CN110721352B - 胸腔引流监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种胸腔引流监测装置，包括积液腔、水封腔，以及与积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块电连接的微处理器；其中，所述积液重量检测模块位于积液腔的下方，用于称量积液的重量；所述积液腔负压检测模块安装在通过导管与所述积液腔连接的密闭容器中，用于检测所述密闭容器中的气压；所述负压产生模块通过导管与所述水封腔连接，用于形成负压环境；所述微处理器，用于根据液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块获取到的数据，评估患者的引流手术情况或术后恢复情况。本发明可以实时精准检测不同时刻的数据，方便医务人员能够准确及时地获取到患者的情况。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，具体地，涉及胸腔引流监测装置。
背景技术
胸腔引流常用于外伤性或自发性气胸、血胸、脓胸以及心胸手术后。其目的是排除胸腔内的液体和气体，恢复和保持胸腔内负压、维持纵隔的正常位置、促使术侧肺迅速膨胀、防止感染。
目前，国内外的胸腔引流装置都在不断地发展，从简单的单瓶式到双瓶(腔)式、三瓶(腔)式、四腔式以至干式等。
但是，这些胸腔引流装置一般功能单一，大多数仅仅具有引流功能，需要通过医务人员根据手术类型手动调节负压值；并且需要医务人员通过观察水中是否有气泡来判断患者的恢复情况。这种方式无法从引流开始到患者恢复阶段，全程了解患者的恢复状况并及时做出调整，具有一定的滞后性。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种胸腔引流监测装置。
根据本发明提供的一种胸腔引流监测装置，包括：积液腔、水封腔，以及与积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块电连接的微处理器；其中，
所述积液重量检测模块位于积液腔的下方，用于称量积液的重量；
所述积液腔负压检测模块安装在通过导管与所述积液腔连接的密闭容器中，用于检测所述密闭容器中的气压；
所述负压产生模块通过导管与所述水封腔连接，用于形成负压环境；
所述微处理器，用于根据积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块获取到的数据，评估患者的引流手术情况或术后恢复情况。
可选地，所述微处理器，还用于根据输入的手术类型，确定负压门限值，并向所述负压产生模块发送所述负压门限值，以使得所述负压产生模块控制所述水封腔内的负压维持在所述负压门限值。
可选地，所述微处理器，还用于：
获取积液重量检测模块上传的积液重量，并在每次引流手术前微处理器自动减去起始状态时的积液重量，得到积液增量；
通过所述积液增量、积液密度以及积液腔内负压变化，确定预设时间内的积液量、引流速度、胸腔气压；
将预设时间内积液增量和积液腔内压差转换为所述预设时间内的电子气泡数量；其中，所述电子气泡数量用于模拟水封瓶中的真实气泡数量。
可选地，还包括：与所述微处理器通信连接的存储模块，所述存储模块，用于存储不同时刻的积液量、引流速度、胸腔气压及预设时间内的电子气泡数量。
可选地，还包括：与积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块、微处理器电连接的电源模块，所述电源模块，用于向积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块、微处理器提供电能。
可选地，还包括：与所述微处理器通信连接的显示面板，所述显示面板上安装有显示模块和按键模块；其中，所述显示模块用于显示积液量、引流速度、胸腔气压及预设时间内的电子气泡数量中的任一或者任多参数。
可选地，还包括：与所述微处理器电连接的报警模块，所述报警模块用于在积液量、引流速度、胸腔气压及预设时间内的电子气泡数量出现异常时，发出警报信号。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的胸腔引流监测装置，可以在医务人员选择手术类型后自动调节负压值并保持负压稳定，并且在手术过程中可以实时精准检测不同时刻的数据，方便医务人员能够准确及时地获取到患者的情况。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的胸腔引流监测装置的原理框图；
