CN103654961A

CN103654961A - 一种数字化手术室

Info

Publication number: CN103654961A
Application number: CN201310591069.1A
Authority: CN
Inventors: 周丰平; 王华伟; 朱宁生; 侯明朝; 方宁宁; 陈慧娣
Original assignee: ZHEJIANG HUAJIAN MEDICAL ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG HUAJIAN MEDICAL ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-11-21
Filing date: 2013-11-21
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2033-11-21
Also published as: CN103654961B

Abstract

本发明公开一种数字化手术室，其包括手术台以及手术室中央控制系统；所述手术室中央控制系统包括显示与控制面板、环境监控系统、气体监控系统以及灯光控制系统；所述显示与控制面板上设置有手术时间显示模块、当前时间显示模块、麻醉时间显示模块、灯光控制系统的按钮模块、环境监控系统的环境参数显示模块以及气体监控系统的气体压力显示模块。本发明通过将手术室所用到的气体系统、环境监测系统、时间监测系统、灯光监测系统等均集中显示和控制，使用者通过一块显示面板即可掌握整个手术室的各项参数的运行情况。

Description

一种数字化手术室

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种数字化手术室。

背景技术

数字化手术室是指将手术室内的全部参数均集中监控和集中显示的一种先进手术室。数字化手术室将医生手术的全部过程和细节均记录，便于教学和家属观摩。

现有的数字化手术室，例如公告号为CN202060885U的中国专利“一体化数字手术室”，其将视频信息采集装置、显示器、摄影系统、监控系统等集合为一体，便于集中控制。

然而，现有的数字化手术室的集成功能仍然不够齐备，现有的数字化手术室不能对手术室内的气体流向、温度调节、时间控制等集中管理。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提出一种集成度高的数字化手术室。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是，提出一种数字化手术室，其包括手术台以及手术室中央控制系统；所述手术室中央控制系统包括显示与控制面板、环境监控系统、气体监控系统以及灯光控制系统；所述显示与控制面板上设置有手术时间显示模块、当前时间显示模块、麻醉时间显示模块、灯光控制系统的按钮模块、环境监控系统的环境参数显示模块以及气体监控系统的气体压力显示模块。

进一步地，所述气体监控系统还包括用气系统、用于向用气系统提供气体的供气系统、用于向用气系统提供真空吸引的真空吸引系统、控制模块、电源模块、用于采集用气系统各气体压力的信号采集模块与报警模块。

进一步地，所述电源模块包括桥式整流电路和稳压电路，桥式整流电路将交流电转换成系统工作所需的直流电压，整流后的电压与第一集成稳压芯片LM2575的输入端Vin、第一极性电容CE6的正极和无极性电容CE1的一端相连，第一极性电容CE6的负极和无极性电容CE1的另一端接地；第一集成稳压芯片LM2575的控制输入端ON/OFF与第一集成稳压芯片LM2575的公共端GND相连并接地；第一集成稳压芯片LM2575的输出端OUT分别连电感L1和二极管D1的负极，二极管D1的正极接地，电感L1的另一端分别与接地电容C34，和由电阻R13与电容C33并联后的电路一端相接，电阻R13与电容C33并联后的电路另一端分别接第一集成稳压芯片LM2575的反馈端ADJ和接地电阻R14第二集成稳压芯片LM2575的电压输入端Vin分别接由第一稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L1后的输出电压和第二极性电容CD3的正极；第二极性电容CE6的负极接地；第二集成稳压芯片LM2575的控制输入端ON/OFF与第二集成稳压芯片LM2575的公共端GND相连并接地；第二集成稳压芯片LM2575的输出端OUT分别连电感L2和二极管D2的负极，二极管D2的正极接地，电感L2的另一端分别与接地电容C11，和由电阻R12与电容C12并联后的电路一端相接，电阻R12与电容C12并联后的电路另一端分别接第二集成稳压芯片LM2575的反馈端ADJ和接地电阻R11；整流后的电压分两路输出，一路为第一稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L1后的输出电压，另一路为第二稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L2后的输出电压。

