CN115154805A - 人工气道、人工气道的输出压力调节装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种人工气道、人工气道的输出压力调节装置和方法，压力调节装置包括：气泵，出气管路将气泵的出气端口与人工气道的气体输出部件连通，在出气管路中设置有气压监测模块；气压监测模块与气泵至少间接地信号连接；气体输出部件通过出气管路输入的气体增压至预设大小；气压监测模块监测出气管路内的气体压力；输出压力调节装置还包括控制模块，控制模块与气压监测模块和气泵信号连接并用于将所测得的气体压力与预设压力进行比较，当测得的出气管路内的气体压力小于预设压力时，控制气泵维持或增大转速或输出功率、以向出气管路输入气体；当测得的气体压力大于预设压力时，控制气泵降低转速或输出功率，直至测得的气体压力等于预设压力。

Description

人工气道、人工气道的输出压力调节装置和方法

技术领域

本发明人工气道技术领域，尤其涉及一种人工气道、人工气道的输出压力调节装置和方法。

背景技术

在现代临床中，ICU建立人工气道进行机械通气已经成为抢救危重病人的重要手段，也是临床上用于改善呼吸的重要辅助手段，但是机械通气参数设定的合理性以及稳定性直接影响这患者的疗效和康复进程，特别是机械通气过程中气道气体输出部件压力的稳定性更是直接决定着病人的治疗效果，并能直接降低呼吸机相关性肺炎的发病率。

以往的人工气道大多采用注射器往气管插管内注射一定压力的气体，并凭借医生手感知气体输出部件的压力，但该种方式不仅无法实时监测压力变化，而且在气管插管有微动时无法保证气压恒定。另一些人工气道是通过隔膜泵单向通过气管插管向气体输出部件输出气流，在气管插管中有压力传感器监测气路中的压力变化，在此气体输出部件通路上会有一个电磁阀，通过电磁阀的打开或关闭来调节以达到预设压力范围。具体的是，当气体输出部件压力高于预设值时电磁阀打开排出气体，当气体输出部件压力低于预设值是电磁阀闭合，通过隔膜泵、压力传感器、电磁阀三者闭环控制达到目标预设值。但该种方案气体输出部件压力的稳定性差，只要气体输出部件发生微动或者气路存在泄漏，气体输出部件内的压力就会发生变化，导致电磁阀排出气体，难以维持在恒定的预设值范围，从而导致气道壁和插管配合不好而漏气，难以实时达到密闭气道的效果。

发明内容

本发明提供一种人工气道、人工气道的输出压力调节装置和方法，以减小气体压力波动，避免与气道壁出现漏气，达到密闭效果。在此，“气体输出部件”应理解为人工气道向病人输出气体的部件，可以是呼吸面罩或气囊。

根据本申请的第一方面，本申请提供一种人工气道的输出压力调节装置，包括：具有进气端口和出气端口的气泵，与所述进气端口连通的进气管路，与所述出气端口连通的出气管路，所述出气管路将所述气泵的出气端口与人工气道的气体输出部件连通，在所述出气管路中设置有气压监测模块；所述气压监测模块与气泵至少间接地信号连接；所述气泵用于通过所述进气端口经所述进气管路抽吸气体，并通过所述出气端口向所述出气管路输入所述气体；所述气体输出部件通过所述出气管路输入的气体增压至预设大小；所述气压监测模块用于持续地监测所述出气管路内的气体压力；所述输出压力调节装置还包括控制模块，所述控制模块与所述气压监测模块和气泵信号连接；控制模块用于将由气压监测模块所测得的气体压力与预设压力进行比较，当测得的出气管路内的气体压力小于预设压力时，所述控制模块控制所述气泵维持或增大转速或输出功率、以向所述出气管路输入气体；当所述气压监测模块测得的出气管路内的气体压力大于预设压力时，所述控制模块控制所述气泵降低转速或输出功率，直至测得的气体压力等于预设压力。

一种实施例中，所述出气管路上还设置有排气孔，所述排气孔用于在向所述出气管路输入气体的同时向外排出气体，以维持所述出气管路内的气体压力为预设压力。

一种实施例中，还包括：气阻，所述气阻包括：排气气体管路和气阻本体，所述排气气体管路的一端连通于所述出气管路，所述气阻本体设于所述排气气体管路的另一端，所述气阻本体上设有排气孔，所述排气孔用于在向所述出气管路输入气体的同时向外排出气体，以维持所述出气管路内的气体压力为预设压力。增加气阻小孔使得压力控制更好，使得增压装置增压曲线相对较平缓了，不容易过冲。另外，增压装置的调节压力的分辨率也变高了，举个例子：以前没有排气孔时候10毫W可以控制压力达到10cmH₂O,增加之后，要15毫W才能控制10cmH₂O，对于控制来说，从10到15，分辨率增加50％，控制变得更加精准。

