CN112755353A - 气管插管通气时的气道管理方法及气道管理系统和呼吸机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气管插管通气时的气道管理方法，包括气道密封漏气的判断方法：获取气管插管和气囊的内部压力以及气管插管的管外壁压力的实时信息，气管插管内和气囊上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息；呼吸机和气道管理系统判断是否漏气：1、根据气管插管的气流量计算吸气潮气量和呼吸潮气量的大小，判断是否初步漏气，如是，则结合管外壁压力判定发生气囊或气管附近是否发生漏气；2、基于CO2含量和温湿度的实时信息，计算气体浓度和温湿度的大小，比对判断是否漏气；如符合呼吸机和气道管理系统的漏气标准即为漏气。该方法增强了气道状态的判断准确性和可靠性，管理更加灵活。本发明还公开了应用上述方法的气道管理系统及呼吸机。

Description

气管插管通气时的气道管理方法及气道管理系统和呼吸机
技术领域
本发明属于医疗设备领域，特别涉及一种气管插管通气时的气道管理方法及气道管理系统和呼吸机。
背景技术
在通气治疗中，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气囊，该气囊在将导管插入气管后通过常规方式充气；充气的气囊还用来密封气管插管和气管内壁。在常规通气过程中，常常对气道的管理缺失监控和管理；为此需要加入气道管理技术。现有的通气过程中，对通气的监控需要更多参数和手段，但现有的气道管理功能单一，无法实现实时监测，无法及时有效应对出现的漏气问题；并且患者的吞咽受限，口腔分泌物及胃食道反流物受气囊阻隔滞留于气囊上方，会形成气囊上滞留物；现有气道设备无法快速处理气囊上滞留物，导致口咽部分泌物进入肺部引发感染。
针对上述技术问题，专利公开号为CN111939413A的专利文件公开的一种多功能气道管理系统，采用气管插管组件以及接口面板、控制单元、处理单元、监测显示单元以及支撑装置，其气管插管组件中至少包括五条管路，所述五条管路包括第一流体管线的内压力管线、第二流体管线的气囊内压力充气管线、第三流体管线的气管插管外部CO2浓度、第四流体管线的气管插管外部液体冲洗管线以及第五流体管线的气管插管外部冲洗液吸取管线；该系统具备监视气道密封漏气及分泌物功能、气道窥镜功能以及气道管理功能，为三位一体的气道管理设备；能够实现气囊和气道漏气监测、气囊压力监测、气体类别监测、图像监测、漏气判断、气囊密封套加压及闭环管理功能、气道和插管之间清洗管理功能以及监测数据记录传输统计等功能。针对其中的气道密封漏气判断的具体，在专利公开号为CN111939411A的专利文件中进一步阐述，通过气管插管实时信息、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。但是上述气道密封漏气判断是在气道管理系统部分进行的，以CO2浓度变化来识别漏气，然而该方法不够准确，比如在气道密封状态下气囊上方有气管瘘时，则CO2浓度也会大，会误判为气囊压力不足漏气。此外，现有技术中在气道密封算法上也不够完整。
发明内容
针对上述技术问题，本发明采用一种气管插管通气时的气道管理方法及气道管理系统。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是
一种气管插管通气时的气道管理方法，所述方法包括气道密封漏气的判断方法，所述判断方法包括
步骤S10、获取置于气道内的气管插管和气囊的内部压力、以及气管插管的管外壁压力的实时信息；获取置于气道内的气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息；
步骤S11、呼吸机判断是否漏气：根据气管插管的气流量信息，计算吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte的大小，并通过比对判断是否初步漏气，如是，则结合气管插管的管外壁压力的实时信息，进一步判定发生气囊或气管附近是否发生漏气；
气道管理系统判断是否漏气：基于气管插管和气囊部件的上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息，计算气体浓度和温湿度的大小，并通过比对判断是否属于漏气；
如同时符合呼吸机和气道管理系统的漏气判断标准，则判断为漏气。
