CN212491059U - 气管插管气囊压力的调节设备及监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及医疗器械技术领域，具体公开了一种气管插管气囊压力的调节设备，其中，包括：气泵、气阀、压力检测装置和气管插管气囊压力的控制装置，气泵、气阀和压力检测装置均设置在气管插管上，气泵和气阀均与气管插管气囊压力的控制装置连接，压力检测装置用于实时检测气囊的实时压力数据；气管插管气囊压力的控制装置用于生成气泵控制信号和气阀控制信号；气泵用于向气囊内充气或停止向气囊内充气；气阀用于根据气阀控制信号控制气囊放气或停止气囊放气。本实用新型还公开了一种气管插管气囊压力的监测系统。本实用新型提供的气管插管气囊压力的调节设备能够实现对气囊压力的精准控制。

Description

气管插管气囊压力的调节设备及监测系统

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种气管插管气囊压力的调节设备及一种气管插管气囊压力的监测系统。

背景技术

呼吸机治疗过程中常常会涉及建立人工气道，而气管插管是人工气道的核心医疗装置，气管插管上一般有用于气道密封的气囊，该气囊是一种插管上的气囊装置，其气囊压力需要设置在一定范围，一般是25-30cm H₂O水柱。过去传统的方法是直接利用注射器或手动压力表进行充气，无法精准监测和控制压力，而该气囊压力过高或过低都会导致患者安全问题。因此，需要对该气囊进行精确的压力控制。

发明内容

本实用新型提供了一种气管插管气囊压力的调节设备及一种气管插管气囊压力的监测系统，解决相关技术中存在的无法对气囊进行精确的压力控制的问题。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种气管插管气囊压力的调节设备，其中，包括：气泵、气阀、压力检测装置和气管插管气囊压力的控制装置，所述气泵、气阀和所述压力检测装置均设置在气管插管上，所述气管插管的一端连接气囊，所述压力检测装置与所述气管插管气囊压力的控制装置通信连接，所述气泵和气阀均与所述气管插管气囊压力的控制装置连接，所述压力检测装置用于实时检测气囊的实时压力数据；所述气管插管气囊压力的控制装置用于根据所述气囊的实时压力数据与预设阈值范围比较，生成气泵控制信号和气阀控制信号；所述气泵用于根据所述气泵控制信号控制向气囊内充气或停止向气囊内充气；所述气阀用于根据所述气阀控制信号控制气囊放气或停止气囊放气。

进一步地，所述气管插管气囊压力的调节设备还包括：报警装置和显示装置，所述报警装置和显示装置均与所述气管插管气囊压力的控制装置通信连接，所述报警装置用于根据所述气管插管气囊压力的控制装置生成的报警信号发出声音报警信号和灯光报警信号，所述显示装置用于实时显示所述气囊的实时压力数据。

进一步地，所述报警装置包括灯光报警器和声音报警器。

进一步地，所述气管插管气囊压力的控制方法还包括：

当所述气囊的实时压力数据大于所述预设阈值范围的上限且持续时间超过第一预设时间阈值，或，所述气囊的实时压力数据小于所述预设阈值范围的下限且持续时间超过第一预设时间阈值时，发出第一报警信号。

进一步地，所述第一报警信号包括声音报警信号和灯光报警信号。

进一步地，所述气管插管气囊压力的控制方法还包括：

当所述气囊的实时压力数据小于所述预设阈值范围的下限且持续时间超过第二预设时间阈值时，发出第二报警信号。

进一步地，所述显示装置包括显示屏。

进一步地，所述气管插管气囊压力的控制装置包括单片机。

作为本实用新型的另一个方面，提供一种气管插管气囊压力的监测系统，其中，包括：移动终端、云端服务器和前文所述的气管插管气囊压力的调节设备，所述移动终端与所述云端服务器之间通信连接，所述气管插管气囊压力的调节设备中的气管插管气囊压力的控制装置与所述云端服务器之间通信连接；

所述气管插管气囊压力的控制装置能够将气囊的实时压力数据以及压力异常时的报警信号发送至所述云端服务器；

所述云端服务器能够将气囊的实时压力数据进行存储并将所述气囊的实时压力数据以及压力异常时的报警信号发送至所述移动终端；

所述移动终端能够根据所述气囊的实时压力数据以时间压力波形进行显示，并能够根据所述压力异常时的报警信号发出声光提示。

进一步地，所述云端服务器与所述气管插管气囊压力的控制装置之间通过无线通信模块或移动通信模块实现通信连接。

本实用新型提供的气管插管气囊压力的调节设备，通过获取气囊的实时压力数据，并根据实时压力数据与预设阈值范围的比较来控制气泵以及气阀的开关，这种气管插管气囊压力的控制方法能够实现对气囊压力的精准控制，使其压力在预设阈值范围内，克服了现有技术中实时检测程度不高以及手工做操的缺陷，保证了气囊压力的精准可靠。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。

