[发明专利]一种体外生命支持控制装置及控制方法

权利要求书

1.一种体外生命支持控制装置，其特征在于，包含ECMO控制系统、血气分析仪、生化分析仪、ACT检测仪、空氧混合器、注射泵，其中，所述血气分析仪、生化分析仪、ACT检测仪、空氧混合器、注射泵分别于所述ECMO系统连接，所述血气分析仪自动获取血气检测数据，所述生化分析仪自动获取生化检测数据，所述ECMO系统从ACT检测仪获取凝血时间后根据设定情况控制所述注射泵自动添加肝素和血小板，根据血气分析仪获取的血气检测数据而自动控制所述空氧混合器进行氧气浓度和气体流量调节。

2.根据权利要求1所述的一种体外生命支持控制装置，其特征在于，所述ECMO控制系统包括温度控制单元电路、声光警示电路、无线通信接口、无刷直流电机驱动电路、MCU主控单元电路、电源单元电路、显示屏接口电路、按键板通信接口、RS232接口、流量、压力、温度、血氧传感器接口，所述MCU主控单元电路采用ARM内核的主控芯片，所述温度控制单元电路包括温度传感器、信号调理电路和MOS管H桥驱动电路，所述MCU主控单元电路通过温度传感器采集水箱内部水的温度，选择控制模式运行后输出PWM信号来控制H桥驱动电路中的4个MOS管的开和闭，MCU主控单元电路通过普通IO口控制无刷直流电机驱动电路的使能，接收电机反馈的速度信号，MCU主控单元电路通过PWM输出IO口控制电机转速，MCU主控单元电路通过串口与无线接口电路、显示屏接口电路、按键板通信接口、流量、压力、温度、血氧传感器接口电路连接；

其中，温度传感器采用PT1000,直接与被测物体接触，通过恒压源和高精度电阻将温度传感器PT1000随温度变化电阻值转换成电压值，电压值经过AD623放大后进入MCU的AD转换接口，将模拟量电压值转变为数字量，控制程序根据温度检测的数字量反推出温度值，MOS管H桥驱动电路中4个MOS管的控制端连接到MCU的4个PWM输出接口，MCU通过改变PWM的占空比和极性来控制MOS管H桥驱动电路输出的电压正负极性和电压值，其输出与半导体制冷片连接，半导体制冷片一面紧贴在水箱上，另一面贴在散热器上，控制输出电压的极性改变半导体对水箱进行加热或制冷，通过控制PWM的占空比来控制温度使其稳定；

所述无刷直流电机驱动电路采用专用电机控制芯片A4931，使能信号控制芯片A4931是否输出PWM，使能后芯片A4931根据接收来自MCU的方向信号、脉宽信号产生PWM信号来控制6个MOS管，输出三相电压信号控制电机的方向和转速；三相编码器的差分信号经AM26LV31转换成TTL信号反馈给A4931，提供速度反馈，芯片A4931输出的速度脉冲信号送给MCU以检测电机运行速度；

所述流量传感器接口电路采用RS485接口，压力传感器接口电路和血氧传感器接口电路分别采用串行TTL接口；

所述电源单元电路将输入的DC24V转换成DC12V、DC5V、DC3.3V电压给各个单元模块供电；

所述无线通信接口采用一个ZIGBEE模块和一个WIFI模块，ZIGBEE模块与血气分析仪、生化分析仪、ACT检测仪、空氧混合器、注射泵进行无线连接，WIFI模块与互联网进行连接；

所述声光警示电路由蜂鸣器和指示灯来实现，当发生异常状况时启动蜂鸣器鸣叫和指示灯显示不同颜色来警示。

3.根据权利要求1所述的一种体外生命支持控制装置，其特征在于，所述MCU主控单元电路采用STM32f7系列芯片，该芯片提供8个串口，运行主频速度达到216MHZ，满足多个串口和运行速度的。

4.根据权利要求1所述的一种体外生命支持控制装置，其特征在于，所述控制装置还设置有2个脉冲式的旋钮和6个按键开关，其中一个旋钮用于粗调，另一个旋钮用于微调，所述旋钮和按键开关结合设置模式切换以及目标血液温度、目标转速、目标流量，根据按键和旋钮信号对目标设定值进行调节，同时在显示屏上显示。

5.根据权利要求4所述的一种体外生命支持控制装置，其特征在于，所述旋钮为编码式旋钮，转动时产生两路相差90度的方波，正转和反转产生的方波相序相反，旋钮带一个按键功能，每次调节完后按下旋钮对设定值进行确认。