基于aduc848氦氧循环通气装置的研制

《基于aduc848氦氧循环通气装置的研制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于ADuC848氦氧循环通气装置的研制北京卫生学校影像教研室陈雅楠摘要：本文从治疗呼吸衰竭的途径入手，提出了使用氦气和氧气混合气体的通气方式，介绍了基于ADuC848开发的氦氧循环通气装置，通过测量气路中压力、氧浓度、温度等信号，从而对氧气、氦气的输出实现PID控制，重点对通气装置中电子测控单元进行了详细的分析。关键词：氦氧循环通气装置ADuC848压力氧浓度PIDTheDevelopmentoftherespiratorofrecycledusinghelioxBasedonADuC848Abstract:Themethodofbreathinghelioxispresen

2、tedfromstartingwiththetreatmentoftherespiratoryfailure.ThepaperintroducestherespiratorofrecycledusinghelioxbasedonADuC848,bytestingthesignalincludingpressure,O2percentandtemperatureintheairway,itcanrealizethePIDcontrollingHeandO2,andfocusesonanalyzingtheelectronicmeasureandcontrolunit.KeyWor

3、ds:respiratorofrecycledusinghelioxADuC848pressureO2percentPID1前言呼吸衰竭是临床常见的危重症之一，发病急，死亡率高，寻找有效的治疗途径是目前国内外研究的重点。呼吸支持技术（包括无创和有创通气）作为救治呼吸衰竭的最主要手段，目前已广泛应用于临床内、外、急诊等各个科室，为挽救患者的生命、尽早康复起到了不可替代的作用。[1,2]传统的呼吸机通常采用氮（N2）、氧（O2）正压通气方式，很难避免容积、气压伤。氦气（He）是一种小分子惰性气体，与氧混合形成的氦氧混合气体具有降低气道压、促进氧气向肺泡弥散及二氧化碳排除的特点，可减

4、少机械通气并发症[3]。因此我们根据麻醉机的原理研究出氦氧循环通气装置，既可以利用呼吸机提供动力，又可由患者吸气触发。2系统设计及实现该装置通过电子混合器将He—O2气体混合后再接入呼吸机的空气和氧气输入端。呼吸机呼出的混合气体（含有He、O2、CO2和水蒸气）经过除水、CO2清除、细菌过滤和新鲜He补充等过程加压后提供给电子混合器，电子混合器的另一端接新鲜O2，并在其输出端连续监测混合后的氧气浓度，使其能够按预期设定的治疗O2浓度自动混合，实现呼吸机的He—O2通气，并根据He在体内不被吸收的物理特性经该装置完成循环使用。本装置原理示意图如图1所示。图1氦氧循环装置原理图Fi

5、g1theprincipleoftherespiratorofrecycledusingheliox该装置主要由气路单元和电子测控单元两部分构成，下面着重对电子测控单元做出详尽设计介绍。2.1电子测控单元设计及实现该测控单元是整个氦氧循环通气装置中的核心部分，它通过对气路中气体的压力、氧浓度、温度等信号检测从而对气路中的氦气和氧气进行实时控制。该电子测控单元的总体结构图如图2所示。图2总体结构框图Fig2Hardwaresystem整个电子测控单元主要分为四部分：模拟输入模块：包括起控制作用的缓冲罐内的氧气浓度、压力、温度及呼出口压力；控制输出模块：包括2个比例阀、1个12V开

6、关阀、1个交流220V开关阀、1个继电器；键盘及LED显示模块：包括用于用户操作的薄膜键盘及显示所有相关气路参数。安全装置模块：包括使用溢气活瓣保证病人输出端压力不至太高；设计空气回路可保证氧气回路出现问题时，可以切换到空气支路。2.1.1模拟输入模块（1）传感器压力信号的测量选用IC-SENSER公司的1220型压力传感器。1220是通用的低功耗、固态性压阻式压力传感器，其可靠性高，具有良好的一致性和互换性，可以对差压、表压进行测量并且带有温度补偿。本装置选用（0—1）Psi、（0—2）Psi和（0—100）Psi三种量程的压力传感器，非线性为0.1%，响应时间为1ms。温度

7、信号的测量选用HEL—776—U型（1000Ω）铂电阻。测温范围为（-40—150）℃,最大误差不超过0.5℃,线性为0.1%,响应时间为0.5s.氧浓度传感器选用CityTechnology的MOX-2型医用电化学氧浓度传感器，输出范围（9—13）mV，线性反应、量程在0-100%，响应时间10S，使用寿命1年。（2）放大电路分别对气路中压力、温度、氧浓度信号进行放大、调零、滤波等操作。Hit1220压力传感器及氧浓度传感器输出为毫伏级信号，需要设计前置放大电路，其应满足高输入阻抗，高共模