专利名称：口腔黏膜二氧化碳分压监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种通过连续、无创监测口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)以指导失血性和脓毒症休克患者实施液体复苏的监测装置。
背景技术：
随着全球性局部战争、自然灾难和恐怖活动的逐渐增加，院前急救和连续救治技术与装备已成为危重症医学及其相关学科研究的热点。失血性休克作为多发于上述场合的症状之一，在大多数伤员/患者实施院前急救期间多呈现非控制性，因此在伤员/患者救治的“黄金时间”实施及时有效的液体复苏将具有非常重要的意义。一般临床复苏认为，对于失血性休克患者，快速恢复其血液动力学指标是首要任务。目前，血压是临床上指导液体复苏治疗应用最为广泛的生理参数。由于休克的液体复苏主要应用于现场救援和院前急救，因此临床上成熟的有创/微创血流动力学和氧代谢检测技术和复苏指标，如心脏指数(Cl)、心输出量(CO)、动脉血乳酸(ABL)、碱缺失/剩余碱(BD/BE)、胃粘膜PH值和尿输出量(NO)等，将很难用于失血性休克的复苏。组织微循环功能和脏器灌注状态被认为是评价液体复苏效果和患者预后的重要指标，其中动脉血乳酸(ABL)是国际学者强烈推荐的监测指标。然而，由于ABL的连续、无创的检测尚无法实现，很多学者试图通过寻找其它能够敏感、准确的反应微循环灌注的指标和检测方法，如呼吸末二氧化碳(PetC02)、胃黏膜二氧化碳分压(PgC02)、食道二氧化碳分压(PeC02)以及舌下二氧化碳分压(PslCC^)等。其中PetC02在低血容量下由于肺泡血流灌注减少而不能真实反映动脉血二氧化碳分压，因此无法应用于组织微循环的监测。虽然PgC02和PeC02都能够敏感地反应细胞氧合状态，但在临床应用推广上具有一定的局限性。近年来，大量的实验研究已证明1^10)2和PgC02具有较好的相关性，且已被临床证实是一种可行的无创的组织灌注检测方法。但由于长期维持位于舌下的连续检测会影响患者的呼吸、给药以及检测的准确性，因此该技术的临床应用也存在一些问题。最新文献报道， Weil等人认为口腔黏膜能够作为一个替代舌下的检测部位，通过检测口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)实现对组织灌注的连续无创检测并且与C0、ABL和BD/BE的相关性良好。相比较，PslC02在临床休克监测和指导复苏中具有更广阔的应用前景。
实用新型内容本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种口腔黏膜二氧化碳分压(PbuC02)监测装置，从而实现组织灌注的连续、无创监测，用于失血性和脓毒症休克患者休克程度的诊断分析和指导液体复苏。本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是一种口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，包括信号采集模块、放大滤波模块、A/D模块、微处理器模块、人机交互模块和电源模块。所述信号采集模块，采集口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)信号； 所述放大滤波模块，接收来自所述信号采集模块发送的口腔黏膜二氧化碳分压(PbuC02)信号，经放大、滤波后输出；所述A/D模块，接收来自所述放大滤波模块的模拟信号，转换成微处理器可进行运算处理的数字信号后输出；所述微处理器模块，接收来自所述A/D模块的数字信号，进行处理后，输出控制信号；所述人机交互模块，接收来自所述微处理器模块的控制信号，进行数值显示和声光报警；所述电源模块，连接所述放大滤波模块、A/D模块、 微处理器模块和人机交互模块，进行供电、保证其正常工作。所述信号采集模块为口腔黏膜二氧化碳分压传感器，包括支撑部件和固定在其上的C02微电极和热电偶探针；所述C02微电极采集口腔黏膜二氧化碳分压(PbuC02)信号； 所述热电偶探针采集口腔黏膜的温度信号。