目的:设计便携式变压吸附制氧机的控制系统,为便携式变压吸附制氧机的深入研究提供技术支持.方法:采用C8051F310单片机为控制核心,设计电源电路、负载驱动电路、空气压缩机驱动电路等外围控制电路,结合变压吸附制氧原理编写控制程序,并进行实验验证.结果:实现了微型变压吸附制氧系统的稳定、自动运行,产氧体积分数符合设计要求.结论:该控制系统具有简单方便、稳定可靠的优点,对变压吸附制氧机的小型化研究及研制具有重要的借鉴意义.

目的:通过对便携式变压吸附(pressure swing adsorption,PSA)制氧机进行高原适应性试验和应用效果的初步评价,以期为高原人群提供更科学有效的富氧干预手段.方法:采用低压舱分别模拟3000、4000、5000 m 3个海拔高度,在各海拔高度对制氧机的富氧气体氧体积分数和供气量进行测试,同时采集8名被试人员在每个海拔高度使用制氧机富氧前后的血氧饱和度(SpO2)和心率(HR)数据,并赴海拔3800 m地区采集另外8名被试人员使用制氧机富氧前后的SpO2和HR数据,通过对比使用该制氧机富氧前后被试人员SpO2和HR的变化对其应用效果进行初步评价.结果:该制氧机的富氧气体氧体积分数和供气量会随着海拔的增高有一定的下降(P<0.05),但是在海拔5000 m高度时富氧气体氧体积分数仍能维持在88％,供气量高于36 ml/次,且在固定海拔高度时其富氧气体氧体积分数和供气量波动不大;在模拟高原环境和高原实地使用该制氧机富氧后被试人员的SpO2显著升高(P<0.05),HR显著下降(P<0.05);在海拔3800 m,富氧3 min对SpO2的提高效果可以至少持续到停止富氧后10 min(P<0.05),HR在停止富氧后1 min内迅速升至富氧前水平.结论:便携式PSA制氧机性能稳定,能够有效缓解急进高原人群缺氧状态,对于保障进驻高原人群的身体健康具有十分重要的意义.

目的:设计一种新型便携式制氧系统,实现急救和户外患者吸氧.方法:以AT89S51为主控芯片,采用压缩机和吸附塔对空气进行变压吸附制得氧气,通过氧气调节阀调节氧气浓度,氧气出口连接吸氧管以满足患者的吸氧需求.采用镍氢电池供电,便于患者随时随地吸氧;由氧浓度监测电路、显示电路、按键电路及报警电路等模块构成,便于整个系统的稳定应用.结果:该系统为一体化封装设计,重量<3 kg,便于患者携带;经过临床测试,氧浓度最高可达95％,吸氧时间≥3 h,可以满足患者较长时间急救和户外吸氧.结论:新型便携式制氧系统对于拓宽患者的吸氧环境、提高吸氧效果以及满足患者随时随地吸氧需求,具有较大的临床应用价值.

目的 研发一套适用于灾害现场紧急医学救援的可远程测控的便携式制氧机系统.方法 综合优化变压吸附技术,通过供给大流量清洁干燥气源和开发相关核心组件,提高制氧主机空气源的有效使用回收率,实现氧气浓度、产氧流量、产氧压力指标实时监控;通过轻量化设计部件及结构,符合灾害现场特点的便携式可移动特征;结合多变自调整式产氧设计,适应现场环境的广谱适应性;通过数字化控制系统人机界面与通用分组无线技术实时在线监控及浏览参数,构建便捷、稳定的智能操作平台,开发远程监控端实时与客户互动设备的运行状态信息.结果 应急场景模拟演练结果表明,该便携式制氧机可移动(95 kg)、输出压力稳定(0.38～0.45 MPa)、流量稳定(15～20 L/min),连接本便携式制氧机可以基本保障急救呼吸机的供氧需求.当呼吸机输出氧浓度达到90％以上时,便携式制氧机实际测得氧气浓度为94.4％、产氧流量为21 L/min、产氧压力为0.404 MPa,输出氧气的理化指标符合GB 8982-2009《医用及航空呼吸用氧》标准.同时在运行过程中,触摸屏人机界面可以实时显示便携式制氧机运行状态,以及自行设置运行参数,实现远程操作并实时监控运行状态.结论 研制的远程测控便携式制氧机装置工作响应速度快、转运方便、制氧效率高、操作简便,符合便携式的要求,可用于灾害环境下紧急医学救援的气体供应.