基于上述方案，在漏气判断的具体优化方案还包括：
步骤S12、绘制气管插管和气囊的内部压力、气管插管的管外壁压力、气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和湿度的参数变化波形对比图，根据所述参数变化波形对比图判断是否漏气以及对应的漏气性质。
一个优选的技术方案，所述步骤S11中判断是否属于初步漏气具体为：吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte不平衡，且吸气潮气量Vti大于呼吸潮气量Vte，则达到其漏气标准；
判断是否属于气道管理系统的漏气标准具体为：气囊上部外侧CO2浓度大于空气CO2浓度，且通气气体中其他气体浓度大于空气中同样气体的浓度，则达到其漏气标准。
一个优选的技术方案，根据所述参数变化波形图判断是否漏气以及对应的漏气性质的具体方法包括：
当气囊上部外侧的信号气体浓度不变，管外壁压力也无波动，表明无漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度大，管外壁压力有波动，表明有漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度波动和管外壁压力波动同步，表明气囊密封有漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度波动和管外壁压力波动不同步，表明气囊密封不漏气，气管漏气。
又一个优选的技术方案，步骤S12判断为漏气之后，所述判断方法还包括通过对漏气程度的判断建立气囊漏气和目标压力的关系，具体包括：
步骤S13、依据各参数按照下述算法公式建立肺内压力Plung和气囊漏气量Fleak的关系，即
Fleak＝Plung*r，r＝F(w1*dV+w2*dT+w3*dG+w4*dP)；
其中，dV为吸气潮气量Vti和呼气潮气量Vte的差值，w1为其权重；dT为呼气和吸气压力积分值，w2为其权重；dG为信号气体浓度波动值，w3为其权重；dP为气管插管外压力波动幅度，w4为其权重；
步骤S14、通过步骤S13不断调整的r，在调节气囊压力Pcuff及漏气估算和检测过程中，建立气囊目标压力Ptcuff与气囊漏气的对应关系表并动态更新。
本发明所述气道管理方法第二方面还包括在气道密封判断为漏气时的气囊调节方法，所述气囊调节方法包括
步骤S20、判断为气管漏气时，不进行气囊压力提升，系统发送警示信息，以剔除假性气囊密封漏气；
步骤S21、判定为气囊漏气时，进行气囊压力调节，气囊压力调节按照步骤S13计算的漏气量、肺内压力和步骤S14的目标压力表Pt，建立气囊压力控制值P，并不断调整，加快调节速度和精度；
其中P＝Pt+k1*Fleak+k2*sigma(Fleak)；k1为压力调节控制的漏气比例系数，k2为漏气积分系数。
进一步的，步骤S12中的调整具体为：当漏气量大时，增加气囊压力，步进可调；当漏气量变小或消失时，降低气囊压力，以获得气囊加压的最优值。
本发明所述气道管理方法第三方面还包括对呼吸机呼吸触发的控制方法，所述控制方法包括
步骤S30、获取接近气道下端的插管内下部压力和气囊内压力信息，绘制对应压力信号的波形；
步骤S31、建立呼吸机触发相位和压力信号之间的相位差，同时将插管内下部压力所在相位和气囊内压力所在相位作为呼吸同步切换的信号源；
步骤S32、根据插管内下部压力波形和气囊内压力波形变化触发呼吸机，同时呼吸机触发相位和压力信号相位之间进行相位补偿，以实现呼吸同步。
本发明所述气道管理方法第四方面还包括对气管插管进行冲洗的清洗方法，所述清洗方法包括
步骤S40、配置有进液细管和吸液细管的气管插管在发生气管漏气时，不进行冲洗，通过吸液细管进行吸引；
步骤S41、在判断为气囊密封性良好无漏气情况发生时，控制进液细管灌入冲洗液对插管进行冲洗，同时吸液细管进行吸引。
基于上述气道管理方法，本发明还公开了一种吸机机气管插管通气时的气道管理系统，所述系统包括
数据采集模块，配置为获取置于气道内的气管插管和气囊的内部压力、以及气管插管的管外壁压力的实时信息；获取置于气道内的气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息；
漏气判断模块，包括初级判断单元和最终判断单元；
