医用氧气计量器的研究与应用

2019-11-29宫蕾

商品与质量 2019年34期

宫蕾

烟台市计量所山东烟台 264003

吸氧是手术患者、急危重症患者重要的治疗手段之一，在临床上应用非常广泛。医用氧气计量器是患者从供氧站吸氧时的计量器具。长期以来，医院一直使用浮子式流量计，其缺点是：①计量不准确，流量随供氧站压力的变化而变化。②流量显示不直观。③只能测量实时流量，不能记录累积数量。④不能自动记录吸氧开始时间、结束时间、总时间等。因此，在治疗中由于给氧时间与流量无客观记录，病历中无法记录客观数据，既不利于医生了解医嘱执行情况，也不利于吸氧的收费，甚至出现患者或家属对吸氧收费产生疑问而导致医疗纠纷。对此，部分专家或科研单位对医用氧气计量器进行了改进或智能化设计[1]。

1 供氧终端氧气计量器的研制

研制了“数显式医用氧气流量/ 时间计量器”，应用于患者临床吸氧计量。该计量器包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统总体结构设计有：供氧装置、电磁阀、手动调节阀、流量传感器、氧气输出管道及湿化瓶、A/D 转换器、键盘按钮、蜂鸣器、单片机、LCD 显示器、热敏打印机、面罩或鼻导管等。软件系统设计主要包括：患者信息设置程序、时间参数计量程序、中断吸氧处理程序、电磁阀控制程序、氧流量计算程序、吸氧总量累计程序、显示程序、数据打印程序。数显式医用氧流量/ 时间计量器的主要特点：①采用微小气体流量测定元件，计量准确。②采用数字式显示装置，示值准确。③采用单片机开环控制系统，能够根据医嘱对给氧流量、给氧时间及给氧总量进行统计显示，最大限度地实现计量准确，提高供氧站的使用效率及准确率，为保证治疗的有效性提供了技术保障。④计量器采用双路一体式设计，即通过对不同气体通路的设计，在一台计量器上，可以显示相邻两个患者的吸氧参数，从而节约配置成本（根据临床需要，也可以只开启一个通道，用于一个患者的吸氧）。⑤信息能显示、能打印、能保存，具有很大的临床应用价值。研制的“病员吸氧用氧气用量计” 是通过在原有珠式流量计的柱体两侧，利用其管体透明、流量珠子遮光的特性，附加红外线电检测装置检测流量珠子的位置，并将流量细分，转换为数字流量值，并由单片机程序，将流量按时间积算，得到氧气用量，同时实时产生吸氧起止时键盘中断程序三部分组成。这种单片机便携式氧气用量计，数字显示患者的吸氧耗用量、吸氧时间、吸氧流量、吸氧起止时刻等参数，操作简便、使用灵活、价格低廉。研制的“智能吸氧装置”，由氧气瓶或其它供氧设备、步进电机（控制氧气流量）、步进电机驱动器、加湿器、湿度控制器、流量计、流量传感器（监视氧气流量）、A/D 转换器、功能按键、蜂呜器、交直流电源变换器、直流变压器、单片机AT89S51、储气囊、触动开关、面罩等组成。本智能吸氧装置系统可在几十毫秒内完成对各物理量的采集、数据的分析处理和控制的输出工作，实时监控氧气浓度、氧气流量和湿度，监视患者呼吸状态。设计的“医用氧气流量计量器”，有调节阀的入气口与一个密封气室连接，在密封气室内放置有压力传感器，压力传感器通过A/D 转换器与一个单片机连接，单片机的输出端连接一个显示器，在密封气室壁上设有限流孔作为氧气的输出端[2]。限流孔设有多个孔径，孔径的大小约0．1-10mm。显示器设有瞬时流量显示器和累计流量显示器。压力传感器与A/D 转换器之间设有锁紧环。本设计精度高、体积小、操作简便，对氧气的流量计量准确，减少了患者和医院之间由于计量不准确而引发的争议。

2 供氧系统氧气计量器的研制

医院患者输氧系统已广泛采用管道集中输氧，输氧量尚无适当的测量手段，天津大学研制的氧气流量测量系统填补了这一空白。技术原理及工艺流程：采用浮子式流量测量原理、无电式检测探头、单片计算机技术。准确度：2．5%-4．0%，最小传感器测量范围：2-10L/min。研制了一套集病区氧气流量测量、远程自动抄表、流量数据处理、自动计费结算、打印报表等功能为一体的系统。该系统采用气体质量流量计作为计量装置，运用PLC（电力线通信）技术实现远程集中抄表，通过后台管理软件实现医用气体分区计量的远程自动抄表、计费管理及数据分析[3]。