方向移动。

7.如权利要求1所述的通气控制装置，其特征在于，所述阀组件设置于所述输气口上以覆盖所述输气口，所述阀组件上设置有与所述输气口相连通的通孔；

所述阀组件构造为在所述腔体内的压力小于所述大气压时向所述腔体的内部隆起以使所述通孔变大，且在所述腔体内的压力大于所述大气压时限制所述阀组件向所述腔体的外部隆起。

8.如权利要求7所述的通气控制装置，其特征在于，所述阀组件包括：

弹性阀片，所述弹性阀片设置于所述输气口上以覆盖所述输气口，当所述腔体内的压力小于所述大气压时，所述弹性阀片向所述腔体内隆起，使所述通孔变大，

止挡件，所述止挡件设置在所述弹性阀片的远离所述腔体的一侧，用于在所述腔体内的压力大于所述大气压时，止挡所述弹性阀片向所述腔体外隆起。

9.一种呼吸面罩设备，其特征在于，包括：

呼吸面罩；以及

如权利要求1-8中任一项所述的通气控制装置，所述通气控制装置连接至所述呼吸面罩，并通过所述面罩通气口与所述呼吸面罩通气。

10.如权利要求9所述的呼吸面罩设备，其特征在于，所述呼吸面罩包括面罩主体和连接至所述面罩主体上的衬垫组件，所述衬垫组件用于与患者的面部接触，所述面罩主体和所述衬垫组件共同形成用于与患者的口和/或鼻连通的空腔，

其中，所述通气控制装置的所述腔体是所述空腔的一部分，所述通气控制装置的所述阀组件设置在所述面罩主体上。