頸動脈血流阻斷自動控制裝置以及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頸動脈血流阻斷自動控制裝置以及控制方法?？刂蒲b置由安裝底板、滑動支架、氣壓阻斷模塊、氣壓控制模塊和n個無線血氧測量模塊構(gòu)成。氣壓控制模塊安裝在滑動支架的氣壓控制模塊導槽內(nèi)，滑動支架安裝在底板的滑動支架導槽內(nèi)。氣壓阻斷模塊置于氣壓控制模塊下方并且連為一體。無線血氧測量模塊對血氧值進行計算。氣壓控制模塊內(nèi)單片機通過無線通信電路接收無線血壓測量模塊的血氧值、采集壓力傳感器的壓力并對氣壓阻斷模塊的氣壓進行加壓和減壓自動控制。氣壓控制模塊和血氧測量模塊中的單片機按照程序控制流程進行氣壓控制和血氧測量控制。本發(fā)明采用無線通信的方法簡化結(jié)構(gòu)設計，去除了多余連線，科學、可靠、實用，效果好。
【專利說明】頸動脈血流阻斷自動控制裝置以及控制方法
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療儀器，特別涉及一種壓迫頸動脈，從體外阻斷頸動脈血流的儀器。
二、【背景技術(shù)】
[0002]對于某些疾病的檢測和治療，需要暫時性阻斷患者一側(cè)的頸動脈血流，臨床常由醫(yī)生徒手操作，而由于醫(yī)生的經(jīng)驗和疲勞等原因，徒手操作往往會影響診療效果。中國專利ZL89221081.8、ZL92231446.2、ZL99253968.4公開了三種阻斷頸動脈血流的頸動脈壓迫器械，解決了由醫(yī)生徒手操作，阻斷患者頸部動脈血流的問題。但是，這三種器械還存在以下問題:1不能監(jiān)測血流阻斷效果并根據(jù)血流阻斷效果及時調(diào)整所施壓力和阻斷時間；2不能獲得頸動脈血流阻斷數(shù)據(jù)，包括所施壓力、施壓時間、血流阻斷效果等。中國專利ZL200910058468.5解決了上述問題，但是產(chǎn)生了新的不足:1整體結(jié)構(gòu)不盡合理，連線太多太長，在診療中可能影響其他的操作；2設計方案復雜，不科學，實際使用可靠性不好；3血氧傳感器過少，只能監(jiān)測一個部位；4血氧傳感器采用透射方式，有線連接，不利于操作。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的，是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種全新的頸動脈血流阻斷自動控制裝置和控制方法。這種裝置既能實現(xiàn)自動阻斷頸動脈血流，提高手術(shù)質(zhì)量，又能很好地簡化設備結(jié)構(gòu)，極大提高設備的科學性、可靠性、實用性。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣達到的:
[0005]控制裝置由安裝底板、滑動支架、氣壓阻斷模塊、氣壓控制模塊和無線血氧測量模塊構(gòu)成。滑動支架安裝在安裝底板上，氣壓控制模塊安裝在滑動支架的氣壓控制模塊導槽內(nèi)，氣壓阻斷模塊置于氣壓控制模塊下方并且連為一體，無線血氧測量模塊根據(jù)需要設置η個。氣壓控制模塊內(nèi)設置有單片機對氣壓阻斷模塊的氣壓自動控制，進行加壓和減壓，設置有無線通信電路與無線血氧測量模塊實現(xiàn)無線信號傳輸。無線血氧測量模塊內(nèi)設置有單片機進行血氧測量控制，設置有無線通信模塊與氣壓控制模塊實現(xiàn)無線信號傳輸。
[0006]所述安裝底板由安裝底板基座、頸托和滑動支架導槽構(gòu)成，滑動支架導槽設置于安裝底板基座的兩側(cè)，頸托固定在安裝底板上。
[0007]滑動支架由氣壓控制模塊固定支架、氣壓控制模塊導槽、滑動支架固定座構(gòu)成。氣壓控制模塊支架的下方連接滑動支架固定座，通過滑動支架固定座將滑動支架安裝在安裝底板的滑動支架導槽內(nèi)。
