CN120458556A - 一种气道可调的阻塞装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗设备技术领域，公开了一种气道可调的阻塞装置，包括从上到下依次连接的呼气件、连接件和气道阻塞件，气道阻塞件包括进气部和出气部，进气部的上端与连接件的下端连接，进气部的下端与出气部的上端连接，出气部的中部设有调节结构，调节结构包括安装环，安装环的内壁设有安装槽，安装槽中转动安装有调节环以及若干的弧形叶片，弧形叶片相互重叠并在重叠中心处形成通孔，通过弧形叶片的分离来控制通孔的直径大小。本发明调节结构用于模拟呼气阻力，并且通过调节结构能够调节出气部中部的孔径大小来实现模拟不同范围的呼气阻力。

Description

一种气道可调的阻塞装置

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其是一种气道可调的阻塞装置。

背景技术

传统生理学教学实验肺通气功能检测中，用力肺活量(FVC)实验通常通过固定规格的气道阻塞器模拟不同气道阻力，但其存在以下缺陷：

1、阻塞器规格单一：现有设备多采用固定直径的阻塞器，无法灵活调节气道截面积，导致模拟的呼气阻力范围有限，难以精确匹配临床需求。

2、阻力调节不精准：现有技术缺乏动态阻力调节机制，仅通过更换不同直径的阻塞器实现阻力变化，操作繁琐且无法实时调整，影响检测效率。

3、测量精度不足：呼气阻力的计算依赖间接参数(如流量变化)，误差较大。

发明内容

为解决上述问题，本发明采用的技术方案为：

一种气道可调的阻塞装置，包括呼气件、连接件和气道阻塞件，所述呼气件、连接件和气道阻塞件均为中空管状并从上到下依次连接，其中，所述气道阻塞件，包括上部的进气部和下部的出气部，所述进气部的上端与所述连接件的下端连接，进气部的下端与所述出气部的上端连接，所述出气部的中部设有调节结构，所述调节结构包括安装环，所述安装环的内壁设有安装槽，所述安装槽中转动安装有调节环以及若干的弧形叶片，所述弧形叶片设有三条弧形边，其中一条弧形边沿弧形叶片的中心点内凹，剩余两条弧形边沿弧形叶片的中心点外凸，且若干的弧形叶片相互重叠并在其重叠中心处由内凹的弧形边形成通孔，外凸的弧形边与所述调节环的圆周外壁贴合，当调节环转动时，带动外凸的弧形边转动，通过弧形叶片的分离来控制通孔的直径大小。

进一步地，所述出气部的外壁正对调节环处设有用于转动调节环的拨片。

进一步地，所述出气部的外壁设有刻度，该刻度位于拨片的下方。

进一步地，所述连接件的中部通过连接管连接有压力换能器。

进一步地，所述出气部的下端连接有过滤器。

进一步地，所述过滤器连接有呼吸流量传感器。

本发明的有益效果：

1、呼气件、连接件和气道阻塞件均使用医用级聚碳酸酯(PC)材料制成，材料具有一定的回弹性，通过过盈配合的方式将各个部件连接，既保证了各个部件之间连接的稳定性，并且当需要更换其中某个部件时，直接手动将其抽取下来即可，更换方便快捷；

2、当向呼气件中吹气时，压力换能器的监测探头延伸到呼气件中部1-2mm既能够实时监测上游气压，还不会阻碍气流的正常流动，压力换能器，实时监测采集到上游气压后，通过差分放大电路处理后传输至数据采集模块，压力换能器通过屏蔽电缆连接至数据采集模块，降低交叉干扰，确保采样信号稳定性。

3、出气部的中部设有调节结构，使用者呼出的气流通过出气部流出，调节结构用于模拟呼气阻力，并且通过调节结构能够调节出气部中部的孔径大小来实现模拟不同范围的呼气阻力。

4、流量传感器与换能器均与数据采集模块连接，且数据采集模块与后端的处理模块连接，处理模块能够动态输出呼气阻力曲线，并同步显示压力-时间、流量-时间波形及阻力-时间曲线。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为呼吸件的结构示意图；

图3为气道阻塞件的结构示意图；

图4为气道阻塞件的爆炸视图；

图5为弧形叶片的俯视结构图；

图6为弧形叶片的仰视结构图；

图7为安装环的剖视图。

图中：1、呼气件；2、连接件；3、气道阻塞件；301、出气部；302、进气部；303、安装环；304、弧形叶片；305、调节环；306、安装槽；307、拨片；3071、拨块；3072、螺钉；3073、阻尼橡胶块；308、橡胶层；309、刻度；4、连接管；5、换能器；6、过滤器；7、呼吸流量传感器。

