一种麻醉机潮气量控制方法

发布时间：2019/06/12 丨 文章来源：医学发明创新转化推广平 丨 浏览次数：

 

申请号：	CN201611009870.0
申请日：	20161116
申请（专利权）人：	[北京航天长峰股份有限公司]
地址：	北京市海淀区永定路甲51号航天数控大楼
发明人：	[刁俊]
主分类号：	A61M16/00
公开（公告）号：	CN108066861A
公开（公告）日：	20180525
代理机构：
代理人：

（19）中华人民共和国国家知识产权局
	（12）发明专利申请
（10）申请公布号 CN108066861A （45）申请公布日 20180525

 

（21）申请号 CN201611009870.0   （22）申请日 20161116   （71）申请人 [北京航天长峰股份有限公司]   地址 北京市海淀区永定路甲51号航天数控大楼   （72）发明人 [刁俊]   （74）专利代理机构         代理人
（54）发明名称      一种麻醉机潮气量控制方法
（57）摘要      一种麻醉机潮气量控制方法，在麻醉机驱动气体控制器出入口设置流量传感器监测驱动气体出入口流入流出的气体流量，并将监测流量传送到麻醉机控制器；对麻醉机流量计输出流量进行监测，并将监测流量传送到麻醉机控制器；根据驱动气体出入口流入流出的气体流量以及流量计输出的流量，计算出供给患者的流量以及患者排出的流量；并在每次开机时自检外回路顺应性C值，将外回路顺应性参数应用于外回路补偿控制算法中对输入输出数据进行补偿。

 

权 利 要 求 书

1.一种麻醉机潮气量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在麻醉机驱动气体控制器出入口设置流量传感器，通过流量传感器监测驱动气体 出入口流入流出的气体流量，并将监测流量传送到麻醉机控制器；当驱动气体控制器出入 口采用共用出入通道时，将传感器放置在共用出入通道中，对出入气体进行双向测量，通过 监测正负流量以确定气流出入方向，监测驱动气体控制器输出的偏流数据；当驱动气体控 制器出入口采用单独出入通道时，将传感器分别放置在驱动气体入口和出口，对每一路进 行单独测量，并对监测到的进气和出气流量进行减法运算，进气减去出气，可得供到呼吸回 路的流量；出气减去进气，可得驱动气体控制器输出偏流；
(2)对麻醉机流量计输出流量进行监测，并将监测流量传送到麻醉机控制器；在麻醉机 使用机械流量计的情况下，在流量计共同气体出口与旁通阀入口之间设置流量计流量监测 传感器，对流量计输出流量进行监测，并将监测流量传送到麻醉机控制器；在使用电子流量 计的情况下，直接将电子流量计输出的流量输入到麻醉机控制器中；
(3)麻醉机控制器根据驱动气体出入口流入流出的气体流量，以及流量计输出的流量， 按以下方式计算出供给患者的流量以及患者排出的流量：
在吸气状态，供入患者的流量为：F患吸＝(F吸+F流)－F呼；
在呼气状态，患者排出流量为：F患呼＝F呼－(F吸+F流)；
其中F吸为驱动气体控制器流入流量，F流为流量计输出的流量，F呼为驱动气体控制器 流出流量；
(4)病人吸气时，驱动气体控制器将计算好的供入患者的流量F患吸供入外回路，外回 路将相应的流量供给病人；
(5)病人呼气时，外回路将病人排出的CO2吸收，将驱动气体排出到驱动气体控制器，驱 动气体控制器打开呼气阀，将排出的驱动气体以及多余的流量计输出气体排到大气；
(6)重复上述步骤(4)、(5)，实现呼吸循环。
(7)麻醉机在每次开机时自检外回路顺应性C值，将外回路顺应性C值应用于外回路补 偿控制算法中，并在所述步骤(4)、(5)中对外回路输入输出数据进行补偿。

