声控鼻咽给氧自动切换吹肺呼吸装置的制作方法

专利名称:声控鼻咽给氧自动切换吹肺呼吸装置的制作方法
本发明涉及医学工程领域，是一种特别适宜于危重病人抢救使用、具有呼吸音监听、鼻咽给氧以及能自动切换为吹肺的人工呼吸装置。
众所周知，当病人自主呼吸减弱，氧气得不到充分供应时，会迅速导致病情恶化，而一旦病人呼吸完全停止，如未及时发现进行抢救，仅五分钟左右，大脑皮质将会造成不可复原的损害。因此，如何对危重病人实行连续不断的呼吸监护，对自主呼吸减弱的病人有效地给氧，对自主呼吸停止的病人迅速通气吹肺，一直是医学工程长期探索研究的重大课题。
当今世界已发明多种呼吸监护方法和人工呼吸装置日本专利昭57-118063(1984年公开)，提供了有自主呼吸的病人使用的同步给氧装置，它利用热电偶传感器将病人的呼气有关参数转换成电讯号，进而提供与吸气时间同步的给氧，与常用的直流给氧方法相比，该装置显然节约了氧气的消耗量，对于氧气不足的急救现场，确有实用价值。但是该装置没有监听功能，并且不能用于呼吸停止的病人。
美国专利US4602644(1986年)、US4306567(1981年)和日本专利特开昭58-165823(1983年)，都提供了呼吸音监护的方法和装置，第一件专利是采集鼻孔口的呼吸音，后二件专利是将传声器置于颈部或胸部采集呼吸音，上述三者都是将呼吸音转换成电讯号，进行计数计量的监护及报警，但都不具备控制给氧，不能对停止呼吸的病人吹肺，更不涉及给氧与吹肺的自动切换功能。
英国专利GB1553171(1979年)，提供了一个从口腔插入口咽部的开放式“人工通气道”，中间放置一个导管，可以另接呼吸机进行给氧或喷射通气，它的优点是使用方法简单，而存在的问题是本身不具备监护和控制呼吸机的功能，更重要的是该通气道只能用于病人窒息的晚期，早期的患者意识尚存，经常存在咬肌痉挛、牙关紧闭，此时，该“人工通气道”很难插入，勉强插入病人也会感到很不舒服，这就限制了临床使用范围。
西德专利DE2927839(1981年)提供了一种功能较完善的呼吸机，它可以利用紧闭的呼吸面罩来收集病人的呼气量，通过呼气流量的累加与事先设定值比较，进而控制、指令，直流给氧及时自动转换成间歇正压吹肺。它存在的主要问题是呼吸面罩使用时必须与面部紧贴，清醒病人难以接受，并且面罩加压吹肺容易迫气入胃，引起腹胀、胃内容反流，有时会引起误吸等严重并发症。存在的另一问题是家属或医护人员只能监视而不能监听病人呼吸的频率和节律，更不能及时了解痰涌、舌坠等呼吸道梗阻情况。
综上可见，现有专利技术提供的呼吸监护方法和人工呼吸设备，至少不能同时具备以下功能1、通过播音监听呼吸音;2、通过置于声门外的鼻咽导管，既能同步给氧也可间歇正压吹肺;3、自主呼吸一旦完全停止，同步给氧能够自动转换为间歇正压吹肺。
本发明的主要设计任务在于针对现有技术存在的上述不足之处，提供一种利用呼吸音监护，进而控制鼻咽同步给氧和自动转换为间歇正压吹肺的人工呼吸装置，达到早期发现病情变化、及时抢救病人生命的目的。
本发明的装置由三腔鼻咽导管、呼吸音监听装置、声控自动切换装置、氧气喷射器及滴液装置五部分组成。其中三腔鼻咽导管又包括喷氧管、拾音管和湿化管。使用时，将三腔鼻咽导管从人体一侧前鼻孔插入，穿过后鼻孔，进入鼻咽部，使其开口接近并对准病人的声门。假设先从有自主呼吸的病人同步给氧开始工作，开启电路及氧气瓶阀门，调节驱动压力(1～2公斤/平方厘米)，由拾音管采集的呼吸音讯号通过声电转换放大，一路驱动扬声器进行呼吸音监听，另一路通过整形送入单片微机系统，驱动电磁阀A进行与吸气同步的给氧;如自主呼吸停止时间超过10秒，则自动关闭电磁阀A，打开电磁阀B，电磁阀B按既定程序工作(例如频率60次/分、吸呼时比1∶2)。