一种采用MEMS测距系统的气管插管装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种采用MEMS测距系统的气管插管装置，包括：气管导管，其上设置刻度；尖端，设置在气管导管的一端，尖端上设置默菲孔；接头，设置在气管导管与尖端相对的另一侧；从气管导管中部伸出两个直径小于气管导管的柔性支管，其中一条柔性支管为注药连接管，注药连接管的一端插接注药口；另一条柔性支管为充气连接管，充气连接管的一端连接指示气囊；气管导管靠近尖端一侧设置套囊，套囊外壁上设置一套MEMS测距系统，用于测量套囊和气管壁的距离，MEMS测距系统为矢量形式，可以同时获得气管部位的声压和振速信号，采用收‑发分置的主动工作方式，其中具有定向接收功能且抗自噪声干扰的MEMS仿生矢量测距系统接收器。

【技术实现步骤摘要】
一种采用MEMS测距系统的气管插管装置
本技术涉及一种医疗用品，特别是一种采用MEMS测距系统的气管插管装置。
技术介绍
在麻醉和危重患者的救治过程中，气管插管呼吸机辅助通气是一项重要的呼吸治疗和支持措施，但是当呼吸功能恢复，拔管后约有15％-38％会有上气道喘鸣的现象，约有19％的此类病患必需重新插管来维持呼吸道畅通。这可能与气管插管及套囊压迫周围组织结构造成局部机械性损伤有关。目前在临床上聚氯乙烯材质、低压高容的套管使用明显增多，局部黏膜的病变明显减少，但拔管后上气道梗阻仍然很常见，喉头水肿是造成气道狭窄的主要原因。喉头水肿减小呼吸道的口径，气道阻力明显增加，而患者呼吸功明显增加，当其不能维持增加的呼吸功时，再插管可能难以避免。而部分病人，局部呼吸道狭窄造成插管困难，如果不迅速建立人工气道，则可能是致命的。尤其是在重症监护病房ICU中，有些患者长期气管插管，而局部水肿的机会更大，且常常高龄，合并其他器官功能不全，代偿功能更差，一旦发生严重水肿，结果常常是致命的。现有技术通过围囊漏气试验cuffleaktest或称为气囊漏气试验通过周围漏出气体来评估局部水肿的情况其方法是将入组病人重新机械通气，采用容控(A/C模式)通气方式，连续计算6个通气周期，分别记录气囊充气时呼气潮气量(expiredtidalvolume，ETVI)和气囊松气时呼气潮气量(ETVD)，ETVI和ETVD变异不应超过30％，如果变异过大则重复10个周期。具体计算方法为：漏气百分比＝100*(ETVI-ETVD)/ETVI。如比值大于15％则为阴性，小于15％则为阳性。该气囊漏气试验是Adderley和Mullins第一次应用于儿童拔管过程，儿童气道较成人细，较容易产生水肿，如果气道相对正常，水肿不严重，则有气体逸出，能发出声音其方法虽然简单，但是通过发生的方法不够客观。机械通气时气囊充气，周围几乎没有气体漏出，呼气潮气量相对恒定，而当松开气囊后，部分气体从气囊周围漏出，呼吸机检测的呼吸潮气量较前减少。而局部水肿会减少气管与插管间的空隙，松开气囊后由周围漏出的气体相对减少，漏出的气体量应与局部水肿成“反比”，水肿越重，漏出气体越少。这样，通过计算充、送气囊间潮气量的变化，能反映局部水肿情况。气囊漏气试验相对在排除严重喉头水肿的情况下效果明显，但是无法进而确定是否发生拔管后上气道梗阻，并且操作步骤比较繁琐，从而增加了喉头水肿的风险，在试验过程中延误了再次插管的时机；另外，有些试验为阴性的却拔管成功，其可能的原因是气管内插管外围蓄积大量粘稠的分泌物、气管内插管截面积相对过大，呼吸机参数调节以及试验中病人体位的变化，此外，当气管插管放松气囊后，气囊壁收缩而形成后多皱襞，从而影响气体的漏出。该试验结果仍然不能作为是否能够拔出气管插管的最理想依据。此外，由于气管插管工作复杂的多相流环境中，插管直径为厘米级的，可以容置测量元器件的空间有限，在有限的空间内需要获得精准的距离测量结果，在临床工作中，需要更为简单和准确的方法来区别出拔管前存在严重喉头水肿危险的患者。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的上述问题，本技术提供一种采用MEMS测距系统的气管插管装置，考虑到应用于特定医学领域，因此考虑使用仿生学远离，采用D10柱形定向发射换能器作为声纳系统的发射端实现定向发射，双T型MEMS仿生矢量传感器作为声纳系统的接收端实现定向接收，提高了系统的抗自噪声干扰功能，在呼吸急诊治疗中尤其适用，具有体积小、成本低和高效的特点，能够很好的接收喉头气管壁的声目标信号，并正确的计算出目标距离，测距精度较高。