WO2013053089A1 - 一种加压氧舱治疗系统气压控制方法 - Google Patents

一种加压氧舱治疗系统气压控制方法 Download PDF

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pressure
mpa
oxygen chamber
treatment system
air pressure
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黄国祥
张剑波
唐毅
张建国
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杭州新颖氧舱有限公司
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61G—TRANSPORT, PERSONAL CONVEYANCES, OR ACCOMMODATION SPECIALLY ADAPTED FOR PATIENTS OR DISABLED PERSONS; OPERATING TABLES OR CHAIRS; CHAIRS FOR DENTISTRY; FUNERAL DEVICES
    • A61G10/00—Treatment rooms or enclosures for medical purposes
    • A61G10/02—Treatment rooms or enclosures for medical purposes with artificial climate; with means to maintain a desired pressure, e.g. for germ-free rooms
    • A61G10/023—Rooms for the treatment of patients at over- or under-pressure or at a variable pressure
    • A61G10/026—Rooms for the treatment of patients at over- or under-pressure or at a variable pressure for hyperbaric oxygen therapy

Definitions

  • the invention relates to the field of medical technology equipment, in particular to a method for controlling oxygen and air pressure in a medical hyperbaric oxygen chamber.
  • the single-person oxygen-pressure chamber is a single-person treatment, direct pressure with oxygen, and control of various indicators in the cabin to create a safe, comfortable and effective treatment for the human body in a high partial pressure oxygen environment. device.
  • the current medical hyperbaric oxygen chamber includes a medical oxygen pressurized chamber and a medical air pressurized chamber.
  • the method of adding and subtracting the pressure in the cabin is not very reasonable.
  • the operation control is mainly realized manually by a person, and the manual adjustment is made on the adding and discharging lines.
  • the valve opening degree controls the rate of addition and decompression to ensure the pressure in the oxygen chamber; even if the medical staff has rich experience, the operation is not necessarily very accurate, which causes the cabin pressure to be unstable or the oxygen concentration to be non-standard. Appearing, at this time, the patient is prone to symptoms of ear pain during the treatment of the medical oxygen chamber, and the proportion of eardrum congestion is high, and the medical name is called ear crush. In such cases, it is necessary to stop the treatment of hyperbaric oxygen.
  • the treatment of hyperbaric oxygen requires a treatment cycle to reflect its efficacy. It is difficult to reflect the advantages of medical hyperbaric oxygen chambers when treatment is stopped.
  • the existing design of the hyperbaric oxygen chamber mostly seeks breakthroughs in the equipment hardware, but does not understand the human pathology and life characteristics. Even if it is operated by an experienced technician, the problem of ear crush injury cannot be fundamentally solved.
  • the patent publication number is 201150614Y, the name is "medical air pressure chamber oxygen monitoring automatic monitoring and measuring system"
  • the new patent discloses a single-person oxygen supply and oxygen cabin automatic monitoring system.
  • the patent provides a sophisticated automatic monitoring device controlled by a computer, which can automatically monitor the instantaneous flow and cumulative oxygen uptake of each person during oxygen absorption, and is centrally arranged on the console for automatic control for easy observation.
  • a computer which can automatically monitor the instantaneous flow and cumulative oxygen uptake of each person during oxygen absorption, and is centrally arranged on the console for automatic control for easy observation.
  • the present invention proposes a method for adding and subtracting a high pressure oxygen cabin cabin pressure for different patient physical characteristics, and solving the discomfort symptoms such as ear pressure injury which occurs when the cabin pressure is unstable.
  • the specific technical solutions are as follows:
  • the constant B is obtained by substituting the pressurization time and the target pressure value of each pressurization stage into the model. If the pressurization time is defined as 20 minutes, divided into 4 pressurization stages, the model A can be substituted for A and constant B.
  • the value of the constant B is in the range of 0. 00Mpa-0. 018Mpa_0. 043Mpa_0. 082 Mpa-0. This is the value scheme used for general treatment.
  • the value of the constant B is still in the range of 0. 00Mpa-0. 018Mpa_0. 043Mpa_0. 082 Mpa-0. This is the value scheme used in the treatment of gas poisoning patients.
  • the value of the constant B is still in the range of 0. 00Mpa-0. 012Mpa_0. 032Mpa_0. 050 Mpa-0. This is the value scheme used for the treatment of women with weak constitutions such as women and children.
  • the pressure of the oxygen chamber comprises a pressurized oxygen tank pressure oxygen gas pressure.
  • the oxygen chamber pressure further comprises a compressed air pressure of the air pressurized cabin.
  • the acceleration and deceleration rate can be strictly controlled within the range of national standards, so that the pressure-reducing curve is smooth and continuous without mutation, reducing the possibility of generating ear crush injury, and enhancing the hyperbaric oxygen chamber.
  • the therapeutic effect can be strictly controlled within the range of national standards, so that the pressure-reducing curve is smooth and continuous without mutation, reducing the possibility of generating ear crush injury, and enhancing the hyperbaric oxygen chamber. The therapeutic effect.
  • Figure 1 is a schematic view of a pressure reduction curve according to a specific embodiment of the present invention.
  • the pressure of the gas is inversely proportional to the volume at the same temperature.
  • the treatment cabin minimum pressurization rate of 0. 004Mpa / min, maximum pressurization rate of 050Mpa / min, minimum decompression rate of 0. 008Mpa / min, maximum decompression rate of 050Mpa / Min.
  • the pressure curve that is, the pressure curve shown in Figure 1, the time X is 40 minutes, and the pressure value Y is 0. OOMpa-0. lOOMpa continuously and stably change, the curve is smooth. This type of pressure change has no mutations and does not cause ear crush injuries in patients.
  • the relationship between time and pressure can be very precise (every time value changes, each pressure value changes), as long as a certain pressure is changed according to human characteristics
  • the relationship between the time and the time that is, the value of the constant B, such as the value is 0. OOMpa-0. 012 Mpa- 0. 032Mpa-0. 050Mpa_0.
  • the pressurization time is divided into 4 stages in 15 minutes. It takes 20 minutes for children and women, and the time of decompression and decompression is extended. It is also divided into 4 stages, which reduces the probability of ear crush injury and draws different curves.
  • Sp is a change value
  • the sp values are different over time.
  • compare the actual & SP value ie, the pressure change value
  • the decompression curve avoids the sudden change of pressure caused by the traditional PID adjustment technology, resulting in unnecessary ear crush injury.
  • constant B is: 0. OOMpa-0. 018Mpa-0. 043Mpa_0. 082Mpa_0. 15 Mpa; constant B of general treatment plan Value: 0. OOMpa-0. 018Mpa-0. 043Mpa- 0. 082Mpa- 0. 10Mpa.
  • the invention is not limited to the mechanical structure of the hyperbaric oxygen chamber, all of which utilize the humidification and decompression variation model of the present invention.

