CN112076372A - 一种基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械，特别是涉及一种基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置。本发明所提供的插管装置包括柔性插管、检测装置和显示装置，柔性插管包括管体本体，管体本体中设有柔性管芯，柔性管芯中设有多个导气通道，检测装置包括气体引入端和多个导管管体，多个导管管体和多个导气通道各自独立地通过气体引入端连通，各导管管体上按气体的流动方向均依次设有滤湿装置、二氧化碳浓度检测件和气体驱动装置，检测装置还包括计算装置。本发明所提供的插管装置可以根据患者呼出的二氧化碳气体浓度高低，通过多路二氧化碳的分布来判断气管的准确位置，并对操作者给予直观的引导，保证插管过程具有最高的准确性和智能化程度。

Description

一种基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置

技术领域

本发明涉及医疗器械，特别是涉及一种基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置。

背景技术

气管插管术是指将一特制的气管内导管经声门置入气管的技术称为气管插管，这一技术 能为气道通畅、通气供氧、呼吸道吸引和防止误吸等提供最佳条件。在急救医学领域，紧急 气管插管技术已成为心肺复苏及伴有呼吸功能障碍的急危重症患者抢救过程中的重要措施， 通过气管插管能够及时吸出气管内分泌物或异物，保持呼吸道通畅并进行有效的人工或机械 通气，直接关系着患者能否维持氧合及生命安全。

常规气管插管术主要采用经口腔或经鼻腔的明视插管法，即利用喉镜或者纤维支气管显 微镜来判断导管位置，确认看到导管已通过声门并进入气管内，这是临床的“金标准”。多 数情况下，接受常规训练的麻醉医师均能顺利实施和完成气管插管。但是在临床实际工作中 当患者罹患头部、颈部及气管部位的疾病或存在包括颈部放疗史、打鼾、下颌后缩等困难气 管插管的高危因素时，患者声门暴露欠佳，出现气管插管的困难或失败，严重威胁病人的生 命安全。随着可视化技术的不断发展，可视喉镜、纤维支气管镜已普遍被用于困难气道的处 理。然而，由于组织肿胀、分泌物、出血等多种情况对视野的影响，可视化插管工具仍存在 较明显的应用局限性。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于呼气末二氧化碳浓度分 布的插管装置，用于解决现有技术中的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明一方面提供一种基于呼气末二氧化碳浓度分布 的插管装置，包括：柔性插管、检测装置和显示装置，所述柔性插管包括管体本体，所述管 体本体中设有柔性管芯，所述柔性管芯中设有多个导气通道，所述多个导气通道的延伸方向 与管体本体的延伸方向一致，所述多个导气通道在柔性管芯中周向分布，所述检测装置包括 气体引入端和多个导管管体，所述多个导管管体和多个导气通道各自独立地通过气体引入端 连通，各导管管体上按气体的流动方向均依次设有滤湿装置、二氧化碳浓度检测件和气体驱 动装置，所述检测装置还包括计算装置，所述二氧化碳浓度检测件与计算装置电连接，所述 计算装置与显示装置电连接。

