CN115105697A - 辅助呼吸管理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助呼吸管理装置，包含：高流量单向口鼻罩和呼吸控制装置；其中，单向高流量口鼻罩包含：外壳；第一进气口，设置于外壳上用以连通至呼吸控制装置；第一出气口，设置于外壳上用以连通至用户的鼻腔；第二进气口，设置于外壳上用以连通至用户的口腔；第二出气口，设置于外壳上用以连通至外界环境；进气通道，形成于第一进气口和第一出气口之间；出气通道，形成于第二出气口和第二进气口之间；第一单向阀，设置于进气通道内，处于常开状态；第二单向阀，设置于出气通道内，处于常开状态；联动销，连接至第一单向阀和第二单向阀。本发明的辅助呼吸管理装置，能够达到延长患者屏气时长，提高DIBH放射治疗的效果。

Description

辅助呼吸管理装置

技术领域

本发明涉及一种辅助呼吸管理装置。

背景技术

呼吸运动一直是胸腹部放疗治疗时需要克服的一个问题之一，想要实现精准的放射治疗需要采用各种呼吸运动管理措施。其中一个解决方案是通过多次的深吸气屏气。如在左侧乳腺癌的放射治疗中，通过深吸气屏气的方案，可以提高靶区的稳定性，减少心脏、肺等OAR的剂量。而且相较于基于自由呼吸的呼吸门控治疗可以进一步节省治疗时间，提高了效率。这对于一些繁忙的治疗中心而言意义非常重大。

然而，基于现在流行的治疗技术,不管是IMRT还是VMART,一次完整的DIBH(DeepInspirationBreath Holding，深吸气屏气)放射治疗的时间仍然需要3-5mins。期间，患者需重复多次的DIBH，每次持续时间约20s。有研究表明频繁的屏气会给患者带来压力和体位变化等问题，这在质子治疗时显的尤为重要。因此，如何有效延长单次深吸气屏气的持续时间是一个很有价值的研究。

发明内容

本发明提供了一种辅助呼吸管理装置解决上述提到的技术问题，具体采用如下的技术方案：

一种辅助呼吸管理装置，包含：用于供用户佩戴的高流量单向口鼻罩和用于为用户供应氧气的呼吸控制装置；

高流量单向口鼻罩连通至呼吸控制装置；

其中，单向高流量口鼻罩包含：

外壳；

第一进气口，设置于外壳上用以连通至呼吸控制装置；

第一出气口，设置于外壳上用以连通至用户的鼻腔；

第二进气口，设置于外壳上用以连通至用户的口腔；

第二出气口，设置于外壳上用以连通至外界环境；

进气通道，形成于第一进气口和第一出气口之间；

出气通道，形成于第二出气口和第二进气口之间；

第一单向阀，设置于进气通道内，处于常开状态；

第二单向阀，设置于出气通道内，处于常开状态；

联动销，连接至第一单向阀和第二单向阀使两者保持同步运动，在第一单向阀切换到完全关闭状态时第二单向阀处于完全打开状态，在第一单向阀切换到完全打开状态时第二单向阀处于完全关闭状态；

