KR20180079321A

KR20180079321A - 객담 시스템

Info

Publication number: KR20180079321A
Application number: KR1020187012310A
Authority: KR
Inventors: 칭빈 쉬; 헝치엔 쉬; 하이보 바이; 광 한
Original assignee: 루신(베이징)메디컬 시스템스 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2015-10-12
Filing date: 2016-09-26
Publication date: 2018-07-10
Also published as: WO2017063498A1; CN105343944A; AU2016339393A1; JP6715924B2; KR102135746B1; CN105343944B; AU2016339393B2; JP2018531100A; TW201713373A

Abstract

객담 시스템에 있어서, 해당 객담 시스템은 스로틀 장치(21) 및 구낭 밸브(19)를 포함하는 객담 관로(20)와, 객담기(1)를 포함하며, 객담기(1)는 메인 관로 어셈블리(15), 에어 펌프 어셈블리(2) 및 제어 시스템(8)를 포함하고, 메인 관로 어셈블리(15)는 송풍기(16)와 셔터 밸브(17)를 포함하고; 에어 펌프 어셈블리(2)는 제1 에어 펌프(6)와 제2 에어 펌프(3)를 포함하고; 제어 시스템(8)은 스로틀 장치(21) 부분의 기압을 측정하기 위한 제1 센서(12)와 마이크로 제어 유닛을 포함하고; 마이크로 제어 유닛은 제1 센서(12)로 검출한 기압 차를 기반으로 환자가 호기 단계 또는 흡기 단계에 처해 있는지를 판단하고, 객담을 진행할 때, 제1 에어 펌프(6)는 구낭 밸브(19)에 기체를 공급하여 호흡기 기체 회로를 차단시키고, 제2 에어 펌프(3)는 스로틀 장치(21)에 대해 기체 공급하도록 제어되며, 호흡기는 객담 기간에 작동을 멈추지 않는다. 본 발명에서 제출한 객담 시스템은 호흡기의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않는다.

Description

객담 시스템

본 발명은 의료 간호 장치에 관한 것으로, 구체적으로 객담 시스템에 관한 것이다.

각종 원인으로 초래된 호흡 부전에 있어서, 호흡 곤란 증후군(ARDS), 중증 급성 폐부종 및 천식, 호흡 기능 부전 및 대수술 진행 중인 환자를 포함하여, 호흡기는 필수적인 중요한 생명 유지 장치이다. 호흡기를 착용한 환자에 있어서, 담액의 시기 적절하고 효과적인 제거는 아주 중요하며, 호흡 기관 내의 담을 제때에 배출하지 않을 경우, 가래와 가래 딱지들이 용이하게 기관지 관강 내에 집중되어 기관지 관강을 폐쇄시켜, 환자의 환기 기능에 엄중한 영향을 미치고, 호흡 부전을 가중시키며, 심지어 속발성 폐확장 부전을 초래하게 된다. 담액은 또한 세균이 번식되는 온상이며, 세균은 환자의 호흡 기관에 대해 감염을 일으켜, 환자가 호흡기에 관련된 폐렴(VAP)에 쉽게 걸리게 한다. 그러나, 기계적 환기 환자들은 기침 능력을 상실하고, 폐 기능이 엄중하게 쇠퇴되고, 호흡근 무기력 등 원인으로 인하여, 환자들은 흔히 스스로 객담할 수 없으므로, 분비물이 현저히 증가하게 된다. 한편, 기계적 환기 환자들은 대다수 의식 장애 및 전신 쇠약 상태에 처해 있고, 기침, 객담 기능 저하되고, 원래의 호흡 계통 질병 및 호흡 부전이 악화된다. 기관내 삽관 및 기관 절개는 인후부의 천연적인 장벽을 손상시켜, 기도 섬모의 청결 작용을 약화시키고, 기침 및 객담의 반사 메커니즘을 약화시킨다. 따라서, 기계적 환기 환자에 있어서, 지속적이고 효율적으로 담액을 제거하는 것은 기도 폐쇄을 예방하고, 기계적 환기를 유지시키는 관건이다.

전통적인 담흡인 방식은 담흡인관으로 담을 흡인하는 것이며, 이는 미세 도관을 이용하여 기관을 경유하여 삽관되거나 기관 절개관을 경유하여 환자의 기도에 삽입되고, 미세 도관 내에서의 지속적인 음압 흡인을 통해 환자의 체내로부터 담액을 흡출한다. 도관이 분비물과 접근할 경우, 분비물은 흡인된다. 그러나, 이러한 담흡인 방법의 결함도 명확하며, 첫째로는 침입식 담흡인으로서, 도관의 삽입과 이동이 기도를 쉽게 손상시키며, 기도의 흉터들은 심지어 기도 분비물의 생성을 증가시켜, 담이 흡인될수록 많아지게 된다. 아울러, 저산소 혈증을 가중시키고, 담액을 제때에 제거할 수 없으므로, 감염 및 출혈의 위험을 증가시킨다. 대부분의 환자들에게 이는 아주 고통스러운 경험이다.

기계적 환기 환자의 기도 분비물을 제거하는 다른 한가지 방법은 일반적인 객담기, 예컨대 필립스 사의 coughassist를 이용하는 것이며, 이러한 객담기로 객담 시, 먼저, 환자의 폐에 최대 1회 호흡량의 공기를 흡입시키고, 이어서 폐 내에 흡입된 공기를 아주 빠른 속도로 신속하고 갑작스럽게 환자의 폐 내로부터 내쉬게 하여,기류는 분비물을 지니고 상행할 수 있으며, 환자의 기도 내로부터 아주 높은 유속으로 유출되므로써, 환자의 분비물을 제거하는 목적을 실현한다. 이러한 객담기로 분비물을 제거하는 것은 실질적으로 객담을 시뮬레이션하는 방식으로서, 이러한 객담 방식은 기는 기관내 삽관, 기관 절개관 또는 마스크를 통해 환자의 기도와 연결될 수 있다. 이러한 객담 방식은 상기의 담흡인관의 담흡인보다 많이 양호하며, 첫째로, 이러한 객담 방식은 비침입식 담흡인이다. 둘째로, 객담기가 생성하는 것은 환자의 전체 기도의 직경, 길이 범위 내에서 유동하는 고속 기류이므로, 전체적인 기도로부터 분비물을 제거하는 작용을 할 수 있다. 담흡인관의 담흡인은 단지 미세 도관 내부에서 저속 기류를 생성하고, 나아가, 담흡인관의 사이즈의 제한으로 인해 담흡인관은 단지 상대적으로 큰 기도에 접근할 수 밖에 없으며, 아주 작고 가지가 더욱 많은 분지 기도에 대해서는 어찌할 방법이 없다. 또한, 환자의 좌우 기관지의 분지 형상으로 인해, 담흡인관은 환자의 기관지에 삽입되어 담흡인 시 통상적으로 오른쪽 기도에 삽입해야만 하고, 왼쪽 기도에 대해 담흡인을 진행하지 못한다. 담흡인 시, 환자의 호흡 기관의 절대다수가 담흡인관 및 흡인 기류와 접촉되지 않으며, 단지 담흡인관 부근에서 아주 소량의 담액을 흡인할 수 밖에 없다. 그러나, 객담기의 객담에 있어서, 분비물은 환자 기도 내의 기류에 의해 전체적으로 제거된다.

