CN109394511A - 腹部挤压式通气装置及其控制方法、双向呼吸支持呼吸机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了腹部挤压式通气装置及其控制方法、双向呼吸支持呼吸机。所述腹部挤压式通气装置，包括：设定模块，用于接收用户设定的运行模式和运行参数；执行组件，用于对用户的下腹部朝向用户的后上方进行挤压；控制模块，所述控制模块分别与所述设定模块和所述执行组件相连，以根据所述运行模式和运行参数控制所述执行组件动作。根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置可朝向用户后上方对用户的下腹部进行挤压，从而可以通过帮助充分呼气来实现对用户的呼吸支持。

Description

腹部挤压式通气装置及其控制方法、双向呼吸支持呼吸机

技术领域

本发明属于医疗仪器设备领域，尤其是涉及一种腹部挤压式通气装置，该腹部挤压式通气装置的控制方法，以及一种双向呼吸支持呼吸机。

背景技术

目前临床中使用的呼吸机主要分为两大类，经气管插管提供人工通气治疗的有创呼吸机、经面罩提供人工通气治疗的无创呼吸机。目前所有类型的呼吸机的工作原理均是经气道在吸气相提供一定压力的正压气流，从而实现人工通气及呼吸支持的目的，将上述呼吸机统称为正压呼吸机。

人体的一个呼吸周期由吸气过程和呼气过程两个部分组成，医学上把吸气过程称为吸气相、把呼气过程称为呼气相，即每一个呼吸周期均由吸气相和呼气相组成。正压呼吸机在工作时，只能对吸气相提供支持、不能对呼气相提供支持，即正压呼吸机只能帮助患者吸气、不能帮助患者呼气。正是由于上述的工作原理，决定了正压呼吸机的优点和缺点。高效、稳定、可控等是正压呼吸机的主要优点，但由于正压呼吸机在工作时必须破坏自然呼吸过程中胸腔内及肺内的负压状态，从而导致一系列副作用的发生，如对循环功能的影响、对消化系统的影响、引起呼吸机相关性肺损伤等。呼吸机相关性肺损伤可导致患者呼吸功能进一步恶化，因此呼吸机相关性肺损伤一直是呼吸机治疗中伴生的、难以避免的顽疾，长期以来一直得不到较好地解决。同时应用正压呼吸机治疗时，必须进行气管插管或应用密闭面罩，以使患者气道和呼吸机管路之间形成密闭回路，只有在此前提下，正压呼吸机才能正常有效地工作。但无论气管插管或面罩都必然会给患者带来极大的不适感甚或恐惧。尽管正压呼吸机具有上述明显的不足，但正压呼吸机仍然是目前临床中进行人工通气治疗时唯一的选择，现实的原因是，目前没有其他类型的人工通气设备或技术可供选择和使用，即目前没有其他类型的人工通气设备可以替代正压呼吸机的作用。

慢性阻塞性肺疾病(COPD)是最常见的呼吸系统疾病，当患者进入到阻塞性肺气肿、慢性呼吸衰竭阶段后，患者的劳动能力、生活质量均受到不同程度的影响。

呼吸肌肉疲劳所导致的泵衰竭是引发慢性呼吸衰竭的最主要原因，而目前临床中改善呼吸肌肉疲劳及泵衰竭的治疗方法或技术手段十分有限。呼吸功能康复治疗或训练一直是COPD治疗中的一个重要环节，受到临床医学界的高度重视。但长期以来，临床中仅有很少几种呼吸功能康复训练设备可供选择和使用，如缩唇呼吸、呼吸操、六分钟快步走、呼吸训练器(吸气训练器、呼气训练器)等，呼吸康复和训练设备的匮乏是制约呼吸功能康复治疗或训练的主要瓶颈。

综上所述，可见，在人工通气支持领域，除了目前广泛使用的正压呼吸机之外，并无其他类型的呼吸支持设备或技术可供临床选择和使用；同时，在呼吸康复治疗和训练领域，专业呼吸康复设备几乎处于完全空白状态。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种腹部挤压式通气装置，该腹部挤压式通气装置可朝向用户后上方对用户的下腹部进行挤压，从而可以通过帮助充分呼气来实现对用户的呼吸支持。

本发明还提出一种该腹部挤压式通气装置的控制方法。

本发明还提出一种双向呼吸支持呼吸机。

根据本发明第一方面实施例的腹部挤压式通气装置，包括：设定模块，用于接收用户设定的运行模式和运行参数；执行组件，用于对用户的下腹部朝向用户的后上方进行挤压；控制模块，所述控制模块分别与所述设定模块和所述执行组件相连，以根据所述运行模式和运行参数控制所述执行组件动作。

