專利名稱：仿生胸腹腔負壓引流治療機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫療器械，尤其是一種能自動控制、診斷和治療氣胸及胸腹積液的引流治療機。
在該領域曾經研究應用擴散硅傳感器，應用于治療氣胸的儀器，但溫飄較大，導致性能不穩定，影響治療儀正常使用。該類型儀器只是單純的抽出胸腔氣、液，不能夠準確地對氣胸進行分型。另外，在停電以及胸內無氣達到一定時間，只能憑人工判斷，無報警裝置，安全性能低。同時，該儀器自動化程度低，治療中所抽氣液總量、氣胸類型診斷不能打印結果。
本實用新型的目的在于提供一種與單片機相聯，帶有報警裝置、安全性能高、自動化程度高、自動將診斷結果打印輸出，帶有排氣總量、實現壓力調控、自動進行氣胸分型，有氣液則排，無氣液則停，臨床效果好的胸腹腔積液引流治療機。
本實用新型的目的是這樣實現的，整個裝置由穿刺針、顯示面板、傳感器、控制電路、電磁閥和負壓泵組成，穿刺針連接三通閥，一端連接氣水分離瓶，另一端連接注藥管；瓶內有氣水隔離板，氣水隔離瓶的出口端與機器內三通的其中一端相連，三通的另外兩端分別接傳感器和電磁閥，壓力傳感器采用熱敏擴散硅壓力傳感器，通過、放大電路、比較電路，實現非門控制；所說的電磁閥是二位二通的單向截止閥；由74LS00組成觸發電路，為防止干擾將其中一端通過一電阻接+5V電源，其輸出通過SA1接7E三極管的基極，繼電器線圈的一端接三極管的發射極，另一端接24V。由LF147組成放大電路；電壓放大不小于50倍，最好是放大1000倍。傳感器額定工作壓力量程為±0～100mmH2O，對應輸出電壓為0～1mV。
顯示面板上設置有壓力表、壓力控制調整區、報警燈、流量顯示、連續、間斷抽氣選擇鍵，相應在控制電路板上設有報警電路，計時電路、間斷抽氣電路、控制壓力電路，主機內還配置有充電電池；由胸腔穿刺針、氣水分離瓶、傳感器、電磁閥和負壓泵所組成的氣路部分與單片機相連，并配有打印接口。所說的壓力控制調整區分為正壓注氣、負壓啟動、負壓停止及壓力增減鍵，采用數字控制，模擬輸出起動壓力和停止壓力，用74LS00組成RS觸發器，RS可逆計數器計數，計出的數控制CD4051預約好的數，經過CD4051去控制起動停止，回時送到數碼管。所說的報警電路分為停電報警與無氣報警，停電報警采用充電電池，工作時充電，停電時，啟動報警開關；無氣報警采用555定時器與計數器。所說的間斷抽氣是采用定時計數去控制開關，當有氣時供555電，555開始工作，393計數器開始計時，當預定的充氣時間完成，393輸出一個高電平控制V23，V23開通抽氣停止，393計數器繼續計時。當預定的停歇時間結束，393輸出一個低電平V23截止，又開始抽氣，循環運行至胸腔無氣止。
本實用新型是一種仿生人體胸膜腔負壓實現自動控制引流的一種治療機，做到有氣液則排，無氣液則止。是醫院多科系常用小型醫療器械。主要適用于氣胸、液氣胸、血氣胸、膿氣胸及各種原因引起胸腹腔積氣液的引流。靈敏度很高，分辯力達0.5mmH2o，精度達1％，生理性負壓引流，不造成負壓性損傷。準確進行氣胸分型，能動態了解肺臟舒張情況，便于醫生指導臨床治療。無氣無液時，即使出現咳嗽，機器也不再工作。在治療過程中，根據流量或計時實現自動分段控制引流啟動、停止，實現壓力控制。該治療儀帶有報警裝置、安全性能高、自動化程度高、自動將氣胸分型及排氣總量診斷結果打印輸出，帶有排氣總量、數據準確臨床效果佳。
