專利名稱：帶有用于去除支氣管肺分泌物的沖擊輔助的吹氣－呼氣系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種改進的帶有沖擊輔助的吹氣-呼氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于至少在吹氣和呼氣之一時排出支氣管肺分泌物。
背景技術(shù)：
使用具有負壓的機械吹氣和呼氣法(MI-E)是用于幫助患有無效咳嗽的病人從呼吸道排出分泌物的公知方法?？梢詮脑摷夹g(shù)獲利的病人包括脊髓灰質(zhì)炎后期，肌肉萎縮，脊柱肌肉萎縮(SMA)，心臟手術(shù)后，肌萎縮性脊髓側(cè)索硬化(ALS)，機械通氣(mechanically ventilated)的病人或任何肌肉強度不足以產(chǎn)生使分泌物移動到氣管支氣管樹上的高呼氣氣流的人。該技術(shù)包括通過用于氣管套管的面罩、接口(mouthpiece)或接合器使用吹氣機和閥門，交替地首先應用正壓以使肺膨脹，然后迅速變換成負壓以產(chǎn)生高呼出氣流。MI-E的一個缺點是對于分泌物異常濃或粘著力強的病人效果有限。MI-E能夠在這種病人中產(chǎn)生高呼出氣流，但是分泌物趨向于繼續(xù)附著到肺內(nèi)的氣道并且不能被驅(qū)走或松脫。
使用沖擊使病人氣道中的分泌物松脫也是公知技術(shù)。最廣泛使用的技術(shù)被稱為“胸部理療”，其中護士或理療醫(yī)師使用握成杯狀的手有節(jié)奏地敲擊胸壁，在肺組織內(nèi)產(chǎn)生振動。也存在實現(xiàn)上述沖擊的設(shè)備，上述沖擊是通過機械“敲擊物”或正壓服在體外實現(xiàn)和通過面罩或接口將短脈沖正壓用于氣道在體內(nèi)實現(xiàn)的。另外，諸如“Flutter”(Axcan Scandipharm)和“Acapella”(DHDHealthcare)的一些設(shè)備使用病人自身的呼氣氣流在氣道內(nèi)產(chǎn)生振動。
這些不同沖擊技術(shù)的缺點在于它們能有效使病人氣道中的分泌物松脫，但是和MI-E一樣不能有效排出分泌物。實際上，對于最大咳嗽呼出氣流不充足的病人，單獨使用沖擊可以使病人不能排出的粘液栓(mucus plug)松脫，導致氣道堵塞。而且，患有神經(jīng)肌肉疾病或一般肌肉無力的病人不能產(chǎn)生充足的氣流來使用“Flutter”或“Acapella”設(shè)備。
美國專利No.2,918,917的一個方法將振動施加到正壓(吸入)或負壓(呼出)，但是不能對兩者同時施加。這在一些應用中不令人滿意。這種方法也使用隔膜泵使提供到病人的氣流波動。這種泵體積大，不方便攜帶并且除用于驅(qū)動主壓力源的能量外還需要大量能量。而且，在施加壓力振動時這種方法必須依靠由主壓力源自身提供的壓力工作。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于提供一種改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一目的是提供這樣一種改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其提供用于排出支氣管肺的分泌物的沖擊輔助。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣一種改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其在正壓波動和負壓波動的每個或全部期間提供沖擊脈動輔助。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣一種改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其在病人的吹氣和呼氣(分別是正壓波動和負壓波動)的同時提供沖擊脈動輔助。
本發(fā)明的另一目的在于提供這樣一種改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其體積更小，更便于攜帶并且更節(jié)能。
本發(fā)明由帶有用于排出支氣管肺的分泌物的沖擊輔助的吹氣-呼氣系統(tǒng)實現(xiàn)，該系統(tǒng)通過以下手段實現(xiàn)以對應病人的吹氣和呼氣的第一速率交替正壓和負壓波動，并且在正壓和負壓波動期間以第二更高速率改變壓力，以在正壓波動期間周期性減小正壓和在負壓波動期間周期性減小負壓，從而在吹氣和呼氣的至少一個時提供沖擊脈動以從病人氣道清除支氣管肺分泌物。
本發(fā)明的特征在于帶有用于排出支氣管肺分泌物的沖擊輔助的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有連接病人氣道的導管和以對應病人吹氣和呼氣的第一速率給所述導管提供交替的正壓和負壓波動的壓力源?？刂茩C構(gòu)在正壓和負壓波動期間以第二更高速率改變壓力，以在正壓波動期間周期性減小正壓和在負壓波動期間周期性減小負壓，從而在吹氣和呼氣的至少一個時提供沖擊脈動以從病人氣道清除支氣管肺分泌物。
