呼吸治疗仪的制作方法

文档序号:14413708阅读:319来源:国知局
呼吸治疗仪的制作方法

本发明涉及一种呼吸治疗仪。



背景技术:

适用于慢性肺病患者的呼吸治疗仪能够至少达到下列目标之一:清除支气管的支气管分泌物,抵抗支气管塌陷,加强呼吸道,减轻呼吸困难,并且使呼吸道到肺周边的通气更好。这里举出囊性纤维化作为慢性肺病的一个例子,这是一种隐性遗传性代谢疾病,其中包括肺衬里粘液(拉丁文:粘液)在内的身体分泌物被产生它们的腺体以比健康人更粘稠的形式释放。

根据本发明的呼吸治疗仪还可以用于其他肺部疾病,例如慢性支气管炎,哮喘,其他阻塞性肺部疾病(copd等),支气管扩张或肺部收缩问题(例如在进行肺移植后由息肉生长、粘连或收缩吻合引起或在肺癌中发生)。使用鼻腔适配器可以使呼吸治疗仪同样适用于鼻窦和中耳的通气障碍。

在呼吸治疗领域有两类从根本上不同的呼吸治疗仪。第一类包括具有产生压力的组件的呼吸治疗仪。例如,压缩机或其他合适的加压装置可以在升高的压力下向患者供应空气,使得不仅他的支气管而是整个肺部都发生扩张。当然,压力产生组件也可以仅用于抵抗患者呼吸时的轻微反压力和/或产生呼吸空气中的压力波动。第二类呼吸治疗仪完全没有这种压力产生装置。在此仅患者肺部产生的压力被用于治疗目的。本发明仅涉及第二类呼吸治疗仪,即没有主动压力产生装置的呼吸治疗仪。

在绝大多数呼吸治疗仪中,患者抵抗一定的阻力进行呼吸。例如,根据pep原理(pep=positiveexpiratorypressure正向呼气压力)工作的呼吸治疗仪,振荡组件也可以叠加压力,例如像根据opep原理(opep=oscillatingpep振荡pep)工作一样。这种振荡组件产生胸内撞击(intrathorakaleperkussionen),有助于更好地调动肺部的分泌物。更具体地说,目标是通过撞击产生的压力波动和振动来液化和分解分泌物,使得它可以通过气流更容易地被输送或咳出气道。

为了简化描述,根据这些原理操作的设备的特性将在下面主要使用基于pep的呼吸治疗仪的示例来解释。

通常根据pep原理工作的呼吸治疗仪,一般具有固定的或者一个也可能是多个步骤手动调节收缩呼吸空气的流动通道。该收缩导致针对患者呼气的流动阻力,这反过来导致患者肺部内的压力增加。这种压力扩张并稳定了患者的支气管系统,使得粘液被呼吸空气流从肺部输送出去。

然而在实践中,这通常会导致患者不能从呼气的开始到结束保持呼吸流量恒定的问题。通常,呼气开始时的流量比呼气即将结束时的流量高得多。这使得难以选择固定的收缩口:如果选择太大的开口,患者可能能够在呼气开始时产生高流量的空气,但是在呼气即将结束时,随着空气流量变少,在肺中的压力不足以例如根据深度呼气的需要保持支气管畅通。另一方面,如果开口太小,呼气即将结束时的压力仍然高到足以保持支气管打开并允许深度呼气,但是在呼气开始时,不可能产生足够的呼吸流来运输分泌物。

实践中始终出现的另一个问题是卫生。毫无疑问,呼吸治疗装置在每次治疗措施后都必须进行清洁,以防止它在囊性纤维中存留可能危及患者健康的病菌,例如,病菌如铜绿假单胞菌(pseudomonasaeruginosa),洋葱伯克霍尔德菌(burkholderiacepacia)等。



技术实现要素:

对此,本发明的目的在于提供一种呼吸治疗仪,其能够在呼气开始的时候提供足以运输分泌物的呼吸流,但是也能够在呼气即将结束的时候使支气管保持开放,同时,呼吸治疗仪要便于清洁。

根据本发明,通过呼吸治疗仪达到本目的,其中呼吸治疗仪包括:呼吸气体管道,其具有流断面可变的收缩口;压力传感器,其设计和布置用于检测呼吸气体管道中的压力值;调整装置,其设计和布置用于改变收缩口的流断面;控制装置,其具有用于输送由压力传感器检测到的压力值的信号输入端和用于将调整信号输出给调整装置的信号输出端,其中围绕呼吸气体管道的壁的一个区段是由软管接头形成的,并且其中调整装置从外部对软管接头发生作用,用以改变其流断面。

