專利名稱：實(shí)現(xiàn)加壓氣體容器的最佳與安全使用的注氣裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療氣體的注氣裝置的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及手術(shù)中所 使用的這種裝置。更具體地講，本發(fā)明涉及監(jiān)測(cè)連接至被動(dòng)或主動(dòng)注 氣裝置的加壓容器內(nèi)殘留的氣體的量，其中所述容器大體上是包含氣 體的儲(chǔ)氣瓶，其中所述氣體可選地可以被液化。
背景技術(shù)：
這種監(jiān)測(cè)的目的在于確保儲(chǔ)氣瓶可以迅速更換，從而避免在使用 時(shí)突然地且不定時(shí)地中斷注氣需求。
這種監(jiān)測(cè)因而對(duì)于避免在手術(shù)或治療的過程中不定時(shí)的或有害的 停止注氣是關(guān)鍵的。目前，殘留氣體的量在傳統(tǒng)的方式中通過監(jiān)測(cè)儲(chǔ) 氣瓶?jī)?nèi)的壓力而被監(jiān)測(cè)。因而，發(fā)出警報(bào)以表明壓力已經(jīng)降到警報(bào)閾
值以下，例如10巴。
然而，各種不同形式的儲(chǔ)氣瓶(cylindei")、以及因而針對(duì)特定的 內(nèi)壓包含不同量和種類氣體的儲(chǔ)氣瓶可全都連接至注氣裝置。
在利用小容量的儲(chǔ)氣瓶時(shí)，警報(bào)近似對(duì)應(yīng)于這樣的情況，即殘留 容積對(duì)于完成或終止手術(shù)或治療而言太小。
然而，對(duì)于具有較大容積的儲(chǔ)氣瓶而言，通過壓力閾值觸發(fā)儲(chǔ)氣 瓶空載警報(bào)，即使仍有足夠的氣體以無風(fēng)險(xiǎn)地繼續(xù)一個(gè)或甚至多個(gè)外 科手術(shù)或治療階段，即使大體上較低的警報(bào)壓力已經(jīng)達(dá)到。經(jīng)常地， 并不被使用的氣體的量可以用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)外科手術(shù)或治療階 段。相反地，對(duì)于較小的儲(chǔ)氣瓶，警報(bào)給出得太晚并且留下很少的時(shí) 間以在注氣停止之前更換儲(chǔ)氣瓶。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的因而在于解決這種缺陷。本發(fā)明特別地涉及監(jiān)測(cè)儲(chǔ)氣瓶的內(nèi)容，包含加壓的或甚至液化的氣體直至儲(chǔ)氣瓶使用結(jié)束時(shí)， 也就是說尤其在儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)所剩余的所有氣體處于氣相時(shí)。
本發(fā)明因而提供了一種醫(yī)療氣體注氣裝置，所述醫(yī)療氣體注氣裝 置至少包括氣體輸出回路；用于連接其中包含氣體的容器的連接器； 在連接器與氣體輸出回路之間安置的膨脹器；在所述連接器與所述膨 脹器之間安置的高壓傳感器；位于膨脹器出口的流量計(jì)；以及微處理 器，其中所述微處理器至少連接至所述傳感器以接收代表在所述連接 器處出現(xiàn)的壓力的信號(hào)并連接至所述流量計(jì)以接收代表所述膨脹器出 口處的流速的信號(hào)，所述醫(yī)療氣體注氣裝置其特征在于，所述微處理 器包括評(píng)價(jià)裝置，用于在氣體膨脹操作過程中作為從傳感器和流量計(jì) 接收的信號(hào)的函數(shù)評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余容積。
利用這種醫(yī)療氣體注氣裝置，評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余容積使得 可以決定在氣體的剩余容積不足以實(shí)現(xiàn)外科手術(shù)或治療階段時(shí)更換儲(chǔ) 氣瓶。更換或不更換儲(chǔ)氣瓶的決定不再參考?jí)毫﹂撝?，像過去所做的 那樣。
特別地，本發(fā)明使得可以利用大容積儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的剩余氣體，對(duì)于 所述大容積儲(chǔ)氣瓶而言，在實(shí)際沒有足夠的氣體完成外科手術(shù)或治療 階段時(shí)所觀察到的壓力遠(yuǎn)低于壓力閾值。
因而，評(píng)價(jià)膨脹之后剩余容積至少是對(duì)于小儲(chǔ)氣瓶的附加的安全 措施并最多節(jié)約成本。
