一种双水平呼吸机面罩及其使用方法

1.本发明涉及医疗装备领域，特别是涉及一种双水平呼吸机面罩及其使用方法。


背景技术：

2.阻塞性睡眠呼吸暂停综合征（osas）是一种由上气道阻塞引发的呼吸系统疾病。临床表现为睡眠过程中出现的气道阻塞而导致的反复性呼吸暂停，夜间长时间呼吸受阻将严重影响患者的睡眠质量，长期以往患者在白天会出现晕眩、乏力、嗜睡、注意力和记忆力下降等症状，严重者甚至会导致患者的猝死。
3.目前，阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的治疗主要分为手术治疗和物理治疗。物理治疗是指通过使用体外医疗器械，采用非侵入式的方式打开气道，其中佩戴家用睡眠呼吸机（持续正压通气）是目前阻塞性睡眠呼吸暂停综合征的主要疗法。市场上现有的呼吸机主要分为单水平定压、单水平变压、以及双水平变压三种。问题在于现有的双水平全自动呼吸机价格较高，往往是单水平呼吸机的2~3倍。


技术实现要素：

4.本发明主要解决的技术问题是提供一种双水平呼吸机面罩，能够在使用时自动调整罩内压力，降低使用人员的身体负担。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种双水平呼吸机面罩，所述双水平呼吸机面罩包括面罩本体，所述面罩本体上设置呼吸机接口、额撑，所述额撑上安装有头带，所述面罩本体上还安装有面罩气压自适应调整装置，所述面罩气压自适应调整装置包括面罩气压调整机构和动作控制机构；所述面罩气压调整机构包括绑带和绑带调节结构，所述动作控制机构与所述绑带调节结构电性连接，所述绑带共有两根对称的分布在所述口罩本体两侧，每个绑带的前端都连接一个绑带调节结构，使用时，所述两个绑带的后端能够在患者脑后连接在一起，所述动作控制机构包括动作控制模块、外部输入设备和数据采集模块，所述外部输入设备与所述动作控制模块通过蓝牙连接，所述数据采集模块与所述动作控制模块电性连接，所述外部输入设备能够将预设参数通过蓝牙输入到动作控制模块内，所述数据采集模块将采集到数据传输到动作控制模块中，所述动作控制模块根据采集到的数据，与预设参数比对后输出动作控制指令，控制所述绑带调节结构执行绑带收紧动作或者绑带放松动作。
6.在本发明一个较佳实施例中，所述绑带调节结构包括：绑带定向压条、驱动电机和电机定位座，所述绑带定向压条布设在所述面罩本体下方边缘，所述绑带延展的路线上，所述驱动电机为外转子电机，所述绑带端头穿过所述绑带定向压条后固定在所述外转子电机的外壳上，所述外转子电机的定子中轴的两端向外对称伸出，所述电机定位座上设置两个电机固定槽，所述中轴的两端端头分别伸入两个固定槽内，当所述外转子正转时，所述绑带收紧，当外转子反转时所述绑带放松。所述固定槽为内六角槽，所述定子端头安装有定子套，所述定子套为与所述内六角槽相匹配的外六角结构，所述定子套插入所述固定槽内。
7.在本发明一个较佳实施例中，所述动作控制模块安装在面罩本体内侧面，所述面罩本体内侧面设置专用的安装座，所述动作控制模块先封装在塑料壳内然后密封固定在所述安装座内。所述动作控制模块上还连接有蓝牙指示灯，当外部设备通过蓝牙与所述动作控制模块连接时，所述蓝牙指示灯自动点亮。
8.在本发明一个较佳实施例中，所述数据采集模块包括气流传感器、气压传感器、血氧传感器和温度传感器，上述多个传感器同时采集罩内气压数据、罩内温度数据、呼吸动作数据和血氧数据，并将上述数据即时传送给动作控制模块，与所述动作控制模块内预存的各项参数相比较，然后输出相应的动作指令。其中气流传感器设置在所述面罩本体内侧口鼻呼出位置上方，所述气压传感器共有两个，对称的布设在面罩本体对应口部区域的两侧，所述温度传感器的位置在所述面罩本体边缘位置，所述面罩本体上设置血氧传感器专用的收纳槽。