根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置，通过设定模块、执行组件和控制模块彼此相连且相互作用，这样可以设定用户在呼气的过程中，利用执行组件对用户的下腹部进行有规律的挤压动作，使膈肌上移挤压胸腔、帮助用户充分呼气，在一定的范围内提高呼出气量，从而起到对用户呼吸支持的作用。而且本发明实施例的腹部挤压式通气装置可以起到无创通气治疗的作用，而且该腹部挤压式通气装置在用户的身体外部进行挤压达到帮助呼吸支持的作用，从而不会破坏自然呼吸过程中胸腔内及肺内的负压状态，不会出现现有技术中使用正压呼吸机的副作用。

根据本发明的一些实施例，执行组件包括：腹托，所述腹托适于贴合在人体下腹部且所述腹托被构造成在人体呼气过程中挤压人体腹部；拉带，所述拉带与所述腹托相连以朝向人体后上方拉动所述腹托；往复运动机构，所述往复运动机构与所述拉带相连，以在人体呼气过程中拉动所述拉带，所述往复运动机构在拉动所述拉带的方向上可往复移动；调整装置，所述调整装置与所述往复运动机构相连且所述调整装置可调整其施加于所述往复运动机构上的拉力大小。

根据本发明的一些实施例，所述腹部挤压式通气装置还包括拉带导向装置，所述拉带导向装置与所述拉带配合以调整所述腹托作用于人体下腹部的挤压力的方向。

根据本发明的一些实施例，所述拉带包括第一段拉带和第二段拉带，所述第一段拉带和所述第二段拉带分别与所述腹托的两端相连，所述拉带导向装置包括沿所述腹托长度方向间隔开设置的两个子导向装置，两个所述子导向装置分别设在所述第一段拉带和所述第二段拉带的同侧，且两个所述子导向装置可在邻近或远离彼此的方向上运动，以调整所述第一段拉带和所述第二段拉带之间的距离。

根据本发明的一些实施例，所述往复运动机构包括：第一驱动结构；曲柄，所述曲柄的第一端与所述第一驱动结构相连以在所述第一驱动结构的驱动下绕所述曲柄的第一端转动；连杆，所述连杆的第一端与所述曲柄的第二端相连，所述连杆的第二端与所述拉带相连，所述连杆在拉动所述拉带的方向上可往复移动。

根据本发明的一些实施例，所述调整装置包括弹性装置，所述弹性装置的一端与所述往复运动机构相连，所述弹性装置的弹性势能可调。

根据本发明的一些实施例，所述调整装置还包括：第二驱动结构，所述第二驱动结构与所述弹性装置相连以调整所述弹性装置的弹性势能。

根据本发明的一些实施例，所述调整装置还包括：螺杆，所述螺杆的一端与所述第二驱动结构相连以在所述第二驱动结构的驱动下绕其轴线转动；螺杆套，所述螺杆套套设在所述螺杆的外部且与所述螺杆螺纹配合，所述螺杆套在所述螺杆的长度方向上可移动，所述弹性装置的另一端与所述螺杆套相连。

根据本发明第二方面实施例的腹部挤压式通气装置的控制方法，包括以下步骤：接收用户设定的运行模式和运行参数；根据所述运行模式和运行参数控制所述腹部挤压式通气装置动作。

根据本发明实施例的控制方法，由于腹部挤压式通气装置用于在人体呼气过程中向人体的后上方挤压人体腹部，因此上述的控制方法可以根据用户的设定运行模式和运行参数，可以有效地利用该腹部挤压式通气装置作用于人体腹部，达到对用户的呼气相提供支持的作用。

根据本发明第三方面实施例的双向呼吸支持呼吸机，包括：正压呼吸机；根据本发明上述的腹部挤压式通气装置；控制器，所述正压呼吸机与所述腹部挤压式通气装置通过所述控制器相连，以利用所述正压呼吸机在用户吸气末或呼气初始时的电子信号控制所述腹部挤压式通气装置的工作状态。

根据本发明实施例的双向呼吸支持呼吸机，其正压呼吸机在吸气相提供吸气支持，所述腹部挤压式通气装置在呼气相提供呼气支持，从而实现对用户吸气相、呼气相的双向呼吸支持。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置的工作关系框图；

图2是根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置的执行组件的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置的坐姿施术示意图；