根據(jù)本發(fā)明的特征，評(píng)價(jià)裝置包括用于評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余 容積的裝置，即由流速以及膨脹的持續(xù)時(shí)間所獲得的膨脹容積除以由 膨脹所產(chǎn)生的并由傳感器所測(cè)量的壓降的比值乘以在膨脹操作結(jié)束時(shí) 由傳感器所測(cè)量的剩余壓力。
這種計(jì)算方式體現(xiàn)了簡(jiǎn)單實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)，盡管其包括近似、尤其涉 及有關(guān)溫度的影響。然而，該特征假設(shè)流量計(jì)測(cè)量膨脹至大氣壓的氣 體的容積，在所述流量計(jì)中，氣體仍處于儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的壓力與大氣壓之 間的中間壓力。這大體上對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域中所使用的所有流量計(jì)是適 用的。然而，必須將一個(gè)簡(jiǎn)化校正系數(shù)包含到這種計(jì)算中。
在本發(fā)明的另一特定實(shí)施例中，評(píng)價(jià)裝置包括用于從所觀察到的
7流速以及從由膨脹操作使得壓力降低事先選擇的間隔所需的持續(xù)時(shí)間 而計(jì)算膨脹的容積的裝置。
利用這種特征，事先選擇的壓降是一恒定的間隔，在所述間隔內(nèi)， 膨脹的容積被計(jì)算。然后，膨脹之后的剩余容積作為在事先選擇的壓 降過程中測(cè)量的這種膨脹的容積的函數(shù)被計(jì)算。
在本發(fā)明的另一特定實(shí)施例中，評(píng)價(jià)裝置包括用于測(cè)量在膨脹事 先選擇的膨脹的容積的操作的過程結(jié)束時(shí)壓降的裝置。
利用該特征，膨脹的容積被事先選擇，并且其是通過提取使得評(píng) 價(jià)膨脹之后氣體剩余容積的氣體的該膨脹的容積所造成的壓降。
因而，在所述醫(yī)療氣體注氣裝置使用時(shí)，分別在每個(gè)由于所選擇 的壓力間隔而存在降低的情況時(shí)或在所選的膨脹容積已經(jīng)被膨脹的每 個(gè)隨后情況結(jié)束時(shí)可以計(jì)算膨脹的容積或測(cè)量壓降。
在氣體完全處于氣相時(shí)(也就是說，大體上在儲(chǔ)氣瓶即將結(jié)束使 用時(shí))，根據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的監(jiān)測(cè)是特別可靠的。然而，在至少一些氣體 仍處于液相時(shí)，剩余量的氣體的容積并不容易測(cè)量。容器內(nèi)的壓力然
后作為環(huán)境溫度的函數(shù)明顯地變化。壓力因而在50巴至65巴的范圍 內(nèi)變化，這是在恒溫區(qū)域內(nèi)的手術(shù)室內(nèi)建立的環(huán)境溫度，也就是在16 'C至2(TC的范圍內(nèi)。經(jīng)常地，儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的氣體的量是足夠的，但是對(duì) 于小儲(chǔ)氣瓶而言并不總是這樣。
另外，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)膨脹氣體的事實(shí)使得氣體冷卻。這造成的直接后 果是使得氣體壓力降低。利用在儲(chǔ)氣瓶出口處所檢測(cè)的壓力因而在計(jì) 算剩余容積時(shí)引入誤差。
本發(fā)明旨在通過提出一種裝置解決該問題，所述裝置包括溫度探 頭，所述溫度探頭適于測(cè)量從所述儲(chǔ)氣瓶離開的氣體的溫度并連接至 所述微處理器，所述微處理器適于利用該溫度測(cè)量值以確保所評(píng)價(jià)的 膨脹之后氣體的剩余容積是可靠的。
利用該特征，甚至對(duì)于小儲(chǔ)氣瓶或在相對(duì)低壓出現(xiàn)液相的氣體而 言仍可以實(shí)現(xiàn)膨脹之后氣體的剩余容積的監(jiān)測(cè)。
有利地，該裝置然后設(shè)置成在用于評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余容積 的膨脹操作過程中觀察到溫度變化超過給定的限制的情況下，微處理器觸發(fā)一動(dòng)作，所述動(dòng)作選自以下步驟發(fā)出警報(bào)，并不顯示膨脹之 后的氣體剩余容積，并且作為溫度變化的函數(shù)確定校正系數(shù)，并且在 評(píng)價(jià)膨脹之后剩余容積時(shí)使用所述校正系數(shù)。
