CN113082427A - 一种气管导管的智能化管理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气管导管的智能化管理装置，所述的智能化管理装置包括CO2微旁流监测模块、气囊压力管理模块、负压吸引泵、负压吸引瓶、多功能连接盒及专用气管导管；所述的CO2微旁流监测模块以实现气囊密闭性监测，再根据其反馈信息利用气囊管理模块闭环调控气囊压力，从而实现以适宜的气囊压力调控气囊密闭性。所述的负压吸引泵可自动清除气囊上方分泌物。其优点表现在：能够智能化调控气管导管气囊压力，实现以最适宜的导管气囊压力对患者气道进行密闭；气管导管的智能化管理装置有利于预防气管导管应用中的误吸、呼吸机相关性肺炎及气道黏膜损伤等相关并发症，并减少护理工作量和提高气囊上方分泌物清除的及时性。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说，是一种气管导管的智能化管理装置。
背景技术
气管导管是插入患者气管/支气管，为患者特别是不能自主呼吸患者创建一个临时性人工呼吸通道的一种医疗器械。气管导管主要包括气管插管或气管切开导管。气管导管是保证气道通畅的有效手段，在抢救过程中发挥极为重要的作用，在临床上得到广泛应用。但气管导管的建立破坏了机体正常的生理解剖和防御功能，导致气道分泌物显著增加及口腔分泌物、胃食道反流物等大量滞留物积聚于人工气道气囊上方形成“黏液湖”，为细菌繁殖提供有利环境。如果气管导管的气囊对气道密闭不严，气囊上方滞留物将沿气囊与气道缝隙渗漏至下呼吸道(即误吸)，引起呼吸机相关性肺炎，导致高病死率、住院时间和住院费用显著增加。而如果为了提高气囊对气道密闭性而增加气囊压力过高，易导致气囊压迫区气道黏膜损伤甚至坏死，严重时可发生气管食管瘘。因此，如何以最适宜的气管导管气囊压力实现患者气道密闭、及时清除气囊上方分泌物，是预防误吸、呼吸机相关性肺炎及气道黏膜损伤等气管导管应用相关并发症的关键。
目前，针对气管导管气囊上方分泌物的清除方法是定期由护理人员进行声门下吸引，导致护理工作量显著增加及存在分泌物清除不及时的风险；针对气管导管气囊的压力调控主要采用压力表测量法、触摸判断法等方法，并以多项指南经验性推荐的25～30cmH2O作为调控目标，但这些方法不能实现气囊密闭性的精准监测和气囊压力的个体化调控。
综上所述，亟需一种能实现气囊密闭性的精准监测、气囊压力的个体化调控及自动清除气囊上方分泌物的智能化管理装置。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供种能实现气囊密闭性的精准监测、气囊压力的个体化调控及自动清除气囊上方分泌物的智能化管理装置。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种气管导管的智能化管理装置，所述的智能化管理装置包括CO2微旁流监测模块、气囊压力管理模块、负压吸引泵、负压吸引瓶、多功能连接盒及专用气管导管；所述的专用气管导管的近端设置有CO2采样管、气囊充气管以及负压吸引管；所述的专用气管导管的远端设置有和CO2采样管相通的CO2采样孔，以及和气囊充气管相通的气囊充气孔，以及和负压吸引管相通的负压吸引孔；所述的CO2充气管的外端连接微旁流监测模块；所述的气囊充气管外端连接气囊压力管理模块；所述的负压吸引管的外端连接负压吸引泵；CO2微旁流监测模块以实现气囊密闭性监测，再根据其反馈信息利用气囊管理模块闭环调控气囊压力，从而实现以适宜的气囊压力调控气囊密闭性。
作为一种优选的技术方案，所述的CO2微旁流监测模块包括微处理器模块、通讯模块、传感器模块、光源模块以及管道适配器；所述的光源模块以及传感器模块均设置在管道适配器的两边；所述的光源模块发出控制信号经调制电路进行脉冲控制，使得光源模块发出周期性的光信号，调制的光信号通过管道适配器中的待测气体时被气体吸收，最后光信号被传感器模块接收；所述的传感器模块输出的信号进入微处理器模块；所述的微处理器模块对所得到的数字信号进行处理，处理后通过串口通信模块传输到通讯模块上进行显示。