说 明 书

一种麻醉机潮气量控制方法
技术领域
本发明涉及属于医疗设备中的麻醉机制造技术领域，一种提升麻醉机自动控制安 全性，用于解决麻醉机外回路积水对回路上流量监测控制传感器的影响的方法，
背景技术
目前在麻醉机设计中，需要对病人吸入和呼出的流量进行精确测量，以用于麻醉 机潮气量的精确反馈控制。通常监测病人吸入和呼出流量多少的方法有两种：
1、传感器置入或并入口端，实时监测流量数据。这种方法的优点是能够实时反映 病人状态；缺点是，传感器从机器接到病人的口端，线路较长，医生在手术时可能造成传感 器管路折弯，导致传感器无法正确测量；在大型手术中由于麻醉机工作时间长，口端传感器 会因为人体的呼吸在传感器内壁凝结水滴，导致传感器测量数据发生偏差。
2、传感器嵌入呼吸回路，实时监测数据。这种方法是利用回路补偿算法精确监测 病人呼吸流量和潮气量参数，且不会因为医生的干涉导致传感器无法正常测量；缺点是，由 于麻醉机在长时间工作中呼吸回路中会凝结较多水气，导致传感器监测精度下降，水滴在 气流的作用下容易引起传感器故障；由于传感器受水气冷凝和病人体液粘附，测量精度随 着使用时间的增长而下降；内置传感器的呼吸回路消毒困难导致使用成本增高。
现有技术的上述缺点会直接影响到麻醉机自动控制系统的反馈控制，导致麻醉机 发生严重控制隐患，危及病人安全。
尽管以上缺陷可以通过多种方法进行规避，但都需要对传感器消毒，因传感器长 时间浸泡消毒，以及患者体液粘附，会导致传感器监测精度越来越低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种麻醉机潮气量控制方法，通过对整机流量传感器监测 位置的改变，加上合理的控制补偿算法实现高精度高稳定性麻醉机潮气量控制，并解决麻 醉机在长时间自动控制中因消毒，积水，粘连等多方面原因引起的潮气量控制精度降低的 问题。
本发明的技术方案如下：
一种麻醉机潮气量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)在麻醉机驱动气体控制器出入口设置流量传感器，通过流量传感器监测驱动 气体出入口流入流出的气体流量，并将监测流量传送到麻醉机控制器；当驱动气体控制器 出入口采用共用出入通道时，将传感器放置在共用出入通道中，对出入气体进行双向测量， 通过监测正负流量以确定气流出入方向，监测驱动气体控制器输出的偏流数据；当驱动气 体控制器出入口采用单独出入通道时，将传感器分别放置在驱动气体入口和出口，对每一 路进行单独测量，并对监测到的进气和出气流量进行减法运算，进气减去出气，可得供到呼 吸回路的流量；出气减去进气，可得驱动气体控制器输出偏流；
(2)对麻醉机流量计输出流量进行监测，并将监测流量传送到麻醉机控制器；在麻 醉机使用机械流量计的情况下，在流量计共同气体出口与旁通阀入口之间设置流量计流量 监测传感器，对流量计输出流量进行监测，并将监测流量传送到麻醉机控制器；在使用电子 流量计的情况下，直接将电子流量计输出的流量输入到麻醉机控制器中；
(3)麻醉机控制器根据驱动气体出入口流入流出的气体流量，以及流量计输出的 流量，按以下方式计算出供给患者的流量以及患者排出的流量：
在吸气状态，供入患者的流量为：F患吸＝(F吸+F流)－F呼；
在呼气状态，患者排出流量为：F患呼＝F呼－(F吸+F流)；
其中F吸为驱动气体控制器流入流量，F流为流量计输出的流量，F呼为驱动气体控 制器流出流量；
(4)病人吸气时，驱动气体控制器将计算好的供入患者的流量F患吸供入外回路， 外回路将相应的流量供给病人；
(5)病人呼气时，外回路将病人排出的CO2吸收，将驱动气体排出到驱动气体控制 器，驱动气体控制器打开呼气阀，将排出的驱动气体以及多余的流量计输出气体排到大气；
(6)重复上述步骤(4)、(5)，实现呼吸循环。
(7)麻醉机在每次开机时自检外回路顺应性C值，将外回路顺应性C值应用于外回 路补偿控制算法中，并在所述步骤(4)、(5)中对外回路输入输出数据进行补偿。
