CN101121051A - 一种监测控制吸氧仪的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种监测控制吸氧仪的方法及装置，在微电脑的控制下，设置病人的血氧饱和度上限和下限，再给吸氧仪设置一个预置流速比，开启吸氧仪在预置流速下给氧，经过一段时间，检测吸氧者体内的血氧饱和度并适当调整串接在吸氧仪气路中的比例电磁阀流速，至血氧饱和度在设定范围。本仪器不仅具有吸氧器和监护仪的特点，而且将二者紧密地结合起来，实现互动。它带有血氧饱和度等生命体征参数监测，能够根据适时采集到的病人生命体征如血氧饱和度等的变化，在预置的流速范围内自动变化吸氧流速，从而改变病人的吸氧浓度，继而改善病人体征。

Description

一种监测控制吸氧仪的方法及装置

技术领域

本发明涉及一种医疗方法及器械，尤其涉及对吸氧仪的控制方法及装置。

背景技术

吸氧器(吸氧装置)目前在市面上已经比较普遍。它是通过人工调节一个节流阀从而改变氧气流速来实现对病人吸氧治疗或保健的一种医疗器械。它的弊端是：

1.功能单一，只能给病人提供吸氧功能；不能同时提供氧疗监测，故可能导致氧中毒等氧疗不良反应的发生；

2.病人的生理体征如脉搏氧饱和度、脉率、血压等需要另外专门仪器来监测；

3.随着病人病情的变化，常常需要医生反复地重新设置氧气流速；

4.而且由于不能够“按需适时调节”，因此会比较浪费氧气；

5.由于没有必要的报警措施，在医院常常需要医生或护士不间断的看护；

6.在家庭使用这种吸氧仪，病人常常没有生命体征监测仪器，在夜间

如果没有及时的看护，由于没有必要的报警措施提醒，可能给病人带来非常严重的后果。

发明内容

本发明的目的是要提供一种监测控制吸氧仪的方法及装置，以解决根据监测到的病人生命体征，通过微电脑进行智能的适时吸氧量调节的技术问题。

本发明的方法是，利用血氧探头采集人体的血氧饱和度的信息，在微电脑的控制下，设置病人的血氧饱和度上限和下限，再给吸氧仪设置一个预置流速比，开启吸氧仪在预置流速下给氧，经过一段时间，检测吸氧者体内的血氧饱和度，当超过血氧饱和度上限时，控制串接在吸氧仪气路中的比例电磁阀调低一级流速，经过一段时间再重复上述检测、控制步骤，至血氧饱和度在设定范围；当低于血氧饱和度下限时，控制串接在吸氧仪气路中的比例电磁阀调高一级流速，经过一段时间再重复上述检测、控制步骤，至血氧饱和度在设定范围。

如上所述的方法，在超出设定的上述血氧饱和度值时或另外设定的血氧饱和度值时，采取设置报警装置的方式报警。

本发明所述的一种监测控制吸氧仪的装置，包括吸氧仪、血氧探头、微电脑控制单元，在吸氧仪的气路上串接一个比例电磁阀，所述微电脑控制单元的信号输入端接血氧探头，所述微电脑控制单元的控制输出端接比例电磁阀的控制端。