그러나, 객담기에도 결함이 존재하며, 예컨대, 기계적 환기 환자에 대해 객담을 진행할 경우, 호흡기와 환자의 환기 관로를 차단시키고, 객담기와 환자를 연결시켜야만 객담 조작을 실행할 수 있다. 그러나 호흡기를 착용한 기계적 환기 환자에 있어서, 더욱이는 병세가 위중한 환자에 있어서, 빈번하게 호흡기와 환자의 환기 관로를 차단시키는 것은 병세를 악화시킬 가능성이 존재한다. 객담기는 주기적인 순환을 이용하여 환자의 흡기 단계를 정지시키며, 이는 일부의 문제점들을 초래할 가능성이 존재하며, 환기 환자에 있어서, 용적 순환 또는 유량 순환 모드가 더욱 안전하고 더욱 효과적인 것이기 때문이다. 또한, 객담기는 호기말양압 기능(PEEP)을 구비하지 않으며, 이러한 객담기가 객담 말단 기도 내에서의 압력이 단지 대기압과 대략 동일할 수 밖에 없다. 그러나, 호기말양압으로 호흡 곤란 증후군(ARDS), 비 심인성 폐부종, 폐 출혈을 치료 시 아주 중요한 작용을 나타내며, 아울러 담액의 제거를 촉진시킬 수 있다. 그러나, 상기의 증상의 환자들에 대해 객담기는 적당하지 못하며, 또한, 객담기는 생명 유지 장치에 장착되는 경보 시스템을 구비하지 않으므로, 사용관련 안전성도 보장 받을 수 없다.

전통적인 객담기 객담은 흡기 또는 객담을 막론하고 모두 동일한 관로를 이용하며, 객담 시의 기류에는 환자의 분비물이 포함되며, 이러한 분비물에는 대량의 세균이 포함될 수 있고, 이러한 분비물은 기체 관로 중에 누적되고 노출되어 환자의 흡기 기류와 반복적으로 접촉되므로, 환자에게 이차적 감염 위험을 초래한다.

또한, 객담기의 흡기 및 객담은 모두 동일한 송풍기를 이용하며, 흡기 및 객담 시 송풍기는 세균을 포함하는 기류 및 담액에 직면하게 되며, 예컨대, 상이한 환자들이 동일한 객담기를 이용할 경우, 잠재적으로 송풍기의 사용 수명을 저감시키고, 상이한 환자들 사이에서 교차 감염될 위험을 증가시킨다.

특허 WO2007054829는 호흡기와 공동 작업하고 환자의 호흡과 기침을 보조하여 환자의 기도 분비물을 제거하는 객담기를 제출하며, 해당 객담기와 필립스 사의 coughassist 사이의 차이점은, 환자에게 정압 환기를 진행하는 기체 소스는 더는 객담기 내부의 송풍기를 이용하지 않고, 환자에게 기계적 환기를 진행하는 호흡기를 이용하는 것에 있다. 환자의 호흡 및 객담은 서로 다른 관로를 이용하며, 호흡 관로와 객담 관로 각각에는 스위치 밸브가 구비되고, 호흡기로 환자에게 정상적인 환기를 진행할 경우, 호흡 관로에 구비된 스위치 밸브는 개방되고, 객담 관로에 구비된 스위치 밸브는 폐쇄 상태에 처하게 된다. 환자의 흡기가 완료되어 곧 호기 상태에 진입될 경우, 객담 관로 상의 밸브는 개방되고, 객담기는 객담을 시작한다. 객담이 종료된 이후, 객담 관로 상의 밸브는 폐쇄되고, 호흡 관로 상의 밸브는 개방되고, 환자는 흡기 상태에 진입하며, 이러한 방식으로 순환이 진행된다.

필립스 사의 coughassist 객담기와 비교시, 담흡인 시 환자와 호흡기의 연결 관로를 탈착탈착할 필요가 존재하지 않으며, 따라서, 환자는 호흡기 치료를 중단하지 않는다. 더욱이는 호흡기 PEEP 치료를 받는 환자에 대해, 임시 중단은 더욱 불리하며, PEEP는 객담에 더욱 유리하다. 아울러, 필립스 사의 객담기는 호흡기를 탈착하여야만이 객담을 진행할 수 있으며, 따라서, 일정한 단계를 두어야만 객담을 진행할 수 있으므로, 담액을 제때에 제거할 수 없다. 특허 WO2007054829에는 호흡기를 탈착하여 객담을 진행하는 문제점이 존재하지 않으므로, 언제든지 즉시 객담을 진행할 수 있다. 환자의 흡기 및 객담에 서로 다른 관로를 이용하므로, 환자가 이차적으로 감염될 위험을 저감시키고, 환자의 정압 환기 및 음압 객담에 각각 호흡기와 객담기 내부의 음압 송풍기를 이용하므로, 환자들 사이의 교차 감염을 방지하여, 송풍기의 사용 수명을 향상시킨다.

그러나, WO2007054829 발명은 실시함에 있어서 여전히 수많은 문제점들이 존재하며, 예컨대 잡음이 과도하고, 방열이 양호하지 않고, 객담 시 호흡기의 작동에 영향을 미치고 심지어 경보를 발생하며, 시스템의 안전성에 숨겨진 위험이 존재하며, 임상의 적응 능력이 상대적으로 부족한 등 문제점들이 존재한다. 본 발명은 WO2007054829 발명에 존재하는 문제점들을 효과적으로 해결하고, 해당 발명의 블록 다이어그램성 방안의 공정 구현이며, WO2007054829 특허를 진일보로 세분화시키고, 풍부하게 하고 개선시킨다.

상기의 선행 기술에 존재하는 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명은 객담 시스템을 제출하며, 해당 객담 시스템은 객담기 및 객담 관로를 포함하고,

객담 관로는 스로틀 장치 및 구낭 밸브를 포함하고, 구낭 밸브는 양방향 밸브로서, 일 포트는 스로틀 장치를 통해 호흡기에 연결되는 호흡기 포트이고, 다른 일 포트는 두 갈래로 분할되되, 한 갈래는 객담기와 연결되는 객담기 포트이고, 다른 한 갈래는 환자와 연결되는 환자 포트이며,

객담기는 메인 관로 어셈블리, 에어 펌프 어셈블리 및 제어 시스템을 포함하고, 메인 관로 어셈블리는 음압을 생성하는 송풍기와 객담을 진행할 때 개방되는 셔터 밸브를 포함하고, 에어 펌프 어셈블리는 구낭 밸브에 대해 기체 공급을 진행하는 제1 에어 펌프와 스로틀 장치에 대해 기체 공급을 진행하는 제2 에어 펌프를 포함하고, 제어 시스템은 메인 관로 어셈블리와 에어 펌프 어셈블리를 제어하고, 제어 시스템은 스로틀 장치 부분의 기압을 측정하기 위한 제1 센서와 마이크로 제어 유닛을 포함하며,

마이크로 제어 유닛은 제1 센서로 검출한 기압 차를 기반으로 환자가 호기 단계 또는 흡기 단계에 처해 있는지를 판단하고, 환자가 흡기 단계에서 호기 단계로의 전환에 처해 있을 경우, 마이크로 제어 유닛은 제1 에어 펌프를 제어하여 구낭 밸브의 구낭에 기체를 공급하여 호흡기 포트로부터 환자 포트로의 기체 회로를 차단시키고, 제어 시스템은 송풍기와 셔터 밸브를 가동시켜 환자의 객담을 보조하며, 아울러, 마이크로 제어 유닛은 제2 에어 펌프를 제어하여 스로틀 장치에 기체를 공급하며, 호흡기는 객담 기간에 작동을 멈추지 않는다.

