一种智能吸痰系统

本发明涉及医疗器械，具体涉及医用抽吸、处理或转移体液的器械，尤其涉及一种智能吸痰系统。

背景技术：

1、吸痰法是指利用吸痰装置(如负压吸引器)经口、鼻腔、人工气道将呼吸道中的分泌物及误吸的呕吐物吸出的方法。痰液的性状存在差异，如王秋贝在《高流量湿化吸氧治疗对重症肺炎患者呼吸及痰液性状的影响分析》研究中将患者痰液性状分为三个等级，分别为i级、ii级、iii级，其中，痰液性状为i级指黏度低、呈泡沫状、颜色为白色或米白色的痰液；痰液性状为ii级指黏度稍大、颜色为白色或黄白色的痰液；痰液性状为iii级指粘稠、团块状、颜色为黄色或黄白色的痰液。对于血性痰，其因痰液中含有血红蛋白变性所产生的大量含铁血黄素颗粒所致，多见于肺结核、支气管扩张、肺癌等疾病。针对由于各种原因不能有效咳嗽的患者、气管切开及气管插管的患者以及危重、昏迷、全麻未醒等患者而言，当其呼吸道被呕吐物或分泌物阻塞而出现各种呼吸困难症状时，为了保持呼吸道通畅，预防吸入性肺炎、肺不张、窒息等并发症的发生，常规手段是利用负压将分泌物从呼吸道除去。在患者治疗过程中，肺部深处或呼吸道会形成痰液，当患者昏迷或咳痰无力时，痰液会堆积在肺部或呼吸道，从而引起病情恶化，该种情况下需要借助吸痰装置的负压吸痰作用以帮助患者维持呼吸道畅通。目前使用的吸痰装置包括手持吸痰器和电动吸引器，在手持吸痰器的使用过程中，医护人员手动提供负压，在电动吸引器的使用过程中，医护人员通常结合患者的病情以及自身经验来设置负压参数(如成人的吸痰负压一般设置为40～53.3kpa，小孩的吸痰负压一般小于40kpa。

2、但是当前的吸痰技术面临较多问题。如公开号为cn210644695u的实用新型提供了一种吸痰范围广的吸痰装置，该装置包括吸痰管和供氧管，供氧管延伸至人体呼吸道部分设置有吸痰孔，供氧管包括外壁和内壁，外壁、内壁和吸痰孔的吸痰孔壁一体构成供氧通道，供氧管一侧设置有用于连接吸痰管的通孔，吸痰管穿过通孔延伸至内壁里侧，吸痰管端部连接有吸痰头，吸痰头与内壁间隙配合且对应吸痰孔位置设置有吸痰口。虽然该申请能够在供氧管静止状态下吸取患者供氧管外的呼吸道部分的痰液以减小患者的不适感，但在负压源开始工作时，呼吸道多个部分均会受到负压的作用力，即痰液较少或粘稠度较低的呼吸道部位的负压大小与痰液较多或粘度较大的呼吸道部位的负压相同，明显地，在同样的负压作用下，痰液较少或粘度较低的呼吸道部位会首先被清除干净，在负压源未停止工作的情况下，该部位会继续受到负压吸引作用力，因而会对患者的呼吸道粘膜造成额外的伤害。若减小负压吸引力，则会导致痰液较多或粘稠度较大的呼吸道部位不能被清除干净，即清洁效果不佳，因此，该设置不能根据患者的积痰程度以及积痰部位进行差异化的处理。