图1为本实用新型提供的气管插管气囊压力的控制方法的流程图。

图2为本实用新型提供的气管插管气囊压力的调节设备的结构框图。

图3为本实用新型提供的气管插管气囊压力的监测系统的结构框图。

图4为本实用新型提供的移动终端应用程序的界面显示示意图。

图5为本实用新型提供的气管插管气囊压力的监测系统的工作流程图。

图6为本实用新型提供的移动终端应用程序的时间压力波形界面显示示意图。

图7为本实用新型提供的气管插管气囊压力的调节设备的控制流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包括，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本实施例中提供了一种气管插管气囊压力的控制方法，图1是根据本实用新型实施例提供的气管插管气囊压力的控制方法的流程图，如图1所示，包括：

S110、获取气囊的实时压力数据；

S120、将所述气囊的实时压力数据与预设阈值范围进行比较，得到比较结果；

S130、根据所述比较结果生成气泵控制信号以及气阀控制信号，所述气泵控制信号能够控制用于向气囊内充气的气泵的开关，所述气阀控制信号能够控制用于气囊放气的气阀的开关。

本实用新型实施例提供的气管插管气囊压力的控制方法，通过获取气囊的实时压力数据，并根据实时压力数据与预设阈值范围的比较来控制气泵以及气阀的开关，这种气管插管气囊压力的控制方法能够实现对气囊压力的精准控制，使其压力在预设阈值范围内，克服了现有技术中实时检测程度不高以及手工做操的缺陷，保证了气囊压力的精准可靠。

在一些实施方式中，所述预设阈值范围可以为20cm H₂0~45 cm H₂0。

具体地，所述将所述气囊的实时压力数据与预设阈值范围进行比较，得到比较结果，包括：

将所述气囊的实时压力数据与预设阈值范围的上限和下限分别进行比较；

若所述气囊的实时压力数据在所述预设阈值范围的上限和下限之间，则判定所述气囊的实时压力数据正常；

若所述气囊的实时压力数据大于所述预设阈值范围的上限，则判定所述气囊的实时压力过大，通过打开气阀进行放气处理；

若所述气囊的实时压力数据小于所述预设阈值范围的下限，则判定所述气囊的实时压力过小，通过打开气泵进行充气处理。

进一步具体地，所述根据所述比较结果生成气泵控制信号以及气阀控制信号，包括：

当所述气囊的实时压力数据正常时，生成气泵关闭控制信号以及气阀关闭控制信号，其中所述气泵关闭控制信号能够控制用于向气囊内充气的气泵关闭，所述气阀关闭控制信号能够控制用于气囊放气的气阀关闭；

当所述气囊的实时压力过大，需要放气处理时，生成气泵关闭控制信号以及气阀打开控制信号，其中所述气泵关闭控制信号能够控制用于向气囊内充气的气泵关闭，所述气阀打开控制信号能够控制用于气囊放气的气阀打开；

当所述气囊的实时压力过小，需要充气处理时，生成气泵打开控制信号以及气阀关闭控制信号，其中所述气泵打开控制信号能够控制用于向气囊内充气的气泵打开，所述气阀关闭控制信号能够控制用于气囊放气的气阀关闭。

打开电源开关，按“开始”键，启动连续监测功能，将实时采集压力传感器数据用以监控气囊内的气体充盈程度，并显示在显示屏上；当采集数据达在所述预设阈值范围的上限和下限之间，气泵关闭，气阀关闭；当数据超过上限值，气泵关闭，气阀间隙打开；当数据低于下限值，气泵打开，气阀关闭。

具体地，所述气管插管气囊压力的控制方法还包括：

当所述气囊的实时压力数据大于所述预设阈值范围的上限且持续时间超过第一预设时间阈值，或，所述气囊的实时压力数据小于所述预设阈值范围的下限且持续时间超过第一预设时间阈值时，发出第一报警信号。