在此需注意的是,呼吸气体管道具有靠近患者的端部(下面也称作患者端),以及远离患者布置的端部。在通过呼吸治疗仪呼气时,远离患者布置的端部形成出气端,并且由于呼气形成了从患者端到出气端的呼吸气体流。反之在吸气时,远离患者布置的端部形成进气端,并且由于吸气形成了从进气端到患者端的呼吸气体流。

根据本发明的呼吸治疗仪的结构基于这样的认知,即呼吸气体管道中的压力与支气管中的压力是可再现的关系。由此能够借由压力传感器、控制装置和调整装置形成调节回路,调节回路使根据本发明的呼吸治疗仪能够根据呼气或吸气过程中由压力传感器检测到的压力来有针对性地改变呼吸气体管道的收缩口的流断面,从而在支气管中生成期望的压力曲线。构造根据本发明的呼吸治疗仪还需知道的是,在此不是与收缩口的流断面形状有关,而是仅仅和抵抗患者呼吸收缩的流动阻力有关。根据本发明的呼吸治疗仪利用这一点来形成收缩口可变的流断面,即围绕呼吸气体管道的壁的区段是由弹性软管接头形成的,调整装置从外部作用于弹性软管。因此,总是弹性软管接头的易于清洗的内表面与呼吸气体接触,而不是调整装置自身与呼吸气体接触,这样就从总体上简化了根据本发明的呼吸治疗仪的清洗。

在此需说明的是,本发明中的“弹性”一词并不一定是指软管接头具有弹性回复特性,即当调整装置不再对软管接头施加外力时,软管接头自身就会以预设的流断面形状重新回到初始状态。而是当软管接头具有足够的性状稳定性时,它就不会仅在自重作用下压缩、即不通过调整装置的外部作用就压缩,并收缩流断面。反之,如果软管接头具有弹性回复力,这样一来为调整装置额外设置弹簧元件就会有意义,弹簧元件能够补偿由挤压弹性软管以及由呼吸气体管道中的(滞止)压力引起的力的至少一部分,从而减少调整机构的工作。

为了简化根据本发明的呼吸治疗仪的清洗,建议将呼吸气体管道设计在呼吸气体管道装置中,呼吸气体管道装置与呼吸治疗仪的其余部分分开设计,但是以可操作的方式与呼吸治疗仪的其余部分牢固连接。

例如可以这样实现,即,呼吸气体管道装置包括附件,其中设计有呼吸气体管道的区段,该区段与呼吸治疗仪的基础单元以可操作的方式牢固连接。在附件处可安装有弹性软管接头。若有要求,呼吸气体管道装置还可以包括喷嘴或/和鼻腔适配器,喷嘴或鼻腔适配器可安装在附件处。为了清洗呼吸治疗仪,可以将呼吸气体管道装置与呼吸治疗仪的其余部分分开,此外优选被分拆成组件。示例性地,附件可以是能够插进基础单元的对应的容纳凹部的附件。因此呼吸治疗仪仅包括少数组件,其与呼吸气体直接接触。这些组件还能够成本低廉地制造并易于清洗。

在本发明的扩展方案中可设置为,由呼吸气体管道分出支线,支线中布置有压力传感器。有利的是,支线的第一区段由附件的围绕呼吸气体管道的壁的从呼吸气体管道发出的穿孔形成。补充地或替代地,支线的第二区段由此形成,即在呼吸气体管道的区段的周壁的外表面中设计有周向沟槽,周向沟槽通过径向通路与呼吸气体管道相连并形成支线的区段。第二区段的优点是,增加支线的长度并由此降低压力传感器被病菌污染的风险。有利的是,第二区段可以设计在附件的外周壁中。例如周向沟槽可以由环形槽形成,因此支线在由径向通路形成的第一区段之后分成两个优选均以180°延伸的分支,两个分支过后又合二为一。不过替代地也可以想到,周向沟槽是以小于360°延伸的沟槽,因此其端部被障碍物分开。由此能够进一步增加支线的长度。最后,根据另一替代方案还可以想到的是,在附件的外周壁中设置沟槽,沟槽的长度大于附件的周长。该沟槽可以是螺旋形或/和弯折形的或/和其他适当的形状。

由于支线的第二区段是由周向沟槽以及呼吸治疗仪的基础单元的与周向沟槽相对的壁共同形成的,此外有利的是,在呼吸气体管道装置和基础单元之间沿着呼吸气体管道的纵向在周向沟槽前后均设置有密封件、例如均设置有o型环。如果沟槽是螺旋形或/和弯折形的或/和其他适当的形状的,也可替代地或补充地在呼吸气体装置和基础单元之间设置密封带和/或特殊形状的密封件。

