一种自动调节喉罩位置的装置与方法

本发明属于医疗器械，具体涉及一种自动调节喉罩位置的装置与方法。

背景技术：

1、喉罩通气道（laryngeal mask airway，lma），是置于声门上方的一种气道通气装置，气囊封闭食管和喉咽腔以维护肺通气，达到与气管插管一致的有效通气。喉罩的出现，改变了气道管理的传统概念。面罩和气管插管曾经是麻醉中标准的气道控制方法，现在喉罩已取代了这一地位，成为了全身麻醉常见的气道管理工具之一，是手术中维持患者良好通气的重要工具。

2、在应用过程中，体位变动和手术操作可造成喉罩位置的变化，进而导致通气效果的改变。喉罩置入后，虽然操作者可借助听诊、气道阻力、呼气末二氧化碳分压波形、放置胃管（双腔喉罩）等方法来判断其位置是否正确，但临床使用时，无法全程监测喉罩置入位置，且根据体位变动、手术操作、麻醉状态的不同，会导致喉罩位置的变化。例如：麻醉下，给予肌松药，喉罩置入后，位置正确，可以通气。但随着肌松药物消退，口咽部肌肉张力恢复，喉罩前端出气孔位置极有可能发生偏移。无论哪种喉罩，喉罩位置的固定对于其正常有效的使用都具有重要意义。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明旨在公开了一种自动调节喉罩位置的装置与方法，解决了由于体位变动或口咽部肌肉张力变化等因素引起喉罩位置变化，而现有方法无法对喉罩位置进行精确的自动调节的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、一方面，本发明公开了一种自动调节喉罩位置的装置，包括充放气控制装置和喉罩位置调节装置；

4、所述喉罩位置调节装置设置于喉罩本体前端密封部位的喉罩背侧，包括微控制器和多个微气囊；每个所述微气囊内均设置有姿态传感器和气压传感器；所述微控制器用于接收所述姿态传感器和气压传感器的测量值，并判断是否需要对微气囊进行充/放气；

5、进一步的，所述判断是否需要对微气囊进行充/放气，包括：

6、获取每个所述微气囊对应的姿态传感器和气压传感器的测量值，基于所述气压传感器的测量值，得到每个微气囊受到的压力值；

7、基于所述姿态传感器的测量值对对应的微气囊受到的压力值进行曲面到平面的映射变换，得到对应微气囊的映射后的受力值；

8、利用喉罩本体中的气道气体流量探测装置得到气道气体流量；基于每个所述微气囊的受力值和气道气体流量，判断是否需要对微气囊进行充/放气。

9、进一步的，基于每个所述微气囊的受力值和气道气体流量，通过下述判断过程，判断是否需要对微气囊进行充/放气：

10、判断所述气道气体流量是否正常；

11、若气道气体流量正常，且检测得到每个微气囊的受力值也正常，则重新判断所述气道气体流量是否正常，重复判断过程；若任一个微气囊的受力值不正常，则对受力值异常的微气囊进行相应的充或放气最小单位，并重新判断所述气道气体流量是否正常，重复所述判断过程；

12、若气道气体流量异常，则对多个微气囊进行相应的充/放气，对喉罩位置进行调节，包括：

13、检测每个微气囊的所述受力值是否正常；

14、若受力值均正常，则进一步判断多个所述微气囊的平均受力值是否大于预设中值，若所述平均受力值大于预设中值，则判断需要对受力值最大的微气囊放气最小单位；若所述平均受力值不大于预设中值，则判断需要对受力值最小的微气囊充气最小单位，并重新判断所述气道气体流量是否正常，重复判断过程；

