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TWI779663B - 震盪式吐氣正壓裝置 - Google Patents

震盪式吐氣正壓裝置 Download PDF

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TWI779663B
TWI779663B TW110121639A TW110121639A TWI779663B TW I779663 B TWI779663 B TW I779663B TW 110121639 A TW110121639 A TW 110121639A TW 110121639 A TW110121639 A TW 110121639A TW I779663 B TWI779663 B TW I779663B
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TW
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counterweight
oscillating
pressure device
swinging
opening
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TW110121639A
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TW202300189A (zh
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陳俊宏
林玲玲
黃旻鮮
Original Assignee
岩成科技事業股份有限公司
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Publication date
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Priority to CN202210521133.8A priority patent/CN115475313A/zh
Priority to EP22177020.9A priority patent/EP4104885B1/en
Priority to JP2022091746A priority patent/JP2022191172A/ja
Priority to US17/835,670 priority patent/US20220395666A1/en
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Abstract

一種震盪式吐氣正壓裝置，包含一外殼、一頂蓋及一震盪機構。外殼包括一底壁及一由該底壁向上延伸的圍壁，該底壁形成有一開口並具有一圍繞該開口向下傾斜延伸的傾斜面。頂蓋連接該圍壁並與該底壁及該圍壁共同界定出一容置空間。震盪機構可樞轉地設置於該外殼且位於該容置空間，該震盪機構包括一擺動件、一設置於該擺動件一端的第一配重塊及一設置於該擺動件另一端的第二配重塊，該擺動件具有一擺動臂、一連接該擺動臂一端供該第一配重塊設置的第一擺動塊及一連接該擺動臂另一端供該第二配重塊設置且位於該開口處的第二擺動塊，該第二擺動塊可活動地封閉該開口。

Description

震盪式吐氣正壓裝置
本發明是有關於一種吐氣正壓裝置(Positive Expiratory Pressure,PEP)，特別是指一種震盪式吐氣正壓裝置(Oscillating Positive Expiratory Pressure, OPEP)。
近年來，隨著空氣汙染越來越嚴重，環境過敏原也明顯遽增，使得現代人極容易發生呼吸系統方面之問題，例如囊性纖維化(Cystic Fibrosis,CF)和慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)，導致肺和氣道中生成過多的分泌物。一般人透過咳嗽的動作應足以使分泌物鬆動，然後自呼吸道中排除該些分泌物；然而，對於前述患者而言，僅藉由咳嗽多半不足以清除阻塞。針對分泌物堆積的問題，現有治療除開立藥方外，亦會搭配OPEP治療，原理是透過呼氣過程中口部的呼氣壓力振盪，從而分開阻塞的呼吸道且使導致支氣管阻塞的分泌物鬆動，讓患者可以將較黏稠的分泌物咳出，達到氣管清潔且避免肺部阻塞的效果。
