KR101130776B1

KR101130776B1 - 기침 보조 장치

Info

Publication number: KR101130776B1
Application number: KR1020100027269A
Authority: KR
Inventors: 김계철; 양태석; 손승호; 김태준
Original assignee: (주)서일퍼시픽
Priority date: 2010-03-26
Filing date: 2010-03-26
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2030-03-26
Also published as: KR20110108014A

Abstract

본 발명은 기기의 오작동 등으로 인해 과도한 압력의 공기가 발생된 경우, 환자의 기도로 주입되기 전에 외부로 배출시킴으로써 과도한 압력의 공기가 환자의 기도로 주입됨으로써 발생될 수 있는 위험을 미연에 방지할 수 있는 기침 보조 장치를 개시한다. 본 발명의 기침 보조 장치는, 블로워유닛; 상기 블로워유닛에서 생성된 공기의 압력을 양압 또는 음압으로 조절하여 환자의 기도로 안내하는 공기조절유닛; 및 상기 공기조절유닛에 의해 조절된 공기압이 설정된 양압 범위를 과도하게 초과하는 경우 상기 공기압을 외부로 배출하는 안전밸브유닛;을 포함한다. 상기 안전밸브유닛은, 상기 공기조절유닛에 연결되며, 공기조절유닛에 의해 조절된 양압 또는 음압의 공기를 환자의 기도로 안내하는 공기 안내공과 이 공기 안내공에 대하여 수직하게 관통된 공기 배출공을 갖춘 밸브본체; 상기 밸브본체의 상기 공기 배출공에 이 공기 배출공을 패쇄하는 위치와 공기 배출공을 개방하는 위치 사이로 이동 가능하게 설치된 밸브플레이트; 및 상기 밸브플레이트를 상기 공기 배출공을 폐쇄하는 위치로 탄력 지지하는 스프링;을 포함하며, 상기 밸브플레이트는 상기 밸브본체 내의 공기압이 최대 설정 값을 초과하는 경우 상기 공기 배출공을 개방하는 위치로 이동한다.

Description

기침 보조 장치{COUGH ASSIST APPARATUS}

본 발명은 의료기구에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 호흡기계 근육의 수축/이완 능력이 저하되어 자력으로 기침이 어려운 환자의 기도로 공기의 주입 및 배출을 행하여 인위적으로 기침을 유도하는 기침 보조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 기침은 공기가 기도를 통해 폐로 흡인되었다가 순간적으로 기도 밖으로 배출되는 생리적인 현상이다. 이러한 기침에 의해 폐나 기도 내에 쌓인 분비물이 기도 밖으로 배출된다. 특히 감기와 같은 증상이 있는 환자의 경우 기침을 통해서 기도 내의 분비물이 기도 밖으로 배출된다.

그런데, 환자 자신이 본인의 의지에 의하여 기침을 할 수 없는 경우, 예컨대 호흡 근육 마비를 동반한 신경 근질 환자나 제한성 폐 질환자와 같이, 기침 능력이 저하된 환자의 경우, 기침에 의해 폐나 기도 내 분비물의 배출이 어려워 쉽게 폐렴으로 진행되고, 또 이로 인해 많은 합병증도 유발되어 환자의 사망률이 높아진다.

이에 따라, 의료기기 중에는, 환자의 기도에 점차적으로 양압(인체에 공기를 불어 넣음)을 제공하다가 빠르게 음압(인체에서 공기를 흡입함)으로 변환함으로써 높은 호기 압력을 발생시켜 기침이나 재채기와 유사한 환경을 만들어 기침을 유도함으로서 환자 기관지 내의 분비물을 배출시키는 기침 보조 장치가 있다.

일반적으로 알려지고 있는 통상의 기침 보조 장치는, 에어 모터나 블로워 등을 이용하여 공기를 발생시키고, 이 공기를 공기조절장치를 이용하여 소정의 양압 또는 음압으로 조절하여 환자의 기도 내로 주입 또는 배출시킴으로써 기침 또는 재채기를 유도하도록 구성되어 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 일반적인 기침 보조 장치에 있어서는, 기기의 오작동 등으로 인해 설정된 공기압 범위를 과도하게 넘는 양압의 공기가 환자의 기도로 주입되는 것에 대한 안전장치를 구비하고 있지 않기 때문에, 환자에게 치명적인 위험을 초래할 우려가 있어 개선이 요구되고 있다.

또한, 일반적인 기침 보조 장치는 외관이 커서 이동 및 휴대가 불편할 뿐만 아니라 외관미 및 디자인성이 떨어진다고 하는 단점이 있어 개선이 요구되고 있다.

또한, 기존에 알려진 대부분의 기침 보조 장치는 3~5단계 정도의 공기압 조절만 가능하도록 구성되어 있기 때문에, 환자 상태에 따른 최적의 공기압 조절이 어렵고, 또한, 환자가 숨을 내쉴 때 배출한 공기를 다시 마시는 재호흡 현상의 우려도 있어 개선이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 기기의 오작동 등으로 인해 과도한 압력의 공기가 발생된 경우, 환자의 기도로 주입되기 전에 외부로 배출시킴으로써 과도한 압력의 공기가 환자의 기도로 주입됨으로써 발생될 수 있는 위험을 미연에 방지할 수 있는 기침 보조 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 외관이 작고 컴팩트하여 이동 및 휴대가 간편할 뿐만 아니라 외관미 및 디자인성이 우수한 기침 보조 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 공기압의 세밀한 조절이 가능하며, 환자가 숨을 내쉴 때 배출한 공기를 다시 마시는 재호흡 현상을 방지할 수 있는 기침 보조 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 기침 보조 장치는, 블로워유닛; 상기 블로워유닛에서 생성된 공기의 압력을 양압 또는 음압으로 조절하여 환자의 기도로 안내하는 공기조절유닛; 및 상기 공기조절유닛에 의해 조절된 공기압이 설정된 양압 범위를 과도하게 초과하는 경우 상기 공기압을 외부로 배출하는 안전밸브유닛;을 포함한다.

상기 안전밸브유닛은, 상기 공기조절유닛에 연결되며, 공기조절유닛에 의해 조절된 양압 또는 음압의 공기를 환자의 기도로 안내하는 공기 안내공과 상기 공기 안내공에 대하여 수직하게 관통된 공기 배출공을 갖춘 밸브본체; 상기 밸브본체의 상기 공기 배출공에 이 공기 배출공을 패쇄하는 위치와 공기 배출공을 개방하는 위치 사이로 이동 가능하게 설치된 밸브플레이트; 및 상기 밸브플레이트를 상기 공기 배출공을 폐쇄하는 위치로 탄력 지지하는 스프링;을 포함하여 구성될 수 있다. 상기 밸브플레이트는 상기 밸브본체 내의 공기압이 최대 설정 값을 초과하는 경우 상기 공기 배출공을 개방하는 위치로 이동하도록 구성된다.

