一种用于监测胸腔压的胃管

摘要

一种用于监测胸腔压的胃管，包括管体，管体的一端连接有主接头；所述管体具有相互独立的主腔体、第一子腔体、第二子腔体和第三子腔体，所述主接头与主腔体连通，所述主接头的外壁上固定有与第一子腔体连通的第一接头、与第二子腔体连通的第二接头；管体上套设有第一球囊和第二球囊；所述管体上设有位于第二球囊和主接头之间的监测探头；所述监测探头包括光发射元件和光电转换元件；还包括光源、注气接头、测压元件以及微处理单元，所述微处理单元与光电转换元件、光源、显示单元和测压元件分别电连接。本发明通过食道压的监测，间接实现胸腔压的监测，大幅降低了胸腔压的测量难度，而且监测过程简单易行，可大幅降低胸腔压监测成本。

权利要求

1.一种用于监测胸腔压的胃管，包括管体（1），所述管体（1）的一端连接有主接头（8）；

其特征在于，所述管体（1）具有相互独立的主腔体（20）、第一子腔体（6）、第二子腔体（7）和第三子腔体（19），所述主接头与主腔体（20）连通，所述主接头（20）的外壁上固定有与第一子腔体连通的第一接头（9）、与第二子腔体连通的第二接头（11）和与第三子腔体连通的第三接头（13），所述第一接头（9）上安装有第一阀门（10），所述第二接头（11）上安装有第二阀门（12）；

所述管体（1）上套设有与第一子腔体连通的第一球囊（2）和与第二子腔体连通的第二球囊（3），所述第二球囊（3）位于第一球囊（2）和主接头（8）之间；

所述管体上设有位于第二球囊（3）和主接头（8）之间的监测探头（4），所述监测探头（4）与第二球囊（3）的距离不超过2cm；所述监测探头包括用于发射光信号的光发射元件（401）和用于接收食道反射回的光信号并将该光信号转换为电信号的光电转换元件（402）；

还包括用于向光发射元件输入光信号的光源（22）；

用于与第一接头或第二接头连接并向相应子腔体注入气体或液体的注气接头（17）；

用于监测第一子腔体或第二子腔体内压力大小的测压元件（18），所述测压元件（18）设置于注气接头（17）内；

用于显示监测数据的显示单元（23）；以及微处理单元（21），所述微处理单元（21）与光电转换元件（402）、光源（22）、显示单元（23）和测压元件（18）分别电连接；

所述胃管的使用方法包括如下步骤：

（1）插管定位：将胃管经鼻腔向胃内插入，通过第一阀门（10）向第一球囊中注入10ml‑

20ml水或空气，并轻轻回拉胃管直至有明显阻力感时停止，使得第一球囊（2）定位于贲门口，第二球囊（3）相对应的位置位于食管中段1/3处；

（2）标定：嘱咐患者在呼气末屏住呼吸，医护人员通过注气接头（17）的母头向第二球囊（3）缓慢注气；第二球囊（3）逐步对食道壁加压，食道壁毛细血管中的血流逐步减少；位于注气接头内的测压元件（18）将压强值实时传送至微处理单元（21），监测探头（4）同步将反射光强度传送至微处理单元（21）；微处理单元（21）将收集到的压强P数据与相对应的反射光强I1数据建立数学模型，绘制工作曲线；

（3）监测：标定完成后，医护人员将第二球囊（3）的气压恢复至初始状态值，此时患者已恢复正常呼吸；

微处理单元（21）将监测探头（4）传送过来的反射光强度，通过调用工作曲线，计算分析出食道壁所受的压强，即胸腔压；

如此，标定完成后，即可实现对患者胸腔压的实时监测。

2.根据权利要求1所述的胃管，其特征在于，所述第一球囊（2）和第二球囊（3）之间的距离为5‑10cm。

3.根据权利要求1所述的胃管，其特征在于，还包括监测集成接口（15），所述光源（22）和微处理单元（21）集成于监测集成接口（15）上，所述监测集成接口（15）的接口端与显示单元（23）电连接。