根據(jù)有利的特征，評(píng)價(jià)裝置設(shè)置成其在傳感器測(cè)量到低于給定閾 值的壓力時(shí)啟動(dòng)。
根據(jù)以上所述，并且在溫度探頭不被使用時(shí)，該閾值有利地對(duì)應(yīng) 于對(duì)于常規(guī)溫度而言容器內(nèi)包含的氣體完全處于氣相的已知的壓力。 例如，對(duì)于二氧化碳，該壓力是49巴。
這避免在氣體在儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)仍部分地是液體時(shí)并且在沒有用于校正 或至少表明溫度變化的裝置時(shí)使用評(píng)價(jià)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的特定特點(diǎn)，在醫(yī)療氣體注氣裝置不被使用時(shí)，評(píng)價(jià) 裝置被設(shè)置成其可通過觸發(fā)一膨脹操作而瞬時(shí)被啟動(dòng)，其中所述膨脹 操作由一給定的壓降或由給定容積的膨脹氣體被預(yù)限定。
根據(jù)有利的實(shí)施例，醫(yī)療氣體注氣裝置包括用于隨時(shí)手動(dòng)地或者 在接收信號(hào)之后操作地啟動(dòng)評(píng)價(jià)裝置的裝置。該手動(dòng)啟動(dòng)裝置有利地 是在醫(yī)療氣體注氣裝置上設(shè)置的按鈕，所述按鈕通過操作者或使用者 被按壓。由信號(hào)接收裝置所接收的信號(hào)可以是來自遠(yuǎn)程控制器的信號(hào) 或語音信號(hào)。
利用該特征，在醫(yī)療氣體注氣裝置不使用時(shí)，可以主動(dòng)地觸發(fā)評(píng) 價(jià)剩余容積的操作。這在醫(yī)療氣體注氣裝置例如由手術(shù)室護(hù)士打開時(shí) 是特別有利的，所述護(hù)士然后可以立刻決定是否更換儲(chǔ)氣瓶，這種決 定是根據(jù)將完成的外科手術(shù)的數(shù)量以及所評(píng)價(jià)的膨脹之后的剩余容 積。本發(fā)明因而使得可以在針對(duì)一個(gè)或多個(gè)外科手術(shù)使用醫(yī)療氣體注 氣裝置之前檢查膨脹之后的剩余容積。這在以下情況中是非常有利的， 即手術(shù)室或護(hù)理服務(wù)領(lǐng)域，或大體上非常需要快速且安全地作出決定 的家庭服務(wù)領(lǐng)域。
在醫(yī)療氣體注氣裝置用于無法按壓按鈕的殘疾患者家庭的治療時(shí) 語音控制器的使用是非常有利的。
根據(jù)本發(fā)明的特征，膨脹之后氣體的剩余容積在連接至微處理器 的顯示裝置上被顯示。這種顯示器可用于通知注氣裝置的操作者可用的氣體的量，從而 確保操作者立刻清楚或在將裝置投入使用之前清楚是否裝置可以非常 安全地被使用。
根據(jù)本發(fā)明裝置的附加的特征，評(píng)價(jià)裝置使得與注氣裝置相連的 容器的類型可以作為由流速和膨脹操作持續(xù)時(shí)間所獲得的膨脹容器除 以由膨脹所產(chǎn)生的且由傳感器測(cè)量的壓降之比的計(jì)算的函數(shù)被檢測(cè)。
如果儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)所包含的氣體處于氣相，則這種附加的特征可用于 通知操作者，從而操作者可以確定仍可以使用的儲(chǔ)氣瓶的容積。
連接至注氣裝置的儲(chǔ)氣瓶的類型的這種檢測(cè)替代了任何手工選 擇，以及因此出錯(cuò)的潛在源，這在現(xiàn)有技術(shù)中為了表明所連接的儲(chǔ)氣 瓶而出現(xiàn)。
有利地，所檢測(cè)的所連接的容器的類型在限制裝置上被顯示。 本發(fā)明還提供了一種方法，所述方法適于在本發(fā)明的注氣裝置的 微處理器中被執(zhí)行，以評(píng)價(jià)包含在連接至注氣裝置的容器內(nèi)的膨脹之 后氣體的剩余容積，該方法包括以下步驟觸發(fā)膨脹氣體的操作；接
收來自高壓傳感器的代表容器內(nèi)壓力的信號(hào)；接收來自流量計(jì)的代表 膨脹器出口處的流速的信號(hào)；并且作為所接收信號(hào)的函數(shù)評(píng)價(jià)膨脹之 后氣體的剩余容積。
在優(yōu)選的實(shí)施例中，本發(fā)明的不同的步驟通過計(jì)算機(jī)程序指令被 確定。
