CN213789409U - 正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统，包括控制器、穿戴设备以及设在呼气气路上的痰液收集器，穿戴设备在自主呼吸时能够辅助负压吸气，同时呼吸机输出正压气流，使肺内压为正压、气流到达肺的深部，此时控制器协调各部分在吸气结束和呼气开始之间形成短暂屏气、使肺内压力平衡，呼吸机提供振荡气流、使痰液松动脱落，同时还可以借助雾化器提高化痰排痰的效果；当肺内压力升高时，穿戴设备转为正压，同时正负压呼吸机转为负压吸引，合力产生主动肺排空，增大呼气峰流速，从而将深部气道分泌物安全有效地排出。上述系统模拟了人体生理的排痰原理和过程，排痰高效、使用安全，并且不会造成额外创伤。

Description

正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统

技术领域

本实用新型属于排痰设备领域，特别涉及一种正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统。

背景技术

呼吸系统疾病的主要表现之一是分泌物(痰液)增加，而排痰不畅反过来又会加重呼吸道疾病、延迟康复时间。在生理性排痰时，首先吸气肌肉(包括肋间肌和膈肌)强烈收缩、产生胸膜腔负压，导致主动深吸气、使肺充分充盈，然后快速强烈地主动呼气、产生足够的呼气峰流速，从而将痰液排出。除了控制原发病和药物治疗外，利用体外设备辅助排痰也是目前重要的治疗方式。现有的体外排痰主要包括体外振荡排痰和负压排痰两种方式，其中体外振荡排痰是通过类似“拍背”的方式使胸背部产生高频振荡，使气道内的分泌物从不同深度的气道壁上脱落下来、并通过咳嗽排出；而负压吸痰是采用呼吸泵对患者的气道充气，然后采用较高的负压对气道内的分泌物进行吸引。然而这两种方式均与生理性排痰不同。对于前者，一方面体外高频振荡较难使粘稠的痰液从气道上脱离，另一方面，如果不能增强或恢复生理性排痰的动作和力度，脱落下来的痰液将进一步流向气道深处；对于后者，一方面在肺充盈过程中采用正压通气也可能将痰液推向气道深处，另一方面，单纯地采用负压吸引也不能产生足够的呼气峰流速，因而不能将气道深处的痰液有效排出。现有研究发现咳嗽时的呼气峰流速(Peak Cough Flow，PCF)必须达到270L/min才能将痰液有效排出，而当PCF低于160L/min时则会严重影响排痰。此外，肺部感染时痰液变得粘稠也是排痰困难的原因之一。因此，最佳的排痰方式应该首先解决痰液粘稠和粘附在气道上的问题，其次是模拟生理性排痰的原理和过程、恢复甚至增强生理性排痰，只有解决了上述问题才能将深部痰液有效排出。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统。

本实用新型具体技术方案如下：

本实用新型提供了一种正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统，包括控制器、穿戴设备以及痰液收集器，所述穿戴设备穿戴在躯干部位、并连接有压力泵，所述穿戴设备内设有气体压力传感器；所述痰液收集器设在正负压呼吸机与呼吸面罩的呼气气路上、并通过所述正负压呼吸机制造的负压收集痰液，所所述正负压呼吸机与所述呼吸面罩的吸气气路内设有气体流量传感器；所述压力泵、所述气体压力传感器、所述正负压呼吸机以及所述气体流量传感器均与所述控制器电性连接，所述控制器控制所述穿戴设备对胸部和腹部施加负压或正压、同时控制所述正负压呼吸机对所述呼吸面罩输送振荡气流或进行负压吸引。

进一步地，所述吸气气路上还设有超声雾化器。

进一步地，所述穿戴设备包括穿戴在胸背部的负压马甲以及穿戴在腹部的负压带，所述负压马甲和所述负压带均与所述压力泵连接。

进一步地，所述气体压力传感器包括设在所述负压马甲内的第一压力传感器和设在所述负压带内的第二压力传感器。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型提供了一种正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统，包括控制器、穿戴设备以及设在呼气气路上的痰液收集器，穿戴设备在自主呼吸时能够辅助、恢复或增强负压吸气用力，同时正负压呼吸机输出正压气流，使肺内压达到适当的正压水平、气流到达肺的深部，此时控制器协调各部分在吸气结束和呼气开始之间形成短暂屏气、使肺内压力平衡，呼吸机提供振荡气流、使痰液松动脱落，同时还可以借助雾化器提高化痰排痰的效果；当肺内压力升高、自助呼吸开始时，穿戴设备转为正压，同时正负压呼吸机转为负压吸引，合力产生主动肺排空，增大呼气峰流速，从而将深部气道分泌物安全有效地排出。上述系统结合现有的呼吸机进行改进，模拟了人体生理的排痰原理和过程，排痰高效、使用安全，并且不会造成额外创伤，适宜在护理工作中推广使用。

附图说明

图1为实施例所述的正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统的结构示意图；

图2为实施例所述的正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统的电路示意图；

图3为实施例所述的正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统的改进方式的结构示意图；

图4为实施例所述的正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统的改进方式的电路示意图。

其中：1、控制器；2、穿戴设备；21、负压马甲；22、负压带；3、痰液收集器；4、压力泵；5、气体压力传感器；51、第一压力传感器；52、第二压力传感器；6、正负压呼吸机；7、呼吸面罩；8、气体流量传感器；9、超声雾化器。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例

