CN213077059U

CN213077059U - 一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置

Info

Publication number: CN213077059U
Application number: CN202020585587.8U
Authority: CN
Inventors: 张生茂; 李娜; 赵智慧
Original assignee: Inner Mongolia Peoples Hospital
Current assignee: Inner Mongolia Peoples Hospital
Priority date: 2020-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2021-04-30
Anticipated expiration: 2030-04-17

Abstract

一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置，包括管道转换接头和可拆卸式固定于管道转换接头上的二氧化碳浓度检测仪组成，管道转换接头包括检测管道，其两端与呼吸机接头和气管插管接头连接。二氧化碳浓度检测仪包括多功能面板、控制器、脉冲红外光源和热释电红外传感器，多功能面板、脉冲红外光源和热释电红外传感器均与控制器连接，脉冲红外光源和热释电红外传感器分别固定于检测管道的两侧。该装置便携性更好，采用模块化设计不仅体积小巧，且使用更加方便，本装置插接于气管插管上即可测定气管插管尾端的呼末二氧化碳浓度值，同时通过声、光以及显示屏多种方式提示医务人员以判断气管插管是否正确地插入气道中，防止出现医源性事故。

Description

一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，具体涉及一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置。

背景技术

呼气末二氧化碳被认为是除体温、呼吸、脉搏、血压、动脉氧饱和度以外的第六个基本生命体征，在国外早已是术中必须配备的监测手段，国内对于其认识和普及还有一定的差距。确认气管导管在气道用的最多的方法便是听诊器，但插入胃中，仍然能够听诊到呼吸音给部分极端病例的气管导管位置确认带来困难，而呼气末二氧化碳则是公认的确认气管导管位置的金标准，只要呼气末二氧化碳能够显示连续的波形，则可百分之百确认气管导管在气管内，遇到极端情况，血氧持续下降，我们只要能在监护仪上看到持续的二氧化碳波形，我们便不再怀疑导管位置，避免慌忙下判断错误而误拔管，甚至重新建立气道困难的严重医源性事故。

现有的呼末二氧化碳检测仪大多采用旁流式检测呼末二氧化碳数值，由于其需要将呼吸气流通过抽样管抽取到监测仪中进行分析，因此测得浓度波形存在2-3秒的延迟且波形略有失真。另外在实际的使用过程中，医务人员需要检测监测设备所带有的水汽分离器是否能有效工作，旁流式二氧化碳浓度监测系统需要配套抽气泵和专用的气室，维护复杂且难以携带和转移地点。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述问题，设计了一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置，该装置便携性更好，采用模块化设计不仅体积小巧，且使用更加方便，本装置插接于气管插管上即可测定气管插管尾端的呼末二氧化碳浓度值，同时通过声、光以及显示屏多种方式提示医务人员以判断气管插管是否正确地插入气道中，防止出现医源性事故。

为了到达上述技术效果，本实用新型通过以下技术方案实现的：

一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置，包括管道转换接头和可拆卸式固定于管道转换接头上的二氧化碳浓度检测仪组成，管道转换接头由呼吸机接头、检测管道和气管插管接头组成，检测管道为矩形管，其两端与呼吸机接头和气管插管接头连接。二氧化碳浓度检测仪包括多功能面板、控制器、脉冲红外光源和热释电红外传感器，多功能面板、脉冲红外光源和热释电红外传感器均与控制器连接，脉冲红外光源和热释电红外传感器分别固定于检测管道的两侧。

多功能面板上固定有显示屏，显示屏的一侧设有开关按键、调节按键、指示灯和蜂鸣器；控制器内部固定有PCB电路板，PCB电路板上固定有放大电路、模数转换器、微处理器、驱动模块、第一电源模块和第二电源模块，按键、指示灯和蜂鸣器均与微处理器连接，热释电红外传感器和放大电路连接，放大电路和模数转换器连接，模数转化器和微处理器连接，微处理器通过驱动模块与脉冲红外光源连接，第一电源模块和第二电源模块均与蓄电池连接，第一电源模块与微处理器连接，第一电源模块为微处理器、显示屏、指示灯和蜂鸣器提供电源，第二电源模块与脉冲红外光源、热释电红外传感器连接并为脉冲红外光源、热释电红外传感器供电。

