本發(fā)明屬于醫(yī)療用品技術領域，具體涉及一種深層潔肺裝置及其工作方法。

背景技術：

近些年，經(jīng)濟發(fā)展迅猛，尤其是發(fā)展中國家，通過對資源的過度利用來促進經(jīng)濟的快速發(fā)展，同時不可避免地造成了諸多的環(huán)境問題。中國的霧霾已經(jīng)嚴重到什么地步了呢，國內(nèi)一項研究證實，因為空氣污染，中國每年或將有35萬至40萬人“早死”。中國最大的500個城市中，只有不到1%的城市達到世界衛(wèi)生組織推薦的空氣質(zhì)量標準，與此同時，世界上污染最嚴重的10個城市有7個在中國。這種天氣對呼吸系統(tǒng)的損害最大，由于呼吸系統(tǒng)與外界環(huán)境接觸最頻繁，而且接觸面積較大，數(shù)百種大氣顆粒物能直接進入并黏附在人體上下呼吸道中，并且大部分會被人體吸入。霧霾天氣導致近地層紫外線減弱，容易使得空氣中病菌的活性增強，細顆粒物會“帶著”細菌、病毒來到呼吸系統(tǒng)的深處，造成感染。近年來，以煤炭為主的能源消耗大幅攀升，機動車保有量急劇增加，經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)氮氧化物（NO_x）和揮發(fā)性有機物（SO₂）排放量顯著增長，臭氧（O₃）和細顆粒物（PM2.5）污染加劇，灰霾現(xiàn)象頻繁發(fā)生，能見度降低，以至于很難呼吸到干凈的空氣。

復旦大學公共衛(wèi)生學院曾經(jīng)做過這樣的實驗：讓大鼠吸入PM2.5，通過150個小時的追蹤觀察，發(fā)現(xiàn)實驗對象的肺組織變硬，缺乏彈性，呈暗紅，色灰，并且有明顯可見的黑色顆粒物彌散，即所謂的“黑肺”，研究人員表示：PM2.5顆粒對肺的損傷一旦形成，治療的藥物成本和時間會大大增加，如果形成黑肺，幾乎無可逆轉。為此，各種清肺產(chǎn)品應運而生，比如清肺儀是早在20世紀90年代有發(fā)明，但由于價格昂貴，專業(yè)性強，過程痛苦，雖然對洗肺有顯著的效果，但不能普及，市售“肺笛”在使用過程中需要深呼吸外部的空氣，再吹出來，雖然可以通過排痰的方式清潔肺部，由于吸入的空氣因為也是污染的，深呼吸存在大量污染粒子進入肺部的可能性，肺部還是很難擺脫二次污染。

常用的空氣凈化技術有：吸附技術、負（正）離子技術、催化技術、光觸媒技術、超結構光礦化技術、HEPA高效過濾技術、靜電集塵技術等。凈化介質(zhì)技術主要有：光觸媒、活性炭、極炭心濾芯、合成纖維、HEAP高效材料、負離子發(fā)生器等?，F(xiàn)有的空氣凈化器多采為復合型，即同時采用了多種凈化技術和材料介質(zhì)。從空氣凈化器的工作原理來看，主要分為三種：被動式、主動式、主被動混合式。根據(jù)空氣凈化器針對空氣中顆粒物去除技術，主要有機械濾網(wǎng)式、靜電駐極濾網(wǎng)式、高壓靜電集塵、負離子和等離子體法等。

常用的被動吸附過濾式的凈化原理（濾網(wǎng)凈化類）比較有代表性的就是防塵口罩，這類口罩由過濾布、靜電棉(熔噴布)組成，由于熔噴布具有本身帶靜電的特點，可以吸附體積極小的微粒。

為此，本發(fā)明集合了空氣凈化器和除塵口罩的原理實現(xiàn)空氣凈化，采用了最佳的過濾組合，首先讓空氣通過過濾棉，過濾棉主要是過濾了空氣中PM2.5的微小物質(zhì)，再通過活性吸附空氣中的有機物，比如空氣中的氮氧化物（NOx）、揮發(fā)性有機物（SO₂）、臭氧（O₃），苯并芘等有害物質(zhì)，最后通過靜電除塵過濾膜，對微量的有害物質(zhì)進一步吸附截留，再通過濕化裝置潤實現(xiàn)吸入潤濕舒適的潔凈空氣；也可以直接收集無污染的來自森林里的氧含量大于21%的壓縮空氣做氣源，再通過吹動外部裝置振動引起肺部纖毛共振的原理，可以實現(xiàn)了肺部的深層清潔。

