CN108096675B - 一种人工气道泄漏报警器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工气道泄漏报警器，包括：报警器本体；与报警器本体相连、用以采集气囊与声门之间的腔隙内气体的样品采集管；报警器本体包括：与样品采集管相连、用以抽取气体样品的抽气装置，与抽气装置相连、用以检测样品中二氧化碳浓度的检测装置，与检测装置相连、用以判断样品中二氧化碳浓度是否超标的控制装置，与控制装置相连、用以当样品中二氧化碳浓度超标时进行报警的报警装置。本发明中的抽气装置通过样品采集管采集气囊与患者声门间腔隙内的气体样品，检测装置测量气体样品的二氧化碳浓度，控制装置将测量结果与预设的二氧化碳阈值进行比较，当气体样品中二氧化碳浓度较高时，说明人工气道发生泄露，报警装置发出警报。

Description

一种人工气道泄漏报警器

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种人工气道泄漏报警器。

背景技术

人工气道是将气管导管经上呼吸道置入气管或直接置入气管所建立的气体通道。最常见的人工气道是气管插管和气管切开导管。人工气道是保证患者气道通畅的有效手段，在临床抢救过程中发挥极其重要的作用。但是人工气道的建立会破坏人体正常的生理解剖和防御功能，导致气道内的分泌物显著增加，气道内的分泌物、口腔分泌物及胃食道反流物等大量滞留物积聚于气囊上方形成“黏液湖”，从而为细菌的繁殖提供有利环境。如果人工气道气囊封闭不严，将导致气囊周围的漏气，气囊上分泌物沿气囊壁渗漏到下呼吸道，造成误吸，引发呼吸机相关性肺炎。因此，必须确保人工气道气囊对气道的有效封闭。一旦气囊周围漏气，需要医护人员进行及时处理，避免分泌物渗漏到下呼吸道。

因此，如何提供一种能够提醒医护人员人工气道发生泄露的报警器是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种人工气道泄漏报警器，其能够实时检测人工气道的密闭情况，一旦人工气道发生泄露能够向医护人员发出警报。

为实现上述目的，本发明提供一种人工气道泄漏报警器，包括：报警器本体；与所述报警器本体相连、用以采集气囊与声门之间的腔隙内气体的样品采集管；所述报警器本体包括：与所述样品采集管相连、用以抽取气体样品的抽气装置，与所述抽气装置相连、用以检测样品中二氧化碳浓度的检测装置，与所述检测装置相连、用以判断样品中二氧化碳浓度是否超标的控制装置，与所述控制装置相连、用以当样品中二氧化碳浓度超标时进行报警的报警装置。

优选地，所述报警器本体还包括用以采集环境气体样品的环境采集部，所述检测装置还连有校零装置。

优选地，所述样品采集管设有用以干燥样品的干燥装置。

优选地，所述报警器本体还包括用以向气囊与声门之间的腔隙内充气的充气装置。

优选地，所述控制装置包括用以比较二氧化碳浓度与低限阈值的第一判断部，所述报警装置包括与所述第一判断部相连、用以当二氧化碳浓度大于低限阈值且小于中限阈值时发出报警的第一报警部。

优选地，所述控制装置包括用以比较二氧化碳浓度与中限阈值的第二判断部，所述报警装置包括与所述第二判断部相连、用以当二氧化碳浓度大于中限阈值且小于高限阈值时发出报警的第二报警部。

优选地，所述控制装置包括用以比较二氧化碳浓度与高限阈值的第三判断部，所述报警装置包括与所述第三判断部相连、用以当二氧化碳浓度大于高限阈值时发出报警的第三报警部。

临床上通过在气道中插入气管导管构建人工气道，气管导管的气囊与患者的气道贴合实现人工气道密闭，但气囊与患者气道间常常会出现泄漏状况。一旦气囊与患者气道间发生泄露，气囊上方滞留的患者分泌物则会沿泄露处流下，引发呼吸机性肺炎等疾病。

当人工气道发生泄露时，患者呼出的气体也会沿泄漏处窜入气囊与声门之间腔隙内，患者呼出的气体中二氧化碳浓度较高，本发明所提供的人工气道泄漏报警器中的抽气装置通过样品采集管抽取气囊与声门之间腔隙内的气体，检测装置测量气体样品中的二氧化碳浓度，控制装置将测量结果与预设的二氧化碳浓度阈值进行比较，若二氧化碳浓度超过预设阈值则说明人工气道发生泄露，此时报警装置进行报警，提示医护人员对人工气道泄露的状况进行处理。

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，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的人工气道泄漏报警器一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的人工气道泄露报警器的工作流程图；

图3为图1中控制装置和报警装置的结构框图。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的人工气道泄漏报警器一种具体实施方式的结构示意图；图2为本发明所提供的人工期待泄露报警器的工作流程图；图3为图1中控制装置和报警装置的结构框图。

