發(fā)明的領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例涉及機械通風機領(lǐng)域，更具體地說，渉及輕便的和巡行的醫(yī)療通風機領(lǐng)域，它是模仿自然的呼吸過程的負壓通風機式的巡行醫(yī)療通風機。

相關(guān)應用的交互參考

本申請對2014年12月26日發(fā)明者在印度孟買的專利局提出的臨時專利申請4168/mum/2014號享有優(yōu)先權(quán)。

發(fā)明的背景

呼吸系統(tǒng)疾病在全世界都是主要的殺手，按照世界衛(wèi)生組織(who)一貫的說法，它屬于最主要的十大死亡原因之列。在發(fā)展中國家如印度問題更壞，呼吸系統(tǒng)疾病已成為第二個最大的殺手。在呼吸系統(tǒng)故障和損壞的情況下，通風機用于提供關(guān)健的拯救生命的呼吸支持。這些通風機不但用于呼吸系統(tǒng)疾病，而且用于其他醫(yī)學領(lǐng)域，例如減小呼吸作用和將病人的資源轉(zhuǎn)至其他關(guān)鍵的器官的后心臟的外科手術(shù)等。

然而，通常的通風機非常貴，通常費時和需要高度熟練的人員去操縱它們。因此，通風機支持的供應短缺，特別是在較貧窮的發(fā)展中國家，從而剝奪了許多人，特別是社會的較貧窮部分中的許多人在緊急醫(yī)療中接受關(guān)鍵的救命呼吸支持。

另外，一般通常的通風機為正壓力式，它強迫高于大氣壓力的空氣進入肺部。這些通風機會造成進一步的醫(yī)療復雜情況，甚至死亡，例如由于高壓造成的容積傷和氣壓傷，與由于這些裝置的侵入性和強力的本質(zhì)造成的感染和氣壓傷。事實上有稱為“通風機引起的肺部創(chuàng)傷”(vili)的醫(yī)療創(chuàng)傷的類別。

作為這些危險的“副作用”的結(jié)果，通常的正壓力的通風機特別不適用于新生的嬰兒，尤其是未成熟的嬰兒，他們時常需要開始的呼吸支持來生存。在早產(chǎn)的嬰兒中，這些裝置所使用的高壓造成支氣管肺的發(fā)育不良或新生兒的慢性肺病或認知減值，造成一生的嚴重失能。事實上，在體重小于1公斤的嬰兒中，它們被認為是“不經(jīng)濟有效”的，這樣，在珍貴的生命中許多東西都喪失了。

負壓通風機在先前的技術(shù)中也出現(xiàn)過，但事實上這些只是要開發(fā)的通風機的第一形式，并且它們只是1950年代的脊髓灰質(zhì)炎疫情過程中的救命的唯一形式。傳統(tǒng)的形式將整個身體包圍在一個罐中，并減小罐中的壓力，圍繞肺部造成負壓，使得空氣以大氣壓力溫柔地通過鼻孔進入肺部，以平衡壓力。這樣，它們模仿自然的呼吸過程，其時，呼吸肌肉的運動在肺中形成負壓，周圍的空氣通過鼻孔運動，以平衡壓力。

雖然，高度有效的負壓通風機仍有幾個缺點，例如，頸部密封可引起顱內(nèi)出血和頸部疼痛。當整個身體被包圍在罐中時，對病人的照顧也困難。另外，由于整個身體被封閉在負壓腔中，靜脈回流至心臟受阻。

包圍使用者的胸部和腹部的胸甲式負壓通風機是消除傳統(tǒng)的負壓通風機的以上缺點的一個改進，但這些仍有許多限制。為了與不同尺寸大小的使用者配合，該胸甲大而笨重，并且與大的真空泵的長而大的內(nèi)管連接，該真空泵產(chǎn)生在胸甲中需要的負壓。因為在該胸甲和必需抽真空的寬大的內(nèi)管內(nèi)有許多死的空間，并且還因為需要快速地產(chǎn)生所需要的負壓，因此該真空泵需要大。由于真空泵的這個大尺寸，該裝置消耗的能量高，噪聲非常大，很沉重和昂貴。因此，它不能用在較貧窮的地區(qū)和低的，不穩(wěn)定或沒有電力供應的地區(qū)，例如農(nóng)村。