여기서, 상기 공기압의 최대 설정 값은 70~80cmH₂O 이며, 상기 밸브플레이트가 상기 공기 배출공을 개방하는 위치로 이동하기 위한 공기압 설정 값은 100±10cmH₂O일 수 있다.

또한, 상기 안전밸브유닛은, 상기 밸브본체의 공기 배출공 외곽에 고정되며, 스프링캡 설치공 및 다수의 통풍구를 구비하는 엔드플레이트; 및 상기 엔드플레이트의 스프링캡 설치공에 나사 결합 방식으로 체결되어 상기 스프링을 지지하는 스프링캡;을 더 포함할 수 있으며, 상기 스프링캡을 정,역방향으로 회전시켜 상기 스프링의 탄력을 조절하도록 구성될 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 다른 실시예에 의하면, 기침 보조 장치는, 공기 흡입구과 공기 배출구를 갖추고 소정의 공기압을 생성하는 블로워유닛; 및 상기 블로워유닛에서 생성된 공기압을 양압 또는 음압으로 조절하여 환자의 기도로 안내하는 공기조절유닛;을 포함한다.

상기 공기조절유닛은, 상기 블로워유닛의 공기 흡입구 및 공기 배출구가 각각 연결되는 공기 유출공 및 공기 유입공이 측면에 형성되고, 상,하면에 외부와 연통하는 제1, 제2흡기공 및 제1, 제2배기공이 각각 형성되며, 내부에 상기 공기 유출공, 공기 유입공, 제1, 제2흡기공 및 제1, 제2배기공과 연통하는 회전체 설치공이 형성된 하우징; 상기 하우징의 회전체 설치공에 회전 가능하게 설치되며, 상기 공기 유입공 및 공기 유출공과 선택적으로 연통하도록 180도의 위상차를 두고 형성된 제1 및 제2관통공, 상기 제1, 제2흡기공과 상기 공기 유출공을 선택적으로 연통시키는 제1가이드장홈 및 상기 제1, 2배기공과 상기 공기 유입공을 선택적으로 연통시키는 제2가이드장홈이 90도의 위상차를 두고 각각 형성된 원통형 회전체; 및 상기 회전체를 회전 구동시킴과 아울러 회전체의 회전각도, 회전속도, 회전방향을 제어하는 구동부;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 기침 보조 장치는, 상기 블로워유닛의 회전속도를 제어하여 공기압을 1차로 조절하고, 상기 회전체의 회전각도를 제어하여 공기압을 2차로 조절하도록 구성될 수 있다. 여기서, 상기 공기압의 2차 조절은, 상기 회전체의 제1가이드장홈과 상기 하우징의 제2흡기공과의 겹침 정도 조절에 의한 외부 공기 유입량 변화에 기인하도록 구성될 수 있다.

상기 구동부는, 상기 하우징에 고정된 DC 모터; 상기 DC 모터 축에 결합된 제1타이밍풀리와 상기 회전체의 외부연결부재에 연결된 제2타이밍풀리를 연결하는 타이밍벨트; 상기 회전체의 모드별 회전을 감지하는 센싱부; 및 상기 센싱부로부터 신호를 받아 상기 DC 모터의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 센싱부는, 상기 제2타이밍풀리에 고정된 센싱플레이트; 및 상기 센싱플레이트의 회전위치를 감지하는 포토센서;를 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 기침 보조 장치는, 상기 공기조절유닛에 의해 조절된 공기압이 설정된 양압 범위를 과도하게 초과하는 경우 상기 공기압을 외부로 배출하는 안전밸브유닛;을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 의한 기침 보조 장치는, 상기 블로워유닛, 공기조절유닛 및 안전밸브유닛을 모듈화하도록 에워싸는 모듈케이스; 기기 작동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급장치; 기기 작동 상태를 디스플레이해 주는 디스플레이유닛; 수동 작동을 위한 수동 모드 절환 스위치; 및 상기 모듈케이스, 전원공급장치, 제어부, 디스플레이유닛 및 수동 모드 절환스위치를 수용하여 지지하는 외곽케이스;를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 모듈케이스와 상기 블로워유닛 사이에는 블로워유닛 작동시의 소음 감소를 위한 방음부재가 설치될 수 있으며, 상기 하우징의 상기 제1, 제2흡기공 및 제1, 제2배기공 형성면에는 방음 및 공기 정화를 위한 에어필터가 각각 설치될 수 있다.

또한, 상기 외곽케이스는 상,하부 케이스부재를 구비하고, 상기 상부 케이스부재에는 익스헤일 모드시 공기 배출을 위한 호기가스 배출구가 형성되고, 상기 하부 케이스부재에는 인헤일 모드시 공기 유입을 위한 외부공기 유입구가 형성되며, 상기 외부공기 유입구에는 유입되는 공기를 정화하기 위한 에어필터가 장착될 수 있다.

또한, 상기 모듈케이스는 상,하부 모듈케이스부재를 구비하고, 상기 상,하부 모듈케이스부재는 각각 상,하 통풍구 및 상기 통풍구 주위에 형성된 방음부재 설치홈을 구비하며, 상기 상,하부 모듈케이스부재의 각 방음부재 설치홈에는 방음부재와 커버 플레이트가 설치될 수 있다.

