CN115531674A - 一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统 - Google Patents

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杨娟
耿铫
王娟
郭琼
张静
姚卓娅
李延聘
赵和瑞
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Abstract

本发明公开了一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统,包括：肌电信号检测模块用于检测肌电信号；气流控制模块用于控制气流开启或关闭；气压控制模块用于对空气进行压缩和传输；湿度控制模块用于控制空气的湿度；温度控制模块用于控制空气的温度；压力/温度/湿度检测模块用于检测空气的压力、温度和湿度；输送模块用于传输空气的压力、温度和湿度；单向阀模块用于控制通道开启或关闭。本发明通过肌电检测系统检测患者喉肌信号，当喉肌沟的运动单位肌电参数判定为患者具有说话意愿，进而控制气体输送设备进行供气，从而使气切患者在机械通气下能够自主说话；反之则判定患者不具有说话意愿，输气设备进行间断供气模式。

Description

一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统
技术领域
本发明属于医疗检测技术领域，尤其涉及一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统。
背景技术
机械通气是一种人工呼吸支持手段，可部分或完全协助呼吸和气体交换。在重症监护病房(ICU)中，有创机械通气最常见的适应症是顽固性低氧血症、通气衰竭、伴有代谢性酸中毒的休克，以及由于精神状态改变或气道阻塞导致的气道损害。呼吸衰竭患者机械通气的主要目标是维持足够的肺泡通气和动脉血氧含量，防止呼吸性酸中毒和缺氧。当患者进行机械通气手术，气管切开后，患者经气管套管直接呼吸，正常的呼吸模式消失，导致无气流经过声带，无法使声带振动导致发声障碍。
目前针对重症监护室的气切机械通气患者的交流是通过书写、口型、肢体语言等方法，以上方法对患者个人的身体功能要求高、时间消耗多且误差率大，容易造成无效交流。CN201410813493.0公开了一种喉咙开洞用双向供气型呼吸机，包括供氧管、充气管和气囊，在给患者治疗期间，通过空气气流输送管输送的空气气流，可以使患者说话。但是该设备的空气气流输送管输送气流无法根据患者自身说话意愿进行调节，不间断的气流输送增强患者不适感。因此需要一种能够检测气切患者的说话意愿，并自动控制发声控制装置的供气系统，使空气气流重新经过声带，从而恢复声带震动，重新能够发声。
发明内容
本发明的目的在于提出一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统，能自动检测患者说话的意愿，并控制空气气流重新经过声带，恢复声带震动，重新发声。
为实现上述目的，本发明提供了一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统，包括：肌电信号检测模块、气流控制模块、气压控制模块、湿度控制模块、温度控制模块、压力/温度/湿度检测模块、输送模块、单向阀模块；所述肌电信号检测模块、所述气流控制模块、所述气压控制模块、所述湿度控制模块、所述温度控制模块、所述压力/温度/湿度检测模块、所述输送模块和所述单向阀模块通信连接；
所述肌电信号检测模块用于检测肌电信号；
所述气流控制模块用于控制气流开启或关闭；
所述气压控制模块用于对空气进行压缩和传输；
所述湿度控制模块用于控制空气的湿度；
所述温度控制模块用于控制空气的温度；
所述压力/温度/湿度检测模块用于检测空气的压力、温度和湿度；
所述输送模块用于传输空气的压力、温度和湿度；
所述单向阀模块用于控制通道开启或关闭。
可选的，所述肌电信号检测模块包括信号收集单元、信号转化单元以及信号输出单元；
