CN114432558A - 一种密封气囊自动调压通气导管及连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封气囊自动调压通气导管及连接装置，属于医疗器械领域，包括前段设有密封气囊的通气导管管体，连通密封气囊设有偏压平衡调节器，连通偏压平衡调节器设有连通管与呼吸回路连通，机械通气时呼吸回路内气体通过偏压平衡调节器自动对密封气囊内气体压强调节，使密封气囊内气体压强大于呼吸回路内气体压强，压强差值小于10mmHg；本发明通气导管密封气囊的压强伴随机械通气的气道压强同步周期性变化，在机械通气气道压强较小的呼气相，密封气囊内气体压强较小，周期性恢复气管黏膜血液循环，避免由此导致气管粘膜损伤。

Description

一种密封气囊自动调压通气导管及连接装置

技术领域

本发明主要涉及医疗领域，尤其涉及医疗导管领域。

背景技术

全身麻醉或ICU患者需要经口或鼻将气管导管置入气管内，再由 麻醉机或呼吸机辅助呼吸。机械通气时，气管导管置入气管的头段设 有密封囊体，为了确保通气密封性，向密封囊体内充入适量气体，气 体压力高于机械通气时气道压力。在密封囊体对气管粘膜的压迫下， 气管粘膜血液循环受阻，血供减少，甚至没有血供。

密封囊体对气管粘膜压迫时间较短时，密封气囊排空，压迫解除 后，血液循环恢复，气管粘膜压迫部位尚无大碍；压迫时间稍长，会 在气管粘膜压迫部位造成轻微的缺血坏死，容易导致患者呼吸道感 染，咳嗽，甚至发展成肺部感染，对患者康复极为不利；压迫时间较 长时，会导致气管粘膜压迫部位严重的缺血坏死，可能会在气管粘膜 压迫部位形成各种严重的并发症：如①气管食道瘘，严重影响患者生 命安全，致死率在50％左右；②气管粘膜疤痕形成导致气管狭窄，疤 痕逐渐增生，狭窄逐渐加重，甚至影响患者通气，需要在行气管支架 置入，但也仅仅时姑息治疗，患者难逃死亡结局；③气管胸腔瘘，引 起张力性气胸，若不及时救治致死率极高；④引起肺部感染，甚至胸 腔感染，导致脓胸，治疗也极为棘手。

为了减少上述并发症发生几率，目前临床常用方法是：

①向气管导管密封囊体充入气体时，精准操作，使用压力表充气， 一般充气压力为30mmHg，但在肺顺应性较差患者，需要适当提高充 入气体压力。这种方法避免了气囊充气压力过高，尽量减少了密封气 囊对气管粘膜的压迫，延长了气管粘膜压迫部位耐受压迫的时间，但 在机械通气较长患者，依然逃不过缺血坏死的结局；

②在气管插管机械通气患者，定时抽空密封气囊的气体，使气道 粘膜血液循环短暂恢复。这种方法需要较多的人工介入，费时费力， 同时，在抽空密封气囊气体时，机械通气漏气严重，严重影响患者通 气效果，影响患者氧合，甚至造成患者缺氧。若操作失误，没有及时 向密封气囊内补充气体时，甚至导致极为严重的并发症，如低氧血症， 心跳骤停，甚至死亡。

③在气管插管机械通气患者，使用双密封囊气管导管，定期轮流 更换密封气囊压迫位置，使气囊压迫的气管粘膜部位定期在两个密封 囊之间交替，使气囊压迫的气管粘膜部位定期恢复。这种方法同样需 要较多的人工介入，费时费力。在操作不当时：如对气囊内充入气体 压力过高、交替充气间歇时间过长、遗忘操作等，甚至会造成两个密 封气囊的压迫部位缺血坏死，导致双倍的并发症发生几率。即使管理 完全到位，在某些耐受性较差患者，由于充入30mmHg压力，依然会 严重影响到气管粘膜血液循环，依然会导致缺血坏死发生。

临床急需一种操作简单，在保证气管导管机械通气密封性同时， 依然保持密封气囊压迫部位血液供应的装置。在其它体腔内置管时也 存在类似情况，此处不再赘述。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明一种密封气囊自动调压通气导 管，包括通气导管管体，通气导管管体头段设有密封气囊。连通所述 密封气囊设置偏压平衡调节器，所述偏压平衡调节器包括偏压平衡调 压腔和设置在偏压平衡调压腔内的运动密封体，所述运动密封体在偏 压平衡调压腔内自由运动，所述偏压平衡调压腔被运动密封体隔离成 与密封气囊连通的囊储气腔及与机械通气呼吸回路连通的通气变压 腔；所述偏压平衡调压腔内设置偏压弹性体；机械通气时，所述偏压 弹性体对运动密封体持续施加由通气变压腔指向囊储气腔的作用力 F₄₃，使囊储气腔内气体压强P₄₁≥通气变压腔内气体压强P₄₂。

