单种麻醉气体类型编码识别的方法和装置制造方法及图纸

单种麻醉气体类型编码识别的方法和装置，包括：ａ．在装置中设置不少于两个的红外透光片（Ｔ１～Ｔｎ），其中一红外透光片为参考波长通道透光片，其余红外透光片为对各种麻醉气体均有不同波长吸收的透光片；获取的信号经数学运算处理，消除气体浓度影响，得到相对吸收系数；ｂ．设定各相对吸收系数的阈值和判别方式，在编码字节（１８０）中相应的位置１或置０；ｃ．设定各种麻醉气体在编码字节（１８０）中所对应的编码值，甄别出不同的麻醉气体，进行相应的处理；本发明专利技术的麻醉气体类型编码识别方法可以准确地判别出麻醉气体类型，且易于实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及利用特定气体对特定波长红外光波有特定吸收率的现象来检测气体麻醉状态下人体呼吸道中各种气体的实时浓度方法和装置，尤其涉及用不同的透光片和特定的算法检出不同麻醉气体类型的方法和装置。
技术介绍
现有技术中，医疗设备领域的气体类型监测仪的测量原理一般都是基于非色散红外光谱分析技术(NDIR，Non-Dispersive Infrared)，即根据被测气体对某一波段红外光的吸收特性，选择特定波段的红外光通过气体样本，红外光的衰减量与被测气体样本的浓度近似符合Beer-Lambert定律，麻醉气体类型检测则是利用几种麻醉气体都有显著吸收的几个波段(通常是要检测出几种麻醉气体就选取几个波段)，通过检测这几个波段附近的红外光的衰减量来判断麻醉气体类型。临床上常用麻醉气体(地氟醚(Desflurane)、异氟醚(Isoflurane)、氟烷(Halothane)、七氟醚(Sevoflurane)、氨氟醚(Enflurane))的红外光吸收范围较宽，在有吸收的红外光波长范围内各种麻醉气体的吸收光谱集中于7～14μm且相互重叠，通入一种麻醉气体时几个麻醉气体检测通道都有衰减，使得不能通过单一波段的红外光衰减量来判断当前使用的麻醉气体类型。在很多医用麻醉气体检测仪器中仪器不能自动识别所通入的麻醉气体的类型，需要医生手动输入麻醉气体的类型。见美国专利4,914,719、5,046,018、5,231,591。由于气体类型与各通道的衰减量的对应关系很难找到，目前通常采用矩阵方程的计算方法来根据各个波长的测量信号计算并识别麻醉气体类型。美国专利4,914,719、5,046,018、5,231,591所提到的矩阵方程是个非线性的方程。这样的非线性方程的求解需要用到N个测量信号的二阶以上变量(见专利5,046,018、5,231,591)，而对于存在多阶变量的矩阵方程很难求解。虽然可以通过设计特定的滤光片参数，使矩阵方程变成一个线性方程后求解(见专利4,914,719)，其计算步骤是利用N个特定波段的红外带通透光片得到N个波段的红外光，这些红外光照射被测气体样本，红外传感器测量穿过气体样本的红外光强，得到N个测量信号。以N个测量信号做为变量，利用一个N维矩阵方程计算被测气体样本中麻醉气体类型。现有技术的主要缺点是Beer-Lambert定律只适用于单色光。由于透光片有一定的带宽，难以达到Beer-Lambert定律对单色光的要求，非单色光只是近似符合Beer-Lambert定律，导致气体浓度与红外光的衰减量的对数呈非线性对应关系。因此所述的矩阵方程是个非线性的方程。这样的非线性方程的求解需要用到N个测量信号的二阶以上变量，而对于存在多阶变量的矩阵方程很难求解。解决该问题的方法是设计特定的透光片参数，使矩阵方程变成一个线性方程后求解。但该透光片参数的设计较为复杂，还会受到生产工艺的限制。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有自动识别麻醉气体类型的技术缺陷而提出单种麻醉气体类型识别方法和装置，为了解决自动识别麻醉气体类型这一问题，本专利技术提出了一种适合于单种麻醉气体类型自动识别的编码识别方法。