所述支撑部件为牙套式，所述牙套式支撑部件的一侧开有配合孔，所述配合孔内固定有所述C02微电极，所述热电偶探针固定在牙套式支撑部件配合孔处的凹槽中；所述 C02微电极和所述热电偶探针末端引出的导线均与所述放大滤波模块相连。所述支撑部件为鸭舌杆式，所述鸭舌杆式支撑部件的尾部设有与其本体垂直的手柄，所述C02微电极固定在所述鸭舌杆式支撑部件的头部上端；所述热电偶探针固定在所述鸭舌杆式支撑部件的头部顶端；所述C02微电极和所述热电偶探针的导线均从所述鸭舌杆式支撑部件的手柄下端引出，与所述放大滤波模块相连。所述人机交互模块包括显示器、指示灯、语音模块、键盘和数据传输接口。所述显示器接收来自所述微处理器模块的数据并显示；所述指示灯接收来自所述微处理器模块的信号并指示；所述语音模块，接收来自所述微处理器模块的信号，处理后输出音频信号至扬声器；所述键盘设置阈值，发送给所述微处理器模块；所述数据传输接口，在所述微处理器模块和外围设备之间传输数据。所述微处理器模块包括采样子模块、计算子模块、温度补偿子模块、比较子模块和控制子模块；所述采样子模块定时采样来自所述A/D模块的数字信号，并输送给所述计算子模块，所述计算子模块通过计算获得口腔黏膜二氧化碳分压数值后，输送给所述温度补偿子模块，所述温度补偿子模块对口腔黏膜二氧化碳分压数值进行温度补偿后，输送给所述比较子模块，所述比较子模块将经温度补偿后的口腔黏膜二氧化碳分压数值与设定阈值进行比较，所述比较子模块将比较结果输送给所述控制子模块，所述控制子模块生成控制信号，并输出给所述人机交互模块，控制所述人机交互模块进行相应的操作。本实用新型具有如下优点1)相比其它常规组织微循环和灌注指标，可以实现连续，无创地监测，从而反应失血性和脓毒症休克患者的组织二氧化碳浓度；2)信号采集模块采用电化学微电极，测量数值稳定；同时配合热电偶探针，消除了温度的影响，使得测量数值更加准确；3)信号采集模块的支撑结构有牙套式和鸭舌杆式两种结构。牙套式结构可以保证测量的同时不影响患者的进药、进食等；鸭舌杆式结构对于某些重症患者不仅能够起到固定传感器的作用，还能辅助撬开患者口腔，便于进食、进药等；4)具有阈值设定和数值显示功能，可根据监测数值做出智能判断并进行声光报 m.
θ ，5)不仅可以用于失血性和脓毒症休克患者的休克等级判断，更重要的在于能够指导其进行液体复苏。
图1为本实用新型的总体结构框图；图2为本实用新型口腔黏膜二氧化碳分压传感器第一种支撑部件的主视图；图3为图2的俯视图；图4为本实用新型C02微电极的示意图；图5为本实用新型热电偶探针的示意图；图6为本实用新型口腔黏膜二氧化碳分压传感器第二种支撑部件的主视图；图7为图6的A部俯视放大图；图8为本实用新型微处理器模块的结构框图；图9为本实用新型的工作流程图。附图标记1、C02微电极，2、配合孔，3、热电偶探针，4、鸭舌杆头部顶端，5、鸭舌杆头部上端，6、手柄，7、按钮。
具体实施方式
为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及优点，兹列举以下实例，并配合附图详细说明如下请参阅图1，一种口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，包括信号采集模块、放大滤波模块、A/D模块、微处理器模块、人机交互模块和电源模块。请参阅图2 图7，上述信号采集模块为口腔黏膜二氧化碳分压传感器，包括支撑部件和固定在其上的C02微电极和热电偶探针，其中所述C02微电极采集口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)信号；所述热电偶探针采集口腔黏膜的温度信号。针对不同病情的患者， 本实例提供了两种支撑部件，用于支撑C02微电极和热电偶探针。第一种支撑部件，请参阅图2，支撑部件为牙套式，一侧开有配合孔2，图4所示的C02微电极1固定在配合孔2上， C02微电极1与配合孔2通过螺纹连接；图5所示的热电偶探针3固定在牙套式支撑部件配合孔处的凹槽中；所述C02微电极1和所述热电偶探针2通过末端引出的导线与所述放大滤波模块相连。第二种支撑部件，请参阅图6 图7，为鸭舌杆式，所述鸭舌杆式支撑部件的尾部设有与其本体垂直的手柄6，C02微电极1固定在鸭舌杆式支撑部件头部上端5处， 使用时通过按压鸭舌杆式支撑部件尾部的按钮7使所述C02微电极头部伸出；热电偶探针 2固定在鸭舌杆式支撑部件的头部顶端4处；所述C02微电极1和所述热电偶探针2的导线均从所述鸭舌杆式支撑部件的手柄6处下端引出，与所述放大滤波模块相连。