4.根据权利要求3所述的胃管，其特征在于，所述光源（22）的输出端与光发射元件（401）通过第一光纤连接，所述第一光纤依次穿过第三接头、第三子腔体到达光发射元件（401）所在位置；所述微处理单元（21）与光电转换元件（402）通过第一导联线（14）连接，所述第一导联线（14）依次穿过第三接头、第三子腔体到达光电转换元件（402）所在位置。

5.根据权利要求1所述的胃管，其特征在于，所述管体（1）由透明材料制成，所述监测探头（4）封装于管体的壁内。

6.根据权利要求1‑5任一项所述的胃管，其特征在于，所述光发射元件（401）的入射方向与管体（1）横断面的夹角（θ）为10‑30°。

7.根据权利要求1‑5任一项所述的胃管，其特征在于，所述光电转换元件（402）为光电二极管。

8.根据权利要求1‑5任一项所述的胃管，其特征在于，阀门为仅可朝子腔体内打开的单向阀。

9.根据权利要求1‑5任一项所述的胃管，其特征在于，所述第一球囊（2）与管体（1）远离主接头（8）的一端的距离为10‑20cm。

10.根据权利要求1‑5任一项所述的胃管，其特征在于，所述管体（1）上设有若干与主腔体（20）连通的侧孔（5），所述若干侧孔（5）位于第一球囊（2）远离主接头（8）的一侧。

说明书

一种用于监测胸腔压的胃管

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于监测胸腔压的胃管，属于医学测量或监测器械领域。

背景技术

[0002] 无论自主呼吸还是被动通气，气体进入肺泡需同时对抗肺和胸壁的弹性回缩力。胸腔介于胸壁与肺之间，胸腔压（胸内压）是区分肺与胸壁力学特性的重要监测参数。然而，
临床上不易直接获得胸腔压，因此，食道压常被作为间接反映胸腔压的替代值，用于区分肺
与胸壁在呼吸过程中应力的贡献，如肺与胸壁弹性、吸气努力与呼吸作功等。早期食道压研
究多集中于自主呼吸。近年来发现，对于急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者，基于食道压监测
的跨肺压，代表了肺在机械通气（MV）过程中承受的应力，是造成呼吸机相关性肺损伤
（VILI）的重要因素之一。同时，有研究显示，由于ARDS 患者肺的不均一性病变，应用跨肺压
指导个体化MV 参数设置，可能改善ARDS 患者的转归，目前北美于2014年启动了一项多中
心研究，主要观察指标为跨肺压监测指导肺通气与标准治疗相比是否可降低ARDS病人28天
死亡率，改善病人预后。因此，食道压监测又引起了临床MV 研究的广泛重视。但是，食道压
监测具有一定的技术要求，且测量结果受到多种因素影响，如食道压监测导管的球囊容积、
位置、食道壁弹性和纵隔器官的重量等，导致该监测技术多用于基础研究，并没有在临床常
规应用。

[0003] 跨肺压监测使我们对ARDS治疗步入了个体化时代，但是目前国内能进行跨肺压监测的医院数量只有两家，究其原因为：确定导管位置流程复杂，不便于操作及开展。目前国
内无相应导管生产，完全依赖进口（cooper），且只有部分高端呼吸机可检测。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足，本发明提供一种用于监测胸腔压的胃管，以间接实现对胸腔压的监测。

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

[0006] 一种用于监测胸腔压的胃管，包括管体，所述管体的一端连接有主接头；所述管体具有相互独立的主腔体、第一子腔体、第二子腔体和第三子腔体，所述主接头与主腔体连
通，所述主接头的外壁上固定有与第一子腔体连通的第一接头、与第二子腔体连通的第二
接头和与第三子腔体连通的第三接头，所述第一接头上安装有第一阀门，所述第二接头上
安装有第二阀门；

