【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及麻醉，具体地涉及一种麻药输出浓度控制系统、控制方法。
技术介绍
1、病人手术前需要先进行麻醉，通常采用麻醉机通过蒸发器向病人呼吸回路输入麻醉气体，可以达到对病人进行麻醉的目的。目前的多数麻醉机并没有配备可以监测蒸发器的麻药输出浓度的气体模块，而只在病人端监测病人的吸入气体麻药浓度和呼出气体麻药浓度。
2、由于麻醉机回路容积较大，调节的延迟较高，同时由于缺少对麻醉机的麻药输出浓度的监测手段和相应的调节手段，当需要对麻药输出的浓度进行调节，无法及时、快速地满足病人所需的麻药浓度。另外，当麻醉机出现故障，例如蒸发器出现故障时，只能通过病人吸入气体麻药浓度的异常发现问题，而同样由于麻醉机回路容积较大，发现问题的时间延迟会很大，造成无法及时发现麻醉机的出现了故障，并且对于出现异常情况无法及时、快速进行调整。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种麻药输出浓度控制系统、控制方法及存储介质，能够实现对麻药输出浓度进行监测，并能够及时、快速对麻药输出进行调整的目的。
2、第一方面，本专利技术公开了一种麻药输出浓度控制系统，包括麻药供应源、气体供应源、混合装置、快调装置，其中，麻药供应源经由麻药主供应支路与混合装置连接，在麻药主供应支路上设置有第一调节阀，气体供应源经由气体主供应支路与混合装置连接，在气体主供应支路上设置有第二调节阀；混合装置的出口与快调装置相连，麻药供应源经由麻药快调支路与快调装置连接，在麻药快调支路上设置有第三调节阀，气体供
3、进一步地，快调装置包括渐缩段、过渡段和扩张段，渐缩段、过渡段和扩张段依次相连，渐缩段的进口与混合装置的出口连接，扩张段的出口与吸气支路连接；其中，渐缩段具有锥形的气体流通空间并且在朝向过渡段的方向上减缩，麻药快调支路、气体快调支路与过渡段相连，扩张段在远离过渡段的方向上扩张。
4、进一步地，在快调装置的扩张段设置有扰流部件，扰流部件包括偏转肋片，偏转肋片用于将流体向远离麻药快调支路位于过渡段的周向位置的方向进行偏转。
5、进一步地，控制系统还包括呼气支路，呼气支路包括缓存装置、二氧化碳吸收装置，缓存装置的进口与麻醉对象相连并用于接受麻醉对象呼出的气体，缓存装置的出口与二氧化碳吸收装置的进口相连，二氧化碳吸收装置与混合装置连接用以将麻醉对象呼出气体中的麻药分离并输送至混合装置。
6、进一步地，在吸气支路上设置有第一麻药浓度传感器、第一流量传感器、出口阀，在缓存装置上设置有第二麻药浓度传感器、第二流量传感器，控制系统还包括控制器，控制器与第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀、第一麻药浓度传感器、第一流量传感器、第二麻药浓度传感器、第二流量传感器相连。
7、进一步地，控制系统还包括气体旁路，气体旁路的一端连接气体供应源，气体旁路的另一端与吸气支路的出口阀与输出端之间的管段连接，气体旁路上设置有第五调节阀，第五调节阀与控制器连接。
8、进一步地，控制器包括流量监测单元、麻药浓度监测单元、回吸麻药计算单元，其中，流量监测单元用于利用第一流量传感器、第二流量传感器的数据以得到麻醉对象吸入气体及呼出气体的流量；麻药浓度监测单元用于利用第一麻药浓度传感器、第二麻药浓度传感器的数据以得到麻醉对象吸入气体中的麻药浓度及呼出气体中的麻药浓度；回吸麻药计算单元用于利用第二流量传感器、第二麻药浓度传感器的数据以得到回吸麻药的量。
9、进一步地，控制器还包括麻药浓度调节单元，麻药浓度调节单元包括相应于麻醉对象的麻药需求模型以及用于表征麻药供应源输出的麻药与麻醉对象摄入的麻药之间的关系的流体输送模型，并能够基于流体输送模型对麻药需求模型以及麻醉对象摄入麻药的偏差进行调节；其中，麻药需求模型包括麻醉对象的麻药摄入计划，该麻药摄入计划具有相应于时间变化的麻药量；流体输送模型具有基于混合装置、快调装置、缓存装置、二氧化碳吸收装置及管道的流体输送延迟特性的调节延迟模型；麻药浓度调节单元能够根据麻药需求模型以及麻醉对象摄入麻药的偏差响应地调节第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀中的至少一个。
10、第二方面，本专利技术还公开了一种麻药输出浓度控制方法，控制方法基于上述第一方面的麻药输出浓度控制系统而实施，包括如下步骤：