圖1是本實用新型結構示意圖圖中1是注藥管、2是氣水分離瓶入口、3是氣水分離瓶隔板、4是主機、5是流程顯示表、6是壓力表、7、8是電源開關鍵、9是打印接口、10是執行鍵、11是負壓停止、12是負壓啟動、13是正壓注氣、14是增減鍵、15是壓力控制調整區、16是報警燈、17是連續、間斷抽氣鍵、18是計時、19是注氣、20是時間指示、21是氣水分離瓶、28是穿刺針、29是三通閥；圖2是本實用新型部分電路圖圖中22是傳感電路、23是放大電路、24是雙向比較電路、25泵閥控制電路、26是負壓泵抽氣工作時間指示電路、27是保持觸發電路；圖3是本實用新型的報警裝置工作框圖圖中A是無氣控制報警；B是停電報警；圖4是本實用新型的工作框圖；圖5是本實用新型的工作原理圖；圖6是本實用新型的控制壓力調整區的工作框圖7是本實用新型的報警電路圖；圖8是本實用新型的計時電路圖；圖9是本實用新型的壓力控制電路圖。
下面對實用新型作進一步詳細說明在使用時，常見三種類型氣胸。對于閉合氣胸，在測初壓時，觀察3分鐘，顯示壓力數值不變；高壓性氣胸，觀察3分鐘，壓力持續升高；交通性氣胸的測壓力值在0左右移動。這些可以從壓力表中可直觀地讀出，然后按照治療方法，啟動壓力調整區15內的選擇鍵。氣胸的類型以及氣體總量由單片機相應的程序設定，自動在打印結果中顯示。
胸腔壓力測定通過帶側孔穿刺針28，入胸腔后提取胸腔氣體壓力，經氣水分離瓶21使氣體壓力緩沖，再經傳感器將微弱壓力信號接收，將其變為電信號，將其放大。本機采用LF147集成電路組成放大電路23，將電壓放大1000倍，壓力表接收來自放大電路的電信號壓力，經標定后可反映胸腔壓力的變化及工作壓力狀態和啟動、停止壓力的顯示。傳感器額定工作壓力量程為±0～100mmH2O，對應輸出電壓為0～1mV，適應溫度在±40℃。壓力所對應的電壓值，其選擇由SA1決定，比較電路24的四個輸出分別接相應的觸發電路27。觸發電路由74LS00構成的觸發器組成，為防止干擾，將其中一端通過電阻按+5V電源，其輸出通過SA1接3DK7E三極管的基極。繼電器線圈的一端接三極管的發射極，另一端接+24V，線圈兩端反并聯二極管2CP21用來泄放線圈能量。另一個三極管3DK2B接工作指示燈，指示燈用+5V電源驅動。
顯示部分，為了計算抽出胸腔的氣體量，本機將負壓泵的每秒氣流量，進行了標定。據此設計了一種計時顯示電路，通過累計負壓泵的工作時間來計算胸腔排出氣體量，并通過流量顯示屏5顯示。
可選擇的控制壓力由于每個病人肺臟病變不同、肺彈性、肺順應性不完全相同，肺部舒張所需負壓也不同，為適應臨床需要，將機工作壓力設為可調，在生理壓力范圍內可調，設±0～100mmH2O，用74LS00組成觸發器，連接可逆計數器計數，經CD40S1控制起動和停止，同時連數碼管顯示可調壓力數值。
間斷排氣設定排氣2分，停6分，循環運行至胸腔氣體消失，停止在醫生預選的負50mmH2O～負100mmH2O之間。防止全肺壓縮性氣胸及大量胸腔積液病人，由于盲目排氣液，易造成縱隔擺動或復張性肺水眼而設計。
停電報警和無氣報警高壓性氣胸病人，當供電突然停止，而又無人發現停電時，臨床往往易造成危險性，因此設立停電報警，提示醫生和病人立即采取緊急措施而設立。采用充電電池，工作時充電，一旦停電時充電池給音樂片供電進行報警。無氣報警當病人胸腔無氣，壓力指針6停止在醫生設定的-50～-100mmH2O之間達40分鐘不再排氣時，提示病人病情好轉，提請醫生進行檢查，采用555定時器與計數器，當胸腔無氣時開始計時達40分鐘時開始報警。
