CN106964045B - 气体麻醉系统 - Google Patents

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Abstract

本专利申请公开了气体麻醉系统,包括麻醉气体挥发罐;麻醉气体挥发罐连接有麻药输入管,麻药输入管伸进麻醉气体挥发罐的一端连接有喷嘴;麻醉气体挥发罐的底端抵触连接有电子秤;电子秤与麻醉气体挥发罐的接触面上设置有多个加热器;麻醉气体挥发罐内设置有温度传感器和罐内压力传感器;麻醉气体挥发罐与呼吸回路连通处设置有罐外压力传感器和流量传感器;安全监测系统中设置有微控制器和与微控制器连接的显示屏;电子秤、加热器、压力传感器和流量传感器均与微控制器连接。

Description

气体麻醉系统

技术领域

本发明涉及一种医疗设备,具体涉及气体麻醉系统。

背景技术

现代医疗系统中,用于病人麻醉的麻醉机一般包括用来提供氧气和载气的气体供应输送系统、与气体供应输送系统通过开关阀连接的麻醉气体挥发罐、与麻醉气体挥发罐和氧气输送系统分别连接的呼吸回路、与呼吸回路通过开关阀连接的麻醉呼吸机以及与麻醉呼吸机连接的安全监测系统和残气清除系统。

其中,麻醉气体挥发罐又名蒸发室是麻醉机的重要部件之一,它的质量好坏不但代表着麻醉机的整体质量水平,也关系到麻醉效果的好坏, 更是直接涉及到病人的安全。麻醉气体挥发罐的工作原理是利用罐内压力和温度的变化,把液体的麻醉药物变成蒸发气体。当温度恒定时,随着液体药物的不断汽化,气体分子的不断增多,在麻醉气体挥发罐内就会产生一个随气体分子数目增多而增加的压力。当压力恒定时,随着液体药物的不断蒸发,药液的温度会逐渐降低,蒸发速度会变慢。当压力和温度这两个条件中任一条件改变时, 其蒸发过程会随之变化,直到达到新的平衡。影响麻醉气体输出浓度的重要因素有温度、压力、流量、麻醉药与通过气体的接触面积等。麻醉气体挥发罐容积的大小与在麻醉回路中的安放位置也会影响输出浓度。而麻醉剂的输出浓度,不仅关系到病人吸入麻醉的效果,直接涉及到病人外科手术治疗的成败。

麻醉气体挥发罐利用周围环境的温度和热源的变化,把易挥发的液体麻醉药物变成蒸发气体,利用一定量的载气,一部分气体携走饱和的麻醉气体,成为有一定浓度的麻醉蒸气的气流,直接进入麻醉回路,用于病人麻醉。为了更好地监控麻醉气体挥发罐内的麻醉浓度,一般都在麻醉气体挥发罐内设置有透明的可视窗口,可视窗口上设置有刻度线和与刻度线滑动连接的浮标,浮标漂浮在麻醉剂的液面上用来指示此时麻醉气体挥发罐中剩余的麻醉剂的容量。

但是,现在的刻度线都做得比较粗糙,通过浮标来测试麻醉气体挥发罐中的麻醉剂剩余容量十分不精确。现有麻醉气体挥发罐中设置有用来吸收液体麻药的海绵,而被吸附在海绵中的这部分麻药无法通过浮标法测得,因此,通过浮标法不能精确测量挥发麻醉药物剩余药量体积。通过浮标反馈得到的麻醉气体挥发罐中的麻药容量变得十分不准确。此外,因为海绵的体积和面积大小直接关系着海绵吸收麻药的多少以及麻药的挥发速度,这十分不利于监测麻醉气体挥发罐中麻药实际量。因此,通过浮标上的电子感应器传递给监测系统中的关于麻醉气体挥发罐中的麻药剩余量数据就会存在较大的误差,这不仅不利于监测系统的正常工作,而且十分不利于医生的定量判断,极易导致麻醉调控不精确致使患者术中感受到疼痛或者麻醉过深。

因此,现在急需研制出一种能够准确监测麻醉气体用量的气体麻醉系统。

发明内容

本发明意在提供一种气体麻醉系统,以解决现有气体麻醉系统不能准确地监测麻醉气体挥发罐中的麻醉药剩余量的问题。

方案一:本方案中的气体麻醉系统,包括用来提供氧气的氧气供应输送系统、用来提供载气的载气供应输送系统、与载气供应输送系统通过开关阀连接的麻醉气体挥发罐、与麻醉气体挥发罐和氧气输送系统分别连接的呼吸回路、与呼吸回路通过开关阀连接的麻醉呼吸机以及与麻醉呼吸机连接的安全监测系统和残气清除系统;所述麻醉气体挥发罐连接有用来向麻醉气体挥发罐输送麻药的麻药输入管,所述麻药输入管伸进麻醉气体挥发罐的一端连接有用来将麻药进行雾化的喷嘴;所述麻醉气体挥发罐的底端抵触连接有用来称量麻醉气体挥发罐整体重量的电子秤;所述电子秤与所述麻醉气体挥发罐的接触面上设置有多个用来加热麻醉气体挥发罐的加热器;所述麻醉气体挥发罐内设置有温度传感器和罐内压力传感器;所述麻醉气体挥发罐与所述呼吸回路连通处设置有罐外压力传感器和流量传感器;所述安全监测系统中设置有微控制器和与微控制器连接的显示屏;所述电子秤、加热器、罐内压力传感器、罐外压力传感器和流量传感器均与所述微控制器连接;所述微控制器根据罐外压力传感器和流量传感器传递来的信号控制加热器工作。

