一种带双气道充吸泵的压力监控仪的制作方法

本实用新型涉及医用压力监测设备技术领域，尤其是一种带双气道充吸泵的压力监控仪。

背景技术：

在临床医疗中，而需要建立人工气道来维持患者正常的呼吸运动，其中一种带充气气囊的导管常被用来建立人工气道。这类带有充气气囊的导管需要对气囊进行充放气，且需对气囊内的压力进行控制。气囊压力不足会引发误吸增加患者肺炎的感染率；气囊压力过高时会导致患者毛细血管损伤的现象，因此需要对气囊压力进行监控。

现有技术中，对气囊压力进行智能化控制的装置，可通过气泵的充放气来对气囊压力进行调节，但其存在的缺点如下：

气泵的充放气通过与其连接的电磁阀完成，当传感器感应压力过高时，电磁阀打开进行放气降压，其单次放气量通过打开阀门的时间来进行控制的。然而，根据阀门开合时间控制放气量是非常不精准的，由于电磁阀质量差异，不同电磁阀的放气量在同等的时间内会有巨大的差异，该差异使得插管气囊内的压力出现骤降而远低于设定范围，此时泵需要及时给予响应来对气囊进行充气。而压力骤降在气囊与气道之间形成大缝隙，增加了患者误吸的风险，同时气囊压力在短时间之内出现较大的变化，对患者气道造成刺激而引起不适感或咳嗽等。而且，气泵会因为电磁阀放气过多而增加其工作的频次，从而减少了泵的使用寿命；

驱动气泵工作的电机为有刷电机，其成本低廉但无法做到精准的控制，有刷电机是通过单片机来控制气泵电路的断开和闭合从而控制气泵的停止与开启，且开启与闭合间隔时间较短。在该过程中，有刷电机的响应较慢，通常会有一定时间的延迟，并且在同等时间内，有刷电机转动的圈数也会不同，从而会导致气泵的每一次启动的充气量都会不同。充气量的不稳定会导致仪器在充气的过程中超出压力设置范围，从而需要电磁阀进行放气来进行调整使压力回到设置范围。过充而导致的放气同样会引起患者气道内的异物感从而导致患者气道的刺激与咳嗽。

仪器内部通常设置控制放气的为单片机、电磁阀、气泵和传感器。其中传感器为感应气囊内部压力的装置元器件，单片机为发送调整压力大小信号的控制元器件，电磁阀和气泵为充放气的执行元器件。其中任何一个元器件的损坏都造成仪器无法正常的控制气压，甚至会出现气泵无法停止工作而不停向气囊进行充气，导致气囊在患者的气道内爆开，威胁患者人身安全；

气泵的气体先与气压传感器接触然后再通过很长一段连接管路进入气囊内。在充气的过程中，气压感应器感应到的压力会持续出现很大波动直到气囊被充满后，气路内部的压力才会趋于稳定。

技术实现要素：

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种结构合理的带双气道充吸泵的压力监控仪装置，从而解决气泵的充放气量不能够被准确控制、气压传感器感应压力与气囊压力不一致增加患者误吸风险，以及元器件相互之间依赖性过高导致的设备运行不可靠等问题。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种带双气道充吸泵的压力监控仪，包括相对安装的上壳和下壳，上壳和下壳之间形成的容纳腔体内安装有电路板，电路板固定在下壳内，位于电路板一侧的下壳内安装有充吸泵，充吸泵上设有气路接口，其通过插管连接管路连接至安装在下壳一侧边缘的仪器接口，仪器接口通过管路连接至外部的插管气囊，充吸泵上设有连接外部大气的大气接口，充吸泵上连接有安装在电路板上的传感器，充吸泵内安装有驱动其工作的步进电机，电路板上安装有控制充吸泵单次充放气量的单片机，步进电机的步进驱动器与所述单片机电连接。

其进一步技术方案在于：

下壳中安装缓冲腔，所述缓冲腔内设有缓冲气囊，缓冲腔的进气口通过管路与充吸泵的气路接口连接；充吸泵通过缓冲腔的出气口上连接的管路连接所述传感器。

缓冲腔内缓冲气囊的容积与所述插管连接管路中容纳气体的体积相同。

下壳内还安装有与仪器接口相连通的安全阀，安全阀上安装有泄气口。

电路板上安装有连接外部电源的电源插座和USB接口。

下壳内安装有锂电池。

上壳内通过前面板安装有显示屏，显示屏一侧的前面板上设置有电源键和指示灯，前面板上还安装有开始键和设置键。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，通过设置由单片机控制的双气道的充吸泵，使得其单次充放气量得到控制，减少了误吸以及肺炎发生的风险，与普通气泵和电磁阀组合使用相比，避免因为电磁阀控制误差导致气泵放气量无法控制造成的插管气囊内压力骤降或远低于设定范围，避免了患者的误吸风险，大大提高了设备运行的可靠性，延长了使用寿命，减少了元器件，降低了成本。同时本实用新型还具有如下优点：

本实用新型缓冲腔内缓冲气囊的体积和插管连接管路内容积相等，在充吸泵充气的过程中，传感器感应感应压力和气囊的压力基本一致，避免了感应压力持续波动造成气路内部的压力不稳定，极大的提高了监测数据的稳定性和准确性。

本实用新型设置了安全阀，避免因单个元器件损坏造成气泵无法停止工作而导致的插管气囊因管路内部压力过高而爆裂的风险。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型下壳中各部件的安装结构示意图。

图3为本实用新型上壳的结构示意图。

其中：1、电路板；2、充吸泵；3、缓冲腔；4、安全阀；5、下壳；6、上壳；101、电源插座；102、USB接口；103、单片机；105、传感器；106、锂电池；201、大气接口；202、气路接口；203、插管连接管路；301、进气口；302、出气口；401、仪器接口；402、泄气口；601、显示屏；602、开始键；603、放气键；604、设置键；605、微增键；606、微减键；607、电源键；608、运行指示灯；609、提示指示灯；610、报警指示灯。