作为一种优选的技术方案，所述气囊压力管理模块包括CO2浓度比较单元、气囊压力控制器、充气阀；所述的CO2浓度比较单元设置有CO2浓度上限阈值和CO2浓度下限阈值；当CO2浓度比较单元接收到CO2微旁流监测模块所检测实时浓度时，会对CO2实时浓度进行比较，倘若CO2实时浓度低于CO2浓度上限阈值，则启动压力控制器并打开充气阀向气囊吸气；倘若CO2实时浓度高于CO2浓度上限阈值，则启动压力控制器并打开充气阀向气囊充气；倘若CO2实时浓度介于CO2浓度上限阈值和CO2浓度下限阈值之间，则气囊压力控制器不启动，且充气阀呈关闭状态。
作为一种优选的技术方案，所述的负压吸引管还连接有负压吸引瓶。
作为一种优选的技术方案，所述的专用气管导管上还设置有充气通道；所述辅助充气通道上还设置有辅助充气装置；所述的辅助充气装置通过充气通道对气囊和声门之间补偿气流。
作为一种优选的技术方案，所述的专用气管导管上还设置有清洗通道；所述的清洗通道上设置有清洗装置；所述的清洗装置通过清洗通道对气囊和声门之间的黏液进行稀释。
作为一种优选的技术方案，所述的智能化管理装置还设置有连接盒。
作为一种优选的技术方案，所述的CO2微旁流监测模块还设置有定时器，该定时器触发CO2微旁流监测模块每隔2分钟对气囊和声门之间的CO2浓度进行抽气检测。
本发明优点在于：
1、本发明的一种气管导管的智能化管理装置，能够智能化调控气管导管气囊压力，实现以最适宜的导管气囊压力对患者气道进行密闭；而且自动清除气管导管气囊上方的分泌物，气管导管的智能化管理装置有利于预防气管导管应用中的误吸、呼吸机相关性肺炎及气道黏膜损伤等相关并发症，并减少护理工作量和提高气囊上方分泌物清除的及时性。
附图说明
附图1是本发明的一种气管导管的智能化管理装置的结构示意图。
附图2是CO2微旁流监测模块的内部结构示意图。
附图3是气囊压力管理模块的结构示意图。
附图4是气囊压力管理模块与CO2微旁流监测模块的使用状态示意图。
附图5是专用气管导管的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：
1.CO2微旁流监测模块 11.微处理器模块
12.光源模块 13.传感器模块
14.管道适配器 15.通信模块
2.气囊压力管理模块 21.CO2浓度比较单元
22.气囊压力控制器 23.充气阀
3.负压吸引泵 31.负压吸引瓶
4.专用气管导管 41.CO2采样管
42.气囊充气管 43.负压吸引管
44.CO2采样孔 45.气囊充气孔
46.负压吸引孔 5.连接盒
6.清洗通道 7.气囊
请参照图1，图1是本发明的一种气管导管的智能化管理装置的结构示意图。一种气管导管的智能化管理装置包括CO2微旁流监测模块1、气囊压力管理模块2、负压吸引泵3、负压吸引瓶31、多功能连接盒5及专用气管导管4；所述的专用气管导管4的近端设置有CO2采样管41、气囊充气管42以及负压吸引管43；所述的专用气管导管4的远端设置有和CO2采样管41相通的CO2采样孔44，以及和气囊充气管42相通的气囊充气孔45，以及和负压吸引管43相通的负压吸引孔46；所述的CO2充气管42的外端连接微旁流监测模块；所述的气囊充气管42外端连接气囊压力管理模块2；所述的负压吸引管43的外端连接负压吸引泵3；CO2微旁流监测模块以实现气囊7密闭性监测，再根据其反馈信息利用气囊7管理模块闭环调控气囊7压力，从而实现以适宜的气囊7压力调控气囊7密闭性。
请参照图2，图2是CO2微旁流监测模块的内部结构示意图。所述的CO2微旁流监测模块包括微处理器模块11、通讯模块15、传感器模块13、光源模块12以及管道适配器14；所述的光源模块12以及传感器模块13均设置在管道适配器14的两边；所述的光源模块12发出控制信号经调制电路进行脉冲控制，使得光源模块12发出周期性的光信号，调制的光信号通过管道适配器14中的待测气体时被气体吸收，最后光信号被传感器模块13接收；所述的传感器模块13输出的信号进入微处理器模块11；所述的微处理器模块11对所得到的数字信号进行处理，处理后通过串口通信模块15传输到通讯模块上进行显示。
