CN111956937A - 人工气道的气囊实时压力监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于医用设备压力监测技术领域，具体涉及人工气道的气囊实时压力监测系统，包括控制器、压力感应模块、压力控制模块、数据储存模块、数据传输模块、显示模块和报警模块。本发明还提供人工气道的气囊实时压力监测方法，通过压力感应模块感应人工气道的气囊的压力后，由控制器来控制压力控制模块对人工气道的气囊压力进行调控，数据由显示模块显示，并由数据存储模块进行储存，并且可以由数据传输模块传输至上位机，在出现异常情况时及时由报警模块进行报警，从而保证实时监测气囊压力的变化，对可能产生危害的情景进行及时报警；将病人的数据便于实时存储，并刻意传输至医生的电脑，便于后期医生进行分析与研究。

Description

人工气道的气囊实时压力监测系统及方法

技术领域

本发明属于医用设备压力监测技术领域，具体涉及人工气道的气囊实时压力监测系统及方法。

背景技术

在临床中，患者因自身的病情较为严重，而需要建立人工气道来维持患者正常的呼吸运动。其中一种带充气气囊的导管常被用来建立人工气道。这类带有充气气囊的导管需要对气囊进行充放气，且需对气囊内的压力进行控制，大多数情况维持在25-30cmH₂O。目前临床上，医务人员每隔2-4小时通过使用气囊压力表对气囊压力进行一次监测和调整。然而因为气囊自身的漏气、患者咳嗽或者体位的改变都会引起气囊压力的变化而导致在2-4小时内的大部分时间气囊压力不在范围值。气囊压力不足时会引发患者误吸、增加肺炎的感染率；气囊压力过高时会导致患者气道与气囊接触部位毛细血管损伤的现象。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供了工气道的气囊实时压力监测系统及方法，目的是为了解决现有人工气道的气囊自身的漏气、患者咳嗽或者体位的改变都会引起气囊压力的变化而导致在2-4小时内的大部分时间气囊压力不在范围值；气囊压力不足时会引发患者误吸、增加肺炎的感染率；气囊压力过高时会导致患者气道与气囊接触部位毛细血管损伤的现象的技术问题。

一方面，本发明提供的工气道的气囊实时压力监测系统，具体技术方案如下：

包括控制器、压力感应模块、压力控制模块、数据储存模块、数据传输模块、显示模块和报警模块，所述控制器控制连接所述压力感应模块、所述压力控制模块、所述据储存模块和所述显示模块，所述数据储存模块连接所述数据传输模块，

所述压力感应模块用于检测人工气道的气囊压力，所述压力控制模块用于调控人工气道的气囊压力，所述数据存储模块用于将从所述控制器中接收的数据信息形成文档存入SD卡中，所述数据传输模块用于将所述文件传输至上位机，

所述控制器还控制连接所述报警模块，所述报警模块用于压力异常情况和仪器异常情况进行报警，

所述显示模块用于显示所述压力感应模块、所述压力控制模块和所述报警模块的数据信息。

在某些实施方式中，所述压力感应模块包括感应单元和自检单元，所述感应单元用于将感应到的人工气道的气囊压力信息形成电压信息，所述自检单元用于检测压力传感器是否损坏，以及对压力-电压线性关系进行调整。

在某些实施方式中，所述压力控制模块包括压力调控单元和减压时间控制单元，所述压力调控单元用于将气囊压力维持在压力阈值内，所述减压时间控制单元用于控制气囊压力超出压力阈值后设定时间内开始减压。

在某些实施方式中，所述数据存储模块包括永久存储单元和临时存储单元，所述永久存储单元用于将接收控制器传输的永久信息形成文档存入SD卡，所述永久信息包括人工气道的气囊压力信息和参数信息，所述文档以病人ID命名，所述临时存储单元用于存储临时信息，并且对临时信息24小时刷新一次，所述临时信息包括压力状态信息和报警信息。

在某些实施方式中，所述显示模块包括运行显示单元、压力状态显示单元和报警查询显示单元，所述运行显示单元用于显示人工气道的气囊的实测压力、运行状态和病人ID，所述压力状态显示单元用于显示人工气道的气囊超压的时长、低压的时长、超压的次数和低压的次数，所述报警查询显示单元用于显示报警时间、报警原因和报警时的压力。

