高頻胸壁振蕩排痰系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)

皇甫德俊，周曉東，姚文坡，張 玉，羊 元，陳興東

高頻胸壁振蕩排痰系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)

皇甫德俊，周曉東，姚文坡，張 玉，羊 元，陳興東

目的：設(shè)計(jì)一種輔助患者清除肺部難以排出的痰液的設(shè)備。方法：在單片機(jī)的控制下，主機(jī)部分的加壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生可調(diào)節(jié)的壓縮空氣，通過導(dǎo)氣連接管對患者的排痰背心進(jìn)行充氣，使排痰背心變得充盈且緊貼于患者的體表胸腔，隨后由主機(jī)部分的拍打電動機(jī)對密閉的壓縮空氣進(jìn)行拍打，使氣體震蕩，與之相連的充盈排痰背心也產(chǎn)生高頻振動。結(jié)果：該系統(tǒng)可有效排除患者體內(nèi)墜積痰液，且操作簡單，節(jié)省人力。結(jié)論：相比于傳統(tǒng)排痰方式，該系統(tǒng)更省時(shí)、省力，操作簡單，效果明顯，值得推廣。

高頻；胸壁振動；排痰

0 引言

呼吸道疾病是人類的常見病、多發(fā)病，危害人類健康。痰液的墜積會給機(jī)體帶來危害，并給呼吸道內(nèi)的病菌提供滋生的環(huán)境，導(dǎo)致炎癥惡化，進(jìn)而引發(fā)繼發(fā)感染，尤其長期臥床及ICU病房的患者，自身抵抗力下降，更需高度重視肺部護(hù)理。高頻胸壁振蕩[1-2]（high frequency of chest wall oscillation，HFCWO）排痰具有很長的臨床應(yīng)用史，非常有效，是各國改善呼吸道黏液清理功能的標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)學(xué)方法之一，包括人工叩背排痰及手持式振動機(jī)排痰。

人工叩背排痰治療[3]需要操作者協(xié)助，囑患者躺下（在規(guī)定的12種姿勢中變換），操作者采用正確的手法和力度，以一定的頻率對胸腔和背部進(jìn)行移動敲擊拍打，使整個(gè)肺部得到完全拍打治療。此過程需持續(xù)40～50 min，每天進(jìn)行1～4次，有時(shí)還要伴隨藥物吸入才能更好地使肺部黏液堆積物排出。這樣的治療會消耗操作者大量體力，隨著體力下降，拍打力度和頻率會大打折扣，造成施療效果不佳。同時(shí)，施療人員若不專業(yè)或不按要求實(shí)施治療，排痰就無法達(dá)到預(yù)期效果。并且施療人員在為患者實(shí)施治療時(shí)，極易感染空氣傳播性疾病，所以人工叩背排痰治療有著一定的局限性。

手持式機(jī)械振蕩排痰設(shè)備[4]于2003年前后在我國開始使用。此排痰設(shè)備是根據(jù)臨床人工叩背排痰物理治療原理開發(fā)出來的。治療時(shí)，選擇合適的振頭，調(diào)節(jié)合適的治療參數(shù)，將治療頭置于胸或背引流部位，對引流部位作振動治療?？梢灾委熞灰魈幒笠苿拥搅硪灰魈庍M(jìn)行治療。振頭定向治療力穿透性強(qiáng)，能通過人體表面產(chǎn)生特定方向周期變化的治療力，使呼吸道黏膜表面黏液和代謝物松弛、液化、脫落、聚集至大的氣道，再通過病患咳嗽或負(fù)壓吸痰被排出體外。這種設(shè)備雖然代替了傳統(tǒng)的人手拍打，但這兩者仍有以下共同缺陷：（1）治療全過程需要治療師操作，在醫(yī)院重癥病區(qū)要占用寶貴的人力，在家庭使用時(shí)患者也不能自己操作；（2）治療師的疲勞或經(jīng)驗(yàn)不足，都會使治療效果大打折扣；（3）增加了呼吸道病原體由患者到醫(yī)護(hù)人員傳播的機(jī)會[5-6]；（4）每次只能拍打按摩頭所在的一個(gè)部位，不能同時(shí)對全胸廓拍打，排痰效果不佳；（5）需要患者變換12種不同體位，以達(dá)到較好的效果，危重患者無法配合。

