專利名稱：一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置及方法，通過(guò)紅外線判斷血流情況，獲取多氣囊壓力，綜合氣壓壓力、紅外信號(hào)控制氣泵工作，達(dá)到智能控制股動(dòng)脈血流的目的。
背景技術(shù)：
在心血管病或冠心病等治療中，通常采用介入治療的方法，介入治療的方法是在股動(dòng)脈(像心血管病就是在人的大腿上部?jī)?nèi)側(cè)的股動(dòng)脈)上進(jìn)行穿刺，放置擴(kuò)張管、鞘管， 手術(shù)結(jié)束后，拔出鞘管，然后對(duì)股動(dòng)脈穿刺點(diǎn)進(jìn)行壓迫止血。股動(dòng)脈穿刺點(diǎn)的壓迫止血方法，大致可以分為以下幾種，繃帶式的止血方法，通過(guò)用紗布?jí)|和繃帶包扎后再用沙袋加壓止血；支架式的止血方法，通過(guò)壓迫板、壓迫頭壓住穿刺口，用固定帶固定，并手動(dòng)調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕或者手動(dòng)設(shè)定壓力值進(jìn)行壓迫止血；氣囊式的止血方法，通過(guò)在穿刺點(diǎn)固定氣囊，手動(dòng)或者通過(guò)控制電子泵調(diào)節(jié)氣囊氣壓，達(dá)到穿刺點(diǎn)止血的目的。以上現(xiàn)有方案都需要人為觀察判斷穿刺點(diǎn)是否完全止血，完全需要人工干預(yù)，極大地耗費(fèi)了醫(yī)務(wù)人員的工作量，導(dǎo)致應(yīng)用范圍有限。近年來(lái)，紅外線檢測(cè)技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的利用越來(lái)越廣泛，如中國(guó)專利公開號(hào)CN 10200^93A提供了一種紅外線掃描人體表層血管顯示儀、中國(guó)專利專利號(hào)CN 102018497A提供了一種表層血管顯示儀等，其利用人體表層和組織內(nèi)的血管溫度向外輻射紅外線的原理，達(dá)到檢測(cè)人體表層血管分布和血流情況的目的。但是由于股動(dòng)脈的位置較深，因此無(wú)法通過(guò)紅外線掃描的方式檢測(cè)到其血流情況。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不能自動(dòng)控制股動(dòng)脈血流的問題以及無(wú)法通過(guò)紅外線掃描的方式檢測(cè)到其血流情況的問題，提供了一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置及方法。
為解決以上問題，本發(fā)明提供一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置，包括
紅外線發(fā)射和接收單元10，用于發(fā)射紅外信息，獲取紅外線反射信號(hào)；
氣壓控制單元20，用于探測(cè)壓力信號(hào)和充放氣，進(jìn)一步包括壓力傳感器21、氣泵 23、與氣泵連通的多個(gè)充氣氣囊22 ；所述充氣氣囊22設(shè)置于止血束帶40內(nèi)部；
智能控制單元30，用于分析處理紅外信號(hào)、分析處理壓力信號(hào)和控制氣泵，進(jìn)一步包括中央處理器MCU 31和與其相連接的紅外信號(hào)控制模塊32、壓力信號(hào)控制模塊33和氣泵控制模塊34 ；所述紅外信號(hào)控制模塊32用于判斷血液有無(wú)流動(dòng)；所述壓力信號(hào)控制模塊 33用于計(jì)算氣囊壓力目標(biāo)值；所述氣泵控制模塊34用于調(diào)整氣囊壓力達(dá)到目標(biāo)值；
所述智能控制單元30的壓力信號(hào)控制模塊33與氣壓控制單元20的壓力傳感器 21相連接，智能控制單元30的紅外信號(hào)控制模塊32與紅外線發(fā)射和接收單元10相連接， 智能控制單元30的氣泵控制模塊34與氣壓控制單元20的氣泵23相連接。
作為一種可實(shí)施方式，所述紅外信號(hào)控制模塊32包括紅外線信號(hào)收發(fā)電路、濾波電路、信號(hào)放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和MCU信號(hào)輸入輸出電路。
作為一種可實(shí)施方式，所述壓力信號(hào)控制模塊33包括壓力信號(hào)輸入電路、濾波電路、信號(hào)放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和MCU信號(hào)輸入輸出電路。
作為一種可實(shí)施方式，所述氣泵控制模塊34包括波動(dòng)幅值輸入電路、氣囊實(shí)時(shí)壓力值輸入電路、MCU控制信號(hào)輸出電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、氣泵控制信號(hào)輸入電路。
優(yōu)選的，所述壓力傳感器21設(shè)置于止血束帶40外部。