替代地,附件的外表面也可被套筒元件包围,套筒元件至少在附件的该段纵向区段上延伸,其中形成支线的第二区段的沟槽设置在附件的外表面中。优选地,套筒元件由橡胶弹性的材料形成、例如由硅胶形成,从而能够针对外界环境对支线的第二区段进行密封。使用套筒元件还有更加卫生的优点,因为限制支线的第二区段的所有壁段、即附件以及套筒元件能够从基础单元拆除并进行清洗。

在本发明的扩展方案中可设置为,套筒元件可以与弹性软管接头一件式设计。

在支线的第一区段或支线的第二区段(如果有的话)处连接有支线的第三区段,第三区段设计在呼吸治疗仪的基础单元中。有利的是,压力传感器与第三区段相对应。

如果压力传感器和控制装置都布置在主板上,那么有利的是,支线的第三区段至少部分地由软管接头形成,软管接头被插在设计在基础单元中的凹部中并从此通向压力传感器。这样一来,软管接头就紧凑地布置在了基础单元中并能够尤其是为了清洗的目的而简单地更换。当能够从外部、例如通过呼吸治疗仪的壳体中的盖接触软管接头时,可尤为简单地更换软管接头。

反之,如果压力传感器通过线缆与控制装置相连,那么第三区段仅需有一小段插进基础单元中。当然也可想到的是,压力传感器也可这样布置在基础单元中,即压力传感器与第一区段或第二区段的端部直接相对,从而能够省略第三区段。为了改善卫生还可以设置为,能够从外部通过壳体中的开口或盖接触由线缆连接的整个压力传感器。由此可以简单地、例如由患者自己更换压力传感器。示例性地,可以在对呼吸治疗仪的所有卫生相关的组件进行年检时更换或者根据需要在更短的时间段内更换。

为了能够可靠地连接支线的第一区段和第三区段,不管有没有第二区段都有利的是,为呼吸治疗仪的附件和基础单元配置能够相互作用的定向辅件。示例性地,定向辅件可以由布置在附件或基础单元的突起部和布置在另一部分(基础单元或附件)处的凹部形成。补充地或替代地,如果设置有额外的套筒元件那么有利的是,共同作用的定向辅件中的一个、例如突起部或凹部布置在套筒元件的外表面处,并且相应的另一个定向元件、例如凹部或突起部布置在基础单元处。

为了改善卫生,在本发明的扩展方案中建议在呼吸气体管道或/和支线中设置过滤器。这种过滤器的目的在于,挡住可能存在于患者呼吸气体中的病菌(细菌、病毒、霉菌和类似致病菌)并且有可能让他们变得无害,过滤器还可以挡住湿气,湿气可能在系统中凝聚并形成病菌或霉菌的温床。

如果在呼吸气体管道中布置过滤器那么有利的是,过滤器抵抗呼吸的阻力小于由收缩口可变的流断面引起的阻力。这样可以确保过滤器不会妨碍根据本发明的呼吸治疗仪的功能。从卫生角度来看有利的是,过滤器在支线从呼吸气体管道分出的位置处布置在呼吸气体管道的靠近患者的区段中。这样一来,即便是在未完全闭合的情况下,也能够避免不期望的病菌到达支线中或者甚至可能到达压力传感器处的危险。

如果过滤器布置在支线中,那么出于卫生原因有利的是,过滤器尽可能靠近支线从呼吸气体管道分出的位置处布置。由此即便是在未完全闭合的情况下,也能够避免不期望的病菌到达支线中的危险。如果设置有额外的套筒元件,那么过滤器例如可以借由套筒元件保持在附件处。

不论过滤器具体布置在哪里,都可以通过压力传感器进行简单的对比测量获取压力值并将其作为综合特征曲线保存在控制装置的存储器中。

为了帮助正确呼吸,在本发明的扩展方案中可设置为,在呼吸气体管道中设置止回阀。借由止回阀还可以避免患者通过呼吸治疗仪吸入并感染可能存在于呼吸治疗仪中的病菌。有利的是,止回阀可以布置在患者端与支线之间,优选布置在呼吸气体管道的位于患者端和附件之间的区段中。

还可以设置为,调整装置不仅包括非周期性工作的调整装置,还可能包括周期性工作的调整装置。

例如当无需利用根据本发明的呼吸治疗仪生成振荡的压力分量时,例如仅需实现pep原理时,非周期性工作的调整装置足以应对。在这种情况下,呼吸治疗仪在基本实施方式中仅需通过改变收缩口的流断面来补偿呼吸气流的变化,从而得到基本恒定的压力曲线。对此,即便是对压力传感器检测到的压力变化的响应相对慢也是足够的。