所述初级判断单元配置为基于气管插管的管外壁压力的实时信息，计算吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte的大小，并通过比对判断是否属于第一漏气标准；基于气管插管和气囊部件的上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息，计算气体浓度和温湿度的大小，并通过比对判断是否属于第二漏气标准；随后通过是否同时符合第一漏气标注和第二漏气标准进行判断；
所述最终判断单元配置为通过绘制气管插管和气囊的内部压力、气管插管的管外壁压力、气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和湿度的参数变化波形对比图，根据所述参数变化波形对比图判断是否漏气以及对应的漏气性质；
气囊管控模块，配置为在气道密封判断为漏气时对气囊进行加压或减压的控制，以最小安全压力实现气囊与气道的密封；
呼吸同步控制模块，配置为获取接近气道下端的插管内下部压力和气囊内压力信息，将插管内下部压力所在相位和气囊内压力所在相位作为呼吸同步切换的信号源，通过该信号源来触发呼吸机的呼气和吸气操作，实现呼吸同步。
冲洗模块，配置有进液细管和吸液细管的气管插管在发生气管漏气时，不进行冲洗，通过吸液细管进行吸引；在判断为气囊密封性良好无漏气情况发生时，控制进液细管灌入冲洗液对插管进行冲洗，同时吸液细管进行吸引。
本发明还公开了一种呼吸机，包括呼吸机主机和气管插管组件，所述呼吸机主机包括接口面板、控制处理器、监测显示器以及支撑装置；所述接口面板、控制处理器、监测显示器都安装在支撑装置上；所述气管插管组件与接口面板连接；所述控制处理器与监测显示器连接，所述控制处理器包括上述的气道管理系统。
通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
本发明气道管理方法和系统中，在细气管嵌入到气管插管和气囊内且设有压力传感器；在细气管连接至气管插管的管外壁且设有压力传感器；在插管外壁和气囊外上部连接细气管且设置有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，通过管外壁压力变化和气体浓度变化协同，确定是否真正气囊漏，避免如对可能的气瘘或别的问题引起的误判。本发明在现有技术基础上增加了呼吸机漏气判断，呼吸机漏气判断和气道管理系统漏气判断相结合，对各个时间点的气压气流以及气体状态的信息进行对照，实现灵活多变且精准的判断气道状态，并进行管理；即增强了气道状态的判断准确性和可靠性，管理更加灵活。
本发明方法和系统实现插管外壁压力、气道压力和漏气监控，巧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；还可将采集信号经过算法形成动作信号和报警信号，且为气囊密封调节策略和清洗等提供依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他的附图。
图1为气管插管组件的结构示意图；
图2为气管插管通气时的气道管理方法的示意图；
图3为漏气状态和不漏气状态下的传感器参数波形对比图；
图4为气管插管通气时的气道管理系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
下面参考附图对本发明气管插管通气时的气道管理方法的实施例进行描述。首先，需要说明的是，本申请气道管理方法是在申请人此前发明的气管插管组件及其管理系统(专利CN111939413A)的基础上进行的改进，其中的气管插管组件如附图1所示，嵌入到气管插管和气囊内且设有压力传感器的细气管1；连接至气管插管的管外壁且设有压力传感器的细气管2；连接至插管外壁和气囊外上部且设置有CO2和湿度传感器的细气管3，该细气管3的出气端还连接吸气泵；其具体的气管插管组件包括冲洗管路，设置在气管插管组件上的传感器组件、控制管路的阀门或涡轮开关、负压吸引装置等，以及与其连接的接口面板、控制单元、处理单元、监测显示单元以及支撑装置等已经被阐述清楚，在此不做过多描述；本申请主要针对气道漏气的判断方法及其具体的算法进行改进。
如图2所示，本发明的一种气管插管通气时的气道管理方法，所述方法包括气道密封漏气的判断方法，所述判断方法包括
步骤S10、获取置于气道内的气管插管和气囊的内部压力、以及气管插管的管外壁压力的实时信息；获取置于气道内的气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息；
