CN112546371A - 一种肺部辅助呼吸系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗设备技术领域，公开了一种肺部辅助呼吸系统，包括工作主机、人体呼吸面罩和胸腔振荡压缩装置，工作主机包括微电脑控制器、压缩气泵、制氧机；制氧机连通有氧气流量控制阀，氧气流量控制阀出气端连通有氧气输出连接罐，氧气输出连接罐连通有人体呼吸面罩；压缩气泵连通有气压控制进气阀，气压控制进气阀的出口端与连通有压缩气体连接罐，压缩气体连接罐连通有气压控制出气阀，压缩气体连接罐与胸腔振荡压缩装置连通有气压管，压缩气体连接罐内设置有压力传感器，压力传感器、气压控制进气阀和气压控制出气阀均与微电脑控制器电连接。本发明解决现有技术的医疗设备中不能对肺部患者进行无创的辅助呼吸和呼吸道清除的问题。

Description

一种肺部辅助呼吸系统

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种肺部辅助呼吸系统。

背景技术

现有的肺部功能患者，经常有发生肺部自主扩张和呼吸功能发生障碍，造成呼吸困难和氧饱和度低，需要使用氧气来满足生命需要。现在也经常有因为炎症或细菌、病毒影响，造成肺部及呼吸道分泌物和痰液过多，影响甚至危及患者的正常呼吸，需要用物理方法松懈和排出患者的肺部及呼吸道分泌物和痰液。临床上严重时，常规只有使用有创呼吸机来维持生命体症。有创呼吸机是一种医疗器械，使用会带来依赖性，并会因为消毒灭菌的困难，造成很多的患者需要长时间的治疗，也有很多的患者可能无法康复。该类病患在全球每年发病的数量非常多，尤其是发生SARS和新冠肺炎病毒疫情时，更是急需一种能够缓解上述病症患者的医疗器械。

对于该类的病患，除了有创的呼吸机治疗或维持生命外，全球并无其它无创的医疗器械可以作用于该类病患的氧气吸入、分泌物和痰液排引出。

同时，在临床上，有分泌物和痰液过多的医疗器械警示装置的需要，装置可以提醒医护人员及时采取对应的手段。目前该手段一般需要通过医护人员的人工观察和手动操作来实现，因此，一种可以自动判断分泌物和痰液过多，自动暂停高浓度氧气供应，转换成自动的高频率自动振荡排痰、吸痰，则将获得市场的需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种肺部辅助呼吸系统，解决现有技术的医疗设备中不能对肺部患者进行无创的辅助呼吸和呼吸道清除的问题。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种肺部辅助呼吸系统，包括工作主机、人体呼吸面罩和胸腔振荡压缩装置，所述工作主机包括微电脑控制器、压缩气泵、制氧机；

所述制氧机连通有氧气流量控制阀，所述氧气流量控制阀的出气端连通有氧气输出连接罐，所述氧气输出连接罐连通有连接软管，所述连接软管远离氧气输出连接罐的一端与人体呼吸面罩连通，所述氧气流量控制阀和制氧机均与微电脑控制器电连接；

所述压缩气泵连通有气压控制进气阀，所述气压控制进气阀的出口端与连通有压缩气体连接罐，所述压缩气体连接罐连通有气压控制出气阀，所述压缩气体连接罐与胸腔振荡压缩装置连通有气压管，所述压缩气体连接罐内设置有压力传感器，所述压力传感器、气压控制进气阀和气压控制出气阀均与微电脑控制器电连接；所述工作主机上设置有电子显示屏，所述电子显示屏与微电脑控制器电连接。

进一步，所述氧气流量控制阀与氧气输出连接罐之间连通有氧气加温器和氧气加湿器，所述氧气输出连接罐内设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器、湿度传感器、氧气加温器和氧气加湿器均与微电脑控制器电连接。氧气加温器和氧气加湿器可以对制氧机制出的氧气进行加温和加湿，温度传感器和湿度传感器可以根据检测的数据反馈给微电脑控制器，微电脑控制器调节氧气加温器和氧气加湿器，使得最终进入人体的氧气的舒适度更高。

