一种模拟人类咳嗽的痰液清除系统技术方案

本发明专利技术涉及医疗器械技术领域，具体公开一种模拟人类咳嗽的痰液清除系统，包括直流无刷鼓风机、两位三通电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、气罐、真空泵、直流无刷鼓风机驱动器、中央处理器和人机界面；直流无刷鼓风机的出风口与两位三通电磁阀的进气接口相连通，两位三通电磁阀的出气接口与呼吸面罩相连通；气罐与两位三通电磁阀的排气接口相连通；气罐与真空泵的入口相连通；直流无刷鼓风机驱动器与直流无刷鼓风机电连接；两位三通电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、真空泵和直流无刷鼓风机驱动器与中央处理器电连接，中央处理器与人机界面电连接。本发明专利技术中的装置能够充分扩张肺部、咳痰效果好、操作简单方便、显示直观。

A sputum clearance system that simulates human coughing

The present invention relates to the technical field of medical devices, particularly discloses a simulated human cough sputum clearance system, including DC brushless blower, two position three way solenoid valve, pressure sensor, pressure sensor, second tank, vacuum pump, DC brushless blower driver, a central processor and a man-machine interface; interface with two air intake three solenoid valve DC brushless blower is communicated with the two air interface with a breathing mask three solenoid valve is communicated with the exhaust gas; interface with two position three way solenoid valve is communicated with the gas tank; entrance and vacuum pump connected; DC brushless blower driver with DC brushless blower electrical connection two; three solenoid valves, a first pressure sensor second, pressure sensor, vacuum pump and DC brushless blower driver is electrically connected with the central processor, in The central processor is electrically connected with the man-machine interface. The device in the invention can fully expand the lung, expectoration effect, simple and convenient operation and display intuitionistic display.

