可测温气管导管的设计制作与临床应用研究

伍 源，张咸伟，邓 乾

华中科技大学同济医学院附属同济医院 麻醉科，湖北 武汉 430030

可测温气管导管的设计制作与临床应用研究

伍 源，张咸伟，邓 乾

华中科技大学同济医学院附属同济医院 麻醉科，湖北 武汉 430030

目的介绍一种用于气管插管患者的气道测温装置。方法在传统气管导管的套囊内装配温度传感探头，制作成可测温的气管导管，即使在套囊破裂的情况下温度传感探头也不会脱落至气道成为异物。在保证通气功能不受影响的同时，可以使用此装置连续监测气道温度。结果经过临床初步应用证实，可测温气管导管可以便捷、准确及稳定地监测气道温度。气道温度与食道温度呈高度正相关，可准确显示人体体温变化。结论该装置可用于临床科室需气管插管（如全身麻醉）患者的体温监测，提高了临床诊治的安全性，减轻了医护人员的劳动负担。

可测温气管导管；气道；气管插管；温度传感器

体温监测对于保证患者的生命体征平稳具有举足轻重的作用。例如围术期体温异常的发生率较高，其中高热多发生在小儿及体温调节障碍者，可增加术中麻醉风险，引起术后恢复不良。而有研究表明围术期渐进性低体温更多见，可延长复苏室滞留时间，增加术后寒颤和免疫系统损害的发生率，增加伤口感染及心脏不良事件，如室性心动过速的发生等，从而延长住院时间，导致术后死亡率增高[1-2]。

准确、实时和连续的（中心）体温监测，对于这些不良事件的防范具有极为重要的意义[3]，但其在临床应用中并未得到足够的重视。究其原因，传统体温监测的部位通常为口腔、鼻咽、食道、腋窝和直肠等。但将其用于临床中的常规监测受限于诸多因素，如鼻咽、食道以及直肠温度虽较接近中心温度，但操作存在不便、易造成患者不适、接触部位不当也易造成出血损伤，口腔部位用于患者的连续温度监测并不现实。而将其用于术中的实时监测更是无法实现，腋窝测温易受到环境温度影响，患者及医护人员易遗忘，管理上存在不便。另外，作为金标准用于术中中心体温监测的肺动脉温度由于其有创、复杂和昂贵等原因无法满足临床常规应用[4]。因此，非常有必要寻找一种适用于患者的便捷体温监测方法。

临床上很多患者需要接受气管插管的操作，如全身麻醉手术过程中，ICU危重症患者镇静管理中及呼吸衰竭患者功能支持治疗中等。本文设计的可测温气管导管，在实现通气功能的同时，可以进行连续的气道内温度监测，操作简便、测量准确，抗干扰能力强。本次研究的对象主要是基于需行全身麻醉的手术患者。初步观察该设计的临床使用效果，可测温气管导管可以便捷、准确及稳定地监测气道温度。为临床和科研提供一个新的思路。

1 可测温气管导管的系统设计

普通气管导管主要由管胚、套囊、单向阀、指示囊、充气管、连接头等部件组成。可测温气管导管的套囊内部装有温度传感探头，该探头尽可能接近套囊的头端，连接温度传感探头的温度传感线顺着充气管在管胚壁上的走行同时引出，和配套的温度监测仪相连进行温度监测（如图1所示）。

图1 可测温气管导管结构图

1.1 温度传感探头

图2 可测温气管导管传感器效果图

可测温气管导管的温度传感器采用铂电阻材料，研究发现金属铂（Pt）的电阻值随温度变化而变化，并具有很好的重现性和稳定性。利用Pt随温度变化的特征来间接测量温度，其精度高，稳定性好[5]。我们研制的可测温气管导管采用小体积的Pt100电阻温度传感器埋置于其套囊内远离连接头端，于批量制作气管导管时固定成型，保证其即使在套囊破裂的情况下也不会脱落至气道成为异物（如图2所示），保障了患者安全。

1.2 温度传感线

可测温气管导管的温度传感线，即温度传感器的引出导线，采用两线制，避免导线的横截直径过粗增加气管导管制作难度。同时为了控制导线电阻带来的附加误差，均将导线长度统一于2m以内。

2 效果评价

2.1 测温导管的准确性、稳定性评估

将可测温气管导管的温度测量装置与Dual Display Temperature Monitor Model 1600（美国Vital Signs Inc公司提供）进行温度校准。

2.2 临床观察

以55例腹部和乳腺手术患者为研究对象，将手术室温度控制在22～25℃之间，且手术时间在2～3h。在全身麻醉诱导后将自行研制的可测温气管导管置入气管，深度为：男性距门齿(23±1)cm，女性距门齿(22±1)cm，约达气管中段，随后连接高精度测温仪（德国UST公司测温芯片）。同时以食道温度监测作为标准对照，置入1016型食道温度传感器探头（美国Vital Signs Inc公司）至距门齿40cm达食道中下段，连接Dual Display Temperature Monitor Model 1600（美国Vital Signs Inc公司提供）。