本发明一种密封气囊自动调压连接装置，包括偏压平衡调节器， 所述偏压平衡调节器包括偏压平衡调压腔和设置在偏压平衡调压腔 内的运动密封体，所述运动密封体在偏压平衡调压腔内自由运动，所 述偏压平衡调压腔被运动密封体隔离成用于与通气导管充气口连通 的囊储气腔及用于与机械通气呼吸回路连通的通气变压腔；所述囊储 气腔连通设有与通气导管充气口匹配的充气固定接口，所述通气变压 腔连通设有与呼吸回路匹配的呼吸衔接管；所述偏压平衡调压腔内设 置偏压弹性体；机械通气时，所述偏压弹性体对运动密封体持续施加 由通气变压腔指向囊储气腔的作用力F₄₃，使囊储气腔内气体压强P₄₁≥通气变压腔内气体压强P₄₂。

进一步的，所述运动密封体在偏压平衡调压腔有效横截面积为S， 所述(F₄₃÷S)≤10mmHg。

进一步的，所述偏压平衡调压腔设置为筒状腔，所述运动密封体 设置为与筒状腔内腔截面匹配的活塞体，所述偏压弹性体包括压缩设 置在通气变压腔内的压缩弹性体或拉伸设置在囊储气腔内的拉伸弹 性体。

进一步的，所述运动密封体设置为与偏压平衡调压腔内壁密封连 接的软膜片，所述偏压弹性体包括与软膜片一体设置凸起伸入囊储气 腔内的弹性体、压缩设置在通气变压腔内的压缩弹性体或拉伸设置在 囊储气腔内的拉伸弹性体。

进一步的，连通所述囊储气腔设有弹力阀充气口。

进一步的，所述机械通气呼吸回路包括通气导管管体及两端分别 与通气导管管体及呼吸螺纹管匹配的呼吸衔接管。

进一步的，所述密封气囊或通气导管密封囊的容积为V₂；机械通 气呼吸回路内气体最高压强为P_max，最低压强为P_min；囊储气腔的最大 容积为V_41max,最小容积为V_41min；所述(V_41max-V_41min)≥[(P_max/P_min)-1] ×V₂。

进一步的，所述筒状腔外壁标记偏压弹性体对运动密封体产生的 压强数值刻度，对应的所述活塞体侧壁对应偏压弹性体顶端标记读数 标识线。

所述偏压平衡调压腔设有报警器，所述筒状腔在所述运动密封体 两侧设有报警触点，当所述运动密封体顶触到报警触点时触发报警器 报警。

本发明的有益效果：

1、机械通气时，吸气相时间较短，呼气相时间较长(一般为1： 2)。同时，吸气相气道压较高(一般不超过25mmHg),呼气相压强 较低(一般不超过5mmHg)；本装置在时间较长的呼气相时，密封气 囊压强极低，密封气囊压迫部位的气管粘膜血液循环几乎不受影响，能避免气管粘膜的缺血；

2、能确保密封气囊的压强不小于气道压强，从而确保机械通气 时密封性，确保患者氧合安全；

3、无需过多人工介入操作，避免遗忘，仅需在初始时设置好密 封气囊与气道压力差值，甚至无需设置。

附图说明

图1为本发明第一种实施例剖面结构图；

图2为本发明第二种实施例剖面结构图

图3为本发明第三种实施例剖面结构图；

图4为本发明第四种实施例剖面结构图；

图5为本发明另一种方案的剖面结构图；

图6为本发明气管插管前的状态示意图；

图7为本发明气管插管成功后及结束机械通气拔管前的状态示意图；

图8为本发明机械通气时状态示意图；

图9为本发明设置偏压差值刻度和读数标识线示意图；

图10为本发明偏压平衡调压腔设有报警器的结构示意图；

编号及名称：1-通气导管管体、2-密封气囊、3-偏压平衡调节器、4-偏压平衡调压腔、41-囊储气腔、42-通气变压腔、43-偏压弹性体、 44-报警器、45-报警触点、5-运动密封体、51-活塞体、52-软膜片、 7-弹力阀充气口、8-呼吸衔接管、9-充气固定接口。

具体实施方式

为了使本技术领域人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发 明的上述特征、目的以及优点更加清晰易懂，下面结合实施例对本发 明做进一步的说明。实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的 范围。

