專利名稱：負壓脈動式清肺儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種負壓脈動式清肺儀，屬于一種利用物理方法影響病人呼吸系統(tǒng)的器械，可用于治療急、慢性支氣管炎、支氣管哮喘、支氣管擴張、阻塞性肺氣腫、肺原性心臟病、鼻炎、鼻竇炎等呼吸系統(tǒng)疾病。
根據(jù)人體解剖學原理可知，正常人體氣管及支氣管壁表面生長有一層柱狀纖毛，這些纖毛以1200～1500次／分鐘的頻率蠕動，使呼吸道內(nèi)的異物或痰液能夠從喉部排出。而病變可使氣管及支氣管壁粘膜腫脹，分泌物增多，造成大量痰液附著在管壁的纖毛上，使纖毛無法蠕動，分泌物越積越多，導(dǎo)致支氣管更加狹窄，甚至堵塞，患者會感到胸悶氣短，痰不易咳出，會并發(fā)肺氣腫及肺原性心臟病。
目前醫(yī)學界對于呼吸系統(tǒng)疾病一般采用對癥治療的方法。但由于許多呼吸系統(tǒng)疾病的病因復(fù)雜，病灶不易根除，按目前的治療方法不能取得明顯療效，從而使病人長期處于呼吸極度困難的狀態(tài)中，甚至常需依賴正壓給氧來增加氧濃度，但經(jīng)常吸氧易造成呼吸麻痹，還會使人體電解質(zhì)呈堿性，造成氧中毒，而且吸氧只能暫時滿足人體的生理需要，不能從根本上使疾病得到治療。
本實用新型的目的在于提供一種負壓脈動式清肺儀，通過對人的呼吸道提供一定頻率的負壓脈動氣流，增強氣管、支氣管壁纖毛的蠕動排痰能力和排出肺泡殘氣吸入新鮮空氣的能力，采用物理方法幫助人體恢復(fù)和增強自身的生理功能而達到通氣、清肺、排痰的治療、保健效果。
本實用新型的目的是以如下方式達到的一種負壓脈動式清肺儀，包括電源、負壓泵、氣柜、氣液分離器、外殼，其特征在于它還包括電磁閥、控制電路，所述的負壓泵通過氣柜連通電磁閥的出氣管，由所述的控制電路輸出周期性驅(qū)動脈沖信號至電磁閥，開啟或關(guān)閉電磁閥的出氣管，產(chǎn)生一負壓脈動氣流，通過電磁閥的進氣管和氣液分離器與患者鼻腔連通。
本實用新型的目的還可以如下方式達到所述的電磁閥包括殼體、電磁線圈、銜鐵，在殼體中設(shè)有一封閉氣室，該氣室設(shè)有出氣管和進氣管，所述的銜鐵設(shè)在該氣室內(nèi)并在斷電時將出氣管封住，在銜鐵與電磁線圈之間設(shè)有彈性元件。
所述的電磁閥的封閉氣室可由一上蓋和一下蓋套合構(gòu)成，所述的出氣管和進氣管設(shè)在上蓋上，在該上蓋上方又設(shè)一壓蓋，該壓蓋與殼體螺接組成一個整體。
所述的控制電路可包括鍵盤電路、帶有程序模塊的中央處理單元、功率驅(qū)動器、電磁閥控制電路、液晶顯示器，所述的中央處理單元在獲得鍵盤電路的指令后，自動轉(zhuǎn)入預(yù)先設(shè)定的子程序，按設(shè)定的輸出波形和頻率輸出相應(yīng)的脈沖信號，經(jīng)過所述功率驅(qū)動器和電磁閥控制電路驅(qū)動電磁閥啟閉氣路。
所述的中央處理單元可包括單片機、地址譯碼器、地址鎖存器、只讀存儲器，在只讀存儲器中預(yù)先存錄了主程序和波形設(shè)定子程序、頻率設(shè)定子程序、時間設(shè)定子程序。
在功率驅(qū)動器和電磁閥控制電路之間可設(shè)一光電耦合器，以抑制電磁線圈對單片機的共模干擾。
臨床試驗表明，當所述的由電磁閥動作而產(chǎn)生的負壓脈動氣流的波形為1／2正弦波、鋸齒波、方波中的任何一種波形，其流量為450至1400ml／min，壓力為(－600)至(－3600)Pa(相對大氣壓)時，療效較好。
所述的中央處理單元設(shè)定的輸出脈沖的頻率為10～100赫茲時較為適宜。