본 발명에서 제출하는 객담 시스템은 완전 자동으로 작동될 수 있으며, 호흡기와 협력하여 이용될 경우, 호흡기를 정지시킬 필요가 없으며, 호흡기의 정상적인 작동에 영향을 미치지 않는다.

도 1은 본 발명의 완전 자동 객담 시스템 기체 회로 원리도이다.
도 2는 구낭 밸브의 응력 분석도이다.
도 3은 기체 회로 어셈블리의 기체 회로 연결도이다.

아래에, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대한 설명을 진행하되, 동일한 구성 요소는 동일한 도면 부호로 표시한다.

도 1은 본 발명의 완전 자동 객담 시스템의 기체 회로 원리를 상대적으로 상세하게 나타낸다. 여기서, 완전 자동 객담 시스템은 2개의 부분, 즉, 객담기(1) 및 객담 관로(20)로 이루어진다. 객담 관로(20)는 일회 용품이며, 예컨대 의료용 플라스틱으로 제조될 수 있다.

객담기(1)의 주요한 기능은 고속 기류의 음압을 생성함과 동시에 전반적인 시스템의 압력, 유량, 1회 호흡량, 시간 등 데이터에 대해 모니터링을 진행하고, 모니터링 결과에 따라 분석, 판단, 연산을 진행함으로써, 시스템에 대한 효과적인 제어를 실시하고, 객담을 트리거시키고 정지시킨다.

객담 관로(20)의 핵심적인 구성 요소로서 스로틀 장치(21) 및 구낭 밸브(19)가 구비되며, 객담 관로(20)는 환자, 호흡기 및 객담기(1) 사이에 기체 회로 연통을 형성하고, 각종의 압력 센서, 유량 센서로 데이터 수집을 진행하도록 인터페이스를 제공함과 동시에, 객담기(1)의 제어 하에 호흡기-환자 및 객담기-환자 사이의 기체 회로 전환을 완성한다.

구체적으로, 객담 관로(20)의 스로틀 장치(21) 상부에는 연결 포트(A) 및 연결 포트(B)가 구비된다. 연결 포트(A)는 객담기(1) 내의 에어 펌프 어셈블리(2)(아래에서 상세히 설명됨)의 제2 에어 펌프(3)에 연결되되, 제2 에어 펌프(3)는 연결 포트(A)에 대해 기체 공급을 진행할 수 있다. 연결 포트(B)는 객담기(1) 내의 에어 펌프 어셈블리(2)의 제3 에어 펌프(5)에 연결되되, 제3 에어 펌프(5)는 연결 포트(B)에 대해 기체 공급을 진행할 수 있다. 한편, 연결 포트(A, B)는 각각 객담기(1) 내의 압력차 센서(12)(제1 센서)의 2개의 입력 포트에 연결되어 실질적인 압력차 유량계를 구성한다. 선택적으로, 연결 포트(A)가 압력 센서(12)에 연결되고, 연결 포트(B)가 압력 센서(11)(제2 센서)에 연결되되, 이러한 2개의 센서를 각기 이용하여 이러한 2개의 포트의 압력을 검출함으로써, 압력 센서(12) 및 압력 센서(11)로 하여금 실질적인 압력차 유량계를 구성하도록 한다.

구낭 밸브(19)는 하나의 양방향 밸브로서, 호흡기와 연결되는 호흡기 포트를 포함하고, 다른 일단은 두 갈래로 분할되되, 한 갈래는 객담기와 연결되는 객담기 포트이고, 다른 한 갈래는 환자와 연결되는 환자 포트이다. 호흡기 포트와 환자 포트의 통로는 노멀 오픈형이고, 호흡기로 하여금 환자에게 기체를 수송하기 위한 것이나, 해당 기체 회로는 구낭 밸브(19)에 의해 폐쇄될 수 있다. 폐쇄형 구현 방식은, 구낭 밸브(19) 내부에 하나의 구낭을 설치하여, 구낭에 기체가 충전되어 팽창될 때, 부피가 증가되어, 밸브 포트를 폐쇄시킴으로써, 호흡기-환자의 기체 회로를 차단시킨다. 객담기 포트와 환자 포트의 통로는 노멀 오픈형이나, 셔터 밸브(17)가 노멀 클로즈형이므로, 호흡기가 환자에 대한 기체 공급에 대해 영향을 미치지 않으며, 셔터 밸브(17)는 객담기가 작동 될때 만이 개방되며, 객담기가 작동될 경우, 구낭 밸브(19) 내부의 구낭에 기체를 충전시켜 호흡기-환자의 기체 회로를 폐쇄시킴으로써, 객담기의 작동에 대해 영향을 미치지 않는다. 객담이 완료된 이후, 셔터 밸브(17)는 폐쇄되고, 구낭 밸브(19) 내부의 구낭은 기체를 배출하여 구낭 부피가 줄어들어, 밸브 포트와 구낭 사이에서 상대적으로 큰 틈새를 생성하여 기류를 통과시킬 수 있음으로써, 기체 회로를 연통시키는 기능을 구현한다. 한편, 구낭 밸브(19)는 객담기(1) 내의 에어 펌프 어셈블리(2)의 제1 에어 펌프(6)로 기체 공급을 진행하고, 제1 에어 펌프(6)의 기체 공급은 기체 회로 어셈블리(22)(아래에서 상세히 설명됨) 내의 솔레노이드 밸브(4)에 의해 제어된다.

바람직하게는, 구낭 밸브(19)가 기체를 배출할 때, 구낭 밸브(19) 내의 기체는 대기 중에 배출되는 것이 아니라, 메인 호흡 관로에 배출되며, 이는 구낭 밸브(19) 내의 공간이 대기와 직접적으로 연통될 경우, 일부 환자들의 자발적인 호흡으로 인해 메인 호흡 관로 내의 음압 환경을 초래할 가능성이 존재하며, 대기압과 메인 호흡 관로 음압의 압력 차의 작용하에, 상대적으로 부드럽고 얇은 구낭 밸브(19)로 호흡 관로를 차단시키거나 호흡 관로를 좁힐 가능성이 존재하여, 환자의 생명을 위협하기 때문이며(도 2 참조), 아울러, 매회의 객담 이후에, 구낭 밸브(19)에서 방출된 기체는 더불어 환자 포트(도 1 중의 C 위치)의 압력을 검출하는 압력 센서(9)(제3 센서)의 측정 및 제어 관로에 대해 스위핑을 진행할 수도 있으므로, 해당 센서의 측정 및 제어 관로 중의 물방울 또는 가래가 센서의 작동에 대해 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

아래에 객담기(1)에 대한 상세한 설명을 진행하기로 하며, 여기서, 객담기(1)는 다섯 개의 어셈블리로 구성되되, 에어 펌프 어셈블리(2), 기체 회로 어셈블리(22), 메인 관로 어셈블리(15), 제어 시스템(8) 및 소음 감소 시스템(18)을 포함한다.