15、若存在受力值异常的微气囊，则判断需要对受力值异常的所述微气囊进行充/放气操作，在达到预设中值后重新判断所述气道气体流量是否正常，重复判断过程。

16、进一步的，采用单圆锥平面映射方法对微气囊受到的压力值进行曲面到平面的映射变换，得到每个微气囊的受力值，包括：

17、基于所述喉罩本体前端密封部位的喉罩背侧曲面得到对应的球曲面；

18、基于所述球曲面，通过微处理器处理得到映射前与映射后的曲面面积差异、径向尺寸差异和弧向尺寸差异；

19、最小化曲面的总差异，得到映射单圆锥参数；所述映射单圆锥参数包括映射后单圆锥侧边长；

20、基于所述映射单圆锥参数和微气囊受到的压力值，得到每个微气囊的受力值。

21、进一步的，所述微气囊为圆柱形气囊；多个所述微气囊对称设置于所述喉罩本体前端密封部位的喉罩背侧两侧。

22、进一步的，通过下述公式，得到所述微气囊的受力值：

23、；

24、其中，为第个微气囊的受力值；为基于气压传感器的测量值得到的第个微气囊的压力值；，为气囊的个数；为球曲面半径；为映射后单圆锥侧边长；为微气囊底直径；为微气囊的高；为第个微气囊对应气压传感器得到的气压值；为标准大气压。

25、进一步的，多个所述微气囊之间互相密封，独立进行充/放气。

26、进一步的，还包括摄像头和监视器；

27、所述摄像头设置于所述喉罩本体前端密封部位，用于采集喉罩所在位置喉部图像，并通过有线或无线传输到所述监视器，用于对喉罩位置进行辅助监测。

28、另一方面，还提供一种自动调节喉罩位置的方法，包括：

29、获取每个所述微气囊对应的姿态传感器和气压传感器的测量值；其中，微气囊对称设置于所述喉罩本体前端密封部位的喉罩背侧两侧；

30、基于所述气压传感器的测量值，得到每个微气囊受到的压力值；

31、基于所述姿态传感器的测量值对对应的微气囊受到的压力值进行曲面到平面的映射变换，得到对应微气囊的映射后的受力值；

32、利用喉罩本体中的气道气体流量探测装置得到气道气体流量；基于每个所述微气囊的受力值和气道气体流量，判断是否需要对微气囊进行充/放气；

33、基于判断结果对微气囊进行充/放气，以调节所述喉罩的位置。

34、进一步的，基于每个所述微气囊的受力值和气道气体流量，通过下述判断过程，判断是否需要对微气囊进行充/放气：

35、判断所述气道气体流量是否正常；

36、若气道气体流量正常，且检测得到每个微气囊的受力值也正常，则重新判断所述气道气体流量是否正常，重复判断过程；若任一个微气囊的受力值不正常，则对受力值异常的微气囊进行相应的充或放气最小单位，并重新判断所述气道气体流量是否正常，重复所述判断过程；

37、若气道气体流量异常，则对多个微气囊进行相应的充/放气，对喉罩位置进行调节，包括：

38、检测每个微气囊的所述受力值是否正常；

39、若受力值均正常，则进一步判断多个所述微气囊的平均受力值是否大于预设中值，若所述平均受力值大于预设中值，则判断需要对受力值最大的微气囊放气最小单位；若所述平均受力值不大于预设中值，则判断需要对受力值最小的微气囊充气最小单位，并重新判断所述气道气体流量是否正常，重复判断过程；

40、若存在受力值异常的微气囊，则判断需要对受力值异常的所述微气囊进行充/放气操作，在达到预设中值后重新判断所述气道气体流量是否正常，重复判断过程。

41、本发明至少可实现以下有益效果之一：

42、1. 本发明通过设置柔性微小气囊的喉罩位置调节装置，对喉罩位置进行微调整，达到精准对位的目的，提高喉罩的位置调整精度；

43、2. 本发明的喉罩位置调节装置可适应不同型号喉罩的外观及通气压力参数，实现不改变现有喉罩结构与使用，可适用于所有类型所有尺寸的喉罩；

44、3. 通过在微气囊中设置姿态传感器和气压传感器，并通过平面映射，得到精确的微气囊的受力值，从而实现对喉罩前端位置进行精确的调节，实现自动精准定位。