3、公开号为cn114712577a的中国发明专利申请提供了自动吸痰装置、吸痰管驱动机构，自动吸痰装置中，吸痰管侧壁设置有侧孔。侧孔靠近吸痰管伸入呼吸道一端的端部设置。在吸痰的过程中，通过侧孔可以更方便地将呼吸道侧壁的痰液吸入到吸痰管、防溢管内，以提高吸痰的效果和效率。此外，利用吸痰管驱动机构可以驱动吸痰管进行旋转动作，从而使侧孔同步转动，对呼吸道内壁一圈进行吸除痰液的操作。在吸痰管置入到呼吸道或人工气道内后，由吸痰管驱动机构驱动吸痰管进行抽拉、旋转、插入动作，实现自动、反复、有控制的吸痰操作，应用该申请的自动吸痰装置，由吸痰管驱动机构对吸痰管进行操作，以实现自动吸痰(代替医护人员对患者进行吸痰)。虽然该申请能够增加吸痰操作频率，提高有排痰功能障碍患者坠积性肺炎的治疗效果。但是由于呼吸道或人工气道中不同部位的积痰程度不同，在进行抽拉、旋转吸痰时的停留时间和负压大小无法确认，可能出现的情况是，在痰液较少或粘稠度较低的部位，由于痰液已经提前被排除干净而使得暴露的呼吸道黏膜在负压过大和/或抽吸时间过长的情况下受到损伤。

4、因此，现有技术提供的吸痰装置无法根据积痰程度、痰液状态以及痰液堆积部位而进行差异化的参数设置，无法在保证最佳的吸痰效果的基础上减小对患者的呼吸道的损伤。

5、此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

技术实现思路

1、现有技术已经出现通过设置痰液检测分析装置来实现痰液指征检测以为医务人员提供数据支持的技术方案。例如，公开号为cn113509601a的专利文献公开了一种负压吸痰设备，包括：痰液收集装置和痰液检测分析装置，痰液检测分析装置包括痰液检测收集模块、数模转化模块以及微型处理器，痰液检测收集模块用于检测并收集痰液信息，并将痰液信息发送至数模转化模块，数模转化模块用于将电信号转化为数字信号后发送至微型处理器，微型处理器包括分析处理模块和显示模块，分析处理模块用于分析痰液指征，显示模块用于显示图像信息和痰液指征信息。该技术方案利用微型处理器的分析处理模块分析痰液指征，并显示模块来显示图像信息和痰液指征信息，能够对痰液指征进行分析，并通过图像显示痰液指征分析结果，为医务人员在吸痰操作时以及病情分析等提供数据支持。然而，该技术方案中的痰液收集装置只能通过医护人员的操作实现吸痰抽吸参数的调整，通过分析处理模块获得的痰液指征也只能作为医护人员调整吸痰抽吸参数的参考值指标。此外，该技术方案所获得的痰液指征只能反映已经抽吸出来的痰液的状态参数，无法获得仍然等待抽吸的痰液状态信息，也无法根据待抽吸的痰液状态信息及时调整抽吸参数，进而造成患者的身体损伤。

2、针对现有技术之不足，本发明提供了一种智能吸痰系统，包括：用于吸引患者肺通道的痰液的吸痰管部；用于接收吸痰管部的吸引的痰液的储液部；用于提供负压以吸引患者肺通道的痰液的负压源；设置于吸痰管部的用于采集患者肺通道内的痰液信息的第一采集单元；设置于吸痰管部的用于获取吸痰管部的实测负压值的第二采集单元，以及处理单元，处理单元分别与负压源、第一采集单元和第二采集单元信号连接，处理单元被配置为：根据第一采集单元采集的痰液信息生成与吸痰管部的抽吸路径以及负压源的输出负压值相关的第一吸痰方案，根据第二采集单元采集的实测负压值与负压源显示的输出负压值的差值的变化，调整第一吸痰方案中的输出负压值以生成第二吸痰方案。