[0008]所述氣壓阻斷模塊是在氣壓阻斷外圈內(nèi)安置氣壓阻斷伸縮節(jié)，在氣壓阻斷伸縮節(jié)的下端設置頸動脈接觸橡膠圈，在氣壓阻斷伸縮節(jié)的上端設置密封橡膠圈，密封橡膠圈與氣壓控制模塊中的連通氣管密封連接，在氣壓阻斷外圈的外側(cè)設置有氣壓阻斷外圈螺紋，氣壓阻斷外圈螺紋與氣壓控制模塊上的氣壓阻斷模塊安裝內(nèi)螺紋吻合。
[0009]氣壓控制模塊的內(nèi)部為氣壓控制組件，氣壓控制組件設置在外殼內(nèi)，外殼設置有操控按鈕、顯示器，外殼下方設有與連通氣管連接的連接口、氣壓阻斷模塊安裝內(nèi)螺紋和密封墊圈，氣壓控制模塊通過氣壓控制模塊外殼固定螺帽固定在滑動支架的氣壓控制模塊導槽內(nèi)。
[0010]氣壓控制模塊的氣壓控制組件包括單片機、放氣驅(qū)動電路、充氣驅(qū)動電路、無線通信電路、氣壓保護模塊、壓力傳感器以及放大與濾波電路，放氣驅(qū)動電路連接放氣閥，充氣驅(qū)動電路連接充氣泵，密封的連通氣管分別密封連接壓力傳感器、放氣閥、充氣泵、氣壓阻斷模塊、氣壓保護模塊；單片機與放氣驅(qū)動電路、充氣驅(qū)動電路、放大與濾波電路以及無線通信電路連接。無線通信電路與無線血氧測量模塊中的血氧測量無線通信模塊實現(xiàn)無線通信。單片機控制放氣驅(qū)動電路驅(qū)動放氣閥放氣、控制充氣驅(qū)動電路驅(qū)動充氣泵充氣，壓力傳感器感應氣壓阻斷模塊的氣壓，通過放大與濾波電路放大壓力傳感器感應的壓力信號對其進行濾波，濾波后的信號傳送到單片機。
[0011]無線血氧測量模塊由無線測量安裝底座和無線血氧電路板構(gòu)成。無線測量安裝底座上分別開有90°和45°的透光孔。無線血氧電路板上安裝血氧測量單片機、血氧測量無線通信模塊、紅色發(fā)光管、紅外發(fā)光管和光電二極管。血氧測量單片機對紅色發(fā)光管和紅外發(fā)光管進行發(fā)光控制，接收光電二極管的信號并與血氧測量無線通信模塊進行信號交換，血氧測量無線通信模塊發(fā)布血氧飽和度信號到氣壓控制模塊的無線通信電路。
[0012]無線測量安裝底座上分別開有2個45°的紅色發(fā)光管透光孔，2個紅外光透光孔和I個90°光電二極管透光孔，無線血氧電路板上安裝紅色發(fā)光管A，紅色發(fā)光管B，紅外發(fā)光管A、紅外發(fā)光管B和光電二極管。
[0013]在氣壓控制模塊中用密封的連通氣管分別密封連接壓力傳感器、放氣閥、充氣泵、氣壓阻斷模塊和氣壓保護模塊的方法，使得上述功能模塊的氣壓保持一致，使壓力傳感器的氣壓與氣壓阻斷模塊、氣壓保護模塊相等；氣壓控制模塊中的單片機通過無線通信電路接收無線血氧測量模塊的血氧飽和度，當血氧飽和度過低時，控制放氣驅(qū)動電路驅(qū)動放氣閥放氣，使得氣壓阻斷模塊壓力減??；單片機通過自身帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采集壓力傳感器的壓力值，當發(fā)現(xiàn)壓力太小時，控制充氣驅(qū)動電路驅(qū)動充氣泵充氣，為氣壓阻斷模塊加壓，當發(fā)現(xiàn)壓力太大時，控制放氣驅(qū)動電路驅(qū)動放氣閥放氣，保持壓力的最佳狀態(tài)，使得頸動脈的血流按照設定值隨氣壓阻斷模塊的壓力變化自動控制；無線血氧測量模塊依次根據(jù)紅色光A、紅外光A、紅色光B、紅外光B發(fā)光時光電二極管的數(shù)據(jù)進行血氧飽和度計算，計算結(jié)果通過血氧測量無線通信模塊發(fā)送到氣壓控制模塊的無線通信電路。