본 발명에 의하면, 기기의 오작동 등으로 인해 설정된 범위를 벗어나는 과도한 압력의 공기가 발생된 경우, 안전밸브유닛의 작동으로 과도한 압력의 공기가 환자의 기도로 주입되지 않고 외부로 배출되므로, 과도한 압력의 공기가 환자의 기도로 주입됨으로써 발생될 수 있는 위험을 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 블로워유닛과 공기조절유닛을 별도의 연결호스 등을 사용하지 않고 직접 연결하고, 공기조절유닛의 구조적인 간소화 및 부품의 배치 구조 개선 등을 통하여 외관이 작고 콤팩트하여 이동 및 휴대가 간편할 뿐만 아니라 외관미 및 디자인성이 뛰어난 기침 보조 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 기침 보조 장치는, 블로워유닛의 회전속도를 제어함으로써 공기압을 1차로 조절할 수 있으며, 공기조절유닛의 회전체의 회전각도를 제어함으로써 공기의 양압/음압을 0~80cmH₂O까지 선형적으로 조절할 수 있는 등, 공기압의 세밀한 조절이 가능하기 때문에, 환자의 상태에 따른 최적의 조건으로 사용 가능하므로 실제 기침/재채기와 거의 유사한 기침/재채기를 유도할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 기침보조장치의 하부로부터 유입되는 정화된 공기가 인체로 유입되고, 인체로부터 배출되는 공기는 기침보조장치의 상부로 배출되므로, 환자가 숨을 내쉴 때 배출한 공기를 다시 마시는 현상, 즉 재호흡 현상을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기침 보조 장치의 외관도,
도 2는 도 1에 나타낸 기침 보조 장치의 외곽케이스 분리 상태 사시도,
도 3은 도 2에 나타낸 기침 보조 장치의 모듈케이스 분리 상태 사시도,
도 4는 도 3에 나타낸 기침 보조 장치의 블로워유닛, 공기조절유닛 및 안전밸브유닛의 분해 사시도,
도 5a 및 5b는 도 4의 조립 상태 전면 사시도 및 후면 사시도,
도 5c는 본 발명의 안전밸브유닛의 구조를 보인 도 5a의 횡단면도,
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 기침 보조 장치의 작동을 설명하기 위한 도면으로,
도 6a 및 6b는 익스헤일 모드 상태의 공기 흐름도,
도 7a 및 7b는 퍼지 모드 상태의 공기 흐름도,
도 8a 및 8b는 인헤일 모드 상태의 공기 흐름도,
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 기침보조장치의 재호흡을 방지하기 위한 구조를 설명하기 위한 도면으로서,
도 9는 익스헤일 모드 상태에서의 공기 흐름도, 그리고,
도 10은 인헤일 모드 상태에서의 공기 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 기침 보조 장치의 외관도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 기침 보조 장치의 외곽케이스 분리 상태 사시도이다. 도면에서 부호 10은 외곽케이스, 20은 모듈케이스, 30은 전원공급장치, 40은 제어부, 50은 디스플레이유닛, 60은 수동 모드 절환 스위치, 70은 연결호스, 그리고, 부호 80은 마스크이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 외곽케이스(10)는 서로 결합되는 상,하부 케이스부재(11,12)를 구비한다. 상기 상부 케이스부재(11)에는 디스플레이유닛(50)을 노출시키기 위한 윈도우(11a)가 마련된다. 또한, 상기 상부 케이스부재(11)에는 다수의 동작버튼들(11b)이 마련된다. 상기 동작버튼들(11b)은 스타트/스톱버튼, 공기압설정버튼, 메뉴선택버튼 등일 수 있다. 또한, 상기 상부 케이스부재(11)에는 호기가스 배출구(11c):(도 9 참조)가 마련된다. 자세히 후술되겠지만, 상기 호기가스 배출구(11c)는 익스헤일 모드시 인체로부터 배출되는 호기가스가 외부로 배출되는 통로이다. 한편, 도 2에서 부호 15는 멤부레인이다. 상기 멤브레인(15)은 상기 상부 케이스부재(11)의 윈도우(11a) 주위에 부착된다. 이 멤브레인(15)에는 상기 윈도우(11a)와 동일한 구조의 창(15a), 그리고, 상기 동작버튼들(11b)과 대응하는 아이콘들(15b)이 배치된다.

상기 하부 케이스부재(12)에 상기 모듈케이스(20), 전원공급장치(30), 제어부(40), 디스플레이유닛(50), 수동 모드 절환 스위치(60) 등이 적소에 배치되어 지지되고, 이 하부 케이스부재(12) 위에 상부 케이스부재(11)가 결합되어 기침 보조 장치의 외관을 형성한다. 또한, 상기 하부 케이스부재(12)에는 외부공기 유입구(12a)가 형성된다. 그리고, 상기 외부공기 유입구(12a)에는 에어필터(16)와 에어필터 커버(17)가 설치된다. 자세히 후술되겠지만, 인헤일 모드시 상기 외부공기 유입구(12a)을 통하여 유입되는 공기는 상기 에어필터(16)를 경유하면서 정화된다.

상기 모듈케이스(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 블로워유닛(100), 공기조절유닛(200) 및 안전밸브유닛(300)을 모듈화하기 위한 것이다. 이 모듈케이스(20)는 상부 모듈케이스부재(21), 하부 모듈케이스부재(22), 블로워유닛 안착부재(23) 및 탑커버(24)를 구비한다.

상기 상부 모듈케이스부재(21)에는 상부 통풍구(21a)가 형성되고, 상기 하부 모듈케이스부재(22)에는 하부 통풍구(22a)가 형성되어 있다. 또한, 상기 상,하부 모듈케이스부재(21,22)의 상기 통풍구(21a,22a) 주위에는 방음부재 설치홈(21b:도면에서는 상부 모듈 케이스부재(21)에 형성된 방음부재 설치홈만이 도시되어 있으나, 상기 하부 모듈 케이스부재(22)에도 동일한 구조의 방음부재 설치홈이 형성되어 있다)이 각각 형성되어 있다.

상기 상,하부 모듈케이스부재(21,22)의 각 방음부재 설치홈(21b)에는 방음부재(25,25')가 설치되고, 상기 방음부재(25,25') 위에는 커버 플레이트(26,26')가 각각 설치되어 있다. 또한, 상기 커버 플레이트(26,26')에는 그 양측에 구멍(26a,26b,26'a,26'b)이 각각 형성되어 있다.

또한, 상기 탑커버(24)와 상기 블로워유닛(100) 사이에는 블로워유닛(100)의 작동시 소음을 줄이기 위한 방음부재(27)가 설치되어 있으며, 또한, 상기 공기조절유닛(200)의 상하부에는 공기조절유닛(200)을 통하여 외부로 흡/배기되는 공기를 필터링함과 아울러 작동 소음을 줄이기 위한 에어필터들(28,29)들이 설치되어 있다. 한편, 상기 블로워유닛 안착부재(23)는 블로워유닛(100)의 작동 소음을 줄이기 위해 방음재질로 만들어지거나 블로워유닛 안착부재(23)의 내부에 방음부재가 개재될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 하부 모듈 케이스부재(22)와 상기 블로워유닛 안착부재(23)를 일체로 형성한 후 상기 블로워유닛 안착부재(23)의 내부에 방음부재를 설치한 것을 도시하고 있으나, 상기 하부 모듈 케이스부재(22)와 블로워유닛 안착부재(23)는 별도로 형성하여 조립할 수도 있다.

상기 전원공급장치(30)는 기기 작동에 필요한 전원을 공급하는 것으로, 본 실시예에서는 상기 전원공급장치(30)로 트로이달 A/D 컨버터를 사용하고 있다. 또한, 상기 제어부(40)는 기기의 전체적인 작동을 제어하는 것으로 제어기판을 포함한다. 또한, 상기 디스플레이유닛(50)은 기기의 작동 상태를 사용자에게 표시하여 주는 것으로, LCD 등으로 구성될 수 있다. 또한, 상기 수동 모드 절환 스위치(60)는 본 장치를 수동 모드로 사용하는 경우, 모드 절환, 즉 인헤일모드(INHALE MODE:양압)-익스헤일모드(EXHALE MODE:음압)-퍼지모드로, 또는 그 반대로 절환시키기 위한 것이다.

