專利名稱：?jiǎn)畏N麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用特定氣體對(duì)特定波長(zhǎng)紅外光波有特定吸收率的現(xiàn)象來檢測(cè)氣體麻醉狀態(tài)下人體呼吸道中各種氣體的實(shí)時(shí)濃度方法和裝置，尤其涉及用不同的透光片和特定的算法檢出不同麻醉氣體類型的方法和裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的氣體類型監(jiān)測(cè)儀的測(cè)量原理一般都是基于非色散紅外光譜分析技術(shù)(NDIR，Non-Dispersive Infrared)，即根據(jù)被測(cè)氣體對(duì)某一波段紅外光的吸收特性，選擇特定波段的紅外光通過氣體樣本，紅外光的衰減量與被測(cè)氣體樣本的濃度近似符合Beer-Lambert定律，麻醉氣體類型檢測(cè)則是利用幾種麻醉氣體都有顯著吸收的幾個(gè)波段(通常是要檢測(cè)出幾種麻醉氣體就選取幾個(gè)波段)，通過檢測(cè)這幾個(gè)波段附近的紅外光的衰減量來判斷麻醉氣體類型。
臨床上常用麻醉氣體(地氟醚(Desflurane)、異氟醚(Isoflurane)、氟烷(Halothane)、七氟醚(Sevoflurane)、氨氟醚(Enflurane))的紅外光吸收范圍較寬，在有吸收的紅外光波長(zhǎng)范圍內(nèi)各種麻醉氣體的吸收光譜集中于7～14μm且相互重疊，通入一種麻醉氣體時(shí)幾個(gè)麻醉氣體檢測(cè)通道都有衰減，使得不能通過單一波段的紅外光衰減量來判斷當(dāng)前使用的麻醉氣體類型。在很多醫(yī)用麻醉氣體檢測(cè)儀器中儀器不能自動(dòng)識(shí)別所通入的麻醉氣體的類型，需要醫(yī)生手動(dòng)輸入麻醉氣體的類型。見美國專利4,914,719、5,046,018、5,231,591。由于氣體類型與各通道的衰減量的對(duì)應(yīng)關(guān)系很難找到，目前通常采用矩陣方程的計(jì)算方法來根據(jù)各個(gè)波長(zhǎng)的測(cè)量信號(hào)計(jì)算并識(shí)別麻醉氣體類型。
美國專利4,914,719、5,046,018、5,231,591所提到的矩陣方程是個(gè)非線性的方程。這樣的非線性方程的求解需要用到N個(gè)測(cè)量信號(hào)的二階以上變量(見專利5,046,018、5,231,591)，而對(duì)于存在多階變量的矩陣方程很難求解。雖然可以通過設(shè)計(jì)特定的濾光片參數(shù)，使矩陣方程變成一個(gè)線性方程后求解(見專利4,914,719)，其計(jì)算步驟是利用N個(gè)特定波段的紅外帶通透光片得到N個(gè)波段的紅外光，這些紅外光照射被測(cè)氣體樣本，紅外傳感器測(cè)量穿過氣體樣本的紅外光強(qiáng)，得到N個(gè)測(cè)量信號(hào)。以N個(gè)測(cè)量信號(hào)做為變量，利用一個(gè)N維矩陣方程計(jì)算被測(cè)氣體樣本中麻醉氣體類型。
現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點(diǎn)是Beer-Lambert定律只適用于單色光。由于透光片有一定的帶寬，難以達(dá)到Beer-Lambert定律對(duì)單色光的要求，非單色光只是近似符合Beer-Lambert定律，導(dǎo)致氣體濃度與紅外光的衰減量的對(duì)數(shù)呈非線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。因此所述的矩陣方程是個(gè)非線性的方程。這樣的非線性方程的求解需要用到N個(gè)測(cè)量信號(hào)的二階以上變量，而對(duì)于存在多階變量的矩陣方程很難求解。解決該問題的方法是設(shè)計(jì)特定的透光片參數(shù)，使矩陣方程變成一個(gè)線性方程后求解。但該透光片參數(shù)的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜，還會(huì)受到生產(chǎn)工藝的限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有自動(dòng)識(shí)別麻醉氣體類型的技術(shù)缺陷而提出單種麻醉氣體類型識(shí)別方法和裝置，為了解決自動(dòng)識(shí)別麻醉氣體類型這一問題，本發(fā)明提出了一種適合于單種麻醉氣體類型自動(dòng)識(shí)別的編碼識(shí)別方法。
在該測(cè)量裝置的最佳實(shí)施例中，利用5個(gè)測(cè)量透光片和1個(gè)參考透光片得到5個(gè)測(cè)量信號(hào)和一個(gè)參考信號(hào)，由此，可以計(jì)算得到不同濃度麻醉氣體通入時(shí)各個(gè)通道的相對(duì)吸收系數(shù)，相對(duì)吸收系數(shù)呈現(xiàn)一定的特征，可以根據(jù)相對(duì)吸收系數(shù)特征進(jìn)行編碼得到麻醉氣體類型識(shí)別的依據(jù)。