图4是根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置的卧姿施术示意图；

图5是根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置的腹托结构示意图；

图6是根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置的控制方法流程图；

图7描述根据本发明实施例的双向呼吸支持呼吸机的工作关系图。

附图标记：

腹部挤压式通气装置100；

设定模块10；执行组件20；

腹托21；弧形背板211；柔性衬垫212；振动装置213；挂钩孔214；

拉带22；第一段拉带221；第二段拉带222；

往复运动机构23；第一驱动结构231；

曲柄232；曲柄232的第一端2321；曲柄232的第二端2322；

连杆233；连杆233的第一端2331；连杆233的第二端2332；

延伸杆234；延伸杆234的第一端2341；延伸杆234的第二端2342

第一滑道235；第二滑道236；

调整装置24；弹性装置241；第二驱动结构242；螺杆243；螺杆套244；

拉带导向装置25；子导向装置251；

控制模块30；信息输入模块40；显示模块50；辅助教育和人机交互模块60；

仿形靠板70；电性接口71；抓手72。

具体实施方式

鉴于上述现状，为了克服正压呼吸机的不足，为临床中进行呼吸支持时提供更多的选择，同时为了探索有利于呼吸功能康复的专业设备，发明人发明了一种通过可控、规律腹部挤压进行人工辅助通气的装置，该装置同时具有促进呼吸功能康复的功能。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图5描述根据本发明第一方面实施例的腹部挤压式通气装置100。

如图1所示，根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置100包括：设定模块10、执行组件20和控制模块30。设定模块10用于接收用户设定的运行模式和运行参数，执行组件20用于对用户的下腹部朝向用户的后上方进行挤压，控制模块30分别与设定模块10和执行组件20相连，以根据运行模式和运行参数控制执行组件20动作。

其中，设定模块10根据用户治疗的需要，选择适当的运行模式和设置适当的运行参数。可选地，在本发明的一些实施例中，运行模式可以包括人工辅助通气类模式，以及呼吸功能康复类模式至少两大类。具体地，人工辅助通气类模式中可以包括呼气末触发模式、跟随模式、强制模式、混合模式等至少四种，呼吸功能康复类模式中可以包括呼气治疗模式、锻炼模式、智能模式、混合模式等至少四种。运行参数可以包括挤压频率、挤压强度、挤压幅度、深呼气频次、挤压力斜率等。

执行组件20可以根据设定模块10的设定参数及用户使用过程中的反馈信号等执行对用户腹部进行有规律的挤压动作，以实现辅助通气支持的目的。

根据本发明实施例的腹部挤压式通气装置100，通过设定模块10、执行组件20和控制模块30彼此相连且相互作用，这样可以设定用户在呼气的过程中，利用执行组件20对用户的下腹部进行有规律的挤压动作，使膈肌上移挤压胸腔、帮助用户充分呼气，在一定的范围内提高呼出气量，从而起到对用户呼吸支持的作用。而且本发明实施例的腹部挤压式通气装置100可以起到无创通气治疗的作用，而且该腹部挤压式通气装置100在用户的身体外部进行挤压达到帮助呼吸支持的作用，从而不会破坏自然呼吸过程中胸腔内及肺内的负压状态，不会出现现有技术中使用正压呼吸机的副作用。

在本发明的优选实施例，为了最大限度地方便该腹部挤压式通气装置100的操作和使用，该腹部挤压式通气装置100还设有信息输入模块40、显示模块50、辅助教育和人机交互模块60。

信息输入模块40可以输入用户的基本信息，可以包括，年龄、身高、坐高、体重、腹围等，可以作为设定模块10在设置参数时的依据。

显示模块50可以实时监测并显示该腹部挤压式通气装置100在实际治疗运行时的主要工作参数，同时监测并显示用户的心率、呼吸频率、血氧饱和度等指标，同时显示可能的报警信息和具体报警指标。

辅助教育和人机交互模块60，可以以视频短片等方式指导用户如何在治疗期间调整自主呼吸、做好人机配合。通过在治疗过程中用户给系统的反馈信息，不断对运行参数进行自动的调整，以尽可能提高在治疗期间人机配合度和用户的舒服度。

需要说明的是，在本发明的实施例中，执行组件20具体执行对用户腹部进行有规律的挤压动作，以实现辅助通气支持的目的。挤压动作可分为两种，一种是推距大、频率低(依据控制信号随用户自主呼吸的节律，在用户呼气时提供挤压，主要用于治疗)；另一种是推距小、频率高(主要用于康复治疗)。上述两种挤压动作既可联合交叉应用，也可单独应用。

在本发明的实施例中，在执行组件20实施腹部挤压动作时，挤压力的方向与辅助通气的效果密切相关。本发明中，在实施腹部挤压动作时，挤压力的方向是由用户的下腹部指向用户的后上方。

腹部挤压动作可以通过两种不同方式来实现，一种是执行组件20的动力装置位于用户后上方的肩背部，以向后上方‘拉压’的方式施力于用户的下腹部，实现腹部挤压动作；另一种是执行组件20的动力装置位于用户下腹部的前下方，以向后上方‘推压’的方式施力于用户的下腹部，实现腹部挤压动作。