在同等驱动压力条件(例如1公斤/平方厘米)，因电磁阀A气路系统管径细，氧气流量小(约为1升/分左右)，而电磁阀B气路系统管径粗，氧气流量大(约为10升/分左右)。电磁阀B气路系统发出的快速脉冲气流，通过喷氧管狭窄的出口，向声门喷射，该出口附近呈负压状态，使周围空气牵连而入，同时湿化管内的液体，也呈雾状喷出，从而形成湿化的混合气体进入气管，间歇正压吹张两肺。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果1、三腔鼻咽导管纤细，容易插入人体鼻咽部(不进声门)，并可调整合适位置，早期清醒病人容易忍受。技术要求不高，只要稍加指导，即使病人家属也可掌握。
2、护理人员能在工作室监听病人的呼吸频率、节律和上呼吸道通畅情况，便于及时处理，同时也为病人提供呼叫条件。
3、具有与吸气同步的给氧功能，与常规直流给氧对比，减少了氧气的消耗。
4、当病人自主呼吸频率高于或低于单片微机系统预先设定的频率值时，装置进行声光报警，提示医护人员，根据病情处理。
5、当病人停止呼吸且延续10秒钟时，不需更换导管，不必调整机器，装置可自动加大通气量，变同步给氧为间歇正压吹肺。
6、本装置供氧过程中，提供了经湿化处理的混合气，必要时还可掺入药液。
7、抢救头面部受伤的伤员，气管导管不容易插，面罩加压不可能做，此时使用本装置进行间歇正压吹肺，能取得良好的通气效果。
8、鼻咽给氧或吹肺同时，还可进行传统的气管插管，与习用方法比较操作过程更加安全。
9、由于三腔鼻咽导管的出口接近并对准人体声门喷氧(其对准方法见实施例所述)与呼吸面罩加压给氧对比，较少发生气体入胃引起腹胀反流的机会，一旦发生也容易发现、容易吸除。
10、整套设备结构简单、重量轻、携带方便、容易操作、价格便宜，特别适于家庭、厂矿、车站、码头、急救站、门诊所等场合监护抢救使用。
本发明将结合以下附图中的实施例进行详细描述图1是本发明总体结构示意方框图;
图2是三腔鼻咽导管结构示意图;
图3是三腔鼻咽导管的固定架和紧固带示意图。
本发明的总体结构主要由三腔鼻咽导管(1)、呼吸音监听装置(2)、声控自动切换装置(3)、氧气喷射器(4)以及滴液装置(10)组成。其中三腔鼻咽导管(1)由可以输氧的喷氧管(5)、可以传声的拾音管(6)和可以导液的湿化管(7)、导管固定架(8)和紧固带(9)构成。喷氧管(5)是由顺应性较小的聚氯乙烯塑料管制成，孔径1.5～2毫米;拾音管(6)是由柔软的硅胶导尿管改装而成，孔径3～5毫米，其前端(11)有便于引导插入的光滑实心膨体，紧靠前端(11)还开有二个相邻的孔口喷氧湿化口(12)和拾音口(13)。喷氧管(5)和拾音管(6)大部分并列布置，只在前部，喷氧管(5)插入拾音管(6)腔内，喷氧管(5)的开口与拾音管(6)的喷氧湿化口(12)相通。湿化管(7)最细，孔径约0.3至0.5毫米，它从拾音管(6)的后部穿入，行于拾音管(6)腔内，在前部近拾音口(13)处再度穿入喷氧管(5)，与喷氧管(5)的开口基本齐平。此处三根导管的相套关系是拾音管(6)在外层、喷氧管(5)在中间、湿化管(7)在最内。在三腔鼻咽导管(1)的适当位置，设有固定架(8)。喷氧管(5)及拾音管(6)的后部，分别穿过固定架(8)上的两个孔洞，借此可调节二管(5、6)工作部分的穿越长度。靠孔壁与管壁之间的摩擦力，来相对固定和保持二管(5、6)穿越部分所构成的弧状工作外形。喷氧管(5)和拾音管(6)分别与硬质管接头(14)和(15)套接，管接头(14)与氧气喷射器(4)出口相连，管接头(15)与呼吸音监听装置(2)的入口相连，湿化管(7)接注射针头(16)与滴液装置(10)出口相连。呼吸音监听装置(2)，由可接收病人呼吸音的声电转换放大器(18)和能播放呼吸音的扬声器(19)组成。声控自动切换装置(3)由电讯号整形器(20)、单片微机系统(21)以及按照其指令工作的声光报警(23)、驱动放大器A(25)、驱动放大器B(26)组成，并在单片微机系统(21)上置有设定的呼吸频率(22)和设定的吹肺频率及吸呼时比(2