상기 마스크(80)는 환자의 기도에 밀착되는 것으로, 연결호스(70)에 의해 외곽케이스(10)의 일측에 위치하는 공기유출입구(13)에 연결된다.

이하, 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 요부 구성인 블로워유닛, 공기조절유닛 및 안전밸브유닛에 대하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 기침 보조 장치의 블로워유닛, 공기조절유닛 및 안전밸브유닛의 분해 사시도 이고, 도 5a, 5b 및 5c는 도 4의 조립 상태 전면 사시도, 후면 사시도 및 도 5a의 횡단면도이다.

상기 블로워유닛(100)은 소정의 공기압을 생성한다. 이 블러워유닛(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 공기 흡입구(110)과 공기 배출구(120)를 구비하며, 또한, 내부에는 팬과 모터 등이 구비되어 있다. 상기 모터의 스피드를 가/감속함으로써 공기압의 조절이 가능하다.

상기 공기조절유닛(200)은 상기 블로워유닛(100)에서 생성된 공기압을 소정의 양압 또는 음압으로 조절하여 환자의 기도로 안내한다. 이러한 공기조절유닛(200)은 하우징(210), 회전체(230) 및 구동부(250)를 구비한다.

상기 하우징(210)은 일측면에 상기 블로워유닛(100)의 공기 흡입구(110)가 연결되는 공기 유출공(211)과 블로워유닛(100)의 공기 배출구(120)가 연결되는 공기 유입공(212)이 형성되어 있다. 상기 블로워유닛(100)은 가스켓(130)의 개재하에 상기 하우징(210)에 직접 연결된다. 즉, 별도의 연결호스 등을 이용하지 않고 블로워유닛(100)과 공기조절유닛(200)의 하우징(210)이 직접 연결됨으로써 부품수 감소 및 장치의 소형화를 도모할 수 있다.

상기 하우징(210)의 상면에는 외부와 연통하는 제1흡기공(213a)과 제1배기공(214a)가 형성되고, 하우징(210)의 하면에도 외부와 연통하는 제2흡기공(213b)(도 7a 참조)과 제2배기공(214b)이 형성되어 있다. 이들 제1,제2흡기공(213a,213b) 및 제1,제2배기공(214a,214b)은 후술되는 모드 절환에 따른 회전체(230)의 회전에 의해 선택적으로 외부와 연통되거나 차단된다. 상기 제1흡기공(213a) 및 제2배기공(214b)은 퍼지 모드에서 공기가 유입 및 유출되는 구멍이고, 상기 제2흡기공(213b)은 인헤일 모드에서 외부 공기가 유입되는 구멍이며, 상기 제1배기공(214a)은 익스헤일 모드에서 공기가 외부로 유출되는 구멍이다. 이에 대해서는 자세히 후술된다.

또한, 상기 하우징(210)의 내부에는 상기 회전체(230)가 회전 가능하게 설치되는 회전체 설치공(215)이 형성된다. 이 회전체 설치공(215)은 상기한 공기 유출공(211), 공기 유입공(212), 제1,제2흡기공(213a,213b) 및 제1,제2배기공(214a,214b)과 연통된다. 도시예에서는 상기 하우징(210)의 외곽 형상이 직육면체 형상인 것을 도시하고 있으나, 상기 하우징(210)의 원통형으로 형성할 수도 있다.

상기 회전체(230)는 상기 하우징(210)의 회전체 설치공(215)에 베어링(241,242)의 개재하에 회전 가능하게 설치된다. 또한, 상기 회전체(230)는 상기 회전체 설치공(215)의 내주면과 미세 간극을 유지한 상태로 원활히 회전 가능하도록 회전체(230)의 외주면에 일정간격을 두고 다수의 테프론링(도시안됨)이 개재될 수 있다.

상기 회전체(230)는 원통형이며, 회전체(230)에는 상기 공기 유출공(211) 및 공기 유입공(212)과 선택적으로 연통하는 제1 및 제2관통공(231,232)이 180도의 위상차이를 두고 형성된다. 또한, 상기 회전체(230)에는 상기 제1,제2흡기공(213a,213b)과 상기 공기 유출공(211)을 선택적으로 연통시키는 제1가이드장홈(233) 및 상기 제1, 제2배기공(214a,214b)과 상기 공기 유입공(212)을 선택적으로 연통시키는 제2가이드장홈(234)이 대략 90도의 위상차이를 두고 형성된다. 여기서, 상기 제1,제2가이드장홈(233,234)은 회전체(230)의 1/4원호 길이에 상당하는 길이로 형성된다. 도면에서 부호 235는 외부 연결부재이다. 상기 외부 연결부재(235)는 일측이 회전체(230)에 결합되어 상기 하우징(210)의 후면으로 돌출되게 설치된다.

상기와 같은 회전체(230)가 하우징(210)의 회전체 설치공(215)에서 회전함에 따라 인헤일 모드, 익스헤일 모드, 퍼지 모드시의 공기 유로를 형성할 수 있으며, 이러한 모드 절환 과정에서 회전체(210)의 회전각도를 적절히 조절함으로써 공기압의 세밀한 조절이 가능하게 된다. 이에 대해서는 후술된다.

상기 구동부(250)는 상기 회전체(230)를 회전 구동시킴과 아울러 회전체의 회전각도, 회전속도 및 회전방향을 제어한다. 이러한 구동부(250)는 상기 하우징(210)의 일측에 고정된 DC 모터(251), 상기 DC 모터(251)의 축에 결합된 제1타이밍풀리(252)와 상기 회전체(230)의 외부 연결부재(235)에 결합된 제2타이밍풀리(253)을 연결하는 타이밍벨트(254), 상기 회전체(230)의 모드별 회전을 감지하는 센싱부(255) 및 상기 센싱부(255)로부터 신호를 받아 상기 DC 모터(251)의 구동을 제어하는 제어부(40:도 2참조)를 구비한다.

상기 센싱부(255)는 상기 제2타이밍풀리(253)에 고정된 센싱플레이트(255a)와 상기 센싱플레이트(255a)의 주변부를 수용하도록 설치되어 센싱플레이트(255a)의 회전위치를 감지하는 포토센서(255b)를 구비한다. 상기 센싱플레이트(255a)에는 도 6b,7b,8b에 나타낸 바와 같이, 3개의 모드 감지홈(E,P,I)이 90도 간격으로 형성되어 있다. 포토센서(255b)는 상기 3개의 모드 감지홈(E,P,I)을 감지하여 회전체(230)가 어떤 모드로 회전된 상태인지를 감지하여 제어부(40)로 신호를 출력한다. 여기서, 상기 3개의 모드 감지홈 중 E는 익스헤일모드(음압모드), P는 퍼지모드, I는 인헤일모드(양압모드)이다.