另外，雖然是輕便式的，但由于與該大而重的真空泵連接的麻煩的寬大的內(nèi)管，胸甲式通風機是不可巡行的。

例如，受慢性呼吸系統(tǒng)疾病之苦例如哮喘或慢性支氣管炎(它們在全世界影響大量的兒童和成人)的人們，由于呼吸肌肉衰竭，在他們的日常生活中需要通風機支持。然而，由于所附管子和沉重的真空泵，他們不能自由地到處運動，從而嚴重限制他們的活動，生產(chǎn)率和生活質(zhì)量。

因此，在世界范圍內(nèi)強烈需要一種通風機裝置，它是巡行的，安全的，低成本，低功率以及容易使用的，同時具有傳統(tǒng)的通風機的所有先進的功能，如使用者的定制設定，安全警告，附加的傳感器，霧化，加濕等和以安全的方式向所有經(jīng)濟背景的人們提供挽救生命和增強生命的呼吸支持，而不破壞他們的日常生活。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例涉及低成本，低功率，輕便的和巡行的負壓呼吸裝置，它包括：封閉使用者的胸部和/或腹部的前部和側(cè)面部分的殼；附著在殼上的一個或多個真空腔；附著在殼上的一個或多個壓縮空氣腔；與所述一個或多個真空腔連接的真空產(chǎn)生源；與一個或多個壓縮空氣腔連接的壓縮空氣產(chǎn)生源；在該殼上的一個或多個孔，可允許封閉在殼和使用者的身體之間的空氣與該真空和壓縮空氣腔交換；在真空和壓縮空氣腔之間往復運動的閥；一個或多個傳感器和連接到該殼的一個或多個電子控制單元，以操作該閥和/或該真空和壓縮空氣產(chǎn)生源，和/或任何其他的所述裝置的電子元件；一個或多個電池和/或主機或外部能源的電氣連接，連接到電子控制單元，以給該裝置供電，一個密封該殼和使用者身體的柔軟舒服的密封機構(gòu)和固定該殼和使用者身體的殼固定機構(gòu)。

該裝置是非侵入性的，并可模仿自然的呼吸過程，不需要為了使用進行訓練。該裝置用背帶綁在使用者身上和可以遠距離進行設定，或者在一些實施例中可以默認模式起作用，根據(jù)所選擇的該殼的尺寸產(chǎn)生需要的呼吸韻律，速率和容量。

在使用者開始吸入時，或根據(jù)在電子控制單元中編程的預先確定的時間設定，該閥打開該真空腔，開始抽出在該殼和使用者身體之間的空氣，圍繞使用者的肺部產(chǎn)生負壓，開始和造成吸入。在吸入結(jié)束時，該閥關(guān)閉該真空腔并打開該壓縮空氣腔，開始在該殼和使用者身體之間充入空氣，開始和幫助呼氣。這樣，這個裝置可輔助呼吸循環(huán)的兩個階段。

該真空和壓縮空氣產(chǎn)生源分別預先抽空該真空腔和預先充滿該壓縮空氣腔，與一些實施例的快速作用閥一起，可允許超快速的開始呼吸的兩個循環(huán)。這可允許與使用者的呼吸努力很好的同步，大大減小使用者的兩個--吸入和呼氣—的過程。另外，由于是快速作用，該裝置還可減小圍繞肺部產(chǎn)生的需要的負壓，使得吸入時有希望量的空氣進入肺中。這產(chǎn)生舒緩的呼吸，因此是極其安全的。這還可減小該真空產(chǎn)生源的功率需求，因此可減小該裝置的尺寸和重量。