根據(jù)比爾-朗勃定律，五個(gè)通道在通氣體時(shí)光強(qiáng)的衰減公式為II0n|=e-kAnCAl×e-kBnCBl×e-kCnCCl×e-kDnCBl×e-kEnCCl]]>在上式中(n＝1～5)，In表示第n個(gè)通道在通氣體時(shí)該通道所測(cè)AD值，I0n表示第n個(gè)通道在沒有通氣體時(shí)該通道所測(cè)AD值，kAnk，kBn，kCn，kDn，kEn分別為五種麻醉氣體在第n個(gè)通道的吸收系數(shù)，是五個(gè)常數(shù)，l為氣室長(zhǎng)度，CA，CB，CC，CD，CE分別為五種麻醉氣體的濃度，因?yàn)闅馐议L(zhǎng)度l和吸收系數(shù)kAnk，kBn，kCn，kDn，kEn都為常數(shù)，所以可定義為
an＝kAn·lbn＝kBn·lcn＝kCn·ldn＝kDn·len＝kEn·l這樣，吸收公式可簡(jiǎn)化為II0n|λn=e-anCA×e-bnCBl×e-cnCCl×e-dnCBl×e-enCCl]]>本發(fā)明解決所述技術(shù)問題通過采用以下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)實(shí)施單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，基于包括紅外光源、微處理器電路、檢測(cè)氣室、紅外傳感器、信號(hào)放大處理電路的測(cè)量裝置，所述方法包括步驟a.在裝置中設(shè)置不少于兩個(gè)紅外透光片T1～Tn，其中一紅外透光片為參考波長(zhǎng)通道透光片，其余紅外透光片為對(duì)各種麻醉氣體均有吸收的不同波長(zhǎng)的透光片；紅外光源依次掃過各透光片，并穿過檢測(cè)氣室，由紅外傳感器進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再由信號(hào)放大處理電路將信號(hào)放大；放大后的信號(hào)經(jīng)微處理器電路A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述信號(hào)經(jīng)數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，消除氣體濃度影響，得到相對(duì)吸收系數(shù)；b.設(shè)定各相對(duì)吸收系數(shù)的閾值和判別方式，若一相對(duì)吸收系數(shù)大于閾值則在編碼字節(jié)中相應(yīng)的位置1，小于閾值則置0；或比較各相對(duì)吸收系數(shù)之間的大小，如某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，則在編碼字節(jié)中相應(yīng)的位置1，反之置0；或某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，并另一特定相對(duì)吸收系數(shù)為最小，則在編碼字節(jié)中相應(yīng)的位置1，反之置0；c.設(shè)定各種麻醉氣體在編碼字節(jié)中所對(duì)應(yīng)的編碼值，微處理器電路根據(jù)編碼字節(jié)不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理。
步驟a所述消除氣體濃度影響，得到相對(duì)吸收系數(shù)，包括a.首先根據(jù)吸收公式得到如下一組公式Ln(I0/I|λ1)＝a1·CA
Ln(I0/I|λ2)＝a2·CALn(I0/I|λn)＝an·CA對(duì)經(jīng)微處理器電路A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算得到一組麻醉氣體在一定濃度、不同光強(qiáng)時(shí)的光濃值((a1～an)·CA)；b.在一組光濃值中選出一不為0的光濃值，被其余光濃值除，從而消掉濃度，得到一組相對(duì)吸收系數(shù)δ1～δn，所述δn＝an/(a1～an)。
步驟b所述比較各相對(duì)吸收系數(shù)之間的大小，如某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，則在編碼字節(jié)中相應(yīng)的位置1，反之置0；或某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，并另一特定相對(duì)吸收系數(shù)為最小，則在編碼字節(jié)中相應(yīng)的位置1，反之置0，包括當(dāng)1通道與2通道的比值δ1為最大時(shí)第一位編碼為1否則為0；即Ifδ1→Max Then Bit0＝1；當(dāng)3通道與2通道的比值δ3為最大時(shí)第二位編碼為1否則為0；即Ifδ3→Max Then Bit1＝1；當(dāng)2通道與2通道的比值δ2為最大時(shí)第三位編碼為1否則為0；即Ifδ2→Max Then Bit2＝1；當(dāng)4通道與2通道的比值δ4大于1時(shí)第四位編碼為1否則為0；即Ifδ4＞＝1 Then Bit3＝1；當(dāng)5通道與2通道的比值δ5大于0.2，并且4通道與2通道的比值δ4接近于0時(shí)，第五位編碼為1否則為0；即Ifδ5＞0.2 And δ4→0 Then Bit4＝1。