如上所述的一种监测控制吸氧仪的装置，该吸氧仪气路包括通过气路管线依次连接的气源压缩氧气输入接口、减压阀、安全阀、受电路部分控制的比例电磁阀、潮化瓶和吸氧口。

如上所述的一种监测控制吸氧仪的装置，在气路部分的安全阀与比例电磁阀之间的气路管线上设有手工节流限制的手动安全流速阀。

如上所述的一种监测控制吸氧仪的装置，所述电路部分的微电脑控制单元还包括血压探头信号输入端及血压探头(袖带式)、显示器。

如上所述的一种监测控制吸氧仪的装置，所述电路部分的微电脑控制单元还包括微电脑控制单元的流量计信号输入端，流量计串接在所述气路管线中。

如上所述的一种监测控制吸氧仪的装置，所述电路部分的微电脑控制单元还包括微电脑控制单元的脉率信号输入端及脉率探头。

本发明与现有技术相比具有优点和积极效果如下：

1.不仅具有吸氧器和监护仪的特点，而且将二者紧密地结合起来，实现互动。它带有血氧饱和度等生命体征参数监测，能够根据适时采集到的病人生命体征如血氧饱和度等的变化，在预置的流速范围内(0～预置流速值之间)自动变化吸氧流速，从而改变病人的吸氧浓度，继而改善病人体征。相对于普通吸氧器而言，它有“按需适时自动调节”的特点，从而无需医生反复地设置氧气流速，同时会比普通吸氧器节省氧气。具有血氧饱和度、脉率、血压等病人参数监测以及完备的报警系统，从而无需医生或护士不间断的看护，大大节省了人力。

2.与普通的吸氧器和监测仪不同，本智能吸氧仪能够根据监测到的病人生命体征变化并通过微电脑进行智能的适时调节氧气流速，提高了吸氧仪的使用安全性。

3.不同于普通吸氧器仅仅具有吸氧功能，而且能够监测病人的生理体征如血氧饱和度、脉率、血压等；

4.不同于普通吸氧器仅仅具有吸氧功能，而且能够根据比例电磁阀给出的流速或者电子流量计的记录和吸氧时间计算并直接显示出耗氧量，便于医生计算费用，减少医患纠纷；

5.还具备比较完备的报警措施；从而在家庭使用这种吸氧仪，在夜间即使没有及时的看护，由于具备必要的报警措施可以给予提醒。

附图说明

图1是本发明的气、电路组成及原理框图。

图2是本发明的电路部分组成框图。

具体实施方式

本发明可以采用如附图示出的技术方案：

吸氧仪的气路原理图如图1所示，该图左半部分以管路连接的部分为主机的气路部分，右下半部分为主机的电子控制部分。电路部分示意框图如图2所示。

压缩氧气进入主机进气口后，经过减压阀，将压力进行稳压。然后氧气通过安全阀，安全阀是用来限制吸氧气路中的最高压力的，当气路中因为某种特殊的原因(如气路堵塞、减压器失效等)导致压力超过气路系统安全压力时，安全阀开放泄气。然后氧气经过手动流速/安全流速阀进行节流限制，再经过比例电磁阀的智能调节后以一定的流速进入到流量计，它可以随时监测吸氧流速。然后进入潮化瓶(潮化瓶中加入适量的蒸馏水)，进行潮化后再通过吸氧管进入病人体内。

以上简单叙述了气体进入患者肺部的输送过程。带微电脑的电子控制板(微电脑控制单元)提供对血氧饱和度、脉率、血压、流速的监测、管理键盘和显示处理、各种报警信号处理以及比例电磁阀的驱动信号。电子控制板还监控整机电源情况，在断电时发出声音报警。

在图1的气路部分中，该仪器主要包括进气口(气源压缩氧气输入接口)、减压阀、安全阀、比例电磁阀、流量计、潮化瓶和吸氧管等。在图2中，电路部分主要包括带微电脑电子控制板，电源板，血氧/脉率探头，血压探头(袖带式)、比例电磁阀，流量计以及显示器、操作键盘等。

气路部分：进气口，连接气源与机器的接口；减压阀，将各种不同压力的气源进行一次限压稳压；安全阀，是用来限制吸氧气路中的最高压力的，当气路中因为某种特殊的原因(如气路堵塞、减压器失效等)导致压力超过气路系统安全压力时，安全阀开放泄气，起安全限压的作用；比例电磁阀，是受电流或电压不同而流速不同的流速控制阀体，是本发明中比较关键的执行元件；流量计，主要监测氧气流速，浮子式流量计直接显示流速；电子式流量计随着流速不同输出的电流/电压信号大小不等，通过电子电路AC/DC处理后在显示器上显示流速大小。根据该电子信号还可以进行耗氧计算。但是，没有该电子信号，由于比例电磁阀的流量输出受电子控制单元控制，微电脑是知道流速的大小的，通过与时间的乘积累加，也可以计算出耗氧量。也就是说，没有电子式流量计，仍然可以计算出耗氧量；潮化瓶，瓶中需要加入适量的蒸馏水，以便进行潮化，这样病人吸入体内的氧气是湿润的，可以减小氧气对病人肺部带来的刺激；吸氧管，连接机器与病人的管道。所述流量计可以使用电子显示的流量计，也可以使用无电子显示的浮子流量计，使用后者不仅可以在无电的情况下监测吸氧流速，而且成本更低廉。