為了減小這個裝置的功率需求，本發(fā)明使用幾種方法。

第一，因為預先產(chǎn)生的真空和壓縮空氣儲存在附著在該裝置上的真空和壓縮空氣腔中，該裝置通過在該殼上的孔與它連通，因此可允許較小和較低的功率的真空產(chǎn)生和壓縮空氣產(chǎn)生源。因為真空和壓縮空氣是預先產(chǎn)生的，因此該真空和壓縮空氣產(chǎn)生源的負荷輕，為了瞬時達到在閥孔上的希望的真空和壓縮空氣，不需要很大的功率。與先前技術(shù)比較，這可使它們小得多和功率低得多。

第二，通過減小使用者身體和真空產(chǎn)生源之間的死空間可減小功率和尺寸。這可用兩個方法做到。在一些實施例中，通過從許多一定尺寸的殼中選擇能使使用者得到死空間最小的配合好的殼和/或通過使該殼稍具撓性，但仍在結(jié)構(gòu)上承受真空和壓縮空氣，可允許最小的死空間而做到這點。

另一方法是，不象先前的技術(shù)，沒有連接該殼到該真空產(chǎn)生源的寬的內(nèi)管，可進一步減小從該寬的內(nèi)管內(nèi)要抽空的死空間的量。這兩個方法可減小要抽空的空氣量，以在肺中產(chǎn)生希望的負壓，減小所需的真空和壓縮空氣產(chǎn)生源的尺寸和重量，從而，減小功率需要。

第三，一些實施例具有微秒級的超快作用的閥。這可使為了在吸入時有希望的空氣容量進入使用者肺部中，真空泵需要產(chǎn)生較小的負壓。這再次與所有使用毫秒級工作的閥的先前技術(shù)不同，所有的先前技術(shù)為了在吸入時有同樣的空氣量進入肺部需要較高功率

一些實施例的超快打開的閥和預先產(chǎn)生的真空的另一個優(yōu)點是在使用者帶有延髓麻痹(某些鼻子和上呼吸道的麻痹作用肌肉)的情況下，它們也可減小鼻塞的機會。在這種使用者中，如果需要時間來建立負壓，那比如果快速產(chǎn)生負壓需要多得多的負壓。在較高負壓時，在這種使用者中的上呼吸道有機會崩潰，封鎖進入肺部的氣流。在先前的技術(shù)中，所有的閥和泵都是毫秒級工作的，但通過具有預先儲存的真空和微秒級工作的閥，這個裝置產(chǎn)生的負壓非常低，并且這不會造成這種使用者的鼻音通道崩潰，使它在這種使用者中也可適用。

所有上述可使功率較低，這樣在本發(fā)明中可用小的泵，允許將真空和壓縮空氣源安裝在該殼上，與先前技術(shù)不同，可使該裝置巡行。這個特點還可使在將使用者用擔架和當?shù)亟煌◤倪b遠地區(qū)運送到醫(yī)院過程中使用這個裝置。較小尺寸的真空泵和壓縮機需要功率小，還可減小該裝置的成本。

另外，這個裝置的殼不麻煩。與先前技術(shù)不同，它重量輕和尺寸小，并且在一些實施例中可在固定好后自動開始，使它很容易使用。

這樣，本發(fā)明是低成本，重量輕，可巡行，輕便，安全和容易使用的。

某些實施例還規(guī)定使用由該裝置出氣，以可忽略不計的能量成本給病人提供溫暖的加濕和/或霧化的空氣。

這個發(fā)明的主要目的是提供一種安全，低成本，重量輕，低功率，不需任何熟練的操作者就可工作的呼吸裝置。

本發(fā)明的另一個目的是使該裝置巡行，可使使用者在用呼吸支持時仍可進行日常活動，和高質(zhì)量，生產(chǎn)生活。

本發(fā)明的另一個目的是使該通風機殼可經(jīng)濟地制成幾個尺寸，使得殼能舒服地與使用者配合，每個使用者的死空間最小。

本發(fā)明的另一個目的是使該通風機殼重量輕和有撓性，但還能承受該殼和使用者身體之間的真空和壓縮空氣，使配合更好，更舒服和泄漏減小。

本發(fā)明的另一個目的是通過提供與使用者的呼吸努力瞬時同步來減小使用者的努力，這是利用傳感器和微秒級的快速作用閥達到的。

本發(fā)明的另一個目的是使該裝置與使用者的身體密封良好，同時防止泄漏。

本發(fā)明的另一個目的是用最少的強制呼吸使呼吸裝置自動開始，以防止由于失去關(guān)鍵的幾分鐘來設定該裝置造成生命的意外喪失，并具有可在開始最初的幾個關(guān)鍵護理步驟后，以后為使用者定制的能力。

