CN107411743B - 一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，包括检测早产儿床体和测量装置，测量装置位于检测早产儿床体的右侧，测量装置包括测试台、检测系统、操作箱和计算机显示器，其中测试台固定于水平地面上，检测系统、操作箱和计算机显示器均设置于测试台的上表面。本发明的有益效果：通过设置的测量装置，采用阻抗法测量，其中阻抗法的测量原理是依据欧姆定律，待测体视为一电阻或阻抗，可以获得阻抗的精确的结果；另外，设置的内电极和外电极，将监测到的早产儿会厌软骨与舌运动联合波以及呼吸运动波与正常人群进行特征点拟合，并进行拟合度判断，结构简单，使用性强。

Description

一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置
技术领域
本发明涉及医学技术领域，具体来说，涉及一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置。
背景技术
吸吮-吞咽-呼吸协调功能指为尽量缩短气流阻断时间而有效吸吮、快速吞咽食物的能力，是实现安全经口喂养的前提条件。足月新生儿中枢神经系统发育成熟，出生后即可开始经口进食。吃奶时，舌随下颌作上下活动,形成杯状环绕于乳头，形成口腔负压将奶泵出，进入口腔后部，然后进行吞咽动作。当吞咽时，呼吸暂时停止，会厌软骨向上提升，覆盖气管喉，令食物进入食道；当吸气时，会厌软骨静止不动，让空气进入气管。正常新生儿吸吮-吞咽-呼吸功能协调。而胎龄小于34周的早产儿由于吸吮、吞咽和呼吸的协调能力较差，短阵快速吞咽与短阵快速呼吸交替进行，短阵吞咽时经常发生呼吸暂停、心动过缓、呼吸速率、每分通气量和氧饱和度下降。由于早产儿吸吮及吞咽能力弱，贲门括约肌松弛，易发生呛咳、胃食管反流，严重者可致窒息、吸入性肺炎，因此通常采用管饲喂养。当早产儿中枢神经系统发育成熟，吸吮-吞咽-呼吸行为协调后，予以拔管，经口进食。然而，临床医护人员仅通过早产儿胎龄、经口喂养呛咳等症状判断是否需要插管以及拔管，难以准确判断，导致呛咳、误吸、窒息或需要反复插管。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，包括检测早产儿床体和测量装置，所述测量装置位于所述检测早产儿床体的右侧，所述测量装置包括测试台、检测系统、操作箱和计算机显示器，其中所述测试台固定于水平地面上，所述检测系统、所述操作箱和所述计算机显示器均设置于所述测试台的上表面，所述操作箱位于所述检测系统和所述计算机显示器之间，所述操作箱的正面设有四个水平排列的放置槽，所述放置槽内设有电极，所述电极包括内电极和外电极，所述内电极包括内电极一和内电极二，所述外电极包括外电极一和外电极二，其中所述内电极一、所述内电极二、所述外电极一和所述外电极二从左到右依次设置于所述放置槽内，所述放置槽的上方设有测试口，所述电极通过导线贯穿所述测试口与内部的电源相连接，所述检测系统包括高频恒流激励电路、高频放大电路和锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路组成，所述高频恒流激励电路、高频放大电路的输出信号传递给所述锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路，所述锁相放大器的结构包括前置放大器、参考信号、带通滤波器、隔离器、移相器、调制器、比较器、缓冲放大器、积分器，其中输入信号传递到所述前置放大器，所述前置放大器与所述带通滤波器相连接，所述带通滤波器与所述移相器相连接，所述移相器与所述调制器相连接，所述参考信号传递到所述隔离器，所述隔离器与所述移相器相连接，所述移相器通过所述比较器与所述调制器相连接，所述调制器与所述缓冲放大器相连接，所述缓冲放大器与所述积分器相连接，输出信号通过所述计算机显示器显示。
进一步的，测试时所述内电极一、所述内电极二、所述外电极一和所述外电极二均放置于下颌骨以下，喉头以上位置。
进一步的，所述操作箱的正面还设置有呼吸电极，且所述呼吸电极位于所述电极的下方并通过导线贯穿所述测试口与内部的电源相连接。
进一步的，所述呼吸电极放置于胸廓。
