CN219721573U - 一种高流量加温湿化的氧疗装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于医疗器械制氧及呼吸技术领域，提供了一种高流量加温湿化的氧疗装置，所述高流量加温湿化的氧疗装置包括高流量加温湿化装置、制氧装置及控制器，所述制氧装置的出气口通过气管连接所述高流量加温湿化装置的进气口，所述控制器的输出端分别连接所述高流量加温湿化装置的控制端及制氧装置的控制端。采用经鼻高流量湿化氧疗技术，并以血氧饱和度稳定控制在目标区间内进行自适应氧疗方式，具有可调节的高流量氧气、精准的氧浓度、适合的加温等特点，能够明显增加病人的舒适感和依从性，在减少呼吸做功的同时能够保护气道的纤毛清除功能。

Description

一种高流量加温湿化的氧疗装置

技术领域

本实用新型属于医疗器械制氧及呼吸技术领域，尤其涉及一种高流量加温湿化的氧疗装置。

背景技术

慢性阻塞性肺疾病是一种较为常见的呼吸内科疾病，是以不完全可逆的气流受限为特征的病症，属于破坏性肺部疾病，多数患者都会因为肺功能损害而出现呼吸功能下降的情况，致使生活质量降低，经临床研究显示，氧疗及肺康复训练是目前 COPD 患者临床标准治疗内容之一，可有效减轻患者呼吸困难症状、延缓肺功能下降等，其是一个漫长而艰辛的过程，需患者长期、积极有效地配合。

目前的氧疗设备属于低流量氧疗，虽然可使机体缺氧状况得以缓解，但是干冷流通气体也会容易导致鼻腔黏膜干燥、出血、结痂，湿化效果不佳、氧气利用低等问题。近年来，经鼻高流量吸氧新型疗法，根据人体生理需求将吸入的气体进行加温湿化，在吸气时降低吸气阻力，减少呼吸做功，提高患者的呼吸舒适度等优点，解决目前氧疗设备的缺陷。

另外，由于COPD 患者长期遭受疾病的影响，个体运动能力退化、活动空间受限，导致抑郁、焦虑的情绪比较严重，部分人群可能无法安全地参与需要接触自然的室外活动以获得必要的自然呼吸运动疗愈效益，而目前的呼吸训练器，训练交互单调、场景等原因，导致患者难以坚持呼吸训练，尤其对并发轻度认知障碍者由于对事物的认识、理解能力下降而常导致这部分人群使用常见呼吸训练器依从性低，肺康复训练效果不佳等问题。

因此，寻求一种安全、有效的氧疗设备及有益呼吸训练控制方法，以缓解患者的症状，控制病情发展，全面性提高患者生活质量，具有一定益处。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高流量加温湿化的氧疗装置，旨在解决上述的技术问题。

本实用新型是这样实现的，一种高流量加温湿化的氧疗装置，所述高流量加温湿化的氧疗装置包括高流量加温湿化装置、制氧装置及控制器，所述制氧装置的出气口通过气管连接所述高流量加温湿化装置的进气口，所述控制器的输出端分别连接所述高流量加温湿化装置的控制端及制氧装置的控制端。

本实用新型的进一步技术方案是：所述高流量加温湿化装置包括自动加水湿化罐体、湿化加热器、流量控制阀、旋涡风机、空氧混合器、空气控制阀及空氧混合气体控制阀，所述空氧混合气体控制阀的进气口通过气管连接所述自动加水湿化罐体的出气口，所述自动加水湿化罐体的进气口通过气管连接所述流量控制阀的出气口，所述流量控制阀的进气口通过气管连接所述涡轮风机的出气口，所述涡轮风机的进气口通过气管连接所述空氧混合器的出气口，所述湿化加热器设于所述自动加水湿化罐体的底部。

本实用新型的进一步技术方案是：所述自动加水湿化罐体包括罐体壳罩，设于所述罐体壳罩的底部的导热金属片，所述罐体壳罩的顶面上分别设有进气口、加水口及出气口，所述罐体壳罩的加水口上设有自动水位控制阀。