在改进实施方式中还可以将根据本发明的呼吸治疗仪设计成,能够对咳嗽或患者对呼吸治疗仪做出的其他动作有所反应,并补偿由此产生的压力变化。对此需要对由压力传感器检测到的压力变化进行快速响应。由此还能够避免潜在的有害的压力峰值并保护患者免受伤害,压力峰值可能在治疗过程中由错误使用而引起。

最后还可以想到的是,非周期性工作的调整机构还承担显示压力的振荡分量所需的对收缩口的流断面的改变,例如为了实现opep原理所需的改变。因为振荡的压力分量的频率应该在胸腔的共振频率量级内,共振频率大约介于12hz和30hz之间,在此期望非周期性工作的调整机构,其能够以大约1khz量级的频率显示收缩口的流断面的改变。示例性地,对此可以使用线性调整机构、特别是线性马达。

借由这种快速响应的调整装置能够自由选择、特别是与呼吸气体流无关地选择压力水平(即在振荡周期得出的压力值)或/和振荡频率或/和振荡幅度或/和允许的最大压力值或/和允许的最小压力值。

借由这种快速响应的调整装置还能够复制预设的压力曲线。特别地,从以下原因能够说明这样是有利的。

实践中反复出现的问题是,根据患者的当日情况(tagesform)和粘液附着在呼吸道上的方式方位,单个的常规的呼吸治疗仪不足以产生期望的疗效。由此会出现,在采取治疗措施时需交替应用多个常规的呼吸治疗仪,其各自具有不同的特性、特别是对压力曲线产生不同的影响,以便获得尽可能好的疗效或者尽可能使粘液活动起来。为了实现这一点,患者自然就需要持有相应的多个呼吸治疗仪,这会相应地增加成本。这种呼吸治疗仪例如在ep0337990b1和de4416575a1中已知。此外,患者需要学会操作和调节各个仪器,以便能够保证期望的疗效。最后基于卫生原因,每个使用过一次的呼吸治疗仪都要在治疗措施之后进行清洗。特别地,呼吸治疗仪具有可调节的收缩口,在此需要清洗调节机构与呼吸气体接触的部分,这对患者来说意味着大量的工作,尤其对重症虚弱患者来说更是严重的日常负担。现在借由根据本发明的呼吸治疗仪能够模拟不同的常规呼吸治疗仪的特性曲线,因为控制程序保存在控制装置的存储器中,并且根据需要可以利用控制装置的显示装置和输入装置被读取。因此患者在采取治疗措施时仅需一台呼吸治疗仪。

在此还需说明的是,在控制装置的存储器中也有可能保存有“气息游戏”,在此患者通过呼吸控制或操控游戏。这主要是有利于激发少年儿童去有规律地进行呼吸治疗的积极性。

除了非周期性工作的调整机构之外还可以设置周期性工作的调整机构。周期性工作的调整机构能够提供振荡的压力分量,因此非周期性工作的调整机构对响应速度的要求较低。有利的是,由周期性工作的调整机构引起的呼吸气体管道的收缩口的流断面的周期性变化的频率和/或振幅是可以调节的。

非周期性工作的调整机构和/或周期性工作的调整机构能够包括构造简单的操纵杆,操纵杆可以借由伺服马达枢转并且具有与弹性软管接头接合的接合件。

在此优选地,伺服马达的传动轴或/和操纵杆的枢转轴与呼吸气体管道的纵向延伸方向基本垂直。此外有利的是,操纵杆与呼吸气体管道相邻并且与呼吸气体管道基本平行直至由于枢转运动出现偏移。这种装置可以使夹住弹性软管接头的接合面总是互相基本平行地延伸,示例性地,弹性软管接头在操纵杆的接合件和基础单元与之相对的壁段处或者在两个彼此相对的操纵杆的接合件处。由此可以保证在必要时刻,实际上也可以将弹性软管接头完全夹住。并且可以使完全夹住所需的操纵力最小。

操纵杆越长,角度变化就越小且位置变化越小,角度是操纵杆与呼吸气体管道的纵向延伸方向形成的角度,位置变化是指接合件在相应于呼吸气体管道的最大流断面的位置和相应于呼吸气体管道被完全夹住的位置之间的变化。当接合件朝着弹性软管接头的方向逐渐变细时,位置变化的影响会被降低。接合件逐渐变细的优点还有,挤压软管接头所需的力变少了。此外,与直线延伸的接触面相比,为了使软管接头的通路完全闭合,接合件与软管接头的接触面的上述延伸方式所需的力更少。最后,接触面的倒角可以防止对弹性软管接头的损坏。