工作原理:

工作时麻药从麻药输入管输入到麻醉气体挥发罐中,并从麻药输入管伸进麻醉气体挥发罐的喷嘴雾化后进入到麻醉气体挥发罐中。麻醉气体挥发罐中的雾化麻药越来越多,因为麻醉气体挥发罐内压力的增大,使这些雾化麻药慢慢地变为气体,并被从载气输送系统通入麻醉气体挥发罐中的载气带出麻醉气体挥发罐,进入到呼吸回路中,让罐外压力传感器和流量传感器检测到进入呼吸回路中的麻醉气体在流动中产生的压力及流速。因为麻醉气体挥发罐的底端接触连接有电子秤,电子秤完全接收麻醉气体挥发罐的所有重量,并将得到的麻醉气体挥发罐的重量信息传递给微控制器。电子秤实时称量麻醉气体挥发罐的重量值,并将初始重量值和当前重量值进行对比。微控制器通过麻醉气体挥发罐的初始重量值和当前重量值的差值能够得出麻醉气体挥发罐在此时的麻药剩余量以及麻药使用量。当麻醉进行一定时间后,麻醉气体挥发罐中的麻醉剩余量越来越少,麻醉气体挥发罐中的压力也越来越小,麻醉气体挥发罐中的麻药蒸发速度越来越慢,此时麻醉气体挥发罐中的罐内压力传感器和麻醉气体挥发罐与呼吸回路之间的罐外压力传感器的压力会相较于之前的压力值变化较大。流量传感器的流量信号相较于开始的流量值也会产生较大的变化。微控制器在接收到罐内压力传感器、罐外压力传感器和流量传感器传递来的信号后控制电子秤上的加热器工作,使麻醉气体挥发罐在加热器的加热下提高罐内温度,使罐内的剩余麻药能够尽快蒸发后被通入的载气带出麻醉气体挥发罐。为了控制麻醉气体的浓度,即要控制液体麻药蒸发的速度,最好的方法是使麻药在恒定的温度内进行蒸发。微控制器根据麻醉气体挥发罐内的温度传感器控制加热器对麻醉气体挥发罐的加热时间,以此来控制麻醉气体挥发罐内的恒定温度。微控制器将电子秤、温度传感器、罐内压力传感器、罐外压力传感器和流量传感器传递来的信号传递给显示屏,通过显示屏可以直观地看到麻醉气体挥发罐中麻药剩余量和麻醉气体的流速(流量除以管道面积)。

有益效果:

1.使用喷嘴将麻药雾化后再送入麻醉气体挥发罐中,减小麻药在传送过程中的损失,麻醉气体挥发罐中不再需要设置海绵来吸收麻药。同时雾化后的麻药更容易蒸发汽化被载气带走。

2.用设置在麻醉气体挥发罐底端的电子秤来代替浮标测试麻醉气体挥发罐中的麻药剩余量,因为无论麻醉气体挥发罐内的液体和气体怎样变化,最终体现出来的重量不会因为物质状态的改变而改变的,因此通过测试重量的方法来测试麻药剩余量比使用浮标测试更加准确。因为电子秤与微控制器连接,使微控制器可以根据电子秤实时反馈回来的信号计算出麻药的使用量和使用速度。方便医生更加准确地掌握麻药的运用情况。

3.微控制器与显示屏连接,并将各种信号经过处理后传递给显示屏显示出来。使医生能够直观地查看麻药剩余量、麻醉气体挥发罐内的压力、温度以及流入呼吸回路中的麻醉气体的流量、压力等信息。使医生能够更加精准地掌握整个麻醉情况。

4.通过在微控制器中设定麻醉浓度和麻药剩余量等参数,可以使微控制器根据罐内压力传感器、罐外压力传感器和流量传感器反馈信号的变化,控制加热器进行工作,使麻醉气体挥发罐内的麻醉气体浓度始终保持在设定值,使整个麻醉过程具有自调节功能。

5.因罐内压力传感器、罐外压力传感器和流量传感器实时将从麻醉气体挥发罐输出到呼吸回路的麻醉气体的浓度值反馈给微控制器,微控制器可以对比预先设定的浓度值,并以此控制喷嘴来自动调节麻醉气体挥发罐输出的麻醉气体的浓度,减小麻醉浓度设定值与实际值的误差,使麻醉操作更加精确。

