CN220175704U - 一种引流管路堵塞状态监测系统 - Google Patents

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阮雪红
陈旭良
崔伟伟
张丹
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Abstract

本发明涉及一种引流管路堵塞状态监测系统,主要由监护仪器和专用引流导管组成。其有益效果是,监护仪器与专用引流导管组合,根据嵌入式软件内的算法模型,动态监测留置导尿患者的引流状态,及时提示患者少尿、导尿管堵塞或引流管堵塞等状态。便于医护人员及时干预,减少引流管路堵塞的临床风险,填补了该技术领域的空白,值得临床推广使用。

Description

一种引流管路堵塞状态监测系统
技术领域
本发明涉及一种引流管路堵塞状态监测系统,用于尿液引流过程中导尿管路通畅性能的动态监测,属于医疗器械或护理用品领域。
背景技术
导尿是临床常用的技术手段,具体方法是,经由尿道插入导尿管到膀胱内,尿液引流到集尿袋中。尿路梗阻患者、麻醉手术患者及昏迷危重病人等,通常需要将导管长时间留置在患者尿道内(即留置导尿管),直到能够康复后能自主排尿。
引流管路堵塞是留置导尿管的常见风险,在导尿管长时间留置过程中,尿液中的无机盐、蛋白质等物质在管壁附着、或者患者体位变化造成导管扭曲等,是引起引流管路堵塞的主要因素。尤其在经尿道前列腺增生电切术(TURP )后,手术创面渗血多,并可能伴随有手术组织碎片。期间,尽管采用膀胱冲洗等护理手段,但据临床报道,仍有14%的堵管发生率。引流管路堵塞可导致排尿梗阻,尿液无法正常排出,引起急性尿潴留,导致膀胱区膨胀、剧烈腹痛等症状出现,增加患者痛苦和心理恐惧。更为严重的后果是,如果不能及时发现并实施干预,可能导致患者输尿管扩张,肾盂积水,造成肾功能损害。
引流管路堵塞尽管临床风险较大,但目前还没有有效的动态监测手段。引流管路通的畅性高度依赖医护人员定时查看,或患者依赖膀胱膨胀的自我感觉,这种监护方式费时费力,且时效性差,不能及时发现引流管路堵塞状态。特别是,对于TURP 后进行膀胱冲洗患者,每分钟大量液体快速进入膀胱,管路堵塞后容许处置时间短;或者是,对于昏迷病人及神经源性膀胱功能障碍患者,无法自我感觉膀胱充盈或胀痛状态,临床风险更大。因此,本发明人提出一种引流管路堵塞状态监测系统,填补现有临床技术的空白。
发明内容
本发明涉及一种引流管路堵塞状态监测系统,主要由监护仪器和专用引流导管组成。其中,监护仪器主要由控制主板、压力传感器、流量传感器和通讯模块组成;专用引流导管主要由导尿管、三通接头、测压延长管、引流管及集尿袋组成。
所述的控制主板是基于核心处理器、存储器、信号处理器等构建的集成电路,核心处理器采用单片机(MCU)。核心处理器与压力传感器、流量传感器及通讯模块连通工作。控制主板内还设有嵌入式软件,嵌入式软件烧录在存储器中,嵌入式软件的功能包括硬件驱动、程序控制及用于引流状态识别的算法模型。
所述的压力传感器用于动态监测引流管路内的压力值,压力传感器将动态监测获取的压力数据发送到核心处理器,压力传感器的测压接口与测压延长管连通。压力传感器设置在监护仪器内,压力传感器的测压接口设置在监护仪器外壳的外侧。为了减少测压延长管的长度,缩短测量响应时间,也可以将压力传感器单独封装,作为监护仪器的即插即用外挂部件。比如,将压力传感器封装为一个类似小方盒子的测压模块,测压模块通过USB数据线与监护仪器连接通讯,测压模块外周设置一个测压接口,测压接口与测压延长管连接。
所述的流量传感器用于监测引流管内尿液的流出量,流量传感器将动态监测获取的尿量数据发送到核心处理器。根据监测技术方式不同,可选用的流量传感器包括重力传感器、红外液滴传感器、光纤流量传感器、涡轮流量传感器等任意一种或者几种的组合。