肺活量正常成年男性為3500ml，女性2500ml，壯年人的肺活量最大，幼年和老年人較小，在1000ml左右。健康狀況愈好的人肺活量愈大，所以通過外力增加機體的肺活量有利于人體健康。

理想的促進肺部痰液排出的裝置要具備肺部濕潤、增加肺活量以及借助外力使肺部適當振動使痰液的凝膠層變稀，促進纖毛運動最終實現(xiàn)將痰液排出的功效，市售的排痰儀有高頻振動排痰的、有負壓振動排痰的，也有通過吹起形成纖毛共振促進排痰的。

但是同時做到根據(jù)不同使用者的肺活量設定最佳的使肺部痰液變稀、纖毛振動加快的振動方式，同時給予濕潤的潔凈空氣、增加肺活量的儀器未見有報道。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開了一種深層潔肺裝置及其工作方法，能根據(jù)不同使用者的肺活量設定最佳的使肺部痰液變稀、纖毛振動加快的振動方式，同時給予肺部濕潤的潔凈空氣，增加肺活量，操作簡單，使用方便，在醫(yī)院或家庭都可以輕松使用，具有很好的社會和經(jīng)濟效益。

為實現(xiàn)上述潔肺效果，本發(fā)明的實施例提供了一種深層潔肺裝置，包括凈化氣體吸入裝置和呼氣振動裝置，所述呼氣振動裝置包括能與肺腔產(chǎn)生肺腔纖毛共振的中空的管柱內(nèi)的空氣振動發(fā)生裝置，所述管柱內(nèi)設有振動發(fā)生裝置的管柱的左端設有吹氣口，右端設有出氣口，所述出氣口處設有氣量調(diào)節(jié)閥。

其中，所述凈化氣體吸入裝置為自然空氣過濾洗滌裝置，其包括從下往上依次組裝的空氣入口管、針刺過濾棉、活性炭過濾層、靜電過濾棉、通氣管和口鼻罩。通過上述結構，自然空氣經(jīng)空氣入口管進入，首先讓空氣通過針刺過濾棉（主要是過濾了空氣中PM2.5等微小物質(zhì)），再通過活性炭過濾層吸附空氣中的有機物，最后通過靜電過濾膜，對微量的有害物質(zhì)進一步吸附截留，在通氣管上可以設置濕化裝置，通過濕化裝置將凈化氣體濕化后流入通氣管和口鼻罩，由潔肺者經(jīng)鼻部吸入。

上述的所述凈化氣體吸入裝置也可以為壓縮氣體釋放裝置，其包括從下往上依次組裝的壓縮氣瓶、減壓閥、洗氣罐、緩沖儲罐、輸氣管和鼻插管。所述壓縮氣瓶中的壓縮氣體優(yōu)選來源于茂密叢林中的富氧、富氫的優(yōu)質(zhì)空氣，通過空氣壓縮設備灌裝制成，氣體組成中的致病污染物SO₂、PM2.5、苯并芘的含量低于國標標準。所述壓縮氣體釋放裝置的工作方法為：打開減壓閥，將壓縮氣瓶內(nèi)的壓縮空氣緩慢釋放，經(jīng)洗氣罐加濕后緩沖進緩沖儲罐內(nèi)，打開輸氣管上的氣體釋放閥門，經(jīng)由鼻插管由鼻部吸入。

上述結構中的洗氣罐中可以添加用于肺病治療的各種化合物、治療肺部疾病的活性化合物，藥物隨著氣體吸入肺中，達到局部治療的目的。

促進祛痰的活性化合物，比如：氟化銨、碘化鉀、按葉油、安息香酊、溴己新、羧甲基氨胱氨酸、N-乙酰半胱氨酸、標桃金娘油等。

治療肺部疾病的活性化合物比如：

急性肺損傷，常用藥物有：姜黃素、莪術提取物、冬凌草甲素等；

肺部感染：茶樹油、地塞米松、丁卡胺那霉素、妥布霉素、克拉霉素、慶大霉素等；

肺部纖維化：前列腺素E2；

哮喘：薰衣草精油、沙丁胺醇堿、丙酸倍氯米松；

慢性阻塞性肺病：糖皮質(zhì)激素、沙美特羅昔萘酸酯、皮質(zhì)類固醇丙酸氟替卡松等；

肺癌：多柔比星、5-氮胞苷等；

肺動脈高壓：前列環(huán)素類似物曲羅尼爾等。

其中，所述呼氣振動裝置包括從左往右依次設置的吹氣口、管腔和管柱，所述振動發(fā)生裝置為設于管柱內(nèi)的簧片。通過上述結構，潔肺者自吹氣口向呼氣振動裝置內(nèi)吹氣，呼出的氣體經(jīng)由管腔進入管柱，吹動簧片，帶動管柱內(nèi)空氣產(chǎn)生振動波。

