一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构

本申请涉及气管插管，特别是涉及一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构。

背景技术：

1、气管插管是临床建立人工气道和实施机械通气的重要医疗器械，广泛应用于麻醉手术、重症监护以及急危重症抢救过程中。而在临床机械通气、麻醉及重症监护过程中，对患者呼吸状态进行连续、准确的监测对于评估通气效果、判断病情变化以及指导治疗具有重要意义。其中，呼吸音作为反映气道通畅性、分泌物情况的重要生理信号，近年来逐渐成为重点监测对象之一。

2、现有技术中，通常在气管导管或呼吸管路中集成电声传感器或光纤传感器等方式对呼吸音进行采集。该类方案能够在一定程度上实现对气流相关声信号的获取，但在实际临床应用过程中仍存在较为明显的干扰问题，导致采集信号信噪比较低，影响后续分析与判断的准确性，具体体现在以下几个方面：

3、首先，导管在使用过程中不可避免地受到机械振动干扰。例如患者体动、医护人员操作以及呼吸机管路摆动等，均会引起导管整体产生振动，该类振动可直接传递至传感器，从而在采集信号中形成噪声分量，掩盖有效呼吸音信息。

4、其次，临床环境中普遍存在的外部振动源亦会对信号采集产生影响。例如输液泵、负压吸引装置及病床结构本身的振动等，可通过导管或其固定结构进行传播，并叠加至呼吸音信号中，进一步降低信号质量和稳定性。

5、此外，现有多数传感器的安装方式均为刚性耦合，即通过粘附、嵌入或硬连接方式固定于导管壁上。该种结构在有效传递气流声信号的同时，也会无选择地将上述机械振动等一并传递至传感器，使采集信号中包含大量非目标噪声成分，进一步增加了后端信号处理与算法滤波的难度，限制了呼吸音监测精度的提升。

技术实现思路

1、针对上述问题，本发明旨在提供一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，以解决由导管整体振动及外部扰动引起的机械振动容易混入到呼吸产生的声振中，大幅度降低原始采集信号的信噪比的问题。

2、为实现该目的，本发明提供了一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，采用技术方案是：

3、一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，结构包括：

4、气管本体，包括围绕形成人工气道的管壁；

5、隔振层，设置在所述管壁朝向所述人工气道的内壁面上；

6、悬置层，设置在所述隔振层远离所述管壁的一侧；

7、呼吸音传感器，设置在所述悬置层远离所述隔振层的一侧，以使所述呼吸音传感器与所述管壁之间形成隔振区，从而所述呼吸音传感器获取呼吸气流经过所述人工气道时激发的声振的同时，抑制非目标机械振动通过所述管壁向所述呼吸音传感器传递。

8、作为优选方案之一，所述隔振层由阻尼材料制备而成。

9、作为优选方案之一，所述隔振层紧贴于所述管壁的内壁面延伸；其中，所述隔振层的周向延伸长度小于或等于所述管壁的内沿长度，所述隔振层的轴向延伸长度小于所述管壁的管长。

10、作为优选方案之一，所述悬置层由柔性材料制备而成。

11、作为优选方案之一，所述悬置层包括至少一条纵向支撑条，所述纵向支撑条沿所述管壁的轴向延伸；

12、在多条所述纵向支撑条的情况下，多条所述纵向支撑条径向间隔设置，相邻两条所述纵向支撑条之间形成隔振气隙；

13、其中，所述呼吸音传感器跨接在多条所述纵向支撑条上。

14、作为优选方案之一，所述悬置层包括至少一条支撑箍带，所述支撑箍带围绕所述管壁的周向延伸；

15、在多条所述支撑箍带的情况下，多条所述支撑箍带轴向间隔设置，相邻两条所述支撑箍带之间形成隔振气隙；

16、其中，所述呼吸音传感器跨接在多条所述支撑箍带上。

17、作为优选方案之一，所述呼吸音传感器绕设于所述支撑箍带上。

18、作为优选方案之一，所述悬置层包括微型支架，所述微型支架上具有多个开放的孔道，所述孔道用于形成隔振气隙。

19、作为优选方案之一，所述呼吸音传感器包括光纤传感器，所述光纤传感器包括相互连接的光纤传输线和敏感元件，所述敏感元件用于将所述声振引起的振动或应变转换为光信号变化，并通过所述光纤传输线传输；其中，所述敏感元件对应于所述悬置层设置，所述光纤传输线从所述人工气道穿出管壁。

20、作为优选方案之一，所述结构还包括：

21、光纤解调仪，与所述光纤传感器连接，用于接收并解调所述光纤传感器传输的所述光信号变化，从而实现呼吸音信息的实时监测。

22、与现有技术相比，本申请包括以下优点：

23、本申请实施例提供的气管插管结构，来自患者体动、设备振动或管路摆动引起的机械振动，需依次经过管壁、隔振层、悬置层后方可传递至呼吸音传感器，其在各界面处发生衰减，从而降低非目标机械振动能量的有效传递。同时呼吸音传感器内置于人工气道内，对由气流激发的声学压力波或微振动信号，能够有效耦合至呼吸音传感器。由于呼吸音传感器与管壁之间存在隔振区（隔振层、悬置层以及两者之间的空间区域共同构成的开放的隔振空间），对由外界扰动引起的机械振动则在隔振区内被显著衰减或隔离，从而使得呼吸音传感器主要响应气流诱导的声振所产生的呼吸音信号，而对非目标机械振动的响应显著降低，从而提高采集信号的信噪比，例如可提高弱病理呼吸音（如湿啰音）的可检测性。如此，通过上述结构设计，本方案从信号源头对振动传递路径进行调控，相较于仅依赖后端信号处理的方式，能够有效提高呼吸音采集的原始信号质量，并降低后续算法处理的复杂度。

1.一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，结构包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述隔振层由阻尼材料制备而成。

3.根据权利要求1所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述隔振层紧贴于所述管壁的内壁面延伸；其中，所述隔振层的周向延伸长度小于或等于所述管壁的内沿长度，所述隔振层的轴向延伸长度小于所述管壁的管长。

4.根据权利要求1所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述悬置层由柔性材料制备而成。

5.根据权利要求4所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述悬置层包括至少一条纵向支撑条，所述纵向支撑条沿所述管壁的轴向延伸；

6.根据权利要求1所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述悬置层包括至少一条支撑箍带，所述支撑箍带围绕所述管壁的周向延伸；

7.根据权利要求6所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述呼吸音传感器绕设于所述支撑箍带上。

8.根据权利要求4所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述悬置层包括微型支架，所述微型支架上具有多个开放的孔道，所述孔道用于形成隔振气隙。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述呼吸音传感器包括光纤传感器，所述光纤传感器包括相互连接的光纤传输线和敏感元件，所述敏感元件用于将所述声振引起的振动或应变转换为光信号变化，并通过所述光纤传输线传输；其中，所述敏感元件对应于所述悬置层设置，所述光纤传输线从所述人工气道穿出管壁。

10.根据权利要求9所述的一种基于隔振抑噪的呼吸音监测气管插管结构，其特征在于，所述结构还包括：