专利名称：镇静深度监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种辅助评估患者镇静深度或意识状态的装置。
背景技术：
镇静药物广泛用于临床治疗的许多方面，例如绝大部分施行手术的患者、接受有创或微创检查的患者、在重症监护病房的患者均需要接受镇静药物治疗，由于患者之间存在个体差异，致使镇静药物使用后在体内分布代谢不均匀，如果药物在体内蓄积过多，超出了安全剂量，就会增加患者呼吸和循环系统出现意外的风险。因此，临床上需要对镇静药物在体内的分布和残留情况进行观察和评估，这些观察和评估的结果在临床上用镇静深度来表示。同时，对于临床工作中的部分严重创伤患者，如颅脑外伤的患者，也需要对其意识障碍的程度进行判断，以给予相应的治疗。目前，国际上沿用了一种通用的分级标准对患者镇静深度和意识状态进行评估，该方法的分级标准如下1级完全清醒，对正常呼名的应答反应正常；2级对正常呼名的的应答反应迟钝；3级对正常呼名无应答反应，对反复大声呼名有应答反应；4级对反复大声呼名无应答反应，对轻拍身体才有应答反应；5级对拍身体无应答反应，但对伤害性刺激有应答反应。
6级对伤害性刺激无应答反应。
通常认为在镇静治疗过程中，处于2-3级之间的患者是安全的，处于4级以上的患者是危险的，而级别越高说明药物对呼吸和循环的抑制越大，危险程度就可能越大。而在镇静治疗结束后，处于1级的患者才是安全的。在上述分级标准中，1-3级之间需要使用声音来界定，具体做法是通过用一定间隔时间的不同音量的声音呼唤患者姓名或发出指令，根据患者对不同音量的声音的反应来判断患者的镇静深度和意识状态；5级和6级之间需要用疼痛来区分，常用的做法是观察者拧患者的耳朵，观察患者对疼痛的反应作出判断。同时，对于临床工作中的部分严重创伤患者，如颅脑外伤的患者，大致也采用类似的方法对其意识障碍的程度进行判断，医生根据判断结果给予不同的治疗方案。但是，由于医务人员之间存在个体差异，发出的声音在音量、频率、语气、语调、间隔时间等各个方面都将有较大的差异，在1-3级之间往往难以作出准确的界定，而且，由于医务人员在给予患者疼痛刺激时也可能存在个体差异，对于5级和6级也难以作出准确的区分。因而对同一个患者进行测试时，不同的医生或同一医生在不同的时间可能会测试出不同的结果，使得医务人员做出不同的临床决策，而不同的临床决策可能会产生不同的结果，有时可能会由于判断失误导致严重的后果，威胁患者的生命安全。同时，由于没有对镇静深度统一的可准确定量的测试工具，也不便于临床不同病例之间的相互比较，尤其会使相关的科学研究的准确性和科学研究结果之间的学术交流受到一定的影响。
发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种镇静深度监测仪，使用此种仪器能提高镇静深度判断结果的准确性和一致性，降低临床风险，指导临床和科研工作的开展。
本实用新型所述镇静深度监测仪具备发声和发射疼痛刺激电流两种功能，包括用于主控的单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器、话筒、扬声器、疼痛刺激电流发生器、显示屏、人机交互操作按键和电源。单片机上设置有音频控制接口、疼痛刺激电流发生器接口、显示屏接口、人机交互操作按键接口、存储器接口、电源接口；话筒的输出端通过音频控制接口与单片机连接，扬声器的输入端通过音频控制接口与单片机连接；疼痛刺激电流发生器、显示屏、人机交互操作按键、存储文件的存储器、电源分别与单片机上设置的对应接口连接；MP3解码器与单片机由请求信号线、时钟信号线、串口数据线相连，MP3解码器与D/A转换器由音频数据线相连，数据流在MSP430单片机与MP3解码器、D/A转换器之间交换。
上述单片机上可设置红外线接口，该接口用于红外数据传输，接收无线信号；为了通过与计算机连接实现音频文件和文本文件的下载和上传，上述单片机上可设置USB接口；为了使仪器可同时作为MP3使用，在播放音频文件时，减少对他人干扰，上述单片机上设置的音频控制接口可连接耳机接口。