[0014]氣壓控制模塊中的單片機程序控制流程是:開始后，第一步:分別設置最低血氧飽和度、最高氣壓值、最低氣壓值、最佳氣壓值；第二步:接收各無線血氧測量模塊的血氧飽和度，計算所檢測的最小血氧飽和度，判斷檢測的最小血氧飽和度是否低于設置的最小血氧飽和度，是:驅(qū)動放棄閥短暫放氣并返回第二步的開始步驟，否:進入第三步；第三步:讀入壓力傳感器氣壓值，判斷氣壓值是否大于設置的最高氣壓值，是:驅(qū)動放氣閥短暫放氣并返回第三步的開始步驟，否:判斷氣壓值是否小于設置的最低氣壓值，是:驅(qū)動充氣泵短暫充氣并返回第三步的開始步驟，否:進入第四步；第四步:讀入壓力傳感器壓力值，判斷氣壓值是否大于設置的最佳氣壓值，否:直接進入第五步，是:驅(qū)動放氣閥短暫放氣進入第五步，第五步:再次讀入壓力傳感器壓力值，判斷氣壓值是否小于設置的最佳氣壓值，否:直接進入第二步，是:驅(qū)動充氣泵短暫充氣，進入第二步，重復循環(huán)。無線血氧測量模塊中的單片機控制程序流程是:開始后，控制紅色發(fā)光管A發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組RedDataA，控制紅外發(fā)光管A發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組IRedDataA，控制紅色發(fā)光管B發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組RedDataB，控制紅外發(fā)光管B發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組IRedDataB，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計算血氧飽和度，將血氧飽和度無線發(fā)送到氣壓控制模塊的無線通信電路。
[0015]血氧飽和度的計算過程是:開始后，找出RedDataA所有極大值點，計算RedDataA所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxRedA，找出RedDataA所有極小值點，計算RedDataA所有極小值點的平均值，存儲到變量MinRedA ；找出IRedDataA所有極大值點，計算IRedDataA所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxIRedA，找出IRedDataA所有極小值點，計算IRedDataA所有極小值點的平均值，存儲到變量MinIRedA ;找出RedDataB所有極大值點，計算RedDataB所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxRedB，找出RedDataB所有極小值點，計算RedDataB所有極小值點的平均值，存儲到變量MinRedB ;找出IRedDataB所有極大值點，計算IRedDataB所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxIRedB，找出IRedDataB所有極小值點，計算IRedDataB所有極小值點的平均值，存儲到變量MinIRedB ;通過計算公式K=(MaxRedA-MinRedA)(MaxIRedB-MinIRedB)/(MaxIRedA-MinIRedA)/(MaxRedB-MinRedB)計算系數(shù)K值,判斷K值是否大于I,是:按如下計算方法計算DelRed, DelIRed, MeanRed,MeanIRed:DelRed=MaxRedA-MinRedA, DelIRed=MaxIRedA-MinIRedA, MeanRed=RedDataA的平均值，MeanIRed=RedIDataA的平均值；否:按如下計算方法計算DelRed, DelIRed,MeanRed, MeanIRed:DeIRed=MaxRedB-MinRedB, Del IRed=MaxIRedB-MinIRedB,MeanRed=RedDataB的平均值，MeanIRed=RedIDataB的平均值，最后得到血氧飽和度，即血氧飽和度=X+Y(DelRedXMeanlRed/MeanRed/DelIRed ;其中，X，Y的值通過抽取兩個不同個人的血液，通過有創(chuàng)化學血氧測量儀測量所抽取兩個人血液中的血氧飽和度值，同時測量并計算兩個人的DelRed, DelIRed, MeanRed, MeanIRed,并建立以X，Y為變量的兩個二元一次方程，求解二元一次方程得到X，Y的值。