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Abstract

本发明公开了一种加压氧舱治疗系统气压控制方法，所述的氧舱气压Y符合以下模型：Y=AX2+B，其中，A为气压加减压的速率，X为气压加减压的时间，B为常数。根据本发明独特的二次函数数学模型，可以把加减速率严格控制在国家标准的范围内，使加减压曲线平滑连续、没有突变，减少了产生耳压伤的可能性，增强了高压氧舱的治疗效果。

Description

一种加压氧舱治疗系统气压控制方法 技术领域
本发明涉及医疗技术设备领域， 特别涉及一种医用高压氧舱内氧气和空 气压力的控制方法。
背景技术
单人氧气加压舱是一种以单人治疗形式、 用氧气直接加压、 并对舱内各 项指标进行控制， 以创建适合人体在高分压氧环境下进行安全、 舒适和有效 治疗的设备。
现在的医用高压氧舱包括医用氧气加压舱和医用空气加压舱， 舱内压力 的加减方式并不十分合理， 其操作控制主要通过人手工实现， 通过人工调节 加、 减压管路上的阀门开启度来控制加、 减压的速率， 保证氧舱内的压力； 即使医务人员具有丰富的经验， 其操作也不一定十分准确， 这就造成了舱压 不稳或者氧浓度不标准的情况出现， 此时， 患者容易在医用氧舱的治疗过程 中出现耳朵痛的症状， 发现耳膜充血的比例高， 医学名称叫耳压伤。 出现这 类的情况就需要停止高压氧的治疗， 高压氧的治疗是需要治疗周期来体现它 的疗效的， 停止治疗就很难体现医用高压氧舱的优势。
现有的高压氧舱设计多在设备硬件上寻找突破， 但不了解人体病理和生 命特征， 即使由经验丰富的技师操作，仍然不能从根本上解决耳压伤的问题。 为了使病人在接受高压氧舱过程中基本上感觉不到耳膜受压， 并保证治疗效 果， 例如专利公告号为 201150614Y、 名称为 "医用空气加压舱吸氧量自动监 测计量系统" 的中国实用新型专利公开了一种单人供氧氧舱自动监控系统， 该专利提供了一种由计算机控制的精细的自动监控装置， 可以自动监测显示 每个人吸氧时的即时流量和累计吸氧量， 并集中布置于控制台上自动控制， 方便观察。 但是并没有根据人体特性提出一种对舱内压力进行调节的方法， 以解决以上容易出现耳压伤的问题。
发明内容
本发明为解决以上问题， 提出一种针对不同病人身体特征的高压氧舱舱 压平稳的加减方法，解决病人在舱压变化不稳定时出现的耳压伤等不适症状。 具体技术方案如下：
一种加压氧舱治疗系统气压控制方法： 所述的氧舱气压 Y符合以下模型: Y=AX2+B , 其中， A为气压加减压的速率 （Mpa/min )， X为气压加减压的时间 (min)， B为常数。
其中，常数 B由每个加压阶段的加压时间和目标压力值代入模型中得出。 如若定义加压时间为 20分钟，分 4个加压阶段，代入模型便可得出 A和常数 B。
优选的， 所述的常数 B的值在 0. 00Mpa-0. 018Mpa_0. 043Mpa_0. 082 Mpa-0. lOMpa范围内变化。 此为通用的治疗所采用的取值方案。
优选的， 所述的常数 B的值还在 0. 00Mpa-0. 018Mpa_0. 043Mpa_0. 082 Mpa-0. 15Mpa范围内取值变化。此为煤气中毒病人治疗时所采用的取值方案。
优选的， 所述的常数 B的值还在 0. 00Mpa-0. 012Mpa_0. 032Mpa_0. 050 Mpa-0. lOMpa 范围内取值变化。 此为体质较弱者如妇女和儿童治疗时所采用 的取值方案。
