專利名稱：電子流量監(jiān)控器、控制方法及麻醉機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電子流量監(jiān)控器及麻醉機(jī)。
背景技術(shù)：
如圖I所示，麻醉機(jī)的功能是在手術(shù)期間對(duì)病人進(jìn)行吸入麻醉劑和機(jī)械通氣。麻醉機(jī)工作期間，病人吸入的氣體是在一個(gè)帶有鈉石灰罐(用來(lái)吸收人體呼出的二氧化碳C02)的密閉式回路中循環(huán)利用的。由于回路中氣體的消耗(如氧氣02等被人體吸收)和泄漏，因此需要不斷進(jìn)行補(bǔ)充。麻醉機(jī)中有一條獨(dú)立的通道持續(xù)的補(bǔ)充氣體到病人呼吸回路，這路補(bǔ)充氣體一般稱為新鮮氣體。
新鮮氣體的形成一般分為兩步第一步氧氣和平衡氣體(空氣Air或一氧化二氮N20)在流量監(jiān)控器中以不同的流量進(jìn)行混合；第二步流量監(jiān)控器輸出的混合氣體經(jīng)過(guò)麻藥(即麻醉藥)揮發(fā)罐后，形成新鮮氣體，輸送到病人呼吸回路。流量監(jiān)控器調(diào)節(jié)氧氣與平衡氣體的流量的方式一般有兩種機(jī)械調(diào)節(jié)方式與電子調(diào)節(jié)方式。機(jī)械調(diào)節(jié)方式用戶通過(guò)機(jī)械針閥調(diào)節(jié)氧氣和平衡氣體的流量，并采用流量傳感器或機(jī)械轉(zhuǎn)子流量計(jì)監(jiān)測(cè)氧氣和平衡氣體的流量。機(jī)械調(diào)節(jié)方式系統(tǒng)簡(jiǎn)單、成本較低、可靠性高，其缺點(diǎn)在于自動(dòng)化程度不高。此外，為獲得所需要的氧氣濃度與總流量，用戶需要自行計(jì)算所需的氧氣和平衡氣體的流量。該種方式一般應(yīng)用于中低端機(jī)型。電子調(diào)節(jié)方式用戶只需要輸入所需的氧氣濃度和總流量，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)各種氣體流量進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到用戶設(shè)定的指標(biāo)。電子調(diào)節(jié)方式自動(dòng)化程度較高，操作簡(jiǎn)單，精度較高，但系統(tǒng)較為復(fù)雜，成本高，一般用于中高端機(jī)型。電子調(diào)節(jié)方式的流量監(jiān)控器一般稱為電子流量監(jiān)控器。如圖2所示，現(xiàn)有電子流量監(jiān)控器一般具有氧氣支路2、氧氣旁路I、一氧化二氮支路3及空氣支路4。氧氣支路2 —般設(shè)有一個(gè)通斷控制器7 (如選通閥)、一個(gè)流量控制閥
8、一個(gè)壓力傳感器10、一個(gè)流量傳感器9和一個(gè)單向閥11。一氧化二氮支路和空氣支路各設(shè)有一個(gè)通斷控制器7，在同一時(shí)刻，該兩個(gè)通斷控制器最多只有一個(gè)導(dǎo)通。公共氣體支路5設(shè)有一個(gè)流量控制閥8、一個(gè)壓力傳感器10和一個(gè)單向閥11。總支路設(shè)有一個(gè)壓力傳感器10。氧氣旁路I設(shè)有一個(gè)機(jī)械針閥12和一個(gè)通斷控制器7 (該通斷控制器是常開(kāi)類型，即不給電時(shí)，該通斷控制器打開(kāi)，選擇常開(kāi)類型的原因是當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，氧氣旁路能夠打開(kāi)，為病人提供純氧氣；而該電子流量監(jiān)控器中其他的通斷控制器均為常閉類型，即不給電時(shí)，通斷控制器關(guān)閉)，該機(jī)械針閥用于調(diào)節(jié)氣體流量，該通斷控制器可以避免在正常工作情況下時(shí)，由于機(jī)械針閥未關(guān)緊，氧氣旁路支路也有氧氣通過(guò)的情況。氧氣支路、平衡氣體支路和總支路的壓力傳感器的作用是檢測(cè)氣路壓力，防止氣路壓力過(guò)高，提高系統(tǒng)安全性；此外，還可以通過(guò)壓力傳感器的信息對(duì)當(dāng)前檢測(cè)的氣體流量值進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。氧氣支路和平衡氣體支路的單向閥的作用是防止氧氣支路和平衡氣體支路發(fā)生氣體倒流現(xiàn)象。