在所述的電磁閥控制電路中，可設(shè)一二極管與電磁線圈并聯(lián)，以吸收電磁線圈產(chǎn)生的反電勢。
在所述的氣液分離器中還可設(shè)有液面報警器，它包括設(shè)在氣液分離器中高低不同的3個觸點，分別連接發(fā)光管、蜂鳴器、繼電器線圈，并且該繼電器的常閉觸點串聯(lián)在所述的控制電路的電源線路中。
在所述的外殼內(nèi)壁上可設(shè)有一層吸音襯里，以降低噪音。
在醫(yī)院中多個患者可共用一個負壓源，此時，共用的負壓泵和氣柜可設(shè)在外殼之外。
附圖的圖面說明如下


圖1是本實用新型的一種較佳實施例的構(gòu)成方框圖。
圖2是上述實施例的電磁閥的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是上述實施例中控制電路部分的電路圖。
圖4是上述實施例中的主程序流程圖。
圖5是上述實施例中頻率設(shè)定子程序的流程圖。
圖6是上述實施例中波形設(shè)定子程序的流程圖。
圖7是上述實施例中時間設(shè)定子程序流程圖。
圖8是上述實施例中設(shè)定單片機輸出的3種驅(qū)動脈沖信號波形圖。
圖9是上述實施例中電磁閥相應(yīng)輸出的3種負壓脈動氣流波形圖。
圖10是上述實施例中的氣液分離器液面報警器的電路圖。
圖11是本實用新型的另一種實施例的構(gòu)成方框圖。
本實用新型將結(jié)合附圖作進一步描述如下參照
圖1，一種負壓脈動式清肺儀，包括電源14、負壓泵13、氣柜12、控制電路20、電磁閥10、氣液分離器11、外殼16、吸音襯里15，負壓泵13通過氣柜12連通電磁閥10的出氣管8，(結(jié)合參照圖2)電磁閥10的進氣管9通過氣液分離器11與患者鼻腔連通。電磁閥10的結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括設(shè)在殼體7內(nèi)的電磁線圈6，在電磁線圈6上方設(shè)有由上蓋2和下蓋5形成的封閉氣室，該氣室設(shè)有一出氣管8和一進氣管9，銜鐵3設(shè)在所述氣室內(nèi)，在銜鐵3和電磁線圈6之間設(shè)有彈性元件4，在上蓋2的上方又設(shè)一環(huán)形壓蓋1，環(huán)形壓蓋1與殼體7螺接。當電磁線圈6通電時，吸引銜鐵3，開啟出氣管8，使氣路導(dǎo)通，電磁線圈6斷電時，銜鐵3受彈性元件4的作用力復(fù)位，將出氣管8封閉，氣路阻斷。
參照圖3，所述的控制電路包括鍵盤電路21、單片機22、地址譯碼器23、地址鎖存器24、只讀存儲器25、驅(qū)動器27、光電耦合器28、液晶顯示器26、電磁閥控制電路30，在只讀存儲器25中預(yù)先存錄了主程序和波形設(shè)定子程序、頻率設(shè)定子程序、時間設(shè)定子程序，程序流程圖可由圖4～圖7來說明。
鍵盤電路21包括鍵盤SW1～SW5，并設(shè)SW1為時間設(shè)定鍵，SW2為頻率設(shè)定鍵，SW3為波形設(shè)定鍵，SW1與SW2同時按下為確認鍵，SW1與SW3同時按下為啟動控制電路鍵。SW4為增1鍵，SW5為減1鍵(在調(diào)頻率時，設(shè)定為增加或減少10赫茲，在調(diào)時間時，為增減1個單位。)單片機22根據(jù)鍵盤電路21輸出的時間、頻率、波形指令輸出具有設(shè)定的寬度、間隔、頻率的驅(qū)動脈沖信號，經(jīng)過驅(qū)動器27放大后通過光電耦合器28輸入電磁閥控制電路30，驅(qū)動電磁閥10動作，啟閉氣路，產(chǎn)生一具有設(shè)定頻率、波形的負壓脈動氣流。光電耦合器28可有效地抑制電磁閥10對單片機22的共模干擾，在電磁閥控制電路30中，與電磁閥10的電磁線圈6并聯(lián)二極管29，可吸收電磁線圈6產(chǎn)生的反電勢。本實用新型中由單片機22輸出的脈沖信號頻率設(shè)定在10～100赫茲之間，即可以取得較好的療效。