具体实施方式

为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

如图1-图7所示，一种气道可调的阻塞装置，包括呼气件1、连接件2和气道阻塞件3，所述呼气件1、连接件2和气道阻塞件3均为中空管状并从上到下依次连接，所述呼气件1、连接件2和气道阻塞件3均采用过盈配合卡紧的方式进行固定，即，所述呼气件1下端的直径略小于连接件2上端的直径，连接件2下端的直径略小于气道阻塞件3上端的直径，并且呼气件1、连接件2和气道阻塞件3均使用医用级聚碳酸酯(PC)材料制成，材料具有一定的回弹性，通过过盈配合的方式将各个部件连接，既保证了各个部件之间连接的稳定性，并且当需要更换其中某个部件时，直接手动将其抽取下来即可，更换方便快捷。

具体的，所述呼气件1的上端为扁平结构便于使用者更好地咬合呼气件1的上端，该扁平结构与人体口腔结构匹配，同时利用柔软的医用级聚碳酸酯(PC)材料，通过弹性变形紧密贴合嘴唇和牙齿，形成物理密封屏障，能有效阻止气体从咬合缝隙泄漏。此外，扁平结构更符合人体自然咬合习惯(如咀嚼肌的发力方向)，减少测试时因肌肉疲劳导致的咬合松动。

具体的，所述连接件2的中部通过连接管4连接有压力换能器5，连接件2为三通接口结构，包括上端接口、中部接口和下端接口，其中上端接口通过过盈配合的方式与呼气件1的下端连接，下端接口通过过盈配合的方式与气道阻塞件3的上端连接，中部接口通过连接管4与压力换能器5连接，并且压力换能器5的监测探头通过连接管4延伸到连接件2的中部。当向呼气件1中吹气时，压力换能器5的监测探头延伸到呼气件1中部1-2mm既能够实时监测上游气压，还不会阻碍气流的正常流动。在本发明中，压力换能器5，实时监测采集到上游气压后，通过差分放大电路处理后传输至数据采集模块，压力换能器5通过屏蔽电缆连接至数据采集模块，降低交叉干扰，确保采样信号稳定性。

具体的，所述气道阻塞件3，包括上部的进气部301和下部的出气部302，所述进气部301的上端与所述连接件2的下端通过过盈配合的方式连接，进气部301上端的直径略小于连接件2下端的直径；进气部302的下端与所述出气部301的上端通过过盈配合的方式连接，进气部302下端的直径略小于出气部301上端的直径；所述出气部301的中部设有调节结构，使用者呼出的气流通过出气部301流出，调节结构用于模拟呼气阻力，并且通过调节结构能够调节出气部301中部的孔径大小来实现模拟不同范围的呼气阻力。

具体的，所述调节结构包括安装环303，所述安装环303的内壁设有安装槽306，安装槽306为环形槽并与安装环同轴，所述安装槽306中转动安装有调节环305以及若干的弧形叶片304，所述调节环305与所述安装环303同轴。所述弧形叶片304设有三条弧形边，其中一条弧形边沿弧形叶片304的中心点内凹，剩余两条弧形边沿弧形叶片304的中心点外凸，且若干的弧形叶片304相互重叠并在其重叠中心处由内凹的弧形边形成通孔，外凸的弧形边与所述调节环305的圆周外壁贴合，当调节环305转动时，带动外凸的弧形边转动，通过弧形叶片304的分离来控制通孔的直径大小。

由于调节环305需要安装在安装槽306中，即，调节环305的外径大于安装环303的内径，因此为了方便调节环305的安装，所述安装环303为上下对扣的扣合结构，扣合时的贴合面与安装槽306高度方向的中点垂直切面为同一平面，扣合后可以通过螺栓连接的方式将安装环303的上下两部分固定。

如图7所示，所述安装槽306的横断面为横向设置的T形槽，该T形槽包括竖直槽以及横向槽，横向槽的长度方向指向安装环303的圆心方向，其中竖直槽用于安装调节环306，横向槽用于夹合在弧形叶片304的上下端面以保证弧形叶片304的稳定性。

在弧形叶片304的两条外凸的弧形边以及调节环305的内壁上设有橡胶层308，当弧形叶片304的外凸弧形边与调节环305的内壁贴合时，两个橡胶层308紧密贴合，橡胶层308与橡胶层308之间具有较大的摩擦系数，能够提供较大的摩擦力，保证弧形叶片304能够随着调节环305的转动一起转动，同时较大的摩擦力还能有效的避免弧形叶片304上下左右滑动，保证了弧形叶片304的稳定性。