步驟c所述微處理器電路根據(jù)編碼字節(jié)不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括當(dāng)編碼字節(jié)Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

此時(shí)為氟烷當(dāng) 編碼字節(jié)Bit7Bit6 Bit5 Bit4 Bit3Bit2Bit1 Bit0

此時(shí)為七氟醚當(dāng) 編碼字節(jié)Bit7 Bit6 Bit5Bit4 Bit3Bit2Bit1 Bit0

此時(shí)為地氟醚當(dāng)編碼字節(jié)Bit7 Bit6Bit5Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

此時(shí)為氨氟醚當(dāng) 編碼字節(jié)Bit7Bit6Bit5 Bit4 Bit3Bit2 Bit1 Bit0

此時(shí)為異氟醚所述編碼字節(jié)各編碼結(jié)果的最終獲得都是采樣n次，并將n次結(jié)果取平均值后得到的，所述n＞2并且＜32；最佳n＞4并且＜16。
步驟c所述設(shè)置n個(gè)紅外透光片，其中一紅外透光片為參考波長(zhǎng)通道透光片，其余紅外透光片為對(duì)各種麻醉氣體均有吸收的不同波長(zhǎng)的透光片；包括通道T1λ1＝8.37μm通道T2λ2＝8.55μm
通道T3λ3＝8.75μm通道T4λ4＝9.62μm通道T5λ5＝12.3μm通道Tnλr＝10.5μm(參考通道)步驟c所述微處理器電路根據(jù)編碼字節(jié)不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理。包括a.將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器上顯示；b.將所判定的麻醉氣體名稱數(shù)據(jù)通過通訊接口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
本發(fā)明按照上述方法設(shè)計(jì)制造單種麻醉氣體類型測(cè)量的裝置，包括紅外光源、微處理器電路、檢測(cè)氣室、紅外傳感器、信號(hào)放大處理電路、顯示器和鍵盤，其特征在于還包括透光片輪，所述透光片輪上有不少于兩個(gè)紅外透光片。
所述透光片輪上紅外透光片通道T1λ1＝8.37μm通道T2λ2＝8.55μm通道T3λ3＝8.75μm通道T4λ4＝9.62μm通道T5λ5＝12.3μm通道Tnλr＝10.5μm(參考通道)。
其中通道Tn與通道T1～T5中任一通道組合進(jìn)行檢測(cè)。
所述透光片輪連接電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路連接微處理器電路；所述紅外光源的安裝位置是其軸線穿過紅外透光片、再穿過檢測(cè)氣室，并與紅外傳感器的軸線重合；微處理器電路將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器上顯示；或微處理器電路將所判定的麻醉氣體名稱數(shù)據(jù)通過通訊接口傳輸?shù)缴衔粰C(jī)；或既將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器上顯示，同時(shí)也通過通訊接口將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明提出的麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法可以準(zhǔn)確地判別出麻醉氣體類型，且易于實(shí)現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明麻醉氣體類型編碼識(shí)別裝置的構(gòu)成框圖；圖2是6通道透光片波長(zhǎng)和氣體特性曲線示意圖；圖3是編碼字節(jié)構(gòu)成示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及最佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳盡的描述。
