CN112546378B - 一种拟合喉镜的插管塑性方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及气管导管技术领域，目的是提供一种拟合可视喉镜的插管塑性方法，对于可视喉镜引导下气管导管塑形主要关注点在塑型角度和位置，对于可视喉镜引导下插管，无论是导管塑形的位置还是弯折的弧度都会影响导管的成功置入，但是目前的文献并没有给出最佳弯折位置，通过本发明可以针对具体不同形状的圆弧形可视喉镜，进行高效又准确的塑性，具体为以弧形镜片为圆弧，将待拟合的气管导管与弧形镜片拟合后计算弯折点和弯折角度，得到与喉镜的弧形镜片高拟合度的气管导管。

Description

一种拟合喉镜的插管塑性方法

技术领域

本发明涉及气管导管插管技术领域，具体涉及一种拟合喉镜的插管塑性方法。

背景技术

气道管理一直以来都是是麻醉管理中的重点、难点。可视喉镜将声门结构影像化，通过视频上的图像显露声门及引导插管，不再需要口、咽、喉轴线重叠也不再需要用力上提喉镜就能很好的暴露声门，不仅解决了困难气道难题，对于常规气道也能减轻插管相关损伤。然而，正因为可视喉镜不像直接喉镜那样需要口、咽、喉轴线重叠，可视喉镜镜片形状更加弯曲，使得可视喉镜暴露声门容易但引导气管导管尖端进入声门困难，这一问题一直困扰者麻醉医生，特别是初学者。更加弯曲的镜片也使得可视喉镜引导气管插管更加依赖气管导管塑性的形状。

临床常用的气管导管塑性方式是使用塑形管芯芯***气管导管管腔内在气管导管的某一位置进行一次弯折塑性成“曲棍球球棍”形状。无论是气管导管弯折的位置还是弯折的角度都会影响导管的成功置入。目前的研究只探究了最佳的塑性角度，缺乏对于最佳弯折的位置的报道。不同厂家的可视喉镜镜片的形状各不相同，同一厂家针对不同年龄的不同型号的可视喉镜镜片也存在差异。目前的研究报道的最佳塑性角度主要是针对可视喉镜，缺乏适用于对不同形状可视喉镜的塑形方法。

因此为解决可视喉镜引导插管的气管导管塑形问题，需要一种针对不同形状参数的可视喉镜镜片的气管导管塑性方法，能够指导麻醉医生针对不同的可视喉镜镜片形状找到气管导管最佳的弯折位置和弯折角度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种拟合喉镜的插管塑性方法，通过数学建模得到一套完整的弯折气管导管的计算方法，使得喉镜与气管导管高度匹配，大大提高插管时的准确率。

通过以下技术方案来实现的：一种拟合喉镜的插管塑性方法，可视喉镜检查时通过喉镜的弧形镜片形状匹配气管导管的形状，喉镜包括有显示器、主体和弧形镜片，所述主体通过连接部与弧形镜片连接，所述气管导管内部还放置有塑形管芯，包含下列步骤：

步骤1：选取待匹配的喉镜和待拟合的气管导管，其中，获取弧形镜片的圆心角弧度数θ，单位为度，执行步骤2；

步骤2：将待拟合的气管导管的塑形管与弧形镜片拟合后计算弯折点和弯折角度，以弧形镜片为圆弧，获取弯折点与连接部之间的圆心角弧度数α，单位为度，弧形镜片的半径为 R，执行步骤3；

步骤3：当弯折角为(π-θ/2)时，弯折点与气管导管末端的距离为2Rsin(θ/2)时，得到与喉镜镜片拟合度最高的气管导管形状。

优选的，所述步骤2中拟合方法为一次弯折，具体为将气管导管的末端与待匹配的弧形镜片末端重合后，通过计算确定弯折点和弯折角度，弯折塑形管芯得到相应弯折的所述气管导管。

优选的，所述步骤3还包括有，将弧形镜片放入病人口中，使得弧形镜片的末端对准声门，将弯折后的气管导管沿着喉镜镜片放入，通过观察显示器移动气管导管，使得气管导管的伸入端与弧形镜片末端重合，取出塑形管芯，完成气管导管的伸入。

优选的，拟合度最高的弯折点和弯折角度的计算过程如下：

S1＝π*R²*(θ/360)

S2＝(1/2)*R²*(sinα+sin(θ-α))

S＝S1-S2＝π*R²*(θ/360)-(1/2)*R²*(sinα+sin(θ-α))

dS/dα＝-(1/2)*R²(cosα-cos(θ-α))

式中，以弧形镜片为圆弧，得到圆心为点E，弧形镜片的一端为点C，另一端的连接部为点A，弯折点为点B，圆形E的半径为R,R＝EC＝EA，半径为厘米，点B在圆形E上，S1为扇形AEC的面积，S2为四边形ABCE的面积,cos(x)在[0,π]为递减函数，并且0＜α<θ≤π，