上述构件既可组装成几部分安装，也可集中于一机壳安装，集中于一机壳安装更便于携带。为此，可设计组装用的机壳，机壳上开设相应的插孔或/和窗口，显示屏、人机交互操作按键位于机壳表面，话筒、扬声器、疼痛刺激电流发生器触点安装在机壳上，单片机、MP3解码器、D/A转换器和疼痛刺激电流发生器主体放置在机壳内。
根据本实用新型所述镇静深度监测仪的功能，人机交互操作按键由确定键、退出键、菜单键、电源键、上翻键、下翻键、疼痛刺激键组成。
本实用新型所述镇静深度监测仪的功能和使用方法在关闭状态下点击“电源键”一次即可打开电源，显示屏上出现开机画面；在仪器开启状态下持续点击“电源键”大于3秒钟即可关闭电源，电源关闭后显示屏变暗，画面消失。
“菜单”目录下设置有“录入”、“输出”、“清除文件”、“音量调节”、“电量调节”、“时间间隔”、“接收无线信号”、“信息查询”等子目录。点击“菜单键”一次，显示屏上出现一个子目录，通过“上翻键”、“下翻键”选择需要设置的子目录，点击“确定键”进入该子目录，显示屏上即显示该子目录的下一级菜单。点击“退出键”则可返回到上一级菜单。
在“录入”状态下点击“确定键”一次，显示屏上显示“录入文件X”字样，此时可录入语音，录入完毕后点击“确定键”，显示屏显示“录入完毕”，上述“录音文件X”保存在“录音文件”目录内。重复此操作可录入另一份语音文件，前一次录入内容依然存在，可同时保存多个录音文件。点击“退出键”返回到上一级菜单。
在“输出”状态下点击“确定键”一次，显示屏出现“录音文件”、“音频文件”、“标准语音(即用普通话朗读的医务人员的常用指令)”，通过点击“上翻键”、“下翻键”选择需要输出的文件种类，点击“确定键”进入该文件种类菜单，再通过点击“上翻键”、“下翻键”选择需要输出的目标文件，点击“确定键”选中目标文件。如果选中的是“录音文件”或“标准语音”，仪器可以以前一次设定的时间间隔和音量连续播放该“录音文件”或“标准语音”，显示屏显示此次播放录音文件的音量和时间间隔，以及在该语音条件下镇静深度判断结果的建议；如果选中的是“音频文件”，仪器则播放从计算机上下载的音频文件，同时，显示屏显示所播放的音频文件的名称。在播放文件状态下，直接点击“上翻键”、“下翻键”可自由调节输出音量大小。点击“退出键”停止播放文件，并返回到上一级菜单。
在“清除文件”状态下点击“确定键”，显示屏上出现“录音文件”“音频文件”、“文本文件”，通过点击“上翻键”、“下翻键”选择需要清除的文件种类，点击“确定键”进入该文件种类菜单，再通过点击“上翻键”、“下翻键”选中需要清除的目标文件，点击“确定键”清除文件，显示屏上显示“清除成功”。点击“退出键”返回到上一级菜单。由于“标准语音”为仪器内保存的基本运行文件，因而不能清除。
在“音量调节”状态下点击“确定键”，显示屏上出现从低到高不同分贝等级的音量梯度，通过点击“上翻键”、“下翻键”选择需要的目标音量，点击“确定键”选中需要的音量作为下次播放的默认音量，显示屏上显示“确认成功”。点击“退出键”返回到上一级菜单。
在“电量调节”状态下点击“确定键”，显示屏上出现从低到高不同等级的安全电量梯度，通过点击“上翻键”、“下翻键”选择需要的目标电量，点击“确定键”选中需要的电量作为下次发射疼痛刺激的默认电量，显示屏上显示“确认成功”。点击“退出键”返回到上一级菜单。
在“间隔时间”状态下点击“确定键”，显示屏上出现不同间隔时间的选项，通过点击“上翻键”、“下翻键”选择需要的间隔时间，点击“确定键”选中需要的间隔时间作为下次播放的默认间隔时间，显示屏上显示“确认成功”。点击“退出键”返回到上一级菜单。
在“信息查询”状态下点击“确定键”，显示屏上出现相关信息的选项，相关选项包括镇静深度的分级标准，不同镇静深度下的治疗建议等，通过点击“上翻键”、“下翻键”选择需要的相关信息，点击“确定键”选中需要的相关信息，显示屏上显示该相关信息内容。点击“退出键”返回到上一级菜单。
在“接收无线信号”状态下点击“确定键”，显示屏上出现相关的频段选择，通过点击“上翻键”、“下翻键”选择需要的频段，点击“确定键”选中需要的频段，显示屏上显示“确认成功”，仪器可接收无线信号。点击“退出键”返回到上一级菜单。