示例性地,可以由此实现操纵杆借由伺服马达的枢转,即伺服马达与操纵杆通过连杆相连,连杆的一端与传动杆偏心地与伺服马达相连,连杆的另一端铰接在操纵杆处。

为了实现非周期性工作的调整机构,伺服马达能够牢固地安装在基础单元处。

为了实现周期性工作的调整机构,建议操纵杆处的连杆的铰接点沿着操纵杆的纵向可位移地布置在操纵杆处,例如可推动地容纳在操纵杆的长孔中。此外,伺服马达能够牢固地安装在辅助杠杆处,辅助杠杆相对于基础单元的位置是可调的,例如借由另一个伺服马达调整。

对操纵杆的设计还需补充的是,操纵杆的截面可以设计成基本呈u形或基本呈h形。这种截面形状使操纵杆的设计尤为稳定,特别是当u形或h形的两条侧边至少区段性地布置在弹性软管接头两侧时。

最后,在本发明的扩展方案中还可以设置为,控制装置包括数据传输接口。示例性地,通过数据传输接口能够将用于常规呼吸治疗仪的特性压力曲线以及针对特殊患者或/和疾病进行优化的压力曲线的控制程序读入控制装置的存储器中。借由这些接口就可以让多个患者一起玩前述“气息游戏”或者互相比赛。最后还可想到的是,使用数据传输接口将存储单元中示出的关于治疗措施进程的数据传输给医生。接口可以实施为线缆连接的接口(如usb接口)、光学接口(如红外接口)或者无线接口(如蓝牙接口)。

根据目前对根据本发明的呼吸治疗仪的应用性讨论可见,它也可以用于肺功能的测量。测量呼吸流强度和作为其时间积分的呼吸量作为时间函数。呼吸流强度可以通过测量呼吸气体管道中的压力来确定,这是因为伺服马达的某个位置总是具有明确的流动阻力。

在呼气肺功能测量中,在正常静息后全力呼出(呼气),再全力吸入(吸气),差值表示吸气肺活量(vc)。然后患者尽可能快地从最大吸气位置呼出。一秒钟内呼出的体积表示第一秒的绝对强迫呼气体积(fev1=一秒钟容量),最大呼气体积称为强迫肺活量(fvc)。比值fev1/fvc被称为相对一秒钟容量fev1%。

当然,也可以使用根据本发明的呼吸治疗装置进行吸气测量。例如,通常可以确定吸气压力pi,或者更具体地确定吸气开始后100毫秒后的闭合嘴压力pi0,1和最大吸气压力pimax。

当测量pi0,1时,在先前的正常吸气和呼气之后开始吸气时,呼吸气体管道闭合一小段时间并且在吸气开始100毫秒之后确定吸气压力。闭合期间测得的最高吸气压力是pimax值。在呼吸气体管道打开后,进一步呼吸不受阻碍地进行。pi0,1和pimax都提供关于呼吸肌力量的信息。

特别地,如果要使用根据本发明的呼吸治疗装置作为吸入训练器来加强呼吸肌,pimax值可以用作调节呼吸气体管道的流断面的依据。优选地,该吸气训练发生在pimax值的30%的pi值处。

以类似的方式也可以确定呼气压力最大值pemax,其用于校准针对各测得的呼气流的最佳pep设置。

当然,上述和进一步的测量参数也可以通过上述数据传输接口输入到根据本发明的呼吸治疗仪中,以便随后在呼吸治疗或训练负责吸气和/或呼气的肌肉组织的过程中能够使用。

还应该补充的是,根据本发明的呼吸治疗仪能够无关于位置地工作。这使得例如也可以在拉伸位置或其他对于分泌物活动有利的身体部位使用它。

在此,应该再次指出根据本发明的呼吸治疗仪的简单拆卸和可清洁性。另外,根据本发明的呼吸治疗装置的紧凑结构方便其在旅行中使用,例如作为移动的,蓄电池或电池操作的手持装置。在这种情况下重要的是,附件一方面用于与设备的基础单元以可操作的方式牢固连接,另一方面用作通向压力传感器支线的密封部分。

附图说明

接下来根据一些实施例的附图对本发明进行进一步阐述。其中:

图1示出了根据本发明的呼吸治疗仪的第一实施方式的示意图;

图2示出了图1的呼吸治疗仪的呼吸气体管道装置的分解图;

图3示出了根据本发明的呼吸治疗仪的控制装置的方块图;

图4示出了根据本发明的呼吸治疗仪的第二实施方式的类似于图1的示意图;

