全自动人工气道管理仪的制作方法

本发明属于医疗器械技术领域，涉及全自动人工气道管理仪。

背景技术：

人工气道是将导管经上呼吸道置入气管或直接置入气管所建立的气体通道。人工气道是为保证气道通畅而在生理气道与空气或其他气源之间建立的有效连接，为气道的有效引流、通畅、机械通气、治疗肺部疾病提供条件。最常见的人工气道是气管插管(经口、经鼻)和气管切开。人工气道使用时往往需要人工监测气囊压力、人工以注射器注入(或抽出)气体调节压力，人工负压吸引气囊上引流管及向其内注入生理盐水进行冲洗等操作，工作强度大，且操作准确性不佳。

技术实现要素：

本发明提出全自动人工气道管理仪，解决了现有技术中人工气道使用时工作强度大，且操作准确性不佳的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

全自动人工气道管理仪，包括箱体，所述箱体上设置有操作面板、人工气道气囊接口、气囊上引流管、生理盐水供应管和气体输入/输出管，

所述人工气道气囊接口、所述气囊上引流管、所述生理盐水供应管和所述气体输入/输出管上均设置有电磁阀，

所述气囊上引流管和所述生理盐水供应管上还均设置有蠕动泵，所述气体输入/输出管上设置有气泵，

所述操作面板、所述蠕动泵、所述电磁阀和所述气泵均与设置在所述箱体内的CPU连接，

所述CPU还与电源模块和压力采集芯片均连接。

作为进一步的技术方案，所述CPU通过依次连接的光电耦合器、驱动三极管与所述电磁阀连接，

通过依次连接的光电耦合器、步进电机驱动芯片与所述蠕动泵连接，

通过光电耦合器与所述气泵连接。

作为进一步的技术方案，所述电源模块包括相互连接的第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块与所述CPU连接，所述第二电源模块与所述步进电机驱动芯片连接。

作为进一步的技术方案，所述CPU还与温度采集芯片、散热风扇均连接。

作为进一步的技术方案，所述CPU还与故障报警装置连接，所述故障报警装置与所述第一插接件输出端连接。

作为进一步的技术方案，所述光电耦合器包括四脚光电耦合器和/或八脚光电耦合器，所述四脚光电耦合器和所述八脚光电耦合器均与所述CPU连接。

作为进一步的技术方案，所述CPU还与通讯芯片、程序下载接口均连接。

作为进一步的技术方案，所述操作面板包括均设置在箱体上且均与所述CPU连接的键盘和显示屏。

作为进一步的技术方案，所述CPU还与二氧化碳浓度检测模块连接。

作为进一步的技术方案，所述CPU还与软启动模块连接。

本发明使用原理及有益效果为：

1、本发明使用时，人工气道按临床治疗需求插入患者体内，将人工气道气囊导管口接至人工气道气囊接口处，启动设备，通过操作面板对设备运行参数(人工气道气囊压力、设备正常工作温度等)进行设置，压力采集芯片对气囊压力进行实时监控，当其检测到气囊压力低于或高于正常范围时，CPU控制电磁阀和气泵工作，实现气囊补气或放气作业。气囊上引流管吸痰作业则可采用两种方式(手动和自动)进行，手动方式通过操作面板上的按钮进行控制，自动控制则通过事先设置吸引时间进行，吸引时，与气囊上引流管连接的蠕动泵负责将痰液吸出，与生理盐水供应管连接的蠕动泵负责生理生理盐水添加，实现人工气道气囊上积痰的清洗和痰液的稀释，两个蠕动泵相配合，实现了痰液的自动吸出和人工气道气囊上部位的自动清洗，无需人工进行操作，大大降低了人工气道使用时操作人员的劳动强度，设置科学合理。其中，本发明采用蠕动泵控制生理生理盐水的添加量，实现了生理盐水添加量的精准控制，进而确保了吸痰操作的顺畅性和患者的舒适性。本产品可以呼吸机结合使用，实现气体的自动供应。

人工气道使用时，如果气囊封闭不严、气囊上积痰引流等问题解决不好，容易导致感染并发症，成为呼吸机相关性肺炎(或者人工气道相关性肺炎)，加重呼吸衰竭、甚至导致治疗失败和死亡。本发明所提出全自动人工气道管理仪有效的解决了气囊封闭不严、气囊上积痰引流等问题，降低了病人的感染并发症，降低了其发生呼吸机相关性肺炎(或者人工气道相关性肺炎)的风险，符合医学使用的要求。

光电耦合器的设置有效确保了不同电器件之间信号传输的稳定性和较强的抗干扰能力，保证了设备的正常使用。驱动三极管的设置则确保了设备运行电流的稳定性，保证了设备的正常运行。步进电机驱动芯片的设置实现了蠕动泵的精准控制，保证了吸痰过程中生理盐水的精准添加，确保了患者的舒适性。CPU和步进电机驱动芯片采用两个电源模块，有效降低了设备使用过程中发生死机的风险，保证了设备的正常使用。

