一种限制咳出气量的咳痰装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种限制咳出气量的咳痰方法，包括：S1，对于一次咳痰周期，顺序控制正压充气相、负压排气相和PEEP保持相；S2，在正压充气相检测正压充气量I‑V；S3，在负压排气相检测负压排气量E‑V；S4，当E‑V达到I‑V的某一比例，则进入PEEP保持相；S5，在PEEP保持相中，使得气道内高于PEEP的气量缓慢释放。本发明专利技术还提出一种咳痰装置，包括：正压器件，负压器件，PEEP器件；咳痰管路；用于监控正压充气量和咳出气量的双向流量传感器；用于监控咳痰管路中的压力的气道压力传感器；咳痰控制器，其根据监控的数据选通行地开闭正压器件、负压器件和PEEP器件。本发明专利技术通过监控负压排气相向PEEP保持相切换的时机，使咳嗽结束时病人肺部残气量不低于正常呼吸时的残气量。

A sputum device and method for limiting the amount of expectoration

【技术实现步骤摘要】
一种限制咳出气量的咳痰装置和方法
本专利技术涉及自动咳痰技术，更具体的，涉及一种限制咳出气量的咳痰装置和方法。
技术介绍
咳嗽，是一种正常人清除呼吸气道分泌物的生理机制。但是对于某些患有咳嗽功能障碍疾病的病人，比如咳嗽力减弱的神经肌肉疾病病人、机械通气插管的病人，借助某种外力以清除气道分泌物就变的非常必要。机械充排气(MI-E)装置，俗称咳痰机，是一种熟知的被用来辅助患有无效咳嗽的病人清除其气道内的有害分泌物的装置。这种装置模拟正常人的咳嗽生理机制，控制与病人连接的管路(面罩连接端、咬嘴连接端、或是气管插管连接端)气道压力交替地在设定正相充气压力(正压相)和设定负相排气压力之间(负压相)来回切换。正相充气压力缓慢的上升而使病人的肺逐渐膨胀，然后快速地切换到负相排气压力以产生高速的咳嗽气流，从而带出气道内的分泌物。负压相结束后又切换到正压相，如此反复的模拟多次咳嗽(一组咳痰)，直到气道内分泌物充分被咳出后结束一次咳痰治疗。有时可以在负压相和正压相之间增加一个暂停相，暂停相的气道压力为0(即为大气压力)，增加暂停相的目的是为了减轻连续咳嗽造成的病人不适和急迫感。目前最具有代表性的商品化的MI-E装置是PhilipsRespironics公司的CoughAssistT70/E70和BreasMedical公司的NIPPYClearway，这两款机器都有一个高级自动咳嗽模式(AdvancedAutomode)。高级自动咳嗽模式下，允许在每次负压相前设置多次正压相，以实现负压抽气前肺部充分恢复充盈(肺复张)，降低负压抽气造成病人肺泡不可逆塌陷的风险。专利技术专利US6929007B2公布了一种改进的具有叩击功能的MI-E系统，该系统通过在充气正压和排气负压过程中加入高频的振荡以起到松动气道痰液的效果。此专利在CoughAssistE70中得到了应用体现。专利技术专利US2005/0039749A1也公布了一种改进的MI-E系统，该系统可在负压相结束后的暂停相，判断病人的吸气用力，实现向正压相切换的自动同步触发，从而改善使用咳痰机的病人咳痰感受。此专利的具体应用体现为CoughAssistT70/E70中的Cough-Trak功能。专利技术专利EP1933912B1提出一种能够和呼吸机配合工作的在线MI-E咳痰系统，该系统通过与呼吸机管路连接的传感器判断呼吸机由吸气相转向呼气相的时机，在判断到转换时机到来的瞬间将呼吸机与病人的正常通气通道截断，同时打开病人与咳痰机之间的负压抽吸通道，之后一旦判断到负压相结束条件满足，该系统又自动恢复呼吸机与病人气道的正常连接。简单来说就是，这种MI-E的正相压力由呼吸机控制，负相压力由咳痰机控制。