进一步地，所述报警模块包括三极管Q1、三极管Q2、扬声器和两个发光二极管，三极管Q1的发射极接电源电压，三极管Q1的基极连电阻R18后与控制模块相连，三极管Q1的集电极连扬声器后接地；三极管Q2的基极连电阻R17后与控制模块相连，电阻R15和发光二极管LED25串联的电路与电阻R16和发光二极管LED26串联的电路并联后正极端接三极管Q2的集电极，负极端接地。

进一步地，所述供气系统与用气系统之间的管道气密性满足如下公式：

\frac{100}{t} \times [1 - \frac{p 2 \cdot T 1}{p 2 \cdot T 2}] < 0.5 %,

其中t为供气系统向用气系统供气的时间，p1为供气系统供气初始时的绝对压力值，p2为经过时间t后供气系统的绝对压力值，T1为供气系统供气初始时的绝对温度值，T2为经过时间t后供气系统的绝对温度值；

所述真空吸引系统与用气系统之间的管道的气密性满足如下公式：

\frac{100}{t^{'}} \times [1 - \frac{{p 2}^{'} \cdot {T 1}^{'}}{{p 1}^{'} \cdot {T 2}^{'}}] < 1.8 %;

其中t’为真空吸引系统向用气系统供气的时间，p1’为真空吸引系统供气初始时的绝对压力值，p2’为经过时间t后真空吸引系统的绝对压力值，T1’为真空吸引系统供气初始时的绝对温度值，T2’为经过时间t’后真空吸引系统的绝对温度值。

进一步地，所述供气系统包括用于输送氧气的中心供氧站，用于输送二氧化氮气体、氮气和/或笑气的医用空气站。

进一步地，所述真空吸引系统包括真空泵D1、真空泵D2、真空罐B1、真空罐B2、真空电磁阀DK1、真空电磁阀DK2、截止阀K1、截止阀K21、截止阀K22、截止阀K23、截止阀K24、气水分离器A以及电控系统；真空泵D1一端通过截止阀K21与气水分离器A相连，另一端通过截止阀K23、真空电磁阀DK2并经过截止阀K1与真空罐B1相连，真空泵D2一端通过截止阀K22与气水分离器A相连，另一端通过截止阀K24、真空电磁阀DK1并经过截止阀K1与真空罐B1相连，真空罐B1与真空罐B2相连并输出负压至用气系统；气水分离器A进水至预设水位后，真空泵D1启动使得真空罐中的负压上升至预设最高值后停止，当真空罐内负压值处于预设最低值时，真空泵D1重新启动，若真空罐内负压值低于预设最低值时，真空泵D2启动，两台真空泵同时工作。

进一步地，所述环境监控系统还包括中央处理模块、数据采集模块和通讯模块、所述数据采集模块包括传感器CON1至传感器CON3，电阻电路CHA、电阻电路CHB和电阻电路CHC；所述电阻电路CHA由4个相同阻值的电阻RN1至电阻RN4并联电路与电容C10并联接地构成，电阻电路CHA的另一端连传感器CON1的输出端后经电阻R3输出至中央处理模块；所述电阻电路CHB由4个相同阻值的电阻RN5至电阻RN8并联电路与电容C11并联接地构成，电阻电路CHB的另一端连传感器CON2的输出端后经电阻R4输出至中央处理模块；所述电阻电路CHC由4个相同阻值的电阻RN9至电阻RN12并联电路与电容C12并联接地构成，电阻电路CHC的另一端连传感器CON3的输出端后经电阻R5输出至中央处理模块。

传感器CON1至传感器CON3分别为检测参数温度、湿度、风速和压差检测装置，传感器CON1为温湿度传感器，可同时输出温度和湿度的检测数据，简化电路设计，节省了成本；电阻电路CHA、电阻电路CHB和电阻电路CHC为下拉电阻电路，使传感器输出的信号更稳定。

