一種用于測(cè)量機(jī)械通氣患者呼出氣溫度的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域的醫(yī)療測(cè)定裝置，具體而言，涉及一種用于測(cè)量機(jī)械通氣患者呼出氣溫度的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]一定的體溫是機(jī)體進(jìn)行新陳代謝和正常生命活動(dòng)的必要條件。人體的核心體溫一般維持在一個(gè)極其狹窄的范圍內(nèi)(小于0.4°C )，在手術(shù)麻醉的過(guò)程中，手術(shù)室空氣對(duì)流、患者體表暴露面積大、手術(shù)切口大，腸管、腹膜及胸腔暴露時(shí)間長(zhǎng)等因素會(huì)造成機(jī)體大量散熱，以及術(shù)中沖洗大量生理鹽水，輸注大量冷液體及庫(kù)存血等原因均可造成術(shù)中低體溫。而手術(shù)室環(huán)境溫度過(guò)高、嚴(yán)重感染、輸血反應(yīng)等會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)術(shù)中高熱，一些麻醉藥物可能引起惡性高熱，造成一般臨床措施難以控制的體溫過(guò)高，最終可導(dǎo)致患者死亡。一些麻醉藥物可改變患者寒冷及受熱反應(yīng)的閾值，使得閾值的范圍變寬，體溫不易控制。
[0003]術(shù)中體溫的管理恰當(dāng)與否可以直接影響患者的預(yù)后，對(duì)術(shù)中體溫的有效監(jiān)測(cè)是保證麻醉手術(shù)成功，降低術(shù)中及術(shù)后并發(fā)癥的重要措施，具有重大的意義。圍術(shù)期體溫監(jiān)測(cè)有以下幾種方法:通過(guò)肺動(dòng)脈導(dǎo)管測(cè)量溫度是核心溫度最準(zhǔn)確的測(cè)量方法，然而，需在肺動(dòng)脈處放置漂浮導(dǎo)管，為有創(chuàng)監(jiān)測(cè)，并發(fā)癥較多，同時(shí)受置管技術(shù)、耗材價(jià)格及儀器設(shè)備的限制，不易實(shí)施該方法；鼓膜溫度可較好的反應(yīng)腦組織溫度，但探頭放置位置不正確將影響測(cè)定結(jié)果，并有引起外耳道出血及鼓膜穿孔的危險(xiǎn)，紅外線技術(shù)使鼓膜測(cè)溫不需要接觸鼓膜，但不能連續(xù)監(jiān)測(cè)，耳垢和耵聹會(huì)使測(cè)溫不準(zhǔn)；測(cè)量鼻咽溫度是將溫度探頭通過(guò)鼻孔送至鼻咽部，在實(shí)際操作中如果探頭不能放到正確位置，其溫度變化比實(shí)際溫度變化慢；測(cè)量食管溫度是將溫度探頭放置在食管遠(yuǎn)端，但食管溫度讀數(shù)在開(kāi)胸手術(shù)，特別需要向胸腔快速灌注冷液體等手術(shù)時(shí)會(huì)降低，同時(shí)食管靜脈曲張、食管潰瘍、食管損傷的患者禁用；直腸溫度接近體核溫度，但測(cè)量對(duì)體位要求較大，術(shù)中不易應(yīng)用；膀胱溫度能較好的反應(yīng)腹腔溫度，但測(cè)溫受尿量的影響，且盆腔或腹腔手術(shù)暴露膀胱時(shí)，準(zhǔn)確度會(huì)下降；口腔、腋窩溫度雖接近于中心溫度但麻醉中不易管理。
[0004]綜上所述，雖然體溫監(jiān)測(cè)具有重大意義，但目前仍然沒(méi)有一個(gè)可靠的溫度監(jiān)測(cè)裝置和方法能夠在術(shù)中完全精確、安全無(wú)創(chuàng)、連續(xù)地監(jiān)測(cè)患者的體溫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種用于測(cè)量機(jī)械通氣患者呼出氣溫度的裝置，用以測(cè)量機(jī)械通氣患者呼出氣的溫度。
[0006]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的用于測(cè)量機(jī)械通氣患者呼出氣溫度的裝置，包括快速響應(yīng)溫度傳感器和多通道高速溫度采集裝置，快速響應(yīng)溫度傳感器與多通道高速溫度采集裝置之間通過(guò)溫度補(bǔ)償線連接，其中，
[0007]快速響應(yīng)溫度傳感器包括多個(gè)溫度探頭，每個(gè)溫度探頭用于測(cè)量一路溫度信號(hào)，快速響應(yīng)溫度傳感器進(jìn)一步將所測(cè)量的多路溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換成為多路熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)以及將多路熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)通過(guò)溫度補(bǔ)償線耦合至多通道高速溫度采集裝置；
[0008]多通道高速溫度采集裝置包括傳感器信號(hào)調(diào)理電路、高速多通道信號(hào)切換電路、高速AD轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字溫度采集電路、主控制電路、通訊電路和隔離電源電路，高速多通道信號(hào)切換電路連接在傳感器信號(hào)調(diào)理電路與高速AD轉(zhuǎn)換電路之間，其中，
[0009]傳感器信號(hào)調(diào)理電路包括相互連接的一高倍率差分放大器電路和一濾波電路，高倍率差分放大器電路與快速響應(yīng)溫度傳感器連接，高倍率差分放大器電路用于將快速響應(yīng)溫度傳感器輸出的多路熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)由微伏級(jí)放大至適宜采集處理的伏級(jí)，濾波電路用于對(duì)放大后的信號(hào)進(jìn)行濾波；
[0010]高速多通道信號(hào)切換電路包括一 8通道高速切換芯片，8通道高速切換芯片用于將傳感器信號(hào)調(diào)理電路輸出的多路熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)輸出至高速AD轉(zhuǎn)換電路；
