专利名称：一种单片机控制的术中体温监护保持装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及外科手术辅助设备，特别是用单片机控制的术中体温监护保持装置。
在外科手术中，由于病人身体裸露，手术室温度又较低，一般仅20℃左右，因而病人本身热量的散失是不可避免的。同时，病人在麻醉状态下，代谢缓慢，自身产热减少，因而病人在术中体温下降也是必然的结果。尤其对于热量散失多、时间长的大手术，病人的体温下降较多，若不采取特殊措施，病人体温常可下降至33℃左右，这对病人术后苏醒极为不利，甚至可造成手术失败。另外，在某些手术，如心脏瓣膜手术中，常常要求低温麻醉，而在手术基本完成后又要使病人的体温较快地恢复，以利于病人的苏醒。目前，对于术中体温下降问题常采用下列措施1.提高手术室的温度，这固然能减少病人热量的丢失，但对于手术操作者极为不利，无疑会使操作者体力消耗加大，而且手术室的温度也不可能提得太高，所以这种办法并不能根本解决病人体温下降问题，只能是不得已而为之的权宜手段。2.若术中病人的血液有一部分体外循环，则可在体外循环时给血液加热，以补充一部分热量，显然这部分热量的补充是有限的，而实际上也只有极少数的手术才有这种体外循环。3.应急的辅助方法，例如用热水袋或一般的电热褥给病人加热补充热量。这种方法对减少体温下降有一定效果，对于经低温麻醉后恢复体温也有一定帮助，但其中的弊端显而易见。热水袋的温度很不准确，有可能发生烫伤；而一般的电热褥在手术台上有各种液体(如盐水，血等)的情况下使用极不安全，温度也难控制。总之，目前尚没有专门的设备能较好地解决术中病人体温下降和低温麻醉后体温恢复的问题。所以这一问题一直是一些散热多时间长的手术病人围手术期顺利经过的一大障碍。
本实用新型的目的是提供一种用单片机控制的术中体温监护保持装置。在手术中使用该装置，它能自动测试病人的体温，自动控制加热部件的工作，使病人的体温保持在基础体温水平，并能在显示部件上随时显示病人的体温，使手术操作者随时掌握病人的体温情况，从而能从根本上解决病人的体温下降问题。而对于经过低温麻醉要恢复体温的病人，同样能使其体温在较短的时间内恢复。使用这种装置就能使手术的成功率尤其大手术的成功率大为提高。该装置能连续工作，对于任何需要监护保持体温的手术均能适用。该装置的加热部件用安全电压工作，不会出现触电等安全问题，且加热器的温度是受控受限的，绝不会出现烫伤等事故，也不会对病人有不利的影响。
本实用新型的主要构成与功能它包括体温探测头[1]、控制部分[2]及加热部件[3]。体温探测头[1]内装温度传感器。控制部分[2]装于控制机箱[22]中，体温探测头[1]经屏蔽电缆[20]，用航空接插头[21]与控制机箱[22]连接。控制部分[2]的电路包括差动放大部分[4]，模数转换部分[5]，单片机[6]及其周边电路[7]，可控硅及驱动电路[8]，显示部件[9]及电源部分[19]。控制机箱[22]的面板上设有复位键[24](RESET)，加热温度设定键＂+＂、＂-＂[23]。加热部件[3]由加热裤片[10]、[11]及加热背垫[12]组成。加热裤片[10]、[11]及加热背垫[12]中分别装有电热丝[13]、[14]、[15]及加热温度探头[16]、[17]、[18]。加热裤片[10]、[11]及加热背垫[12]也经屏蔽电缆[20]用航空接插头[21]与控制机箱[22]连接。显示部件[3]有二个显示窗口，显示窗口I[26]显示体温，显示窗口II[27]显示加热设定温度TD。体温探测头[1]工作时插于病人肛门内，病人的体温经其转换为电信号，经屏蔽电缆[20]送入控制机箱[22]。经过放大，模数转换后进入单片机[6]。经其处理后，送显示部件[9]的显示窗口I[26]显示体温。使用加热温度设定键[23]，设定一个适当的加热温度设定值TD，开机时TD自动设为37℃。