一种烧伤创面湿化氧疗系统的制作方法

本发明涉及一种医疗器械，尤其涉及一种烧伤创面湿化氧疗系统。

背景技术：

据资料统计，我国年烧伤率约2%，烧烫伤总死亡率约1.35%，患者人数众多，其中大部分患者都带有面部烧伤。国内医院针对烧伤治疗和康复的医疗器械很少，针对面部烧伤的治疗手段和仪器更加稀少。因此开发适用于烧伤病人的烧伤创面湿化氧疗仪是非常有必要的，具有重要的研究意义和广阔的应用前景。

通过前期调研可知，国内外目前还没有专业针对烧伤患者的烧伤创面湿化氧疗仪产品，单独的小型氧疗仪和小型雾化仪产品种类很多，普遍集中家用保健，非常缺少针对医疗康复的小型氧疗雾化设备。所以需要综合制氧机和雾化器的工作原理及相关控制技术，最后研发出适用于烧伤治疗的临床烧伤创面湿化氧疗仪。

本发明解决了现有技术中的如下技术问题，并达到了显著的技术效果：

1．氧气发生器的小型化技术研究：优化系统结构提高设备的实用性，解决氧气发生器的小型化。

2．超声波雾化技术研究：解决超声波将药液转化为药雾的过程中，药雾的颗粒大小及浓度均匀的问题。

技术实现要素：

本发明能够为烧伤领域提供一种有效的治疗仪器，将显著改善医院治疗烧伤效果，具有较大的社会价值，针对性强的烧伤创面湿化氧疗仪具有较为广阔的市场前景。整体技术构思如下：

本发明首先研制微型变压吸附制氧分系统这一核心系统；然后突破超声波雾化技术以及超声波电源与换能器匹配等关键技术，研制出系统的核心组件；最后，进行系统集成，完成烧伤创面湿化氧疗仪样机以及数据处理系统。

1.微型制氧设备研制

通过深入研究制氧理论及优化制氧流程及工艺，根据项目需求开发出高效率体积小的制氧设备。

2.超声波雾化模块研制

优化超声波雾化理论及方法，提出药物雾化制备需求，根据整机设计要求进行超声波雾化模块结构设计，研制低开关损耗和高匹配效果的控制电路，设计超声波雾化模块装调及测试方案。

3.烧伤创面湿化氧疗仪开发

按照总体设计方案开展光机电分系统设计、标定分系统设计及软件分系统设计，光机电加工完成及分光模块研制完成后进行整机系统集成，经标定及测试后进行示范应用。

实现上述技术构思的具体技术方案如下：

一种烧伤创面湿化氧疗系统，包括制氧系统、超声波雾化系统、plc控制器、参数显示及其无线传输单元；

所述制氧系统，包括空气压缩机、过滤器、空气缓冲瓶、空气加热器、纤维薄膜、合格氧气出口、不合格氧气出口；

所述空气压缩机对进入的空气压缩，产生压缩空气；所述过滤器对压缩空气进行一级过滤，去除空气中的部分粉尘、油污、水份等；所述干燥机对过滤后的空气进行干燥，再次除去空气中的水份，所述干燥的空气再经过所述过滤器，进行二级过滤得到纯净的空气；所述空气缓冲瓶对所述纯净的空气进行缓冲，以保证后级空气压力波动较小；所述空气加热器对所述空气缓冲瓶流出的空气加热到一定的温度；所述纤维薄膜对加热后的空气进行氮气氧气分离，分离过后的氧气从所述纤维薄膜的一侧排出，分离的氮气从所述纤维薄膜的另一端出口排出，排出的氧气经过检测分析，满足要求的氧气从所述合格氧气出口排出，不满足要求的氧气则从所述不合格氧气的排气口排出；

所述超声波雾化系统，包括单片机、控制面板、信号采集与反馈检测单元、高频/雾化转换控制单元、电磁阀开关控制单元、液晶屏显示与数据存储单元；所述信号采集与反馈检测单元，能够采集及检查设备的雾化量、风机转速、工作温度、制氧量和压力，其中设备雾化量是指对雾化器的雾化浓度的检测，制氧量是指制氧机的制氧浓度的检测；风机转速的高低直接影响雾化器雾化的输出速度；所述高频/雾化转换控制单元通过压电陶瓷片转化为超声波，再通过超声波将药液转化为物粒，最终形成药雾；所述电磁阀开关控制单元由单片机按照一定的时间间隔控制电磁阀的开闭。

所述合格氧气出口分为出口1和出口2，出口1为低压氧气出口，氧气用于管道吹扫等低压操作；出口2为高压氧气出口，氧气用于氧疗等操作。

所述参数显示及其无线传输单元，对烧伤创面湿化氧疗系统的运行状态和参数进行显示，并可将此参数通过蓝牙无线协议上传至上位机，同时接收上位机下传的运行控制参数，增强设备的网络功能。

所述液晶屏显示与数据存储显示雾化量大小、风机转速、场效应管温度、设定时间等相关信息，并将结果信息存储下来，直到数据传送pc机。

制氧系统为独立氧源，制得的氧气不高于35%；所述超声波雾化系统最大雾化率：≥400cc/hrs。

还包括可拆卸面罩，所述面罩为圆盘状，能够通过连接管将所述制氧系统制备的氧气以及所述超声波雾化系统制备的药雾混合并喷射。

附图说明

附图1烧伤创面湿化氧疗系统中的制氧系统流程图；

附图2烧伤创面湿化氧疗系统中的超声波雾化系统框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种烧伤创面湿化氧疗系统，包括制氧系统、超声波雾化系统、plc控制器、参数显示及其无线传输单元；