상기 안전밸브유닛(300)은 상기 공기조절유닛(200)에 의해 조절된 공기압이 설정된 양압 범위를 과도하게 초과하는 경우, 상기 공기압을 외부로 배출함으로써 과도한 압력의 공기압이 환자의 기도로 주입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 본 실시예에서는 공기압의 최대 설정값이 70~80cmH₂O로 설정되어 있으며, 상기 안전밸브유닛(300)은 상기 공기조절유닛(200) 내의 공기압력이 100±10cmH₂O 정도로 상승하면 공기를 외부로 배출하도록 구성되어 있다.

상기 안전밸브유닛(300)은 도 4 및 도 5c에 나타낸 바와 같이, 상기 공기조절유닛(200)의 하우징(210)의 전면에 설치되며, 밸브본체(310), 밸브플레이트(320), 스프링(330), 엔드플레이트(340) 및 스프링캡(350)을 구비한다.

상기 밸브본체(310)는 상기 하우징(210)에 가스켓(360)의 개재하에 결합된다. 이 밸브본체(310)에는 상기 공기조절유닛(200)에 의해 조절된 양압 또는 음압의 공기를 환자의 기도로 안내하는 공기 안내공(311)과 이 공기 안내공(311)에 대하여 수직하게 외부로 관통된 공기 배출공(312)을 구비한다.

상기 밸브플레이트(320)는 상기 공기 배출공(312)에 이 공기 배출공(312)를 폐쇄하는 위치와 공기 배출공(312)을 개방하는 위치 사이로 이동 가능하게 설치된다. 이러한 밸브플레이트(320)는 제1플레이트(321), 가스켓(322), 제2플레이트(323) 및 이들 플레이트들(321,322,323)을 조립하는 나사부재(324)를 구비한다.

상기 스프링(330)은 상기 나사부재(324)에 개재되어 상기 밸브플레이트(320)를 상기 공기 배출공(312)을 폐쇄하는 방향으로 탄력 지지하도록 마련된다. 이러한 스프링(330)으로는 압축코일 스프링이 바람직하게 이용된다.

상기 엔드플레이트(340)는 상기 밸브본체(310)에 고정되며, 중앙부에는 스프링캡 설치공(341)이 형성되고, 이 스프링캡 설치공(341)의 주위에는 다수의 통풍구(342)가 형성된다.

상기 스프링캡(350)은 상기 엔드플레이트(340)의 스프링캡 설치공(341)에 설치되어 상기 스프링(330)을 지지한다. 이러한 구조에 의해 상기 스프링(330)은 상기 밸브플레이트(320)와 스프링캡(350) 사이에서 압축된 상태로 밸브플레이트(320)을 탄력 지지할 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 상기 스프링캡(350)이 상기 엔드플레이트(340)의 스프링캡 설치공(341)에 나사 결합 방식으로 설치됨으로써, 스프링(330)의 탄력을 조절할 수 있도록 되어 있다. 즉, 상기 스프링캡(350)을 정방향(시계방향)으로 회전시켜 스프링(330)의 탄력을 강하게 하거나, 또는 역방향(반시계방향)으로 회전시켜 스프링(330)의 탄력을 약하게 조절할 수 있다.

또한, 도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 제1플레이트(321)의 직경을 공기배출공(312)의 직경과 동일하게 함과 아울러 그 두께를 두껍게 하고 일측 또는 양측에 D-컷트부를 형성하여 구성하면, 밸브의 동작시 상기 제1플레이트(321)가 가이드 역할을 함으로써 보다 원활한 밸브 작동이 가능하게 된다. 이 때, 공기는 상기 D-커트부를 통해 외부로 배출된다.

상기와 같이 구성된 안전밸브유닛(300)은 공기조절유닛(200) 내의 공기압이 설정된 범위 내이면, 상기 밸브플레이트(320)가 밸브본체(310)의 공기 배출공(312)을 막고 있으므로, 적정 압력의 공기, 즉 80cmH₂O 이하의 공기압은 환자의 기도로 주입된다. 그러나, 블로워유닛(100)의 오작동 등으로 인해 공기압이 80cmH₂O를 초과하게 되면, 상기 밸브플레이트(320)는 상기 초과압력에 의해 스프링(330)의 탄성을 이기고 후퇴하면서 밸브본체(310)의 공기 배출공(312)을 개방하게 되므로, 공기는 환자의 기도로 주입되지 않고 상기 공기 배출공(312)을 통하여 외부로 배출된다. 따라서, 과도한 압력의 공기가 환자의 기도로 주입되는 것을 방지할 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 기침 보조 장치의 작동에 대하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 기침 보조 장치는 자동 모드와 수동 모드를 선택하여 사용할 수 있다.

여기서, 자동 모드는 사용자가 양압, 음압, 음압시간, 양압시간 및 퍼지시간을 외곽케이스에 마련된 버튼을 이용하여 설정한 후, 스타트버튼을 누르면 자동으로 인헤일모드, 익스헤일모드, 퍼지모드가 순서대로 수행되면서 환자의 기침을 유도한다. 이 때, 상기 양압, 음압, 음압시간, 양압시간 및 퍼지시간 등은 디스플레이유닛(50)에 막대 그래프나 수치로 표시된다.

수동 모드는 장치를 테스트하거나 또는 환자 상태를 파악하기 위하여, 사용자가 수동으로 모드 절환을 하면서 장치를 작동시키는 모드이다. 사용자는 양압과 음압 등을 설정한 후 수동 모드 절환 스위치(60)를 조작하여 익스헤일모드 또는 인헤일모드를 수행시킬 수 있다.

자동 모드나 수동 모드 어떤 모드에서도 제어부(40)에 의한 구동부(250)의 구동으로 하우징(210) 내에서 회전체(230)가 회전함으로써 익스헤일모드, 퍼지모드, 인헤일모드가 수행된다. 본 발명의 장치에서는 회전체(230)의 회전각도, 회전속도, 회전방향을 제어함으로써, 인헤일/익스헤일 압력, 인헤일/익스헤일/퍼지의 작동시간 및 순서를 제어할 수 있다. 여기서, 상기 회전각도 제어는 인헤일/익스헤일 압력 값을 조절하는 것을 의미하고, 회전속도 제어는 인헤일 설정 압력에 도달하는 시간을 제어하는 것을 의미한다. 또한, 본 발명의 장치에서는 블로워 모터의 스피드를 제어함으로써 공기압을 1차적으로 조절할 수 있고, 또한, 공기조절유닛(200)의 회전체(230)를 모터로 회전 제어함으로써 공기의 양압/음압을 더 세밀하게 조절할 수 있으며, 양압의 압력을 0~80cmH₂O까지 선형적으로 조절할 수 있다.

