專(zhuān)利名稱(chēng)：心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制裝置及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其涉及一種心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制裝置及其控制 方法。
背景技術(shù)：
在對(duì)心肺驟停患者的緊急搶救中，傳統(tǒng)的方法是人工徒手胸外心臟按壓和人 工呼吸。徒手按壓時(shí)，搶救人員按壓技術(shù)的好壞直接決定患者復(fù)蘇的效果由于 按壓易疲勞、體力消耗過(guò)大，搶救人員難以將按壓頻率提高到》100次/分鐘， 且會(huì)因按壓力度不當(dāng)、位置不準(zhǔn)而發(fā)生肋骨骨折或產(chǎn)生氣胸、血胸等?？趯?duì)口人 工呼吸雖然操作簡(jiǎn)單，但由于施救者的心理障礙而在實(shí)際搶救中很少實(shí)施施救 者吸入患者肺中的氣體，會(huì)對(duì)施救者造成損害；而被救者吸入的氣體大部分也是 人體新陳代謝后的廢氣，無(wú)法達(dá)到理想的施救效果。
為了對(duì)患者進(jìn)行施救，人們?cè)O(shè)計(jì)出了各種心肺復(fù)蘇機(jī)。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN 201263780Y，
公開(kāi)日2009年7月1日，發(fā)明創(chuàng)造的名 稱(chēng)為《語(yǔ)音提示手動(dòng)心肺復(fù)蘇機(jī)》，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種旨在通過(guò)可調(diào)節(jié)按壓桿 間接完成心臟按壓、通過(guò)節(jié)拍音和七彩刻度提示按壓頻率和幅度的手動(dòng)心肺復(fù)蘇 機(jī)。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN 201108579Y，
公開(kāi)日2008年9月3日，發(fā)明創(chuàng)造的名 稱(chēng)為《氣動(dòng)心肺復(fù)蘇機(jī)的控制電路》，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種旨在解決現(xiàn)有心肺復(fù) 蘇機(jī)功能單一、操作復(fù)雜、按壓和輸氧頻率固定不變問(wèn)題的控制電路，包括控制 中心、電源模塊、顯示器、按壓控制器和呼吸控制器等。
中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN 2822611Y，
公開(kāi)日2006年10月4日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱(chēng) 為心肺復(fù)蘇機(jī)用按壓擴(kuò)胸頭，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種旨在采用圓臺(tái)狀按壓頭和皮碗 狀擴(kuò)胸頭以幫助患者心臟排血、肺部排氣、胸部肌肉放松擴(kuò)胸的按壓擴(kuò)胸頭。
4中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)CN 2394627Y，
公開(kāi)日2000年9月6日，發(fā)明創(chuàng)造的名稱(chēng) 為《便攜式起動(dòng)心肺復(fù)蘇機(jī)》，該申請(qǐng)案公開(kāi)了一種旨在以高壓氣體為能源和工 作介質(zhì)，可在野外和移動(dòng)擔(dān)架上使用的心肺復(fù)蘇機(jī)，包括氣動(dòng)胸外心臟按壓裝置、 呼吸裝置和延時(shí)氣阓等。