进一步的，所述电极为金属材质。
本发明另一方面提供一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的方法，包括以下步骤：
S1.根据足月新生儿吸吮-吞咽-呼吸大数据，建立正常足月新生儿吞咽过程压力时间曲线；
S2.使用用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置来检测早产儿吞咽情况，并将检测到的信号发送给计算机，计算机绘制出早产儿吞咽过程压力时间曲线；
S3.计算机对早产儿吞咽过程压力时间曲线与正常足月新生儿吞咽过程压力时间曲线进行对比，当早产儿吞咽过程压力时间曲线与正常足月新生儿吞咽过程压力时间曲线的吻合度达到90%时，可进行胃管本体拔管；当吻合度达不到90%时，仍然胃管本体进行鼻饲。
本发明的有益效果：通过设置的所述测量装置，采用阻抗法测量；将吸吮-吞咽-呼吸运动曲线同步描绘，通过对运动曲线的分析来判断是否需要插管以及拔管，其中阻抗法的测量原理是依据欧姆定律，待测体视为一电阻或阻抗，施加恒定电流时，此节点上的电压与其电阻成正比。（下颌骨以下，喉头以上位置，用于监测喉部会厌软骨运动轨迹以及舌运动轨迹。以及胸腹部测量呼吸）可以获得阻抗的精确的结果，以及测量电极内电流密度尽可能均匀，因此，我们采用四电极测量方法。其为二个外电极和二个内电极。外电极作为激励，施加从低频段到高频段的扫频恒流电流。内电极可以得到待测阻抗段的电压降，表证该段被测的电阻变化，将监测到的早产儿会厌软骨与舌运动联合波以及呼吸运动波与正常人群进行特征点拟合，并进行拟合度判断，结构简单，使用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置中电极放置结构示意图；
图3是根据本发明实施例的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置中高频恒流激励电路、高频放大电路；
图4是根据本发明实施例的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置中锁相放大器输入信号，参考信号，输出信号波形图；
图5是根据本发明实施例的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置中床体的示意图；
图6是根据本发明实施例的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置中锁相放大结构图。
图中：
1、检测早产儿床体；2、检测系统；3、导线；4、操作箱；5、放置槽；6、电极；7、计算机显示器；8、测试台；9、呼吸电极；10、内电极一；11、内电极二；12、外电极二；13、外电极一；14、前置放大器；15、带通滤波器；16、移相器；17、调制器；18、缓冲放大器；19、积分器；20、比较器；21、参考信号；22、隔离器；23、测试装置；24、内电极；25、外电极；26、测试口；27、高频恒流激励电路、高频放大电路；28、锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路；29、锁相放大器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置。
如图1-6所示，根据本发明实施例的用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，包括检测早产儿床体1和测量装置23，所述测量装置23位于所述检测早产儿床体1的右侧，所述测量装置23包括测试台8、检测系统2、操作箱4和计算机显示器7，其中所述测试台8固定于水平地面上，所述检测系统2、所述操作箱4和所述计算机显示器7均设置于所述测试台8的上表面，所述操作箱4位于所述检测系统2和所述计算机显示器7之间，所述操作箱4的正面设有四个水平排列的放置槽5，所述放置槽5内设有电极6，所述电极6包括内电极24和外电极25，所述内电极24包括内电极一10和内电极二11，所述外电极25包括外电极一13和外电极二12，其中所述内电极一10、所述内电极二11、所述外电极一13和所述外电极二12从左到右依次设置于所述放置槽5内，所述放