專利名稱：氣壓式自適應(yīng)止血裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
氣壓式自適應(yīng)止血裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種氣壓式止血裝置，尤其涉及一種氣壓式自適應(yīng)止血裝置。
技術(shù)背景[0002]在戰(zhàn)爭、疾病、車禍或其它意外事故造成的肢端損傷而進(jìn)行的手術(shù)中，止血裝置的使用顯得異常重要。氣壓止血裝置利用對袖帶的充、放氣調(diào)整其壓力使上肢或下肢的術(shù)野干凈、清晰，促進(jìn)手術(shù)的順利開展?，F(xiàn)有的氣壓止血裝置分手動和電動兩種。手動氣壓止血裝置是在手術(shù)前由醫(yī)生通過手動充氣設(shè)備對氣壓止血帶進(jìn)行充氣，使之達(dá)到一定的氣壓， 將肢體動脈壓扁，產(chǎn)生止血效果。但由于所需的氣壓較高，且在手術(shù)過程中需要反復(fù)的充氣與放氣操作，使止血操作變得比較繁瑣。電動氣壓止血裝置的工作原理與手動氣壓止血帶的工作原理基本相同，只是用氣泵充氣取代了手動充氣。這樣做雖然減輕了醫(yī)生的工作量， 但其可操作和靈活性依然很差。[0003]人體的血壓不是保持不變的常數(shù)，其隨著人體所處的環(huán)境及生理、心理狀態(tài)的變化而改變，肢端手術(shù)過程中，現(xiàn)有的止血裝置都不能夠根據(jù)血壓的變化自適應(yīng)調(diào)整止血壓力，而自始至終均保持初始設(shè)置的一個相對較高的壓力值進(jìn)行止血。這樣固然可以獲得干凈、清晰的術(shù)野，然而由于肢端長時間維持過高的壓力會壓迫損傷神經(jīng)或軟組織，甚至?xí)鸺∪鈮乃?、肌間隔綜合征、缺血性攣縮、厭氧感染、中毒性休克或截肢等危及生命的并發(fā)癥。實用新型內(nèi)容[0004]為了解決上述問題，本實用新型旨在提供一種氣壓式自適應(yīng)止血裝置，其根據(jù)手術(shù)患者的收縮壓、肢體周徑等參數(shù)準(zhǔn)實時調(diào)整袖帶止血壓力，在獲得干凈、清晰術(shù)野的前提下，使止血壓力最小、最優(yōu)化，從而最大限度的降低止血裝置相關(guān)并發(fā)癥發(fā)生的風(fēng)險，達(dá)到改善手術(shù)效果的目的。[0005]本實用新型的氣壓式自適應(yīng)止血裝置包括控制單元、血壓測量模塊、測壓袖帶、 壓力傳感器、止血帶、氣泵、氣閥、輸入單元；測壓袖帶通過第一氣管與血壓測量模塊連接； 血壓測量模塊將所測得的收縮壓傳輸至控制單元；氣泵與控制單元電連接，且氣泵通過第二氣管與止血帶連接，在控制單元的控制下氣泵經(jīng)由第二氣管向止血帶充氣；第二氣管中設(shè)置有氣閥，氣閥與控制單元電連接，在控制單元的控制下調(diào)整氣閥的開合以對止血帶進(jìn)行放氣；輸入單元與控制單元電連接，以向控制單元輸入手術(shù)肢端的周徑；壓力傳感器設(shè)置于止血帶中以測量止血帶中的壓力；控制單元根據(jù)血壓測量模塊所測得的收縮壓和由輸入單元輸入的手術(shù)肢端的周徑控制氣泵和閥門，以動態(tài)調(diào)整止血帶中壓力。[0006]優(yōu)選地，所述血壓測量模塊通過UART與控制單元電連接。[0007]優(yōu)選地，進(jìn)一步包括顯示裝置，顯示裝置與控制單元電連接。[0008]優(yōu)選地，所述輸入單元為一按鍵單元；所述按鍵單元具有進(jìn)行周徑參數(shù)設(shè)置的按鍵。3[0009]優(yōu)選地，所述按鍵單元具有手動操作止血帶充氣、放氣的按鍵。[0010]優(yōu)選地，所述血壓測量模塊是周期性地對收縮壓進(jìn)行測量。[0011]本實用新型的氣壓式自適應(yīng)止血裝置根據(jù)手術(shù)患者的收縮壓、肢體周徑等參數(shù)準(zhǔn)實時調(diào)整袖帶止血壓力，在獲得干凈、清晰術(shù)野的前提下，使止血壓力最小、最優(yōu)化，自適應(yīng)地調(diào)整止血壓力。