該電子流量監(jiān)控器具有如下缺點(diǎn)氧氣、平衡氣體除了分別通過(guò)流量控制閥調(diào)節(jié)流量外，氧氣支路、空氣支路、一氧化二氮支路還分別采用通斷控制器來(lái)控制氣路的打開(kāi)或者關(guān)閉，通斷控制器數(shù)量多，系統(tǒng)成本相對(duì)較高，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本較低的電子流量監(jiān)控器、控制方法及麻醉機(jī)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案一種電子流量監(jiān)控器，包括控制模塊、用于輸送氧氣的氧氣支路、用于輸送平衡氣體的平衡氣體支路及用于混合所述氧氣和平衡氣體的總支路，所述控制模塊通過(guò)流量傳感器計(jì)量氧氣流量和平衡氣體流量，所述氧氣支路設(shè)有第一流量控制器，所述平衡氣體支路設(shè)有第二流量控制器，所述第一、第二流量控制器用于在零值和最大值之間調(diào)節(jié)所在支路的氣體流量，所述第一流量控制器和第二流量控制器均與所述控制模塊信號(hào)連接。進(jìn)一步的，所述總支路設(shè)有用于控制其通斷的第一通斷控制器，所述第一通斷控制器與所述控制模塊信號(hào)連接。進(jìn)一步的，所述總支路還設(shè)有用于計(jì)量其氣體流量的機(jī)械式流量計(jì)。進(jìn)一步的，所述平衡氣體支路有多個(gè)，各所述平衡氣體支路均設(shè)有一個(gè)第二流量控制器。進(jìn)一步的，各所述平衡氣體支路共用一個(gè)公共氣體支路，各所述平衡氣體支路的輸出連接所述公共氣體支路的輸入，所述公共氣體支路的輸出連接所述總支路的輸入。進(jìn)一步的，所述公共氣體支路設(shè)有第二流量傳感器，所述第二流量傳感器與所述控制模塊信號(hào)連接，所述控制模塊通過(guò)所述第二流量傳感器計(jì)量所述平衡氣體的流量。進(jìn)一步的，所述氧氣支路還設(shè)有第一流量傳感器，所述第一流量傳感器與所述控制模塊信號(hào)連接。進(jìn)一步的，所述的電子流量監(jiān)控器還包括用于旁路掉所述第一流量控制器的氧氣芳路。一種麻醉機(jī)，具有所述的電子流量監(jiān)控器。一種電子流量監(jiān)控器的控制方法，包括如下步驟接收預(yù)設(shè)參數(shù)，所述預(yù)設(shè)參數(shù)包括氧氣濃度、總流量及平衡氣體類型；根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)得出氧氣的設(shè)定流量和平衡氣體的設(shè)定流量；通過(guò)第一流量控制器、第二流量控制器來(lái)分別控制氧氣、平衡氣體的實(shí)際流量，使實(shí)際流量與設(shè)定流量一致。本發(fā)明的有益效果是第一、第二流量控制器既可以實(shí)現(xiàn)氣路通斷的控制，也可以實(shí)現(xiàn)氣路流量的調(diào)節(jié)，減少了通斷控制器的數(shù)量，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。


圖I是表示現(xiàn)有麻醉機(jī)的新鮮氣體形成過(guò)程的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是現(xiàn)有電子流量監(jiān)控器的結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)施方式電子流量監(jiān)控器的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本實(shí)施方式電子流量監(jiān)控器的控制方法的流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖3及圖4所示，本實(shí)施方式電子流量監(jiān)控器包括氧氣支路2、一氧化二氮支路
4、空氣支路3、總支路6及控制模塊。氧氣支路2用于提供純氧。一氧化二氮支路4和空 氣支路3用于在控制模塊的控制下，選擇性的提供空氣或一氧化二氮作為平衡氣體?？傊?用于混合氧氣和平衡氣體，并將混合得到的氣體輸出。控制模塊還能夠調(diào)節(jié)氧氣和平衡氣體的流量，使輸出的氣體達(dá)到設(shè)定的氧氣濃度和總流量。氧氣支路2設(shè)有一個(gè)第一流量控制器13、一個(gè)第一壓力傳感器14、一個(gè)第一流量傳感器15及一個(gè)第一單向閥24，該第一流量傳感器15位于第一流量控制器13的下游，即氧氣先流經(jīng)第一流量控制器13，再流經(jīng)第一流量傳感器15。第一流量控制器13的作用是既控制氧氣支路打開(kāi)和關(guān)斷，也調(diào)節(jié)氧氣流量。第一壓力傳感器14用于檢測(cè)并防止氧氣支路壓力過(guò)大。第一流量傳感器15用于檢測(cè)并防止氧氣支路流量過(guò)大。