이하, 각 모드에서의 공기 흐름에 대하여 설명한다.

도 6은 익스헤일모드(음압 모드) 상태를 나타낸 것이다. 도 8과 같은 인헤일모드가 종료하면, 제어부(40)는 DC 모터(251)를 구동하여 회전체(230)를 도면에서 시계방향으로 회전시키며, 이와 같은 회전체(230)의 회전은 센싱부(255)에 의해 감지된다. 즉, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 센싱플레이트(255a)의 익스헤일 감지홈(E)이 포토센서(255b)에 의해 감지되면, 제어부(40)는 DC 모터(251)의 구동을 정지시킨다.

이러한 익스헤일모드에서의 공기 흐름은 도 6a에 나타낸 바와 같다. 회전체(230)의 회전에 따라 회전체의 제1관통공(231)은 블로워유닛(100)의 공기 흡입구(110)와 연결되는 하우징(210)의 공기 유출공(211)과 연통되며, 하우징(210)의 제1,제2흡기공(213a,213b)은 모두 막혀 있다. 또한, 블로워유닛(100)의 공기 배출구(120)와 연결되는 하우징(210)의 공기 유입공(212)은 회전체(230)의 제2가이드장홈(234)에 의해 하우징(210)의 제1배기공(214a)과 연통되며, 하우징(210)의 제2배기공(214b)과 회전체(230)의 제2관통공(232)은 모두 막혀 있다.

따라서, 블로워유닛(100)에서 발생된 공기는 공기 배출구(120), 하우징(210)의 공기 유입공(212), 회전체(230)의 제2가이드장홈(234), 하우징(210)의 제1배기공(214a)을 통하여 외부로 배출되는 한편, 하우징(210)의 제1, 제2흡기공(213a,213b)이 막혀 있는 상태에서 블로워유닛(100)의 공기 흡입구(110)을 통하여 공기조절유닛(200) 내부의 공기가 계속 흡입되므로, 공기조절유닛(200)의 내부는 음압이 형성된다. 상기 공기조절유닛(200)과 환자의 기도가 연결호스 및 마스크에 의해 연통되어 있기 때문에, 인체로부터 공기 배출의 작용이 일어나게 된다.

상기와 같은 익스헤일모드가 소정시간 동안 지속된 후, 제어부(40)는 DC 모터(251)를 다시 구동시킨다. 상기 DC 모터(251)의 구동에 따라 회전체(230)가 회전하게 되고, 센싱플레이트(255a)의 퍼지 감지홈(P)이 포토센서(255b)에 감지되면 제어부(40)는 DC 모터(251)의 구동을 정지시킨다. 이러한 상태가 도 7a 및 7b에 도시되어 있다.

도 7a 및 7b는 퍼지모드 상태를 나타낸 것이다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 회전체(230)가 익스헤일모드에서 대략 90도 정도 회전함에 따라, 블로워유닛(100)의 공기 배출구(120)와 연결되는 하우징(210)의 공기 유입공(212)은 회전체(230)의 제2가이드장홈(234)에 의해 하우징(210)의 제2배기공(214b)와 연통되고, 블로워유닛(100)의 공기 흡입구(110)와 연결되는 하우징(210)의 공기 유출공(211)은 회전체(230)의 제1가이드장홈(233)에 의해 하우징(210)의 제1흡기공(213a)과 연통된다.

따라서, 블로워유닛(100)에서 발생된 공기는 하우징(210)의 공기 유입공(212), 회전체(230)의 제2가이드장홈(234), 하우징(210)의 제2배기공(214b)를 통하여 외부로 배출되고, 외부 공기가 하우징(210)의 제1흡기공(213a), 회전체(230)의 제1가이드장홈(233), 하우징(210)의 공기 유입공(211)을 통하여 블로워유닛(100)으로 흡입되는 상태의 공기 흐름이 형성된다.

따라서, 공기조절유닛(200) 내부는 양압도 음압도 아닌 상태가 되면서 환자의 기도로는 공기의 유출입이 없게 되는 퍼지 모드 상태가 되는 것이다.

도 8은 인헤일 모드 상태를 나타낸 도면이다. 이 모드에서는 제어부(40)에 의해 DC 모터(251)가 구동함으로써 회전체(230)가 다시 대략 90도 정도 회전하게 된다. 상기 회전체(230)가 90도 정도 회전하게 되면, 센싱플레이트(255a)의 인헤일 감지홈(I)이 포토센서(255b)에 감지됨으로써 인헤일 모드 상태로 된다.

구체적으로, 상기 회전체(230)가 퍼지 모드에서 90도 회전하면, 블로워유닛(100)의 공기 배출구(120)와 연결되는 하우징(210)의 공기 유입공(212)은 회전체(230)의 제2관통공(232)과 연통되고, 블로워유닛(100)의 공기 흡입구(110)와 연결되는 하우징(210)의 공기 유출공(211)은 회전체(230)의 제1가이드장홈(233)에 의해 하우징(210)의 제2흡기공(213b)과 연통된다.

따라서, 블로워유닛(100)에 의해 발생된 공기는 공기 배출구(120), 하우징(210)의 공기 유입공(212), 회전체(230)의 제2관통공(232)을 통하여 환자의 기도로 주입되고, 외부의 공기가 하우징(210)의 제2흡기공(213b), 회전체(230)의 제1가이드장홈(233), 하우징(210)의 공기 유출공(212)를 통하여 블로워유닛(100)으로 흡입된다.

상기와 같은 인헤일 모드가 소정시간 동안 지속된 후 다시 도 6에 나타낸 바와 같은 익스헤일 모드로 절환되고, 퍼지 모드를 거쳐 인헤일 모드로 절환되는 과정을 소정횟수 반복하면서 환자의 기침 및/또는 재채기를 유발시키는 것이다.

상기와 같은 작동 과정에서, 본 발명은 블로워유닛(100)의 회전속도를 제어함으로써 공기압을 1차적으로 조절할 수 있고, 또한 공기조절유닛(200)에서 하우징(210)의 제2흡기공(213b)과 회전체(230)의 제1가이드장홈(233)의 겹침 정도를 제어함으로써 공기압을 2차적으로 세밀하게 조절할 수 있다.

구체적으로 살펴보면, 도 7a와 같은 퍼지 모드에서 도 8a와 같은 인헤일 모드로의 절환시 회전체(230)가 대략 90도 정도 회전함으로써 앞서도 설명한 바와 같이, 하우징(210)의 제2흡기공(213b)과 하우징(210)의 공기 유출공(211)이 회전체(230)의 제1가이드장홈(233)에 의해 연통되고, 하우징(210)의 공기 유입공(212)은 회전체(230)의 제2관통공(232)을 통하여 공기유출입구(13)와 연통함으로써 인헤일 모드 상태가 된다.