进一步，所述氧气加温器和氧气加湿器与氧气输出连接罐之间设置有单向阀，所述氧气输出连接罐连通有氧气回流消毒灭菌器，所述氧气回流消毒灭菌器内设置有臭氧发生器和紫外线灯，所述臭氧发生器和紫外线灯与微电脑控制器电连接，所述氧气回流消毒灭菌器连通有分泌物收集罐。当患者呼吸后的气体和分泌物通过连接软管、氧气输出连接罐回流到氧气回流消毒灭菌器内，通过臭氧发生器和紫外线灯产生的臭氧和紫外线光线对患者呼出的气体和分泌物进行消毒灭菌后，最后进行分泌物收集罐进行收集，既可减轻患者自身抗体负担，还可以避免对外部环境的危害。

进一步，所述分泌物收集罐内设置有液位传感器，所述液位传感器与微电脑控制器电连接，所述微电脑控制器电连接有报警器。液位传感器可以监测分泌物收集罐内分泌物的高度，具有分泌物和痰液的传感信号，可以通过微电脑控制器，使无创高浓度氧呼吸和高频率胸腔振荡功能，自动切换和控制，避免分泌物和痰液过多造成的吸氧危害。

进一步，所述胸腔振荡压缩装置包括前背夹和后背夹，所述前背夹和后背夹可拆卸连接，所述前背夹的胸部位置设置有压缩气囊，所述压缩气囊与氧气输出连接罐之间通过气压管连通。前背夹和后背夹可拆卸连接可包括魔术贴、按扣或条带连接等方式，在使用时，将前背夹和后背夹穿在患者的上半身，然后将前背夹和后背夹固定连接，使得压缩气囊刚好位于患者的肺部前后位置，当进行肺部辅助呼吸时，在气压控制进气阀和气压控制出气阀的控制下，气囊在有节律的压缩和扩张，使患者胸腔产生振动，也带动了肺功能患者的肺部被动压迫和松懈运动，在使患者肺部和呼吸道内分泌物和痰液振动松懈排出的同时，也给患者的肺部功能带来了功能锻炼和康复作用。

进一步，所述人体呼吸面罩包括面罩，所述面罩内设置有喉罩，所述喉罩内设置有气管插管和口咬器，所述气管插管穿过喉罩和面罩与连接软管连通。在辅助呼吸时，将面罩罩在患者的面部，将喉罩、口咬器和气管插管放入患者口中，气管插管插入患者的咽喉气管内，喉罩位于患者的咽喉处，口咬器位于患者的口腔内，呼吸时利用氧气从连接软管进入到气管插管，再通过气管插管进入到患者的气管，最终达到肺部；而当压缩气囊胀大时，对患者的胸腔形成挤压，胸腔内的压力将患者的分泌物、痰液等则通过气管插管和连接软管回流进入到氧气回流消毒灭菌器内进行消毒灭菌。

进一步，所述肺部辅助呼吸系统还包括氧饱和度检测仪，所述氧饱和度检测仪与微电脑控制器电连接。在临床上，过长时间的高浓度或者低浓度的吸氧，对患者有一定的危害，氧饱和度检测仪可以对患者的血氧浓度进行时时的监控，当氧饱和度检测仪检测到患者的血氧浓度大于或者小于微电脑控制器的设定值时，微电脑控制器控制报警器发出报警，并且微电脑控制器控制制氧机自动调节氧气的压力和含量。