第一單向閥24用于防止氧氣倒流?？諝庵?和一氧化二氮支路4共用一個(gè)公共氣體支路5。空氣支路3和一氧化二氮支路4各設(shè)有一個(gè)第二流量控制器16，該第二流量控制器16既用于控制氣路的打開(kāi)和關(guān)斷，也用于調(diào)節(jié)氣路流量。在任何時(shí)候，空氣支路3和一氧化二氮支路4最多有一個(gè)支路的第二流量控制器16打開(kāi)。公共氣體支路5設(shè)有一個(gè)第二壓力傳感器17、一個(gè)第二流量傳感器18及一個(gè)第二單向閥19。第二壓力傳感器17用于檢測(cè)并防止氣路壓力過(guò)大，以及對(duì)第二流量傳感器18測(cè)得的流量值進(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算。第二流量傳感器18用于檢測(cè)并防止氣路流量過(guò)大。第二單向閥19用于防止平衡氣體倒流?？傊?設(shè)有一個(gè)第一通斷控制器20和一個(gè)用于計(jì)量氣體流量的機(jī)械式流量計(jì)21。第一通斷控制器20的作用是當(dāng)各支路的第一、第二流量控制器13、16出現(xiàn)故障時(shí)，能有效切斷各支路與電子流量監(jiān)控器的輸出之間的連接，提高系統(tǒng)安全性。例如，當(dāng)一氧化二氮支路4的第二流量控制器16出現(xiàn)問(wèn)題無(wú)法關(guān)閉時(shí)，會(huì)導(dǎo)致一氧化二氮流量過(guò)大，對(duì)病人造成損害，此時(shí)，關(guān)閉總支路6的第一通斷控制器20，即可切斷一氧化二氮的輸出。另外，即使在掉電的情況下，機(jī)械式流量計(jì)21仍能顯示總支路6的氣體流量?？刂颇K與各流量控制器、流量傳感器和壓力傳感器均信號(hào)連接?？刂颇K可以實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，可以用于預(yù)設(shè)氧氣濃度、總流量及平衡氣體類型(如選擇空氣或一氧化二氮)；控制模塊可以控制各流量控制器13、16和第一通斷控制器20，可以采集各流量傳感器、壓力傳感器、流量控制器和通斷控制器的信息。進(jìn)一步的，當(dāng)檢測(cè)到系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，控制模塊能夠關(guān)斷所有流量控制器和通斷控制器的電源，并提示報(bào)警。電子流量監(jiān)控器還可以具有氧氣旁路1，該氧氣旁路I能夠旁路掉氧氣支路2的第一流量控制器13。當(dāng)控制模塊檢測(cè)到系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，關(guān)斷所有流量控制器及通斷控制器的電源，用戶能夠通過(guò)氧氣旁路I為病人提供純氧。氧氣旁路I設(shè)有一個(gè)用于調(diào)節(jié)氣體流量的機(jī)械針閥22。氧氣旁路還可以設(shè)有一個(gè)用于控制氣路打開(kāi)和關(guān)斷的第二通斷控制器23，其可以避免在正常情況下，由于機(jī)械針閥尚未關(guān)緊，氧氣旁路也有氧氣通過(guò)的情況。第二通斷控制器23可以為常開(kāi)類型，即系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，第二通斷控制器23打開(kāi)，從而氧氣旁路I能夠打開(kāi)。第一通斷控制器20可以為常閉類型，即當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，第一通斷控制器20關(guān)閉。系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，可以是系統(tǒng)突然掉電；也可以是系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的參數(shù)不在預(yù)設(shè)參數(shù)范圍內(nèi)，如監(jiān)測(cè)的壓力超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)壓力范圍，則控制模塊使第二通斷控制器打開(kāi)；即常開(kāi)型是指系統(tǒng)正常時(shí)，通斷控制器關(guān)斷；系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通斷控制器打開(kāi)。