에어 펌프 어셈블리(2)는 3개의 마이크로 에어 펌프, 즉, 제1 에어 펌프(6), 제2 에어 펌프(3) 및 제3 에어 펌프(5)를 포함한다. 제1 에어 펌프(6)는 구낭 밸브(19)의 구낭에 대해 기체 공급을 진행한다. 제2 에어 펌프(3)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(A)에 대해 기체 공급을 진행하고, 제3 에어 펌프(5)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(B)에 대해 기체 공급을 진행한다. 제2 에어 펌프(3)와 제3 에어 펌프(5)는 아래와 같은 2가지 작용을 구비하며, 하나의 작용으로는 객담기가 정상적으로 작동할 때 호흡기가 경보를 발송하는 것을 방지하는 것이다. 객담이 시작된 이후, 호흡기의 기체 회로가 차단되므로, 환자가 내쉰 기체가 호흡기의 호기 회로에 진입하지 않아, 호흡기는 환자가 질식하거나, 기관지가 이탈되거나 또는 기타 비정상적인 상태가 발생한 것으로 오인하게 되어 경보를 발송하게 된다. 제2 에어 펌프(3)와 제3 에어 펌프(5)는 이때 충분한 유량의 기류를 제공하여, 스로틀 장치(21)를 통과시켜 호흡기의 호기 회로 통로에 진입시켜 스위핑을 진행하도록 함으로써, 호흡기가 경보를 발송하는 것을 방지한다. 호흡기가 경보를 발송하는 것을 방지하는 이외에, 호흡기는 실제 사용에 있어서, 환자가 흡입하는 공기 또는 산소의 습윤도를 확보하기 위하여, 관로 내에 가습병을 직렬로 연결시켜야 하며, 따라서, 호흡 관로 내에 대량의 액체 상태의 물이 수시로 응축되며, 환자가 내쉰 기체에도 수분이 함유되고, 또한 환자를 위해 담액을 흡인하는 과정에서, 흡인된 담액이 관로에 부착되거나 접착될 가능성이 존재하므로, 이러한 복잡한 관로 환경은 각종 센서로 신호를 정확하게 검출하기에 매우 불리하며, 특히는, 액체 상태의 물 또는 담액은 측정 및 제어를 위한 미세 관로에 누적된다. 따라서, 제2 에어 펌프(3)와 제3 에어 펌프(5)의 두번째 작용으로는 정기적으로 압력 센서(11)， 차압 센서(12) 및 스로틀 장치(21) 사이의 관로에 대해 스위핑을 진행하여, 액체 상태의 물 또는 담액이 센서의 작동에 대해 미치는 영향을 방지하는 것이다. 여기서, 스위핑 기류를 생성하는 동력 유닛은 에어 펌프, 미니 공기 압축기에 한정되지 않으며, 송풍기, 기체를 저장하는 고압력 저장 탱크를 이용할 수도 있으며, 이상의 동력 유닛 또는 에너지 저장 유닛은 단독으로 이용되거나 여러개로 이용되거나 또는 결합되어 이용되며, 또는 송풍기에서 방출되는 기체를 수집하여 호흡기의 호기 회로로 다시 불어들이는 것으로 스위핑을 대체하는 등일 수도 있으며, 본 실시예에서는 2개의 고압의 에어 펌프, 즉, 제2 에어 펌프(3)와 제3 에어 펌프(5)를 이용하여 병렬로 기체를 공급하여， 순간적인 대유량의 요구를 만족시킨다. 선택적으로, 하나의 에어 펌프를 이용하여 스로틀 장치(21)의 연결 포트(A) 및 연결 포트(B)에 대해 동시에 기체 공급을 진행할 수도 있다.

기체 회로 어셈블리(22)의 기능은 객담기(1)와 객담 관로(20)의 기체 회로 연통을 완성하고 연결을 제어하는 것이며, 기체 회로 어셈블리(22)의 핵심적인 어셈블리는 솔레노이드 밸브(4)이다. 솔레노이드 밸브는 바람직하게 2포지션 3웨이이나, 2포지션 3웨이에 한정되지 않으며, 예컨대 2포지션 2웨이, 4웨이, 5웨이, 3포지션 솔레노이드 밸브 등이다. 솔레노이드 밸브(4)는 제1 에어 펌프(6)를 제어하고, 제1 에어 펌프(6)의 작용은 2포지션 3웨이 솔레노이드 밸브(4)의 제어 하에 구낭 밸브(19)에 대해 기체를 공급하고 기체를 배출시키는 것이다. 기체 회로 어셈블리(22)는 다른 하나의 2포지션 3웨이 솔레노이드 밸브(7)를 더 포함할 수 있으며, 이는 예비 솔레노이드 밸브에 해당되고, 이중 보안 보호 작용을 수행하며, 즉, 2포지션 3웨이 솔레노이드 밸브(4)에 고장이 발생할 경우, 구낭 밸브(19) 내부의 기체는 방출될 수 없고, 호흡기 관로가 연통될 수 없으므로, 환자에 대해 기계적 환기를 실시할 수 없을 경우, 2포지션 3웨이 솔레노이드 밸브(7)에 전력을 공급하여 개방시켜서, 구낭 밸브(19) 내의 기체를 배출시킨다.

메인 관로 어셈블리(15)는 셔터 밸브(17), 질량 유량계(14), 압력 센서(13)(제5 센서) 및 송풍기(16)를 포함한다. 바람직하게, 음압의 송풍기(16)가 작동되어 기체를 방출할 때 고데시벨의 회전 잡음과 와류 잡음을 발생하므로, 메인 관로 어셈블리(15)는 잡음이 환경에 대한 영향을 효율적으로 저감시키기 위한 소음 감소 시스템(18)을 더 포함한다. 송풍기(16)는 객담에 필요한 음압을 생성한다. 압력 센서(13)는 송풍기(16)의 압력을 실시간으로 검출하여 제어 시스템(8)에 전송한다. 송풍기(16)는 예컨대 원심형 송풍기, 축류형 송풍기를 이용할 수 있으나, 송풍기에 한정되지 않으며, 음압을 생성할 수 있는 모든 동력 유닛, 예컨대, 진공 펌프, 진공 발생기 등을 포함한다. 질량 유량계(14)는 객담할 때의 흡인 유량을 검출하여 제어 시스템(8)에 제공하여, 상기 흡인 유량이 0에 근사할 경우가 검출되거나 수요에 따라 제어 시스템(8)로 셔터 밸브(17)를 폐쇄시켜 객담 회로를 차단시킨다. 질량 유량계(14)는 차압형, 축열형, 터빈형, 초음파형 등 기타 임의의 형식의 질량 유량계일 수도 있으며, 바람직하게는 차압형 질량 유량계 또는 축열형 질량 유량계이다. 셔터 밸브(17)는 노멀 클로즈형이며, 단지 객담기가 작동될 때만이 제어 시스템(8)에 의해 개방된다. 아울러, 이는 신속하게 개폐되고, 기류 요동을 구현하는 기능을 구비하며, 객담 효과를 향상시킬 수 있다.