图2为本发明提供的胸腔引流监测装置的结构示意图；
图3为本发明提供的胸腔引流监测装置的软件流程示意图；
图4为本发明提供的胸腔引流监测装置的检测流程示意图；
图5为患者第一天胸腔内气压随时间变化的示意图；
图6为患者第二天胸腔内气压随时间变化的示意图；
图7为患者第三天胸腔内气压随时间变化的示意图；
图8为患者第n天胸腔内气压随时间变化的示意图；
图9为患者引流结束后胸腔内气压随时间变化的示意图；
图10为患者从引流开始到引流结束期间各天胸腔内气压随时间变化的对比示意图。
图中：
11-积液腔，12-安全腔，13-水封腔，21-积液重量检测模块，22-积液腔负压检测模块，23-负压产生模块，31-引流管，32-积液腔负压检测连接管，33-排气管，34-负压产生模块连接管，35-负压产生模块的外壳。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供的胸腔引流监测装置的监测原理是利用患者引流时胸腔内气压的变化规律和引流后胸腔内气压的变化规律，将检测到的引流患者每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值Pn与存储模块中正常人每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值P0进行对比，通过微处理器计算出压差ΔP；通过实验建立压差值ΔP与实际气泡数n之间的函数关系，再用模拟的电子气泡来替代实际的气泡，建立压差值ΔP与电子气泡数N之间的函数关系，根据每一个呼吸周期内的电子气泡数N来判断患者的恢复情况。
具体地，通过气压检测模块检测到引流患者一个呼吸周期内胸腔内气压的最小值Pn；通过微处理器计算出引流患者每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值Pn与正常人每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值P0的压差值ΔP；其中，ΔP＝PN-P0。利用实验建立的压差值ΔP与实际气泡数n之间的函数关系，大约每1.5cmH2O至1.8cmH2O的压力产生一个气泡，此处认为1.5cmH2O的压差产生一个气泡；其中，1cmH2O＝0.1kPa；1.5cmH2O＝0.15kPa；约每0.15kPa的压差产生一个气泡。用模拟的电子气泡来替代实际的气泡，建立压差值ΔP与电子气泡数N之间的函数关系：N＝ΔP/0.15。
本发明提供的胸腔引流监测装置，包括：积液腔、水封腔，以及与积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块电连接的微处理器；其中，积液重量检测模块位于积液腔的下方，用于称量积液的重量；积液腔负压检测模块安装在通过导管与积液腔连接的密闭容器中，用于检测密闭容器中的气压；负压产生模块通过导管与水封腔连接，用于形成负压环境；微处理器，用于根据积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块获取到的数据，评估患者的引流手术情况或术后恢复情况。
本实施例中，负压检测模块安装在与积液腔通过导管连接的密闭容器中，通过检测密闭容器中的气压来确定胸腔内的气压值。
在一种可选的实施方式中，微处理器，还可以用于根据输入的手术类型，确定负压门限值，并向负压产生模块发送负压门限值，以使得负压产生模块控制水封腔内的负压维持在负压门限值。
本实施例中，负压产生模块，具有产生负压和调节负压的功能，在医务人员选择患者的手术类型后，微处理器确定负压值门限，负压产生模块开始工作使水封腔内的负压快速趋近于负压值门限并保持负压恒定。
在一种可选的实施方式中，微处理器，还用于获取积液重量检测模块上传的积液重量，并在每次引流手术前微处理器自动减去起始状态时的积液重量，得到积液增量；通过积液增量、积液密度以及积液腔内负压变化，确定预设时间内的积液量、引流速度、胸腔气压；将预设时间内积液增量和积液腔内压差转换为预设时间内的电子气泡数量；其中，电子气泡数量用于模拟水封瓶中的真实气泡数量。
本实施例中，积液重量检测模块安装在引流装置主壳体下方，每次引流手术前微处理器自动减去起始状态时主壳体的重量，从而可以检测到累计引流积液的质量，再根据积液密度计算得到积液体积。每隔60s测量一次，并计算出每个60s内积液量、体积及引流速度。
