專利名稱：一種單片機控制的術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及外科手術(shù)輔助設(shè)備，特別是用單片機控制的術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置。
在外科手術(shù)中，由于病人身體裸露，手術(shù)室溫度又較低，一般僅20℃左右，因而病人本身熱量的散失是不可避免的。同時，病人在麻醉狀態(tài)下，代謝緩慢，自身產(chǎn)熱減少，因而病人在術(shù)中體溫下降也是必然的結(jié)果。尤其對于熱量散失多、時間長的大手術(shù)，病人的體溫下降較多，若不采取特殊措施，病人體溫?？上陆抵?3℃左右，這對病人術(shù)后蘇醒極為不利，甚至可造成手術(shù)失敗。另外，在某些手術(shù)，如心臟瓣膜手術(shù)中，常常要求低溫麻醉，而在手術(shù)基本完成后又要使病人的體溫較快地恢復(fù)，以利于病人的蘇醒。目前，對于術(shù)中體溫下降問題常采用下列措施1.提高手術(shù)室的溫度，這固然能減少病人熱量的丟失，但對于手術(shù)操作者極為不利，無疑會使操作者體力消耗加大，而且手術(shù)室的溫度也不可能提得太高，所以這種辦法并不能根本解決病人體溫下降問題，只能是不得已而為之的權(quán)宜手段。2.若術(shù)中病人的血液有一部分體外循環(huán)，則可在體外循環(huán)時給血液加熱，以補充一部分熱量，顯然這部分熱量的補充是有限的，而實際上也只有極少數(shù)的手術(shù)才有這種體外循環(huán)。3.應(yīng)急的輔助方法，例如用熱水袋或一般的電熱褥給病人加熱補充熱量。這種方法對減少體溫下降有一定效果，對于經(jīng)低溫麻醉后恢復(fù)體溫也有一定幫助，但其中的弊端顯而易見。熱水袋的溫度很不準(zhǔn)確，有可能發(fā)生燙傷；而一般的電熱褥在手術(shù)臺上有各種液體(如鹽水，血等)的情況下使用極不安全，溫度也難控制。總之，目前尚沒有專門的設(shè)備能較好地解決術(shù)中病人體溫下降和低溫麻醉后體溫恢復(fù)的問題。所以這一問題一直是一些散熱多時間長的手術(shù)病人圍手術(shù)期順利經(jīng)過的一大障礙。
本實用新型的目的是提供一種用單片機控制的術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置。在手術(shù)中使用該裝置，它能自動測試病人的體溫，自動控制加熱部件的工作，使病人的體溫保持在基礎(chǔ)體溫水平，并能在顯示部件上隨時顯示病人的體溫，使手術(shù)操作者隨時掌握病人的體溫情況，從而能從根本上解決病人的體溫下降問題。而對于經(jīng)過低溫麻醉要恢復(fù)體溫的病人，同樣能使其體溫在較短的時間內(nèi)恢復(fù)。使用這種裝置就能使手術(shù)的成功率尤其大手術(shù)的成功率大為提高。該裝置能連續(xù)工作，對于任何需要監(jiān)護保持體溫的手術(shù)均能適用。該裝置的加熱部件用安全電壓工作，不會出現(xiàn)觸電等安全問題，且加熱器的溫度是受控受限的，絕不會出現(xiàn)燙傷等事故，也不會對病人有不利的影響。
本實用新型的主要構(gòu)成與功能它包括體溫探測頭[1]、控制部分[2]及加熱部件[3]。體溫探測頭[1]內(nèi)裝溫度傳感器?？刂撇糠諿2]裝于控制機箱[22]中，體溫探測頭[1]經(jīng)屏蔽電纜[20]，用航空接插頭[21]與控制機箱[22]連接?？刂撇糠諿2]的電路包括差動放大部分[4]，模數(shù)轉(zhuǎn)換部分[5]，單片機[6]及其周邊電路[7]，可控硅及驅(qū)動電路[8]，顯示部件[9]及電源部分[19]?？刂茩C箱[22]的面板上設(shè)有復(fù)位鍵[24](RESET)，加熱溫度設(shè)定鍵＂+＂、＂-＂[23]。加熱部件[3]由加熱褲片[10]、[11]及加熱背墊[12]組成。加熱褲片[10]、[11]及加熱背墊[12]中分別裝有電熱絲[13]、[14]、[15]及加熱溫度探頭[16]、[17]、[18]。加熱褲片[10]、[11]及加熱背墊[12]也經(jīng)屏蔽電纜[20]用航空接插頭[21]與控制機箱[22]連接。顯示部件[3]有二個顯示窗口，顯示窗口I[26]顯示體溫，顯示窗口II[27]顯示加熱設(shè)定溫度TD。體溫探測頭[1]工作時插于病人肛門內(nèi)，病人的體溫經(jīng)其轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)屏蔽電纜[20]送入控制機箱[22]。經(jīng)過放大，模數(shù)轉(zhuǎn)換后進入單片機[6]。經(jīng)其處理后，送顯示部件[9]的顯示窗口I[26]顯示體溫。使用加熱溫度設(shè)定鍵[23]，設(shè)定一個適當(dāng)?shù)募訜釡囟仍O(shè)定值TD，開機時TD自動設(shè)為37℃?？呻S時改變TD的值，TD值顯示在顯示窗口II[27]中。