置槽5的上方设有测试口26，所述电极6通过导线贯穿所述测试口26与内部的电源相连接，所述检测系统2包括高频恒流激励电路、高频放大电路27和锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路28组成，所述高频恒流激励电路、高频放大电路27的输出信号传递给所述锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路28，所述锁相放大器29的结构包括前置放大器14、参考信号21、带通滤波器15、隔离器22、移相器16、调制器17、比较器20、缓冲放大器18、积分器19，其中输入信号传递到所述前置放大器14，所述前置放大器14与所述带通滤波器15相连接，所述带通滤波器15与所述移相器16相连接，所述移相器16与所述调制器17相连接，所述参考信号21传递到所述隔离器22，所述隔离器22与所述移相器16相连接，所述移相器16通过所述比较器20与所述调制器17相连接，所述调制器17与所述缓冲放大器18相连接，所述缓冲放大器18与所述积分器19相连接，输出信号通过所述计算机显示器7显示。
在一个实施例中，测试时所述内电极一10、所述内电极二11、所述外电极一13和所述外电极二12均放置于下颌骨以下，喉头以上位置。通过设置的所述电极6，其中所述外电极25作为激励，施加从低频段到高频段的扫频恒流电流。所述内电极24可以得到待测阻抗段的电压降，表证该段被测的电阻变化，将监测到的早产儿会厌软骨与舌运动联合波以及呼吸运动波与正常人群进行特征点拟合，并进行拟合度判断。
在一个实施例中，所述操作箱4的正面还设置有呼吸电极9，且所述呼吸电极9位于所述电极6的下方并通过所述导线3贯穿所述测试口26与内部的电源相连接。通过设置的所述呼吸电极9，通过胸廓起伏，描绘呼吸运动曲线。在吸吮-吞咽-呼吸运动时，通过呼吸动作与吸吮吞咽动作协调，保证机体供氧。
在一个实施例中，所述呼吸电极9放置于胸廓。
在一个实施例中，所述电极6为金属材质。
本发明另一方面提供一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的方法，包括以下步骤：
S1.根据足月新生儿吸吮-吞咽-呼吸大数据，建立正常足月新生儿吞咽过程压力时间曲线，当吞咽时，一方面软颚会向后延伸，阻止食物进入鼻腔；另一方面环状软骨的上升，令会厌软骨像门一样将气管喉覆盖，令食物进入食道。由此可知，在吞咽那一刻，呼吸是暂停的；吞咽完毕，软颚、喉会厌软骨迅速恢复原位，于是呼吸可照常进行；正常足月新生儿吞咽过程压力时间曲线包括以下三个阶段，第一阶段，环状软骨的上升，令会厌软骨像门一样将气管喉覆盖，第二阶段，吞咽呼吸暂停，第三阶段，吞咽完毕，环状软骨会厌软骨迅速恢复原位。
S2.使用用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置来检测早产儿吞咽情况，并将检测到的信号发送给计算机，计算机绘制出早产儿吞咽过程压力时间曲线。
S3.计算机对早产儿吞咽过程压力时间曲线与正常足月新生儿吞咽过程压力时间曲线进行对比，当早产儿吞咽过程压力时间曲线与正常足月新生儿吞咽过程压力时间曲线的吻合度达到90%时，可进行胃管本体拔管；当吻合度达不到90%时，仍然胃管本体进行鼻饲。
另外，在一个实施例中，高频恒流激励电路由文氏桥振荡电路功率放大电路升压变压器以及恒流电阻组成。由于人体在低频电流刺激下电极与皮肤会产生极化作用，且会引起肌肉收缩；而频率太高又容易使人体组织产生明显的热效应。综合两方面的因素,设计激励恒流的频率是50kHz，其振荡频率由Rl、Cl及R2、C2组成的串并联回路，CI=C2=300P，则振荡频率f=50kHz。电路中z1、z 2、R5起稳幅作用。功率放大由Ql、Q2等组成的互补推挽电路实现,图中Dl、DZ的作用是为了克服交越失真，VRI用来调节放大倍数。经功放输出的信号送到升压变压器,将电压升至60V左右，然后经两个串联的30k恒流电阻后送往激励电极。这是因为在高频情况下人体的容抗很小，胸电阻一般也只有几十欧姆，远远小于恒流电阻，电路结构可大大简化。调节VRI,可使加至人体的恒流为lmA。高频放大电路从测量电极提出的是一个被肌肉运动信号调制的高频调幅信号，由于幅度很小，需首先进行放大。放大电路先由U2A和U2B等组成并联交叉负反馈型差动放大器放大，再由运放U2C等将双端输入转变为单端输出，该电路输入阻抗高,共模抑制能力强。两级电路总的放大倍数为25。