제어 시스템(8)은 마이크로 제어 유닛, 인간-기계 인터페이스(완전 자동 객담 시스템의 파라미터를 설정하기 위한 것임), 각종의 압력 또는 압력차 센서로 구성된다. 제어 시스템(8)은 상기 센서로 수집한 각종의 파라미터를 수집하여, 기타 부품(예컨대 셔터 밸브(17), 솔레노이드 밸브(4))의 출력, 인간-기계 상호 작용에 대한 제어를 진행한다.

제어 시스템(8)은 압력 센서(11) 및 압력 센서(12)를 포함하며, 압력 센서(11) 및 압력 센서(12)는 스로틀 장치(21) 양측의 압력 및 압력 차를 실시간으로 모니터링하며, 즉, 압력 센서(11)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(A) 부분의 압력을 검출하고, 압력 센서(12)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(B) 부분의 압력을 검출하여, 데이터를 마이크로 제어 유닛에 전송한다. 상기한 바와 같이, 단지 하나의 압력차 센서(12)로 연결 포트(A) 및 연결 포트(B) 부분의 압력을 각각 검출할 수도 있다. 압력 센서(11) 및 압력 센서(12)로 스로틀 장치(21)의 압력을 모니터링하는 것은 환자가 흡기 단계에 처하는지 아니면 호기 단계에 처하는지를 판단하기 위한 것이며, 객담기를 작동시킬지 여부를 위해 데이터 준비를 진행하는 것이다.

바람직하게는, 제어 시스템(8)은 바람직하게 압력 센서(9)를 더 포함하며, 압력 센서(9)는 구낭 밸브(19)의 환자 포트 부분(도 1 중의 C 위치)의 압력을 실시간으로 검출하여, 데이터를 마이크로 제어 유닛에 전송한다.

실제로, 압력 센서(9)와 압력 센서(11)가 검출하는 것은 구낭 밸브(19) 양측의 압력이고, 양측의 압력 차에 관하여, 정상적인 호흡 단계에서, 구낭 밸브(19)의 양측 압력값이 한 역치(예컨대 5cm 물기둥)보다 클 경우, 마이크로 제어 유닛은 경보를 발송하며, 이는 솔레노이드 밸브(4)가 효력을 상실할 경우, 구낭 밸브(19)가 작동되지 않아 기체를 배출할 수 없으며, 이중 보호의 솔레노이드 밸브(7)도 구낭 밸브로 하여금 기체를 배출하게 할 수 없을 경우, 호흡기 관로의 막힘을 초래하여 환자에게 기체를 공급할 수 없게 되며, 이러할 경우, 제어 시스템(8)은 경보를 발송하여, 작업자에게 알려 작업자는 즉시 시스템을 검사할 수 있으므로써, 환자에게 삼중의 보호를 제공한다.

바람직하게는, 제어 시스템(8)은 바람직하게 압력 센서(10)(제4 센서)를 더 포함하며, 압력 센서(10)는 제1 에어 펌프(6)의 출구 부분의 압력을 검출하기 위한 압력 센서(10)이다. 압력 센서(10)는 제1 에어 펌프(6)와 솔레노이드 밸브(4) 사이에 설치되거나 또는 솔레노이드 밸브(4)와 구낭 밸브(19) 사이에 설치될 수 있다. 제1 에어 펌프(6)의 출구 압력이 과도하면 막혀서모터가 소각되거나 구낭 밸브(19)의 구낭이 터지는 것을 방지하기 위하여, 그 중의 제1 방안으로서 하나의 기체 저장 탱크를 추가하는 것이며, 기체 저장 탱크 상에는 작은 구멍이 구비되어 기체를 천천히 방출하여, 에어 펌프 압력이 과도하게 되는 것을 방지할 수 있다. 더욱 바람직하게, 제1 에어 펌프(6)의 출구 부분에 압력 센서(10)(제4 센서)를 추가로 설치하여, 제1 에어 펌프(6)의 출구 압력에 따라, PWM 방식을 이용하여 제1 에어 펌프(6)의 회전 속도를 자동적으로 조정하여(즉, 에어 펌프 출구 압력이 낮을 경우, 에어 펌프의 회전 속도를 증가시키고, 출구 압력이 높을 경우, 펌프의 회전 속도를 낮추거나 정지시켜), 제1 에어 펌프(6)의 출력 포트로 하여금 하나의 정압을 유지하도록 하여 에어 펌프의 안전성을 확보한다. 아울러, 장치의 부피를 작게하여, 에너지 소모를 저감시켜, 시스템의 신뢰성을 향상시킨다.

도 3은 기체 회로 어셈블리(22)의 일 예시의 연결 관계도를 나타낸다. 기체 회로 어셈블리(22)는 10개의 조인트를 더 포함하며, 즉, 제1 조인트(207), 제2 조인트(206), 제3 조인트(204), 제4 조인트(203), 제5 조인트(258), 제6 조인트(205), 및 객담 관로(20)와 연결되는 4개의 조인트, 즉, 제7 조인트(226), 제8 조인트(228), 제9 조인트(229) 및 제10 조인트(230)를 더 포함한다.

구체적으로, 제1 조인트(207)는 일단이 제2 에어 펌프(3)에 연결되고, 일단이 제7 조인트(226)에 연결되어, 객담 관로(20) 중의 스로틀 장치(21)의 A 포트에 연결되며, 제2 에어 펌프(3)에서 출력된 압축 공기는 제1 조인트(207)와 제7 조인트(226)를 경유하여 스로틀 장치(21)의 A 포트로 출력되어 제2 에어 펌프(3)가 A 포트에 대해 기체를 부는 것을 구현한다. 제2 조인트(206)는 압력차 센서(12)의 일 입력 포트와 연통되고, 해당 경로를 경유하여 압력차 센서(12)로 스로틀 장치(21) 상의 A 포트의 압력 데이터를 수집하는 것을 구현한다. 제3 조인트(204)는 압력차 센서(12)의 다른 일 입력 포트와 연통되고 (또는 압력 센서(11)와 연통되고), 제3 조인트(204)는 제9 조인트(229)를 통해 스로틀 장치(21)의 B 포트에 연결되며, 해당 경로를 경유하여, 압력차 센서(12)로 스로틀 장치(21) 상의 B 포트의 압력 데이터를 수집하는 것을 구현한다. 마찬가지로, 제4 조인트(203)는 제3 에어 펌프(5)와 연통되어, 제9 조인트(229)를 통해 객담 관로(20) 중의 스로틀 장치(21)의 B 포트에 연결되어, 제3 에어 펌프(5)가 B 포트에 대해 기체를 부는 것을 구현한다.