9.在本发明一个较佳实施例中，所述动作控制模块还包括报警子模块，所述报警子模块连接报警指示灯，当数据采集模块采集到异常信号时，所述动作控制模块向所述报警子模块发出报警指令，所述报警子模块通过蓝牙将警示信号通过蓝牙发送到外部设备的同时点亮内侧的报警指示灯。
10.在本发明一个较佳实施例中，所述动作控制机构还包括手动控制模块，所述手动控制模块包括手自切换电路、左右切换控制电路，所述手自切换电路包括手自切换控制按键灯，所述左右切换控制电路包括左右切换按键灯和放松控制键与收紧控制键，当通过按压点亮所述手自切换按键灯时，所述动作控制机构切换为手动控制模式，此时按压左右切换按键灯，可以切换控制两侧的绑带调节结构，然后根据需要按压放松控制键或收紧控制键就可以控制所述松紧调节机构执行放松或收紧动作。所述额撑的撑条安装在所述面罩本体外侧的中间位置，所述手自切换控制按键灯、左右切换按键灯和放松控制键与收紧控制键都安装在撑条上。
11.为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种双水平呼吸机面罩的控制方法，所述双水平呼吸机面罩的控制方法包括以下步骤：步骤s1，根据医嘱从外部设备向所述动作控制模块内输入气压控制参数或者通过手动控制模式根据自己的耐受情况自主确定可耐受的气压控制参数并由所述动作控制模块记录确认；步骤s2，佩戴好呼吸面罩，测试呼吸频率，动作控制模块将测试频率记录后根据预设公式确定呼吸数据控制值；步骤s3，启动自动控制模式，在此模式下，呼气时，气压传感器将采集的实时气压数据传输给动作控制模块，所述动作控制模块将气压数据与呼气时的气压控制参数比对，如果气压数据在相应的气压控制参数许可范围之内，保持所有动作不变，如果高于相应气压控制参数的范围，所述动作控制模块控制所述绑带调节结构放松绑带降低压力值；如果低于相应气压控制参数的范围，所述动作控制模块控制所述绑带调节结构收紧绑带提高压力值，反复调节至气压传感器采集到的气压数据落入气压控制参数的范围内停止气压动态调节动作；吸气时，气压传感器将实时气压数据传输给动作控制模块，所述动作控制模块将采集到的气压数据与吸气时的气压控制参数比对，如果在相应气压控制参数许可范围之
内，保持所有动作不变，如果高于相应气压控制参数的范围，所述动作控制模块控制所述绑带调节结构放松绑带降低压力值；如果低于相应气压控制参数的范围，所述动作控制模块控制所述绑带调节结构收紧绑带提高压力值，反复自动调节至气压传感器采集到的气压数据落入气压控制参数的范围内停止气压动态调节动作；步骤s4，所述动作控制模块将接收到实时数据通过蓝牙传输到外部设备，在外部设备上记录患者的生理状况；在步骤s3中，任何时刻，动作控制模块接收到的即时数据中出现血氧数据超标或者呼气数据中断等异常时，都要立刻激发报警子模块通过蓝牙向外部设备发出报警信号的同时点亮面罩本体内的报警灯。
12.在本发明一个较佳实施例中，所述步骤s1中过手动控制模式根据自己的耐受情况自主确定可耐受的气压控制参数的方法如下：首先，佩戴所述双水平呼吸机面罩后选择手动控制模式，然后在手动操作，控制所述绑带调节结构动作，调整绑带的松紧度到达患者感觉舒适的状态，此时气压传感器收集即时的呼气气压数据和吸气气压数据，并将上述两种气压数据上传到动作控制模块，所述动作控制模块根据两种气压数据确定患者的耐受压力参数范围。
13.本发明的有益效果是：本发明从价格较低的呼吸机面罩入手，根据患者呼吸时的特点，另辟蹊径，使用自动控制模块根据呼吸状况即时调整面罩与患者脸部的贴合度，也就是气场交换的空间体积，来实现呼吸压力的动态自适应，达到类似双水平变压式呼吸机的使用效果以满足阻塞性睡眠呼吸暂停综合症患者的需求，由于实现方式是从呼吸机面罩着手，对呼吸机本身要求较少，普通单水平呼吸机供气即可，显著降低患者治疗的设备成本，减少患者经济负担。
