專利名稱：智能鎮(zhèn)痛機的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及醫(yī)用鎮(zhèn)痛設備，特別是一種具有精密氣路結(jié)構(gòu)的電腦智能鎮(zhèn)痛機。
目前市場上出現(xiàn)的鎮(zhèn)痛泵和麻醉吸入器由病人自己使用，沒有檢測報警功能，難以保證其使用的安全性和可靠性，且存在浪費氣源等不足。
本醫(yī)用智能鎮(zhèn)痛機包括氧氣源(1)、笑氣源(2)、氣路控制模塊(3)、呼吸回路(7)以及二氧化碳吸附器(8)，氧氣源(1)接到氣路控制模塊(3)的氧氣通道入口(310)，笑氣源(2)接到氣路控制模塊(3)的笑氣通道入口(320)，氣路控制模塊(3)混合氣通道的病人吸入用混合氣出口(330)和病人呼出氣體的入口(340)通過管路接呼吸回路(7)；氣路控制模塊(3)的病人呼出氣體通道出口(345)接二氧化碳吸附器(8)，經(jīng)吸附后的有用氣體通過氣路控制模塊(3)入口(346)返回混合氣通道；以及，電子控制裝置(6)、電極傳感器(4)及刺激器(5)，電極傳感器(4)和刺激器(5)分別連接于電子控制裝置(6)相應端口，電子控制裝置(6)根據(jù)生理參數(shù)變化通過氣路控制模塊(3)實時調(diào)節(jié)氧氣、笑氣配比，控制混合氣向呼吸回路(7)輸送。
本智能鎮(zhèn)痛機是一種降低或消除病人痛覺的醫(yī)用設備。通過對病人自主呼吸和神經(jīng)生理指數(shù)的檢測，應用模糊估計，借助電腦控制實施多種供氣方式，智能調(diào)節(jié)麻醉氣體含量，達到氣耗量和鎮(zhèn)痛效果的最佳關系。
在結(jié)構(gòu)上采用獨創(chuàng)的多通道匯流氣路控制模塊，在功能上不需要人為干預，具有完善可靠的安全裝置和報警系統(tǒng)，提供各種參數(shù)顯示及工作方式。智能鎮(zhèn)痛機不僅節(jié)省能源，使用方便，而且結(jié)構(gòu)可靠、安全，體積小，可用于人工流產(chǎn)、牙科手術(shù)、分娩引產(chǎn)、術(shù)后止痛、癌癥鎮(zhèn)痛等臨床和家庭護理。
本機采用新型多通道匯流氣路控制模塊(3)，模塊(3)內(nèi)有氧氣通道、笑氣通道、混合氣通道以及呼出氣體通道。氧氣源(1)接到其氧氣通道的入口(310)，笑氣源(2)接到其笑氣通道的入口(320)，其混合氣通道的病人吸入用混合氣出口(330)和病人呼出氣體的入口(340)通過管路接呼吸回路(7)；其病人呼出氣體通道出口(345)接CO2吸附器(8)，經(jīng)吸附后的有用氣體通過模塊(3)入口(346)返回混合氣通道。
其中電極傳感器(4)接在電子控制裝置(6)輸入端口(J、H)，刺激器(5)接于電子控制裝置(6)輸出端口(K)。電子控制裝置(6)根據(jù)生理參數(shù)變化通過氣路控制模塊(3)實時調(diào)節(jié)氧氣、笑氣配比，控制混合氣向呼吸回路(7)輸送。
氣路控制模塊典型實施例參見圖2。氣路控制模塊(3)包括氧氣通道(31)、笑氣通道(32)、混合氣通道(33)以及呼出氣體通道(34)四部分。
其中，混合氣通道(33)上依次安裝帶步進馬達(333)的調(diào)節(jié)閥(332)、電磁閥(334)、氣路切換閥(335)、壓流傳感器(337)及瓣閥(338)，在瓣閥(338)之前設置壓限傳感器(336)，在其調(diào)節(jié)閥(332)之前設置氧氣傳感器(331)。
氧氣通道(31)上依次安裝調(diào)節(jié)閥(312)、帶步進馬達(314)的流量計閥(313)及單向閥(315)，在調(diào)節(jié)閥(312)與通道入口(310)之間安裝壓限傳感器(311)。
笑氣通道(32)上依次安裝調(diào)節(jié)閥(322)、帶步進馬達(324)的流量計閥(323)及單向閥(325)，在調(diào)節(jié)閥(322)與通道入口(320)之間安裝壓限傳感器(321)，氧氣通道(31)和笑氣通道(32)在它們的單向閥之后接到混合氣通道(33)。
呼出氣體通道(34)上依次安裝瓣閥(341)、壓流傳感器(342)和電磁閥(344)，在電磁閥(344)的前端設置壓限傳感器(343)。
在氧氣通道(31)入口(310)與氧氣源(1)之間可安裝過濾器(9)，在笑氣通道(32)入口(320)與笑氣源(2)之間可安裝過濾器(10)，以阻止氣體中雜物和氣體嘯聲。
