專利名稱：基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀的制作方法
技術領域：
本發明屬于醫療器械研制領域，涉及一種基于微處理器的智能型雙負壓調節式傷口治療儀。
背景技術：
負壓傷口治療儀是專為傷口負壓治療而設計的醫療設備，作為新一代醫療設備， 可以用于對燒傷、外傷和多種原因引起的傷口的輔助治療。與常規換藥治療的效果相比較， 負壓治療能明顯提高急性創傷面和慢性創傷面愈合速度。這類儀器一般根據壓力的調節方式來區分，主要分兩類一類為可調控的間斷負壓系統，另一類為簡易的不可調控的恒定負壓系統。國際上，可調控并具有多種警示功能的負壓治療系統為該類設備的發展方向。目前，部分專利已經提出了負壓傷口治療儀的設計方案，但這些專利中依然存在一些缺點和不足。例如公開號為CN 101176688A的專利，提出了一種便攜式傷口治療系統。公開號為CN 1060597A的專利，提出了一種正負壓四肢血管病治療機，基于單片機控制，能夠交替提供正負壓。這些負壓儀僅通過自身的負壓泵提供負壓，未能有效應用醫院病房負壓源，也缺乏漏氣與漏液報警、大出血報警以及積液瓶容量報警等檢測報警功能。
發明內容
本發明的目的是針對現有負壓傷口治療儀在實際應用中存在的局限性和不足，提出一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，增強自動檢測與報警功能，拓展目前負壓傷口治療儀的使用范圍，便于在醫院和野外進行使用。本發明除了可以使用內部的負壓泵提供負壓，外部負壓接口和線性控制閥的設計同時便于使用醫院病房負壓系統的負壓源。此外，還具有自動負壓調節、漏氣與漏液報警、大出血報警以及積液瓶容量超限報警等功能。一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，包括內部負壓源、內部負壓控制單元、外部負壓控制單元、傷口引流裝置、負壓壓力檢測單元、流量與流速檢測單元和報警單元；內部負壓控制單元和外部負壓控制單元分別控制內部負壓源和外部負壓源在患者的創傷處局部產生負壓，傷口引流裝置將創傷處產生的乳酸代謝物質引流，負壓壓力檢測單元檢測創傷處的壓力，流量與流速檢測單元檢測創傷處的引流量與引流速度，負壓壓力檢測單元、流量與流速檢測單元將檢測的信號反饋給內部負壓控制單元或外部負壓控制單元，內部負壓控制單元、外部負壓控制單元根據反饋信號，進行調整，控制負壓源，保證在創傷處維持穩定的負壓；當負壓壓力檢測單元或者流量與流速檢測單元檢測的創傷處的壓力過大或者引流速度過快，導致患者的創傷處產生大出血，報警單元發出警報信號。本發明的優點在于本發明除了可以使用負壓泵作為負壓源外，還設計有外部負壓接口和線性控制閥，便于使用醫院負壓系統的負壓源，在實際應用中可以靈活選用。從而不論是在醫院中普
3通的傷口治療，還是在地震等野外環境下傷口的處理，該治療儀都能夠方便地使用。
圖1為本發明負壓治療儀結構圖；圖2為控制、檢測單元構成的閉環回路示意圖；圖3為負壓治療儀工作流程圖。圖中1-內部負壓源2-內部負壓泵控制單元4-調節閥5-外部負壓控制單元7-負壓壓力檢測單元 8-流量與流速檢測單元10-電源11-附屬材料
具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明。本發明是一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，如圖1所示， 包括內部負壓源1、內部負壓控制單元2、外部負壓接口 3、調節閥4、外部負壓控制單元5、傷口引流裝置6、負壓壓力檢測單元7、流量與流速檢測單元8和報警單元9。內部負壓控制單元2和外部負壓控制單元5分別可以控制內部負壓源1和外部負壓源在患者的創傷處局部產生負壓，傷口引流裝置6將創傷處產生的乳酸代謝物質引流至積液瓶中，負壓壓力檢測單元7檢測創傷處的壓力，流量與流速檢測單元8檢測創傷處的引流量與引流速度，負壓壓力檢測單元7、流量與流速檢測單元8將檢測的信號反饋給內部負壓控制單元2和外部負壓控制單元5，內部負壓控制單元2、外部負壓控制單元5根據反饋信號，進行調整，控制負壓源，保證在創傷處維持穩定的負壓。當負壓壓力檢測單元7或者流量與流速檢測單元8檢測的創傷處的壓力過大或者引流速度過快，報警單元9發出警報信號。所述的外部負壓源可以是醫院病房中提供的負壓源，外部負壓源經過外部負壓接口 3連接到治療儀，通過控制負壓閥4來調節外部供給的負壓。外部負壓控制單元5的作用就是來控制負壓閥4，達到調節外部負壓的目的。所述的內部負壓源可以是治療儀自身攜帶的負壓泵。本發明的工作原理首先根據需要，靈活選擇自帶的負壓泵或者醫院病房的負壓系統作為治療儀的負壓源。當使用治療儀自帶的負壓泵作為負壓源即使用內部負壓源1 時，在嵌入式內部負壓控制單元2的作用下，由內部負壓源1在患者的創傷處局部產生負壓，使得患者創傷處的血管擴張，增加了該部位血管的供血量，從而增加了創傷面的氧供應量，同時將乳酸的代謝物質通過傷口引流裝置6引流至積液瓶中。在工作過程中，負壓壓力檢測單元7與傷口引流液的流量與流速檢測單元8持續監測創傷部位處的壓力、引流量與引流速度，實時地為內部負壓控制單元2提供傷口處的反饋信息，內部負壓泵控制單元2根據這些反饋信息進行調整，從而保證在傷口處維持穩定的負壓。在這一過程中一旦有壓力過大或者流量過快的現象出現，導致患者的創傷處產生大出血警報單元9可以及時地發出警報信號。