请参照图3和图4，图3是气囊压力管理模块2的结构示意图。图4为气囊压力管理模块与CO2微旁流监测模块的使用状态示意图。述气囊压力管理模块2包括CO2浓度比较单元21、气囊压力控制器22、充气阀23；所述的CO2浓度比较单元21设置有CO2浓度上限阈值和CO2浓度下限阈值；当CO2浓度比较单元21接收到CO2微旁流监测模块所检测实时浓度时，会对CO2实时浓度进行比较，倘若CO2实时浓度低于CO2浓度上限阈值，则启动压力控制器并打开充气阀23向气囊7吸气；倘若CO2实时浓度高于CO2浓度上限阈值，则启动压力控制器并打开充气阀23向气囊7充气；倘若CO2实时浓度介于CO2浓度上限阈值和CO2浓度下限阈值之间，则气囊压力控制器22不启动，且充气阀23呈关闭状态。
所述的负压吸引管43还连接有负压吸引瓶31；所述的负压吸引管43通过负压吸引泵3，将声门和气囊7之间的黏液经负压吸引孔46流入到负压吸引管43中。
请参照图5，图5为专用气管导管4的结构示意图。所述的专用气管导管4上还设置有清洗通道6；所述的清洗通道6上设置有清洗装置；或者所述清洗通道6上还设置有辅助充气装置；所述的辅助充气装置通过充气通道6对气囊7和声门之间补偿气流；所述的清洗装置通过清洗通道6对气囊7和声门之间的黏液进行稀释。
该实施例需要说明的是：
本发明的智能化管理装置中，通过设置有CO2微旁流监测模块1以及气囊压力管理模块2，智能化调控气管导管气囊7压力，实现以最适宜的导管气囊7压力对患者气道进行密闭，具体的说，就是CO2微旁流监测模块通过CO2采样管41、CO2采样孔44抽取气囊7上方的CO2气体，然后利用CO2微旁流监测模块分析其CO2浓度，以判断气囊7对气道的密闭性。同时，将气道密闭性的信息传输到气囊压力管理模块2，气囊压力管理模块2通过气囊充气管42自动对气囊7进行充气或放气，以确保以最适宜的气囊7压力封闭气囊7密闭性。持续监测气管导管的压力并保持稳定。每隔2分钟，系统会自动监测球囊上方的CO2水平，如果其超过阈值(意味着有泄漏)，系统会根据算法来增加气囊7压力而密闭气道。平均来说，每隔30分钟，如果没有监测到泄露，球囊压力会下降1cmH2O，每一次压力调整以后立即监测CO2浓度。
所述的智能化管理装置中还设置有负压吸引管43，该负压吸引管43连接有负压吸引泵3，且设置有负压吸引孔46，这样负压吸引泵3提供吸引动力，自动清除气管导管气囊7上方的分泌物。气管导管的智能化管理装置有利于预防气管导管应用中的误吸、呼吸机相关性肺炎及气道黏膜损伤等相关并发症，并减少护理工作量和提高气囊7上方分泌物清除的及时性。
所述的CO2微旁流监测模块包括微处理器模块11、通讯模块15、传感器模块13、光源模块12以及管道适配器14；其中，微处理器模块11是可具有ARM内核的ADuC7020处理器为核心，对传感器输入信号进行模数转化，提供参考电压、为光源模块12提供控制信号。光源模块12可采用LP2951；传感器模块13可采用AD8619；通信模块15可采用ADM101E。
所述的CO2浓度比较单元21设置有CO2浓度上限阈值和CO2浓度下限阈值。其中，该阈值是根据气囊7与气道之间的大小而设定的，仅仅是理论参考值，用于和实际值进行比对参考。
当CO2浓度比较单元21接收到CO2微旁流监测模块所检测实时浓度时，会对CO2实时浓度进行比较，倘若CO2实时浓度低于CO2浓度上限阈值，则启动压力控制器并打开充气阀23向气囊7吸气；倘若CO2实时浓度高于CO2浓度上限阈值，则启动压力控制器并打开充气阀23向气囊7充气；倘若CO2实时浓度介于CO2浓度上限阈值和CO2浓度下限阈值之间，则气囊压力控制器22不启动，且充气阀23呈关闭状态。该设计的效果是：通过检测声门与气囊7之间的CO2浓度值，对气囊7和气道之间的密闭性进行量化，当检测的CO2浓度值低于CO2浓度值阈值下限时，则气囊7对气道的之间的压力过大，持续下去容易导致气道损坏，因此，进行了吸气操作对气囊7进行减压操作；当检测的CO2浓度值位于CO2浓度值阈值下限以及CO2浓度值阈值上限之间时，则气囊7对气道之间的压力大小适宜，无需对气囊7进行相关吸气或充气操作；当检测到CO2浓度高于CO2浓度值阈值上限时，则气囊7与气道之间存在泄露，说明气囊7对气道之间的压力过小，则对气囊7进行充气而实现加压操作。总之，能够实时调控气管导管气囊7压力，实现以最适宜的导管气囊7压力对患者气道进行密闭。