这种在线的MI-E咳痰系统可以大大避免传统吸痰管吸痰引发的诸多风险，并实现无创地清除插管病人气道痰液的效果。此专利的具体应用是濡新(北京)科技发展有限公司研发的CoughSync咳痰机。目前的MI-E装置，较最初的MI-E装置而言，尽管有所增强和改进，但其控制目标仍都是气道压力，对咳出的气量都不进行直接的监控。不具有对咳出气量进行直接监控的能力，使目前的MI-E的应用存在着如下风险和适用禁忌：(1)过高的正负压反复切换，致使病人肺泡反复张开和陷闭，容易造成肺泡剪切伤；(2)负压抽气有造成病人肺泡过度萎陷的危险，负压抽气造成病人肺部气量低于正常的功能残气量，降低了肺部的氧合能力，严重时造成病人缺氧；(3)由于存在如上风险，使得MI-E装置不适用于依赖高PEEP(呼气末正压通气，positiveendexpiratorypressure)以维持其正常氧合的病人，这些病人包括术后肺不张、急性呼吸窘迫综合症(ARDS)、心源性肺水肿等病人，这些病人通常也正是一些依赖呼吸机支持的ICU病人，所以目前利用MI-E对呼吸机依赖的ICU病人实施气道痰液清理的临床应用很少。
技术实现思路
目前的机械充排气(MI-E)装置，都不具有对咳出气量进行直接监控的能力，因此其应用中存在着造成病人肺泡剪切伤和肺泡氧合功能下降的风险。为了克服目前MI-E装置使用存在的风险和限制，本专利技术提出一种限制咳出气量的咳痰方法，包括：S1，对于一次咳痰周期，顺序控制正压充气相、负压排气相和PEEP保持相，S2，在本次咳痰周期的正压充气相，检测正压充气量I-V；S3，在本次咳痰周期的负压排气相，检测负压排气量E-V；S4，当在负压排气相检测到负压排气量E-V达到正压充气量I-V的某一比例，则进入PEEP保持相；S5，在PEEP保持相中，使得气道内高于PEEP的气量缓慢释放。另一方面，本专利技术提出一种限制咳出气量的咳痰装置，包括：正压器件，其提供咳痰正压相的充气压力；负压器件，其提供咳痰负压相的排气压力；PEEP器件，其能够使得气道内高于PEEP的气量缓慢释放；选通器件，其用于选择性地接通病人与正压器件、负压器件以及PEEP器件之间的气流通道；咳痰管路，其位于选通器件和病人之间；双向流量传感器，其设置在咳痰管路上，用于监控正压充气量I-V和咳出气量E-V；气道压力传感器，其设置在咳痰管路上，用于监控咳痰管路中的压力；咳痰控制器，其用于接收双向流量传感器和气道压力传感器的数据，并选通行地控制所述正压器件、负压器件和PEEP器件的打开和关闭；其中，咳痰控制器被配置为能够实现如下步骤：S1，对于一次咳痰周期，顺序控制正压充气相、负压排气相和PEEP保持相，S2，在本次咳痰周期的正压充气相，检测正压充气量I-V；S3，在本次咳痰周期的负压排气相，检测负压排气量E-V；S4，当在负压排气相检测到负压排气量E-V达到正压充气量I-V的某一比例，则进入PEEP保持相；S5，在PEEP保持相中，使得气道内高于PEEP的气量缓慢释放。本专利技术的有益效果为：该系统可实现三个交替切换的气道压力水平控制，即正压充气相压力、负压排气相压力和PEEP保持相压力；并且通过监控负压排气相向PEEP保持相切换的时机，可以实现严格的限制每次咳嗽的咳出气量，使每次咳嗽结束时病人肺部的功能残气量都不低于其正常呼吸时的功能残气量水平。附图说明图1为本专利技术的咳痰装置的原理结构图。图2为本专利技术的咳痰装置的原理图。图3为本专利技术的咳痰方法的流程图。具体实施方式下面参照附图描述本专利技术的实施方式，其中相同的部件用相同的附图标记表示。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合。如图1所示，本专利技术的咳痰装置包括：咳痰控制器、选通器件、正压器件、负压器件、PEEP器件、双向流量传感器、气道压力传感器和咳痰管路。