以上專(zhuān)利文件可實(shí)現(xiàn)按壓和呼吸同步進(jìn)行，比單獨(dú)采用其中一種搶救方式更 有效，已大大增加了搶救的成功率。但它們大多屬于機(jī)械式控制，很難把按壓頻 率提高到》100次/分鐘，更沒(méi)有提供按壓深度控制和按壓/收縮時(shí)間比1: 1控 制的軟硬件方案，不符合心肺復(fù)蘇機(jī)電子化發(fā)展趨勢(shì)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足，提供一種心肺復(fù)蘇機(jī) 按壓控制裝置及其控制方法。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
本發(fā)明以高壓氣體為動(dòng)力源，基于集成電路控制單元、換向電磁閥單元和按 壓?jiǎn)卧M成按壓控制裝置，通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)心肺復(fù)蘇機(jī)的按壓深度控制和按壓/收 縮時(shí)間比l: l控制。
一、心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制裝置(簡(jiǎn)稱(chēng)控制裝置)
包括前后依次連接的集成電路控制單元、換向電磁閥單元和按壓?jiǎn)卧?集成電路控制單元包括微控制器、電源電路和復(fù)位電路； 電源電路與微控制器的電源端VCC相連，為其提供工作電源；復(fù)位電路與 微控制器的復(fù)位端RST相連，提供硬復(fù)位功能； 所述的微控制器采用8位或8位以上單片機(jī)；
所述的電源電路為一種常用電路，包括前后連接的第一電源模塊和第二電源 模塊；
所述的復(fù)位電路由復(fù)位按鍵、電阻和電容組成，復(fù)位按鍵和電阻串聯(lián)后又與 電容并聯(lián)。
本控制裝置的工作原理
集成電路控制單元根據(jù)按壓頻率、按壓深度和按壓/收縮時(shí)間比1: 1的控制 要求，發(fā)送按壓頻率為m次/分鐘(m為正整數(shù))、按壓供氣時(shí)間為n秒(n為正有理數(shù))和按壓放氣開(kāi)啟時(shí)間為i秒(i為正有理數(shù))的控制指令。換向電磁閥 單元接收集成電路控制單元的控制指令，電磁閥首先將氣路轉(zhuǎn)換至增壓位，使高 壓氣體接通至氣缸中實(shí)現(xiàn)按壓供氣，活塞在高壓氣體的作用下向下運(yùn)動(dòng)；在按壓 供氣時(shí)間n秒后，活塞到達(dá)預(yù)定按壓深度位置，電磁閥將氣路轉(zhuǎn)換至保持位，活 塞保持預(yù)定按壓深度位置不變；當(dāng)按壓開(kāi)始i秒后，電磁閥將氣路轉(zhuǎn)換至卸荷位， 使氣缸接通大氣，實(shí)現(xiàn)按壓放氣。換向電磁閥單元接收集成電路的控制指令，完 成n秒按壓供氣，當(dāng)按壓開(kāi)始i秒后實(shí)現(xiàn)按壓放氣。活塞在高壓氣體和n秒按壓 供氣時(shí)間的作用下向下運(yùn)動(dòng)到所需按壓深度處，在i秒后由復(fù)位彈簧復(fù)位。
二、心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制方法(簡(jiǎn)稱(chēng)控制方法)
本控制方法包括下列步驟
① 根據(jù)按壓深度和按壓供氣時(shí)間之間的關(guān)系，確定按壓深度x毫米所對(duì)應(yīng)的 按壓供氣時(shí)間n秒，n為正有理數(shù)；根據(jù)按壓頻率，確定一個(gè)按壓/收縮工作循 環(huán)的時(shí)間2i秒，i為正有理數(shù)；
② 集成電路控制單元發(fā)送按壓供氣時(shí)間為n秒的指令；
③ 換向電磁閥單元接收集成電路控制單元的控制指令，完成n秒按壓供氣；
④ 按壓?jiǎn)卧幕钊诟邏簹怏w的作用下向下運(yùn)動(dòng)到所需按壓深度處；
⑤ 當(dāng)按壓開(kāi)始i秒后，集成電路控制單元發(fā)送按壓放氣指令；
⑥ 換向電磁閥單元接收集成電路控制單元的控制指令，實(shí)現(xiàn)按壓放氣；
⑦ 活塞在復(fù)位彈簧的作用下返回按壓初始位置。
⑧ 當(dāng)按壓開(kāi)始2i秒后，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)。
