专利名称：麻醉机流量传感器反接自动纠正的方法及一种麻醉机的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种麻醉机及麻醉机流量传感器 反接自动纠正的方法。
背景技术：
流量传感器是麻醉机的关键器件，它用于把流通于病人和麻醉机之间 的气流信息引入到监测模块中，麻醉机所有呼吸力学监测参数都是由流量 传感器和压力传感器得到的，因此其对病人的呼吸力学参数和麻醉机工作 状态的监测起着重要作用。手术期间对病人的呼吸力学参数的监测不但决 定了麻醉机对病人肺通气过程监测的准确性和安全性，而且对通气模式的 实现也起着决定性作用。
麻醉机中流量传感器主要有两种使用形式 一种是传感器放置在病人 呼吸回路的Y型接口之后，为近端测量，同一流量传感器同时监测呼气和 吸气流速，这种传感器必须允许双向气流通过；另一种是在病人呼吸回路 的吸气和呼气支路各放置一个流量传感器，分别测量吸气和呼气流速，这 种压差式传感器一般只测量单向气流。这两种形式本质都是测量病人回路 的流速，但病人端(近端)监测由于流速测量点接近病人气道，可以显著 降低管路泄漏和顺应性变化对测量值的影响，测量值基本等于实际通入病 人肺内的气体流量，具有测量准确、灵敏度高的优点，在目前产品中应用 的非常广泛。
在流量传感器用于近端监测时，由于流量传感器与病人呼吸回路是分 离的，只是在使用时才将传感器放置在病人呼吸回路的Y型接口之后，麻 醉机使用诱导期间也可能多次对接口处进行插拔操作，因此存在传感器方 向接反的风险。压差式流量传感器是目前市面上麻醉机广泛采用的流量传 感器，由于流速具有方向性，因而压差式流量传感器在测量时一般对安装 方向有要求。而在麻醉机实际使用过程中，使用者经常可能会将流量传感 器接反，导致流速方向测量错误，进而导致容积波形和环图以及呼吸力学 参数出现异常，影响机器的正常使用，中途插拔传感器也给操作者带来不便。目前常用的避免反接方法是
1) 标识颜色引导用户正确安装流量传感器。这种做法虽然起了一定作 用，但是对没有工程学经验的使用者来说，不足以避免错误的发生。 在传感器接反时，只能停机让用户手动调整。
2) 传感器模块端将气嘴外径做成不同大小以防止盲插。这种连接方法 不能与市面流通的传感器气管相匹配。
3) 在流量传感器的后端设置一个梯形插座和一个光藕电路可以识别流 量传感器的类型和防止流量传感器反接。这种解决方案及时可靠， 其缺点在于成本相对较高，而且也不能解决传感器病人端反接的问 题，在传感器接反时，同样也只能停^l让用户手动调整。
综上所述，现有的麻醉机避免流量传感器反接的方法和装置都存在缺 陷，这些方案都不能有效避免用户的误操作，发生反接后使用者必须取下 流量传感器转换方向。
发明内容
本发的目的在于，针对现有技术中的上述问题，提出麻醉机流量传 感器反接自动纠正的方法，及使用该方法的麻醉机，在使用者将传感器接 反时，能自动将流速测量值纠正过来。
为达到上述发明目的，本发明釆用的技术方案为麻醉机流量传感器 反接自动纠正的方法，包括如下步骤Sl)识别机器当前工作状态，并测 量当前流速；S2)根据工作状态和流速值判断是否满足吸气阶段流速持续 为负、呼气阶段流速持续为正；若满足，则进行步骤S3; S3)纠正流速， 即对流速测量值的符号取反。
优选的技术方案中，所述步骤Sl)的具体过程包括Sll)识别机器 的通气模式，即是机械通气模式还是手动通气模式；S12)识别在各通气 模式下所处的阶段，即处在吸气还是呼气阶段；S13)测量在各阶段下的 流速，即以一定的采样频率，由流量传感器获得流速。