如圖1～3所示實(shí)施單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，基于包括紅外光源10、微處理器電路80、檢測(cè)氣室50、紅外傳感器60、信號(hào)放大處理電路70的測(cè)量裝置，所述方法包括步驟a.在裝置中設(shè)置不少于兩個(gè)紅外透光片T1～Tn，其中一紅外透光片為參考波長(zhǎng)通道透光片，其余紅外透光片為對(duì)各種麻醉氣體均有吸收的不同波長(zhǎng)的透光片；紅外光源10依次掃過各透光片T1～Tn，并穿過檢測(cè)氣室50，由紅外傳感器60進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再由信號(hào)放大處理電路70將信號(hào)放大；放大后的信號(hào)經(jīng)微處理器電路80A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述信號(hào)經(jīng)數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，消除氣體濃度影響，得到相對(duì)吸收系數(shù)；b.設(shè)定各相對(duì)吸收系數(shù)的閾值和判別方式，若一相對(duì)吸收系數(shù)大于閾值則在編碼字節(jié)180中相應(yīng)的位置1，小于閾值則置0；或比較各相對(duì)吸收系數(shù)之間的大小，如某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，則在編碼字節(jié)180中相應(yīng)的位置1，反之置0；或某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，并另一特定相對(duì)吸收系數(shù)為最小，則在編碼字節(jié)180中相應(yīng)的位置1，反之置0；c.設(shè)定各種麻醉氣體在編碼字節(jié)180中所對(duì)應(yīng)的編碼值，微處理器電路80根據(jù)編碼字節(jié)180不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理。
步驟a所述消除氣體濃度影響，得到相對(duì)吸收系數(shù)，包括1.首先根據(jù)吸收公式得到一組公式Ln(I0/I|λ1)＝a1·CALn(I0/I|λ2)＝a2·CALn(I0/I|λn)＝an·CA對(duì)經(jīng)微處理器電路80A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算得到一組麻醉氣體在一定濃度、不同光強(qiáng)時(shí)的光濃值((a1～an)·CA)；2.在一組光濃值中選出一不為0的光濃值，被其余光濃值除，從而消掉濃度得到一組相對(duì)吸收系數(shù)δ1～δn，所述δn＝an/(a1～an)。
步驟b所述比較各相對(duì)吸收系數(shù)之間的大小，如某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，則在編碼字節(jié)180中相應(yīng)的位置1，反之置0；或某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，并另一特定相對(duì)吸收系數(shù)為最小，則在編碼字節(jié)180中相應(yīng)的位置1，反之置0，包括當(dāng)1通道與2通道的比值δ1為最大時(shí)第一位編碼為1否則為0；即If δ1→Max Then Bit0＝1；當(dāng)3通道與2通道的比值δ3為最大時(shí)第二位編碼為1否則為0；即If δ3→Max Then Bit1＝1；當(dāng)2通道與2通道的比值δ2為最大時(shí)第三位編碼為1否則為0；即If δ2→Max Then Bit2＝1；當(dāng)4通道與2通道的比值δ4大于1時(shí)第四位編碼為1否則為0；即If δ4＞＝1 ThenBit3＝1；當(dāng)5通道與2通道的比值δ5大于0.2，并且4通道與2通道的比值δ4接近于0時(shí)，第五位編碼為1否則為0；即If δ5＞0.2 And δ4→0 Then Bit4＝1。
步驟c所述微處理器電路80根據(jù)編碼字節(jié)180不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括當(dāng) 編碼字節(jié)180Bit7 Bit6Bit5Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

此時(shí)為氟烷當(dāng) 編碼字節(jié)180Bit7Bit6Bit5Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

此時(shí)為七氟醚當(dāng) 編碼字節(jié)180Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

此時(shí)為地氟醚當(dāng) 編碼字節(jié)180Bit7Bit6 Bit5 Bit4 Bit3 Bit2 Bit1 Bit0

