背景：吸痰是临床上甚为重要的一种常用治疗技术，但现有的吸痰技术存在许多缺陷：例如常规吸痰采用单通道吸痰管进行气管浅部吸痰，主要凭操作者的主观感觉和经验，盲目插管进行吸痰，这可能会导致气管粘膜损伤、吸痰不彻底及吸痰时间延长。而浅部吸痰，只能将气道上部痰液吸净，不能彻底吸出全部痰液，其气管深部的痰液易形成痰痂堵塞气道并导致肺内感染。目前，虽可通过在喉镜或纤支镜引导下明视吸痰,但需在局麻基础上进行，操作复杂，在病人情况极差、严重衰竭、心肺功能不全、严重心脏病、主动脉瘤等患者不宜作此操作，由于上述两种方法均需有丰富经验的医师操作，手续繁琐，费用昂贵，不可能在临床上广泛使用。本项目组设计研制一种可视化吸痰仪，通过微型光纤成像提供吸痰过程的实时图像，并行模拟实验、离体实验及动物实验，对其可行性、有效性及安全性进行验证。第一部分可视吸痰系统的研制——可视吸痰仪的研制目的：研制用于临床吸痰的可视吸痰系统。系统设计：该系统包括显示器、内窥镜摄像光源系统及三腔吸痰管。内窥镜摄像光源系统FVS-001MI由四部分组成：冷光源摄像系统、超细软性内窥镜、显示器、计算机采集系统。超微型光纤纤芯的传像束直径为0.45mm，其前端配有微型的光学透镜，为满足深部吸痰的需要，全长2200cm，工作长度为50cm,外径为0.90mm，其成像系统采集显示像素高达48万以上，导光部分由120根光导纤维组成，每一根直径为0.035mm。三腔吸痰管长度50.0cm，管腔外径为5.0mm，内部分为三个腔道：光纤通道（内径=1.5mm）用以放入成像光纤；吸痰通道（内径=2.5mm）与普通吸痰管作用相同；特设的供氧通道（内径=1.0mm）。结果：使用超微型光纤对图书及管道（内径=1.5cm）进行成像，其显示清楚，能够观察到清楚图像，显示像素达48万以上，可满足临床吸痰对气管的观察要求。通过白平衡按键对光源亮度进行调试，光源的亮度值选择为12~15最佳，用采集卡采集图像。同时比较两种吸痰管对吸痰量的影响，在相同时间（15秒）及负压（200mm Hg）下用两种吸痰管在容器内直接吸取1.5%和3.0%浓度的模拟痰液（n=20），传统吸痰管的吸痰量为46.33±9.56g、53.09±8.09g，三腔吸痰管为35.22±1.47g、42.67±3.41g。结论：可视吸痰系统采用光纤成像技术，实现了可视化界面，可提供吸痰过程中的实时图像，满足设计要求，为床旁吸痰操作提供了成套原型仪器。在直接吸痰时，三腔吸痰管的吸痰效率低于传统吸痰管（n=20，p <0.05），说明三腔吸痰管的吸痰通道内径需要进一步扩大改进提高吸痰效率。第二部分可视吸痰仪的模拟及离体肺吸痰实验目的：采用可视吸痰仪行假人模拟实验及离体肺气管内吸痰实验，评价可视系统的可行性和有效性。方法：在假人气管、支气管及离体猪肺气管、支气管不同部位注入不同浓度的模拟痰液，采用不同吸痰进入通道（口腔、鼻腔、气管插管、气管切开处），对比可视吸痰仪吸痰可行性及比较两种吸痰方法的吸痰效率。结果：假人模拟吸痰实验中，经口腔、鼻腔、气管插管及气管切开处四组中，相同时间（15秒）及负压（200mm Hg）下1.5%浓度模拟痰液（n=40），可视吸痰系统的吸痰量为11.53±1.18g、10.73±0.66g、11.50±0.71g、10.97±0.85g，传统吸痰系统为10.05±1.76g、9.55±0.64g、10.25±0.91g、9.35±1.38g；3.0%浓度模拟痰液，在四组中，可视吸痰系统的吸痰量为11.74±1.67g、10.25±1.15g、11.05±0.97g、11.23±1.79g，传统吸痰系统为8.84±1.11g、8.35±1.29g、10.61±1.05g、8.40±1.25g，可视吸痰组与传统吸痰组的吸痰量均有差异（p <0.05)。在相同时间（15秒）及负压（200mmHg）下进行猪肺气管吸痰实验（n=40），直接插入、气管插管及气管切开处三组中，1.5%浓度模拟痰液，可视吸痰系统的吸痰量为6.91±0.49g、7.27±0.71g、6.59±0.88g，传统吸痰系统为5.28±0.64g、6.39±0.91g、5.98±1.38g；使用3.0%浓度模拟痰液，可视吸痰系统的吸痰量为6.37±1.15g、7.98±0.97g、7.35±1.79g，传统吸痰系统为5.64±1.29g、6.19±1.05g、6.90±1.25g，可视吸痰组与传统吸痰组的吸痰量均有差异（p <0.05)。结论：可视吸痰系统对模拟假人气管吸痰及离体猪肺吸痰均具有可行性，并比传统吸痰系统吸痰效率更高,更易操作，为活体动物实验提供了前期基础。第三部分可视吸痰仪的动物吸痰实验目的：可视吸痰系统及传统吸痰对家犬生痰模型吸痰实验，评价可视吸痰系统的有效性、安全性。方法：18只健康成年家犬，随机分为可视吸痰组（n=9）和传统吸痰组（n=9），通过机磷中毒法建立稳定犬生痰模型，建模后对两组分别使用可可视化吸痰和传统吸痰操作，采用不同吸痰进入通道（口腔、气管插管、气管切开），比较两种吸痰方法的的效率及对气管的损伤程度。结果：（1）在相同时间（15秒）及负压（200mm Hg）下采用经口腔、经气管插管、气管切开三种通道进行吸痰操作（n=36），可视吸痰组吸痰量为7.07±0.71g、8.75±0.68g、8.42±0.76g；传统吸痰组中，吸痰量为6.60±0.73g、7.78±0.59g、7.55±0.61g。可视吸痰组在相同负压及时间下吸痰效率高于传统吸痰组（p <0.05）。（2）比较可视吸痰组与传统吸痰组吸痰过程中，家犬的血氧饱和度、心率及血气分析数据，可视吸痰组的吸痰时的血氧饱和度高于传统吸痰组（n=36，p <0.05）；心率、血压及血气分析数据均没有明显差异（n=36，p>0.05）。（3）对家犬的气管粘膜HE染色，传统吸痰组的炎性细胞浸润及粘膜糜烂比可视吸痰组更为严重（n=9，p <0.05）。结论：可视吸痰仪可提供动物吸痰过程中气道实时图像，与传统吸痰系统相比，具有吸痰效率高,气管损伤程度小，血氧饱和度高的优势，且更易操作，为临床吸痰实验提供了基础。