參照圖4，主程序起始后，單片機隨時查詢與鍵盤電路連接的輸入口，根據(jù)鍵盤指令轉(zhuǎn)入相應(yīng)設(shè)定的子程序。
參照圖5，若啟動頻率設(shè)定子程序，將在液晶顯示器26上顯示輸出脈動氣流的頻率值，并根據(jù)增1鍵SW4或減1鍵SW5的信號執(zhí)行相應(yīng)的指令，同時顯示當前的頻率值，在頻率值確定后，存入單片機22內(nèi)存，返回主程序。
參照圖6，若啟動波形設(shè)定子程序，單片機22的指針根據(jù)波形設(shè)定鍵SW3的指令指向設(shè)定的地址，即可輸出設(shè)定波形的脈沖信號。圖8顯示了本實施例中設(shè)定的由單片機輸出的3種驅(qū)動脈沖波形31、32、33，圖9則是由單片機輸出的脈沖信號經(jīng)驅(qū)動器27放大后控制電磁閥10啟閉氣路所輸出的相應(yīng)的負壓脈動氣流的波形34、35、36，其中波形34是1／2正弦波，波形35是鋸齒波，波形36為方波。
參照圖7，若啟動時間設(shè)定子程序，在液晶顯示器26上將首先顯示小時值，增1鍵SW4或減1鍵SW5即可增減設(shè)定的時間，小時確認后，液晶顯示器26顯示分鐘值，按同樣方法設(shè)定分鐘值后，即返回主程序。
圖10是氣液分離器11的液面報警器的電路原理圖。在氣液分離器11中分別設(shè)置高低不同的3個觸點37、38、39并聯(lián)在電路中，當液面達到較低的觸點37時，該支路導(dǎo)通，發(fā)光管40閃亮，當液面達到中間的觸點38時，該支路導(dǎo)通，蜂鳴器41產(chǎn)生蜂鳴，當液面達到較高的觸點39時，該支路導(dǎo)通，該支路中串聯(lián)的繼電器線圈J通電，使該繼電器的常閉觸點JK斷開，從而使控制電路20自動斷電并關(guān)閉氣路。
參照
圖11，是本實用新型的另一種實施例，它適用于在醫(yī)院中多個患者共用一個負壓源的情況，這種負壓脈動式清肺儀包括外殼16、控制電路20、電磁閥10、氣液分離器11，負壓泵和氣柜設(shè)在外殼16之外，其工作原理和前述第一種實施例完全相同，只是因共用負壓源而不必在本實用新型的負脈動式清肺儀內(nèi)設(shè)置負壓泵和氣柜。
臨床試驗表明，本實用新型的負壓脈動式清肺儀對于治療慢性支氣管炎、慢性阻塞性肺疾病、喘息性支氣管炎、支氣管擴張、慢性咳嗽、慢性鼻竇炎等疾病都具有明顯療效，例如，在解放軍304醫(yī)院，對31例慢性阻塞性肺疾病的患者進行試驗，有效率占87％，其中使用本實用新型1～2小時后痰易咳出者27例，胸悶減輕者24例，典型病例如下例1，男，54歲，診斷患綠膿桿菌肺炎、慢性阻塞性肺疾病、肺心病，入院時胸悶氣短，痰不易咳出，使用本實用新型約2小時后，咳出黃膿痰50ml，胸悶明顯減輕，之后每日使用本實用新型裝置2小時，痰量60～80ml／日，10天后痰量減少至20ml／日，癥狀明顯緩解出院。例2，男，65歲，診斷為慢性喘息性支氣管炎急性期，阻塞性肺氣腫，入院時痰量30～40ml／日，膿痰不易咳出，使用本實用新型裝置1小時后痰易咳出，以后每天使用1小時，配合抗菌類藥物治療，2周后痊愈出院。在北京協(xié)和醫(yī)院對42例患者作了使用本實用新型裝置的臨床試驗，其中慢性支氣管炎并肺氣腫19例，慢性支氣管炎并肺心病4例，慢性支氣管炎并鼻竇炎2例，慢性支氣管炎7例，支氣管擴張并肺心病1例，支氣管擴張并肺氣腫2例，支氣管擴張6例，肺纖維化1例，使用本實用新型裝置臨床試驗結(jié)果，對咳痰治療有效率為89.7％，對喘治療有效率為75％，對氣短治療有效率為68％，對咳嗽治療有效率為57.7％，其中使患者心率減慢者9例，睡眠質(zhì)量改善者5例，食欲增加者4例，停氧或減少用氧量者6例，停用抗菌素者5例，鼻竇炎好轉(zhuǎn)者13例，肺通氣功能改善者2例，低氧血癥狀改善者7例，二氧化碳貯留改善者5例。