进一步的， 所述的速率 A 为加压速率时， 最小加压速率 Aminl 0. 004 Mpa/min,最大加压速率 Amaxl X). 050Mpa/min;所述的速率 A为减压速率时， 最小减压速率 Amin2^0. 008Mpa/min，最大减压速率 Amax2 ^0. 050 Mpa/min 0 优选的， 所述的氧舱气压包括氧气加压舱的高压氧气气压。
优选的， 所述的氧舱气压还包括空气加压舱的压缩空气气压。
根据本发明独特的二次函数数学模型， 可以把加减速率严格控制在国家 标准的范围内， 使加减压曲线平滑连续、 没有突变， 减少了产生耳压伤的可 能性， 增强高压氧舱的治疗效果。
附图说明
附图 1为本发明一个具体实施例的加减压曲线示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明方法做进一步说明。
根据玻意耳-马略特定律： 一定质量的理想气体， 在温度不变的情况下， 气体的压强跟体积成反比。 根据 《医用高压氧舱 GB12130》 国家标准的规定， 治疗舱： 最小加压速率 0. 004Mpa/min， 最大加压速率 050Mpa/min， 最 小减压速率 0. 008Mpa/min， 最大减压速率 050Mpa/min。 根据 GB12130 标准规定以及工程医学耳朵对压力的敏感度而制定了本发明的数学模型， 即 高压氧舱加减曲线， Y=AX2+B， 加减压曲线表现形式， 例如常数 B取值在 0. 00Mpa-0. 018Mpa-0. 043Mpa_0. 082Mpa_0. 15Mpa范围内渐变， 其压力变化即 是加压曲线； 反之就是减压曲线。
如图 1所示，把不同阶段的时间和压力要求代到 Y=AX2+B数学模型中会得 到不同的 A值， 即加压速率（Mpa/min) , 就会产生理想的加压减压曲线， 即如 图 1 所示中所示的压力变化曲线， 时间 X为 40 分钟， 压力值 Y在 0. OOMpa-0. lOOMpa之间连续稳定变化， 曲线圆滑。 这种压力变化方式没有突 变， 不会使病人产生耳压伤。
其中， 对于不同的人， 如男人， 女人， 老人， 小孩等等， 时间和压力的 关系可以很精确（随着时间的变化， 每个压力值都在改变）， 只要根据人体特 性改变某个压力和时间的关系， 即常数 B的取值， 如取值在 0. OOMpa-0. 012 Mpa- 0. 032Mpa-0. 050Mpa_0. lOMpa内变化。加压时间 15分钟，分为 4个阶段， 对于小孩和女人需要 20分钟， 延长了加减压时间， 也分为 4个阶段， 降低了 耳压伤的概率， 得出不同的曲线。
先计算出即时曲线， 即时 sp值， 即是即时压力值， sp=AX2+B， 把时间 X和 常数 B代入方程式， 就可以计算 sp的值。 sp是个变化值， 随时间不同 sp值是不 同的。 利用计算机的时钟标定基准时间， 用实际的 & SP值 （即压力变化值） 和理论的 SP值进行比较， 利用加减压的控制过程值和实际压力值的滞后性， 从而得到连续平滑的加减压曲线，避免了传统利用 PID调节技术而产生的压力 突变， 造成不必要的耳压伤。 而用本发明的数学模型可以做到平滑控制， 没 有任何突变， 哪怕调节阀的一致性不好， 系统也会平滑调节。根据临床经验， 根据不同的病因，制定不同的治疗方案如煤气中毒就需要的方案，常数 B取值: 0. OOMpa-0. 018Mpa-0. 043Mpa_0. 082Mpa_0. 15 Mpa; 通用治疗方案的常数 B取 值： 0. OOMpa-0. 018Mpa-0. 043Mpa- 0. 082Mpa- 0. 10Mpa。
这个系统的优点是任何操作氧舱的普通医生都可以进行操作， 针对不同 的病灶， 选择相应的常数 B , 都会得到像专家一样的操作治疗效果。 安全， 平稳， 熟练， 可靠。
本发明不限于高压氧舱的机械结构， 所有利用本发明的加减压变化模型

