用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法与流程

本公开涉及医疗设备领域，并且更具体地涉及一种用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法。

背景技术：

1、气腹机是在例如腹腔镜外科手术时建立和维持气腹的设备。当使用气腹机时，气源通常是co2液态气源。这种气源在释放时的最低温度可达到负37摄氏度。当通过相应管道进入患者的气腹中时，气体的温度会比较低。为此，气腹机通常使用气体加热装置来为患者提供稳定温度的气体，以便保障患者的气腹温度、避免患者消耗热量。

技术实现思路

1、本部分被提供以便以简化的形式介绍下面在具体实施方式部分中进一步描述的概念的选集。本部分并非旨在确定所要求保护的主题的必要特征，也并非旨在限制所要求保护的主题的范围。

2、本公开的目的之一是提供一种改进的用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法。特别地，本公开所要解决的技术问题之一是现有的用于气腹机的气体加热装置的稳定性、响应速度和精准度有待进一步提高。

3、根据本公开的第一方面，提供了一种用于气腹机的气体加热装置。所述气体加热装置包括加热电阻器、恒流源电路、电压采集电路、以及控制器。所述加热电阻器用于对气体进行加热。所述恒流源电路用于提供流过所述加热电阻器的第一电流。所述电压采集电路用于对所述加热电阻器两端的第一电压进行采集。所述控制器被配置为基于由所述电压采集电路采集的所述第一电压确定用于控制所述恒流源电路的第二电压，并将所述第二电压输入至所述恒流源电路，使得所述加热电阻器的温度保持为目标温度。

4、根据上述第一方面，由于采用了恒流源电路，所以能够提供稳定可靠的恒流加热，提高加热装置的稳定性。

5、在本公开的一个实施例中，所述控制器被配置为通过执行以下操作，基于所述第一电压确定所述第二电压：基于所述第一电压，计算所述加热电阻器的当前电阻值；基于所述当前电阻值，计算所述加热电阻器的当前温度；以所述加热电阻器的所述当前温度和所述目标温度之间的差值作为输入参数，使用比例积分微分（pid）算法、比例积分（pi）算法和比例微分（pd）算法中的一者计算所述第二电压。

6、在本公开的一个实施例中，所述第二电压以模拟信号或脉冲宽度调制（pwm）信号的形式输入至所述恒流源电路。

7、在本公开的一个实施例中，所述恒流源电路包括第一运算放大器、场效应管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器和第四电阻器。所述第一运算放大器的反相输入端和所述场效应管的源极与所述第一电阻器的一端相连。所述第一电阻器的另一端接地。所述第一运算放大器的输出端经由所述第二电阻器与所述场效应管的栅极相连。所述第一运算放大器的同相输入端经由所述第三电阻器接收所述第二电压、并且经由所述第四电阻器接地。所述场效应管的漏极输出所述第一电流。

8、在本公开的一个实施例中，所述电压采集电路包括第二运算放大器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器。所述第二运算放大器的同相输入端经由所述第五电阻器与所述加热电阻器的第一端相连、并且经由所述第六电阻器接地。所述加热电阻器的第一端与供电电源的正极相连。所述供电电源的负极接地。所述第二运算放大器的反相输入端经由所述第七电阻器与所述加热电阻器的第二端相连、并且经由所述第八电阻器与所述第二运算放大器的输出端相连。所述第二运算放大器的输出端输出所采集的所述第一电压。

9、在本公开的一个实施例中，所述加热电阻器是嵌入用于输送气体的气腹管内、或布置在所述气腹管的内壁上、或布置在所述气腹管的外壁上的加热丝。

10、在本公开的一个实施例中，所述加热丝通过加热接头与所述恒流源电路和所述电压采集电路相连。

11、在本公开的一个实施例中，所述加热电阻器位于加热腔中。所述加热腔具有用于与气体源相连的进气口、以及用于向外输出经加热的气体的出气口。

12、根据本公开的第二方面，提供了一种用于气腹机的气体加热方法。所述气体加热方法包括：由恒流源电路提供流过加热电阻器的第一电流。所述加热电阻器用于对气体进行加热。所述气体加热方法还包括：由电压采集电路对所述加热电阻器两端的第一电压进行采集。所述气体加热方法还包括：由控制器基于由所述电压采集电路采集的所述第一电压确定用于控制所述恒流源电路的第二电压，并将所述第二电压输入至所述恒流源电路，使得所述加热电阻器的温度保持为目标温度。