在开机状态下，如果未进入任何菜单，“确定键”则可以作为快捷键使用，直接点击“确定键”，仪器以前一次设定的音量和间隔时间播放在前一次“输出”菜单操作中选中的“录音文件”或“标准语音”，或播放在前一次“输出”菜单操作中选中的“音频文件”，在播放文件状态下，直接点击“上翻键”、“下翻键”可自由调节输出音量大小；持续点击“确定键”大于3秒，仪器以临床推荐的音量和间隔时间播放临床常用的“标准语音”，在该状态下直接点击“上翻键”、“下翻键”，可在临床推荐的几种“标准语音”之间自由切换。医务人员根据患者对语音的反应，参照显示屏给出的镇静深度判断结果的建议作出判断。
在开机状态下，如果未进入任何菜单，“疼痛刺激键”则可以作为快捷键使用，直接点击“疼痛刺激键”，仪器以前一次设定的安全电量输出疼痛刺激电流，在该状态下直接点击“上翻键”、“下翻键”，可自由调节安全电量的大小；持续点击“疼痛刺激键”大于3秒，仪器以临床推荐的安全电流输出疼痛刺激电流。医务人员根据患者对疼痛刺激的反应，参照显示屏给出镇静深度判断结果的建议作出判断。
按照上述功能即可设计编码流程软件，由本实用新型所述仪器的硬件按照满足上述功能的编码流程运行既可实现上述功能。
本实用新型具有以下有益效果1、可将不同医务人员不同音量的声音录入后经过处理输出不同等级的标准化音量，解决了不同医务人员之间音量不一致的问题。
2、可以以设定的音量和间隔时间发声，可以以设定的电流进行疼痛刺激，统一了对患者镇静深度的判断标准，减少了由于判断标准不同造成的判断结果差异，以及由此带来的治疗失误。
3、可在一定范围内设定发声的间隔时间，这样既可避免过于频繁呼叫患者给患者带来的适应现象，又可减少观察者的劳动强度。
4、仪器内存储了常用的规范化标准语音，并提供了临床推荐的标准疼痛刺激电流强度，有利于临床和科研工作中对患者镇静深度进行相互比较和学术交流。
5、仪器内存储了目前临床上常用的对镇静深度进行评估的判断标准，以及不同镇静深度下的治疗建议等相关信息，方便使用人员查找。
6、提供了在不同语音条件下和疼痛刺激电流强度下对镇静深度判断结果的建议，方便了临床上非专业人员的使用，有利于镇静深度监测技术广泛用于临床，指导临床观察和治疗。
7、多种配置可使仪器具有下载、存储、上传文件和录音、播放音频文件、接收无线信号等功能，可作为移动存储器和MP3使用。
图1是本实用新型所述镇静深度监测仪的第一种结构框图；图2是本实用新型所述镇静深度监测仪的第二种结构框图；图3是本实用新型所述镇静深度监测仪的第三种结构框图；图4是本实用新型所述镇静深度监测仪的第四种结构框图；图5是本实用新型所述镇静深度监测仪的第五种结构框图；图6是本实用新型所述镇静深度监测仪的第六种结构框图；图7是本实用新型所述镇静深度监测仪的第七种结构框图；图8是本实用新型所述镇静深度监测仪的第八种结构框图；图9是本实用新型所述疼痛刺激电流发生器的一种结构图；
图10是本实用新型所述镇静深度监测仪的第一种外形图；图11是本实用新型所述镇静深度监测仪的第二种外形图；图12是本实用新型所述镇静深度监测仪的第三种外形图；图13是本实用新型所述镇静深度监测仪的第四种外形图；图14是本实用新型所述镇静深度监测仪的第五种外形图。
图15是本实用新型所述镇静深度监测仪的第六种外形图。
图16是本实用新型所述镇静深度监测仪的第七种外形图。
图17是本实用新型所述镇静深度监测仪的第八种外形图。
图中，1-机壳、2-扬声器、3-显示屏、4-确定键、5-退出键、6-菜单键、7-电源键、8-上翻键、9-下翻键、10-疼痛刺激键、11-话筒、12-内置电源充电插孔、13-疼痛刺激电流发生器触点(+-极)、14-红外线接收窗口、15-耳机插孔、16-USB插孔。
具体实施方式
实施例1本实施例所述镇静深度监测仪的结构如图1所示，由用于主控的单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器、内置话筒、扬声器、疼痛刺激电流发生器、液晶显示屏、人机交互操作按键和电源构成。
