一种智能吸痰装置的制造方法
【专利摘要】一种智能吸痰装置，包括吸痰检测报警装置、吸痰动作操作臂、中心控制器、吸痰管清洁更换箱、痰液吸引收集装置和吸痰管，吸痰检测报警装置用于检测判断是否需要吸痰，吸痰动作操作臂夹持抽送吸痰管，其配置有用于检测送管阻力的压力感应器；吸痰管清洁更换箱中分区放置清洁吸痰管和废弃吸痰管，痰液吸引收集装置中有痰液收集瓶，并配置有红外线检测器，对吸出痰液进行分析，中心控制器接收各种检测信号，并控制吸痰管前推、后退、旋转等动作，控制负压泵的启停，本发明能有效实现吸痰操作，吸痰部位不仅局限于人工气道前段，能有效实现深部吸痰，并有效避免患者痰液与吸痰设备相互污染，增加感染风险的情况，减少吸痰操作对患者呼吸道粘膜的损伤。
【专利说明】
一种智能吸痰装置
技术领域
[0001]本发明属医疗器械技术领域，特别涉及一种智能吸痰装置。
【背景技术】
[0002]呼吸系统的自我防御机制有赖于气管及支气管粘膜上的纤毛柱状上皮和分泌粘液的杯状细胞构，纤毛细胞有节律的自内向外运动带动沉积在黏膜上的微粒随粘液一起排出到喉部，当粘液堆积成痰，再经咳嗽反射，排出体外。仅有在黏液纤毛运输功能正常情况下，才能将远端气道的分泌物运送到较大的气道，然后经过咳嗽反射将其清除。但对于建立了人工气道如气管插管或气管套管的患者，人工气道一方面保证了气道的通畅、挽救了危重患者的性命，但另一方面严重损害了呼吸系统自有的纤毛-粘液防御机制，增加了细菌定置与呼吸机相关肺炎的发生。对于开放人工气道的患者需要借助外界吸引来避免痰液堆积造成的危害。
[0003]现有的吸痰操作是由护士实施完成，护士在评估患者的吸痰指针，确定患者需要吸痰后，于气道内送吸痰管，遇阻力退管I厘米，开启负压旋转退管吸引痰液。但对于携带人工气道的病人，每天反复多次吸痰操作，占据护士大量的工作时间，增加护士工作强度。且护士与护士之间，尤其是不同年资的护士之间，操作与技术存在差异，对于吸痰操作有习得与练习的过程。且吸痰是一项侵入性操作，不当的操作易对患者造成损伤。因此，急需设计一种可替代护士吸痰操作，减轻护士工作强度且操作精准减少患者并发症的吸痰器械。
[0004]中国专利CN 104703646 A和CN 103330981 A所公开的吸痰装置，其吸痰管固定于人工气道下部，开口于人工气道前段位置，无法移动，仅能吸引人工气道前段的痰液，不能实现吸痰操作的完整替代。且缺少对吸痰管路清洁的设计，增加了呼吸道感染的风险。并且以上专利开启负压方式为定时吸引或根据气道压力判断是否需要吸痰，不符合现有指南中提出的按患者需要吸痰的要求，气道压力仅为吸痰指证的一条，并不能合理的提示吸痰需求。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种智能吸痰装置，从医学角度审视吸痰过程，提取各项参数、深度指标，吸痰效果好、质量高、控制精准、实施安全、同质化高。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是:
[0007]—种智能吸痰装置，包括吸痰检测报警装置1、吸痰动作操作臂2、中心控制器3、吸痰管清洁更换箱4、痰液吸引收集装置5和吸痰管，其中:
[0008]所述吸痰检测报警装置I包括数据处理器6，通过信号线三9与探测感应器连接，所述探测感应器包括利用视觉检测气道内分泌物的摄像头和利用听觉检测痰鸣音的音频探头;
[0009]所述吸痰动作操作臂2包括多自由度的机械手，机械手连接舵机，机械手夹持吸痰管，在机械手的前端设置有用于检测送管阻力的压力感应器13;
[0010]所述吸痰管清洁更换箱4中分区放置清洁吸痰管和废弃吸痰管，吸痰管清洁更换箱4中设置盛放有灭菌注射用水的吸痰管润滑冲洗盒14，吸痰管润滑冲洗盒14的上方设置有消毒喷嘴16;