优选地，将执行组件20设置于位于用户后上方的肩背部，以向后上方‘拉压’的方式施力于用户的下腹部，实现腹部挤压动作。由此，该执行组件20结构简洁、可靠，效率高。

下面将参考图1-图5详细描述根据本发明的一个优选实施例的腹部挤压式通气装置100。

如图2所述，根据本发明实施例的腹部挤压通气装置的执行组件20，包括：腹托21、拉带22、往复运动机构23以及调整装置24。

腹托21适于贴合在人体下腹部，且腹托21被构造成在人体呼气过程中挤压人体腹部；拉带22与腹托21相连以朝向人体后上方拉动腹托21；往复运动机构23与拉带22相连、以在人体呼气过程中拉动拉带22，并且往复运动机构23在拉动拉带22的方向上可往复移动；调整装置24与往复运动机构23相连，且调整装置24可调整其施加于往复运动机构23上的拉力大小。

其中，当往复运动机构23工作时，其输出力度(拉力)的大小及往复行程距离的大小，均受调整装置24拉力大小的控制和调节；往复运动机构23的实际输出动作不但被调整装置24的拉力控制，同时还受控于设定模块10的反馈信号。

可选地，往复运动机构23可以是机械式结构、也可以是液压式结构、或者还可以是机电液一体化式结构，当然也可以是电磁结构，或者其他结构形式。

下面参考图2描述根据本发明的一种往复运动机构23的具体实施方式。

具体地，如图2所示，往复运动机构23包括：第一驱动结构231、曲柄232以及连杆233。曲柄232的第一端2321与第一驱动结构231相连以在第一驱动结构231的驱动下绕曲柄232的第一端2321转动，连杆233的第一端2331与曲柄232的第二端2322相连，连杆233的第二端2332与拉带22相连，连杆233在拉动拉带22的方向上可往复移动。

可选地，第一驱动结构231可以是电机，曲柄232的第一端2321可以与电机的电机轴相连，电机轴带动曲柄232的绕其第一端2321转动，也就是说，曲柄232可以绕电机轴转动。其中曲柄232绕电机轴转动的角度可以是任意的，例如该转动的角度的范围可以是10°～360°。

可选地，连杆233的第一端2331与曲柄232的第二端2322可以通过球铰相连，连杆233的第二端2332可以直接与拉带22相连，并且连杆233可以在拉动拉带22的方向上往复移动，由此，往复运动机构23可以构造成为曲柄连杆机构，即曲柄232的转动转化为连杆233在直线方向上的移动，该往复运动机构23结构简单，运动动力的转化更加流畅。可选地，连杆233的第二端2332还可以连接有延伸杆234，延伸杆234与拉带22相连，延伸杆234可以在拉动拉带22的方向上往复移动。其中延伸杆234的第一端2341与连杆233的第二端2332可以通过球铰相连且延伸杆234在第一滑道235内可往复滑动，延伸杆234的第二端2342与拉带22相连。由此，往复运动机构23可以构造成为曲柄连杆机构，第一驱动结构231驱动曲柄232转动，且转化为延伸杆234在其长度方向上的移动，进而可以拉动拉带22。由此，根据本发明实施例的往复运动机构23结构简单，运动动力的转化更加流畅。

此外，还包括第二滑道236，往复运动机构23可以沿第二滑道236所限定的路径移动。具体的移动示例将在下面的内容中描述。

进一步地，可选地，调整装置24包括弹性装置241，弹性装置241的一端与往复运动机构23相连，弹性装置241的弹性势能可调。可选地，弹性装置241可以是弹簧，例如图2所示，弹簧的一端与往复运动机构23相连，弹簧的弹性势能可调，从而利用弹簧的弹性势能来调整施加至往复运动机构23上的拉力大小。

进一步可选地，调整装置24还包括：第二驱动结构242，第二驱动结构242与弹性装置241相连以调整弹性装置241的弹性势能。也就是说，通过第二驱动结构242的设置可以调整弹性装置241的弹性势能，调整结构简单。

如图2所示，可选地，调整装置24还包括：螺杆243和螺杆套244，螺杆243的一端与第二驱动结构242相连以在第二驱动结构242的驱动下绕其轴线转动；螺杆套244套设在螺杆243的外部且与螺杆243螺纹配合，螺杆套244在螺杆243的长度方向上可移动，弹性装置241的另一端与螺杆套244相连。具体而言，第二驱动结构242可以是电机，电机的电机轴与螺杆243相连，从而可以驱动螺杆243绕其自身的轴线转动。螺杆套244套设在螺杆243的外部且二者可螺纹配合，由此当螺杆243绕其自身轴线转动时，螺杆套244可以在螺杆243的长度方向上移动，由此弹性装置241与螺杆套244相连，从而可以调整弹簧的长度，进而调整弹簧的弹性势能。