图5示出了根据本发明的呼吸治疗仪的第三实施方式的类似于图1和4的示意图;

图6示出了一种实施变形的示意图,该实施变形能够应用于根据图1至5的根据本发明的呼吸治疗仪的第一至第三实施方式;并且

图7示出了根据本发明的呼吸治疗仪在图4中示出的第二实施方式的另一种实施变形。

具体实施方式

根据本发明的呼吸治疗仪在图1中整体标号为10。呼吸治疗仪10包括基础单元12和呼吸气体管道装置14,呼吸通道装置能够与基础单元以可操作的方式牢固连接。

呼吸气体管道装置14包括附件或插件16,其在呼吸治疗仪10工作时被插入基础单元12的对应的容纳凹部18中并与之以可操作的方式牢固连接。在附件16的靠近患者的一侧,喷嘴20被推至附件16上并与附件摩擦连接且气密连接。在远离患者的一侧,弹性软管22被推至附件16的连接管16a上并且在软管22扩张时与连接管16a摩擦连接且气密连接。由此,呼吸气体管道24从喷嘴20的缩窄的区段20a经过喷嘴20、附件16和软管122一直延伸至图1中的软管22的自由端22a。

还要说一下止回阀26,它能够按需布置在呼吸气体管道24中,从而设定呼吸方向。在图1示出的实施例中,呼吸治疗仪10根据pep原理工作。因此止回阀26设计和布置成,在呼气时打开,在吸气时闭合。

借由布置在从呼吸气体管道24分出的支线30中的压力传感器28能够检测呼吸气体管道24中的压力,从而根据检测到的压力借由调整装置32影响软管22的流断面,使得呼吸气体管道24中的压力以及患者肺部压力基本保持恒定。接下来还会进一步阐述调整装置32的构造和功能。实际上,呼吸气体管道24中的压力值大致高出环境u中的气压2~35hpa,优选大致高出4~25hpa。

为了避免患者的呼吸气体中可能含有的病菌污染压力传感器28,有利的是,支线30具有给定的最小长度。然而为了能够将支线放置在呼吸治疗仪10中,图1示出的实施例中的支线30包括多个区段。第一区段30a由附件16的包围呼吸气体管道24的壁16b的沿径向延伸的穿孔34形成。第二区段30b由环形槽36形成,其布置在壁16b的外周面上。支线30还有第三区段30c,设计在呼吸治疗仪10的基础单元12中。在所示实施例中,第三区段30c由管区段或软管区段38形成,其被插入基础单元12的钻孔12a中。在第三区段30c的端部处布置有压力传感器28。从图1中可以看出管区段或软管区段38从基础单元12伸出并切断示出,可以判断压力传感器28可布置在远离基础单元12的位置处。示例性地,压力传感器可与控制装置46布置在同一个电路板上。

如图1所示,穿孔34在圆周位置处通向环形槽36,该位置与第三区段30c通向环形槽36的位置正好相对。这样一来,支线30的由环形槽36形成的第二区段30b包括两个分支,两个分支在穿孔34通向环形槽36时彼此分开并且在通入第三区段30c时又汇合在一起。为了能够确保两个分支基本以180°的圆周角延伸,附件16和基础单元12设计有共同作用的定向辅件。在所示实施例中,基础单元12的突起部12b卡在附件16的凹部16c(见图2)中。

需要补充的是,在环形槽36前后沿着呼吸气体管道24的纵向l设置有两个密封件40。设置密封件40一方面是为了对支线30进行相对于外界环境u的密封。另一方面,在附件16与基础单元12之间压缩的密封件40用于使附件16和基础单元12以可操作的方式牢固连接。

还要补充的是,在穿孔34中可布置有过滤器42,目的在于使支线30以及压力传感器28避开患者的呼吸气体中可能含有的病菌和湿气。

压力传感器28的检测信号通过信号线44输送至控制装置46、特别是输送至控制装置的微处理器46a(见图3)。过滤器42可能会造成呼吸气体管道24与支线30之间的压差,压差会影响压力传感器28的检测结果,示例性地,可以通过有过滤器42和没有过滤器的校准或对比测量补偿压差,测量结果以综合特性曲线的形式保存在控制装置46的存储器46b中,微处理器46a在计算通过信号线44输送来的检测信号时会考虑压差。