이 때, 상기 회전체(230)가 90도 회전하게 되면, 상기 제2흡기공(213b)과 제1가이드장홈(233)이 완전히 겹침으로써(도 8a 참조), 최대 설정 압력의 공기압이 생성되어 인체로 유입된다. 그러나 만일 상기 회전체(230)가 예를 들어 80도 정도 회전하게 되면, 상기 제2흡기공(213b)과 제1가이드장홈(233)은 완전히 겹치지 않고 일부분만 겹침으로써 겹침 면적이 줄어들어 유입되는 공기량이 적어지므로, 보다 낮은 공기압이 생성된다. 이와 같이, 상기 회전체(230)의 회전각을 제어함으로써 생성되는 공기압을 2차적으로 세밀하게 조절할 수 있는 것이다. 따라서, 환자의 상태에 따라서 최적 조건의 공기압을 조절하여 기침을 유발시킬 수 있다.

한편, 상기와 같은 인헤일 모드에서 기기의 오작동 등으로 인해 설정된 공기압 이상의 높은 공기압이 발생하는 경우, 안전밸브유닛(300)의 작동에 의해 과도한 공기압이 환자의 기도로 주입되지 않고 외부로 배출되므로, 과도한 압력의 공기가 환자의 기도로 주입됨으로써 발생될 수 있는 위험을 미연에 방지할 수 있다.

첨부한 도 9 및 10은 본 발명에 의한 기침보조장치의 작동 중 환자가 숨을 내쉴 때 배출한 공기를 다시 마시는 현상, 소위 재호흡 현상을 방지하기 위한 구조를 설명하기 위한 도면들이다.

본 발명의 기침보조장치를 이용한 기침 유발 과정에서 환자가 숨을 내쉴 때 배출한 공기에는 이산화탄소가 포함되어 있으므로 이를 다시 마시면 좋지 않다. 따라서, 본 발명에서는 인체로 유입되는 공기 경로와 인체로부터 배출되는 공기 경로를 완전히 다르게 함으로써 재호흡 현상을 방지할 수 있도록 하고 있다.

구체적으로 보면, 도 9는 익스헤일 모드에서의 공기 경로를 나타낸다. 인체로부터 배출된 공기는 도시된 화살표와 같이 모듈케이스(20)의 공기유출입구(13)를 통해 모듈케이스(20)의 내부로 유입된 후 공기조절유닛(300)의 제1배기공(214a)(도 6a 참조), 블로워유닛(100), 상부 모듈케이스부재(21)의 상부 통풍구(21a)(도 3 참조), 커버 플레이트(26)의 구멍(26b), 상부 케이스부재(11)의 호기가스 배출구(11c)를 통하여 상부로 배출된다.

한편, 인헤일 모드에서는 도 10의 화살표와 같이, 하부 케이스부재(12)의 외부공기 유입구(12a)(도 2참조)를 통하여 유입되는 공기는 커버 플레이트(26')의 구멍(26'a), 하부 모듈케이스부재(22)의 하부 통풍구(22a), 공기조절유닛(300)의 제2흡기공(213b), 블로워유닛(100), 공기유출입구(13)을 통하여 인체로 유입된다. 이 때, 상기 하부 케이스부재(12)의 하부 통풍구(12a)에는 도 2에서 보는 바와 같이, 에어필터(16)과 에어필터커버(17)가 설치되어 있기 때문에, 상기 하부 통풍구(12a)을 통하여 유입되는 공기는 정화되어 인체로 유입된다.

상기에서 살펴 본 바와 같이, 익스헤일 모드에서 인체로부터 배출된 공기는 기침보조장치의 상부로 배출되는 한편, 인헤일 모드에서 인체로 유입되는 공기는 기침보조장치의 하부로부터 유입되므로, 환자가 숨을 내쉴 때 배출한 공기를 다시 들이마시는 현상을 방지할 수 있다.

이상에서, 본 발명은 예시적인 방법으로 설명하였다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것일 뿐 한정의 의미로 이해되어서는 안될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범위 내에서 자유로이 실행될 수 있을 것이다.

10;외곽 케이스 11,12;상하부 케이스부재
11c;호기가스 배출구 12a;외부공기 유입구
13;공기 유출입구 15;멤브레인
16;에어필터 17;에어필터 커버
20;모듈 케이스 21,22;상하부 모듈케이스부재
21a,22a;상하 통풍구 25,25',27;방음부재
30;전원공급장치 40;제어부
50;디스플레이유닛 60;수동모드절환스위치
70;연결호스 80;마스크
100;블로워유닛 110,120;블로워유닛의 공기 흡입구/배출구
200;공기조절유닛 210;하우징
211,212;공기 유입공,유출공 213a,213b;제1,제2흡기공
214a,214b;제1,제2배기공 215;회전체 설치공
230;원통형 회전체 231,232;제1,제2관통공
233,234;제1,제2가이드장홈 235;외부 연결부재
241,242;베어링 250;구동부
251;DC 모터 252,253;타이밍풀리
254;타이밍벨트 255;센싱부
255a;센싱플레이트 255b;포토센서
300;안전밸브유닛 310;밸브본체
311;공기 안내공 312;공기 배출공
320;밸브플레이트 321,323;제1,2플레이트
322;가스켓 324;나사부재
330;스프링 340;엔드플레이트
350;스프링캡 360;가스켓