針對以上不足，采用HCFWO技術(shù)設(shè)計(jì)的全胸腔高頻脈沖排痰系統(tǒng)，能對患者的整個(gè)胸腔進(jìn)行更為全面和均勻的叩擊，解決了每次只能拍打一個(gè)部位，不能同時(shí)對全胸廓拍打的問題，且整個(gè)操作過程不需要患者過多的體位配合，治療中不需要醫(yī)護(hù)人員其他操作，減少了呼吸道病原體傳染機(jī)會。全胸腔高頻脈沖能在呼吸道內(nèi)形成明顯的高頻振動氣流，使得排痰效果大大提升，實(shí)現(xiàn)了真正意義上的減輕醫(yī)護(hù)人員護(hù)理負(fù)擔(dān)。全胸腔高頻脈沖排痰系統(tǒng)主要采用病員可穿戴的排痰背心取代以往的按摩頭，通過加壓風(fēng)機(jī)和拍打電動機(jī)的配合，集傳感器數(shù)據(jù)采集和單片機(jī)控制于一體，使排痰背心對病員胸壁產(chǎn)生共振拍打。該系統(tǒng)包括可充氣背心或束胸及與之通過導(dǎo)氣管相連的空氣脈沖主機(jī)。主機(jī)產(chǎn)生高頻脈沖氣流，并勻速形成往復(fù)氣流，通過氣囊背心使患者胸腔產(chǎn)生高速、輕微的深度全胸腔振動，促使肺部的黏液能輕松排出，保持呼吸道的通暢。

1 總體結(jié)構(gòu)和原理

本設(shè)計(jì)在單片機(jī)的控制下，首先由主機(jī)部分加壓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生穩(wěn)定的壓縮空氣，通過壓力連接管使患者排痰背心充盈且緊貼患者全胸腔。在主機(jī)拍打電動機(jī)的控制下使密閉的壓縮空氣產(chǎn)生高頻氣壓振動脈沖作用于患者排痰氣囊背心，使充盈的排痰背心產(chǎn)生共振，以此來模擬人為拍打。這樣通過反復(fù)、深度地拍打患者胸腔，使呼吸道黏稠分泌物產(chǎn)生共振、脫落、聚集，刺激患者咳嗽。該系統(tǒng)的主機(jī)端包括風(fēng)機(jī)加壓部分、拍打電動機(jī)部分、控制部分等，風(fēng)機(jī)加壓部分主要功能是產(chǎn)生正向壓縮空氣，通過連接的導(dǎo)氣軟管使包裹在患者胸腔前、側(cè)和后面的壓力氣囊背心保持充盈且維持一個(gè)合適的壓力；而拍打電動機(jī)部分則利用電動機(jī)往復(fù)旋轉(zhuǎn)帶動拍板對背心氣囊充盈的密閉空氣進(jìn)行拍打，使氣流振蕩，經(jīng)導(dǎo)氣軟管的連接輸出高頻振蕩氣流通往整個(gè)氣囊背心，以此來模擬人為的胸腔拍打，刺激胸壁，進(jìn)行排痰。控制部分主要的核心是單片機(jī)，本次設(shè)計(jì)選用穩(wěn)定高速的AVR單片機(jī)作為核心控制部件，同時(shí)依托壓力變送器的數(shù)據(jù)采集功能，能對全部系統(tǒng)進(jìn)行氣壓補(bǔ)給控制、壓力監(jiān)測、高低壓峰值監(jiān)測、風(fēng)機(jī)加壓控制、電動機(jī)拍打頻率控制、定時(shí)控制、參數(shù)輸入控制、顯示輸出控制和報(bào)警等操作。此系統(tǒng)由操作人員設(shè)定相應(yīng)運(yùn)行參數(shù)（包括工作時(shí)長、氣壓壓力、拍打頻率、拍打幅度）輸入，這樣可以針對不同體質(zhì)人員選擇合理的參數(shù)，使排痰效果達(dá)到最佳。同時(shí)，為了避免在傳導(dǎo)共振時(shí)的能量衰減，患者端背心采用符合人體工程學(xué)原理的復(fù)合材料進(jìn)行制作，這樣可以使物理治療能量最大效率地傳導(dǎo)，產(chǎn)生共振，使治療獲得最好的效果。具體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 高頻胸壁振動排痰系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 硬件部分