正压器件、负压器件和PEEP器件提供给病人气体，正压器件提供咳痰正压相的充气压力；负压器件提供咳痰负压相的排气压力；PEEP器件负责将气道内高于PEEP的气量缓慢释放。正压器件、负压器件和PEEP器件通过咳痰管路连接到病人。在咳痰管路上设置有选通器件，选通器件用于选择性地接通病人与正压器件、负压器件以及PEEP器件之间的气流通道。选通器件受咳痰控制器的控制。选通器件根据咳痰控制器发出的咳痰控制时序依次接通病人与正压器件、负压器件以及PEEP器件之间的气流通道。在咳痰管路上设置有双向流量传感器，双向流量传感器用于在咳痰中监测咳痰管路上的正压充气量I-V和咳出气量E-V。在咳痰管路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种限制咳出气量的咳痰方法，其特征在于，包括：S1，对于一次咳痰周期，顺序控制正压充气相、负压排气相和PEEP保持相，S2，在本次咳痰周期的正压充气相，检测正压充气量I‑V；S3，在本次咳痰周期的负压排气相，检测负压排气量E‑V；S4，当在负压排气相检测到负压排气量E‑V达到正压充气量I‑V的某一比例，则进入PEEP保持相；S5，在PEEP保持相中，使得气道内高于PEEP的气量缓慢释放。

【技术特征摘要】
1.一种限制咳出气量的咳痰方法，其特征在于，包括：S1，对于一次咳痰周期，顺序控制正压充气相、负压排气相和PEEP保持相，S2，在本次咳痰周期的正压充气相，检测正压充气量I-V；S3，在本次咳痰周期的负压排气相，检测负压排气量E-V；S4，当在负压排气相检测到负压排气量E-V达到正压充气量I-V的某一比例，则进入PEEP保持相；S5，在PEEP保持相中，使得气道内高于PEEP的气量缓慢释放。2.根据权利要求1所述的限制咳出气量的咳痰方法，其特征在于，在S4中，在PEEP保持相，监控咳痰管路内的压力和气量，如果监控的所述压力和气量比预设值高，则打开PEEP器件释放咳痰管路内的气量，如果比所述预设值低，则关闭PEEP器件，其中所述PEEP器件设置在咳痰管路上。3.根据权利要求1所述的限制咳出气量的咳痰方法，其特征在于，在S4中，所述负压排气量E-V根据监测的患者肺部顺应性和咳痰正负相压力差进行自适应地调整。4.根据权利要求3所述的限制咳出气量的咳痰方法，其特征在于，在S4中，当所述负压排气量E-V在70％I-V～90％I-V的范围之内时，即可进入PEEP保持相。5.根据权利要求3所述的限制咳出气量的咳痰方法，其特征在于，在S4中，所述比例如下设定：在负压相，如果判断到负压排气量E-V大于(1－K_Compliance－K_Pdelta)×正压充气量I-V，立即结束负压相转到PEEP保持相，其中，K_Compliance＝10％×[70－I-V/(I-P－PEEP)]/(70-20)，K_Pdelta＝10％×(I-P－E-P)/(140－70)，I-P表示正压充气相压力，E-P表示负压排气相压力，PEEP表示保持相压力。6.根据权利要求1所述的限制咳出气量的咳痰方法，其特征在于，还包括：S6，判断PEEP保持相是否结束，结束则进入下一次咳痰周期的正压充气相，其中，PEEP保持相时间P-time由用户设定，或者通过实时检测病人的咳痰吸气用力情况来决定；其中，在S2中，正压充气相时间I-time由用户设定，或者通过实时检测病人的咳痰呼气用力情况来决定。7.一种限制咳出气量的咳痰装置，其特征在于，包括：正压器件，其提供咳痰正压相的充气压力；负压器件，其提供咳痰负压相的排气...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆平，高祥，何晓秋，
申请(专利权)人：濡新北京科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11