CN113117206A - 用于防治高原反应的吸入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于防治高原反应的吸入装置，包括鼓风机、第一流量控制器、二氧化碳气源、第二流量控制器、混合气流量计、混合气二氧化碳浓度显示器和开放式面罩，开放式面罩的近端设有气体输入口，开放式面罩的远端设有排气孔；鼓风机连接第一管道，二氧化碳气源连接第二管道，第一管道和第二管道相接形成混合气管道与气体输入口连接；第一流量控制器设于鼓风机或第一管道，第二管道设有二氧化碳流量计和第二流量控制器，混合气流量计和混合气二氧化碳浓度显示器均设置于混合气管道，开放式面罩设有用于检测人体呼气末二氧化碳浓度的传感器。本发明利用二氧化碳吸入代替传统的纯氧气吸入，可起到很好的防治高原反应，且可延长治疗时间。

Description

用于防治高原反应的吸入装置
技术领域
本发明涉及医疗设备技术，具体涉及一种用于防治高原反应的吸入装置。
背景技术
高原地区空气稀薄氧分压低。而且随海拔高度增高，氧分压不断下降。当人从低海拔地区进入高原地区时，由于急性缺氧常出现呼吸困难、头痛、呕吐、四肢无力、失眠、视力模糊、共济失调等高原反应,严重者可出现肺水肿、脑水肿,甚至死亡。高原反应主要发生于进入高原地区的初期，随着停留在高原时间的延长，身体逐渐适应高原缺氧，高原反应减轻，甚至消失。目前，治疗高原反应的常用方法有渐进适应法和氧疗。渐进适应法是让进入高原者先在相对低海拔的地方适应一段时间后，再逐渐增高，最终到达所需的海拔高度。由于高原反应主要原因是高原状态下缺氧，针对高原反应的最有效治疗方法就是氧疗。然而如果采用鼻导管，吸氧所需流量大，所供的氧气有效利用率差。在低气压下，如果用普通非密封医用氧疗面罩吸氧，所需氧流量大，即使提供高流量氧也不容易保持正常血氧饱和度。如果用密封面罩则要拉紧面罩头带，以防漏气，从而引起额外的不适，同时使用密封面罩后，所需气体均将来自高压气瓶，所需流量更大，而且用密封面罩后难于讲话，影响交流、进食、喝水。一个可随身携带的气瓶可能满足不了一小时的氧疗。
虽然渐进适应法对减轻或消除高原反应有价值。然而，一些特殊情况下例如一些旅游者因时间紧迫急需到达高原，或者救援人员，部队因执行任务急需进入高原，渐进适应法难于发挥作用。
发明内容
本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种用于防治高原反应的吸入装置。此用于防治高原反应的吸入装置，通过让初进高原者吸入适量且均匀混合的二氧化碳气体，提高人体每分通气量及血氧浓度，维持体内正常的二氧化碳浓度水平，达到防治高原反应的目的。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：本用于防治高原反应的吸入装置，包括鼓风机、第一流量控制器、二氧化碳气源、第二流量控制器、混合气流量计、混合气二氧化碳浓度显示器和开放式面罩，所述开放式面罩的近端设有气体输入口，所述开放式面罩的远端设有排气孔；所述鼓风机连接有第一管道，所述二氧化碳气源连接有第二管道，所述第一管道和第二管道均通过混合气管道与气体输入口连接；所述第一流量控制器设于鼓风机或第一管道，所述第二管道设有二氧化碳流量计和第二流量控制器，所述混合气流量计和混合气二氧化碳浓度显示器均设置于混合气管道，所述开放式面罩设有用于检测人体呼出气二氧化碳浓度的传感器。
优选的，所述二氧化碳气源为二氧化碳气瓶或二氧化碳发生器。
优选的，所述的用于防治高原反应的吸入装置还包括处理器，所述传感器、第一流量控制器、第二流量控制器均与处理器连接。
优选的，所述开放式面罩的近端设有一个或多个均匀分布的进气孔；当进气孔的数量为多个时，多个进气孔均通过导管与气体输入口连接。
优选的，所述开放式面罩的近端设有柔软材料制成的贴合部。
优选的，所述开放式面罩的内腔的容积为50～1000ml。
优选的，所述排气孔的数量为至少一个。
优选的，所述混合气管道中的二氧化碳的浓度为1％～5％。
优选的，所述传感器检测人体呼出二氧化碳的浓度大小保持在2.5％～5％。
