基于人工智能的呼吸麻醉机[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号(10)授权公告号 CN 203694332 U(45)授权公告日 2014.07.09

(21)申请号 201420066539.2(22)申请日 2014.02.17

(73)专利权人江西科技学院

地址330098 江西省南昌市青山湖区瑶湖高

校园区(72)发明人黄根勇 蔡军(51)Int.Cl.

A61M 16/10(2006.01)A61M 16/01(2006.01)

权利要求书1页 说明书3页 附图1页权利要求书1页 说明书3页 附图1页

(54)实用新型名称

基于人工智能的呼吸麻醉机(57)摘要

本实用新型公开了一种基于人工智能的呼吸麻醉机，它涉及医疗器械领域。它包括气动压力传感器、第一有源滤波器、AD转换器、计算机系统、第二有源滤波器、流量传感器，气动压力传感器通过第一有源滤波器与AD转换器的输入端相连，流量传感器通过第二有源滤波器与AD转换器的输入端相连，AD转换器与计算机系统相连。本实用新型集成多种传感器，增强呼吸麻醉机的智能程度，并改善系统的稳定性。

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权 利 要 求 书

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1.基于人工智能的呼吸麻醉机，其特征在于，包括气动压力传感器(1)、第一有源滤波器(2)、AD转换器(3)、计算机系统(4)、第二有源滤波器(5)、流量传感器(6)，气动压力传感器(1)通过第一有源滤波器(2)与AD转换器(3)的输入端相连，流量传感器(6)通过第二有源滤波器(5)与AD转换器(3)的输入端相连，AD转换器(3)与计算机系统(4)相连。

2.根据权利要求1所述的基于人工智能的呼吸麻醉机，其特征在于，所述的AD转换器(3)为十二位A/D转换器。

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说 明 书

基于人工智能的呼吸麻醉机

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技术领域

[0001]

本实用新型涉及的是医疗器械领域，具体涉及一种基于人工智能的呼吸麻醉机。

背景技术

在现代临床医学中，呼吸麻醉机作为一项能人工替代自主通气功能的有效手段，

已普遍用于各种原因所致的呼吸衰竭、大手术期间的麻醉呼吸管理、呼吸支持治疗和急救复苏中，在现代医学领域内占有十分重要的位置。呼吸麻醉机是一种能够起到预防和治疗呼吸衰竭，减少并发症，挽救及延长病人生命的至关重要的医疗设备。从呼吸麻醉机的智能化、实时性和稳定性出发，研究和实现基于人工智能系统的呼吸麻醉机实时控制系统设备。[0003] 国内呼吸麻醉机从诞生到现在已经有了很大的发展，但是目前还存在一些不足之处，国内呼吸麻醉机都是在消化吸收国外先进呼吸麻醉机的基础上，结合我国国情设计生产的一系列高、中、低档呼吸麻醉机，然而高档呼吸麻醉机很少；随着机械电子技术和医疗器械的发展，对呼吸麻醉机的性能提出了更高的要求，人工智能在呼吸麻醉机的应用中已发展到一个新的阶段, 智能控制理论研制开发越来越广泛,人工智能化呼吸麻醉机应用也将越发普及。

[0002]

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种基于人工智能的呼

吸麻醉机，增强呼吸麻醉机的智能程度，并改善系统的稳定性。[0005] 为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：基于人工智能的呼吸麻醉机，包括气动压力传感器、第一有源滤波器、AD转换器、计算机系统、第二有源滤波器、流量传感器，气动压力传感器通过第一有源滤波器与AD转换器的输入端相连，流量传感器通过第二有源滤波器与AD转换器的输入端相连，AD转换器与计算机系统相连。[0006] 所述的AD转换器为十二位A/D转换器。[0007] 本实用新型在现有硬件系统平台中，集成更多种类的传感器，使呼吸机能够获得更多的患者状态和环境信息。综合多种全面的传感器更有利于设备控制策略的形成，增强呼吸麻醉机的智能程度，并改善系统的稳定性；改善人机界面,由于新呼吸模式的引入,图形界面也要相应的增加内容，并且在人机接口方面可以添加触摸屏,配合图形界面使用。