2.1 單片機(jī)

此次設(shè)計(jì)所用的單片機(jī)采用Atmel公司的AT－mega16單片機(jī)[7-8]，它是基于增強(qiáng)的AVR精簡指令計(jì)算機(jī)（reduced instruction set computer，RISC）結(jié)構(gòu)的低功耗8 bit金屬氧化物半導(dǎo)體 (complementary metal oxide semiconductor，CMOS）微控制器。它具有先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間，在數(shù)據(jù)吞吐率上高達(dá)1 MIPS/MHz。該單片機(jī)內(nèi)置模塊中有3個(gè)可預(yù)分頻設(shè)置的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中2個(gè)是分別獨(dú)立的8 bit定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，另1個(gè)是具有比較、輸入捕捉功能的16 bit定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；同時(shí)，片內(nèi)還具有4路脈寬調(diào)制（pulse-width modulation，PWM）通道及8路10 bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器（analog to digital converter，ADC）。因此，采用ATmega16單片機(jī)有著很強(qiáng)的優(yōu)勢，為本系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了靈活而低成本的解決方案，也方便今后對接口和功能的擴(kuò)展。具體處理器控制如圖2所示。

圖2 高頻胸壁振動排痰系統(tǒng)控制圖

2.2 壓力監(jiān)測部分

主要采用壓力變送器[9]作為壓力傳感器，其原理為當(dāng)被測介質(zhì)的壓力直接作用在傳感器的膜片（不銹鋼或陶瓷）上時(shí)，膜片會產(chǎn)生微小的形變，其上的高精度電路將這個(gè)微小的形變轉(zhuǎn)換成為與壓力成正比的線性電壓信號，然后由專用芯片將這個(gè)電壓信號轉(zhuǎn)換為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的4～20 mA電流信號或者1～5 V電壓信號。由于測量膜片采用標(biāo)準(zhǔn)化集成電路，內(nèi)部包含線性及溫度補(bǔ)償電路，所以可以做到高精度和高穩(wěn)定性；變送電路采用專用的兩線制芯片，可以保證輸出兩線制4～20 mA電流信號，方便現(xiàn)場接線。此次采用的壓力變送器為南京宏沐科技公司生產(chǎn)的HM10型高精度壓力傳感器，此傳感器穩(wěn)定性好，精度高，結(jié)構(gòu)小巧，同單片機(jī)連接方便。壓力變送器的輸出線同ATmega16單片機(jī)PA0腳直接連接，省去中間連接電路。

壓力變送器主要用來監(jiān)測整個(gè)壓力腔和背心內(nèi)的氣壓，同時(shí)也對背心對胸壁的拍打頻率和幅度是否與設(shè)置參數(shù)值一致作出監(jiān)測。若不一致則通過單片機(jī)處理器進(jìn)行偏離值運(yùn)算，輸出逼近值控制信號給相應(yīng)控制部件，做到系統(tǒng)的整體閉環(huán)運(yùn)行。

