CN116764168A - 一种吸气训练管理系统及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种吸气训练管理系统及装置，包括储药模块、检测模块和吸嘴，所述的储药模块包括储药罐和连接口，所述的储药罐可分离地设置在吸气训练装置上部，所述的储药罐出口抵接在所述的连接口处并处于常开状态，所述的连接口设置有吸入剂分散装置。对吸气流速和时长量化评价，训练使用者正确剂量给药，促进疾病康复；设置强度调整装置，通过调节阻尼器的强度对不同吸入习惯的人设置训练阶段指标以循序渐进地训练。控制器和提醒模块实时评价和指导患者训练；传输模块通过网络系统传输使得医务人员方便地对使用者训练数据给予指导，督促患者科学训练及持续跟踪训练效果。

Description

一种吸气训练管理系统及装置

技术领域

本发明涉及医疗辅助器械领域，尤其涉及呼吸系统辅助器械，具体是一种吸气训练管理系统及装置。

背景技术

呼吸系统疾病，包括哮喘、慢性支气管炎、肺气肿等严重危害人类的身体健康，相应的，为减轻疾病带来的困扰，开发了相应的药物和诊疗方法。其中，在《2019年定期慢性气道疾病吸入装置规范应用中国专家共识》中指出，吸入疗法是慢性气道疾病的一线基础治疗方法，与口服和静脉给药等方式相比，吸入疗法的药物直接作用于肺部，具有起效迅速、疗效佳、安全性好的优势，具有全身用药不可替代的临床地位。GOLD、GINA和我国指南均一致推荐吸入疗法作为慢阻肺和哮喘患者的一线基础治疗方法。《2020年GOLD慢性阻塞性肺疾病诊断、治疗及预防全球策略解读》中指出：正确使用定量气雾剂对促进有效的肺部药物沉积至关重要。患者疾病受限，吸气时间短，吸气气流不足，大量的吸入剂沉积在口腔和咽喉气管位置，难以达到肺部深处的细小气管内，不仅治疗效果差，而且可能由于口腔和咽喉气管内吸入大量沉积而产生不良反应。通过药物治疗，吸入剂要在气流作用下，依赖患者吸气驱动将药物粉剂或气雾剂以气溶胶的形式被吸入肺内。

吸气训练，顾名思义，就是训练呼吸的过程中，吸气会使用到的肌肉群。吸气是一种主动过程，其须要靠主动收缩使胸腔扩大，使肺内压力降低；当肺内压力低于大气压时，空气便会吸入肺中。正常时的吸气由横膈膜和外肋间肌负责，当横膈膜收缩和外肋间肌收缩时，横膈膜位置向下且胸腔同时向外和向上运动，胸腔体积变大，相对地，压力变小，大气的空气就被吸进肺中。

患者需要快速有力的吸气动作才能将药物颗粒充分解聚，药物的微细颗粒含量、肺部沉积率乃至治疗效果与吸气流速直接相关。不同 DPI 所需的最佳吸气流速不同，患者需要达到足够的吸气流速并持续 2~3s，才能达到药物的有效递送。对于 DPI 装置来说，把握每一剂良好的吸气流速相对难以实现，故影响药物剂量的准确和稳定性。而另一方面，过快的吸气流速又会使得药物颗粒更容易在上气道形成湍流、沉积在口咽，故这一相对矛盾的特性使得 DPI 在肺部沉积率低、口咽部沉积较高。使用者在用力吸气或深呼吸时，除了横膈膜收缩外，还需吸气辅助肌——胸索乳突肌、斜方肌、斜角肌和外肋间肌的协助，胸索乳突肌的收缩使得胸骨往上提，斜角肌的收缩使得上位肋骨往上提；这些肌肉收缩的结果使得胸阔上举，胸腔空间扩大到极限。吸气肌可以依靠一些补助器材来训练，这些器材提供一些适当的阻抗，就好比一般用于手臂肌肉训练的哑铃。训练过的吸气肌可以增加呼吸的深度和广度，增加呼吸的效率，形成吸入时的肌肉记忆，进一步提升肌肉运动效能，养成良好的呼吸习惯，防止吸入压力不足或压力过大影响药物到达肺部的效果。为了使得药剂能够更好的被使用者吸收并发挥作用，需要一种针对性的吸入效果评估系统及吸入式训练装置。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种吸气训练装置，包括储药模块、检测模块和吸嘴，所述的储药模块包括储药罐和连接口，所述的储药罐可分离地设置在吸气训练装置上部，所述的储药罐出口抵接在所述的连接口处并处于常开状态，所述的连接口设置有吸入剂分散装置。

