一种深层洁肺装置及其工作方法与流程

本发明属于医疗用品技术领域，具体涉及一种深层洁肺装置及其工作方法。

背景技术：

近些年，经济发展迅猛，尤其是发展中国家，通过对资源的过度利用来促进经济的快速发展，同时不可避免地造成了诸多的环境问题。中国的雾霾已经严重到什么地步了呢，国内一项研究证实，因为空气污染，中国每年或将有35万至40万人“早死”。中国最大的500个城市中，只有不到1%的城市达到世界卫生组织推荐的空气质量标准，与此同时，世界上污染最严重的10个城市有7个在中国。这种天气对呼吸系统的损害最大，由于呼吸系统与外界环境接触最频繁，而且接触面积较大，数百种大气颗粒物能直接进入并黏附在人体上下呼吸道中，并且大部分会被人体吸入。雾霾天气导致近地层紫外线减弱，容易使得空气中病菌的活性增强，细颗粒物会“带着”细菌、病毒来到呼吸系统的深处，造成感染。近年来，以煤炭为主的能源消耗大幅攀升，机动车保有量急剧增加，经济发达地区氮氧化物（NO_x）和挥发性有机物（SO₂）排放量显著增长，臭氧（O₃）和细颗粒物（PM2.5）污染加剧，灰霾现象频繁发生，能见度降低，以至于很难呼吸到干净的空气。

复旦大学公共卫生学院曾经做过这样的实验：让大鼠吸入PM2.5，通过150个小时的追踪观察，发现实验对象的肺组织变硬，缺乏弹性，呈暗红，色灰，并且有明显可见的黑色颗粒物弥散，即所谓的“黑肺”，研究人员表示：PM2.5颗粒对肺的损伤一旦形成，治疗的药物成本和时间会大大增加，如果形成黑肺，几乎无可逆转。为此，各种清肺产品应运而生，比如清肺仪是早在20世纪90年代有发明，但由于价格昂贵，专业性强，过程痛苦，虽然对洗肺有显著的效果，但不能普及，市售“肺笛”在使用过程中需要深呼吸外部的空气，再吹出来，虽然可以通过排痰的方式清洁肺部，由于吸入的空气因为也是污染的，深呼吸存在大量污染粒子进入肺部的可能性，肺部还是很难摆脱二次污染。

常用的空气净化技术有：吸附技术、负（正）离子技术、催化技术、光触媒技术、超结构光矿化技术、HEPA高效过滤技术、静电集尘技术等。净化介质技术主要有：光触媒、活性炭、极炭心滤芯、合成纤维、HEAP高效材料、负离子发生器等。现有的空气净化器多采为复合型，即同时采用了多种净化技术和材料介质。从空气净化器的工作原理来看，主要分为三种：被动式、主动式、主被动混合式。根据空气净化器针对空气中颗粒物去除技术，主要有机械滤网式、静电驻极滤网式、高压静电集尘、负离子和等离子体法等。

常用的被动吸附过滤式的净化原理（滤网净化类）比较有代表性的就是防尘口罩，这类口罩由过滤布、静电棉(熔喷布)组成，由于熔喷布具有本身带静电的特点，可以吸附体积极小的微粒。

为此，本发明集合了空气净化器和除尘口罩的原理实现空气净化，采用了最佳的过滤组合，首先让空气通过过滤棉，过滤棉主要是过滤了空气中PM2.5的微小物质，再通过活性吸附空气中的有机物，比如空气中的氮氧化物（NOx）、挥发性有机物（SO₂）、臭氧（O₃），苯并芘等有害物质，最后通过静电除尘过滤膜，对微量的有害物质进一步吸附截留，再通过湿化装置润实现吸入润湿舒适的洁净空气；也可以直接收集无污染的来自森林里的氧含量大于21%的压缩空气做气源，再通过吹动外部装置振动引起肺部纤毛共振的原理，可以实现了肺部的深层清洁。

肺活量正常成年男性为3500ml，女性2500ml，壮年人的肺活量最大，幼年和老年人较小，在1000ml左右。健康状况愈好的人肺活量愈大，所以通过外力增加机体的肺活量有利于人体健康。

理想的促进肺部痰液排出的装置要具备肺部湿润、增加肺活量以及借助外力使肺部适当振动使痰液的凝胶层变稀，促进纤毛运动最终实现将痰液排出的功效，市售的排痰仪有高频振动排痰的、有负压振动排痰的，也有通过吹起形成纤毛共振促进排痰的。

