专利名称：肺活量计的呼吸管的制作方法
技术领域：
本发明的背景1.发明领域本发明关于测量人类呼吸的装置，尤其是关于一种肺活量计及其改进的呼吸管。更具体地说，本发明关于一种肺活量计的呼吸管，它能减小与肺活量计在一起的包装和运输长度，在使用时能伸展开并保持所需要的长度和构形。
2.先有技术人们已知道有很多用于肺活量试验或呼吸控制的装置，在授与Greenberg等的美国专利No.4499905、授与Turnbull的美国专利No.3811671，授与Russo的美国专利No.4086918和授与Hanson的3695608均提到这类装置的例子。这类装置通常包括一个空气呼入、或空气吸出的封闭的腔。
人们也已知道用于测量空气进入和离开人肺的仪器，这类仪器常被称作为肺活量计。在授与Greenberg等的美国专利No.4499905、授与McMillan的美国专利No.3722506和授与Ruskin等的美国专利No.3826247公开了一些特例。
很多肺活量计装置是昂贵而苯重的，虽然在市场上可得到新的较小型的这类仪器，但仍需要一种具有一定体积的肺活量计，它们既能更便于包装运输，又能便于用户操作。
在授与Greenberg等的美国专利No.4499905中公开的肺活量计装置，被称为是一种小型的肺活量计，它精确、可靠、比较便宜和易于运输。这种Greenberg等的肺活量计包括一根呼吸管，它由沿其长度的一系列的波纹管制成。波纹管防止呼吸管在使用中意外扭结。呼吸管可用聚乙烯或乙烯-醋酸乙烯酯制成，Greenberg的呼吸管虽然是柔性的，但不能使它本身保持在用户需要的特殊构形。另外。Greenberg管不能与装置一起便于包装，因为在包装时其全长不能减小。因此仍然有对呼吸管改进的必要，使它与肺活量计一起便于包装运输，同时又能比先有的管子用起来更方便，用户可选择长度和操作时的构形。
发明目的和概述本发明的主要目的在于提供一种测量人肺吸气量的装置。
本发明的另一个目的在于采用一种装置来测量和试验人的呼吸能力，该装置精确、可靠、小型、易于包装、简单并能便于用户操作。
本发明的进一步的目的在于提供一种呼吸装置，它包括一根能减小包装长度的呼吸管，在用户使用期间又能很方便地伸展和变形。
本发明的又一目的在于提供一种呼吸装置，它将能指示出吸气的体积和吸气的速度。
简言之，本发明的一个优选实施例包括一个具有第一和第二腔的肺活量计。
第一中空的筒腔包括一个宜于装在腔中并在腔中移动的活塞，该腔与大气连通。第二中空腔包括一个平衡块位置，它也与大气连通。这些腔室与一基体和把手制成一个整体，最好由聚合材料制成。
呼吸管组件包括一流体通道，该通道与第一和第二两个腔气流连通并与它们制成整体，气流通道形成一个接头，该接头能与构成组件和呼吸通道的呼吸管配合。呼吸管的远端可做成一个接口管，病人能通过它吸气，从而使活塞和配重块移动。
呼吸管组件和第一及第二腔之间的关系是吸入空气的主要部分来自于通过第二腔的大气，一小部分以预定方式来自于第一腔，这样采用较小的装置就能吸入较大体积的空气。第一腔活塞组件由它在该腔内的位置指出吸入空气的体积，由于活塞具有重量和摩擦力，它减慢来自第一腔的气流。为了补偿这个阻力，第二腔中的平衡块提供相当的或近似相当量的对通过呼吸管组件的气流的阻力。平衡块做成并安置成能考虑到摩擦阻力对吸进空气量的影响。吸气时平衡块的移动也有效地指出通过该装置的空气流速。
本发明呼吸管的优选实施例由波纹的聚合材料的细长段形成，它可使管子收缩以缩短到大约与肺活量计高度相当的长度，然而也可伸展到是其收缩长度的五倍的长度。另外收缩管子所用的波纹可使管子弯曲或弯成任何所需要的构形。在用户改变构形之前管子一直能保持该构形。这样，用户可将管子调节到一个特殊长度上，在该长度上用户可使肺活量计体积和气流显示元件处于最佳视角，同时又可将管子很容易地放入用户口中。
在管子处于完全收缩状态时，管子可以流线形式放在肺活量计的把手附近与肺活量计一起包装，这就简化了为运输进行的包装。另外，完全收缩的管子可用于完全自动的传送带包装程序，这就能潜在地降低制造成本和简化装置的包装，用户能按需要易于收藏。
通过对下面优选实施例的详细描述可更加完全地理解本发明的上述和其它方面和优点，构成本说明书一部分的附图也示出了本发明的优选实施例，它们与详细说明一起用于解释本发明的原理。