由于本發(fā)明具備電子化和數(shù)字化控制功能，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有下列優(yōu)點(diǎn) 和積極效果
1、 通過(guò)改變按壓供氣時(shí)間，實(shí)現(xiàn)心肺復(fù)蘇機(jī)的按壓深度控制；
2、 通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)按壓/收縮時(shí)間比l:l的控制；
3、 功能可拓展性強(qiáng)，可面向用戶需求實(shí)現(xiàn)個(gè)性化訂制。


圖1為本控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為集成電路控制單元的結(jié)構(gòu)方框6圖3為集成電路控制單元的電路原理圖； 圖4為集成電路控制單元的控制流程圖。 其中
IO—集成電路控制單元，
11— 微控制器；
12— 電源電路，12. l—第一電源模塊，12.2—第二電源模塊；
13— 復(fù)位電路，A—復(fù)位按鈕，R—電阻，C一電容。 20—換向電磁閥單元，
21—電磁閥，
A—大氣接口， B—高壓氣體接口， C一輸出接口， D—控制接口； E—?dú)馊伦　?30—按壓?jiǎn)卧?br> 31—?dú)飧祝?2—活塞，33—長(zhǎng)桿，34—按壓頭，35—復(fù)位彈簧； F—大氣通口。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。 一、控制裝置的結(jié)構(gòu)
1、 總體
如圖1，本發(fā)明包括前后依次連接的集成電路控制單元10、換向電磁閥單元 20和按壓?jiǎn)卧?0。
2、 功能塊
(1)集成電路控制單元io
如圖2、 3，集成電路控制單元10包括微控制器11、電源電路12和復(fù)位電 路13;
電源電路12與微控制器11的電源端VCC相連，為其提供工作電源；復(fù)位 電路13與微控制器11的復(fù)位端RST相連，提供硬復(fù)位功能。
①所述的微控制器11采用8位或8位以上單片機(jī)，如AT89C2051; 其軟件是根據(jù)按壓頻率、按壓深度和按壓/收縮時(shí)間比l: l的控制要求，計(jì)算出按壓供氣時(shí)間n秒(n為正有理數(shù))和按壓/收縮時(shí)間2i秒(i為正有理 數(shù))。當(dāng)按壓開(kāi)始時(shí)，向換向電磁閥單元發(fā)送將氣路轉(zhuǎn)換至增壓位的控制指令； 在按壓開(kāi)始n秒后，向換向電磁閥單元發(fā)送將氣路轉(zhuǎn)換至保持位的控制指令；當(dāng) 按壓開(kāi)始i秒后，向換向電磁閥單元發(fā)送將氣路轉(zhuǎn)換至卸荷位的控制指令；當(dāng)按 壓開(kāi)始2i秒后，向換向電磁閥單元發(fā)送將氣路轉(zhuǎn)換至增壓位的控制指令，初始 時(shí)間再次置零。依次循環(huán)工作。
② 所述的電源電路12為一種常用電路，包括前后連接的第一電源模塊12. 1 和第二電源模塊12. 2，第一個(gè)電源模塊12. 1將220V交流電源轉(zhuǎn)換為24V直流 穩(wěn)壓電源；第二電源模塊12. 2將第一電源模塊12. 1輸出的24V直流穩(wěn)壓電源轉(zhuǎn) 換為5V直流穩(wěn)壓隔離電源，用于微控制器11和其他支持電路。
③ 所述的復(fù)位電路13由復(fù)位按鍵A、電阻R、電容C組成，復(fù)位按鍵A和電 阻R串聯(lián)后又與電容C并聯(lián)。
其工作原理是當(dāng)復(fù)位按鍵A按下時(shí)，復(fù)位電路13接通，為微控制器11 復(fù)位端RST提供復(fù)位高電平，控制微控制器11實(shí)現(xiàn)硬復(fù)位。 (2)換向電磁閥單元20
如圖1，換向電磁閥單元20主要由電磁閥21和外圍管路構(gòu)成。 電磁閥21選用三位五通閥或三位四通閥。
電磁閥21設(shè)置有大氣接口 A、高壓氣體接口B、輸出接口C和控制接口D; 大氣接口A和高壓接口B分別接大氣和高壓氣體，輸出接口C接氣缸31的 進(jìn)氣口E，控制接口D與集成電路控制單元的控制端連接。 其工作原理是-