在该测量装置的最佳实施例中，利用5个测量透光片和1个参考透光片得到5个测量信号和一个参考信号，由此，可以计算得到不同浓度麻醉气体通入时各个通道的相对吸收系数，相对吸收系数呈现一定的特征，可以根据相对吸收系数特征进行编码得到麻醉气体类型识别的依据。根据比尔-朗勃定律，五个通道在通气体时光强的衰减公式为II0n|=e-kAnCAl×e-kBnCBl×e-kCnCCl×e-kDnCBl×e-kEnCCl]]>在上式中(n＝1～5)，In表示第n个通道在通气体时该通道所测AD值，I0n表示第n个通道在没有通气体时该通道所测AD值，kAnk，kBn，kCn，kDn，kEn分别为五种麻醉气体在第n个通道的吸收系数，是五个常数，l为气室长度，CA，CB，CC，CD，CE分别为五种麻醉气体的浓度，因为气室长度l和吸收系数kAnk，kBn，kCn，kDn，kEn都为常数，所以可定义为 an＝kAn·lbn＝kBn·lcn＝kCn·ldn＝kDn·len＝kEn·l这样，吸收公式可简化为II0n|λn=e-anCA×e-bnCBl×e-cnCCl×e-dnCBl×e-enCCl]]>本专利技术解决所述技术问题通过采用以下的技术方案来实现实施单种麻醉气体类型编码识别的方法，基于包括红外光源、微处理器电路、检测气室、红外传感器、信号放大处理电路的测量装置，所述方法包括步骤a.在装置中设置不少于两个红外透光片T1～Tn，其中一红外透光片为参考波长通道透光片，其余红外透光片为对各种麻醉气体均有吸收的不同波长的透光片；红外光源依次扫过各透光片，并穿过检测气室，由红外传感器进行光电转换，再由信号放大处理电路将信号放大；放大后的信号经微处理器电路A/D转换为数字信号，所述信号经数学运算处理，消除气体浓度影响，得到相对吸收系数；b.设定各相对吸收系数的阈值和判别方式，若一相对吸收系数大于阈值则在编码字节中相应的位置1，小于阈值则置0；或比较各相对吸收系数之间的大小，如某相对吸收系数为最大，则在编码字节中相应的位置1，反之置0；或某相对吸收系数为最大，并另一特定相对吸收系数为最小，则在编码字节中相应的位置1，反之置0；c.设定各种麻醉气体在编码字节中所对应的编码值，微处理器电路根据编码字节不同的编码值甄别不同的麻醉气体，进行相应的处理。步骤a所述消除气体浓度影响，得到相对吸收系数，包括a.首先根据吸收公式得到如下一组公式Ln(I0/I|λ1)＝a1·CA Ln(I0/I|λ2)＝a2·CALn(I0/I|λn)＝an·CA对经微处理器电路A/D转换的数字信号，再进行数学运算得到一组麻醉气体在一定浓度、不同光强时的光浓值((a1～an)·CA)；b.在一组光浓值中选出一不为0的光浓值，被其余光浓值除，从而消掉浓度，得到一组相对吸收系数δ1～δn，所述δn＝an/(a1～an)。步骤b所述比较各相对吸收系数之间的大小，如某相对吸收系数为最大，则在编码字节中相应的位置1，反之置0；或某相对吸收系数为最大，并另一特定相对吸收系数为最小，则在编码字节中相应的位置1，反之置0，包括当1通道与2通道的比值δ1为最大时第一位编码为1否则为0；即Ifδ1→Max Then Bit0＝1；当3通道与2通道的比值δ3为最大时第二位编码为1否则为0；即Ifδ3→Max Then Bit1＝1；当2通道与2通道的比值δ2为最大时第三位编码为1否则为0；即Ifδ2→Max Then Bit2＝1；当4通道与2通道的比值δ4大于1时第四位编码为1否则为0；即Ifδ4＞＝1 Then Bit3＝1；当5通道与2通道的比值δ5大于0.2，并且4通道与2通道的比值δ4接近于0时，第五位编码为1否则为0；即Ifδ5＞0.2 And δ4→0 Then 本文档来自技高网...