優(yōu)選的，所述壓力傳感器21設(shè)置于止血束帶40內(nèi)部。
優(yōu)選的，所述壓力傳感器21設(shè)置于充氣氣囊22內(nèi)部。
作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述止血束帶40通過(guò)連接帶50與腰帶60連接，所述腰帶60用于固定于患者的上身，止血束帶40用于纏繞固定在大腿上。
為解決以上問題，本發(fā)明還提供一種股動(dòng)脈血流智能控制方法，包括發(fā)射紅外信息，獲取紅外線反射信號(hào)；判斷血液有無(wú)流動(dòng)，若血液有流動(dòng)，獲取氣囊壓力實(shí)時(shí)值，并綜合紅外線反射信號(hào)，計(jì)算氣囊壓力目標(biāo)值；控制氣泵，調(diào)整氣囊壓力達(dá)到目標(biāo)值，否則，保持氣囊壓力值。
所述判斷血液有無(wú)流動(dòng)的方法為，若波動(dòng)幅度m < 1%，則判斷血液無(wú)流動(dòng)，否則， 判斷血液有流動(dòng)；其中，= ^^^"1"^100% , Yfflax表示采樣值最大值，Yfflin表示采樣值最小值，^表示采樣值平均值；
所述計(jì)算氣囊壓力目標(biāo)值的方法為，計(jì)算氣囊壓力增加值A(chǔ)P = kXm，其中k為比例系數(shù)；計(jì)算初步氣囊壓力值P2 = P1+ Δ P，并與氣囊壓力上限值比較，若是初步氣囊壓力值不小于氣囊壓力上限值P極，即P2彡P(guān)極，則將氣囊壓力目標(biāo)值設(shè)置為氣囊壓力上限值，即P =P極，并調(diào)整氣囊壓力上限值P極增加。
本發(fā)明通過(guò)紅外線發(fā)射和反饋檢測(cè)判斷血流情況、智能調(diào)節(jié)氣囊壓力目標(biāo)值和控制穿刺口氣囊壓力，以保護(hù)下肢機(jī)能不受損害、無(wú)殘差的完全止血、調(diào)壓過(guò)程完全無(wú)人工干預(yù)，在股動(dòng)脈介入治療后的止血過(guò)程中，能大大減少醫(yī)務(wù)人員的工作量，適合于廣泛推廣應(yīng)用。


圖1為本發(fā)明一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置優(yōu)選實(shí)施例結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置優(yōu)選實(shí)施例平面示意圖。
圖3為本發(fā)明紅外線控制模塊優(yōu)選實(shí)施例電路框圖。
圖4為本發(fā)明壓力信號(hào)控制模塊優(yōu)選實(shí)施例電路框圖。
圖5為本發(fā)明氣泵控制模塊優(yōu)選實(shí)施例電路框圖。
圖6為本發(fā)明中的氣泵控制優(yōu)選實(shí)施例原理圖。
圖7為本發(fā)明一種股動(dòng)脈血流智能控制方法優(yōu)選實(shí)施例流程示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明涉及的一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置與電路進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提供一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置，優(yōu)選實(shí)施例示意如圖1、圖2所示，包括
紅外線發(fā)射和接收單元10，用于發(fā)射紅外信息，獲取紅外線反射信號(hào)；
氣壓控制單元20，用于探測(cè)壓力信號(hào)和充放氣，進(jìn)一步包括壓力傳感器21、氣泵 23、與氣泵連通的多個(gè)充氣氣囊22 ；所述充氣氣囊22設(shè)置于止血束帶40內(nèi)部；
智能控制單元30，用于分析處理紅外信號(hào)、分析處理壓力信號(hào)和控制氣泵，進(jìn)一步包括中央處理器MCU 31和與其相連接的紅外信號(hào)控制模塊32、壓力信號(hào)控制模塊33和氣泵控制模塊34 ；所述紅外信號(hào)控制模塊32用于判斷血液有無(wú)流動(dòng)；所述壓力信號(hào)控制模塊 33用于計(jì)算氣囊壓力目標(biāo)值；所述氣泵控制模塊34用于調(diào)整氣囊壓力達(dá)到目標(biāo)值；
所述智能控制單元30的壓力信號(hào)控制模塊33與氣壓控制單元20的壓力傳感器 21相連接，智能控制單元30的紅外信號(hào)控制模塊32與紅外線發(fā)射和接收單元10相連接， 智能控制單元30的氣泵控制模塊34與氣壓控制單元20的氣泵23相連接。
作為可實(shí)施方式，所述壓力傳感器21設(shè)置于止血束帶40外部，壓力傳感器用于檢測(cè)壓力信號(hào)，其設(shè)置于止血束帶40外部能夠達(dá)到此目的；但優(yōu)選的，也可將所述壓力傳感器21設(shè)置于止血束帶40內(nèi)部，在止血束帶40的包裹固定之下，不需要再設(shè)置用于固定傳感器的其他設(shè)備。