[0007] 所述管体上套设有与第一子腔体连通的第一球囊和与第二子腔体连通的第二球囊，所述第二球囊位于第一球囊和主接头之间；

[0008] 所述管体上设有位于第二球囊和主接头之间的监测探头，所述监测探头与第二球囊的距离不超过2cm；所述监测探头包括用于发射光信号的光发射元件和用于接收食道反
射回的光信号并将该光信号转换为电信号的光电转换元件；

[0009] 还包括用于向光发射元件输入光信号的光源；

[0010] 用于与第一接头或第二接头连接并向相应子腔体注入气体或液体的注气接头；

[0011] 用于监测第一子腔体或第二子腔体内压力大小的测压元件，所述测压元件设置于注气接头内；

[0012] 用于显示监测数据的显示单元；以及

[0013] 微处理单元，所述微处理单元与光电转换元件、光源、显示单元和测压元件分别电连接。

[0014] 进一步地，所述第一球囊和第二球囊之间的距离为5‑10cm。

[0015] 进一步地，还包括监测集成接口，所述光源和微处理单元集成于监测集成接口上，所述监测集成接口的接口端与显示单元电连接。

[0016] 进一步地，所述光源的输出端与光发射元件通过第一光纤连接，所述第一光纤依次穿过第三接头、第三子腔体到达光发射元件所在位置；所述微处理单元与光电转换元件
通过第一导联线连接，所述第一导联线依次穿过第三接头、第三子腔体到达光电转换元件
所在位置。优选地，所述光发射元件为与第一光纤一体连接的第二光纤。

[0017] 进一步地，所述管体由透明材料制成，所述监测探头封装于管体的壁内。

[0018] 进一步地，所述光发射元件的入射方向与管体横断面的夹角为10‑30°，优选为15‑20°。

[0019] 进一步地，所述光电转换元件为光电二极管。

[0020] 进一步地，阀门为仅可朝子腔体内打开的单向阀。单向阀设置于相应接头的入口端，注气接头可与单向阀对接并与相应子腔体连通。可选地，注气接头与单向阀螺纹连接。

[0021] 可选地，所述单向阀为多腔胃管或三腔胃管常用单向阀，如专利CN205759116U所述的多腔胃管。

[0022] 可选地，所述测压元件为常规微型压力传感器，如专利CN103534568B 的微型高灵敏压力传感器。

[0023] 进一步地，所述第一球囊与管体远离主接头的一端的距离为10‑20cm。

[0024] 进一步地，所述管体上设有若干与主腔体连通的侧孔，所述若干侧孔位于第一球囊远离主接头的一侧。

[0025] 可选地，还包括与微处理单元电连接的输入单元，以输入相关指令，微处理单元接收指令后再向其他元器件发出相关动作指令。

[0026] 微处理单元控制光源发出一定波长和强度的光信号，光信号传导至光发射元件射出，一部分光发生反射，被光电转换元件接收，转变为电信号；电信号进一步实时传送到微
处理单元进行分析处理。光发射元件射出的光信号照射到食道内壁（即食道粘膜表面）时，
一部分光透射通过粘膜组织，并被毛细血管血液中的血红蛋白等吸收，另一部分发生反射，
反射光被光电转化元件接收形成一定强度的电信号，反射光的强度随毛细血管中的血流量
变化而发生变化。当食道粘膜受到压迫，粘膜毛细血管中的血流减少，透射吸收的光能量减
少，反射光强度增大，因而，食道壁受到的压强与反射光的强度在一定范围内存在正相关对
应关系。