本發(fā)明的另一個目的是使該裝置對已有真空和壓縮空氣輸出的醫(yī)院或健康護理中心經(jīng)濟。

本發(fā)明的另一個目的是對臥床不起的使用者該裝置更輕，即使與外部真空和/或壓縮空氣產(chǎn)生源連接也需要低功率。

本發(fā)明的另一個目的是即使只用一個壓縮機也能產(chǎn)生真空和壓縮空氣。

本發(fā)明的另一個目的是用可忽略不計或沒有附加的能量成本，當需要時，能向使用者提供霧化的藥物和/或溫暖加濕的空氣。

本發(fā)明的另一個目的是能向帶有慢性呼吸疾病的人，以及帶有因壓力引起的病的人，特別是對運動員有用的可提供呼吸訓練的裝置。

本發(fā)明的另一個目的是能提供一種低成本，低功率，輕便，可巡行的重量輕的正壓通風機。

雖然本發(fā)明是利用使用幾個實施例和示圖來說明的，但技術(shù)人員知道本發(fā)明不是只限于所述的實施例和附圖，它不代表各種元件的范圍。另外，為了容易表示，可形成本發(fā)明的一部分的某些元件可能在一些圖中沒有示出，而這種省略不會限制所述的實施例。應當理解，附圖和詳細的說明不將本發(fā)明限制在具體的形式，相反，在所附權(quán)利要求確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，本發(fā)明覆蓋所有的改進，等價體和替代物。這里所用的標題只為了組織的目的，不限制說明的范圍或權(quán)利要求。如本申請所用的字“可以”用于允許的意思(即有潛力的意思)，而不是強制的意思。同樣，字“包括”表示包括，但不限制。另外，字“一”或“一個”表示“至少一個”，而字“多個”表示一個或更多，除非另有說明。

附圖說明

因此，可詳細理解說明本發(fā)明的以上特點的方法，以上簡要說明的本發(fā)明的更具體的說明可參考實施例，它們的一些在附圖中表示。應當指出，附圖只表示本發(fā)明的典型的實施例，不會限制其范圍。

本發(fā)明的這些和其它特點與優(yōu)點參考下列的文章和圖將會清楚，圖中相同的參考數(shù)字表示相同的結(jié)構(gòu)。

圖1為固定在使用者身上的根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的呼吸裝置的外觀圖，

圖2表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的呼吸裝置組件的透視圖，

圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的呼吸裝置的外觀圖，其中，從真空泵呼出來的溫暖的空氣用于霧化藥物和/或加濕空氣和將它輸出至使用者的鼻孔。

發(fā)明的詳細說明

本發(fā)明所述的呼吸裝置模擬自然的呼吸過程。為了開始呼吸，可直接(如果通風機殼固定在胸部上)或間接(如果通風機及殼固定在腹部上，在這種情況下，腹部的擴張降低橫膈膜，間接導致肺中的負壓)在胸腔周圍產(chǎn)生負壓—導致空氣通過鼻孔進入肺中，以平衡壓力，這樣，引起靈感。當壓力被平衡時，現(xiàn)在該裝置通過在胸腔或腹部周圍的壓縮空氣中推，可幫助肺的自然彈性后退—幫助從肺排出空氣，這樣，輔助呼出。