在一个实施例中，所述锁相放大器29结构电路要包括所述前置放大器14、所述参考信号21、所述带通滤波器15、所述隔离器22、所述移相器16、所述调制器17、所述比较器20、所述缓冲放大器18、所述积分器19等。输人信号往往频率成分比较复杂，尽管所述锁相放大器19本身能够很好地滤波，但是实验证明，前边使用一带宽很窄的带通滤波器先对输入信号进行滤波，能更好地限制幅值很大的过高频和过低频输入信号成分干扰，从而避免了所述锁相放大器29承受噪声冲击的干扰。由于参考信号－般取自于信号源电路，所以必须对参考信号进行信号隔离，有利于保护信号源电路，防止后端电路噪声串扰信号源电路的输出特性，移相器是对信号相位进行调整将参考信号与输入信号调整到同相状态，使同频信号获得最大增益输出。所述锁相放大器29的主要功能主要由所述比较器20、所述调制器17和所述缓冲放大器18完成，其参考信号与输出信号见图。
具体实施步骤：1、所述电极6放置于下颌骨以下，喉头以上位置，用于监测喉部会厌软骨运动轨迹以及舌运动轨迹，描绘出会厌软骨及舌运动复合波，反映在吸吮-吞咽动作时，舌运动与会厌软骨运动协调情况。正常新生儿舌运动及会厌软骨运动运动协调，才不会呛咳。
所述呼吸电极9放置于胸廓，通过胸廓起伏，描绘呼吸运动曲线。在吸吮-吞咽-呼吸运动时，通过呼吸动作与吸吮吞咽动作协调，保证机体供氧。
吞咽及呼吸同步检测，正常吞咽运动时，暂时停止呼吸运动，快速吞咽食物，呈现吸气-吞咽-呼气。早产儿因延髓吸吮吞咽和呼吸中枢功能发育不成熟，极少出现吸吮-吞咽-呼吸同步进行，吞咽活动会抑制呼吸，改变呼吸节律，降低血氧饱和度。
建立正常新生儿吸吮-呼吸-吞咽运动数据库；将监测到的早产儿会厌软骨与舌运动联合波以及呼吸运动波与正常人群进行特征点拟合，并进行拟合度判断，达到90%以上，即可拔除胃管经口进食，否则需要插胃管进行管饲。
其中，该方法为无创性检测。监测时通过奶嘴诱发新生儿吸吮、吞咽反射。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过检测早产儿床体1和测量装置23，所述测量装置23位于所述检测早产儿床体1的右侧，所述测量装置23包括测试台8、检测系统2、操作箱4和计算机显示器7，其中所述测试台8固定于水平地面上，所述检测系统2、所述操作箱4和所述计算机显示器7均设置于所述测试台8的上表面，所述操作箱4位于所述检测系统2和所述计算机显示器7之间，所述操作箱4的正面设有四个水平排列的放置槽5，所述放置槽5内设有电极6，所述电极6包括内电极24和外电极25，所述内电极24包括内电极一10和内电极二11，所述外电极25包括外电极一13和外电极二12，其中所述内电极一10、所述内电极二11、所述外电极一13和所述外电极二12从左到右依次设置于所述放置槽5内，所述放置槽5的上方设有测试口26，所述电极6通过导线贯穿所述测试口26与内部的电源相连接，所述检测系统2包括高频恒流激励电路、高频放大电路27和锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路28组成，所述高频恒流激励电路、高频放大电路27的输出信号传递给所述锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路28，所述锁相放大器29的结构包括前置放大器14、参考信号21、带通滤波器15、隔离器22、移相器16、调制器17、比较器20、缓冲放大器18、积分器19，其中输入信号传递到所述前置放大器14，所述前置放大器14与所述带通滤波器15相连接，所述带通滤波器15与所述移相器16相连接，所述移相器16与所述调制器17相连接，所述参考信号21传递到所述隔离器22，所述隔离器22与所述移相器16相连接，所述移相器16通过所述比较器20与所述调制器17相连接，所述调制器17与所述缓冲放大器18相连接，所述缓冲放大器18与所述积分器19相连接，输出信号通过所述计算机显示器7显示。