在本发明一些实施方式中，所述管体本体的内腔与柔性管芯的形状相配合。

在本发明一些实施方式中，所述柔性管芯包括管芯本体和柔性支撑件，所述柔性支撑件 的延伸方向与管体本体的延伸方向一致。

在本发明一些实施方式中，所述柔性管芯包括多个柔性支撑件，优选包括四个以上柔性 支撑件，所述多个柔性支撑件在柔性管芯中周向分布。

在本发明一些实施方式中，所述柔性管芯中设有四个以上导气通道。

在本发明一些实施方式中，所述导气通道的直径为柔性管芯直径的1/10～1/3。

在本发明一些实施方式中，所述柔性插管与检测装置可拆卸连接。

本发明另一方面提供一种插管设置方法，包括：使用所述的基于呼气末二氧化碳浓度分 布的插管装置，根据各导气通道中呼气末二氧化碳浓度调整柔性插管位置。

在本发明一些实施方式中，根据各导气通道中呼气末二氧化碳浓度，将柔性插管向呼气 末二氧化碳浓度较高的一侧进行延伸。

在本发明一些实施方式中，还包括：通过各导气通道中呼气末二氧化碳浓度差异，判断 柔性插管是否达到预期位置。

附图说明

图1显示为本发明整体结构示意图。

图2显示为本发明柔性插管示意图。

图3显示为本发明检测装置示意图。

元件标号说明

1 柔性插管

11 管体本体

12 柔性管芯

121 管芯本体

122 柔性支撑件

13 导气通道

2 检测装置

21 气体引入端

22 导管管体

23 滤湿装置

24 二氧化碳浓度检测件

25 气体驱动装置

26 计算装置

3 显示装置

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭 露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施 的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整， 在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容 得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等 的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或 调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

本发明第一方面提供一种基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，如图1～图3所示， 包括：柔性插管1、检测装置2和显示装置3，所述柔性插管1包括管体本体11，所述管体 本体11中设有柔性管芯12，所述柔性管芯12中设有多个导气通道13，所述多个导气通道13的延伸方向与管体本体11的延伸方向一致，所述多个导气通道13在柔性管芯12中周向分布，所述检测装置2包括气体引入端21和多个导管管体22，所述多个导管管体22和多个导气通道13各自独立地通过气体引入端21连通，各导管管体22上按气体的流动方向均依次设有滤湿装置23、二氧化碳浓度检测件24和气体驱动装置25，所述检测装置2还包括计算装置26，所述二氧化碳浓度检测件24与计算装置26电连接，所述计算装置26与显示装置3电连接。本发明所提供的插管装置在使用时，可以将柔性插管1伸入受试个体的呼吸道中，逐渐靠近气门，随后可以通过气体驱动装置25，将适量的气体从受试个体的呼吸道中通过导 气通道13引出，并进一步将各导气通道13引出的气体引入其所对应的各导管管体21中，从 而可以通过二氧化碳浓度检测件24对各导管管体21中的气体的二氧化碳的浓度进行检测， 二氧化碳浓度检测件24检测获得的电信号可以被传递给计算装置26，并进一步通过计算装 置26将二氧化碳浓度检测件24检测获得的结果在显示装置3上进行显示。气体引出时，由 于多个导气通道13的存在，且多个导气通道13在柔性管芯12中周向分布，所以可以根据各 导气通道13中所引出的气体中的二氧化碳的浓度判断气门位置，例如，各导气通道13所引 出的气体中，二氧化碳浓度较高的气体则认为该气体所对应的导气通道13的入口较接近气门 位置，可以将柔性插管1向该侧延伸，逐步达到预期位置，从而实现正确而精准的插管过程。

本发明所提供的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置中，如图2所示，可以包括柔 性插管1，所述柔性插管1可以包括管体本体11和柔性管芯12，所述柔性管芯12本身通常 具有一定的弹性、且其延伸方向可以范性形变，从而可以在有效支撑管体本体11的同时，使 柔性插管1的延伸方向整体上可以进行范性形变，以具有一定角度和/或姿态。所述管体本体 11通常为中空的管体、且具有一定的弹性，从而可以在插管成功并撤出内部的柔性管芯12 以后，依然保持中空形态，从而可以通过该通道向受试个体提供氧气。在本发明一具体实施 例中，所述管体本体11可以是本领域各种常用的麻醉手术插管所需的导气管。所述管体本体 11的外径的选择通常取决于受试者的气管大小，例如，成人的气管通常较粗，则对应使用的 管体本体11的外径也较大，而儿童的气管通常较细，则对应使用的管体本体11的外径也较 小，通常来说，所述管体本体11的外径可以为2～10mm、2～3mm、3～4mm、4～5mm、5～6mm、 6～7mm、7～8mm、8～9mm、或9～10mm。所述管体本体11的内腔通常与柔性管芯12的形状 相配合，例如，柔性管芯12的外径可以略小于管体本体11的内径，管体本体11的内壁可以 与柔性管芯12的外壁相贴合，从而可以通过柔性管芯12有效支撑管体本体11。所述管体本 体11的内径通常略小于管体本体11的外径，具体可以为1～9mm、1～2mm、2～3mm、3～4mm、 4～5mm、5～6mm、6～7mm、7～8mm、或8～9mm。所述柔性管芯12通常可以包括管芯本体121 和柔性支撑件122，所述管芯本体121通常具有一定的弹性，从而可以有效支撑管体本体11， 在本发明一具体实施例中，所述管芯本体121的材料可以是硅橡胶等。所述柔性支撑件122 的延伸方向与管体本体11的延伸方向一致，且可以进行范性形变，从而使柔性管芯12和柔 性插管1的延伸方向整体上可以进行范性形变，以具有一定角度和/或姿态。所述柔性管芯12 可以包括多个柔性支撑件122，所述多个柔性支撑件122在柔性管芯12中周向分布，从而可 以提供良好的支撑效果。在本发明一具体实施例中，所述柔性支撑件122可以是拉伸钢丝等。 在本发明另一具体实施例中，可以包括四个以上柔性支撑件122，所述多个柔性支撑件122 在柔性管芯12中周向均匀分布。