圖1和2表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的呼吸裝置，該實施例是最好的模式或優(yōu)選的實施例。圖1表示殼10，它包圍使用者的腹部的前面和側(cè)面部分，密封12密封該殼10和防止在該殼和使用者身體之間的空氣泄漏。該殼用緊固件固定在使用者的身體上。固定在該殼10上的是組件14，它附著在該殼10上。如圖2詳細所示，該組件14包括該裝置的其它部分。組件14包括真空腔16和兩個壓縮空氣腔18，閥殼體20，為真空泵22的真空產(chǎn)生源和分別與真空腔16和壓縮空氣腔18連接的為壓縮機24的壓縮空氣產(chǎn)生源。位于閥殼體20內(nèi)的閥26與真空腔16和壓縮空氣腔18連通。閥殼體20通過孔28和30與殼10連通。安裝在殼10上的還有電子控制單元32，它帶有電氣連接34和電池36。在真空腔16，壓縮空氣腔18和殼10與使用者身體之間有壓力傳感器。壓力和/或流量調(diào)節(jié)器44，46分別位于真空泵22，真空腔16和壓縮機24與壓縮空氣腔18之間。該裝置可通過與電子控制單元32連接的有線和/或無線連接編程，該有線和無線連接在本實施例中分別為wifi模塊48和usb電纜50。在殼的一個或多個孔中放置一個或多個呼吸傳感器。

呼吸傳感器感知使用者的吸入的開始。通過快速作用閥26，這可導致真空腔16同步打開。真空腔16具有由真空泵22預先產(chǎn)生的真空，現(xiàn)在該殼10內(nèi)的空氣可通過殼10上的孔28進入真空腔16中。這瞬時可減小使用者腹部周圍的壓力，開始腹部擴張進入負壓區(qū)域。這導致橫膈膜收縮和肺的瞬時擴張，開始空氣通過鼻孔吸入到肺中。這模擬自然呼吸，其中，由呼吸肌肉造成的肺的擴張在肺中造成負壓，引起大氣空氣通過鼻孔進入肺部。由于閥26在幾微秒內(nèi)動作，還由于由真空泵22預先產(chǎn)生的真空儲存在真空腔16中，真空是瞬時產(chǎn)生的。這可減小使用者的呼吸努力，從而增加使用者的緩解，并且非常重要的是這可允許利用生病的使用者的能量資源進行其它的重要的身體功能。因此，這個裝置可被任何重病使用者，甚至不需要呼吸支持的人利用，以減小使用者的體力。

另外，閥26可根據(jù)在電子控制單元32上編程的預設時間打開真空腔16。

該真空腔16的尺寸可立即抽空全部潮汐量(每個呼吸吸入和排出的體積，該體積為7ml/kg體重)或可更小，而在其中產(chǎn)生的真空可用壓力和/或流量調(diào)節(jié)器44在1-2秒內(nèi)調(diào)節(jié)，使得在1-2秒期間或任何希望的時間抽空潮汐量。后一個模式是優(yōu)選的，因為它需要較小的腔和造成較平穩(wěn)的沒有急動的腹部和胸部的擴張。

在真空腔16內(nèi)的壓力傳感器和在使用者身體與殼10之間的壓力傳感器對真空泵22和調(diào)節(jié)壓力和/或控制流量的流量調(diào)節(jié)器44提供反饋控制，以保持在真空腔16中的適當真空，以有效地抽空在殼10和使用者身體之間的空氣，使得可抽空每次呼吸的潮汐量。

在另一個實施例中，真空泵22和壓縮機24可根據(jù)從傳感器來的反饋直接地由電機控制。

一旦抽空希望的潮汐量，就停止進一步在殼10和使用者身體之間的空氣的抽空，吸入可保持一段時間，然后閥26關(guān)閉真空腔16，同時打開壓縮空氣腔18。從壓縮空氣腔18來的空氣通過在殼10上的孔30進入殼10和使用者身體之間的間隙中。這個空氣主動地推腹部，幫助腹部自然收縮，這在由于肺的彈性彈簧回縮造成的呼出過程中發(fā)生。這對有慢性肺病如哮喘和慢性支氣管炎的人特別有幫助，因為他們的呼出完全有困難。在壓縮空氣腔18中的壓縮空氣量和壓力由壓力和/或流量調(diào)節(jié)器46根據(jù)從在使用者身體與殼10之間的壓力傳感器來的反饋和壓縮空氣腔18中的壓力傳感器調(diào)節(jié)。

