CN109513083A - 一种气管管芯和自动气管插管系统 - Google Patents
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Abstract
公开了一种气管管芯和自动气管插管系统，气管管芯包括管芯本体和与管芯本体转动连接的管芯头部，气体传感器和摄像装置分别设置于管芯头部的前端，分别用于检测管芯头部在患者体内位置的气流方向和图像信息，本发明实施例可以根据气体传感器和摄像装置检测的气流方向和图像信息调节气管管芯在患者体内的位置，可以快速、准确地完成自动气管插管操作，提高气管插管成功率，减少患者的损伤。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种气管管芯和自动气管插管系统。
背景技术
气管插管操作是临床医师需要掌握的基本技能。气管导管由塑料制成，质地相对较软，其刚性不足，则需要将气管管芯设置于气管导管内引导气管导管经过患者的口、咽、喉置入患者的气管中用于对患者进行辅助呼吸或者机械通气。面对头颈部解剖结构异常、口咽喉部肿瘤患者，气管插管操作成功率很低，为保证患者安全，目前临床上采用保留自主呼吸行纤支镜引导下的气管插管。由于解剖结构异常，声门及气管开口辨识困难，若无法在短时间内插管成功，患者存在窒息风险。现有的气管插管操作，管芯在引导气管导管的过程中，需要医生根据经验手动的将气管导管插入患者的体内，对医生的依赖程度较高，容易产生失误。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种气管管芯和自动气管插管系统，可以快速、准确地完成气管插管，减少患者的痛苦及损伤。
本发明实施例的第一方面，提供了一种气管管芯，包括：
管芯本体；
管芯头部，与所述管芯本体的前端转动连接；
气体传感器，设置于所述管芯头部的前端，用于检测气流方向；
摄像装置，设置于所述管芯头部的前端，用于采集图像信息。
优选地，所述气管管芯还包括：
显示终端，与所述摄像装置连接，用于接收并显示所述图像信息。
优选地，所述气管管芯还包括：
驱动装置，与所述管芯头部连接，用于驱动所述管芯头部向不同方向移动；
控制装置，与所述驱动装置连接，用于控制所述驱动装置。
优选地，所述驱动装置包括：
第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机；
第一组驱动线，所述第一组驱动线的一端与所述管芯头部固定连接，另一端穿过所述管芯本体与所述第一驱动电机连接，用于驱动所述管芯头部沿第一方向转动；
第二组驱动线，所述第二组驱动线的一端与所述管芯头部固定连接，另一端穿过所述管芯本体与所述第二驱动电机连接，用于驱动所述管芯头部沿第二方向转动；
传动机构，分别与所述管芯本体和所述第三驱动电机连接，用于驱动所述管芯本体沿第三方向移动。
优选地，所述管芯本体包括多个限位孔，所述第一组驱动线和第二组驱动线分别从对应的限位孔穿过与所述管芯头部固定连接。
优选地，所述气管管芯还包括：
清洁机构，与所述摄像装置连接，用于清洁所述摄像装置。
优选地，所述清洁机构包括：
刮水条，设置于所述摄像头的一侧；
第四驱动电机，与所述刮水条连接，用于驱动所述刮水条摆动以清洁所述摄像头。
本发明实施例的第二方面，提供了一种气管插管系统，包括：
气管导管；
如第一方面所述的气管管芯，可拆卸地设置于所述气管导管内，用于引导所述气管导管进行移动。
本发明实施例可以根据气体传感器和摄像装置检测的气流方向和图像信息调节气管管芯在患者体内的位置，可以快速、准确地完成自动气管插管操作，减少患者的痛苦和损伤。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是本发明第一实施例的气管管芯的结构示意图；
图2是本发明第一实施例的气管管芯的局部放大示意图；
图3是本发明第一实施例的气管管芯的示意图；
图4是本发明第二实施例的气管插管系统的结构示意图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一：
图1-图3为本实施例的气管管芯的结构示意图。如图1-图3所示，气管管芯A包括管芯本体1、管芯头部2、气体传感器3、摄像装置4和显示终端5。管芯头部2与管芯本体1的前端可转动连接，如图2所示。管芯头部2可被配置为受控向预定方向转动，进而带动管芯本体1向预定方向移动。在本实施例中，管芯本体1可以采用可塑形的金属管制成，也可采用具有挠性的高分子材料制成。气体传感器3和摄像装置4分别设置于所述管芯头部2的前端，显示终端5设置于患者体外。气体传感器3和摄像装置4分别与显示终端5连接，实现信息交互。气体传感器3和摄像装置4与显示终端5的连接方式包括无线通信连接和有线通信连接方式。优选地，气体传感器3和摄像装置4与显示终端5通过无线通信方式连接。