附图概述
图1是按照本发明的原理制成的肺活量计的透视图，图2是肺活量计的前视图，它处于按本发明优选实施例所设想的那样包装时呼吸管完全收缩放置的状态，图3是一个肺活量计的透视图，其中优选实施例的呼吸管已装上以备使用，优选实施例的详细描述图1表示本发明的肺活量计10是一个优选实施例，其中呼吸管未装上。肺活量计10包括一个基体12，呼吸结构安装在基体上。基体12除了用作基础外，还起到保持呼吸结构处于直立位置的作用。基体12使第一筒腔14和第二筒腔16处于其直立位置，第一和第二筒腔14和16分别作为框架18的一部分整体成形，同时还形成一把手20和呼吸管接头22。第一个筒腔14的内部至少部分最好进行磨光处理以减小表面积和减小活塞24在其中运动的阻力。第一和第二筒腔14和16分别通过一对气流通道(未示出)与呼吸管接头22流体连通。第一筒腔14通过一系列的开口26与大气连通。
第二筒腔16包括一个平衡块28，它也通过一系列的开口30与大气连通。
第一和第二筒腔14和16设计成在使用中病人吸气的相当大部分来自大气，穿通肺活量计10，仅一小部分吸气直接来自肺活量计10。尽管该肺活量计本身尺寸相当小，允许大体积的空气吸入是具有重要意义的。
在本发明的肺活量计10的一个实施例中，可吸入约2500ml的空气，而该肺活量计的第一筒腔14的内部容积仅为总量的5％～10％。与本发明原理所一致所采用的肺活量计的例子是由Sherwood医疗公司在商标Voldyne2500制造和销售的。关于通过本发明肺活量计吸入空气流的机理的详细说明参见授与Greenberg等人的美国专利No.4499905，在此提出以供参考。
简言之，正如在上面的参考文献和专利中所述，在吸气时活塞向上运动到与吸入空气总体积相对应的位置，由指示器32示出。同时，平衡块28基于气流通过第二筒腔16的速度向上移动，通过指示器32给用户指出气流速度。从第一和第二筒腔14和16进入呼吸管36的吸入空气必须通过一对气流通道(未示出)，这一点前面已提过。这些气流通道的尺寸做成通过第二筒腔16而导向大气的通道尺寸远远大于导向活塞所在的第一筒腔14的通路尺寸，这对气流通道尺寸的比率按4∶1～15∶1变化。这个成对的气流通道尺寸的比率控制从第一筒腔14抽吸的空气相对于来自于大气的通过第二筒腔16抽吸的空气量，因此，该对气流通道的相对尺寸确定从第二筒腔16的抽吸量，然后就得到一吸入空气总量的固定比率。从第一筒腔14的抽吸气量确定了活塞24在其中的移动量，进而就确定了指示标记32在其中的适当位置。
正如前面提到的，平衡块28在第二筒腔16内提供的阻力平衡在第一筒腔14内由活塞24所遇到的运动阻力而引起的阻力，因此平衡块28各持了整个指示范围内的活塞24位置的精度，而不顾及流速变化。
参见图2，该图示出了连有呼吸管36的肺活量计，在图2中，呼吸管36处于完全收缩状态，放置在肺活量计10的把手20和第一筒腔14之间的开口38中。这是在使用前和两次使用之间需要收藏而重新包装时，包装和运输该装置的优选位置。开口38的尺寸做成能接纳呼吸管36的外径和最小长度，从而在按图2所示包装和收藏时使整个肺活量计10和呼吸管36的总尺寸降到最小。
呼吸管36的一端做成接口管40，它可单独制成然后装上，也可与呼吸管做成整体，在呼吸管另一端是接头42。接头42的尺寸做成能以气密摩擦配合的方式装到肺活量计的呼吸管接头22上。接口管40的尺寸做成能易于与用户的嘴配合，并能在呼吸试验期间由用户用牙齿咬住。接口管的形状做成使用户的嘴能很容易地围绕它封闭，从而确保所有的吸入空气通过管36。
参见图3，本发明的呼吸管36从肺活量计10的储藏位置取下装到呼吸管接头22上。管36的中间段44由多个短的折皱或波纹件形成，它们以手风琴方式沿管子均匀布开，从而使管子能收缩和伸开。每个折皱或波纹件均包括一个波峰和波谷。在本实施例的管36中，在每个波峰和波谷之间管36的直径变化约为四分之一英寸。在一个推荐的实施例的管36在波谷上的内径约八分之七英寸，波峰上的直径是
英寸。管36展开后的全长约为18英寸，收缩后的全长约为6英寸。