裝在加熱褲片[10]、[11]和加熱背墊[12]中的加熱溫度探頭[16]、[17]、[18]將這幾處的溫度轉(zhuǎn)換為電信號，經(jīng)放大、A/D變換后，送入單片機[6]，將其分別與設(shè)定溫度TD比較計算并據(jù)以發(fā)出控制信號，控制各路的可控硅開或斷，使加熱部件[3]的每個部分的溫度都保持在TD上。二個加熱褲片[10]，[11]制成柔軟的梯形狀，且外面有保溫層和防水層，能方便地卷成褲腿形，并有能調(diào)解松緊的系帶[25]，以適應(yīng)胖瘦高矮不同的病人，能很容易地包裹住其下肢并以系帶[25]固定，以取得較大的接觸傳熱面積并防止熱量散失。加熱背墊[12]制成柔軟的矩形片狀，置于手術(shù)臺上與病人的軀干有較大面積接觸。加熱褲片[10]、[11]及加熱背墊[12]的外面均有便于洗滌的布制外罩?？傊僮髡吒鶕?jù)該裝置自動顯示的病人體溫及其變化趨勢，通過按加熱溫度設(shè)定鍵[23]的＂+＂或＂-＂，設(shè)定一適當(dāng)?shù)脑O(shè)定溫度TD，則該裝置即能自動控制加熱部件[3]以等于TD的恒定溫度對病人進行安全可靠的加熱，以使病人的體溫保持在基礎(chǔ)體溫水平。
圖1為本實用新型術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置的組成示意圖。
圖2為本實用新型術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置的電路組成框圖。
圖3為本實用新型的體溫探測頭[1]及控制部分[2]的差動放大部分[4]的原理圖。
圖4為本實用新型控制部分[2]的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分[5]與單片機[6]及其周邊電路[7]的原理圖。
圖5為本實用新型控制部分[2]的顯示部件[9]的原理圖。
圖6為本實用新型控制部分[2]的可控硅及驅(qū)動電路[8]及加熱部件[3]的原理圖。
以下結(jié)合
本實用新型的最佳實施例。它由體溫探測頭[1]、控制部分[2]及加熱部件[3]構(gòu)成，參閱圖1。體溫探測頭[1]內(nèi)裝溫度傳感器U14，選用集成溫度傳感器AD590。使用時體溫探測頭[1]插于病人肛門內(nèi)，它能將病人的體溫轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流信號，電流的微安值對應(yīng)絕對溫度數(shù)值(K氏)，經(jīng)屏蔽電纜[20]送至轉(zhuǎn)換電阻R2，使其轉(zhuǎn)換為電壓信號，R2取10K，則K氏273.2°K在R2上可產(chǎn)生2.732V的電壓。R2的電壓信號接至差動放大部分[4]中U1的＂+＂輸入端，參閱圖3。差動放大部分[4]主要由集成電路U1和電阻R1、R3、R4、R5、R6構(gòu)成。U1是集成運算放大器LM324，內(nèi)有四個運算放大器。R1為分壓器，從其滑動端取得2.732V的電壓加到U1的＂-＂輸入端，這樣輸入U1的差動電壓即正比于攝氏溫度。R3、R4取100K，R5、R6取1M，使U1成為放大倍數(shù)為10倍的比例運算放大器(共四路)。經(jīng)U1放大輸出的電壓信號V1正比于攝氏溫度，如3.75V即對應(yīng)37.5℃，V1送至模數(shù)轉(zhuǎn)換部分[5]。模數(shù)轉(zhuǎn)換部分[5]由U2、U3及周圍元件組成。U3提供U2的時鐘信號，由74LS74構(gòu)成。R11、R12、C4和穩(wěn)壓管DW為U2提供參考電壓。U2為8路模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC0809。經(jīng)A/D變換后的數(shù)字量送入單片機[6]。單片機[6]及其周邊電路[7]由U4、U5、U6、U7、U8構(gòu)成，參閱圖4。U4是單片機8031，R7、R8、C1及K1組成U4的上電復(fù)位電路，K1即控制機箱[22]面板上的復(fù)位鍵[24](RESET)。K2與R9，K3與R10組成按鍵電路，K2、K3分別是加熱溫度設(shè)定鍵[23]的＂+＂和＂-。Q為6.00M的晶振器，與C1、C2組成U4的時鐘電路。U5為譯碼器74LS138，產(chǎn)生高位地址譯碼信號，供U2及顯示部件[9]等使用。U6是74LS373，作U4的地址鎖存器。U7是程序存儲器2732，U8是數(shù)據(jù)存儲器6116。代表病人體溫的數(shù)字信號經(jīng)單片機[6]處理后，送往顯示部件[9]的顯示窗口I[26]顯示病人的體溫，顯示部件[9]的每一位由U9、U10、U11構(gòu)成，U9為七段發(fā)光二極管型數(shù)碼管，選用510BR，采用靜態(tài)顯示方式，U10是其顯示鎖存器，用74LS75構(gòu)成，U11為七段譯碼驅(qū)動器，由74LS247構(gòu)成。R13—R19為U9的限流電阻。