气体传感器3用于检测气管管芯A在患者气管管道内移动到不同的位置时的气流方向，并将检测到的气流方向发送到显示终端5进行显示。医生可以根据气体传感器3反馈的气流方向调整气管管芯A的移动方向，以使得气管管芯A可以将气管导管引导至正确的气管管道内。所述气体传感器3可以是二氧化碳传感器或气体流速传感器。在本实施例中，当气管管芯A上的气体传感器3处于工作状态时，气管管芯A适用于在患者存在自主呼吸时进行气管插管操作。
在本实施例中，摄像装置4包括摄像头41和LED灯42，如图2所示。摄像头41用于拍摄不同位置的气管管道的图像并将图像传输至显示终端5进行显示处理。LED灯42用于为摄像头41提供拍摄所需要的灯光。优选地，摄像头41设置在管芯头部2的前端的中心上，LED灯42呈圆形分布在摄像头41的周围，所述LED灯可以为多个，其具体数量可以根据结构进行选择。在本实施例中，医生可以根据摄像装置4反馈的图像信息调整气管管芯A的移动方向，以使得气管管芯A可以将气管导管引导至正确的气管管道内。在本实施例中，当气管管芯A上的摄像装置4处于工作状态时，气管管芯A对于患者是否存在自主呼吸没有要求，均可完成气管插管操作。
在另一可选实现方式中，气管管芯A还包括驱动装置6和控制装置7，如图3所示。驱动装置6分别与管芯本体1和管芯头部2连接，驱动装置6可以驱动管芯本体1和管芯头部2向不同方向移动。控制装置7分别与气体传感器3、摄像装置4、驱动装置6和显示终端5连接，用于根据气体传感器3和摄像装置4反馈的气流方向和图像信息控制驱动装置6驱动管芯头部2和管芯本体1移动，并通过显示终端5实时显示反馈信息，以便于医生可以查看管芯头部2和管芯本体1的移动方向是否正确，并给予及时的修正。
驱动装置6包括第一驱动电机61、第二驱动电机62、第三驱动电机63、第一组驱动线64、第二组驱动线65和传动机构66，如图1所示。其中，第一组驱动线64和第二组驱动线65分别包括两根驱动线，所述驱动线可以为具有一定强度的材料制成，例如：不锈钢丝。第一组驱动线64的一端与管芯头部2固定连接，另一端穿过管芯本体1与第一驱动电机61连接，用于驱动管芯头部2沿第一方向转动。第二组驱动线65的一端与管芯头部2固定连接，另一端穿过管芯本体1与第二驱动电机62连接，用于驱动管芯头部2沿第二方向转动。传动机构33设置于体外，分别与管芯本体1和第三驱动电机63连接，用于驱动管芯本体1和管芯头部2沿第三方向移动。在本实施例中，第一方向是指管芯头部2沿管芯头部2的横截面左右摆动的方向，第二方向是指管芯头部2沿管芯头部2的横截面上下摆动的方向，第三方向是指管芯本体1沿轴向前后移动的方向。
具体地，第一组驱动线64的两根驱动线对称地设置在管芯头部2的侧壁上，第一驱动电机61通过正反转带动第一组驱动线64的两根驱动线拉紧或放松，管芯头部2根据第一组驱动线64的两根驱动线拉紧或放松沿第一方向转动(沿管芯头部2的横截面左右摆动的方向)，然后通过第三驱动电机63驱动传动机构66控制管芯本体1和管芯头部2整体向前移动。第二组驱动线65的两根驱动线对称地设置在管芯头部2的侧壁上，与第一组驱动线64的两根驱动线的设置位置基于垂直，第二驱动电机62通过正反转带动第二组驱动线65的两根驱动线拉紧或放松，管芯头部2根据第二组驱动线65的两根驱动线拉紧或放松沿第二方向转动(沿管芯头部2的横截面上下摆动的方向)，然后通过第三驱动电机63驱动传动机构66控制管芯本体1和管芯头部2整体向前移动。优选地，所述传动机构66可以为齿轮齿条传动组件。其中，齿条与管芯本体1的末端固定连接，第三驱动电机63驱动传动机构66运行时可以带动管芯本体1前后移动。
在本实施例中，管芯本体1的侧壁上还设置有多个限位孔11，限位孔11靠近管芯本体1与管芯头部2连接的一端。第一组驱动线64和第二组驱动线65的一端分别与第一驱动电机61、第二驱动电机62连接后，另一端穿入管芯本体1内并分别从对应的限位孔11内穿出与管芯头部2固定连接，可以方便的将气管管芯A套设于气管导管内引导气管导管进行移动。
在本实施例中，气管管芯A还包括清洁机构8(图中未示出)。清洁机构8与所述摄像装置4连接，用于清洁所述摄像装置4。清洁机构8包括刮水条81和第四驱动电机82。刮水条81设置于所述摄像头41的一侧，第四驱动电机42设置于体外，与所述刮水条41连接。当摄像头41上覆盖有分泌物时，医生可以根据摄像头41反馈的图像进行判断，并控制第四驱动电机82驱动刮水条81摆动以清洁摄像头41。
本发明实施例可以根据气体传感器和摄像装置检测的气流方向和图像信息调节气管管芯在患者体内的位置，可以快速、准确地完成自动气管插管操作，提高气管插管成功率，减少患者的损伤。
实施例二：
图4为本实施例的气管插管系统的结构示意图。如图4所示，气管插管系统包括气管管芯A和气管导管B。气管管芯A与实施例一所述的气管管芯A的结构相同。气管导管B与现有的气管导管的结构相同。气管管芯A设置于气管导管B内，用于引导气管导管B在患者体内移动。