所有的傳感器，調(diào)節(jié)器44，46，真空泵22和壓縮機24都由電子控制單元32控制，該單元協(xié)調(diào)所有元件的動作，以達到希望的壓力，流量，潮汐量，呼吸速率和呼吸節(jié)奏。這些設定中的一些可預先在該控制單元32上編程，而其它可以后在任何時間，通過與適當?shù)挠嬎阊b置或移動電話連接的wifi或usb電纜50編程。在其它實施例中，可通過適當?shù)挠芯€或無線的裝置和通過互聯(lián)網(wǎng)做同樣的事。這可達到輕很多和經(jīng)濟的裝置。在又一個實施例中，呼吸裝置可具有鍵盤和lcd，或觸摸屏或任何其它的與它連接的輸入和/或顯示裝置以直接給該裝置編程。

在其它實施例中，還可使用其它傳感器如溫度傳感器，氧飽和傳感器等，以進一步通過改變潮汐量，速率或節(jié)奏細調(diào)給予該使用者的該通風機支持。

從傳感器收集的使用者數(shù)據(jù)可儲存在該裝置上，或傳送至任何外部裝置。上述所有都由電池36供電，還可通過電氣連接34供電。電池36理想是一個或多個移動電話電池，它們?nèi)菀讚碛?，可充電和可更換。在所述實施例中，使用者可完全是移動的。當使用者為移動的時，可以重量輕的電池來運行，并當休息時通過電氣連接34給一個或多個電池充電。電氣連接34還可直接給該裝置供電。

在該殼10和使用者身體之間的軟密封12可防止空氣泄漏。在優(yōu)選實施施例中的所述密封12為開放的單元式軟泡沫，在它外側(cè)上有皮膚，可防止密封的空氣與大氣連通，同時允許空氣在該密封內(nèi)運動，使它成為非常柔軟和舒服的和還是牢靠的密封。

殼10可制成幾個尺寸和可定制。另外，該殼可稍有撓性，使完成的尺寸可進一步調(diào)整，這樣，該殼可緊密地與所有使用者的身體配合。這可使該殼和使用者腹部之間的死空間最小至大約1-2升，最好是大約1升。

在幾個實施例中，殼10和腔16，18可用薄壁制成，該薄壁可為有支承翅的雙壁或由窄的隔開的肋結(jié)構(gòu)支承的單一壁制成，以便比先前技術(shù)的普通厚的殼重量輕時強度更大，該厚殼需要承受產(chǎn)生的壓力和真空。這還可使該殼稍有撓性，允許更好更舒服的配合，死空間更小和泄漏減小。

殼10利用可調(diào)節(jié)的緊固件固定在使用者身體上。在優(yōu)選實施例中，在鎖緊緊固件后呼吸裝置可自動開始，這樣可立即啟動呼吸支持，這在許多情況下可拯救生命。在這種情況下，該呼吸裝置以默認的最小呼吸和對所述殼尺寸適合的潮汐量自動開始。然后，在使用者適合的時間設定該呼吸裝置。

正常的呼吸努力需要每人2.5瓦的能源消耗。最小的輕便的呼吸器的功率需要為50-100瓦。本發(fā)明允許小很多的真空泵22和壓縮機24，和小得多的功率需求，在5-20瓦范圍內(nèi)，最好是5-10瓦。這點可用幾個方法達到。

第一，分別使真空和壓縮空氣腔16，18附著到殼10上。它們的功能是預先產(chǎn)生足夠的真空和壓縮空氣，以便在打開閥26后分別瞬時地抽空和壓縮。通過使預先儲存的真空和壓縮空氣附著到殼10上，真空產(chǎn)生和壓縮空氣產(chǎn)生的效率大大改善，可使用低的功率，輕的重量和小尺寸的泵來快速提供希望的真空和壓縮，與先前技術(shù)比較，還可使真空和壓縮空氣源，真空泵22和壓縮機24分別安裝在殼10上。