在一些实施方式中，所述第一预设时间阈值可以为5秒。

优选地，所述第一报警信号包括声音报警信号和灯光报警信号。

具体地，所述气管插管气囊压力的控制方法还包括：

当所述气囊的实时压力数据小于所述预设阈值范围的下限且持续时间超过第二预设时间阈值时，发出第二报警信号。

在一些实施方式中，所述第二预设时间阈值可以为15秒。

优选地，所述第二报警信号包括声音报警信号和灯光报警信号。

下面对本实用新型实施例提供的气管插管气囊压力的控制方法的具体实施过程进行详细描述。

当气管插管气囊压力的调节设备启动后，首先进行自检，其中包括指示（包括“LED灯”和“声音”两部分）、气泵和气阀均进入自检状态。具体自检方法：LED灯绿、黄灯各闪一下，声音嘀一声，气泵、气阀各开关一次。自检结束后，系统进入“待机”界面。

开启功能：按“开始”键，启动连续监测功能，机器按照当前设定参数值开始工作；系统初始开机15秒内若监测到的气囊的实时压力数据始终低于预设阈值范围时系统并不会提示，气泵将持续充气，15秒后一直检测气囊的实时压力数据低于预设阈值范围的下限时，蜂鸣器及黄色LED发光管发出声光提示，直到系统监测到的压力值达到设置值。但在正常使用中若监测到压力异常后5秒内系统将启动声光提示，当CPU通过压力传感器连续5秒监测到气囊的实时压力数据高于预设阈值范围的上限值后，放气电磁阀将自动开启，系统放气泄压，压力逐渐下降到预设阈值范围内；当CPU通过压力传感器监测气囊的实时压力数据低于预设阈值范围的下限时，将立即启动气泵充气使得实际测量压力趋向于预设阈值范围，当CPU通过压力传感器连续5秒监测到气囊的实时压力数据低于预设阈值范围的下限，蜂鸣器及黄色LED发光管发出声光提示。

需要说明的是，当在不需要监测时，按“放气”键3秒后，停止监测，并放气。

气囊内的压力值的预设阈值范围：20cm H₂0~45 cm H₂0，应当理解的是，该预设阈值范围的上限与下限与实际压力误差不大于±15%。显示屏实时显示当前压力（0cm H₂0~90cm H₂0），超过90cm H₂0显示“90”，当气囊内压力大于传感器最大量程90cm H₂0时，此时气阀能够立即打开进行放气。整个系统压力范围控制在20cm H₂0到45cm H₂0之间；根据实际使用需要，气压设定范围划分成5档，分别为20cm H₂0至25cm H₂0、25cm H₂0至30cm H₂0、30cmH₂0至35cm H₂0、35cm H₂0至40cm H₂0和40cm H₂0至45cm H₂0；检测其他到达时间设置范围15s，设置时间与实际有效时间误差不大于±15%。面板设计有“微增”功能按键，按下设置键后5s内，每按键一次，压力范围整体增加5cmH₂0，最大45cmH₂0。面板设计有“微减”功能按键：按下设置键后5s内，每按键一次，压力范围整体减小5cmH₂0，最小20cmH₂0。

运行监测时，若气囊压力超出设定范围，将间歇提示，提示频率1Hz，黄色提示指示灯以快闪方式进行提示。

作为本实用新型的另一实施例，提供一种气管插管气囊压力的控制装置，其中，包括：

获取模块，用于获取气囊的实时压力数据；

比较模块，用于将所述气囊的实时压力数据与预设阈值范围进行比较，得到比较结果；

控制模块，用于根据所述比较结果生成气泵控制信号以及气阀控制信号，所述气泵控制信号能够控制用于向气囊内充气的气泵的开关，所述气阀控制信号能够控制用于气囊放气的气阀的开关。

本实用新型实施例提供的气管插管气囊压力的控制装置，通过获取气囊的实时压力数据，并根据实时压力数据与预设阈值范围的比较来控制气泵以及气阀的开关，这种气管插管气囊压力的控制装置能够实现对气囊压力的精准控制，使其压力在预设阈值范围内，克服了现有技术中实时检测程度不高以及手工做操的缺陷，保证了气囊压力的精准可靠。

作为本实用新型的另一实施例，提供一种气管插管气囊压力的调节设备，其中，如图2所示，包括：气泵、气阀、压力检测装置和前文所述的气管插管气囊压力的控制装置，所述气泵、气阀和所述压力检测装置均设置在气管插管上，所述气管插管的一端连接气囊，所述压力检测装置与所述气管插管气囊压力的控制装置通信连接，所述气泵和气阀均与所述气管插管气囊压力的控制装置连接，所述压力检测装置用于实时检测气囊的实时压力数据；所述气管插管气囊压力的控制装置用于根据所述气囊的实时压力数据与预设阈值范围比较，生成气泵控制信号和气阀控制信号；所述气泵用于根据所述气泵控制信号控制向气囊内充气或停止向气囊内充气；所述气阀用于根据所述气阀控制信号控制气囊放气或停止气囊放气。