在某些实施方式中，所述报警模块包括超压报警单元、低压报警单元、异压报警单元、低电压报警单元和仪器故障报警单元，所述超压报警单元用于人工气道的气囊超出压力阈值或者在规定的时间未泄压时进行报警，所述低压报警单元用于人工气道的气囊低于压力阈值或者在规定的时间未补压时进行报警，所述异压报警单元用于人工气道的气囊超出最大压力或者低于最小压力时进行报警，所述低电压报警单元用于仪器的电量不足时进行报警，所述仪器故障报警单元用于人工气道的气囊实时压力监测系统的元器件发生故障时进行报警。

另一方面，本发明还提供了人工气道的气囊实时压力监测方法，基于上述人工气道的气囊实时压力监测系统，包括如下步骤：

S1，设置参数，所述参数包括压力阈值和减压时间，所述压力阈值的压力上限值和压力下限值可调的范围为0-70cmH₂O，所述减压时间的可调范围为0-60s；新建以病人ID命名的文档；

S2，压力感应模块中的压力传感器感应人工气道的气囊压力形成电压信号，将电压信号传递给控制器，通过压力-电压曲线，将电压信号转化为人工气道的气囊压力信息，并且通过显示模块中的显示屏进行显示；

S3，控制器将人工气道的气囊压力信息传递至压力控制模块，所述压力控制模块对接收步骤S2中的人工气道的气囊压力信息与步骤S1中预先设置的压力阈值进行对比，当出现压力异常情况时，所述压力异常情况为人工气道的气囊压力超过90cmH₂O或者低于5cmH₂O时，将压力异常情况通过控制器传递给报警模块，所述报警模块进行异压报警；当人工气道的气囊压力低于压力阈值时，通过补气装置对人工气道的气囊进行补气增压；当人工气道的气囊压力高于压力阈值时，在经过设定的减压时间后通过放气装置对人工气道的气囊进行泄气减压；

S4，数据存储模块将信息步骤S1中的参数信息、步骤S2中的人工气道的气囊压力信息录入以病人ID命名的文档中，并且存入SD卡中永久保存；将步骤S3中反馈的压力状态信息和报警信息进行临时存储，24小时刷新一次；

S5，数据传输模块将步骤S4以病人ID命名的文档传输至上位机中进行数据分析。

在某些实施方式中，步骤S1中，在设置参数之前，压力感应模块中的压力传感器进行自检，当压力传感器出现故障时，将故障信息通过控制器传递给报警模块，所述报警模块进行报警；所述参数信息还包括日期信息。

在某些实施方式中，步骤S4中，所述压力状态信息包括人工气道的气囊超压的时长、低压的时长、超压的次数和低压的次数；所述报警信息包括报警时间、报警原因和报警时的压力。

在某些实施方式中，步骤S5中，所述压力状态信息和所述报警信息可以通过所述数据传输模块传输至上位机中进行数据分析。

本发明具有以下有益效果：本发明中通过压力感应模块对人工气道的气囊的压力进行实时检测，并将信息反馈至控制器，控制器将压力信息传递给压力控制模块，压力控制模块对人工气道的气囊的压力控制在合理的范围内，数据存储模块实现对压力信息的存储，数据传输模块将数据传输至上位机进行分析，从而保证实时监测气囊压力的变化，具有较为完善的报警环境，对可能对患者产生危害的情景进行及时的报警；能够及时的将病人的数据通过短频数据传输至医生的电脑并形成相关的记录文档，便于后期医生通过数据对病人的病情进行分析与研究。

附图说明

图1是本发明提供的工气道的气囊实时压力监测系统的结构示意图；

图2是本发明提供的工气道的气囊实时压力监测方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图1-2，对本发明进一步详细说明。

