公开了肺叶通气换气功能检测装置，包括病人接口子系统、中央控制和信息处理子系统、人机交互子系统及电源子系统；所述病人接口子系统能够支气管球囊导管封堵病人的靶支气管以隔离选定的肺叶，使病人吸入定量的3He/O2混合气，并能够采集病人的气道吸气压力、气道呼出气体流量、呼出气体CO2和O2组分数据，发送到所述中央控制和信息处理子系统；所述中央控制和信息处理子系统能够接收被隔离肺叶的气道压力流量及靶肺叶呼出气体的CO2和O2组分信息，对隔离肺叶的通气状况进行评估并发送到人机交互子系统显示。能够检测封堵靶肺叶呼出气流的流量和压力变化，还能够分析呼出气流组分及其变化，从而评价靶肺叶是否与临近肺叶存在旁路通气及靶肺叶气体交换能力。路通气及靶肺叶气体交换能力。路通气及靶肺叶气体交换能力。
【技术实现步骤摘要】
一种肺叶通气换气功能检测装置
[0001]相关申请
[0002]本申请要求了2021年4月22日提交的申请号为202110438231.0，名称为“一种肺叶通气换气功能检测装置”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用的方式结合在本文的申请中。
[0003]本专利技术涉及一种肺叶通气换气功能检测装置，具体地说是一种评估隔离状态/通气状态肺叶的通气换气情况的装置，以及使用该装置的方法。
技术介绍
[0004]肺叶旁路通气是指肺叶之间发生沟通的一种病理生理现象，即存在于肺泡正常气道之外的通路从而发生通气的现象。现有技术对肺旁路通气通常采用如下检测方法。
[0005]气流阻塞法：如美国专利申请公开US2003/0051733A1，其在叶支气管开口处嵌入末端有阻塞部件的导管，并且将导管与测量压力和流量的仪器连接。阻塞支气管后，无旁路通气时，球囊末端气流随时间逐渐下降至零，阻力增加；而存在旁路通气时，球囊末端能持续测到气流存在。理论上这种方法可以准确检测旁路通气是否存在，但在实际应用中，气道内分泌物对气体流量的准确测量很有影响，呼吸运动也影响气囊封闭气道的程度。因此，部分患者难以应用此方法判断旁路通气是否存在。
[0006]氙增强动态双能CT法：患者吸入氙气后，阻塞而无旁路通气的部位在薄层CT下观察氙气分布强度低，增强时间较长；阻塞又存在旁路通气的部位，则氙气增强的时间与无阻塞部位相似。这种方法需要特殊的CT设备，价格昂贵。
[0007]HRCT法：如美国专利申请公开US2003/0055331A1，其采用高分辨率的CT设备(HRCT)进行成像，由此能完整显示水平裂和叶间裂，但受分辨率限制，部分患者叶间裂显示不清，灵敏度低。
[0008]因此临床上需要一种操作简便，测量精确的检测肺旁路通气换气状况的装置及方法。
技术实现思路
[0009]本专利技术的目的在于提供一种肺叶通气换气功能检测装置，提高检测效率，改善检测效果。
[0010]本专利技术的技术方案如下。
[0011]一种肺叶通气换气功能检测装置，包括病人接口子系统、中央控制和信息处理子系统、人机交互子系统，以及电源子系统；
[0012]所述病人接口子系统能够封堵病人的靶支气管以隔离选定的肺叶，使病人吸入定量的3He与O2混合气，并能够采集病人的气道吸气压力、气道呼出气体流量、呼出气体CO2和O2组分数据，发送到所述中央控制和信息处理子系统；
[0013]所述中央控制和信息处理子系统与所述病人接口子系统和所述人机交互子系统连接，由此能够启动/停止肺叶通气换气功能检测、接收被隔离肺叶的气道压力流量及靶肺叶呼出气体的二氧化碳和氧气组分信息，对隔离肺叶的通气状况进行评估并发送到人机交互子系统显示；或者，也可以通过负压旁流体系直接评价靶肺叶支气管管口气体浓度变化。
[0014]所述人机交互子系统用于操作者输入/查询病人信息，向所述中央控制和信息处理子系统发出启动/停止肺叶通气换气功能检测指令，以及图形化显示被隔离肺叶的评估信息；
[0015]所述电源子系统与网电源连接，同时与所述病人接口子系统、中央控制和信息处理子系统、人机交互子系统电连接，从而提供工作电源。
[0016]优选地，所述病人接口子系统包括主控制器单元、通信单元、气路控制单元、流量监测单元、压力检测单元、呼吸检测单元、数据存储单元、CO2检测单元和O2检测单元。
[0017]优选地，所述主控制器单元与所述通信单元、气路控制单元、流量监测单元、压力检测单元、数据存储单元、呼吸检测单元连接；能够通过所述通信单元接收所述中央控制和信息处理子系统发来的启动/停止通气检查指令，控制气路控制单元以关闭/打开呼/吸气道，接收流量检测单元和压力检测单元的实时数据，存储到数据存储单元，以及通过通信单元将压力和流量实时数据上传到中央控制和信息处理子系统。
[0018]优选地，所述气路控制单元包括吸气阀V1、呼气阀V2；所述吸气阀V1用于关闭/打开吸气道，所述呼气阀V2用于关闭/打开呼气道。
[0019]优选地，所述中央控制和信息处理子系统能够向所述主控制器单元发送指令，从而控制所述病人接口子系统进入所选择肺叶在正常呼吸状态下的呼气流量和吸气压力数据收集阶段；
[0020]数据收集阶段期间，所述呼吸检测单元对流量传感器以一定的采样时间间隔进行采样，以及对采样后的数据进行滤波并存入流量信号数组，实时拟合得到流量曲线；当拟合流量曲线斜率大于一定阈值并在流量大于一定预设值时，判定病人有吸气或呼气动作。