本发明通过将手术室所用到的气体系统、环境监测系统、时间监测系统、灯光监测系统等均集中显示和控制，使用者通过一块显示面板即可掌握整个手术室的各项参数的运行情况。

附图说明

图1为本发明数字化手术室的结构框图示意图；

图2为图1中气体监控系统的结构框图示意图；

图3为图2中真空吸引系统的结构示意图；

图4为图2中电源模块的具体电路示意图；

图5为图2中报警模块的具体电路示意图；

图6为图1中环境监测系统的结构框图示意图；

图7为图6中数据采集模块的具体电路示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参照图1，本发明的数字化手术室，其包括手术台以及手术室中央控制系统；所述手术室中央控制系统包括显示与控制面板、环境监控系统、气体监控系统以及灯光控制系统；所述显示与控制面板上设置有手术时间显示模块、当前时间显示模块、麻醉时间显示模块、灯光控制系统的按钮模块、环境监控系统的环境参数显示模块以及气体监控系统的气体压力显示模块。

灯光控制系统是指将手术室的灯光开关全部集中一起，例如无影灯开关、观片灯开关、正常照明灯开关等；此控制系统较简单，在此不再赘述。

当前时间显示模块用于将当前时间显示，手术时间显示模块用于显示手术的进行时间，麻醉时间显示模块用于显示病人麻醉的时间。此三个时间显示模块能够使得医生很好的掌握手术进程。

请参照图2，图2为图1中气体监控系统的结构框图示意图。气体监控系统包括用气系统，供气系统，真空吸引系统、控制模块、电源模块、信号采集模块以及报警模块。

供气系统给用气系统提供所需的各种气体，例如由中心供氧站输出的高压氧气，由医用空气站输出的医用空气以及医疗所需的二氧化氮气体、氮气、笑气等医疗气体。本发明将供气系统统一管理，将各路医疗气体插件式使用，使得供气系统的扩展性能较佳，当需要增设其他气体时，仅需要向用气系统铺设相应的供气管道即可，无需更改已有的供气管道。

用气系统指手术室的各种用气管道，例如病人所需的氧气、医生所需的真空吸引管道等。

真空吸引系统是指产生医用真空的系统，该医用真空产生负压吸引作用，用于医疗过程中的各类吸取工作。

信号采集模块通过高精度传感器采集用气系统各管道的气体压力并将各管道的气体压力实时的显示于显示与控制面板上。

由于供气系统与真空吸引系统均通过管道向用气系统输送气体，因此管道的设置，例如管道的气密性、管道的口径等则极为重要。

本发明中，供气系统与用气系统之间的管道的气密性满足如下公式：其中t为供气系统向用气系统供气的时间，p1为供气系统供气初始时的绝对压力值，p2为经过时间t后供气系统的绝对压力值，T1为供气系统供气初始时的绝对温度值，T2为经过时间t后供气系统的绝对温度值。

真空吸引系统与用气系统之间的管道的气密性满足如下公式：

供气系统与用气系统之间的管道以及真空吸引系统与用气系统之间的管道满足上述气密性要求时能有效增强系统的使用寿命，减小故障产生率。

请参照图3，图3为真空吸引系统的结构示意图。图3中，真空吸引系统包括真空泵D1、真空泵D2、真空罐B1、真空罐B2、真空电磁阀DK1、真空电磁阀DK2、截止阀K1、截止阀K21、截止阀K22、截止阀K23、截止阀K24、气水分离器A以及电控系统。真空泵D1一端通过截止阀K21与气水分离器A相连，另一端通过截止阀K23、真空电磁阀DK2并经过截止阀K1与真空罐B1相连，真空泵D2一端通过截止阀K22与气水分离器A相连，另一端通过截止阀K24、真空电磁阀DK1并经过截止阀K1与真空罐B1相连，真空罐B1与真空罐B2相连并输出负压至用气系统。

气水分离器A进水至预设水位后，真空泵D1启动使得真空罐中的负压上升至预设最高值后停止，当真空罐内负压值处于预设最低值时，真空泵D1重新启动，若真空罐内负压值低于预设最低值时，真空泵D2启动，两台真空泵同时工作。