优选的，所述的储药罐呈倒置状态，方便其内部存储的药物下流至喷口摇匀，所述的连接口和下方的检测模块通过螺纹连接，方便更换储药罐。

优选的，所述的检测模块包括壳体、喷管和可调检测器，所述的壳体为圆柱形内设空腔，所述的壳体顶部设置带有螺纹口的连接座与所述的储药模块连接，所述的喷管为L形中空喷管，所述的喷管顶端与所述的连接座连通，所述的喷管底端与所述的吸嘴连通。

优选的，所述的可调检测器包括定位挡板、流速检测模块和气流强度检测模块，所述的定位挡板固定设置在所述的喷管内，可控地阻挡所述的喷管通路，所述的定位挡板中部设置有流通孔。

优选的，所述的流速检测模块设置有流速传感器，所述的流速传感器包括旋叶，所述的旋叶设置在所述的定位挡板上，所述的旋叶外圈固定所述的流通孔前部。

优选的，所述的气流强度检测模块包括气流挡塞、转轴、限位铰链、压敏传感器和阻尼器，所述的气流挡塞可旋转地卡接于所述的流通孔，所述的气流挡塞顶部转动连接于所述的转轴，所述的转轴两端固定设置于所述的定位挡板的后部，所述的气流挡塞底部与所述的限位铰链铰接，所述的气流挡塞底部与所述的限位铰链可有限地相对运动。所述的压敏传感器设置在所述的定位挡板后部。

优选的，所述的阻尼器包括阻尼弹簧、铰接凸起、防漏壳、阻尼调节旋钮和限位器。

优选的，所述的阻尼弹簧为平面涡卷弹簧，所述的阻尼弹簧内端与所述的阻尼调节旋钮连接，所述的阻尼弹簧外端设置有铰接凸起，所述的铰接凸起底部与所述的阻尼弹簧外端顶部铰接，所述的铰接凸起顶部与所述的限位铰链铰接，所述的阻尼调节旋钮转动连接在所述的壳体上，所述的阻尼调节旋钮一端伸出于所述的壳体外部，用以旋拧调节阻尼器的阻尼强度，所述的阻尼调节旋钮顶部设置有指针，所述的壳体外部对应设置有换算后的强度数值，通过旋转所述的阻尼调节旋钮选择合适的训练强度数值，所述的限位器包括调节钮和棘齿，所述的棘齿设置在所述的阻尼调节旋钮内部圆轴的周侧，所述的调节钮弹性设置在所述的壳体上，所述的防漏壳一端与所述的定位挡板前部密封固定，所述的防漏壳侧部与所述的喷管一体设置，所述的阻尼弹簧设置在所述的防漏壳内部，所述的阻尼调节旋钮壳旋转地设置在所述的防漏壳并穿透所述的防漏壳两侧的端面。

优选的，所述的壳体内还包括控制器、信息传输模块和声光提醒模块，所述的控制器用以控制储药罐底部连接口的电磁阀开闭状态，所述的信息传输模块用以将获取的检测信息传输给外部设备，所述的声光提醒模块用以显示核心数值及操作信息以及反馈操作结果。

优选的，基于上述吸气训练装置的吸气训练管理系统，所述的训练管理系统包括检测端、信息分析端和信息提醒端，所述的检测端通过吸气训练装置中设置的检测模块获取气流训练信息，所述的信息分析端通过测量到的检测信息进行记录、汇总，对采集到的数据进行数据总结、归纳和分析，所述的信息提醒端将汇集的信息对使用者进行合格提醒、偏差提醒。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：对吸气流速和时长的量化评价，根据吸入剂装置使用原理设计吸气训练器，训练使用者正确剂量给药，促进疾病康复；设置强度调整装置，通过调节阻尼器的强度可以根据不同吸入习惯的人设置训练阶段的指标以循序渐进地训练。装置中的控制器和提醒模块可以实时评价和指导患者训练；装置设计的传输模块可通过网络系统传输到电脑终端，使得医务人员方便地对使用者训练的数据给予指导，督促患者科学训练及持续跟踪训练效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1是本发明一种吸气训练管理系统及装置的立体结构示意图。