进一步优选的技术方案中，所述步骤Sll)中识别通气模式是以手动/ 机控开关的状态为依据，如果手动/机控开关状态处在机控状态，则控制吸 气阀和呼气阀动作，以进行机械通气；如果手动/机控开关状态处在手动状态，则保持吸气阀和呼气阀关闭。
进一步优选的技术方案中，所述步骤S12)中识别在各通气模式下所 处的阶段，包括对机械通气模式下阀门状态的判断，即在机械通气模式下，
吸气阶段时吸气阀打开、呼气阀关闭；反之，呼气阶段时吸气阀关闭、呼 气阀。
进一步优选的技术方案中，所述步骤S12)中识别在各通气模式下所 处的阶段，包括对手动通气模式下所处阶段的判断，即在手动通气模式下， 压力传感器测得的压力值上升时即为吸气阶段；反之，压力值下降时即为 呼气阶段。
更进一步优选的技术方案中，所述步骤S2)中吸气阶段流速持续为负、 呼气阶段流速持续为正，是指吸气阶段中超过一半时间内流速为负，呼气 阶段中超过一 半时间内流速为正。
一种麻醉机，包括具有气阀的气路系统，流量传感器以及流量传感器 反接自动纠正装置，所述流量传感器反接自动纠正装置包括参数处理单元， 阔门控制单元和主控器；主控器自动获知麻醉机的通气状态，然后通过阀 门控制单元控制气路系统中的气阀动作；参数处理单元将流量传感器的电
信号进行处理后传输给所述主控制器进行处理；主控制器根据麻醉机的工 作状态和流量传感器测得的流速值判断是否满足吸气阶段流速持续为负、 呼气阶段流速持续为正，以判断流量传感器是否接反；如接反则对流量传 感器流速测量值的符号取反。
优选的技术方案中，所述参数处理单元包括放大电路和模数转换单元， 由流量传感器输出的电信号经放大电路放大后，再经模数转换单元转换后 传输给主控器处理。
优选的技术方案中，所述阀门控制单元包括阀门驱动电路和数模驱动 单元，微处理器发出的阀门控制信号经数模驱动单元和阀门驱动电路之后， 使气路系统中的气阀工作。
采用本发明技术方案麻醉机流量传感器反接自动纠正方法的麻醉机， 根据麻醉机自身阀门控制和传感器测量作为参考，不需要外加设备，不需要对传感器作特殊处理，不需要在流量传感器加标识或结构变动，不会额 外增加成本，也不需增加使用者操作要求，允许传感器任意方向连接使用。 麻醉机识别到流量传感器接反之后，会自动将流速测量值纠正过来，极大 地增加了麻醉机使用的方便性和安全性，也有效的保证了测量数据的准确 性和可靠性。
图1是本发明具体实施方式
中使用的差压式流量传感器的测量原理图； 图2是本发明具体实施方式
流量传感器传感器近端监测气路原理图； 图3是本发明具体实施方式
麻醉机机械通气吸气过程气流走向图； 图4是本发明具体实施方式
麻醉机机械通气呼气过程气流走向图5是本发明具体实施方式
麻醉机流量传感器反接自动纠正装置的系 统组成图6是本发明具体实施方式
麻醉机机械通气模式下流量传感器正接的 呼吸波形图7是本发明具体实施方式
麻醉机机械通气模式下流量传感器反接的 呼吸波形图8是本发明具体实施方式
麻醉机流量传感器反接自动纠正的流程图。
具体实施例方式
本发明具体实施方式
主要在原有设备的基础上，结合麻醉机内部阀门的 控制，来识别流量传感器是否反接，并在流量传感器反接时自动纠正流速 测量的方向性，以提高麻醉机使用的方便性和安全性。
图1为本发明具体实施方式
所使用的差压式流量传感器的原理图。如图 1示，流量传感器的两根采样管接在差压传感器上。对差压传感器而言， 采样管A处的压力Pi与采样管B处的压力P2的压力差决定了差压传感器 的输出电压值
(1) 当P^P2时，差压传感器的输出电压值为Vo;