根据选用的流量传感器不同,流量传感器的安装方式也不一致。比如,采用悬吊式重力传感器,计量精度不低于0.1g,误差不超过±10%。重力传感器设置在监护仪器的底部或侧面,将集尿袋悬挂在重力传感器的悬吊挂钩上,尿量自膀胱流到集尿袋后,通过重力传感器动态感知尿液的流出量。
再比如,可采用红外液滴传感器,具体方式是,在引流管中设置一个莫非滴斗,
红外液滴传感器设置在莫非滴斗的外周,当莫非滴斗内没有尿液液滴通过时,红外液滴传感器的接收管受光导通,输出信号标记为0;当莫非滴斗内有尿液液滴通过时,液滴折射光线,接收管的光通量不足,输出信号标记为1,以此计算出单位时间内的尿液滴数。由于每一滴液滴的尿液容积是基本恒定的,将每一滴液滴的容积乘以尿液滴数,就是单位时间内引流出的尿量。
所述的通讯模块采用常规的蓝牙或WiFi模块,通讯模块用于监护仪器本机数据的远程上传,或与其他电子设备的远程交互。比如,监护仪器与上位机通讯,上位机包括电脑(包括一体机、平板电脑、iPad等)、手机或手持医护信息终端。比如,将监护仪器的用户数据发送到护士站或患者手机App,实现数据远程交互。
所述的专用引流导管是与监护仪器配套使用的专机专用耗材,通常为一次性使用。其中:
导尿管是留置在膀胱内、将尿液导出体外的柔性管路。导尿管根据结构及用途不同,通常分为双腔导尿管、三腔导尿管、测温导尿管等多种规格。
三通接头用于转接并连通导尿管、测压延长管、引流管,三通接头的上方接口与导尿管连通,下方接口与引流管连通,侧面接口与测压延长管连通。其中,与测压延长管连通的侧面接口,是监护仪器测量引流管路内压力的测压基准点。
测压延长管是连通三通接头与压力传感器测压接口的柔性管路,测压延长管的两端分别设有快捷接头,其中一个快捷接头与三通接头连通,另一个快捷接头与压力传感器的测压接口连通。测压延长管的主要作用是,向压力传感器动态传导引流管路内的压力,同时,通过测压延长管管路内的空气,将尿液与压力传感器测压接口隔离,避免压力传感器被尿液污染。
引流管是连接导尿管与集尿袋的柔性管路,将膀胱内的尿液引流至集尿袋中。引流管前端采用三通接头与导尿管连通,引流管末端与集尿袋连通。如果采用红外液滴传感器计量尿液流量时,引流管中还设置有莫非滴斗。
专用引流导管各部件采用医用高分子材料制成,导尿管通常采用乳胶、硅胶材料制成,三通接头、测压延长管、引流管采用医用聚氯乙烯材料制成,集尿袋采用PE薄膜材料制成。
在尿液引流过程中,监护仪器与专用引流导管组合,动态采集尿液流量和管腔内压力值,根据嵌入式软件内建立的引流状态识别模型,动态监测导尿管路的通畅性能。基于本发明的结构特征,通过大量的实践研究发现,以三通接头与测压延长管结合部位作为测压基准点,在临床真实世界的引流过程中,压力传感器获得的引流管路内的压力数据是:当测压基准点上游的导尿管的引流孔或导尿管腔道内堵塞时,管腔内压力值低于-5cmH2O,具体在-5cmH2O~-45cmH2O之间;当测压基准点下游的引流管的内腔堵塞时,管腔内压力值≧0cmH2O,而且随着膀胱分泌尿液的不断增多,管腔内压力值不断增加;而导尿管至集尿袋之间的管路引流畅通时,管腔内压力值保持在-5cmH2O~5cmH2O之间。
根据引流管路内不同状态下压力变化的这一特征,嵌入式软件内的引流状态识别的算法模型的构建方法是:以监测时长(min)、尿液流量(ml/min)和管腔内压力值(cmH2O)三个要素构建算法,根据监测时长内尿液流量与压力值的变化关系,动态提示引流管路内部堵塞状态的监测结果。其中,管腔内压力值是引流管路内压力的实测数据,监测时长、尿液流量是医护人员根据患者个性特征自主设置的变量值,监测时长在1min~30min之间设置,尿液流量在0.2ml/min~2ml/min之间设置。在监测时长内,尿液流量低于设定的阈值、管腔内压力值低于-5cmH2O时,提示导尿管的引流孔或导尿管腔道内堵塞;在监测时长内,尿液流量低于设定的阈值、管腔内压力值≧0cmH2O并随时间缓慢增加时,提示引流管的内腔堵塞;在监测时长内,尿液流量低于设定的阈值、管腔内压力值保持在-5cmH2O~5cmH2O之间,提示导尿管至集尿袋引流畅通,但患者处于少尿或无尿状态。