優(yōu)選的，所述壓力傳感器21設(shè)置于充氣氣囊22內(nèi)部，使得壓力傳感器21與氣囊充分接觸，所測(cè)試的壓力值更加準(zhǔn)確。
優(yōu)選的，所述止血束帶40為彈性圓管，由于止血束帶40要纏繞固定在大腿上，其使用彈性材料將會(huì)使得既能起到固定作用又不至于造成不舒適的感覺。
優(yōu)選的，所述止血束帶40通過(guò)連接帶50與腰帶60連接；
該結(jié)構(gòu)使得本發(fā)明股動(dòng)脈血流智能控制裝置使用時(shí)將腰帶60固定于患者的上身，將止血束帶40纏繞固定在大腿上，壓住股動(dòng)脈穿刺點(diǎn)周圍，讓紅外線發(fā)射和接收單元 10對(duì)準(zhǔn)股動(dòng)脈穿刺點(diǎn)。
作為一種可選實(shí)施方式，本發(fā)明股動(dòng)脈血流智能控制裝置的紅外信號(hào)控制模塊32 可進(jìn)一步包括紅外線信號(hào)收發(fā)電路、濾波電路、信號(hào)放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、 MCU信號(hào)輸入輸出電路。
優(yōu)選的，在紅外線信號(hào)收發(fā)電路與信號(hào)放大電路之間還包括濾波電路，濾除掉紅外信號(hào)中的部分干擾信號(hào)，如圖3所示，使得紅外線信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)獲取電路、濾波電路、信號(hào)放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、MCU信號(hào)輸入電路，最后進(jìn)入處理器MCU，反之亦然。
作為一種可選實(shí)施方式，為本發(fā)明壓力信號(hào)控制模塊33可進(jìn)一步包括壓力信號(hào)輸入電路、濾波電路、信號(hào)放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、MCU信號(hào)輸入輸出電路。
優(yōu)選的，在壓力信號(hào)輸入電路與信號(hào)放大電路之間還包括濾波電路，濾除掉壓力信號(hào)中的部分干擾信號(hào)，如圖4所示，使得壓力傳感獲取的壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)輸入電路、濾波電路、信號(hào)放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、MCU信號(hào)輸入輸出電路，最后進(jìn)入處理器 MCU。
作為一種可選實(shí)施方式，為本發(fā)明氣泵控制模塊34，如圖5所示，可進(jìn)一步包括 波動(dòng)幅值輸入電路、氣囊實(shí)時(shí)壓力值輸入電路、MCU控制信號(hào)輸出電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、氣泵控制信號(hào)輸入電路。使得波動(dòng)幅值經(jīng)過(guò)波動(dòng)幅值輸入電路進(jìn)入到MCU、氣囊壓力值經(jīng)過(guò)氣囊實(shí)時(shí)壓力值輸入電路進(jìn)入到MCU，經(jīng)過(guò)MCU計(jì)算后得到的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)MCU控制信號(hào)輸出電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、氣泵控制信號(hào)輸入電路，最后控制氣泵的工作。優(yōu)選的，在氣囊實(shí)時(shí)壓力值輸入電路與MCU控制信號(hào)輸出電路之間還包括比較電 路，用于比較計(jì)算到的氣囊壓力目標(biāo)值與氣囊壓力上限值。本發(fā)明氣泵控制模塊根據(jù)目標(biāo)值和反饋值之間的誤差值，經(jīng)過(guò)比例器、積分器、微 分器，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，經(jīng)執(zhí)行器實(shí)施到被控對(duì)象，不斷重復(fù)這個(gè)過(guò)程，直到目標(biāo)值和 反饋值無(wú)誤差，如圖6所示，其原理如下設(shè)氣囊壓力實(shí)時(shí)值為P1，氣囊壓力目標(biāo)值為P，誤差值為E = P-P1,則誤差值經(jīng)過(guò) 比例器、積分器、微分器，得到控制作用U
權(quán)利要求