如图1-3所示，一种密封气囊自动调压通气导管，包括通气导管 管体1，所述通气导管管体1包括各种类型的气管导管主体管，如单 腔气管导管、双腔气管导管、支气管封堵器和气管切开通气管，等等。 机械通气时，所述通气导管管体1的头段留置在患者气道腔内，所述 通气导管管体1头段设有密封气囊2，通过对密封气囊2内充入适量 气体，使密封气囊2压强大于气道通气气压，通过密封气囊2与气道 腔内粘膜充分接触，从而为机械通气肺部组织提供通气密封性。这些 基本结构与现有通气导管基本类似，此处不再赘述。

机械通气时，吸气相时间较短，呼气相时间较长(一般为1：2)。 同时，吸气相气道压较高(一般不超过25mmHg),呼气相压强较低(一 般不超过5mmHg)。本发明的目的是：在时间占比较长且气道压较低 的呼气相，调节密封气囊2内气体容量使密封气囊2内气体压强较小， 进一步减小密封气囊2对气道粘膜的压强。密封气囊2压迫部位的气 管粘膜在时间占比较长、压强较小的呼气相，血液循环间断恢复，在 几乎占2/3通气时间的血液循环基本不受影响，从而避免气管粘膜的 缺血。

为达到上述设计目标，不同于现有通气导管的是：本发明连通所 述密封气囊2设置偏压平衡调节器3，偏压平衡调节器3的作用是保 持机械通气时密封气囊2的气体压强与呼吸回路内气体压强处于非 等压平衡。也就是说，使密封气囊2的气体压强大于呼吸回路内气体 压强，密封气囊2和呼吸回路内气体压强的差值控制在2mmHg-8mmHg 之间最佳。绝大多数患者机械通气时呼吸道气体压强在3mmHg-12mmHg 之间波动；在呼气相压强较低，多在1mmHg-2mmHg，一般不超过3mmHg； 吸气相时压力较高，多在10mmHg-15mmHg；肺顺应性较差的患者也很 少超过30mmHg。通过控制密封气囊2和呼吸回路内气体压强的差值 控制在2mmHg-8mmHg，可以将密封气囊2气体压强(即密封气囊2对 气道内壁粘膜的压强)控制在5mmHg-18mmHg之间波动。在时间占比 较长的呼气相较低，为5mmHg左右，这样呼气相时气道内壁粘膜血液 循环几乎不受影响，从而彻底避免气道(主要是气管或支气管)内壁 缺血损伤。

为实现上述目标，所述偏压平衡调节器3包括偏压平衡调压腔4 和设置在偏压平衡调压腔4内的运动密封体5，所述运动密封体5在 偏压平衡调压腔4内自由运动，所述偏压平衡调压腔4被运动密封体 5隔离成与密封气囊2连通的囊储气腔41及与机械通气呼吸回路(包 括整个机械通气呼吸回路的任意部位)连通的通气变压腔42；所述 偏压平衡调压腔4内设置偏压弹性体43(最佳选择为弹簧)；机械 通气时，所述偏压弹性体43对运动密封体5持续施加由通气变压腔 42指向囊储气腔41的作用力F₄₃，使囊储气腔41内气体压强P₄₁≥通气变压腔42内气体压强P₄₂。实际上，通气变压腔42与机械通气呼 吸回路连通，通气变压腔42内气体压强P₄₂与机械通气时患者气道内 通气压强相同，即通气变压腔42内气体压强P₄₂就是机械通气时患者 气道内通气压强P_气道(即P_气道＝P₄₂)；同理，囊储气腔41与密封气囊 2连通，囊储气腔41内气体压强P₄₁与密封气囊2内气体压强与相同， 即囊储气腔41内气体压强P₄₁就是密封气囊2内气体压强P₂(即 P₂＝P₄₁)。运动密封体5在囊储气腔41和通气变压腔42之间能自由 运动，运动密封体5保持自由运动时，运动密封体5在囊储气腔41 和通气变压腔42两侧的压力保持动态平衡，即偏压弹性体43对运动 密封体5持续施加由通气变压腔42指向囊储气腔41的作用力F₄₃和 通气变压腔42内气体压强对运动密封体5的作用力F₄₂(为通气变压 腔42内气体压强P₄₂与运动密封体5横截面S的乘积，即F₄₂＝P₄₂×S) 之和(F₄₃+F₄₂)与囊储气腔41内气体压强对运动密封体5的作用力 F₄₁(为囊储气腔41内气体压强与运动密封体5横截面S的乘积，即 F₄₁＝P₄₁×S)之间保持动态平衡，即(F₄₃+F₄₂)＝F₄₁。这样，在保持偏压 弹性体43对运动密封体5持续施加由通气变压腔42指向囊储气腔 41的作用力和运动密封体5自由运动时：