图2是本发明一种吸气训练管理系统及装置的侧面结构示意图。

图3是本发明一种吸气训练管理系统及装置的顶部剖面示意图。

图4是本发明一种吸气训练管理系统及装置的局部剖面示意图。

图5是本发明一种吸气训练管理系统及装置的喷管内示意图。

图6是本发明一种吸气训练管理系统及装置的喷管内剖面示意图。

图7是本发明一种吸气训练管理系统及装置的检测模块示意图。

图8是本发明一种吸气训练管理系统及装置的流量强度检测器示意图。

图中：1-壳体，11-吸嘴，12-喷管，2-储药罐，21-连接口，3-流速传感器，4-定位挡板，5-气流挡塞，51-转轴，52-限位铰链，53-压敏传感器，6-阻尼弹簧，61-铰接凸起，62-防漏壳，63-阻尼调节旋钮，71-限位器。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中所述的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。

本发明的实施例1，如图1至图8所示，提供一种吸气训练管理系统及装置。其中吸气训练管理系统包括检测端、信息分析端和信息提醒端，检测端通过吸气训练装置中设置的检测模块获取流量、流速等气流训练信息，信息分析端通过测量到的检测信息进行记录、汇总，对采集到的数据进行数据总结、归纳和分析。信息提醒端将汇集的信息对使用者进行合格提醒、偏差提醒等操作。

基于上述的吸气训练管理系统的吸气训练装置，包括储药模块、检测模块和吸嘴11。所述的储药模块包括储药罐2和连接口21，所述的储药罐2可分离地设置在吸气训练装置上部，呈倒置状态，方便其内部存储的药物下流至喷口摇匀，所述的连接口21和下方的检测模块通过螺纹连接，方便更换储药罐2，所述的储药罐2出口抵接在所述的连接口21处并处于常开状态。所述的连接口21设置有吸入剂分散装置，所述的吸入剂分散装置与检测模块电性连接，并通过电磁阀控制所述的吸入剂分散装置的开启或关闭。

所述的检测模块包括壳体1、喷管12和可调检测器，所述的壳体1为圆柱形内设空腔，所述的壳体1顶部设置带有螺纹口的连接座与所述的储药模块连接。所述的喷管12为L形中空喷管12，所述的喷管12顶端与所述的连接座连通，所述的喷管12底端与所述的吸嘴11连通。优选的，所述的壳体1外部设置显示屏幕，用以显示训练结果及数据。所述的喷管口12处还可以设置哨片，通过哨片音调粗浅判断气流是否流通及气流流速。

所述的可调检测器包括定位挡板4、流速检测模块和气流强度检测模块。所述的定位挡板4固定设置在所述的喷管12内，可控地阻挡所述的喷管12通路，所述的定位挡板4中部设置有流通孔。所述的流速检测模块设置有流速传感器3，所述的流速传感器3包括旋叶，所述的旋叶设置在所述的定位挡板4上，所述的旋叶外圈固定所述的流通孔前部。所述的气流强度检测模块包括气流挡塞5、转轴51、限位铰链52、压敏传感器53和阻尼器。所述的气流挡塞5可旋转地卡接于所述的流通孔，所述的气流挡塞5顶部转动连接于所述的转轴51。所述的转轴51两端固定设置于所述的定位挡板4的后部，所述的气流挡塞5底部与所述的限位铰链52铰接，所述的气流挡塞5底部与所述的限位铰链52可有限地相对运动。所述的压敏传感器53的支架顶部设置在所述的定位挡板4后部，所述的压敏传感器53设置在所述的气流挡塞5的后方，并保证一定的距离。所述的阻尼器包括阻尼弹簧6、铰接凸起61、防漏壳62、阻尼调节旋钮63和限位器71。所述的阻尼弹簧6为平面涡卷弹簧，所述的阻尼弹簧6内端与所述的阻尼调节旋钮63连接，所述的阻尼弹簧6外端设置有铰接凸起61，所述的铰接凸起61底部与所述的阻尼弹簧6外端顶部铰接，所述的铰接凸起61顶部与所述的限位铰链52铰接。所述的阻尼调节旋钮63转动连接在所述的壳体1上，所述的阻尼调节旋钮63一端伸出于所述的壳体1外部，用以旋拧调节阻尼器的阻尼强度，即所述的阻尼弹簧6的收紧或放宽范围。所述的阻尼调节旋钮63顶部设置有指针，所述的壳体1外部对应设置有换算后的强度数值，通过旋转所述的阻尼调节旋钮63选择合适的训练强度数值。所述的限位器71包括调节钮和棘齿，所述的棘齿设置在所述的阻尼调节旋钮63内部圆轴的周侧，所述的调节钮弹性设置在所述的壳体1上，所述的调节钮外端设置在所述的壳体1后侧，所述的调节钮套接于弹簧，所述的弹簧一端抵接与所述的壳体1，另一端抵接于所述的调节钮上，使得所述的调节钮实现弹性复位。所述的防漏壳62为圆盘内部空心镂空壳体1，所述的防漏壳62一端与所述的定位挡板4前部密封固定，所述的防漏壳62侧部与所述的喷管12一体设置，所述的阻尼弹簧6设置在所述的防漏壳62内部，所述的阻尼调节旋钮63壳旋转地设置在所述的防漏壳62并穿透所述的防漏壳62两侧的端面。