呼吸控制装置可在多种供氧模式下进行切换。

进一步地，第一单向阀包含：

第一挡圈，设置于出气通道的内壁，其上形成有第一通孔；

第一滑动杆，穿过第一通孔并可沿其滑动；

第一活塞，连接至第一滑动杆的右端；

第一挡片，连接至第一滑动杆的左端；

第一弹簧，套设于第一滑动杆上且位于第一挡圈和第一挡片之间。

进一步地，第二单向阀包含：

第二挡圈，设置于出气通道的内壁，其上形成有第二通孔；

第二滑动杆，穿过第二通孔并可沿其滑动；

第二活塞，连接至第二滑动杆的左端；

第二挡片，连接至第二滑动杆的右端；

第二弹簧，套设于第二滑动杆上且位于第二挡圈和第二挡片之间；

联动销连接至第一活塞和第二活塞。

进一步地，呼吸控制装置包含：

空压机，用以提供压力；

加热储气罐，连通至空压机；

流量阀，连通至加热储气罐；

湿化器，一端连通至流量阀且另一端连通至第一进气口；

传感器，设置于湿化器和第一进气口之间的通道上用以检测通过的气流的温度、流量和压力；

控制单元，电连接至空压机、加热储气罐、流量阀、湿化器和传感器对其进行控制。

进一步地，呼吸控制装置还包含：

活塞气缸，一端连通至加热储气罐且另一端连通至流量阀，且电连接至控制单元。

进一步地，呼吸控制装置还包含：

空氧混合器，吸入空气和氧气并对两者进行混合，其电连接至控制单元；

过滤器，一端连通至空氧混合器且另一端连通至空压机；

氧浓度传感器，设置于空氧混合器和过滤器之间的通道上用以检测通过的气流的含氧量，其电连接至控制单元。

进一步地，呼吸控制装置还包含：

机载触摸显示控制单元，用以供用户操作呼吸控制装置，其电连接中控制单元。

进一步地，呼吸控制装置还包含：

远程触摸显示控制单元，用以供用户远程操作呼吸控制装置，其通信连接中控制单元。

进一步地，用户通过机载触摸显示控制单元或远程触摸显示控制单元调节呼吸控制装置的供氧模式；

呼吸控制装置具有以下供氧模式：

第一机械辅助通气模式，在第一机械辅助通气模式下，流量阀打开，气流从加热储气罐进入湿化器，第一流速的气流通过进气通道进入用户鼻腔，第一单向阀和第二单向阀均打开，训练用户进行深吸气自由呼吸，计算出该用户的呼吸周期以及每个周期的送气量；

第二机械辅助通气模式，在第二机械辅助通气模式下，流量阀关闭，气流从活塞气缸按照计算出的送气量供应至湿化器，第二流速的气流通过进气通道进入用户鼻腔，第一单向阀打开，第二单向阀关闭，辅助用户进行深呼吸自由呼吸预氧合，第二流速大于第一流速；

窒息氧合模式，在窒息氧合模式下，流量阀打开，气流从加热储气罐进入湿化器，第三流速的气流通过进气通道进入用户鼻腔，第一单向阀和第二单向阀均打开，第三流速小于第二流速。

进一步地，第二流速大于等于80L/min，第一流速和第三流速小于80L/min。

本发明的有益之处在于所提供的辅助呼吸管理装置，能够达到延长患者屏气时长，提高DIBH放射治疗的效果。

附图说明

图1是本发明的一种辅助呼吸管理装置的示意图；

图2是本发明的一种辅助呼吸管理装置的单向高流量口鼻罩的示意图；

外壳10，第一进气口20，第一出气口30，第二出气口40，第二进气口50，进气通道60，出气通道70，第一单向阀80，第一挡圈81，第一滑动杆82，第一活塞83，第一挡片84，第一弹簧85，第一通孔86，第二单向阀90，第二挡圈91，第二滑动杆92，第二活塞93，第二挡片94，第二弹簧95，第二通孔96，联动销100。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

如图1-2所示为本申请的一种辅助呼吸管理装置，包含：用于供用户佩戴的高流量单向口鼻罩和用于为用户供应氧气的呼吸控制装置。高流量单向口鼻罩连通至呼吸控制装置。

具体而言，单向高流量口鼻罩包含：外壳10、第一进气口20、第一出气口30、第二进气口50、第二出气口40、进气通道60、出气通道70、第一单向阀80、第二单向阀90和联动销100。

其中，第一进气口20设置于外壳10上用以连通至呼吸控制装置。第一出气口30设置于外壳10上用以连通至用户的鼻腔。第二进气口50设置于外壳10上用以连通至用户的口腔。第二出气口40设置于外壳10上用以连通至外界环境。进气通道60形成于第一进气口20和第一出气口30之间。出气通道70形成于第二出气口40和第二进气口50之间。第一单向阀80设置于进气通道60内，处于常开状态。第二单向阀90设置于出气通道70内，处于常开状态。联动销100连接至第一单向阀80和第二单向阀90使两者保持同步运动，在第一单向阀80切换到完全关闭状态时第二单向阀90处于完全打开状态，在第一单向阀80切换到完全打开状态时第二单向阀90处于完全关闭状态。在平常状态下，高流量单向口鼻罩的双向连通的。而高流量单向口鼻罩在流入第一进气口20的气流的流速较大时，便从双向连通切换成单向连通。基于上述结构，本申请的呼吸控制装置可在多种供氧模式下进行切换。后续进行详细描述。

作为一种优选的实施方式，第一单向阀80包含：第一挡圈81、第一滑动杆82、第一活塞83、第一挡片84和第一弹簧85。具体而言，第一挡圈81设置于出气通道70的内壁，其上形成有第一通孔86。第一滑动杆82穿过第一通孔86并可沿其滑动。第一活塞83连接至第一滑动杆82的右端。第一挡片84连接至第一滑动杆82的左端。第一弹簧85套设于第一滑动杆82上且位于第一挡圈81和第一挡片84之间。