本发明提供的工气道的气囊实时压力监测系统，具体技术方案如下：

如图1所示，人工气道的气囊实时压力监测系统，包括控制器、压力感应模块、压力控制模块、数据储存模块、数据传输模块、显示模块和报警模块，控制器(控制器为STM32单片机)控制连接压力感应模块、压力控制模块、据储存模块和显示模块，数据储存模块连接数据传输模块，压力感应模块用于检测人工气道的气囊压力，压力控制模块用于调控人工气道的气囊压力，数据存储模块用于将从控制器中接收的数据信息形成文档存入SD卡中。烧录用于系统更新的文件放到SD卡内，系统软件可以依据用于系统更新文件进行更新。数据传输模块用于将文件传输至上位机，控制器还控制连接报警模块，报警模块用于对病人造成的压力异常情况和仪器异常情况进行报警，显示模块用于显示压力感应模块、压力控制模块和报警模块的数据信息。通过压力感应模块感应人工气道的气囊的压力后，由控制器来控制压力控制模块对人工气道的气囊压力进行调控。在感应与调控的过程中，数据由显示模块显示，并由数据存储模块进行储存，并且可以由数据传输模块传输至上位机，上位机为电脑或者移动设备，在出现异常情况时及时由报警模块进行报警。

进一步，压力感应模块包括感应单元和自检单元，感应单元用于将感应到的人工气道的气囊压力信息形成电压信息，自检单元用于检测压力传感器(压力传感器为高精度模拟压力传感器)是否损坏，以及对压力-电压线性关系进行调整。压力感应模块中的压力传感器通过不同压力所产生的电压不同来判断压力值大小，并且通过自动输入零值与人工气道的气囊压力满值对压力传感器的准度进行校验，校验后形成一条压力-电压曲线，通过压力-电压曲线实现压力信号与电压信号的转换。

进一步，压力控制模块包括压力调控单元和减压时间控制单元，压力调控单元用于将气囊压力维持在压力阈值内，减压时间控制单元用于控制气囊压力超出压力阈值后设定时间内开始减压。减压时间是指气囊压力超出设置范围一段时间后才对压力进行减压调控。

进一步，数据存储模块包括永久存储单元和临时存储单元，永久存储单元用于将接收控制器传输的永久信息形成文档存入SD卡，永久信息包括人工气道的气囊压力信息和参数信息，文档以病人ID命名，临时存储单元用于存储临时信息，并且对临时信息24小时刷新一次，临时信息包括压力状态信息和报警信息。以病人ID命名的文档记录了相应时间下的人工气道的气囊压力信息以及参数信息，可以随时存储在SD卡中，无需实时连接上位机，实现数据的独立存储。并且对临时信息24小时刷新既方便医务人员查询当天病人的状态，也方便信息的实时更新，节约内存。数据传输模块通过与上位机连接的接收器来接收传输的数据。接收到的数据在电脑上形成相应文档并进行记录，每个病人生成单独的文档以便于后期医生对数据的分析与对病人病情的诊断。

进一步，显示模块包括运行显示单元、压力状态显示单元和报警查询显示单元，运行显示单元用于显示人工气道的气囊的实测压力、运行状态和病人ID，压力状态显示单元用于显示人工气道的气囊超压的时长、低压的时长、超压的次数和低压的次数，报警查询显示单元用于显示报警时间、报警原因和报警时的压力。运行显示单元表现实测的气囊压力、压力与时间形成的波形图，波形图中的峰值与谷值、仪器的运行状态与正在使用的病人ID。

进一步，报警模块包括超压报警单元、低压报警单元、异压报警单元、低电压报警单元和仪器故障报警单元，超压报警单元用于人工气道的气囊超出压力阈值或者在规定的时间未泄压时进行报警，低压报警单元用于人工气道的气囊低于压力阈值或者在规定的时间未补压时进行报警，异压报警单元用于人工气道的气囊超出最大压力或者低于最小压力时进行报警，低电压报警单元用于仪器的电量不足时进行报警，仪器故障报警单元用于人工气道的气囊实时压力监测系统的元器件发生故障时进行报警。报警时出现警示灯闪烁以及蜂鸣器发出蜂鸣声。此外，于人工气道的气囊上还设有安全阀或者泄压阀，当压力超过上限值，而整个监控系统失效，压力控制模块无法实现减压时，安全阀或者泄压阀进行自动泄压，避免造成安全或者医疗事故。