[0012]從對說明本實用新型的主旨及其使用的優(yōu)選實施例和附圖的以下描述來看，本實用新型的以上和其它目的、特點和優(yōu)點將是顯而易見的，在附圖中[0013]圖1是根據(jù)本實用新型的氣壓式自適應(yīng)止血裝置的原理框圖；[0014]圖2是根據(jù)本實用新型的氣壓式自適應(yīng)止血裝置的止血帶的充、放氣電路；[0015]圖3是根據(jù)本實用新型的氣壓式自適應(yīng)止血裝置的壓力傳感器電路。
具體實施方式
[0016]下面將結(jié)合附圖對本實用新型的氣壓式自適應(yīng)止血裝置的實施例的描述。[0017]氣壓式自適應(yīng)止血裝置主要包括血壓測量、止血帶壓力調(diào)整、液晶顯示、按鍵電路等部分組成，其原理就是利用單片機控制血壓測量模塊準(zhǔn)實時測量手術(shù)患者的血壓參數(shù)， 根據(jù)手術(shù)患者的收縮壓及其相應(yīng)的肢端周徑確定止血壓力，進(jìn)而關(guān)閉電磁閥控制氣泵給止血帶充氣，同時壓力傳感器實時地將止血帶的壓力值傳遞給單片機，單片機通過控制電磁閥和氣泵進(jìn)行反饋控制。[0018]如圖1所示，本實用新型的氣壓式自適應(yīng)止血裝置包括控制單元10、血壓測量模塊16、測壓袖帶17、壓力傳感器11、止血帶18、氣泵12、氣閥13、輸入單元14 ；測壓袖帶17 通過第一氣管與血壓測量模塊16連接；血壓測量模塊16將所測得的收縮壓傳輸至控制單元10 ；氣泵12與控制單元10電連接，且氣泵12通過第二氣管與止血帶連接18，在控制單元10的控制下氣泵12經(jīng)由第二氣管向止血帶18充氣；第二氣管中設(shè)置有氣閥13，氣閥13 與控制單元10電連接，在控制單元10的控制下調(diào)整氣閥13的開合以對止血帶18進(jìn)行放氣；輸入單元14與控制單元10電連接，以向控制單元10輸入手術(shù)肢端的周徑；壓力傳感器 11設(shè)置于止血帶18中以測量止血帶18中的壓力。[0019]控制單元以單片機實現(xiàn)，本實施例中選用的是C8051F340。本實施例中壓力傳感器選用的是CSN602無創(chuàng)血壓測量和監(jiān)控模塊。CSN602無創(chuàng)血壓測量和監(jiān)控模塊可記錄和計算收縮壓、舒張壓、平均壓和心率等生理參數(shù)。[0020]肢端手術(shù)開始時，單片機C8051F340開始計時，至60min后計時重新開始并控制止血袖帶緩慢松開3min防止肢端長時間缺血引起并發(fā)癥，同時通過UART接口控制CSN602無創(chuàng)血壓測量和監(jiān)控模塊實現(xiàn)手術(shù)患者收縮壓、舒張壓、平均壓和心率的測量，根據(jù)護(hù)理部先期開展止血實驗獲得的經(jīng)驗公式(1)計算止血壓力[0021]P 止=a*Ps+b*Ce+c(1)[0022]公式(1)中P±為止血壓力，&為單次測量手術(shù)患者的收縮壓，Ce為手術(shù)肢端的周徑，a, b，c為實驗數(shù)據(jù)做回歸分析獲得的常系數(shù)。C8051F340通過I/O 口關(guān)閉電磁閥同時驅(qū)動充氣泵給止血帶充氣。同時H1220壓力傳感器將止血袖帶的壓力值通過C8051F340自帶的10位ADC實時的返回給單片機，C8051F340判斷止血帶壓力是否達(dá)預(yù)定值，若達(dá)到止血壓力值則關(guān)閉氣泵停止充氣，若超過止血壓力則控制電磁閥放氣最終實現(xiàn)反饋控制。按鍵電路實現(xiàn)周徑參數(shù)的調(diào)整，可進(jìn)行止血袖帶充氣、放氣的手動操作，LCD液晶電路15在整個裝置工作過程中顯示相應(yīng)目標(biāo)參數(shù)、系統(tǒng)狀態(tài)和提示操作。[0023]如圖2所示，本實用新型的氣壓式自適應(yīng)止血裝置主要基于數(shù)字可調(diào)電位器 AD8402實現(xiàn)充、放氣的線性可調(diào)。