1　前言
　　呼吸機(jī)是臨床最常用的急救和生命支持設(shè)備,。其種類多,、數(shù)量大、分布廣,，在現(xiàn)代化醫(yī)院設(shè)備中占有重要位置,，根據(jù)美國(guó)呼吸學(xué)會(huì)資料統(tǒng)計(jì)，自呼吸機(jī)投入使用以來(lái),，使搶救的成功率提高了50%以上,。然而呼吸機(jī)是臨床最容易出問(wèn)題、培訓(xùn)工作量最大,、最難使用的醫(yī)療設(shè)備之一,，所以，呼吸機(jī)用好了對(duì)病人的生命起到保障作用,，而用不好或檢定,、維修等質(zhì)量控制不嚴(yán)格，就會(huì)起到相反的作用,。因此,，加強(qiáng)呼吸機(jī)的應(yīng)用管理和質(zhì)量控制對(duì)提高其安全性和使用效率，提高臨床救治的成功率,，減少臨床風(fēng)險(xiǎn)具有重要意義,。
　　目前，在沒(méi)有以計(jì)量強(qiáng)檢和技術(shù)規(guī)程為基礎(chǔ)的質(zhì)量保障的前提下,，呼吸機(jī)機(jī)械通氣的性能測(cè)試是呼吸機(jī)質(zhì)量控制的重要手段,。
　　現(xiàn)在廣泛使用的進(jìn)口呼吸機(jī)檢測(cè)儀如美國(guó)Fluke公司的VT-PLUS價(jià)格昂貴，功能復(fù)雜,，全英文操作,，不適合我國(guó)中小醫(yī)院購(gòu)買(mǎi)及醫(yī)工人員使用，基于此,，本文作者從準(zhǔn)確,、可靠、實(shí)用出發(fā),，研制了新型呼吸機(jī)檢測(cè)儀,。
1　系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)
　　本測(cè)試儀系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)兩部分組成,，下面對(duì)兩個(gè)部分的組成結(jié)構(gòu),、性能特點(diǎn)分別進(jìn)行分析。
1．1　硬件系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)分析
　　硬件主要由傳感器與放大電路,、數(shù)據(jù)采集模塊,、PC104模塊、LCD顯示屏,、鍵盤(pán)及鼠標(biāo)五部分組成,。其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,。

1．1．1　信號(hào)　呼吸機(jī)氣道內(nèi)主要包括吸、呼流量,，氣道壓力,，氧濃度、大氣壓力,、溫度,、濕度等七路信號(hào)。
1．1．2　傳感器　信號(hào)中的流量信號(hào)和氣道壓力信號(hào)選用Honeywell公司的AWM720微熱橋式氣流質(zhì)量傳感器以及IC-SENSER公司的 HIT-1210差壓傳感器 ,。
1．1．3　放大電路　分別對(duì)氣道壓力,、吸、呼流量,、大氣壓力,、氧濃度、溫度,、濕度信號(hào)進(jìn)行放大,、濾波。
1．1．4　數(shù)據(jù)采集模塊　選擇AD公司的ADuC812單片機(jī)自帶的8通道,、高精度的12位AD對(duì)經(jīng)過(guò)放大的呼吸機(jī)信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,。其片內(nèi)50ppm/oC電壓基準(zhǔn)，采樣速率可達(dá)200KSPS,。ADuC812是一個(gè)準(zhǔn)SOC系統(tǒng),，內(nèi)部具有與8052兼容的內(nèi)核，額定工作頻率為12MHz（最大工作頻率為16MHz）,，3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,， 9個(gè)中斷源，并有2個(gè)優(yōu)先級(jí),。芯片中集成有8K字節(jié)閃速/電擦除程序存儲(chǔ)器,，640字節(jié)閃速/電擦除數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；256字節(jié)片內(nèi)數(shù)據(jù)RAM,，16M字節(jié)外部數(shù)據(jù)地址空間,，64K字節(jié)外部程序地址空間。片上還集成有UART輸入/輸出口,。
1．1．5　PC104 采用“EVOC”104-1541CLDN型全功能嵌入式工業(yè)主板為核心操作平臺(tái),。該主板僅有手掌的一半大小,，板上集成了超低功耗的NS GX 300MHz CPU處理芯片,、 SDRAM、CRT/LCD控制,、10/100Mbps網(wǎng)絡(luò)接口,、Compact Flash,、IDE、FDD,、兩串一并,、二個(gè)USB、一個(gè)115Kbps IrDA紅外接口,、1~255秒可編程看門(mén)狗定時(shí)器,、PS2 鍵盤(pán)和鼠標(biāo)。由于此檢測(cè)儀系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣及數(shù)據(jù)傳輸速度要求不高,，因此其與ADuC812之間的通信選用了最簡(jiǎn)單,、最常用的串行口COM1進(jìn)行串行通信。
1．1．6　LCD 選用Sharp的104V1DG21型真彩LCD顯示屏,，分辨率為640×480,。