如图1～2所示，本实用新型实施例提供了一种正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统，包括控制器1(选用型号为STC12C5A60S2的单片机芯片)、穿戴设备2以及痰液收集器3，穿戴设备2穿戴在躯干部位、并连接有压力泵4，穿戴设备2内设有气体压力传感器5(选用IC MPX5700GS型号的气体气压传感器芯片)；痰液收集器3设在正负压呼吸机6与呼吸面罩7的呼气气路上、并通过正负压呼吸机6制造的负压收集痰液，正负压呼吸机6与呼吸面罩7的吸气气路内设有气体流量传感器8(选用CAFS4000型号的气体流量传感器)；压力泵4、气体压力传感器5、正负压呼吸机6以及气体流量传感器8均与控制器1电性连接，控制器1控制穿戴设备2对胸部和腹部施加负压或正压、同时控制正负压呼吸机6对呼吸面罩7输送振荡气流或进行负压吸引。为进一步提高排痰效果，还可以在上述吸气气路上设置超声雾化器9，可以提供具有化痰或气道舒张功能的处方雾化药物，随着吸气气流输送至患者体内、并沉降至深部小气道中，起到舒张气道、降低阻力以及化痰等作用，从而与振荡气流协同作用、促进排痰。

该设备适用于需借助正负压呼吸机6进行呼吸支持的患者，通常情况下，患者仅需使用本设备的无创正压通气功能和雾化功能，患者只需要佩戴呼吸面罩7、通过正负压呼吸机6和呼吸管路进行常规的无创正压通气。对于临床情况更适合于负压无创通气的患者，在使用时需先将穿戴设备2穿戴在身上、并佩戴好呼吸面罩7，进行无创负压通气；当患者自助呼吸时，设在吸气气路上的气体流量传感器8监测到自主呼吸用力、并发送给控制器1，控制器1控制压力泵4在穿戴设备2内同步制造负压、从而在胸部和腹部施加负压，以此增强胸式和腹式的自主呼吸的吸气用力，扩增和辅助自主吸气，减少自主呼吸做功，呼气时则被动释放；当临床情形需要进行深部排痰时，在前述操作的基础上同时启动正/负压协调通气模式和雾化功能，首先是传感器8监测到自主呼吸用力，并发送给控制器1，控制器1控制正负压呼吸机6进行正负压协调的吸气辅助，呼吸机产生的正压振荡通过呼吸管路向患者肺内推送气流，可穿戴设备2在控制压力泵4的作用下产生负压，该负压通过降低胸腔和腹腔的负压将振荡气流引向肺部深处，使肺部达到最大充盈度，通过振荡气流促使痰液松动脱落，此时控制器1控制正负压或呼吸机暂停吸气或进行短暂屏气，以促进气流在腹部重新分布，当气体压力传感器5监测到气道压力升高达到峰值、导致穿戴设备2内部压力变化时，再次开始主动呼气相，正负压呼吸机6产生负压、从呼吸管路向肺外吸引增强呼气气流，而可穿戴设备2在控制压力泵4的作用下产生正压，该正压通过增加胸腔和腹腔的压力辅助增大呼气流速，使得呼气流速不低于270L/min，从而排除深部痰液，由设在呼气气路上的痰液收集器3进行收集。

上述系统模拟了生理的排痰原理和过程，通过穿戴设备和正负压呼吸机进行正负压的协调和转换、同步增强自主生理性咳嗽过程，在自主呼吸中产生深吸气并输送振荡气流、使肺部充分充盈，同时振荡气流促进痰液松动脱落；之后通过正负压协同产生足够高的呼气峰流速，从而将深部痰液排出。该系统结合现有的呼吸机进行改进，符合人体生理排痰过程，排痰高效、使用安全，并且不会造成额外创伤，适宜在护理工作中推广使用。

图3～4提供了一种改进方式，在为方便针对特定部位施加负压，穿戴设备2可以包括穿戴在胸背部的负压马甲21以及穿戴在腹部的负压带22，负压马甲21和负压带22均可采用血压带的材质制成、并分别与压力泵4连接，从而只对胸背部和腹部施加压力，对胃部和腰部等不会造成额外的负担。此时，气体压力传感器5应当包括设在负压马甲21内的第一压力传感器51和设在负压带22内的第二压力传感器52，从而能同时对胸背部和腹部的压力变化进行监测。

本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统，其特征在于，包括控制器(1)、穿戴设备(2)以及痰液收集器(3)，所述穿戴设备(2)穿戴在躯干部位、并连接有压力泵(4)，所述穿戴设备(2)内设有气体压力传感器(5)；所述痰液收集器(3)设在正负压呼吸机(6)与呼吸面罩(7)的呼气气路上、并通过所述正负压呼吸机(6)制造的负压收集痰液，所述正负压呼吸机(6)与所述呼吸面罩(7)的吸气气路内设有气体流量传感器(8)；所述压力泵(4)、所述气体压力传感器(5)、所述正负压呼吸机(6)以及所述气体流量传感器(8)均与所述控制器(1)电性连接，所述控制器(1)控制所述穿戴设备(2)对胸部和腹部施加负压或正压、同时控制所述正负压呼吸机(6)对所述呼吸面罩(7)输送振荡气流或进行负压吸引。

2.如权利要求1所述的正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统，其特征在于，所述吸气气路上还设有超声雾化器(9)。

3.如权利要求1所述的正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统，其特征在于，所述穿戴设备(2)包括穿戴在胸背部的负压马甲(21)以及穿戴在腹部的负压带(22)，所述负压马甲(21)和所述负压带(22)均与所述压力泵(4)连接。

4.如权利要求3所述的正负压协调及超声雾化一体化的排痰系统，其特征在于，所述气体压力传感器(5)包括设在所述负压马甲(21)内的第一压力传感器(51)和设在所述负压带(22)内的第二压力传感器(52)。

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