)结构。氧气喷射器(4)由氧气瓶(30)、减压器(20)，以及能实施同步给氧的电磁阀A(27)、能间歇正压强制吹肺的电磁阀E(2
)组成。滴液装置(10)是传统的生理盐水滴液设施，由装液容器、滴定阀门、滴液观察玻璃管、橡皮管和输出针头(16)等组成。
使用前，先调整三腔鼻咽导管(1)的插入长度(即工作部分的穿越长度)，移动固定架(8)，使固定架(8)前侧到拾音管(6)前端(11)的长度约等于病人的外鼻孔至耳垂的距离。任选一侧鼻孔，轻轻将鼻咽导管插入，使前端(11)抵达鼻咽部接近声门并朝向声门，再将固定架(8)上的支承面(17)贴紧病人鼻唇之间，用紧固带(9)缚固在病人头后部，同时分别调节喷氧管(5)和拾音管(6)穿过固定架(8)上两孔的相对长度，借助喷氧管(5)和拾音管(6)插入部分的长度差异，来微摆三腔鼻咽导管(1)的前端(11)的位置(即达到所需的插入深度位置及构成所需的弧状工作外形)，以呼吸音监听装置(2)的播音声为依据，当声响最大时，说明喷氧湿化口(12)已对准声门。此时病人从声门发出的呼吸音，先后经过拾音口(13)、拾音管(6)、管接头(15)及声电转换放大器(18)，送进扬声器(19)播音，护理人员根据播放的呼吸频率、节律和通畅情况实行呼吸监护。同时声电转换放大器(18)还将电讯号经整形器(20)送至单片微机(MCS48)系统(21)，通过处理与预先设定的呼吸频率(22)范围对比，同时根据病人累计的呼吸情况，制订平均呼吸周期中的吸气及呼气时间间隔，当病人的实际呼吸频率与设定的呼吸频率(22)范围相符时，单片微机系统(21)指令驱动放大器A(25)按吸气时间间隔打开电磁阀A(27)，由氧气瓶(30)输出的氧气，经减压器(29)以一定的压力(例1公斤/厘米)，通过电磁阀A(27)和输氧导管，依次再经过管接头(14)、喷氧管(5)抵达喷氧湿化口(12)，按病人的吸气时间同步供给氧气。在病人呼气时，单片微机系统(21)指令驱动放大器A(25)按呼气时间间隔关闭电磁阀A(27)，三腔鼻咽导管(1)就停止向病人供给氧气。当病人的实际呼吸频率低于或高于设定的呼吸频率(22)范围时(即病人呼吸衰弱或短促时)，单片微机系统(21)即声光报警(23)提示护理人员重点监护，如属供氧量不足，则需人工调大减压器(29)，加大供氧压力，同时单片微机系统(21)根据实际呼吸情况，重新调整呼、吸时间间隔，指令同步供氧。当病人自主呼吸一旦完全停止并且延续10秒时，单片微机系统(21)会自动停止向驱动放大器A(25)发出信号，关闭电磁阀A，同时发信号给驱动放大器B(26)控制电磁阀B(2
)，按设定的吹肺频率及吸、呼时比(24)启闭电磁阀B(28)，将大流量的脉冲氧气通过管接头(14)，喷氧管(5)并牵带周围空气及湿化管(7)内的液体，混合喷进声门，将两肺吹涨。
当送来的病人已经停止呼吸，可参照上述方法插入三腔鼻咽导管(1)进入鼻咽部，按设定吹肺频率及吸呼时比(24)直接施行间歇正压喷射氧气强制吹肺，此时需护理人员视诊病人的胸廓起伏和口唇色泽变化，听诊病人的呼吸声，并结合血气分析来判断和调整喷氧湿化口(12)的正确位置，配合压迫病人颈部环状软骨防止气体入胃、防止胃内容反流误吸。必要时可调节减压器(29)，获得适当的喷氧流量。