进一步，所述压缩气泵上设置有减震隔离橡胶。橡胶弹性材料来隔离压缩气泵和工作主机，起到隔离压缩气泵运行噪音，减少压缩气泵运行带来的振动。

本发明的有益效果：

1、本发明的肺部辅助呼吸系统通过高浓度氧气的正压差和压缩气囊的胀大和收缩，对患者胸部间歇性的挤压和放松，使患者肺部产生复张和压差引流作用，具有无创呼吸治疗功能；通过压缩气囊的高频率的深层胸腔振荡压迫，具有无创对肺部患者供氧辅助呼吸和呼吸气道清除功能；并且本发明无创的氧气呼吸治疗功能和高频率深层胸腔振荡压迫呼吸气道清除功能，将受微电脑控制器控制，以产生频率和周期协调一致的工作功能。

2、本发明具有肺部气体和痰液等分泌物分离和收集痰液和分泌物收集、消毒及灭菌装置，减轻患者自身抗体负担，避免对外部环境的危害，液位传感器可以监测分泌物收集罐内分泌物的高度，具有分泌物和痰液的传感信号，可以通过微电脑控制器，使无创高浓度氧呼吸和高频率胸腔振荡功能，自动切换和控制，避免分泌物和痰液过多造成的吸氧危害。

3、本发明的肺部辅助呼吸系统具有氧气的加温、加湿功能，以提高患者的舒适度；通过氧饱和度检测仪对氧饱和度自动监测功能，可以自动控制输出氧气的含量和压力，具有氧饱和度过高或者过低等报警功能，以减轻医护人员的看护强度。

4、本发明的肺部辅助呼吸系统临床适用性较广，适用于间质性肺病、慢性阻塞性肺病、病毒性肺部和呼吸道感染、有创通气续贯治疗等，也适用于呼吸科和ICU等科室的临床治疗使用，且本发明的各个元部件容易得到，制造成本较低，易于小型化制造，成本远远少于呼吸机，且通过微电脑控制器控制，智能化程度较高，操作简单，安全性高，适用性较好。

附图说明

图1是本发明一种肺部辅助呼吸系统使用状态图；

图2是本发明一种肺部辅助呼吸系统的工作原理结构示意图；

图3是本发明的人体呼吸面罩的拆解结构示意图；

图4是本发明中氧气回流消毒灭菌器的示意图；

图5是本发明的电路连接示意图。

其中，工作主机1、人体呼吸面罩2、胸腔振荡压缩装置3、氧饱和度检测仪4、微电脑控制器5、压缩气泵6、制氧机7、电子显示屏8、蜂鸣报警器9、氧气流量控制阀10、氧气输出连接罐11、连接软管12、氧气加温器13、氧气加湿器14、温度传感器15、湿度传感器16、单向阀17、氧气回流消毒灭菌器18、臭氧发生器19、紫外线灯20、分泌物收集罐21、减震隔离橡胶22、气压控制进气阀23、压缩气体连接罐24、气压控制出气阀25、气压管26、压力传感器27、液位传感器28、前背夹29、条带30、面罩31、喉罩32、气管插管33、口咬器34。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行详细说明：

如图1-5所示：

一种肺部辅助呼吸系统，包括工作主机1、人体呼吸面罩2、胸腔振荡压缩装置3、手指式的氧饱和度检测仪4，工作主机1内设置有包括微电脑控制器5、压缩气泵6、制氧机7和触摸式的电子显示屏8，电子显示屏8、氧饱和度检测仪4与为微电脑控制器5电连接，微电脑控制器5还电连接有蜂鸣报警器9。

制氧机7连通有氧气流量控制阀10，氧气流量控制阀10的出气端连通有氧气输出连接罐11，氧气输出连接罐11连通有连接软管12，连接软管12远离氧气输出连接罐11的一端与人体呼吸面罩2连通，氧气流量控制阀10和制氧机7均与微电脑控制器5电连接；氧气流量控制阀10与氧气输出连接罐11之间连通有氧气加温器13和氧气加湿器14，氧气输出连接罐11内设置有温度传感器15和湿度传感器16，温度传感器15、湿度传感器16、氧气加温器13和氧气加湿器14均与微电脑控制器5电连接；氧气加温器13和氧气加湿器14与氧气输出连接罐11之间设置有单向阀17，氧气输出连接罐11连通有氧气回流消毒灭菌器18，氧气回流消毒灭菌器18内设置有臭氧发生器19和紫外线灯20，氧气回流消毒灭菌器18连通有分泌物收集罐21，臭氧发生器19和紫外线灯20与微电脑控制器5电连接，分泌物收集罐21内设置有液位传感器28，液位传感器28与微电脑控制器5电连接。