需要说明的是，当往复运动机构23工作时，其输出力度(拉力)的大小及往复行程距离的大小，均受弹簧拉力大小的控制和调节。当弹簧拉力小于最小腹部按压力度时，往复作用力只能使弹簧伸缩，即使往复运动机构23在运转，往复运动机构23也只能在第二滑道236上往复滑移，此时往复运动机构23实际输出的往复行程是零。当弹簧拉力略大于所需腹部按压力度时，往复运动机构23虽然也在每一个周期按时完成设计行程，但是只有大于腹部按压力、小于弹簧拉力的一部分行程被输出，另一部分行程被转化成为往复运动机构23在滑道上的自身滑移。

往复运动机构23的实际输出动作不但被弹簧的拉力控制，同时还受控作用于用户时的反馈信号。当用户呼气转为吸气时，此时往复运动机构23的一个往复周期尚未结束，用户的吸气信号会控制往复运动机构23的电机反向旋转，提前结束“往”的行程而进入“复”的行程。

腹部挤压式通气装置100还包括拉带导向装置25，拉带导向装置25与拉带22配合以调整腹托21作用于人体腹部上的挤压力的方向。通过设置拉带导向装置25从而可以调整腹托21作用于人体腹部上的挤压力的方向，使用更加具有通用性。

可选地，拉带22包括第一段拉带221和第二段拉带222，第一段拉带221和第二段拉带222分别与腹托21的两端相连，拉带导向装置25包括沿腹托21长度方向间隔开设置的两个子导向装置251，两个子导向装置251分别设在第一段拉带221和第二段拉带222的同侧，且两个子导向装置251可在邻近或远离彼此的方向上运动，以调整第一段拉带221和第二段拉带222之间的距离。从而这两个子导向装置251，可以调整第一段拉带221和第二段拉带222的间距，以适应不同体型的用户。

具体地，子导向装置251可以是定滑轮，两个定滑轮的旋转轴平行且对应设置。当两个定滑轮朝向同一个方向移动时，可以调整拉带22拉动腹托21作用于人体下腹部的挤压力的方向。当两个定滑轮邻近或远离彼此移动时，可以调整第一段拉带221和第二段拉带222之间的距离，从而可以适用于不同体型的用户。

参考图2所示，腹托21的左端与第一段拉带221相连，腹托21的右端与第二段拉带222相连，第一段拉带221和第二段拉带222分别经用户的腋下后，与往复运动机构23相连，往复运动机构23通过有规律地反复收紧、放松拉带22，随着拉带22的收紧与放松，拉带22带动腹托21对用户的腹部施加向后上方的按压力，该按压力的强度、幅度和节律受设定模块10控制。

可选地，腹托21左右两端与拉带22连接方式为快速挂钩，腹托21左右两端设有挂钩孔214，挂钩孔214可以是多个且多个挂钩孔214沿腹托21的宽度方向间隔开排列。应用时，根据用户腹部大小，调整挂钩的挂接点，以保证施加于腹部的按压力方向适宜。

可选地，如图5所示，腹托21可以由刚性的弧形背板211和柔性衬垫212构成，柔性衬垫212可以是中空的，其间置入多个小型振动装置213，振动装置213可以包括电磁振动器或振动电机，振动强度以投入运转的振动装置213多寡来控制，振动频率以变频的方式实现。

如图3和图4所示，在本发明的一些实施例中，腹部挤压式通气装置100还可以包括仿形靠板70，仿形靠板70可以由硬质材料制成，其内部限定有中空的安装腔，执行组件20设置在安装腔内，腹托21通过拉带22与位于仿形靠板70之内的执行组件20相连接，腹托21贴附于用户的下腹部。

优选地，仿形靠板70的形状可以按照人体仿生学设计。进一步地，仿形靠板70上还设有电性接口71和抓手72，电性接口71可以包括电源接口和/或控制信号源接口。当用户取坐位接受治疗时，可将仿形靠板70依附于座椅靠背上使用，例如图3所示的使用状态；当用户取卧位接受治疗时，可将仿形靠板70置于床上，用户的后背卧至仿形靠板70上，例如图4所示的使用状态。

下面参考图6描述根据本发明第二方面实施例的腹部挤压式通气装置100的控制方法，该控制方法包括以下步骤：

接收用户设定的运行模式和运行参数；

根据所述运行模式和运行参数控制所述腹部挤压式通气装置100动作。

根据本发明实施例的控制方法，由于腹部挤压式通气装置100用于在人体呼气过程中向人体的后上方挤压人体腹部，因此上述的控制方法可以根据用户的设定运行模式和运行参数，可以有效地利用该腹部挤压式通气装置100作用于人体腹部，达到对用户的呼气相提供支持的作用。