快速作用閥26幫助快速產(chǎn)生真空，該閥還可減小真空泵22需要的功率，因為這個瞬時作用需要產(chǎn)生小得多的負壓，以使希望量的空氣吸入肺中。

另外，在該殼10和使用者身體之間和該殼10與真空泵22之間的死空間可大大減小。先前技術(shù)的呼吸裝置在使用者身體和該殼之間有很大的死空間，以適應各種尺寸的病人，并且在將該殼與真空泵連接的大的內(nèi)管中的死空間。它們的真空泵也大和沉重，以便能快速抽空這個大的死空間，產(chǎn)生希望的負壓，并且不能安裝在該殼上，這樣，使先前技術(shù)的裝置不可巡行。

而在本發(fā)明中，該殼10做成幾種尺寸，以適應不同的使用者，并且還做成稍有撓性和可調(diào)節(jié)，這樣，可將該殼和使用者腹部之間的死空間作成最小。另外，在真空泵22和殼10之間沒有寬的內(nèi)管需要抽空。這可減小真空泵22的功率需要，因為從這個死空間只需抽空較少的空氣，就可產(chǎn)生足夠的負壓使肺擴張，使真空泵22和壓縮機24的尺寸較小。

上述的整個呼吸裝置重量輕，理想情況下其重量小于1.5kg。

在本發(fā)明的另一個實施例中，真空和壓縮空氣產(chǎn)生源22和24對殼10分別為外部的，并用兩個小直徑管(<1cm)連接到該殼。該所述外部源可分別為外部真空和壓縮機泵或醫(yī)院管線的外部真空和壓縮空氣輸出。通過使該殼10和使用者身體之間的死空間小，和在殼10上有壓縮空氣腔與真空腔，與這些外部源連接的管直徑可小—小于1cm，理想為5mm,并且最好可承受60psi的壓縮空氣和75％的真空。使用這種對醫(yī)院管線為標準的高壓和真空還可使窄的內(nèi)管產(chǎn)生需要的壓力和真空，分別減小真空和壓縮空氣源之間、真空與壓縮空氣腔之間的死空間。這個實施例適合壓縮空氣和真空輸出已有的醫(yī)院，可減小該裝置的成本。在較小的看護家庭中可以特別安裝這種真空和壓縮空氣管線，使可用比單一個通常的呼吸機更便宜的成本，用這些呼吸裝置同時為許多使用者服務。這種外部源還可為臥床不起的使用者提供重量輕，較便宜，低功率需求的通風機支持。必需設定在管子上的壓力和/或流量調(diào)節(jié)器，以便分別在真空和壓縮空氣腔中得到希望的真空或壓力。另外，與用寬的內(nèi)管與真空泵連接的先前技術(shù)的裝置相反，這個實施例由于在真空和壓縮空氣腔中預先儲存的真空和壓縮空氣，仍可瞬時作用，并可用非常窄的內(nèi)管，小于1cm,理想是大約5mm的內(nèi)管工作。

在本發(fā)明的其它實施例中，壓縮機有兩個功能，將空氣壓縮進入壓縮空氣腔中和通過文丘里原則將真空腔抽空。

在本發(fā)明的其它實施例中，該組件14的一些或全部零件一起在與該殼10連接的分開的件上，可使這個分開的件用于不同尺寸的殼。提供大量的不同尺寸的殼可使身體尺寸不同的使用者容易得到最好在1-2升范圍內(nèi)的最小死空間的殼。醫(yī)院，學校，鐵路等必需儲存大量的裝置，這樣成本會高。在本發(fā)明中，該殼10重量輕和經(jīng)濟，因此可以是一次性的。因為作為該裝置的最大成本的組件14的一些或全部元件在單一個單元上，可以使用帶有一個或幾個這種單元的幾個殼，并且由于所有的殼不是在一個時間使用，因此成本大大降低。在有成長的小孩的情況下，這也有用，因為當他們成長時只需更換殼10。