压缩气泵6上设置有减震隔离橡胶22，压缩气泵6连通有气压控制进气阀23，气压控制进气阀23的出口端与连通有压缩气体连接罐24，压缩气体连接罐24连通有气压控制出气阀25，压缩气体连接罐24与胸腔振荡压缩装置3连通有气压管26，压缩气体连接罐24内设置有压力传感器27，压力传感器27、气压控制进气阀23和气压控制出气阀25均与微电脑控制器5电连接。

其中，胸腔振荡压缩装置3包括前背夹29和后背夹，前背夹29和后背夹可拆卸连接，前背夹29和后背夹可拆卸连接可包括魔术贴、按扣或条带30连接等方式，本实施例为条带30连接；前背夹29的胸部位置设置有压缩气囊，压缩气囊与氧气输出连接罐11之间通过气压管26连通；人体呼吸面罩2包括面罩31，面罩31内设置有喉罩32，喉罩32内设置有气管插管33和口咬器34，气管插管33穿过喉罩32和面罩31与连接软管12连通。

需要说的是，本方案中的各控制阀均为电控式的自控式流量控制阀。

本发明的使用方法如下：

使用前，将前背夹29和后背夹穿在患者的上半身，然后将前背夹29和后背夹固定连接，使得压缩气囊刚好位于患者的肺部位置；将面罩31罩在患者的面部，将喉罩32、口咬器34和气管插管33放入患者口中，患者可以用牙齿咬住口咬器34，气管插管33插入患者的咽喉气管内，喉罩32位于患者的咽喉处；最后将氧饱和度检测仪4夹在患者的手指上，并使得氧饱和度检测仪4与工作主机1连接。

开启工作主机1，微电脑控制器5控制压缩气泵6间歇性的工作，压缩气泵6鼓气时，压力气体通过气压控制进气阀23进入到压缩气体连接罐24，然后通过气压管26进入到前背夹29上的压缩气囊，压缩气囊胀大，对患者的胸部进行挤压，当压缩气泵6不鼓气时，则压缩气囊内的气体通过气压管26和气压控制出气阀25排出，压缩气囊失去对患者胸部的挤压，过程中使用压力传感器27和微电脑控制器5，使输出高压气体压力工况稳定，节律可调。如此，实现了压缩气囊有节律的压缩和扩张，使患者胸腔产生振动，也带动了肺功能患者的肺部被动压迫和松懈运动，在使患者肺部和呼吸道内分泌物和痰液振动松懈排出的同时，也给患者的肺部功能带来了功能锻炼和康复作用。

同时，工作主机1内的制氧机7制造出高浓度氧气，通过氧气加温器13和氧气加湿器14的加湿加温，通过氧气流量控制阀10进行间歇性的供氧，供氧时获得具有带正压压力的可控温度和湿度的高浓度医用等级氧气；其中的氧气的温度、湿度由对应的温度传感器15和湿度传感器16传递电信号给微电脑控制器5并由其控制，氧气的流量由微电脑控制器5控制氧气流量控制阀10调节，然后氧气通过氧气输出连接罐11和连接软管12进入到气管插管33，最终达到患者肺部，为患者进行供氧。