6.因为在麻醉气体挥发罐中对麻药浪费的减少,不仅可以有效减少整个麻醉过程中对麻药的使用量,还能避免在麻醉过程中需要多次进行麻药调配的操作,节约了操作时间,提高了操作效率。

7. 本系统的数据误差较小,使安全监测系统能够正常工作起到安全监测的作用,而且十分有利于医生的定量判断,能够针对具体病人使用适量的麻药,既不会有麻药浪费的情况,也不会因为麻药量不够而使病人痛苦。

方案二:进一步,所述呼吸回路中设置有气体循环泵。

因为增加气体循环泵,循环泵增加了麻醉气体整个循环回路中的循环动力,能够使呼吸回路中的麻醉气体循环得更快速,不仅使达到靶浓度的时间大大缩短,还使回路中气体麻醉药物更加均匀,避免出现浓度跳跃现象。

方案三:进一步,所述麻药输入管在麻醉气体挥发罐中的部分倾斜设置。

方便麻药输入管将雾化的麻药直接输入到靠近加热器的地方。方便加热器对雾化的麻药进行加热,使这些雾化的麻药能快速汽化成麻醉气体,以便被载气带走。

方案四:进一步,所述麻醉气体挥发罐上设有液面指示器;所述液面指示器的外壳为凸透镜。

凸透镜有放大的作用,因为麻药输入管直接伸进麻醉气体挥发罐中去了,麻药输入管输入的雾化麻药比液态麻药更能与载气结合。而且,用称量的方法来计算麻醉气体挥发罐中的剩余麻药量,已经不在迫切需要在液面指示器上读出清楚数据。之所以还会留一些液态麻药在挥发罐内,只是为了避免挥发罐内没有液体而被加热器烧坏。所以,现在只需要知道挥发罐内有液体就行,使用凸透镜能够使用其放大功能。能够一眼就看清楚挥发罐内是否还有液态麻药。

方案五:进一步,所述喷嘴包括与麻药输入管连通的喷嘴本体和设置在喷嘴本体内的滚珠,所述喷嘴本体远离麻药输入管的一端上开有多个喷孔。

在喷嘴与麻药输入管连通时,流进喷嘴的液流能够推动滚珠使滚珠滚动,滚珠在滚动过程中会变动地遮挡住某些喷孔,使麻药从另一些喷孔中喷出,使整个喷嘴在喷洒麻药的时候具有一定的方向变换。

因为滚珠是沿着喷嘴本体内的形状在滚动的,只要将喷嘴本体设置为诸如球形的规则形状,则滚珠的运动轨迹几乎是确定的。滚珠能够均匀变换地遮挡或释放所有喷孔,使麻药喷洒更均匀,且因为某些喷孔被堵住,使麻药喷洒出的力度更大,喷洒出的麻药行走的距离更远。

方案六:进一步,所述喷嘴本体内设置有与麻药输入管连通的进药阀,所述进药阀可调节麻药输入管与喷嘴本体形成的通道大小,所述进药阀与微控制器连接。

通过微控制器控制进药阀,可以调节麻药输入管向喷嘴输入麻药的通道的大小,即控制麻药输入的速度,当通道减小的时候,麻药喷出速度越快,越容易雾化。

方案七:进一步,所述麻醉气体挥发罐的外壁上连接有当电子秤的称量值低于设定值时进行报警的声光报警器,所述声光报警器与所述微控制器连接。

当电子秤的称量值低于设置值时,说明在麻醉气体挥发罐内的气体变少,由麻醉气体挥发罐通向呼吸回路的麻醉气体浓度有可能会受到影响,微控制器控制声光报警器发光和发出声音报警。声光报警器由蜂鸣器和发光二极管等元器件构成。

方案八:进一步,所述喷嘴本体为可导电的中空玻璃,所述中空玻璃内含有用来供麻药液体通过的虹吸毛细玻璃管;所述虹吸毛细玻璃管与喷孔连通。

当在喷嘴本体中通入麻醉液体的时候,麻醉液体进入虹吸毛细玻璃管内,在向喷嘴本体通电时可以使电流沿着虹吸毛细玻璃管内的麻药液体通向各个喷孔,避免喷孔上出现麻醉液体残留。同时因为在中空玻璃中形成了电离加热,可以使通入喷嘴本体的麻醉液体尽快被雾化成麻醉气体从喷孔中喷洒到循环系统中。不仅有利于保持喷嘴本体的清洁,还能够加快麻醉液体雾化成麻醉气体的速度。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的麻醉气体挥发罐的流程图。