根据压力传感器28的检测信号,控制装置46、更确切地说是其微处理器46a确定了调整装置32的调整信号并通过信号线48将调整信号传递给调整装置32的伺服马达50。

与伺服马达50的传动轴50a相连的是杠杆机构52,杠杆机构作用于在本实施方式中设计成u形的操纵杆54。软管22布置在u形操纵杆54的侧边之间并被u形的底边压向呼吸治疗仪10的基础单元12的贴靠面12c。如果图1中的伺服马达50的传动轴50a沿逆时针方向转动,杠杆机构52就会将操纵杆54在图1中的右端抬高,从而减小软管22的收缩口23的流断面。因此,软管22对患者的呼吸造成更大的流动阻力,由此使得呼吸气体管道以及患者肺部中的压力升高。反之,如果如果图1中的伺服马达50的传动轴50a沿顺时针方向转动,杠杆机构52就会将操纵杆54在图1中的右端压低,由此使得软管22的收缩口23的流断面由于软管的自弹性而再度扩大。因此,软管22对患者的呼吸造成较小的流动阻力,由此使得呼吸气体管道24以及患者肺部中的压力降低。这样一来就能够影响呼吸气体管道24的流动阻力,使得呼吸气体管道24以及患者肺部中的压力能够基本保持在恒定值。

在治疗措施之初,患者借由控制装置46的输入单元46c的进/排气键打开呼吸治疗仪10并且通过输入单元46c选择压力值,该压力值应该使呼吸气体管道24中的压力高于环境u中的气体压力的值。该压力值会在控制装置46的显示单元46处显示。然后患者可以开始治疗措施。控制装置46能够由持续监测的压力传感器28的压力值曲线确定患者是何时开始通过呼吸气体管道24呼气的,并能够由此开始进行压力调整。然而原则上还可以想到的是,通过按压个别按键触发压力调整。

在采取治疗措施时,通过显示单元46d能够给患者提供有助于患者进行治疗措施的提示。示例性地,显示单元能够给患者显示关于检测到的各个压力值的信息或/和呼吸气流的均匀性的信息,这能够由通过调整装置32的调整干预的程度和频率得出。

这种显示方式还能够开发出在采取治疗措施时患者可以玩的“气息游戏”。这种“气息游戏”可以激发少年儿童的积极性,让他们去做那些虽然重要但常常被他们看作麻烦和无聊的治疗措施。例如,在这种“气息游戏”中可以为呼气的时长和均匀性授予积分。

控制装置还包括数据传输接口46e,这样就可以让多个患者一起玩“气息游戏”或者互相比赛。

图4示出了根据本发明的呼吸治疗仪的第二实施方式,其许多部分都对应于图1至3的实施方式。因此,图1至3中标号相同的类似部分在图4中的标号增加100。此外,接下来仅对图4的呼吸治疗仪110与图1至3的呼吸治疗仪10的不同之处进行描述,相同之处请详见前文。

与图1至3的呼吸治疗仪10的不同之处是,图4的呼吸治疗仪110的调整装置不仅包括非周期性工作的调整装置132,还包括周期性工作的调整装置160。此外,非周期性工作的调整装置132的构造不同于图1至3的实施方式的非周期性工作的调整装置32。

在图4的实施方式中,非周期性工作的调整装置132也包括具有杠杆机构152的伺服马达150,杠杆机构与第二杠杆154共同作用,该杠杆的自由端压向软管122。但是第二杠杆154布置在软管122的上方,以便在软管122的下方为周期性工作的调整装置160提供空间。

周期性工作的调整装置160包括承载第二伺服马达164的滑轨162。在第二伺服马达164的传动轴164a处又布置有圆盘164b,与传动轴164a偏心的连杆杠杆166铰接在圆盘处。连杆杠杆166的自由端166a被导入滑轨162的长孔162a中,同时也被导入第三杠杆168的长孔168a中,第三杠杆的突起部168b从下方压向软管122。

如果让第二伺服马达164开始转动,那么突起部168b就会周期性地压向软管122。可以通过第二伺服马达164的转数改变压向软管的频率。

为了能够改变突起部168b周期性运动的振幅,滑轨162的腹板162b具有制齿162c,其与第三伺服马达170的制齿170a咬合。第三伺服马达170安装在呼吸治疗仪110的基础单元112处。此外,腹板162b在基础单元的导引面112d处被引导。

如果让图4中的第三伺服马达170沿逆时针方向转动,图4中的滑轨162就会向左推移。由于连杆杠杆166的自由端166a被导入图4中的从左向右上方升高的滑轨162的长孔162a中,第三杠杆168的自由端168c在此在图4中向上枢转,因此突起部168b继续压向软管122。由此能够改变突起部168b周期性运动的振幅。

如果第二伺服马达164的转数在围绕传动轴164a转动的时候发生短时加速然后又减速,即在决定振动频率的额定转数周围变化,那么不仅能够得到正弦形式的振动曲线,而是能够得到各种期望的振动曲线。这样一来就能够得到任意的压力分布。