本发明所提供的人工气道泄漏报警器，包括报警器本体1和样品采集管2，样品采集管2一端与报警器本体1相连，报警器本体1包括抽气装置11、检测装置12、控制装置13和报警装置14。抽气装置11通过样品采集管2抽取气囊41上方的气体，检测装置12对气体样品进行检测，测量样品中二氧化碳浓度，控制装置13与检测装置12相连，将检测结果与预设的二氧化碳阈值进行比较，若测量结果高于二氧化碳阈值则报警装置14发出警报，本说明书中所提及的气体样品均指气囊41与患者声门51间腔隙内气体的样品。显然样品采集管2、抽气装置11和检测装置12间设有气体通道，检测装置12、控制装置13和报警装置14间设有信号传递通道，连接形式可以参考说明书附图1，下文不再赘述。

气管导管4插入患者气道5内，气管导管4的气囊41与患者的气道5密闭，从而使呼吸机送出的气体能够经气管导管4和患者气道5通入患者的肺部，实现对患者的正压通气，患者呼出的气体也会沿气管导管4排出，一旦气囊41与患者的气道5间发生泄露，患者呼出的气体会沿气囊41的外侧泄露至气囊41与声门51之间的腔隙中，本发明通过测量该腔隙中二氧化碳浓度判断气囊41的密闭性。

样品采集管2的主要功能是作为采集气囊41与患者声门51间腔隙内气体的样品通道，在使用的过程中，样品采集管2可以与气管导管中的密闭性检测管42相连接，气管导管的上方设有密闭性检测孔43，密闭性检测管42与密闭性检测孔43相连，样品采集管2通过密闭性检测管42经密闭性检测孔43采集气体样品。当然，样品采集管2也可以为柔性管，与气管导管一同插入患者气道5内。

由于气囊41与患者声门51间腔隙内气体较少，如果一次抽取过多的气体可能将气囊41与患者声门51间腔隙内的气体抽空，抽气装置11所产生的负压可能对患者造成伤害，因此，本发明所采用的抽气装置11为微型定量气泵，每次只抽取少量的气体，以保证报警器的安全性。由于抽取的气体量较少，为减少样品采集管2中残留的气体对检测结果造成影响，本发明所采用的样品采集管2和密闭性检测管42的直径均比较小，样品采集管2和密闭性检测管42的容积之和小于抽气装置11的抽气量。

检测装置12设于抽气装置11的出口管路，用于测定气体样品中的二氧化碳浓度，本实施例中的检测装置12可具体为红外线二氧化碳传感器，红外线二氧化碳传感器具有体积小巧、无需消耗等优点，其结构可参考现有技术，在此不再赘述。当然，检测装置12也可采用半导体式二氧化碳传感器或催化剂二氧化碳传感器等，在此不做限定。

控制装置13与检测装置12相连，检测装置12将检测结果传送至控制装置13，控制装置13将检测结果与预设的二氧化碳浓度阈值进行比较，当样品中的二氧化碳浓度超过二氧化碳浓度阈值时，说明此时人工气道可能发生泄露，控制装置13向报警装置14发送报警信号，报警装置14发出警报，提醒医护人员调整气囊41密闭性。本实施例中的控制装置13可以为处理器或单片机等，例如控制装置13可为dsPIC30F6010A型单片机，dsPIC30F6010A中有8个比较通道，本发明中二氧化碳浓度阈值通常不会超过3个，比较电路的其他部分可参考现有技术，在此不再赘述。

本实施例所提供的人工气道泄露报警器采集气囊41与患者声门51间腔隙内的气体，通过检测气体样品中二氧化碳浓度判断人工气道的密闭情况，一旦样品中二氧化碳浓度超过预设值则说明人工气道发生泄露，此时报警装置14发出警报提醒医护人员进行处理。

另外，患者周围环境中也具有一定浓度的二氧化碳，环境中空气的二氧化碳浓度会因时间和地点的不同而有所不同，为排除环境对检测结果造成的影响，本实施例还设置了环境采集部15，抽气装置11通过环境采集部15采集患者周围环境中的气体，控制装置13包括第一控制部，第一控制部与环境采集部15相连，当需要检测环境中二氧化碳浓度时，第一控制部控制环境检测部15进行环境气体采集，检测装置12连有校零装置，校零装置能够根据环境中的二氧化碳浓度对患者体内气体样品的检测结果进行校零。

环境采集部15设置于抽气装置11前，二者通过气体管路相连，当需要采集环境中气体时，环境采集部15在第一控制部的控制下将抽气装置11与大气连通，抽气装置11抽取大气中的气体，由检测装置12检测大气中的二氧化碳浓度，校零装置将大气中的二氧化碳浓度进行储存，并根据其对气体样品的检测结果进行校零，校零装置的结构可参考现有技术中的电子秤用于实现去皮功能的装置，在此不再赘述。