一种实施例中，还包括：过滤组件，所述过滤组件在进气端口的上游连接在所述进气管路中，所述过滤组件用于对抽吸的气体进行过滤。

一种实施例中，还包括：功率调节模块，所述功率调节模块与所述气泵连接，用于调节所述气泵的输出功率，以调节所述气泵输出的气体压力大小。

一种实施例中，还包括：开关，所述开关与所述气泵连接，用于控制所述气泵启动或关闭。

一种实施例中，所述气压监测模块设计为压力传感器。

一种实施例中，所述气泵设计为压电泵或者涡轮泵。

一种实施例中，所述气体输出部件是气囊或呼吸面罩。

根据本申请的第二方面，本申请提供一种基于所述的人工气道的输出压力调节装置的人工气道的气体输出部件压力调节方法，包括如下步骤：

通过气压监测模块监测所述出气管路内的气体压力；

控制装置将所测得的气体压力与预设压力进行比较；

当所述气压监测模块测得的气体压力小于预设压力时，控制所述气泵维持或增大转速或输出功率向所述出气管路输入气体；当所述所测得的气体压力大于预设压力时，控制所述气泵降低转速或输出功率，直至测得的气体压力等于预设压力。

一种实施例中，还包括步骤：通过所述气阻用于排出气体，以维持所述出气管路内的气体压力为预设压力。

一种实施例中，还包括步骤：通过所述过滤组件对抽吸的气体进行过滤。

一种实施例中，还包括步骤：控制模块根据测得的气体压力通过所述功率调节模块调节所述气泵的输出功率，以调节所述气泵输出的气体压力大小。

根据本申请的第三方面，本申请提供一种人工气道，包括：气体输出部件和所述的人工气道的输出压力调节装置。

本申请提供一种人工气道、人工气道的输出压力调节装置和方法，通过气泵的作用，能够在出气管路内压力大小小于预设压力时及时输入气体，在出气管路内压力大小大于预设压力时及时排出气体，以维持出气管路内的气体压力保持恒定的预设压力大小。若气体输出部件发生微动或者有微小泄露的状态，气泵能够根据气压监测模块的实时反馈及时调整气泵的运行，以维持气体输出部件压力在正常的范围内，本人工气道的输出压力调节装置在使用时不受制于气体输出部件必须保持静止或气体输出部件必须气密性非常好才能保持气体输出部件压力恒定，有效补偿因外界因素干扰对气体输出部件的影响，能够迅速使得气体输出部件内的气体压力达到预设压力并保持长时间稳定的状态。

附图说明

图1是本申请提供的人工气道的输出压力调节装置的结构示意图；

图2是本申请提供的人工气道的强压力调节装置的原理示意图一；

图3是本申请提供的人工气道的强压力调节装置的原理示意图二；

图4是本申请提供的人工气道的气体输出部件压力调节方法的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请提供了一种人工气道、人工气道的输出压力调节装置和方法，其中，人工气道气体输出部件的作用是将带有气体输出部件的气管导管插入人体气道，目的是在施行控制呼吸机或辅助呼吸时使得气道与人体气道提供无漏气条件，防止呕吐物等沿人体气道的气道壁与气管壁之间的孔隙流入呼吸道。

实施例一、

参见图1和图2所示，本实施例所提供的人工气道的输出压力调节装置包括：气泵10，进气管路20，出气管路30，气体输出部件40，气压监测模块50以及控制模块51。

气泵10具有进气端口11和出气端口12，进气管路20的一端与气泵10的进气端口11连通，进气管路20的另一端连通外界大气，一些实施例中，进气管路20的另一端连通氧气供气源，通过氧气供气源供给氧气。出气管路30的一端与气泵10的出气端口12连通，气体输出部件40与出气管路30的另一端连通，气压监测模块50设于出气管路30。其中，在使用时，出气管路30插入人体气道。