可随时改变TD的值，TD值显示在显示窗口II[27]中。装在加热裤片[10]、[11]和加热背垫[12]中的加热温度探头[16]、[17]、[18]将这几处的温度转换为电信号，经放大、A/D变换后，送入单片机[6]，将其分别与设定温度TD比较计算并据以发出控制信号，控制各路的可控硅开或断，使加热部件[3]的每个部分的温度都保持在TD上。二个加热裤片[10]，[11]制成柔软的梯形状，且外面有保温层和防水层，能方便地卷成裤腿形，并有能调解松紧的系带[25]，以适应胖瘦高矮不同的病人，能很容易地包裹住其下肢并以系带[25]固定，以取得较大的接触传热面积并防止热量散失。加热背垫[12]制成柔软的矩形片状，置于手术台上与病人的躯干有较大面积接触。加热裤片[10]、[11]及加热背垫[12]的外面均有便于洗涤的布制外罩。总之，操作者根据该装置自动显示的病人体温及其变化趋势，通过按加热温度设定键[23]的＂+＂或＂-＂，设定一适当的设定温度TD，则该装置即能自动控制加热部件[3]以等于TD的恒定温度对病人进行安全可靠的加热，以使病人的体温保持在基础体温水平。
图1为本实用新型术中体温监护保持装置的组成示意图。
图2为本实用新型术中体温监护保持装置的电路组成框图。
图3为本实用新型的体温探测头[1]及控制部分[2]的差动放大部分[4]的原理图。
图4为本实用新型控制部分[2]的模数转换部分[5]与单片机[6]及其周边电路[7]的原理图。
图5为本实用新型控制部分[2]的显示部件[9]的原理图。
图6为本实用新型控制部分[2]的可控硅及驱动电路[8]及加热部件[3]的原理图。
以下结合
本实用新型的最佳实施例。它由体温探测头[1]、控制部分[2]及加热部件[3]构成，参阅图1。体温探测头[1]内装温度传感器U14，选用集成温度传感器AD590。使用时体温探测头[1]插于病人肛门内，它能将病人的体温转换为对应的电流信号，电流的微安值对应绝对温度数值(K氏)，经屏蔽电缆[20]送至转换电阻R2，使其转换为电压信号，R2取10K，则K氏273.2°K在R2上可产生2.732V的电压。R2的电压信号接至差动放大部分[4]中U1的＂+＂输入端，参阅图3。差动放大部分[4]主要由集成电路U1和电阻R1、R3、R4、R5、R6构成。U1是集成运算放大器LM324，内有四个运算放大器。R1为分压器，从其滑动端取得2.732V的电压加到U1的＂-＂输入端，这样输入U1的差动电压即正比于摄氏温度。R3、R4取100K，R5、R6取1M，使U1成为放大倍数为10倍的比例运算放大器(共四路)。经U1放大输出的电压信号V1正比于摄氏温度，如3.75V即对应37.5℃，V1送至模数转换部分[5]。模数转换部分[5]由U2、U3及周围元件组成。U3提供U2的时钟信号，由74LS74构成。R11、R12、C4和稳压管DW为U2提供参考电压。U2为8路模数转换器ADC0809。经A/D变换后的数字量送入单片机[6]。单片机[6]及其周边电路[7]由U4、U5、U6、U7、U8构成，参阅图4。U4是单片机8031，R7、R8、C1及K1组成U4的上电复位电路，K1即控制机箱[22]面板上的复位键[24](RESET)。K2与R9，K3与R10组成按键电路，K2、K3分别是加热温度设定键[23]的＂+＂和＂-。Q为6.00M的晶振器，与C1、C2组成U4的时钟电路。U5为译码器74LS138，产生高位地址译码信号，供U2及显示部件[9]等使用。U6是74LS373，作U4的地址锁存器。U7是程序存储器2732，U8是数据存储器6116。代表病人体温的数字信号经单片机[6]处理后，送往显示部件[9]的显示窗口I[26]显示病人的体温，显示部件[9]的每一位由U9、U10、U11构成，U9为七段发光二极管型数码管，选用510BR，采用静态显示方式，U10是其显示锁存器，用74LS75构成，U11为七段译码驱动器，由74LS247构成。