[实用新型]一种用于气管切开患者的咳嗽锻炼装置

说明书

本实用新型公开了一种用于气管切开患者的咳嗽锻炼装置，其包括内腔作为气路的主体管道、用于测量气流流速的传感系统和用于调节气路横截面积的气流调节系统，该装置起到类似人体声带的作用，有助于气管切开患者进行咳嗽锻炼和呼吸功能康复。

技术领域

本实用新型属于医疗器械领域，具体涉及一种用于气管切开患者的咳嗽锻炼装置。

背景技术

气管切开术是临床常使用一种手术方式，方法是切开颈段气管，然后置入金属或硅胶气管切开套管(以下简称气切套管)，主要用于解除患者上呼吸道梗阻(如喉源性呼吸困难)，或用于呼吸功能不全需要连接呼吸机辅助通气，或因下呼吸道分泌物潴留导致呼吸困难，需要进行长期气道清理的患者。大多数的危重患者由于意识及精神状态欠佳、以及气道自我保护功能减退，极易出现口腔分泌物或胃内容物的反流误吸，这些分泌物进入气道会引起肺部感染或急性呼吸窘迫综合征，危害极大。因此，此类病人临床上都使用带气囊的硅胶气切套管，气囊充气后可以隔绝气道和口腔，从而防止误吸的发生。这种气切套管的特点是所有气流都从气切套管口进出，而不经过声门。声带是人体重要的发声器官，也是完成咳嗽咳痰动作的重要结构。咳嗽时，声门关闭，呼吸肌收缩、肺内压升高，然后声门张开，肺内空气快速流出，将气道内痰液一起带出，起到清除呼吸道分泌物或其他异物的作用，是一种自我保护性的反射，也可以进行主动的咳嗽锻炼。气切患者因气体交换不经过声门，而气切套管的通气口径较大，无法形成快速气流因此无法有效完成咳嗽动作，气道分泌物也无法正常清除。大量气道分泌物堆积可能导致肺不张、肺部感染甚至呼吸衰竭，对于呼吸康复来说十分不利，对患者预后存在不良影响，同时会增加患者住院时间和医疗费用。目前尚没有辅助气切患者进行咳嗽锻炼的装置，临床上存在显著空白。

实用新型内容

为了解决上述问题，我们设计出一种用于气管切开患者的咳嗽锻炼装置，该设计起到类似人体声带的作用，可连接在气切套管上，通过感知呼气时的气流速度从而调整出气口大小，使患者顺利完成咳嗽、咳痰动作。具体而言，本实用新型包含如下技术方案。

一种用于气管切开患者的咳嗽锻炼装置，其包括内腔作为气路的主体管道、用于测量气流流速的传感系统和用于调节气路横截面积的气流调节系统，其中所述传感系统包括一端伸入主体管道内壁的传感器探头、与传感器探头相连的流速传感器、以及与流速传感器相连的信号处理单元；所述气流调节系统包括直径与主体管道内径相匹配、垂直于主体管道轴线设置并可相对于主体管道横截面旋转的挡片(该挡片用作出气口径控制阀)，设置在主体管道外壁上的驱动机构，用于连接驱动机构和挡片、并驱动挡片转动的连动轴，用于控制驱动机构工作的控制电机，该控制电机与信号处理单元相连接；所述主体管道整体呈圆筒形，一端为气切套管接口，另一端为出气口，位于气切套管接口与挡片之间的主体管道上设有氧气接口、单向活瓣和进气口。

在一种实施方式中，上述驱动机构为相互啮合的锥形齿轮。

上述流速传感器与信号处理单元可以通过信号传导线相连接。

上述信号处理单元与控制电机可以通过信号传导线相连接。

上述驱动机构与控制电机可以通过电机轴相结合。

上述信号处理单元通过呼气流速增加判断患者有咳嗽意图，通过呼气流速骤减判断患者咳嗽结束，进而指令控制电机工作。比如，呼气流速增加代表患者有咳嗽意图，信号处理单元通过流速传感器的同步感知后迅速通过挡片调整气路横截面积大小，使患者顺利完成咳嗽动作；咳嗽完成后，呼气流速骤减，挡片再次打开，可以顺畅呼吸。

单向活瓣能起到安全保护的功能，用于开启/闭合进气口，当主体管道的气切套管接口段(即吸气相)出现负压时打开，使空气可以从进气口迅速进入。

优选地，上述流速传感器、信号处理单元、控制电机设置在主体管道外壁上。