因此，本發(fā)明還提供了一種數(shù)據(jù)媒介上的計(jì)算機(jī)程序制品，該程 序制品適于在微處理器中被執(zhí)行，并且包括適于執(zhí)行本發(fā)明的方法的 各步驟的指令。
該程序可以利用任何編程語言，并且可以為源代碼、目標(biāo)代碼或 源代碼與目標(biāo)代碼之間的中間代碼的形式，例如部分編譯的形式、或
者任何其它期望的形式。
本發(fā)明還提供了一種微處理器可讀取的數(shù)據(jù)媒介，其包括如上所
述的計(jì)算機(jī)程序指令。
該數(shù)據(jù)媒介可以是任何適于存儲(chǔ)該程序的實(shí)體或裝置。
可選地，數(shù)據(jù)媒介可以是集成電路，在所述集成電路中包含有程序，所述電路還適于執(zhí)行或被用于執(zhí)行所關(guān)注的方法。


通過參照附圖給出的以下說明將清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)， 附圖示出了沒有限制特征的實(shí)施例。 在附圖中-
圖l是根據(jù)本發(fā)明的醫(yī)療氣體注氣裝置的示意圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的流程圖3示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中的顯示裝置；并且
圖4是與二氧化碳對(duì)應(yīng)的壓力-溫度圖。
具體實(shí)施例方式
圖1是本發(fā)明的注氣裝置1的示意圖。這種裝置1包括連接器2， 所述連接器用于連接至加壓的容器3，所述加壓的容器大體上為液化 氣體的儲(chǔ)氣瓶。如上所述，液化氣體的儲(chǔ)氣瓶具有多種形式，并且本 發(fā)明用于優(yōu)化使用具有不同形式的這種儲(chǔ)氣瓶。
注氣裝置1還包括膨脹器4，來自所述膨脹器的出口的氣體處于 固定的且恒定的壓力，例如3巴或3.5巴。所述注氣裝置還包括位于 連接器2與膨脹器4之間的高壓傳感器5、以及位于膨脹器4的出口 的流量計(jì)6。膨脹器4連接至氣體輸出回路7，其中所述氣體輸出回路 使得氣體的注氣通過調(diào)整所述注氣裝置出口的壓力而被控制。
傳感器5和流量計(jì)6連接至微處理器8，其中所述微處理器控制 有利地直接在注氣裝置1的前側(cè)面上設(shè)置的顯示裝置9。
微處理器8實(shí)現(xiàn)了如圖2所示的本發(fā)明的方法。該方法可以通過 按壓在注氣裝置1的前側(cè)面上設(shè)置的并連接至微處理器的按鈕IO而被 手動(dòng)地觸發(fā)，從而使得實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，另外，在裝置1處于使用 狀態(tài)中時(shí)，每次膨脹操作完成之后可以觸發(fā)所述方法。在被手動(dòng)觸發(fā) 時(shí)，微處理器8有利地連接至輸出回路7的閥，其中所述閥用于控制 輸出回路的操作、打開閥使得氣體膨脹并且被輸送；和/或微處理器8 連接至位于連接器2中或緊靠其的閥，所述閥同樣用于控制連接器的操作，打開閥同樣使得氣體膨脹并被輸送經(jīng)過注氣裝置1。
本發(fā)明的方法包括初始化并觸發(fā)膨脹操作的步驟EO。例如，微處 理器8的兩個(gè)寄存器分別包含涉及壓降的數(shù)據(jù)以及涉及膨脹操作的經(jīng) 歷時(shí)間的數(shù)據(jù)，并且這兩個(gè)寄存器被初始化為零值。
如上所述，應(yīng)該注意的是，可以通過使用用于注氣的裝置、或者 通過主動(dòng)地在使用所述裝置之前手動(dòng)地觸發(fā)裝置而觸發(fā)膨脹，從而檢 查剩余氣體的量。
在兩種情況中，傳感器和流量計(jì)向微處理器發(fā)出信號(hào)，所述微處 理器在膨脹進(jìn)行的整個(gè)時(shí)間內(nèi)在步驟E1和E2中并行地接收所述信號(hào)。 這些信號(hào)代表了膨脹器上游的壓力P、即儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的壓力以及來自膨 脹器出口的流速D。
在以下提出的實(shí)施例中，需要注意這樣一種情況，即通過手動(dòng)的 啟動(dòng)評(píng)價(jià)裝置、例如通過按壓按鈕IO而觸發(fā)膨脹。
例如，這種膨脹操作可以被預(yù)限定為發(fā)出0.1巴的壓降A(chǔ)Pp。通
過手動(dòng)地啟動(dòng)本發(fā)明的方法而被觸發(fā)的壓降的幅度作為在評(píng)價(jià)膨脹操