AD8402是ADI公司出品的雙通道數(shù)字可調(diào)電位器，一通道調(diào)節(jié)電磁閥放氣，另一通道驅(qū)動氣泵充氣。其包含兩路獨立的電位器，具有256個可數(shù)字化控制的檔位，器件中電位器具有相同的調(diào)整功能。它采用S0IC14封裝，由+2. 7V至5. 5V 單電源供電，具有關(guān)斷模式。電源關(guān)斷時電流最小為5μΑ。SPI三線兼容串行數(shù)據(jù)輸入不僅可以取代機械電位器，而且具有無噪聲、抗震動、尺寸小、壽命長等優(yōu)點，它的最大特點是具有可編程能力，隨著制造成本的降低，其應(yīng)用范圍會越來越廣。[0024]氣泵驅(qū)動電路中的功率場效應(yīng)管屬于壓控元件，其輸入絕緣電阻大，柵極電流基本為零，速度高，安全工作區(qū)寬，與集成電路直接相連，使用方便。功率場效應(yīng)管要求其開啟電壓為Ves(th) =-IV，即源極與柵極的壓差至少為IV方能保證其處于工作狀態(tài)。為了使電機氣泵處于最大驅(qū)動能力狀態(tài)，通過單片機C8051F340的SPI 口向AD8402的通道0寫入0x00，使得Ves (th)產(chǎn)生最大偏置控制電流，以在盡可能短的時間里將止血袖帶充至預(yù)設(shè)壓力值。止血袖帶放氣控制電路，同樣由功率場效應(yīng)管控制求其處于工作狀態(tài)，C8051F340 的特定端口置高電平可實現(xiàn)止血袖帶的快速放氣，置低電平則關(guān)閉電磁閥。同時通過 C8051F340向AD8402 (通道1)寫入數(shù)據(jù)控制流過電磁閥的電流值，最終驅(qū)動電磁閥開啟到合適的位置實現(xiàn)止血袖帶的緩慢近線性放氣。[0025]壓力傳感器電路主要用于實時監(jiān)測止血袖帶的壓力值，其核心電路如圖3所示。 利用調(diào)壓二極管產(chǎn)生一個1. 3V左右的參考電壓，通過精密儀表放大器0PA2335增益調(diào)整后作為壓力傳感器H1220的正向輸入端。H1220型是經(jīng)過溫度補償?shù)墓鑹鹤枋綁毫鞲衅鳎?采用雙列直插封裝結(jié)構(gòu)，適用要求成本低，性能優(yōu)越，長期穩(wěn)定性好的應(yīng)用領(lǐng)域。通過激光修正的電阻實現(xiàn)了 0 50°C的溫度補償，還提供一個激光修正的電阻用于調(diào)節(jié)差動放大器的增益來校正傳感器的壓力靈敏度變化，使其具有良好的互換性，實現(xiàn)表壓、差壓和絕對壓力的測量。經(jīng)H1220輸出的與壓力大小對應(yīng)的電壓被送往動態(tài)范圍較大且線性度好的運算放大器AD623進(jìn)行線性放大，經(jīng)線性放大的模擬電壓經(jīng)C8051F340單片機的端口 P2. 0后被C8051F340自帶的10位ADC采樣量化得到數(shù)字電壓，最終在單片機內(nèi)實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。[0026]在進(jìn)行壓力準(zhǔn)確測量之前，首先應(yīng)該對壓力傳感器H1220進(jìn)行標(biāo)定。首先明確止血袖帶的壓力量程為0-50Kpa，加壓至50Kpa后，調(diào)節(jié)AD623的控制電位器R24，如圖4所示， 使AD623輸出電壓為2. 7V，防止輸出飽和。確定標(biāo)定點后利用準(zhǔn)確度等級為0. 005的活塞壓力及做循環(huán)兩次標(biāo)定，測量并記錄各標(biāo)定點對應(yīng)的AD623的輸出電壓大小如表2所示，由測量所得電壓值及標(biāo)定點壓力值對壓力和電壓之間的關(guān)系進(jìn)行公式O)的線性擬合[0027]Pffi= α*ν+β(2)[0028]式O)中為P壓止血袖帶壓力，為單片機C8051F340端口 Ρ2. 