[0027] 一般来说，监测探头与第二球囊的距离越小，反射光强与食道压或胸腔压的对应关系越准确；而且无需担心监测探头安装部位凸起，而影响胃管正常使用。

[0028] 本发明通过食道压的监测，间接实现胸腔压的监测，大幅降低了胸腔压的测量难度，而且监测过程简单易行，可大幅降低胸腔压监测成本。

附图说明

[0029] 图1是本发明第一种实施方式的胃管的结构示意图。

[0030] 图2是本发明第一种实施方式的监测探头的工作原理示意图。

[0031] 图3是本发明第一种实施方式的反射光强与压强的标定关系图。

[0032] 图4是本发明第一种实施方式的胃管的控制原理图。

[0033] 图5是本发明一种管体在主接头与第二球囊之间的区段的横截面示意图。

[0034] 图6是本发明又一种管体在主接头与第二球囊之间的区段的横截面示意图。

[0035] 图7是本发明的一种第二接头与注气结构的待连接状态图。

[0036] 图8是本发明的一种第二接头与注气结构的连通状态图。

[0037] 图9是本发明的一种第二单向阀的结构示意图。

[0038] 其中，1‑管体，2‑第一球囊，3‑第二球囊，4‑监测探头，5‑侧孔，6‑第一子腔体，7‑第二子腔体，8‑主接头，9‑第一接头，10‑第一阀门，11‑第二接头，111‑外螺纹，12‑第二阀门，
13‑第三接头，14‑第一导联线，15‑监测集成接口，16‑第二导联线，17‑注气接头，171‑内螺
纹，172‑第三单向阀，173‑硬质环，174‑硬质筒，18‑测压元件，19‑第三子腔体，20‑主腔体，
21‑微处理单元，22‑光源，23‑显示单元，24‑输入单元，25‑食道壁，I0‑反射光强，I1‑反射光
强，I2‑透射光强。

具体实施方式

[0039] 以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域普通技术人员如何实施和再现本明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域普通技术人员
应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。

[0040] 如图1所示，一种用于监测胸腔压的胃管，包括管体1，所述管体1的一端连接有主接头8；所述管体1具有相互独立的主腔体20、第一子腔体6、第二子腔体7和第三子腔体19，
所述主接头与主腔体20连通，所述主接头20的外壁上固定有与第一子腔体连通的第一接头
9、与第二子腔体连通的第二接头11和与第三子腔体连通的第三接头13，所述第一接头9上
安装有第一阀门10，所述第二接头11上安装有第二阀门12；

[0041] 所述管体1上套设有与第一子腔体连通的第一球囊2和与第二子腔体连通的第二球囊3，所述第二球囊3位于第一球囊2和主接头8之间；

[0042] 所述管体上设有位于第二球囊3和主接头8之间的监测探头4，所述监测探头4与第二球囊3的距离不超过0.1cm；所述监测探头包括用于发射光信号的光发射元件401和用于
接收食道反射回的光信号并将该光信号转换为电信号的光电转换元件402；

[0043] 还包括用于向光发射元件输入光信号的光源22；

[0044] 用于与第一接头或第二接头连接并向相应子腔体注入气体或液体的注气接头17；注气接头17与微处理单元21通过第二导联线16连接；

[0045] 用于监测第一子腔体或第二子腔体内压力大小的测压元件18，所述测压元件17设置于注气接头17内；

[0046] 用于显示监测数据的显示单元23；以及

[0047] 微处理单元21，所述微处理单元21与光电转换元件402、光源22、显示单元23和测压元件18分别电连接。所述微处理单元21可以为常规PLC控制器或者CPU。所述显示单元23
可以常规LED显示屏或LCD显示屏。

[0048] 所述第一球囊2和第二球囊3之间的距离为8cm。

[0049] 还包括监测集成接口15，所述光源22和微处理单元21集成于监测集成接口15上，所述监测集成接口15的接口端与显示单元23电连接。可选的，作为一种替代方式，还包括监
测集成接口15，所述光源22集成于监测集成接口15上，所述监测集成接口15的接口端与显
示单元23、微处理单元电连接。