제5 조인트(258)는 제1 에어 펌프(6)와 솔레노이드 밸브(4)의 제1 포트(도 3 중의 (1))를 연결한다. 제8 조인트(228)는 솔레노이드 밸브(4)의 제2 포트(도 3 중의 (2))에 연결되어, 구낭 밸브(19)에 연결된다. 제6 조인트(205)는 솔레노이드 밸브(4)의 제3 포트(도 3 중의 (3))와 압력 센서(9)를 연결한다. 제10 조인트(230)는 솔레노이드 밸브(4)의 (3) 포트와 환자 포트(C)를 연결한다. 실질적으로, 제6 조인트(205)는 제10 조인트(230)와 연통되고, 압력 센서(9)로 하여금 메인 호흡 관로 중의 환자측에 인접한 압력을 모니터링할 수 있도록 한다. 이러한 위치의 압력을 검출하는 것은 매우 유리하며, 상기의 바와 같이 메인 호흡 관로가 막혔는지 여부를 판단하는 근거로 이용될 수 있다. 제1 에어 펌프(6)에서 출력된 압축 공기는 제5 조인트(258)를 경유하여, 솔레노이드 밸브(4)의 (1) 포트를 통해 솔레노이드 밸브(4)에 진입한다.

솔레노이드 밸브(4)에 전력이 차단될 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, (1) 포트는 폐쇄되고, 기체 회로는 이로 인해 차단된다. 솔레노이드 밸브(4)에 전력이 공급된 이후, (1) 포트와 (2) 포트는 연통되고, 기류는 솔레노이드 밸브(4)의 (2) 포트로부터 나와, 제8 조인트(228)를 통해 구낭 밸브(19)와 직접적으로 연통되며, 따라서, 솔레노이드 밸브(4)에 대한 전력 공급을 통해 제1 에어 펌프(6)가 구낭 밸브(19)에 대한 기체 충전을 실현할 수 있으며, 구낭 밸브(19)는 이로써 폐쇄되고, 호흡기 관로에 대한 차단(도 2를 참조)을 구현한다. 구낭 밸브(19)가 기체를 방출할 필요가 존재할 경우, 솔레노이드 밸브(4)에 대한 전력을 차단시켜 솔레노이드 밸브(4)의 (2) 포트와 (3) 포트를 연통시키고, 구낭 밸브(19)의 기낭 내의 기체는 제8 조인트(228), 솔레노이드 밸브(4)의 (2) 포트, 솔레노이드 밸브(4)의 (3) 포트를 경유하여, 배출되어, 제10 조인트(230)에 도달하고, 제10 조인트(230)는 일회용 객담 관로(20) 중의 환자측에 인접한 하나의 압력 수집 포트와 연결되므로, 구낭 밸브(19)에서 배출되는 기체는 최종적으로 해당 포트를 경유하여 메인 호흡 관로에 진입한다. 구낭 밸브(19)에서 배출되는 기체는 대기에 배출되는 것이 아니라 메인 호흡 관로 내에 배출되는 이유는 앞에서 이미 설명한 바가 있다.

상기의 바와 같이, 솔레노이드 밸브(7)의 작용은, 솔레노이드 밸브(4)가 어느 한 이유로 인해 전환에 실패할 경우, 구낭 밸브(19)는 기체를 방출할 수 없게 되며, 이로 인해 호흡기 관로가 예상치 못하게 차단되고, 이때 솔레노이드 밸브(7)는 제때에 구낭 중의 기체를 방출할 수 있으므로, 환자의 안전을 보장하는 것이며, 이의 작동 과정은, 솔레노이드 밸브(4)에 전력이 차단될 경우, 주 시스템은 구낭 밸브(19)가 기체를 방출하지 않음을 검출하고, 솔레노이드 밸브(7)에 전력을 공급하여, 구낭 밸브(19) 중의 기체는 제8 조인트(228)를 경유하여 솔레노이드 밸브(7)의 제1 포트(도 3 중의 《1》)에 진입하고, 이때, 솔레노이드 밸브(7)는 전력이 공급됨에 따라, 제1 포트와 제2 포트(도 3 중의 《2》)를 연통시키고, 기체는 솔레노이드 밸브(7)의 제2 포트로부터 배출되어, 제10 조인트(230)를 경유하여, 환자 압력 검출 포트를 통해 메인 호흡 관로에 진입함으로써, 구낭 밸브의 기체 배출을 완성한다. 상기한 바와 같이, 본 발명의 객담 시스템은 자동 모드로 작동될 수 있으며, 즉, 조작자(일반적으로 의료진)가 하나의 시간 간격을 설정하고, 시간에 도달하면, 완전 자동 객담기는 대기 상태로 진입하고, 시스템은 환자가 객담 조건에 부합되는지 여부를 검출하고, 부합되면, 객담을 시작한다. 다른 하나의 작동 방식은 수동 모드로서, 조작자는 통상적으로 일정한 활동 능력을 구비한 환자이며, 환자가 수동 객담 버튼을 누른 이후， 즉시 객담하는 것이 아니라, 마찬가지로 완전 자동 객담기는 환자의 흡기가 완료될 때까지 대기 상태로 진입하고, 환자의 호흡이 시작하기 이전에 객담 조건을 만족할 경우에만, 객담기가 객담을 시작한다. 객담은 무조건인 것은 아니고, 일정한 조건을 만족하지 않을 경우에 강제적으로 객담을 진행할 경우, 예상 효과에 도달하지 못할 뿐만 아니라, 환자에게 해를 입힐 가능성이 존재한다.

도 1을 참조하면, 객담을 진행하지 않을 경우, 제어 시스템(8)은 압력 센서(11) 및 압력차 센서(12)로 수집한 스로틀 장치(21)의 압력을 모니터링하고, 흡기 유량을 모니터링한다. 이때, 구낭 밸브(19)에는 기체가 충전되지 않고 상시 연통형이며, 셔터 밸브(17)는 노멀 클로즈형이다. 호흡기는 설정된 호흡 빈도에 따라 환자에 대해 지속적인 기계적 환기를 진행한다. 객담의 시작은 환자가 수동으로 트리거하거나 또는 객담기 조작자가 설정한 시간 간격(예컨대 5분)에 따라 트리거할 수 있다. 객담 과정은 아래와 같다.

1, 객담이 시작된 이후, 제어 시스템(8)은 객담기(1) 내부의 송풍기(16)를 작동시키고, 송풍기(16)와 셔터 밸브(17) 사이의 관로에는 예상 음압이 생성되고, 음압은 -10cmH2O 내지 -200cmH2O 사이에 있고, 바람직하게는 -50cmH2O 내지 -150cmH2O 사이, 더욱 바람직하게는 -60cmH2O 내지 -120mH2O 사이에 있다. 이때, 셔터 밸브(17)는 폐쇄형이므로, 환자의 기계적 기체 연통에 대해 아무런 영향도 미치지 않는다. 압력 센서(13)는 실시간으로 송풍기의 압력을 검출하여, 제어 시스템(8)에 전송하므로, 제어 시스템(8)은 송풍기(16)의 압력을 조정할 수 있다.