優(yōu)選的，所述振動發(fā)生裝置為設于管柱內(nèi)的活塞、聲阻擋片和聲波發(fā)生器中的一種或多種組合。

其中，所述活塞可以參考市售由活塞本體、活塞環(huán)和活塞銷組成的活塞，也可以是只有活塞體和活塞銷組成，也可以直接由含有多個氣孔纖維網(wǎng)狀結構的活塞本體組成，通過調(diào)整活塞的大小和氣孔，可以調(diào)節(jié)吹氣產(chǎn)生的聲波頻率，可以設計活塞的出氣通道產(chǎn)生1-20Hz低頻聲波、20-50Hz中頻聲波活塞以及50-200Hz高頻聲波的不同波段聲波，使用者可以根據(jù)自己的肺活量選擇合適的波段。

其中，所述氣量調(diào)節(jié)閥為有級調(diào)節(jié)閥，其出氣量為1.0L/次、2.0L/次、3.0L/次、4.0L/次、5.0L/次五個檔次。

當然，所述氣量調(diào)節(jié)閥也可以為無級調(diào)節(jié)閥，便于不同肺活量的人群使用。

上述的深層潔肺裝置還包括肺活量檢測裝置，其可以獨立設置，也可以與吹氣口可分離或固定連接。

上述深層潔肺裝置還包括檢測管柱內(nèi)空氣振幅的振幅檢測裝置，所述振幅檢測裝置包括振動傳感器、與振動傳感器電連接的振幅顯示器，可用于比較專業(yè)的醫(yī)療場合，通過振幅顯示器可觀察到管柱內(nèi)空氣產(chǎn)生共振的頻率，以準確地調(diào)整氣量調(diào)節(jié)閥的出氣量。

本發(fā)明實施例還提供一種深層潔肺裝置的工作方法，包括如下步驟：

（1）深吸一口凈化氣體吸入裝置釋放的凈化空氣；

（2）向呼氣振動裝置中緩慢吹氣，并持續(xù)發(fā)出同頻聲波，調(diào)節(jié)氣量調(diào)節(jié)閥的出氣量，使管柱內(nèi)的振動發(fā)生裝置在氣體吹動下帶動管柱內(nèi)的空氣振動，實現(xiàn)肺部纖毛在10-50Hz低頻聲波作用下持續(xù)運動，從而產(chǎn)生相應的肺腔纖毛共振，將停留在肺部深層的污染物通過纖毛振動排痰的方式排出體外，達到深層清潔肺腔的效果。

肺活量正常成年男性的肺活量為3500ml，女性的肺活量為2500ml，壯年人的肺活量最大，幼年和老年人較小，在1000ml左右。為此，本發(fā)明為了使用者能充分的將肺部的痰液排出，由使用者緩慢吹氣，持續(xù)發(fā)出聲波，吹動振動發(fā)生裝置帶動管柱內(nèi)空氣共振，實現(xiàn)肺部纖毛在10-30HZ的低頻聲波段內(nèi)運動，通過氣量調(diào)節(jié)閥和管柱的內(nèi)部結構設定了能產(chǎn)生持續(xù)的促進纖毛運動的低頻聲波的五個檔次的通氣量1.0L/次、2.0L/次、3.0L/次、4.0L/次、5.0L/次，來適應不同肺活量人群的需要，從而達到不同使用者排痰的最佳效果。

