专利名称：一种麻醉机通气系统及其压力校准方法
技术领域：
本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种麻醉机通气系统及其压力校准方法。
背景技术：
图1示出了现有技术提供的麻醉机的通气系统的结构，该通气系统包括风箱1， 内置于风箱1的折叠囊2，呼气单向阀3，呼气流量传感器4，气控呼气阀5，吸收罐6，患者端 口 7，吸气单向阀8，吸气流量传感器9，气道压力表10，封阀压力传感器11，气道压力传感器 12，电气监控模块13，人机接口 14。气控呼气阀5、封阀压力传感器11、气道压力传感器12、电气监控模块13 —般置于 麻醉机器的内部，不拆开麻醉机器的外壳15接触不到，余下的部分在麻醉机器的外部可以 接触到。整个系统中通常有2个压力传感器，即封阀压力传感器11，其测量点是气控呼气 阀5的封阀压力；气道压力传感器12，其测量点是呼吸系统的吸气支路或者呼气支路(在 图1中是吸气支路)。上述压力传感器在长期使用后其输入、输出特性会因老化、温度等因素的影响产 生变化，导致压力测量不准，必须定期进行校准。传统的校准方法如图2所示。其校准方法的流程如下拆开机器的外壳15，将气道 压力传感器12、压力校准设备的采样端口通过三通等部件，统一连接到封阀压力传感器11 的采样端口，实现三者能够同时测量气控呼气阀5的封阀压力。将压力校准设备与电气监 控模块13或者人机接口模块14相连(图2中是将压力校准设备连接到电气监控模块13)， 实现压力校准设备与电气监控模块13之间的直接通讯或者间接通讯。麻醉机连接正常范围内的气源，开机，通过人机接口模块14，启动压力校准过程。 在压力校准过程中，电气监控模块13通过气控呼气阀5产生由小到大(或者反向)的封阀 压力，并通过A/D同时采集气道压力传感器12、封阀压力传感器11产生的电信号(通常需 要放大)以及压力校准设备给出的压力值，形成一组压力值-A/D值的二维表格，存储固化， 完成校准过程。上述校准过程需要产生的自小到大的压力点数量，通常在16个以上。现有的气动电控麻醉机的气路及压力校准方法存在以下问题1、传统气路中采用的是气控呼气阀，响应时间通常在IOOms以上；2、封阀压力传感器的测量点是在气控呼气阀的封阀压力，容易导致所测压力不够 准确；3、进行压力校准时，需要拆开机器进行一定的气路连接，而是必须借助外部的压 力校准设备，才能完成校准过程，校准过程繁琐，校准成本高；4、校准需要的压力点数较多，校准时间长。

发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种麻醉机通气系统及其压力校准方法，旨在解决现有压力校准方式需要拆开机器，校准过程繁琐，校准成本高的问题。本发明实施例是这样实现的，一种麻醉机通气系统，所述麻醉机通气系统包括风箱，内置于风箱的折叠囊，所述风箱通过呼气单向阀、呼气流量传感器与患者端 相连，所述风箱还通过吸收罐、吸气单向阀、气道压力表、吸气流量传感器与患者端相连，所述通气系统还包括呼气阀以及电气监控模块，所述电气监控模块包括封阀压力 传感器、气道压力传感器，所述呼气阀与风箱与折叠囊之间的密封腔体相连，所述气道压力 传感器的采集点设置在吸气流量传感器与患者端之间，所述封阀压力传感器的采集点设置 在风箱与折叠囊之间的密封腔体内，所述封阀压力传感器、气道压力传感器、呼气阀置于麻 醉机的外壳内，所述通气系统还包括与电气监控模块通讯连接的人机接口。进一步地，所述呼气阀为基于音圈电机的电控呼气阀。本发明实施例的另一目的在于提供一种针对上述麻醉机通气系统的压力校准方 法，所述方法包括以下步骤去掉风箱中的折叠囊，并重新安装好风箱；将患者端口用堵头堵上；在连接气源、开机后，通过人机接口模块，启动压力校准过程；在压力校准过程中，要对多个压力点进行测试，对于每个压力点，通过人机接口模 块发出指令，控制呼气阀根据压力点控制气体，所述人机接口分别实时显示封阀压力传感 器、气道压力传感器的A/D值，观察到气道压力表指示到该压力点且所述压力传感器、气道 压力传感器的A/D值跳动范围小于设定误差时，将该压力点与当前的压力传感器、气道压 力传感器的A/D值的对应关系存储到非易失性存储器中。进一步地，所述多个压力点包括但不限于零点、30cm H20、60cm H20、90cm H20。进一步地，所述设定误差为2LSB。在本发明的实施例中，将封阀压力传感器的压力采集点设置于风箱与折叠囊之间 的腔体，使采集的压力更加准确。并将气控呼气阀改为基于音圈电机的电控呼气阀。并提 出了基于改进后气路的压力校准方法，即利用麻醉机呼吸系统的气道压力表、图形化的校 准界面来校准机器内部的所有压力传感器，实现免拆机、免压力校准设备的快速校准，节约 了校准时间，降低了机器维护成本。