上述方法所述步骤(1)中，当驱动气体控制器出入口采用共用出入通道时，将传感 器放置在共用出入通道中，对出入气体进行双向测量，通过监测正负流量以确定气流出入 方向，监测驱动气体控制器输出的偏流数据；当驱动气体控制器出入口采用单独出入通道 时，将传感器分别放置在驱动气体入口和出口，对每一路进行单独测量，并对监测到的进气 和出气流量进行减法运算，进气减去出气，可得供到呼吸回路的流量；出气减去进气，可得 驱动气体控制器输出偏流。
上述方法所述步骤(2)中，在麻醉机使用机械流量计的情况下，在流量计共同气体 出口与旁通阀入口之间设置流量计流量监测传感器，对流量计输出流量进行监测，并将监 测流量传送到麻醉机控制器；在使用电子流量计的情况下，直接将电子流量计输出的流量 输入到麻醉机控制器中。
本发明将传感器监测位置移至麻醉机驱动气体进出口，并增加流量计补偿流量监 测，对整个麻醉机驱动回路进行整体监控，利用呼吸回路顺应性C的值对整体监控数据进行 补偿处理，以提升监测和控制精度及安全性，可正确检测出患者吸入和呼出潮气量，精度不 受外部系统影响，并避免了现有技术中麻醉机在长时间自动控制中因消毒、积水、粘连等多 方面原因引起的潮气量控制精度降低的问题。
附图说明
图1为本发明的实现方式原理图。
具体实施方式
图1为本发明的实现方式原理图。其中：
吸气模块为驱动气体控制器中吸气控制单元，需监测此处输出流量。
呼气模块为驱动气体控制器中呼气控制单元，需监测此处排出流量。
流量计模块为流量计单元，此处可采用电子或机械流量计，需监测此处供给呼吸 回路的补偿流量。
对吸气传感器，呼气传感器，流量计监测传感器监测到的吸气流量、呼气流量、流 量计流量进行计算，得到供给呼吸回路的呼吸流量。
外回路为呼吸回路，此处为密闭回路，用于交换病人吸入和呼出气体。
将计算好的吸呼流量，供入外回路。
外回路将计算好的流量供给病人。
病人在完成一次吸气后，将气体排出到外回路。
外回路将病人排出的CO2吸收，将驱动气体排出到驱动气体控制器。
驱动气体控制器打开呼气阀，将排出的驱动气体以及多余的流量计补偿气体排到 大气。
重复上述供气排气过程，实现呼吸循环。
以下对本发明的具体实现方式进行详细说明：
(1)将流量传感器位置挪到麻醉机驱动气体控制器出入口。可采用多种方式在驱 动气体控制器出入口放置传感器。现举例说明：方式一，在驱动气体出入口采用共用出入通 道时，将传感器放置在共用出入通道中，对出入气体进行双向测量；方式二，在驱动气体出 入口采用单独出入通道时，将传感器分别放置在驱动气体出入口，对每一路进行单独测量。
(2)监测驱动气体出入口流入流出的气体。现举例说明两种不同位置情况下的传 感器数据监测方法：方法一，在驱动气体出入口共用一个传感器情况下，通过监测正负流量 以确定气流出入方向，此处需通过额外装置或方法监测驱动气体控制器输出的偏流数据； 方法二，在驱动气体出入口分别使用一个传感器情况下，通过对监测到的吸气和呼气流量 进行减法运算(吸气减去呼气)，可得供到呼吸回路的流量，通过对监测到的吸气和呼气流 量进行减法运算(呼气减去吸气)，可得驱动气体控制器输出偏流。
(3)对麻醉机流量计输出的补偿流量进行监测。现举例说明两种不同流量计的输 出流量监测方法；方法一，在使用机械流量计情况下，在流量计共同气体出口与旁通阀入口 之间添加流量计流量监测传感器，对流量计输出流量进行监测；方法二，在使用电子流量计 情况下，直接将电子流量计控制监测流量输入麻醉机控制器中，对流量计输出流量进行监 测。
(4)通过监测驱动气体进出气流量和流量计输出流量，计算出供给患者的流量和 患者呼出的流量。举例说明：
在吸气状态，供入患者的流量为：F患吸＝(F吸+F流)－F呼；
在呼气状态，患者排出流量为：F患呼＝F呼－(F吸+F流)；
其中F吸为驱动气体控制器流入流量，F流为流量计输出的流量，F呼为驱动气体控 制器流出流量；
(5)病人吸气时，驱动气体控制器将计算好的供入患者的流量F患吸供入外回路， 外回路将相应的流量供给病人；
(6)病人呼气时，外回路将病人排出的CO2吸收，将驱动气体排出到驱动气体控制 器，驱动气体控制器打开呼气阀，将排出的驱动气体以及多余的流量计补偿气体排到大气；
(7)重复上述(5)、(6)的过程，实现呼吸循环。
本发明为实现高精度高稳定性麻醉机潮气量控制，在每次开机时自检外回路顺应 性C值，并将外回路顺应性参数应用于麻醉机顺应性补偿控制算法中，对外回路输入输出数 据进行补偿。

说 明 书 附 图

图1