图3为本发明实施例的麻醉气体挥发罐的结构示意图。

图4为本发明实施例的加热电路原理图。

图5为本发明实施例的加热电路与微控制器的连接示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

说明书附图中的附图标记包括:进气口1、气体出口2、旁通路3、控制孔4、蒸发室5、零点锁点6、电子秤7、麻药输入管8、温度补偿装置9、压力补偿装置10、液面指示器11、零点按钮12、电控旋钮13、流量控制锥14、温度传感器T1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R10、第一可变电阻RP1、第二可变电阻RP2、第一运算放大器IC1、第二运算放大器IC2、第三运算放大器IC3、三极管Q1。

如图1所示,本实施例中的气体麻醉系统包括气体供应输送系统、麻醉气体挥发罐、呼吸回路、麻醉呼吸机、安全监测系统及残气清除系统。其中气体供应输送系统包括独立的氧气供应输送系统和载气供应输送系统。氧气供应输送系统直接通向呼吸回路中,载气供应输送系统通入麻醉气体挥发罐中带走麻醉气体后再进入呼吸回路中。麻醉气体挥发罐输出的调节好浓度的麻醉气体和氧气输供应送系统输出的氧气同时连接入呼吸回路,与主气流充分混合供吸入。

麻醉气体挥发罐中的麻药来自于麻药输入管8输入。呼吸回路将混合好的气体传送到麻醉呼吸机。由麻醉呼吸机将传递来的混合气体传送至患者肺部供其呼吸。同时,麻醉呼吸机处理患者呼出的气体,并将多余的气体和患者呼出的二氧化碳等气体传送到残气清除系统排出出手术室。残气清除系统中也可以适当加一些物质来中和掉这些废气,避免污染环境。在麻醉呼吸机的运行中,安全监测系统对麻醉呼吸机进行监测控制,避免出现安全事故。

因为只有载气供应输送系统将气体输送进麻醉气体挥发罐中,麻醉气体挥发罐在调节好输出气体浓度后不会再受到新增加的气体的影响而产生变化,因此挥发罐的输出浓度比较恒定,主要受周围环境温度及新鲜气流大小的影响。

为了避免外界温差对麻醉气体挥发罐输出浓度的影响,麻醉气体挥发罐采用温度传感器、第一压力传感器、第二压力传感器和流量传感器通过温度、压力、流量补偿装置的原理确保输出浓度的准确度。

麻醉气体挥发罐内包括至少两个蒸发室5。通过多个蒸发室5,可以同时供应出多个使用者的麻醉需求。

温度传感器T1和罐内压力传感器都设置在麻醉气体挥发罐的进气口1处。载气在才进入麻醉气体挥发罐的时候就对其温度和压力进行检测。

罐外压力传感器和流量计设置在麻醉气体挥发罐的麻醉气体出口2处。方便微控制器从麻醉气体挥发罐中出来的气体与刚进入麻醉气体挥发罐内的气体进行比较,以便微控制器依据此作出的相应的措施。

如图2和图3所示,载气供应输送系统输出的载气总量先通过流量计进行测量,然后将载气一分为三。第一份载气可以直接通过第一开关阀连接到呼吸回路中,主要用来调节呼吸回路中的混合气体的总的浓度,一般在麻醉气体挥发罐调节出来的麻醉气体浓度稳定的前提下并不太需要打开第一开关阀。第二份载气直接从麻醉气体挥发罐中的旁通路3经过第一比例阀和第一流量传感器,来到麻醉气体挥发罐的麻醉气体出口2处与携带麻醉气体的第三份载气进行混合。第三份载气进入到麻醉气体挥发罐的蒸发室5中,在携带了一些麻醉气体后流出麻醉气体挥发罐,并在麻醉气体出口2处与用作调配物的第二份载气混合。

为了能够使载气携带更多的麻醉气体,本实施例中使用的麻醉气体挥发罐有两个蒸发室5。两个麻醉气体蒸发室5共用一个进气口1和一个麻醉气体出口2。进气口1中设置有一个第二比例阀,用来调节进入两个麻醉气体挥发罐中的气体的总量;一个第二流量传感器,用来测试进入到麻醉气体挥发罐中的载气的流量大小;一个罐内压力传感器,用来测试麻醉气体挥发罐内部气体的压力。麻醉气体出口2处设置有用来测量从两个蒸发室5出来的载气的流量的第三流量传感器,以及用来测量从两个蒸汽室流出而来的携带麻醉气体的载气的压力大小的压力传感器。通过第二流量传感器和第三流量传感器传递给微控制器的对比信息以及通过第一罐内压力传感器和第一罐外压力传感器传递给微控制器的对比信息,可以使微控制器控制各个比例阀或者开关阀的打开或关闭,或者是通过开启或关闭加热器,用来保证麻醉气体挥发罐中流出气体浓度稳定。

在经过进气口1的第二流量传感器和第一罐内压力传感器后,一部分载气经过第二开关阀进入到第一蒸发室5中。第一蒸发室5中设置用来测量其温度的第一温度传感器,第一蒸发室5底端设置有用来对第一蒸发室5进行加热的第一加热器。载气在第一蒸发室5中带走蒸发出来的麻醉气体并通过第一电磁阀和第二电磁阀的轮番调节后通过第三开关阀该部分载气以及其携带的麻醉气体来到麻醉气体出口2处。