3、与上述现有技术相比，本发明设置的处理单元能够根据第一采集单元采集的痰液信息生成与吸痰管部的抽吸路径以及负压源的输出负压值相关的第一吸痰方案，并且能够根据第二采集单元采集的实测负压值与负压源显示的输出负压值的差值变化生成第二吸痰方案。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何根据吸痰部位的实际痰液信息调整相应的吸痰方案，以使得所执行的吸痰方案能够与肺通道痰液的分布情况相匹配，避免抽吸过程对肺通道内壁组织造成损伤。具体地，本技术方案的有益效果：现有技术提供的吸痰方法通常为在恒定的负压下将吸痰管部在肺通道内以旋转方式由下往上抽提以吸出痰液，并未考虑患者的肺通道内痰液信息的差异。由于病情影响或个体差异，痰液在肺通道内的呈现差异化分布。肺通道中的不同深度或同一深度的分布面积，痰液量、痰液粘稠状态均存在差异，若在恒定负压条件下将吸痰管部从靠近肺部的下端以旋转的方式朝向远离肺部的上端提拉时，负压产生的作用力可能对未分布有痰液的肺通道内壁组织(黏膜)造成损伤。同时，在同一负压作用下左右旋转吸痰，对于痰量较少部位或粘稠度低的部位的痰液，其会被迅速吸出而暴露出呼吸道组织，负压较大时容易对暴露的组织造成额外伤害(例如破坏该处的毛细血管，严重情况下，出血较多)。痰液粘稠度不同，在恒定的负压条件下，粘度较低的部位的痰液被抽吸的速度更快，因而暴露出的肺通道组织的速度更快。若吸痰部位在肺部(如肺支气管)，则可能导致肺泡萎缩。

4、本发明在吸痰管部设置第一采集单元以获取肺通道内的痰液信息，在将吸痰管部朝向肺部方向插入的过程中，负压源不开启，直到吸痰管部的远端到达操作者的预期位置后，再开启负压源进行吸痰。吸痰管部插入过程中，第一采集单元能够获取肺通道内的痰液信息并将痰液信息发送至处理单元，处理单元根据接收的痰液信息生成第一吸痰方案。现有技术中，操作者利用吸痰器为患者吸痰，通常是结合自身经验以及患者病情来设置负压参数，但其并不知道肺通道内具体产生的痰液情况，因此，其设置的负压可能过大或过小。过大的负压会损伤患者的肺通道组织，过小的负压不能有效清洁痰液，因而增加吸痰管部在肺通道内的停留时间。吸痰操作中，吸痰管部在肺通道内的吸痰时间通常不能太长，否则可能导致患者缺氧而加重呼吸困难。与现有技术相比，本发明的处理单元根据第一采集单元采集的痰液信息生成的第一吸痰方案中包括吸痰管部的抽吸路径以及负压源的输出负压值，抽吸路径的设置可避免吸痰管部在朝向远离肺部的方向提拉时对没有痰液的部位产生作用力，这是由于产生痰液并非完全覆盖肺通道的内壁，一些部位具有痰液，一些部位没有痰液，第一吸痰方案中的抽吸路径不仅能减少吸痰管部在肺通道内的旋转次数，还能够减少负压源产生的负压作用力对没有痰液的部位的损伤概率。减少旋转次数可减少对肺通道内壁的摩擦，同时减少抽吸痰液的时间。进一步地，该设置降低了吸痰管部在肺通道内的停留时间，从而减少患者的缺氧情况。现有技术尝试通过痰液信息检测的方式来实现对吸痰参数的智能控制。例如，公开号为cn106039428a的专利文献公开了一种智能吸痰装置，其中设置的吸痰检测报警装置用于检测判断是否需要吸痰，吸痰动作操作臂夹持抽送吸痰管，其配置有用于检测送管阻力的压力感应器，痰液吸引收集装置配置有红外线检测器，以对吸出痰液进行分析，中心控制器接收各种检测信号，并控制吸痰管前推、后退、旋转等动作，控制负压泵的启停。然而，该技术方案中用于检测痰液信息的监测器同样是对抽吸出来以后的分泌物进行分析，其无法对待抽吸的痰液状态信息进行采集，并基于所采集的痰液状态信息对吸痰装置的控制参数进行适应性调整。此外，该技术方案对吸痰动作的控制仅涉及操作臂的进退管参数进行调整，并不涉及对吸痰操作中的负压参数调整，而该参数是影响痰液抽吸部位安全性的重要参数。与上述现有技术相比，本发明能够根据同时基于吸痰管部负压参数实际的变化趋势以及所获得的痰液的状态参数对吸痰方案进行实时调整。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何根据吸痰管部的实际操作环境参数对预设的吸痰方案进行调整，以使其负压输出参数始终与待抽吸痰液的状态相匹配，防止过度抽吸对肺通道组织造成损伤以及抽吸力度不足而造成痰液抽吸不彻底。具体地，本发明设置第二采集单元以获取吸痰管部的实测负压值，在以第一吸痰方案进行吸痰时，由于痰液的粘稠度、产生量以及在吸痰管部内的流通状况的影响，第一吸痰方案的设置参数可能并不能匹配实际需求。由于痰液在吸痰管部中的流通或堵塞情况不同，负压源产生的负压大小实际与吸痰管部的远端产生的负压大小会呈现变化趋势。例如：粘稠度较大的痰液进入吸痰管部内腔后，其可能会附着于内腔而减小吸痰管部通道的流通面积，此时采集的实测负压值会小于输出负压值，随着吸痰进程的推进，吸痰管部的内腔甚至被堵塞，实测负压值与输出负压值的差值增大，当实测负压值与输出负压值的差值反映吸痰管部被堵塞时，需要关闭负压源，操作者及时处理该情况；粘稠度较小的痰液进入吸痰管部内腔后，其流通状况良好，实测负压值与输出负压值的差值较小，随着吸痰进程的推进，该处的痰液的抽吸速度快，暴露出肺通道的组织的速度也快，该情况下，需要减小负压输出大小，避免对肺通道组织造成损伤。因此需要根据第二采集单元采集的实测负压值与负压源显示的输出负压值的差值的变化对第一吸痰方案中参数进行调整，以使得调整后的第二吸痰方案能够在达到高效清洁痰液的目的基础上，尽可能保证患者的安全。