图1是现有技术提供的麻醉机的通气系统的结构示意图；图2是现有技术提供的麻醉机压力校准时气路连接示意图；图3是本发明实施例提供的麻醉机通气系统的结构示意图；图4是本发明实施例提供的麻醉机压力校准时气路连接示意图；图5是本发明实施例提供的人机接口的图形化校准界面示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并
4不用于限定本发明。图3示出了本发明实施例提供的麻醉机通气系统的结构，该麻醉机通气系统包 括风箱1，内置于风箱1的折叠囊2，所述风箱1通过呼气单向阀3、呼气流量传感器 4与患者端7相连。所述风箱1还通过吸收罐6、吸气单向阀8、气道压力表10、吸气流量传 感器9与患者端7相连。所述通气系统还包括呼气阀16以及电气监控模块13。所述电气监控模块13包 括封阀压力传感器11、气道压力传感器12。所述呼气阀16与风箱1与折叠囊2之间的密 封腔体相连。所述气道压力传感器12的采集点设置在吸气流量传感器9与患者端7之间。 所述封阀压力传感器11的采集点设置在风箱1与折叠囊2之间的密封腔体内。所述封阀 压力传感器11、气道压力传感器12、呼气阀16置于麻醉机的外壳15内。所述通气系统还 包括与电气监控模块13通讯连接的人机接口 14。作为本发明的实施例，所述呼气阀16为基于音圈电机的电控呼气阀。基于音圈电 机的呼气阀，不需要驱动气体。该音圈电机是一种将电能转化为机械能的装置，能够实现直 线型及有限摆角的运动，其利用来自永恒磁场或通电线圈导体产生的磁场中磁极的相互作 用产生有规律的运动。本发明实施例中所用音圈电机的直线推力与线圈激励电流成比例。参阅图4、5，图4示出了本发明实施例提供的麻醉机压力校准时气路连接，图5示 出了本发明实施例提供的人机接口 14的图形化校准界面。该针对图3所述的麻醉机通气系统的压力校准方法包括以下步骤1、去掉风箱1中的折叠囊2，并重新安装好风箱1。由于风箱1、折叠囊2都在麻醉 机的机器外部，不需要拆开机器的外壳15即可操作。2、将患者端7 口用堵头堵上。一般麻醉机的回路结构上都设计有该堵头。3、在连接气源、开机后，通过人机接口 14模块，启动压力校准过程。4、在压力校准过程中，要对多个压力点进行测试，对于每个压力点，通过人机接口 14发出指令，控制呼气阀16根据压力点控制气体，所述人机接口 14分别实时显示封阀压力 传感器11、气道压力传感器12的A/D值，观察到气道压力表10指示到该压力点且所述压 力传感器、气道压力传感器12的A/D值跳动范围小于设定误差时，将该压力点与当前的压 力传感器、气道压力传感器12的A/D值的对应关系存储到非易失性存储器(图中未示出) 中。作为本发明的实施例，所述多个压力点包括零点、30cm H20、60cmH20、90cm H20。 作为本发明的实施例，所述设定误差为2LSB。为了更清楚地说明问题，以下详述其压力校准过程人机接口 14上的图形化校准 界面如图5所示，该图形化校准界面并不局限于该一种形式。在该界面下，按下“零点”按 钮，发出相应指令驱动气体会关闭，呼气阀16会打开，“零点按钮”上方的“AD1 ”的文本框 会分别实时显示封阀压力传感器11 (即图5中的PEEP)、气道压力传感器12 (即图5中Paw) 的A/D值，观察到气道压力表10指示Ocm H20且ADl值跳动范围小于2个LSB时按下“压 力确认”，完成“零点”的校准。采用类似的操作，可以依次完成30cmH20、60cmH20、90cmH20压力点的校准。校准 这几个压力点时，可以通过“减小压力”和“增大压力”按钮调整气道压力表10、封阀压力传