本发明相对于现有技术具有如下的优点：
1、本用于防治高原反应的吸入装置主要由鼓风机、第一流量控制器、二氧化碳气源、第二流量控制器、混合气流量计、混合气二氧化碳浓度显示器和开放式面罩构成，此装置利用二氧化碳吸入代替传统的氧气吸入，可起到很好的防治高原反应；与传统的氧疗相比，吸入二氧化碳量小，可大大延长供气治疗时间。
2、本用于防治高原反应的吸入装置采用开放式面罩，在开放式面罩的远端(即远离使用者面部的一端)设有截面面积大的排气孔，让呼出的气体可快速排出，并使面罩内腔压力恒定为零(即开放式面罩内腔的压力与开放式面罩外面的大气压力相等)，同时通过混合气管道不停地输送二氧化碳混合气体到面罩达到“驱赶”并替换面罩内的呼出气，保证吸气时滞留在开放式面罩近端的气体始终为来自混合气管道的二氧化碳混合气，而不含有低氧的呼出气；另外，因开放式面罩的内腔的容积为50～1000ml的大容积，即使吸气流速大于送气流速，也因为呼气末开放式面罩腔内存留有来自混合气管道的二氧化碳混合气，可保证吸入的二氧化碳混合气浓度恒定，不含低氧的呼出气。
3、本用于防治高原反应的吸入装置采用开放式面罩，由于开放式面罩的近端(即与使用者脸面部贴近的一端)与脸面部贴合，在开放式面罩内压为零(即开放式面罩内腔的压力与开放式面罩外面的大气压力相等)时不漏气，开放式面罩的远端(即远离使用者面部的一端)有排气口，从开放式面罩近端输入的二氧化碳混合气供给使用者吸入，多余的二氧化碳混合气及呼出气从远端排气口排出，故受试者可讲话交流，并可以进食，喝水，减少传统面罩佩戴时的不舒适性。
4、本用于防治高原反应的吸入装置用便携式二氧化碳吸入装置代替易燃易爆的氧气吸入装置，可减少***的危险，提高了装置的安全性。
附图说明
图1是本发明的用于防治高原反应的吸入装置的固定二氧化碳浓度模式结构示意图。
图2是本发明的用于防治高原反应的吸入装置的自动调节二氧化碳浓度模式的结构示意图。
图3是本发明的用于防治高原反应的吸入装置的开放式面罩佩戴时的结构示意图。
其中，1为鼓风机，2为第一流量控制器，3为二氧化碳气源，4为第二流量控制器，5为混合气流量计，6为混合气二氧化碳浓度显示器，7为开放式面罩，8为气体输入口，9为排气孔，10为第一管道，11为第二管道，12混合气管道，13为二氧化碳流量计，14为呼出气二氧化碳传感器，15为处理器，16为进气孔，17为导管，18为贴合部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示的用于防治高原反应的吸入装置，包括鼓风机、第一流量控制器、二氧化碳气源、第二流量控制器、混合气流量计、混合气二氧化碳浓度显示器和开放式面罩，所述开放式面罩的近端设有气体输入口，所述开放式面罩的远端设有排气孔；所述鼓风机连接有第一管道，所述二氧化碳气源连接有第二管道，所述第一管道和第二管道均通过混合气管道与气体输入口连接；所述第一流量控制器设于鼓风机或第一管道，所述第二管道设有二氧化碳流量计和第二流量控制器，所述混合气流量计和混合气二氧化碳浓度显示器均设置于混合气管道，所述开放式面罩设有用于检测人体呼出气二氧化碳浓度的二氧化碳传感器。
具体的，鼓风机主要用于向开放式面罩输送空气，在实际工作中，也可以使用压缩空气作为空气源代替鼓风机。对于空气的流量通过第一流量控制器实现调节，此第一流量控制器可通过调节鼓风机的转速，也可用于调节第一管道内的空气流速来实现空气的流量调节。传感器主要是用于实时检测人体呼出的二氧化碳浓度；使用吸入装置时，开放式面罩佩戴于面部，通过吸入适当浓度的二氧化碳，令传感器所检测的人体呼出气二氧化碳浓度维持在3％～4％。
所述二氧化碳气源为二氧化碳气瓶或二氧化碳发生器。具体的，本实施例中的二氧化碳气瓶为高气压、高浓度的二氧化碳气瓶，其中瓶内的压力值大于一个大气压，浓度可为2％-100％。利用二氧化碳流量计及第二流量控制器控制进入混合气管道内的二氧化碳，从而保证混合气管道内及输送到面罩的混合气的二氧化碳浓度处于适当水平。