Claims

权利要求
1、一种加压氧舱治疗系统气压控制方法： 其特征在于： 所述的氧舱气压 Y符合以下模型： Y=AX2+B， 其中， A为气压加减压的速率， X为气压加减压的 时间， B为常数。
2、 如权利要求 1所述的加压氧舱治疗系统气压控制方法， 其特征在于: 所述的常数 B的值在 0. 00Mpa-0. 018Mpa_0. 043Mpa_0. 082Mpa_0. lOMpa范围内 变化。
3、 如权利要求 1所述的加压氧舱治疗系统气压控制方法， 其特征在于: 所述的常数 B的值还在 0. 00Mpa-0. 018Mpa_0. 043Mpa_0. 082Mpa_0. 15Mpa范围 内变化。
4、 如权利要求 1所述的加压氧舱治疗系统气压控制方法， 其特征在于: 所述的常数 B的值还在 0. 00Mpa-0. 012Mpa_0. 032Mpa_0. 050Mpa_0. lOMpa范围 内变化。
5、 如权利要求 1所述的加压氧舱治疗系统气压控制方法， 其特征在于: 所述的速率 A为加压速率时， 最小加压速率 Aminl 0. 004 Mpa/min， 最大加 压速率 Arnaxl X). 050 Mpa/min; 所述的速率 A为减压速率时， 最小减压速率 Amin2^0. 008Mpa/min, 最大减压速率 Amax2 ^0. 050Mpa/min。
6、 如权利要求 1所述的加压氧舱治疗系统气压控制方法， 其特征在于: 所述的氧舱气压包括氧气加压舱的高压氧气气压。
7、 如权利要求 1所述的加压氧舱治疗系统气压控制方法， 其特征在于: 所述的氧舱气压还包括空气加压舱的压缩空气气压。
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