0處測得對應(yīng)的電壓值，進(jìn)行線性擬合后得α = 137. 1678，β = -7. 7123。[0029]本實用新型中所提及的第一氣管、第二氣管分別是連接測壓袖帶16與血壓測量模塊18、氣泵12與止血帶18之間的氣路，圖1中只是示意性地以雙箭頭圖形示出。盡管已示出和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，可以設(shè)想，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可在本實用新型的精神和范圍內(nèi)設(shè)計對本實用新型的各種修改。
權(quán)利要求1.一種氣壓式自適應(yīng)止血裝置，其特征在于包括控制單元、血壓測量模塊、測壓袖帶、壓力傳感器、止血帶、氣泵、氣閥、輸入單元；測壓袖帶通過第一氣管與血壓測量模塊連接；血壓測量模塊將所測得的收縮壓傳輸至控制單元；氣泵與控制單元電連接，且氣泵通過第二氣管與止血帶連接，在控制單元的控制下氣泵經(jīng)由第二氣管向止血帶充氣；第二氣管中設(shè)置有氣閥，氣閥與控制單元電連接，在控制單元的控制下調(diào)整氣閥的開合以對止血帶進(jìn)行放氣；輸入單元與控制單元電連接，以向控制單元輸入手術(shù)肢端的周徑；壓力傳感器設(shè)置于止血帶中以測量止血帶中的壓力；控制單元根據(jù)血壓測量模塊所測得的收縮壓和由輸入單元輸入的手術(shù)肢端的周徑控制氣泵和閥門，以動態(tài)調(diào)整止血帶中壓力。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)止血裝置，其特征在于所述血壓測量模塊通過UART與控制單元電連接。
3.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)止血裝置，其特征在于進(jìn)一步包括顯示裝置，顯示裝置與控制單元電連接。
4.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)止血裝置，其特征在于所述輸入單元為一按鍵單元。
5.如權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)止血裝置，其特征在于所述按鍵單元具有進(jìn)行周徑參數(shù)設(shè)置的按鍵。
6.如權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)止血裝置，其特征在于所述按鍵單元具有手動操作止血帶充氣、放氣的按鍵。
7.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)止血裝置，其特征在于所述血壓測量模塊是周期性地對收縮壓進(jìn)行測量。
專利摘要一種氣壓式自適應(yīng)止血裝置，其包括控制單元、血壓測量模塊、測壓袖帶、壓力傳感器、止血帶、氣泵、氣閥、輸入單元；測壓袖帶通過第一氣管與血壓測量模塊連接；血壓測量模塊將所測得的收縮壓傳輸至控制單元；氣泵與控制單元電連接，氣泵通過第二氣管與止血帶連接，在控制單元的控制下氣泵經(jīng)由第二氣管向止血帶充氣；第二氣管中設(shè)置有氣閥，氣閥與控制單元電連接，在控制單元的控制下調(diào)整氣閥的開合以對止血帶進(jìn)行放氣；輸入單元與控制單元電連接，向控制單元輸入手術(shù)肢端的周徑；壓力傳感器設(shè)置于止血帶中測量止血帶中的壓力；控制單元根據(jù)血壓測量模塊所測的收縮壓和由輸入單元輸入的手術(shù)肢端的周徑控制氣泵和閥門，以動態(tài)調(diào)整止血帶中壓力。
文檔編號A61B17/135GK202235548SQ201120270769
公開日2012年5月30日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月28日
發(fā)明者劉洪運, 張政波, 王衛(wèi)東, 郭俊艷 申請人:王衛(wèi)東