5、根据一种优选实施方式，第一采集单元采集的痰液信息包括肺通道内的痰液粘稠度、痰液产生量以及痰液产生部位。

6、本技术方案的有益效果：痰液粘稠度、痰液产生量能够作为负压源的输出负压的依据，痰液产生部位能够反映痰液对肺通道内壁的覆盖情况，进而有利于调整吸痰管部的移动路径。痰液粘稠度可根据第一采集单元采集的图像进行判断，例如：粘稠度较低的痰液通常呈透明、泡沫状；粘稠度较高的痰液呈非透明状。

7、根据一种优选实施方式，处理单元被配置为：根据痰液信息中的痰液产生部位，生成吸痰管部在肺通道内与抽吸路径相关的方案。

8、与上述现有技术相比，本发明的处理单元能够根据痰液信息中用于反映痰液对肺通道内壁的覆盖情况的痰液产生部位信息生成相应的吸痰管部抽吸路径方案。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何根据痰液的具体分布情况调整吸痰管部的抽吸移动路径，以使得负压抽吸作用能够准确作用于痰液附着部位，防止负压抽吸作用对正常肺通道组织产生损伤。具体地，本技术方案的有益效果：吸痰的常规操作方法是将吸痰管部以旋转向上的方式抽吸痰液，沿着肺通道的内壁旋转虽然能够减少吸痰部位被漏吸的可能性，但对于肺通道的同一深度处仅有少量痰液附着于内壁的情况，负压会直接作用于暴露的肺通道组织，该种情况下容易损伤肺通道的组织，若肺通道本身已有损伤，则常规吸痰方法会加重损伤(损害毛细血管后导致的出血，严重的出血甚至会导致肺通道堵塞，进而引起患者窒息)。

9、本发明提供的吸痰管部在插入过程中通过第一采集单元采集肺通道内的痰液信息，处理单元根据痰液产生部位(分布位置)而生成与吸痰管部在肺通道内的抽吸路径的方案，可避开无需吸痰的部位，既减少了负压对暴露的肺通道组织的伤害，还能提高吸痰效率，减少了吸痰管部停留在肺通道内的时间，进一步降低了患者出现呼吸困难的概率。