气压监测模块50与气泵10至少间接地信号连接，优选的实施例中，气压监测模块50与气泵10之间可通过有线或无线的方式连接。气泵10可通过进气端口11经进气管路20抽吸外界大气的气体或氧气供气源所供给的氧气，并通过出气端口12向出气管路30内输入抽吸的气体。优选的实施例中，气泵10设计为压电泵或者涡轮泵。气体输出部件40用于通过出气管路30输入的气体增压至预设大小，可以理解的是，通过出气管路30输入的气体增压至预设大小的气体输出部件40能够与人体气道的气道壁达到密闭状态，以防止呕吐物等沿人体气道的气道壁与出气管路30之间的孔隙流入呼吸道。

本实施例中，气泵10为可使气体双向流通的泵，出气管路30和气泵40形成密闭结构，开始工作时，通过气泵向该密闭结构中输入气体，当气泵降低转速或功率时，密闭结构中的气体压力降低，在该密闭结构中的气体则经过气泵排出，直到达到气泵所需控制的压力。

气压监测模块50用于持续地监测出气管路30内的气体压力是否为预设压力，优选的实施例中，气压监测模块50设计为压力传感器。控制模块51气压检测模块50和气泵10信号连接。控制模块51用于将由气压检测模块50所测得的气体压力与预设压力进行比较。当气压监测模块50监测出气管路30内的气体压力小于预设压力时，控制模块51控制气泵10维持或增大转速或输出功率、以向出气管路30输入气体，使得出气管路30内的气体压力达到预设压力。当气压监测模块50监测出气管路30内的气体压力大于预设压力时，控制模块51控制气泵10降低转速或输出功率，并从气泵10的进气端口11排出气体，直至气压监测模块50监测出气管路30内的气体压力等于预设压力。其中，从进气端口11排出的气体经进气管路20排出至外界大气，如此，以平衡出气管路内的气体压力大小，使得出气管路30内的气体压力达到预设压力。

本实施例中，出气管路30内气体压力达到的预设压力即为气体输出部件40的压力大小，通过达到预设压力大小使得气体输出部件能够达到预设大小。通过气泵的作用，能够在出气管路30内压力大小小于预设压力时及时输入气体，在出气管路30内压力大小大于预设压力时及时排出气体，以维持出气管路内的气体压力保持恒定的预设压力大小。若气体输出部件发生微动或者有微小泄露的状态，气泵能够根据气压监测模块的实时反馈及时补充气体，本人工气道的输出压力调节装置在使用时不受制于气体输出部件必须保持静止或气体输出部件必须气密性非常好才能保持气体输出部件压力恒定，有效补偿因外界因素干扰对气体输出部件的影响，能够迅速使得气体输出部件内的气体压力达到预设压力并保持长时间稳定的状态。

在一实施例中，在出气管路30上还设置有排气孔，该排气孔用于在向出气管路30输入气体的同时向外排出气体，从而维持出气管路30内的气体压力为预设压力。

需要说明的是，排气孔孔径微小，当向出气管路30输入气体的过程中，排气孔能够实时排出一定的气体，但通过排气孔排出的气体不仅不会影响出气管路内气体压力，还能够保证出气管路内气体压力的稳定。

在另一种实施例中，结合图1和图3所示，本实施例所提供的人工气道的输出压力调节装置还包括：气阻60，气阻60设于出气管路30，用于在向出气管路30输入气体的同时向外排出气体，以维持出气管路30内的气体压力为预设压力。

本实施例中，气阻60包括：排气气体管路61和气阻本体61，排气气体管路61的一端连通于出气管路30，气阻本体62设于排气气体管路61的另一端。在气阻本体61上设有排气孔，该排气孔同样孔径微小，同样的，当向出气管路30输入气体的过程中，气阻本体61上的排气孔也能够实时排出一定的气体，排出的气体不仅不影响出气管路内气体压力，还能够保持出气管路内气体压力的稳定。

上述实施方式中，可将排气气体管路61从人体气道引出至人体外部，避免通过气阻上的排气孔所排出的气体排到人体气道。

本实施例所提供的人工气道的输出压力调节装置还包括：过滤组件70，该过滤组件70连通在进气管路20的另一端，过滤组件70用于对抽吸的气体进行过滤，避免杂质进入。

本实施例所提供的人工气道的输出压力调节装置还包括：功率调节模块80，功率调节模块80与气泵10连接，该功率调节模块80用于调节气泵10的输出功率，以调节气泵10输出的气体压力大小，如此，使得气体输出部件40能够形成不同的预设大小，从而满足不同患者的使用需求。

本实施例所提供的人工气道的输出压力调节装置还包括：开关90，该开关90与气泵10连接，该开关90用于控制气泵10的启动或关闭，即控制气泵10与电源之间的连接或断开，从而控制气泵10的启动或关闭。