本实用新型的进一步技术方案是：所述湿化加热器包括加热盘、加热片、温度传感器，所述加热片设于所述加热盘内，所述温度传感器设于所述罐体壳罩上。

本实用新型的进一步技术方案是：所述罐体壳罩的底部为开口，所述导热金属片与所述罐体壳罩的底部复合一体成型。

本实用新型的进一步技术方案是：所述罐体壳罩的加水口上连接储水罐或通过转接口连接的矿泉水瓶。

本实用新型的进一步技术方案是：所述制氧装置包括过滤器、压缩机、冷凝器、冷却风扇、分子筛吸附器、消音器、储气罐、控制阀、氧气传感器、氧气控制阀及空气控制阀，所述过滤器的第一出气口通过气管连接所述压缩机的进气口，所述压缩机的出气口通过气管连接所述冷凝器的进气口，所述冷凝器的出气口通过气管连接所述控制阀的进气口，所述控制阀的排气口连接所述消音器，所述控制阀的出气口通过气管连接所述分子筛吸附器的进气口，所述分子筛吸附器的出气口通过气管连接所述储气罐的进气口，所述储气罐的出气口通过所述氧气传感器连接所述氧气控制阀的进气口，所述氧气控制阀的出气口通过气管连接所述空氧混合器的氧气进口，所述过滤器的第二出气口通过气管连接所述空气控制阀的进气口，所述空气控制阀的出气口通过气管连接所述空氧混合器的空气进口，所述冷却风扇设于所述主机壳体且正对冷凝器。

本实用新型的进一步技术方案是：所述分子筛吸附器至少两个。

本实用新型的进一步技术方案是：所述控制器采用的是微处理器。

本实用新型的进一步技术方案是：所述微处理器采用的集成WiFi 及蓝牙功能的控制芯片，所述控制芯片采用的是AC79N系列芯片。

本实用新型的有益效果是：该具有高流量湿化、血氧饱和度自适应控制氧疗装置及其控制方法，至少具有以下有益效果：采用经鼻高流量湿化氧疗技术，并以血氧饱和度稳定控制在目标区间内进行自适应氧疗方式，具有可调节的高流量空氧混合气体、精准的氧浓度、适合的加温等特点，能够明显增加病人的舒适感和依从性，在减少呼吸做功的同时能够保护气道的纤毛清除功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于VR疗愈高流量湿化血氧饱和度自适应控制氧疗的系统示意图。

图2是本实用新型实施例提供的血氧饱和度自适应氧疗控制方法的流程图。

图3是本实用新型实施例提供的VR虚拟疗愈环境同步呼吸训练中吸氧控制方法的流程图。

图4是本实用新型实施例提供的VR虚拟疗愈环境身心放松训练吸氧控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

如图1-4所示，本实用新型提供的基于VR疗愈高流量湿化血氧饱和度自适应控制氧疗的系统，所述基于VR疗愈高流量湿化血氧饱和度自适应控制氧疗的系统包括氧疗装置，所述氧疗装置包括主机壳体、高流量加温湿化装置、制氧装置、控制装置、血氧检测模块、人机交互显示装置及供电管理装置，所述高流量加温湿化装置、制氧装置、控制装置、血氧检测模块及供电管理装置设于所述主机壳体内，所述人机交互显示装置设于所述主机壳体上，所述高流量加温湿化装置的进气口连接所述制氧装置的出气口，所述控制装置的输入端连接所述血氧检测模块的输出端，所述人机交互显示装置与所述控制装置通信连接，所述控制装置的输出端分别连接所述高流量加温湿化装置的控制端及制氧装置的控制端，所述供电管理装置分别电性连接所述高流量加温湿化装置、制氧装置、控制装置、血氧检测模块及人机交互显示装置。