具体地，以手术阶段为例，可以通过不同时刻积液重量变化ΔG和每个呼吸周期胸腔内气压最小值Pn与人体正常呼吸胸腔内气压最小值P0的压差值ΔP判断患者在整个治疗过程中是积液、积气和积气积液三种情况中的哪一种。积液情况表现为积液重量检测模块当前所测重量大于上一时刻(即60s前)所测重量且胸腔内气压最小值Pn与人体正常呼吸胸腔内气压最小值P0的压差值ΔP为零。积气情况表现为积液重量检测模块当前所测重量等于上一时刻(即60s前)所测重量且胸腔内气压最小值Pn与人体正常呼吸胸腔内气压最小值P0的压差值ΔP大于零。积气积液情况表现为积液重量检测模块当前所测重量大于上一时刻(即60s前)所测重量且胸腔内气压最小值Pn与人体正常呼吸胸腔内气压最小值P0的压差值ΔP大于零。
在一种可选的实施方式中，还可以包括与微处理器通信连接的存储模块，存储模块，用于存储不同时刻的积液量、引流速度、胸腔气压及预设时间内的电子气泡数量。
本实施例中，存储模块具有数据存储功能，整个手术过程中不同时刻的积液量、引流速度、胸腔气压及每一个呼吸周期电子气泡产生数量存储在存储模块当中，并传输到上位机绘制各项数据曲线，便于全面了解患者整个手术过程中各项数据变化，既有利于此患者的恢复，又为与此患者类似病症的患者提供了参照的依据，有利于不断提高胸腔引流治疗的效果。
本实施例，可以在手术前由医务人员选择患者的手术类型，来确定负压值门限，并通过负压产生模块控制负压值，保持负压恒定。本实施例中的装置具有监测整个手术过程中不同时刻的积液量、引流速度、胸腔气压、累计积液量和电子气泡数，并实时显示，以及异常报警的功能；此外，还可以判断患者在整个治疗过程中处于积液、积气和积气积液三种情况中的哪一种。从而可以很好地取代原先通过观察水中气泡来粗略判断引流患者恢复情况的方法，通过电子气泡数可以很直观形象地体现引流患者每一个呼吸周期胸腔内气压与恢复正常时胸腔气压的差值，有利于监测和判断患者的恢复情况。
如图1、图2所示，包括：积液重量检测模块21、积液腔负压检测模块22、负压产生模块23、微处理器、存储模块、报警模块、电源模块、显示屏和按键。胸腔引流监测装置有积液腔11、安全腔12、水封腔13；积液腔11上部安装有引流管31，引流管31将引流液引流至积液腔11底部；积液腔负压检测模块22通过积液腔负压检测连接管32连接到积液腔11；负压产生模块23通过负压产生模块连接管34连接到水封腔13；负压产生模块23外部设有负压产生模块外壳35，减少负压产生模块23工作发出的噪声；排气管33从安全腔12上方引出，引入至水封腔13水中；安全腔12与积液腔11留有通气空间，安全腔12以防特殊情况下水封腔13中的水倒流与引流液混合；积液重量检测模块21安装在主壳体下方的位置，可以安装拆卸，便于重复使用。
如图3所示，胸腔引流监测装置在预设手术类型之后，微处理器确定负压门限值，并通过负压产生模块使水封腔内气压快速符合负压门限值并保持稳定；开始引流后，计算累计引流液质量、体积、每分钟的引流质量、体积及流速，当引流速度过快时发出报警通知医务人员，当引流液体积超过单次最大引流量时，报警提示医务人员停止引流。
如图4所示，胸腔引流监控装置通过不同时刻积液重量变化ΔG和每个呼吸周期胸腔内气压最小值Pn与人体正常呼吸胸腔内气压最小值P0的压差值ΔP判断患者在整个治疗过程中是积液、积气和积气积液三种情况中的哪一种。
具体地，积液情况表现为积液重量检测模块当前所测重量大于上一时刻(即60s前)所测重量且胸腔内气压最小值Pn与人体正常呼吸胸腔内气压最小值P0的压差值ΔP为零。积气情况表现为积液重量检测模块当前所测重量等于上一时刻(即60s前)所测重量且胸腔内气压最小值Pn与人体正常呼吸胸腔内气压最小值P0的压差值ΔP大于零。积气积液情况表现为积液重量检测模块当前所测重量大于上一时刻(即60s前)所测重量且胸腔内气压最小值Pn与人体正常呼吸胸腔内气压最小值P0的压差值ΔP大于零。
参照图5-图10，电子气泡估算方法是指在***定性的情况下，利用患者引流时胸腔内气压的变化规律和引流后胸腔内气压的变化规律，将检测到的引流患者每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值Pn与存储模块中正常人每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值P0进行对比，通过微处理器计算出压差ΔP；通过实验建立压差值ΔP与实际气泡数n之间的函数关系，再用模拟的电子气泡来替代实际的气泡，建立压差值ΔP与电子气泡数N之间的函数关系。
电子气泡估算方法的实现步骤如下：
第一步：气压检测模块检测到引流患者一个呼吸周期内胸腔内气压的最小值Pn；
