专利名称：智能镇痛机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及医用镇痛设备，特别是一种具有精密气路结构的电脑智能镇痛机。
目前市场上出现的镇痛泵和麻醉吸入器由病人自己使用，没有检测报警功能，难以保证其使用的安全性和可靠性，且存在浪费气源等不足。
本医用智能镇痛机包括氧气源(1)、笑气源(2)、气路控制模块(3)、呼吸回路(7)以及二氧化碳吸附器(8)，氧气源(1)接到气路控制模块(3)的氧气通道入口(310)，笑气源(2)接到气路控制模块(3)的笑气通道入口(320)，气路控制模块(3)混合气通道的病人吸入用混合气出口(330)和病人呼出气体的入口(340)通过管路接呼吸回路(7)；气路控制模块(3)的病人呼出气体通道出口(345)接二氧化碳吸附器(8)，经吸附后的有用气体通过气路控制模块(3)入口(346)返回混合气通道；以及，电子控制装置(6)、电极传感器(4)及刺激器(5)，电极传感器(4)和刺激器(5)分别连接于电子控制装置(6)相应端口，电子控制装置(6)根据生理参数变化通过气路控制模块(3)实时调节氧气、笑气配比，控制混合气向呼吸回路(7)输送。
本智能镇痛机是一种降低或消除病人痛觉的医用设备。通过对病人自主呼吸和神经生理指数的检测，应用模糊估计，借助电脑控制实施多种供气方式，智能调节麻醉气体含量，达到气耗量和镇痛效果的最佳关系。
在结构上采用独创的多通道汇流气路控制模块，在功能上不需要人为干预，具有完善可靠的安全装置和报警系统，提供各种参数显示及工作方式。智能镇痛机不仅节省能源，使用方便，而且结构可靠、安全，体积小，可用于人工流产、牙科手术、分娩引产、术后止痛、癌症镇痛等临床和家庭护理。
本机采用新型多通道汇流气路控制模块(3)，模块(3)内有氧气通道、笑气通道、混合气通道以及呼出气体通道。氧气源(1)接到其氧气通道的入口(310)，笑气源(2)接到其笑气通道的入口(320)，其混合气通道的病人吸入用混合气出口(330)和病人呼出气体的入口(340)通过管路接呼吸回路(7)；其病人呼出气体通道出口(345)接CO2吸附器(8)，经吸附后的有用气体通过模块(3)入口(346)返回混合气通道。
其中电极传感器(4)接在电子控制装置(6)输入端口(J、H)，刺激器(5)接于电子控制装置(6)输出端口(K)。电子控制装置(6)根据生理参数变化通过气路控制模块(3)实时调节氧气、笑气配比，控制混合气向呼吸回路(7)输送。
气路控制模块典型实施例参见图2。气路控制模块(3)包括氧气通道(31)、笑气通道(32)、混合气通道(33)以及呼出气体通道(34)四部分。
其中，混合气通道(33)上依次安装带步进马达(333)的调节阀(332)、电磁阀(334)、气路切换阀(335)、压流传感器(337)及瓣阀(338)，在瓣阀(338)之前设置压限传感器(336)，在其调节阀(332)之前设置氧气传感器(331)。
氧气通道(31)上依次安装调节阀(312)、带步进马达(314)的流量计阀(313)及单向阀(315)，在调节阀(312)与通道入口(310)之间安装压限传感器(311)。
笑气通道(32)上依次安装调节阀(322)、带步进马达(324)的流量计阀(323)及单向阀(325)，在调节阀(322)与通道入口(320)之间安装压限传感器(321)，氧气通道(31)和笑气通道(32)在它们的单向阀之后接到混合气通道(33)。
呼出气体通道(34)上依次安装瓣阀(341)、压流传感器(342)和电磁阀(344)，在电磁阀(344)的前端设置压限传感器(343)。
在氧气通道(31)入口(310)与氧气源(1)之间可安装过滤器(9)，在笑气通道(32)入口(320)与笑气源(2)之间可安装过滤器(10)，以阻止气体中杂物和气体啸声。