本發(fā)明的上述技術方案的有益效果為：本發(fā)明具備肺部濕潤、增加肺活量以及根據(jù)不同使用者的肺活量設定最佳的使肺部痰液凝膠層變稀纖毛振動加快的振動頻率，最終實現(xiàn)將痰液排出的裝置，具有非常現(xiàn)實的應用價值，以期為廣大消費者解除霧霾帶來肺部危害，同時為有肺部疾病的患者提供更為舒適的排痰設備。本發(fā)明產(chǎn)品操作簡單，使用方便，在醫(yī)院或家庭都可以輕松使用，以期達到很好的社會和經(jīng)濟效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中自然空氣過濾洗滌裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明中壓縮氣體釋放裝置的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明中第一種呼氣振動裝置的結構示意圖；

圖4為本發(fā)明中第二種呼氣振動裝置的結構示意圖；

圖5為本發(fā)明中第三種呼氣振動裝置的結構示意圖；

圖6為本發(fā)明中第一種深層潔肺裝置的結構示意圖；

圖7為本發(fā)明中第二種深層潔肺裝置的結構示意圖；

圖8為本發(fā)明中第三種深層潔肺裝置的結構示意圖；

圖9為本發(fā)明中第四深層潔肺裝置的結構示意圖；

圖10為本發(fā)明中第五深層潔肺裝置的結構示意圖。

附圖標記說明：

1、吹氣口；2、管腔；3、簧片；4、鼻插管；5、輸氣管；6、洗氣罐；7、壓縮氣瓶；9、活塞；10、緩沖儲罐； 11、出氣孔；12、減壓閥；13、加濕口；14、氣量調(diào)節(jié)閥；15、管柱；16、聲波發(fā)生器；18、出氣口； 20、聲阻擋片；21、掛耳固定帶；22、口鼻罩；23、靜電過濾棉；24、活性炭過濾層；25、針刺過濾棉；26、空氣入口管；27、通氣管；28、濕化裝置；29、加藥口。

具體實施方式如下：

為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。

一種深層潔肺裝置，包括凈化氣體吸入裝置和呼氣振動裝置，所述呼氣振動裝置包括能與肺腔產(chǎn)生肺腔纖毛振動的中空的管柱15，所述管柱15內(nèi)設有振動發(fā)生裝置，所述管柱15的左端設有吹氣口1，右端設有出氣口18，所述出氣口18處設有氣量調(diào)節(jié)閥14。

上述的氣量調(diào)節(jié)閥可以為有級調(diào)節(jié)閥，其出氣量為1.0L/次、2.0L/次、3.0L/次、4.0L/次、5.0L/次五個檔次，所述氣量調(diào)節(jié)閥也可以為無級調(diào)節(jié)閥。

所述凈化氣體吸入裝置一般選擇經(jīng)鼻氣體吸入裝置，所述呼氣振動裝置一般選擇經(jīng)口呼氣裝置。

所述凈化氣體吸入裝置可以為圖1所示的自然空氣過濾洗滌裝置，包括從下往上依次組裝的空氣入口管26、針刺過濾棉25、活性炭過濾層24、靜電過濾棉23、通氣管27和口鼻罩22，口鼻罩22上設有掛耳固定帶21。吸氣時，自然空氣經(jīng)空氣入口管26進入，按箭頭所指方向依次經(jīng)針刺過濾棉25（過濾PM2.5及其更大的塵埃）、活性炭過濾層24和靜電過濾棉23過濾后，流入通氣管27和口鼻罩22，也可以如圖6所示在通氣管27上設置濕化裝置28，凈化氣體通過濕化裝置28濕化后流入通氣管27和口鼻罩22，由潔肺者經(jīng)鼻部吸入，圖10的設計在圖6的基礎上增加了可以加入具備治療功效的活性化合物的加藥口29，適用于有肺部疾病的患者使用，也可以增加促進纖毛運動的具有肺保護的化合物，通過加藥口29霧化進入氣流腔內(nèi)，比如促進祛痰的活性化合物，比如：按葉油、安息香酊、羧甲基氨胱氨酸、N-乙酰半胱氨酸、標桃金娘油中的一種。