[0011]高速AD轉(zhuǎn)換電路包括一高速16位AD轉(zhuǎn)換芯片，高速16位AD轉(zhuǎn)換芯片用于將高速多通道信號(hào)切換電路輸出的多路熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為16位的多路數(shù)字溫度信號(hào)；
[0012]數(shù)字溫度采集電路包括一數(shù)字溫度傳感器，數(shù)字溫度傳感器用于采集多個(gè)溫度探頭與多通道高速溫度采集裝置連接點(diǎn)位置處的溫度并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后輸出至主控制電路；
[0013]主控制電路與高速多通道信號(hào)切換電路和高速AD轉(zhuǎn)換電路連接，用于對(duì)8通道高速切換芯片進(jìn)行時(shí)序控制和溫度通道切換以及對(duì)高速16位AD轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行時(shí)序控制，以采集高速16位AD轉(zhuǎn)換芯片輸出的一時(shí)間段的多路數(shù)字溫度信號(hào)并對(duì)該時(shí)間段的多路數(shù)字溫度信號(hào)的每一路進(jìn)行平均后得到多路平均數(shù)字溫度信號(hào)，并根據(jù)快速響應(yīng)溫度傳感器與多通道高速溫度采集裝置連接點(diǎn)位置處的溫度對(duì)多路平均數(shù)字溫度信號(hào)進(jìn)行矯正后輸出TTL電平信號(hào)；
[0014]通訊電路包括一 TTL轉(zhuǎn)RS232電平轉(zhuǎn)換芯片，通訊電路與主控制電路和計(jì)算機(jī)連接，TTL轉(zhuǎn)RS232電平轉(zhuǎn)換芯片用于將主控制電路輸出的TTL電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為RS232電平信號(hào)，通訊電路進(jìn)一步將轉(zhuǎn)換后的RS232電平信號(hào)輸出至計(jì)算機(jī)；
[0015]隔離電源電路包括相互連接的一隔離電源模塊和一濾波電容，其中，隔離電源模塊與高倍率差分放大器電路連接，用于為高倍率差分放大器電路提供正負(fù)電源。
[0016]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，高倍率差分放大器電路包括一運(yùn)算放大器芯片AD8066。
[0017]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，高速多通道信號(hào)切換電路以最高IMHz的頻率將傳感器信號(hào)調(diào)理電路輸出的多路熱電動(dòng)勢(shì)信號(hào)輸出至高速AD轉(zhuǎn)換電路。
[0018]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，高速多通道信號(hào)切換電路中的8通道高速切換芯片為ADG508F。
[0019]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，高速AD轉(zhuǎn)換電路中的高速16位AD轉(zhuǎn)換芯片為ADS7805U。
[0020]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，數(shù)字溫度采集電路中的數(shù)字溫度傳感器為DS18B20。
[0021]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，主控制電路包括一 8位高速單片機(jī)STC12C5A60S2。
[0022]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，隔離電源電路中的隔離電源模塊為SR12D12。
[0023]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，通訊電路中的TTL轉(zhuǎn)RS232電平轉(zhuǎn)換芯片為MAX232。
[0024]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，溫度探頭的數(shù)目為兩個(gè)，其中一個(gè)溫度探頭設(shè)置在呼吸環(huán)路吸入氣端靠近患者側(cè)的管路上，用于測(cè)定吸入氣體溫度；另一個(gè)溫度探頭設(shè)置在氣管導(dǎo)管直角接頭與熱濕交換器之間，用于測(cè)定呼出氣溫度。
[0025]本發(fā)明提供的用于測(cè)量機(jī)械通氣患者呼出氣溫度的裝置的溫度分辨率為0.0re,精度為0.05°C，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、選材普通、安全可靠、使用方便、易實(shí)施、易操作，所涉及的元器件價(jià)格低廉，性能優(yōu)良，能夠較好的滿足臨床應(yīng)用要求，有著廣闊的市場(chǎng)前景和應(yīng)用潛力。
【附圖說(shuō)明】
[0026]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的測(cè)量機(jī)械通氣患者呼出氣溫度的裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本發(fā)明傳感器信號(hào)調(diào)理電路中的高倍率差分放大器電路的電路圖；
[0029]圖3為本發(fā)明高速多通道信號(hào)切換電路；
[0030]圖4為本發(fā)明高速AD轉(zhuǎn)換電路的電路圖；
[0031]圖5為本發(fā)明通訊電路的電路圖；
[0032]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例的溫度探頭位置示意圖。
[0033]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-快速響應(yīng)溫度傳感器；11