3-外部負壓接口 6-傷口引流裝置 9-報警單元
當使用醫院病房中的外部負壓源時，上述過程中的控制功能是由外部負壓控制單元5實現的。在外部負壓控制單元5的作用下，通過控制負壓閥4來調節引負壓達的大小， 負壓壓力檢測單元7與傷口引流液的流量與流速檢測單元8實時地將檢測到的信息反饋給外部負壓控制單元5，外部負壓控制單元5根據反饋信息對負壓閥4進行調整，保證在傷口處維持穩定的負壓。在這一過程中一旦有壓力過大或者流量過快的現象出現，導致患者的創傷處產生大出血，警報單元9可以及時地發出警報信號。如圖2中所示，內部負壓控制單元2、外部負壓控制單元5、負壓壓力檢測單元7與傷口引流液的流量和流速檢測單元8，共同構成了一套閉環的控制系統。實施例基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，如圖1、圖2所示，主要由以下單元組成內部負壓源1、內部負壓控制單元2、外部負壓接口 3、調節閥4、外部負壓控制單元5、傷口引流裝置6、負壓壓力檢測單元7、流量與流速檢測單元8和報警單元9。(圖中帶箭頭的細實線代表控制和監測信號，并非連接關系；帶箭頭的粗實線代表治療儀的負壓通路以及氣壓方向)內部負壓源1選用電機控制的小型真空負壓泵，帶有消聲器，還帶有抽氣嘴和排氣嘴各一個，工作時在進氣口處能夠持續形成負壓。內部負壓控制單元2以及外部負壓控制單元3是本發明負壓傷口治療儀的核心部分，采用微處理器嵌入式系統(例如采用三星S3C2440ARM處理器作為控制核心，不局限于此種微處理器)和大尺寸觸摸顯示屏作為平臺，實現對負壓泵(內部負壓源1)電機和負壓閥4步進電機的控制。此外，通過觸摸顯示屏可以對負壓源、預設負壓值等工作參數進行設定，以及進行治療時各種信息的實時顯示與緊急情況的處理。內部負壓控制單元2控制負壓泵(內部負壓源1)的電動機，實現控制負壓的效果。外部負壓接口 3可以方便與醫院負壓通過管連接，然后外部負壓接口 3通過調節閥4與治療儀中的負壓通路進行連接。這樣外部負壓源便可以在負壓閥4的調解下在傷口處產生所需要的負壓。外部負壓控制單元5控制調節閥4的開關大小，實現調節外部負壓源的效果。醫院病房的負壓系統通過負壓接口 3與治療儀的負壓通路進行連接。傷口引流裝置6主要由引流管和積液瓶組成，引流管將附屬材料11中所吸收的由創傷處產生的乳酸代謝物質引流至積液瓶中。負壓壓力檢測單元7使用空氣壓力傳感器對負壓治療系統負壓通路內的壓力進行持續不斷的監測。傷口處引流液的流量與流速檢測單元8使用液面檢測技術，檢測引流液的液面的高度，通過計算得到流量與流速等數據。報警單元9分別連接負壓壓力檢測單元7和流量與流速檢測單元8，根據負壓壓力檢測單元7和傷口引流液的流量與流速檢測單元8實時監測到的數據進行分析，對漏氣與漏液、大出血以及積液瓶容量超限這些緊急情況進行判斷和報警。電源模塊10為裝置提供電源設備在工作過程中需要多種電壓，其中負壓泵(內部負壓源1)電機供電電壓為12或M伏，微處理器(內部負壓源控制單元2和外部負壓控制系統幻及檢測和控制系統(負壓壓力檢測單元7、流量與流速檢測單元8)供電電壓為 3-5V，經電源模塊10降壓后獲得。整個儀器使用了 24V穩壓電源供電。該設備同時安裝了大容量鋰電池供電，電池可以支持儀器在野外連續工作數小時。治療過程中還需要與儀器相配合的傷口敷料等附屬材料11，附屬材料11為醫用吸附墊、連接管路、吸附海棉墊、醫用膠帶。基于微處理器內核的雙負壓源傷口治療儀的軟件部分主要包括工作模式選擇、 報警中斷控制處理、A/D轉換、壓力與液位檢測、電動機轉速控制與步進電機控制等幾個主要部分組成。軟件部分主要基于內部內部負壓控制單元2與外部負壓控制單元5來實現。本發明所述的一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀的工作過程如圖3所示，包括以下幾個步驟步驟一啟動系統，并且根據工作環境選擇電源。可以選擇使用電池供電或者外插室內交流電源供電。步驟二 設定負壓源、負壓值等治療參數。可以選擇內部負壓源1即負壓泵，或者醫院病房中的負壓系統作為負壓源。步驟三開始提供負壓。如果使用負壓泵作為負壓源，負壓大小的調節通過調節負壓泵的電機轉速來實現；如果使用外部負壓源，負壓大小的調節則是通過控制閥門4的大小來實現。在提供負壓的過程中，實時對負壓通路中的負壓值以及積液瓶中的液面高度進行監測。如果通路中負壓值與步驟二中設定的負壓值不符，則根據所選用的負壓源相應地進行負壓泵電機轉速調節或者閥門大小調節，直至負壓值達到設定值，提供穩定的負壓；同時，在整個供壓過程中，當積液瓶中液面高度上升過快，超過了預先設定的安全范圍，可能會出現傷口大出血的危險，則立即報警并停止提供負壓。