但是同时做到根据不同使用者的肺活量设定最佳的使肺部痰液变稀、纤毛振动加快的振动方式，同时给予湿润的洁净空气、增加肺活量的仪器未见有报道。

技术实现要素：

本发明公开了一种深层洁肺装置及其工作方法，能根据不同使用者的肺活量设定最佳的使肺部痰液变稀、纤毛振动加快的振动方式，同时给予肺部湿润的洁净空气，增加肺活量，操作简单，使用方便，在医院或家庭都可以轻松使用，具有很好的社会和经济效益。

为实现上述洁肺效果，本发明的实施例提供了一种深层洁肺装置，包括净化气体吸入装置和呼气振动装置，所述呼气振动装置包括能与肺腔产生肺腔纤毛共振的中空的管柱内的空气振动发生装置，所述管柱内设有振动发生装置的管柱的左端设有吹气口，右端设有出气口，所述出气口处设有气量调节阀。

其中，所述净化气体吸入装置为自然空气过滤洗涤装置，其包括从下往上依次组装的空气入口管、针刺过滤棉、活性炭过滤层、静电过滤棉、通气管和口鼻罩。通过上述结构，自然空气经空气入口管进入，首先让空气通过针刺过滤棉（主要是过滤了空气中PM2.5等微小物质），再通过活性炭过滤层吸附空气中的有机物，最后通过静电过滤膜，对微量的有害物质进一步吸附截留，在通气管上可以设置湿化装置，通过湿化装置将净化气体湿化后流入通气管和口鼻罩，由洁肺者经鼻部吸入。

上述的所述净化气体吸入装置也可以为压缩气体释放装置，其包括从下往上依次组装的压缩气瓶、减压阀、洗气罐、缓冲储罐、输气管和鼻插管。所述压缩气瓶中的压缩气体优选来源于茂密丛林中的富氧、富氢的优质空气，通过空气压缩设备灌装制成，气体组成中的致病污染物SO₂、PM2.5、苯并芘的含量低于国标标准。所述压缩气体释放装置的工作方法为：打开减压阀，将压缩气瓶内的压缩空气缓慢释放，经洗气罐加湿后缓冲进缓冲储罐内，打开输气管上的气体释放阀门，经由鼻插管由鼻部吸入。

上述结构中的洗气罐中可以添加用于肺病治疗的各种化合物、治疗肺部疾病的活性化合物，药物随着气体吸入肺中，达到局部治疗的目的。

促进祛痰的活性化合物，比如：氟化铵、碘化钾、按叶油、安息香酊、溴己新、羧甲基氨胱氨酸、N-乙酰半胱氨酸、标桃金娘油等。

治疗肺部疾病的活性化合物比如：

急性肺损伤，常用药物有：姜黄素、莪术提取物、冬凌草甲素等；

肺部感染：茶树油、地塞米松、丁卡胺那霉素、妥布霉素、克拉霉素、庆大霉素等；

肺部纤维化：前列腺素E2；

哮喘：薰衣草精油、沙丁胺醇碱、丙酸倍氯米松；

慢性阻塞性肺病：糖皮质激素、沙美特罗昔萘酸酯、皮质类固醇丙酸氟替卡松等；

肺癌：多柔比星、5-氮胞苷等；

肺动脉高压：前列环素类似物曲罗尼尔等。

其中，所述呼气振动装置包括从左往右依次设置的吹气口、管腔和管柱，所述振动发生装置为设于管柱内的簧片。通过上述结构，洁肺者自吹气口向呼气振动装置内吹气，呼出的气体经由管腔进入管柱，吹动簧片，带动管柱内空气产生振动波。

优选的，所述振动发生装置为设于管柱内的活塞、声阻挡片和声波发生器中的一种或多种组合。

其中，所述活塞可以参考市售由活塞本体、活塞环和活塞销组成的活塞，也可以是只有活塞体和活塞销组成，也可以直接由含有多个气孔纤维网状结构的活塞本体组成，通过调整活塞的大小和气孔，可以调节吹气产生的声波频率，可以设计活塞的出气通道产生1-20Hz低频声波、20-50Hz中频声波活塞以及50-200Hz高频声波的不同波段声波，使用者可以根据自己的肺活量选择合适的波段。

其中，所述气量调节阀为有级调节阀，其出气量为1.0L/次、2.0L/次、3.0L/次、4.0L/次、5.0L/次五个档次。

当然，所述气量调节阀也可以为无级调节阀，便于不同肺活量的人群使用。

上述的深层洁肺装置还包括肺活量检测装置，其可以独立设置，也可以与吹气口可分离或固定连接。

上述深层洁肺装置还包括检测管柱内空气振幅的振幅检测装置，所述振幅检测装置包括振动传感器、与振动传感器电连接的振幅显示器，可用于比较专业的医疗场合，通过振幅显示器可观察到管柱内空气产生共振的频率，以准确地调整气量调节阀的出气量。