(2) 当P,〉P2时，差压传感器的输出电压值〉V。；
(3) 当P^P2时，差压传感器的输出电压值〈Vo;
当经过流量传感器气体的流向是从A+B时，P，〉P2;—而当经过流量传感器气体的流向是从B^A时，P^P2。在对流量传感器的两个方向都标定
后，可以得到流速F与差压传感器的输出电压值V或压力P之间的对应关
系。因此可以根据差压传感器的输出电压值来反推出流量传感器的气体流 速和流向，这就是差压式流量传感器的流速测量原理，也是本发明所用来 判断流量传感器是否接反的重要依据。
图2为麻醉机流量传感器近端监测的气路系统原理图。流量传感器5 放在呼吸回路病人端出口处。在麻醉机通气过程中，不管流量传感器5怎 么接，气体的流向是固定的，只是对于流量传感器5而言，气体流向可能 会相反。
图3为麻醉机机械通气吸气过程气流走向图，在吸气过程中，吸气阀2、 安全阀1和PEEP阀10打开，呼气阀9关闭，驱动气经过减压阀1和吸气 阀2进入到风箱3中，压縮风箱3中的折叠气囊，使得折叠气囊中的空气 经过吸收罐8、吸气支路单向阀7、压力传感器6和流量传感器5到病人。
图4为麻醉机机械通气呼气过程气流走向图，在呼气过程中，吸气阀2 和PEEP阀10关闭，呼气阀9打开，病人经过呼气支路单向阀4所在的呼 气支路将气体呼出。
图5是本实施例麻醉机流量传感器反接自动纠正装置的系统组成示意 图。本实施例中主控器为微处理器，阀门控制单元包括数模驱动单元和阀 门驱动电路，参数处理单元包括放大电路和模数转换单元。微处理器根据 手动/机控开关的状态，通过数模驱动单元和阀门驱动电路来控制吸气阀2 和PEEP阀9的开合程度，通过模数转换单元和放大电路来采样流量传感 器5和压力传感器6的输出电压V，然后根据电压V与流速F或压力P之 间的对应关系得到实际压力和流速。存储器用于对流速F或压力P等值进 行存储，以备主控器调用。麻醉机上有手动/机控开关，操作者通过对此开 关的操作，可以使麻醉机处于机械通气或者手动通气模式。微处理器通过 此开关所处的状态，可以知道麻醉机是处于机械通气还是手动通气模式， 从而控制麻醉机进行相应的动作。
麻醉机有两种通气模式，即机械通气和手动通气，其实质都是通过外力 来帮助病人呼吸。不同的是机械通气是通过机械装置(气动阀门)来提供动力对病人进行正压通气；手动通气是通过人手捏皮球的挤压作用来对
病人进行正压通气。在机械通气过程中，吸气时间也就是呼气阀关闭时间 或吸气阀开启时间，呼气时间是呼气阀开启时间或吸气阀关闭时间。因此 对于机械通气，吸气或呼气状态对麻醉机是已知的，根据呼气阀或吸气阀 的控制状态就可知道，所以吸气或呼气阶段流量传感器正确连接时的气流 方向是已知的，因此根据实际气流方向就可知道传感器的连接情况。而在 手动通气时，吸气和呼气是由人产生的，对麻醉机来说是未知的，麻醉机 只能根据压力变化趋势来判断。但是不管是机械通气还是手动通气，吸气 开始阶段都是压力上升过程，呼气过程是压力下降过程。知道了吸气或呼 气，进而就可判断传感器的连接状态了。
图6是本发明具体实施方式
麻醉机机械通气模式下流量传感器正接的 呼吸波形图。由图6可知，在吸气时，压力P上升，电压值V相应上升， 经过流量传感器6的流速F为正；在呼气时，压力P下降，电压值相应的 下降，经过流量传感器6的流速F为负。
图7是本发明具体实施方式
麻醉机机械通气模式下流量传感器接反情 况下的呼吸波形图。由图7可知，在吸气时，压力P上升，电压值V相应 上升，经过流量传感器6的流速F为负；在呼气时，压力P下降，电压值 相应的下降，经过流量传感器6的流速F为正。
