一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法技术

本发明专利技术属于医疗器械技术领域具体涉及一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法

【技术实现步骤摘要】
一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法


[0001]本专利技术属于医疗器械
具体涉及一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法
。

技术介绍

[0002]在现代临床医学中，呼吸机作为一项能够通过外界提供能量代替人自身自主通气的有效手段，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
。
[0003]呼吸机采用的氧源通常为制氧机或者是液氧
,
患者在使用过程中
,
根据其实际情况设定相应的氧浓度
,
而呼吸机的氧浓度设置一般取决于患者的动脉氧分压的目标水平和血流动力学状态
。
患者在吸入氧浓度的选择上
,
不但须考虑高浓度的肺损伤作用
,
还应考虑气道和肺泡压力过高对肺的损伤作用
。
因此
,
呼吸机的氧浓度不准确存在着严重的安全隐患
。
[0004]压力敏感漆技术是基于发光分子的氧猝熄现象发展起来的一项技术
。
其基本使用原理是将一种特殊材料制成的具有压力传感器功能的压敏涂料喷涂到模型表面上，它在特定波长的激发光照射下，可发射出荧光
。
荧光强度场与压力场强有关，由高分辨率的数字式
CCD
摄像头摄取模型表面荧光强度的图像，通过计算机图像处理，可得到模型表面压力分布
。
[0005]呼吸机微涡轮与进出口气体管道相连，总体尺寸与流量均较小，对气体氧浓度的测量提出了较高要求
。
将压力敏感漆技术运用在呼吸机微涡轮氧浓度测量上，能够以可视化
、
无接触的形式测量氧浓度，便于气体氧浓度信息快速
、
准确的传递给医护人员，便于病人安全接受治疗
。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，实现可视化
、
无接触的形式，将发光图像转化为管道内的气体压力分布，快速
、
简便测量呼吸机微涡轮氧浓度，并适应呼吸机微涡轮小尺寸
、
小流量的测量与精度要求
。
[0007]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0008]一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，所述测量方法包括以下步骤，
[0009]步骤1：在呼吸机出口管道内壁选取布置压力敏感漆的位置；
[0010]步骤2：用激光光源激发压力敏感漆；
[0011]步骤3：测量无氧工况下的发光强度；
[0012]步骤4：测量设计工况下的发光强度；
[0013]步骤5：基于步骤3和步骤4计算呼吸机微涡轮管道的氧浓度
。
[0014]一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，所述步骤1具体为，出口气流管道的测量位置到出口的距离，应为微涡轮直径的6‑7倍
。
[0015]一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，根据数值模拟仿真结果，发现微涡轮出口位置气流流动较为紊乱，微涡轮出口位置到微涡轮直径的6‑7倍位置气流流动平稳
。
[0016]一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，所述步骤2中激光光源为稳定光源，稳定光源采用发射波长为
460
±
10nm
的激光器
。
[0017]一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，所述步骤3具体为，用高速照相机记录呼吸机微涡轮通入氮气工况下，压力敏感漆发出的发光强度
I0。
[0018]一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，所述步骤4具体为，用高速照相机记录呼吸机微涡轮通入空气工况下，压力敏感漆发出的发光强度
I。
[0019]一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，根据呼吸机工作特性与环境，以及氧浓度对发光强度的影响，呼吸机微涡轮的空气进口总温为常温
298K
，进口总压为标准大气压
1atm。
[0020]一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，所述步骤5具体为，呼吸机微涡轮氧浓度的计算方式为：
[0021][0022]其中，
I0为没有氧气时的发光强度，
I
为有氧气时的发光强度，
K
q
为
Stern
‑
Volmer
常数，为氧气分压
。
由氧气分压便可换算得到氧气浓度
。
[0023]一种电子设备，包括处理器
、
通信接口
、
存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
[0024]存储器，用于存放计算机程序；
[0025]处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述的方法步骤
。
[0026]一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法步骤
。
[0027]本专利技术的有益效果是：
[0028]本专利技术能够以可视化
、
无接触的形式，将发光图像转化为管道内的气体压力分布，快速
、
简便测量呼吸机微涡轮氧浓度，并适应呼吸机微涡轮小尺寸
、
小流量的测量与精度要求
。
[0029]本专利技术能够以可视化
、
无接触的形式，将发光图像转化为管道内的气体压力分布，快速
、
简便测量呼吸机微涡轮氧浓度，并适应呼吸机微涡轮小尺寸
、
小流量的测量与精度要求
。
附图说明
[0030]图1是本专利技术的方法流程图
。
具体实施方式
[0031]以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构
、
技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例
。
然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请
。
在其它情况下，省略对众所周知的系统
、
装置
、
电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述
。
[0032]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征
、
整体
、
步骤
、
操作
、
元素和
/
或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征
、
整体
、
步骤
、
操作
、
元素
、
组件和
/
或其集合的存在或添加
。
[0033]还应当理解，在本申请说明书中所使用的术语仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，其特征在于，所述测量方法包括以下步骤，步骤1：在呼吸机出口管道内壁选取布置压力敏感漆的位置；步骤2：用激光光源激发压力敏感漆；步骤3：测量无氧工况下的发光强度；步骤4：测量设计工况下的发光强度；步骤5：基于步骤3和步骤4计算呼吸机微涡轮管道的氧浓度
。2.
根据权利要求1所述一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，其特征在于，所述步骤1具体为，出口气流管道的测量位置到出口的距离，应为微涡轮直径的6‑7倍
。3.
根据权利要求2所述一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，其特征在于，根据数值模拟仿真结果，微涡轮出口位置到微涡轮直径的6‑7倍位置气流流动平稳
。4.
根据权利要求1所述一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，其特征在于，所述步骤2中激光光源为稳定光源，所述稳定光源采用发射波长为
460
±
10nm
的激光器
。5.
根据权利要求1所述一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，其特征在于，所述步骤3具体为，用高速照相机记录呼吸机微涡轮通入氮气工况下，压力敏感漆发出的发光强度
I0。6.
根据权利要求1所述一种可视化的呼吸机微涡轮氧浓度测量方法，其特征在于，所述步骤4具体为，用高速照相机记录呼吸机微涡轮通入空气工况下，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗磊，杜巍，余开拓，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：