如图2所示，本发明还提供了人工气道的气囊实时压力监测方法，基于上述人工气道的气囊实时压力监测系统，包括如下步骤：

S1，设置参数，参数包括压力阈值和减压时间，压力阈值的压力上限值和压力下限值可调的范围为5-70cmH₂O，减压时间的可调范围为0-60s；新建以病人ID命名的文档；

S2，压力感应模块中的压力传感器感应人工气道的气囊压力形成电压信号，将电压信号传递给控制器，通过压力-电压曲线，将电压信号转化为人工气道的气囊压力信息，并且通过显示模块中的显示屏进行显示；

S3，控制器将人工气道的气囊压力信息传递至压力控制模块，压力控制模块对接收步骤S2中的人工气道的气囊压力信息与步骤S1中预先设置的压力阈值进行对比，当出现压力异常情况时，压力异常情况为人工气道的气囊压力超过70cmH₂O或者低于5cmH₂O时，将压力异常情况通过控制器传递给报警模块，报警模块进行异压报警；当人工气道的气囊压力低于压力阈值时，通过补气装置对人工气道的气囊进行补气增压；当人工气道的气囊压力低于压力阈值时，在经过设定的减压时间后通过放气装置对人工气道的气囊进行泄气减压；当人工气道的气囊压力在压力阈值内时，系统正常工作。

S4，数据存储模块将信息步骤S1中的参数信息、步骤S2中的人工气道的气囊压力信息录入以病人ID命名的文档中，并且存入SD卡中永久保存；将步骤S3中反馈的压力状态信息和报警信息进行临时存储，24小时刷新一次；

S5，数据传输模块将步骤S4以病人ID命名的文档传输至上位机中进行数据分析。

进一步，步骤S1中，在设置参数之前，压力感应模块中的压力传感器进行自检，当压力传感器出现故障时，将故障信息通过控制器传递给报警模块，报警模块进行报警，如此保证整个工气道的气囊实时压力监测系统的稳定，保证后续监测的准确。参数信息还包括日期信息，便于对数据的回顾与分析。

进一步，步骤S4中，压力状态信息包括人工气道的气囊超压的时长、低压的时长、超压的次数和低压的次数；报警信息包括报警时间、报警原因和报警时的压力。压力状态信息和报警信息方便医务人员对当天病人的状态有全面的了解。

进一步，步骤S5中，压力状态信息和报警信息可以通过数据传输模块传输至上位机中进行数据分析。在需要的情况下，压力状态信息和报警信息也可以传输到电脑或者手机上进行分析。

上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.人工气道的气囊实时压力监测系统，其特征在于，包括控制器、压力感应模块、压力控制模块、数据储存模块、数据传输模块、报警模块和显示模块，所述控制器控制连接所述压力感应模块、所述压力控制模块、所述据储存模块和所述显示模块，所述数据储存模块连接所述数据传输模块，

所述压力感应模块用于检测人工气道的气囊压力，所述压力控制模块用于调控人工气道的气囊压力，所述数据存储模块用于将从所述控制器中接收的数据信息形成文档存入SD卡中，所述数据传输模块用于将所述文件传输至上位机，

所述控制器还控制连接所述报警模块，所述报警模块用于压力异常情况和仪器异常情况进行报警，

所述显示模块用于显示所述压力感应模块、所述压力控制模块和所述报警模块的数据信息。

2.根据权利要求1所述的人工气道的气囊实时压力监测系统，其特征在于，所述压力感应模块包括感应单元和自检单元，所述感应单元用于将感应到的人工气道的气囊压力信息形成电压信息，所述自检单元用于检测压力传感器是否损坏，以及对压力-电压线性关系进行调整。

3.根据权利要求1所述的人工气道的气囊实时压力监测系统，其特征在于，所述压力控制模块包括压力调控单元和减压时间控制单元，所述压力调控单元用于将气囊压力维持在压力阈值内，所述减压时间控制单元用于控制气囊压力超出压力阈值后设定时间内开始减压。

