專(zhuān)利名稱(chēng)：智能鎮(zhèn)痛機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及醫(yī)用鎮(zhèn)痛設(shè)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(jī)。
目前市場(chǎng)上出現(xiàn)的鎮(zhèn)痛泵和麻醉吸入器由病人自己使用，沒(méi)有檢測(cè)報(bào)警功能，難以保證其使用的安全性和可靠性，且存在浪費(fèi)氣源等不足。
本醫(yī)用智能鎮(zhèn)痛機(jī)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(guò)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(guò)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(yīng)端口，電子控制裝置(6)根據(jù)生理參數(shù)變化通過(guò)氣路控制模塊(3)實(shí)時(shí)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(jī)是一種降低或消除病人痛覺(jué)的醫(yī)用設(shè)備。通過(guò)對(duì)病人自主呼吸和神經(jīng)生理指數(shù)的檢測(cè)，應(yīng)用模糊估計(jì)，借助電腦控制實(shí)施多種供氣方式，智能調(diào)節(jié)麻醉氣體含量，達(dá)到氣耗量和鎮(zhèn)痛效果的最佳關(guān)系。
在結(jié)構(gòu)上采用獨(dú)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(yù)，具有完善可靠的安全裝置和報(bào)警系統(tǒng)，提供各種參數(shù)顯示及工作方式。智能鎮(zhèn)痛機(jī)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(hù)理。
本機(jī)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(guò)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(guò)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(guò)氣路控制模塊(3)實(shí)時(shí)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(shí)施例參見(jiàn)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(jìn)馬達(dá)(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(shè)置壓限傳感器(336)，在其調(diào)節(jié)閥(332)之前設(shè)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(jìn)馬達(dá)(314)的流量計(jì)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(jìn)馬達(dá)(324)的流量計(jì)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(shè)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(guò)濾器(9)，在笑氣通道(32)入口(320)與笑氣源(2)之間可安裝過(guò)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(jìn)入，經(jīng)調(diào)節(jié)閥(312)、帶步進(jìn)馬達(dá)(314)的流量計(jì)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(jìn)入，經(jīng)調(diào)節(jié)閥(322)、帶步進(jìn)馬達(dá)(324)的流量計(jì)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(jī)(60)通過(guò)步進(jìn)馬達(dá)(314、324)驅(qū)動(dòng)的流量計(jì)閥來(lái)調(diào)節(jié)的，按所需比例的混合氣體通過(guò)呼吸回路(7)輸送出，當(dāng)病人達(dá)到所需鎮(zhèn)痛深度時(shí)，氣路切換閥(335)關(guān)閉氣源，進(jìn)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(zhǔn)確的氣體混合比。瓣閥(338、341)用于自動(dòng)開(kāi)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(lái)保證自主呼吸的完成。
上述的壓限傳感器(311、321、336、343)用來(lái)檢測(cè)氣路氣壓氣流是否處于正常范圍，特別是氧壓的檢測(cè)。對(duì)不正常的壓力，系統(tǒng)立即報(bào)警。壓流傳感器(337、342)用于檢測(cè)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(cè)量氣體混合比，并積累鎮(zhèn)痛深度參數(shù)。
本實(shí)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(guò)總線(xiàn)選擇接口電路來(lái)驅(qū)動(dòng)外圍硬件。C8051Fxxx系列等單片機(jī)，因內(nèi)置存貯器、A/D變換器和強(qiáng)大的直接通訊及驅(qū)動(dòng)能力，可使設(shè)備簡(jiǎn)化可靠，作為優(yōu)選部件。
參照?qǐng)D3，上述的電子控制裝置(6)包括單片機(jī)(60)，接于單片機(jī)顯示端口的顯示屏(66)，接于單片機(jī)相應(yīng)輸出端口的數(shù)碼顯示管(61)、指示燈(62)及報(bào)警器(63)，單片機(jī)輸入端口的設(shè)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(jī)程序設(shè)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(jì)閥的步進(jìn)馬達(dá)(314、324)、調(diào)節(jié)閥的步進(jìn)馬達(dá)(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(bào)警提示。指示燈(62)用于工作狀態(tài)顯示，也與報(bào)警器(63)配合進(jìn)行聲光雙重報(bào)警。設(shè)定按鍵(64)作為人機(jī)交互使用，可設(shè)定輔助功能。通信接口可用于接收傳感器信號(hào)，發(fā)送控制信號(hào)和打印等。