換向電磁閥單元20的控制接口 D接收集成電路控制單元10的控制指令，電 磁閥21首先將氣路轉(zhuǎn)換至增壓位，使高壓氣體接口 B和輸出接口 C接通，高壓 氣體輸入氣缸31中實(shí)現(xiàn)按壓供氣，活塞32在高壓氣體的作用下向下運(yùn)動(dòng)；在按 壓供氣時(shí)間n秒后，活塞32到達(dá)預(yù)定按壓深度位置，換向電磁閥單元20的控制 接口 D接收集成電路控制單元10的控制指令，將氣路轉(zhuǎn)換至保持位，活塞32 保持預(yù)定按壓深度位置不變；當(dāng)按壓開(kāi)始i秒后，換向電磁閥單元20的控制接 口 D接收集成電路控制單元10的控制指令，將氣路轉(zhuǎn)換至卸荷位，使氣缸31 接通大氣，實(shí)現(xiàn)按壓放氣。
8(3)按壓?jiǎn)卧?0
如圖l，按壓?jiǎn)卧?0是一種常用的按壓?jiǎn)卧飧?1、活塞32、長(zhǎng)桿 33、按壓頭34和復(fù)位彈簧35;
在氣缸31內(nèi)設(shè)置有活塞32,活塞32、長(zhǎng)桿33和按壓頭34前后依次連接； 在氣缸31內(nèi)，在活塞32的下面設(shè)置有復(fù)位彈簧35; 在氣缸31的頂部和底部分別設(shè)置有進(jìn)氣口 E和大氣通口 F。 其工作原理是-
由于氣缸31是單作用氣缸，回程時(shí)不需要通入高壓氣體，而是利用復(fù)位彈 簧35恢復(fù)，所以在氣缸31的底部設(shè)置有大氣通口F，不用接氣管而是直接通向 大氣。
二、控制方法
如圖4所示，為了實(shí)現(xiàn)x毫米的按壓深度和按壓/收縮l: l控制，集成電路控 制單元的工作流程包括下列步驟
① 開(kāi)始a;
② 計(jì)算按壓深度x毫米所對(duì)應(yīng)的按壓供氣時(shí)間n秒和按壓頻率所對(duì)應(yīng)的按壓/ 收縮時(shí)間2i秒b;
③ 發(fā)送按壓供氣指令c;
④ 是否達(dá)到n秒d 是則跳轉(zhuǎn)步驟⑤，否則跳轉(zhuǎn)步驟③；
⑤ 發(fā)送按壓保持指令e，以使活塞停留在x毫米位置；
⑥ 按壓開(kāi)始后是否達(dá)到i秒f 是則跳轉(zhuǎn)到步驟⑦，否則跳轉(zhuǎn)到⑤；
⑦ 發(fā)送按壓放氣指令g，以控制活塞在復(fù)位彈簧的作用下自動(dòng)復(fù)位；
⑧ 從按壓開(kāi)始后計(jì)時(shí)，是否達(dá)到2i秒h 是則說(shuō)明一個(gè)按壓循環(huán)結(jié)束，進(jìn) 入下一個(gè)工作循環(huán)，否則跳轉(zhuǎn)到步驟⑦。
權(quán)利要求
1、一種心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制裝置，包括換向電磁閥單元(20)和按壓?jiǎn)卧?30)；其特征在于設(shè)置有集成電路控制單元(10)；集成電路控制單元(10)、換向電磁閥單元(20)和按壓?jiǎn)卧?30)前后依次連接；集成電路控制單元(10)包括微控制器(11)、電源電路(12)和復(fù)位電路(13)；電源電路(12)與微控制器(11)的電源端VCC相連；復(fù)位電路(13)與微控制器(11)的復(fù)位端RST相連；所述的微控制器(11)采用8位或8位以上單片機(jī)；所述的電源電路(12)包括前后連接的第一電源模塊(12.1)和第二電源模塊(12.2)；所述的復(fù)位電路(13)由復(fù)位按鍵(A)、電阻(R)和電容(C)組成，復(fù)位按鍵(A)和電阻(R)串聯(lián)后又與電容(C)并聯(lián)。
2、 按權(quán)利要求1所述的一種心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制裝置，其特征在于 換向電磁閥單元(20)由電磁閥(21)和外圍管路構(gòu)成；電磁閥(21)選用三位五通閥或三位四通閥；電磁閥(21)設(shè)置有大氣接口 (A)、高壓氣體接口 (B)、輸出接口 (C)和 控制接口 (D);大氣接口 (A)和高壓接口 (B)分別接大氣和高壓氣體，輸出接口 (C)接 氣缸(31)的進(jìn)氣口 (E)，控制接口 (D)與集成電路控制單元(10)的控制端 連接。