此時(shí)為氨氟醚當(dāng) 編碼字節(jié)180Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3Bit2Bit1Bit0

此時(shí)為異氟醚所述編碼字節(jié)180各次字節(jié)編碼結(jié)果的最終獲得都是采樣n次，并將n次結(jié)果取平均值后得到的，所述n＞2并且＜32；在最佳實(shí)施例中n＞4并且＜16步驟c所述設(shè)置n個(gè)紅外透光片T1～Tn，其中一紅外透光片為參考波長(zhǎng)通道透光片，其余紅外透光片為對(duì)各種麻醉氣體均有吸收的不同波長(zhǎng)的透光片；包括通道T1λ1＝8.37μm通道T2λ2＝8.55μm通道T3λ3＝8.75μm
通道T4λ4＝9.62μm通道T5λ5＝12.3μm通道Tnλr＝10.5μm(參考通道)其中通道Tn與通道T1～T5中任一通道組合進(jìn)行檢測(cè)。
如圖2所示從五種麻醉氣體的吸收譜線來看，五種麻醉氣體在五個(gè)通道的吸收系數(shù)是不一樣的，因此相對(duì)5個(gè)通道的5組相對(duì)吸收系數(shù)即5個(gè)通道相對(duì)與其中一個(gè)通道的吸收系數(shù)比值是不一樣的?？梢愿鶕?jù)這5組相對(duì)吸收系數(shù)中的一組或幾組的組合來進(jìn)行麻醉氣體類型的識(shí)別，從而消除各麻醉氣體吸收光譜互相耦合帶來的影響，準(zhǔn)確地識(shí)別出麻醉氣體的類型。各組相對(duì)吸收系數(shù)的組合方法可以有很多種，通過實(shí)踐，編碼方法都能準(zhǔn)確識(shí)別麻醉氣體類型。
Δλ為濾光片的通帶寬度為90nm。
在通入氨氟醚(Enflurane)時(shí)3通道相對(duì)2通道的相對(duì)吸收系數(shù)最大；在通入異氟醚(Isoflurane)時(shí)通道2對(duì)通道2的相對(duì)吸收系數(shù)最大；在通入氟烷(Halothane)時(shí)通道5相對(duì)通道2的相對(duì)吸收系數(shù)，經(jīng)驗(yàn)證通氟烷(Halothane)時(shí)第5通道與2通道的比值在0.5左右而其他麻醉氣體則不會(huì)高于0.1。所以只要5通道與2通道的比值大于一定的比值就可判斷有氟烷(Halothane)出現(xiàn)。
在通入七氟醚(Sevoflurane)時(shí)1通道相對(duì)2通道的相對(duì)吸收系數(shù)最大；七氟醚(Sevoflurane)在第4通道處的吸收系數(shù)比第2通道的吸收系數(shù)大，而其他氣體在這個(gè)波段的吸收系數(shù)則比第2通道的吸收系數(shù)小，所以只有在七氟迷出現(xiàn)時(shí)，第4通道與2通道的比值才大于1，于是七氟醚(Sevoflurane)的存在可以通過這一特征的檢測(cè)來進(jìn)行識(shí)別，只要滿足這一條件的麻醉氣體類型為七氟醚(Sevoflurane)，而不是其他氣體。
在通入地氟醚(Desflurane)時(shí)1通道相對(duì)2通道的相對(duì)吸收系數(shù)最大；地氟醚(Desflurane)的識(shí)別不僅需要采用1通道相對(duì)2通道相對(duì)吸收系數(shù)的最大值作為編碼依據(jù)，也需要聯(lián)合9.62um第4通道相對(duì)通道2的相對(duì)吸收系數(shù)的特征進(jìn)行識(shí)別。1通道相對(duì)2通道相對(duì)吸收系數(shù)最大是通入的氣體可能是七氟醚(Sevoflurane)或地氟醚(Desflurane)；第4通道相對(duì)通道2的相對(duì)吸收系數(shù)大于1時(shí)通入的氣體為七氟醚(Sevoflurane)；而當(dāng)1通道相對(duì)2通道相對(duì)吸收系數(shù)最大，并且第4通道相對(duì)通道2的相對(duì)吸收系數(shù)不大于1時(shí)才能判斷通入的麻醉氣體的類型是地氟醚(Desflurane)。
根據(jù)麻醉氣體的吸收譜選擇幾種合適的波段，分別測(cè)量每種麻醉氣體在這幾個(gè)波段的光強(qiáng)衰減量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果先進(jìn)行處理，計(jì)算得到各個(gè)通道的相對(duì)吸收系數(shù)，根據(jù)相對(duì)吸收系數(shù)的特點(diǎn)，對(duì)幾個(gè)通道的相對(duì)吸收系數(shù)按照一定的規(guī)則進(jìn)行編碼，不同的氣體對(duì)應(yīng)不同的編碼，這樣就可以根據(jù)不同的編碼識(shí)別出不同類型的麻醉氣體。