所述高流量加温湿化装置包括自动加水湿化罐体、湿化加热器、流量控制阀、旋涡风机、空氧混合器、空气控制阀及空氧混合气体控制阀，所述空氧混合气体控制阀的进气口通过气管连接所述自动加水湿化罐体的出气口，所述自动加水湿化罐体的进气口通过气管连接所述流量控制阀的出气口，所述流量控制阀的进气口通过气管连接所述涡轮风机的出气口，所述涡轮风机的进气口通过气管连接所述空氧混合器的出气口，所述湿化加热器设于所述自动加水湿化罐体的底部。

所述自动加水湿化罐体包括罐体壳罩，设于所述罐体壳罩的底部的导热金属片，所述罐体壳罩的顶面上分别设有进气口、加水口及出气口，所述罐体壳罩的加水口上设有自动水位控制阀。

罐体壳罩设有进气口、出气口及加水口、自动水位控制阀、底部导热金属片，罐体壳罩底部为开口方式，罐体壳罩的底部与导热金属片进行复合为一体；所述罐体壳罩的进气口与流量控制阀连接，出气口经与空氧混合气体控制阀与鼻塞导管连接，加水口连接储水罐或通过转接口连接矿泉水瓶。

所述湿化加热器包括加热盘、加热片、温度传感器，所述加热片设于所述加热盘内，所述加热片的控制端连接所述控制装置，所述温度传感器的输出端连接所述控制装置的输入端。加热片和温度传感器电信号连接加湿恒温控制模块，湿化加热器并固定在主机壳体上方，上方可放置自动加水湿化罐体。湿化加热器对自动加水湿化罐体底部的金属片进行热传导，对自动加水湿化罐内的水进行加热，完成对高流量空氧混合气体进行加湿的作用。

所述涡轮风机，采用带有除尘、除菌过滤功能的涡轮风机，涡轮风机出气口连接流量控制阀一端，涡轮风机进气口连接空氧混合器输出口。

所述空氧混合器空气进气口连接空气控制阀，空气控制阀另一端连接空气过滤器；空氧混合器氧气进气口连接氧气控制阀，氧气控制阀另一端连接氧气传感器，氧气传感器另一端连接储气罐出气口，空氧混合器作用将空气、氧气按照预置的要求进行混合输出至涡轮风机。

所述制氧装置包括过滤器、压缩机、冷凝器、冷却风扇、分子筛吸附器、消音器、储气罐、控制阀、氧气传感器、氧气控制阀及空气控制阀，所述过滤器的第一出气口通过气管连接所述压缩机的进气口，所述压缩机的出气口通过气管连接所述冷凝器的进气口，所述冷凝器的出气口通过气管连接所述控制阀的进气口，所述控制阀的排气口连接所述消音器，所述控制阀的出气口通过气管连接所述分子筛吸附器的进气口，所述分子筛吸附器的出气口通过气管连接所述储气罐的进气口，所述储气罐的出气口通过所述氧气传感器连接所述氧气控制阀的进气口，所述氧气控制阀的出气口通过气管连接所述空氧混合器的氧气进口，所述过滤器的第二出气口通过气管连接所述空气控制阀的进气口，所述空气控制阀的出气口通过气管连接所述空氧混合器的空气进口，所述冷却风扇设于所述主机壳体且正对冷凝器。

其制氧原理是根据分子筛在高压下对空气中的氮气具有物理吸附作用，而在低压下分子筛对氮气解除吸附。通过对分子筛的进气进行加压，通过控制阀交替控制方式，即可将氮气吸附，而未被吸收的氧气被收集到储气罐中，储气罐的氧气经氧气传感器和氧气控制阀至空氧混合器。

所述控制装置包括微处理器 、制氧控制模块、空氧混合加湿控制模块、人机对话模块、音频播放模块及数据接口模块，所述制氧控制模块的输出端、空氧混合加湿控制模块的输出端、人机对话模块的输出端、音频播放模块的输出端及数据接口模块的输出端分别连接所述微处理器的输入端。

