CN111939411A - 具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统及方法 - Google Patents

具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统及方法，包括：细气管部件、气管插管(4)、气囊部件、传感器部件、处理部件、泵部件、压力调节泵以及控制部件；所述细气管部件与气管插管(4)相连；所述细气管部件与传感器部件相连；所述细气管部件与气囊部件相连；所述传感器部件与处理部件相连；所述处理部件与控制部件相连；所述泵部件与控制部件相连。本发明经过监控和控制操作，可以实现气道密封优化目的，保障呼吸机工作正常，减少气囊上部气道污染物掉落肺内的几率，减少感染。

Description

具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统及方法
技术领域
本发明涉及气管插管的漏气检测技术领域，具体地，涉及一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统及方法。
背景技术
在使用有创机械通气帮助患者通气时，需要建立人工气道，通常通过口、鼻或任何其他外科手术造成的开口，将气管插管插入病人的气管，包括气管造口术。气管插管的一端与呼吸机相连，呼吸机周期性地迫使空气通过气管进入肺部。导管的远端通常设有一个可充气的袖带，该袖带在将导管插入气管后通过常规方式充气。充气的袖带用来密封气管内壁，防止漏气造成通气不足和呼吸机通气问题。导管的外径设计为小于气管内径。这样做是为了便于插入，并防止由于机械力对气管组织造成的损伤。因此，气管的外径不同，以适应不同的气管尺寸。传统的人工气道密封结构过简，无实时监控、控制不及时，精确度低，常采用手工加压气囊压力到设定压力，打开呼吸机工作判断工作正常，存在诸多问题，为保证呼吸机工作正常，需加压气囊压力到较高，常造成气道损伤；另因不能实时监控控制气囊压力，经过一段时间后，气囊压力降低，产生漏气，造成呼吸机工作不正常以及气囊上方污物掉落到肺内产生肺内感染。
专利文献CN108267277A公开了一种包装袋的漏气检测装置，包括真空发生器，所述真空发生器包括有抽气口与出气口，还包括有检测罐，所述检测罐的上方中部开设有气孔，所述气孔通过软管与所述抽气口紧密相连。本发明还公开了一种使用上述漏气检测装置的包装袋的漏气检测方法。本发明的一种包装袋的漏气检测装置及其漏气检测方法能够在检测包装袋气密性的同时，在包装袋内的空气与外界水环境的配合下，达到检测待测包装袋耐压强度的目的。该专利并不能很好地适用于医疗的气管插管中。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统及方法。
根据本发明提供的一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，包括：细气管部件、气管插管4、气囊部件、传感器部件、处理部件、泵部件、压力调节泵以及控制部件；所述细气管部件与气管插管4相连；所述细气管部件与传感器部件相连；所述细气管部件与气囊部件相连；所述传感器部件与处理部件相连；所述处理部件与控制部件相连；所述泵部件与控制部件相连。
优选地，所述细气管部件包括：第一细气管1、第二细气管2以及第三细气管3；所述第一细气管1嵌入到气管插管内连接传感器部件。
优选地，所述传感器部件采用压力传感器。
优选地，所述泵部件包括：吸取泵、压力调节泵；
所述控制部件与吸取泵、压力调节泵分别相连。
根据本发明提供的一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，采用所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，包括：
模块M1：在气管插管4和气囊部件的内部设置压力传感器，探知气管和气囊压力，获取气管插管实时信息、气囊压力实时信息；
模块M2：在气管插管4和气囊部件的上部外侧连接CO2传感器，温湿度传感器，获取CO2传感器参数信息、温湿度参数信息；
模块M3：根据气管插管实时信息、气囊压力实时信息、CO2传感器参数信息以及温湿度参数信息，获取气囊密封判断结果信息。
优选地，所述模块M3包括：
模块M3.1：根据气囊密封判断结果信息，判断气囊密封是否不足，若是，则获取漏气发生判断结果信息。
优选地，还包括：