Claims

블로워유닛;
상기 블로워유닛에서 생성된 공기의 압력을 양압 또는 음압으로 조절하여 환자의 기도로 안내하는 공기조절유닛; 및
상기 공기조절유닛에 의해 조절된 공기압이 설정된 양압 범위를 과도하게 초과하는 경우 상기 공기압을 외부로 배출하는 안전밸브유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제1항에 있어서, 상기 안전밸브유닛은,
상기 공기조절유닛에 연결되며, 공기조절유닛에 의해 조절된 양압 또는 음압의 공기를 환자의 기도로 안내하는 공기 안내공과 상기 공기 안내공에 대하여 수직하게 관통된 공기 배출공을 갖춘 밸브본체;
상기 밸브본체의 상기 공기 배출공에 이 공기 배출공을 패쇄하는 위치와 공기 배출공을 개방하는 위치 사이로 이동 가능하게 설치된 밸브플레이트; 및
상기 밸브플레이트를 상기 공기 배출공을 폐쇄하는 위치로 탄력 지지하는 스프링;을 포함하며,
상기 밸브플레이트는 상기 밸브본체 내의 공기압이 최대 설정 값을 초과하는 경우 상기 공기 배출공을 개방하는 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제2항에 있어서,
상기 공기압의 최대 설정 값은 70~80cmH₂O 이며, 상기 밸브플레이트가 상기 공기 배출공을 개방하는 위치로 이동하기 위한 공기압 설정 값은 100±10cmH₂O인 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제3항에 있어서, 상기 안전밸브유닛은,
상기 밸브본체의 공기 배출공 외곽에 고정되며, 스프링캡 설치공 및 다수의 통풍구를 구비하는 엔드플레이트; 및
상기 엔드플레이트의 스프링캡 설치공에 나사 결합 방식으로 체결되어 상기 스프링을 지지하는 스프링캡;을 더 포함하며,
상기 스프링캡을 정,역방향으로 회전시켜 상기 스프링의 탄력을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
공기 흡입구과 공기 배출구를 갖추고 소정의 공기압을 생성하는 블로워유닛; 및 상기 블로워유닛에서 생성된 공기압을 양압 또는 음압으로 조절하여 환자의 기도로 안내하는 공기조절유닛;을 포함하고,
상기 공기조절유닛은,
상기 블로워유닛의 공기 흡입구 및 공기 배출구가 각각 연결되는 공기 유출공 및 공기 유입공이 측면에 형성되고, 상,하면에 외부와 연통하는 제1, 제2흡기공 및 제1, 제2배기공이 각각 형성되며, 내부에 상기 공기 유출공, 공기 유입공, 제1, 제2흡기공 및 제1, 제2배기공과 연통하는 회전체 설치공이 형성된 하우징;
상기 하우징의 회전체 설치공에 회전 가능하게 설치되며, 상기 공기 유입공 및 공기 유출공과 선택적으로 연통하도록 180도의 위상차를 두고 형성된 제1 및 제2관통공, 상기 제1, 제2흡기공과 상기 공기 유출공을 선택적으로 연통시키는 제1가이드장홈 및 상기 제1, 2배기공과 상기 공기 유입공을 선택적으로 연통시키는 제2가이드장홈이 90도의 위상차를 두고 각각 형성된 원통형 회전체; 및
상기 회전체를 회전 구동시킴과 아울러 회전체의 회전각도, 회전속도, 회전방향을 제어하는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제5항에 있어서,
상기 블로워유닛의 회전속도를 제어하여 공기압을 1차로 조절하고,
상기 회전체의 회전각도를 제어하여 공기압을 2차로 조절하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제6항에 있어서,
상기 공기압의 2차 조절은, 상기 회전체의 제1가이드장홈과 상기 하우징의 제2흡기공과의 겹침 정도 조절에 의한 외부 공기 유입량 변화에 기인하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제5항에 있어서, 상기 구동부는,
상기 하우징에 고정된 DC 모터;
상기 DC 모터 축에 결합된 제1타이밍풀리와 상기 회전체의 외부연결부재에 연결된 제2타이밍풀리를 연결하는 타이밍벨트;
상기 회전체의 모드별 회전을 감지하는 센싱부; 및
상기 센싱부로부터 신호를 받아 상기 DC 모터의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제8항에 있어서, 상기 센싱부는,
상기 제2타이밍풀리에 고정된 센싱플레이트; 및
상기 센싱플레이트의 회전위치를 감지하는 포토센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제5항에 있어서,
상기 공기조절유닛에 의해 조절된 공기압이 설정된 양압 범위를 과도하게 초과하는 경우 상기 공기압을 외부로 배출하는 안전밸브유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제10항에 있어서, 상기 안전밸브유닛은,
상기 공기조절유닛에 연결되며, 공기조절유닛에 의해 조절된 양압 또는 음압의 공기를 환자의 기도로 안내하는 공기 안내공과 상기 공기 안내공에 대하여 수직하게 관통된 공기 배출공을 갖춘 밸브본체;
상기 밸브본체의 상기 공기 배출공에 이 공기 배출공을 패쇄하는 위치와 공기 배출공을 개방하는 위치 사이로 이동 가능하게 설치된 밸브플레이트; 및
상기 밸브플레이트를 상기 공기 배출공을 폐쇄하는 위치로 탄력 지지하는 스프링;을 포함하며,
상기 밸브플레이트는 상기 밸브본체 내의 공기압이 최대 설정 값을 초과하는 경우 상기 공기 배출공을 개방하는 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제11항에 있어서,
상기 공기압의 최대 설정 값은 70~80cmH₂O 이며, 상기 밸브플레이트가 상기 공기 배출공을 개방하는 위치로 이동하기 위한 공기압 설정 값은 100±10cmH₂O인 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제11항에 있어서, 상기 안전밸브유닛은,
상기 밸브본체의 공기 배출공 외곽에 고정되며, 스프링캡 설치공 및 다수의 통풍구를 구비하는 엔드플레이트; 및
상기 엔드플레이트의 스프링캡 설치공에 나사 결합 방식으로 체결되어 상기 스프링을 지지하는 스프링캡;을 더 포함하며,
상기 스프링캡을 정,역방향으로 회전시켜 상기 스프링의 탄력을 조절하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제10항에 있어서,
상기 블로워유닛, 공기조절유닛 및 안전밸브유닛을 모듈화하도록 에워싸는 모듈케이스;
기기 작동에 필요한 전원을 공급하는 전원공급장치;
기기 작동 상태를 디스플레이해 주는 디스플레이유닛;
수동 작동을 위한 수동 모드 절환 스위치; 및
상기 모듈케이스, 전원공급장치, 제어부, 디스플레이유닛 및 수동 모드 절환스위치를 수용하여 지지하는 외곽케이스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제14항에 있어서,
상기 모듈케이스와 상기 블로워유닛 사이에는 블로워유닛 작동시의 소음 감소를 위한 방음부재가 설치된 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제14항에 있어서,
상기 하우징의 상기 제1, 제2흡기공 및 제1, 제2배기공 형성면에는 방음 및 공기 정화를 위한 에어필터가 각각 설치된 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제14항에 있어서,
상기 외곽케이스는 상,하부 케이스부재를 구비하고,
상기 상부 케이스부재에는 익스헤일 모드시 공기 배출을 위한 호기가스 배출구가 형성되고, 상기 하부 케이스부재에는 인헤일 모드시 공기 유입을 위한 외부공기 유입구가 형성되며,
상기 외부공기 유입구에는 유입되는 공기를 정화하기 위한 에어필터가 장착된 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.
제17항에 있어서,
상기 모듈케이스는 상,하부 모듈케이스부재를 구비하고,
상기 상,하부 모듈케이스부재는 각각 상,하 통풍구 및 상기 통풍구 주위에 형성된 방음부재 설치홈을 구비하며,
상기 상,하부 모듈케이스부재의 각 방음부재 설치홈에는 방음부재와 커버 플레이트가 설치된 것을 특징으로 하는 기침 보조 장치.