脉冲红外光源发射脉冲红外线，脉冲红外线透过检测管道中的气体并到达热释电红外传感器，热释电红外传感器接收到光强减弱的红外线并将其转换成模拟电信号，模拟电信号经过放大电路的滤波和放大后传输至模数转换器中，模数转换器将模拟电信号转换成数字信号并传输至微处理器，微处理器根据脉冲红外线的光强损失量计算出检测管道中二氧化碳的浓度值，微处理器将计算处理的二氧化碳浓度值传输至显示屏上进行显示，同时当二氧化碳浓度超过阈值时，微处理器控制红灯亮起并驱动蜂鸣器发出声音，二氧化碳浓度值处于阈值区间时，微处理器控制绿灯亮起。

本实用新型的有益效果是：该装置便携性更好，采用模块化设计不仅体积小巧，且使用更加方便，本装置插接于气管插管上即可测定气管插管尾端的呼末二氧化碳浓度值，同时通过声、光以及显示屏多种方式提示医务人员以判断气管插管是否正确地插入气道中，防止出现医源性事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置的结构示意图；

图2是气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置的背面结构示意图；

图3是所述的管道转换接头的结构示意图；

图4是所述的控制器的结构示意图；

图5是所述的控制器的结构框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-管道转换接头，2-控制器，3-多功能面板，4-脉冲红外光源，5-热释电红外传感器，11-呼吸机接头，12-检测管道，13-气管插管接头，21-PCBPCB电路板，22-第一电源模块，23-放大电路，24-模数转换器，25-微处理器，26-驱动模块，27-第二电源模块，28-蓄电池，31-显示屏，32-开关按键，33-调节按键，34-指示灯，35-蜂鸣器，36-按键。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例中的热释电红外传感器5选用LIM-262型双通道热释电传感器，脉冲红外光源4选用IRL715型红外光源，微处理器25选用ADuC814型处理芯片，驱动模块26选用LP2951型驱动芯片，第一电源模块22和第二电源模块27分别选用AMS1117-3.3和AMS1117-5.0芯片，放大电路23采用AD8619放大器，模数转换器24选用ADC0832型转换芯片。

如图1-3所示，一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置，包括管道转换接头1和可拆卸式固定于管道转换接头上的二氧化碳浓度检测仪组成，管道转换接头1由呼吸机接头11、检测管道12和气管插管接头13组成，检测管道12为矩形管，其与呼吸机接头11和气管插管接头13弧形连接。二氧化碳浓度检测仪包括多功能面板3、控制器2、脉冲红外光源4和热释电红外传感器5，多功能面板3、脉冲红外光源4和热释电红外传感器5均与控制器2连接，脉冲红外光源4和热释电红外传感器5分别夹持固定于检测管道12的两侧，多功能面板3上固定有显示屏31，显示屏31的一侧设有开关按键32、调节按键36、指示灯34和蜂鸣器35。调节按键36用以调节二氧化碳浓度的阈值，指示灯34包含一个红灯和一个绿灯，二氧化碳浓度在设置的阈值之外时，红灯亮起，二氧化碳浓度在阈值之内时，绿灯亮起。

如图4-5所示，控制器2内部固定有PCB电路板21，PCB电路板21上固定有放大电路23、模数转换器24、微处理器25、驱动模块26、第一电源模块22、第二电源模块27和蓄电池28，热释电红外传感器5和放大电路23连接，放大电路23和模数转换器24，模数转化器24和微处理器25连接，微处理器25通过驱动模块26与脉冲红外光源4连接，第一电源模块22与微处理器25连接，第一电源模块22和第二电源模块27均与蓄电池连接，第一电源模块22将蓄电池提供的直流电转换为3.3V直流电压并为微处理器25、显示屏31、指示灯34和蜂鸣器35提供电源，第二电源模块27与脉冲红外光源4、热释电红外传感器5连接，第二电源模块27将蓄电池28提供的直流电转换为5V直流电并为脉冲红外光源4、热释电红外传感器5供电。

脉冲红外光源4发射脉冲红外线，脉冲红外线透过检测管道12中的气体并到达热释电红外传感器5，热释电红外传感器5接收到光强减弱的红外线并将其转换成模拟电信号，模拟电信号经过放大电路23的滤波和放大后传输至模数转换器24中，模数转换器24将模拟电信号转换成数字信号并传输至微处理器25，微处理器25根据脉冲红外线的光强损失量计算出检测管道12中二氧化碳的浓度值，微处理器25将计算处理的二氧化碳浓度值传输至显示屏31上进行显示，同时当二氧化碳浓度超过阈值时，微处理器25控制红灯亮起并驱动蜂鸣器35发出声音，二氧化碳浓度值处于阈值区间时，微处理器25控制绿灯亮起。

