呼吸肌训练振动排痰清肺仪
技术领域
本实用新型涉及医疗器械设备技术领域,尤其涉及到一种呼吸肌训练振动排痰清肺仪。
背景技术
呼吸道疾病患者的气道痰液清除是临床医学一个棘手的问题,气候变化、大气污染或者其他特殊恶劣的环境下都可能引起肺病,例如慢性阻塞性肺(COPD)、哮喘(Asthma)、囊肿性纤维化(Cysticfibrosis)、支气管扩张(Bronchiectasis)、支气管炎、阻塞性肺气肿、肺原性心脏病、鼻炎、鼻窦炎或肺炎等呼吸疾病,该些呼吸道疾病的产生均可能致使呼吸道受到痰液堵塞的困扰。
以慢性阻塞性肺(ChronicObstructivePulmonaryDisease,简称COPD)为例说明,慢性阻塞性肺疾病是一种全球范围内主要的慢性疾病,已占全球致死原因的第四位。我国40岁以上人群中,COPD的发病率为8%~10%,每年约500~1100万人因COPD致残。COPD是以进行性加重、不完全可逆气流受限为特征的慢性呼吸系统疾病,病程长、反复发作,严重影响患者的劳动能力和生活质量,慢性阻塞性肺疾病主要表现为慢性咳嗽、咳痰,急性发作时咳嗽加剧、痰量增加、咳黄浓痰和呼吸困难,甚至出现低通气,最后导致低氧血症和高碳酸血症的呼吸衰竭。
随着诊疗技术以及药物研究的深入,COPD急性发作期症状得到了较好的控制。但是,一旦疾病转为稳定期,患者将不可避免地面临肺功能进行性下降、呼吸困难加重,导致生活质量降低。当疾病转入稳定期后,患者将面临肺功能进行性下降、呼吸困难加剧。临床上通常通过指导患者进行呼吸训练,增强呼吸肌的肌力和耐力,优化胸腹运动形式,减轻过度通气,提高气体交换能力,延缓肺功能损害的进程,从而缓解患者呼吸困难的症状。但是,一直以来因传统呼吸肌训练设备功能较为单一化,导致患者训练的依从性普遍较差。
因此,亟需一种科学有效的医疗设备成为医疗器械研发领域的技术人员所致力于研究的方向。
实用新型内容
本实用新型鉴于上述技术问题,提供了一种呼吸肌训练振动排痰清肺仪,该实用新型技术方案综合振荡排痰、呼吸肌训练、云服务平台数据监控和数据显示、药液雾化以及CO2检测等诸多功能于一体,可以有效的辅助临床医学上患者呼吸道疾病的康复。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为:
一种呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,所述呼吸肌训练振动排痰清肺仪包括:
动力源,作为呼吸肌训练振动排痰清肺仪的动力部分;
旋转阀头,与所述动力源连接,所述动力源通过运转所述旋转阀头,以实现所述旋转阀头运转;
控制检测系统,分别与所述旋转阀头和所述动力源连接,以实现控制、显示所述动力源的运转参数和所述旋转阀头的旋转参数;
云服务平台,与所述控制检测系统连接,所述控制系统将获取的动力源的运转参数和旋转阀头的旋转参数发送至所述云服务平台中进行存储并数据分析;
终端,与所述云服务平台连接,用于接收所述分析结果,实现远程/就地监控。
作为优选,上述的呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,还包括电池;
所述电池直接与所述控制检测系统连接,或:
所述电池分别与所述控制检测系统和所述动力源连接。
作为优选,上述的呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,还包括充电模块;
所述充电模块与所述电池连接,以对所述电池进行储能蓄电。
作为优选,上述的呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,所述动力源为电机;所述电池为一次电池或二次电池或燃料电池。
作为优选,上述的呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,所述控制检测系统包括:
控制器,控制所述动力源的运转参数和所述旋转阀头的旋转参数;
显示存储模块,用于显示并存储所述动力源的运转参数和所述旋转阀头的旋转参数;
传感器模块,用于监控旋转阀头所在气腔内部的气体压力、湿度、温度和气体成分;
定时提醒模块,用于定时所述动力源的运转时间,并通过音乐、声光或语音进行提醒。