注氣給病人行人工氣胸、氣膚時所用。采用壓力可調，機器背面設有壓力指示專用正壓指示開關。前面板有注氣開關。
權利要求1.仿生胸腹腔負壓引流治療機，由穿刺針、顯示面板、傳感器、控制電路、電磁閥和負壓泵組成，其特征在于穿刺針連接三通閥，一端連接氣水分離瓶，另一端連接打藥管；瓶內有氣水隔離板，氣水隔離瓶的出口端與機器內三通的其中一端相連，三通的另外兩端分別接傳感器和電磁閥，壓力傳感器采用熱敏擴散硅壓力傳感器，通過放大電路、比較電路，實現非門控制；由74LS00組成觸發電路，為防止干擾將其中一端通過一電阻接+5V電源，其輸出通過SA1接7E三極管的基極，繼電器線圈的一端接三極管的發射極，另一端接24V。
2.按照權利要求1所述的仿生胸腹腔負壓引流治療機，其特征在于所說的放大電路由LF147組成，電壓放大不小于50倍。
3.按照權利要求1或2所述的仿生胸腹腔負壓引流治療機，其特征在于電壓最好是放大1000倍。
4.按照權利要求1所述的仿生胸腹腔負壓引流治療機，其特征在于傳感器額定工作壓力量程為±0～100mmH2O，對應輸出電壓為0～1mV。
5.按照權利要求1所述的仿生胸腹腔負壓引流治療機，其特征在于所說的顯示面板上設置有壓力表、壓力控制調整區、報警燈、流量顯示、連續、間斷抽氣選擇鍵，相應在控制電路板上設有報警電路，計時電路、間斷抽氣電路、控制壓力電路，主機內還配置有充電電池；由穿刺針、氣水分離瓶、傳感器、電磁閥和負壓泵所組成的氣路部分與單片機相連，并配有打印接口。
6.按照權利要求1或5所述的仿生胸腹腔負壓引流治療機，其特征在于所說的電磁閥是二位二通的單向截止閥。
7.接照權利要求5所述的仿生胸腹腔負壓引流治療機，其特征在于所說的壓力控制調整區分為正壓注氣、負壓啟動、負壓停止及壓力增減鍵，采用數字控制，模擬輸出起動壓力和停止壓力，用74LS00組成RS觸發器，RS可逆計數器計數，計出的數控制CD4051預約好的數，經過CD4051去控制起動停止，回時送到數碼管。
8.按照權利要求5所述的仿生胸腹腔負壓引流治療機，其特征在于所說的報警電路分為停電報警與無氣報警，停電報警采用充電電池，工作時充電，停電時，啟動報警開關；無氣報警采用555定時器與計數器。
9.按照權利要求5所述的仿生胸腹腔負壓引流治療機，其特征在于所說的間斷抽氣是采用定時計數去控制開關，當有氣時供555電，555開始工作，393計數器開始計時，當預定的充氣時間完成，393輸出一個高電平控制V23，V23開通抽氣停止，393計數器繼續計時；當預定的停歇時間結束，393輸出一個低電平V23截止，又開始抽氣，循環運行至胸腔無氣止。
專利摘要本實用新型公開了一種仿生胸腹腔負壓引流治療機,是用于診治和治療氣胸及胸腹積液的醫療儀器。它采用了熱敏電阻擴散硅壓力傳感器接收穿刺針提取的胸腔壓力,并與氣水分離瓶相連,氣路部分與控制電路板相聯。本實用新型可與單片機相聯,帶有報警裝置、安全性能高,能自動將氣胸分型診斷結果及排氣總量打印輸出,實現壓力控制、有氣液則排,無氣液則停,具有臨床操作方便、減輕病人痛苦、治療效果好的特點。
文檔編號A61M1/00GK2491023SQ0122378
公開日2002年5月15日 申請日期2001年4月29日 優先權日2001年4月29日
發明者韓麟, 韓善德, 謝永常 申請人:韓麟