清肺仪的发明和负压脉动疗法的形成

负压脉动式清肺仪的发明和负压脉动疗法的形成
负压脉动式清肺仪的发明源自于张伟民先生1990年的技术发明，张伟民先生是学理工出身的工程师，六岁起患慢性支气管炎，病情反复、迁延不愈，四十岁时已并发肺气肿、肺心病、支气管扩张，大量脓痰阻塞气道，喘息不止，心律加速。在北京协和医院住院治疗一年零八个月，几次病危，使用各种抗生素和吸氧都无济于事。1990年，在住院期间，久病成医的张伟民总结自身的疾病特点和发病规律，针对痰排不出来，二氧化碳残气呼不出来，氧吸不进去的状况，逆向思维，改变传统的“向内”服药、吸氧的治疗手段，自制“负压脉动式清肺仪”“向外”排痰排气，有效的解决了排痰和二氧化碳潴留的医学难题，创造了奇迹，摆脱了死亡、三个月后康复出院。张伟民持续使用负压脉动式清肺仪，逐步停止服用各种药物、不再吸氧，还能骑车、爬山和游泳，近二十年来再也没有因病住院。
张伟民的发明引起了北京协和医院的高度重视，在其后数年，该院联合其它多家医学和科研机构，组织进行了多项严谨的临床实验和理论分析，为负压脉动式清肺仪的成功上市和“负压脉动疗法”的丰富完善提供了强有力的医学支持。负压脉动式清肺仪的内部结构和工艺设计则得益于中科院力学所的专家们。
医学科研人员运用呼吸动力学和流体力学理论来解析人体的呼吸生理，创造性地总结和发展了“呼吸动力理论”：气道阻塞和气体交换障碍的根本原因就是呼吸动力的减退，自主排痰能力、气体交换能力、纤毛粘液运动能力等与呼吸动力息息相关，增强呼吸动力是破解呼吸疾病治疗难题的根本之道。
正常情况下，流体运动具有从高处向低处流动的特征，而痰液之所以向喉部流动，是借助于呼吸道纤毛的摆动而完成的。受炎症影响，痰液变得粘稠、量大，纤毛被糊住，甚至完全倒伏，使纤毛摆动阻力加大，甚至丧失摆动能力；气道堵塞和病变导致气道狭窄，在相同通气流量下气体流动阻力加大，导致通气障碍。改变压力差可提高气体的运动速度和流量，在阻力增大的同时逆向增加压差，即可使气体运动阻力逐渐降低，不断增强呼吸动力，保证痰液和气体的正常流动，使气体交换步入良性循环，逐渐恢复呼吸系统的正常生理功能。
专家们应用仿生学原理，根据呼吸生理和呼吸系统病理改变特征，采用逆向思维，应用300-900帕的开放式负压、3升/分的排气流量和3000次/分的振荡频率，形成负压脉动振荡气流，可在相对开放状态下的细管道内进行远程传导，振动波在正压或负压状态下均可传导振荡。
负压脉动振荡气流在鼻腔处形成负压，加大压力差，伴随着人体的自主呼吸，在呼的过程中负压助力向外排气，消除呼吸阻力，增大呼气量，使吸气更轻松，并通过提高通气量来纠正缺氧；负压脉动振荡气流在呼和吸的过程中均传导振荡，助力增强纤毛摆动动力，振动促进痰液剥离气道，借助负压吸引，使滞留痰液加速上行，自主咳出；达到提高呼吸道的清除功能，有效排出积存痰液和残气，彻底消炎，疏通气道，消除二氧化碳潴留和缺氧状况，促进呼吸系统微循环及血氧交换，实现逐步恢复呼吸功能的目的。从1990年至今，经过众多专家、学者的不懈努力，“负压脉动式清肺仪”的性能和技术不断完善、成熟，被批准为国家二类医疗器械，进入北京市医保诊疗收费项目，还在其它十几个国家得到推广。作为实现“负压脉动疗法”的最佳载体，负压脉动式清肺仪以其科学性、安全性、不可替代性和卓越的疗效，一直占据着呼吸疾病治疗领域的最前沿。