[0050] 所述光源22的输出端与光发射元件401通过第一光纤连接，所述第一光纤依次穿过第三接头、第三子腔体到达光发射元件401所在位置；所述微处理单元21与光电转换元件
402通过第一导联线14连接，所述第一导联线14依次穿过第三接头、第三子腔体到达光电转
换元件402所在位置。优选地，所述光发射元件401为与第一光纤一体连接的第二光纤。

[0051] 所述管体1由透明材料制成，所述监测探头4封装于管体的壁内。

[0052] 所述光发射元件401的入射方向与管体1横断面的夹角θ为30°。

[0053] 所述光电转换元件402为光电二极管。阀门为仅可朝子腔体内打开的单向阀。

[0054] 所述第一球囊2与管体1远离主接头8的一端的距离为15cm。

[0055] 所述管体1上设有3个与主腔体20连通的侧孔5，所述3个侧孔5位于第一球囊2远离主接头8的一侧。

[0056] 还包括与微处理单元电连接的输入单元24，以输入相关指令，微处理单元接收指令后再向其他元器件发出相关动作指令。

[0057] 参见图5，所述管体为圆管，所述第一子腔体、第二子腔体和第三子腔体分布于管体的壁内，且沿周向均匀分布。作为一种可替代方式，参见图6，所述管体为圆管，圆管内腔
分隔为横截面积相对较大的主腔体和横截面积相对较小的第一子腔体、第二子腔体和第三
子腔体。

[0058] 参见图7和图8，注气接头17包括两端开口的中空本体，本体的进口段设有可朝向其出口端打开的第三单向阀172，本体的出口端设有内螺纹171，所述内螺纹171与第三单向
阀172之间的内壁上设有与本体中心轴线垂直的硬质环173，硬质环173上设有朝远离第三
单向阀172的方向延伸的硬质筒174，可选地，测压元件设于硬质环与第三单向阀之间的本
体内壁上，可选地，所述测压元件为与注气接头17一体设置的压力测量阀，具体原理可参考
专利CN201510415386.7。相应地，第二接头外壁设有与内螺纹配合的外螺纹111，注气接头
17与第二接头配合对接时，硬质筒伸入第二接头内，并将第二单向阀顶开，使得第二接头与
注气接头连通，螺纹的设置可使得两者保持稳定连通状态，此时测压元件监测的压力大小
即为第二球囊内压力大小。进一步地，参见图9，第二单向阀为单向瓣膜，整体呈圆周均匀分
瓣式，且瓣膜的弧形凸起沿轴向朝向第二接头靠近主接头的一端。相应地，第一单向阀和第
三单向阀也可采用类似结构。

[0059] 使用时，具体方法如下：

[0060] （1）插管定位：将胃管经鼻腔向胃内插入50cm 左右，通过第一单向阀向第一球囊中注入10ml‑20ml水或空气，并轻轻回拉胃管直至有明显阻力感时停止。此时第一球囊定位
于贲门口，第二球囊相对位置位于食管中段1/3处。

[0061] （2）标定：将注气接头与第二单向阀连接好，此时注气接头的公头将第二单向阀的膜片顶开，第二子腔体与注气口之间是连通的。嘱咐患者在呼气末屏住呼吸，医护人员通过
注气接头的母头向第二球囊缓慢注气。第二球囊逐步对食道壁加压，食道壁毛细血管中的
血流逐步减少。位于注气接头内的测压元件将压强值实时传送至微处理单元，监测探头同
步将反射光强度传送至微处理单元。微处理单元将收集到的压强P数据与相对应的反射光
强I1数据建立数学模型，绘制工作曲线（如图3所示）。

[0062] （3）监测：标定完成后，医护人员将第二球囊的气压恢复至初始状态值，此时患者已恢复正常呼吸。微处理单元将监测探头传送过来的反射光强度（单位：坎德拉，candela），
通过调用工作曲线，计算分析出食道壁所受的压强，即胸内压（单位：mmHg）。

[0063] 如此，标定完成后，即可实现对患者胸内压的实时监测。

[0064] 上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式
的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。