2, 제어 시스템(8) 내부의 압력 센서(11)는 이때 스로틀 장치(21)의 연결 포트(A) 부분의 압력을 실시간으로 모니터링하고, 압력차 센서(12)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(B) 부분의 압력을 실시간으로 모니터링하여, 데이터를 마이크로 제어 유닛에 전송하고, 마이크로 제어 유닛은 객담 관로(20) 중의 실시간 유량과 압력을 연산하고, 환자가 흡기 단계 또는 호기 단계에 처하는지를 분석하고 판단하여, 흡기 완료를 포착하고, 호기가 시작할 인박의 전환 시점에서, 환자가 이러한 전환 시점에 처할 경우, 제어 시스템(8)은 제1 에어 펌프(6)를 작동시켜, 2포지션 3웨이 솔레노이드 밸브(4)에 전력을 공급하고, 제1 에어 펌프(6)와 구낭 밸브(19)의 기체 회로를 연통시켜, 구낭 밸브(19)에 대해 기체를 충전시켜, 구낭 밸브(19)가 폐쇄되어, 호흡기가 환자에게 제공하는 환기 경로를 차단시키며, 거의 동시에, 노멀 클로즈의 셔터 밸브(17)는 제어 시스템(8)에 의해 신속히 개방되어 송풍기(16)의 음압 관로와 환자의 기체 통로를 연통시키며, 이는 신속하고 돌발적인 호기 기류를 유발하여 환자의 폐 내부로부터 분출하게 한다. 관련된 실천 및 이론적 연구로부터 증명된 바, 유량이 170L/Min보다 클 경우, 효율적인 객담을 진행할 수 있으며, 이러한 유량은 보통 사람의 정상적인 기침와 거의 동등하다. 이때, 구낭 밸브(19)는 폐쇄되므로, 호흡기는 송풍기의 음압 하에 노출되지 않으나, 일부 환자의 호기 유량을 검출하는 기능을 구비하는 호흡기에 있어서, 이러한 호흡기가 경보를 발생하게 할 가능성이 존재하며, 따라서, 구낭 밸브(19)가 폐쇄되는 순간에, 에어 펌프 어셈블리(2) 중의 제2 에어 펌프(3)와 제3 에어 펌프(5)도 동시에 운행이 시작되며, 생성된 기체는 각각 스로틀 장치(21)의 연결 포트(A)와 연결 포트(B)를 경유하여 호흡 관로에 진입하여 호흡기의 호기 회로로 유입되어, 환자의 호기 기류를 대체함으로써, 호흡기의 경보를 방지할 수 있다.

3, 환자의 폐 내에서 유출되는 기체는 셔터 밸브(17), 질량 유량계(14), 송풍기(16), 소음 감소 시스템(18)를 경유하여 대기 중에 배출된다. 질량 유량계(14)는 환자의 호기 유량을 검출하여, 데이터를 마이크로 제어 유닛으로 전송하고, 환자의 호기 유량이 0에 근사한 것으로 검출될 경우, 마이크로 제어 유닛은 셔터 밸브(17)를 폐쇄시키고, 아울러, 2포지션 3웨이 솔레노이드 밸브(4)에 대한 전력을 차단시켜, 구낭 밸브(19)의 기체 방출을 시작하며, 이의 내부의 기체는 3웨이 솔레노이드 밸브를 경유하여 환자의 메인 호흡 관로에 유입되고, 이로써 구낭 밸브(19)는 개방되어 호흡기와 환자를 연통시키며, 이때, 환자는 흡기를 시작하고, 호흡기는 트리거되고, 환자는 객담하기 전과 같이 정상적인 기계적 환기를 계속하여 진행하며, 이때 한번의 객담이 이미 완료되었음을 표시한다.

이론상에서 환자의 호기 유량은 0에 근사할 때, 객담이 정지되나, 셔터 밸브, 구낭 밸브 등 어셈블리는 응답 시간이 필요하므로, 호기 유량이 0에 근사할 때 명령을 다시 발송할 경우, 오버 펌핑을 초래하여, 환자의 생명을 위협할 가능성이 존재하며, 따라서, 실제 운행 과정에 있어서, 셔터 밸브와 구낭 밸브를 사전에 폐쇄하여야 하고, 질량 유량계(14)로 셔터 밸브(17)를 통과하는 기체 유량이 한 역치보다 낮은 것이 검출될 경우, 마이크로 제어 유닛은 셔터 밸브(17)를 폐쇄시키며, 해당 역치의 이상적인 값은 객담 관로의 하드웨어 장치 및 환자의 생리적 특징에 따라 조정을 진행할 수 있으며, 예컨대, 일반적으로 17L/Min 또는 그 이상으로 설정할 수 있음을 더 설명하고자 한다.

아울러, 호흡 곤란 증후군 등 높은 PEEP(호기말양압) 값으로 환기 치료를 진행하여야 하는 환자들에 있어서, 셔터 밸브의 폐쇄는 더욱 사전에 진행될 수 있으며, 따라서, 환자 폐 내의 압력이 객담이 완료된 이후 계속하여 대기압보다 높게 유지되어, 폐 위축 붕괴를 방지하도록, 사전 폐쇄의 유량값은 17L/MIN보다 클 수 있다. 이는 또한 본 객담 시스템이 배경 기술 부분에서 상기의 필립스 사의 coughassist보다 각종의 질병에 더욱 광범위하게 적용될 수 있는 중요한 이유이다.

상기의 과정들의 끊임없이 반복됨에 따라, 환자의 기도 분비물을 폐부 심층으로부터 점차적으로 신체 외부로 배출할 수 있으며, 이어서, 음압 흡인 기능을 구비하는 담액 수집 장치를 통해 담액을 모아서, 의료진이 정기적으로 버리거나 제거하도록 한다.

상술한 바와 같이, 해당 시스템은 자동 모드로 작동될 수 있으며, 즉, 조작자, 일반적으로 의료진은 하나의 시간 간격을 설정하고, 시간에 도달하면, 완전 자동 객담기는 대기 상태에 진입하여 송풍기를 가동시키고, 시스템은 환자가 객담 조건에 부합되는지 여부를 검출하고, 부합되면, 객담을 시작한다. 다른 하나의 작동 방식은 수동 모드로서, 조작자는 통상적으로 일정한 활동 능력을 구비한 환자이며, 환자가 수동 객담 버튼을 누른 이후 즉시 객담을 시작하는 것이 아니고, 마찬가지로 완전 자동 객담기는 환자의 흡기가 완료될 때까지 대기 상태로 진입하여 송풍기를 가동시키고, 환자의 호흡이 시작하기 이전에 객담 조건을 만족할 경우에만, 객담기가 객담을 시작한다.

앞서 상기의 실시예들은 단지 본 발명의 보다 바람직한 구체적인 실시예일 뿐이며, 해당 기술분야에서의 당업자들이 본 발명의 기술적 방안의 범위 내에서 진행하는 통상의 변화 및 체환은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 포함된다.