单片机选用TI公司的MSP430F133单片机，其上设置有多个8位的输出输入接口。MP3解码器选用Micronas公司推出的单片解码芯片，型号MAS3507D，能够对多种采样速率的音频数据流解码，具有I2C控制接口、异步MPEG位流输入接口、I2S解码数据流输出/输入接口。D/A转换器选用Micronas公司推出的与MAS3507D配套的音频D/A转换及放大芯片，型号DAC3550A。存储器有8根数据信号和6根控制信号，用于存储操作系统播放程序和音频文件及文本文件，有多种市售商品。内置话筒、扬声器和液晶显示屏选用市售商品。人机交互操作按键由确定键4、退出键5、菜单键6、电源键7、上翻键8、下翻键9、疼痛刺激键10组成。
疼痛刺激电流发生器的结构如图9所示，由内置有振荡器的控制器、场效应晶体管(MOS管)Q1、接地电阻R1、电感L、二极管D1、电容C、一组二极管(该组二极管的数量由疼痛刺激电流的强度确定，当疼痛刺激电流的强度为20毫安时，该组二极管的数量为3～5个二极管)和触点构成；控制器(选用MAX5068)的其中两极与输入电压的正负极相连，另有一极连接MOS管的G极，用于控制MOS管的导通或者关闭的门限值，还有一极与接地电阻R1相连；MOS管的D极连接电感L以及二极管D1，通过电感的输入电流来控制MOS管的状态；电容与一组二极管相并联，用于控制输出电压的大小。
上述各构件的连接方式为内置话筒的输出端。通过音频控制接口与MSP430单片机连接，扬声器的输入端通过音频控制接口与MSP430单片机连接；疼痛刺激电流发生器、显示屏、人机交互操作按键、存储文件的存储器、电源分别与MSP430单片机上设置的对应接口连接；MP3解码器与MSP430单片机由请求信号线、时钟信号线、串口数据线相连，MP3解码器与D/A转换器由音频数据线相连，数据流在MSP430单片机与MP3解码器、D/A转换器之间交换。
设计了如图10所述的长方体机壳1，机壳背面设置有一次性电池安装槽(图中未表示出)，可选择使用多种电源供电，机壳尾端设置有内置电源充电插孔12，液晶显示屏3、确定键4、退出键5、菜单键6、电源键7、上翻键8、下翻键9、疼痛刺激键1O位于机壳表面，内置话筒11安装在机壳的下部，扬声器2安装在机壳的上部，疼痛刺激电流发生器触点13安装在机壳的顶部，MSP430单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器和疼痛刺激电流发生器的主体部分放置在机壳1内。
实施例2本实施例所述镇静深度监测仪的结构如图2所示，机壳1及仪器的外形如图11所示。与实施例1不同之处是MSP430单片机设置有红外线接口，在机壳上部开有红外线接收窗口14。
实施例3本实施例所述镇静深度监测仪的结构如图3所示，机壳1及仪器的外形如图12所示。与实施例1不同之处是MSP430单片机的音频控制接口连接有耳机接口，机壳1的侧面下部开有耳机插孔15。
实施例4本实施例所述镇静深度监测仪的结构如图4所示，机壳1及仪器的外形如图13所示。与实施例1不同之处是MSP430单片机上设置有USB接口，机壳1的底部开有USB插孔16。
实施例5本实施例所述镇静深度监测仪的结构如图5所示，机壳1及仪器的外形如图14所示。与实施例1不同之处是1、MSP430单片机设置有红外线接口，在机壳上部开有红外线接收窗口14。2、MSP430单片机的音频控制接口连接有耳机接口，机壳1的侧面下部开有耳机插孔15。
实施例6本实施例所述镇静深度监测仪的结构如图6所示，机壳1及仪器的外形如图15所示。与实施例1不同之处是1、MSP430单片机设置有红外线接口，在机壳上部开有红外线接收窗口14。2、MSP430单片机上设置有USB接口，机壳1的底部开有USB插孔16。
实施例7本实施例所述镇静深度监测仪的结构如图7所示，机壳1及仪器的外形如图16所示。与实施例1不同之处是1、MSP430单片机上设置有USB接口，机壳1的底部开有USB插孔16。2、MSP430单片机的音频控制接口连接有耳机接口，机壳1的侧面下部开有耳机插孔15。
实施例8本实施例所述镇静深度监测仪的结构如图8所示，机壳1及仪器的外形如图17所示。与实施例1不同之处是1、MSP430单片机设置有红外线接口，在机壳上部开有红外线接收窗口14。2、MSP430单片机上设置有USB接口，机壳1的底部开有USB插孔16。3、MSP430单片机的音频控制接口连接有耳机接口，机壳1的侧面下部开有耳机插孔15。
