[发明专利]通过模拟插入气管来设计和验证用于患者的套管的形状和位置的方法

说明书

本发明涉及一种设计用于患者的套管的方法，其中，处理单元被配置为实现以下步骤：a)生成患者的气管的至少一个位置的2D或3D数值表示，b)识别一组解剖标志，c)至少基于所述标志考虑套管的2D或3D数值表示，d)数值模拟套管全部或部分插入气管，e)估计插入期间套管与气管之间的至少一个相互冲突度量，f)当估计的冲突度量不满足预定冲突标准时改变套管，并迭代前述步骤中的至少一个，直到找到所述估计的冲突度量满足预定冲突标准的套管。

技术领域

本发明涉及一种用于通过生成患者气管的至少一个位置的3D数值表示来设计用于患者的套管的方法。本发明涉及气管切开术的技术领域。

背景技术

气管切开术被定义为由管保持的气管的临时孔。在管拔出时孔就关闭。这种管通常被称为套管。

气管切开术能够涉及儿童和成人二者。它能够短暂使用或持续较长时间，并适应四个适应症：在阻塞的情况下保持气管打开、在咳嗽不足的情况下能够抽吸分泌物、保护人造的通道、最后建立“长期的”机械通气。所有这些气管切开术适应症都存在于患有神经肌肉疾病的儿童患者中。

气管切开术能够通过外科手术或经皮插入来实施。这是由外科医生或麻醉师进行的相对简单的手术，并发症发生率相对低。

气管切开术会引起若干生理变化，这些变化会受到套管尺寸、形状和材料的影响。

气管切开术对气管壁、发声、吞咽、加湿、孔口和美观的影响将引起通气机制的若干生理变化。

关于通气机制：气管切开术对通气有三个明显的影响：-阻力的增加(与内径和长度有关)，这导致自主通气工作增加，呼气峰值压力增加，-解剖死腔从150ml减少到20ml，这减少了每分钟通气量，以及-咳嗽次数之一的改变(关闭声门)，这将迫使气管抽吸。

关于对气管壁的影响，气管切开术可能会损害粘膜分泌物的“自动扶梯”功能(纤毛功能的改变)、由套管球囊压力引起的缺血、瘢痕性狭窄以及由于与机械通气相关的正压(该正压趋于向上推套管)而导致的孔口的逐渐上升。气管不是静止的器官，而是不断运动的。这些运动与患者体位的改变有关，或者仅与引起气管壁向各个方向平移的呼吸有关。气管切开套管相对于气管是一个不相容的物体，它的引入引起了显著的冲突，在气管的不同层面引起损伤。气管与材料之间的这些冲突是造成与气管切开相关的许多不适的原因，并且可能是意外拔管(一旦患者不再需要气管切开套管，就将其移除的过程)的重要部分。由所述冲突引起的上皮和组织损伤是许多假性肿瘤类型的机械或炎症并发症如肉芽肿或狭窄的来源。部分诱发病变需要内窥镜手术治疗，并且可能威胁患者生命。

关于对发声的影响，气管切开术不会影响声带或喉(发声装置)。然而，它能够完全或部分地抑制通过发声装置的呼气流量。这就是为什么存在若干策略以允许尽管有套管的情况下的讲话，但所有策略都必须在气管切开上方建立流动。主要的策略是在气管切开套管的弯曲顶部开一个窗，让空气通过声带。由于患者存在较大的解剖变异性，这一要求很少得到满足。因为预切孔通常面向气管后壁，因此不允许空气通过，因此开窗术相对较少使用。

关于对吞咽的影响，气管切开术不会损害吞咽功能，这可以作为实现气管切开(相对于插管术)的论据。然而，套管球囊可能会压迫食道并阻碍喉部抬高，这可能会影响吞咽顺序(促进微吸入)。

关于对空气加湿的影响，气管切开绕过了鼻、咽和喉，这阻止了对吸入空气的加湿。在大多数情况下，需要通过加热加湿器或者通过热湿交换器来人工加湿。

关于对皮肤孔的影响，一周内可能会形成永久性的成熟瘘管。这种瘘管可能会变窄或允许肉芽肿的发展，从而很难再次引入套管。这种患者-材料冲突与套管和患者解剖结构之间的不相称程度部分有关。

关于美学方面，这是长期使用的考虑。可以考虑选择套管的具体方法。

套管的尺寸。