所述的壳体1内还设置有电池、控制器、信息传输模块和声光提醒模块，所述的控制器用以控制储药罐2底部连接口21的电磁阀开闭状态。所述的信息传输模块用以将获取的检测信息传输给外部设备。所述的声光提醒模块用以显示核心数值及操作信息以及反馈操作结果。

实施例2，在上述技术方案的基础上，所述的定位挡板4中心所述的流通孔内固定有充能检测装置，所述的充能检测装置作为所述的可调检测器的补充或替代。所述的充能检测装置设置有风轮和感应单元。所述的风轮通过支架固定在所述的定位挡板4的中心。所述的风轮设置有扇叶，所述的扇叶垂直于所述的流通孔的开孔方向。所述的感应单元包括定子线圈和转子线圈，所述的转子线圈设置在所述的风轮转轴上，所述的定子线圈固定在所述的定位挡板4上，通过设置所述的定子线圈的匝数，设定风轮转动的阻力。还设置有电路板，所述的电路板上设置有控制检测系统，当气流流通时所述的风轮旋转产生的电量由所述的控制检测系统将电流状态信号进行记并上传至所述的控制器。通过测量单一的充能检测装置数据获取使用者吸气状态，或通过所述的充能检测装置与所述的可调检测器共同记录，从而定量了解使用者吸气时的状态。所述的充能检测装置所产生电量的也可供给电池进行储能。

使用状态下，首先将使用者处于坐姿状态，双脚自然落地，手持训练装置，用力摇晃3-4下，头转向远离装置气嘴一侧后尽可能呼气排出肺内气体。呼气完毕后屏息含住吸嘴11，按住训练装置的储药罐2的开启按钮同时深而长的吸气，所述的气流挡塞5开启时所述的流速传感器3的旋叶转动，同时计时。当气流强度达到计量标准时，所述的气流挡塞5开启且与所述的压敏传感器53接触。同时数值显示器上流速达到30L/min，显示吸气时常，若吸气强度达标后，吸气时间同样达到标准时。说明达到标准为吸气训练有效，显示模块提示“打卡成功、吸入有效”显示绿灯，并发出相应的语音提醒。若吸气过程中始终未达到设定的吸气气流强度范围30L/min，且所述的吸气传感器启动时长达到5秒，会提示提供指导方案：请重新用力深长吸气；若至吸气过程中超过了设定的吸气气流强度范围50L/min，且所述的吸气传感器启动时长达到5秒，会提示提供指导方案：请重新减弱深长吸气；若至吸气过程中达到了吸气气流强度范围，但所述的流速传感器3的旋叶转动时长未达到5秒，会提示提供指导方案：请重新用相同强度延长吸气时间。

在上述提示过程中同时存储数据，让患者可通过显示终端看到训练效果数据，通过传输模块将过程及结构信息传输给远程指导，方便评估患者训练的有效性，对训练安排进行调整。

优选的，每日训练2-3节，每节2-3次，以不引起胸闷气促为宜。在临床急救时，设备无法联网可以通过该装置的机械结构进行粗检，即通过调整好阻尼强度后，通过感受所述的流量塞5后部与所述的压敏传感器53处的碰撞作为判定合格下限的标准，通过流量塞开启的时间粗略估算吸气时间，以此为依据定量调整对患者的给药时间和给药强度，避免浪费急救资源和时间。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。本发明的范围由所附权利要求进行限定，而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种吸气训练装置，其特征在于：包括储药模块、检测模块和吸嘴，所述的储药模块包括储药罐和连接口，所述的储药罐可分离地设置在吸气训练装置上部，所述的储药罐出口抵接在所述的连接口处并处于常开状态，所述的连接口设置有吸入剂分散装置。