模块M4：根据漏气发生判断结果信息，实现自动闭环对气囊进行压力控制算法，使压力在25～30cmH2O范围内；
当气囊压力低于高限压力而又漏气逐渐加压到漏气消失，并当气囊压力达到最高仍然漏气时停止升压，获取第一报警信息；
当气囊压力高于低限压力而不漏气，逐渐降低压力到漏气产生，并控制气囊压力高于漏气压力的0.5～1cmH2O，当气囊压力低于低限压力而无漏气时，获取第二报警信息。
优选地，还包括：
模块M5：根据漏气发生判断结果信息，获取报警信息。
优选地，还包括：
模块M6：根据气囊密封判断结果信息，判断气囊密封是否不足，若否，则获取自动探测漏气压力控制信息；
在无漏气状态下每隔设定时间自动探测漏气压力，以实现密封的最低压。
优选地，还包括：
模块M7：在气囊部件加减压过程中判断气囊是否破裂，若是，则获取气囊破裂结果信息。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明的压力采集通过细气管1嵌入到气管插管内连接设备压力传感器；气囊内连接细到气管2并连接设备的压力传感器；插管外壁和气囊外上部连接细气管3通到设备CO2和湿度传感器，并连接吸气泵；所有传感器信号采集到处理器单元，实现气道压力和漏气监控，巧妙地通过一定算法和管理方法来控制气囊压力和产生报警信息，实现气道密封管理和产生人工干预通知；通过信息处理单元，采集信号经过算法形成动作信号和报警信号；
2、本发明通过控制单元，对吸取泵和压力调节泵进行操作，能够很好地实现CO2和温湿度传感器的新鲜气体获得和气囊压力的调节；
3、本发明经过监控和控制操作，可以实现气道密封优化目的，保障呼吸机工作正常，减少气囊上部气道污染物掉落肺内的几率，减少感染。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明实施例中的带监测的气道管理设备逻辑示意图。
图2为本发明实施例中的传感器在不同状态的信号波形示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图1-2所示，根据本发明提供的一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，包括：细气管部件、气管插管4、气囊部件、传感器部件、处理部件、泵部件、压力调节泵以及控制部件；所述细气管部件与气管插管4相连；所述细气管部件与传感器部件相连；所述细气管部件与气囊部件相连；所述传感器部件与处理部件相连；所述处理部件与控制部件相连；所述泵部件与控制部件相连。
优选地，所述细气管部件包括：第一细气管1、第二细气管2以及第三细气管3；所述第一细气管1嵌入到气管插管内连接传感器部件。
优选地，所述传感器部件采用压力传感器。
优选地，所述泵部件包括：吸取泵、压力调节泵；
所述控制部件与吸取泵、压力调节泵分别相连。
根据本发明提供的一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，采用所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，包括：
模块M1：在气管插管4和气囊部件的内部设置压力传感器，探知气管和气囊压力，获取气管插管实时信息、气囊压力实时信息；
模块M2：在气管插管4和气囊部件的上部外侧连接CO2传感器，温湿度传感器，获取CO2传感器参数信息、温湿度参数信息；
模块M3：根据气管插管实时信息、气囊压力实时信息、CO2传感器参数信息以及温湿度参数信息，获取气囊密封判断结果信息。
优选地，所述模块M3包括：
模块M3.1：根据气囊密封判断结果信息，判断气囊密封是否不足，若是，则获取漏气发生判断结果信息。
优选地，还包括：
模块M4：根据漏气发生判断结果信息，实现自动闭环对气囊进行压力控制算法，使压力在25～30cmH2O范围内；
当气囊压力低于高限压力而又漏气逐渐加压到漏气消失，并当气囊压力达到最高仍然漏气时停止升压，获取第一报警信息；
当气囊压力高于低限压力而不漏气，逐渐降低压力到漏气产生，并控制气囊压力高于漏气压力的0.5～1cmH2O，当气囊压力低于低限压力而无漏气时，获取第二报警信息。
优选地，还包括：
模块M5：根据漏气发生判断结果信息，获取报警信息。
优选地，还包括：
模块M6：根据气囊密封判断结果信息，判断气囊密封是否不足，若否，则获取自动探测漏气压力控制信息；
在无漏气状态下每隔设定时间自动探测漏气压力，以实现密封的最低压。
优选地，还包括：