举例说明,比如,嵌入式软件内默认的的引流状态识别的算法模型是,监测时长5min(可设置)、尿液流量阈值0.3ml/min(可设置),算法模型如下:
S1:当每5分钟内尿液流量大于1.5ml,且管腔内压力值在-5cmH2O~5cmH2O之间时,监测结果提示引流状态正常。
S2:当每5分钟内尿液流量少于1.5ml,且管腔内压力值在-5cmH2O~5cmH2O之间时,监测结果提示少尿或无尿,发送警示信息。
S3:当每5分钟内尿液流量少于1.5ml,且管腔内压力值在低于-5cmH2O时,监测结果提示导尿管堵塞,发送警示信息。
S4:当每5分钟内尿液流量少于1.5ml,管腔内压力值≧0cmH2O并随时间缓慢增加时,监测结果提示引流管的内腔堵塞,发送警示信息。
显而易见,根据不同的患者特征,医护人员可以自主设置不同的以监测时长(min)、尿液流量阈值(ml/min),满足不同患者引流状态的动态监护。比如对于生命指征稳定的常规患者,监测时长设置为15min、尿液流量阈值设置为1.5ml/min;对于尿量较少的ICU患者,监测时长设置为10min、尿液流量阈值设置为1.0ml/min;对于大量液体进入体内的膀胱冲洗的患者,监测时长设置为2min、尿液流量阈值设置为2ml/min。
本发明的有益效果是,监护仪器与专用引流导管组合,根据嵌入式软件内的算法模型,动态监测留置导尿患者的引流状态,及时提示患者少尿、导尿管堵塞或引流管堵塞等状态。便于医护人员及时干预,减少引流管路堵塞的临床风险,填补了该技术领域的空白,值得临床推广使用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图
图2是本发明的工作原理框图
图中所示:监护仪器100、压力传感器101、红外液滴传感器102、USB线103、重力传感器104、导尿管201、三通接头202、测压延长管203、引流管204、集尿袋205、莫非滴斗206
实施方式
下面结合附图和实施例具体地说明本发明。
实施例1:本发明的监护仪器100的制备方式
1、如图2所示,设计监护仪器100的原理图,主要部件清单如下:
核心处理器采用型号STC89C52单片机(STC公司);压力传感器101采用型号GZP6847微(无锡),量程-50KPa~50KPa;红外液滴传感器102采用一组红外对管制成扫描光栅;重力传感器104采用SBT620(广州),最大误差0.3%,量程0~5kg;通讯模块采用WiFi模块,型号QCA9377(高通公司),存储模块采用三星HY27US08561A芯片,存储容量32M。
人机交互界面的功能键采用欧姆龙公司B3F 型轻触开关按钮,尺寸12*12*7.3。显示屏(1-3)采用2.9英寸LCD液晶,工作电压DC3.0V;声音提示器采用常规蜂鸣器,内部电源为10000mA、3.7V可充电锂电池(亿纬公司)。
按照常规的集成电路技术设计PCB,采用电子贴片或焊接工艺,制备控制主板,控制主板长90mm、宽60mm。
2、设计与控制主板尺寸匹配的防护外壳模具,要求防护外壳的右侧设有USB线103接口、DC充电接口;防护外壳的正面设有液晶屏幕匹配的观察窗口,观察窗口的下方设置功能键,包括开关机键、监测时长设置键、尿液流量设置键等;防护外壳的左侧设有能与莫非滴斗206尺寸吻合的限位槽,红外液滴传感器102安装在莫非滴斗206的左侧。
实施例2 本发明专用引流导管的制备方式
1、如图1所示,制备导尿管201、测压延长管203、引流管204的挤出模具,导尿管201尺寸为18Fr,测压延长管203长度30cm、内径2mm;引流管204长度120cm,内径8mm。