(1)∵F₄₁＝(F₄₃+F₄₂)，F₄₃＞0；

∴F₄₁＞F₄₂；又∵F₄₁＝P₄₁×S，F₄₂＝P₄₂×S；

∴P₄₁×S＞P₄₂×S；

∴P₄₁＞P₄₂；又∵P₂＝P₄₁，P_气道＝P₄₂；

∴P₂＞P_气道。①

(2)∵F₄₁＝(F₄₃+F₄₂)，F₄₃＞0；

∴F₄₃＝(F₄₁-F₄₂)；又∵F₄₁＝P₄₁×S，F₄₂＝P₄₂×S

∴F₄₃＝(P₄₁×S-P₄₂×S)；

∴(F₄₃÷S)＝(P₄₁-P₄₂)；

∴P₄₃＝(P₄₁-P₄₂)；又∵P₂＝P₄₁，P_气道＝P₄₂；

∴P₄₃＝(P₂-P_气道)，②；P_气道＞0，P₄₃＞0；

∴P₂＝(P_气道+P₄₃)＞0。③

注：偏压弹性体43对运动密封体5持续施加由通气变压腔42指向囊储气腔41作用力，其对运动密封 体5产生的指向囊储气腔41的压强为P₄₃。

由①P₂＞P_气道可确保机械通气时，密封气囊2对气道内壁的压强 大于气道内气体压强，从而确保机械通气时的通气密封性，确保机械 通气安全性由。由③P2＝(P_气道+P₄₃)得知，机械通气时，密封气囊 2对气道内壁的压强伴随气道内气体压强变化而变化，其差值为P₄₃， 即偏压弹性体43对运动密封体5产生的指向囊储气腔41的压强。选 择合适强度的偏压弹性体43，使P₄₃在2mmHg-8mmHg最佳。实际应用 机械通气时，P_气道在时间占比约1/3的吸气相较高，为15mmHg-20mmHg 左右，肺顺应性较差的患者为25mmHg-32mmHg左右；同时，P_气道在时间占比约2/3的呼气相较低，为2mmHg-5mmHg左右，肺顺应性较差的 患者为5mmHg-8mmHg左右，此时，气道内壁黏膜血液供应几乎不受影 响，能确保气道内壁黏膜安全性。

另一种解决方案，如图5所示，一种密封气囊自动调压连接装置， 包括偏压平衡调节器3，所述偏压平衡调节器3包括偏压平衡调压腔 4和设置在偏压平衡调压腔4内的运动密封体5，所述偏压平衡调压 腔4被运动密封体5隔离成用于与通气导管充气口连通的囊储气腔 41及用于与机械通气呼吸回路连通的通气变压腔42；所述囊储气腔 41连通设有与通气导管的充气口匹配的充气固定接口9，所述通气变 压腔42连通设有与呼吸回路匹配的呼吸衔接管8；所述偏压平衡调 压腔4内设置偏压弹性体43；机械通气时，所述运动密封体5在偏 压平衡调压腔4内自由运动，所述偏压弹性体43对运动密封体5持 续施加由通气变压腔42指向囊储气腔41的作用力F₄₃，使囊储气腔 41内气体压强P₄₁≥通气变压腔42内气体压强P₄₂。其工作原理与上 述结构完全相同，只是与通气导管管体1设置，在本方案中，通气导 管管体1被通气导管替代，与现有通气导管一致，使用时仅需将所述 充气固定接口9连接在通气导管充气口，并将呼吸衔接管8连接在机 械通气时的呼吸回路上即可。所述通气导管包括单腔气管导管、双腔 气管导管、支气管封堵器和气管切开通气管，等等，其原理此处不再赘述。

实际实施时，所述运动密封体5在偏压平衡调压腔4有效横截面 积为S，所述(F₄₃÷S)≤10mmHg。也就是说偏压弹性体43变形到最 大限度时，其弹力F_43max与运动密封体5在偏压平衡调压腔4有效横截 面积S的比值不大于10mmHg，即P₄₃≤10mmHg。由此获知：

∵P₄₃≤10mmHg，又因为P₄₃＝(P₂-P_气道)②；

∴(P₂-P_气道)≤10mmHg；

由此可确保通气时，密封气囊2内气体压强P₂大于患者气道内通 气压强P_气道，且两者压强差值不大于10mmHg。实际上，机械通气吸 气时，患者气道内通气压强P_气道较高，所述密封气囊2内气体压强 P₂与P_气道动态平衡，也相对较高，根据波意尔定律：P₁V₁＝P₂V₂(等 温等摩尔数气体，此处P₁、V₁、P₂、V₂为公式表达符号，与文案中其 它相同字母意义无关)，密封气囊2内气体相对被压缩后较小，所述 运动密封体5位于偏压平衡调压腔4内相对临近密封气囊2一侧；此 时，偏压弹性体43变形程度相对较小，即F₄₃相对较小，即P₄₃相对 较小，(P₂-P_气道)相对较小。同理，机械通气呼气相，患者气道内通 气压强P_气道较低，所述密封气囊2内气体压强P₂与P_气道动态平衡，也 相对较低，密封气囊2内气体相对膨胀，所述运动密封体5位于偏压 平衡调压腔4内相对远离密封气囊2一侧；此时，偏压弹性体43变 形程度相对较大，即F₄₃相对较大，即P₄₃相对较大，(P₂-P_气道)相对 较大。伴随机械通气吸气相和呼气相的轮换交替，所述运动密封体5 在偏压平衡调压腔4内左右往返运动。