请参照图4，图4为图2中电源模块的具体电路示意图。电源模块包括桥式整流电路和稳压电路，桥式整流电路将交流电转换成系统工作所需的直流电压，整流后的电压与第一集成稳压芯片LM2575的输入端Vin、第一极性电容CE6的正极和无极性电容CE1的一端相连，第一极性电容CE6的负极和无极性电容CE1的另一端接地；第一集成稳压芯片LM2575的控制输入端ON/OFF与第一集成稳压芯片LM2575的公共端GND相连并接地；第一集成稳压芯片LM2575的输出端OUT分别连电感L1和二极管D1的负极，二极管D1的正极接地，电感L1的另一端分别与接地电容C34，和由电阻R13与电容C33并联后的电路一端相接，电阻R13与电容C33并联后的电路另一端分别接第一集成稳压芯片LM2575的反馈端ADJ和接地电阻R14第二集成稳压芯片LM2575的电压输入端Vin分别接由第一稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L1后的输出电压和第二极性电容CD3的正极；第二极性电容CE6的负极接地；第二集成稳压芯片LM2575的控制输入端ON/OFF与第二集成稳压芯片LM2575的公共端GND相连并接地；第二集成稳压芯片LM2575的输出端OUT分别连电感L2和二极管D2的负极，二极管D2的正极接地，电感L2的另一端分别与接地电容C11，和由电阻R12与电容C12并联后的电路一端相接，电阻R12与电容C12并联后的电路另一端分别接第二集成稳压芯片LM2575的反馈端ADJ和接地电阻R11；整流后的电压分两路输出，一路为第一稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L1后的输出电压，另一路为第二稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L2后的输出电压。

采用本发明的上述电源电路，其输出电压更为稳定。

请参照图5，图5为图2中报警模块的具体电路示意图；报警模块包括三极管Q1、三极管Q2、扬声器和两个发光二极管，三极管Q1的发射极接电源电压，三极管Q1的基极连电阻R18后与控制模块相连，三极管Q1的集电极连扬声器后接地；三极管Q2的基极连电阻R17后与控制模块相连，电阻R15和发光二极管LED25串联的电路与电阻R16和发光二极管LED26串联的电路并联后正极端接三极管Q2的集电极，负极端接地。

当报警发生时，控制模块使得三极管Q1和Q2的基极电平变为低电平，使得三极管Q1和Q2导通，扬声器发出声音，同时发光二极管LED25和发光二极管LED26闪烁。

请参照图6、图7，环境监控系统还包括中央处理模块、数据采集模块和通讯模块、所述数据采集模块包括传感器CON1至传感器CON3，电阻电路CHA、电阻电路CHB和电阻电路CHC；所述电阻电路CHA由4个相同阻值的电阻RN1至电阻RN4并联电路与电容C10并联接地构成，电阻电路CHA的另一端连传感器CON1的输出端后经电阻R3输出至中央处理模块；所述电阻电路CHB由4个相同阻值的电阻RN5至电阻RN8并联电路与电容C11并联接地构成，电阻电路CHB的另一端连传感器CON2的输出端后经电阻R4输出至中央处理模块；所述电阻电路CHC由4个相同阻值的电阻RN9至电阻RN12并联电路与电容C12并联接地构成，电阻电路CHC的另一端连传感器CON3的输出端后经电阻R5输出至中央处理模块。

所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims

1.一种数字化手术室，其包括手术台以及手术室中央控制系统；其特征在于：所述手术室中央控制系统包括显示与控制面板、环境监控系统、气体监控系统以及灯光控制系统；所述显示与控制面板上设置有手术时间显示模块、当前时间显示模块、麻醉时间显示模块、灯光控制系统的按钮模块、环境监控系统的环境参数显示模块以及气体监控系统的气体压力显示模块。

2.根据权利要求1所述的数字化手术室，其特征在于：所述气体监控系统还包括用气系统、用于向用气系统提供气体的供气系统、用于向用气系统提供真空吸引的真空吸引系统、控制模块、电源模块、用于采集用气系统各气体压力的信号采集模块与报警模块。