本发明所提供的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置中，如图2所示，可以设有多 个导气通道13，所述多个导气通道13在柔性管芯12中周向分布，且可以尽量位于管体四周， 从而可以采集柔性管芯12进气口各侧的气体，避免盲区的存在。所述导体通道13通常具有 合适的直径，从而可以将适量的气体自呼吸道中引出。在本发明一具体实施例中，所述柔性 管芯12中可以设有四个以上导气通道13，所述多个导气通道13在柔性管芯12中周向均匀 分布。在本发明另一具体实施例中，所述导气通道13的直径为通常≤柔性管芯12直径的1/3， 从而保证柔性管芯12中可以稳定设有多个导气通道13，所述导气通道13的直径具体可以为 柔性管芯12直径的1/10～1/3、1/10～1/8、1/8～1/6、1/6～1/4、或1/4～1/3。

本发明所提供的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置中，如图3所示，所述柔性插 管1与检测装置2可拆卸连接，从而便于柔性插管的更换或者清洗，免除消毒等繁琐环节， 提高操作效率。在本发明一具体实施例中，所述检测装置2的气体引入端21可以柔性插管1 的气体引出端扣接。在所述检测装置2的气体引入端21，柔性插管1与检测装置2连接后， 所述多个导管管体22和多个导气通道13各自独立地连通，即一个导管管体22连接一个导气 通道13，从而可以明确避免待检测气体互相之间影响。所述多个导管管体22的设置位置通 常需要与导气通道13相对应，且两者的对接口需要相配合，从而可以将各导气通道13中的 待检测气体引入对应的导管管体22中。在本发明一具体实施例中，所述导管管体22可以是 玻璃管，其具有一定的刚性，从而可以将具有一定弹性的管芯本体121套接于所述导管管体 22上。

本发明所提供的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置中，如图3所示，各导管管体 22上按气体的流动方向均依次设有滤湿装置23、二氧化碳浓度检测件24和气体驱动装置25。 所述滤湿装置23主要用于去除待检测气体中的水，从而可以避免后续的检测误差，待检测气 体可以被引入滤湿装置23中以去除其中的水，并可以被进一步引出滤湿装置23，以进行后 续的检测。各导管管体22上的滤湿装置23可以是独立分离的，也可以是整合在一起并具有 多个通道与导管管体22一一对应。在本发明一具体实施例中，所述滤湿装置23可以是滤湿 器，更具体可以是HEPA过滤器(UNDIS MEDICAL，GLQ-01-03)。所述二氧化碳浓度检测 件24主要用于检测其所对应的导管管体22中的待测气体中二氧化碳的浓度，从而可以将测 试获得的数据信息传输给计算装置26和显示装置3，从而引导柔性插管的操作。滤湿装置23 所引出的待检测气体可以被进一步引入二氧化碳浓度检测件24中，测量完成以后的气体可以 被进一步引出二氧化碳浓度检测件24。各导管管体22上的二氧化碳浓度检测件24可以是独 立分离的，也可以是整合在一起并具有多个通道与导管管体22一一对应。在本发明一具体实 施例中，所述二氧化碳浓度检测件24可以是二氧化碳光电式传感器、二氧化碳MEMS型传 感器等，更具体可以是