比例电磁阀的控制方法是：医生设置病人的血氧饱和度上限和下限。如上限设置为96，下限设置为88。要进行智能吸氧，还需要医生设置一个预置流速比如为6L/Min.机器首先在预置流速6L/Min下给氧，经过一段时间，检测到血氧饱和度超过96，比例电磁阀则自动调低一级，假如为5L/Min，再经过一定时间(根据临床经验所得)，发现还高于96，比例电磁阀则自动再调低一级。。。直到为0，仍然高于96，提示血氧饱和度上限报警，病人可能不需再吸氧或者需要医生干预。反之，如果在低于预置流速6L/Min下给氧一段时间仍然低于88，比例电磁阀则自动调高一级。。。直到为6L/Min。如果已经在预置流速6L/Min下给氧一段时间，仍然低于88，则提示血氧饱和度下限报警，需要医生处理：可能需要调高预置流速或者上呼吸机等。一般地，医生设置的参数对该病人比较合理，总会在合理的流速和血氧饱和度之间动态调节变化。

另外的控制方式可能不仅设置上下限来判定调节的依据，同时还设置另外两个上下限来作为进行报警的判定依据。比例电磁阀的控制方法比较多，最终实现“根据病人体征的变化进行适时调节”即可。

电路部分：微电脑电子控制板，是电控的核心部件，提供比例电磁阀的驱动信号，以及对血氧饱和度、脉率、血压、流速的监测、管理键盘和显示处理、各种报警信号处理、耗氧计算与计时等；电源板，为设备提供电力资源。可以是适配器之类；血氧/脉率探头，用以采样病人的血氧/脉率，本传感器探头需要自始自终作用于病人，采集的信号数据是进行智能控制的信息来源依据；血压探头，用以采样病人的血压信号；显示器，显示监测、设置、报警以及工作计时等各种信息。可以是数码管或液晶等；操作面板，给操作人员操作和设置参数的部件。

气源(压缩氧气，一般200kPa～600kPa)进入主机进气口后，经过减压阀，将压力限制在200kPa，这里减压阀起稳压作用，便于后续控制。然后氧气通过安全阀，安全阀是用来限制吸氧气路中的最高压力的，当气路中因为某种特殊的原因(如气路堵塞、减压器失效等)导致压力超过气路系统安全压力时，安全阀开放泄气。接着，氧气经过手动流速/安全流速阀进行节流限制，再经过比例电磁阀的智能调节后以一定的流速进入到流量计，流量计可以适时监测吸氧流速。然后进入潮化瓶，潮化瓶中加入适量的蒸馏水，也可以蒸馏水向增加药物以提高治疗效果。进行潮化后的氧气再通过吸氧管、鼻罩或面罩或插管进入病人体内。

其中手动流速/安全流速阀能够起两个作用：

1.手动调节：由于比例电磁阀是常开阀，当在无电的情况下，电磁阀不起节流作用，用户完全可以通过手动调节该阀来实现吸氧流速调节。这时完全等同于市面上普通的吸氧器(通过手动调节吸氧流速)。此种情况为无电吸氧；

2.安全限制：如果是有电的情况下工作，可以在任何时候通过该阀设置一个固定的安全流速。由于有些特殊病人不宜使用太高的流速吸氧，或者病人在过高的流速下感觉不舒服。有了这个安全限制之后，即使在吸氧仪断电或吸氧仪发生故障失效的时候吸氧仪的氧气流速也被控制在安全限度内。因此，安全流速只在吸氧仪断电或吸氧仪发生故障失效的时候起作用。