同样的，第二单向阀90包含：第二挡圈91、第二滑动杆92、第二活塞93、第二挡片94和第二弹簧95。第二挡圈91设置于出气通道70的内壁，其上形成有第二通孔96。第二滑动杆92穿过第二通孔96并可沿其滑动。第二活塞93连接至第二滑动杆92的左端。第二挡片94连接至第二滑动杆92的右端。第二弹簧95套设于第二滑动杆92上且位于第二挡圈91和第二挡片94之间。联动销100连接至第一活塞83和第二活塞93。使得第一活塞83和第二活塞93联动。在本申请中，左、右是相对图2中的方位而言，具体的方位根据单向高流量口鼻罩的具体结构而定。

作为一种优选的实施方式，呼吸控制装置包含：空压机、加热储气罐、流量阀、湿化器、传感器、活塞气缸和控制单元。其中，空压机用以提供压力。加热储气罐连通至空压机。流量阀连通至加热储气罐。湿化器一端连通至流量阀且另一端连通至第一进气口20。优选的，湿化器可以为一次性插拔湿化滤芯，可快速替换，且能够防止交叉感染。传感器设置于湿化器和第一进气口20之间的通道上用以检测通过的气流的温度、流量和压力。活塞气缸一端连通至加热储气罐且另一端连通至流量阀。控制单元电连接至空压机、加热储气罐、流量阀、湿化器、传感器和活塞气缸对上述部件进行控制。在本申请中，加热储气罐为20L，活塞气缸为5L。可以理解的是，加热储气罐和活塞气缸的大小可以根据实际需要进行选择。

作为一种优选的实施方式，呼吸控制装置还包含：空氧混合器、过滤器和氧浓度传感器。

其中，空氧混合器吸入空气和氧气并对两者进行混合，其电连接至控制单元。过滤器一端连通至空氧混合器且另一端连通至空压机。过滤器用于对混合的后的氧气进行过滤。氧浓度传感器设置于空氧混合器和过滤器之间的通道上用以检测通过的气流的含氧量，其电连接至控制单元。

作为一种优选的实施方式，呼吸控制装置还包含：机载触摸显示控制单元和远程触摸显示控制单元。

机载触摸显示控制单元用以供用户操作呼吸控制装置，其电连接中控制单元。远程触摸显示控制单元用以供用户远程操作呼吸控制装置，其通信连接中控制单元。

在本申请中，呼吸控制装置具有以下供氧模式：

第一机械辅助通气模式，在第一机械辅助通气模式下，流量阀打开，气流从加热储气罐进入湿化器，第一流速的气流通过进气通道60进入用户鼻腔，第一单向阀80和第二单向阀90均打开，训练用户进行深吸气自由呼吸，计算出该用户的呼吸周期以及每个周期的送气量。

第二机械辅助通气模式，在第二机械辅助通气模式下，流量阀关闭，气流从活塞气缸按照计算出的送气量供应至湿化器，第二流速的气流通过进气通道60进入用户鼻腔，第一单向阀80打开，第二单向阀90关闭，辅助用户进行深呼吸自由呼吸预氧合，第二流速大于第一流速。在该模式下，活塞气缸一次性快速将预定量的气体送入用户的鼻腔中。且为了避免气流从用户的口中溢出，此时，第二单向阀90为关闭状态。当一次性快速供气结束后，第二单向阀90恢复打开状态，用户能够呼出气体。

窒息氧合模式，在窒息氧合模式下，流量阀打开，气流从加热储气罐进入湿化器，第三流速的气流通过进气通道60进入用户鼻腔，第一单向阀80和第二单向阀90均打开，第三流速小于第二流速。此时，高流量氧气经鼻腔进入，从口腔吐出。在此过程中，通过肺泡内氧合压力差，鼻咽部氧气被动送入肺内，从而使用户能够实现超过5min以上的屏气时间。当用户解除屏气状态后，通过远程控制，将模式切换到机械辅助通气模式，帮助用户加快恢复自由呼吸。

具体地，用户通过机载触摸显示控制单元或远程触摸显示控制单元调节呼吸控制装置的供氧模式。

作为一种优选的实施方式，第二流速大于等于80L/min，第一流速和第三流速小于80L/min。即，从进气口进入的气流的速度大于等于80L/min，气流克服第一弹簧85和第二弹簧95的弹力，使第一单向阀80打开，第二单向阀90关闭。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种辅助呼吸管理装置，其特征在于，包含：用于供用户佩戴的高流量单向口鼻罩和用于为用户供应氧气的呼吸控制装置；