11、根据麻醉对象的麻药摄入计划，调节麻药主供应支路、气体主供应支路的气体流量，使得吸气支路输出的气体中的麻药浓度满足麻药摄入计划的要求；
12、将呼气回路中的麻药输送至吸气回路中，并利用呼气回路中的麻药浓度和气体流量，相应地调节麻药主供应支路和/或气体主供应支路的气体流量，使得吸气支路输出的气体中的麻药浓度满足麻药摄入计划的要求；
13、分别对吸气支路、呼气支路进行流量监测和麻药浓度监测，当麻醉对象的麻药摄入量与麻药摄入计划的偏差超过第一阈值时，发出警告；当麻醉对象的麻药摄入量与麻药摄入计划的偏差超过第二阈值时，调节麻药主供应支路和/或气体主供应支路的气体流量；当麻醉对象的麻药摄入量与麻药摄入计划的偏差超过第三阈值或者麻醉对象的麻药摄入量与麻药摄入计划的偏差变化率超过第一限值时，调节麻药快调支路和/或气体快调支路的气体流量；其中，第三阈值大于第二阈值，第二阈值大于第一阈值。
14、进一步地，当麻醉对象的麻药摄入量与麻药摄入计划的偏差超过第四阈值或者麻醉对象的麻药摄入量与麻药摄入计划的偏差变化率超过第二限值时，控制关闭吸气支路的出口阀，打开气体旁路的第五调节阀；其中，第四阈值大于第三阈值，第二限值大于第一限值。
15、第三方面，本专利技术还公开一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的麻药输出浓度控制方法的步骤。
16、实施本专利技术，具有如下有益效果：通过本专利技术的麻药输出浓度控制系统、方法及存储介质，监测麻醉对象的吸气支路与呼气支路的麻药浓度及气体流量，来计算麻醉对象的麻药实际摄入量，能够实时获取麻药的实际摄入情况；当实际麻药摄入量与麻醉对象的麻药摄入计划出现偏差时，能够基于表征麻药供应源输出的麻药与麻醉对象摄入的麻药之间的关系的流体输送模型以及偏差情况，对应地调整主供应支路和\或快调支路的流量，从而达到及时、快速对麻药输出进行调节的目的。
17、
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1.一种麻药输出浓度控制系统，包括麻药供应源、气体供应源、混合装置、快调装置，其中，麻药供应源经由麻药主供应支路与混合装置连接，在麻药主供应支路上设置有第一调节阀，气体供应源经由气体主供应支路与混合装置连接，在气体主供应支路上设置有第二调节阀；混合装置的出口与快调装置相连，麻药供应源经由麻药快调支路与快调装置连接，在麻药快调支路上设置有第三调节阀，气体供应源经由气体快调支路与快调装置连接，在气体快调支路上设置有第四调节阀，快调装置的出口经由吸气支路连接麻醉对象。
2.根据权利要求1所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，快调装置包括渐缩段、过渡段和扩张段，渐缩段、过渡段和扩张段依次相连，渐缩段的进口与混合装置的出口连接，扩张段的出口与吸气支路连接；其中，渐缩段具有锥形的气体流通空间并且在朝向过渡段的方向上减缩，麻药快调支路、气体快调支路与过渡段相连，扩张段在远离过渡段的方向上扩张。
3.根据权利要求2所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，在快调装置的扩张段设置有扰流部件，扰流部件包括偏转肋片，偏转肋片用于将流体向远离麻药快调支路位于过渡段的周向位置的方向
4.根据权利要求1至3中任一项所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，控制系统还包括呼气支路，呼气支路包括缓存装置、二氧化碳吸收装置，缓存装置的进口与麻醉对象相连并用于接受麻醉对象呼出的气体，缓存装置的出口与二氧化碳吸收装置的进口相连，二氧化碳吸收装置与混合装置连接用以将麻醉对象呼出气体中的麻药分离并输送至混合装置。
5.根据权利要求4所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，在吸气支路上设置有第一麻药浓度传感器、第一流量传感器、出口阀，在缓存装置上设置有第二麻药浓度传感器、第二流量传感器，控制系统还包括控制器，控制器与第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀、第一麻药浓度传感器、第一流量传感器、第二麻药浓度传感器、第二流量传感器相连。