本发明专利技术公开了一种在线监测异丙酚麻醉药的系统和方法，系统包括：载气发生器、干燥过滤瓶、数控质量/流量计、微型热解析装置、加热六通阀、加热抽气进样针和气泵；载气发生器的出口接干燥过滤瓶的入口，干燥过滤瓶的出口接数控质量/流量计的入口；加热六通阀的六个端口分别接声表面波检测单元、质量/流量计的出口，微型热解析装置的两端，加热抽气进样针的出气口和气泵；本发明专利技术采用涂敷不同敏感材料的声表面波气体传感器阵列，或由无涂敷敏感材料的声表面波气体传感器结合快速毛细管分离技术构成的敏感部件，结合气流控制实现对气态异丙酚的痕量检测；对异丙酚的检测灵敏度高、检测下限低、工作安全稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种新的快速、灵敏、高效、可靠的异丙酚麻醉药检测技术，尤其涉及一种手术中在线监测异丙酚(Propofol)麻醉药的系统及方法。
技术介绍
异丙酹(propofol)于1977年在英国首次进入临床试验，目前在超过50个国家中得到认可，并被广泛应用于临床上的麻醉诱导、维持和镇静。在国内随着舒适化医疗的开展，麻醉镇静过程的安全和舒适性越来越受到重视。异丙酚由于其麻醉起效快、诱导平稳、持续时间短，苏醒快而完全，没有咳嗽、呃逆等特点，越来越多的用于全凭静脉麻醉，在中国其年用量每年快速递增。然而临床中使用该镇静药物的安全范围较小，不论镇静过深或过浅都会对患者造成相应的生理或精神的伤害，所以在麻醉镇静过程中监测镇静深度非常重要。目前由于静脉血药浓度的不可实时监测，全凭静脉麻醉镇静深度也很难直观的确定。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前异丙酚麻醉药血药浓度实时监测的缺乏，提供一种在线监测异丙酚麻醉药浓度的系统及方法，本专利技术可以在线快速检测术中病人的呼出气异丙酚浓度，为动态比较呼出气异丙酚浓度和血液异丙酚浓度，以及今后通过呼出气监测异丙酚麻醉药血药浓度和麻醉镇静深度提供了 一种新的方法。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的一种在线监测异丙酚麻醉药的系统，它包括载气发生器、干燥过滤瓶、数控质量/流量计、微型热解析装置、加热六通阀、力口热抽气进样针和气泵。载气发生器的出口接干燥过滤瓶的入口，干燥过滤瓶的出口接数控质量/流量计的入口 ；加热六通阀的六个端口分别接声表面波检测单元、质量/流量计的出口，微型热解析装置的两端，加热抽气进样针的出气口和气泵。进一步地，所述声表面波检测单元可以为声表面波传感器阵列，也可以由快速毛细管分离柱和不涂膜声表面波传感器相连组成。所述加热六通阀由金属六通阀和加热模块固定连接组成。所述载气发生器是由空气氮气发生器和压力调节阀相连组成，压力调节阀的出口接干燥过滤瓶的入口。所述微型热解析装置可以为长10-20厘米，内径2-3毫米，壁厚O. 5-1毫米的薄壁金属管，其内填加100-200毫克Tenax-TA吸附剂所构成，其在常温下吸附，脱附采用闪蒸方式，即通过直流或交流电加热薄壁金属管，使其在10毫秒内上升到200摄氏度。所述快速毛细管分离柱是由2米长的石英毛细管柱DB-5外套壁厚1-1. 5毫米薄壁金属毛细管柱和绝缘薄膜构成。所述声表面波传感器阵列是由4个以128度切型的铌酸锂压电材料为基地的，中心工作频率在500MHz的声表面波气体传感器分别涂上不同有机薄膜所构成，有机薄膜选自三乙醇胺薄膜、Pd薄膜、W03薄膜和酞氰薄膜。