氧气从氧气通道(31)入口(310)进入，经调节阀(312)、带步进马达(314)的流量计阀(313)及单向阀(315)输送到混合气通道(33)。笑气从笑气通道(32)入口(320)进入，经调节阀(322)、带步进马达(324)的流量计阀(323)及单向阀(325)输送到混合气通道(33)。氧气和笑气流量由单片机(60)通过步进马达(314、324)驱动的流量计阀来调节的，按所需比例的混合气体通过呼吸回路(7)输送出，当病人达到所需镇痛深度时，气路切换阀(335)关闭气源，进入自然呼吸状态。
单向阀(315、325)为防止不同气体倒流，以保证准确的气体混合比。瓣阀(338、341)用于自动开闭呼气和吸气状态，有效地使用气源。
混合气通道(33)上的电磁阀(334)和呼出气体通道(34)上的电磁阀(344)用来保证自主呼吸的完成。
上述的压限传感器(311、321、336、343)用来检测气路气压气流是否处于正常范围，特别是氧压的检测。对不正常的压力，系统立即报警。压流传感器(337、342)用于检测呼吸频率，流量和压力，向医师提示病人的呼吸状态，决定是否调整压力。混合气通道(33)上的氧传感器(331)用于测量气体混合比，并积累镇痛深度参数。
本实用新型的电子控制装置(6)使用工控芯片或通用PC芯片控制，可直接或通过总线选择接口电路来驱动外围硬件。C8051Fxxx系列等单片机，因内置存贮器、A/D变换器和强大的直接通讯及驱动能力，可使设备简化可靠，作为优选部件。
参照图3，上述的电子控制装置(6)包括单片机(60)，接于单片机显示端口的显示屏(66)，接于单片机相应输出端口的数码显示管(61)、指示灯(62)及报警器(63)，单片机输入端口的设定按键(64)，以及气路控制I/O接口(65)，气路控制I/O接口(65)接于单片机程序设定的若干I/O端口，它的输入端分别连接气路控制模块(3)的压限传感器(311、321、336、343)、压流传感器(337、342)以及氧传感器(331)，它的输出端分别连接气路控制模块(3)流量计阀的步进马达(314、324)、调节阀的步进马达(333)、电磁阀(334、344)及气路切换阀(335)。
其中，显示屏(66)和数码显示管(61)用于显示病人参数，呼吸参数和波形，气体成分比例，报警提示。指示灯(62)用于工作状态显示，也与报警器(63)配合进行声光双重报警。设定按键(64)作为人机交互使用，可设定辅助功能。通信接口可用于接收传感器信号，发送控制信号和打印等。
软件采用工控程序和模糊逻辑算法，对各类传感器，如各压限传感器(311、321、336、343)、压流传感器(337、342)和氧传感器(331)检测的信息和设定按键(64)的输入信息进行分析、判断，单片机(60)通过气路控制I/O接口(65)实时调节氧气、笑气配比，控制混合气向呼吸回路(7)输送。各通道的流量、压力的调节是通过相应的电磁阀、流量计阀的步进马达实现的。电子部分(6)装有常规的漏电保护，欠电压检测和备用电池，以保证使用安全。
生理参数检测部分如图4所示。该部分主要用于病人镇痛状态的检测，其包括电极传感器(4)和刺激器(5)，必要时可以包括常规的血压(25)、血氧(26)检测及心电检测(27)。作为本实用新型的要点之一，要求获取镇痛深度检测，采用外界施加的刺激，进行受控的同步检测，以确定神经生理指数。
刺激器(5)采用机械刺激或听觉刺激，这是两种不同类型镇痛深度的检测方式。病人在吸收麻醉气浓度增加过程中，机械刺激反应变得迟钝，肌电的电极传感器(4)的信号则随之减弱，而诱发电位的电极传感器(4)可反应听觉刺激，直到神经中枢反应消失为止。刺激器(5)采用机械刺激器、或听觉刺激器、或机械和听觉组合刺激器。刺激器(5)可以是不同类型的换能器，如电磁敲击，机械敲击，振动装置，发声装置等。