權利要求
1.一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，其特征在于，包括內部負壓源、內部負壓控制單元、外部負壓接口、調節閥、外部負壓控制單元、傷口引流裝置、負壓壓力檢測單元、流量與流速檢測單元和報警單元；內部負壓控制單元控制內部負壓源在患者的創傷處局部產生負壓，外部負壓控制單元通過調節閥控制外部負壓源在患者的創傷處局部產生負壓，外部負壓源通過外部負壓接口連接到治療儀，傷口引流裝置將創傷處產生的乳酸代謝物質引流，負壓壓力檢測單元檢測創傷處的壓力，流量與流速檢測單元檢測創傷處的引流量與引流速度，負壓壓力檢測單元、 流量與流速檢測單元將檢測的信號反饋給內部負壓控制單元或外部負壓控制單元，內部負壓控制單元、外部負壓控制單元根據反饋信號，進行調整，控制負壓源，保證在創傷處維持穩定的負壓；當負壓壓力檢測單元或者流量與流速檢測單元檢測的創傷處的壓力過大或者引流速度過快，導致患者的創傷處產生大出血，報警單元發出警報信號。
2.根據權利要求1所述的一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，其特征在于，所述的報警單元分別連接負壓壓力檢測單元和流量與流速檢測單元，根據負壓壓力檢測單元和傷口引流液的流量與流速檢測單元實時監測到的數據進行分析，對漏氣與漏液、大出血以及積液瓶容量超限情況進行判斷和報警。
3.根據權利要求1所述的一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，其特征在于，所述的外部負壓源為醫院病房中提供的負壓源。
4.根據權利要求1所述的一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，其特征在于，所述的內部負壓源為治療儀自帶的負壓泵。
5.根據權利要求1所述的一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，其特征在于，所述的內部負壓控制單元通過控制負壓泵的轉速調節內部負壓源供給的負壓。
6.根據權利要求1所述的一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，其特征在于，所述的內部負壓控制單元、外部負壓控制單元采用微處理器嵌入式系統和觸摸顯示屏作為平臺。
7.根據權利要求1所述的一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，其特征在于，所述的傷口引流裝置由引流管和積液瓶組成，引流管將附屬材料中所吸收的由創傷處產生的乳酸代謝物質弓I流至積液瓶中。
8.根據權利要求1所述的一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，其特征在于，所述的治療儀還設有電源模塊，為內部負壓源、內部負壓控制單元、外部負壓控制單元、負壓壓力檢測單元、流量與流速檢測單元和報警單元提供電源。
全文摘要
本發明公開了一種基于微處理器內核的雙負壓調節式傷口負壓治療儀，包括內部負壓源、內部負壓控制單元、外部負壓接口、調節閥、外部負壓控制單元、傷口引流裝置、負壓壓力檢測單元、流量與流速檢測單元和報警單元；內部負壓控制單元和外部負壓控制單元分別控制內部負壓源和外部負壓源在創傷處產生負壓，傷口引流裝置將產生的乳酸代謝物質引流，負壓壓力檢測單元檢測創傷處的壓力，流量與流速檢測單元檢測創傷處的引流量與引流速度，檢測的信號反饋給內部負壓控制單元或外部負壓控制單元，控制單元根據反饋信號，控制負壓源；當導致傷口產生大出血，報警單元發出警報信號。本發明可以使用負壓泵或者醫院負壓系統作為負壓源，在實際應用中靈活選用。
文檔編號A61M1/00GK102274573SQ20111012681
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月17日 優先權日2011年5月17日
發明者孔憲書, 常崇澤, 樊瑜波, 牛海軍, 馬登榮 申請人:北京航空航天大學