当α<θ-α(α<θ/2),dS/dα<0，S随α增加而减少，

当α＝θ-α(α＝θ/2),dS/dα＝0，

当α>θ-α(α>θ/2),dS/dα>0,S随α增加而增加，

所以a＝θ/2,S达到最小,角ABC为(π-θ/2)，BC长度为2Rsin(θ/2)。

优选的，所述弧形镜片的末端还设置有信号发射装置，所述气管导管末端还设置有信号接收端，显示器内的处理器还设置有距离标准阈值区间，塑性后的气管导管在进行插管时的具体步骤包括：

步骤51：喉镜放入病人口咽中后，将塑形管芯折弯后的气管导管进行***，执行步骤52；

步骤52：所述气管导管的末端沿着喉镜的弧形镜片放入，弧形镜片上的镜头将捕捉的喉部画面发送至显示器上进行显示，通过显示器观察气管导管的移动，执行步骤53；

步骤53:当气管导管尖端对准声门的时候取出所述塑形管芯和喉镜，继续送入气管导管，执行步骤54；

步骤54：处理器通过将接收到的信号进行处理计算得到气管导管的末端到弧形镜片末端的距离，当计算得到的距离落入距离标准阈值区间时，所述显示器上显示为正常信号，当计算得到的距离小于标准阈值区间的最小值时，所述显示器上显示为第一预警信号，当计算得到的距离大于标准阈值区间的最大值时，所述显示器上显示为第二预警信号。

优选的，当所述显示器上显示为正常信号时，停止送入气管导管。

优选的，所述标准阈值区间的最小值为6.5cm,所述标准阈值区间的最大值为13cm。

本发明的有益效果是：

(1)能够精确的计算出气管导管的塑性位置以及角度，便于后续医护人员将气管导管顺利***声门；

(2)本方法可以适用于不同形状的圆弧形喉镜，针对不同形状的圆弧形的喉镜，得出不同气管导管的弯折情况。

附图说明

图1为本发明的可视喉镜结构框图；

图2为本发明的一个实施例的结构简图；

图3为本发明的一个实施例的喉镜结构简图；

图4为本发明的一个实施例的气管导管插管时的实施图。

附图标记：1、弧形镜片；2、显示器；3、连接部。

具体实施方式

下面结合本发明的附图1～3，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“逆时针”、“顺时针”“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例：

一种拟合可视喉镜的插管塑性方法，可视喉镜检查时通过气管导管的形状匹配喉镜的弧形镜片1形状，喉镜包括有显示器2、主体和弧形镜片1，所述主体通过连接部3与弧形镜片1固定连接，所述气管导管内部还放置有塑形管芯芯，包含下列步骤：

步骤1：选取待匹配的喉镜和待拟合的气管导管，其中，获取弧形镜片1的圆心角弧度数，单位为度，执行步骤2；

步骤2：将待拟合的气管导管的塑形管与弧形镜片1拟合后计算弯折点和弯折角度，以弧形镜片1为圆弧，获取弯折点与连接部3之间的圆心角弧度数，单位为度，弧形镜片1的半径为R，执行步骤3；

步骤3：当弯折角为(π-θ/2)时，弯折点与气管导管端点的距离为2Rsin(θ/2) 时，得到与喉镜镜片拟合度最高的气管导管形状。

值得说明的是，所述步骤2中拟合方法为一次弯折，具体为将气管导管的末端与待匹配的弧形镜片1末端重合后，通过计算确定弯折点和弯折角度，弯折塑形管芯得到相应弯折的所述气管导管。

值得说明的是，所述步骤3还包括有，将弧形镜片1放入病人口中，使得弧形镜片1的末端对准声门，将弯折后的气管导管沿着喉镜镜片放入，通过观察显示器2移动气管导管，使得气管导管的伸入端与弧形镜片1末端重合，取出塑形管芯，完成气管导管的伸入，塑形管芯在实施例中为轻质可弯曲钢丝，用于支撑气管导管，避免气管导管闭合变形，塑形管芯是为了便于塑性，因为气管导管为软性胶状制品，无法独自塑性。

值得说明的是，请参照图2，拟合度最高的弯折点和弯折角度的计算过程如下： S1＝π*R²*(θ/360)

S2＝(1/2)*R²*(sinα+sin(θ-α))

S＝S1-S2＝π*R²*(θ/360)-(1/2)*R²*(sinα+sin(θ-α))

dS/dα＝-(1/2)*R²(cosα-cos(θ-α))

式中，以弧形镜片为圆弧，得到圆心为点E，弧形镜片的一端为点C，另一端的连接部为点A，弯折点为点B，圆形E的半径为R,R＝EC＝EA，半径为厘米，点B在圆形E上，S1为扇形AEC的面积，S2为四边形ABCE的面积,cos(x)在[0,π]为递减函数，并且0＜α<θ≤π，