2.3 風(fēng)機(jī)加壓部分

風(fēng)機(jī)[10-11]加壓保持了整個(gè)系統(tǒng)和背心內(nèi)的氣壓，它以電子控制的方式調(diào)整氣壓，方便患者選擇使自己感到舒適的壓力。

氣壓的產(chǎn)生依靠風(fēng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行輸出連續(xù)的正向氣壓氣流，讓背心膨脹，使背心內(nèi)側(cè)緊貼胸壁，在保證振蕩波傳導(dǎo)的同時(shí)使肺泡產(chǎn)生最大共振。由于軟管及其他各種連接管可能會漏氣，患者治療時(shí)自身也在呼氣吸氣，且不同患者的肺活量也不同，因此進(jìn)入氣囊的氣流量必須作相應(yīng)改變。在壓力變送器的監(jiān)測下，通過ATmega16單片機(jī)的處理運(yùn)算輸出一個(gè)氣壓補(bǔ)償?shù)腜WM波控制信號，通過加壓風(fēng)機(jī)的補(bǔ)償運(yùn)行，保證了系統(tǒng)內(nèi)的穩(wěn)定壓力。

風(fēng)機(jī)加壓部分的核心部件是風(fēng)機(jī)，此次采用臺灣耐佶科技有限公司生產(chǎn)的型號為NEG-MO-85-60B-24V-100的微型高檔氣泵，該風(fēng)機(jī)額定電壓24 V，額定電流1.0 A，額定轉(zhuǎn)速10 000 r/min，控制功能采用PWM調(diào)速，由反饋傳送（feedback transmitter，F(xiàn)G）進(jìn)行轉(zhuǎn)速偵測，自帶驅(qū)動電路。風(fēng)機(jī)采用四線制連接，四線連接定義具體見表1。

表1 四線連接定義

2.4 拍打電動機(jī)部分

拍打電動機(jī)[12]部分主要作用是輸出高頻振蕩氣流，在壓力腔充盈的狀態(tài)下啟動拍打電動機(jī)，使整個(gè)壓力腔產(chǎn)生振動。此振動會通過連接管路傳導(dǎo)至排痰背心，使之隨之產(chǎn)生振動，猶如人為反復(fù)拍擊胸壁一樣刺激排痰。而拍打電動機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的振動來源，利用電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動拍板的來回往復(fù)運(yùn)動，進(jìn)而使得系統(tǒng)內(nèi)的氣體產(chǎn)生高頻振動，通過導(dǎo)氣軟管帶動背心內(nèi)的氣體產(chǎn)生高頻振動。

拍打電動機(jī)主要采用無刷直流電動機(jī)，無刷電動機(jī)以電子換向取代機(jī)械換向，無機(jī)械摩擦，無磨損，無電火花，免維護(hù)，并且具有低電壓特性好、轉(zhuǎn)扭過載特性強(qiáng)、啟動扭矩大（堵轉(zhuǎn)特性）、啟動電流小等優(yōu)點(diǎn)。