作为优选,上述的呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,所述控制检测系统通过蓝牙、WIFI或USB、数据线与所述云服务平台连接。
作为优选,上述的呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,所述终端通过GPRS、WIFI或以太网与所述云服务平台连接。
作为优选,上述的呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,所述呼吸肌训练振动排痰清肺仪还包括药液雾化器;
所述药液雾化器位于所述气腔中且与所述旋转阀头隔离设置,当用户通过所述气腔作用所述旋转阀头时,所述药液雾化器可将雾化出的药液通过所述气腔过渡至该用户的呼吸道和肺部之中;
其中,所述控制检测系统还控制所述药液雾化器的雾化、加温或加湿。
作为优选,上述的呼吸肌训练振动排痰清肺仪,其中,所述旋转阀头为重叠且均具有若干通孔的两个阀片。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:
本实用新型公开了一种呼吸肌训练振动排痰清肺仪,该呼吸肌训练振动排痰清肺仪可以综合振荡排痰、呼吸肌训练、云服务平台数据监控和数据流量显示、药液雾化以及CO2检测等诸多功能于一体,可以有效的辅助临床医学上患者呼吸道疾病的康复。具体表现在:
(1)当用户患者向气腔内吹/吸气,呼出的气体或吸入的气体通过旋转阀头时,在气道呼气和吸气时产生持续的阻力,气腔和肺腔一起产生共振,此共振的作用下使让肺支气管痰液松动并由分散状态转为汇聚状态,到达主气管,易于咳出;同时,该过程中呼吸肌也起到锻炼作用。
(2)当用户患者向气腔内吹/吸气时,控制器通过控制电机以及旋转阀头的开闭运转以产生共振,用户患者可以通过控制器合理的进行设置电机的运转状态,以达到自身最佳的康复和舒适度等效果。
(3)当用户患者向气腔内吹/吸气时,终端具有通过云服务平台实现远程监控和存储呼吸肌训练振动排痰清肺仪运行的各种数据功能,具有智能化、可控化和自动化等特点。
(4)当用户患者向气腔内吹/吸气时,药液雾化器可将内置的药液雾化并通过气腔过渡至用户的呼吸道和肺部之中,达到有效辅助临床医学上患者呼吸道疾病的康复。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未可以按照比例绘制附图,重点在于示出本实用新型的主旨。
图1是本实用新型实施例中呼吸肌训练振动排痰清肺仪的系统结构示意图;
图2是本实用新型中呼吸肌训练振动排痰清肺仪的阀片结构示意图;
图3是本实用新型中呼吸肌训练振动排痰清肺仪的旋转阀头的结构示意图;
图4是本实用新型中呼吸肌训练振动排痰清肺仪的主视图;
图5是本实用新型中呼吸肌训练振动排痰清肺仪的内部结构示意图;
图6是本实用新型中气腔的内部结构示意图;
图7是本实用新型中吹/吸气口的结构示意图;
图8是本实用新型中橡/硅胶嘴的俯视图;
图9是本实用新型中呼吸肌训练振动排痰清肺仪的新型吹/吸气口的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本实用新型作进一步的说明,但是不作为本实用新型的限定。
鉴于当代呼吸道疾病患者的排痰所面临的棘手问题,例如慢性阻塞性肺(COPD)、哮喘(Asthma)、囊肿性纤维化(Cysticfibrosis)、支气管扩张(Bronchiectasis)、支气管炎、阻塞性肺气肿、肺原性心脏病、神经肌肉无力、鼻炎、鼻窦炎、肺炎等呼吸疾病,该些呼吸道疾病的产生均可能致使呼吸道受到痰液堵塞的困扰。本实用新型鉴于上述技术问题缺陷,提供了一种呼吸肌训练振动排痰清肺仪,该实用新型技术方案综合振荡排痰、呼吸肌训练、云服务平台数据监控和数据流量显示、药液雾化、CO2等气体成分检测等诸多功能于一体。
具体的如图1所示的呼吸肌训练振动排痰清肺仪的系统结构示意图,该呼吸肌训练振动排痰清肺仪主要由以下系统模块构成:
动力源,包括有电气动力方式、气体动力方式、液体动力方式、流体动力方式、磁动力方式等,本实用新型实施例优选以电气动力方式中的电机为例进行举例说明,其主要作为呼吸肌训练振动排痰清肺仪的动力源,为旋转阀头旋转提供动力支持;在本实用新型的实施例中,电机为同步电机、异步电机、感应电机、无刷直流电动机、有刷直流电动机、永磁电机、步进电机、空心杯电机、有槽电机、无槽电机、直线电机中的任意一种或其他多种类型动力源均可,且均不影响本实用新型技术方案的实质性要求。当然在一个优选的方案中,该呼吸肌训练振动排痰清肺仪的系统模块还包含有电池;所述电池予以电机工作提供电能(即图1中,A连接方式),在一可选但非限制性实施例中,电池为一次电池或二次电池、燃料电池,如:镍氢电池、锂电池、镉镍电池、磷电池、银电池、锂锰电池、锌锰电池以及碳锌电池、碳电池中的任意一种或其他多种类型的电池,无论所述电池种类限制在什么范围内,前提条件是不影响本实用新型的技术实质性。优选的,一个充电模块与该电池(具有充电功能和机制)连接(即图1中,C连接方式),以实现对该电池进行储能蓄电。另外若电池无外接充电功能则采用D方式,D方式虚线连接表示断路,即电池与充电模块非连接。同样,B连接方式亦是如此。
旋转阀头,与所述电机连接,电机通过运转该旋转阀头,使得旋转阀头运转,在此过程中,电机可以实现通过改变自身的运转参数例如:正向旋转、反向旋转以及正反往复旋转或者旋转的频率、速度等,以达到气腔震荡。
在本实用新型的实施例中,优选的,旋转阀头为重叠且均具有若干通孔的两个阀片,并且阀片可以为片状和圆柱状中的一种或两种组合均可。当用户患者通过腹式呼吸法(腹式呼吸是让横膈膜上下移动。由于吸气时横膈膜会下降,把脏器挤到下方,因此肚子会膨胀,而非胸部膨胀。为此,吐气时横膈膜将会比平常上升,因而可以进行深度呼吸,吐出较多易停滞在肺底部的二氧化碳)向呼吸肌训练振动排痰清肺仪吹/吸气时,具有呼吸肌锻炼(Inspiratormuscletrainer,简称IMT)效果。呼出的气体或吸入的气体通过旋转阀头时,由于旋转阀头作为优选可以为重叠且均具有若干通孔的两个阀片,如图2所示,两个阀片的通孔可以随着旋转进行联通或闭合,同时在气道呼气和吸气时产生持续恒定或可变的阻力,气腔和肺腔一起产生共振,使支气管痰液由分散状态转为汇聚状态,让痰液松动,易于咳出,同时,该过程中呼吸肌也起到锻炼作用。
另外,本实用新型技术方案中,在患者吹/吸气时会相对于呼吸肌训练振动排痰清肺仪产生相对较高的呼吸压力(Positiveexpiratorypressure,简称PEP)以打开病人气道保证其呼吸顺畅,进一步减少呼吸困难。
具体的,用力对气腔进行吹气或吸气时便可以起到锻炼呼吸肌的作用,旋转阀头在旋转的过程中,会引起气道吹出或吸进的气流动快慢、多少得以快速变化,从而产生剧烈的气体振动即震荡呼吸压力(OscillatoryPositiveexpiratorypressure,简称OPEP),于此同时,引起气腔和肺腔共振,此共振的作用下使让肺支气管痰液松动并由分散状态转为汇聚状态,到达主气管,易于咳出。如图3所示的本实用新型呼吸肌训练振动排痰清肺仪的旋转阀头的结构示意图,为使得该图直观表示阀片结构,故错开一定角度进行显示。在图3中,1是旋转阀头;2是驱动连接轴;3转动齿轮;4是径向耦合槽,其中,驱动连接轴2上设置有几个用于与转动齿轮3相互匹配的径向耦合槽4,使得最终在电池和电机的作用下,驱动旋转阀头1实现旋转。在此过程之中,所述旋转阀头中的阀片可根据自身性质来达到预设的阀片通断闭合状态,例如,以图2的两个阀片为例,其在运转的过程中可以出现一孔通断、两孔通断、三孔通断或其他多种通断状态组合,类似于开关的开闭通断效应,进而使得用户在呼气和吸气时产生持续的阻力,最终实现痰液咳出效果。
为了实现呼吸肌训练振动排痰清肺仪的自动化、可控化和智能化,呼吸肌训练振动排痰清肺仪还具有一个与电池连接的控制系统,其分别与所述旋转阀头和所述电机连接,以实现控制、显示所述电机的运转参数和所述旋转阀头的旋转参数;其中,在本实用新型的实施例中,电池可以直接与该控制系统连接(即图1中,电池与电机非连接—B连接方式),或着,电池分别与该控制系统和电机连接,进行供电驱动,具体表现如图1所示。
在本实用新型的实施例中,优选的方案为控制系统包括:
控制器,该控制检测器主要用于控制电机的运转参数和旋转阀头的旋转参数;在本实用新型的实施例中,不同的症状程度的患者具有不同的生理机能,为了使得达到适应自己生理功能、能量集中、效果高等需求,本技术方案通过控制电机的运转参数和旋转阀头的旋转参数,使旋转阀头在旋转的过程中,会引起气道吹出或吸进的气流动快慢、多少得以快速变化,从而产生剧烈的气体振动即震荡呼吸压力(OscillatoryPositiveexpiratorypressure,简称OPEP),于此同时,引起气腔和肺腔共振,此共振的作用下使让肺支气管痰液松动并由分散状态转为汇聚状态,到达主气管,易于咳出。当用户患者通过腹式呼吸法向呼吸肌训练振动排痰清肺仪吹/吸气时,还额外具有呼吸肌锻炼(Inspiratormuscletrainer,简称IMT)效果。
显示存储模块,包括显示模块和数据存储模块用于显示同时存储电机的运转参数和旋转阀头的旋转参数;可直观简单的了解当前呼吸肌训练振动排痰清肺仪的工作状态和指标参数。同时本实用新型实施例中的显示模块还可以显示药液雾化器的雾化状态、以及气腔内部所检测的气体压力、湿度、温度、成分等等参数。以及控制检测系统还可实时检测电池的工作状态,并通过显示模块显示出,便于患者查看以及时更换或充电。
传感器模块,与所述旋转阀头连接,用于监控通过气腔中的压力、湿度、温度和气体成分。例如:患者在吸气或者呼气的过程中,传感器模块可以随着检测到气体的压力、温度、流量、气体种类(O2,CO,CO2,H2,CH4,NOx,SO2或H2S等)和湿度。作为一个较佳的技术方案,可通过一种显色装置来检测如CO2指标,浓度超标则对着该显色装置处于变色状态,其中检测CO2指标也反映了肺CO2的存储量,因此通过显示装置的显色状态可以判断出人体的生理机制是否正常。
定时提醒模块;本实用新型实施例中的定时提醒模块主要用于定时用户康复训练的时间,具体包括:用户设定进行康复训练的时间点以及康复训练周期,举例说明:定时提醒模块设定康复训练时间为17:00,则17:00之时,该定时提醒模块起到闹钟提醒功能,提醒用于此时进行开始康复训练的准备。在训练参数设定之后,从17:10之时开始进行康复训练且设定持续时间例如20分钟,则17:30之时,所述电机停止运转,康复训练结束。在整个过程中,该控制检测系统中的定时提醒模块可通过内置存储的音乐、声光或语音进行报警提示,进一步优化了本实用新型的技术方案。
在本实用新型的实施例中,如图4所示为本实用新型中呼吸肌训练振动排痰清肺仪的主视图,其中:1是旋转阀头;5是气腔;6是吹/吸气口;7是外壳;8是控制按钮。所有装置均设置在外壳7上,同时,吹/吸气口6通过该气腔5与旋转阀头1连接;在图3所示驱动旋转阀头1实现旋转之后,患者用力对吹/吸气口6进行吹气或吸气时便可以起到锻炼呼吸肌的作用;旋转阀头在旋转的过程中,会引起气道吹出或吸进的气流动快慢、多少得以快速变化,从而产生剧烈的气体振动即震荡呼吸压力(OscillatoryPositiveexpiratorypressure,简称OPEP),于此同时,引起气腔和肺腔共振,此共振的作用下使让肺支气管痰液松动并由分散状态转为汇聚状态,到达主气管,易于咳出,8作为一个控制按钮,其直接与内置的控制系统连接,以实现系统基本的开、关状态控制。图4中增加了一个显示器,用于实时设置并观察。其中,图4中所示的类似上、下方向的按钮可以实现运转参数的增加或减少,达到满足人体生理机制等指标。
图5是图4的呼吸肌训练振动排痰清肺仪的内部结构示意图,如图5所示:1a是气腔;2是驱动连接轴;3是转动齿轮(仅作为其中的一个优选的方案);4是径向耦合槽;9是电机;在本实用新型的实施例中,电机9通过上设的转动齿轮3以及与转动齿轮3相互匹配的径向耦合槽4作用驱动连接轴2,进而实现对该旋转阀头1的运转旋转。具体的,如图6,其中下述所述的药液雾化器位于该气腔1a中且与位于气腔1a中的旋转阀头隔离设置,其主要是图5阀头的内部结构示意图。其中,1a表示气腔;1为旋转阀头;2a和2b均为轴承;1b和1c分别是气腔延长的吹/吸气口。
为了保证患者对吹/吸气口6进行吹气或吸气的密封性、灵活性以及健康性,本实用新型实施例中在吹/吸气口6处增设一个橡胶(或硅胶)嘴11,同时在该橡胶嘴11上两侧还设置有两个凸起结构111,其主要根据嘴型进行设计且于吹/吸气口6上活动设置,便于后续的清洗工作,以及增加患者对硅胶口进行吹气或吸气的稳定性,如图7和图8所示。