作之后仍存在的氣體量時(shí)可接受損失的氣體的量的函數(shù)以及作為高壓
傳感器的靈敏度的函數(shù)被選擇。
所接收的壓力P在步驟E3中被使用，其中預(yù)定的壓降A(chǔ)Pp被檢測(cè)。
并行地，在步驟E4中，被轉(zhuǎn)換至大氣壓的膨脹的容積VA通過微處理 器8被計(jì)算，這是通過在膨脹過程中直至觀察到0.1巴的預(yù)定壓降A(chǔ) Pp之前經(jīng)歷的時(shí)間T內(nèi)對(duì)流速D積分實(shí)現(xiàn)的。
在所提出的實(shí)施例中，膨脹被繼續(xù)，正如由返回到步驟El的N 箭頭所示意性表示的那樣，直至壓降A(chǔ)P達(dá)到預(yù)定的壓降A(chǔ)Pp，這與Y 箭頭相對(duì)應(yīng)。
在這種情況下，膨脹操作以及在持續(xù)時(shí)間T內(nèi)對(duì)流速D進(jìn)行積分 的步驟E4這兩者都被停止，并且寄存器在新的步驟E0中被重新初始 化。
這種重新初始化使得可以在膨脹氣體的下一個(gè)操作的過程中重新 開始評(píng)價(jià)膨脹之后剩余的氣體。
在膨脹操作由于用于注氣的裝置被使用并因而是連續(xù)的時(shí)，這是尤其有用的。例如，在這種情況下，壓降的0.1巴的增量被使用，以
限定剩余容積Vk被評(píng)價(jià)的間隔。
在被轉(zhuǎn)換至大氣壓pa的膨脹容積va的積分已經(jīng)停止之后，該值
va被傳輸至步驟e5，以便評(píng)價(jià)膨脹之后剩余的容積。該步驟e5然后 計(jì)算膨脹的容積VA除以壓降A(chǔ)Pp的比值乘以在膨脹結(jié)束時(shí)由傳感器 所測(cè)量的剩余壓力P2。
該計(jì)算直接給出了膨脹之后剩余的容積Vk的信，這是通過完成如 下所述的理論計(jì)算而實(shí)現(xiàn)的。
在加壓容器中，假設(shè)氣體為理想氣體，氣體的狀態(tài)公式為PV-nRT， 其中P是壓力，V是容器的容積，n是氣體分子的數(shù)量，T是溫度，并 且R是理想氣體常數(shù)。
在儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)氣體從Pl至P2的膨脹AP的過程中(這與nl-n2個(gè) 分子離開儲(chǔ)氣瓶相對(duì)應(yīng))，已知的是，VAP=V (Pl-P2) = (nl-n2) RT。
因?yàn)榱髁坑?jì)大體上測(cè)量轉(zhuǎn)換至大氣壓pa的流速，所以利用流量計(jì)
所測(cè)量的膨脹之后的容積被寫為VA，以下也應(yīng)用: PAVA= (nl國(guó)n2) RT
其中，va是由流量計(jì)所測(cè)量的膨脹至大氣壓的容積。
這給出了 V=PAVA/AP。
因?yàn)閜a是大氣壓，所以可以看出膨脹的容積Va除以圧降A(chǔ)P的比
值給出了連接至裝置1的容器3的容積V的估值。
然后可以自動(dòng)地確定儲(chǔ)氣瓶的容積。根據(jù)有利的特征，本發(fā)明因 而使得可以檢測(cè)所連接的容器3的尺寸。該尺寸有利地在顯示裝置9 上被表明，其中所述顯示裝置的實(shí)施例在圖3中被示意性示出。
圖3示出了涉及顯示屏9的實(shí)施例，例如LCD屏，其安置在本發(fā) 明的注氣裝置1的前側(cè)面上。
這種儲(chǔ)氣瓶的類型有利地通過將與不同尺寸的儲(chǔ)氣瓶對(duì)應(yīng)的并在 屏幕上顯示的字母S、 M或L中的一個(gè)光線加強(qiáng)而被表明，例如通過 將字母放在框內(nèi)或者通過使得字母加粗。在儲(chǔ)氣瓶?jī)?nèi)的氣體處于氣相 中時(shí)，本發(fā)明的一個(gè)有利優(yōu)點(diǎn)因而是使得可以根據(jù)儲(chǔ)氣瓶尺寸而權(quán)衡 警報(bào)，如果來自于連接至裝置的這種類型的儲(chǔ)氣瓶的物理測(cè)量的儲(chǔ)氣瓶尺寸的特定知識(shí)是可用的。例如，對(duì)于大容積的儲(chǔ)氣瓶而言，壓力 閾值將低于小容積的儲(chǔ)氣瓶，其中所述小容積的儲(chǔ)氣瓶目前被用于確 定壓力警報(bào)閾值。
警報(bào)是可以聽見的，并且警報(bào)還可以是可見的，如圖3所示，通 過三個(gè)諸如綠、橙和紅的不同顏色的條帶設(shè)置的30，或者所述條帶從 底部到頂部被更加暗地陰影。綠色或最輕的陰影對(duì)應(yīng)于大于10巴的壓 力，橙色或中度的陰影對(duì)應(yīng)于10巴與取決于已經(jīng)被檢測(cè)的儲(chǔ)氣瓶的類 型的警報(bào)壓力閾值之間的壓力，并且紅色或重陰影對(duì)應(yīng)于低于取決于 所檢測(cè)的儲(chǔ)氣瓶類型的警報(bào)壓力閾值的壓力。