其中濕化裝置類似市售的加濕濕化器或者霧化濕化器，優(yōu)選濕化紙（棉）形成的折疊氣道，氣流通過時逐步潤濕層實現(xiàn)。

所述凈化氣體吸入裝置也可以為圖2所示的壓縮氣體釋放裝置，包括從下往上依次組裝的壓縮氣瓶7、減壓閥12、洗氣罐6、緩沖儲罐10、輸氣管5和鼻插管4，所述緩沖儲罐10上設有加濕口13。所述壓縮氣瓶7中的壓縮氣體優(yōu)選來源于茂密叢林中的富氧、富氫的優(yōu)質(zhì)空氣，通過空氣壓縮設備灌裝制成，氣體組成中的致病污染物SO₂、PM2.5、苯并芘的含量低于國標標準。吸氣時，打開減壓閥12，將壓縮氣瓶7內(nèi)的壓縮空氣緩慢釋放，經(jīng)洗氣罐6加濕后緩沖進緩沖儲罐10內(nèi)，打開輸氣管5上的氣體釋放閥門，經(jīng)由鼻插管4由鼻部吸入。減壓閥12的控制開關設定氣體釋放量為3L/分鐘、6L/分鐘、10L/分鐘、20L、30L五擋，也可以采用無極減壓閥，根據(jù)潔肺者吸氣需要自行調(diào)節(jié)。

所述呼氣振動裝置的結構可以如圖3所示，包括從左往右依次設置的吹氣口1、管腔2和管柱15，所述振動發(fā)生裝置為設于管柱15內(nèi)的簧片3，所述簧片3的前部設有簧片固定夾。呼氣時，向呼氣振動裝置中緩慢吹氣，并持續(xù)發(fā)出同頻聲波，調(diào)節(jié)氣量調(diào)節(jié)閥的出氣量，使管柱15內(nèi)的簧片3在氣體吹動下帶動管柱15內(nèi)的空氣振動，實現(xiàn)肺部纖毛在10-50Hz低頻聲波作用下持續(xù)運動，從而產(chǎn)生相應的肺腔纖毛共振，將停留在肺部深層的污染物通過纖毛振動排痰的方式排出體外，深層清潔肺腔。

當然，所述振動發(fā)生裝置也可以為設于管柱15內(nèi)的多孔氣阻的活塞9（見圖4）、聲阻擋片20（見圖4）和低頻的聲波發(fā)生器16（見圖5）中的一種或多種組合。

所述活塞9的出氣通道可以設計成能產(chǎn)生1-20Hz、20-50Hz以及50-200Hz高頻聲波。

上述的呼氣振動裝置在初次使用時一般需要潔肺者自我調(diào)試氣量調(diào)節(jié)閥的出氣量，自我感覺到管柱內(nèi)的空氣與肺腔間的肺腔纖毛共振，也可以借助肺活量檢測裝置和振幅檢測裝置。

本發(fā)明的深層潔肺裝置還可以包括肺活量檢測裝置（可選擇市面上常見的肺活量檢測裝置，圖中未示出），其可以獨立設置，也可以與吹氣口可分離或固定連接。

本發(fā)明的深層潔肺裝置還可以包括檢測管柱內(nèi)空氣振幅的振幅檢測裝置（可選擇市面上常見的便攜式振幅檢測裝置，圖中未示出），包括振動傳感器、與振動傳感器電連接的振幅顯示器，檢測時，振動傳感器設于管柱內(nèi)壁面，振動傳感器檢測到的管柱內(nèi)空氣的振幅傳輸?shù)秸穹@示器，以頻率-幅度曲線顯示出來。

本發(fā)明提供的一種深層潔肺裝置的工作方法包括如下步驟：

（1）深吸一口凈化氣體吸入裝置釋放的凈化空氣；

（2）向呼氣振動裝置中緩慢吹氣，并持續(xù)發(fā)出同頻聲波，調(diào)節(jié)氣量調(diào)節(jié)閥的出氣量，使管柱內(nèi)的振動發(fā)生裝置在氣體吹動下形成振動波，實現(xiàn)肺部纖毛在10-50Hz低頻聲波作用下持續(xù)運動，從而產(chǎn)生相應的肺腔纖毛共振，將停留在肺部深層的污染物通過纖毛振動排痰的方式排出體外，達到深層清潔肺腔的功效。

本發(fā)明可以將圖1所示的自然空氣過濾洗滌裝置和圖2所示的壓縮氣體釋放裝置中的任一種與圖3-5中的任一種呼氣振動裝置進行組合構成深層潔肺裝置，如圖7、8、9、10所示。

本發(fā)明中，呼氣振動裝置的出氣量優(yōu)選地是通過氣量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，也可以,在管柱15側壁上設置多個出氣孔11，通過出氣孔11敞開的數(shù)量進行調(diào)節(jié)，如圖9所示，每個出氣孔11在不使用時有蓋子密封，根據(jù)需要打開適合自己肺活量數(shù)量的出氣孔。

以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。