在本实用新型的实施例中,作为一个最为优选的方案中,为增加患者在使用本实用新型产品的灵活性,如图9所示,本实用新型对气腔外部的吹/吸气口6进行了优化改良;通过增设一个360°的旋转口61,使得患者在使用时可以实现任意角度调整,符合人体工程设计,极大增加了呼吸肌训练振动排痰清肺仪的使用灵活性。
云服务平台,与控制系统各模块连接,控制系统将获取的电机的运转参数和旋转阀头的旋转参数发送至云服务平台中进行存储并计算;在本实用新型的实施例中,优选的,云服务平台和控制系统的连接方式可以为蓝牙或者WIFI。云服务平台在接收运转参数和旋转参数之后,将会采用内置的一种处理算法进行两种参数的分别分析,在得出的分析结果中包括有呼吸肌训练振动排痰清肺仪的各种工作指标。
终端,例如手机或平板电脑等,其与云服务平台连接,用于接收云服务平台的分析结果并进行远程/就地监控,进而可以通知终端的使用了解呼吸肌训练振动排痰清肺仪的工作指标,进而了解患者本身的身体状态,实现了监控功能。在本实用新型的一可选项中,移动终端通过GPRS、WIFI或以太网与云服务平台连接。在本实用新型的实施例中,优选的,控制检测系统与云服务平台、云服务平台与终端之间的数据传输是双向,因此在医生在接收并下载数据了解患者身体状态的同时,还可以通过终端将预置好的治疗参数或其他数据通过云服务平台上传至控制检测系统中,进而实用该控制检测系统通过该些参数进行采取对应的治疗方案,进一步促进患者康复。
在实际应用中,慢性阻塞性肺(COPD)、哮喘(Asthma)、囊肿性纤维化(Cysticfibrosis)、支气管扩张(Bronchiectasis)、阻塞性肺气肿、肺原性心脏病、鼻炎、鼻窦炎等呼吸疾病都伴随着不同的微小症状,本实用新型采用雾化吸入治疗进行针对性的治疗,雾化吸入治疗是呼吸系统疾病治疗方法中一种重要和有效的治疗方法,采用控制检测系统控制的药液雾化器将药液雾化,雾化后的药物通过呼吸吸入的方式进入呼吸道和肺部沉积,从而达到无痛、迅速有效治疗的目的。具体的药液雾化器紧邻近所述旋转阀头设置,并固定在气腔的一个固定槽中,进而大大提高整个呼吸肌训练振动排痰清肺仪使用的灵活性。
当患者通过气腔作用该旋转阀头时,药液雾化器可将内置的药液雾化并通过旋转阀头过渡至用户的呼吸道和肺部之中,用于治疗。
综述来说,本实用新型公开了一种呼吸肌训练振动排痰清肺仪,该呼吸肌训练振动排痰清肺仪可以综合振荡排痰、呼吸肌训练、云服务平台数据监控和数据流量显示、药液雾化以及CO2等气体检测以及其他诸多功能于一体,可以有效的辅助临床医学上患者呼吸道疾病的康复。具体表现在:
(1)当用户患者向气腔内吹/吸气,呼出的气体或吸入的气体通过旋转阀头时,在气道呼气和吸气时产生持续的阻力,气腔和肺腔一起产生共振,使支气管痰液由分散状态转为汇聚状态,让痰液松动,易于咳出,同时,该过程中呼吸肌也起到锻炼作用。
(2)当用户患者向气腔内吹/吸气时,控制器通过控制电机以及旋转阀头的开闭运转以产生共振,用户患者可以通过控制器合理的进行设置电机的运转状态,以达到自身最佳的康复和舒适度等效果。
(3)当用户患者向气腔内吹/吸气时,终端具有通过云服务平台实现远程监控和存储呼吸肌训练振动排痰清肺仪运行的各种数据功能,具有智能化、可控化和自动化等特点。
(4)当用户患者向气腔内吹/吸气时,药液雾化器可将内置的药液雾化并通过气腔过渡至用户的呼吸道和肺部之中,达到有效辅助临床医学上患者呼吸道疾病的康复。
本领域技术人员应该理解,本领域技术人员在结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例,在此不做赘述。这样的变化例并不影响本实用新型的实质内容,在此不予赘述。
以上对本实用新型的较佳实施例进行了描述。需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施;任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本实用新型技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例,这并不影响本实用新型的实质内容。因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。