此后，在儲(chǔ)氣瓶3內(nèi)仍存在的容積vk通過以下方式被計(jì)算，將事 先評(píng)估的儲(chǔ)氣瓶的容積V乘以剩余壓力P2并除以由壓力Pa所規(guī)定的 因子，其中所述剩余壓力在儲(chǔ)氣瓶3內(nèi)出現(xiàn)并通過傳感器5被測(cè)量，
所述壓力pa是通過流量計(jì)所測(cè)量的流速所轉(zhuǎn)換至的壓力。
這給出了
P2 V=nRT=PAVR
其中，vk是膨脹之后剩余的容積。pa是在流量計(jì)將其測(cè)量值轉(zhuǎn)換 為大氣壓時(shí)等于1，像這種情況通常的那樣。這使得直接獲得膨脹之
后的剩余容積VR，這是通過將事先確定的容積V乘以在壓降A(chǔ)P結(jié)束 時(shí)所觀察到的壓力P2而實(shí)現(xiàn)的。
剩余容積vr然后還有利地在顯示裝置9上被顯示。傳統(tǒng)地，流速 D也被顯示。
另外，合適的是提供由微處理器8實(shí)現(xiàn)的另一種計(jì)算，從而基于 在實(shí)時(shí)所觀察到的流速D評(píng)估剩余的注氣時(shí)間tr。為了計(jì)算這種評(píng)估， 還可以利用給定的經(jīng)歷時(shí)間內(nèi)的流速D的平均值。在所述的實(shí)施例中， 流速D是4升每分鐘(L/min)，并且所評(píng)價(jià)的剩余容積Vr是120升(L)， 從而剩余時(shí)間！^被評(píng)價(jià)為30分鐘。
如上給出的計(jì)算給出了膨脹之后剩余容積的精確的評(píng)價(jià)，如果所 有氣體處于氣相，或者在氣體部分地處于液相中，而膨脹不會(huì)引起溫 度的明顯降低，這種溫度的明顯降低導(dǎo)致了容器內(nèi)的壓力的明顯降低。
另外，在氣體部分地處于液相中時(shí)，溫度降低導(dǎo)致了壓力降低，并且這使得如上所述的計(jì)算出錯(cuò)，這是因?yàn)閴航等缓蟛辉賰H僅由于容 器內(nèi)的氣體的量的減小。
圖4以對(duì)數(shù)坐標(biāo)的方式示出了作為二氧化碳的溫度T的函數(shù)的、 最大至臨界點(diǎn)PC的壓力曲線P?？梢钥闯觯谟商摼€標(biāo)出的溫度區(qū)域 中的環(huán)境溫度T^b，壓力P的斜率并不是可以忽略不計(jì)的。因而，溫 度T中的稍微的改變迅速地不再是可以忽略不計(jì)的，這是因?yàn)槠渌a(chǎn) 生的壓降與由輸送氣體所產(chǎn)生的壓降相比較的結(jié)果。
因?yàn)闅怏w的膨脹不可避免地導(dǎo)致了氣體冷卻，所以本發(fā)明所提出 的驗(yàn)證不再是可靠的。
因而，在裝置與必須包含甚至在使用結(jié)束時(shí)仍處于液相的氣體的 儲(chǔ)氣瓶(小儲(chǔ)氣瓶) 一起操作時(shí)，合適的是向裝置1提供連接至微處 理器8的溫度探頭。
微處理器8然后設(shè)有用于處理這種數(shù)據(jù)的裝置。這種用于處理這 種數(shù)據(jù)的裝置可包括警報(bào)器，以使得針對(duì)在壓力降低過程中所觀察的 溫度降低，所顯示的剩余容積必然是錯(cuò)誤的發(fā)出警報(bào)。例如，在微處
理器8檢測(cè)到超過rc的溫度降低時(shí)，還可以設(shè)置成在用于計(jì)算剩余
容積的以下膨脹操作的過程中，所述容積并不被顯示。
最后，在更精確的實(shí)施例中，微處理器然后可以適于確定一校正 系數(shù)，其中所述校正系數(shù)作為由溫度探頭所檢測(cè)的溫度變化的函數(shù)被 計(jì)算。該校正系數(shù)然后被輸入剩余容積的計(jì)算中。這需要作為所討論 的氣體的函數(shù)通過參照針對(duì)該氣體的壓力/溫度曲線而被調(diào)整。
最后，應(yīng)該清楚的是，根據(jù)權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的原理可 以提供各種不同的實(shí)施例。特別地，只要膨脹操作已經(jīng)被完成就可以 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。該方法因而可以被連續(xù)地完成，而膨脹之后剩余 容積的計(jì)算以及顯示可以周期性地被更新，更新有利地以壓降間隔為 規(guī)則間隔實(shí)現(xiàn)。
還可以在剩余容積出現(xiàn)低于給定值的情況時(shí)，發(fā)出聲音。這種可 聽見的警報(bào)可以本身實(shí)現(xiàn)或者與如上所述的顯示裝置相結(jié)合地實(shí)現(xiàn)。