該裝置的另一個應用為訓練使用者的呼吸肌肉。為了各種利益，這可在沒有呼吸疾病的個人中使用。利用這個裝置可對使用者的呼吸肌肉提供阻力訓練，這可通過適當給所述裝置編程，使呼吸數(shù)減小和呼吸節(jié)奏改善達到。該裝置不允許快速，有陰影，不規(guī)則的呼吸，這例如可通過對使用者的吸入努力加以阻力或幫助使用者進行深呼出來達到。經(jīng)受這種訓練的呼吸肌肉可類似臂或身體的其余部分的阻力訓練一樣進行訓練。

這種肌肉需要較小的能量進行呼吸，將重要的能源轉(zhuǎn)換至身體的其它區(qū)域，這對于運動員和有慢性呼吸系統(tǒng)疾病的病人極其重要。還發(fā)現(xiàn)，較慢，較深的呼吸是非常平靜的和在減小緊張中是有用的，并且在緊張引起的疾病如高血壓等中是非常有療效的。如古代sanskrit諺語所述“因為呼吸是生命，如果你呼吸好，你可在地球上活得長”。事實上，如dr.arthurc.guyton.md在“有關(guān)醫(yī)療生理的教科書”中所述，“所有慢性疼痛，折磨和疾病都是由在細胞水平上缺氧造成的”。

本發(fā)明對大量受到上述之苦的城市居民是非常重要的。作為輕便的，非侵入性的，容易使用的，安全和經(jīng)濟的，它是重要的促進健康和防病的裝置。

這個發(fā)明的實施例還可用于提供正壓通風。在一些時間，例如在胸椎或腹部或背外科手術(shù)過程中，不可能使用這個裝置的負壓模式。在這種和其它類似情況下，也可作為正壓裝置使用這個相同的裝置。壓縮空氣源24在壓縮空氣腔18中充滿壓縮空氣，和該快速作用閥26和壓力和/或流量調(diào)節(jié)器46將幫助以希望的正壓力把空氣泵入使用者肺中。在這種使用過程中，殼10不需要固定在使用者胸和/或腹部上，而可靠近使用者。

其它實施例使用需要的傳感器，可利用壓縮空氣腔18，快速作用閥26和壓縮空氣源24，控制電子裝置，鼻管和/或面具和/或頭盔和/或氣管等，對使用者提供正壓通風，消除真空腔16，真空產(chǎn)生源22和殼10。這個裝置可用任何適當?shù)姆椒ń壴诓∪松砩匣蚍胖玫每拷∪?。這個實施例還具有快速作用閥26和預先儲存的壓縮空氣的優(yōu)點，因此，需要較小的功率，與通常的正壓通風機比較，重量輕和經(jīng)濟。

圖3表示根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的呼吸裝置的外觀圖，其中，從真空排出口的溫暖空氣用來霧化藥物和/或加濕空氣和輸送至使用者鼻孔。許多需要呼吸支持的使用者經(jīng)常需要將藥物以霧化的形式輸送給他們。在一個實施例中，如圖3所示，從真空泵22來的溫暖的呼出空氣由管52直接輸送至使用者的鼻孔，如圖所示，或通過鼻面具或頭盔輸送至使用者鼻孔。在至鼻子的途中，管52變窄，同時在藥物和/或加濕器罐54上面通過。通過這個變窄部分的空氣，通過文丘里作用將液體藥物和/或水抽出，并與它混合—形成藥物和/或加濕空氣的細霧，該細霧通過管52運送至使用者的鼻孔。當需要時，這個可用管52上的調(diào)節(jié)器56調(diào)節(jié)。在其余時間，真空泵22通過輸出58呼出至大氣。

在上述說明中，說明了本發(fā)明的特殊實施例。然而，技術(shù)人員知道，在不偏離在各個實施例中和權(quán)利要求中所述的精神和范圍的條件下，可作各種改進和改變。相應地，該說明和圖只是說明性的，不是限制性的。所有這些改進都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。利益，優(yōu)點，問題的解決方法和引起任何利益，優(yōu)點或解決方法產(chǎn)生或變成主要的元素都不被認為是關(guān)鍵的，必要的或根本的特點或元素。