附图说明
14.图1是本发明一较佳实施例的外表面结构视图；图2是图1中视图位置a处结构局部放大图；图3是本发明双水平呼吸机面罩的电机固定槽的剖视图；图4是本发明一较佳实施例的内表面结构视图。
15.附图中各部件的标记如下：
16.面罩本体1、绑带2、外转子电机3、动作控制模块4、手动控制模块5、额撑101，头带102，收纳槽103，呼吸机接口104，安装座105，电机定位座106；定子套107；绑带定向压条108气流传感器401，气压传感器402，蓝牙指示灯403，血氧传感器404，温度传感器405；报警灯406；手自切换按键灯501，切换左右端指示灯502，放松控制键503，收紧控制键504。
具体实施方式
17.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
18.请参阅图1到图4，本发明实施例包括：
一种双水平呼吸机面罩，所述双水平呼吸机面罩包括面罩本体，所述面罩本体上安装有呼吸机接口104和额撑101，所述额撑101上设置有头带102，所述面罩本体1上还安装有面罩气压自适应调整装置，所述面罩气压自适应调整装置包括面罩气压调整机构和动作控制机构；所述面罩气压调整机构包括绑带2和绑带调节结构，所述动作控制机构与所述绑带调节结构电性连接，所述绑带2共有两根，对称的分布在所述口罩本体1两侧，所述绑带调节结构包括：绑带定向压条108、驱动电机和电机定位座106，所述绑带定向压条108布设在所述面罩本体1下方边缘，所述绑带2延展的路线上，能够防止绑带2在使用中受力后移动位置，改变罩内压力状态；所述驱动电机为外转子电机3，所述绑带2端头穿过所述绑带定向压条108后固定在所述外转子电机3的外壳上，所述外转子电机3的定子中轴的两端向外对称伸出，所述电机定位座106上设置两个电机固定槽，所述中轴的两端端头分别伸入两个固定槽内，所述固定槽为内六角槽，所述定子端头安装有定子套107，所述定子套107为与所述内六角槽相匹配的外六角结构，所述定子套107插入所述固定槽中，而且定子套107一般为塑胶材料，能够有效缓冲定子与固定槽之间的冲击力，当所述外转子电机3的转子正转时，所述绑带2收紧，当外转子电机3的转子反转时所述绑带2放松。
19.所述动作控制机构包括动作控制模块4、外部输入设备和数据采集模块，所述外部输入设备与所述动作控制模块4通过蓝牙连接，所述数据采集模块与所述动作控制模块4电性连接，所述外部输入设备能够将预设参数通过蓝牙输入到动作控制模块4内，所述数据采集模块能将将采集到数据即时传输到动作控制模块4中。
20.工作时，首先使用头带102将额撑103固定住，然后所述两个绑带2的后端在患者脑后连接在一起， 所述动作控制模块2根据数据采集模块采集到的数据与预设的参数比对的结果输出相应的动作控制指令，控制所述外转子电机3正转执行绑带收紧动作或者反转执行绑带放松动作。
21.所述动作控制模块4安装在面罩本体内侧面，所述面罩本体内侧面设置专用的安装座405，所述动作控制模块4为了防止呼吸中水分对动作控制模块4中的芯片性能的影响先封装在塑料壳内然后密封固定在所述安装座105内。所述动作控制模块4上还连接有蓝牙指示灯402，当外部设备通过蓝牙与所述动作控制模块4连接时，所述蓝牙指示灯403自动点亮。
22.数据采集模块包括气流传感器401、气压传感器402、血氧传感器404和温度传感器405，上述多个传感器同时采集罩内气压数据、罩内温度数据、呼吸动作数据和血氧数据，并将上述数据即时传送给动作控制模块4，与所述动作控制模块4内预存的各项参数相比较，然后输出相应的动作指令，控制所述外转子电机3执行相应动作。其中气流传感器401设置在所述面罩本体1内侧口鼻呼吸位置上方，所述气压传感器402共有两个，对称的布设在面罩本体1对应口部区域的两侧，所述温度传感器405的位置在所述面罩本体1边缘位置，所述面罩本体1上还设置有血氧传感器专用的收纳槽103，这样当面罩不用时可以将所述血氧传感器404放置在收纳槽103内，防止损坏。