氧气流量控制阀10控制的间歇性供氧，使得氧气按人体呼吸节律，使肺部产生复张和压差引流作用；在胸腔振荡压缩装置3上的压缩气囊加压的过程中，氧气流量控制阀10关闭，压缩气囊间歇性的挤压患者肺部，可以使患者肺部气体和痰液等分泌物被挤压排出；导引出来的气体和分泌物及痰液，通过气管插管33和连接软管12回流进入到氧气回流消毒灭菌器18内进行消毒灭菌，消毒灭菌由臭氧发生器19和紫外线灯20完成，以杀灭患者呼出气体内的病毒和细菌，并收集痰液和分泌物，避免对外部环境的危害。

因为过长时间的高浓度或者低浓度吸氧，对患者有一定的危害，在整个过程中，氧饱和度检测仪4可以对患者的血氧浓度进行时时的监控，当氧饱和度检测仪4检测到患者的血氧浓度大于或者小于微电脑控制器5的设定值时，微电脑控制器5控制蜂鸣报警器9发出报警，并且微电脑控制器5控制制氧机7自动调节氧气的压力和含量。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种肺部辅助呼吸系统，其特征在于：包括工作主机、人体呼吸面罩和胸腔振荡压缩装置，所述工作主机包括微电脑控制器、压缩气泵、制氧机；

所述制氧机连通有氧气流量控制阀，所述氧气流量控制阀的出气端连通有氧气输出连接罐，所述氧气输出连接罐连通有连接软管，所述连接软管远离氧气输出连接罐的一端与人体呼吸面罩连通，所述氧气流量控制阀和制氧机均与微电脑控制器电连接；

所述压缩气泵连通有气压控制进气阀，所述气压控制进气阀的出口端与连通有压缩气体连接罐，所述压缩气体连接罐连通有气压控制出气阀，所述压缩气体连接罐与胸腔振荡压缩装置连通有气压管，所述压缩气体连接罐内设置有压力传感器，所述压力传感器、气压控制进气阀和气压控制出气阀均与微电脑控制器电连接；所述工作主机上设置有触摸式的电子显示屏，所述电子显示屏与微电脑控制器电连接。

2.根据权利要求1所述的一种肺部辅助呼吸系统，其特征在于：所述氧气流量控制阀与氧气输出连接罐之间连通有氧气加温器和氧气加湿器，所述氧气输出连接罐内设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器、湿度传感器、氧气加温器和氧气加湿器均与微电脑控制器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种肺部辅助呼吸系统，其特征在于：所述氧气加温器和氧气加湿器与氧气输出连接罐之间设置有单向阀，所述氧气输出连接罐连通有氧气回流消毒灭菌器，所述氧气回流消毒灭菌器内设置有臭氧发生器和紫外线灯，所述臭氧发生器和紫外线灯与微电脑控制器电连接，所述氧气回流消毒灭菌器连通有分泌物收集罐。

4.根据权利要求3所述的一种肺部辅助呼吸系统，其特征在于：所述分泌物收集罐内设置有液位传感器，所述液位传感器与微电脑控制器电连接，所述微电脑控制器电连接有报警器。

5.根据权利要求4所述的一种肺部辅助呼吸系统，其特征在于：所述胸腔振荡压缩装置包括前背夹和后背夹，所述前背夹和后背夹可拆卸连接，所述前背夹的胸部位置设置有压缩气囊，所述压缩气囊与氧气输出连接罐之间通过气压管连通。

6.根据权利要求5所述的一种肺部辅助呼吸系统，其特征在于：所述人体呼吸面罩包括面罩，所述面罩内设置有喉罩，所述喉罩内设置有气管插管和口咬器，所述气管插管穿过喉罩和面罩与连接软管连通。

7.根据权利要求6所述的一种肺部辅助呼吸系统，其特征在于：所述肺部辅助呼吸系统还包括氧饱和度检测仪，所述氧饱和度检测仪与微电脑控制器电连接。

8.根据权利要求7所述的一种肺部辅助呼吸系统，其特征在于：所述压缩气泵上设置有减震隔离橡胶。

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