目前臨床常使用Acapella作為治療方式，其主要透過磁鐵來控制使用者呼氣的阻力，因內部機構複雜，體積較大，有不易清潔的問題。
鑒於現有中PEP存在的問題，因此，本發明之其中一目的，即在提供一種可藉由呼氣致動的震盪式吐氣正壓裝置。
於是，本發明震盪式吐氣正壓裝置包含一外殼，包括一底壁及一由該底壁向上延伸的圍壁，該底壁形成有一開口並具有一圍繞該開口向下傾斜延伸的傾斜面；一頂蓋，連接該圍壁並與該底壁及該圍壁共同界定出一容置空間；及一震盪機構，可樞轉地設置於該外殼且位於該容置空間，該震盪機構包括一擺動件、一設置於該擺動件一端的第一配重塊及一設置於該擺動件另一端的第二配重塊，該擺動件具有一擺動臂、一連接該擺動臂一端供該第一配重塊設置的第一擺動塊及一連接該擺動臂另一端供該第二配重塊設置且位於該開口處的第二擺動塊，該第二擺動塊可活動地封閉該開口。
在一些實施態樣中，該第二擺動塊呈圓錐狀且尖端朝向該開口。
在一些實施態樣中，該第二擺動塊的側表面在軸截面的夾角位於53度至73度之間，該第二擺動塊的側表面與該傾斜面之間的夾角位於10度至30度之間。
在一些實施態樣中，該第二擺動塊的側表面與該傾斜面之間的夾角位於16度至24度之間。
在一些實施態樣中，該擺動件的該第一擺動塊凹陷形成一供該第一配重塊容置的第一容置槽，該擺動件的該第二擺動塊凹陷形成一供該第二配重塊容置的第二容置槽，該震盪機構還包括一封閉該第一容置槽的第一蓋體及一封閉該第二容置槽的第二蓋體。
在一些實施態樣中，該第一擺動塊形成有多個抵接該第一配重塊且位於該第一容置槽的第一固持肋，該第二擺動塊形成有多個抵接該第二配重塊且位於該第二容置槽的第二固持肋。
在一些實施態樣中，該擺動件還包括兩個分別自該擺動臂向外凸伸的樞轉柱，該底壁形成兩個供該等樞接柱可樞設的樞接座。
在一些實施態樣中，該擺動臂是沿著一第一方向延伸，該第一配重塊的重心與該等樞轉柱在該第一方向上的間距與該第二配重塊的重心與該等樞轉柱在該第一方向上的間距比例為5：7。
在一些實施態樣中，該頂蓋形成有多個通氣孔，該等通氣孔佔蓋體面積50%以下。
在一些實施態樣中，該第一配重塊及該第二配重塊的密度皆大於2。
本發明至少具有以下功效：藉由該震盪機構的該第二擺動塊可活動地封閉該開口，當使用者呼氣使得該第二擺動塊抬升而讓該開口開啟時，位於該容置空間內的氣體藉由該傾斜面向下傾斜延伸的設計朝向該開口處前進，此時該第二擺動塊再往下封閉該開口，產生震盪之空氣壓力，可傳導至呼吸道使其擴張與收縮，且透過震盪機構的持續作動，藉此將附著於呼吸道的分泌物鬆動，便於使用者咳出。
參閱圖1與圖2，本發明震盪式吐氣正壓裝置之一實施例，其適用於協助一使用者讓附著於呼吸道內的分泌物鬆動進而咳出。該震盪式吐氣正壓裝置包含一外殼1、一頂蓋2及一震盪機構3。
參閱圖2至圖4，該外殼1包括一底壁11、一由該底壁11沿著一上下方向D3向上延伸的圍壁12及一連接該底壁11下方沿著該上下方向D3向下延伸的氣管13。該底壁11形成有一開口111並具有一圍繞該開口111的傾斜面112及兩個在該上下方向D3向上突起的樞接座113。該傾斜面112與該開口111大致呈漏斗狀，其在該上下方向D3的截面積是由上往下縮減。該等樞接座113是供該震盪機構3樞設。該頂蓋2連接該圍壁12並與該底壁11及該圍壁12共同界定出一容置空間S。該頂蓋2具有四個沿著一前後方向D1延伸且彼此間隔的通氣孔21。其中，該等通氣孔21鄰近於該開口111處，設計上該等通氣孔21佔蓋體面積50%以下為佳，且於本實施例中，其面積總和小於5平方公分，但不以此為限制，該等通氣孔21的數量及延伸方向也不以本實施例的態樣為限制。