1.一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置，其特征在于，包括紅外線發(fā)射和接收單元(10)，用于發(fā)射紅外信息，獲取紅外線反射信號(hào)；氣壓控制單元(20)，用于探測(cè)壓力信號(hào)和充放氣，進(jìn)一步包括壓力傳感器(21)、氣泵 (23)、與氣泵連通的多個(gè)充氣氣囊0 ；所述充氣氣囊0 設(shè)置于止血束帶GO)內(nèi)部；智能控制單元(30)，用于分析處理紅外信號(hào)、分析處理壓力信號(hào)和控制氣泵，進(jìn)一步包括中央處理器MCU(31)和與其相連接的紅外信號(hào)控制模塊(3 、壓力信號(hào)控制模塊(33)和氣泵控制模塊(34)；所述紅外信號(hào)控制模塊(3 用于判斷血液有無(wú)流動(dòng)；所述壓力信號(hào)控制模塊(3 用于計(jì)算氣囊壓力目標(biāo)值；所述氣泵控制模塊(34)用于控制氣囊壓力達(dá)到目標(biāo)值；所述智能控制單元(30)的壓力信號(hào)控制模塊(3 與氣壓控制單元OO)的壓力傳感器相連接，智能控制單元(30)的紅外信號(hào)控制模塊(3 與紅外線發(fā)射和接收單元 (10)相連接，智能控制單元(30)的氣泵控制模塊(34)與氣壓控制單元(20)的氣泵(23) 相連接。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述紅外信號(hào)控制模塊(32)包括紅外線信號(hào)收發(fā)電路、濾波電路、信號(hào)放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和MCU信號(hào)輸入輸出電路。
3.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述壓力信號(hào)控制模塊(33)包括壓力信號(hào)輸入電路、濾波電路、信號(hào)放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和MCU信號(hào)輸入輸出電路。
4.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述氣泵控制模塊(34)包括波動(dòng)幅值輸入電路、氣囊實(shí)時(shí)壓力值輸入電路、MCU控制信號(hào)輸出電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、氣泵控制信號(hào)輸入電路。
5.如權(quán)利要求1-4任一所述裝置，其特征在于，所述壓力傳感器設(shè)置于止血束帶 (40)外部。
6.如權(quán)利要求1-4任一所述裝置，其特征在于，所述壓力傳感器設(shè)置于止血束帶 (40)內(nèi)部。
7.如權(quán)利要求6所述裝置，其特征在于，所述壓力傳感器設(shè)置于充氣氣囊02)內(nèi)部。
8.如權(quán)利要求1-7任一所述裝置，其特征在于，所述止血束帶00)通過(guò)連接帶(50)與腰帶(60)連接，所述腰帶(60)用于固定于患者的上身，止血束帶GO)用于纏繞固定在大腿上。
9.一種股動(dòng)脈血流智能控制方法，其特征在于，包括發(fā)射紅外信息，獲取紅外線反射信號(hào)；判斷血液有無(wú)流動(dòng)，若血液有流動(dòng)，獲取氣囊壓力實(shí)時(shí)值，并綜合紅外線反射信號(hào)，計(jì)算氣囊壓力目標(biāo)值；控制氣泵，調(diào)整氣囊壓力達(dá)到目標(biāo)值，否則，保持氣囊壓力值。
10.如權(quán)利要求9所述方法，其特征在于，所述判斷血液有無(wú)流動(dòng)的方法為，若波動(dòng)幅度m < 1%，則判斷血液無(wú)流動(dòng)，否則，判斷血液有流動(dòng)；其中，
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，特別涉及一種股動(dòng)脈血流智能控制裝置及方法，所述裝置包括紅外線發(fā)射和接收單元、氣壓控制單元、智能控制單元和止血束帶；所述方法包括發(fā)射紅外信息，獲取紅外線反射信號(hào)；判斷血液有無(wú)流動(dòng)，若血液有流動(dòng)，獲取氣囊壓力實(shí)時(shí)值，并綜合紅外線反射信號(hào)，計(jì)算氣囊壓力目標(biāo)值；控制氣泵，調(diào)整氣囊壓力達(dá)到目標(biāo)值，否則，保持氣囊壓力值；本發(fā)明通過(guò)紅外線發(fā)射和反饋檢測(cè)判斷血流情況、智能調(diào)節(jié)氣囊壓力目標(biāo)值和控制穿刺口氣囊壓力，以保護(hù)下肢機(jī)能不受損害、無(wú)殘差的完全止血、調(diào)壓過(guò)程完全無(wú)人工干預(yù)，在股動(dòng)脈介入治療后的止血過(guò)程中，能大大減少醫(yī)務(wù)人員的工作量，適合于廣泛推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)A61B17/135GK102512225SQ20111045971
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者劉圣蓉, 劉杰, 龐宇, 張迅捷, 李章勇, 王偉 申請(qǐng)人:重慶郵電大學(xué)