本发明实施例还提供一种深层洁肺装置的工作方法，包括如下步骤：

（1）深吸一口净化气体吸入装置释放的净化空气；

（2）向呼气振动装置中缓慢吹气，并持续发出同频声波，调节气量调节阀的出气量，使管柱内的振动发生装置在气体吹动下带动管柱内的空气振动，实现肺部纤毛在10-50Hz低频声波作用下持续运动，从而产生相应的肺腔纤毛共振，将停留在肺部深层的污染物通过纤毛振动排痰的方式排出体外，达到深层清洁肺腔的效果。

肺活量正常成年男性的肺活量为3500ml，女性的肺活量为2500ml，壮年人的肺活量最大，幼年和老年人较小，在1000ml左右。为此，本发明为了使用者能充分的将肺部的痰液排出，由使用者缓慢吹气，持续发出声波，吹动振动发生装置带动管柱内空气共振，实现肺部纤毛在10-30HZ的低频声波段内运动，通过气量调节阀和管柱的内部结构设定了能产生持续的促进纤毛运动的低频声波的五个档次的通气量1.0L/次、2.0L/次、3.0L/次、4.0L/次、5.0L/次，来适应不同肺活量人群的需要，从而达到不同使用者排痰的最佳效果。

本发明的上述技术方案的有益效果为：本发明具备肺部湿润、增加肺活量以及根据不同使用者的肺活量设定最佳的使肺部痰液凝胶层变稀纤毛振动加快的振动频率，最终实现将痰液排出的装置，具有非常现实的应用价值，以期为广大消费者解除雾霾带来肺部危害，同时为有肺部疾病的患者提供更为舒适的排痰设备。本发明产品操作简单，使用方便，在医院或家庭都可以轻松使用，以期达到很好的社会和经济效益。

附图说明

图1为本发明中自然空气过滤洗涤装置的结构示意图；

图2为本发明中压缩气体释放装置的结构示意图；

图3为本发明中第一种呼气振动装置的结构示意图；

图4为本发明中第二种呼气振动装置的结构示意图；

图5为本发明中第三种呼气振动装置的结构示意图；

图6为本发明中第一种深层洁肺装置的结构示意图；

图7为本发明中第二种深层洁肺装置的结构示意图；

图8为本发明中第三种深层洁肺装置的结构示意图；

图9为本发明中第四深层洁肺装置的结构示意图；

图10为本发明中第五深层洁肺装置的结构示意图。

附图标记说明：

1、吹气口；2、管腔；3、簧片；4、鼻插管；5、输气管；6、洗气罐；7、压缩气瓶；9、活塞；10、缓冲储罐； 11、出气孔；12、减压阀；13、加湿口；14、气量调节阀；15、管柱；16、声波发生器；18、出气口； 20、声阻挡片；21、挂耳固定带；22、口鼻罩；23、静电过滤棉；24、活性炭过滤层；25、针刺过滤棉；26、空气入口管；27、通气管；28、湿化装置；29、加药口。

具体实施方式如下：

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

一种深层洁肺装置，包括净化气体吸入装置和呼气振动装置，所述呼气振动装置包括能与肺腔产生肺腔纤毛振动的中空的管柱15，所述管柱15内设有振动发生装置，所述管柱15的左端设有吹气口1，右端设有出气口18，所述出气口18处设有气量调节阀14。

上述的气量调节阀可以为有级调节阀，其出气量为1.0L/次、2.0L/次、3.0L/次、4.0L/次、5.0L/次五个档次，所述气量调节阀也可以为无级调节阀。

所述净化气体吸入装置一般选择经鼻气体吸入装置，所述呼气振动装置一般选择经口呼气装置。

所述净化气体吸入装置可以为图1所示的自然空气过滤洗涤装置，包括从下往上依次组装的空气入口管26、针刺过滤棉25、活性炭过滤层24、静电过滤棉23、通气管27和口鼻罩22，口鼻罩22上设有挂耳固定带21。吸气时，自然空气经空气入口管26进入，按箭头所指方向依次经针刺过滤棉25（过滤PM2.5及其更大的尘埃）、活性炭过滤层24和静电过滤棉23过滤后，流入通气管27和口鼻罩22，也可以如图6所示在通气管27上设置湿化装置28，净化气体通过湿化装置28湿化后流入通气管27和口鼻罩22，由洁肺者经鼻部吸入，图10的设计在图6的基础上增加了可以加入具备治疗功效的活性化合物的加药口29，适用于有肺部疾病的患者使用，也可以增加促进纤毛运动的具有肺保护的化合物，通过加药口29雾化进入气流腔内，比如促进祛痰的活性化合物，比如：按叶油、安息香酊、羧甲基氨胱氨酸、N-乙酰半胱氨酸、标桃金娘油中的一种。