同上,在经过进气口1的第二流量传感器和第一罐内压力传感器后,一部分载气经过第四开关阀进入到第二蒸发室5中。第二蒸发室5中设置用来测量其温度的第二温度传感器,第二蒸发室5底端设置有用来对第二蒸发室5进行加热的第二加热器。载气在第二蒸发室5中带走蒸发出来的麻醉气体并通过第三电磁阀和第四电磁阀的轮番调节后通过第五开关阀该部分载气以及其携带的麻醉气体来到麻醉气体出口2处。

如图3所示,麻药输入管8伸进麻醉气体挥发罐的一端连接有用来将麻药进行雾化的喷嘴。方便通过喷嘴将进入麻醉气体挥发罐中的麻药雾化。麻醉气体挥发罐连接的用来向麻醉气体挥发罐输送麻药的麻药输入管8呈倾斜向下设置,方便麻药输入管8将雾化的麻药直接输入到靠近加热器的地方。方便加热器对雾化的麻药进行加热,使这些雾化的麻药能快速汽化成麻醉气体,以便被载气带走。麻醉气体挥发罐也可以与呼吸回路之间连接有将挥发后的麻药快速送往呼吸回路的喷嘴。可以使麻醉气体挥发罐中的麻药快速进入到呼吸回路中。

喷嘴包括与麻药输入管8连通的喷嘴本体和设置在喷嘴本体内的滚珠,喷嘴本体远离麻药输入管8的一端上开有多个喷孔。

在喷嘴与麻药输入管8连通时,流进喷嘴的液流能够推动滚珠使滚珠滚动,滚珠在滚动过程中会变动地遮挡住某些喷孔,使麻药从另一些喷孔中喷出,使整个喷嘴在喷洒麻药的时候具有一定的方向变换。

因为滚珠是沿着喷嘴本体内的形状在滚动的,只要将喷嘴本体设置为诸如球形的规则形状,则滚珠的运动轨迹几乎是确定的。滚珠能够均匀变换地遮挡或释放所有喷孔,使麻药喷洒更均匀,且因为某些喷孔被堵住,使麻药喷洒出的力度更大,喷洒出的麻药行走的距离更远。

喷嘴本体内设置有与麻药输入管8连通的进药阀,进药阀可调节麻药输入管8与喷嘴本体形成的通道大小,进药阀与微控制器连接。

通过微控制器控制进药阀,可以调节麻药输入管8向喷嘴输入麻药的通道的大小,即控制麻药输入的速度,当通道减小的时候,麻药喷出速度越快,越容易雾化。

喷嘴本体为可导电的半球状的中空玻璃,中空玻璃壁内含有用来供麻药液体通过的虹吸毛细玻璃管;虹吸毛细玻璃管与喷孔连通;所有的虹吸毛细玻璃管构成一个镶嵌在中空玻璃壁上的网状通道。在这个网状通道的任意两个端口安装静电发生器或者其它的电流产生器。可以使电流顺着网状通道内能够导电的麻药液体进行传导,同时将所经过的喷孔上和虹吸毛细玻璃管中的麻药液体加热蒸发。既有效防止喷嘴本体上的液体残留造成的细菌污染,又能加快麻药液体的汽化,使其尽快进入到循环系统中。

其中中空玻璃中的虹吸毛细玻璃管采用以下方法制得:

步骤一,用玻璃溶液将鲜草茎秆包裹起来,露出鲜草茎秆的两端,将包裹着鲜草茎秆的

玻璃溶液压制成玻璃平板;

步骤二,在上玻璃平板上均匀打孔形成喷孔,喷孔与新鲜茎秆连接;

步骤三,在玻璃平板冷却成型之前将玻璃平板平铺到球形模具中冷却成型,形成中空玻璃球;

步骤四,将冷却成型的中空玻璃球放置在25℃下将鲜草茎秆风干,得到中空玻璃。

鲜草茎秆在与玻璃溶液一起形成玻璃平板时,鲜草茎秆与玻璃溶液完全接触,形成的中空玻璃球中玻璃里面含有两端露出玻璃的新鲜茎秆。在将新鲜茎秆风干后,原本被新鲜茎秆填充的空间露出缝隙,使中空玻璃中形成很多条放置了干枯茎秆的通道,这就是虹吸毛细玻璃管。

在虹吸毛细玻璃管形成后可以将干枯茎秆保留在虹吸毛细血管内。当在喷嘴本体中通入麻醉液体的时候,麻醉液体进入干枯茎秆形成的玻璃通道内,同时通过这些通道浸润干枯茎秆,在向喷嘴本体通电时可以使电流沿着茎秆通向各个喷孔,避免喷孔上会出现麻醉液体残留。同时因为在中空玻璃中形成了电离加热,可以使通入喷嘴本体的麻醉液体尽快被雾化成麻醉气体从喷孔中喷洒到循环系统中。不仅有利于保持喷嘴本体的清洁,还能够加快麻醉液体雾化成麻醉气体的速度。