微处理器芯片采用集成WiFi 及蓝牙功能主控芯片，如AC79N系列，Wi-Fi/BT 功能将负责数据上传云管理平台、移动终端。

制氧控制模块；制氧控制模块接收到微处理器芯片指令，对制氧装置中的控制阀进行控制，所产生氧气供给空氧混合器。

空氧混合加湿控制模块接收微处理器芯片控制指令，对湿化加热器进行恒温加热控制，通过对氧气控制阀、空气控制阀及涡轮风机进行控制，以实现不同流量恒温恒湿空氧混合气体输出；

血氧检测模块：包括指尖式光电式血氧传感器、血氧控制检测装置，血氧饱和度值通过指尖式光电式血氧传感器采集到血氧信号，经血氧控制检测装置，其测量结果传输至主控芯片，实现根据患者血氧饱和度值动态变化，在医嘱流量、氧浓度范围内，自动调节混合空氧混合气体的流量、氧的浓度，从而使患者血氧饱和度稳定控制在目标区间内进行自适应氧疗。

所述基于VR疗愈高流量湿化血氧饱和度自适应控制氧疗的系统还包括VR虚拟疗愈环境呼吸训练装置，所述VR虚拟疗愈环境呼吸训练装置通过所述数据接口模块连接所述微处理器。

所述VR虚拟疗愈环境同步吸氧呼吸训练器： 包括VR眼镜盒，呼吸训练器；所述VR眼镜盒用于播放手机APP的虚拟疗愈环境呼吸训练的视频：所述呼吸训练器，包括呼吸器主机、压力传感器、呼吸训练信号处理模块、 数据接口；呼吸训练数据通过数据连接线传输至主机的 数据接口，然后通过主控芯片无线网络或蓝牙单元无线传输至云平台管理系统或者手机APP，以实现虚拟疗愈环境视频交互呼吸训练功能。

所述VR虚拟疗愈环境呼吸训练装置包括VR眼睛及呼吸训练器，所述VR眼睛，用于播放通过手机APP下载的虚拟疗愈环境呼吸训练的视频；所述呼吸训练器，用于将呼吸训练数据通过数据连接线传输至主机的数据接口模块，然后通过微处理器的芯片自带无线网络或蓝牙网络无线传输至云平台管理系统或者手机APP，实现虚拟疗愈环境视频交互呼吸训练功能。

血氧饱和度自适应稳定控制、经鼻高流量湿化、同步呼吸训练氧疗装置集为一体氧疗装置。

采用经鼻高流量湿化氧疗技术，并以血氧饱和度稳定控制在目标区间内进行自适应氧疗方式，具有可调节的高流量氧气、精准的氧浓度、适合的加温等特点，能够明显增加病人的舒适感和依从性，在减少呼吸做功的同时能够保护气道的纤毛清除功能。

通过VR虚拟疗愈环境同步吸氧呼吸训练器，根据减压理论和亲生命假说作为疗愈环境（包括真实环境与虚拟环境）的虚拟疗愈环境的视频同步进行呼吸训练，能使患者沉浸在自然环境中会激活人的副交感神经系统，虚拟的自然环境对人心理和情绪状态的影响，沉浸在其中可以缓解压力，促进积极情绪的增加，并带来愉悦感；通过VR虚拟疗愈环境同步吸氧呼吸训练器进行相关方面呼吸训练，通过交互行为本身也可以增强个体的环境掌控力，进一步激发个体的积极情绪，对患者改善郁抑、焦虑的情绪障碍有一定疗愈帮助。

VR虚拟疗愈环境同步呼吸训练吸氧控制方法可通过下述的方法实现；

一是血氧饱和度自适应氧疗控制方法

首先通过人机交互模块设置氧疗时间T（s）、空氧混合气体流量X（L/min）、氧浓度Y%，（假设a、b=2），当测量血氧饱和度值小于94%，空氧混合气体流量和氧浓度按在预置值增加2%进行自适应氧疗。当测量血氧饱和度值大于或者等于94%，空氧混合气体流量和氧浓度按预置值进行自适应氧疗。