1權(quán)利要求
1.一種醫(yī)療氣體注氣裝置(1)，所述醫(yī)療氣體注氣裝置至少包括氣體輸出回路(7)；用于連接加壓容器(3)的連接器(2)，其中在所述加壓容器內(nèi)包含有氣體；位于所述連接器(2)與所述氣體輸出回路(7)之間的膨脹器(4)；位于所述連接器(2)與所述膨脹器(4)之間的高壓傳感器(5)；位于所述膨脹器(4)的出口處的流量計(jì)(6)；以及微處理器(8)，其中所述微處理器至少連接至所述傳感器(5)以接收代表在所述連接器(2)處所出現(xiàn)的壓力的信號(hào)、并連接至所述流量計(jì)(6)以接收代表所述膨脹器(4)的出口處的流速的信號(hào)，所述醫(yī)療氣體注氣裝置其特征在于，所述微處理器(8)包括評(píng)價(jià)裝置，用于在氣體膨脹操作的過程中作為從所述傳感器(5)和所述流量計(jì)(6)接收的信號(hào)的函數(shù)評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余容積。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置(1)，其特征在于，所述評(píng)價(jià)裝置 包括用于評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余容積的裝置，其中所述氣體的剩余 容積是由流速以及膨脹的持續(xù)時(shí)間所獲得的膨脹容積除以由膨脹所產(chǎn) 生的并由所述傳感器(5)所檢測(cè)的壓降所獲得的比值乘以在所述膨脹 操作結(jié)束時(shí)由所述傳感器(5)所測(cè)量的剩余壓力的結(jié)果。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置(1)，其特征在于，所述評(píng)價(jià)裝置 包括計(jì)算裝置，用于從所檢測(cè)的流速以及從通過所述膨脹操作使得壓 力降低事先選擇的間隔所需的持續(xù)時(shí)間而計(jì)算膨脹的容積。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置(1)，其特征在于，所述評(píng)價(jià)裝置 包括測(cè)量裝置，用于測(cè)量膨脹事先選擇的膨脹容積的膨脹操作的結(jié)束 時(shí)的壓降。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置(1)，其特征在于，在所述醫(yī) 療氣體注氣裝置(1)使用時(shí)，用于計(jì)算所述膨脹容積的裝置或用于測(cè)量壓降的裝置設(shè)置成分別每次在壓力降低所選擇的間隔的情況時(shí)或者 在已經(jīng)膨脹了所選擇的膨脹容積的每個(gè)隨后情況結(jié)束時(shí)完成所述計(jì)算 或所述測(cè)量。
6. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的裝置(1)，其特征在于，還包括 溫度探頭，其中所述溫度探頭適于測(cè)量從所述儲(chǔ)氣瓶(3)離開的氣體 的溫度并連接至所述微處理器(8)，所述微處理器(8)適于利用所述 溫度測(cè)量值以確保膨脹之后氣體的所評(píng)價(jià)的剩余容積的可靠性。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置(1)，其特征在于，所述微處理器 (8)包括觸發(fā)裝置，從而在用于評(píng)價(jià)膨脹之后的剩余容積的膨脹操作過程中出現(xiàn)大于給定極限的溫度變化時(shí)觸發(fā)一動(dòng)作，所述動(dòng)作選自以 下步驟發(fā)出警報(bào)；作為所述溫度變化的函數(shù)確定校正系數(shù)；并且在 評(píng)價(jià)膨脹之后的剩余容積時(shí)使用所述校正系數(shù)。
8. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的裝置(1)，其特征在于，所述評(píng) 價(jià)裝置設(shè)置成在所述傳感器檢測(cè)低于給定的閾值的壓力時(shí)，啟動(dòng)所述 評(píng)價(jià)裝置。
9. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的裝置(1)，其特征在于，在所述 醫(yī)療氣體注氣裝置(1)不使用時(shí)，所述評(píng)價(jià)裝置設(shè)置成通過觸發(fā)由給 定的壓差或由膨脹氣體的給定的容積所預(yù)限定的膨脹操作而瞬時(shí)啟動(dòng) 所述評(píng)價(jià)裝置。