[0011]所述痰液吸引收集装置5中有痰液收集瓶17，痰液收集瓶17通过负压栗与吸痰管连接，并在瓶口设置有红外线检测器18;
[0012]所述中心控制器3连接所述数据处理器6、压力感应器13和红外线检测器18的数据输出端，并向机械手的舵机输出控制信号控制其前推、后退、旋转以及启停动作，向负压栗输出控制信号控制其启停。
[0013]所述探测感应器中，利用声音监测痰鸣音，并利用视觉监测气管内可见痰液，当出现鸣音且发现可见痰液时，触发吸痰操作。
[0014]所述音频探头为音调传感器，检测患者气管的音调值，所述探测感应器还包括红外光源与感光芯片，通过红外光源与感光芯片配合测试患者气管内透光度的变化，当出现患者气管内音调增高同时透光度减弱，且变化幅度超过基础值的10 %时，触发报警并开启吸痰操作。
[0015]所述数据处理器6通过信号线一 7与生命监护仪连接，通过信号线二 8与呼吸机连接，当呼吸机流量容积环呈锯齿状波形、呼吸机容量模式下吸气峰压增加、压力模式吸气潮气量降低、血氧饱和度下降情况则发出警报，触发吸痰操作。
[0016]所述机械手为4自由度。
[0017]当吸痰管经过吸痰管润滑冲洗盒14时，开启负压栗，实现吸痰管的润滑与内部清洗，所述消毒喷嘴16连接有红外线感应开关15，当机械手经过时，触发红外线感应开关15启动消毒喷嘴16，向吸痰管的外部及机械手喷射消毒液
[0018]所述痰液吸弓I收集装置5设置在吸痰管清洁更换箱4的一侧。
[0019]所述红外线检测器18对吸引出的痰液进行监测，一旦监测出红色血性痰液立即报警，停止负压栗的工作。
[0020]所述中心控制器3内置预设吸痰动作程序，控制所述吸痰动作操作臂2的送管速度为5?7cm/s，当压力感应器13检测到送管时遇到的阻力达到预设值之后，中心控制器3向舵机输出控制信号，控制机械手将吸痰管旋转90°后再次推送，若阻力仍大于预设值，则开启负压栗开始吸痰，并以7?12cm/s的速度退管，退管过程中，以90°旋转方式退管。
[0021]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0022]1.吸痰检测报警装置根据最新国内外成人呼吸道内分泌物吸引指南中提出的吸痰指标，综合检测湿罗音、气道内分泌物、吸气峰压、潮气量、血氧饱和度、呼吸机锯齿样波形、咳嗽反射多项指标，综合预警，及时有效地实现吸痰操作，吸痰质量高效果好。
[0023]2.吸痰操作机械臂与中心控制器，参数设置精确基于临床实际实践操作，能有效实现吸痰操作。由机械手臂夹送吸痰管，而非吸痰管路固定于人工气道下的设计，吸痰部位不仅局限于人工气道前段，能有效实现深部吸痰。
[0024]3.吸痰管清洁更换箱，备用吸痰管更换箱及吸痰管与吸痰机械臂喷嘴清洁消毒设计能有效避免患者痰液与吸痰设备相互污染，增加感染风险的情况。
[0025]4.痰液吸引收集装置瓶口设有红外线监测器对吸引出的痰液进行监测，一旦监测出红色血性痰液立即报警，吸引负压停止。减少吸痰操作对患者呼吸道粘膜的损伤。
【附图说明】
[0026]图1为本发明吸痰系统的结构示意图。
[0027]图2为本发明的吸痰检测报警装置的结构示意图。
[0028]图3为本发明的吸痰操作机械臂的结构示意图。
[0029]图4为本发明的吸痰管清洁更换箱的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0031]如图1所示，一种智能吸痰装置，包括吸痰检测报警装置1、吸痰动作操作臂2、中心控制器3、吸痰管清洁更换箱4、痰液吸弓I收集装置5和吸痰管。其中:
[0032]吸痰检测报警装置I根据最新国内外成人呼吸道内分泌物吸引指南中提出的吸痰指标，综合检测湿罗音、气道内分泌物、吸气峰压、潮气量、血氧饱和度、呼吸机锯齿样波形、咳嗽反射多项指标，综合预警。当一项指标达到预设值即发出吸痰预警。其包括数据处理器6，数据处理器6通过信号线三9与探测感应器连接，探测感应器位于人工气道内，包括音调传感器检测患者气管的音调值，通过红外光源与感光芯片配合测试患者气管内透光度的变化，当出现患者气管内音调增高同时透光度减弱，且变化幅度超过基础值的10 %时触发报警装置开启；
[0033]同时，数据处理器6还通过信号线一7与生命监护仪连接，通过信号线二 8与呼吸机连接，当呼吸机流量容积环呈锯齿状波形、呼吸机容量模式下吸气峰压增加、压力模式吸气潮气量降低、血氧饱和度下降情况则发出警报，触发吸痰操作。
[0034]吸痰检测报警装置I前侧面上有触屏显示板10，可现实报警项目和数值、并调节设置各项参数指标，并有开关按键11与静音开关12。
[0035]吸痰动作操作臂2包括4自由度的机械手，机械手连接舵机，机械手夹持吸痰管，高度仿真实施模拟护士吸痰操作，实施自动送入吸痰管及送出吸痰管的动作。在机械手的前端设置有用于检测送管阻力的压力感应器13;当送入吸痰管时感应到阻力，即旋转回退避免对患者的损伤，其各种指令信号由中央控制器3发送。
[0036]吸痰管清洁更换箱4用于满足开放式吸痰管一用一换及使用前后需冲洗的要求，箱内前端用于放置清洁吸痰管，后端放置废弃吸痰管。箱中设置盛放有灭菌注射用水的吸痰管润滑冲洗盒14，当吸痰管前段经过吸痰管润滑冲洗盒14时，开启负压栗实现吸痰管的润滑与内部清洗。吸痰管润滑冲洗盒14的上方设置有消毒喷嘴16，消毒喷嘴16连接有红外线感应开关15，当机械手经过时，触发红外线感应开关15启动消毒喷嘴16，向吸痰管的外部及机械手喷射消毒液，实现吸痰管及机械手的消毒。
[0037]痰液吸引收集装置5与吸痰管清洁更换箱4相连接，实现吸痰管的自更换。
[0038]痰液吸引收集装置5中有痰液收集瓶17，痰液收集瓶17通过负压栗与吸痰管连接并在瓶口设置有红外线检测器18;在负压栗的工作下将痰液吸引至痰液收集瓶17中，红外线检测器18对吸引出的痰液进行监测，一旦监测出红色血性痰液立即报警，吸引负压停止。
[0039]中心控制器3连接所述数据处理器6、压力感应器13和红外线检测器19的数据输出端，并向机械手的舵机输出控制信号控制其前推、后退、旋转以及启停动作，向负压栗输出控制信号控制其启停，具体地，中心控制器3内置预设吸痰动作程序，吸痰管进出速度根据临床收集到的实际操作速度，进管速度控制在5?7cm/s之间，
[0040]当压力感应器13检测到送管时遇到的阻力达到预设值之后，中心控制器3向舵机输出控制信号，控制机械手将吸痰管旋转90°后再次推送，若阻力仍大于预设值，则开启负压栗开始吸痰，并以7?12cm/s的速度旋转退管，以实现人工吸痰操作的完全仿真模拟。[0041 ]中心控制器3外接控制调节板，综合控制吸痰动作实施。实现多种控制模式，全自动模式:根据吸痰需求预警装置提醒，全自动自行吸引痰液模式。半自动模式:护理人员根据报警提醒后评估患者情况，判断是否需要吸痰，确定患者需要吸痰后开启吸痰装置开关，进行吸引。控制板可精确调节负压吸引器负压。
[0042]本发明的具体工作过程:
[0043]当吸痰检测报警装置I检测到患者的吸痰需求后，发出警报，自动启动或医护人员判断后启动，吸痰动作操作臂2夹取吸痰管清洁更换箱中干净吸痰管，经过吸痰管润滑冲洗盒14开启负压试吸引灭菌注射用水ls，经过消毒喷嘴16的红外线感应开关区域，进行清洁消毒。吸痰动作操作臂2推送吸痰管至患者人工气道内，以5?7cm/s速度夹送吸痰管，当感受到送管阻力后稍微回退，再以90°的角度，旋转推送吸痰管。再次遇到阻力时，开启负压吸痰，以90°角度回退吸痰管。退出人工气道后，经过废弃吸痰管箱的消毒喷嘴16的红外线感应开关区域，冲洗吸痰管后丢开废弃吸痰管，负压吸引管与清洁吸痰管相连接。