10、根据一种优选实施方式，处理单元被配置为：根据痰液信息中的痰液粘稠度和痰液产生量，生成负压源的负压输出方案。

11、与上述现有技术相比，本发明的处理单元能够根据痰液信息中的痰液粘稠度和痰液产生量信息生成相应的负压源的负压输出方案。基于上述区别技术特征，本发明要解决的问题可以包括：如何根据痰液的具体附着特性调整吸痰管部的负压输出参数，以使得负压抽吸作用能够以适当的作用力准确吸取痰液，由此在提高痰液抽吸的效率的同时确保肺通道组织的安全。具体地，本技术方案的有益效果：粘稠度较高的痰液在肺通道的组织表面的附着力强于粘稠度较低的痰液，因而，针对不同部位的粘稠度不同的痰液，其需要的负压大小不同。另一方面，粘稠度不同的痰液的流体特性显著不同，当痰液被吸入吸痰管部内腔后，粘稠度较高的痰液比粘稠度较低的痰液对内腔的附着力更大，同时，粘稠度不同的痰液，其内部的分子相互作用力显著不同，因此，粘稠度不同的痰液在吸痰管部内腔中的流通或堵塞情况不同，需要负压源输出的负压大小不同。另一方面，痰液产生量较多的部位和痰液产生量较少的部位所需负压也不同，因为随着负压吸痰的进程，痰液产生量多的部位暴露的肺通道组织的速度相较于痰液产生量少的部位更慢，因而需要差异化地设置输出负压，避免由于肺通道组织暴露速度过快而导致暴露的组织受到损伤。

12、此外，痰液产生量也影响吸痰管部在对应部位的吸痰停留时间，痰液产生量较多的部位需要吸痰管部停留的时间长于痰液产生量较少的部位。痰液产生量较少的部位的组织暴露更快，负压直接作用于暴露的组织的时间过长会损害肺通道组织。

13、根据一种优选实施方式，处理单元被配置为：当痰液信息显示痰液环绕肺通道分布且为重度粘稠，生成的第一吸痰方案为负压源输出第一负压且吸痰管部沿着肺通道以旋转向上的方式抽吸痰液；当痰液信息显示痰液环绕肺通道分布且为轻度粘稠，生成的第一吸痰方案为负压源输出第二负压且吸痰管部沿着肺通道以旋转向上的方式抽吸痰液，其中，第一负压大于第二负压。

14、本技术方案的有益效果：当痰液环绕肺通道时，说明该深度的痰液覆盖了肺通道的内壁，吸痰时需要旋转吸痰管部以对该深度的痰液进行充分清除。同时，由于该深度的痰液为重度粘稠，其在肺通道内壁的附着力大，且痰液之间的分子相互作用力更大，因而设置第一负压抽吸该深度的痰液，以保证重度粘稠的痰液能够脱离肺通道内壁而进入吸痰管部内腔，进入吸痰管部内腔的重度粘稠度的痰液需要克服其附着于吸痰管部内腔的作用力以及痰液之间的分子相互作用力，在第一负压的作用下，保证重度粘稠的痰液在吸痰管部内腔中的流通，避免堵塞吸痰管部内腔。反之，对于轻度粘稠的痰液而言，其在肺通道内壁的附着力小，且痰液之间的分子相互作用力更小，在较小的负压作用下就能达到清除痰液的目的，因而设置小于第一负压的第二负压抽吸该深度的痰液。另一方面，轻度粘稠的痰液在负压作用下更容易被吸入吸痰管部内腔而暴露出肺通道组织，较小的负压对暴露出的肺通道组织的伤害较小，降低肺通道组织被损伤的概率。

15、根据一种优选实施方式，处理单元被配置为：当痰液信息显示痰液分布于肺通道一侧且为重度粘稠，生成的第一吸痰方案为负压源输出第一负压且吸痰管部沿着肺通道的附着痰液的一侧以直线向上的方式抽吸痰液；当痰液信息显示痰液分布于肺通道一侧且为轻度粘稠，生成的第一吸痰方案为负压源输出第二负压且吸痰管部沿着肺通道的附着痰液的一侧以直线向上的方式抽吸痰液。

16、本技术方案的有益效果：若痰液仅分布于肺通道内壁的一侧，吸痰管部可沿着肺通道的附着痰液的一侧以直线向上的方式抽吸痰液，即，在肺通道的特定深度，其内壁仅有一侧产生痰液的情况下无需旋转吸痰管部即可将该深度的痰液清除。该设置的好处在于：在旋转提拉吸痰管部的处理下，不仅吸痰管部的远端会对肺通道的内壁产生摩擦，插入肺通道的吸痰管部均会对肺通道的内壁产生摩擦，旋转提拉吸痰管部和仅提拉吸痰管部相比，仅提拉吸痰管部对肺通道的内壁产生的摩擦更小，因此，该设置中的负压不会对无需吸痰的部位产生作用力，并且减小了吸痰管部在肺通道内移动时对肺通道内壁产生的摩擦力，既保证了吸痰效果，也增加了吸痰过程中患者的安全性。