权利要求1.一种镇静深度监测仪，其特征在于包括用于主控的单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器、话筒、扬声器、疼痛刺激电流发生器、显示屏、人机交互操作按键和电源，单片机上设置有音频控制接口、疼痛刺激电流发生器接口、显示屏接口、人机交互操作按键接口、存储器接口、电源接口，话筒的输出端通过音频控制接口与单片机连接，扬声器的输入端通过音频控制接口与单片机连接，疼痛刺激电流发生器、显示屏、人机交互操作按键、存储文件的存储器、电源分别与单片机上的对应接口连接，MP3解码器与单片机由请求信号线、时钟信号线、串口数据线相连，MP3解码器与D/A转换器由音频数据线相连。
2.根据权利要求1所述的镇静深度监测仪，其特征在于单片机上还设置有红外线接口。
3.根据权利要求1或2所述的镇静深度监测仪，其特征在于单片机上还设置有USB接口。
4.根据权利要求1或2所述的镇静深度监测仪，其特征在于单片机上的音频控制接口连接有耳机接口。
5.根据权利要求3所述的镇静深度监测仪，其特征在于单片机上的音频控制接口连接有耳机接口。
6.根据权利要求1或2所述的镇静深度监测仪，其特征在于还包括机壳(1)，机壳上开有内置电源充电插孔(12)，或开有内置电源充电插孔(12)和红外线接收窗口(14)，显示屏(3)、人机交互操作按键位于机壳表面，话筒(11)、扬声器(2)、疼痛刺激电流发生器的触点(12)安装在机壳上，单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器和疼痛刺激电流发生器主体放置在机壳内。
7.根据权利要求3所述的镇静深度监测仪，其特征在于还包括机壳(1)，机壳上开有内置电源充电插孔(12)和USB插孔(16)，或开有内置电源充电插孔(12)、红外线接收窗口(14)和USB插孔(16)，显示屏(3)、人机交互操作键位于机壳表面，话筒(11)、扬声器(2)、疼痛刺激电流发生器的触点(12)安装在机壳上，单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器和疼痛刺激电流发生器主体放置在机壳内。
8.根据权利要求4所述的镇静深度监测仪，其特征在于还包括机壳(1)，机壳上开有内置电源充电插孔(12)和耳机插孔(15)，或开有内置电源充电插孔(12)、红外线接收窗口(14)和耳机插孔(15)，显示屏(3)、人机交互操作键位于机壳表面，话筒(11)、扬声器(2)、疼痛刺激电流发生器的触点(12)安装在机壳上，单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器和疼痛刺激电流发生器主体放置在机壳内。
9.根据权利要求5所述的镇静深度监测仪，其特征在于还包括机壳(1)，机壳上开有内置电源充电插孔(12)、耳机插孔(15)和USB插孔(16)，或开有内置电源充电插孔(12)、红外线接收窗口(14)、耳机插孔(15)和USB插孔(16)，显示屏(3)、人机交互操作键位于机壳表面，话筒(11)、扬声器(2)、疼痛刺激电流发生器的触点(12)安装在机壳上，单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器和疼痛刺激电流发生器主体放置在机壳内。
10.根据权利要求1或2所述的镇静深度监测仪，其特征在于人机交互操作按键由确定键(4)、退出键(5)、菜单键(6)、电源键(7)、上翻键(8)、下翻键(9)、疼痛刺激键(10)组成。
专利摘要一种镇静深度监测仪，包括用于主控的单片机、MP3解码器、D/A转换器、存储文件的存储器、话筒、扬声器、疼痛刺激电流发生器、显示屏、人机交互操作按键和电源，具有发声和发射疼痛刺激电流两种功能，可将不同医务人员不同音量的声音录入后经过处理输出不同等级的标准化音量，并提供默认强度的疼痛刺激电流，从而可消除不同医务人员之间音量和给予疼痛刺激的差异，减少由于判断标准不同造成的判断结果差异以及所带来的治疗失误。
文档编号A61B10/00GK2873096SQ20062003334
公开日2007年2月28日 申请日期2006年3月8日 优先权日2006年3月8日
发明者罗林丽, 王健, 周良学, 张兵 申请人:四川大学华西医院