具体实施时，运动密封体5在偏压平衡调压腔4内往返运动的幅 度由密封气囊2内充入的气体压强决定。密封气囊2内的气体压强越 高，运动密封体5往返运动的幅度越小；密封气囊2内的气体压强越 小，运动密封体5往返运动的幅度越大。

进一步的，所述偏压平衡调压腔4设置为筒状腔，所述运动密封 体5设置为与筒状腔内腔截面匹配的活塞体51，所述偏压弹性体43 包括压缩设置在通气变压腔42内的压缩弹性体或拉伸设置在囊储气 腔41内的拉伸弹性体。图1中，所述偏压弹性体43设置为弹簧，弹 簧一端连接在运动密封体5上，另一端连接在所述筒状腔的偏压平衡 调压腔4远离密封气囊2一侧的端部，所述弹簧的偏压弹性体43始 终位于压缩状态，始终对运动密封体5施加由通气变压腔42指向囊 储气腔41的作用力F₄₃，从而达到在机械通气时弹簧的偏压弹性体43 对运动密封体5持续施加由通气变压腔42指向囊储气腔41的压强 P₄₃，使囊储气腔41内气体压强P₄₁≥通气变压腔42内气体压强P₄₂。 若将所述偏压弹性体43设置为拉伸的弹簧体，弹簧一端连接在运动 密封体5上，另一端连接在所述筒状腔的偏压平衡调压腔4临近密封 气囊2一侧的端部，所述弹簧的偏压弹性体43始终位于拉伸状态， 始终对运动密封体5施加由囊储气腔41指向囊储气腔41与密封气囊 2接触部的作用力F₄₃，从而达到在机械通气时弹簧的偏压弹性体43 对运动密封体5持续施加由囊储气腔41指向囊储气腔41与密封气囊 2接触部的压强P₄₃，使囊储气腔41内气体压强P₄₁≥通气变压腔42 内气体压强P₄₂。

值得提醒的使，若运动密封体5采用活塞体51，要达到最佳效 果，活塞体51与筒状腔的偏压平衡调压腔4摩擦力越小越好，目前 临床上已研发出低阻力注射器，专利号：CN1736501A、CN104759005B、 CN204619057U、CN204017037U、CN105709310A等等，其活塞与针筒 之间密封性极佳，同时摩擦力也极小，完全可以达到本发明方案的目 标要求，此处不再赘述。

进一步的，所述运动密封体5设置为与偏压平衡调压腔41内壁 密封连接的软膜片52，所述偏压弹性体43包括与软膜片52一体设 置凸起伸入囊储气腔41内的弹性体、压缩设置在通气变压腔42内的 压缩弹性体或拉伸设置在囊储气腔41内的拉伸弹性体。

如图2所示，所述偏压弹性体43为压缩设置在通气变压腔42内 的压缩弹性体(弹簧)，其工作原理与图1基本一致，不同的是：为 了克服活塞体51与偏压平衡调压腔4的摩擦力，软膜片52周围部位 用极为柔软的软膜与偏压平衡调压腔4一体设置，当弹簧压缩程度不 同时，所述软膜片52的中央部分往返运动，但周边只是发生形变， 用极为柔软的软膜形变来适配，这样可以减少或避免摩檫力对活塞体 51在偏压平衡调压腔4内往返运动的影响。为了达到最佳效果，所 述软膜片52的中央往返运动部分宜采用硬质轻型材料，与弹簧固定 连接；软膜片52的周边部位，宜采用非弹性柔质材料，避免因软膜 片52弹性形变干扰P₄₃的作用效果。若所述偏压弹性体43为拉伸设 置在囊储气腔41内的拉伸弹性体，其工作原理与图2相通，此处不 再赘述。

如图3所示，所述偏压弹性体43为凸起伸入囊储气腔41内的弹 性体，这实际上是图1和图2的一种简化方案，利用凸起伸入囊储气 腔41内的弹性体自身弹性形成复原张力，当对通气导管管体1密封 气囊2或通气导管密封囊体内充入适量气体后，凸起伸入囊储气腔 41内的弹性体被压缩变形，在自身弹性复原作用力下，形成由囊储 气腔41指向囊储气腔41的作用力F₄₃，从而达到在机械通气时作用 在囊储气腔41内的气体压强P₄₃，使囊储气腔41内气体压强P₄₁≥通 气变压腔42内气体压强P₄₂。