-6S二氧化碳传感器(GSS)。所述气体驱动装置25主要用 于驱动管道中气体的流动，当导管管体22和导气通道13连通时，通过气体驱动装置25可以 将患者呼吸道中的适量气体引入导气通道13中，并进入导管管体22以供二氧化碳浓度检测 件24进行检测。各导管管体22上的气体驱动装置25可以是独立分离的，也可以是整合在一 起并具有多个通道与导管管体22一一对应。在本发明一具体实施例中，所述气体驱动装置 25可以是气泵等。

本发明所提供的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置中，如图1、3所示，还可以包 括计算装置26和显示装置3，所述二氧化碳浓度检测件24可以与计算装置26电连接，所述 计算装置26可以与显示装置3电连接，二氧化碳浓度检测件24检测获得的电信号可以被传 递给计算装置26，并经计算装置将信号转换以后，将相关信息在显示装置3上进行显示。所 述计算装置可以是例如计算机、单片机等，所述计算装置通常可以包括处理器、存储器等， 所述显示装置可以是例如显示器等。本领域技术人员可选择合适的方法将所述二氧化碳浓度 检测件24与计算装置26、计算装置26与显示装置3电连接，在本发明一具体实施例中，所 述二氧化碳浓度检测件24与计算装置26、计算装置26与显示装置3之间可以通过电缆连接， 优选为柔性电缆。

本发明第二方面提供一种插管设置方法，包括：使用本发明第一方面所提供的基于呼气 末二氧化碳浓度分布的插管装置，根据各导气通道13中呼气末二氧化碳浓度调整柔性插管1 位置。具体来说，可以包括：1)将柔性插管1伸入受试个体的呼吸道；2)将适量的待检测 气体通过各导气通道13引出、并进一步引入检测装置2；3)获取各导气通道13中的气体的 二氧化碳浓度；4)将柔性插管1向呼气末二氧化碳浓度较高的一侧进行延伸，逐步达到预期 位置。本发明所提供的插管设置方法，操作时可以将柔性插管1伸入受试个体的呼吸道中， 逐渐靠近气门，随后可以通过气体驱动装置25，将适量的气体从受试个体的呼吸道中通过导 气通道13引出，并进一步将各导气通道13引出的气体引入其所对应的各导管管体21中，从 而可以通过二氧化碳浓度检测件24对各导管管体21中的气体的二氧化碳的浓度进行检测， 并进一步通过计算装置将各导管管体21中的气体的二氧化碳浓度数据在显示装置3上进行显 示。气体引出时，由于多个导气通道13的存在，且多个导气通道13在柔性管芯12中周向分 布，所以可以根据各导气通道13中所引出的气体中的二氧化碳的浓度判断气门位置，例如， 各导气通道13所引出的气体中，二氧化碳浓度较高的气体则认为该气体所对应的导气通道 13的入口较接近气门位置，可以将柔性插管1向呼气末二氧化碳浓度较高的一侧进行延伸， 逐步达到预期位置，从而实现正确而精准的插管过程。

本发明所提供的插管设置方法中，还可以包括：通过各导气通道13中呼气末二氧化碳浓 度差异，判断柔性插管1是否达到预期位置。当柔性插管1未达到预期位置时，由于各导气 通道13为进入气管，所以各通道中的二氧化碳浓度会有较大差异，而当柔性插管1达到预期 位置时，由于柔性插管1的气体吸入端已经通过声门并进入气管内，所以各通道中的二氧化 碳浓度会基本相同。