【技术保护点】
单种麻醉气体类型编码识别的方法，基于包括红外光源（１０）、微处理器电路（８０）、检测气室（５０）、红外传感器（６０）、信号放大处理电路（７０）的测量装置，其特征在于，所述方法包括步骤：ａ．在装置中设置不少于两个的红外透光片（Ｔ１～Ｔｎ），其中一红外透光片为参考波长通道透光片，其余红外透光片为对各种麻醉气体均有吸收的不同波长的透光片；红外光源（１０）扫过各透光片（Ｔ１～Ｔｎ），并穿过检测气室（５０），由红外传感器（６０）进行光电转换，再由信号放大处理电路（７０）将信号放大；放大后的信号经Ａ／Ｄ转换为数字信号，所述信号经数学运算处理，消除气体浓度影响，得到相对吸收系数；ｂ．设定各相对吸收系数的阈值和判别方式，若一相对吸收系数大于阈值则在编码字节（１８０）中相应的位置１，小于阈值则置０；或比较各相对吸收系数之间的大小，如某相对吸收系数为最大，则在编码字节（１８０）中相应的位置１，反之置０；或某相对吸收系数为最大，并另一特定相对吸收系数为最小，则在编码字节（１８０）中相应的位置１，反之置０；ｃ．设定各种麻醉气体在编码字节（１８０）中所对应的编码值，根据编码字节（１８０）不同的编码值甄别不同的麻醉气体，进行相应的处理。...

【技术特征摘要】
1.单种麻醉气体类型编码识别的方法，基于包括红外光源(10)、微处理器电路(80)、检测气室(50)、红外传感器(60)、信号放大处理电路(70)的测量装置，其特征在于，所述方法包括步骤a.在装置中设置不少于两个的红外透光片(T1～Tn)，其中一红外透光片为参考波长通道透光片，其余红外透光片为对各种麻醉气体均有吸收的不同波长的透光片；红外光源(10)扫过各透光片(T1～Tn)，并穿过检测气室(50)，由红外传感器(60)进行光电转换，再由信号放大处理电路(70)将信号放大；放大后的信号经A/D转换为数字信号，所述信号经数学运算处理，消除气体浓度影响，得到相对吸收系数；b.设定各相对吸收系数的阈值和判别方式，若一相对吸收系数大于阈值则在编码字节(180)中相应的位置1，小于阈值则置0；或比较各相对吸收系数之间的大小，如某相对吸收系数为最大，则在编码字节(180)中相应的位置1，反之置0；或某相对吸收系数为最大，并另一特定相对吸收系数为最小，则在编码字节(180)中相应的位置1，反之置0；c.设定各种麻醉气体在编码字节(180)中所对应的编码值，根据编码字节(180)不同的编码值甄别不同的麻醉气体，进行相应的处理。2.根据权利要求1所述的单种麻醉气体类型编码识别的方法，其特征在于步骤a所述消除气体浓度影响，得到相对吸收系数，包括a.首先根据一组公式Ln(I0/I|λ1)＝a1·CALn(I0/I|λ2)＝a2·CALn(I0/I|λn)＝an·CA对经A/D转换的数字信号，再进行数学运算得到一组麻醉气体在一定浓度、不同光强时的光浓值((a1～an)·CA)；b.在一组光浓值中选出一不为0的光浓值，被其余光浓值除，从而消掉浓度，得到一组相对吸收系数δ1～δn，所述δn＝an/(a1～an)。3.根据权利要求1所述的单种麻醉气体类型编码识别的方法，其特征在于步骤b所述比较各相对吸收系数之间的大小，如某相对吸收系数为最大，则在编码字节(180)中相应的位置1，反之置0；或某相对吸收系数为最大，并另一特定相对吸收系数为最小，则在编码字节(180)中相应的位置1，反之置0，包括当1通道与2通道的比值δ1为最大时第一位编码为1否则为0；即 Ifδ1→Max Then Bit0＝1；当3通道与2通道的比值δ3为最大时第二位编码为1否则为0；即 Ifδ3→Max Then Bit1＝1；当2通道与2通道的比值δ2为最大时第三位编码为1否则为0；即 Ifδ2→Max Then Bit2＝1；当4通道与2通道的比值δ4大于1时第四位编码为1否则为0；即 Ifδ4＞＝1 Then Bit3＝1；当5通道与2通道的比值δ5大于0.2，并且4通道与2通道的比值δ4接近于0时，第五位编码为1否则为0；即 Ifδ5＞0.2 And δ4→O Then Bit4＝1。4.根据权利要求1所述的单种麻醉气体类型编码识别的方法，其特征在于步骤c所述微处理器电路(80)根据编码字节(180)不同的编码值甄别不同的麻醉气体，进行相应的处理，包括当编码字节(180)Bit7 Bit6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新胜，周慧玲，张伟，叶继伦，
申请(专利权)人：深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]