进一步的，如图1-5所示，连通所述囊储气腔41设有弹力阀充 气口7。气管插管前，需将针筒连接弹力阀充气口7，将通气导管管 体1密封气囊2或通气导管密封囊体内的气体排出，使密封气囊2或 密封囊体膜体紧贴在通气导管管体1或通气导管头段，以便减少插管使的最大外径，减少该部位对声门及气道的摩擦伤害。

进一步的，如图4所示，所述机械通气呼吸回路包括通气导管管 体1及两端分别与通气导管管体1及呼吸螺纹管匹配的呼吸衔接管8。 这是图1-3的一种变化方案，在图1-3中，通气变压腔42直接与通 气导管管体1内腔连通；而在图4中，通气变压腔42与呼吸衔接管 8连通，再通过呼吸衔接管8与呼吸回路连通。呼吸衔接管8在机械 通气中极为常见，用于连接前后段呼吸管路，其两端有固定口径，此 处不再赘述。

进一步的，所述密封气囊2或通气导管密封囊的容积为V₂。实际 上，所述密封气囊2或通气导管密封囊的容积为V₂指的是密封气囊2 或通气导管密封囊内容积与连通偏压平衡调节器3管路的容积之和。 型号越小的通气装置，其V₂容积越小，本发明实施难度越小；型号越 大的通气装置，其V₂容积越大，本发明实施难度越大；但即使最大型 号的通气装置，其容积也不会超过20ml(多为10ml左右)，这里取 其极限数值为：V₂＝20ml。

机械通气呼吸回路内气体最高压强为P_max，最低压强为P_min。机械 通气呼吸回路内气体压强是患者机械通气的气道压，在吸气相较高， 正常人一般在15mmHg一下，特殊患者可能较高，一般不超过30mmHg， 在这里我们取其极限值，取麻醉机安全压力阀的最高可调节值 70mmHg。机械通气患者气道压始终为正值，呼气相气道压一般不超过 5mmHg，我们取极限值为0mmHg；这里的数值均以标准大气压760mmHg 为零点标识的相对值，其绝对压强数值分别为：P_max为(760+70) mmHg＝830mmHg；P_min为(760+0)mmHg＝760mmHg。

所述囊储气腔41实际上是偏压平衡调压腔4在运动密封体5临 近密封气囊2或密封囊一侧的空腔，在机械通气时，囊储气腔41不 断与密封气囊2或密封囊内的气体往返流通。吸气相，气道压较高时， 运动密封体5向密封气囊2或密封囊运动，囊储气腔41内的气体进 入密封气囊2或密封囊内，吸气末囊储气腔41内气体容积达到最小 值，为V_41min；呼气相，气道压较低时，运动密封体5向密封气囊2或 密封囊运动，囊储气腔41内的气体进入密封气囊2或密封囊内，呼 气末囊储气腔41内气体容积达到最大值，为V_41max。V_41max与V_41min的差 值实际上是由密封气囊2或密封囊气体在不同压力下容积不同产生 的差值；设定密封气囊2或密封囊内最大气压为P_max，最小气压为P_min， 根据波意尔定律：

P_max×(V₂+V_41min)＝P_min×(V₂+V_41max)；推导出：

(P_max/P_min)＝(V₂+V_41max)/(V₂+V_41min)；推导出：

设定呼气末囊储气腔41内气体全部进入密封气囊2或密封囊内， 即V_41min为0；为一种囊储气腔41体积最小的极限状态，则推导出：

(P_max/P_min)＝[V₂+(V_41max-V_41min)]/V₂；推导出：

[(P_max/P_min)×V₂]＝[V₂+(V_41max-V_41min)]；推导出：

[(P_max/P_min)×V₂-V₂]＝(V_41max-V_41min)；推导出：

(V_41max-V_41min)＝[(P_max/P_min)-1]×V₂。

非极限状态下，所述(V_41max-V_41min)只会容积更大，故要达到设计 效果，实际实施时需要：

(V_41max-V_41min)≥[(P_max/P_min)-1]×V₂。

在正常患者，取其极限数值分别为：V₂＝20ml、P_max＝830mmHg、 P_min＝760mmHg，代入上述公式：

(V_41max-V_41min)≥[(830/760)-1]×20ml；

(V_41max-V_41min)≥1.85ml；

也就是说，偏压平衡调压腔4的体积至少需要大于1.85ml，这 个很容易做到。

地区气体压强与海拔相关，海拔越高，气体压强越小，地球人类 长居区域，最高海拔为小于4000米，其气压大于460mmHg；取其极 限数值分别为：V₂＝20ml、P_max＝(460+70)mmHg＝530mmHg、P_min＝460mmHg， 代入上述公式：

