CN113855881A - 一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置。设置挤压背心带动患者做呼吸运动，从而提高了呼吸的节奏性，使得患者随着挤压背心的节奏进行呼吸，更加有利于痰液的排出；设置气流检测装置检测气流的流向和速度，并根据流向和速度控制吸痰的压力，从而更加稳定精准的实现了吸痰，并且可以即保证痰液不会回流，又保证不会对患者的呼吸产生影响；使用光谱模块对排出的痰液进行了检测，一方面可以精准的检测排出痰液的量，控制更换罐体，另一方面可以精准的判断痰液的情况，给出建议的吸痰时间和次数。对于光谱检测的特征峰进行了精准的选择，可以更加精准的对痰液进行检测，提高检测效果的同时降低了产品的造价。

Description

一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置

技术领域

本发明涉及呼吸科医疗装置领域，尤其涉及一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置。

背景技术

医院里三分之一的内科病人是呼吸道疾病病人。它是一种因气道阻塞造成逐渐削弱患者呼吸功能的疾病，临床可见不同程度的咳喘憋。由于肺的呼吸功能受损，即便坐着呼吸，慢阻肺病人也感觉像挑着担子上山一样，随病情进展急性发作愈见频繁，后期可导致呼吸衰竭并发心脏衰竭，遭受气管被切开等痛苦。

申请号CN202110399156.1公开了一种呼吸内科用清肺排痰辅助床。通过支撑机构向上转动，随后通过卡紧机构将支撑机构进行卡紧，使得患者坐在支撑机构上，并且靠在支撑机构上，通过排痰机构移动击打患者背部，排痰机构对患者进行辅助排痰。

申请号CN202022418111.8公开了一种呼吸内科护理清肺排痰器，包括负压泵，所述负压泵的驱动端连接设置有吸风管，且负压泵的一侧位置设置有第一转换架，所述第一转换架的一侧分别设置有储存瓶与备用瓶，且第一转换架上与储存瓶、备用瓶之间分别对应连通设置有第一连接管与第二连接管，所述储存瓶一侧位置设置有第二转换架上与储存瓶、备用瓶之间分别连通设置有第一吸入管与第二吸入管，所述第二转换架的一侧连通设置有固定管。

上述的方案还都是基于负压进行排痰，没有精准的控制，在实际使用时，由于负压的存在会对患者的呼吸产生影响，如果压力较小，则排痰的效果不好，如果压力太大会使得患者的呼吸受到限制，有一定的危险。

发明内容

针对上述内容，为解决上述问题，提供一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，包括控制器、存储器、气流检测器、负压泵、储液罐、吸痰管、光谱模块、挤压背心和控压泵；

控制器连接气流检测器、存储器、负压泵、光谱模块和挤压背心；

挤压背心用于穿着在患者上身，控压泵连接挤压背心，通过控压泵控制挤压背心内的气压，从而实现挤压背心内的压力变化，引导呼吸节奏和强度；

负压泵连接储液罐，储液罐连接吸痰管，负压泵用于向储液罐内制造负压，从而使得吸痰管将痰吸出储存在储液罐中；

气流检测器用于检测患者的呼吸状态，并将呼吸状态发送给控制器，控制器基于呼吸状态控制负压泵的压力；

光谱模块设置在储液罐的外侧，用于监测储液罐内的痰液的量以及检测痰液的光谱数据。

负压泵连接控制器，控制器控制负压泵的压力值；负压泵的负压口连接储液罐，储液罐连接吸痰管；负压泵通过在储液罐内形成负压，使得吸痰管的管口处产生负压，从而使得吸痰管能够将痰液吸入储液罐；

储液罐为长方体形状，顶部设置有密封塞，密封塞上设置有两个孔，两个孔内分别插入吸痰管和通气管，通气管通过缓冲罐连接至负压泵；

光谱模块设置在储液罐的外壁上。

光谱模块包括发光模块和收光模块，发光模块和收光模块分别设置在储液罐的外壁的相对的平面上；储液罐内壁涂覆有高反射材料，用于反射光谱模块发出的光；

发光模块发射的光从储液罐侧壁上的透光小孔入射，在储液罐内经过多次反射后从另一侧的侧壁上的透光小孔出射后到达收光模块；

发光模块和收光模块与储液罐连接的位置密封连接；且收光模块位置处的透光小孔呈竖直的长条形。

气流检测器用于检测呼吸状态，并将呼吸状态发送至控制器，控制器根据呼吸状态控制负压泵的压力值；当处于呼气状态时，控制器控制负压泵的压力为吸痰压力；当处于吸气状态时，控制器控制负压泵的压力为维持压力；维持压力的压力值比吸痰压力的压力值小。