麻醉气体挥发罐的底端抵触连接有用来称量麻醉气体挥发罐整体重量的电子秤7;为了方便移动,电子秤7直接卡接在麻醉气体挥发罐的底端。当放置麻醉气体挥发罐时,电子秤7直接承受麻醉气体挥发罐的重量对其进行称重。当需要搬动麻醉气体挥发罐时,电子秤7因为卡接在麻醉气体挥发罐上而一起被搬动。

麻醉气体挥发罐的外壁上连接有当电子秤的称量值低于设定值时进行报警的声光报警器,声光报警器与微控制器连接。

当电子秤的称量值低于设置值时,说明在麻醉气体挥发罐内的气体变少,由麻醉气体挥发罐通向呼吸回路的麻醉气体浓度有可能会受到影响,微控制器控制声光报警器发光和发出声音报警。声光报警器由蜂鸣器和发光二极管等元器件构成。

电子秤7与麻醉气体挥发罐的接触面上设置有至少三个用来加热麻醉气体挥发罐的加热器。

安全监测系统中设置有微控制器和与微控制器连接的显示屏;电子秤7、加热器、罐内压力传感器、罐外压力传感器和流量传感器均与微控制器连接;微控制器根据罐外压力传感器和流量传感器传递来的信号控制加热器工作。

为方便查看,图3仅为有一个蒸发室5看得到的麻醉气体挥发罐的结构示意图。如图3所示,载气经进气口1到达蒸发室5内。一部分载气经旁通路3达到气体出口2,另部分载气经内部气道到达零点锁点6。流量控制锥14用来控制载气从旁通路3流向气体出口2的载气量。按下零点按钮12,蒸发室5被打开,载气将通过零点锁点6到达压力补偿装置10。压力补偿装置10能自动实现在主气道压力变化时,使麻药蒸发气相应变化,而不会使麻药气体出口2处麻药浓度产生波动,经压力补偿装置10后气体将到达蒸气室、在蒸气室内气体将主要与被飘散在空气中被蒸发的麻药蒸气混合,经气道到达蒸发室5控制孔4。这个控制孔4将受电控旋钮13的控制,它将决定由这个控制孔4输出的麻药蒸气的量。由于温度补偿装置9带动其轴上下运动和压力补偿能消除压力波动和气体汇流,经过旁通路3路口的气体和经过蒸发室5控制孔4的气体量存在着一定的比例,这就决定麻药气体出口2处的麻药浓度、并且通过电控旋钮13来改变这个比例也就改变了麻药浓度。液面指示器11的外壳为凸透镜,方便放大里面的液态麻药,使人一眼就能看到里面是否还有液体存在。

如流量控制锥14、零点锁点6以及控制孔4的位置上设置的用来调节载气通过多少量的各种机构均可以看做是比例阀或者开关阀。

如图4,加热器为具有一定测试温度能力的电路或者元器件。本实施例的加热器包括包含温度传感器在内并将温度信号转换成电信号的测温模块,接收测温模块输出信号的微控制器,与微控制器连接的加热电路。这里所指的微控制器就是与电子秤7等元器件连接的微控制器。可以采用AT80C51单片机。

如图4所示,测温模块的电路包括依次连接的测温信号输入电路、阻抗变换电路、比例加法电路和电压放大电路。温度传感器T1与第一电阻R1和第一可变电阻RP1串联在由电源组提供的+5V电压和地之间。本实施例中的温度传感器T1采用AD590。AD590的体积小、测温精度高、稳定性好、反应速度快、线性度好、能进行远距离传送,并且价格低廉。使用AD590不仅有利于提高本发明的可靠性和灵敏性,而且还能有效降低生产成本。当被测的电表箱箱体温度发生变化时,AD590的输出电流随之发生变化,这一变化电流在第一电阻R1和第一可变电阻RP1上产生电压降,这一电压降通过后面的阻抗变换电路后输出的即为被测温度的参考数值。

阻抗变换电路中的第一运算放大器IC1的同相输入端连接在温度传感器T1和第一电阻R1之间。第一运算放大器IC1的反相输入端与输出端连接。第一运算放大器IC1的输出端通过第二电阻R2连接比例加法电路。

比例加法电路的第二运算放大器IC2的反相输入端连接第二电阻R2用来接收从阻抗变换电路传递来的信号。第二运算放大器IC2的反相输入端同时连接第七电阻R7和电阻R8的一端。第七电阻R7的另一端连接第二可变电阻RP2的一端,第二可变电阻RP2的另一端和第二可变电阻RP2的可调端连接并同时接地。电阻R8的另一端连接第二运算放大器IC2的输出端和第五电阻R5的一端,第五电阻R5的另一端连接电压放大电路的反相输入端。第二运算放大器IC2的同相输入端连接第三电阻R3的一端,第三电阻R3的另一端接地。第二运算放大器IC2将第一运算放大器IC1输出的测温电压进一步变换成对应的摄氏温度值。第二运算放大器IC2的反相输入端同时加有第一运算放大器IC1的输出电压值和由第七电阻R7第二可变电阻RP2提供的参考电压值。这样,在第二运算放大器IC2的反相输入端得到一个与摄氏温度对应的电压值。