3、 按權(quán)利要求1所述的一種心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制裝置，其特征在于 按壓?jiǎn)卧?30)是一種常用的按壓?jiǎn)卧?，包括氣?31)、活塞(32)、長(zhǎng)桿(33)、按壓頭(34)和復(fù)位彈簧(35);在氣缸(31)內(nèi)設(shè)置有活塞(32)，活塞(32)、長(zhǎng)桿(33)和按壓頭(34)前后依次連接；在氣缸(31)內(nèi)，在活塞(32)的下面設(shè)置有復(fù)位彈簧(35); 在氣缸(31)的頂部和底部分別設(shè)置有進(jìn)氣口 (E)和大氣通口 (F)。
4、 按權(quán)利要求1所述的一種心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制裝置的控制方法，其特征 在于包括下列步驟① 根據(jù)按壓深度和按壓供氣時(shí)間之間的關(guān)系，確定按壓深度x毫米所對(duì)應(yīng)的 按壓供氣時(shí)間n秒，n為正有理數(shù)；根據(jù)按壓頻率，確定一個(gè)按壓/收縮工作循 環(huán)時(shí)間2i秒，i為正有理數(shù)；② 集成電路控制單元發(fā)送按壓供氣時(shí)間為n秒的指令；③ 換向電磁閥單元接收集成電路控制單元的控制指令，完成n秒按壓供氣；④ 活塞在高壓氣體的作用下向下運(yùn)動(dòng)到所需按壓深度處；⑤ 當(dāng)按壓開(kāi)始i秒后，集成電路控制單元發(fā)送按壓放氣指令；⑥ 換向電磁閩單元接收集成電路控制單元的控制指令，實(shí)現(xiàn)按壓放氣； 活塞在復(fù)位彈簧的作用下返回按壓初始位置。
5、 按權(quán)利要求4所述的控制方法，其特征在于集成電路控制單元的工作流 程包括下列步驟① 開(kāi)始(a);② 計(jì)算按壓深度x毫米所對(duì)應(yīng)的按壓供氣時(shí)間n秒和按壓頻率所對(duì)應(yīng)的按壓/收縮時(shí)間2i秒(b);③ 發(fā)送按壓供氣指令(C);④ 是否達(dá)到n秒(d) 是則跳轉(zhuǎn)步驟⑤，否則跳轉(zhuǎn)步驟③；⑤ 發(fā)送按壓保持指令(e)，以使活塞停留在x毫米位置；⑥ 按壓開(kāi)始后是否達(dá)到i秒(f) 是則跳轉(zhuǎn)到步驟⑦，否則跳轉(zhuǎn)到⑤；⑦ 發(fā)送按壓放氣指令(g)，以控制活塞在復(fù)位彈簧的作用下自動(dòng)復(fù)位；⑧ 從按壓開(kāi)始后計(jì)時(shí)，是否達(dá)到2i秒(h) 是則說(shuō)明一個(gè)按壓循環(huán)結(jié)束，進(jìn)入下一個(gè)工作循環(huán)，否則跳轉(zhuǎn)到步驟⑦。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種心肺復(fù)蘇機(jī)按壓控制裝置及其控制方法，涉及一種醫(yī)療器械。本裝置的結(jié)構(gòu)是集成電路控制單元、換向電磁閥單元和按壓?jiǎn)卧昂笠来芜B接。所述的集成電路控制單元包括微控制器、電源電路和復(fù)位電路。本方法主要是根據(jù)按壓深度和按壓供氣時(shí)間之間的關(guān)系，確定按壓深度x毫米所對(duì)應(yīng)的按壓供氣時(shí)間n秒；根據(jù)按壓頻率，確定一個(gè)按壓/收縮工作循環(huán)時(shí)間2i秒；換向電磁閥單元完成n秒按壓供氣；活塞向下運(yùn)動(dòng)到所需按壓深度處；當(dāng)按壓開(kāi)始i秒后，換向電磁閥單元實(shí)現(xiàn)按壓放氣；活塞在復(fù)位彈簧的作用下返回按壓初始位置。由于本發(fā)明具備電子化和數(shù)字化控制功能，可拓展性強(qiáng)，可面向用戶需求實(shí)現(xiàn)個(gè)性化訂制。
文檔編號(hào)A61H31/00GK101642408SQ200910063699
公開(kāi)日2010年2月10日 申請(qǐng)日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月26日
發(fā)明者劉錄平 申請(qǐng)人:劉錄平