在優(yōu)選實施例中，控制機構(gòu)可以包括閥設(shè)備。閥設(shè)備可以排出由氣壓源提供的正壓和負壓以產(chǎn)生正壓和負壓脈動?？梢源嬖谟糜谠诿}動時設(shè)定壓力減小等級的氣流控制設(shè)備。氣流控制設(shè)備可以包括限制器機構(gòu)?？梢源嬖谟糜诳刂频诙俾实念l率的驅(qū)動設(shè)備。驅(qū)動設(shè)備可以包括電機和電機驅(qū)動電路。閥可以具有用于產(chǎn)生壓力脈動的打開位置和關(guān)閉位置。閥可以包括用于減小在導管內(nèi)由氣壓源產(chǎn)生的壓力波動的總壓力的部分關(guān)閉位置和用于產(chǎn)生沖擊脈動的打開位置。可以存在用于控制閥的頻率和沖程中的至少一個的驅(qū)動電路。


本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以從下面的優(yōu)選實施例的描述和附圖理解其它目的、特征和優(yōu)點，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的吹氣-呼氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2和3是顯示系統(tǒng)與病人氣道的可替換連接的示意圖。
圖4是圖1的沖擊控制機構(gòu)的放大詳細視圖。
圖5是顯示其上具有疊加的調(diào)節(jié)沖擊脈動的正壓和負壓波動的波形圖。
圖6是圖1的正/負壓源的更具體示意圖。
圖7是圖1的可替換的沖擊控制機構(gòu)的示意圖。
圖8是可與圖1一起使用的另一可替換沖擊控制機構(gòu)的示意圖。
具體實施例方式
除了下面公開的一個或多個優(yōu)選實施例以外，本發(fā)明也可以采用其它實施例并且可以各種方式實現(xiàn)或?qū)嵭?。因而，應當理解本發(fā)明的應用不限于在下面說明書中闡釋或在附圖中示出的具體結(jié)構(gòu)和部件的布置。
圖1顯示了改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)10，該系統(tǒng)帶有根據(jù)本發(fā)明用于排出支氣管肺分泌物的沖擊輔助，其包括用于通過覆蓋病人16口鼻的面罩18將空氣供給病人和從病人吸取空氣的正/負壓力源12和導管14?？商鎿Q地，導管14可以與圖2的氣管造口術(shù)管20或圖3的支氣管內(nèi)管22接合。在導管內(nèi)的某處典型地包括細菌過濾器24。沖擊控制機構(gòu)包括導管28和由驅(qū)動設(shè)備32操作的閥設(shè)備30，該驅(qū)動設(shè)備32可以包括電機34和電機驅(qū)動電路36。圖4的閥設(shè)備26的閥30包括圖4的含有與導管28接合的接口42的外部靜止部分40和由電機34的軸46驅(qū)動的轉(zhuǎn)子44。轉(zhuǎn)子44包括直角通道48，該直角通道包括在每次旋轉(zhuǎn)時就對準接口42的徑向部分50和在其端部54通向大氣的軸向部分52。從而當軸46依靠電機34旋轉(zhuǎn)時，除了在其對準導管28的位置，轉(zhuǎn)子44旋轉(zhuǎn)并通過完整的轉(zhuǎn)動使通道50脫離接口42。
如圖1所示，在操作中，其放出了由壓力源12在導管14內(nèi)提供的正負壓。電機34的更快旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生更多倍壓力，并且導管14將被排氣。從圖5中可以更容易看到效果，該圖所示的主壓力循環(huán)由正壓波動62和其后的負壓波動64組成，即分別為操作的吹氣-呼氣或吸氣-呼氣時期。在每個正波動62和負波動64期間，依靠閥30和電機34通氣提供強烈沖擊脈動66，該脈動在正壓波動62期間瞬間減小正壓，并且在負壓脈動64期間產(chǎn)生類似的減小負壓的沖擊脈動68。伴隨沖擊脈動66和68的主正壓波動62和主負壓波動64的連續(xù)吹氣-呼氣循環(huán)的結(jié)合為同時使分泌物從病人氣道松脫和排出提供了非常有效、安全和舒適的手段。本發(fā)明還應用施加到吹氣和呼氣的至少一個的沖擊壓。
圖6的正/負壓力源12可以包括常規(guī)的吹氣機70，其具有用于吹氣72的正壓或吸氣輸出和用于呼氣的負壓74或呼氣輸出。三位置滑動閥76包括負壓接口78、正壓接口80和通常連接到大氣壓的停頓接口82。由電機86以常規(guī)方式驅(qū)動的偏心機構(gòu)84將擺動件88從正壓接口80移動到負壓接口78，再移動到停頓接口82，然后返回正壓接口80等等。雖然沖擊脈動的頻率由電機34的速度決定，但是那些脈動的幅度可以使用氣流控制設(shè)備90控制，該氣流控制設(shè)備可以包括節(jié)流閥92和一些調(diào)節(jié)部件，例如控制在閥30的每次循環(huán)將被通氣的氣流量的翼形螺釘94。限制功能也可以通過圖7的氣流控制設(shè)備90a實現(xiàn)，該氣流控制設(shè)備90a利用能夠沿閥30a的縱軸依靠翼形螺釘94a往復運動的蓋板92a。