第二步：微处理器计算出引流患者每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值Pn与正常人每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值P0的压差值ΔP；其中：
ΔP＝PN-P0；
第三步：利用实验建立的压差值ΔP与实际气泡数n之间的函数关系，大约每1.5cmH2O至1.8cmH2O的压力产生一个气泡，此处认为1.5cmH2O压差产生一个气泡；
1cmH2O＝0.1kPa；1.5cmH2O＝0.15kPa；约每0.15kPa的压差产生一个气泡。
第四步：用模拟的电子气泡来替代实际的气泡，建立压差值ΔP与电子气泡数N之间的函数关系：N＝ΔP/0.15
参照图5和图9，亦可参照图10，引流患者引流时胸腔内气压的最大值与引流结束后胸腔内气压的最大值几乎相等，故本发明的电子气泡估算方法不考虑胸腔气压的最大值；引流患者第一天胸腔内气压的最小值为P1，引流患者引流结束后胸腔内气压的最小值为P0，压差值ΔP＝P1-P0；每一个呼吸周期产生的电子气泡数为
同理，参照图6、图7、图8、图9和图10亦可求出当天每一个呼吸周期产生的电子气泡数，此处不再赘述。
电子气泡估算方法是一种可以很好的取代原先通过观察水中气泡来粗略判断引流患者恢复情况的方法，通过电子气泡数可以很直观形象地体现引流患者每一个呼吸周期胸腔内气压与恢复正常时胸腔气压的差值，有利于监测和判断患者的恢复情况。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (6)
1.一种胸腔引流监测装置，其特征在于，包括：积液腔、水封腔，以及与积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块电连接的微处理器；其中，
所述积液重量检测模块位于积液腔的下方，用于称量积液的重量；
所述积液腔负压检测模块安装在通过导管与所述积液腔连接的密闭容器中，用于检测所述密闭容器中的气压；
所述负压产生模块通过导管与所述水封腔连接，用于形成负压环境；
所述微处理器，用于根据积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块获取到的数据，评估患者的引流手术情况或术后恢复情况；
获取积液重量检测模块上传的积液重量，并在每次引流手术前微处理器自动减去起始状态时的积液重量，得到积液增量；
通过所述积液增量、积液密度以及积液腔内负压变化，确定预设时间内的积液量、引流速度、胸腔气压；
将预设时间内积液增量和积液腔内压差转换为所述预设时间内的电子气泡数量；将检测到的引流患者每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值Pn与存储模块中正常人每一个呼吸周期胸腔内气压的最小值P0进行对比，通过微处理器计算出压差ΔP；通过实验建立压差值ΔP与实际气泡数n之间的函数关系，再用模拟的电子气泡来替代实际的气泡，建立压差值ΔP与电子气泡数N之间的函数关系，其中，所述电子气泡数量用于模拟水封瓶中的真实气泡数量。
2.根据权利要求1所述的胸腔引流监测装置，其特征在于，所述微处理器，还用于根据输入的手术类型，确定负压门限值，并向所述负压产生模块发送所述负压门限值，以使得所述负压产生模块控制所述水封腔内的负压维持在所述负压门限值。
3.根据权利要求1所述的胸腔引流监测装置，其特征在于，还包括：与所述微处理器通信连接的存储模块，所述存储模块，用于存储不同时刻的积液量、引流速度、胸腔气压及预设时间内的电子气泡数量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的胸腔引流监测装置，其特征在于，还包括：与积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块、微处理器电连接的电源模块，所述电源模块，用于向积液重量检测模块、积液腔负压检测模块、负压产生模块、微处理器提供电能。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的胸腔引流监测装置，其特征在于，还包括：与所述微处理器通信连接的显示面板，所述显示面板上安装有显示模块和按键模块；其中，所述显示模块用于显示积液量、引流速度、胸腔气压及预设时间内的电子气泡数量中的任一或者任多参数。
6.根据权利要求1所述的胸腔引流监测装置，其特征在于，还包括：与所述微处理器电连接的报警模块，所述报警模块用于在积液量、引流速度、胸腔气压及预设时间内的电子气泡数量出现异常时，发出警报信号。
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