本机操作过程如下在病人手术前，戴上面罩，医生开启镇痛机，设置模式，设备自动接通刺激器(5)和电极传感器(4)，测量自主呼吸频率，并以50％的配比输入混合气体，同时测量所有生理参数，根据生理参数变化调节混合气体配比，当病人肌电反应平稳时，系统用指示灯通知医师实施手术，手术结束后，医生启动面板恢复功能键，设备撤除麻醉气，当生理参数恢复到手术前状态时，通知病人离床休息。
权利要求1.一种医用智能镇痛机，其特征在于包括氧气源(1)、笑气源(2)、气路控制模块(3)、呼吸回路(7)以及二氧化碳吸附器(8)，氧气源(1)接到气路控制模块(3)的氧气通道入口(310)，笑气源(2)接到气路控制模块(3)的笑气通道入口(320)，气路控制模块(3)混合气通道的病人吸入用混合气出口(330)和病人呼出气体的入口(340)通过管路接呼吸回路(7)；气路控制模块(3)的病人呼出气体通道出口(345)接二氧化碳吸附器(8)，经吸附后的有用气体通过气路控制模块(3)入口(346)返回混合气通道；以及电子控制装置(6)，电极传感器(4)和刺激器(5)分别连接于电子控制装置(6)相应端口，电子控制装置(6)根据生理参数变化通过气路控制模块(3)实时调节氧气、笑气配比，控制混合气向呼吸回路(7)输送。
2.根据权利要求1所述的智能镇痛机，其特征在于氧气源(1)和笑气源(2)由气瓶或中央供气管道提供，气源压力范围为3～6公斤。
3.根据权利要求1所述的智能镇痛机，其特征在于气路控制模块(3)具有氧气通道(31)、笑气通道(32)、混合气通道(33)以及呼出气体通道(34)；所述混合气通道(33)上依次安装带步进马达(333)的调节阀(332)、电磁阀(334)、气路切换阀(335)、压流传感器(337)及瓣阀(338)，在瓣阀(338)之前设置压限传感器(336)，在其调节阀(332)之前设置氧气传感器(331)；所述氧气通道(31)上依次安装调节阀(312)、带步进马达(314)的流量计阀(313)及单向阀(315)，在调节阀(312)与通道入口(310)之间安装压限传感器(311)；所述笑气通道(32)上依次安装调节阀(322)、带步进马达(324)的流量计阀(323)及单向阀(325)，在调节阀(322)与通道入口(320)之间安装压限传感器(321)，氧气通道(31)和笑气通道(32)在它们的单向阀之后接到混合气通道(33)；所述呼出气体通道(34)上依次安装瓣阀(341)、压流传感器(342)和电磁阀(344)，在电磁阀(344)的前端设置压限传感器(343)。
4.根据权利要求1或3所述的智能镇痛机，其特征在于电子控制装置包括单片机(60)，接于单片机显示端口的显示屏(66)，接于单片机相应输出端口的数码显示管(61)、指示灯(62)及报警器(63)，单片机输入端口的设定按键(64)，以及气路控制I/O接口(65)，气路控制I/O接口(65)接于单片机程序设定的若干I/O端口，它的输入端分别连接气路控制模块(3)的压限传感器(311、321、336、343)、压流传感器(337、342)以及氧传感器(331)，它的输出端分别连接气路控制模块(3)流量计阀的步进马达(314、324)、调节阀的步进马达(333)、电磁阀(334、344)及气路切换阀(335)。
5.根据权利要求1或3所述的智能镇痛机，其特征在于在气路控制模块(3)的氧气通道(31)入口(310)与氧气源(1)之间安装过滤器(9)，在笑气通道(32)入口(320)与笑气源(2)之间安装过滤器(10)，以阻止气体中杂物和气体啸声。
6.根据权利要求1所述的智能镇痛机，其特征在于刺激器(5)采用机械刺激器、或听觉刺激器、或机械和听觉组合刺激器。
专利摘要一种医用智能镇痛机，包括氧气源、笑气源、气路控制模块、呼吸回路及CO
文档编号A61M16/10GK2571398SQ02248380
公开日2003年9月10日 申请日期2002年9月27日 优先权日2002年9月27日
发明者李士才 申请人:深圳市金科威实业有限公司, 李士才