氧氣從氧氣通道(31)入口(310)進入，經(jīng)調(diào)節(jié)閥(312)、帶步進馬達(314)的流量計閥(313)及單向閥(315)輸送到混合氣通道(33)。笑氣從笑氣通道(32)入口(320)進入，經(jīng)調(diào)節(jié)閥(322)、帶步進馬達(324)的流量計閥(323)及單向閥(325)輸送到混合氣通道(33)。氧氣和笑氣流量由單片機(60)通過步進馬達(314、324)驅(qū)動的流量計閥來調(diào)節(jié)的，按所需比例的混合氣體通過呼吸回路(7)輸送出，當病人達到所需鎮(zhèn)痛深度時，氣路切換閥(335)關閉氣源，進入自然呼吸狀態(tài)。
單向閥(315、325)為防止不同氣體倒流，以保證準確的氣體混合比。瓣閥(338、341)用于自動開閉呼氣和吸氣狀態(tài)，有效地使用氣源。
混合氣通道(33)上的電磁閥(334)和呼出氣體通道(34)上的電磁閥(344)用來保證自主呼吸的完成。
上述的壓限傳感器(311、321、336、343)用來檢測氣路氣壓氣流是否處于正常范圍，特別是氧壓的檢測。對不正常的壓力，系統(tǒng)立即報警。壓流傳感器(337、342)用于檢測呼吸頻率，流量和壓力，向醫(yī)師提示病人的呼吸狀態(tài)，決定是否調(diào)整壓力。混合氣通道(33)上的氧傳感器(331)用于測量氣體混合比，并積累鎮(zhèn)痛深度參數(shù)。
本實用新型的電子控制裝置(6)使用工控芯片或通用PC芯片控制，可直接或通過總線選擇接口電路來驅(qū)動外圍硬件。C8051Fxxx系列等單片機，因內(nèi)置存貯器、A/D變換器和強大的直接通訊及驅(qū)動能力，可使設備簡化可靠，作為優(yōu)選部件。
參照圖3，上述的電子控制裝置(6)包括單片機(60)，接于單片機顯示端口的顯示屏(66)，接于單片機相應輸出端口的數(shù)碼顯示管(61)、指示燈(62)及報警器(63)，單片機輸入端口的設定按鍵(64)，以及氣路控制I/O接口(65)，氣路控制I/O接口(65)接于單片機程序設定的若干I/O端口，它的輸入端分別連接氣路控制模塊(3)的壓限傳感器(311、321、336、343)、壓流傳感器(337、342)以及氧傳感器(331)，它的輸出端分別連接氣路控制模塊(3)流量計閥的步進馬達(314、324)、調(diào)節(jié)閥的步進馬達(333)、電磁閥(334、344)及氣路切換閥(335)。
其中，顯示屏(66)和數(shù)碼顯示管(61)用于顯示病人參數(shù)，呼吸參數(shù)和波形，氣體成分比例，報警提示。指示燈(62)用于工作狀態(tài)顯示，也與報警器(63)配合進行聲光雙重報警。設定按鍵(64)作為人機交互使用，可設定輔助功能。通信接口可用于接收傳感器信號，發(fā)送控制信號和打印等。
軟件采用工控程序和模糊邏輯算法，對各類傳感器，如各壓限傳感器(311、321、336、343)、壓流傳感器(337、342)和氧傳感器(331)檢測的信息和設定按鍵(64)的輸入信息進行分析、判斷，單片機(60)通過氣路控制I/O接口(65)實時調(diào)節(jié)氧氣、笑氣配比，控制混合氣向呼吸回路(7)輸送。各通道的流量、壓力的調(diào)節(jié)是通過相應的電磁閥、流量計閥的步進馬達實現(xiàn)的。電子部分(6)裝有常規(guī)的漏電保護，欠電壓檢測和備用電池，以保證使用安全。
生理參數(shù)檢測部分如圖4所示。該部分主要用于病人鎮(zhèn)痛狀態(tài)的檢測，其包括電極傳感器(4)和刺激器(5)，必要時可以包括常規(guī)的血壓(25)、血氧(26)檢測及心電檢測(27)。作為本實用新型的要點之一，要求獲取鎮(zhèn)痛深度檢測，采用外界施加的刺激，進行受控的同步檢測，以確定神經(jīng)生理指數(shù)。
刺激器(5)采用機械刺激或聽覺刺激，這是兩種不同類型鎮(zhèn)痛深度的檢測方式。病人在吸收麻醉氣濃度增加過程中，機械刺激反應變得遲鈍，肌電的電極傳感器(4)的信號則隨之減弱，而誘發(fā)電位的電極傳感器(4)可反應聽覺刺激，直到神經(jīng)中樞反應消失為止。刺激器(5)采用機械刺激器、或聽覺刺激器、或機械和聽覺組合刺激器。刺激器(5)可以是不同類型的換能器，如電磁敲擊，機械敲擊，振動裝置，發(fā)聲裝置等。
本機操作過程如下在病人手術(shù)前，戴上面罩，醫(yī)生開啟鎮(zhèn)痛機，設置模式，設備自動接通刺激器(5)和電極傳感器(4)，測量自主呼吸頻率，并以50％的配比輸入混合氣體，同時測量所有生理參數(shù)，根據(jù)生理參數(shù)變化調(diào)節(jié)混合氣體配比，當病人肌電反應平穩(wěn)時，系統(tǒng)用指示燈通知醫(yī)師實施手術(shù)，手術(shù)結(jié)束后，醫(yī)生啟動面板恢復功能鍵，設備撤除麻醉氣，當生理參數(shù)恢復到手術(shù)前狀態(tài)時，通知病人離床休息。