步驟c所述微處理器電路80根據(jù)編碼字節(jié)180不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理。包括a.將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器150上顯示；b.將所判定的麻醉氣體名稱數(shù)據(jù)通過通訊接口170傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
本發(fā)明還可以通過以下的技術(shù)方案進(jìn)一步得到實(shí)施。
設(shè)計(jì)制造單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的裝置，包括紅外光源10、微處理器電路80、檢測(cè)氣室50、紅外傳感器60、信號(hào)放大處理電路70、顯示器150和鍵盤160，尤其是還包括透光片輪30，所述透光片輪30上有n個(gè)紅外透光片T1～Tn。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，所述透光片輪30上n個(gè)紅外透光片T1～Tn是6個(gè)，通道T1λ1＝8.37μm通道T2λ2＝8.55μm通道T3λ3＝8.75μm通道T4λ4＝9.62μm通道T5λ5＝12.3μm通道T6λr＝10.5μm(參考通道)。
如圖1所示所述透光片輪30聯(lián)結(jié)電動(dòng)機(jī)20，電動(dòng)機(jī)20接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路110，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路110連接微處理器電路80；所述紅外光源10的安裝位置是其軸線穿過紅外透光片T1～Tn、再穿過檢測(cè)氣室50，并與紅外傳感器60的軸線重合；微處理器電路80將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器150上顯示；或微處理器電路80將所判定的麻醉氣體名稱數(shù)據(jù)通過通訊接口170傳輸?shù)缴衔粰C(jī)；或既將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器150上顯示，同時(shí)也通過通訊接口170將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
由圖1可知，測(cè)量波段和參考波段紅外光穿過檢測(cè)氣室中的被測(cè)氣體后，被紅外傳感器60探測(cè)，分別得到測(cè)量信號(hào)和參考信號(hào)。其中測(cè)量信號(hào)的強(qiáng)度隨著被測(cè)氣體中麻醉氣體類型變化而變化，參考信號(hào)不隨麻醉氣體類型變化而變化。將測(cè)量信號(hào)與參考信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大處理電路70送入微處理器電路80進(jìn)行相應(yīng)的處理得到麻醉氣體的類型。檢測(cè)氣室50中的氣體由氣泵100從病人呼吸氣體中連續(xù)抽取小樣本的采樣氣體，并送入檢測(cè)氣室50中。在氣體進(jìn)入采樣氣室50的氣路中通過流速檢測(cè)電路130檢測(cè)實(shí)時(shí)的抽氣速率，并由微處理器電路80通過氣泵控制電路140控制氣泵100的抽氣速度，達(dá)到穩(wěn)定采樣氣體抽氣速度的目的。
鍵盤160用于輸入操作指令。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路110在最佳實(shí)施例中用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。三通閥控制電路120的輸入接入微處理器電路80中。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利提出的組合編碼的識(shí)別麻醉氣體類型的方法可以很準(zhǔn)確地識(shí)別出混合麻醉氣體中的麻醉氣體類型，該識(shí)別使用的軟件算法非常簡(jiǎn)單，降低了檢測(cè)設(shè)備的軟件復(fù)雜度和成本，為計(jì)算麻醉氣體濃度打下基礎(chǔ)。
權(quán)利要求
1.單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，基于包括紅外光源(10)、微處理器電路(80)、檢測(cè)氣室(50)、紅外傳感器(60)、信號(hào)放大處理電路(70)的測(cè)量裝置，其特征在于，所述方法包括步驟a.在裝置中設(shè)置不少于兩個(gè)的紅外透光片(T1～Tn)，其中一紅外透光片為參考波長(zhǎng)通道透光片，其余紅外透光片為對(duì)各種麻醉氣體均有吸收的不同波長(zhǎng)的透光片；紅外光源(10)掃過各透光片(T1～Tn)，并穿過檢測(cè)氣室(50)，由紅外傳感器(60)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，再由信號(hào)放大處理電路(70)將信號(hào)放大；放大后的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，所述信號(hào)經(jīng)數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，消除氣體濃度影響，得到相對(duì)吸收系數(shù)；b.