4.根据权利要求1所述的人工气道的气囊实时压力监测系统，其特征在于，所述数据存储模块包括永久存储单元和临时存储单元，所述永久存储单元用于将接收控制器传输的永久信息形成文档存入SD卡，所述永久信息包括人工气道的气囊压力信息和参数信息，所述文档以病人ID命名，所述临时存储单元用于存储临时信息，并且对临时信息24小时刷新一次，所述临时信息包括压力状态信息和报警信息。

5.根据权利要求1所述的人工气道的气囊实时压力监测系统，其特征在于，所述显示模块包括运行显示单元、压力状态显示单元和报警查询显示单元，所述运行显示单元用于显示人工气道的气囊的实测压力、运行状态和病人ID，所述压力状态显示单元用于显示人工气道的气囊超压的时长、低压的时长、超压的次数和低压的次数，所述报警查询显示单元用于显示报警时间、报警原因和报警时的压力。

6.根据权利要求1所述的人工气道的气囊实时压力监测系统，其特征在于，所述报警模块包括超压报警单元、低压报警单元、异压报警单元、低电压报警单元和仪器故障报警单元，所述超压报警单元用于人工气道的气囊超出压力阈值或者在规定的时间未泄压时进行报警，所述低压报警单元用于人工气道的气囊低于压力阈值或者在规定的时间未补压时进行报警，所述异压报警单元用于人工气道的气囊超出90cmH₂O或者低于5cmH₂O时进行报警，所述低电压报警单元用于仪器的电量不足时进行报警，所述仪器故障报警单元用于人工气道的气囊实时压力监测系统的元器件发生故障时进行报警。

7.人工气道的气囊实时压力监测方法，基于权利要求1-6任一项所述的人工气道的气囊实时压力监测系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1，设置参数，所述参数包括压力阈值和减压时间，所述压力阈值的压力上限值和压力下限值可调的范围为0-70cmH₂O，所述减压时间的可调范围为0-60s；新建以病人ID命名的文档；

S2，压力感应模块中的压力传感器感应人工气道的气囊压力形成电压信号，将电压信号传递给控制器，通过压力-电压曲线，将电压信号转化为人工气道的气囊压力信息，并且通过显示模块中的显示屏进行显示；

S3，控制器将人工气道的气囊压力信息传递至压力控制模块，所述压力控制模块对接收步骤S2中的人工气道的气囊压力信息与步骤S1中预先设置的压力阈值进行对比，当出现压力异常情况时，所述压力异常情况为人工气道的气囊压力超过90cmH₂O或者低于5cmH₂O时，将压力异常情况通过控制器传递给报警模块，所述报警模块进行异压报警；当人工气道的气囊压力低于压力阈值时，通过补气装置对人工气道的气囊进行补气增压；当人工气道的气囊压力高于压力阈值时，在经过设定的减压时间后通过放气装置对人工气道的气囊进行泄气减压；

S4，数据存储模块将信息步骤S1中的参数信息、步骤S2中的人工气道的气囊压力信息录入以病人ID命名的文档中，并且存入SD卡中永久保存；将步骤S3中反馈的压力状态信息和报警信息进行临时存储，24小时刷新一次；

S5，数据传输模块将步骤S4以病人ID命名的文档传输至上位机中进行数据分析。

8.根据权利要求7所述的人工气道的气囊实时压力监测方法，其特征在于，步骤S1中，在设置参数之前，压力感应模块中的压力传感器进行自检，当压力传感器出现故障时，将故障信息通过控制器传递给报警模块，所述报警模块进行报警；所述参数信息还包括日期信息。

9.根据权利要求7所述的人工气道的气囊实时压力监测方法，其特征在于，步骤S4中，所述压力状态信息包括人工气道的气囊超压的时长、低压的时长、超压的次数和低压的次数；所述报警信息包括报警时间、报警原因和报警时的压力。

10.根据权利要求7所述的人工气道的气囊实时压力监测方法，其特征在于，步骤S5中，所述压力状态信息和所述报警信息可以通过所述数据传输模块传输至上位机中进行数据分析。

Images