步骤S11、呼吸机判断是否漏气：根据气管插管的气流量信息，计算吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte的大小，并通过比对判断是否初步漏气，如是，则结合气管插管的管外壁压力的实时信息，进一步判定发生气囊或气管附近是否发生漏气；
气道管理系统判断是否漏气：基于气管插管和气囊部件的上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息，计算气体浓度和温湿度的大小，并通过比对判断是否属于漏气；
如同时符合呼吸机和气道管理系统的漏气判断标准，则判断为漏气。
基于上述方案，在漏气判断的具体优化方案还包括：
步骤S12、绘制气管插管和气囊的内部压力、气管插管的管外壁压力、气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和湿度的参数变化波形对比图，根据所述参数变化波形对比图判断是否漏气以及对应的漏气性质。
在气管插管内和气囊内设置压力传感器，用于探知气管和气囊压力，为气囊保证适当压力提供实时信息。在气管插管的管外壁设置压力传感器采集的实时压力信息，为呼吸机的漏气判断提供依据，呼吸机在吸气潮气量和呼气潮气量不同时往往发生了漏气。同时，在气管插管气囊上部外侧设置CO2传感器、温湿度传感器，则是为判断气囊与气道壁之间漏气算法提供参数，一般以CO2浓度变化来识别漏气，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；但是当有问题的地方(比如气管瘘)在气囊上方时，CO2浓度同样也会增大，气道管理系统仍会判断为气囊压力不足漏气；现在将气管插管的管外壁的压力信息、气管插管气囊上部外侧的CO2和温湿度多种信号结合呼吸机漏气判断，实现管外壁压力变化和气体浓度变化协同，来确定是否真正气囊漏气。
其中，在具体的步骤S11中，判断的标准包括两个：
判断是否属于第一漏气标准：吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte不平衡，且吸气潮气量Vti大于呼吸潮气量Vte，则达到其漏气标准；
判断是否属于第二漏气标准，即气道管理判断标准：气囊上部外侧CO2浓度大于空气CO2浓度，且通气气体中其他气体浓度大于空气中同样气体的浓度，则达到其漏气标准。该处其他可监测气体包括氧气、氢气和氦气等；混氧通气时露出气体氧浓度会大于空气中氧气浓度，利用H2和氦气降低通气阻力时气体漏气可以检出氢气或氦气浓度高于大气等。
一般情况下，在无其他漏气情况时，气囊压力和肺内压接近，管外壁压与大气压接近，如果管外壁压力>大气压，则说明气囊密封有问题；如果肺内压>气囊压力较多，也可能气囊密封漏气；气体浓度与预计不同也可能有气囊漏气。因此，在具体的操作中，将上述关键的传感器参数使用实时参数值变化的波形对照法进行判断。其中各传感器波形在漏气状态下和不漏气的状态下表现出来的状态如图3所示；CO2浓度、其他气体浓度、湿度、管内压以及管外压力均有明显的波动。
在示例中，根据所述参数变化波形图判断是否漏气以及对应的漏气性质的具体方法包括：
当气囊上部外侧的信号气体浓度不变，管外壁压力也无波动，表明无漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度大，管外壁压力有波动，表明有漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度波动和管外壁压力波动同步，表明气囊密封有漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度波动和管外壁压力波动不同步，表明气囊密封不漏气，气管漏气。
在判断为漏气的情况下，本发明方法还进一步通过对漏气程度的判断建立气囊漏气和目标压力的关系，为下一步的气囊控制提供依据，具体包括：
步骤S13、依据各参数按照下述算法公式建立肺内压力Plung和气囊漏气量Fleak的关系，即
Fleak＝Plung*r，r＝F(w1*dV+w2*dT+w3*dG+w4*dP)；
其中，dV为吸气潮气量Vti和呼气潮气量Vte的差值，w1为其权重；dT为呼气和吸气压力积分值，w2为其权重；dG为信号气体浓度波动值，w3为其权重；dP为气管插管外压力波动幅度，w4为其权重；
步骤S14、通过步骤S13不断调整的r，在调节气囊压力Pcuff及漏气估算和检测过程中，建立气囊目标压力Ptcuff与气囊漏气的对应关系表并动态更新。
