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潔凈手術室智能控制系統(tǒng)的探討

更新時間:2017-04-10  |  點擊率:1452

智能控制系統(tǒng)通過各種傳感器、PLCPID現(xiàn)場控制器等各種執(zhí)行裝置實現(xiàn)對手術室內的潔凈度、空氣溫度、相對濕度、截面風速、隔斷壓差、CO2濃度、新風量等各種環(huán)境參數的監(jiān)測及控制,確保室內環(huán)境符合手術需要以及各設備的正常運行。智能控制系統(tǒng)采用了PID調節(jié)控制、風量平衡及壓差智能自動控制、環(huán)境狀態(tài)多參數實時采集、計算及控制、能量優(yōu)化管理及節(jié)能等多種技術,實施集中監(jiān)控與多系統(tǒng)集成,實現(xiàn)系統(tǒng)的全過程控制及全院資源信息共享。
1、
PID調節(jié)控制技術
PID調節(jié)控制技術主要用于調節(jié)手術室內溫濕度。PID調節(jié)控制的控制過程如下,控制系統(tǒng)通過各種傳感器檢測出被控制量的實際信號,與手術室所要求的目標進行比較,產生偏差,控制系統(tǒng)根據偏差大小,進行PID調節(jié),調節(jié)信號作用于各執(zhí)行裝置,使偏差減少,以至達到平衡,zui終達到系統(tǒng)的要求。
2、
風量平衡及壓差智能自動控制
風量平衡及壓差智能自動控制主要是用于調節(jié)、維持手術室內的風量以及不同房間的壓差,控制手術室內的排風量及送風量之間的關系,避免交叉感染,確保手術室保持潔凈。在現(xiàn)代化醫(yī)院的潔凈手術部中,多種通風和凈化設備都在同時運行,系統(tǒng)的換氣次數大、送風量大、新風量和排風量大,在各房間之間必須保持風量和壓差維持在設計的狀態(tài),這是實現(xiàn)凈化效果、避免交叉感染的重要措施。凈化系統(tǒng)中安裝的各種空氣過濾器,在經過一段使用后,會因為積塵,使得空氣通過的阻力增加。為了克服這種阻力的增加,系統(tǒng)中安裝了壓力傳感器,在壓力發(fā)生變化時,控制系統(tǒng)中變頻器自動調節(jié)風機轉速,使得風量回歸正常水平,確保了手術室的換氣次數,從而確保手術室的潔凈度。
在特殊的場合,如負壓手術室,壓差控制極為重要。這類手術室一般用于感染類手術,特別是諸如SARS、結核等呼吸道傳染性疾病的手術,需要嚴格控制手術室的空氣外溢,必須確保手術室相對外界走廊或氣閘室保持負壓差。在這些系統(tǒng)中,利用變頻技術、定風量技術、風量平衡技術等,控制手術室的送風量與排風量之間的關系,使手術室的排風量大于送風量,手術室維持負壓,另外,排出的空氣經過過濾器過濾,空氣凈化消毒裝置殺菌,排出室外,避免對室外環(huán)境造成污染。
3、
環(huán)境狀態(tài)參數實時采集、計算及控制
在智能環(huán)境控制系統(tǒng)中,可以實現(xiàn)對手術部環(huán)境狀態(tài)參數的實時采集、計算與控制。通過在系統(tǒng)中分布的各種溫濕度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、壓力或隔斷壓差傳感器及粒子計數器等各類傳感裝置,實時采集各參數,并進行計算和轉化,自動計算出需要的其余參數,可直接用于對手術室凈化系統(tǒng)的熱濕處理控制中。如由采集到的空氣溫度、相對濕度,根據系統(tǒng)內置的濕空氣計算模型,計算空氣的含濕量、焓值等,用于系統(tǒng)分析和選擇不同的控制模式,有助于凈化系統(tǒng)更有效地控制室內空氣的水汽含量,滿足對環(huán)境的舒適要求,同時控制細菌的生長。
4、能量優(yōu)化管理及節(jié)能技術
主要用以降低系統(tǒng)能耗。根據全國不同的區(qū)域的氣候條件,選擇不同的凈化系統(tǒng),以達到*的適應性,降低能量消耗。在東南沿海夏季高溫潮濕、冬季溫暖區(qū)域,采用新風深度預處理控制技術,可避免了傳統(tǒng)空氣處理方式在循環(huán)機組中進行除濕,造成先降溫除濕后再熱升溫的冷熱抵消現(xiàn)象,從而大幅降低了系統(tǒng)的能耗;另外,在值班模式下,控制系統(tǒng)會自動將風機調整至較低轉速,系統(tǒng)新風量也將減少,僅送入維持房間正壓的新風,同時排風機關閉,系統(tǒng)溫度、濕度控制范圍放大等,這些控制措施可以在保證手術部凈化和溫濕度要求的前提下,實現(xiàn)對能量的*化管理,減小系統(tǒng)能耗。
5、
集中監(jiān)控與多系統(tǒng)集成
手術室環(huán)境控制系統(tǒng)的多參數自動控制與監(jiān)測系統(tǒng)采用上位機、下位機的分層結構形式,中央監(jiān)控工作站負責與各個現(xiàn)場控制單元之間的通信,管理系統(tǒng)的所有信息,提供人機界面及接口,并通過下位機監(jiān)控整個系統(tǒng)的所有參數,實現(xiàn)全系統(tǒng)的*控制和管理?,F(xiàn)場控制單元主要負責將所有現(xiàn)場控制、監(jiān)測信息傳送到中央監(jiān)控工作站,接收中央監(jiān)控工作站的指令,并根據其指令完成相應的操作,同時監(jiān)測被控對象的所有參數。手術室環(huán)境控制系統(tǒng)通過高速網絡可以與醫(yī)院的其他系統(tǒng)進行聯(lián)網, 達到多系統(tǒng)集成,如與醫(yī)院其他設備管理系統(tǒng)、醫(yī)療氣體檢測管理系統(tǒng)、病人生理體征信息監(jiān)護系統(tǒng)、手術管理系統(tǒng)、PACS/LIS系統(tǒng)、醫(yī)療病歷管理系統(tǒng)相互聯(lián)網,實現(xiàn)各種資源信息的共享,形成一個有效的診斷、搶救治療、監(jiān)護的系統(tǒng)過程,保障病人安全。

 

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