權(quán)利要求1.一種醫(yī)用智能鎮(zhèn)痛機，其特征在于包括氧氣源(1)、笑氣源(2)、氣路控制模塊(3)、呼吸回路(7)以及二氧化碳吸附器(8)，氧氣源(1)接到氣路控制模塊(3)的氧氣通道入口(310)，笑氣源(2)接到氣路控制模塊(3)的笑氣通道入口(320)，氣路控制模塊(3)混合氣通道的病人吸入用混合氣出口(330)和病人呼出氣體的入口(340)通過管路接呼吸回路(7)；氣路控制模塊(3)的病人呼出氣體通道出口(345)接二氧化碳吸附器(8)，經(jīng)吸附后的有用氣體通過氣路控制模塊(3)入口(346)返回混合氣通道；以及電子控制裝置(6)，電極傳感器(4)和刺激器(5)分別連接于電子控制裝置(6)相應端口，電子控制裝置(6)根據(jù)生理參數(shù)變化通過氣路控制模塊(3)實時調(diào)節(jié)氧氣、笑氣配比，控制混合氣向呼吸回路(7)輸送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能鎮(zhèn)痛機，其特征在于氧氣源(1)和笑氣源(2)由氣瓶或中央供氣管道提供，氣源壓力范圍為3～6公斤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能鎮(zhèn)痛機，其特征在于氣路控制模塊(3)具有氧氣通道(31)、笑氣通道(32)、混合氣通道(33)以及呼出氣體通道(34)；所述混合氣通道(33)上依次安裝帶步進馬達(333)的調(diào)節(jié)閥(332)、電磁閥(334)、氣路切換閥(335)、壓流傳感器(337)及瓣閥(338)，在瓣閥(338)之前設置壓限傳感器(336)，在其調(diào)節(jié)閥(332)之前設置氧氣傳感器(331)；所述氧氣通道(31)上依次安裝調(diào)節(jié)閥(312)、帶步進馬達(314)的流量計閥(313)及單向閥(315)，在調(diào)節(jié)閥(312)與通道入口(310)之間安裝壓限傳感器(311)；所述笑氣通道(32)上依次安裝調(diào)節(jié)閥(322)、帶步進馬達(324)的流量計閥(323)及單向閥(325)，在調(diào)節(jié)閥(322)與通道入口(320)之間安裝壓限傳感器(321)，氧氣通道(31)和笑氣通道(32)在它們的單向閥之后接到混合氣通道(33)；所述呼出氣體通道(34)上依次安裝瓣閥(341)、壓流傳感器(342)和電磁閥(344)，在電磁閥(344)的前端設置壓限傳感器(343)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的智能鎮(zhèn)痛機，其特征在于電子控制裝置包括單片機(60)，接于單片機顯示端口的顯示屏(66)，接于單片機相應輸出端口的數(shù)碼顯示管(61)、指示燈(62)及報警器(63)，單片機輸入端口的設定按鍵(64)，以及氣路控制I/O接口(65)，氣路控制I/O接口(65)接于單片機程序設定的若干I/O端口，它的輸入端分別連接氣路控制模塊(3)的壓限傳感器(311、321、336、343)、壓流傳感器(337、342)以及氧傳感器(331)，它的輸出端分別連接氣路控制模塊(3)流量計閥的步進馬達(314、324)、調(diào)節(jié)閥的步進馬達(333)、電磁閥(334、344)及氣路切換閥(335)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的智能鎮(zhèn)痛機，其特征在于在氣路控制模塊(3)的氧氣通道(31)入口(310)與氧氣源(1)之間安裝過濾器(9)，在笑氣通道(32)入口(320)與笑氣源(2)之間安裝過濾器(10)，以阻止氣體中雜物和氣體嘯聲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能鎮(zhèn)痛機，其特征在于刺激器(5)采用機械刺激器、或聽覺刺激器、或機械和聽覺組合刺激器。
專利摘要一種醫(yī)用智能鎮(zhèn)痛機，包括氧氣源、笑氣源、氣路控制模塊、呼吸回路及CO
文檔編號A61M16/10GK2571398SQ02248380
公開日2003年9月10日 申請日期2002年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者李士才 申請人:深圳市金科威實業(yè)有限公司, 李士才