在另一實施例中，圖8的提升閥100可以由線性致動器102在關(guān)閉位置104和打開位置106之間移動以提供沖擊脈動。可替換地，提升閥100可以起到?jīng)_擊脈動發(fā)生器和由壓力源12和導管14提供的總壓力的控制器的作用。由于容量提升閥100在打開位置106和部分關(guān)閉位置108之間移動，從而當閥處于部分關(guān)閉位置108時一部分壓力總是被釋放并且在打開位置106更多壓力被釋放以產(chǎn)生沖擊脈動。頻率和沖程控制電路110用于控制提升閥100的振動頻率和其沖程距離。
雖然在一些附圖中只示出本發(fā)明的特定部件而另外的則沒有示出，但這僅僅為了便于顯示，這是因為每個部件可以根據(jù)本發(fā)明與其它部件的任何一個或全部結(jié)合。在此使用的術(shù)語“包括”、“包含”、“具有”和“帶有”將被廣義和廣泛解釋，并且不限定為任何物理互連。而且，在主要應用中公開的任何實施例將不作為僅僅可能性實施例。
其它實施例可以被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員使用并落入下面權(quán)利要求書范圍內(nèi)
權(quán)利要求
1.一種帶有用于排出支氣管肺分泌物的沖擊輔助的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)包括連接病人氣道的導管，以對應病人吹氣和呼氣的第一速度給所述導管提供交替的正壓和負壓波動的壓力源；以及控制機構(gòu)，其用于在正壓和負壓波動期間以第二更高速率改變壓力，以在正壓波動期間周期性減小正壓和在負壓波動期間周期性減小負壓，從而在吹氣和呼氣的至少一個的過程中提供沖擊脈動以從病人氣道清除支氣管肺分泌物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其中所述控制機構(gòu)包括閥設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其中所述閥設(shè)備排出由所述壓力源提供的正壓和負壓以產(chǎn)生正壓和負壓脈動。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，還包括在所述脈動期間用于設(shè)定壓力減小等級的氣流控制設(shè)備。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其中所述氣流控制設(shè)備包括限制機構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，還包括用于控制所述第二速度的頻率的驅(qū)動設(shè)備。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其中所述驅(qū)動設(shè)備包括電機和電機驅(qū)動電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其中所述閥具有用于產(chǎn)生所述壓力脈動的打開位置和關(guān)閉位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，其中所述閥具有用于減小在所述導管中由所述壓力源產(chǎn)生的壓力波動的總壓力的部分關(guān)閉位置和產(chǎn)生所述壓力脈動的打開位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的改進的吹氣-呼氣系統(tǒng)，還包括用于控制所述閥的頻率和沖程中的至少一個的驅(qū)動電路。
全文摘要
一種帶有用于排出支氣管肺分泌物的沖擊輔助的改進的吹氣－呼氣系統(tǒng)，其包括連接病人氣道的導管；以對應病人吹氣－呼氣的第一速率給所述導管提供交替的正壓和負壓波動的壓力源；以及控制機構(gòu)，其用于在正壓和負壓波動期間以第二更高速率改變壓力，以在正壓波動期間周期性減小正壓和在負壓波動期間周期性減小負壓，從而在吹氣和呼氣的至少一個時提供沖擊脈動以從病人氣道清除支氣管肺分泌物。
文檔編號A62B7/10GK1849150SQ200480025704
公開日2006年10月18日 申請日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月8日
發(fā)明者G·P·埃默森 申請人:J.H.埃默森公司