操作者根據(jù)自動顯示的病人體溫及其變化趨勢，通過按加熱溫度設(shè)定鍵[23]的＂+＂或＂-＂，設(shè)定一適當(dāng)?shù)脑O(shè)定溫度TD。加熱部件[3]的加熱褲片[10]、[11]及加熱背墊[12]中分別裝有分布均勻的電熱絲[13]、[14]、[15]及加熱溫度探頭[16]、[17]、[18]。這些加熱溫度探頭也是由集成溫度傳感器AD590構(gòu)成的，它們將每個加熱部件的溫度轉(zhuǎn)換為電流信號分別送至差動放大器[4]的另外三路，其原理圖與圖3同。經(jīng)放大后的電壓信號V2、V3、V4送至模數(shù)轉(zhuǎn)換部分[5]U2的IN1、IN2、IN3輸入端，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的代表加熱器溫度的數(shù)字信號被送入單片機[6]，將其與設(shè)定溫度TD值比較計算后，發(fā)出控制信號，經(jīng)U4的S1、S2、S3輸出端送至可控硅及驅(qū)動電路[8]，參閱圖4及圖6，經(jīng)晶體管T放大及光電隔離電路U12驅(qū)動雙向可控硅U13開或關(guān)，則可控制哪一路的加熱部件加熱與否，以使每一路加熱部件的溫度都能保持在設(shè)定溫度TD上，其誤差可根據(jù)要求事先在軟件中設(shè)定，一般取±0.5℃足夠。U12選用P521，U13選用BT136。電源部分[19]采用一般的線性穩(wěn)壓電路，由電源變壓器、整流橋及三端穩(wěn)壓塊7805構(gòu)成，提供整個裝置需要的+5V電壓。由變壓器降壓隔離輸出一路交流24V電壓，供加熱部件[3]使用。整個裝置由220V交流電壓供電?？刂撇糠諿2]的所有電路都裝于控制機箱[22]中，體溫探測頭[1]經(jīng)屏蔽電纜[20]，用航空接插頭[21]與控制機箱[22]連接，加熱部件[3]的加熱褲片[10]、[11]及加熱背墊[12]也經(jīng)屏蔽電纜[20]用航空接插頭[21]與控制機箱[22]連接。
在手術(shù)中使用該裝置，操作簡單，它能自動測試并顯示病人的體溫，能自動控制加熱部件[3]以等于TD的恒定溫度對病人進行安全可靠的加熱，以使病人的體溫保持在基礎(chǔ)體溫水平，從而使手術(shù)的成功率尤其大手術(shù)的成功率大為提高。加熱設(shè)定溫度TD有一個上限值42℃，這是人體皮膚能長期耐受的溫度上限，該裝置由軟件自動限定TD值不超過42℃，因而即使長時間使用該裝置也不會對病人有不利的影響。
權(quán)利要求1.一種單片機控制的術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置，其特征在于它包括體溫探測頭[1]、控制部分[2]及加熱部件[3]，控制部分[2]裝于控制機箱[22]中，體溫探測頭[1]及加熱部件[3]經(jīng)屏蔽電纜[20]用航空接插頭[21]與控制機箱[22]連接，控制部分[2]由差動放大部分[4]、模數(shù)轉(zhuǎn)換部分[5]、單片機[6]及其周邊電路[7]、可控硅及驅(qū)動電路[8]、顯示部件[9]和電源部分[19]組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機控制的術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置，其特征在于加熱部件[3]的加熱褲片[10]、[11]及加熱背墊[12]中各裝有一組分布均勻的電熱絲[13]、[14]、[15]及加熱溫度探頭[16]、[17]、[18]，外面有保溫層及防水層，加熱褲片[10]、[11]是柔軟的，卷起后呈褲腿形，且有調(diào)整松緊的系帶[25]。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單片機控制的術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置，其特征在于加熱器設(shè)定溫度TD的上限溫度值是42℃。
專利摘要本實用新型提供一種用單片機控制的術(shù)中體溫監(jiān)護保持裝置。由體溫探測頭[1]、控制部分[2]及加熱部件[3]構(gòu)成。目前外科手術(shù)尤其是散熱多時間長的大手術(shù)中，病人體溫下降常是順利經(jīng)過圍手術(shù)期的障礙；而有些手術(shù)需低溫麻醉，術(shù)后又要恢復(fù)體溫，以利于病人蘇醒。而目前尚無解決該問題的專用設(shè)備。本實用新型在術(shù)中使用可隨時顯示病人的體溫，并能根據(jù)病人體溫的情況自動控制加熱部件安全可靠地給病人加熱，防止體溫下降或使低體溫恢復(fù)。
文檔編號A61B19/00GK2219107SQ9521332
公開日1996年2月7日 申請日期1995年6月1日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月1日
發(fā)明者李禮勛, 姜洪池, 王東旭 申請人:李禮勛