2、本发明还在设备上加设了用于测试设备内温度的温度采集芯片，当其检测到设备温度过高时，CPU控制散热风扇进行工作，实现设备的降温操作。这一设置有效确保了设备始终处于正常工作温度，进而确保了设备工作性能的稳定性和其较长的使用寿命，设置科学合理。故障报警装置的设置使得设备可实现自动报警功能，便于用户及时发现设备异常并维护，这一设置进一步确保了设备使用的便捷性和安全性，符合其使用要求。

另外，故障报警装置、散热风扇和电磁阀均与同一插接件连接，插接件设置在驱动三极管与电磁阀之间，这一设置有效精简了设备的电路布局，既确保了设备内各部件的稳定精准工作，又降低了设备内零部件个数，且插接件的设置便于故障报警装置、散热风扇或电磁阀与CPU的连接或拆除，增加了设备组装或维修的便捷性。

3、本发明还在箱体上加设了通讯芯片和程序下载接口，通讯芯片的设置便于用户根据需要与设备保持通讯，控制其运行或将其运行数据导出；程序下载接口的设置便于用户根据需要对CPU内写入程序或对其内程序进行调试。这一设置进一步提高了设备使用的便捷性，增加了其适用范围的广度，符合其使用要求。二氧化碳浓度检测模块的设置实现了气囊是否漏气的智能检测，提高了设备性能的智能化程度，同时保证了设备使用的安全性，符合其使用要求。

操作面板包括均设置在箱体上且均与CPU连接的键盘和显示屏。键盘的设置便于用户对设备进行手动操作，显示屏的设置则便于用户对设备运行情况进行观察，同时显示屏还可设置为触摸屏，节约操作面板的占地面积，提高设备操作的便捷性。CPU还与软启动模块连接。软启动模块的设置有效降低了起动电压与电流，减少了起动时其对设备的冲击力，降低了对设备的损害，延长了其使用寿命。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明控制结构框线示意图；

图2为本发明中箱体的结构示意图；

图3为本发明中人工气道气囊接口的结构示意图；

图4为本发明中CPU的电路原理图；

图5为本发明中温度采集芯片的电路原理图；

图6为本发明中电源模块的电路原理图；

图7为本发明中压力采集芯片的电路原理图；

图8为本发明中光电耦合器的电路原理图；

图9为本发明中驱动三极管的电路原理图；

图10为本发明中插接件的电路原理图；

图11为本发明中软启动模块的电路原理图；

图12为本发明中时钟芯片的电路原理图；

图13为本发明中通讯芯片的电路原理图；

图中：1-箱体，2-操作面板，21-键盘，22-显示屏，3-人工气道气囊接口，4-气囊上引流管，5-生理盐水供应管，6-气体输入/输出管，7-蠕动泵，8-电磁阀，9-气泵，10-CPU，11-温度采集芯片，12-电源模块，121-第一电源模块，122-第二电源模块，13-压力采集芯片，14-光电耦合器，141-四脚光电耦合器，142-八脚光电耦合器，15-驱动三极管，16-插接件，17-步进电机驱动芯片，18-散热风扇，19-故障报警装置，20-软启动模块，23-时钟芯片，24-通讯芯片，25-程序下载接口。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～13所示，本发明提出的全自动人工气道管理仪，包括箱体1，箱体1上设置有操作面板2、人工气道气囊接口3、气囊上引流管4、生理盐水供应管5和气体输入/输出管6，

人工气道气囊接口3、气囊上引流管4、生理盐水供应管5和气体输入/输出管6上均设置有电磁阀8，

气囊上引流管4和生理盐水供应管5上还均设置有蠕动泵7，气体输入/输出管6上设置有气泵9，

操作面板2、蠕动泵7、电磁阀8和气泵9均与设置在箱体1内的CPU10连接，

CPU10还与电源模块12和压力采集芯片13均连接。

使用时，人工气道按临床治疗需求插入患者体内，将人工气道气囊导管口接至人工气道气囊接口3处，启动设备，通过操作面板2对设备运行参数(人工气道气囊压力、设备正常工作温度等)进行设置，压力采集芯片13对气囊压力进行实时监控，当其检测到气囊压力低于或高于正常范围时，CPU10控制电磁阀8和气泵9工作，实现气囊补气或放气作业。气囊上引流管4吸痰作业则可采用两种方式(手动和自动)进行，手动方式通过操作面板2上的按钮进行控制，自动控制则通过事先设置吸引时间进行，吸引时，与气囊上引流管4连接的蠕动泵7负责将痰液吸出，与生理盐水供应管5连接的蠕动泵7负责生理生理盐水添加，实现人工气道气囊上积痰的清洗和痰液的稀释，两个蠕动泵7相配合，实现了痰液的自动吸出和人工气道气囊上部位的自动清洗，无需人工进行操作，大大降低了人工气道使用时操作人员的劳动强度，设置科学合理。其中，本发明采用蠕动泵7控制生理生理盐水的添加量，实现了生理盐水添加量的精准控制，进而确保了吸痰操作的顺畅性和患者的舒适性。本产品可以呼吸机结合使用，实现气体的自动供应。