2.根据权利要求1所述的吸气训练装置，其特征在于：所述的储药罐呈倒置状态，方便其内部存储的药物下流至喷口摇匀，所述的连接口和下方的检测模块通过螺纹连接，方便更换储药罐。

3.根据权利要求1所述的吸气训练装置，其特征在于：所述的检测模块包括壳体、喷管和可调检测器，所述的壳体为圆柱形内设空腔，所述的壳体顶部设置带有螺纹口的连接座与所述的储药模块连接，所述的喷管为L形中空喷管，所述的喷管顶端与所述的连接座连通，所述的喷管底端与所述的吸嘴连通。

4.根据权利要求3所述的吸气训练装置，其特征在于：所述的可调检测器包括定位挡板、流速检测模块和气流强度检测模块，所述的定位挡板固定设置在所述的喷管内，可控地阻挡所述的喷管通路，所述的定位挡板中部设置有流通孔。

5.根据权利要求4所述的吸气训练装置，其特征在于：所述的流速检测模块设置有流速传感器，所述的流速传感器包括旋叶，所述的旋叶设置在所述的定位挡板上，所述的旋叶外圈固定所述的流通孔前部。

6.根据权利要求4所述的吸气训练装置，其特征在于：所述的气流强度检测模块包括气流挡塞、转轴、限位铰链、压敏传感器和阻尼器，所述的气流挡塞可旋转地卡接于所述的流通孔，所述的气流挡塞顶部转动连接于所述的转轴，所述的转轴两端固定设置于所述的定位挡板的后部，所述的气流挡塞底部与所述的限位铰链铰接，所述的气流挡塞底部与所述的限位铰链可有限地相对运动。所述的压敏传感器设置在所述的定位挡板后部。

7.根据权利要求6所述的吸气训练装置，其特征在于：所述的阻尼器包括阻尼弹簧、铰接凸起、防漏壳、阻尼调节旋钮和限位器。

8.根据权利要求7所述的吸气训练装置，其特征在于：所述的阻尼弹簧为平面涡卷弹簧，所述的阻尼弹簧内端与所述的阻尼调节旋钮连接，所述的阻尼弹簧外端设置有铰接凸起，所述的铰接凸起底部与所述的阻尼弹簧外端顶部铰接，所述的铰接凸起顶部与所述的限位铰链铰接，所述的阻尼调节旋钮转动连接在所述的壳体上，所述的阻尼调节旋钮一端伸出于所述的壳体外部，用以旋拧调节阻尼器的阻尼强度，所述的阻尼调节旋钮顶部设置有指针，所述的壳体外部对应设置有换算后的强度数值，通过旋转所述的阻尼调节旋钮选择合适的训练强度数值，所述的限位器包括调节钮和棘齿，所述的棘齿设置在所述的阻尼调节旋钮内部圆轴的周侧，所述的调节钮弹性设置在所述的壳体上，所述的防漏壳一端与所述的定位挡板前部密封固定，所述的防漏壳侧部与所述的喷管一体设置，所述的阻尼弹簧设置在所述的防漏壳内部，所述的阻尼调节旋钮壳旋转地设置在所述的防漏壳并穿透所述的防漏壳两侧的端面。

9.根据权利要求1所述的吸气训练装置，其特征在于：所述的壳体内还包括控制器、信息传输模块和声光提醒模块，所述的控制器用以控制储药罐底部连接口的电磁阀开闭状态，所述的信息传输模块用以将获取的检测信息传输给外部设备，所述的声光提醒模块用以显示核心数值及操作信息以及反馈操作结果。

10.根据权利要求1-9任一所述的吸气训练管理系统，其特征在于：所述的训练管理系统包括检测端、信息分析端和信息提醒端，所述的检测端通过吸气训练装置中设置的检测模块获取气流训练信息，所述的信息分析端通过测量到的检测信息进行记录、汇总，对采集到的数据进行数据总结、归纳和分析，所述的信息提醒端将汇集的信息对使用者进行合格提醒、偏差提醒。