Claims

객담기(1) 및 객담 관로(20)를 포함하되,
상기 객담 관로(20)는,
스로틀 장치(21)와,
양방향 밸브로서, 일 포트는 스로틀 장치(21)를 통해 호흡기에 연결되는 호흡기 포트이고, 다른 일 포트는 두 갈래로 분할되되, 한 갈래는 객담기(1)와 연결되는 객담기 포트이고, 다른 한 갈래는 환자와 연결되는 환자 포트인 구낭 밸브(19)를 포함하고,
상기 객담기(1)는,
음압을 생성하는 송풍기(16) 및 객담을 진행할 때 개방되는 셔터 밸브(17)를 포함하는 메인 관로 어셈블리(15)와,
구낭 밸브(19)에 대해 기체 공급을 진행하는 제1 에어 펌프(6) 및 스로틀 장치(21)에 대해 기체 공급을 진행하는 제2 에어 펌프(3)를 포함하는 에어 펌프 어셈블리(2)와,
메인 관로 어셈블리(15)와 에어 펌프 어셈블리(2)를 제어하고, 스로틀 장치(21) 부분의 기압을 측정하기 위한 제1 센서(12) 및 마이크로 제어 유닛을 포함하는 제어 시스템(8)을 포함하되,
여기에서, 상기 마이크로 제어 유닛은 제1 센서(12)로 검출한 기압 차를 기반으로 환자가 호기 단계 또는 흡기 단계에 처해 있는지를 판단하고, 환자가 흡기 단계에서 호기 단계로의 전환에 처해 있을 경우, 상기 마이크로 제어 유닛은 제1 에어 펌프(6)를 제어하여 구낭 밸브(19)의 구낭에 기체를 공급하여 호흡기 포트로부터 환자 포트로의 기체 회로를 차단시키고, 상기 제어 시스템(8)은 송풍기(16)와 셔터 밸브(17)를 가동시켜 환자의 객담을 보조하며, 아울러, 상기 마이크로 제어 유닛은 제2 에어 펌프(3)를 제어하여 스로틀 장치(21)에 기체를 공급하며, 호흡기는 객담 기간에 작동을 멈추지 않는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제1항에 있어서,
상기 스로틀 장치(21)에는 호흡기 기체 수송 기류 방향에 따라 연결 포트(A) 및 연결 포트(B)가 설치되고,
상기 에어 펌프 어셈블리(2)는 제3 에어 펌프(5)를 더 포함하고, 상기 제어 시스템(8)은 제2 센서(11)를 더 포함하며,
상기 제1 센서(12)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(A)와 연결 포트(B) 부분의 압력 차를 검출하고, 상기 제2 센서(11)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(B) 부분의 기압을 검출하며,
상기 제2 에어 펌프(3)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(A)에 대해 기체 공급을 진행하고, 상기 제3 에어 펌프(5)는 스로틀 장치(21)의 연결 포트(B)에 대해 기체 공급을 진행하는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제1 에어 펌프(6)와 구낭 밸브(19) 사이에 연결되어 구낭 밸브(19)의 흡기와 배기를 제어하고, 상기 마이크로 제어 유닛에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브(4)를 포함하는 기체 회로 어셈블리(22)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제어 시스템(8)은 구낭 밸브(19)의 환자 포트 부분의 압력을 검출하는 제3 센서(9)를 더 포함하고, 상기 마이크로 제어 유닛은 제2 센서(11)와 제3 센서(9)로 검출한 압력 사이의 압력 차가 한 역치보다 큰 것이 연산되면, 상기 마이크로 제어 유닛이 경보를 울리는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제1항에 있어서,
상기 메인 관로 어셈블리(15)는 셔터 밸브(17)를 통과하는 기체 유량을 검출하기 위한 유량계(14)를 더 포함하되, 유량계(14)로 검출한 기체 유량이 한 역치보다 낮을 경우, 상기 마이크로 제어 유닛은 객담의 완료를 확정하여 셔터 밸브(17)를 폐쇄시키고, 상기 역치는 0보다 큰 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제5항에 있어서,
상기 메인 관로 어셈블리(15)는 송풍기(16)의 압력을 검출하기 위한 제5 압력 센서(13)를 더 포함하되, 상기 마이크로 제어 유닛은 제5 압력 센서(13)로 검출한 압력에 따라 송풍기(16)의 회전 속도를 조정하는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제3항에 있어서,
기체 회로 어셈블리(22)는 제1 조인트(207), 제2 조인트(206), 제3 조인트(204), 제4 조인트(203), 제5 조인트(258), 제6 조인트(205), 제7 조인트(226), 제8 조인트(228), 제9 조인트(229) 및 제10 조인트(230)를 더 포함하되,
여기에서, 상기 제1 조인트(207)는 일단이 제2 에어 펌프(3)에 연결되고, 다른 일단이 제7 조인트(226)를 통해 스로틀 장치(21)의 연결 포트(A)에 연결되고,
상기 제2 조인트(206)는 제1 센서(12)에 연결되고,
상기 제3 조인트(204)는 제2 센서(11)에 연결되고,
상기 제4 조인트(203)는 일단이 제3 에어 펌프(5)에 연결되고, 다른 일단이 제9 조인트(229)를 통해 스로틀 장치(21)의 연결 포트(B)에 연결되고,
상기 제5 조인트(258)는 일단이 제1 에어 펌프(6)에 연결되고, 다른 일단이 솔레노이드 밸브(4)의 제1 포트에 연결되고,
상기 제6 조인트(205)는 솔레노이드 밸브(4)의 제3 포트에 연결되고 제3 센서(9)에 연결되며,
상기 제8 조인트(228)는 일단이 구낭 밸브(19)의 구낭에 연결되고, 다른 일단이 솔레노이드 밸브(4)의 제2 포트에 연결되며, 상기 제10 조인트(230)는 솔레노이드 밸브(4)의 제3 포트에 연결되고 제3 센서(9)에 연결되는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제7항에 있어서,
상기 기체 회로 어셈블리(22)는 예비 솔레노이드 밸브(7)를 더 포함하되, 상기 솔레노이드 밸브(7)의 제1 포트는 제8 조인트(228)에 연결되고, 솔레노이드 밸브(7)의 제2 포트는 제10 조인트(230)에 연결되며, 상기 솔레노이드 밸브(7)에 전력이 공급된 이후, 상기 솔레노이드 밸브(7)의 제1 포트와 제2 포트는 연통되며, 상기 구낭 밸브(19)의 구낭 중의 기체는 제8 조인트(228)와 제10 조인트(230)를 경유하여 배출되는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제6 조인트(205)는 호흡기의 호흡 관로에 연결되고, 상기 구낭 밸브(19)의 구낭 중의 기체는 호흡기의 호흡 관로 중에 배출되는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제어 시스템(8)은 제1 에어 펌프(6)의 출구 부분에 설치되어 제1 에어 펌프(6)의 출구 부분의 기압을 검출하기 위한 제4 센서(10)를 더 포함하되, 상기 마이크로 제어 유닛은 제4 센서(10)로 검출한 압력을 기반으로, PWM 방식을 이용하여 제1 에어 펌프(6)의 회전 속도를 조정하여, 상기 제1 에어 펌프(6)가 정압을 출력하게 하는 것을 특징으로 하는 객담 시스템.