(V_41max-V_41min)≥[(530/460)-1]×20ml；

(V_41max-V_41min)≥3.05ml；

也就是说，偏压平衡调压腔4的体积至少需要大于3.05ml，这 个同样很容易做到。

当患者需要进入高压氧舱治疗时，高压氧舱的气体压强为 0.2-0.25MPa，即1520-1900mmHg。取其极限值，分别为：V₂＝20ml、P_max＝(1900+70)mmHg＝1970mmHg、P_min＝1900mmHg，代入上述公式：

(V_41max-V_41min)≥[(1970/1900)-1]×20ml；

(V_41max-V_41min)≥0.74ml；

偏压平衡调压腔4的体积至少需要大于0.74ml，同样很容易做 到。只是需要注意的是，进入高压氧舱后，氧舱压力上升时，需要及 时向密封气囊2或密封囊内加注气体，提高密封气囊2或密封囊基础 气体量，使密封气囊2或密封囊内气压与高压氧舱环境压力相适应。

下面就本产品具体使用细节加以阐述：

首先，如图6所示，用针筒连接弹力阀充气口7，将通气导管管 体1密封气囊2内气体排出，使密封气囊2或密封囊体膜体紧贴在通 气导管管体1或通气导管头段，表面涂设润滑剂，并置入插管管芯， 将通气导管管体1或通气导管塑成J字形；

然后，如图7所示，在喉镜帮助下，将通气导管管体1头端置入 声门后，拔出管芯，将通气导管管体1经声门置入气道；调节插管深 度合适，用医用胶带固定气管导管，将通气导管管体1尾部接口连接 呼吸回路，开始实施机械通气；

之后，如图8所示，用针筒连接弹力阀充气口7，对通气导管管 体1密封气囊2充入适当气体，判断标准为：所述运动密封体5在偏 压平衡调压腔4内往返运动，同时，偏压弹性体43是总处于弹性变 形状态，对运动密封体5始终施加由通气变压腔42指向囊储气腔41的作用力F₄₃。此时，如图中所示，偏压弹性体43不停的再同一弹性 状态下变形(始终被压缩或被拉伸)，对应的所述运动密封体5往复 运动；

通气结束时，清理口腔分泌物后，如图6所示，将通气导管管体 1密封气囊2内气体排出，使密封气囊2或密封囊体膜体紧贴在通气 导管管体1或通气导管头段，拔出通气导管管体1既可。

进一步的，如图9所示，所述筒状腔外壁标记偏压弹性体43对 运动密封体5产生的压强数值刻度，对应的所述活塞体51侧壁对应 偏压弹性体43顶端标记读数标识线。通过筒状腔外壁标记的偏压弹 性体43对运动密封体5产生的压强数值刻度，对应活塞体51侧壁标记读数标识线，我们可以观察到机械通气时活塞体51运动范围，从 而准确获知机械通气时P₄₃的波动范围，即获知机械通气时密封气囊2 内气体压强P₂与气道内通气压强P_气道之间的差值，根据病情需求调整 密封气囊2内气体含量，从而调整P₄₃的波动范围，再根据机械通气患者气道压强波动范围，及可获值患者机械通气时密封气囊2对气道 粘膜的压迫强度。即：P₄₃波动范围为P_43min-P_43max，P_气道波动范围为P_气道min-P_气道max，则密封气囊2对气道粘膜的压强波动范围为(P_气道min+P_43max) 到P_气道max+P_43min)。如患者气道压强P_气道在呼气相为1mmHg，吸气相为12mmHg；活塞体51运动范围为2-5mmHg，则密封气囊2对气道内膜 在呼气相的压强为(1+5)mmHg＝6mmHg，吸气相的压强为(12+2) mmHg＝14mmHg。

进一步的，如图10所示，所述偏压平衡调压腔4设有报警器44， 所述筒状腔在所述运动密封体5两侧设有报警触点45，当所述运动 密封体5顶触到报警触点45时触发报警器44报警。通过在运动密封 体5两侧极限位置设置报警触点45，当运动密封体5在筒状腔内往复运动，触及极限位置时触发报警触点45，使报警器44电路联通， 报警器44报警，医生根据报警具体信息，对密封气囊2内加注或抽 出适量气体，调整密封气囊2内气体含量到合适程度，即可自动解除 报警。

总之，本发明通过偏压平衡调节器的设置，在偏压平衡调压腔内 设置运动密封体，将偏压平衡调压腔隔离成与密封气囊连通的囊储气 腔及与机械通气呼吸回路连通的通气变压腔，再通过偏压平衡调压腔 内设置偏压弹性体，对运动密封体持续施加由通气变压腔指向囊储气 腔的作用力F₄₃。机械通气时，使囊储气腔内气体压强P₄₁≥通气变压 腔内气体压强P₄₂。从而再保持机械通气密封性同时，在呼气相使气 道粘膜间断保持血液循环，避免气道粘膜压迫损伤。