該震盪機構3是可樞轉地設置於該外殼1且位於該容置空間S。該震盪機構3包括一擺動件31、一設置於該擺動件31一端的第一配重塊32、一設置於該擺動件31另一端的第二配重塊33、一設置於該第一配重塊32上方的第一蓋體34及一設置於該第二配重塊33上方的第二蓋體35。該擺動件31具有一沿著一前後方向D1延伸的擺動臂311、兩個分別自該擺動臂311在一左右方向D2上向外凸伸的樞轉柱312、一連接該擺動臂311一端供該第一配重塊32設置的第一擺動塊313及一連接該擺動臂311另一端供該第二配重塊33設置且位於該開口111處的第二擺動塊314。該第一擺動塊313大致呈圓柱狀，其凹陷形成一供該第一配重塊32容置的第一容置槽313a且具有四個分別抵接該第一配重塊32且位於該第一容置槽313a的第一固持肋313b。該第二擺動塊314大致呈圓錐狀，其凹陷形成一供該第二配重塊33容置的第二容置槽314a且具有四個分別抵接該第二配重塊33且位於該第二容置槽314a的第二固持肋314b。該第一蓋體34及該第二蓋體35分別封閉該第一容置槽313a及該第二容置槽314a。藉由該等第一固持肋313b及該等第二固持肋314b的設置能夠使該第一配重塊32及該第二配重塊33以緊配合的方式固定放置於該第一容置槽313a及該第二容置槽314a。
參閱圖4及圖5，該震盪機構3可相對於該外殼1在一封閉位置及一開啟位置之間樞轉移動。在該封閉位置時，該第二擺動塊314的側表面抵接該傾斜面112以封閉該開口111，如圖4所示。該震盪機構3可向上樞轉到達該開啟位置，在該開啟位置時，該第一擺動塊313向下樞轉抵接該底壁11，而該第二擺動塊314向上樞轉與該傾斜面112分離而開啟該開口111，如圖5所示。
其中，該第一配重塊32及該第二配重塊33選用密度皆大於2的材質製成，且經實測重量選擇較佳調整間距為1~4G，若欲使該震盪機構3形成較平穩的震盪效果，則該第一、二配重塊以同樣重量為佳。
再者，由於該第二擺動塊314的側表面在軸截面的夾角α對於氣體流向之康達效應(Coanda Effect)有所影響，因此配置上位於53度至73度之間較佳，經進一步實測亦可選擇58度至68度之間，藉此可得到更佳地操作表現。另一方面，由於該第二擺動塊314的側表面與該傾斜面112之間的夾角β亦會影響該震盪機構3的擺幅，故於配置時，選用位於10度至30度之間者較佳，更佳的是位於16度至24度之間。
流量與配重測試
前述較佳的選用關係可參考下表1，此處主要透過模擬普通成年人的呼氣流速從每分鐘5~30公升，並且可能維持8~18cmH 2O範圍內的靜態呼氣壓力，就此熟知此領域之技術人士而言，當呼氣壓力的變化(對應造成之振幅)在10~40Hz的頻率下，其產生5~20 cmH 2O的振盪可讓治療最為有效。其中，表1的A~D分別為本發明震盪式吐氣正壓裝置針對夾角β的不同設定條件，依序為16.75度、20度、23.3度與26.5度，而配重表示第一配重塊32及該第二配重塊33之重量選擇(單位：克)，Hz則為在各模擬不同使用者呼氣流量下的振盪頻率(秒/次)，在不同流量下，經由配重的選擇能得到不同的頻率，且可於配重增加時振盪頻率較小。又，表2為各模擬不同使用者呼氣流量下之振幅變化量(單位為cmH 2O)，由此可理解，經由配重的調整，當配重增加，能讓振幅有穩定增加的趨勢，藉此提升震盪效果。 表1
A B C D
Hz        配重 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
5LPM 10.8 11.0 11.0 10.4 10.4 11.0 10.2 9.2 10.0 9.3 9.0 9.3 10.6 11.2 11.5 11.8
10LPM 9.1 9.2 8.9 9.0 8.8 8.4 8.4 8.0 9.0 8.2 7.0 7.9 9.0 8.8 8.2 8.9
25LPM 15.0 13.7 12.0 11.3 14.1 12.7 11.2 9.4 14.4 11.7 10.7 10.2 13.4 12.1 8.8 10.7
30LPM 16.8 14.8 13.5 13.2 15.2 13.6 12.2 10.8 15.8 12.7 11.8 10.8 14.0 13.1 9.7 13.0
表2
A B C D
P-A      配重 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
5LPM 2.9 3.2 2.9 3.3 3.0 3.1 3.2 3.7 2.9 3.7 3.5 4.0 2.9 2.9 2.1 1.8
10LPM 5.2 6.0 6.7 7.0 5.3 5.8 6.0 7.5 5.3 6.2 6.9 7.3 5.3 6.0 6.3 6.1