5感器11、气道压力传感器12各自的采集点的实际压力(压力稳定后三个采集点的压力相 同)，当气道压力表10显示与相应的按钮显示(如“30cmH20”)相同时，点击“压力确认” 按钮，完成该压力点的定标。校准这几个压力点时，驱动气体的流速维持固定数值，如5L/ min(实际选用的驱动气体的流速不必限定于该流速)。全部压力点校准完成时，图5所示 界面会显示“校准成功！，，提示信息，此时点击“退出校准”即可退出校准界面，完成校准。除了采用气道压力表10作为压力测量基准设备，作为本发明另一实施例，在病人 端口 7处安装能够与电气监控模块13进行通讯的压力校准设备(图中未示出)，并在图形 化用户界面上进行相应的调整，可以实现自动化的校准，且仍然不用拆开机器的外壳15，从 而提供相近的功能。综上所述，本发明的优点如下1、呼气阀由气控呼气阀改为了基于音圈电机的电 控呼气阀，响应速度更快。2、封阀压力采集点由气控呼气阀部分移动到了风箱与折叠囊之 间的密封腔体内，能够实现更为准确的封阀压力的采集。3、进行机器内部的气道压力传感 器、封阀压力传感器校准时，不需要拆开麻醉机的机器的外壳。4、进行上述压力校准时，借 助麻醉机本身的气道压力表即可快速完成，不需要额外的压力测试设备作为校准工装。5、 进行上述压力校准时，仅采用4个压力点(可以根据压力传感器的线性程度，选取更多或者 更少的压力点)，充分利用压力传感器的分段线性特性，校准速度更快。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种麻醉机通气系统，其特征在于，所述麻醉机通气系统包括风箱，内置于风箱的折叠囊，所述风箱通过呼气单向阀、呼气流量传感器与患者端相连，所述风箱还通过吸收罐、吸气单向阀、气道压力表、吸气流量传感器与患者端相连，所述通气系统还包括呼气阀以及电气监控模块，所述电气监控模块包括封阀压力传感器、气道压力传感器，所述呼气阀与风箱与折叠囊之间的密封腔体相连，所述气道压力传感器的采集点设置在吸气流量传感器与患者端之间，所述封阀压力传感器的采集点设置在风箱与折叠囊之间的密封腔体内，所述封阀压力传感器、气道压力传感器、呼气阀置于麻醉机的外壳内，所述通气系统还包括与电气监控模块通讯连接的人机接口。
2.根据权利要求1所述的麻醉机通气系统，其特征在于，所述呼气阀为基于音圈电机 的电控呼气阀。
3.一种针对权利要求1所述的麻醉机通气系统的压力校准方法，其特征在于，所述方 法包括以下步骤去掉风箱中的折叠囊，并重新安装好风箱；将患者端口用堵头堵上；在连接气源、开机后，通过人机接口模块，启动压力校准过程；在压力校准过程中，要对多个压力点进行测试，对于每个压力点，通过人机接口模块发 出指令，控制呼气阀根据压力点控制气体，所述人机接口分别实时显示封阀压力传感器、气 道压力传感器的A/D值，观察到气道压力表指示到该压力点且所述压力传感器、气道压力 传感器的A/D值跳动范围小于设定误差时，将该压力点与当前的压力传感器、气道压力传 感器的A/D值的对应关系存储到非易失性存储器中。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述多个压力点包括零点、30cmH20、60cm H20、90cm H20。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述设定误差为2LSB。
全文摘要
本发明适用于医疗器械领域，提供了一种麻醉机通气系统及其压力校准方法。在本发明的实施例中，将封阀压力传感器的压力采集点设置于风箱与折叠囊之间的腔体，使采集的压力更加准确。并将气控呼气阀改为基于音圈电机的电控呼气阀。并提出了基于改进后气路的压力校准方法，即利用麻醉机呼吸系统的气道压力表、图形化的校准界面来校准机器内部的所有压力传感器，实现免拆机、免压力校准设备的快速校准，节约了校准时间，降低了机器维护成本。
文档编号G01L9/00GK101972506SQ20101026929
公开日2011年2月16日 申请日期2010年8月31日 优先权日2010年8月31日
发明者周功华, 彭书军, 黄洋 申请人:深圳市普博科技有限公司