一种应用上述系统的在线监测术中病人呼出气中异丙酚麻醉药的方法，该方法包括以下步骤(I)全凭静脉麻醉的病人的气管插管通过呼吸导管连接到呼吸机上后进行被动呼吸；过滤器分别安置在呼吸机的呼气阀和吸气阀上，呼气阀通过过滤器直接和呼吸导管相连，吸气阀通过过滤器和加湿加温器后和呼吸导管相连。在线监测异丙酚麻醉药的系统的加热抽气进样针插入呼吸导管的呼气端后和手术病人的呼吸通路相连。(2)开始监测时，加热六通阀切换为采气模式；气泵开始工作，把呼吸导管中的呼出气体抽取到微型热解析装置中进行吸附，经过10至20秒的采样后，气泵停止工作，加热六通阀切换到进样模式，载气发生器产生的氮气载气把微型热解析装置经过闪蒸后脱附的样品气体吹入声表面波检测单元的传感器阵列或毛细管分离柱中，在传感器阵列或不涂膜声表面波传感器中检测到麻醉药浓度信号。本专利技术的有益效果，本专利技术采用以128度切型的铌酸锂压电材料为基地的，中心工作频率在500MHz的声表面波气体传感器结合毛细管快速分离技术以及有机薄膜涂敷技术构成的异丙酚检测模块，可以快速有效的检测痕量异丙酚气体，达到最小检测限O. 3ppb，检测线性范围Ippb-1OOOppb的指标。结合系统自动化设计，可有效实现对术中病人在线异丙酚麻醉药呼出气的监测，和血液中异丙酚麻醉药的检测，并用于推断呼出气异丙酚浓度和血药浓度的实时定量关系。由于使用采样和检测分离的方法，避免了麻醉病人呼出气中的饱和水蒸气对检测的干扰。该系统体积小(20cm*20cm*40cm)、重量轻(10kg)、监测间隔短(最短可设置为20秒检测一次)、全自动工作、灵敏度高、可靠性好。以上优点和功能可以满足在线监测异丙酚麻醉药的呼出气浓度，可用于不同病人异丙酚气血相关性研究，并可通过临床研究的统计数据，开发出对不同类型病人的精确麻醉控制，为临床麻醉医生提供便捷、无创、高效的麻醉用药方案和设备支持，为广大手术病人提供有效的麻醉监护以减少麻醉副作用。附图说明图1是本专利技术在线监测异丙酚麻醉药的系统的结构原理 图2是本专利技术在线监测异丙酚麻醉药的系统的另一结构原理 图3是加热六通阀的结构示意 图4是一次检测循环中系统对异丙酚的响应图谱； 图5是定性、定量标定时的系统响应图谱； 图6是系统对异丙酚气体浓度(呼气浓度范围内)的标定曲线； 图7是系统应用于全凭静脉麻醉病人在线呼出气监测的示意 图8是系统在线监测手术中麻醉病人呼出气中随时间变化的异丙酚浓度变化 图中，载气发生器1、干燥过滤瓶2、数控质量/流量计3、微型热解析装置4、加热六通阀5、声表面波传感器阵列6、加热抽气进样针7、气泵8、快速毛细管分离柱9、不涂膜声表面波传感器10、空气氮气发生器11、压力调节阀12、金属六通阀13、加热模块14、气管插管15、呼吸机16、过滤器17、呼气阀18、吸气阀19、呼吸导管20、加湿加温器21、异丙酚麻醉药监测系统22。具体实施例方式下面详细介绍所使用的在线监测异丙酚麻醉药的系统监测异丙酚呼出气的基本原理。在手术麻醉过程中，异丙酚镇静药通过经脉注射的方式进入人体的血液循环系统。当含有异丙酚的血液流经肺部时，在气体交换过程中，由于异丙酚气体分压梯度的存在，异丙酚分子会从血液中扩散到肺泡中，并由呼出过程从气管中排出体外。排出体外的异丙酚分子以气体形态存在呼出气导管中。所述异丙酚监测系统，通过气泵的工作，把存于气管导管中的异丙酚气体吸入微型热解析装置中在常温下进行预浓缩。在检测过程中，异丙酚气体分子被加热后从解析装置中脱离出来，并且被送到声表面波传感器检测单元中进行分析。