具体的，所述出气部302的外壁正对调节环305处设有用于转动调节环305的拨片307，所述拨片307包括拨块3071、螺钉3072和阻尼橡胶块3073，所述拨块3071的中部开设有螺纹孔，该螺纹孔用于螺纹连接所述螺钉3072，所述阻尼橡胶块3073卡合在出气部302的外壁上，当螺钉3072螺纹连接在拨块3071的螺纹孔中时，螺钉3072的一端贯穿阻尼橡胶块3073并插入到调节环305中，与调节环305螺纹连接。此时，可以通过拨动拨块3071的方式来控制调节环305的转动，并且当调节环305转动完成后，由于阻尼橡胶块3073是卡合在出气部302的外壁中的，能够将拨块3071的位置固定，避免拨块3071移动。

具体的，所述出气部302的外壁设有刻度309，该刻度309位于拨片307的下方，如图3和图4所示，所述刻度309为4mm-16mm，其表示的是弧形叶片304形成的通孔的直径，也就是说，其气道的截面积的调整范围为12.56mm²至200.96mm²，可以通过不同的截面积来模拟从轻度到重度气道狭窄的病理状态，并且通过拨动拨块3071的方式进行调整能够灵活的调节气道截面积，调节范围广，并且相较于传统的更换不同直径的阻塞器的方式，本发明不用进行拆卸安装，调节快速便捷。

具体的，所述出气部301的下端连接有过滤器6，所述过滤器6连接有呼吸流量传感器7。通过过滤器6能够过滤外部空气中的颗粒物，避免其对呼吸流量传感器7的干扰，需要注意的是，虽然过滤器6会增加0.3kPa以内的气道阻力，但通过呼吸流量传感器7的校准可消除系统性误差，保证数据的准确性。呼吸流量传感器7用于实时监测呼气流量。在本发明中，压力换能器5所采集的上游气压P1，结合下游的大气气压P0能够得到压力差ΔP，即：

ΔP＝P1-P0

再根据流量传感器7得到的呼气流量Q能够得到呼气阻力R：

R＝ΔP/Q

流量传感器7与换能器5均与数据采集模块连接，且数据采集模块与后端的处理模块连接，处理模块用于动态输出呼气阻力曲线，并同步显示压力-时间、流量-时间波形及阻力-时间曲线。

(1)除非另作定义，本公开实施例以及附图中，同一标号代表同一含义。

(2)本公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。

(3)为了清晰起见，在用于描述本公开的实施例的附图中，部件或区域被放大。可以理解，当一元件被称作位于另一元件“上”或“下”时，该元件可以“直接”位于另一元件“上”或“下”，或者可以存在中间元件。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种气道可调的阻塞装置，其特征在于：包括呼气件(1)、连接件(2)和气道阻塞件(3)，所述呼气件(1)、连接件(2)和气道阻塞件(3)均为中空管状并从上到下依次连接，其中，所述气道阻塞件(3)，包括上部的进气部(301)和下部的出气部(302)，所述进气部(301)的上端与所述连接件(2)的下端连接，进气部(302)的下端与所述出气部(301)的上端连接，所述出气部(301)的中部设有调节结构，所述调节结构包括安装环(303)，所述安装环(303)的内壁设有安装槽(306)，所述安装槽(306)中转动安装有调节环(305)以及若干的弧形叶片(304)，所述弧形叶片(304)设有三条弧形边，其中一条弧形边沿弧形叶片(304)的中心点内凹，剩余两条弧形边沿弧形叶片(304)的中心点外凸，且若干的弧形叶片(304)相互重叠并在其重叠中心处由内凹的弧形边形成通孔，外凸的弧形边与所述调节环(305)的圆周外壁贴合，当调节环(305)转动时，带动外凸的弧形边转动，通过弧形叶片(304)的分离来控制通孔的直径大小。

2.根据权利要求1所述的一种气道可调的阻塞装置，其特征在于：所述出气部(302)的外壁正对调节环(305)处设有用于转动调节环(305)的拨片(307)。

3.根据权利要求2所述的一种气道可调的阻塞装置，其特征在于：所述出气部(302)的外壁设有刻度(309)，该刻度(309)位于拨片(307)的下方。

4.根据权利要求3所述的一种气道可调的阻塞装置，其特征在于：所述连接件(2)的中部通过连接管(4)连接有压力换能器(5)。

5.根据权利要求4所述的一种气道可调的阻塞装置，其特征在于：所述出气部(301)的下端连接有过滤器(6)。

6.根据权利要求5所述的一种气道可调的阻塞装置，其特征在于：所述过滤器(6)连接有呼吸流量传感器(7)。