本实例通过两种形式的支撑部件将C02微电极和热电偶探针固定，使其一端与口腔粘膜接触，另一端通过导线将采集信号传输到放大滤波模块。本实例中C02微电极采用浸入式C02电极，型号MI-720，美国Microelectrodes公司生产；热电偶探针采用澳大利亚 AD Instruments公司生产的YSI400-2252型热电偶探针。上述信号采集模块采集的口腔黏膜二氧化碳分压(PbuC02)信号通过导线传输到放大滤波模块。其中上述C02微电极与专用的适配器相连，适配器的型号MV-ADPT，美国 Microelectrodes 公司生产。上述经放大滤波模块处理的信号通过导线传输到A/D模块，将模拟信号转换成微处理器模块可以进行运算处理的数字信号。请参阅图8，上述微处理器模块包括采样子模块、计算子模块、温度补偿子模块、比较子模块和控制子模块。采样子模块定时采样来自A/D模块的数字信号，并输送给计算子模块，计算子模块通过计算获得口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)数值后，输送给温度补偿子模块，温度补偿子模块对口腔黏膜二氧化碳分压数值进行温度补偿后，输送给比较子模块，比较子模块将经温度补偿后的口腔黏膜二氧化碳分压数值与设定阈值进行比较，比较子模块将比较结果输送给控制子模块，控制子模块生成控制信号，并输出给人机交互模块， 控制人机交互模块进行相应的操作。上述计算子模块计算口腔粘膜二氧化碳分压(PbuCC^)数值的公式为y = aebx(1)该公式对应于Ttl温度时对微电极的标定，其中y为二氧化碳浓度(％) ；a，b为常数；Χ为微电极的输出(mv)。上述温度补偿子模块进行温度补偿的公式为[CO2Jc= [C02]T (T-T0) K+[C02]T(2)其中[C02]c为修正之后的二氧化碳浓度(％ ) ；T为测量时的温度；K为经验修正常数；[C02]T为T温度下测量的二氧化碳浓度(％ )。上述人机交互模块接收来自微处理器模块的控制信号，进行相应的操作。本实例中，键盘用于检测开始前设定口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)阈值，发送给上述微处理器模块；显示器用于显示伤员/患者的口腔黏膜二氧化碳分压数值、休克等级和电池状态；指示灯用于实时显示通电状态、检测状态和休克状态，以指导医务人员进行相应操作；语音模块用于读取数据和严重情况报警提示；数据接口用于在所述微处理器模块和外围设备之间传输数据，当监测装置与PC机连接时，下载伤员/患者的监测数据。上述电源模块连接上述放大滤波模块、A/D模块、微处理器模块和人机交互模块进行供电，保证其正常工作。本实用新型的工作流程请参阅图9，进行口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)测量时，首先启动监测装置的开关；使用上述人机交互模块中的键盘设置阈值并输送给微处理器模块；对C02微电极进行校准；应用信号采集模块开始监测，得到的信号经过放大滤波模块和A/D模块处理后输送给微处理器模块；微处理器模块对输入的信号进行采样，计算、温度补偿后与设定阈值进行比较，判断是否超过阈值；当超过设定阈值时显示数值并触发报警，提示医务人员采取相应的操作，未超过设定阈值时显示数值并继续进行监测；监测结果进行存储。
权利要求1.一种口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，其特征在于，包括信号采集模块、放大滤波模块、A/D模块、微处理器模块、人机交互模块和电源模块，其中所述信号采集模块，采集口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)信号； 所述放大滤波模块，接收来自所述信号采集模块发送的口腔黏膜二氧化碳分压 (PbuC02)信号，经放大、滤波后输出；所述A/D模块，接收来自所述放大滤波模块的模拟信号，转换成微处理器可进行运算处理的数字信号后输出；所述微处理器模块，接收来自所述A/D模块的数字信号，进行处理后，输出控制信号； 所述人机交互模块，接收来自所述微处理器模块的控制信号，进行数值显示和声光报m.θ ，所述电源模块，连接所述放大滤波模块、A/D模块、微处理器模块和人机交互模块，进行供电、保证其正常工作。