本发明的有益效果：通过设置的所述测试装置23，采用阻抗法测量；将吸吮-吞咽-呼吸运动曲线同步描绘，通过对运动曲线的分析来判断是否需要插管以及拔管，其中阻抗法的测量原理是依据欧姆定律，待测体视为一电阻或阻抗，施加恒定电流时，此节点上的电压与其电阻成正比。（下颌骨以下，喉头以上位置，用于监测喉部会厌软骨运动轨迹以及舌运动轨迹。以及胸腹部测量呼吸）可以获得阻抗的精确的结果，以及测量电极内电流密度尽可能均匀，因此，我们采用四电极测量方法。其为二个所述外电极25和二个所述内电极24。所述外电极25作为激励，施加从低频段到高频段的扫频恒流电流。所述内电极24可以得到待测阻抗段的电压降，表证该段被测的电阻变化，将监测到的早产儿会厌软骨与舌运动联合波以及呼吸运动波与正常人群进行特征点拟合，并进行拟合度判断，结构简单，使用性强。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，其特征在于，包括检测早产儿床体(1)、测量装置(23)和锁相放大器(29)，所述测量装置(23)位于所述检测早产儿床体(1)的右侧，所述测量装置(23)包括测试台(8)、检测系统(2)、操作箱(4)和计算机显示器(7)，其中所述测试台(8)固定于水平地面上，所述检测系统(2)、所述操作箱(4)和所述计算机显示器(7)均设置于所述测试台(8)的上表面，所述操作箱(4)位于所述检测系统(2)和所述计算机显示器(7)之间，所述操作箱(4)的正面设有四个水平排列的放置槽(5)，所述放置槽(5)内设有电极(6)，所述电极(6)包括内电极(24)和外电极(25)，所述内电极(24)包括内电极一(10)和内电极二(11)，所述外电极(25)包括外电极一(13)和外电极二(12)，其中所述内电极一(10)、所述内电极二(11)、所述外电极一(13)和所述外电极二(12)从左到右依次设置于所述放置槽(5)内，所述放置槽(5)的上方设有测试口(26)，所述电极(6)通过导线(3)贯穿所述测试口(26)与内部的电源相连接，所述检测系统(2)包括高频恒流激励电路、高频放大电路(27)和锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路(28)组成，所述高频恒流激励电路、高频放大电路(27)的输出信号传递给所述锁相放大电路、滤波放大电路及输出电路(28)，所述锁相放大器(29)的结构包括前置放大器(14)、参考信号(21)、带通滤波器(15)、隔离器(22)、移相器(16)、调制器(17)、比较器(20)、缓冲放大器(18)、积分器(19)，其中输入信号传递到所述前置放大器(14)，所述前置放大器(14)与所述带通滤波器(15)相连接，所述带通滤波器(15)与所述移相器(16)相连接，所述移相器(16)与所述调制器(17)相连接，所述参考信号(21)传递到所述隔离器(22)，所述隔离器(22)与所述移相器(16)相连接，所述移相器(16)通过所述比较器(20)与所述调制器(17)相连接，所述调制器(17)与所述缓冲放大器(18)相连接，所述缓冲放大器(18)与所述积分器(19)相连接，输出信号通过所述计算机显示器(7)显示。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，其特征在于，测试时所述内电极一(10)、所述内电极二(11)、所述外电极一(13)和所述外电极二(12)均放置于下颌骨以下，喉头以上位置。
3.根据权利要求1所述的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，其特征在于，所述操作箱(4)的正面还设置有呼吸电极(9)，且所述呼吸电极(9)位于所述电极(6)的下方并通过所述导线(3)贯穿所述测试口(26)与内部的电源相连接。
4.根据权利要求3所述的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，其特征在于，所述呼吸电极(9)放置于胸廓。
5.根据权利要求1所述的一种用于检测早产儿胃管插管及拔管指征的装置，其特征在于，所述电极(6)为金属材质。
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