所述的用于防治高原反应的吸入装置还包括处理器，所述传感器、第一流量控制器、第二流量控制器均与处理器连接。此为自动调节二氧化碳浓度模式，在工作过程中，检测人体呼出气二氧化碳浓度的传感器用于检测使用者呼气末的二氧化碳浓度。当呼气末二氧化碳浓度低于3％时，此信号输送给处理器，处理器对第二流量控制发出控制指令，以调节进入混合气管道内空气和二氧化碳的比例，增加二氧化碳流量；当呼气末二氧化碳浓度大于4％时，此信号输送给处理器，处理器对第二流量控制发出控制指令，以调节进入混合气管道内空气和二氧化碳的比例，减低二氧化碳流量。此结构可实时调节混合气管道内的二氧化碳的浓度，从而保证使用者的呼气末二氧化碳浓度维持在2.5％～5％，而本实施例中此呼气末二氧化碳浓度优选维持在3％～4％之间。在工作过程中，还可省去处理器，即采用固定二氧化碳浓度模式，在一开始通过第一流量控制器和第二流量控制器调节进入混合气管道内的二氧化碳浓度，从而达到治疗效果。为减少设计成本，本实施例中的处理器、第一流量控制器和第二流量控制器均可直接自市场购买。
所述开放式面罩的近端设有多个均匀分布的进气孔，多个进气孔均通过导管与气体输入口连接。此结构可让混合气体均匀地送入开放式面罩内，使呼出气的排出更快，更完全，避免呼出气的滞留，以提高治疗效果。
所述开放式面罩的近端设有柔软材料制成的贴合部。此结构可提高开放式面罩佩戴时的舒适性，使开放式面罩内腔压力为零(即与面罩外面的大气压力相等)时，开放式面罩与脸面贴合不漏气。本实施例中柔软材料为硅胶材料。
所述开放式面罩的内腔的容积可随个体大小设置在50～1000ml。适当大小的容积，可以进一步保证开放式面罩的内腔存留有充分的来自混合气管道的气体，以备在深吸气情况下，当直接来自混合气管道的气体不能满足吸气量的条件下，作为吸入气的补充，从而保证在极端情况下例如用力吸气时，吸入的气体实质上仍然完全来自混合气管道的气体。
所述排气孔的数量为至少一个。具体的，在实际使用中，排气孔的数量可以一个，也可以为多个。当使用一个时，排气孔的口径大，以保证使用者呼出的气体顺畅地从开放式面罩排出，避免呼出的含氧量低的气体滞留在开放式面罩内，影响治疗效果。而当排气孔口径小时，则增加排气孔的数量，以确保呼出气体的顺利排出，并使开放式面罩内腔压力为零(即与面罩外面的大气压力相等)。如图1和图2所示，本实施例中排气孔的数量为1个，此排气孔的口径与开放式面罩的远端端面内径相等。
所述混合气管道中的二氧化碳浓度为1％～5％。混合气管道中二氧化碳采用适当的浓度以确保治疗效果。
采用上述的用于防治高原反应的吸入装置进行具体治疗如下所述：
一位长期在海平面生活的受试者，乘飞机进入拉萨，随即乘火车到海拔4500米的那曲，吸空气下的血氧饱和度为70％，心率122次/分，这时受试者需要乘车到海拔5200米的唐古拉山口并进行快步走路。受试者戴上本实施例的用于防治高原反应的吸入装置，如图3所示，并借助开放式面罩的扣环使开放式面罩的贴合部与脸面贴合，开动鼓风机使其产生恒定气流，并调节气流量到60升/分，即在第一管道内形成流量为60升/分的恒定空气气流；打开二氧化碳气瓶的减压阀，令适当流量的二氧化碳进入第二管道；则分别来自第一管道的空气和第二管道的二氧化碳进入混合气管道中形成均匀的混合气体。混合气管道上安装有混合气体流量计和混合气二氧化碳浓度显示器，以监测混合气管道及进入开放式面罩的实际二氧化碳浓度。在混合气管道内形成的混合气持续向开放式面罩供给二氧化碳混合气。
在海拔4500处于安静状态时，混合气体流量计显示流量为61.2升/分，混合气二氧化碳浓度显示器显示混合气中二氧化碳浓度为2％，传感器检测到使用者呼出气二氧化碳浓度为3.5％；同时监测到受试者的血氧饱和度91％，心率95次/分，病人无高原反应，到达海拔5200米的唐古拉山口时混合气二氧化碳浓度显示器显示混合气中二氧化碳浓度约为3％，传感器检测到使用者呼出气二氧化碳浓度为3.5％；同时监测到受试者的血氧饱和度90％，心率102次/分。受试者快速走时混合气管道的混合气体流量计显示流量为62.5升/分，混合气二氧化碳浓度显示器显示混合气中二氧化碳浓度约为3.5％，而传感器检测到呼出气二氧化碳浓度为3.5％，且受试者的血氧饱和度90％，病人感觉良好，没有恶心，呕吐头晕等高原反应症状，实现吸入气二氧化碳浓度的自动调节，维持体内正常的二氧化碳浓度。
