在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置，本装置的核心部件为虚拟传感器阵列和SAW传感器。虚拟传感器阵列的主要部件是集成毛细管片，具有体积小，升温快且安全的优势。虚拟传感器阵列用于分离气体样品的成分，使呼出气中的吸入式麻醉药组分在不同时间进入传感器检测，从而单个传感器能检测多种物质。本装置使用的SAW传感器具有极高的灵敏度，检测精确、可信度高的特点。同时，相比通过血液检测麻醉药物浓度的方法，本装置以呼出气体为研究对象，还具有无创性。

【技术实现步骤摘要】
在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置
本技术涉及一种实时准确监测平衡麻醉状态下，病人呼出气中麻醉药物浓度的技术，尤其涉及一种在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置。
技术介绍
吸入式麻醉药物具有起效快、术中无知觉，无意识、术后呕吐率低等优势，在临床中普遍使用。吸入式麻醉药通常是作为全麻药物。麻醉手术中，尤其是无知觉和意识的全麻手术，精确控制麻醉剂的使用量对手术的顺利进行以及患者的安全具有十分重要的意义。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置，包括：呼气管、气体样品富集模块和气体样品分离检测模块；所述气体样品富集模块包括氮气产生装置、吸附管、进样器、六通阀和真空泵，进样器入口链接在呼气管的分流出口处；所述气体样品分离检测模块包括虚拟传感器阵列和检测器；所述进样器、吸附管、真空泵、氮气产生装置和虚拟传感器阵列均连接六通阀，虚拟传感器阵列的出口与检测器相连；所述虚拟传感器阵列包含集成毛细管片和温控模块；所述集成毛细管片包括石英片，石英片上刻有迂回的U型凹槽，U型凹槽中嵌入毛细管后，在石英片表面覆盖玻璃片；集成毛细管片通过石英片间接受热，对比于直接加热毛细管，所需的电流较小，更安全。进一步地，所述的检测器包括半导体温控片、SAW传感器、PT100和控制电路板；所述半导体温控片表面放置SAW传感器和PT100；所述SAW传感器通过与标准振荡器频率进行相同时间内计数值对比从而计算出SAW的混频信号。进一步地，所述的吸附管内填充TA多孔聚合物材料，在常温下吸附，在闪蒸条件下脱附。本技术的有益效果是：本技术装置弥补了临床麻醉检测的匮乏，通过在线监测呼出气而获得吸入式麻醉药浓度。本装置虚拟传感器阵列的主要部件是集成毛细管片，具有体积小，升温快且安全的优势。虚拟传感器阵列用于分离气体样品的成分，使呼出气中的吸入式麻醉药组分在不同时间进入传感器检测，从而单个传感器能检测多种物质。本装置使用的声表面波传感器(SAW传感器)具有极高的灵敏度，检测精确、可信度高的特点。同时，相比通过血液检测麻醉药物浓度的方法，本装置以呼出气体为研究对象，还具有无创性。综上所述，本技术装置可广泛用于麻醉中的吸入式麻醉药浓度的检测。附图说明图1是本技术装置的整体结构图；图2是本技术装置的原理图；图3是检测器结构示意图；图4是集成毛细管片的石英片凹槽结构图；图中：1-呼气管、2-气体样品富集模块、3-气体样品分离检测模块、5-虚拟传感器阵列、6-检测器、21-氮气产生装置、22-吸附管、23-进样器、24-六通阀、25-真空泵、51-集成毛细管片、52-U型凹槽、53-石英片、61-SAW传感器、62-半导体温控片、63-PT100。具体实施方式以下结合附图及具体实施例对本技术作详细描述，但并不是限制本技术。如图1所示，本技术提供的一种在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置，包括：呼气管1、气体样品富集模块2和气体样品分离检测模块3，所述气体样品富集模块2和气体样品分离检测模块3集成在呼气管1上；如图2所示，所述气体样品富集模块2包括氮气产生装置21、吸附管22、进样器23、六通阀24和真空泵25，进样器23入口链接在呼气管1的分流出口处；所述气体样品分离检测模块3包括虚拟传感器阵列5和检测器6；所述进样器23、吸附管22、真空泵25、氮气产生装置21和虚拟传感器阵列5均连接六通阀24，虚拟传感器阵列5的出口与检测器6相连；所述吸附管22内填充TA多孔聚合物材料，在常温下吸附，在闪蒸条件下脱附；吸附管22两侧施加5V，额定电流40A的直流稳压电压，可在50ms内将吸附管22加热至250℃，这个超快速加热过程称为闪蒸。