25LPM 10.0 11.8 13.8 14.4 10.2 11.6 13.6 15.4 9.4 11.8 13.7 14.8 9.0 11.4 12.6 12.6
30LPM 9.9 12.8 15.4 15.0 10.6 13.0 15.0 17.4 10.0 13.0 14.6 16.8 10.6 12.2 16.0 13.2
值得一提的是，為使本發明震盪式吐氣正壓裝置整體體積縮小，因此，在配置上採用該第一配重塊32的重心、該等樞轉柱312及該第二配重塊33的重心在該前後方向D1上不共線之設計。此外，為進一步平衡第二擺動塊314的重量，減少該第一配重塊32及該第二配重塊33的補償，本發明於該第一配重塊32的重心與該等樞轉柱312在該前後方向D1上的間距與該第二配重塊33的重心與該等樞轉柱312在該前後方向D1上的間距比例為5：7，在本實施例中分別為10mm：14mm，但並不以此為限制。
本發明震盪式吐氣正壓裝置的操作流程如下：該外殼1的氣管13可連接一供使用者以口含住的呼吸管(圖未示)，當使用者每一次呼氣時，使用者所呼出的氣體便能經由該呼吸管及該氣管13而推動該第二擺動塊314向上移動，以驅動該震盪機構3由該封閉位置樞轉至該開啟位置。此時位於容置空間S內的氣體因傾斜面112與該第二擺動塊314皆呈截面積由上往下縮減的設計，進而產生康達效應(Coanda Effect)使氣體朝向該開口111處流動，此時該第二擺動塊314往下封閉該開口，產生震盪之空氣壓力，有助於鬆動呼吸道內(特別是肺部支氣管)的分泌物，便於使用者將分泌物咳出，而當使用者所呼出氣體的持續作動下，該震盪機構3便會在該封閉位置及該開啟位置之間往復移動震盪，於該操作時間中持續產生震盪。可以理解的是，由於先前已敘明震盪機構3的震盪頻率可藉由調整該第一配重塊32及該第二配重塊33的重量而改變，故當該第一配重塊32及該第二配重塊33的重量越大，該震盪機構3的震盪頻率有下降的趨勢。此外，該震盪機構3的震盪頻率還可藉由調整該第一配重塊32的重心與該等樞轉柱312在該前後方向D1上的間距與該第二配重塊33的重心與該等樞轉柱312在該前後方向D1上的間距而改變，端視震盪機構3欲提供的震盪頻率而定。
需要說明的是，因該第一蓋體34及該第二蓋體35於本發明中主要是為了覆蓋該第一配重塊32及該第二配重塊33表面，除避免震盪過程脫落外，進一步使表面平整化減少氣流紊亂，以及減少分泌物殘留問題，更易於清潔。此外，於本實施例中，該第一配重塊32及該第二配重塊33係由分別與該等第一固持肋313b及該等第二固持肋314b緊配合而分別固定地容置於該第一容置槽313a及該第二容置槽314a，若需減少材料使用並減少結構複雜度，該等第一固持肋313b及該等第二固持肋314b在其他實施例中也是可以減少數量或是省略的，只要將該第一容置槽313a及該第二容置槽314a分別設置成略小於該第一配重塊32及該第二配重塊33，同樣能夠使該第一配重塊32及該第二配重塊33以緊配合的方式分別固定地容置於該第一容置槽313a及該第二容置槽314a。
本發明震盪式吐氣正壓裝置還可與如台灣專利號I706797所揭露的一噴霧裝置搭配使用，該外殼1的氣管13同樣可連接一供使用者以口含住且連接該噴霧裝置的呼吸管(圖未示)，在該使用者呼吸的過程中，本發明震盪式吐氣正壓裝置同樣是於呼氣時作動，產生震盪，使呼吸道中分泌物便於咳出，而同時間部分吐氣則分流至該噴霧裝置驅使關閉給藥機制，且在於使用者吸氣時開啟該噴霧裝置之給藥機制，並暫停本發明震盪式吐氣正壓裝置之作動，藉此於一呼一吸之間反覆做動。
綜上所述，本發明震盪式吐氣正壓裝置藉由該震盪機構3的該第二擺動塊314可活動地封閉該開口111，當使用者呼氣使得該第二擺動塊314抬升而讓該開口111開啟時，位於該容置空間S內的氣體藉由該傾斜面112與該第二擺動塊314向下傾斜延伸的設計，朝向該開口處前進，帶動該第二擺動塊314往下封閉該開口111，產生震盪之空氣壓力，可傳導至呼吸道使其擴張與收縮，且透過震盪機構3的持續作動，藉此將附著於呼吸道的分泌物鬆動，便於使用者將分泌物咳出，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