上述的受试者使用用于防治高原反应的吸入装置时采用自动调节二氧化碳浓度模式；而当受试者在一个海拔高度变化不大的高原地区时，受试者可通过吸入固定二氧化碳浓度的气体进行治疗，具体如下：
一位长期在海平面生活的受试者，乘飞机进入海拔3900米西藏高原日喀则市，呼吸空气下的血氧饱和度为80％，心率102次/分。这时让受试者佩戴本发明吸入装置防治高原反应的，如图3所示，借助开放式面罩的扣环使开放式面罩的贴合部与脸面贴合，开动鼓风机使其产生恒定气流，并调节气流量到40升/分；打开二氧化碳气瓶的减压阀，令适当流量的二氧化碳进入第二管道；则分别自第一管道的空气和第二管道的二氧化碳进入混合气管道并形成均匀的混合气体。混合气管道上安装有混合气体流量计和混合气二氧化碳浓度显示器，以监测混合气管道内的二氧化碳的实际浓度。在混合气管道内形成的混合气持续向开放式面罩供气，维持恒定的吸入气二氧化碳。
当混合气体流量计显示流量为40升/分，调节第二流量控制器，使混合气二氧化碳浓度显示器显示二氧化碳浓度为3％，受试者血氧饱和度从原来的80％提高到93％，心率则从原来的102次/分变为88次/分，病人缺氧改善，无不适感觉。由于安静状态下所需的气量小于输送到开放式面罩的混合气的流速，这时受试者吸入的全部气体均为来自混合气管道的混合气，多余的混合气和呼出气经开放式面罩的排气口排出。
上述具体实施方式为本发明的优选实施例，并不能对本发明进行限定，其他的任何未背离本发明的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：包括鼓风机、第一流量控制器、二氧化碳气源、第二流量控制器、混合气流量计、混合气二氧化碳浓度显示器和开放式面罩，所述开放式面罩的近端设有气体输入口，所述开放式面罩的远端设有排气孔；所述鼓风机连接有第一管道，所述二氧化碳气源连接有第二管道，所述第一管道和第二管道均通过混合气管道与气体输入口连接；所述第一流量控制器设于鼓风机或第一管道，所述第二管道设有二氧化碳流量计和第二流量控制器，所述混合气流量计和混合气二氧化碳浓度显示器均设置于混合气管道，所述开放式面罩设有用于检测人体呼出气二氧化碳浓度的传感器。
2.根据权利要求1所述的用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：所述二氧化碳气源为二氧化碳气瓶或二氧化碳发生器。
3.根据权利要求1所述的用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：还包括处理器，所述检测人体呼出气二氧化碳浓度的传感器、第一流量控制器、第二流量控制器均与处理器连接。
4.根据权利要求1所述的用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：所述开放式面罩的近端设有一个或多个均匀分布的进气孔；当进气孔的数量为多个时，多个进气孔均通过导管与气体输入口连接。
5.根据权利要求1所述的用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：所述开放式面罩的近端设有柔软材料制成的贴合部。
6.根据权利要求1所述的用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：所述开放式面罩的内腔的容积为50～1000ml。
7.根据权利要求1所述的用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：所述排气孔的数量为至少一个。
8.根据权利要求1所述的用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：所述混合气管道中的二氧化碳的浓度为1％～5％。
9.根据权利要求1所述的用于防治高原反应的吸入装置，其特征在于：所述传感器检测人体呼出二氧化碳的浓度保持在2.5％～5％。
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