在本发明的肺活量计10的制造和包装期间，管36缩到其完全收缩状态，放在由把手20形成的开口38上。在用自动生产程序生产和包装该装置时，管36也可放在上述位置。例如，处于收缩和笔直状态的大量的管36可装到一个使它们仅能指向单一方向的漏斗中，然后再送到生产线或自动臂上，然后使每个管36能座落在肺活量计10的开口38上，每个肺活量计10接纳一根管36。然后组合的管36和基体12可立即以该方式包装，从而使管36保持在开口38中。另外管36也可用中间保持装置如胶带之类保持在开口38中，然后再包装组合的呼吸管36和基体12。
在操作中，用户从开口38取下管36，将其接头42连到呼吸管接头22上。接着用户将管36伸展到需要的长度，将管36弯成使用时所需要的形状(图3)。这样用户可将管36调节成特殊的长度，对肺活量计10的容积和流动位置有一个最佳视角，同时使管36的形状拉成使接口管40易于放在用户口中。一旦管子已适合用户，管子将保持这种形状而不必用户在使用中固定管子。
然后用户将接口管放在嘴中并吸气，从第一筒腔14中吸走空气使活塞24上升，活塞24的高度可由定位高度指示器46记录下来，高度指示器46位于活塞24的最高点的刻度32上。
吸取空气还使第二筒腔16中的平衡块28上升，由刻度34示出气流的速度。
当停止吸气时，活塞24将慢慢地回到第一筒腔14的底部，平衡块28迅速落回到第二筒腔16的底部。
应该看到，上述实施例仅是对本发明原理的使用说明，本专业技术人员可在不超出本发明精神和范围的情况下进行多种修改，替换或做出多种实施例。
权利要求
1.一种用于空气吸入人肺的呼吸装置(10)包括一个第一筒腔(14)，一个可移动的活塞(24)可滑动地安装在上述第一筒腔(14)内，一个来自上述筒腔(14)的空气通道(22)，一个可连接到上述通道(22)上的呼吸管(36)，其中，当上述呼吸管(36)连到上述呼吸通道(22)上时，上述呼吸管(36)安置成与上述第一筒腔(14)流体连通；其中上述呼吸管(36)能形成使用所需要的构形，并在使用期间保持上述所需要的构形。
2.按照权利要求1的呼吸装置(10)，还包括与上述空气通道(22)气流连通的第二筒腔(16)，上述第二筒腔中具有一个平衡块(28)，其中在上述装置(10)的操作期间，上述平衡块(28)补偿由上述活塞(24)在上述第一筒腔(14)中移动而引起的阻力影响。
3.按照权利要求2的呼吸装置，其中放置在第二筒腔(16)内的平衡块(28)还指示通过上述呼吸装置(10)的气流速度。
4.按照权利要求3的呼吸装置(10)，其中上述第一筒腔(14)和第二筒腔(16)与大气连通。
5.按照权利要求2的呼吸装置(10)，其中上述通道(22)做成能接受来自上述第一筒腔(14)的吸入空气的一小部分，来自大气的大部分吸入空气通过上述第二筒腔。
6.按照权利要求1的呼吸装置(10)，其中上述呼吸管(36)包括在管长的主要部分上的手风琴形的筒壁(44)，上述手风琴形的筒壁(44)可以收缩以减小上述管(36)的整个长度，也可以伸展以增大上述管(36)的整个长度。
7.按照权利要求6的呼吸装置(10)，其中上述呼吸管(36)具有完全伸展的长度和完全收缩的长度，上述完全伸展的长度至少是完全收缩的长度的三倍。
8.按照权利要求7的呼吸装置(10)，其中上述手风琴形的筒壁(44)可沿着上述呼吸管(36)的一个或多个位置弯曲成所需要的构形，其中在使用期间上述手风琴形的筒壁(44)将保持在上述所需要的构形。
9.按照权利要求8的呼吸装置(10)，其中上述呼吸管(36)还包括装在其一端上的接口管(40)。
全文摘要
一种用于测量人肺吸入空气的体积和流速的轻重量、小型的肺活量计(10)包括一对与呼吸管(36)连通的一对透明的筒腔(14,16)。呼吸管(36)包括特别适宜于将吸入空气分成两个固定的部分,一部分来自于第一腔(14),另一部分来自于第二腔(16)。呼吸管(36)的长度可缩短到大约等于肺活量计(10)的高度并放在把手(20)附近与肺活量计包装在一起。使用时,呼吸管(36)可伸展到它收缩长度的三倍。呼吸管(36)的优选的手风琴形的设计可由用户调节到任何合适的构形。
文档编号A61B5/08GK1248154SQ98802728
公开日2000年3月22日 申请日期1998年2月19日 优先权日1997年2月20日
发明者道格拉斯·L·斯腾斯洛肯, 约翰·库斯亚克 申请人:舍伍德服务股份公司