如下表格所示的气囊压力和漏气对应表的一个模拟示例，某气管插管下方峰值压力为约20厘米水柱时，气囊压力(厘米水柱)和插管漏气(ml)的对应关系表现如下。
气囊压(cmH<sub>2</sub>O) 15 16 17 18 19 20 21 22 23
漏气(ml) 332 198 113 87 57 33 13 5 3
气囊压(cmH<sub>2</sub>O) 24 25 26 27 28 29 30 31 32
漏气(ml) 2 1 1 1 0 0 0 0 0
气囊压(cmH<sub>2</sub>O) 33 34 35 36 37 38 39 40 41
漏气(ml) 0 0 0 0 0 0 0 0 0
气囊压(cmH<sub>2</sub>O) 42 43 44 45 46 47 48 49 50
漏气(ml) 0 0 0 0 0 0 0 0 0
一般在一个场景时间内气囊压力和漏气对应关系有一定的变化规律的，即估算的漏气量越大，气囊的目标压力就越大；由上表格可知，随着调节气囊压力的压力值变大，插管漏气量减小。
为实现自动闭环对气囊进行压力控制，在又一示例中，本发明方法还包括气囊调节方法，所述气囊调节方法包括：
步骤S20、判断为气管漏气时，不进行气囊压力提升，系统发送警示信息，以剔除假性气囊密封漏气；
步骤S21、判定为气囊漏气时，进行气囊压力调节，气囊压力调节按照步骤S13计算的漏气量、肺内压力和步骤S14的目标压力表Ptcuff，建立气囊压力控制值P，并不断调整，加快调节速度和精度；
其中P＝Pt+k1*Fleak+k2*sigma(Fleak)；K1为压力调节控制的漏气比例系数，k2为漏气积分系数。
气囊的压力控制通过设置压力范围以及计算的插管漏气程度来自动操纵；当漏气大时，增加气囊压力，步进可调，当漏气消失，降低气囊压力，通过以上步骤结合漏气程度获得气囊加压的最优值，并控制气囊压力使密封和气道损伤达到最优平衡。
本发明气道管理方法的一个示例还公开了对呼吸机呼吸触发的控制方法，所述控制方法包括
步骤S30、获取接近气道下端的插管内下部压力和气囊内压力信息，绘制对应压力信号的波形；
步骤S31、建立呼吸机触发相位和压力信号之间的相位差，同时将插管内下部压力所在相位和气囊内压力所在相位作为呼吸同步切换的信号源；
步骤S32、根据插管内下部压力波形和气囊内压力波形变化触发呼吸机，同时呼吸机触发相位和压力信号相位之间进行相位补偿，以实现呼吸同步。
常规呼吸机呼吸触发采用呼吸道外传感器判断，需要用户克服气管插管和其它人工气道阻力做功来实现同步触发，所需做功较大；而本示例通过气囊下端压力传感器信号，可以不用克服上述所述阻力，即可获得触发信号，并建立呼吸机触发相位和压力传感器信号之间相位差，通过气囊下端传感器信号辅助更快判断吸气和呼气触发切换点，需要做功更少，灵敏度更高。
又一个示例中，所述方法还包括对气管插管进行冲洗的清洗方法，所述清洗方法包括
步骤S40、配置有进液细管和吸液细管的气管插管在发生气管漏气时，不进行冲洗，通过吸液细管进行吸引；
步骤S41、在判断为气囊密封性良好无漏气情况发生时，控制进液细管灌入冲洗液对插管进行冲洗，同时吸液细管进行吸引。
在具体的冲洗过程中，液体喷洒和液体抽取动作根据气道密封状态一边冲洗一边抽取或人工干预在一定时间内进行，通过冲洗和抽取保持气管插管和气道壁之间的清洁。
在另一个示例中，还给出了应用上述气道管理方法的吸机机气管插管通气时的气道管理系统，所述系统包括数据采集模块、漏气判断模块、气囊管控模块、呼吸同步控制模块以及冲洗模块，图4所示。
数据采集模块配置为获取置于气道内的气管插管和气囊的内部压力、以及气管插管的管外壁压力的实时信息；获取置于气道内的气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息。
漏气判断模块包括初级判断单元和最终判断单元；
所述初级判断单元配置为基于气管插管的管外壁压力的实时信息，计算吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte的大小，并通过比对判断是否属于第一漏气标准；基于气管插管和气囊部件的上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息，计算气体浓度和温湿度的大小，并通过比对判断是否属于第二漏气标准；随后通过是否同时符合第一漏气标注和第二漏气标准进行判断；