模块M7：在气囊部件加减压过程中判断气囊是否破裂，若是，则获取气囊破裂结果信息。
本发明的压力采集通过细气管1嵌入到气管插管内连接设备压力传感器；气囊内连接细到气管2并连接设备的压力传感器；插管外壁和气囊外上部连接细气管3通到设备CO2和湿度传感器，并连接吸气泵；所有传感器信号采集到处理器单元，实现气道压力和漏气监控，巧妙地通过一定算法和管理方法来控制气囊压力和产生报警信息，实现气道密封管理和产生人工干预通知；通过信息处理单元，采集信号经过算法形成动作信号和报警信号；本发明通过控制单元，对吸取泵和压力调节泵进行操作，能够很好地实现CO2和温湿度传感器的新鲜气体获得和气囊压力的调节；、本发明经过监控和控制操作，可以实现气道密封优化目的，保障呼吸机工作正常，减少气囊上部气道污染物掉落肺内的几率，减少感染。
在气管插管内和气囊内连接压力传感器，探知气管和气囊压力，为气囊保证适当压力提供实时信息。在气管插管气囊上部外侧连接CO2，温湿度传感器，用于为判断气囊与气道壁之间漏气算法提供参数。一种将压力传感器和温湿度传感器连接结合于气管插管的方式，用于控制和监测气管插管内压力及气囊压力系统，判断漏气算法，根据气管内压力以及传感器采集信息，当CO2浓度大于大气CO2浓度，或湿度的变化与气管内压力中气道压力变化形成相关性变化时，判定气囊密封不足，有漏气发生。判断是否漏气，实现自动闭环对气囊进行压力控制算法，使压力在25～30cmH2O范围内，实现气道密封的最佳实时控制和气囊压力最低.气管插管内压力及气囊压力系统。该系统包括：具有至少三个适于与气管插管装置的至少第一流体(插管内压)管线、第二流体(气囊内压及充气)管线，第三流体(CO2,温湿度)管线建立流体连通的连接器面板。所述系统还包括处理单元和控制单元，其中所述处理单元被配置成设置辅助所述控制单元执行各种操作，所述操作至少包括气囊充气程序、泄漏检测程序，以及选择第一和第三流体管线中采集插管压力和插管外壁的CO2及温湿度信号，经过算法处理判断漏气，生成控制动作，对第二管线进行加减压控制。
具体地，在一个实施例中，一种将压力传感器和温湿度传感器连接结合于气管插管的方式，用于控制和监测所述气管插管内压力及气囊压力系统。该系统包括：具有至少三个适于与气管插管装置的至少第一流体(插管内压)管线、第二流体(气囊内压及充气)管线，第三流体(CO2,温湿度)管线建立流体连通的连接器面板。所述系统还包括处理单元和控制单元。
其中所述处理单元被配置成设置辅助所述控制单元执行各种操作。
所述操作至少包括气囊充气程序、泄漏检测程序，以及选择第一和第三流体管线中采集插管压力和插管外壁的CO2及温湿度信号，经过算法处理判断漏气，生成控制动作，对第二管线进行加减压控制。
一种气管插管的漏气判断方法，即当CO2传感器测得的浓度高于大气中浓度，和插管内压力周期变化，湿度信号也相关变化，判断有漏气产生。
本发明描述了插管气囊工作压力的变化范围。
本发明描述了气囊加压的算法，判断产生的漏气判断，向气囊充气加压，并控制压力上限，在达到上限而仍然漏气时，提供报警信息。
本发明描述了气囊减压的算法，根据产生的不漏气判断信息，开放气囊管线一端卸载气囊压力，并控制压力下限，以及当在漏气临界点时，增加0.5～1cmH2O压力为密封压力；当气囊压力低于低限值也不漏气时，提供报警信息。
本发明描述了可设置的非漏气自动测试漏气压力的时间间隔并根据新的密封压力。
本发明描述了一种在引入受试者气管的带袖气囊气管插管装置中确定袖带破裂的方法。该方法包括：监测袖带内的袖带压力；当在加减压过程中，袖带压力与加减压力所输出气流无关时，则确定袖带破裂。
在另一个实施例中，控制单元被配置成压力传感器在控制面板一端，通过压力传递采集插管压力和气囊压力。
在另一个实施例中，CO2和温湿度传感器嵌入于气管插管外壁和气囊之上，连接采样导线。
在另一个实施例中，控制单元被配置成可以吸取少量插管外壁气体，CO2和温湿度传感器置于控制单元，来获取吸取的少量气体的成分。
在另一个实施例中，控制单元被配置成在可以分别或同时通过CO2和湿度传感器的变化判断泄漏状态。
在另一个实施例中，处理单元被配置成基于压力来识别咳嗽事件。
在另一个实施例中，所述处理单元被配置成在一个时间段内监视咳嗽事件并发布与所监视的咳嗽事件相关的统计分析报告。
在另一个实施例中，处理单元被配置成搜索压力峰值的统计显著频率，并在发现统计显著频率时确定是否存在袖带穿刺。
在另一个实施例中，处理单元被配置成在袖带压力低于预定阈值或如果识别到袖带压力的突然下降时确定袖带破裂的存在。