二是VR虚拟疗愈环境同步呼吸训练中吸氧控制方法

训练前对呼吸训练患者的血氧饱和度测试，如血氧饱和度≥94，可进行VR虚拟疗愈环境同步呼吸训练。先预置训练的相关参数，如空氧混合气体流量、氧浓度、呼吸训练时间，通过VR虚拟疗愈环境呼吸训练器中VR眼镜盒播放VR虚拟疗愈环境同步呼吸训练示范视频，使用呼吸训练器进行呼吸同步训练，在呼吸训练中，呼吸训练器同时将吸气、吐气的信号传输给氧疗设备主机，当氧疗设备读取到吸气状态信号，开启空氧混合气体输出，当读取到吐气状态信号时，关闭空氧混合气体输出；同时在训练运动过程中，通过语音提示，引导患者按照示范视频进行同步吸气、吐气的训练、进行准确性同步训练，另外，示范视频的背景音乐，促进大脑释放五羟色胺等，使患者产生愉悦感，更利于患者注意力集中于虚拟疗愈环境呼吸同步训练。解决因在训练运动中患者吸氧不足的问题，满足呼吸训练中进行同步吸氧，在吸气时，含有高流量恒温恒湿的空氧混合气吸入肺部，在肺泡进行气体交换，氧气通过血液中的血红蛋白运载随着血液循环输送到脑、心脏等五脏六腑和四肢骨骼肌肉，人体因氧得以新陈代谢，生命力得以保持和健康；

三是VR虚拟疗愈环境身心放松训练吸氧控制方法

训练前预置训练的相关参数、空氧混合气体流量、氧浓度、湿化参数、呼吸训练时间（设a、b=2），然后对呼吸训练患者的脉率测试，进行VR虚拟疗愈环境同步呼吸训练。VR虚拟疗愈环境呼吸训练器中VR眼镜盒播放VR虚拟疗愈环境身心放松训练示范视频，同时进行高流量湿化氧疗，当脉率在训练前测量脉率在60～100%范围内，可进行VR虚拟疗愈环境身心放松训练吸氧训练，如不在60～100%范围内，不可进行训练。在训练过程中，当脉率在训练前测量脉率值基础上超过5%，空氧混合气体流量和氧浓度在预置值基础上增加2%进行氧疗，当脉率在训练前测量脉率值基础上低于5%，空氧混合气体流量和氧浓度按预置值进行氧疗，以提高虚拟疗愈的效益。

四是VR虚拟疗愈环境冥想训练自然吸氧多人协同训练方法

利用VR虚拟疗愈环境呼吸训练器，患者在家中通过网络技术及虚拟疗愈平台进行VR虚拟疗愈环境多人协同冥想训练吸氧训练，使COPD 患者直接参与虚拟社交活动，并且虚拟社区的来访者产生身临其境的强烈融入感，在自然沉浸疗愈场景下与当下真实的内在自我连接，从心理唤醒其自我疗愈的力量。对COPD 患者长期遭受疾病的影响，个体运动能力退化、活动空间受限，导致抑郁、焦虑的情绪等问题有很大的疗愈帮助。

综上，相比现有技术，该具有高流量湿化、血氧饱和度自适应控制氧疗装置及其控制方法，至少具有以下有益效果：采用经鼻高流量湿化氧疗技术，并以血氧饱和度稳定控制在目标区间内进行自适应氧疗方式，具有可调节的高流量空氧混合气体、精准的氧浓度、适合的加温等特点，能够明显增加病人的舒适感和依从性，在减少呼吸做功的同时能够保护气道的纤毛清除功能。