【技术实现步骤摘要】
一种模拟人类咳嗽的痰液清除系统
本专利技术涉及医疗器械
，特别是涉及一种模拟人类咳嗽的痰液清除系统。
技术介绍
对于健康人体来说，正常的咳嗽能够清除气道内淤积的分泌物，保护人体的呼吸系统。正常的咳嗽包含三个过程：深吸气使肺部扩张；声门关闭同时胸腔和膈肌收缩，使肺内压力升高；声门突然打开，由于肺内外的压差产生高速气流，高速气流将携带气道内的分泌物排出。人体正常的咳嗽峰值流量范围为360—720L/min。但是，对于神经性肌肉疾病、肺气肿、慢性阻塞性肺疾病以及采用机械通气的病人，由于他们的呼吸肌无力、气道阻塞、会厌功能失效，不能产生有效的咳嗽，无法自主排痰。随着淤积在气道内的痰液增加，会使气道阻力增高，导致通气不足，造成呼吸功能障碍，加重病人的缺氧和二氧化碳潴留，严重者会因痰痂堵塞气道而危及生命；另外，痰液堵塞气道，细菌容易繁殖，从而导致病人发生或加重肺部感染。在临床治疗中，通常以峰值流量160L/min作为判断咳嗽是否有效的标准，如果咳嗽峰值流量低于160L/min则被认为是无效咳嗽，无效咳嗽可能增加呼吸感染的风险，是应该避免的情况。目前，常规的痰液清除技术主要为“吸痰管吸痰技术”，它利用一个细小的导管经过气管插管或直接插入气道，接触气道内的痰液，通过细小导管另一端产生的负压将痰液从病人气道内吸出。这种方法的缺点在于导管的使用容易对气道造成损伤，并将导管内的细菌带入肺部，而引发呼吸机相关性肺炎(VAP)及气管痉挛，加重病人症状。另一种常见的分泌物清除技术为机械式吸-呼技术，其中以飞利浦公司的coughassist为代表。它通过正压供气，使病人的肺部扩张，然后突然切换为负压，从而产生高速的排气气流，正如咳嗽一样，高速气流将痰液带出气道。但是，coughassist的缺点是：1.正压供气时间与患者身体情况不匹配，不能充分地使肺部扩张Coughassist进气时间是在开始工作前由医护人员设定的，但是对于不同病况的病人，可能出现以下两种情况：(1)在设定时间内肺部没有充分的扩张，进气量不足；(2)在不到设定时间的情况下肺部已经充分扩张，多余时间的供气可能造成过量充气，引起病人不适。2.负压排气的时间与患者排气情况不匹配，容易造成过量排气，肺压降低使肺部萎缩Coughassist负压咳痰时间也是由医护人员在开始工作前设定的。对于不同的病人，咳痰的时间不尽相同，如果时间设定的过短，可能肺内气体没有完全排出，咳痰效果大打折扣；如果时间设定的过长，可能造成过量排气，肺压降低，肺部萎缩。3.设定进、排气压力时需要不断手动调节机械旋钮，费时费力Coughassist在设定进、排气压力时，需要在设备开启的状态下人工堵住进、排气口，手动调节机械设定旋钮，使压力达到设定值。4.咳痰过程中的压力和流量没有监测，不能向操作人员直观的显示出来由于coughassist中没有设置用来监测气体流量的流量传感器和监测气体压力的压力传感器，无法将实际工作过程中的压力、流量情况实时反映给医护人员。针对上述缺点，本专利技术提出了一种模拟人类咳嗽的痰液清除器。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供一种能够充分扩张肺部、咳痰效果好、操作简单方便、显示直观的模拟人类咳嗽的痰液清除系统。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种模拟人类咳嗽的痰液清除系统，包括直流无刷鼓风机、两位三通电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、气罐、真空泵、直流无刷鼓风机驱动器、中央处理器和人机界面；所述直流无刷鼓风机的出风口与所述两位三通电磁阀的进气接口相连通，所述两位三通电磁阀的出气接口与呼吸面罩相连通；所述气罐与所述两位三通电磁阀的排气接口相连通；所述气罐与所述真空泵的入口相连通；所述直流无刷鼓风机驱动器与所述直流无刷鼓风机电连接；所述两位三通电磁阀、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述真空泵和所述直流无刷鼓风机驱动器均与所述中央处理器电连接，所述中央处理器与所述人机界面电连接。可选的，还包括与所述中央处理器电连接的流量传感器，所述流量传感器设置于所述两位三通电磁阀的出气接口与所述呼吸面罩之间。可选的，还包括与所述中央处理器电连接的气体压力比例阀，所述气体压力比例阀设置于所述气罐与所述真空泵的入口之间。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：1.正压供气时，通过流量传感器反馈的流量信号来判断正压通气过程是否结束，很好的克服了coughassist正压供气时间与患者身体情况不匹配，不能充分地使肺部扩张的缺点。2.负压排气时，通过流量传感器和第一压力传感器反馈的信号与系统默认(人工设定)值相比，判断排气过程是否结束，避免了coughassist负压排气的时间与患者排气情况不匹配，容易造成过量排气的问题。3.该装置由操作人员通过人机界面来设定进、排气压力；整个过程的输出压力、流量以及气罐内的负压都通过相应的传感器进行采集，反馈到中央处理器，然后通过人机界面显示出来，避免了通过机械旋钮设定压力带来的费时费力问题，同时能够直观的显示整个过程的压力和流量变化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术一种模拟人类咳嗽的痰液清除器供气时结构框图。图2是本专利技术一种模拟人类咳嗽的痰液清除器排气时结构框图。附图标记说明：1、微型直流无刷鼓风机；2、两位三通电磁阀；3、流量传感器；4、第一压力传感器；5、第二压力传感器；6、气罐；7、气体压力比例阀；8、真空泵；9、风机驱动器；10、中央处理器；11、人机界面。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种模拟人类咳嗽的痰液清除系统，以解决现有咳痰机，不能准确的控制肺部的充气量和排气量且操作费时费力的问题。基于此，本专利技术提供的模拟人类咳嗽的痰液清除系统，其包括直流无刷鼓风机、两位三通电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、气罐、真空泵、直流无刷鼓风机驱动器、中央处理器和人机界面；所述直流无刷鼓风机的出风口与所述两位三通电磁阀的进气接口相连通，所述两位三通电磁阀的出气接口与呼吸面罩相连通；所述气罐与所述两位三通电磁阀的排气接口相连通；所述气罐与所述真空泵的入口相连通；所述直流无刷鼓风机驱动器与所述直流无刷鼓风机电连接；所述两位三通电磁阀、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述真空泵和所述直流无刷鼓风机驱动器均与所述中央处理器电连接，所述中央处理器与所述人机界面电连接。本专利技术采用第一压力传感器监测肺部的压力，从而准确的控制肺部压力，使肺部充分扩张，供气压力通过人机界面设定，操作省时省力。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一：如图1所示，本实施例提供一种模拟人类咳嗽的痰液清本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模拟人类咳嗽的痰液清除系统，其特征在于，包括直流无刷鼓风机、两位三通电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、气罐、真空泵、直流无刷鼓风机驱动器、中央处理器和人机界面；所述直流无刷鼓风机的出风口与所述两位三通电磁阀的进气接口相连通，所述两位三通电磁阀的出气接口与呼吸面罩相连通；所述气罐与所述两位三通电磁阀的排气接口相连通；所述气罐与所述真空泵的入口相连通；所述直流无刷鼓风机驱动器与所述直流无刷鼓风机电连接；所述两位三通电磁阀、所述第一压力传感器、所述第二压力传感器、所述真空泵和所述直流无刷鼓风机驱动器均与所述中央处理器电连接，所述中央处理器与所述人机界面电连接。

【技术特征摘要】
1.一种模拟人类咳嗽的痰液清除系统，其特征在于，包括直流无刷鼓风机、两位三通电磁阀、第一压力传感器、第二压力传感器、气罐、真空泵、直流无刷鼓风机驱动器、中央处理器和人机界面；所述直流无刷鼓风机的出风口与所述两位三通电磁阀的进气接口相连通，所述两位三通电磁阀的出气接口与呼吸面罩相连通；所述气罐与所述两位三通电磁阀的排气接口相连通；所述气罐与所述真空泵的入口相连通；所述直流无刷鼓风机驱动器与所述直流无刷鼓风机电连接；所述两位三通电磁阀、所述第一压力传感器、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：石岩，任帅，蔡茂林，许未晴，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11