图5示出了根据本发明的呼吸治疗仪的第三实施方式,其许多部分都对应于图1至3或图4的实施方式。因此,图1至3中标号相同的类似部分在图5中的标号增加200,或者说与图4相比增加100。此外,接下来仅对图5的呼吸治疗仪210与图1至3的呼吸治疗仪10或图4的不同之处进行描述,相同之处请详见前文。

图5的治疗仪210与图4的治疗仪110的区别在于,它和图1至3的实施方式一样仅具有一个调整装置,即调整装置232。与图1至3的实施方式的调整装置32不同的是,其不包括转动马达,而是包括线性调整机构250、优选是线性步进马达,其可线性移动的调整机构250b压向软管222。优选这样选择线性调整机构250的响应速度的高低,从而不仅能够展现图1至4的实施方式的非周期性运动,还能够展现图4的实施方式的周期性运动。在此通过对线性调整机构250的相应控制既可以改变周期性运动的频率也可以改变周期性运动的振幅。

图6示出了一种实施变形,其能够应用于前述根据本发明的呼吸治疗仪的任一种实施方式。因此,图1至5中标号相同的类似部分在图6中的标号与图1相比增加300,与图4相比增加200,与图5相比增加100。此外,接下来仅对图6的实施变形与图1至5的实施方式的不同之处进行描述,相同之处请详见前文。

在图6示出的实施变形中,附件316的围绕呼吸气体管道324的壁316b的外表面被套筒元件356包围,套筒元件至少在附件316的这样一段纵向区段上延伸,形成支线330的第一区段330a的穿孔334和形成支线330的第二区段330b的沟槽336设置在附件316的外表面的该纵向区段中。

原则上可以想到的是,套筒元件356是由基本上呈刚性的材料形成的。在这种情况下就必须设置相应于根据图1的实施方式的密封件40的密封件,这样就会造成复杂的整体结构。因此优选地,套筒元件356由橡胶弹性的材料形成、例如由硅胶形成,通过套筒元件与附件316的外表面抵靠,从而能够对支线330进行相对于外界环境的密封。对此能够将支线330的彼此相邻的区段设计成具有隆起316e的彼此分开的肋316d。当套筒元件356与附件316的外表面弹性地抵靠时,隆起316e被压进套筒元件356的橡胶弹性的材料中并负责期望的密封。

此外,在套筒元件356的外表面处可以形成环形肋356a,其环绕连接了支线330的第二区段330b与支线330的通向压力传感器328的第三区段330c的穿孔356b,并与容纳凹部318的内表面一起作用以对支线330进行相对于外界环境的密封。

根据前述内容,通过对由橡胶弹性的材料制造而成的套筒元件356的应用可以不再使用像图1的实施方式的密封件40这样的单个的密封件。使用套筒元件356还有更加卫生的优点,因为限制支线330的第二区段的所有壁段、即附件316以及套筒元件356能够从基础单元312拆除并进行清洗。

最后需要说明的是,原则上可以想到的是,套筒元件356可以与弹性软管接头322一件式设计。

图7示出了图4的实施方式的非周期性工作的调整机构132的实施变形。因此图7中的类似部分与图4中标号相同,但是增加了撇号。此外,接下来仅对图7的非周期性工作的调整机构132’与图4的调整机构132的不同之处进行描述,相同之处请详见前文。

根据图7,非周期性工作的调整装置132’包括具有杠杆机构152’的伺服马达150’,杠杆机构与第二杠杆154’共同作用,该杠杆的自由端压向软管122。根据图7的实施变形还设置有弹性元件158’,在所示实施例中,预张紧的螺旋拉力弹簧的一端与杠杆机构152’的杠杆152a’相连,这一端铰接在第二杠杆154’处,另一端与基础单元112铰接。

在图7示出的状态中,弹簧元件158’对第二杠杆154’施加的力没有沿着对准软管122的方向的分量。通过伺服马达150’或与之相连的传动器能够保证该种状态的稳定性。由此提供的阻力足够将第二杠杆154’保持在所示状态。一旦第二杠杆154’借由图7中的伺服马达150’和杠杆机构152’向下枢转,弹簧元件158’就对第二杠杆154’施加对准软管122的力,并由此辅助伺服马达150’抵抗软管122的弹性回复力。即便是当第二杠杆154’在允许软管122扩张的方向上运动时,软管122的弹性回复力和由弹性元件158’施加的力也至少可以部分抵消。因此,可以将伺服马达150’的整体功率设计得低一些。由此能够应用成本更加低廉的伺服马达150’。

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