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，控制系统还包括气体旁路，气体旁路的一端连接气体供应源，气体旁路的另一端与吸气支路的出口阀与输出端之间的管段连接，气体旁路上设置有第五调节阀，第五调节阀与控制器连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，控制器包括流量监测单元、麻药浓度监测单元、回吸麻药计算单元，其中，流量监测单元用于利用第一流量传感器、第二流量传感器的数据以得到麻醉对象吸入气体及呼出气体的流量；麻药浓度监测单元用于利用第一麻药浓度传感器、第二麻药浓度传感器的数据以得到麻醉对象吸入气体中的麻药浓度及呼出气体中的麻药浓度；回吸麻药计算单元用于利用第二流量传感器、第二麻药浓度传感器的数据以得到回吸麻药的流量及回吸麻药浓度。
8.根据权利要求7所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，控制器还包括麻药浓度调节单元，麻药浓度调节单元包括相应于麻醉对象的麻药需求模型以及用于表征麻药供应源输出的麻药与麻醉对象摄入的麻药之间的关系的流体输送模型，并能够基于流体输送模型对麻药需求模型以及麻醉对象摄入麻药的偏差进行调节；其中，麻药需求模型包括麻醉对象的麻药摄入计划，该麻药摄入计划具有相应于时间变化的麻药浓度；流体输送模型具有基于混合装置、快调装置、缓存装置、二氧化碳吸收装置及管道的流体输送延迟特性的调节延迟模型；麻药浓度调节单元能够根据麻药需求模型以及麻醉对象摄入麻药的偏差响应地调节第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀中的至少一个。
9.一种麻药输出浓度控制方法，所述控制方法基于权利要求1至8中任一项所述的麻药输出浓度控制系统而实施，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的麻药输出浓度控制方法，其特征在于，当麻醉对象的麻药摄入量与麻药摄入计划的偏差超过第四阈值或者麻醉对象的麻药摄入量与麻药摄入计划的偏差变化率超过第二限值时，控制关闭吸气支路的出口阀，打开气体旁路的第五调节阀；其中，第四阈值大于第三阈值，第二限值大于第一限值。
...【技术特征摘要】
1.一种麻药输出浓度控制系统，包括麻药供应源、气体供应源、混合装置、快调装置，其中，麻药供应源经由麻药主供应支路与混合装置连接，在麻药主供应支路上设置有第一调节阀，气体供应源经由气体主供应支路与混合装置连接，在气体主供应支路上设置有第二调节阀；混合装置的出口与快调装置相连，麻药供应源经由麻药快调支路与快调装置连接，在麻药快调支路上设置有第三调节阀，气体供应源经由气体快调支路与快调装置连接，在气体快调支路上设置有第四调节阀，快调装置的出口经由吸气支路连接麻醉对象。
2.根据权利要求1所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，快调装置包括渐缩段、过渡段和扩张段，渐缩段、过渡段和扩张段依次相连，渐缩段的进口与混合装置的出口连接，扩张段的出口与吸气支路连接；其中，渐缩段具有锥形的气体流通空间并且在朝向过渡段的方向上减缩，麻药快调支路、气体快调支路与过渡段相连，扩张段在远离过渡段的方向上扩张。
3.根据权利要求2所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，在快调装置的扩张段设置有扰流部件，扰流部件包括偏转肋片，偏转肋片用于将流体向远离麻药快调支路位于过渡段的周向位置的方向进行偏转。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，控制系统还包括呼气支路，呼气支路包括缓存装置、二氧化碳吸收装置，缓存装置的进口与麻醉对象相连并用于接受麻醉对象呼出的气体，缓存装置的出口与二氧化碳吸收装置的进口相连，二氧化碳吸收装置与混合装置连接用以将麻醉对象呼出气体中的麻药分离并输送至混合装置。
5.根据权利要求4所述的麻药输出浓度控制系统，其特征在于，在吸气支路上设置有第一麻药浓度传感器、第一流量传感器、出口阀，在缓存装置上设置有第二麻药浓度传感器、第二流量传感器，控制系统还包括控制器，控制器与第一调节阀、第二调节阀、第三调节阀、第四调节阀、第一麻药浓度传感器、第一流量传感器、第二麻药浓度传感器、第二流量传感器相连。
6.根据权利要求1至5中任一项所述...
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