2.根据权利要求1所述的口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，其特征是，所述信号采集模块为口腔黏膜二氧化碳分压传感器，包括支撑部件和固定在其上的C02微电极和热电偶探针；所述C02微电极采集口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCC^)信号； 所述热电偶探针采集口腔黏膜的温度信号。
3.根据权利要求2所述的口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，其特征是，所述支撑部件为牙套式，所述牙套式支撑部件的一侧开有配合孔，所述配合孔内固定有所述C02微电极， 所述热电偶探针固定在牙套式支撑部件配合孔处的凹槽中；所述C02微电极和所述热电偶探针末端引出的导线均与所述放大滤波模块相连。
4.根据权利要求2所述的口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，其特征是，所述支撑部件为鸭舌杆式，所述鸭舌杆式支撑部件的尾部设有与其本体垂直的手柄，所述C02微电极固定在所述鸭舌杆式支撑部件的头部上端；所述热电偶探针固定在所述鸭舌杆式支撑部件的头部顶端；所述C02微电极和所述热电偶探针的导线均从所述鸭舌杆式支撑部件的手柄下端引出，与所述放大滤波模块相连。
5.根据权利要求1所述的口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，其特征是，所述人机交互模块包括显示器、指示灯、语音模块、键盘和数据传输接口，其中所述显示器接收来自所述微处理器模块的数据并显示； 所述指示灯接收来自所述微处理器模块的信号并指示；所述语音模块，接收来自所述微处理器模块的信号，处理后输出音频信号至扬声器； 所述键盘设置阈值，发送给所述微处理器模块； 所述数据传输接口，在所述微处理器模块和外围设备之间传输数据。
6.根据权利要求1所述的口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，其特征是，所述微处理器模块包括采样子模块、计算子模块、温度补偿子模块、比较子模块和控制子模块；所述采样子模块定时采样来自所述A/D模块的数字信号，并输送给所述计算子模块，所述计算子模块通过计算获得口腔黏膜二氧化碳分压数值后，输送给所述温度补偿子模块，所述温度补偿子模块对口腔黏膜二氧化碳分压数值进行温度补偿后，输送给所述比较子模块，所述比较子模块将经温度补偿后的口腔黏膜二氧化碳分压数值与设定阈值进行比较，所述比较子模块将比较结果输送给所述控制子模块，所述控制子模块生成控制信号，并输出给所述人机交互模块，控制所述人机交互模块进行相应的操作。
专利摘要本实用新型公开了一种口腔黏膜二氧化碳分压监测装置，包括信号采集模块、放大滤波模块、A/D模块、微处理器模块、人机交互模块和电源模块，信号采集模块，采集口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCO2)信号；放大滤波模块接收口腔黏膜二氧化碳分压(PbuCO2)信号，经放大、滤波后输出给A/D模块，A/D模块输出信号给微处理器模块；微处理器模块处理数字信号后，输出控制信号给人机交互模块，人机交互模块进行数值显示和声光报警；电源模块连接放大滤波模块、A/D模块、微处理器模块和人机交互模块，进行供电、保证其正常工作。本实用新型能够实现组织灌注的连续、无创监测，用于失血性和脓毒症休克患者休克程度的诊断分析和指导液体复苏。
文档编号A61B5/00GK202128446SQ20112021527
公开日2012年2月1日 申请日期2011年6月23日 优先权日2011年6月23日
发明者卢恒志, 吴太虎, 张广, 赵鹏, 郑捷文, 钱绍文 申请人:中国人民解放军军事医学科学院卫生装备研究所