其中湿化装置类似市售的加湿湿化器或者雾化湿化器，优选湿化纸（棉）形成的折叠气道，气流通过时逐步润湿层实现。

所述净化气体吸入装置也可以为图2所示的压缩气体释放装置，包括从下往上依次组装的压缩气瓶7、减压阀12、洗气罐6、缓冲储罐10、输气管5和鼻插管4，所述缓冲储罐10上设有加湿口13。所述压缩气瓶7中的压缩气体优选来源于茂密丛林中的富氧、富氢的优质空气，通过空气压缩设备灌装制成，气体组成中的致病污染物SO₂、PM2.5、苯并芘的含量低于国标标准。吸气时，打开减压阀12，将压缩气瓶7内的压缩空气缓慢释放，经洗气罐6加湿后缓冲进缓冲储罐10内，打开输气管5上的气体释放阀门，经由鼻插管4由鼻部吸入。减压阀12的控制开关设定气体释放量为3L/分钟、6L/分钟、10L/分钟、20L、30L五挡，也可以采用无极减压阀，根据洁肺者吸气需要自行调节。

所述呼气振动装置的结构可以如图3所示，包括从左往右依次设置的吹气口1、管腔2和管柱15，所述振动发生装置为设于管柱15内的簧片3，所述簧片3的前部设有簧片固定夹。呼气时，向呼气振动装置中缓慢吹气，并持续发出同频声波，调节气量调节阀的出气量，使管柱15内的簧片3在气体吹动下带动管柱15内的空气振动，实现肺部纤毛在10-50Hz低频声波作用下持续运动，从而产生相应的肺腔纤毛共振，将停留在肺部深层的污染物通过纤毛振动排痰的方式排出体外，深层清洁肺腔。

当然，所述振动发生装置也可以为设于管柱15内的多孔气阻的活塞9（见图4）、声阻挡片20（见图4）和低频的声波发生器16（见图5）中的一种或多种组合。

所述活塞9的出气通道可以设计成能产生1-20Hz、20-50Hz以及50-200Hz高频声波。

上述的呼气振动装置在初次使用时一般需要洁肺者自我调试气量调节阀的出气量，自我感觉到管柱内的空气与肺腔间的肺腔纤毛共振，也可以借助肺活量检测装置和振幅检测装置。

本发明的深层洁肺装置还可以包括肺活量检测装置（可选择市面上常见的肺活量检测装置，图中未示出），其可以独立设置，也可以与吹气口可分离或固定连接。

本发明的深层洁肺装置还可以包括检测管柱内空气振幅的振幅检测装置（可选择市面上常见的便携式振幅检测装置，图中未示出），包括振动传感器、与振动传感器电连接的振幅显示器，检测时，振动传感器设于管柱内壁面，振动传感器检测到的管柱内空气的振幅传输到振幅显示器，以频率-幅度曲线显示出来。

本发明提供的一种深层洁肺装置的工作方法包括如下步骤：

（1）深吸一口净化气体吸入装置释放的净化空气；

（2）向呼气振动装置中缓慢吹气，并持续发出同频声波，调节气量调节阀的出气量，使管柱内的振动发生装置在气体吹动下形成振动波，实现肺部纤毛在10-50Hz低频声波作用下持续运动，从而产生相应的肺腔纤毛共振，将停留在肺部深层的污染物通过纤毛振动排痰的方式排出体外，达到深层清洁肺腔的功效。

本发明可以将图1所示的自然空气过滤洗涤装置和图2所示的压缩气体释放装置中的任一种与图3-5中的任一种呼气振动装置进行组合构成深层洁肺装置，如图7、8、9、10所示。

本发明中，呼气振动装置的出气量优选地是通过气量调节阀调节，也可以,在管柱15侧壁上设置多个出气孔11，通过出气孔11敞开的数量进行调节，如图9所示，每个出气孔11在不使用时有盖子密封，根据需要打开适合自己肺活量数量的出气孔。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。