23.所述动作控制模块4还包括报警子模块，所述报警子模块连接报警指示灯406，当数据采集模块采集到异常信号时，所述动作控制模块向所述报警子模块发出报警指令，所述报警子模块通过蓝牙将警示信号通过蓝牙发送到外部设备的同时点亮内侧的报警指示
灯406。这样同时提醒患者和看护人员及时查看。
24.所述动作控制机构还包括手动控制模块5，所述手动控制模块5包括手自切换电路、左右切换控制电路，所述手自切换电路包括手自切换控制按键灯501，所述左右切换控制电路包括左右切换按键灯502和放松控制键503与收紧控制键504，当通过按压点亮所述手自切换按键灯501时，所述动作控制机构切换为手动控制模式，此时按压左右切换按键灯502，可以切换控制两侧的绑带调节结构的外转子电机3，然后根据需要按压放松控制键503就能够控制所述外转子电机3反转，执行绑带2放松动作降低罩内气压或按压收紧控制键504就控制所述外转子电机正转，执行绑带2收紧动作，提高罩内气压。所述额撑101的撑条安装在所述面罩本体1外侧的中间位置，由于撑条一般由工程塑料制成，表面较硬，所以所述手自切换控制按键灯501、左右切换按键灯502和放松控制键503与收紧控制键504都安装在撑条上，方便按压操作。
25.所述双水平呼吸机面罩的控制方法，包括以下步骤：步骤s1，根据医嘱从外部设备向所述动作控制模块4内输入气压控制参数或者通过手动控制模式根据自己的耐受情况自主确定可耐受的气压控制参数并由所述动作控制模块4记录确认；步骤s2，佩戴好呼吸面罩，测试呼吸频率，动作控制模块4将测试频率记录后根据预设公式确定呼吸数据控制值；步骤s3，启动自动控制模式，在此模式下，当气流传感器401检测到呼气动作时，气压传感器402将采集的实时气压数据传输给动作控制模块4，所述动作控制模块4将气压数据与呼气时的气压控制参数比对，如果气压数据在相应的气压控制参数许可范围之内，保持所有动作不变，如果气压数据高于控制参数许可范围，所述动作控制模块4控制所述外转子电机3执行反转动作，放松绑带2，提高面罩本体1与患者面部的缝隙，降低罩内气压，反之，如果气压数据低于控制参数许可范围，则控制所述外转子电机3正转，收紧绑带2，减少面罩本体1与患者面部的缝隙，提高罩内气压，通过反复动态调节，至气压传感器402采集到的气压数据落入气压控制参数的范围内停止动态调节动作；当气流传感器401检测到吸气动作时，气压传感器402将实时气压数据传输给动作控制模块4，所述动作控制模块4将采集到的气压数据与吸气时的气压控制参数比对，如果在相应气压控制参数许可范围之内，保持所有动作不变，如果气压数据高于控制参数许可范围，所述动作控制模块4控制所述外转子电机3执行反转动作，放松绑带2，2提高面罩本体1与患者面部的缝隙，降低罩内气压，反之，如果气压数据低于控制参数许可范围，则控制所述外转子电机3正转，收紧绑带2，减少面罩本体与患者面部的缝隙，提高罩内气压，通过反复动态调节，至气压传感器402采集到的气压数据落入气压控制参数的范围内停止动态调节动作；步骤s4，所述动作控制模块4将接收到实时数据通过蓝牙传输到外部设备，在外部设备上记录患者的生理状况；最后，在所述双水平呼吸机面罩运行中，任何时刻，动作控制模块4发现接收的血氧数据超标或者呼气数据中断，都要立刻激发报警子模块通过蓝牙向外部设备发出报警信号的同时点亮面罩本体内的报警灯406。
26.其中，所述步骤s1中过手动控制模式根据自己的耐受情况自主确定可耐受的气压