下面参考图7描述根据本发明第三方面实施例的双向呼吸支持呼吸机。需要说明的是，这里的“双向呼吸支持呼吸机”是指双向呼吸支持的呼吸机，该双向呼吸支持呼吸机可以在用户的呼气相以及吸气相两个呼吸相上进行呼吸支持，因此称其为双向呼吸支持呼吸机，或者可以简称为双向呼吸机。

根据本发明实施例的双向呼吸支持呼吸机，包括：正压呼吸机，根据本发明第一方面所述的腹部挤压式通气装置100，以及控制器。所述正压呼吸机与所述腹部挤压式通气装置100通过所述控制器相连，以利用所述正压呼吸机在用户吸气末或呼气初始时的电子信号控制所述腹部挤压式通气装置100的工作状态。

其中，正压呼吸机可以是现有技术中的有创正压呼吸机或无创正压呼吸机，正压呼吸机的工作原理是经气道在吸气相提供一定压力的正压气流，从而实现人工通气及呼吸支持的目的。本申请所提出的腹部挤压式通气装置100的工作原理是在人体呼气过程中挤压人体腹部，帮助充分呼气来实现呼吸支持。因此根据本发明实施例的双向呼吸支持的呼吸机可以形成正压呼吸机在吸气相提供吸气支持，所述腹部挤压式通气装置100在呼气相提供呼气支持，从而实现对用户吸气相、呼气相的双向呼吸支持。

此外，可以通过正压呼吸机的接口，导出其吸气末或呼气初始时的电子信号，用此信号来控制腹部挤压式通气装置100的工作状态，即用正压呼吸机吸气末或呼气初始的电子信号触发腹部挤压式通气装置100开始工作(即开始挤压腹部)，用正压呼吸机呼气末或吸气初始的电子信号终止腹部挤压式通气装置100的工作(即终止挤压腹部)，从而实现对用户呼气相提供呼吸支持。

由此，根据本发明实施例的双向呼吸支持呼吸机，将正压呼吸机以及腹部挤压式通气装置100，通过控制器相连，从而可以将腹部挤压式通气装置100和正压呼吸机同时联合用于同一个用户的呼吸支持治疗，这样就可以同时对用户提供吸气相和呼气相的呼吸支持，即在吸气时由正压呼吸机提供支持、在呼气相由腹部挤压式通气装置100提供支持，实现对用户吸气相、呼气相的双向呼吸支持。进而可以大大提高呼吸支持的效果，更有利于用户的通气支持治疗。具体的应用场合将在下面的内容进行描述。

下面将描述根据本发明实施例腹部挤压式通气装置的三种具体的应用场合。

一、腹部挤压式通气装置的单独使用，可以用于对呼吸衰竭用户进行呼吸支持或人工辅助通气时的治疗。主要适用于轻中度呼吸衰竭用户的治疗，类似临床中无创正压呼吸机的适应症和应用范围。

本发明实施例的腹部挤压式通气装置与现有技术中的无创正压呼吸机或有创正压呼吸机相比较，主要有以下不同：

①工作原理完全不同，腹部挤压式通气装置是通过向上挤压腹部、使膈肌上移挤压胸腔、帮助用户充分呼气来实现呼吸支持的；正压呼吸机是通过向肺内直接送入正压气流来实现呼吸支持。

②工作方式完全不同，腹部挤压式通气装置是通过直接对腹部施加机械力或震动的方式工作，正压呼吸机是对肺内送入正压气流方式来工作的。工作时，腹部挤压式通气装置必须使用或借助力学装置、但不涉及气路，而正压呼吸机则必须使用气路系统装置、但不涉及力学装置。

③支持的呼吸时相不同，腹部挤压式通气装置是对呼气相提供支持，正压呼吸机是对吸气相提供支持。

④治疗效率不同，腹部挤压式通气装置适合用于轻症用户的治疗，正压呼吸机适合用于中重症用户的治疗，两者既可以单独使用，也可以联合使用互为补充。

⑤设备复杂程度及操作难易程度不同，腹部挤压式通气装置结构较简单、操作较简单、用户易于掌握使用；正压呼吸机结构复杂、操作较复杂、用户不易掌握使用。腹部挤压式通气装置工作时仅需要电源、不需要压缩气源；正压呼吸机工作时多需要压缩气源和氧气气源。

⑥安全性和副作用不同，腹部挤压式通气装置使用时不破坏胸腔内负压，对循环功能的影响不大、不会引发呼吸机相关肺损伤和呼吸机相关性肺炎，副作用较少；正压呼吸机可引发呼吸机相关肺损伤和呼吸机相关性肺炎，并常常影响循环功能，副作用较多。腹部挤压式通气装置安全较高、安全隐患较小、使用中不会发生致命性事件，相对而言，正压呼吸机安全性较低、安全隐患较大、使用中致命性事件的发生并不少见(如脱管)。