电压放大电路的第三运算放大器IC3的反相输入端连接第五电阻R5用来接收从比例加法电路中传递来的信号,同时第三运算放大器IC3的反相输入端连接第六电阻R6的一端,第六电阻R6的另一端连接第三运算放大器IC3的输出端并连接至微控制器。第三运算放大器IC3的同相输入端连接第四电阻R4的一端,第四电阻R4的另一端接地。第三运算放大器IC3将第二运算放大器IC2的输出电压放大后,由电压表测出的电压值即为温度值。

本实施例中的第一运算放大器IC1、第二运算放大器IC2和第三运算放大器IC3均采用LM741。LM741的管脚3为同相输入端,管脚2为反相输入端,管脚6为输出端,管脚7连接由电源组提供的+12V电压,管脚4连接由电源组提供的-12V电压。

本文中所用芯片管脚均与对应芯片的技术手册上的管脚分布相同。

如图4所示,测温模块在工作时,测温信号输入电路中的AD590在感应接收到电表箱箱体温度变化时将温度信号转换为电信号,并由A点输出的测温电压,经阻抗变换电路中的第一运算放大器IC1的阻抗变换,在B点得到与A点基本相等的电压。比例加法电路中调节第二可变电阻RP2,使C点提供一个定值的参考电压。第二运算放大器IC2的放大倍数由电阻R8和第二电阻R2的比值决定。经第二运算放大器IC2一倍放大后,D点的输出电压等于C点的电压。电压放大电路中的第三运算放大器IC3将第二运算放大器IC2输出的电压经过放大,然后直接将信号P01传递给微控制器。

如图5所示,加热电路的三极管Q1的基极接收从AT80C51中传递出来的信号P04,三极管Q1的集电极连接由电源组提供的正电压VCC;三极管Q1的发射极连接由第八电阻R8、第九电阻R9和第十电阻R10形成的并联电路。第八电阻R8至第十电阻R10均为加热电阻丝。

如图4至图5所示,AT80C51的管脚38与测温模块的输出端连接,AT80C51通过管脚38接收从测温模块传递过来的信号P01。AT80C51的管脚35输出信号P04至NPN型的三极管Q1。Q1在导通的情况下使第八电阻R8至第十第十电阻R10形成的并联回路连通,开始加热工作。

气体供应输送系统包括氧气供应输送系统和载气供应输送系统,具体可包括压缩气筒(或中心气源)、单向阀、溢流阀、过滤器、压力表、气体压力调压器、流量计和N2O-O2比例互锁控制装置、笑-氧截止阀。

气体麻醉系统的供气气源种类有:氧气(O2)、空气(Air)、氧化亚氮(笑气/N2O)等,供气压力为0.3~0.4MPa。高压气体需经过过滤器过滤、单向阀限制流向、减压阀减压,将高压而易变、可能存在颗粒的气体变成压力低而稳定的纯净气源供给气体麻醉系统使用。

气体麻醉系统内设置有各种气源的流量计,流量计单位为L/min和mL/min(或低于2L/min流量管)两种读数流量管,以便于低流量麻醉实施。同时必须配备N2O-O2比例互锁控制装置,保证输出的麻醉气体氧浓度水平不低于25%;当氧气供应不足或中断时,笑气供应自动切断。常见的N2O-O2比例互锁控制装置、笑-氧截止阀为机械装置,慎防失灵,在日常的使用过程中,必须注意O2、N2O比例,检查流量计是否漏气,依靠安全监测系统监测呼吸回路中的O2、N2O浓度,更可准确地测量当前气体麻醉系统运行的情况。该气体麻醉系统具有55L/min氧气旁路,通过应急接口可迅速直接进入呼吸回路,极大方便临床麻醉师的供氧操作。

麻醉气体挥发罐可用的药物如:乙醚、氟烷、安氟醚、异氟醚、七氟醚、氟环丙烷等。

呼吸回路是气体麻醉系统与患者相连接的联合气路装置,为患者输送麻醉混合气体,输回患者呼出气体,从而实现正常的氧气与二氧化碳气体的交换。主要由呼吸管道、CO2吸收罐、吸呼活瓣、储气囊、面罩、机控-手控阀、排气阀、限压阀、开发/半开放阀构成。由活瓣与管道形成气体的定向循环,利用CO2吸收罐中的钠石灰吸收CO2和水份,以供给患者新鲜气体。机控-手控阀方便使用者进行手动控制或通过麻醉呼吸机进行机控的选择;半开放阀、限压阀等可使呼吸回路灵活控制,压力限制,有利于进行自主呼吸。