实施例二、

参见图4所示，本实施例提供了一种基于实施例一所述的人工气道的输出压力调节装置的人工气道的气体输出部件压力调节方法，包括如下步骤：

步骤100：通过气压监测模块50监测出气管路30内的气体压力是否为预设压力。

本实施方式中，人工气道的输出压力调节装置包括：气泵10，进气管路20，出气管路30，气体输出部件40，气压监测模块50以及控制模块51。气泵10具有进气端口11和出气端口12，进气管路20的一端与气泵10的进气端口11连通，进气管路20的另一端连通外界大气，一些实施例中，进气管路20的另一端连通氧气供气源，通过氧气供气源供给氧气。出气管路30的一端与气泵10的出气端口12连通，气体输出部件40与出气管路30的另一端连通，气压监测模块50设于出气管路30。其中，在使用时，出气管路30插入人体气道。

气压监测模块50与气泵10至少间接地信号连接，优选的实施例中，气压监测模块50与气泵10之间可通过有线或无线的方式连接。气泵10可通过进气端口11经进气管路20抽吸外界大气的气体或氧气供气源所供给的氧气，并通过出气端口12向出气管路30内输入抽吸的气体。优选的实施例中，气泵10设计为压电泵或者涡轮泵。气体输出部件40用于通过出气管路30输入的气体增压至预设大小，可以理解的是，通过出气管路30输入的气体增压至预设大小的气体输出部件40能够与人体气道的气道壁达到密闭状态，以防止呕吐物等沿人体气道的气道壁与出气管路30之间的孔隙流入呼吸道。

气压监测模块50用于监测出气管路30内的气体压力是否为预设压力，优选的实施例中，气压监测模块50设计为压力传感器。

步骤200：控制装置51将所测得的气体压力与预设压力进行比较。

当气压监测模块50监测出气管路30内的气体压力小于预设压力时，控制模块51控制气泵10维持或增大转速或输出功率、以向出气管路30输入气体，使得出气管路30内的气体压力达到预设压力。当气压监测模块50监测出气管路30内的气体压力大于预设压力时，控制模块50控制气泵10降低转速或输出功率，并从气泵10的进气端口11排出气体，直至气压监测模块50监测出气管路30内的气体压力等于预设压力。其中，从进气端口11排出的气体经进气管路20排出至外界大气，如此，以平衡出气管路内的气体压力大小，使得出气管路30内的气体压力达到预设压力

本实施例中，出气管路30内气体压力达到的预设压力即为气体输出部件40的压力大小，通过达到预设压力大小使得气体输出部件能够达到预设大小。通过气泵的作用，能够在出气管路30内压力大小小于预设压力时及时输入气体，在出气管路30内压力大小大于预设压力时及时排出气体，以维持出气管路内的气体压力保持恒定的预设压力大小。

若气体输出部件发生微动或者有微小泄露的状态，气泵能够根据气压监测模块的实时反馈及时调节气泵的运行，以维持气体输出部件中压力水平，本人工气道的输出压力调节装置在使用时不受制于气体输出部件必须保持静止或气体输出部件必须气密性非常好才能保持气体输出部件压力恒定，有效补偿因外界因素干扰对气体输出部件的影响，能够迅速使得气体输出部件内的气体压力达到预设压力并保持长时间稳定的状态。

步骤300：通过气阻60均匀的排出气体，以维持出气管路30内的气体压力为预设压力。

具体而言，气阻60包括：排气气体管路61和气阻本体61，排气气体管路61的一端连通于出气管路30，气阻本体62设于排气气体管路61的另一端。在气阻本体61上设有孔径微小的排气孔，当向出气管路30输入气体的过程中，排气孔能够实时排出一定的气体，排出的气体不仅不影响出气管路内气体压力，还能够保持出气管路内气体压力的稳定。

步骤400：通过过滤组件70对抽吸的气体进行过滤。

具体而言，过滤组件70连通在进气管路20的另一端，过滤组件70用于对抽吸的气体进行过滤，避免杂质进入。

步骤500：通过功率调节模块80调节气泵10的输出功率，以调节气泵10输出的气体压力大小。如此，使得气体输出部件40能够形成不同的预设大小，从而满足不同患者的使用需求。

实施例三、

本实施例提供了一种人工气道，包括：气体输出部件和实施例一所述的人工气道的输出压力调节装置，关于该输出压力调节装置的所有功能和特征已在实施例一中详细阐述，在此不再赘述。