電動機(jī)帶動拍板來回往復(fù)運(yùn)動的情形如圖3所示，拍打電動機(jī)結(jié)構(gòu)如圖4所示。

圖3 電動機(jī)帶動拍板來回往復(fù)運(yùn)動的情形圖

圖4 拍打電動機(jī)結(jié)構(gòu)圖

拍打電動機(jī)驅(qū)動芯片采用MC33035[13-14]，通過ATmega16單片機(jī)的PB0腳輸出的PWM波控制信號來推動MC33035驅(qū)動運(yùn)行，而單片機(jī)PB7腳主要起到緊急制動功能。MC33035是一款高性能的無刷直流電動機(jī)控制芯片，具備了實(shí)現(xiàn)開環(huán)、三相或四相電動機(jī)控制所需的全部功能，包含了1個(gè)轉(zhuǎn)子位置檢測器，1個(gè)頻率可調(diào)的鋸齒波振蕩器，1個(gè)全幅的誤差信號放大器，1個(gè)脈沖寬度調(diào)制比較器，3個(gè)開路的集電極高速驅(qū)動輸出，3個(gè)高電流的圖騰柱驅(qū)動器輸出，其中圖騰柱驅(qū)動器輸出可以直接驅(qū)動功率型金屬-氧化層半導(dǎo)體場效晶體管（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET）。同時(shí)，MC33035還包含了一些保護(hù)特性，主要有欠壓鎖定，延遲時(shí)間可選的電流極限周期，內(nèi)部過熱保護(hù)電路和故障輸出，易于和微處理器連接。具體電路如圖5所示。

2.5 定時(shí)部分

采用ATmega16單片機(jī)本身自帶的可獨(dú)立運(yùn)行的定時(shí)器作為定時(shí)部分，它不占用中央處理器（central processing unit，CPU）的時(shí)間，具體對應(yīng)著AT－mega16單片機(jī)自帶8 bit的T/C2作為定時(shí)器模塊，其定時(shí)的精度滿足系統(tǒng)要求、無需外接硬件。只需在軟件編程中對T/C2定時(shí)器的預(yù)分頻、TCNT2計(jì)時(shí)初始寄存器、OCR2輸出比較寄存器、ASSR異步狀態(tài)寄存器等寄存器作相應(yīng)的指令設(shè)置外加少量代碼，即可進(jìn)行定時(shí)。這樣不僅代碼少且編程靈活，使整體設(shè)計(jì)變得簡單。

2.6 顯示輸入部分

運(yùn)用電容式觸摸按鍵分別控制氣壓、頻率、幅度、時(shí)間，并在液晶顯示器[15]上顯示，方便人機(jī)交流，方便護(hù)士或患者實(shí)時(shí)控制，實(shí)時(shí)調(diào)整。在蜂鳴器的提醒下，讓使用者在操作時(shí)有明顯的步驟體驗(yàn)。采用北京迪文科技有限公司生產(chǎn)的液晶顯示輸入模塊DMG80480C070_02W，7.0 in（1 in=25.4 mm）、800像素×480像素圖形點(diǎn)陣H600內(nèi)核、16.7 MB色工業(yè)串口屏。作為液晶顯示模塊，該串口屏通過本身的RS232串口能直接同ATmega16單片機(jī)的串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，且該模塊自帶觸摸按鍵功能，可以直接接入電容式觸摸按鍵，不需要外加電路，所以連接非常方便。電容式觸摸按鍵，只需觸摸，不需要壓力來產(chǎn)生信號，具有使用壽命更長等優(yōu)點(diǎn)。具體液晶顯示人機(jī)界面控制模塊如圖6所示。

圖5 芯片MC33035電路結(jié)構(gòu)圖

圖6 液晶顯示人機(jī)界面控制模塊

2.7 報(bào)警部分

報(bào)警電路主要是對機(jī)器運(yùn)行時(shí)間結(jié)束與否進(jìn)行提醒，在設(shè)置參數(shù)時(shí)也能進(jìn)行語音提示，在運(yùn)行中出現(xiàn)漏氣時(shí)發(fā)出報(bào)警。具體電路連接為單片機(jī)的PD5腳同報(bào)警器控制腳直接連接，當(dāng)機(jī)器滿足報(bào)警條件時(shí)單片機(jī)PD5腳呈現(xiàn)低電平，此時(shí)三極管Q1導(dǎo)通，蜂鳴器獲得電壓，報(bào)警電路工作。處于語音提示狀態(tài)時(shí)，PD5腳根據(jù)語音代碼進(jìn)行控制輸出，具體電路如圖7所示。