控制参数的方法如下：首先，佩戴所述双水平呼吸机面罩后选择手动控制模式，然后再手动操作，控制所述外转子电机3动作，调整绑带2的松紧度到达患者感觉舒适的状态，此时气压传感器402收集即时的呼气气压数据和吸气气压数据，并将上述两种气压数据上传到动作控制模块4，所述动作控制模块根据两种气压数据确定患者的耐受压力参数范围。
27.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种双水平呼吸机面罩，所述双水平呼吸机面罩包括面罩本体，所述面罩本体上设置呼吸机接口、额撑，所述额撑上安装有头带，其特征在于，所述面罩本体上还安装有面罩气压自适应调整装置，所述面罩气压自适应调整装置包括面罩气压调整机构和动作控制机构；所述面罩气压调整机构包括绑带和绑带调节结构，所述动作控制机构与所述绑带调节结构电性连接，所述绑带共有两根对称的分布在所述口罩本体两侧，每个绑带的前端都连接一个绑带调节结构，使用时，所述两个绑带的后端能够在患者脑后连接在一起，所述动作控制机构包括动作控制模块、外部输入设备和数据采集模块，所述外部输入设备与所述动作控制模块通过蓝牙连接，所述数据采集模块与所述动作控制模块电性连接，所述外部输入设备能够将预设参数通过蓝牙输入到动作控制模块内，所述数据采集模块将采集到数据传输到动作控制模块中，所述动作控制模块根据采集到的数据，与预设参数比对后输出动作控制指令，控制所述绑带调节结构执行绑带收紧动作或者绑带放松动作。2.根据权力要求1所述的双水平呼吸机面罩，其特征在于，所述绑带调节结构包括：绑带定向压条、驱动电机和电机定位座，所述绑带定向压条布设在所述面罩本体下方边缘，所述绑带延展的路线上，所述驱动电机为外转子电机，所述绑带端头穿过所述绑带定向压条后固定在所述外转子电机的外壳上，所述外转子电机的定子中轴的两端向外对称伸出，所述电机定位座上设置两个电机固定槽，所述中轴的两端端头分别伸入两个固定槽内，当所述外转子正转时，所述绑带收紧，当外转子反转时所述绑带放松。3.根据权力要求2所述的双水平呼吸机面罩，其特征在于，所述固定槽为内六角槽，所述定子端头安装有定子套，所述定子套为与所述内六角槽相匹配的外六角结构，所述定子套插入所述固定槽内。4.根据权力要求1所述的双水平呼吸机面罩，其特征在于，所述动作控制模块安装在面罩本体内侧面，所述面罩本体内侧面设置专用的安装座，所述动作控制模块先封装在塑料壳内然后密封固定在所述安装座内，所述动作控制模块上还连接有蓝牙指示灯，当外部设备通过蓝牙与所述动作控制模块连接时，所述蓝牙指示灯自动点亮。5.根据权力要求1所述的双水平呼吸机面罩，其特征在于，所述数据采集模块包括气流传感器、气压传感器、血氧传感器和温度传感器，上述多个传感器同时采集罩内气压数据、罩内温度数据、呼吸动作数据和血氧数据，并将上述数据即时传送给动作控制模块，与所述动作控制模块内预存的各项参数相比较，然后输出相应的动作指令，其中气流传感器设置在所述面罩本体内侧口鼻呼出位置上方，所述气压传感器共有两个，对称的布设在面罩本体对应口部区域的两侧，所述温度传感器的位置在所述面罩本体边缘位置，所述面罩本体上设置血氧传感器专用的收纳槽。6.根据权力要求1所述的双水平呼吸机面罩，其特征在于，所述动作控制模块还包括报警子模块，所述报警子模块连接报警指示灯，当数据采集模块采集到异常信号时，所述动作控制模块向所述报警子模块发出报警指令，所述报警子模块通过蓝牙将警示信号通过蓝牙发送到外部设备的同时点亮内侧的报警指示灯。7.根据权力要求1所述的双水平呼吸机面罩，其特征在于，所述动作控制机构还包括手动控制模块，所述手动控制模块包括手自切换电路、左右切换控制电路，所述手自切换电路