所述信号收集单元包括肌电信号接收器，用于收集所述肌电信号；
所述信号转化单元用于将所述肌电信号转化为电信号；
所述信号输出单元用于将所述电信号输入到所述气流控制模块中，用于传输所述电信号。
可选的，所述气流模块包括控制单元、空气压缩单元和空气输送单元；
所述控制单元用于控制气流输送的模式；
所述空气压缩单元用于所述气流进行压缩；
所述空气输送单元用于所述气流进行传输。
可选的，所述湿度控制模块包括加湿单元和祛湿单元；
所述加湿单元用于对空气进行加湿；
所述祛湿单元用于对空气进行祛湿。
可选的，所述温度控制模块包括升温单元和降温单元；
所述升温单元用于对空气进行升温；
所述降温单元用于对空气进行降温。
可选的，所述压力/温度/湿度检测模块包括传感器和反馈器，通过所述传感器检测输送的空气的压力、温度以及湿度，当输送的空气参数与预设不符时，则通过所述反馈器进行反馈。
可选的，所述输送模块用于将输送的空气参数与预设符合时，将所述空气输送到所述单向阀模块中。
可选的，所述单向阀模块用于控制所述空气输送到声带，检测所述空气压力过高时，所述单向阀模块关闭单向阀，中断所述空气输送；反之则将所述空气输送到声带。
本发明技术效果：本发明公开了一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统，通过肌电检测系统检测患者喉肌信号，当喉肌沟的运动单位肌电参数为二相或三相、持续5-8ms、振幅达200-4000μV时，判定为患者具有说话意愿，进而控制气体输送设备进行供气，从而使气切患者在机械通气下能够自主说话；当信号不处于上述范围之内时，则判定患者不具有说话意愿，输气设备进入间断供气模式。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例气切患者机械通气下发音检测及控制系统的结构示意图；
图2为本发明实施例气切患者机械通气下发音检测及控制方法的流程示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
如图1所示，本实施例中提供一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统，包括：肌电信号检测模块、气流控制模块、气压控制模块、湿度控制模块、温度控制模块、压力/温度/湿度检测模块、输送模块、单向阀模块；所述肌电信号检测模块、所述气流控制模块、所述气压控制模块、所述湿度控制模块、所述温度控制模块、所述压力/温度/湿度检测模块、所述输送模块和所述单向阀模块通信连接；
所述肌电信号检测模块用于检测肌电信号；
所述气流控制模块用于控制气流开启或关闭；
所述气压控制模块用于对空气进行压缩和传输；
所述湿度控制模块用于控制空气的湿度；
所述温度控制模块用于控制空气的温度；
所述压力/温度/湿度检测模块用于检测空气的压力、温度和湿度；
所述输送模块用于传输空气的压力、温度和湿度；
所述单向阀模块用于控制通道开启或关闭。
肌电检测模块包含信号收集单元、信号转化单元模块以及信号输出单元。
信号收集单元通过肌电信号接收器进行收集，肌电信号接收器放置在喉咙部位肌肉表面用于接收喉肌信号，并通过信号转化单元将肌肉信号转化成电信号，当喉肌沟的运动单位肌电参数为二相或三相、持续5-8ms、振幅达200-4000μV时，判定为患者具有说话意愿。进一步通过信号输出单元将患者的喉肌信号输出到气流控制模块。
气流控制模块包含控制单元、空气压缩单元、空气输送单元，当气流控制模块接收到肌电检测模块的信号，随即通过控制单元控制气流输送的模式(长通气模式或者间断通气模式)；之后开启空气压缩单元，对空气进行压缩，并通过空气输送单元进行空气输送。湿度控制模块、温度控制模块分别包含加湿单元、祛湿单元、升温单元以及降温单元，通过上述模块对输送空气的温度及湿度进行控制和调节。压力/温度/湿度检测模块则分别配置有压力/温度/湿度传感器以及反馈器，用于检测输送气体的压力、温度及湿度，当输送气体参数与预设不符时，则通过反馈器进行反馈。肌电检测模块检测患者喉肌信号，当喉肌沟的运动单位肌电参数为二相或三相、持续5-8ms、振幅达200-4000μV时，判定为患者具有说话意愿。进而控制气体输送设备进行供气，从而使气切患者在机械通气下能够自主说话。当信号不处于上述范围之内时，则判定患者不具有说话意愿，输气设备进入间断供气模式。