本实用新型实施例提供的气管插管气囊压力的调节设备，采用了前文的气管插管气囊压力的控制装置，通过获取气囊的实时压力数据，并根据实时压力数据与预设阈值范围的比较来控制气泵以及气阀的开关，这种气管插管气囊压力的调节设备能够实现对气囊压力的精准控制，使其压力在预设阈值范围内，克服了现有技术中实时检测程度不高以及手工做操的缺陷，保证了气囊压力的精准可靠。

应当理解的是，所述气管插管气囊压力的控制装置与所述气阀之间以及所述气管插管气囊压力的控制装置与所述气泵之间均可以通过电磁阀连接，即所述气管插管气囊压力的控制装置通过控制电磁阀实现对气阀和气泵的控制。

具体地，所述气管插管气囊压力的调节设备还包括：报警装置和显示装置，所述报警装置和显示装置均与所述气管插管气囊压力的控制装置通信连接，所述报警装置用于根据所述气管插管气囊压力的控制装置生成的报警信号发出声音报警信号和灯光报警信号，所述显示装置用于实时显示所述气囊的实时压力数据。

在一些实施方式中，所述报警装置包括灯光报警器和声音报警器。

在一些实施方式中，所述显示装置包括显示屏。

在一些实施方式中，所述气管插管气囊压力的控制装置包括单片机。

作为本实用新型的另一实施例，提供一种气管插管气囊压力的监测系统，其中，如图3所示，包括：移动终端、云端服务器和前文所述的气管插管气囊压力的调节设备，所述移动终端与所述云端服务器之间通信连接，所述气管插管气囊压力的调节设备中的气管插管气囊压力的控制装置与所述云端服务器之间通信连接；

所述气管插管气囊压力的控制装置能够将气囊的实时压力数据以及压力异常时的报警信号发送至所述云端服务器；

所述云端服务器能够将气囊的实时压力数据进行存储并将所述气囊的实时压力数据以及压力异常时的报警信号发送至所述移动终端；

所述移动终端能够根据所述气囊的实时压力数据以时间压力波形进行显示，并能够根据所述压力异常时的报警信号发出声光提示。

本实用新型实施例提供的气管插管气囊压力的监测系统，由于采用了移动终端实现对气囊的实时压力数据的显示以及能够发出报警信息，当该移动终端被医护人员使用时，可以方便医护人员通过移动终端实时查看气管插管气囊压力的调节设备的压力运行状态，从而便于医护人员快速反应、集中管理。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的气管插管气囊压力的监测系统，基于物联网实现，气管插管气囊压力的控制装置内可以自带通信模块，通过云端服务器实现与移动终端的通信连接，最终实现移动终端对气囊压力的远程实时监测。

应当理解的是，该移动终端可以包括设置在移动终端上的应用程序，例如，如图4所示的移动终端上的应用程序的显示界面，图6所示为气囊的实时压力数据，是以时间压力波形来显示的，这种显示界面很直观，可以方便使用者直观快速的获取到气囊的实时压力。

具体地，所述云端服务器与所述气管插管气囊压力的控制装置之间通过无线通信模块或移动通信模块实现通信连接。

优选地，所述无线通信模块包括WIFI通信模块，所述移动通信模块包括3G移动通信模块、4G移动通信模块和5G移动通信模块中的任意一种或多种。

下面结合图5和图7对本实用新型实施例提供的气管插管气囊压力的监测系统的具体工作过程进行详细描述。

系统开机时进行初始化，初始化内容包括：时钟初始化、串口初始化、数据储存初始化、AD转换初始化、网络传输模块初始化等，初始化完成后开始进入系统自检程序，其系统自检程序包括：处理器自检，压力传感器自检，气泵及气阀执行部件自检，液晶屏自检，LED灯及蜂鸣器提示报警部件的自检、通讯网络自检等。系统自检完成后，系统进入循环等待按键操作，当检测到按键设置时系统进行参数设置，包括时钟、气囊压力等参数设置，当执行开始按键后，系统将进入正常工作状态，内部CPU系统启动对压力传感器数据的读取、采集、存储、分析、数据传输等工作。

需要说明的是，在使用时，每套气管插管气囊压力的调节设备均可以设置一个二维码，其中二维码信息是该终端机的仪器编号，移动终端的应用程序上设置有用户管理模块，可在每个组群中添置新用户，每个用户管理模块中有医院名称、科室名称、床位号、仪器编号，其中仪器编号作为唯一码。