⑦用户接受程度不同，腹部挤压式通气装置无需建立人工气道、不影响用户正常进饮食和说话交流，用户不适感较少，用户易于接受，正压呼吸机必须建立人工气道，影响用户正常进饮食和说话交流，用户不适感明显，用户不易接受。

⑧费用的不同，腹部挤压式通气装置的购置费用和使用费用均较低，正压呼吸机的购置费用和使用费用均较高。

二、腹部挤压式通气装置可单独用于慢性阻塞性肺病(COPD)用户的呼吸功能康复治疗或呼吸功能康复训练。

呼吸功能康复治疗或训练一直是COPD治疗中的一个重要环节，受到临床医学界的高度重视。但长期以来，临床中仅有很少几种呼吸功能康复训练设备可供选择和使用，如缩唇呼吸、呼吸操、六分钟快步走、呼吸训练器(吸气训练器、呼气训练器)等，呼吸功能康复和训练设备的匮乏是现阶段COPD用户康复治疗或训练面临的窘境。腹部挤压式通气装置可以很好地解决这一难题。

本发明的腹部挤压式通气装置通过在呼气相对用户腹部进行可控、规律的向上挤压，在呼气相人为地增加膈肌向上移动的幅度、挤压胸腔，使肺内呼出气量增多，从而达到增加通气量和呼吸支持的目的。这种人为被动地增加膈肌移动幅度的方式，无疑会刺激并增加膈肌的强度和厚度，进而改善膈肌疲劳、增加膈肌的收缩和运动能力，这正是COPD用户呼吸康复治疗或训练时要解决的问题或要达到的目的。因此，通过长期使用腹部挤压式通气装置，必然有助于COPD用户呼吸康复治疗或训练，从而进一步改善用户的肺功能。

基于上述认识和腹部挤压式通气装置独特的工作方式，我们可以发现，腹部挤压式通气装置是一种很好的COPD用户的呼吸康复治疗或训练的设备，应用腹部挤压式通气装置治疗有利于提高或改善COPD用户呼吸康复治疗或训练的水平，改善用户的肺功能，并造福于众多COPD用户。

三、腹部挤压式通气装置与正压呼吸机联合使用，可以用于对呼吸衰竭用户进行呼吸支持或人工通气治疗。主要适用于中重度呼吸衰竭用户的治疗，类似临床中有创正压呼吸机的适应症和应用范围。

本发明的腹部挤压式通气装置通过在呼气相对用户腹部进行可控、规律的向上挤压，人为地增加膈肌在呼气相向上移动的幅度、挤压胸腔，使肺内呼出气量增多，即增加呼出气量(呼气潮气量)、减少肺内残气量，当呼出气量增加、肺内残气量减少时，下一个呼吸周期的吸气量(吸气潮气量)必然随之成比例增加，从而达到增加通气量和呼吸支持的目的。简而言之，腹部挤压式通气装置是通过对呼气相的支持，实现人工辅助通气和呼吸支持。

基于腹部挤压式通气装置和正压呼吸机在工作原理、结构、工作方式、呼吸支持的时相、工作效率、副作用等诸多方面的不同，腹部挤压式通气装置的显著优点正好是正压呼吸机的明显不足，正压呼吸机的显著优点也正好是腹部挤压式通气装置的不足，因此腹部挤压式通气装置和正压呼吸机两者可以成为对方很好的补充，用一方的优点补充对方的不足，基于上述考虑，可以将腹部挤压式通气装置和正压呼吸机同时联合用于同一个用户的呼吸支持治疗，这样就可以同时对用户提供吸气相和呼气相的呼吸支持，即在吸气时由正压呼吸机提供支持、在呼气相由腹部挤压式通气装置提供支持。当腹部挤压式通气装置和正压呼吸机联合应用时，由于在呼气相已有腹部挤压式通气装置提供的支持，用户的呼气会更加充分，呼出潮气量必然增多，这必然会降低用户对吸气相呼吸支持压力的需求，即可以降低正压呼吸机的工作压力，也就是说，可以使正压呼吸机在较低的工作压力下运行时即可达到以前其在较高工作压力下运行的临床治疗效果。换言之，在保证通气支持疗效相同的情况下，腹部挤压式通气装置的应用可以降低正压呼吸机的工作压力，即正压呼吸机以较低的工作压力可以达到同样的疗效。随着正压呼吸机工作压力的降低，则必然会减轻呼吸机相关性肺损伤的发生、同时也必然会减轻正压呼吸机对循环功能、消化功能等的影响，这样对用户的临床治疗必然会带来积极的帮助。