電子流量監(jiān)控器的控制方法如下預(yù)設(shè)氧氣濃度、總流量以及選擇平衡氣體的類型(選擇空氣還是一氧化二氮作為平衡氣體)；控制模塊根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)來(lái)計(jì)算所需要的氧氣和平衡氣體的流量；接著，判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障，如果是，則關(guān)閉各通斷控制器和流量控制器，通過(guò)氧氣旁路提供純氧；如果不是，則控制模塊打開(kāi)總支路的第一通斷控制器，打開(kāi)和調(diào)節(jié)第一流量控制器和第二流量控制器，同時(shí)采集各壓力傳感器和流量傳感器的信息，形成閉環(huán)控制，直至電子流量監(jiān)控器的輸出氣體達(dá)到用戶設(shè)定的氧氣濃度和總流量。 對(duì)于電子流量監(jiān)控器，其包括氧氣支路、至少一個(gè)平衡氣體支路、總支路及控制模塊。氧氣支路2輸出氧氣,平衡氣體支路輸出平衡氣體,該氧氣和平衡氣體在總支路混合，相當(dāng)于氧氣支路和平衡氣體支路并聯(lián)后再與總支路串聯(lián)，總支路輸出經(jīng)過(guò)混合的氣體。氧氣支路可以設(shè)有第一流量控制器，平衡氣體支路可以設(shè)有第二流量控制器，該第一、第二流量控制器均可以控制所在支路的打開(kāi)和關(guān)斷，以及調(diào)節(jié)所在支路的氣體流量，相當(dāng)于第一、第二流量控制器能夠在零值和最大值之間調(diào)節(jié)所在支路的氣體流量，該零值相當(dāng)于關(guān)斷所在支路，該非零值相當(dāng)于打開(kāi)所在支路。第一、第二流量控制器均與控制模塊信號(hào)連接。平衡氣體支路可以有一個(gè)或多個(gè)，該平衡氣體支路連接總支路，其連接方式有兩種一種是平衡氣體支路直接與總支路連接；另一種是平衡氣體支路通過(guò)公共氣體支路連接總支路。當(dāng)平衡氣體支路有多個(gè)時(shí)，可以是上述連接方式的組合。對(duì)于多個(gè)平衡氣體支路，每個(gè)平衡氣體支路提供一種平衡氣體，但在任何時(shí)候，最多選擇一種平衡氣體。該平衡氣體如空氣、一氧化二氮或者其它能夠用于麻醉機(jī)上的能夠與氧氣混合后使用的氣體。第一、第二流量控制器可以采用能夠控制氣路通斷，又能調(diào)節(jié)氣體流量的流量控制閥。總支路可以設(shè)置第一通斷控制器，其用于在氧氣支路和/或平衡氣體支路出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，關(guān)斷總支路。第一通斷控制器可以采用能夠控制氣路通斷的選通閥，也可以采用能夠控制氣路通斷和調(diào)節(jié)流量的流量控制閥，或者其他能夠控制氣路通斷的結(jié)構(gòu)體；當(dāng)然，總支路也可以不設(shè)置通斷控制器?？傊愤€可以設(shè)置用于計(jì)量氣體流量的機(jī)械式流量計(jì)，其能夠在掉電時(shí)顯示氣體流量，該流量計(jì)如機(jī)械轉(zhuǎn)子式流量計(jì)；當(dāng)然，總支路也可以不設(shè)置流量計(jì)。氧氣支路的第一流量傳感器可以設(shè)置在第一流量控制器的上游，也可以設(shè)置在第一流量控制器的下游。平衡氣體支路的第二流量傳感器可以設(shè)置在第二流量控制器的下游，如第二流量控制器設(shè)置在一氧化二氮支路或空氣支路而第二流量傳感器設(shè)置在公共氣體支路；平衡氣體支路的第二流量傳感器也可以設(shè)置在第二流量控制器的上游，此時(shí)，第二流量傳感器的數(shù)目可以與平衡氣體的數(shù)目一致。當(dāng)各平衡氣體支路獨(dú)立而均直接連接總支路時(shí)，各平衡氣體支路均可以設(shè)置第二流量傳感器。
氧氣支路2和平衡氣體支路還可以設(shè)置防止氣體倒流的單向閥，也可以不設(shè)置單向閥。氧氣支路2、平衡氣體支路、公共氣體支路及總支路6可以設(shè)置用于檢測(cè)氣路壓力的壓力傳感器，也可以不設(shè)置壓力傳感器。流量控制器可以設(shè)置氧氣旁路，該氧氣旁路用于旁路掉氧氣支路的第一流量控制器。該氧氣旁路的輸出可以直接連接總支路，如直接連接總支路的輸出(即連接電子流量監(jiān)控器的輸出)，也可以直接連接氧氣支路并位于第一流量控制器的下游，如連接在第一流量控制器和第一流量傳感器之間。氧氣旁路可以設(shè)有常閉類型的第二通斷控制器和用于調(diào)節(jié)流量的第三流量控制器；當(dāng)然，也可以不設(shè)置第二通斷控制器或不設(shè)置第三流量控制器。一氧化二氮支路和空氣支路可以在各支路的第二流量控制器后，設(shè)置檢測(cè)壓力或壓差的裝置，其作用是檢測(cè)各支路是否有氣體泄漏的情況。