由于气囊初始状态压力不确定，为确保系统稳定及周围环境的安静，床边机（应当理解的是，所述床边机具体可以为气管插管气囊压力的调节设备）开机初始阶段，系统在5秒内屏蔽压力异常提示，同时直接启动充气，气泵选用的充气流量0.5毫升/秒——1毫升/秒，5秒后进入正常压力测控程序。在正常压力测控过程中，因为咳嗽等干扰因素会导致气管插管气囊快速压迫后瞬间发生压力大的波动，床边机控制程序中设置有压力滤波程序，即在2秒内压力检测值出现大于10厘米水柱突变时，系统将认为是咳嗽导致的异常压力波动，系统不做处理，但5秒内始终没有检测到压力回归设置值范围时，将触发压力异常声光提示。床边机内部带有3G/4G/5G/WIFI通讯模块，中央控制器通过压力传感器对气囊压力数据采集与存储后，通过云服务器向医护人员的移动终端发送与接收数据。

云服务器是一个物联网管理平台，利用设备服务接口接收床边机发送上传的压力数据，利用通讯协议的解析模块对其数据进行解析，解析数据中包含有床边机的设备信息数据及监测压力数据，设备信息数据包括：设备名称、型号、产品编号、使用病区号、床号等。利用设备数据层解析模块调用与所述各床边机产品编号所对应的解析文件，进而对相关床边机的压力数据进行解析，获取解析后的压力值数据后，再利用其上传数据存储模块对相关床边机的压力监测数据进行存储。再利用获取设备数据接口将上述解析后压力数据上传到物联网APP应用程序端，应用程序端再次调用处理所接收的数据，包括在移动终端对相关床边机压力异常数据进行声光提示、将采集的压力数据以时间压力波形进行显示、对物联网移动终端数据再次进行存储与传输。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种气管插管气囊压力的调节设备，其特征在于，包括：气泵、气阀、压力检测装置和气管插管气囊压力的控制装置，所述气泵、气阀和所述压力检测装置均设置在气管插管上，所述气管插管的一端连接气囊，所述压力检测装置与所述气管插管气囊压力的控制装置通信连接，所述气泵和气阀均与所述气管插管气囊压力的控制装置连接，所述压力检测装置用于实时检测气囊的实时压力数据；所述气管插管气囊压力的控制装置用于根据所述气囊的实时压力数据与预设阈值范围比较，生成气泵控制信号和气阀控制信号；所述气泵用于根据所述气泵控制信号控制向气囊内充气或停止向气囊内充气；所述气阀用于根据所述气阀控制信号控制气囊放气或停止气囊放气。

2.根据权利要求1所述的气管插管气囊压力的调节设备，其特征在于，所述气管插管气囊压力的调节设备还包括：报警装置和显示装置，所述报警装置和显示装置均与所述气管插管气囊压力的控制装置通信连接，所述报警装置用于根据所述气管插管气囊压力的控制装置生成的报警信号发出声音报警信号和灯光报警信号，所述显示装置用于实时显示所述气囊的实时压力数据。

3.根据权利要求2所述的气管插管气囊压力的调节设备，其特征在于，所述报警装置包括灯光报警器和声音报警器。

4.根据权利要求2所述的气管插管气囊压力的调节设备，其特征在于，所述显示装置包括显示屏。

5.根据权利要求1所述的气管插管气囊压力的调节设备，其特征在于，所述气管插管气囊压力的控制装置包括单片机。

6.一种气管插管气囊压力的监测系统，其特征在于，包括：移动终端、云端服务器和权利要求1至5中任意一项所述的气管插管气囊压力的调节设备，所述移动终端与所述云端服务器之间通信连接，所述气管插管气囊压力的调节设备中的气管插管气囊压力的控制装置与所述云端服务器之间通信连接；

所述气管插管气囊压力的控制装置能够将气囊的实时压力数据以及压力异常时的报警信号发送至所述云端服务器；

所述云端服务器能够将气囊的实时压力数据进行存储并将所述气囊的实时压力数据以及压力异常时的报警信号发送至所述移动终端；

所述移动终端能够根据所述气囊的实时压力数据以时间压力波形进行显示，并能够根据所述压力异常时的报警信号发出声光提示。

7.根据权利要求6所述的气管插管气囊压力的监测系统，其特征在于，所述云端服务器与所述气管插管气囊压力的控制装置之间通过无线通信模块或移动通信模块实现通信连接。

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