圖7 報(bào)警電路

3 軟件設(shè)計(jì)部分

采用 ImageCraft公司集成開發(fā)環(huán)境的ICCAVR開發(fā)工具，它是一個(gè)綜合了編輯器、工程管理器和C編譯器的集成開發(fā)環(huán)境（integrated deveiopment environment， IDE）。同時(shí)，它可無縫對接AVR_Studio軟件調(diào)試器，對ICCAVR編譯輸出的.cof映像文件進(jìn)行軟件調(diào)試，使此平臺開發(fā)出的軟件更高效，便捷。

圖8 運(yùn)行流程圖

具體軟件運(yùn)行過程如下：系統(tǒng)啟動后按照圖8所示的流程圖執(zhí)行操作，開始進(jìn)行系統(tǒng)初始化，單片機(jī)初始化包括端口的初始化、看門狗的初始化、定時(shí)器的初始化及串行通信口初始化等。單片機(jī)初始化結(jié)束后，等待操作人員的參數(shù)設(shè)置，參數(shù)設(shè)置包括氣壓壓力、拍打頻率、定時(shí)時(shí)間等。設(shè)置時(shí)有語音提示，設(shè)置完成后，啟動機(jī)器運(yùn)行，加壓風(fēng)機(jī)便開始加壓。同時(shí)壓力變送器不斷地采集壓力數(shù)據(jù)，當(dāng)壓力將要達(dá)到設(shè)置值時(shí)，處理器給控制加壓風(fēng)機(jī)輸出加壓修正指令，加壓風(fēng)機(jī)風(fēng)速漸漸變緩，主要使壓力曲線平穩(wěn)逼近設(shè)置的壓力值。當(dāng)壓力值達(dá)到時(shí)，拍打電動機(jī)便開始啟動，且開始計(jì)時(shí)，同時(shí)單片機(jī)對壓力變送器所采集的變動壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，得出拍打頻率是否和設(shè)置的頻率值相吻合，若不同，則單片機(jī)向拍打電動機(jī)驅(qū)動輸出頻率逼近修正控制信號，讓拍打頻率同設(shè)置值相同。拍打電動機(jī)在運(yùn)行中，同時(shí)依靠壓力變送器對壓力變化波形的感知來控制氣壓壓力及拍打頻率。當(dāng)拍打時(shí)長達(dá)到預(yù)設(shè)時(shí)間時(shí)，定時(shí)停止。語音提示氣壓風(fēng)機(jī)和拍打電動機(jī)停止運(yùn)行且排氣電磁閥門打開泄壓，使壓力降至當(dāng)前大氣壓平衡點(diǎn)處，機(jī)器運(yùn)行自動停止，整個(gè)呼吸道胸壁高頻振蕩排痰結(jié)束。

4 測試結(jié)果

測試參數(shù)設(shè)置：氣壓總共分為9擋，分別為1.5、1.8、2.1、2.3、2.7、3.05、3.3、3.6、3.9 kPa；頻率總共分為9擋，分別為5.3、7.3、10.3、12.4、14.4、16.4、19.3、22.1、25.18 Hz。通過對10名患者的模擬使用測試，排痰有效率達(dá)95%以上。根據(jù)患者自身?xiàng)l件選擇不同規(guī)格的排痰背心，將有助于排痰療效更好的發(fā)揮。此高頻胸壁振動排痰系統(tǒng)適用于各種不同需求的患者。同人工叩背、振動排痰機(jī)相比具有很多優(yōu)勢，具體對比見表2。

表2 3種排痰方式對比

5 結(jié)論

本系統(tǒng)主要針對有排痰需求的患者，運(yùn)用高頻振動的原理，作用在患者的胸腔，使得患者胸腔內(nèi)的痰液能及時(shí)排出，保證患者的正常呼吸順暢，及時(shí)清除呼吸道分泌物，有效預(yù)防或減輕肺部感染。目前，國內(nèi)大部分醫(yī)院仍采用體位引流、叩背、手持式排痰機(jī)等排痰方法，這些方法都無法保證排痰效果，且對操作人員有較高的要求，并且比較耗費(fèi)人力，尤其是在科室護(hù)理人員較少時(shí)更為明顯。而本文中全胸腔高頻脈沖排痰系統(tǒng)在使用時(shí)僅需護(hù)士將背心穿在患者身上，調(diào)到合適參數(shù)即可，治療時(shí)間也大大縮短，效果更為突出，操作簡單，值得推廣。