闪蒸的时间足够短，能保证吸附管的物质几乎同时进入集成毛细管片分离，减小误差。所述虚拟传感器阵列5包含集成毛细管片51和温控模块；如图4所示，所述集成毛细管片51包括石英片53，石英片53上刻有迂回的U型凹槽52，U型凹槽52中嵌入毛细管后，在石英片53表面覆盖玻璃片；集成毛细管片51通过石英片53间接受热，对比于直接加热毛细管，所需的电流较小，更安全。如图3所示，所述的检测器6包括半导体温控片62、SAW传感器61、PT10063和控制电路板；所述半导体温控片62表面放置SAW传感器61和PT10063；所述SAW传感器61通过与标准振荡器频率进行相同时间内计数值对比从而计算出SAW的混频信号。所述SAW传感器61可采用中心频率为500MHZ的36°Y-X石英切割SAW谐振器，样品分离后的组分流入传感器室后容易沉积在SAW传感器61表面。检测器通过沉积物质的质量变化引起传感器振荡频率变化来检测物质。本技术装置的实施过程如下：步骤一：麻醉病人进行被动呼吸状态时，将呼气管1安置在呼吸机的呼气阀上。开始监测前，对六通阀24、吸附管22和虚拟传感器阵列5加热。步骤二：开始监测时，六通阀24切换成采气模式，真空泵25抽气，呼出气体在吸附管22中进行吸附。吸附管22吸附一定时间后，真空泵25停止工作，切换六通阀24状态，闪蒸加热吸附管22使物质脱附。闪蒸加热1秒后，虚拟传感器阵列5的温度开始升温。氮气产生装置21产生的氮气将解吸附后的物质吹入虚拟传感器阵列5进行样品分离，不同物质从虚拟传感器阵列5出口流出的时间不同。步骤三：分离后的成分在不同时间进入检测器6，不同质量的物质在SAW传感器61上引起的频率变化不同；SAW传感器61通过与标准振荡器频率进行相同时间内计数值对比计算出SAW的混频信号。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置，其特征在于，包括：呼气管(1)、气体样品富集模块(2)和气体样品分离检测模块(3)；所述气体样品富集模块(2)包括氮气产生装置(21)、吸附管(22)、进样器(23)、六通阀(24)和真空泵(25)，进样器(23)入口链接在呼气管(1)的分流出口处；所述气体样品分离检测模块(3)包括虚拟传感器阵列(5)和检测器(6)；所述进样器(23)、吸附管(22)、真空泵(25)、氮气产生装置(21)和虚拟传感器阵列(5)均连接六通阀(24)，虚拟传感器阵列(5)的出口与检测器(6)相连；所述虚拟传感器阵列(5)包含集成毛细管片(51)和温控模块；所述集成毛细管片(51)包括石英片(53)，石英片(53)上刻有迂回的U型凹槽(52)，U型凹槽(52)中嵌入毛细管后，在石英片(53)表面覆盖玻璃片。

【技术特征摘要】
1.一种在线监测呼出气中吸入式麻醉药浓度的装置，其特征在于，包括：呼气管(1)、气体样品富集模块(2)和气体样品分离检测模块(3)；所述气体样品富集模块(2)包括氮气产生装置(21)、吸附管(22)、进样器(23)、六通阀(24)和真空泵(25)，进样器(23)入口链接在呼气管(1)的分流出口处；所述气体样品分离检测模块(3)包括虚拟传感器阵列(5)和检测器(6)；所述进样器(23)、吸附管(22)、真空泵(25)、氮气产生装置(21)和虚拟传感器阵列(5)均连接六通阀(24)，虚拟传感器阵列(5)的出口与检测器(6)相连；所述虚拟传感器阵列(5)包含集...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈星，王福园，董浩，陈璟，王莹莹，张冯江，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33