判断各导气通道13中二氧化碳浓度高低关系的方法对于本领域技术人员来说应该是已 知的，例如，可以包括：1)提供各导气通道13中的二氧化碳浓度；2)计算所有导气通道 13中的二氧化碳浓度的平均值；3)计算各导气通道13中二氧化碳浓度与二氧化碳浓度的平 均值的差值，根据差值，即可获知哪一根导气通道13中二氧化碳浓度最高，或者各通道中的 二氧化碳浓度是否已经基本相同。在本发明一具体实施例中，判断各导气通道13中二氧化碳 浓度高低关系的方法可以包括：1)获得各导气通道13中二氧化碳气体的浓度信息，对于4 路导气通道13而言,可以获得4路二氧化碳气体浓度值C_Up、C_Down、C_Left、C_Right； 2)计算所有通道的二氧化碳气体浓度的平均值，即：C_Aver＝(C_Up+C_Down+C_Left+ C_Right)/4；3)计算每一通道二氧化碳气体浓度与平均值的差值,即：ΔC_Up＝C_Up-C_Aver， ΔC_Down＝C_Down-C_Aver，ΔC_Left＝C_Left-C_Aver，ΔC_Right＝C_Right-C_Aver。 在本发明另一具体实施例中，当所有通道的二氧化碳气体浓度与平均值的差异均小于一定阈 值时，表明导气通道13已经到达理想的位置，插管过程结束，例如，此阈值可以取为平均值 的10％。

本发明所提供的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置可以根据患者呼出的二氧化碳 气体浓度高低，通过多路二氧化碳的分布来判断气管的准确位置，并对操作者给予直观的引 导，保证插管过程具有最高的准确性和智能化程度。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技 术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡 所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等 效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，其特征在于，包括：柔性插管(1)、检测装置(2)和显示装置(3)，所述柔性插管(1)包括管体本体(11)，所述管体本体(11)中设有柔性管芯(12)，所述柔性管芯(12)中设有多个导气通道(13)，所述多个导气通道(13)的延伸方向与管体本体(11)的延伸方向一致，所述多个导气通道(13)在柔性管芯(12)中周向分布，所述检测装置(2)包括气体引入端(21)和多个导管管体(22)，所述多个导管管体(22)和多个导气通道(13)各自独立地通过气体引入端(21)连通，各导管管体(22)上按气体的流动方向均依次设有滤湿装置(23)、二氧化碳浓度检测件(24)和气体驱动装置(25)，所述检测装置(2)还包括计算装置(26)，所述二氧化碳浓度检测件(24)与计算装置(26)电连接，所述计算装置(26)与显示装置(3)电连接。

2.如权利要求1所述的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，其特征在于，所述管体本体(11)的内腔与柔性管芯(12)的形状相配合。

3.如权利要求1所述的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，其特征在于，所述柔性管芯(12)包括管芯本体(121)和柔性支撑件(122)，所述柔性支撑件(122)的延伸方向与管体本体(11)的延伸方向一致。

4.如权利要求3所述的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，其特征在于，所述柔性管芯(12)包括多个柔性支撑件(122)，优选包括四个以上柔性支撑件(122)，所述多个柔性支撑件(122)在柔性管芯(12)中周向分布。

5.如权利要求1所述的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，其特征在于，所述柔性管芯(12)中设有四个以上导气通道(13)。

6.如权利要求1所述的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，其特征在于，所述导气通道(13)的直径为柔性管芯(12)直径的1/10～1/3。

7.如权利要求1所述的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，其特征在于，所述柔性插管(1)与检测装置(2)可拆卸连接。

8.一种插管设置方法，包括：使用如权利要求1～7任一权利要求所述的基于呼气末二氧化碳浓度分布的插管装置，根据各导气通道(13)中呼气末二氧化碳浓度调整柔性插管(1)位置。

9.如权利要求8所述的插管设置方法，其特征在于，根据各导气通道(13)中呼气末二氧化碳浓度，将柔性插管(1)向呼气末二氧化碳浓度较高的一侧进行延伸。

10.如权利要求8所述的插管设置方法，其特征在于，还包括：通过各导气通道(13)中呼气末二氧化碳浓度差异，判断柔性插管(1)是否达到预期位置。

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