在气管导管B插入患者的气管之前，需要将气管导管B套设在气管管芯A外。将气管导管B的前端与气管管芯A的前端塑形为一体，且露出气管管芯A的前端，以避免在气管插管过程中气管导管B和气管管芯A分离，不能正确的引导气管导管B到达指定位置，同时也可以避免在气管插管过程中对患者的气道产生损伤。
气管管芯A引导气管导管B进行气管插管过程中，医生可以通过体外的显示终端5显示的气管管芯A前端的气体传感器3反馈的气管管道内的气流方向和/或摄像装置4反馈的图像信息实时调节气管导管B和气管管芯A在气管内的移动方向。在另一可选实现方式中，在气管插管过程中，控制装置7根据气体传感器3反馈的气管管道内的气流方向和/或摄像装置4反馈的气管管道内的图像信息控制驱动装置6驱动管芯头部2向预定方向转动，并驱动管芯本体1和管芯头部2整体向前移动。所述图像信息中包含有不同气管位置的所具有的不同特征，控制装置7可以根据特征的不同，控制气管管芯A向不同的方向移动。所述特征可以是悬雍垂、会厌和声门等。当气管导管B和气管管芯A到达预定位置时，将气管管芯A从气管导管B内撤出，形成气体通道，然后将呼吸机与气管导管B的呼吸机接头连接实现辅助呼吸。当患者不再需要气管导管B辅助呼吸时，将气管导管B从患者体内撤出即可。
在本实施例中，当患者具有自主呼吸，气管管芯A引导气管导管B进行气管插管时，可以仅根据气体传感器3反馈的气管管道内的气流方向，控制气管导管B和气管管芯A在患者气管内的移动方向，完成气管插管操作；或者同时通过气体传感器3反馈的气管管道内的气流方向和摄像装置4反馈的图像信息控制气管导管B和气管管芯A在患者气管内的移动方向，完成气管插管操作；或者仅通过摄像装置4反馈的图像信息控制气管导管B和气管管芯A在患者气管内的移动方向，完成气管插管操作。而当患者无自主呼吸，气管管芯A引导气管导管B进行气管插管时，仅能根据摄像装置4反馈的图像信息控制气管导管B和气管管芯A在患者气管内的移动方向，完成气管插管操作。
本发明实施例公开了一种气管管芯和气管插管系统，气管管芯包括管芯本体和与管芯本体转动连接的管芯头部，气体传感器和摄像装置分别设置于管芯头部的前端，分别用于检测管芯头部在患者体内位置的气流方向和图像信息，本发明实施例可以根据气体传感器和摄像装置检测的气流方向和图像信息调节气管管芯在患者体内的位置，可以快速、准确地完成自动气管插管操作，提高气管插管成功率，减少患者的损伤。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理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 (8)
1.一种气管管芯，包括：
管芯本体；
管芯头部，与所述管芯本体的前端转动连接；
气体传感器，设置于所述管芯头部的前端，用于检测气流方向；
摄像装置，设置于所述管芯头部的前端，用于采集图像信息。
2.根据权利要求1所述的气管管芯，其特征在于，所述气管管芯还包括：
显示终端，与所述摄像装置连接，用于接收并显示所述图像信息。
3.根据权利要求1所述的气管管芯，其特征在于，所述气管管芯还包括：
驱动装置，与所述管芯头部连接，用于驱动所述管芯头部向不同方向移动；
控制装置，与所述驱动装置连接，用于控制所述驱动装置。
4.根据权利要求3所述的气管管芯，其特征在于，所述驱动装置包括：
第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机；
第一组驱动线，所述第一组驱动线的一端与所述管芯头部固定连接，另一端穿过所述管芯本体与所述第一驱动电机连接，用于驱动所述管芯头部沿第一方向转动；
第二组驱动线，所述第二组驱动线的一端与所述管芯头部固定连接，另一端穿过所述管芯本体与所述第二驱动电机连接，用于驱动所述管芯头部沿第二方向转动；
传动机构，分别与所述管芯本体和所述第三驱动电机连接，用于驱动所述管芯本体沿第三方向移动。
5.根据权利要求4所述的气管管芯，其特征在于，所述管芯本体包括多个限位孔，所述第一组驱动线和第二组驱动线分别从对应的限位孔穿过与所述管芯头部固定连接。
6.根据权利要求1所述的气管管芯，其特征在于，所述气管管芯还包括：
清洁机构，与所述摄像装置连接，用于清洁所述摄像装置。
7.根据权利要求6所述的气管管芯，其特征在于，所述清洁机构包括：
刮水条，设置于所述摄像头的一侧；
第四驱动电机，与所述刮水条连接，用于驱动所述刮水条摆动以清洁所述摄像头。
8.一种自动气管插管系统，包括：
气管导管；
如权利要求1-7中任一项所述的气管管芯，可拆卸地设置于所述气管导管内，用于引导所述气管导管进行移动。
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