本技术解决其技术问题采用的技术方案的基本思想在于：如果喉头水肿，也就是气囊周围组织水肿，即使把气管插管拔除掉患者还是不能正常呼吸，周围水肿会将气道封死或者缝隙减少，通过合理布置透明围囊外侧的MEMS测距系统，接收气管壁的微弱声信号，以测量围囊外壁与气管壁的距离，当距离在可以正常获得气量呼吸的阈值之下时，不能拔出气管插管，否则可以实施气管插管拔除。本专利技术的目的在于提供一种采用MEMS测距系统的气管插管装置，包括：气管导管，其上设置刻度；尖端，设置在所述气管导管的一端，所述尖端上设置默菲孔；接头，设置在所述气管导管与所述尖端相对的另一侧；从所述气管导管中部伸出两个直径小于所述气管导管的柔性支管，其中一条柔性支管为注药连接管，所述注药连接管的一端插接注药口；另一条柔性支管为充气连接管，所述充气连接管的一端连接指示气囊；所述气管导管靠近尖端一侧设置套囊，套囊外壁上设置一套MEMS测距系统，用于测量套囊和气管壁的距离。优选地，所述MEMS测距系统为矢量形式，可以同时获得气管部位的声压和振速信号，采用收-发分置的主动工作方式，其中具有定向接收功能且抗自噪声干扰的MEMS仿生矢量测距系统接收器。优选地，所述MEMS测距系统包括发射、接收、信号提取和处理三个模块，所述接收模块采用双T型MEMS仿生矢量测距系统接收器，信号提取和处理模块采用单片机实现，采用主动脉冲测距法，即利用接收回波与发射脉冲信号间的时间差来测距的方法。优选地，所述发射模块中的发射换能器为D10柱形定向发射换能器，所述D10柱形定向发射换能器由前质量块、陶瓷晶堆、后质量块3部分组成，利用陶瓷晶堆的压电特性完成电声转换，推动前质量块向套囊外侧辐射声波，还具有水密电缆，连接在后质量块后部，所述陶瓷晶堆与所述前后质量块之间通过固定卡槽连接，前质量块的一侧比另一侧表面积大，较大表面积的一侧为换能器辐射面，从而形成喇叭口桩声场分布。优选地，所述发射模块包括声波发射电路，由于系统发射信号为脉冲信号、发射电路以三极管作为控制开关，通过单片机程序控制输出，输入端与单片机信号输出端口相连，发射信号输出端与功率放大器相连，换能器发射信号经目标障碍物反射后，由双T型MEMS仿生矢量测距系统接收器接收。优选地，所述接收模块包括接收处理电路，所述接收处理电路将经过信号调理后的回波信号转化为单片机可识别的电平信号，由三个三极管组成，接收信号输入端与单片机输入端口相连，单片机触发中断，调用算法计算目标物距离，最终由LCD显示报警。优选地，所述MEMS仿生矢量测距系统接收器为双T型，是根据鱼类侧线器官的工作原理及其结构设计的，其中的仿生微结构具有硅梁和植入硅梁根部的压敏电阻，分别模拟可动纤毛和侧线感觉细胞，所述压敏电阻与基准电阻构成半桥惠斯通电桥以实现距离信号的检测功能。优选地，所述MEMS仿生矢量测距系统接收器采用标准SOI微加工技术加工，并进行声学封装，所述MEMS测距系统封装在生物材质护套内，生物材质护套由胞外聚合物EPS组成，生物材质护套为柔性材质，厚度为0.05mm，耐生物体分泌物的生物腐蚀，并且塑造生物团结构包裹和固定所述MEMS测距系统。优选地，所述MEMS测距系统采用表贴工艺贴附在所述套囊内壁，并通过电连接或无线传输方式将距离信号传送到体外的显示单元，便于医护人员直接获得距离信息从而进行后续治疗方案。参见本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种采用MEMS测距系统的气管插管装置，其特征在于包括：/n气管导管，其上设置刻度；/n尖端，设置在所述气管导管的一端，所述尖端上设置默菲孔；/n接头，设置在所述气管导管与所述尖端相对的另一侧；/n从所述气管导管中部伸出两个直径小于所述气管导管的柔性支管，其中一条柔性支管为注药连接管，所述注药连接管的一端插接注药口；另一条柔性支管为充气连接管，所述充气连接管的一端连接指示气囊；/n所述气管导管靠近尖端一侧设置套囊，套囊外壁上设置一套MEMS测距系统，用于测量套囊和气管壁的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种采用MEMS测距系统的气管插管装置，其特征在于包括：
气管导管，其上设置刻度；
尖端，设置在所述气管导管的一端，所述尖端上设置默菲孔；
接头，设置在所述气管导管与所述尖端相对的另一侧；
从所述气管导管中部伸出两个直径小于所述气管导管的柔性支管，其中一条柔性支管为注药连接管，所述注药连接管的一端插接注药口；另一条柔性支管为充气连接管，所述充气连接管的一端连接指示气囊；
所述气管导管靠近尖端一侧设置套囊，套囊外壁上设置一套MEMS测距系统，用于测量套囊和气管壁的距离。