10，根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置(1)，其特征在于，還包括啟動(dòng) 裝置，所述啟動(dòng)裝置用于手動(dòng)地或在接收到信號(hào)之后操作地瞬時(shí)啟動(dòng) 所述評(píng)價(jià)裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置(1)，其特征在于，所述手動(dòng)啟 動(dòng)裝置由一在所述醫(yī)療氣體注氣裝置(1)上設(shè)置的按鈕(10)構(gòu)成，從而所述按鈕由操作者或使用者按壓。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置(1)，其特征在于，還包括用于 接收來自遠(yuǎn)程控制器的信號(hào)或語音信號(hào)的裝置。
13. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的裝置(1)，其特征在于，還包 括顯示裝置(9)，其中所述顯示裝置連接至所述微處理器(8)，以顯 示膨脹之后氣體的剩余容積。
14. 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的裝置(1)，其特征在于，所述 評(píng)價(jià)裝置包括使得連接至其的容器(3)的類型被檢測(cè)的裝置，其中所 述檢測(cè)作為由所述流速和所述膨脹操作的持續(xù)時(shí)間所獲得的膨脹容積 除以由所述膨脹所造成的并由所述傳感器(5)所測(cè)量的壓降的比值的 函數(shù)而實(shí)現(xiàn)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置(1)，其特征在于，還包括用于 顯示連接至所述醫(yī)療氣體注氣裝置的容器的所檢測(cè)的類型的顯示裝置(9)。
16. —種方法，適于在根據(jù)權(quán)利要求1至15任一所述的注氣裝置 (1)的微處理器(8)內(nèi)實(shí)現(xiàn)，從而在連接至所述注氣裝置(1)的容器(3)內(nèi)所包含的氣體的膨脹操作的過程中評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余 容積，所述方法包括以下步驟 觸發(fā)膨脹操作；接收代表所述容器(3)內(nèi)的壓力的并來自于高壓傳感器(5)的 信號(hào)；接收代表所述膨脹器(4)出口處的壓力的并來自于所述流量計(jì)(6) 的信號(hào)；作為所接收的信號(hào)的函數(shù)評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余容積。
17. —種計(jì)算機(jī)可讀的記錄媒介，其上記錄有計(jì)算機(jī)程序，所述 計(jì)算機(jī)程序包括用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法的各步驟的指 令。
全文摘要
一種醫(yī)療氣體注氣裝置(1)，所述醫(yī)療氣體注氣裝置至少包括氣體輸出回路(7)；用于連接加壓容器(3)的連接器(2)，其中在所述加壓容器內(nèi)包含有氣體；位于所述連接器(2)與所述氣體輸出回路(7)之間的膨脹器(4)；位于所述連接器(2)與所述膨脹器(4)之間的高壓傳感器(5)；位于所述膨脹器(4)的出口處的流量計(jì)(6)；以及微處理器(8)，其中所述微處理器至少連接至所述傳感器(5)以接收代表在所述連接器(2)處所出現(xiàn)的壓力的信號(hào)、并連接至所述流量計(jì)(6)以接收代表所述膨脹器(4)的出口處的流速的信號(hào)，所述醫(yī)療氣體注氣裝置其特征在于，所述微處理器(8)包括評(píng)價(jià)裝置，用于作為在氣體膨脹操作的過程中從所述傳感器(5)和所述流量計(jì)(6)接收的信號(hào)的函數(shù)評(píng)價(jià)膨脹之后氣體的剩余容積。
文檔編號(hào)A61M13/00GK101641128SQ200780041647
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月8日
發(fā)明者A·塞茲烏爾, A·奧薩, F·德羅米尼, J-R·桑德拉茲 申請(qǐng)人:攝譜樂公司;皮埃爾與瑪麗·居里大學(xué)-巴黎第六大學(xué)