因此在机械通气模式下，如果流量传感器6连接正确的话，吸气时间 内流速都不为负，呼气时间都不为正。
流量传感器接反的判断依据是
(1) 吸气时，流量传感器流速测量值在吸气时间内，流速持续一段时间 不为正。
(2) 呼气时，流量传感器流速测量值在呼气时间内，流速持续一段时间 不为负。
手动通气模式下的呼吸波形和机械通气模式下的呼吸波形相似，如果 是在手动通气模式下，可以根据流速F和压力P之间的关系来判断流量传 感器是否接反。如果流量传感器连接正常，吸气时压力P上升，流速F为 正；呼气时流速F为负，压力P下降。因此手动通气下流量传感器接反的判断依据是
(1) 持续一段时间压力P保持上升，但流量传感器流速F测量值为负。
(2) 持续一段时间压力P保持下降，但流量传感器流速F测量值为正。
由图6和图7的比较不难发现，如果传感器接反，只是流速F的测量 值符号弄错了，流速F的绝对值还是对的，这是只需将流速F测量值的正 负变一下就可以保证波形显示和参数计算正确。
本发明具体实施方式
的麻醉机流量传感器反接自动纠正方法的流程图
如图7示
Al:开始后首先判断通气模式，即根据手动/机控开关的状态判断是机
械通气还是手动通气，在机械通气模式下控制吸气阀和呼气阀开合动作，
而在手动通气模式下保持吸气阀和呼气阀关闭；如果目前是机械通气则进 行A2，不是则进行A22;
A2:判断是否是吸气阶段，即是否吸气阀打开，呼气阀关闭；不是则 返回A2，是则进行A3;
A3:以一定采样频率，读取当前流量传感器输出电压值，根据电压值 查表得出对应的测量流速值，并判断流速是否持续为正；不是则返回A2; 是则进行A4;
A4:判断是否是吸气阶段，即是否吸气阀关闭，呼气阀打开；不是则 返回A2;是则进行A5;
A5:以一定采样频率，读取当前流量传感器的输出电压值，根据电压 值査表得到对应的测量流速值，并判断流速是否持续为负；不是则返回A2;
是则进行A6;
A6:纠正流速，即得出传感器接反的结论，将流量传感器流速测量值
的符号取反，然后纠正结束。
A22:以一定采样频率读取当前流量传感器输出的电压值，根据电压 值查表得到对应的测量流速值；同时以一定采样频率读取当前压力传感器 输出电压值，并根据电压值査表得到对应的测量压力值；然后判断压力上
10升时，流速是否持续为负；不是则返回A22，是则进行A32;
A32:判断压力下降时，流速是否持续为正；不是则返回A22，是则 执行A6。
需要说明的是，利用本技术方案还可以有以下作用
1) 目前病人端流量传感器是放在病人端出口，流量传感器是双向的， 如果流量传感器放在呼吸回路中吸气支路或呼气支路，利用此方法同样可 进行判断；
2) 如果病人端流量传感器未连接，可以判断出来；
3) 依照同样的原理，如果压力传感器接反，不需要外加设备，也可以 判断出来。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说 明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.麻醉机流量传感器反接自动纠正的方法，包括如下步骤S1)识别机器当前工作状态，并测量当前流速；S2)根据工作状态和流速值判断是否满足吸气阶段流速持续为负、呼气阶段流速持续为正；若满足，则进行步骤S3；S3)纠正流速，即对流速测量值的符号取反。