所述制氧系统，包括空气压缩机、过滤器、空气缓冲瓶、空气加热器、纤维薄膜、合格氧气出口、不合格氧气出口；

所述空气压缩机对进入的空气压缩，产生压缩空气；所述过滤器对压缩空气进行一级过滤，去除空气中的部分粉尘、油污、水份等；所述干燥机对过滤后的空气进行干燥，再次除去空气中的水份，所述干燥的空气再经过所述过滤器，进行二级过滤得到纯净的空气；所述空气缓冲瓶对所述纯净的空气进行缓冲，以保证后级空气压力波动较小；所述空气加热器对所述空气缓冲瓶流出的空气加热到一定的温度；所述纤维薄膜对加热后的空气进行氮气氧气分离，分离过后的氧气从所述纤维薄膜的一侧排出，分离的氮气从所述纤维薄膜的另一端出口排出，排出的氧气经过检测分析，满足要求的氧气从所述合格氧气出口排出，不满足要求的氧气则从所述不合格氧气的排气口排出；

所述超声波雾化系统，包括单片机、控制面板、信号采集与反馈检测单元、高频/雾化转换控制单元、电磁阀开关控制单元、液晶屏显示与数据存储单元；所述信号采集与反馈检测单元，能够采集及检查设备的雾化量、风机转速、工作温度、制氧量和压力，其中设备雾化量是指对雾化器的雾化浓度的检测，制氧量是指制氧机的制氧浓度的检测；风机转速的高低直接影响雾化器雾化的输出速度；在采集以及检测的同时，对异常数据进行反馈，实时调整各种参数，保证设备的自动化运行，并通过各条数据线路上的指示灯，对数据的异常情况进行表示，保证使用者对设备运行情况的监管。

所述高频/雾化转换控制单元通过压电陶瓷片转化为超声波，再通过超声波将药液转化为物粒，最终形成药雾；被雾化的液体的微细颗粒可以被喷洒得更远；高频/雾化转换控制单元能够有效解决药雾的颗粒大小及浓度均匀的问题；所述电磁阀开关控制单元由单片机按照一定的时间间隔控制电磁阀的开闭，实现了超声波电源与换能器匹配，节约电量，且保证了最大的连续工作时间，延长了设备寿命。

所述合格氧气出口分为出口1和出口2，出口1为低压氧气出口，氧气用于管道吹扫等低压操作；出口2为高压氧气出口，氧气用于氧疗等操作。

所述参数显示及其无线传输单元，对烧伤创面湿化氧疗系统的运行状态和参数进行显示，并可将此参数通过蓝牙无线协议上传至上位机，同时接收上位机下传的运行控制参数，增强设备的网络功能。

单片机为at89s52，其可构成真正的单片机最小应用系统，缩小系统体积，增加系统的可靠性，降低系统的成本。at89s52芯片提供三级程序存储器加密，提供了方便灵活而可靠的硬加密手段，能完全保证程序或系统不被仿制，完全能够满足该系统的要求，因此选用at89s52作为系统核心控制器件。

plc控制器的cpu是cpu224xpcn,cpu224xpcn具有如下优势:(1)cpu224xpcn具有14输入/10输出，能支持7个扩展模块，可扩展到168路数字i/o点或38路模拟i/o点；(2)具有22k存储空间，2个rs485通讯/编程口；(3)内置自整定pid功能。

所述液晶屏显示与数据存储显示雾化量大小、风机转速、场效应管温度、设定时间等相关信息，并将结果信息存储下来，直到数据传送pc机作为大数据分析基础。所述制氧系统为独立氧源，制得的氧气不高于35%；所述超声波雾化系统最大雾化率：≥400cc/hrs。

还包括可拆卸面罩，所述面罩为圆盘状，能够通过连接管将所述制氧系统制备的氧气以及所述超声波雾化系统制备的药雾混合并喷射。

本发明的另一个实施例中超声波雾化系统还包括温湿度传感器、执行器件等，接通电源后整机工作，两个温度传感器分别反馈室温和水箱水温，湿度传感器接收空气湿度信号，液位传感器则返回水箱液位信号，同时系统检测用户是否自行设定了温湿度值，没有设定则调用系统默认设置；控制面板即以这些信号为基准开始各项控制工作：首先判断室内温度，若温度低于系统默认值25℃，则需要启动超声波雾化系统给空气升温，启动之前要检测水箱水温，如果水温不够高，则需给水加热；加热启动前检测水位，若水位在电热器件之上，则启动电热器件给水加热，水位在设定水位之下则启动进水阀往水箱加水，到达启动电热器件水位再启动加热，水箱中水的温度到达雾化设定值时，开始雾化。

本发明的另一个实施例中，超声波雾化系统可采用分体式，即超声雾化头与电源和电路部分完全分离：超声波雾化系统体积小，便于携带，即插即用，设有自保功能，且高可靠，可全天候工作。

本发明预期技术指标

1）氧气浓度不高于35%，独立氧源；

2）可调节湿化温度：低温要求在10℃~16℃；高温要求在32℃~40℃；

3）面罩为圆盘状，面积：30cm2；

4）面罩距离面部：20~30cm；

5）整机噪声试验：正常工作时的整机噪声：≤50db；

6）超声频率：2.4mhz士10%；

7）最大雾化率：≥400cc/hrs；

8）使用环境:温度范围：5~40℃；相对湿度：80%；

9）超温保护：60℃；

10）连续工作时间：交流电源供电时，连续工作4小时以上；直流电源供电时，连续工作1小时以上。

本发明显著的技术效果如下：

1．氧气发生器的小型化技术研究：优化系统结构提高设备的实用性，解决氧气发生器的小型化。

2．超声波雾化技术研究：解决超声波将药液转化为药雾的过程中，药雾的颗粒大小及浓度均匀的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。