綜上所述，本實用新型比較現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點1、將負壓脈動氣流波引入呼吸道，伴隨著人體自主呼吸，可把肺深部的殘氣引導(dǎo)出來，將肺泡中殘氣形成的湍流變?yōu)閷恿?，降低肺?nèi)部的壓力和氣體阻力，有助于氧氣的彌散和交換，并引起氣管、支氣管壁的振動并增強氣管、支氣管壁纖毛的蠕動，使患者易于排出痰液，而呼吸順暢。
2、本實用新型產(chǎn)生的負壓脈動氣流直接使用在呼吸道中，并可波及肺深部，能量集中，效率高、效果好。
3、通過物理方法改善和逐步恢復(fù)呼吸系統(tǒng)因病變減弱或失去的生理功能，既治標又治本，從而從根本上達到治療多種呼吸系統(tǒng)疾病的目的，起到依靠藥物無法起到的作用。
4、對于高粉塵、濃煙塵環(huán)境中的工作人員，高原、高空、海底等缺氧環(huán)境下工作的人員，本實用新型可增強其呼吸系統(tǒng)功能，通過排痰幫助其排出吸入的粉塵雜質(zhì)，具有保健作用。
5、本實用新型可以在人處于睡眠狀態(tài)下時長時間連續(xù)使用，人在睡眠時由于體位改變而造成呼吸不足，使用本實用新型裝置可幫助人提高呼吸能力，改善血液中的缺氧狀態(tài)，并可預(yù)防并避免因夜間呼吸突然暫停而猝死的情況發(fā)生。
6、本實用新型體積小，操作簡單、方便，制造成本低，特別適合于個人、家庭作治療、保健用。
權(quán)利要求1.一種負壓脈動式清肺儀，包括電源(14)、負壓泵(13)、氣柜(12)、氣液分離器(11)、外殼(16)，其特征在于它還包括電磁閥(10)、控制電路(20)，負壓泵(13)通過氣柜(12)連通電磁閥(10)的出氣管(8)，由控制電路(20)輸出周期性驅(qū)動脈沖信號至電磁閥(10)，開啟或關(guān)閉電磁閥(10)的出氣管(8)，產(chǎn)生一負壓脈動氣流，通過電磁閥(10)的進氣管(9)和氣液分離器(11)與患者鼻腔連通。
2.按權(quán)利要求1所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于電磁閥(10)包括殼體(7)、電磁線圈(6)、銜鐵(3)，在殼體(7)中設(shè)有一封閉氣室，該氣室設(shè)有出氣管(8)和進氣管(9)，銜鐵(3)設(shè)在該氣室內(nèi)并在斷電時將出氣管(8)封住，在銜鐵(3)與電磁線圈(6)之間設(shè)有彈性元件(4)。
3.按權(quán)利要求2所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于所述的電磁閥(10)的封閉氣室由一上蓋(2)和一下蓋(5)套合構(gòu)成，出氣管(8)和進氣管(9)設(shè)在上蓋(2)上，在上蓋(2)上方又設(shè)一壓蓋(1)，壓蓋(1)與殼體(7)螺接組成一個整體。
4.按權(quán)利要求1所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于所述的控制電路(20)包括鍵盤電路(21)、帶有程序模塊的中央處理單元、功率驅(qū)動器(27)、電磁閥控制電路(30)、液晶顯示器(26)，所述的中央處理單元在獲得鍵盤電路(2)的指令后，自動轉(zhuǎn)入預(yù)先設(shè)定的子程序，按設(shè)定的輸出波形和頻率輸出相應(yīng)的脈沖信號，經(jīng)過功率驅(qū)動器(27)和電磁閥控制電路(30)驅(qū)動電磁閥(10)啟閉氣路。