综上所述，本实施例所提供的人工气道、人工气道的输出压力调节装置和方法中，通过气泵的作用，能够在出气管路内压力大小小于预设压力时及时输入气体，在出气管路内压力大小大于预设压力时及时排出气体，以维持出气管路内的气体压力保持恒定的预设压力大小。若气体输出部件发生微动或者有微小泄露的状态，气泵能够根据气压监测模块的实时反馈及时补充气体，本人工气道的输出压力调节装置在使用时不受制于气体输出部件必须保持静止或气体输出部件必须气密性非常好才能保持气体输出部件压力恒定，有效补偿因外界因素干扰对气体输出部件的影响，能够迅速使得气体输出部件内的气体压力达到预设压力并保持长时间稳定的状态。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (14)

1.一种人工气道的输出压力调节装置，包括：具有进气端口和出气端口的气泵，与所述进气端口连通的进气管路，与所述出气端口连通的出气管路，所述出气管路将所述气泵的出气端口与人工气道的气体输出部件连通，其特征在于，在所述出气管路中设置有气压监测模块；所述气压监测模块与气泵至少间接地信号连接；所述气泵用于通过所述进气端口经所述进气管路抽吸气体，并通过所述出气端口向所述出气管路输入所述气体；所述气体输出部件通过所述出气管路输入的气体增压至预设大小；所述气压监测模块用于持续地监测所述出气管路内的气体压力；所述输出压力调节装置还包括控制模块，所述控制模块与所述气压监测模块和气泵信号连接；控制模块用于将由气压监测模块所测得的气体压力与预设压力进行比较，当测得的出气管路内的气体压力小于预设压力时，所述控制模块控制所述气泵维持或增大转速或输出功率、以向所述出气管路输入气体；当所述气压监测模块测得的出气管路内的气体压力大于预设压力时，所述控制模块控制所述气泵降低转速或输出功率，直至测得的气体压力等于预设压力。

2.如权利要求1所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，所述出气管路上还设置有排气孔，所述排气孔用于在向所述出气管路输入气体的同时向外排出气体，以维持所述出气管路内的气体压力为预设压力。

3.如权利要求1所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，还包括：气阻，所述气阻包括：排气气体管路和气阻本体，所述排气气体管路的一端连通于所述出气管路，所述气阻本体设于所述排气气体管路的另一端，所述气阻本体上设有排气孔，所述排气孔用于在向所述出气管路输入气体的同时向外排出气体，以维持所述出气管路内的气体压力为预设压力。

4.如权利要求1至3中任一项所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，还包括：过滤组件，所述过滤组件在进气端口的上游连接在所述进气管路中，所述过滤组件用于对抽吸的气体进行过滤。

5.如权利要求1至3中任一项所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，还包括：功率调节模块，所述功率调节模块与所述气泵连接，用于调节所述气泵的输出功率，以调节所述气泵输出的气体压力大小。

6.如权利要求1-3任一项所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，还包括：开关，所述开关与所述气泵连接，用于控制所述气泵启动或关闭。

7.如权利要求1所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，所述气压监测模块设计为压力传感器。

8.如权利要求1所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，所述气泵设计为压电泵或者涡轮风机。

9.如权利要求1所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，所述气体输出部件是气囊或呼吸面罩。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的人工气道的输出压力调节装置的人工气道的气体输出部件压力调节方法，其特征在于，包括如下步骤：

通过气压监测模块监测所述出气管路内的气体压力；

控制装置将所测得的气体压力与预设压力进行比较；

当所述气压监测模块测得的气体压力小于预设压力时，控制所述气泵维持或增大转速或输出功率向所述出气管路输入气体；当所述所测得的气体压力大于预设压力时，控制所述气泵降低转速或输出功率，直至测得的气体压力等于预设压力。

11.如权利要求10所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，还包括步骤：通过所述气阻均匀的排出气体，以维持所述出气管路内的气体压力为预设压力。

12.如权利要求11所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，还包括步骤：通过所述过滤组件对抽吸的气体进行过滤。

13.如权利要求10所述的人工气道的输出压力调节装置，其特征在于，还包括步骤：控制模块根据测得的气体压力通过所述功率调节模块调节所述气泵的输出功率，以调节所述气泵输出的气体压力大小。

14.一种人工气道，其特征在于，包括气体输出部件和如权利要求1-9任一项所述的人工气道的输出压力调节装置。

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