所述最终判断单元配置为通过绘制气管插管和气囊的内部压力、气管插管的管外壁压力、气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和湿度的参数变化波形对比图，根据所述参数变化波形对比图判断是否漏气以及对应的漏气性质。
气囊管控模块配置为在气道密封判断为漏气时对气囊进行加压或减压的控制，以最小安全压力实现气囊与气道的密封。
呼吸同步控制模块配置为获取接近气道下端的插管内下部压力和气囊内压力信息，将插管内下部压力所在相位和气囊内压力所在相位作为呼吸同步切换的信号源，通过该信号源来触发呼吸机的呼气和吸气操作，实现呼吸同步。
冲洗模块配置有进液细管和吸液细管的气管插管在发生气管漏气时，不进行冲洗，通过吸液细管进行吸引；在判断为气囊密封性良好无漏气情况发生时，控制进液细管灌入冲洗液对插管进行冲洗，同时吸液细管进行吸引。
本发明再一个示例中，还公开了一种呼吸机，包括呼吸机主机和气管插管组件，所述呼吸机主机包括接口面板、控制处理器、监测显示器以及支撑装置；所述接口面板、控制处理器、监测显示器都安装在支撑装置上；所述气管插管组件与接口面板连接；所述控制处理器与监测显示器连接，所述控制处理器包括上述的气道管理系统，且应用上述的气道管理方法。
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。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
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)

1.一种气管插管通气时的气道管理方法，所述方法包括气道密封漏气的判断方法，所述判断方法包括
步骤S10、获取置于气道内的气管插管和气囊的内部压力、以及气管插管的管外壁压力的实时信息；获取置于气道内的气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息；
步骤S11、进行呼吸机判断是否漏气：根据气管插管的气流量信息，计算吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte的大小，并通过比对判断是否初步漏气，如是，则结合气管插管的管外壁压力的实时信息，进一步判定发生气囊或气管附近是否发生漏气；
进行气道管理系统判断是否漏气：基于气管插管和气囊部件的上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息，计算气体浓度和温湿度的大小，并通过比对判断是否属于漏气；
如同时符合呼吸机和气道管理系统的漏气判断标准，则判断为漏气。
2.如权利要求1所述的气管插管通气时的气道管理方法，其特征在于，所述判断方法还包括
步骤S12、绘制气管插管和气囊的内部压力、气管插管的管外壁压力、气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和湿度的参数变化波形对比图，根据所述参数变化波形对比图判断是否为漏气以及对应的漏气性质。
3.如权利要求1所述的气管插管通气时的气道管理方法，其特征在于，所述步骤S11中判断是否属于初步漏气具体为：吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte不平衡，且吸气潮气量Vti大于呼吸潮气量Vte，则达到其漏气标准；
判断是否属于气道管理系统的漏气标准具体为：气囊上部外侧CO2浓度大于空气CO2浓度，且通气气体中其他气体浓度大于空气中同样气体的浓度，则达到其漏气标准。
4.如权利要求1所述的气管插管通气时的气道管理方法，其特征在于，根据所述参数变化波形图判断是否漏气以及对应的漏气性质的具体方法包括：
当气囊上部外侧的信号气体浓度不变，管外壁压力也无波动，表明无漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度大，管外壁压力有波动，表明有漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度波动和管外壁压力波动同步，表明气囊密封有漏气；
当气囊上部外侧的信号气体浓度波动和管外壁压力波动不同步，表明气囊密封不漏气，气管漏气。
5.如权利要求1所述的气管插管通气时的气道管理方法，其特征在于，步骤S12判断为漏气之后，所述判断方法还包括通过对漏气程度的判断建立气囊漏气和目标压力的关系，具体包括：