挤压背心的控压泵不与控制器连接，且控压泵具有多个不同强度的工作模式；

控制器的控制工作方式如下：

控制器采集气流检测器的检测数据，检测数据包括呼吸状态和呼吸强度，其中的呼吸状态根据气流方向确定，呼吸强度根据气流的流速确定；控制器将呼吸状态和呼吸强度随时间的变化存储在存储器中；

当控制器检测到呼吸状态为呼气时，控制器控制负压泵的压力为吸痰压力，以将痰液吸出，吸痰压力的级别根据呼气的强度确定，呼气的强度越强，吸痰压力越大；

当控制器检测到呼吸状态为吸气时，控制器控制负压泵的压力为维持压力，以维持痰液不会回流，维持压力的级别根据吸气的强度确定，吸气的强度越强，维持压力越大；

光谱模块的发光模块发射的光从储液罐侧壁上的透光小孔入射，在储液罐内经过多次反射后从另一侧的侧壁上的透光小孔出射后到达收光模块；

收光模块将采集的光的光谱数据发送给控制器；控制器将光谱数据进行处理后得到总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例，并根据总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例给出建议的吸痰时间和次数。

总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例的计算方法如下：

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行积分，得到总体的光谱强度，总体的光谱强度反应了储液罐内的痰液的量，当总体的光谱强度降低到阈值以下时，表明储液罐内的痰液量过多，需要进行清洗更换；

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行多峰拟合，并且寻找380nm-420nm之间的特征峰对应的波长；该特征峰对应的波长对应着痰液的颜色，表明了剩余痰液的量，根据特征峰对应的波长位置可以判断剩余所需吸痰的时间；

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行多峰拟合，并且寻找759.7nm、994.0nm、1128.4nm三个特征峰的相对强度，相对强度表征了痰液中不同成分的相对比例，根据相对比例判断每天需要的吸痰次数；当759.7nm、994.0nm的任一个的强度比1128.4nm峰的强度高时，表明痰液中杂质较多，需要每日多次吸痰；当759.7nm、994.0nm的强度都比1128.4nm峰的强度低时，表明痰液中杂质较少，仅需要每日1-2次吸痰。

储液罐除了透光小孔之外的其他位置不透光，密封塞与通气管和吸痰管的连接处设置快接头。

本发明的有益效果为：

本发明设置挤压背心带动患者做呼吸运动，从而提高了呼吸的节奏性，使得患者随着挤压背心的节奏进行呼吸，更加有利于痰液的排出；设置气流检测装置检测气流的流向和速度，并根据流向和速度控制吸痰的压力，从而更加稳定精准的实现了吸痰，并且可以即保证痰液不会回流，又保证不会对患者的呼吸产生影响；

使用光谱模块对排出的痰液进行了检测，一方面可以精准的检测排出痰液的量，控制更换罐体，另一方面可以精准的判断痰液的情况，给出建议的吸痰时间和次数。对于光谱检测的特征峰进行了精准的选择，可以更加精准的对痰液进行检测，提高检测效果的同时降低了产品的造价。

附图说明

被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。

图1为本发明的整体架构示意图；

图2为本发明的储液罐结构示意图。

具体实施方式

本发明的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。

实施例：

一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，包括控制器、存储器、气流检测器、负压泵、储液罐、吸痰管、光谱模块、挤压背心和控压泵；

控制器连接气流检测器、存储器、负压泵、光谱模块和挤压背心；

挤压背心用于穿着在患者上身，控压泵连接挤压背心，通过控压泵控制挤压背心内的气压，从而实现挤压背心内的压力变化，引导呼吸节奏和强度；

负压泵连接储液罐，储液罐连接吸痰管，负压泵用于向储液罐内制造负压，从而使得吸痰管将痰吸出储存在储液罐中；

气流检测器用于检测患者的呼吸状态，并将呼吸状态发送给控制器，控制器基于呼吸状态控制负压泵的压力；

光谱模块设置在储液罐的外侧，用于监测储液罐内的痰液的量以及检测痰液的光谱数据。

负压泵连接控制器，控制器控制负压泵的压力值；负压泵的负压口连接储液罐，储液罐连接吸痰管；负压泵通过在储液罐内形成负压，使得吸痰管的管口处产生负压，从而使得吸痰管能够将痰液吸入储液罐；