包括手自切换控制按键灯，所述左右切换控制电路包括左右切换按键灯和放松控制键与收紧控制键，当通过按压点亮所述手自切换按键灯时，所述动作控制机构切换为手动控制模式，此时按压左右切换按键灯，可以切换控制两侧的绑带调节结构，然后根据需要按压放松控制键或收紧控制键就可以控制所述松紧调节机构执行放松或收紧动作。8.根据权力要求9所述的双水平呼吸机面罩，其特征在于，所述额撑的撑条安装在所述面罩本体外侧的中间位置，所述手自切换控制按键灯、左右切换按键灯和放松控制键与收紧控制键都安装在撑条上。9.一种基于权利要求1~8任意之一所述的双水平呼吸机面罩的控制方法，其特征在于，所述双水平呼吸机面罩的控制方法包括以下步骤：步骤s1，根据医嘱从外部设备向所述动作控制模块内输入气压控制参数或者通过手动控制模式根据自己的耐受情况自主确定可耐受的气压控制参数并由所述动作控制模块记录确认；步骤s2，佩戴好呼吸面罩，测试呼吸频率，动作控制模块将测试频率记录后根据预设公式确定呼吸数据控制值；步骤s3，启动自动控制模式，在此模式下，呼气时，气压传感器将采集的实时气压数据传输给动作控制模块，所述动作控制模块将气压数据与呼气时的气压控制参数比对，如果气压数据在相应的气压控制参数许可范围之内，保持所有动作不变，如果高于相应气压控制参数的范围，所述动作控制模块控制所述绑带调节结构放松绑带降低压力值；如果低于相应气压控制参数的范围，所述动作控制模块控制所述绑带调节结构收紧绑带提高压力值，反复调节至气压传感器采集到的气压数据落入气压控制参数的范围内停止气压动态调节动作；吸气时，气压传感器将实时气压数据传输给动作控制模块，所述动作控制模块将采集到的气压数据与吸气时的气压控制参数比对，如果在相应气压控制参数许可范围之内，保持所有动作不变，如果高于相应气压控制参数的范围，所述动作控制模块控制所述绑带调节结构放松绑带降低压力值；如果低于相应气压控制参数的范围，所述动作控制模块控制所述绑带调节结构收紧绑带提高压力值，反复自动调节至气压传感器采集到的气压数据落入气压控制参数的范围内停止气压动态调节动作；步骤s4，所述动作控制模块将接收到实时数据通过蓝牙传输到外部设备，在外部设备上记录患者的生理状况；在步骤s3中，任何时刻，动作控制模块接收到的即时数据中出现血氧数据超标或者呼气数据中断等异常时，都要立刻激发报警子模块通过蓝牙向外部设备发出报警信号的同时点亮面罩本体内的报警灯。10.根据权利要求9所述的双水平呼吸机面罩的控制方法，其特征在于，所述步骤s1中过手动控制模式根据自己的耐受情况自主确定可耐受的气压控制参数的方法如下：首先，佩戴所述双水平呼吸机面罩后选择手动控制模式，然后在手动操作，控制所述绑带调节结构动作，调整绑带的松紧度到达患者感觉舒适的状态，此时气压传感器收集即时的呼气气压数据和吸气气压数据，并将上述两种气压数据上传到动作控制模块，所述动作控制模块根据两种气压数据确定患者的耐受压力参数范围。

技术总结
本发明公开了一种双水平呼吸机面罩及其使用方法，所述面罩本体上还安装有面罩气压自适应调整装置，所述面罩气压自适应调整装置包括面罩气压调整机构和动作控制机构；所述面罩气压调整机构包括绑带和绑带调节结构，所述动作控制机构与所述绑带调节结构电性连接，所述绑带共有两根对称的分布在所述口罩本体两侧，每个绑带的前端都连接一个绑带调节结构，所述动作控制机构包括动作控制模块、外部输入设备和数据采集模块，所述外部输入设备与所述动作控制模块通过蓝牙连接，所述数据采集模块与所述动作控制模块电性连接。通过上述方式，本发明能够满足满足阻塞性睡眠呼吸暂停综合症患者的需求的同时显著降低设备成本，减少患者经济负担。济负担。济负担。


技术研发人员：张治国 韦卯宁
受保护的技术使用者：河海大学苏州研究院
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/22