步骤S13、依据各参数按照下述算法公式建立肺内压力Plung和气囊漏气量Fleak的关系，即
Fleak＝Plung*r，r＝F(w1*dV+w2*dT+w3*dG+w4*dP)；
其中，dV为吸气潮气量Vti和呼气潮气量Vte的差值，w1为其权重；dT为呼气和吸气压力积分值，w2为其权重；dG为信号气体浓度波动值，w3为其权重；dP为气管插管外压力波动幅度，w4为其权重；
步骤S14、通过步骤S13不断调整的r，在调节气囊压力Pcuff及漏气估算和检测过程中，建立气囊目标压力Ptcuff与气囊漏气的对应关系表并动态更新。
6.如权利要求5所述的气管插管通气时的气道管理方法，其特征在于，所述方法还包括在气道密封判断为漏气时的气囊调节方法，所述气囊调节方法包括
步骤S20、判断为气管漏气时，不进行气囊压力提升，系统发送警示信息，以剔除假性气囊密封漏气；
步骤S21、判定为气囊漏气时，进行气囊压力调节，气囊压力调节按照步骤S13计算的漏气量、肺内压力和步骤S14的目标压力表Pt，建立气囊压力控制值P，并不断调整，加快调节速度和精度；
其中P＝Pt+k1*Fleak+k2*sigma(Fleak)；k1为压力调节控制的漏气比例系数；k2为漏气积分系数。
所述步骤S21中的调整具体为：当漏气量大时，增加气囊压力，步进可调；当漏气量变小或消失时，降低气囊压力，以获得气囊加压的最优值。
7.如权利要求6所述的气管插管通气时的气道管理方法，其特征在于，所述方法还包括对呼吸机呼吸触发的控制方法，所述控制方法包括
步骤S30、获取接近气道下端的插管内下部压力和气囊内压力信息，绘制对应压力信号的波形；
步骤S31、建立呼吸机触发相位和压力信号之间的相位差，同时将插管内下部压力所在相位和气囊内压力所在相位作为呼吸同步切换的信号源；
步骤S32、根据插管内下部压力波形和气囊内压力波形变化触发呼吸机，同时呼吸机触发相位和压力信号相位之间进行相位补偿，以实现呼吸同步。
8.如权利要求6所述的气管插管通气时的气道管理方法，其特征在于，所述方法还包括对气管插管进行冲洗的清洗方法，所述清洗方法包括
步骤S40、配置有进液细管和吸液细管的气管插管在发生气管漏气时，不进行冲洗，通过吸液细管进行吸引；
步骤S41、在判断为气囊密封性良好无漏气情况发生时，控制进液细管灌入冲洗液对插管进行冲洗，同时吸液细管进行吸引。
9.一种应用上述权利要求1-8中任一项所述气道管理方法的气管插管通气时的气道管理系统，所述系统包括
数据采集模块，配置为获取置于气道内的气管插管和气囊的内部压力、以及气管插管的管外壁压力的实时信息；获取置于气道内的气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息；
漏气判断模块，包括初级判断单元和最终判断单元；
所述初级判断单元配置为基于气管插管的管外壁压力的实时信息，计算吸气潮气量Vti和呼吸潮气量Vte的大小，并通过比对判断是否属于第一漏气标准；基于气管插管和气囊部件的上部外侧的CO2含量和温湿度的实时信息，计算气体浓度和温湿度的大小，并通过比对判断是否属于第二漏气标准；随后通过是否同时符合第一漏气标注和第二漏气标准进行判断；
所述最终判断单元配置为通过绘制气管插管和气囊的内部压力、气管插管的管外壁压力、气管插管内部和气囊上部外侧的CO2含量和湿度的参数变化波形对比图，根据所述参数变化波形对比图判断是否漏气以及对应的漏气性质；
气囊管控模块，配置为在气道密封判断为漏气时对气囊进行加压或减压的控制，以最小安全压力实现气囊与气道的密封；
呼吸同步控制模块，配置为获取接近气道下端的插管内下部压力和气囊内压力信息，将插管内下部压力所在相位和气囊内压力所在相位作为呼吸同步切换的信号源，通过该信号源来触发呼吸机的呼气和吸气操作，实现呼吸同步。
冲洗模块，配置有进液细管和吸液细管的气管插管在发生气管漏气时，不进行冲洗，通过吸液细管进行吸引；在判断为气囊密封性良好无漏气情况发生时，控制进液细管灌入冲洗液对插管进行冲洗，同时吸液细管进行吸引。
10.一种呼吸机，包括呼吸机主机和气管插管组件，其特征在于，所述呼吸机主机包括接口面板、控制处理器、监测显示器以及支撑装置；所述接口面板、控制处理器、监测显示器都安装在支撑装置上；所述气管插管组件与接口面板连接；所述控制处理器与监测显示器连接，所述控制处理器包括权利要求9所述的气道管理系统。
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