具体实施方式

下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的带双气道充吸泵的压力监控仪，包括相对安装的上壳6和下壳5，上壳6和下壳5之间形成的容纳腔体内安装有电路板1，电路板1固定在下壳5内，位于电路板1一侧的下壳5内安装有充吸泵2，充吸泵2上设有气路接口202，其通过插管连接管路203连接至安装在下壳5一侧边缘的仪器接口401，仪器接口401通过管路连接至外部的插管气囊，充吸泵2上设有连接外部大气的大气接口201，充吸泵2上连接有安装在电路板1 上的传感器105，充吸泵2内安装有驱动其工作的步进电机，电路板1上安装有控制充吸泵2单次充放气量的单片机103，步进电机的步进驱动器与单片机 103电连接。

下壳5中安装缓冲腔3，缓冲腔3内设有缓冲气囊，缓冲腔3的进气口301 通过管路与充吸泵2的气路接口202连接；充吸泵2通过缓冲腔3的出气口302 上连接的管路连接传感器105。

缓冲腔3内缓冲气囊的容积与插管连接管路203中容纳气体的体积相同。

下壳5内还安装有与仪器接口401相连通的安全阀4，安全阀4上安装有泄气口402。

电路板1上安装有连接外部电源的电源插座101和USB接口102。电源插座101连接外部电源给整块电路板1进行供电；USB接口102对储存在电路板1 的数据进行导出。下壳5内安装有锂电池106，可在没外接电源的情况下给仪器临时供电。

如图3所示，上壳6内通过前面板安装有显示屏601，显示屏601一侧的前面板上设置有电源键607和指示灯，前面板上还安装有开始键602和设置键 604。

本实用新型的实施过程和原理如下：

实施过程：按压电源键607后仪器正常开机，位于上壳6中央的显示屏601 显示插管气囊压力与设定压力值；按压开始键602后设备开始对插管气囊压力进行控制与监测，此时，运行指示灯608会亮起；按压设置键604后，可对设定压力进行调节，通过微增键605、微减键606微调压力。当仪器测得的插管气囊压力低于或高于设定范围时，提示指示灯609进行闪烁，同时充吸泵2对插管气囊压力进行调节。若长时间气压不在设定范围内或者仪器出现故障，报警指示灯610将会闪烁报警。

充吸泵2的工作原理：充吸泵2的步进电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电机，其转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响。当步进电机的步进驱动器接收到单片机103给的一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。因此单片机103可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确控制其转动的圈数。充吸泵2的进气与出气量与步进电机转动圈数与活塞腔大小有关，当活塞腔不变时，进出气量便只与电机的转动圈数有关。通过单片机103给的脉冲数就能非常精准的控制充吸泵2 的进出气量。同时步进电机具有瞬间启动和急速停止的优越性能，不存在有刷电机延迟的问题，使得控制进出气量非常精准；充吸泵2电机的转动方向与单片机103给予的脉冲顺序有关，改变脉冲的顺序，可以改变步进电机转动的方向，当充吸泵2正向转动时，外部气体通过大气接口201进入充吸泵2后，由气路接口202通过插管连接管路203连接至仪器接口401，并与外部患者的插管气囊连接，另一路则连通至缓冲腔3的进气口301。进入缓冲腔3的气体经出气口302与传感器105相连接，传感器105可测量缓冲腔3内气体的压强。因缓冲腔3的容积与插管连接管路203内容置气体的体积相同，充吸泵2在充盈插管气囊的同时也在充盈缓冲腔3内的缓冲气囊，因此两者在充吸泵2工作时，其内部气体压强始终相等。

缓冲腔3的工作原理：传感器105所测得到气压等同于气管插管上气囊的气压。若无缓冲腔3的存在，也可以达到充吸泵2准确控制单次充吸气量的目的，但此时传感器105所感应的气体压强为与充吸泵2的气路接口202相连接的管路内的气体压强，由于充吸泵2为脉冲式充气和管路的体积很小，在充吸泵2工作的瞬间，该段管路内部的气压会瞬间变强，然后在充吸泵2停止工作的瞬间，由于该段管路内气压高于其他段的管路气压，该段管路的气体便会转移到低气压的管路中，导致传感器105的读数会瞬间出现一个峰值然后在瞬间降下来，其出现在显示屏601上的压力波形图便会在充吸泵2在工作的瞬间出现很大的波动，该波动会严重影响医生对病人气道压力变化的判断。因此缓冲腔3的连接在充吸泵2与传感器105之间减少了气压急剧的变化使压力波形图更加的平滑。

当按下放气键603时，单片机103控制充吸泵2的电机反向转动时，管路内的气体便会从气路接口202进入充吸泵2再由大气接口201排出，从而达到降压的目的。充吸泵2的充气量与排气量与其内部的电机转动圈数是呈正比关系，且电机每转动一次的充气量与排气量也是固定的。因此可通过控制电机转动圈数来控制充气与排气的气量大小从而实现更加精准的控制。

当元器件出现故障如传感器105，有可能造成充吸泵2不停工作的情况。传感器105内部压力感应膜片破坏时，传感器105的读数会始终处于0。此时单片机103会认为压力始终没有达到设定范围便会使充吸泵2持续充气，而最后的结果就是气管插管的气囊在患者气管内炸裂。安全阀4的存在便可避免该问题。当气路内部的压力过大时，气体会将安全阀4内部的阀门顶开，多余的气体便会通过泄气口402排出从而避免了气囊因压力过高而炸裂的问题。

以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。