本实施例中的环境采集部15为第一电磁二位三通阀，第一电磁二位三通阀与第一控制部控制相连，当需要采集环境中气体时，环境采集部15将抽气装置11与大气连通；当需要采集气体样品时，环境采集部15将抽气装置11与样品采集管2连通，使环境采集部15能够通过环境采集管2和密闭性检测管42由密闭性检测孔43中抽取气体样品。

由于气体样品中可能含有较多水分，水分会在管路或设备中凝结，对管路和设备造成腐蚀，也可能对检测结果造成影响，因此本实施例的样品采集管2设有用以干燥样品的干燥装置3，干燥装置3可具体为装有干燥剂或吸附剂的干燥器。

由于患者声门51与气管导管间处于半封闭状态，长时间采集气囊41与患者声门51间腔隙内的气体会导致该空间气体被抽空而产生负压，对患者造成伤害，为避免此类状况的发生，本实施例所提供的人工气道泄漏报警器还包括充气装置16，充气装置16能够向气囊41与患者声门51间腔隙内充气，控制装置13还包括第二控制部，第二控制部与充气装置16相连，充气装置16的动作由第二控制部控制。

具体的，充气装置16为连接于检测装置12和抽气装置11间的第二电磁二位三通阀，当报警器进行检测时，第二电磁二位三通阀将抽气装置11与检测装置12连通，气体样品从抽气装置11流入检测装置12中；当报警器进行充气时，环境采集部15将抽气装置11入口与大气连通，充气装置16将抽气装置11与充气通道连通，充气通道连接于环境采集部15前的气体管路，此时，抽气装置11抽取空气充入气囊41与患者声门51间腔隙内。本实施例中，抽气装置11每次抽取与气体样品体积相等的空气充入气囊41与患者声门51间腔隙内，在其他实施方式中，抽气装置11也可以抽取与气体样品体积不等的空气充入气囊41与患者声门51间腔隙内，在此不做限定。

当然，本实施例所提供的第二电磁二位三通阀仅为充气装置16的一种具体实施方式，在其他实施方式中，充气装置可以为第二微型定量气泵，充气通道的一端与环境采集部15前的管路相连，充气通道的另一端与第二微型定量气泵相连，当需要充气时，环境采集部15将抽气装置11的入口与样品采集管2断开，将第二微型定量气泵的出口与样品采集管2相连，由第二微型定量气泵向气囊41与患者声门51间腔隙内充入空气。

本实施例中，人工气道泄漏报警器设置了干燥装置3和校零装置，能够分别对气体样品进行干燥和对检测结果进行校零，校零是指根据环境中二氧化碳浓度重新设置检测装置的零点，从而排除气体样品中的液体和环境中二氧化碳浓度变化对检测结果带来的影响，使检测结果更加准确。

人工气道泄露程度越严重，对患者带来的危害就越大，当人工气道泄露十分严重时，需要医护人员进行紧急处理，而当人工气道轻微泄露时，医护人员稍后对其进行处理优先处理其他状况更严重的患者。因此，本实施例设置了多个报警阈值，医护人员可根据报警的紧急程度决定处理的次序。

首先，为了保证所有人工气道泄露的情况都会被处理，人工气道泄漏报警器中设置了低限阈值；当人工气道泄露较为严重时，医护人员可能需要优先对该患者进行处理，因此人工气道泄漏报警器中设置中限阈值；部分患者的人工气道可能存在泄露十分严重的情况，所以本实施例中人工气道泄漏报警器中还设置高限阈值。

控制装置13包括用以比较二氧化碳浓度与低限阈值的第一判断部131，报警装置14包括与第一判断部131相连的第一报警部141，当二氧化碳浓度大于低限阈值且小于中限阈值时第一报警部141发出报警。

控制装置13包括第二判断部132，第二判断部132能够比较二氧化碳浓度与中限阈值，报警装置14包括第二报警部142，第二报警部142与第二判断部132相连，当二氧化碳浓度大于中限阈值且小于高限阈值时第二报警部142发出报警。

控制装置13包括第三判断部133，第三判断部133能够比较二氧化碳浓度与高限阈值，报警装置14包括第三判断部133，第三报警部143与第三判断部133相连，当二氧化碳浓度大于高限阈值时第三报警部143发出报警。

本实施例中的报警装置14可具体为报警灯、蜂鸣器或向移动设备发送报警信号的发射器等，三个报警部可根据人工气道泄露情况的严重程度使报警装置14产生不同程度的报警提醒，例如当报警装置14为蜂鸣器时，三个报警部可使蜂鸣器的声响依次增大，医护人员可以根据报警声音的大小判断人工气道的泄露情况。当然在其他实施例中可以根据需要设置多于或少于本实施例的报警级别，也可以采用不同形式的报警，在此不做限定。