制备三通接头202、莫非滴斗206的注塑模具,三通接头202、莫非滴斗206各个接口尺寸与导尿管201、测压延长管203、引流管204密闭吻合。
集尿袋205采用PP薄膜高频热合,容量2000ml。
2、采用医用胶水(比如环己酮等),将各部件三通接头202与测压延长管203、引流管204的头部粘接,将引流管204的尾部与集尿袋205粘接,检查固定粘接部位抗拉强度应不低于10N,并无渗漏点。
实施例3 本发明与监护仪器100与专用引流导管的配套应用
1、如图1所示,将导尿管201与三通接头202密闭连通,将测压延长管203的前端与三通接头202连通、测压延长管203的后端与压力传感器101连通,引流管204的头部与三通接头202连通。
2、将按照专用引流导管的莫非滴斗206插入与监护仪器100左侧的流量监测卡槽中。
3、将压力传感器101采用USB线103与监护仪器100右侧接口连通,将集尿袋垂直悬挂在监护仪器100的重力传感器104悬吊臂上。
4、导尿管201置入患者膀胱内,开通监护仪器100电源,设置监测时长5min、尿液流量阈值0.5ml/min,即可实现引流状态的动态监测。
上述附图及实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中,对本发明的保护范围不构成任何限制。

Claims (5)

1.一种引流管路堵塞状态监测系统,主要由监护仪器(100)和专用引流导管组成,其中,监护仪器(100)主要由控制主板、压力传感器(101)、流量传感器和通讯模块组成;专用引流导管主要由导尿管(201)、三通接头(202)、测压延长管(203)、引流管(204)及集尿袋(205)组成;核心处理器与压力传感器(101)、流量传感器及通讯模块连通工作;压力传感器(101)的测压接口与测压延长管(203)连通;三通接头(202)用于转接并连通导尿管(201)、测压延长管(203)、引流管(204),三通接头(202)的上方接口与导尿管(201)连通,下方接口与引流管(204)连通,侧面接口与测压延长管(203)连通;其中,与测压延长管(203)连通的侧面接口,是监护仪器(100)测量引流管路内压力的测压基准点。
2.根据权利要求1所述的一种引流管路堵塞状态监测系统,其特征在于:当测压基准点上游的导尿管(201)的引流孔或导尿管(201)腔道内堵塞时,管腔内压力值低于-5cmH2O,具体在-5cmH2O~-45cmH2O之间;当测压基准点下游的引流管(204)的内腔堵塞时,管腔内压力值≧0cmH2O,而且随着膀胱分泌尿液的不断增多,管腔内压力值不断增加;而导尿管(201)至集尿袋(205)之间的管路引流畅通时,管腔内压力值保持在-5cmH2O~5cmH2O之间。
3.根据权利要求1所述的一种引流管路堵塞状态监测系统,其特征在于:管腔内压力值是引流管路内压力的实测数据,监测时长、尿液流量是医护人员根据患者个性特征自主设置的变量值,监测时长在1min~30min之间设置,尿液流量在0.2ml/min~2ml/min之间设置。
4.根据权利要求1所述的一种引流管路堵塞状态监测系统,其特征在于:在监测时长内,尿液流量低于设定的阈值、管腔内压力值低于-5cmH2O时,提示导尿管(201)的引流孔或导尿管(201)腔道内堵塞;在监测时长内,尿液流量低于设定的阈值、管腔内压力值≧0cmH2O并随时间缓慢增加时,提示引流管(204)的内腔堵塞;在监测时长内,尿液流量低于设定的阈值、管腔内压力值保持在-5cmH2O~5cmH2O之间,提示导尿管(201)至集尿袋(205)引流畅通,但患者处于少尿或无尿状态。
5.根据权利要求1所述的一种引流管路堵塞状态监测系统,其特征在于:测压模块通过USB数据线(103)与监护仪器(100)连接通讯,测压模块外周设置一个测压接口,测压接口与测压延长管(203)连接。
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