2. 根据权利要求1所述的麻醉机流量传感器反接自动纠正的方法，其 特征在于，所述步骤S1)的具体过程包括511) 识别机器的通气模式，即是机械通气模式还是手动通气模式；512) 识别在各通气模式下所处的阶段，即处在吸气还是呼气阶段；513) 测量在各阶段下的流速，即以一定的采样频率，由流量传感 器获得流速。
3. 根据权利要求2所述的麻醉机流量传感器反接自动纠正的方法，其 特征在于，所述步骤Sll)中识别通气模式是以手动/机控开关的 状态为依据，即如果手动/机控开关状态处在机控状态，则控制吸 气阀和呼气阀动作，以进行机械通气；如果手动/机控开关状态处在手动状态，则保持吸气阀和呼气阀关闭。
4. 根据权利要求2所述的麻醉机流量传感器反接自动纠正的方法，其 特征在于，所述步骤S12)中识别在各通气模式下所处的阶段，包 括对机械通气模式下阀门所处状态的判断，即在机械通气模式下， 吸气阶段时吸气阀打开、呼气阀关闭；反之，呼气阶段时吸气阀关 闭、呼气阀打开。
5. 根据权利要求2所述的麻醉机流量传感器反接自动纠正的方法，其 特征在于，所述步骤S12)中识别在各通气模式下所处的阶段，包括对手动通气模式下所处阶段的判断，即在手动通气模式下，压力 传感器测得的压力值上升时即为吸气阶段；反之，压力值下降时即 为呼气阶段。
6. 根据权利要求1至5之中任一所述的麻醉机流量传感器反接自动纠 正的方法，其特征在于，所述步骤S2)中吸气阶段流速持续为负、 呼气阶段流速持续为正，是指吸气阶段中超过一半时间内流速为 负，呼气阶段中超过一半时间内流速为正。
7. —种麻醉机，包括具有吸气阀和呼气阀的气路系统以及流量传感 器，其特征在于，还包括流量传感器反接自动纠正装置，所述流量 传感器反接自动纠正装置包括参数处理单元，阀门控制单元和主控 器；主控器自动获知麻醉机的通气状态，然后通过阀门控制单元控 制气路系统中的呼气阀和吸气阀动作；参数处理单元将流量传感器 的电信号进行处理后传输给所述主控制器进行处理，主控制器根据 麻醉机的工作状态和流量传感器测得的流速值判断是否满足吸气 阶段流速持续为负、呼气阶段流速持续为正，以判断流量传感器是 否接反；如接反则对流量传感器流速测量值的符号取反。
8. 根据权利要求7所述的麻醉机，其特征在于，所述参数处理单元包 括放大电路和模数转换单元，由流量传感器输出的电信号经放大电 路放大后，再经模数转换单元转换后传输给主控器处理。
9. 根据权利要求7所述的麻醉机，其特征在于，所述阀门控制单元包 括阀门驱动电路和数模驱动单元，微处理器发出的阀门控制信号经 数模驱动单元和阀门驱动电路之后，使气路系统中的阀门工作。
全文摘要
本发明公开的麻醉机流量传感器反接自动纠正的方法，包括如下步骤识别机器当前工作状态，并测量当前流速；根据工作状态和流速值判断是否满足吸气阶段流速持续为负、呼气阶段流速持续为正；纠正流速。一种麻醉机，包括由参数处理单元、阀门控制单元和主控器组成的流量传感器反接自动纠正装置；主控器自动获知麻醉机通气状态，由参数处理单元获得流量传感器的流速，并判断是否吸气阶段流速持续为负、呼气阶段流速持续为正，若是则对流速测量值的符号取反。采用本发明技术方案的麻醉机，以自身阀门控制和传感器测量为参考，允许传感器任意方向连接使用，极大地增加了麻醉机使用的方便性和安全性，有效的保证测量数据的准确性和可靠性。
文档编号A61M16/00GK101318048SQ20071007474
公开日2008年12月10日 申请日期2007年6月7日 优先权日2007年6月7日
发明者周小勇, 李新胜, 潘瑞玲, 黄林涛 申请人:深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司