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（收稿：2015-04-07 修回：2015-08-05）

《醫(yī)療衛(wèi)生裝備》雜志榮獲2015年“中國醫(yī)藥衛(wèi)生最美期刊獎”

【本刊訊】為配合2015中國（武漢）期刊刊博會及中國期刊協(xié)會相關(guān)活動，表彰為中國醫(yī)藥衛(wèi)生期刊事業(yè)發(fā)展傾注畢生精力并對期刊事業(yè)發(fā)展做出有益貢獻(xiàn)的期刊工作者及出版機(jī)構(gòu)，中國期刊協(xié)會醫(yī)藥衛(wèi)生期刊分會組織了2015年“中國醫(yī)藥衛(wèi)生最美期刊獎”的評獎活動。評獎采取各期刊出版單位申報(bào)、專家推薦、評委評選等多方環(huán)節(jié)進(jìn)行，共評選出2015年“中國醫(yī)藥衛(wèi)生最美期刊獎”15種。由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院衛(wèi)生裝備研究所主辦的《醫(yī)療衛(wèi)生裝備》雜志以其設(shè)計(jì)理念新穎、裝幀精美、版式和諧在眾多醫(yī)藥衛(wèi)生期刊中脫穎而出，榮獲2015年“中國醫(yī)藥衛(wèi)生最美期刊獎”。本刊此次獲獎，一方面說明科技學(xué)術(shù)期刊在報(bào)道學(xué)術(shù)成果的同時(shí)要充分結(jié)合報(bào)道內(nèi)容，將藝術(shù)設(shè)計(jì)與內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，使讀者在獲取最新科技信息的同時(shí)得到美的享受；另一方面也體現(xiàn)出我刊設(shè)計(jì)嘗試得到了認(rèn)可，更承載著廣大讀作者對我刊的關(guān)心、支持和厚愛。

（本刊編輯部）

Design of sputum elimination system by high-frequency chest wall vibration

HUANGFU De-jun1,ZHOU Xiao-dong1,YAO Wen-po2,ZHANG Yu1,YANG Yuan1,CHEN Xing-dong1
（1.Tangshan Branch,Nanjing General Hospital of Nanjing Military Area Command,Nanjing 211131,China; 2.Equipment Department,Nanjing General Hospital of Nanjing Military Area Command,Nanjing 210002,China）

Objective To design an auxiliary system for eliminating sputum from the lung.Methods MCU controlled the pressure blower of the host part to generate compressed air with adjustable pressure,and the compressed air inflated the sputum-elimination vest through the gas tube and made it cling to the chest wall,and then the flap motor rocked the compressed air to cause the high-frequency vibration of the inflated vest.Results The system could eliminate the sputum accumulated in the patient's body easily.Conclusion The system has high efficiency,easy operation and low manpower consumption,and thus is worthy popularizing for sputum elimination.[Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（11）：18-22]

high frequency;chest wall vibration;sputum elimination

R318.6；TH772.1

A

1003-8868（2015）11-0018-05

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.11.018

皇甫德?。?974—），男，副主任，工程師，主要從事醫(yī)療器械設(shè)計(jì)與維修方面的研究工作，E-mail：hpxhl@163.com。

211131南京，南京軍區(qū)南京總醫(yī)院湯山分院（皇甫德俊，周曉東，張 玉，羊 元，陳興東）；210002 南京，南京軍區(qū)南京總醫(yī)院設(shè)備科（姚文坡）

陳興東，E-mail：152797295@qq.com