設(shè)定各相對(duì)吸收系數(shù)的閾值和判別方式，若一相對(duì)吸收系數(shù)大于閾值則在編碼字節(jié)(180)中相應(yīng)的位置1，小于閾值則置0；或比較各相對(duì)吸收系數(shù)之間的大小，如某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，則在編碼字節(jié)(180)中相應(yīng)的位置1，反之置0；或某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，并另一特定相對(duì)吸收系數(shù)為最小，則在編碼字節(jié)(180)中相應(yīng)的位置1，反之置0；c.設(shè)定各種麻醉氣體在編碼字節(jié)(180)中所對(duì)應(yīng)的編碼值，根據(jù)編碼字節(jié)(180)不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，其特征在于步驟a所述消除氣體濃度影響，得到相對(duì)吸收系數(shù)，包括a.首先根據(jù)一組公式Ln(I0/I|λ1)＝a1·CALn(I0/I|λ2)＝a2·CALn(I0/I|λn)＝an·CA對(duì)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算得到一組麻醉氣體在一定濃度、不同光強(qiáng)時(shí)的光濃值((a1～an)·CA)；b.在一組光濃值中選出一不為0的光濃值，被其余光濃值除，從而消掉濃度，得到一組相對(duì)吸收系數(shù)δ1～δn，所述δn＝an/(a1～an)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，其特征在于步驟b所述比較各相對(duì)吸收系數(shù)之間的大小，如某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，則在編碼字節(jié)(180)中相應(yīng)的位置1，反之置0；或某相對(duì)吸收系數(shù)為最大，并另一特定相對(duì)吸收系數(shù)為最小，則在編碼字節(jié)(180)中相應(yīng)的位置1，反之置0，包括當(dāng)1通道與2通道的比值δ1為最大時(shí)第一位編碼為1否則為0；即 Ifδ1→Max Then Bit0＝1；當(dāng)3通道與2通道的比值δ3為最大時(shí)第二位編碼為1否則為0；即 Ifδ3→Max Then Bit1＝1；當(dāng)2通道與2通道的比值δ2為最大時(shí)第三位編碼為1否則為0；即 Ifδ2→Max Then Bit2＝1；當(dāng)4通道與2通道的比值δ4大于1時(shí)第四位編碼為1否則為0；即 Ifδ4＞＝1 Then Bit3＝1；當(dāng)5通道與2通道的比值δ5大于0.2，并且4通道與2通道的比值δ4接近于0時(shí)，第五位編碼為1否則為0；即 Ifδ5＞0.2 And δ4→O Then Bit4＝1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，其特征在于步驟c所述微處理器電路(80)根據(jù)編碼字節(jié)(180)不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理，包括當(dāng)編碼字節(jié)(180)Bit7 Bit6Bit5 Bit4 Bit3Bit2 Bit1 Bit0
此時(shí)為氟烷當(dāng)編碼字節(jié)(180)Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3Bit2 Bit1 Bit0
此時(shí)為七氟醚當(dāng)編碼字節(jié)(180)Bit7 Bit6 Bit5 Bit4 Bit3Bit2 Bit1 Bit0
此時(shí)為地氟醚當(dāng)編碼字節(jié)(180)Bit7 Bit6 Bit5 Bit4Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
此時(shí)為氨氟醚當(dāng)編碼字節(jié)(180)Bit7Bit6 Bit5 Bit4Bit3 Bit2 Bit1 Bit0