本装置的测定原理如下：红外光束穿过检测管道12时红外光能够激光二氧化碳分子跃迁到高能级，二氧化碳分子将红外光的部分热能吸收到气体中形成分子内部振动-转动能量而使得红外线的能量减弱，而红外线的光强损失量是检测管道内二氧化碳气体分子数量的函数，即气体浓度的函数：I＝I₀·e^-aCL，式中I为出射光强，I₀为入射光强，a为与分子特性和吸收波长相关的分子吸收系数，C为二氧化碳气体的浓度，L为检测管道中入射光和出射光之间的距离。脉冲红外光源4射出的红外线光强和热释电红外传感器5接收的出射光强均为已知数，而a和L均为已知，从而可计算出二氧化碳浓度值。

微处理器25通过驱动模块26控制红外光源的亮灭将红外光源射出的红外线调制成频率固定的脉冲红外光束，使得热释电红外传感器5接收的信号变成交流信号，便于放大电路23对模拟信号强度进行放大，同时改善传感器的时间响应特性。

本装置的一个具体的应用为：使用时，将管道转换接头1的呼吸机接头11插接在呼吸管路上，将气管插管接头13直接插接在气管插管的末端，按下开关按键32，蓄电池28对整个装置进行供电，第一电源模块22将蓄电池28提供的直流电转换成3.3V电源以对微处理器25、显示屏31、指示灯34和蜂鸣器35提供电源，第二电源模块27将蓄电池28的直流电转换成5.0V电源以对脉冲红外光源4、热释电红外传感器5供电。患者在呼吸的过程中，其呼出的气体流动并通过检测管道12，固定于检测管道12两侧的脉冲红外光源4和热释电红外传感器5将二氧化碳浓度值转换成电信号，该电信号依次经过放大电路23、模数转换器24的放大、模数转换成数字信号后被传输至微处理器25。微处理器25将二氧化碳浓度值传输至显示屏31上进行显示，通过调节按键36设定阈值为35-45mmHg，而二氧化碳浓度值在35-45mmHg之间时，微处理器25向绿灯输出亮起信号，绿灯亮起，表面此时气管插管插入正确的气道位置处；而当二氧化碳浓度值不在上述范围值时，微处理器25向红灯输出亮起信号并同时向蜂鸣器35输出警报信号，此时红灯亮起且蜂鸣器35发出警报声，以提示医务人员气管插管未插入正确的气道位置处。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims

1.一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，包括管道转换接头和可拆卸式固定于管道转换接头上的二氧化碳浓度检测仪组成，管道转换接头由呼吸机接头、检测管道和气管插管接头组成，检测管道为矩形管，检测管道的两端分别与呼吸机接头和气管插管接头连接；所述的二氧化碳浓度检测仪包括多功能面板、控制器、脉冲红外光源和热释电红外传感器，多功能面板、脉冲红外光源和热释电红外传感器均与控制器连接，脉冲红外光源和热释电红外传感器分别固定于检测管道的两侧。

2.根据权利要求1所述的一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，所述的多功能面板上固定有显示屏，显示屏的一侧设有按键、指示灯和蜂鸣器；控制器内部固定有PCB电路板，PCB电路板上固定有放大电路、模数转换器、微处理器、驱动模块、第一电源模块和第二电源模块，按键、指示灯和蜂鸣器均与微处理器连接，热释电红外传感器和放大电路连接，放大电路和模数转换器连接，模数转化器和微处理器连接，微处理器通过驱动模块与脉冲红外光源连接，第一电源模块和第二电源模块均与蓄电池连接，第一电源模块与微处理器连接，第一电源模块为微处理器、显示屏、指示灯和蜂鸣器提供电源，第二电源模块与脉冲红外光源、热释电红外传感器连接并为脉冲红外光源、热释电红外传感器供电。

3.根据权利要求2所述的一种气管插管定位用二氧化碳浓度检测装置，其特征在于，所述的按键包括开关按键和调节按键，指示灯包括一个红灯和一个绿灯。