2.根据权利要求1所述的一种采用MEMS测距系统的气管插管装置，其特征在于：所述MEMS测距系统为矢量形式，可以同时获得气管部位的声压和振速信号，采用收-发分置的主动工作方式，其中具有定向接收功能且抗自噪声干扰的MEMS仿生矢量测距系统接收器。


3.根据权利要求1所述的一种采用MEMS测距系统的气管插管装置，其特征在于：所述MEMS测距系统包括发射、接收、信号提取和处理三个模块，所述接收模块采用双T型MEMS仿生矢量测距系统接收器，信号提取和处理模块采用单片机实现，采用主动脉冲测距法，即利用接收回波与发射脉冲信号间的时间差来测距的方法。


4.根据权利要求3所述的一种采用MEMS测距系统的气管插管装置，其特征在于：所述发射模块中的发射换能器为D10柱形定向发射换能器，所述D10柱形定向发射换能器由前质量块、陶瓷晶堆、后质量块3部分组成，利用陶瓷晶堆的压电特性完成电声转换，推动前质量块向套囊外侧辐射声波，还具有水密电缆，连接在后质量块后部，所述陶瓷晶堆与所述前后质量块之间通过固定卡槽连接，前质量块的一侧比另一侧表面积大，较大表面积的一侧为换能器辐射面，从而形成喇叭口桩声场分布。


5.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海萌，王玉光，卢幼然，马家驹，郭丽娅，汤晓明，
申请(专利权)人：首都医科大学附属北京中医医院，
类型：新型
国别省市：北京;11