所述高流量单向口鼻罩连通至所述呼吸控制装置；

其中，所述单向高流量口鼻罩包含：

外壳；

第一进气口，设置于所述外壳上用以连通至所述呼吸控制装置；

第一出气口，设置于所述外壳上用以连通至用户的鼻腔；

第二进气口，设置于所述外壳上用以连通至用户的口腔；

第二出气口，设置于所述外壳上用以连通至外界环境；

进气通道，形成于所述第一进气口和所述第一出气口之间；

出气通道，形成于所述第二出气口和所述第二进气口之间；

第一单向阀，设置于所述进气通道内，处于常开状态；

第二单向阀，设置于所述出气通道内，处于常开状态；

联动销，连接至所述第一单向阀和所述第二单向阀使两者保持同步运动，在所述第一单向阀切换到完全关闭状态时所述第二单向阀处于完全打开状态，在所述第一单向阀切换到完全打开状态时所述第二单向阀处于完全关闭状态；

所述呼吸控制装置可在多种供氧模式下进行切换。

2.根据权利要求1所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

所述第一单向阀包含：

第一挡圈，设置于所述出气通道的内壁，其上形成有第一通孔；

第一滑动杆，穿过所述第一通孔并可沿其滑动；

第一活塞，连接至所述第一滑动杆的右端；

第一挡片，连接至所述第一滑动杆的左端；

第一弹簧，套设于所述第一滑动杆上且位于所述第一挡圈和所述第一挡片之间。

3.根据权利要求2所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

所述第二单向阀包含：

第二挡圈，设置于所述出气通道的内壁，其上形成有第二通孔；

第二滑动杆，穿过所述第二通孔并可沿其滑动；

第二活塞，连接至所述第二滑动杆的左端；

第二挡片，连接至所述第二滑动杆的右端；

第二弹簧，套设于所述第二滑动杆上且位于所述第二挡圈和所述第二挡片之间；

所述联动销连接至所述第一活塞和所述第二活塞。

4.根据权利要求3所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

所述呼吸控制装置包含：

空压机，用以提供压力；

加热储气罐，连通至所述空压机；

流量阀，连通至所述加热储气罐；

湿化器，一端连通至所述流量阀且另一端连通至所述第一进气口；

传感器，设置于所述湿化器和所述第一进气口之间的通道上用以检测通过的气流的温度、流量和压力；

控制单元，电连接至所述空压机、所述加热储气罐、所述流量阀、所述湿化器和所述传感器对其进行控制。

5.根据权利要求4所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

所述呼吸控制装置还包含：

活塞气缸，一端连通至所述加热储气罐且另一端连通至所述流量阀，且电连接至所述控制单元。

6.根据权利要求5所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

所述呼吸控制装置还包含：

空氧混合器，吸入空气和氧气并对两者进行混合，其电连接至所述控制单元；

过滤器，一端连通至所述空氧混合器且另一端连通至所述空压机；

氧浓度传感器，设置于所述空氧混合器和所述过滤器之间的通道上用以检测通过的气流的含氧量，其电连接至所述控制单元。

7.根据权利要求6所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

所述呼吸控制装置还包含：

机载触摸显示控制单元，用以供用户操作所述呼吸控制装置，其电连接中所述控制单元。

8.根据权利要求7所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

所述呼吸控制装置还包含：

远程触摸显示控制单元，用以供用户远程操作所述呼吸控制装置，其通信连接中所述控制单元。

9.根据权利要求8所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

用户通过所述机载触摸显示控制单元或所述远程触摸显示控制单元调节所述呼吸控制装置的供氧模式；

所述呼吸控制装置具有以下供氧模式：

第一机械辅助通气模式，在所述第一机械辅助通气模式下，所述流量阀打开，气流从所述加热储气罐进入所述湿化器，第一流速的气流通过所述进气通道进入用户鼻腔，所述第一单向阀和所述第二单向阀均打开，训练用户进行深吸气自由呼吸，计算出该用户的呼吸周期以及每个周期的送气量；

第二机械辅助通气模式，在所述第二机械辅助通气模式下，所述流量阀关闭，气流从所述活塞气缸按照计算出的送气量供应至所述湿化器，第二流速的气流通过所述进气通道进入用户鼻腔，所述第一单向阀打开，所述第二单向阀关闭，辅助用户进行深呼吸自由呼吸预氧合，所述第二流速大于所述第一流速；

窒息氧合模式，在所述窒息氧合模式下，所述流量阀打开，气流从所述加热储气罐进入所述湿化器，第三流速的气流通过所述进气通道进入用户鼻腔，所述第一单向阀和所述第二单向阀均打开，所述第三流速小于所述第二流速。

10.根据权利要求9所述的辅助呼吸管理装置，其特征在于，

所述第二流速大于等于80L/min，所述第一流速和所述第三流速小于80L/min。

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