1:外殼 11:底壁 111:開口 112:傾斜面 113:樞接座 12:圍壁 13:氣管 2:頂蓋 21:通氣孔 3:震盪機構 31:擺動件 311:擺動臂 312:樞轉柱 313:第一擺動塊 313a:第一容置槽 313b:第一固持肋 314:第二擺動塊 314a:第二容置槽 314b:第二固持肋 32:第一配重塊 33:第二配重塊 34:第一蓋體 35:第二蓋體 α:夾角 β:夾角 D1:前後方向 D2:左右方向 D3:上下方向 S:容置空間
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明裝置的一實施例的一立體圖； 圖2是該實施例的一立體分解圖； 圖3是該實施例另一視角的一立體分解圖； 圖4是由圖1的割面線IV-IV得出的一剖視圖，說明一震盪機構在一封閉位置；及 圖5是類似於圖4的一剖視圖，說明該震盪機構在一開啟位置。
1:外殼
11:底壁
111:開口
112:傾斜面
12:圍壁
13:氣管
2:頂蓋
21:通氣孔
3:震盪機構
31:擺動件
311:擺動臂
312:樞轉柱
313:第一擺動塊
313b:第一固持肋
314:第二擺動塊
314b:第二固持肋
32:第一配重塊
33:第二配重塊
34:第一蓋體
35:第二蓋體
α:夾角
β:夾角
D1:前後方向
D3:上下方向
S:容置空間

Claims (10)

  1. 一種震盪式吐氣正壓裝置，包含： 一外殼，包括一底壁及一由該底壁向上延伸的圍壁，該底壁形成有一開口並具有一圍繞該開口向下傾斜延伸的傾斜面； 一頂蓋，連接該圍壁並與該底壁及該圍壁共同界定出一容置空間；及 一震盪機構，可樞轉地設置於該外殼且位於該容置空間，該震盪機構包括一擺動件、一設置於該擺動件一端的第一配重塊及一設置於該擺動件另一端的第二配重塊，該擺動件具有一擺動臂、一連接該擺動臂一端供該第一配重塊設置的第一擺動塊及一連接該擺動臂另一端供該第二配重塊設置且位於該開口處的第二擺動塊，該第二擺動塊可活動地封閉該開口。
  2. 如請求項1所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該第二擺動塊呈圓錐狀且尖端朝向該開口。
  3. 如請求項2所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該第二擺動塊的側表面在軸截面的夾角位於53度至73度之間，該第二擺動塊的側表面與該傾斜面之間的夾角位於10度至30度之間。
  4. 如請求項3所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該第二擺動塊的側表面與該傾斜面之間的夾角位於16度至24度之間。
  5. 如請求項1所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該擺動件的該第一擺動塊凹陷形成一供該第一配重塊容置的第一容置槽，該擺動件的該第二擺動塊凹陷形成一供該第二配重塊容置的第二容置槽，該震盪機構還包括一封閉該第一容置槽的第一蓋體及一封閉該第二容置槽的第二蓋體。
  6. 如請求項5所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該第一擺動塊形成有多個抵接該第一配重塊且位於該第一容置槽的第一固持肋，該第二擺動塊形成有多個抵接該第二配重塊且位於該第二容置槽的第二固持肋。
  7. 如請求項1所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該擺動件還包括兩個分別自該擺動臂向外凸伸的樞轉柱，該底壁形成兩個供該等樞接柱可樞設的樞接座。
  8. 如請求項7所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該擺動臂是沿著一前後方向延伸，該第一配重塊的重心與該等樞轉柱在該前後方向上的間距與該第二配重塊的重心與該等樞轉柱在該前後方向上的間距比例為5：7。
  9. 如請求項1所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該頂蓋形成有多個通氣孔，該等通氣孔佔蓋體面積50%以下。
  10. 如請求項1所述的震盪式吐氣正壓裝置，其中，該第一配重塊及該第二配重塊的密度皆大於2。
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