其中比例电磁阀的智能调节信号来源于电子控制板上的微电脑。它负责处理血氧探头采集来的血氧饱和度情况、脉率情况以及医生设置的血氧饱和度、脉率上下限报警值的情况并向比例电磁阀发出指令。如前所述，由于有些特殊病人不宜使用太高的流速吸氧，或者病人在过高的流速下感觉不舒服。在给病人正式通气前，医生可以通过软件菜单设置一个预置流速，这个流速是病人可能用到的最大流速。这样，比例电磁阀就只能在0～预置流速值之间进行智能调节。此种有电磁阀参与调速的情况为智能吸氧。

本仪器整个过程中流速都受流量计的监测。在图2中，带微电脑的电子控制板提供对血氧饱和度、脉率、血压、流速的监测、耗氧计算与计时、管理键盘和显示处理、各种报警信号处理以及比例电磁阀的驱动信号。

电子控制板还监控整机电源情况，在断电时发出声音报警。

通过以上原理，同一台机器至少可以实现以下3种模式状态：

a)智能吸氧模式：通过微电脑控制，根据适时采集到的病人脉搏氧饱和度变化，在预置的流速范围内(0～预置流速值之间)自动变化吸氧流速，从而改变病人的吸氧浓度。它有“按需适时自动调节”的特点。在本模式下，吸氧仪提供监测和报警功能。本模式是本发明的精髓，适合大部分病人。

b)有电手动模式：吸氧仪在通电的情况下，直接调节手动/安全旋钮进行吸氧。在本模式下，吸氧仪提供监测和报警功能，不提供智能吸氧。本模式适合需要提供稳定吸氧流速但同时又需要有报警监测以防氧中毒等氧疗不良反应的发生。

c)无电手动模式：吸氧仪不通电的情况下，直接调节手动/安全旋钮进行吸氧。在本模式下，吸氧仪不能提供监测和报警功能，也不提供智能吸氧。此状态等同目前市面上的普通吸氧器。本模式可以作为极端条件，如缺电状态的一种安全备用模式。

Claims (8)

1.一种监测控制吸氧仪的方法，其特征在于，利用血氧探头采集人体的血氧饱和度的信息，在微电脑的控制下，设置病人的血氧饱和度上限和下限，再给吸氧仪设置一个预置流速比，开启吸氧仪在预置流速下给氧，经过一段时间，检测吸氧者体内的血氧饱和度，当超过血氧饱和度上限时，控制串接在吸氧仪气路中的比例电磁阀调低一级流速，经过一段时间再重复上述检测、控制步骤，至血氧饱和度在设定范围；当低于血氧饱和度下限时，控制串接在吸氧仪气路中的比例电磁阀调高一级流速，经过一段时间再重复上述检测、控制步骤，至血氧饱和度在设定范围。

2.如权利要求1所述的一种监测控制吸氧仪的方法，其特征在于，在超出设定的上述血氧饱和度值时或另外设定的血氧饱和度值时，采取设置报警装置的方式报警。

3.一种监测控制吸氧仪的装置，其特征在于它包括吸氧仪、血氧探头、微电脑控制单元，在吸氧仪的气路上串接一个比例电磁阀，所述微电脑控制单元的信号输入端接血氧探头，所述微电脑控制单元的控制输出端接比例电磁阀的控制端。

4.如权利要求3所述的一种监测控制吸氧仪的装置，其特征在于，该吸氧仪气路包括通过气路管线依次连接的气源压缩氧气输入接口、减压阀、安全阀、受电路部分控制的比例电磁阀、潮化瓶和吸氧口。

5.如权利要求3所述的一种监测控制吸氧仪的装置，其特征在于，在气路部分的安全阀与比例电磁阀之间的气路管线上设有手工节流限制的手动安全流速阀。

6.如权利要求3所述的一种监测控制吸氧仪的装置，其特征在于，所述电路部分的微电脑控制单元还包括血压探头信号输入端及血压探头、显示器。

7.如权利要求3所述的一种监测控制吸氧仪的装置，其特征在于，所述电路部分的微电脑控制单元还包括微电脑控制单元的流量计信号输入端，流量计串接在所述气路管线中。

8.如权利要求3所述的一种监测控制吸氧仪的装置，其特征在于，所述电路部分的微电脑控制单元还包括微电脑控制单元的脉率信号输入端及脉率探头。

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