13、根据上述第二方面，由于采用了恒流源电路，所以能够提供稳定可靠的恒流加热，提高加热方法的稳定性。

14、在本公开的一个实施例中，基于所述第一电压确定所述第二电压包括：基于所述第一电压，计算所述加热电阻器的当前电阻值；基于所述当前电阻值，计算所述加热电阻器的当前温度；以及以所述加热电阻器的所述当前温度和所述目标温度之间的差值作为输入参数，使用pid算法、pi算法和pd算法中的一者计算所述第二电压。

15、根据本公开的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质。在所述计算机可读存储介质上存储有程序指令。所述程序指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行根据上述第二方面所述的控制器的操作。

技术特征：

1.一种用于气腹机的气体加热装置，包括：

2.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述控制器被配置为通过执行以下操作，基于所述第一电压确定所述第二电压：

3.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述第二电压以模拟信号或脉冲宽度调制pwm信号的形式输入至所述恒流源电路。

4.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述恒流源电路包括第一运算放大器、场效应管、第一电阻器、第二电阻器、第三电阻器和第四电阻器，所述第一运算放大器的反相输入端和所述场效应管的源极与所述第一电阻器的一端相连，所述第一电阻器的另一端接地，所述第一运算放大器的输出端经由所述第二电阻器与所述场效应管的栅极相连，所述第一运算放大器的同相输入端经由所述第三电阻器接收所述第二电压、并且经由所述第四电阻器接地，所述场效应管的漏极输出所述第一电流。

5.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述电压采集电路包括第二运算放大器、第五电阻器、第六电阻器、第七电阻器、第八电阻器，所述第二运算放大器的同相输入端经由所述第五电阻器与所述加热电阻器的第一端相连、并且经由所述第六电阻器接地，所述加热电阻器的第一端与供电电源的正极相连，所述供电电源的负极接地，所述第二运算放大器的反相输入端经由所述第七电阻器与所述加热电阻器的第二端相连、并且经由所述第八电阻器与所述第二运算放大器的输出端相连，所述第二运算放大器的输出端输出所采集的所述第一电压。

6.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述加热电阻器是嵌入用于输送气体的气腹管内、或布置在所述气腹管的内壁上、或布置在所述气腹管的外壁上的加热丝。

7.根据权利要求6所述的气体加热装置，其中，所述加热丝通过加热接头与所述恒流源电路和所述电压采集电路相连。

8.根据权利要求1所述的气体加热装置，其中，所述加热电阻器位于加热腔中，所述加热腔具有用于与气体源相连的进气口、以及用于向外输出经加热的气体的出气口。

9.一种用于气腹机的气体加热方法，包括：

10.根据权利要求9所述的气体加热方法，其中，基于所述第一电压确定所述第二电压包括：

11.一种计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质上存储有程序指令，所述程序指令在由至少一个处理器执行时使所述至少一个处理器执行根据权利要求9所述的控制器的操作。

技术总结
本申请提供了用于气腹机的气体加热装置和气体加热方法。根据一个实施例，气体加热装置包括加热电阻器、恒流源电路、电压采集电路、以及控制器。加热电阻器用于对气体进行加热。恒流源电路用于提供流过加热电阻器的第一电流。电压采集电路用于对加热电阻器两端的第一电压进行采集。控制器被配置为基于由电压采集电路采集的第一电压确定用于控制恒流源电路的第二电压，并将第二电压输入至恒流源电路，使得加热电阻器的温度保持为目标温度。

技术研发人员：刘海民,刘颖,史文勇
受保护的技术使用者：科弛医疗科技（北京）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19