[0016]在血氧飽和度的計算過程中，找出數(shù)據(jù)所有極大值點的方法是:尋找判斷數(shù)據(jù)前后30個采樣點，如果前后30個采樣點的數(shù)據(jù)都小于等于該采樣點的數(shù)據(jù)，則判斷該點為極大值，如果在50個采樣點內(nèi)有兩個極大值點，這將這兩個極大值點只算一個，另一個刪除。
[0017]找出數(shù)據(jù)所有極小值點的方法是:尋找判斷數(shù)據(jù)前后30個采樣點，如果前后30個采樣點的數(shù)據(jù)都大于等于該采樣點的數(shù)據(jù)，則判斷該點為極小值，如果在50個采樣點內(nèi)有兩個極小值點，則將這兩個極小值點只算一個，另一個刪除。
[0018]本發(fā)明的積極效果是:1簡化結(jié)構(gòu)設計，采用無線通信，去除多余連接線，排除了醫(yī)生在手術(shù)過程中因連接線過多的干擾；2采用全新的設計方案，更加科學，更加可靠，血流控制更加精準，更加個性化；3采用多點血氧測量模式，測量點根據(jù)需要確定，使得控制和保護更加有效，手術(shù)效果更好，對病人的損害減小到最小。
四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本頸動脈血流阻斷控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是安裝底`板結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖3是滑動支架結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖4是氣壓阻斷模塊結(jié)構(gòu)剖面示意圖，其中，15氣壓阻斷外圈，17氣壓阻斷外圈螺紋，13頸動脈接觸橡膠圈顯示剖面，14氣壓阻斷伸縮節(jié)、16密封橡膠圈未做剖視。
[0023]圖5是氣壓控制模塊外殼示意圖。
[0024]圖6是氣壓控制模塊電路組件示意圖。
[0025]圖7是氣壓保護模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖8是無線血氧測量模塊外形示意圖。
[0027]圖9是無線血氧測量模塊安裝底座頂面示意圖。
[0028]圖10是無線血氧測量模塊安裝底座側(cè)面示意圖。
[0029]圖11無線血氧測量模塊電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖12是無線血氧測量模塊中紅色發(fā)光管、紅外發(fā)光管、光電二極管電路圖。圖中，Dl紅色發(fā)光管A，D2紅色發(fā)光管B，D4紅外發(fā)光管B，D5紅外發(fā)光管B，Ul光電二極管。
[0031]圖13是氣壓控制模塊中氣壓控制組件、無線血氧測量模塊中的單片機及其周邊電路圖。
[0032]圖14是氣壓控制模塊中氣壓控制組件的電源和壓力測量電路圖。
[0033]圖15是氣壓控制模塊中氣壓控制組件的鍵盤電路圖。
[0034]圖16是顯示電路的數(shù)碼管`模塊電路圖。
[0035]圖17是氣壓控制模塊中氣壓控制組件中的無線通信電路、無線血氧測量模塊中的無線通信模塊的電路圖。
[0036]圖18是氣壓控制的控制流程圖。
[0037]圖19是無線血氧測量流程圖。
[0038]圖20是血氧飽和度計算流程框圖。
[0039]圖中，I安裝底板，2滑動支架，3氣壓阻斷模塊，4氣壓控制模塊，5無線血氧測量模塊，6安裝底板基座，7頸托，8-1、8-2滑動支架導槽，9氣壓控制模塊固定支架，10氣壓控制模塊導槽，11-1、11-2滑動支架固定座，12-1、12-2、12-3、12-4滑動支架固定螺帽，13頸動脈接觸橡膠圈，14氣壓阻斷伸縮節(jié)，15氣壓阻斷外圈，16密封橡膠圈，17氣壓阻斷外圈螺紋，18氣壓阻斷模塊安裝螺紋，19密封墊圈，20氣管安裝處，21-1、21-2氣壓控制模塊外殼固定螺帽，22操控按鈕，23顯示器，24單片機