R13—R19为U9的限流电阻。操作者根据自动显示的病人体温及其变化趋势，通过按加热温度设定键[23]的＂+＂或＂-＂，设定一适当的设定温度TD。加热部件[3]的加热裤片[10]、[11]及加热背垫[12]中分别装有分布均匀的电热丝[13]、[14]、[15]及加热温度探头[16]、[17]、[18]。这些加热温度探头也是由集成温度传感器AD590构成的，它们将每个加热部件的温度转换为电流信号分别送至差动放大器[4]的另外三路，其原理图与图3同。经放大后的电压信号V2、V3、V4送至模数转换部分[5]U2的IN1、IN2、IN3输入端，经A/D转换后的代表加热器温度的数字信号被送入单片机[6]，将其与设定温度TD值比较计算后，发出控制信号，经U4的S1、S2、S3输出端送至可控硅及驱动电路[8]，参阅图4及图6，经晶体管T放大及光电隔离电路U12驱动双向可控硅U13开或关，则可控制哪一路的加热部件加热与否，以使每一路加热部件的温度都能保持在设定温度TD上，其误差可根据要求事先在软件中设定，一般取±0.5℃足够。U12选用P521，U13选用BT136。电源部分[19]采用一般的线性稳压电路，由电源变压器、整流桥及三端稳压块7805构成，提供整个装置需要的+5V电压。由变压器降压隔离输出一路交流24V电压，供加热部件[3]使用。整个装置由220V交流电压供电。控制部分[2]的所有电路都装于控制机箱[22]中，体温探测头[1]经屏蔽电缆[20]，用航空接插头[21]与控制机箱[22]连接，加热部件[3]的加热裤片[10]、[11]及加热背垫[12]也经屏蔽电缆[20]用航空接插头[21]与控制机箱[22]连接。
在手术中使用该装置，操作简单，它能自动测试并显示病人的体温，能自动控制加热部件[3]以等于TD的恒定温度对病人进行安全可靠的加热，以使病人的体温保持在基础体温水平，从而使手术的成功率尤其大手术的成功率大为提高。加热设定温度TD有一个上限值42℃，这是人体皮肤能长期耐受的温度上限，该装置由软件自动限定TD值不超过42℃，因而即使长时间使用该装置也不会对病人有不利的影响。
权利要求1.一种单片机控制的术中体温监护保持装置，其特征在于它包括体温探测头[1]、控制部分[2]及加热部件[3]，控制部分[2]装于控制机箱[22]中，体温探测头[1]及加热部件[3]经屏蔽电缆[20]用航空接插头[21]与控制机箱[22]连接，控制部分[2]由差动放大部分[4]、模数转换部分[5]、单片机[6]及其周边电路[7]、可控硅及驱动电路[8]、显示部件[9]和电源部分[19]组成。
2.根据权利要求1所述的单片机控制的术中体温监护保持装置，其特征在于加热部件[3]的加热裤片[10]、[11]及加热背垫[12]中各装有一组分布均匀的电热丝[13]、[14]、[15]及加热温度探头[16]、[17]、[18]，外面有保温层及防水层，加热裤片[10]、[11]是柔软的，卷起后呈裤腿形，且有调整松紧的系带[25]。
3.根据权利要求1所述的单片机控制的术中体温监护保持装置，其特征在于加热器设定温度TD的上限温度值是42℃。
专利摘要本实用新型提供一种用单片机控制的术中体温监护保持装置。由体温探测头[1]、控制部分[2]及加热部件[3]构成。目前外科手术尤其是散热多时间长的大手术中，病人体温下降常是顺利经过围手术期的障碍；而有些手术需低温麻醉，术后又要恢复体温，以利于病人苏醒。而目前尚无解决该问题的专用设备。本实用新型在术中使用可随时显示病人的体温，并能根据病人体温的情况自动控制加热部件安全可靠地给病人加热，防止体温下降或使低体温恢复。
文档编号A61B19/00GK2219107SQ9521332
公开日1996年2月7日 申请日期1995年6月1日 优先权日1995年6月1日
发明者李礼勋, 姜洪池, 王东旭 申请人:李礼勋