在制造拾音管(6)时，可在其前端(11)实心膨体内嵌入一小块高磁性强度的永久磁铁，并使磁铁的某一个磁极(例N极)置于喷氧湿化口(5)的同侧。利用人体的气管在前、食管在后及人体声门在喉结部位的特征，在三腔鼻咽导管(1)从鼻孔插至咽喉的同时，将另一磁铁的异性磁极(例S极)贴在病人喉结前方上下移动，借助这个方法来引导三腔鼻咽管(1)的喷氧湿化口(12)进入正确位置并对准声门，避免发生前端(11)误入食管的错误。
图4是三腔鼻咽导管(1)的另一种结构形式示意图，该结构大部分采取套管形式，拾音管(6′)内套有喷氧管(5′)，喷氧管(5′)内又套有湿化管(7′)。视图A表示各管(5′、6′、7′)开口端的A向视图。在前端(11′)，拾音管(6′)内壁与喷氧管(5′)的外壁有一部分相粘连(31)，喷氧管(5′)内壁与湿化管(7′)的外壁也有一部分相粘连(32)，如果三腔鼻咽导管(1)进入鼻咽部后，通过在固定架(8)两孔上略为抽动或转动喷氧管(5′)及拾音管(6′)，也可微摆前端(11′)开口的位置，使喷氧湿化口(12′)和拾音口(13′)对准病人声门。
图5是三腔鼻咽导管(1)前部的又一种结构形式的示意图。为了适应鼻咽道细小的幼儿等特殊病人，可以将仅含有湿化管(7″)的喷氧管(5″)插进鼻咽部，使喷氧湿化口(12″)对准声门。此时的拾音管(6″)的前端开口(33)可在喷氧管(5″)的外壁滑移，管上的拾音口(13″)能置于病人鼻孔至鼻咽部之间的任何位置。
当临床上已对病人实行传统的气管导管(或气管切开套管、口咽通气道、鼻咽通气道等)抢救措施时，如将本发明的三腔鼻咽导管(1)插进上述管(道)内，同样也可实现本发明的上述各种功能。
权利要求
1.一种声控鼻咽给氧自动切换吹肺的呼吸装置，由呼吸参数采集转换构件、同步供氧构件、控制辅助给氧自动切换成间歇正压吹肺构件等组成，其特征在于有可以输氧的喷氧管(5)、可以传声的拾音管(6)和可以导液的湿化管(7)构成的三腔鼻咽导管(1)，有接收病人呼吸音的声电转换放大器(18)和扬声器(19)构成的呼吸音监听装置(2)，以及在单片微机系统(21)上有设定的呼吸频率(22)和设定的吹肺频率及吸呼时比(24)结构。
2.根据权利要求
1的装置，其特征在于湿化管(7、7′、7″)的开口部分穿进喷氧管(5、5′、5″)，与喷氧管(5、5′、5″)的开口基本齐平。
3.根据权利要求
1和2的装置，其特征在于有滴液装置(10)。
4.根据权利要求
1的装置，其特征在于拾音管(6、6′)上有与喷氧湿化口(12、12′)相邻的拾音口(13、13′)。
5.根据权利要求
1的装置，其特征在于拾音管(6″)上有置于病人鼻孔至鼻咽部间任意位置上的拾音口(13″)。
6.根据权利要求
1和4的装置，其特征在于有固定架(8)，喷氧管(5、5′)和拾音管(6、6′)可分别穿过固定架(8)上的两个孔洞。
7.根据权利要求
1的装置，其特征在于拾音管(6)前端(11)实心膨体内嵌入一块永久磁铁。
专利摘要
声控鼻咽给氧自动切换吹肺的呼吸装置，主要由三腔鼻咽导管(1)、呼吸音监听装置(2)、声控自动切换装置(3)、氧气喷射器(4)等组成。使用时，只需将三腔鼻咽导管(1)置于病人鼻咽腔，即可监听呼吸频率、节律和呼吸道畅通情况，对有自主呼吸病人可同步给氧，呼吸一旦停止，即自动加大通氧量切换成间歇正压强制吹肺，在供氧过程中气体经湿化处理。该装置结构简单，操作方便，特别适用于家庭、厂矿、急救站等地危重病人的呼吸监护和抢救。
文档编号A61M16/00GK87106097SQ87106097
公开日1988年4月27日 申请日期1987年8月31日
发明者曹勇, 华永坚, 余才举 申请人:江西医学院第一附属医院