2.3 结果

（1）将Pt100温度传感探头及1016型食道温度传感探头分别置于冰水混合物及沸水中，即时温度显示均为0.0℃及100.0℃； 间隔1min即进行温度调整。在0～100℃内进行温度比较时，即时温度差值不超过0.1℃。

（2）可测温气管导管在完成气管插管的同时，即可同步置入测温探头，在实现通气功能的同时，完成了术中连续地人体气道体温监测。

（3）全身麻醉手术期间气道温度与食道温度数据经Spearman相关检验得r=0.844(p<0.01)，呈高度正相关。人体气道如同食道属于相对密封的环境，气道内温度也如食道温度一样，较少受到外界环境的干扰，在室温保持相对稳定的基础下，能够实现连续监测且避免较大的波动。

3 结束语

准确有效的体温监测将有助于保证患者生命体征的稳定，特别是对于接受大型长时手术的老人及小儿等具有重大意义。术中的实时监测有利于医护人员及时调整治疗措施，维持患者内环境的协调，进而保证其生命安全。肺动脉温度最接近中心温度，是理想的体温监测部位，但其测定具有侵入性、操作复杂，且昂贵，无法成为常规测温手段。食道、直肠及口腔等部位也由于其存在术中监测不便、患者较难接受等问题未能得到广泛应用[4-6]。

人体气道毗邻食道，气管插管时气管导管的末端接近于气管中段，较接近于人体心脏大血管的位置；且建立机械通气后，气道属于一个相对密闭的空间，能够保证监测温度的相对稳定。已有动物实验证实气道测温是切实可行的，不仅可代表机体的中心温度，而且温度传感器与气管壁之间的距离亦不影响温度监测的准确性[7-10]。本研究在临床实验中发现，在完成气管插管的同时气道测温探头的放置就已到位，非常方便；术中温度的显示灵敏、准确而稳定，受干扰少，充分证实了人体气道测温的可行性。通过与食道温度的动态监测比较，可测温气管导管所测气道温度与食道温度呈高度相关，显示其监测的准确性。

可测温气管导管可以实现需气管插管机械通气（如全身麻醉）患者的体温监测，具有以下优点：

（1）对于建立人工气道的患者，气管插管的同时便置入了温度监测探头，无额外操作，便捷性强；

（2）温度传感器埋置于其套囊内远离连接头端，制作时一次固定成型，不与气道粘膜直接接触，避免机械损伤，且可保证其在套囊破裂的情况下亦不会脱落至气道成为异物，安全性高；

（3）所测温度与食道温度有良好的相关性；

（4）可测温气管导管固定于气管内深部，不会移动，受干扰少，稳定性强。

结论，可测温气管导管使得临床需气管插管（如全身麻醉下）患者的体温监测成为可能，也为围术期人体温度常规监测提供了新途径。

特别致谢

本次研究得到德国UST(中国)研究中心武汉优斯特传感器科技有限公司的大力支持。

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Design and Clinical Application Study of Temperature Measuring Endotracheal Tube

WU Yuan, ZHANG Xian-wei,
DENG Qian
Department of Anesthesia, Tongji Hospital Affiliated with Tongji Medical College,Huazhong University of Science and Technology, Wuhan Hubei 430030, China

TP212.11；TH785+.5

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2011.03.009

1674-1633(2011)03-0025-03

2010-10-05

专利：国家专利（CN200820065590.6）。

本文作者：伍源，硕士研究生，主要从事麻醉与疼痛的研究。

张咸伟，教授，硕士生导师。

通讯作者邮箱：zlxw@mails.tjmu.edu.cn

Abstract:ObjectiveTo introduce a tracheal temperature monitor system.MethodsBy means of the temperature sensor probe placed in the cuff-ballon of the traditional endotracheal tube, a temperature measuring endotracheal tube was composed. Even after the cuff-ballon was disruptived, the temperature sensor probe would not fall off into the trachea as a corpus alienum. Without the ventilation function susceptible, the tracheal temperature could be continuously monitored.ResultsThrough the clinical initial verification, the self-designed temperature measuring endotracheal tube could monitor the tracheal temperature conveniently,accurately and stably. A highly positive correlation was found between tracheal temperature and esophagus temperature. And the human temperature variation was manifested accurately in tracheal.ConclusionThe temperature measuring endotracheal tube could be refered to the patients who required tracheal intubation (for example: general anaesthesia), which could improve the security of the clinical diagnose and cure, and also ease the labor burden of clinical staff.

Key words:temperature measuring endotracheal tube; trachea; tracheal intubation; temperature sensor