人工气道使用时，如果气囊封闭不严、气囊上积痰引流等问题解决不好，容易导致感染并发症，成为呼吸机相关性肺炎(或者人工气道相关性肺炎)，加重呼吸衰竭、甚至导致治疗失败和死亡。本发明所提出全自动人工气道管理仪有效的解决了气囊封闭不严、气囊上积痰引流等问题，降低了病人的感染并发症，降低了其发生呼吸机相关性肺炎(或者人工气道相关性肺炎)的风险，符合医学使用的要求。

进一步，CPU10通过依次连接的光电耦合器14、驱动三极管15与电磁阀8连接，

通过依次连接的光电耦合器14、步进电机驱动芯片17与蠕动泵7连接，

通过光电耦合器14与气泵9连接。

光电耦合器14的设置有效确保了不同电器件之间信号传输的稳定性和较强的抗干扰能力，保证了设备的正常使用。驱动三极管15的设置则确保了设备运行电流的稳定性，保证了设备的正常运行。步进电机驱动芯片17的设置实现了蠕动泵7的精准控制，保证了吸痰过程中生理盐水的精准添加，确保了患者的舒适性。

进一步，电源模块12包括相互连接的第一电源模块121和第二电源模块122，第一电源模块121与CPU10连接，第二电源模块122与步进电机驱动芯片17连接。

CPU10和步进电机驱动芯片17采用两个电源模块，有效降低了设备使用过程中发生死机的风险，保证了设备的正常使用。

进一步，CPU10还与温度采集芯片11、散热风扇18均连接。

本发明还在设备上加设了用于测试设备内温度的温度采集芯片11，当其检测到设备温度过高时，CPU10控制散热风扇18进行工作，实现设备的降温操作。这一设置有效确保了设备始终处于正常工作温度，进而确保了设备工作性能的稳定性和其较长的使用寿命，设置科学合理。

进一步，CPU10还与故障报警装置19连接。

故障报警装置19的设置使得设备可实现自动报警功能，便于用户及时发现设备异常并维护，这一设置进一步确保了设备使用的便捷性和安全性，符合其使用要求。

另外，故障报警装置19、散热风扇18和电磁阀8均与同一插接件16连接，插接件16设置在驱动三极管15与电磁阀8之间，这一设置有效精简了设备的电路布局，既确保了设备内各部件的稳定精准工作，又降低了设备内零部件个数，且插接件16的设置便于故障报警装置19、散热风扇18或电磁阀8与CPU10的连接或拆除，增加了设备组装或维修的便捷性。

进一步，光电耦合器14包括四脚光电耦合器141和/或八脚光电耦合器142，四脚光电耦合器141和八脚光电耦合器142均与CPU10连接。

进一步，CPU10还与通讯芯片24、程序下载接口25和时钟芯片23均连接。

本发明还在箱体1上加设了通讯芯片24和程序下载接口25，通讯芯片24的设置便于用户根据需要与设备保持通讯，控制其运行或将其运行数据导出；程序下载接口25的设置便于用户根据需要对CPU10内写入程序或对其内程序进行调试。这一设置进一步提高了设备使用的便捷性，增加了其适用范围的广度，符合其使用要求。

进一步，操作面板2包括均设置在箱体1上且均与CPU10连接的键盘21和显示屏22。

键盘21的设置便于用户对设备进行手动操作，显示屏22的设置则便于用户对设备运行情况进行观察，同时显示屏22还可设置为触摸屏，节约操作面板2的占地面积，提高设备操作的便捷性。

进一步，CPU10还与二氧化碳浓度检测模块26连接。

二氧化碳浓度检测模块26的设置实现了气囊是否漏气的智能检测，提高了设备性能的智能化程度，同时保证了设备使用的安全性，符合其使用要求。

进一步，CPU10还与软启动模块20连接。

软启动模块20的设置有效降低了起动电压与电流，减少了起动时其对设备的冲击力，降低了对设备的损害，延长了其使用寿命。

CPU10型号为C8051F120，四脚光电耦合器141型号为PC817，八脚光电耦合器142型号为TLP2530，驱动三极管15型号为TIP42C，步进电机驱动芯片17型号为STK682，温度采集芯片11型号为DS18B20，压力采集芯片13型号为MP3V5050G，程序下载接口25型号为MHDR2X5，通讯芯片24型号为MAX3232CSE，时钟芯片23型号为DS1302。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。