本实施例中的呼吸回路是集成化的,各个部件布局合理、紧凑、小型化、容量小、泄漏小、顺应性低。回路设计有各种监测探头的接口、设有压力限制阀、新鲜气体隔离阀等方便临床麻醉师使用的零部件。同时,为了增加呼吸回路中的气体循环速度,在呼吸回路中连接有气体循环泵。

本实施例中的气体麻醉系统中设置的麻醉呼吸机可以是氧气驱动分电控式麻醉呼吸机;这种麻醉呼吸机属内置电动电控呼吸机,无需驱动器,能在断气的情况下,由大气补充进行通气,保证患者的安全;也可以是气动电控式呼吸机,透明密封罩内的折叠囊内,外分别为两套气路回路,驱动气压缩折叠囊、驱使囊内麻醉气体输入患者,形成驱动气源、麻醉气流两环路系统。

麻醉呼吸机的工作分四个时相:向肺内充气,吸气向呼气转换;使肺排气,呼气向吸气转换。常用的气体麻醉系统用气动电控,供气装置采用折叠囊,由压缩气体驱动或气体流经流量调节阀或吸入阀进入环流回路。电子控制或微机处理器根据呼吸模式及所设定参数进行计算,从而控制相应的电磁阀门开、关,送出所需气体量。

安全监测系统包括供氧不足报警、供氧不足/中断笑气截止装置,容量和浓度监测部分和故障报警。监测部分主要有:吸入氧浓度、呼出潮气量、气道压力、分钟通气量、呼气末CO2浓度、麻醉气体浓度。用微电脑处理和显示各项数据,并附有报警装置系统,特别是呼吸、循环、神经、肌肉监测功能都可实现,极大提高了临床使用麻醉质量和患者的安全性,提高手术的成功率。

残气清除系统是收集气体麻醉系统内多余的残气和患者呼出的废气,并通过管道将其排出手术室,以免造成手术室内的空气污染。主要包括废气收集和排放装置由:调节阀、排放阀、真空发生器、管道及连接件等组成。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (8)

1.气体麻醉系统,包括用来提供氧气的氧气供应输送系统、用来提供载气的载气供应输送系统、与载气供应输送系统通过第一开关阀连接的麻醉气体挥发罐、与麻醉气体挥发罐和氧气输送系统分别连接的呼吸回路、与呼吸回路通过第二开关阀连接的麻醉呼吸机以及分别与麻醉呼吸机连接的安全监测系统和残气清除系统;其特征在于:所述麻醉气体挥发罐连接有用来向麻醉气体挥发罐输送麻药的麻药输入管,所述麻药输入管伸进麻醉气体挥发罐的一端连接有用来将麻药进行雾化的喷嘴;所述麻醉气体挥发罐的底端抵触连接有用来称量麻醉气体挥发罐整体重量的电子秤;所述电子秤与所述麻醉气体挥发罐的接触面上设置有多个用来加热麻醉气体挥发罐的加热器;所述麻醉气体挥发罐内设置有温度传感器和罐内压力传感器;所述麻醉气体挥发罐与所述呼吸回路连通处设置有罐外压力传感器和流量传感器;所述安全监测系统中设置有微控制器和与微控制器连接的显示屏;所述电子秤、加热器、罐内压力传感器、罐外压力传感器和流量传感器均与所述微控制器连接;所述微控制器根据罐外压力传感器和流量传感器传递来的信号控制加热器工作。
2.根据权利要求1所述的气体麻醉系统,其特征在于:所述呼吸回路中设置有气体循环泵。
3.根据权利要求1所述的气体麻醉系统,其特征在于:所述麻药输入管在麻醉气体挥发罐中的部分倾斜设置。
4.根据权利要求1所述的气体麻醉系统,其特征在于:所述麻醉气体挥发罐上设有液面指示器;所述液面指示器的外壳为凸透镜。
5.根据权利要求1所述的气体麻醉系统,其特征在于:所述喷嘴包括与麻药输入管连通的喷嘴本体和设置在喷嘴本体内的滚珠,所述喷嘴本体远离麻药输入管的一端上开有多个喷孔。
6.根据权利要求5所述的气体麻醉系统,其特征在于:所述喷嘴本体内设置有与麻药输入管连通的进药阀,所述进药阀可调节麻药输入管与喷嘴本体形成的通道大小,所述进药阀与微控制器连接。
7.根据权利要求1所述的气体麻醉系统,其特征在于:所述麻醉气体挥发罐的外壁上连接有当电子秤的称量值低于设定值时进行报警的声光报警器,所述声光报警器与所述微控制器连接。
8.根据权利要求5所述的气体麻醉系统,其特征在于:所述喷嘴本体为可导电的中空玻璃,所述中空玻璃内含有用来供麻药液体通过的虹吸毛细玻璃管;所述虹吸毛细玻璃管与喷孔连通。
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