17、根据一种优选实施方式，在以第一吸痰方案抽吸痰液的过程中，处理单元根据第二采集单元采集的实测负压值与负压源显示的输出负压值的差值的变化趋势以及维持同一差值的时间长度，调整负压源的输出负压值以生成第二吸痰方案。

18、本技术方案的有益效果：当痰液进入吸痰管部内腔后，在痰液的粘度特性或流体特性的影响下，吸痰管部的远端采集的实测负压值与负压源的输出负压值会存在差异，而该差值以及差值的持续时间会对吸痰效果或肺通道组织具有影响，例如：实测负压值与输出负压值的差值较大，说明吸痰管部内腔中痰液较多或者吸痰管部内腔中的痰液流通较慢而使得吸痰管部内腔的堵塞情况加重，导致输出至吸痰管部远端的负压减小，影响后续吸痰效果；实测负压值与输出负压值的差值较小，说明吸痰顺畅且吸痰管部内腔的痰液流通性较好，随着差值持续减小，说明该部位的痰液可能已经被清除干净，需要减小负压。

19、根据一种优选实施方式，处理单元被配置为：当输出负压值大于实测负压值，输出负压值与实测负压值的差值小于第一压差阈值且持续时间大于第一时间阈值时，控制负压源减小输出的负压，避免负压过大对患者的肺通道组织造成损伤。

20、本技术方案的有益效果：当输出负压值大于实测负压值，输出负压值与实测负压值的差值小于第一压差阈值且持续时间大于第一时间阈值时，说明该负压条件下吸痰效果好，痰液进入吸痰管部内腔后的痰液流通效果好。差值小于第一压差阈值说明吸痰管部远端的负压与负压源的输出负压较为接近，持续时间大于第一时间阈值说明该部位的痰液的抽吸情况良好，残留量较少，相应地，暴露出的肺通道组织也较多，若继续以第一吸痰方案设置的负压抽吸痰液，容易对暴露出的肺通道组织造成损害，因此，需要将负压源的输出负压减少。

21、根据一种优选实施方式，处理单元被配置为：当输出负压值大于实测负压值，输出负压值与实测负压值的差值大于预设的第二压差阈值且持续时间大于第二时间阈值时，控制关闭负压源以停止负压输出，其中，第二压差阈值大于第一压差阈值，第二时间阈值大于第一时间阈值。

22、本技术方案的有益效果：当输出负压值与实测负压值的差值大于预设的第二压差阈值且持续时间大于第二时间阈值时，说明吸痰管部远端的负压与负压源的输出负压相差较大，若吸痰管部内腔中的痰液的流通状况时好时坏，则持续时间不会大于第二时间阈值，因此，可能的原因是吸痰管部内腔堵塞而影响了负压源的输出负压，需要关闭负压源，操作者对该种情况进行及时的处理。另一方面，由于吸痰管部内腔出现堵塞时，即使负压源继续输出负压，也不会对患者造成较大伤害，该种情况下用于为调整负压留下的时间窗更宽，因此，将第二时间阈值设置为大于第一时间阈值。

23、根据一种优选实施方式：处理单元与医生端信号连接，当痰液信息显示肺通道内具有红色分泌物时，处理单元控制关闭负压源，并向医生端发送于患者肺通道存在出血状况的提示信息。

24、本技术方案的有益效果：在置入吸痰管部的过程中，出血部位可能被痰液覆盖。在吸痰过程中，随着肺通道组织的暴露，第一采集单元能够采集到肺通道受损伤的情况，或者第一采集单元采集的痰液颜色包括红色分泌物，因此，该设置可通过痰液的颜色及时发现肺通道内的出血状况或患者的其他病症，避免在负压作用下加重出血部位的损伤程度。