【主权项】
1.一种智能吸痰装置，其特征在于，包括吸痰检测报警装置(I)、吸痰动作操作臂(2)、中心控制器(3)、吸痰管清洁更换箱(4)、痰液吸引收集装置(5)和吸痰管，其中: 所述吸痰检测报警装置(I)包括数据处理器(6)，数据处理器(6)通过信号线三(9)与探测感应器连接，所述探测感应器包括利用视觉检测气道内分泌物的摄像头和利用听觉检测疲鸣首的首频探头； 所述吸痰动作操作臂(2)包括多自由度的机械手，机械手连接舵机，机械手夹持吸痰管，在机械手的前端设置有用于检测送管阻力的压力感应器(13); 所述吸痰管清洁更换箱(4)中分区放置清洁吸痰管和废弃吸痰管，吸痰管清洁更换箱(4)中设置盛放有灭菌注射用水的吸痰管润滑冲洗盒(14)，吸痰管润滑冲洗盒(14)的上方设置有消毒喷嘴(16); 所述痰液吸引收集装置(5)中有痰液收集瓶(17)，痰液收集瓶(17)通过负压栗与吸痰管连接并在瓶口设置有红外线检测器(18); 所述中心控制器(3)连接所述数据处理器(6)、压力感应器(13)和红外线检测器(18)的数据输出端，并向机械手的舵机输出控制信号控制其夹取、前推、后退、旋转以及启停动作，向负压栗输出控制信号控制其启停。2.根据权利要求1所述智能吸痰装置，其特征在于，所述探测感应器中，利用声音监测痰鸣音，并利用视觉监测气管内可见痰液，当出现鸣音且发现可见痰液时，触发吸痰操作。3.根据权利要求1所述智能吸痰装置，其特征在于，所述音频探头为音调传感器，检测患者气管的音调值，所述探测感应器还包括红外光源与感光芯片，通过红外光源与感光芯片配合测试患者气管内透光度的变化，当出现患者气管内音调增高同时透光度减弱，且变化幅度超过基础值的1 %时，触发报警并开启吸痰操作。4.根据权利要求1所述智能吸痰装置，其特征在于，所述数据处理器(6)通过信号线一(7)与生命监护仪连接，通过信号线二 (8)与呼吸机连接，当呼吸机流量容积环呈锯齿状波形、呼吸机容量模式下吸气峰压增加、压力模式吸气潮气量降低、血氧饱和度下降情况则发出警报，触发吸痰操作。5.根据权利要求1所述智能吸痰装置，其特征在于，所述机械手为4自由度。6.根据权利要求1所述智能吸痰装置，其特征在于，当吸痰管经过吸痰管润滑冲洗盒(14)时，开启负压栗，实现吸痰管的润滑与内部清洗，所述消毒喷嘴(16)连接有红外线感应开关(15)，当机械手经过时，触发红外线感应开关(15)启动消毒喷嘴(16)，向吸痰管的外部及机械手喷射消毒液。7.根据权利要求1所述智能吸痰装置，其特征在于，所述痰液吸引收集装置(5)设置在吸痰管清洁更换箱(4)的一侧。8.根据权利要求1所述智能吸痰装置，其特征在于，所述红外线检测器(18)对吸引出的痰液进行监测，一旦监测出红色血性痰液立即报警，停止负压栗的工作。9.根据权利要求1所述智能吸痰装置，其特征在于，所述中心控制器(3)内置预设吸痰动作程序，控制所述吸痰动作操作臂(2)的送管速度为5?7cm/s，当压力感应器(13)检测到送管时、遇到的阻力达到预设值之后，中心控制器(3)向舵机输出控制信号，控制机械手将吸痰管旋转90°后再次推送，若阻力仍大于预设值，则开启负压栗开始吸痰，并以7?12cm/s的速度退管，退管过程中，以旋转方式退管。
【文档编号】A61M16/00GK106039428SQ201610322017
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】吕毅, 罗禹, 辛霞, 朱皓阳, 吴荣谦, 金玉峰, 谭文君, 薛玉龙
【申请人】西安交通大学第附属医院, 西安交通大学第一附属医院