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù) 范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子流量監(jiān)控器,包括控制模塊、用于輸送氧氣的氧氣支路、用于輸送平衡氣體的平衡氣體支路及用于混合所述氧氣和平衡氣體的總支路，所述控制模塊通過(guò)流量傳感器計(jì)量氧氣流量和平衡氣體流量，其特征在于所述氧氣支路設(shè)有第一流量控制器，所述平衡氣體支路設(shè)有第二流量控制器，所述第一、第二流量控制器用于在零值和最大值之間調(diào)節(jié)所在支路的氣體流量，所述第一流量控制器和第二流量控制器均與所述控制模塊信號(hào)連接。
2.如權(quán)利要求I所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述總支路設(shè)有用于控制其通斷的第一通斷控制器，所述第一通斷控制器與所述控制模塊信號(hào)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述總支路還設(shè)有用于計(jì)量其氣體流量的機(jī)械式流量計(jì)。
4.如權(quán)利要求I所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述平衡氣體支路有多個(gè)，各所述平衡氣體支路均設(shè)有一個(gè)第二流量控制器。
5.如權(quán)利要求I所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于各所述平衡氣體支路共用一個(gè)公共氣體支路，各所述平衡氣體支路的輸出連接所述公共氣體支路的輸入，所述公共氣體支路的輸出連接所述總支路的輸入。
6.如權(quán)利要求5所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述公共氣體支路設(shè)有第二流量傳感器，所述第二流量傳感器與所述控制模塊信號(hào)連接，所述控制模塊通過(guò)所述第二流量傳感器計(jì)量所述平衡氣體的流量。
7.如權(quán)利要求I或6所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于所述氧氣支路還設(shè)有第一流量傳感器，所述第一流量傳感器與所述控制模塊信號(hào)連接。
8.如權(quán)利要求I所述的電子流量監(jiān)控器，其特征在于還包括用于旁路掉所述第一流量控制器的氧氣旁路。
9.一種麻醉機(jī)，其特征在于具有權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的電子流量監(jiān)控器。
10.一種權(quán)利要求1-8中任意一項(xiàng)所述的電子流量監(jiān)控器的控制方法，其特征在于包括如下步驟 接收預(yù)設(shè)參數(shù)，所述預(yù)設(shè)參數(shù)包括氧氣濃度、總流量及平衡氣體類型； 根據(jù)預(yù)設(shè)參數(shù)得出氧氣的設(shè)定流量和平衡氣體的設(shè)定流量； 通過(guò)第一流量控制器、第二流量控制器來(lái)分別控制氧氣、平衡氣體的實(shí)際流量，使實(shí)際流量與設(shè)定流量一致。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種電子流量監(jiān)控器、控制方法及麻醉機(jī)，包括控制模塊、用于輸送氧氣的氧氣支路、用于輸送平衡氣體的平衡氣體支路及用于混合所述氧氣和平衡氣體的總支路，所述控制模塊通過(guò)流量傳感器計(jì)量氧氣流量和平衡氣體流量，所述氧氣支路設(shè)有第一流量控制器，所述平衡氣體支路設(shè)有第二流量控制器，所述第一、第二流量控制器用于在零值和最大值之間調(diào)節(jié)所在支路的氣體流量，所述第一流量控制器和第二流量控制器均與所述控制模塊信號(hào)連接。第一、第二流量控制器既可以實(shí)現(xiàn)氣路通斷的控制，也可以實(shí)現(xiàn)氣路流量的調(diào)節(jié)，減少了通斷控制器的數(shù)量，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，降低了成本。
文檔編號(hào)A61M16/01GK102908706SQ20111021800
公開(kāi)日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者李華, 李紅磊, 王晟, 韓理 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司