3.根据权利要求2所述的数字化手术室，其特征在于：所述电源模块包括桥式整流电路和稳压电路，桥式整流电路将交流电转换成系统工作所需的直流电压，整流后的电压与第一集成稳压芯片LM2575的输入端Vin、第一极性电容CE6的正极和无极性电容CE1的一端相连，第一极性电容CE6的负极和无极性电容CE1的另一端接地；第一集成稳压芯片LM2575的控制输入端ON/OFF与第一集成稳压芯片LM2575的公共端GND相连并接地；第一集成稳压芯片LM2575的输出端OUT分别连电感L1和二极管D1的负极，二极管D1的正极接地，电感L1的另一端分别与接地电容C34，和由电阻R13与电容C33并联后的电路一端相接，电阻R13与电容C33并联后的电路另一端分别接第一集成稳压芯片LM2575的反馈端ADJ和接地电阻R14第二集成稳压芯片LM2575的电压输入端Vin分别接由第一稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L1后的输出电压和第二极性电容CD3的正极；第二极性电容CE6的负极接地；第二集成稳压芯片LM2575的控制输入端ON/OFF与第二集成稳压芯片LM2575的公共端GND相连并接地；第二集成稳压芯片LM2575的输出端OUT分别连电感L2和二极管D2的负极，二极管D2的正极接地，电感L2的另一端分别与接地电容C11，和由电阻R12与电容C12并联后的电路一端相接，电阻R12与电容C12并联后的电路另一端分别接第二集成稳压芯片LM2575的反馈端ADJ和接地电阻R11；整流后的电压分两路输出，一路为第一稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L1后的输出电压，另一路为第二稳压芯片LM2575的输出端OUT经电感L2后的输出电压。

4.根据权利要求2所述的数字化手术室，其特征在于：所述报警模块包括三极管Q1、三极管Q2、扬声器和两个发光二极管，三极管Q1的发射极接电源电压，三极管Q1的基极连电阻R18后与控制模块相连，三极管Q1的集电极连扬声器后接地；三极管Q2的基极连电阻R17后与控制模块相连，电阻R15和发光二极管LED25串联的电路与电阻R16和发光二极管LED26串联的电路并联后正极端接三极管Q2的集电极，负极端接地。

5.根据权利要求2所述的数字化手术室，其特征在于：所述供气系统与用气系统之间的管道气密性满足如下公式：

\frac{100}{t} \times [1 - \frac{p 2 \cdot T 1}{p 1 \cdot T 2}] < 0.5 %,

\frac{100}{t^{'}} \times [1 - \frac{{p 2}^{'} \cdot {T 1}^{'}}{{p 1}^{'} \cdot {T 2}^{'}}] < 1.8 %;

6.根据权利要求5所述的数字化手术室，其特征在于：所述供气系统包括用于输送氧气的中心供氧站，用于输送二氧化氮气体、氮气和/或笑气的医用空气站。

7.根据权利要求5所述的数字化手术室，其特征在于：所述真空吸引系统包括真空泵D1、真空泵D2、真空罐B1、真空罐B2、真空电磁阀DK1、真空电磁阀DK2、截止阀K1、截止阀K21、截止阀K22、截止阀K23、截止阀K24、气水分离器A以及电控系统；真空泵D1一端通过截止阀K21与气水分离器A相连，另一端通过截止阀K23、真空电磁阀DK2并经过截止阀K1与真空罐B1相连，真空泵D2一端通过截止阀K22与气水分离器A相连，另一端通过截止阀K24、真空电磁阀DK1并经过截止阀K1与真空罐B1相连，真空罐B1与真空罐B2相连并输出负压至用气系统；气水分离器A进水至预设水位后，真空泵D1启动使得真空罐中的负压上升至预设最高值后停止，当真空罐内负压值处于预设最低值时，真空泵D1重新启动，若真空罐内负压值低于预设最低值时，真空泵D2启动，两台真空泵同时工作。

8.根据权利要求1所述的数字化手术室，其特征在于：所述环境监控系统还包括中央处理模块、数据采集模块和通讯模块、所述数据采集模块包括传感器CON1至传感器CON3，电阻电路CHA、电阻电路CHB和电阻电路CHC；所述电阻电路CHA由4个相同阻值的电阻RN1至电阻RN4并联电路与电容C10并联接地构成，电阻电路CHA的另一端连传感器CON1的输出端后经电阻R3输出至中央处理模块；所述电阻电路CHB由4个相同阻值的电阻RN5至电阻RN8并联电路与电容C11并联接地构成，电阻电路CHB的另一端连传感器CON2的输出端后经电阻R4输出至中央处理模块；所述电阻电路CHC由4个相同阻值的电阻RN9至电阻RN12并联电路与电容C12并联接地构成，电阻电路CHC的另一端连传感器CON3的输出端后经电阻R5输出至中央处理模块。