通过VR虚拟疗愈环境同步吸氧呼吸训练器，使患者在呼吸训练中，中枢神经系统直接参与肺功能康复呼吸训练，激发脑神经网络重塑，增强患者的运动训练的感知，同时通过VR虚拟疗愈环境同步训练中进行呼吸同步供氧方式，有助于患者在呼吸训练中获得充足氧供, 增强机体运动耐受性及训练依从性, 从而进一步提高肺功能康复训练疗愈效应。

另外，根据减压理论和亲生命假说作为疗愈环境（包括真实环境与虚拟环境）的虚拟疗愈环境的视频同步进行呼吸训练，能使患者沉浸在自然环境中会激活人的副交感神经系统，虚拟的自然环境对人心理和情绪状态的影响，沉浸在其中可以缓解压力，促进积极情绪的增加，并带来愉悦感；通过VR虚拟疗愈环境同步吸氧呼吸训练器进行相关方面呼吸训练，通过交互行为本身也可以增强个体的环境掌控力，进一步激发个体的积极情绪，对患者改善郁抑、焦虑的情绪障碍有一定帮助。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述高流量加温湿化的氧疗装置包括高流量加温湿化装置、制氧装置及控制器，所述制氧装置的出气口通过气管连接所述高流量加温湿化装置的进气口，所述控制器的输出端分别连接所述高流量加温湿化装置的控制端及制氧装置的控制端;

所述高流量加温湿化装置包括自动加水湿化罐体、湿化加热器、流量控制阀、旋涡风机、空氧混合器、空气控制阀及空氧混合气体控制阀，所述空氧混合气体控制阀的进气口通过气管连接所述自动加水湿化罐体的出气口，所述自动加水湿化罐体的进气口通过气管连接所述流量控制阀的出气口，所述流量控制阀的进气口通过气管连接所述旋涡风机的出气口，所述旋涡风机的进气口通过气管连接所述空氧混合器的出气口，所述湿化加热器设于所述自动加水湿化罐体的底部。

2.根据权利要求1所述的高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述自动加水湿化罐体包括罐体壳罩，设于所述罐体壳罩的底部的导热金属片，所述罐体壳罩的顶面上分别设有进气口、加水口及出气口，所述罐体壳罩的加水口上设有自动水位控制阀。

3.根据权利要求2所述的高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述湿化加热器包括加热盘、加热片、温度传感器，所述加热片设于所述加热盘内，所述温度传感器设于所述罐体壳罩上。

4.根据权利要求3所述的高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述罐体壳罩的底部为开口，所述导热金属片与所述罐体壳罩的底部复合一体成型。

5.根据权利要求4所述的高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述罐体壳罩的加水口上连接储水罐或通过转接口连接的矿泉水瓶。

6.根据权利要求5所述的高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述制氧装置包括过滤器、压缩机、冷凝器、冷却风扇、分子筛吸附器、消音器、储气罐、控制阀、氧气传感器、氧气控制阀及空气控制阀，所述过滤器的第一出气口通过气管连接所述压缩机的进气口，所述压缩机的出气口通过气管连接所述冷凝器的进气口，所述冷凝器的出气口通过气管连接所述控制阀的进气口，所述控制阀的排气口连接所述消音器，所述控制阀的出气口通过气管连接所述分子筛吸附器的进气口，所述分子筛吸附器的出气口通过气管连接所述储气罐的进气口，所述储气罐的出气口通过所述氧气传感器连接所述氧气控制阀的进气口，所述氧气控制阀的出气口通过气管连接所述空氧混合器的氧气进口，所述过滤器的第二出气口通过气管连接所述空气控制阀的进气口，所述空气控制阀的出气口通过气管连接所述空氧混合器的空气进口，所述冷却风扇设于主机壳体上且正对冷凝器。

7.根据权利要求6所述的高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述分子筛吸附器至少两个。

8.根据权利要求7所述的高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述控制器采用的是微处理器。

9.根据权利要求8所述的高流量加温湿化的氧疗装置，其特征在于，所述微处理器采用的集成WiFi 及蓝牙功能的控制芯片，所述控制芯片采用的是AC79N系列芯片。