目前所有正压呼吸机的电子控制部分十分成熟和完善，可以通过正压呼吸机的接口，导出其吸气末或呼气初始时的电子信号，用此信号来控制腹部挤压式通气装置的工作状态，即用正压呼吸机吸气末或呼气初始的电子信号触发腹部挤压式通气装置开始工作(即开始挤压腹部)，用正压呼吸机呼气末或吸气初始的电子信号终止腹部挤压式通气装置的工作(即终止挤压腹部)，从而实现对用户呼气相提供呼吸支持。在功能上的这种组合，使腹部挤压式通气装置与正压呼吸机融为一个有机的整体，更有利于用户的通气支持治疗。可以将以这种方式把正压呼吸机和腹部挤压式通气装置融为一个整体的呼吸支持系统，称为双向呼吸支持呼吸机。这种双向呼吸支持呼吸机，克服了正压呼吸机和腹部挤压式通气装置各自的缺陷，形成了一种全新的通气支持模式—即双向通气支持的通气模式(简称双向通气)，双向呼吸支持呼吸机所提供的双向通气，对需要高平台压通气支持用户(如ARDS用户)的治疗尤其有意义，双向通气可以明显降低正压呼吸机的工作压力，从而减少因高平台压所引起的一系列副作用，如胃肠淤血、消化道出血、循环功能受影响、呼吸机相关性肺损伤等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种腹部挤压式通气装置，其特征在于，包括：

设定模块，用于接收用户设定的运行模式和运行参数；

执行组件，用于对用户的下腹部朝向用户的后上方进行挤压；

控制模块，所述控制模块分别与所述设定模块和所述执行组件相连，以根据所述运行模式和运行参数控制所述执行组件动作。

2.根据权利要求1所述的一种腹部挤压式通气装置，其特征在于，执行组件，包括：

腹托，所述腹托适于贴合在人体下腹部且所述腹托被构造成在人体呼气过程中挤压人体腹部；

拉带，所述拉带与所述腹托相连以朝向人体后上方拉动所述腹托；

往复运动机构，所述往复运动机构与所述拉带相连、以在人体呼气过程中拉动所述拉带，所述往复运动机构在拉动所述拉带的方向上可往复移动；

调整装置，所述调整装置与所述往复运动机构相连且所述调整装置可调整其施加于所述往复运动机构上的拉力大小。

3.根据权利要求1所述的腹部挤压式通气装置，其特征在于，还包括拉带导向装置，所述拉带导向装置与所述拉带配合以调整所述腹托作用于人体下腹部的挤压力的方向。

4.根据权利要求3所述的腹部挤压式通气装置，其特征在于，所述拉带包括第一段拉带和第二段拉带，所述第一段拉带和所述第二段拉带分别与所述腹托的两端相连，所述拉带导向装置包括沿所述腹托长度方向间隔开设置的两个子导向装置，两个所述子导向装置分别设在所述第一段拉带和所述第二段拉带的同侧，且两个所述子导向装置可在邻近或远离彼此的方向上运动，以调整所述第一段拉带和所述第二段拉带之间的距离。

5.根据权利要求1所述的腹部挤压式通气装置，其特征在于，所述往复运动机构包括：

第一驱动结构；

曲柄，所述曲柄的第一端与所述第一驱动结构相连以在所述第一驱动结构的驱动下绕所述曲柄的第一端转动；

连杆，所述连杆的第一端与所述曲柄的第二端相连，所述连杆的第二端与所述拉带相连，所述连杆在拉动所述拉带的方向上可往复移动。

6.根据权利要求1所述的腹部挤压式通气装置，其特征在于，所述调整装置包括弹性装置，所述弹性装置的一端与所述往复运动机构相连，所述弹性装置的弹性势能可调。

7.根据权利要求6所述的腹部挤压式通气装置，其特征在于，所述调整装置还包括：

第二驱动结构，所述第二驱动结构与所述弹性装置相连以调整所述弹性装置的弹性势能。

8.根据权利要求7所述的腹部挤压式通气装置，其特征在于，所述调整装置还包括：

螺杆，所述螺杆的一端与所述第二驱动结构相连以在所述第二驱动结构的驱动下绕其轴线转动；

螺杆套，所述螺杆套套设在所述螺杆的外部且与所述螺杆螺纹配合，所述螺杆套在所述螺杆的长度方向上可移动，所述弹性装置的另一端与所述螺杆套相连。

9.一种根据权利要求1-8中任一项所述的腹部挤压式通气装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收用户设定的运行模式和运行参数；

根据所述运行模式和运行参数控制所述腹部挤压式通气装置动作。

10.一种双向呼吸支持呼吸机，其特征在于，包括：

正压呼吸机；

根据权利要求1-8中任一项所述的腹部挤压式通气装置；

控制器，所述正压呼吸机与所述腹部挤压式通气装置通过所述控制器相连，以利用所述正压呼吸机在用户吸气末或呼气初始时的电子信号控制所述腹部挤压式通气装置的工作状态。