[0004]

附图说明

[0008] 下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；[0009] 图1为本实用新型的结构示意图；

[0010] 图2为本实用新型的呼吸机通气设备驱动电路图。具体实施方式

[0011]

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面

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说 明 书

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结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。[0012] 参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：基于人工智能的呼吸麻醉机，包括气动压力传感器1、第一有源滤波器2、AD转换器3、计算机系统4、第二有源滤波器5、流量传感器6，气动压力传感器1通过第一有源滤波器2与AD转换器3的输入端相连，流量传感器6通过第二有源滤波器5与AD转换器3的输入端相连，AD转换器3与计算机系统4相连。

[0013] 值得注意的是，所述的AD转换器3为十二位A/D转换器。

[0014] 本具体实施方式采用嵌入式系统设计方案,气道压力传感器采用Honeywell公司生产的40PC系列微压传感器，检测呼吸压力范围为±1psi，它将呼吸通道内的供气与呼吸压信号转换为电压信号，通过8阶开关电容低通有源滤波器MAX7401，滤除杂波及干扰信号后，送往控制系统内12位A/D转换输入端，由人工智能系统据此压力信号值再按用户设定的工作方式进行控制。采用Honeywell公司生产的大流量气体质量传感器，该传感器测量流量大，体积小、精度高，且内部含放大、线性修正，温度补偿和气体标定等功能。为高精度地控制各种呼吸方式提供保证。流量传感器输出的电压信号经有源滤波后，也送往控制系统内 A/D 输入端供专用计算机系统采集和处理。硬件由PXA270处理器，传感器信号放大电路，AD采样电路，参数输入模块和液晶屏组成，呼吸麻醉机控制软件软件采用Linux嵌入式实时操作系统,保障执行器件的实时性,达到实时控制要求，而采用操作系统的多个进程实现多种呼吸模式:嵌入式操作系统的使用使得控制软件结构清晰，数据通信更加可靠,大大提高了软件的健壮性和可读性,同时减轻了软件开发难度和软件维护工作，图形界面开发以QT图形库为基础,将呼吸麻醉机的各种运行参数以数值和曲线的方式显示在液晶屏上,并且配合输入模块完成工参数设定。[0015] 全面的通气模式，全程支持患者的自主呼吸。双水平气道正压，解决了机械通气和人机对抗的问题；自动容量功能，保证以最低的压力输送需要的潮气量，解决了人机对抗问题。且监测全面，能够监测容量、压力、频率、流速和通气情况。脱机功能卓越，BIPAP通气和脱机模式，在任何时候都给予病人充分的呼吸自由，不仅减少了镇静剂的使用和通气创伤的发生，还增加了病人自动产生自主呼吸的能力。在呼吸麻醉机控制器中加入多轴陀螺仪以及多维力传感器等环境感知设备,通过多传感器信息融合,增强呼吸麻醉机的适应性和抗干扰性更强。

[0016] 界面功能强大，可选择的趋势图，呼吸环，测量数值，呼吸曲线，记录本都能在呼吸麻醉机那宽大的显示屏上显示出来，功能强大的触摸屏将高度灵活的操作和按键以及旋钮功能结合在了一起，操作简易方便。因此控制台需要显示的参数包括以下几类:[0017] 1.氧浓度、分钟气量和气道压力,这三个量在每次呼吸结束后更新一次。[0018] 2.息音、叹息和复位,这三个为开关量,只要键盘按下相应按键,屏幕上相应位置背景色变为红色。

[0019] 3.累积运行时间,每一分钟加……

[0020] 4.呼吸频率!潮气量!吸呼比!压力上限和压力下限,这些为工作参数,在参数确认改后更新,参数调整过程中数值保持不变。

[0021] 5.更新压力!容量和流量三条曲线,每秒钟更新25次。

[0022] 6.参数设定菜单,设定的参数从上至下依次为:潮气量!呼吸频率、吸呼比、压力

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说 明 书

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下限、压力上限和叹息。

[0023] 7.报警信息,例如管道脱落!高压报警等,在屏幕的最下方显示。[0024] 8.开关机画面。

[0025] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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说 明 书 附 图

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图1

图2

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