储液罐为长方体形状，顶部设置有密封塞，密封塞上设置有两个孔，两个孔内分别插入吸痰管和通气管，通气管通过缓冲罐连接至负压泵；

光谱模块设置在储液罐的外壁上。

光谱模块包括发光模块和收光模块，发光模块和收光模块分别设置在储液罐的外壁的相对的平面上；储液罐内壁涂覆有高反射材料，用于反射光谱模块发出的光；

发光模块发射的光从储液罐侧壁上的透光小孔入射，在储液罐内经过多次反射后从另一侧的侧壁上的透光小孔出射后到达收光模块；

发光模块和收光模块与储液罐连接的位置密封连接；且收光模块位置处的透光小孔呈竖直的长条形。

气流检测器用于检测呼吸状态，并将呼吸状态发送至控制器，控制器根据呼吸状态控制负压泵的压力值；当处于呼气状态时，控制器控制负压泵的压力为吸痰压力；当处于吸气状态时，控制器控制负压泵的压力为维持压力；维持压力的压力值比吸痰压力的压力值小。

挤压背心的控压泵不与控制器连接，且控压泵具有多个不同强度的工作模式；

控制器的控制工作方式如下：

控制器采集气流检测器的检测数据，检测数据包括呼吸状态和呼吸强度，其中的呼吸状态根据气流方向确定，呼吸强度根据气流的流速确定；控制器将呼吸状态和呼吸强度随时间的变化存储在存储器中；

当控制器检测到呼吸状态为呼气时，控制器控制负压泵的压力为吸痰压力，以将痰液吸出，吸痰压力的级别根据呼气的强度确定，呼气的强度越强，吸痰压力越大；

当控制器检测到呼吸状态为吸气时，控制器控制负压泵的压力为维持压力，以维持痰液不会回流，维持压力的级别根据吸气的强度确定，吸气的强度越强，维持压力越大；

光谱模块的发光模块发射的光从储液罐侧壁上的透光小孔入射，在储液罐内经过多次反射后从另一侧的侧壁上的透光小孔出射后到达收光模块；

收光模块将采集的光的光谱数据发送给控制器；控制器将光谱数据进行处理后得到总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例，并根据总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例给出建议的吸痰时间和次数。

总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例的计算方法如下：

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行积分，得到总体的光谱强度，总体的光谱强度反应了储液罐内的痰液的量，当总体的光谱强度降低到阈值以下时，表明储液罐内的痰液量过多，需要进行清洗更换；

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行多峰拟合，并且寻找380nm-420nm之间的特征峰对应的波长；该特征峰对应的波长对应着痰液的颜色，表明了剩余痰液的量，根据特征峰对应的波长位置可以判断剩余所需吸痰的时间；

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行多峰拟合，并且寻找759.7nm、994.0nm、1128.4nm三个特征峰的相对强度，相对强度表征了痰液中不同成分的相对比例，根据相对比例判断每天需要的吸痰次数；当759.7nm、994.0nm的任一个的强度比1128.4nm峰的强度高时，表明痰液中杂质较多，需要每日多次吸痰；当759.7nm、994.0nm的强度都比1128.4nm峰的强度低时，表明痰液中杂质较少，仅需要每日1-2次吸痰。

储液罐除了透光小孔之外的其他位置不透光，密封塞与通气管和吸痰管的连接处设置快接头。

工作时，先给患者穿上挤压背心，挤压背心穿上之后会对患者的胸腔提供挤压力，并且控压泵控制挤压背心的挤压力的大小；当挤压力随着时间做周期性变化时，患者也会随着这个节奏做呼吸，同时压力越大呼气越强；如果仅仅随着控压泵的控制周期直接控制吸痰的气压会存在以下问题：一方面是挤压到患者呼吸到痰液的排出具有一定的延迟，第二是由于患者可能不会完全按照挤压背心的压力去控制呼吸；所以设置了气流传感器，气流传感器设置到患者的口中或者鼻腔，从而会患者的呼吸进行检测，检测后就可以根据实际的呼吸情况调节吸痰压力的节奏；

控制器采集呼吸的情况，并且根据呼吸的情况控制吸痰的负压泵的压力大小，从而实现了精准稳定的控制吸痰；另一方面光谱模块采集了储液罐内的痰液的情况，收光模块将采集的光的光谱数据发送给控制器；控制器将光谱数据进行处理后得到总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例，并根据总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例给出建议的吸痰时间和次数。

以上所述，仅为本发明的优选实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，其特征在于，包括控制器、存储器、气流检测器、负压泵、储液罐、吸痰管、光谱模块、挤压背心和控压泵；