由于涂敷在传感器上的有机膜会选择性的吸附异丙酚分子，并导致膜结构以及膜质量的改变；在声表面波传感器上的毛细管起着和有机敏感薄膜一样的作用，即用于对异丙酚在时域上的选择。声表面波传感器通过检测其表面传播声波速度的改变确定是否有异丙酚气体分子，其频率的变化和到达其表面的异丙酚分子总质量线性相关。因此我们可以通过检测传感器的频率变化来确定异丙酚的气体浓度。如图1、2所示，本专利技术在线监测异丙酚麻醉药的系统，包括载气发生器1、干燥过滤瓶2、数控质量/流量计3、微型热解析装置4、加热六通阀5、加热抽气进样针7和气泵8。载气发生器I的出口接干燥过滤瓶2的入口，干燥过滤瓶2的出口接数控质量/流量计3的入口 ；加热六通阀5的六个端口分别接声表面波检测单元、质量/流量计3的出口，微型热解析装置4的两端，加热抽气进样针7的出气口和气泵8。声表面波检测单元可以为声表面波传感器阵列6，也可以由快速毛细管分离柱9和不涂膜声表面波传感器10相连组成。如图3所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在线监测异丙酚麻醉药的系统，其特征在于，它包括：载气发生器（1）、干燥过滤瓶（2）、数控质量/流量计（3）、微型热解析装置（4）、加热六通阀（5）、加热抽气进样针（7）和气泵（8）等；其中，所述载气发生器（1）的出口接干燥过滤瓶（2）的入口，干燥过滤瓶（2）的出口接数控质量/流量计（3）的入口；加热六通阀（5）的六个端口分别接声表面波检测单元、质量/流量计（3）的出口，微型热解析装置（4）的两端，加热抽气进样针（7）的出气口和气泵（8）。
【技术特征摘要】
1.一种在线监测异丙酚麻醉药的系统，其特征在于，它包括载气发生器(I)、干燥过滤瓶(2)、数控质量/流量计(3)、微型热解析装置(4)、加热六通阀(5)、加热抽气进样针(7)和气泵(8)等；其中，所述载气发生器(I)的出口接干燥过滤瓶(2)的入口，干燥过滤瓶(2 )的出口接数控质量/流量计(3 )的入口；加热六通阀(5 )的六个端口分别接声表面波检测单元、质量/流量计(3)的出口，微型热解析装置(4)的两端，加热抽气进样针(7)的出气口和气泵(8)。2.根据权利要求1所述在线监测异丙酚麻醉药的系统，其特征在于，所述声表面波检测单元可以为声表面波传感器阵列(6)，也可以由快速毛细管分离柱(9)和不涂膜声表面波传感器(10)相连组成。3.根据权利要求1所述在线监测异丙酚麻醉药的系统，其特征在于，所述加热六通阀(5)由金属六通阀(13)和加热模块(14)固定连接组成。4.根据权利要求1所述在线监测异丙酚麻醉药的系统，其特征在于，所述载气发生器(O由空气氮气发生器(11)和压力调节阀(12)相连组成，压力调节阀(12)的出口接干燥过滤瓶(2)的入口。5.根据权利要求1所述在线监测异丙酚麻醉药的系统，其特征在于，所述微型热解析装置(4)可以为长10-20厘米，内径2-3毫米，壁厚O. 5-1毫米的薄壁金属管，其内填加100-200毫克Tenax-TA吸附剂所构成，其在常温下吸附，脱附采用闪蒸方式，即通过直流或交流电加热薄壁金属管，使其在10毫秒内上...
【专利技术属性】
技术研发人员：严敏，陈星，张冯江，王平，王镝，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：
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