当α<θ-α(α<θ/2),dS/dα<0，S随α增加而减少，

当α＝θ-α(α＝θ/2),dS/dα＝0，

当α>θ-α(α>θ/2),dS/dα>0,S随α增加而增加，

所以a＝θ/2,S达到最小,角ABC为(π-θ/2)，BC长度为2Rsin(θ/2)。

值得说明的是，所述弧形镜片的末端还设置有信号发射装置，所述气管导管的末端还是设置有信号接收端，本发明优选设置在气管导管的末端，另一种实施方式是设置在塑性管芯的末端，但考虑到再进入声门后还需要再伸入一段距离，故将信号接收端设置在气管导管的末端，显示器内的处理器还设置有距离标准阈值区间，塑性后的气管导管在进行插管时的具体步骤包括：

步骤51：喉镜放入病人口咽中后，将塑形管芯折弯后的气管导管进行***；

步骤52：所述气管导管的末端沿着喉镜的弧形镜片放入，弧形镜片上的镜头将捕捉的喉部画面发送至显示器上进行显示，通过显示器观察气管导管的移动；

步骤53:气管导管对准声门后，取出所述塑形管芯，继续送入气管导管。

步骤54：处理器通过将接收到的信号进行处理计算得到气管导管的末端到弧形镜片末端的距离，当计算得到的距离落入距离标准阈值区间时，所述显示器上显示为正常信号，当计算得到的距离小于标准阈值区间的最小值时，所述显示器上显示为第一预警信号，当计算得到的距离大于标准阈值区间的最大值时，所述显示器上显示为第二预警信号。

值得说明的是，所述标准阈值区间的最小值为6.5cm,所述标准阈值区间的最大值为 13cm，本实施例中所选用的信号发射端和接收端均是现有技术中的微型超声波探测套组，且套组材质对人体无害，工作时产生的热量低，响应快，优选ZLDS10X系列中量程适合的激光位移传感器。

值得说明的是，可视喉镜引导气管插管的一般工作原理为1.仰卧位，肩下垫枕，打开口腔。2.左手持喉镜，沿舌背弯度徐徐***，至舌根处即可显露声门。右手持气管导管对准声门。拔出管芯，继续送入气管导管直至套囊完全进入声门，放置牙垫，退出喉镜。3. 检查气管导管外口有无气体随呼吸排出，或听诊两侧肺部呼吸音是否一致。确认插管无误后，再将其和牙垫一起固定。气管导管前端气囊注入空气5ml，以封闭导管和气管壁之间的空隙。

综上所述，气管导管塑性形状与喉镜匹配率低会导致降低一次成功率，增加操作次数，增加患者缺氧风险并造成软组织损伤。通过上述的拟合方法，能够得到对于不同形状的圆弧形可视喉镜镜片拟合度最佳的气管导管弯折点位置以及弯折曲度，进而帮助医护人员进行气管导管塑性，提高一次成功率，降低围术期气道不良事件发生率。

Claims (2)

1.一种拟合喉镜的插管塑性方法，通过气管导管形状匹配喉镜的弧形镜片形状，喉镜包括有显示器、主体和弧形镜片，所述主体通过连接部与弧形镜片连接，所述气管导管内部还放置有塑形管芯，其特征在于，包含下列步骤：

步骤1：选取待匹配的喉镜和待拟合的气管导管，其中，获取弧形镜片的圆心角，单位为度，执行步骤2；

步骤2：将待拟合的气管导管的塑形管芯与弧形镜片拟合后计算弯折点和弯折角度，以弧形镜片为圆弧，获取弯折点与连接部之间的圆心角，单位为度，弧形镜片的半径为R，执行步骤3；

步骤3：当弯折角为（π- θ/2）时，弯折点与气管导管端点的距离为2Rsin(θ/2)时，得到与喉镜拟合度最高的气管导管；

其中，拟合度最高的弯折点和弯折角度的计算过程如下：

S1=π*R²*( θ/360)

S2=（1/2）* R²*(sin α+ sin (θ-α))

S=S1-S2=π* R²*( θ/360) -（1/2）* R²*(sin α+ sin (θ-α))

dS/dα=-（1/2）* R² (cos α- cos (θ-α))

式中，以弧形镜片为圆弧，得到圆心为点E，弧形镜片的一端为点C，另一端的连接部为点A，弯折点为点B，圆形E的半径为R,R=EC=EA，半径为厘米，点B在圆形E上，S1为扇形AEC的面积，S2为四边形ABCE的面积，cos(x) 在[0,π] 为递减函数，并且0＜α< θ≤π，

当 α < θ-α (α <θ/2), dS/dα<0， S随α增加而减少，

当 α = θ-α（α =θ/2）, dS/dα=0，

当 α > θ-α (α> θ/2), dS/dα>0, S 随α增加而增加，

所以α=θ/2, S达到最小, 角ABC的度数为（π- θ/2），BC 长度为2Rsin(α/2)。

2.根据权利要求1所述的一种拟合喉镜的插管塑性方法，其特征在于，所述步骤2中拟合方法为一次弯折，具体为将塑形管芯的末端与待匹配的弧形镜片末端重合后，通过计算确定弯折点和弯折角度，弯折塑形管芯得到相应弯折的所述气管导管。