1．2　軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　呼吸機(jī)檢測(cè)儀要求準(zhǔn)確測(cè)定壓力、流量等主要物理量及相關(guān)所有的呼吸參數(shù),，并能夠準(zhǔn)確分析出呼吸機(jī)的通氣模式以及能夠準(zhǔn)確,、實(shí)時(shí)顯示出流量、壓力以及容量波形,，并可以存儲(chǔ)回放,。
　　同時(shí)基于所選硬件平臺(tái)PC104性能的綜合考慮，因此上層軟件操作系統(tǒng)選用WIN200,，采用C ++ Builder 6．0開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序,。
　　應(yīng)用程序根據(jù)呼吸機(jī)檢測(cè)儀的功能要求設(shè)計(jì)成6個(gè)測(cè)試界面。
1．2．1　同步顯示界面　同步顯示界面將會(huì)同時(shí)顯示三路呼吸信號(hào)（氣道壓力,、氣體流量,、容量）。在界面的最左面的統(tǒng)計(jì)區(qū)域中將會(huì)顯示相應(yīng)信號(hào)的信息,，包括最大值,、最小值、平均值,。在界面的最右部分的區(qū)域中,，用戶可選擇開(kāi)始鍵（測(cè)試開(kāi)始）、停止鍵（測(cè)試停止）,、清屏鍵（清除當(dāng)前屏幕的波形）,。
1．2．2　單波形顯示界面　允許用戶選擇任意一路信號(hào)（氣道壓力、氣體流量,、容量,、氧濃度、溫度,、濕度）的顯示,。
1．2．3　環(huán)顯示界面　顯示容量流量環(huán)和容量壓力環(huán),。用戶可選擇畫(huà)環(huán)的個(gè)數(shù)，1至4個(gè)環(huán)畫(huà)完后清屏一次,。
1．2．4　完全測(cè)試界面　完全測(cè)試界面顯示上一次呼吸中所有的相關(guān)參數(shù),。這些參數(shù)在新的一次呼吸來(lái)臨時(shí)才能夠刷新。
1．2．5　趨勢(shì)測(cè)試界面　趨勢(shì)測(cè)試可以長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)一個(gè)重要的呼吸參數(shù),，第一次呼吸測(cè)得的呼吸參數(shù)值作為原始值,。以后每次呼吸測(cè)得的數(shù)值都與此原始值作比較，如果超過(guò)設(shè)定的誤差（%）,，則記錄一次異常事件,。當(dāng)測(cè)試結(jié)束后，用戶可以選擇打印整個(gè)趨勢(shì)測(cè)試的信息,。趨勢(shì)監(jiān)測(cè)的參數(shù)主要有潮氣量,、分鐘通氣量、呼吸頻率,、平均氣道壓,、氣道峰壓等主要的參數(shù)。
1．2．6　漏氣測(cè)試界面 用戶可以在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)出整個(gè)呼吸回路的密閉性,。
　　數(shù)據(jù)采集部分,，軟件系統(tǒng)采用多媒體定時(shí)器的方法對(duì)呼吸信號(hào)進(jìn)行毫秒級(jí)實(shí)時(shí)采樣，然后進(jìn)行分析,、處理,、顯示等操作。數(shù)據(jù)采集的流程如圖2所示,。2　檢測(cè)結(jié)果分析
　　本呼吸機(jī)檢測(cè)儀完成后,，對(duì)國(guó)內(nèi)外十余種呼吸機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)檢測(cè)過(guò)程分析如下,。
2．1　在呼吸信號(hào)的同步采集過(guò)程中,，用戶操作方便，可以實(shí)時(shí)觀察呼吸波形以及呼吸相關(guān)參數(shù)的同步顯示,。圖3是波形同步顯示的界面,。圖4是完全測(cè)試界面。圖5是環(huán)顯示界面,。圖6是趨勢(shì)測(cè)試界面

2．2　從上面四圖可以看出,，本系統(tǒng)所采集的呼吸信號(hào)波形清晰完整、顯示同步,，可完全監(jiān)測(cè)呼吸過(guò)程中所有相關(guān)的參數(shù),，可以很準(zhǔn)確、方便的對(duì)呼吸機(jī)進(jìn)行檢測(cè)和評(píng)估。
2．3　在檢測(cè)的過(guò)程中,，與VT-PLUS以及QA-VTM等國(guó)外呼吸機(jī)檢測(cè)儀進(jìn)行測(cè)試數(shù)據(jù)的比對(duì),，發(fā)現(xiàn)作者所開(kāi)發(fā)的呼吸機(jī)檢測(cè)儀測(cè)試結(jié)果的重復(fù)性和穩(wěn)定性相對(duì)更好一些,，功能完備且全中文操作,，使用簡(jiǎn)便。
3　總結(jié)
　　本呼吸機(jī)檢測(cè)儀結(jié)構(gòu)輕便,，操作簡(jiǎn)單,，成本低，性能穩(wěn)定,。
　　本檢測(cè)儀系統(tǒng)可對(duì)呼吸機(jī)的通氣性能進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),，從而對(duì)呼吸機(jī)做出準(zhǔn)確、可靠的測(cè)試和評(píng)估,，從而對(duì)呼吸機(jī)的使用進(jìn)行很好的質(zhì)量控制,。