軟件采用工控程序和模糊邏輯算法，對(duì)各類(lèi)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(cè)的信息和設(shè)定按鍵(64)的輸入信息進(jìn)行分析、判斷，單片機(jī)(60)通過(guò)氣路控制I/O接口(65)實(shí)時(shí)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(guò)相應(yīng)的電磁閥、流量計(jì)閥的步進(jìn)馬達(dá)實(shí)現(xiàn)的。電子部分(6)裝有常規(guī)的漏電保護(hù)，欠電壓檢測(cè)和備用電池，以保證使用安全。
生理參數(shù)檢測(cè)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(cè)，其包括電極傳感器(4)和刺激器(5)，必要時(shí)可以包括常規(guī)的血壓(25)、血氧(26)檢測(cè)及心電檢測(cè)(27)。作為本實(shí)用新型的要點(diǎn)之一，要求獲取鎮(zhèn)痛深度檢測(cè)，采用外界施加的刺激，進(jìn)行受控的同步檢測(cè)，以確定神經(jīng)生理指數(shù)。
刺激器(5)采用機(jī)械刺激或聽(tīng)覺(jué)刺激，這是兩種不同類(lèi)型鎮(zhèn)痛深度的檢測(cè)方式。病人在吸收麻醉氣濃度增加過(guò)程中，機(jī)械刺激反應(yīng)變得遲鈍，肌電的電極傳感器(4)的信號(hào)則隨之減弱，而誘發(fā)電位的電極傳感器(4)可反應(yīng)聽(tīng)覺(jué)刺激，直到神經(jīng)中樞反應(yīng)消失為止。刺激器(5)采用機(jī)械刺激器、或聽(tīng)覺(jué)刺激器、或機(jī)械和聽(tīng)覺(jué)組合刺激器。刺激器(5)可以是不同類(lèi)型的換能器，如電磁敲擊，機(jī)械敲擊，振動(dòng)裝置，發(fā)聲裝置等。
本機(jī)操作過(guò)程如下在病人手術(shù)前，戴上面罩，醫(yī)生開(kāi)啟鎮(zhèn)痛機(jī)，設(shè)置模式，設(shè)備自動(dòng)接通刺激器(5)和電極傳感器(4)，測(cè)量自主呼吸頻率，并以50％的配比輸入混合氣體，同時(shí)測(cè)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(dāng)病人肌電反應(yīng)平穩(wěn)時(shí)，系統(tǒng)用指示燈通知醫(yī)師實(shí)施手術(shù)，手術(shù)結(jié)束后，醫(yī)生啟動(dòng)面板恢復(fù)功能鍵，設(shè)備撤除麻醉氣，當(dāng)生理參數(shù)恢復(fù)到手術(shù)前狀態(tài)時(shí)，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(jī)，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(guò)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(guò)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(yīng)端口，電子控制裝置(6)根據(jù)生理參數(shù)變化通過(guò)氣路控制模塊(3)實(shí)時(shí)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(jī)，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(jī)，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(jìn)馬達(dá)(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(shè)置壓限傳感器(336)，在其調(diào)節(jié)閥(332)之前設(shè)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(jìn)馬達(dá)(314)的流量計(jì)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(jìn)馬達(dá)(324)的流量計(jì)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(shè)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(jī)，其特征在于電子控制裝置包括單片機(jī)(60)，接于單片機(jī)顯示端口的顯示屏(66)，接于單片機(jī)相應(yīng)輸出端口的數(shù)碼顯示管(61)、指示燈(62)及報(bào)警器(63)，單片機(jī)輸入端口的設(shè)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(jī)程序設(shè)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(jì)閥的步進(jìn)馬達(dá)(314、324)、調(diào)節(jié)閥的步進(jìn)馬達(dá)(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(jī)，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(guò)濾器(9)，在笑氣通道(32)入口(320)與笑氣源(2)之間安裝過(guò)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(jī)，其特征在于刺激器(5)采用機(jī)械刺激器、或聽(tīng)覺(jué)刺激器、或機(jī)械和聽(tīng)覺(jué)組合刺激器。
專(zhuān)利摘要一種醫(yī)用智能鎮(zhèn)痛機(jī)，包括氧氣源、笑氣源、氣路控制模塊、呼吸回路及CO
文檔編號(hào)A61M16/10GK2571398SQ02248380
公開(kāi)日2003年9月10日 申請(qǐng)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(qǐng)人:深圳市金科威實(shí)業(yè)有限公司, 李士才