所述的负压吸引管43中还连接有辅助充气装置；所述的辅助充气装置通过充气通道6对气囊7和声门之间补偿气流。该设计的效果是：是因为在CO2微旁流监测模块1工作中，会根据需要不断通过CO2采样管41抽取气囊7与气道之间的气体，从而可能导致气囊7与气道之间的间隙内存在气压不足的问题。此时则通过辅助充气装置通过充气通道6对气囊7和声门之间补偿气流。
所述的专用气管导管4上还设置有清洗通道6；所述的清洗通道6上设置有清洗装置；所述的清洗装置通过清洗通道6对气囊7和声门之间的黏液进行稀释。该设计的效果是：通过清洗通道6注入稀释液，对气囊7和声门之间的分泌物进行稀释，以利于充分和彻底的对吸引管中的分泌物进行吸收。
所述的智能化管理装置还设置有连接盒5。其中，连接盒5用于对专用气管导管4中的各个管路进行固定作用，有效避免管路间的相互缠绕。
所述的CO2微旁流监测模块1还设置有定时器，该定时器触发CO2微旁流监测模块1每隔2分钟对气囊7和声门之间的CO2浓度进行抽气检测。该设计的效果是：通过定时器设计，对气囊7的密闭性定时调节进行量化，实时性好。
本发明的一种气管导管的智能化管理装置，能够智能化调控气管导管气囊7压力，实现以最适宜的导管气囊7压力对患者气道进行密闭；而且自动清除气管导管气囊7上方的分泌物，气管导管的智能化管理装置有利于预防气管导管应用中的误吸、呼吸机相关性肺炎及气道黏膜损伤等相关并发症，并减少护理工作量和提高气囊7上方分泌物清除的及时性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种气管导管的智能化管理装置，其特征在于，所述的智能化管理装置包括CO2微旁流监测模块、气囊压力管理模块、负压吸引泵、负压吸引瓶、多功能连接盒及专用气管导管；所述的专用气管导管的近端设置有CO2采样管、气囊充气管以及负压吸引管；所述的专用气管导管的远端设置有和CO2采样管相通的CO2采样孔，以及和气囊充气管相通的气囊充气孔，以及和负压吸引管相通的负压吸引孔；所述的CO2充气管的外端连接微旁流监测模块；所述的气囊充气管外端连接气囊压力管理模块；所述的负压吸引管的外端连接负压吸引泵；CO2微旁流监测模块以实现气囊密闭性监测，再根据其反馈信息利用气囊管理模块闭环调控气囊压力，从而实现以适宜的气囊压力调控气囊密闭性。
2.根据权利要求1所述的智能化管理装置，其特征在于，所述的CO2微旁流监测模块包括微处理器模块、通讯模块、传感器模块、光源模块以及管道适配器；所述的光源模块以及传感器模块均设置在管道适配器的两边；所述的光源模块发出控制信号经调制电路进行脉冲控制，使得光源模块发出周期性的光信号，调制的光信号通过管道适配器中的待测气体时被气体吸收，最后光信号被传感器模块接收；所述的传感器模块输出的信号进入微处理器模块；所述的微处理器模块对所得到的数字信号进行处理，处理后通过串口通信模块传输到通讯模块上进行显示。
3.根据权利要求2所述的智能化管理装置，其特征在于，所述气囊压力管理模块包括CO2浓度比较单元、气囊压力控制器、充气阀；所述的CO2浓度比较单元设置有CO2浓度上限阈值和CO2浓度下限阈值；当CO2浓度比较单元接收到CO2微旁流监测模块所检测实时浓度时，会对CO2实时浓度进行比较，倘若CO2实时浓度低于CO2浓度上限阈值，则启动压力控制器并打开充气阀向气囊吸气；倘若CO2实时浓度高于CO2浓度上限阈值，则启动压力控制器并打开充气阀向气囊充气；倘若CO2实时浓度介于CO2浓度上限阈值和CO2浓度下限阈值之间，则气囊压力控制器不启动，且充气阀呈关闭状态。
4.根据权利要求1所述的智能化管理装置，其特征在于，所述的负压吸引管还连接有负压吸引瓶。
5.根据权利要求1所述的智能化管理装置，其特征在于，所述的专用气管导管上还设置有充气通道；所述辅助充气通道上还设置有辅助充气装置。
6.根据权利要求5所述的智能化管理装置，其特征在于，所述的专用气管导管上还设置有清洗通道；所述的清洗通道上设置有清洗装置。
7.根据权利要求1所述的智能化管理装置，其特征在于，所述的智能化管理装置还设置有连接盒。
8.根据权利要求1所述的智能化管理装置，其特征在于，所述的CO2微旁流监测模块还设置有定时器。
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