[0021]优选地，在病人处于吸气相位时，吸气阀V1打开，呼气阀V2关闭，病人吸入的气体由吸气口通过吸气阀V1进入选定的肺叶；
[0022]在病人处于呼气相位时，呼气阀V2打开，吸气阀V1关闭，病人呼出的气体通过呼气阀V2并输入到串联的CO2检测单元和O2检测单元进行气体组分分析，并将分析数据上传到中央控制和信息处理子系统。
[0023]优选地，所述中央控制和信息处理子系统能够向所述主控制器单元发送指令，从而控制所述病人接口子系统进入评估工作状态，在此期间关闭吸气阀V1；
[0024]在评估工作状态期间，所述呼吸检测单元对压力传感器以一定的采样时间间隔进行采样，以及对采样后的数据进行滤波并存入压力信号数组，实时拟合得到压力曲线；
[0025]当压力曲线斜率大于一定的阈值并在压力大于一定预设值时，判定病人有呼气动作；
[0026]在呼气相开始，所述呼吸检测单元对流量传感器以一定的采样时间间隔进行采样，以及对采样后的数据进行滤波并存入流量信号数组，实时拟合得到流量曲线；
[0027]当流量曲线斜率大于一定的阈值并在流量大于一定预设值时，判定病人有吸气动作。
[0028]优选地，病人处于呼气状态时，呼气阀V2打开，病人呼出的气体通过呼气阀V2输入到串联的CO2传感器和O2传感器进行气体组分分析，并将分析数据上传到中央控制和信息处理子系统3；
[0029]病人处于吸气状态时，关闭呼气阀V2，禁止外部气体进入所选定的肺叶。中央控制系统可实现持续负压旁流，连续收集靶肺支气管开口的气体浓度水平。
[0030]优选地，所述中央控制和信息处理子系统对隔离肺叶的通气状况进行评估包括：如果呼出气中O2和CO2浓度快速下降，则判定选定的肺叶存在旁路通气。
[0031]优选地，所述中央控制和信息处理子系统还用于建立维护病人数据库，保存病人的被隔离肺叶评估信息。
[0032]本专利技术利用3He的超流体效应评估肺叶通气换气功能情况，预先应用球囊导管封堵靶支气管，然后，使受试者吸入固定容积的3He与氧气(O2)混合气，由于3He不同于4He，具有超流体效应，在几秒至十几秒内可扩散至全肺。应用球囊封堵的靶肺叶如果存在旁路通气，3He由于不被血液吸收，其可通过旁路迅速进入封堵的靶肺叶，而后呼出，使呼出气中O2和CO2浓度快速下降。本系统除了可检测球囊导管封堵靶肺叶呼出气流的流量和压力本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种肺叶通气换气功能检测装置，其特征在于，包括病人接口子系统、中央控制和信息处理子系统、人机交互子系统，以及电源子系统；所述病人接口子系统能够封堵病人的靶支气管以隔离选定的肺叶，使病人吸入定量的3He与O2混合气，并能够采集病人的气道吸气压力、气道呼出气体流量、呼出气体CO2和O2组分数据，发送到所述中央控制和信息处理子系统；所述中央控制和信息处理子系统与所述病人接口子系统和所述人机交互子系统连接，由此能够启动/停止肺叶通气换气功能检测、接收被隔离肺叶的气道压力流量及靶肺叶呼出气体的二氧化碳和氧气组分信息，对隔离肺叶的通气状况进行评估并发送到所述人机交互子系统显示；或者，也可以通过负压旁流体系直接评价靶肺叶支气管管口气体浓度变化；所述人机交互子系统用于操作者输入/查询病人信息，向所述中央控制和信息处理子系统发出启动/停止肺叶通气换气功能检测指令，以及图形化显示被隔离肺叶的评估信息；所述电源子系统与网电源连接，同时与所述病人接口子系统、中央控制和信息处理子系统、人机交互子系统电连接，从而提供工作电源。2.根据权利要求1所述的一种肺叶通气换气功能检测装置，其特征在于，所述病人接口子系统包括主控制器单元、通信单元、气路控制单元、流量监测单元、压力检测单元、呼吸检测单元、数据存储单元、CO2检测单元和O2检测单元。3.根据权利要求2所述的一种肺叶通气换气功能检测装置，其特征在于，所述主控制器单元与所述通信单元、气路控制单元、流量监测单元、压力检测单元、数据存储单元、呼吸检测单元连接；能够通过所述通信单元接收所述中央控制和信息处理子系统发来的启动/停止通气检查指令，控制所述气路控制单元以关闭/打开呼/吸气道，接收所述流量检测单元和压力检测单元的实时数据，存储到所述数据存储单元，以及通过所述通信单元将压力和流量实时数据上传到所述中央控制和信息处理子系统。4.根据权利要求3所述的一种肺叶通气换气功能检测装置，其特征在于，所述气路控制单元包括吸气阀V1、呼气阀V2；所述吸气阀V1用于关闭/打开吸气道，所述呼气阀V2用于关闭/打开呼气道。5.根据权利要求4所述的一种肺叶通气换气功能检测装置，其特征在于，所述中央控制和信息处理子系统能够向所述主控制器单元发送指令，从而控制所述病人接口子系统进入所选择肺叶在正常呼吸状态下的呼气流量和吸气压力数据收集阶段；数据收集阶段期间，所述呼吸检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯刚，杨汀，王辰，
申请(专利权)人：中日友好医院中日友好临床医学研究所，
类型：发明
国别省市：
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