本发明一种优选的报警流程如图2所示，首先在报警其中预设二氧化碳报警高限阈值、中限阈值和低限阈值，随后环境采集部15将抽气装置11与大气连通，抽气装置11抽取空气，检测装置12检测空气中的二氧化碳浓度，校零装置利用空气中二氧化碳浓度对检测装置12进行校零，校零完成后环境采集部15将抽气装置11与密闭性检测管42相连，抽气装置11通过密闭性检测管42和密闭性检测孔43抽取气囊41与患者声门51间腔隙内的气体样品，检测装置12对气体样品进行检测，检测后控制装置13将检测结果与预设的二氧化碳浓度阈值进行比较，如果检测结果低于预设的二氧化碳浓度阈值，则不报警，如果检测结果高于预设的二氧化碳浓度阈值则第一判断部131、第二判断部132和第三判断部133分别将检测结果与低限阈值、中限阈值和高限阈值进行比较，最终报警装置14根据比较结果发出相应级别的警报。当检测结束后，环境采集部15将抽气装置11入口与大气连通、充气装置16将抽气装置11出口与充气通道连通，抽气装置11抽取与气体样品体积相等的空气充入患者气囊41与患者声门51间腔隙内中，检测装置12将校零结果重置。

本实施例根据气体样品的二氧化碳浓度不同设置了多级报警，医护人员可以根据报警信号确定人工气道的泄露程度，进而合理地安排处理顺序，能够保证情况较严重的患者得到及时处理，避免患者情况恶化。

本发明所要保护的主体为通过抽气装置11、检测装置12、控制装置13和报警装置14等构成的人工气道泄漏报警器，其中包括各装置之间的连接关系。

需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另外几个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上对本发明所提供的人工气道泄漏报警器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (5)

1.一种人工气道泄漏报警器，其特征在于，包括：报警器本体（1）；与所述报警器本体（1）相连、用以采集气囊（41）与声门（51）之间的腔隙内气体的样品采集管（2）；所述报警器本体（1）包括：与所述样品采集管（2）相连、用以抽取气体样品的抽气装置（11），与所述抽气装置（11）相连、用以检测样品中二氧化碳浓度的检测装置（12），与所述检测装置（12）相连、用以判断样品中二氧化碳浓度是否超标的控制装置（13），与所述控制装置（13）相连、用以当样品中二氧化碳浓度超标时进行报警的报警装置（14）；

所述抽气装置（11）为微型定量气泵；

所述样品采集管（2）使用时，所述样品采集管（2）与气管导管（4）中的密闭性检测管（42）相连，所述气管导管（4）的上方设有密闭性检测孔（43），所述密闭性检测管（42）与所述密闭性检测孔（43）相连，所述样品采集管（2）通过密闭性检测管（42）经所述密闭性检测孔（43）采集所述气体样品；

所述报警器本体（1）还包括用以采集环境气体样品的环境采集部（15），所述检测装置（12）还连有校零装置，所述环境采集部（15）为第一电磁二位三通阀，所述第一电磁二位三通阀与所述控制装置（13）的第一控制部控制相连，所述第一控制部可控制所述环境采集部（15）将所述抽气装置（11）与大气连通，或控制所述环境采集部（15）将所述抽气装置（11）与所述样品采集管（2）连通；

所述控制装置（13）包括用以比较二氧化碳浓度与低限阈值的第一判断部（131），所述报警装置（14）包括与所述第一判断部（131）相连、用以当二氧化碳浓度大于低限阈值且小于中限阈值时发出报警的第一报警部（141）。

2.根据权利要求1所述的人工气道泄漏报警器，其特征在于，所述样品采集管（2）设有用以干燥样品的干燥装置（3）。

3.根据权利要求2所述的人工气道泄漏报警器，其特征在于，所述报警器本体（1）还包括用以向气囊（41）与声门（51）之间的腔隙内充气的充气装置（16）。

4.根据权利要求1所述的人工气道泄漏报警器，其特征在于，所述控制装置（13）包括用以比较二氧化碳浓度与中限阈值的第二判断部（132），所述报警装置（14）包括与所述第二判断部（132）相连、用以当二氧化碳浓度大于中限阈值且小于高限阈值时发出报警的第二报警部（142）。

5.根据权利要求1所述的人工气道泄漏报警器，其特征在于，所述控制装置（13）包括用以比较二氧化碳浓度与高限阈值的第三判断部（133），所述报警装置（14）包括与所述第三判断部（133）相连、用以当二氧化碳浓度大于高限阈值时发出报警的第三报警部（143）。