5.按權(quán)利要求4所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于所述的中央處理單元包括單片機(22)、地址譯碼器(23)、地址鎖存器(24)、只讀存儲器(25)，在只讀存儲器(25)中預(yù)先存錄了主程序和波形設(shè)定子程序、頻率設(shè)定子程序、時間設(shè)定子程序。
6.按權(quán)利要求5所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于在功率驅(qū)動器(27)和電磁閥控制電路(30)之間設(shè)有可抑制電磁線圈(6)對單片機(22)的共模干擾的光電耦合器(28)。
7.按權(quán)利要求1所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于所述的由電磁閥(10)動作而產(chǎn)生的負壓脈動氣流的波形為1／2正弦波、鋸齒波、方波中的任何一種波形，其流量為450至1400ml／min，壓力為(－600)至(－3600)Pa(相對大氣壓)。
8.按權(quán)利要求4所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于所述的中央處理單元設(shè)定的輸出脈沖的頻率為10～100赫茲。
9.按權(quán)利要求4所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于在電磁閥控制電路(30)中，設(shè)有可吸收電磁線圈(6)產(chǎn)生的反電勢的二極管(29)與電磁線圈(6)并聯(lián)。
10.按權(quán)利要求9所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于在氣液分離器(11)中設(shè)有液面報警器，它包括設(shè)在氣液分離器中高低不同的3個觸點(37)、(38)、(39)，分別連接發(fā)光管(40)、蜂鳴器(41)、繼電器線圈J，并且該繼電器的常閉觸點JK串聯(lián)在控制電路(20)的電源線路中。
11.按權(quán)利要求10所述的負壓脈動式清肺儀，其特征在于在外殼(16)內(nèi)壁上設(shè)有一層吸音襯里(15)。
12.按權(quán)利要求1所述的負脈動式清肺儀，其特征在于負壓泵(13)和氣柜(12)設(shè)在外殼(16)之外。
專利摘要本實用新型涉及一種負壓脈動式清肺儀，包括負壓泵(13)、氣柜(12)、氣液分離器(11)、電磁閥(10)、控制電路(20)、由控制電路(20)輸出脈沖信號使電磁閥動作，啟閉氣路產(chǎn)生一負壓脈動氣流通入鼻腔，以增強人的排殘氣、排痰的功能，達到通氣、清肺、排痰的效果。本實用新型對急慢性支氣管炎、支氣管擴張、慢性阻塞性肺部疾病、肺氣腫、肺心病、鼻炎、鼻竇炎等多種疾病具有明顯療效，并有助于恢復(fù)和增強自身機體的生理機能和抗病能力。
文檔編號A61M1/00GK2133309SQ9222465
公開日1993年5月19日 申請日期1992年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月13日
發(fā)明者陳東, 唐程輝, 彭春林 申請人:北京市海淀區(qū)眾大機電新技術(shù)研究所