如图2所示，本发明还涉及一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统的检测及控制方法，首先，通过肌电信号检测模块采集患者胸部或者声带部分肌肉信号即患者的说话意愿，并将次信号转换成电信号，判断患者想或不想说话。当患者想要说话的时候启动气流控制系统，进而气流输送模式的控制。此后分别激活流速控制模块、气压控制模块、湿度控制模块、温度控制模块控制输送空气的流速、气压、湿度及温度；并经过流速、压力、湿度及温度检测模块检测，若是符合相应参数要求则进入输送模块，将气体输送至单向阀模块，进一步将气体送过声带，进而能够发声。在单向阀模块将气体输送过声带还需经过压力检测模块监测，若是气体压力过高，则中断气体输送，以避免对气道造成损伤。
气流输送模式包括直通模式，气流一直流通；间断模式，气流通一段时间暂停一段时间，再通一段时间暂停一段时间，多用于治疗或者康复用。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种气切患者机械通气下发音检测及控制系统，其特征在于，包括：肌电信号检测模块、气流控制模块、气压控制模块、湿度控制模块、温度控制模块、压力/温度/湿度检测模块、输送模块、单向阀模块；所述肌电信号检测模块、所述气流控制模块、所述气压控制模块、所述湿度控制模块、所述温度控制模块、所述压力/温度/湿度检测模块、所述输送模块和所述单向阀模块通信连接；
所述肌电信号检测模块用于检测肌电信号；
所述气流控制模块用于控制气流开启或关闭；
所述气压控制模块用于对空气进行压缩和传输；
所述湿度控制模块用于控制空气的湿度；
所述温度控制模块用于控制空气的温度；
所述压力/温度/湿度检测模块用于检测空气的压力、温度和湿度；
所述输送模块用于传输空气的压力、温度和湿度；
所述单向阀模块用于控制通道开启或关闭。
2.如权利要求1所述的气切患者机械通气下发音检测及控制系统，其特征在于，所述肌电信号检测模块包括信号收集单元、信号转化单元以及信号输出单元；
所述信号收集单元包括肌电信号接收器，用于收集所述肌电信号；
所述信号转化单元用于将所述肌电信号转化为电信号；
所述信号输出单元用于将所述电信号输入到所述气流控制模块中，用于传输所述电信号。
3.如权利要求1所述的气切患者机械通气下发音检测及控制系统，其特征在于，所述气流模块包括控制单元、空气压缩单元和空气输送单元；
所述控制单元用于控制气流输送的模式；
所述空气压缩单元用于所述气流进行压缩；
所述空气输送单元用于所述气流进行传输。
4.如权利要求1所述的气切患者机械通气下发音检测及控制系统，其特征在于，所述湿度控制模块包括加湿单元和祛湿单元；
所述加湿单元用于对空气进行加湿；
所述祛湿单元用于对空气进行祛湿。
5.如权利要求1所述的气切患者机械通气下发音检测及控制系统，其特征在于，所述温度控制模块包括升温单元和降温单元；
所述升温单元用于对空气进行升温；
所述降温单元用于对空气进行降温。
6.如权利要求1所述的气切患者机械通气下发音检测及控制系统，其特征在于，所述压力/温度/湿度检测模块包括传感器和反馈器，通过所述传感器检测输送的空气的压力、温度以及湿度，当输送的空气参数与预设不符时，则通过所述反馈器进行反馈。
7.如权利要求6所述的气切患者机械通气下发音检测及控制系统，其特征在于，所述输送模块用于将输送的空气参数与预设符合时，将所述空气输送到所述单向阀模块中。
8.如权利要求7所述的气切患者机械通气下发音检测及控制系统，其特征在于，所述单向阀模块用于控制所述空气输送到声带，检测所述空气压力过高时，所述单向阀模块关闭单向阀，中断所述空气输送；反之则将所述空气输送到声带。
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