Claims (10)

1.一种密封气囊自动调压通气导管，包括通气导管管体(1)，通气导管管体(1)头段设有密封气囊(2)，其特征在于：连通所述密封气囊(2)设置偏压平衡调节器(3)，所述偏压平衡调节器(3)包括偏压平衡调压腔(4)和设置在偏压平衡调压腔(4)内的运动密封体(5)，所述运动密封体(5)在偏压平衡调压腔(4)内自由运动，所述偏压平衡调压腔(4)被运动密封体(5)隔离成与密封气囊(2)连通的囊储气腔(41)及与机械通气呼吸回路连通的通气变压腔(42)；所述偏压平衡调压腔(4)内设置偏压弹性体(43)；机械通气时，所述偏压弹性体(43)对运动密封体(5)持续施加由通气变压腔(42)指向囊储气腔(41)的作用力F₄₃，使囊储气腔(41)内气体压强P₄₁≥通气变压腔(42)内气体压强P₄₂。

2.一种密封气囊自动调压连接装置，其特征在于：包括偏压平衡调节器(3)，所述偏压平衡调节器(3)包括偏压平衡调压腔(4)和设置在偏压平衡调压腔(4)内的运动密封体(5)，所述运动密封体(5)在偏压平衡调压腔(4)内自由运动，所述偏压平衡调压腔(4)被运动密封体(5)隔离成用于与通气导管充气口连通的囊储气腔(41)及用于与机械通气呼吸回路连通的通气变压腔(42)；所述囊储气腔(41)连通设有与通气导管充气口匹配的充气固定接口(9)，所述通气变压腔(42)连通设有与呼吸回路匹配的呼吸衔接管(8)；所述偏压平衡调压腔(4)内设置偏压弹性体(43)；机械通气时，所述偏压弹性体(43)对运动密封体(5)持续施加由通气变压腔(42)指向囊储气腔(41)的作用力F₄₃，使囊储气腔(41)内气体压强P₄₁≥通气变压腔(42)内气体压强P₄₂。

3.根据权利要求1或2所述的密封气囊自动调压通气导管及连接装置，其特征在于：所述运动密封体(5)在偏压平衡调压腔(4)有效横截面积为S，所述(F₄₃÷S)≤10mmHg。

4.根据权利要求1或2所述的密封气囊自动调压通气导管及连接装置，其特征在于：所述偏压平衡调压腔(4)设置为筒状腔，所述运动密封体(5)设置为与筒状腔内腔截面匹配的活塞体(51)，所述偏压弹性体(43)包括压缩设置在通气变压腔(42)内的压缩弹性体或拉伸设置在囊储气腔(41)内的拉伸弹性体。

5.根据权利要求1或2所述的密封气囊自动调压通气导管及连接装置，其特征在于：所述运动密封体(5)设置为与偏压平衡调压腔(4)内壁密封连接的软膜片(52)，所述偏压弹性体(43)包括与软膜片(52)一体设置凸起伸入囊储气腔(41)内的弹性体、压缩设置在通气变压腔(42)内的压缩弹性体或拉伸设置在囊储气腔(41)内的拉伸弹性体。

6.根据权利要求1或2所述的密封气囊自动调压通气导管及连接装置，其特征在于：连通所述囊储气腔(41)设有弹力阀充气口(7)。

7.根据权利要求1所述的密封气囊自动调压通气导管，其特征在于：所述机械通气呼吸回路包括通气导管管体(1)及两端分别与通气导管管体(1)及呼吸螺纹管匹配的呼吸衔接管(8)。

8.根据权利要求1或2所述的密封气囊自动调压通气导管及连接装置，其特征在于：所述密封气囊(2)或通气导管密封囊的容积为V₂；机械通气呼吸回路内气体最高压强为P_max，最低压强为P_min；囊储气腔(41)的最大容积为V_41max,最小容积为V_41min；所述(V_41max-V_41min)≥[(P_max/P_min)-1]×V₂。

9.根据权利4所述的密封气囊自动调压通气导管及连接装置，其特征在于：所述筒状腔外壁标记偏压弹性体(43)对运动密封体(5)产生的压强数值刻度，对应的所述活塞体(51)侧壁对应偏压弹性体(43)顶端标记读数标识线。

10.根据权利要求4所述的密封气囊自动调压通气导管及连接装置，其特征在于：所述偏压平衡调压腔(4)设有报警器(44)，所述筒状腔在所述运动密封体(5)两侧设有报警触点(45)，当所述运动密封体(5)顶触到报警触点(45)时触发报警器(44)报警。

Images