在另一个实施例中，当袖带压力变化超过预定阈值时，控制单元被配置成暂时停止闭环控制。
在另一个实施例中，控制单元被配置成保持通常恒定的袖带压力。
在另一个实施例中，控制单元被配置成在预定的时间间隔内停止维持通常恒定的袖带压力。
在另一个实施例中，处理单元被配置成分析在预定的时间间隔内袖带充气线内的袖带压力的变化，并基于分析来识别从以下组中选择的至少一个事件：袖带充气线中的闭塞，袖带壁穿孔，袖带壁破裂，病人咳嗽。
在另一个实施例中，处理单元被配置成分析在预定时间间隔内袖带充气线内的袖带压力的变化，并基于分析计算从以下组中选择的至少一个量：气管压力、呼吸频率，脉搏波频率、气管插管装置的主腔阻塞程度和主腔的流动阻力。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，包括：细气管部件、气管插管(4)、气囊部件、传感器部件、处理部件、泵部件、压力调节泵以及控制部件；
所述细气管部件与气管插管(4)相连；
所述细气管部件与传感器部件相连；
所述细气管部件与气囊部件相连；
所述传感器部件与处理部件相连；
所述处理部件与控制部件相连；
所述泵部件与控制部件相连。
2.根据权利要求1所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，所述细气管部件包括：第一细气管(1)、第二细气管(2)以及第三细气管(3)；
所述第一细气管(1)嵌入到气管插管内连接传感器部件。
3.根据权利要求1所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，所述传感器部件采用压力传感器。
4.根据权利要求1所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，所述泵部件包括：吸取泵、压力调节泵；
所述控制部件与吸取泵、压力调节泵分别相连。
5.一种具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的方法，其特征在于，采用权利要求1-4任一项所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，包括：
步骤S1：在气管插管(4)和气囊部件的内部设置压力传感器，探知气管和气囊压力，获取气管插管实时信息、气囊压力实时信息；
步骤S2：在气管插管(4)和气囊部件的上部外侧连接CO2传感器，温湿度传感器，获取CO2传感器参数信息、温湿度参数信息；
步骤S3：根据气管插管实时信息、气囊压力实时信息、CO2传感器参数信息以及温湿度参数信息，获取气囊密封判断结果信息。
6.根据权利要求5所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，所述模块M3包括：
模块M3.1：根据气囊密封判断结果信息，判断气囊密封是否不足，若是，则获取漏气发生判断结果信息。
7.根据权利要求5所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，还包括：
模块M4：根据漏气发生判断结果信息，实现自动闭环对气囊进行压力控制算法，使压力在25～30cmH2O范围内；
当气囊压力低于高限压力而又漏气逐渐加压到漏气消失，并当气囊压力达到最高仍然漏气时停止升压，获取第一报警信息；
当气囊压力高于低限压力而不漏气，逐渐降低压力到漏气产生，并控制气囊压力高于漏气压力的0.5～1cmH2O，当气囊压力低于低限压力而无漏气时，获取第二报警信息。
8.根据权利要求5所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，还包括：
模块M5：根据漏气发生判断结果信息，获取报警信息。
9.根据权利要求5所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，还包括：
模块M6：根据气囊密封判断结果信息，判断气囊密封是否不足，若否，则获取自动探测漏气压力控制信息；
在无漏气状态下每隔设定时间自动探测漏气压力，以实现密封的最低压。
10.根据权利要求5所述的具有气管插管通气时监视判别气道密封漏气的系统，其特征在于，还包括：
模块M7：在气囊部件加减压过程中判断气囊是否破裂，若是，则获取气囊破裂结果信息。
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