控制器连接气流检测器、存储器、负压泵、光谱模块和挤压背心；

挤压背心用于穿着在患者上身，控压泵连接挤压背心，通过控压泵控制挤压背心内的气压，从而实现挤压背心内的压力变化，引导呼吸节奏和强度；

负压泵连接储液罐，储液罐连接吸痰管，负压泵用于向储液罐内制造负压，从而使得吸痰管将痰吸出储存在储液罐中；

气流检测器用于检测患者的呼吸状态，并将呼吸状态发送给控制器，控制器基于呼吸状态控制负压泵的压力；

光谱模块设置在储液罐的外侧，用于监测储液罐内的痰液的量以及检测痰液的光谱数据。

2.根据权利要求1所述的一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，其特征在于：

负压泵连接控制器，控制器控制负压泵的压力值；负压泵的负压口连接储液罐，储液罐连接吸痰管；负压泵通过在储液罐内形成负压，使得吸痰管的管口处产生负压，从而使得吸痰管能够将痰液吸入储液罐；

储液罐为长方体形状，顶部设置有密封塞，密封塞上设置有两个孔，两个孔内分别插入吸痰管和通气管，通气管通过缓冲罐连接至负压泵；

光谱模块设置在储液罐的外壁上。

3.根据权利要求2所述的一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，其特征在于：

光谱模块包括发光模块和收光模块，发光模块和收光模块分别设置在储液罐的外壁的相对的平面上；储液罐内壁涂覆有高反射材料，用于反射光谱模块发出的光；

发光模块发射的光从储液罐侧壁上的透光小孔入射，在储液罐内经过多次反射后从另一侧的侧壁上的透光小孔出射后到达收光模块；

发光模块和收光模块与储液罐连接的位置密封连接；且收光模块位置处的透光小孔呈竖直的长条形。

4.根据权利要求3所述的一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，其特征在于：

气流检测器用于检测呼吸状态，并将呼吸状态发送至控制器，控制器根据呼吸状态控制负压泵的压力值；当处于呼气状态时，控制器控制负压泵的压力为吸痰压力；当处于吸气状态时，控制器控制负压泵的压力为维持压力；维持压力的压力值比吸痰压力的压力值小。

5.根据权利要求4所述的一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，其特征在于：

挤压背心的控压泵不与控制器连接，且控压泵具有多个不同强度的工作模式；

控制器的控制工作方式如下：

控制器采集气流检测器的检测数据，检测数据包括呼吸状态和呼吸强度，其中的呼吸状态根据气流方向确定，呼吸强度根据气流的流速确定；控制器将呼吸状态和呼吸强度随时间的变化存储在存储器中；

当控制器检测到呼吸状态为呼气时，控制器控制负压泵的压力为吸痰压力，以将痰液吸出，吸痰压力的级别根据呼气的强度确定，呼气的强度越强，吸痰压力越大；

当控制器检测到呼吸状态为吸气时，控制器控制负压泵的压力为维持压力，以维持痰液不会回流，维持压力的级别根据吸气的强度确定，吸气的强度越强，维持压力越大；

光谱模块的发光模块发射的光从储液罐侧壁上的透光小孔入射，在储液罐内经过多次反射后从另一侧的侧壁上的透光小孔出射后到达收光模块；

收光模块将采集的光的光谱数据发送给控制器；控制器将光谱数据进行处理后得到总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例，并根据总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例给出建议的吸痰时间和次数。

6.根据权利要求5所述的一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，其特征在于：

总体光谱强度、特征峰位置和痰液各成分比例的计算方法如下：

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行积分，得到总体的光谱强度，总体的光谱强度反应了储液罐内的痰液的量，当总体的光谱强度降低到阈值以下时，表明储液罐内的痰液量过多，需要进行清洗更换；

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行多峰拟合，并且寻找380nm-420nm之间的特征峰对应的波长；该特征峰对应的波长对应着痰液的颜色，表明了剩余痰液的量，根据特征峰对应的波长位置可以判断剩余所需吸痰的时间；

将收光模块收集的光谱数据在300nm至2000nm的范围内进行多峰拟合，并且寻找759.7nm、994.0nm、1128.4nm三个特征峰的相对强度，相对强度表征了痰液中不同成分的相对比例，根据相对比例判断每天需要的吸痰次数；当759.7nm、994.0nm的任一个的强度比1128.4nm峰的强度高时，表明痰液中杂质较多，需要每日多次吸痰；当759.7nm、994.0nm的强度都比1128.4nm峰的强度低时，表明痰液中杂质较少，仅需要每日1-2次吸痰。

7.根据权利要求5所述的一种高稳定性的呼吸内科用清肺排痰装置，其特征在于：

储液罐除了透光小孔之外的其他位置不透光，密封塞与通气管和吸痰管的连接处设置快接头。

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