此時(shí)為異氟醚。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，其特征在于所述編碼字節(jié)(180)各編碼結(jié)果的最終獲得都是采樣n次，并將n次結(jié)果取平均值后得到的，所述n＞4并且＜16。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，其特征在于步驟c所述設(shè)置n個(gè)紅外透光片(T1～Tn)，其中一紅外透光片為參考波長(zhǎng)通道透光片，其余紅外透光片為對(duì)各種麻醉氣體均有吸收的不同波長(zhǎng)的透光片；包括通道T1λ1＝8.37μm通道T2λ2＝8.55μm通道T3λ3＝8.75μm通道T4λ4＝9.62μm通道T5λ5＝12.3μm通道Tnλr＝10.5μm(參考通道)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法，其特征在于步驟c所述根據(jù)編碼字節(jié)(180)不同的編碼值甄別不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理。包括a.將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器(150)上顯示；b.將所判定的麻醉氣體名稱數(shù)據(jù)通過通訊接口(170)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
8.單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的裝置，包括紅外光源(10)、微處理器電路(80)、檢測(cè)氣室(50)、紅外傳感器(60)、信號(hào)放大處理電路(70)、顯示器(150)和鍵盤(160)，其特征在于還包括透光片輪(30)，所述透光片輪(30)上有不少于兩個(gè)的紅外透光片(T1～Tn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的裝置，其特征在于所述透光片輪(30)上紅外透光片(T1～Tn)通道T1λ1＝8.37μm通道T2λ2＝8.55μm通道T3λ3＝8.75μm通道T4λ4＝9.62μm通道T5λ5＝12.3μm通道Tnλr＝10.5μm(參考通道)其中通道Tn與通道T1～T5中任一通道組合進(jìn)行檢測(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的裝置，其特征在于所述透光片輪(30)聯(lián)結(jié)電動(dòng)機(jī)(20)，電動(dòng)機(jī)(20)接電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(110)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路(110)連接微處理器電路(80)；所述紅外光源(10)的安裝位置是其軸線穿過紅外透光片(T1～Tn)、再穿過檢測(cè)氣室(50)，并與紅外傳感器(60)的軸線重合；微處理器電路(80)將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器(150)上顯示；或微處理器電路(80)將所判定的麻醉氣體名稱數(shù)據(jù)通過通訊接口(170)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)；或既將所判定的麻醉氣體名稱在顯示器(150)上顯示，同時(shí)也通過通訊接口(170)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)。
全文摘要
單種麻醉氣體類型編碼識(shí)別的方法和裝置，包括a.在裝置中設(shè)置不少于兩個(gè)的紅外透光片(T1～Tn)，其中一紅外透光片為參考波長(zhǎng)通道透光片，其余紅外透光片為對(duì)各種麻醉氣體均有不同波長(zhǎng)吸收的透光片；獲取的信號(hào)經(jīng)數(shù)學(xué)運(yùn)算處理，消除氣體濃度影響，得到相對(duì)吸收系數(shù)；b.設(shè)定各相對(duì)吸收系數(shù)的閾值和判別方式，在編碼字節(jié)(180)中相應(yīng)的位置1或置0；c.設(shè)定各種麻醉氣體在編碼字節(jié)(180)中所對(duì)應(yīng)的編碼值，甄別出不同的麻醉氣體，進(jìn)行相應(yīng)的處理；本發(fā)明的麻醉氣體類型編碼識(shí)別方法可以準(zhǔn)確地判別出麻醉氣體類型，且易于實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1877304SQ20051003526
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2005年6月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月10日
發(fā)明者李新勝, 周慧玲, 張偉, 葉繼倫 申請(qǐng)人:深圳邁瑞生物醫(yī)療電子股份有限公司