，25放大與濾波電路，26放氣驅(qū)動電路，27放氣閥，28壓力傳感器，29氣壓保護模塊，30充氣泵，31充氣驅(qū)動電路，32連通氣管，33無線通信電路，34保護氣管，35保護橡膠圈，36無線血氧測量電路板，37無線血氧測量安裝底座，38紅色發(fā)光管A透光孔，39紅外發(fā)光管A透光孔，40紅色發(fā)光管B透光孔，41紅外發(fā)光管B透光孔，42光電二極管透光孔，43放光管A透光孔傾角，44光電二極管透光孔傾角，46發(fā)光管B透光孔傾角，47紅色發(fā)光管A，48紅外發(fā)光管A，49紅色發(fā)光管B，50紅外發(fā)光管B，51光電二極管，52血氧測量單片機，53血氧測量無線通信模塊。
五、【具體實施方式】
[0040]附圖給出了本發(fā)明的實施例。
[0041]參見附圖1-6.[0042]控制裝置由安裝底板1、滑動支架2、氣壓阻斷模塊3、氣壓控制模塊4和無線血氧測量模塊5構(gòu)成?；瑒又Ъ?安裝在安裝底板I上，氣壓控制模塊4安裝在滑動支架2的氣壓控制模塊導槽10內(nèi)。氣壓阻斷模塊3置于氣壓控制模塊4下方并且連為一體，無線血氧測量模塊5根據(jù)需要設置η個。氣壓控制模塊4內(nèi)設置有單片機對氣壓進行自動控制，進行加壓和減壓，設置有無線通信電路與無線血氧測量模塊實現(xiàn)無線信號傳輸。無線血氧測量模塊5內(nèi)設置有單片機進行血氧測量控制，設置有無線通信模塊與氣壓控制模塊4實現(xiàn)無線信號傳輸。
[0043]安裝底板I由安裝底板基座6、頸托7和滑動支架導槽8構(gòu)成，滑動支架導槽8-1、8-2設置于安裝底板基座的兩側(cè)，頸托7固定在安裝底板上I上。安裝底板基座用于固定頸托和滑動支架導槽，并通過滑動支架導槽固定滑動支架。頸托用于診療中支撐頸部，滑動支架導槽用于滑動支架的滑動與定位?；瑒又Ъ?由氣壓控制模塊固定支架9、氣壓控制模塊導槽10、滑動支架固定座11構(gòu)成，氣壓控制模塊支架9的下方連接滑動支架固定座
11-1、11-2，通過滑動支架固定座11-1、11-2將滑動支架2安裝在安裝底板I的滑動支架導槽8-1、8-2內(nèi)?；瑒又Ъ芸梢栽诎惭b底板上滑動并固定在安裝底板上同時滑動支架為氣壓控制模塊提供滑動和安裝支架。氣壓控制模塊固定支架用于固定氣壓控制模塊。氣壓控制模塊導槽10使得氣壓控制模塊可以沿著導槽移動?；瑒又Ъ芄潭ㄗc氣壓控制模塊固定支架連接，安裝在滑動支架導槽中，使得氣壓控制模塊固定支架可以沿著滑動支架導槽移動?；瑒又Ъ芄潭菝?2-1、12-2、12-3、12-4用于將氣壓控制模塊固定支架緊固在滑動支架導槽上，滑動支架固定螺帽擰緊時，使得氣壓控制模塊固定支架位于滑動支架導槽的固定位置，不能再滑動。
[0044]氣壓阻斷模塊3是在氣壓阻斷外圈15內(nèi)安置氣壓阻斷伸縮節(jié)14，在氣壓阻斷伸縮節(jié)14的下端設置頸動脈接觸橡膠圈13，在氣壓阻斷伸縮節(jié)14的上端設置密封橡膠圈16，氣壓阻斷模塊3與氣壓控制模塊中的連通氣管32密封連接，在氣壓阻斷外圈15的外側(cè)設置有氣壓阻斷外圈螺紋1 7，氣壓阻斷外圈螺紋17與氣壓控制模塊上的氣壓阻斷模塊安裝內(nèi)螺紋18相吻合。
[0045]氣壓阻斷模塊在氣壓的控制下，使得氣壓阻斷伸縮節(jié)伸縮，控制對頸動脈的壓力。頸動脈接觸橡膠圈為安裝在氣壓阻斷伸縮節(jié)上的橡膠圈，用于接觸頸動脈，增加皮膚舒適性；氣壓阻斷伸縮節(jié)14為圓柱形，在氣壓的作用下，可以在氣壓阻斷外圈內(nèi)伸縮，用于增加或減少對頸動脈的壓力。氣壓阻斷外圈15為圓筒形，氣壓阻斷伸縮節(jié)可以在氣壓阻斷外圈內(nèi)往返移動。密封橡膠圈16套在氣壓阻斷伸縮節(jié)上，在保證氣壓阻斷伸縮節(jié)可以在氣壓阻斷外圈內(nèi)靈活移動的前提下，使得壓阻斷伸縮節(jié)與氣壓阻斷外圈無縫接觸，氣壓阻斷外圈里外氣體密封。氣壓阻斷外圈螺紋為外絲螺紋，用于安裝在氣壓控制模塊相應內(nèi)絲螺紋上。
[0046]氣壓控制模塊4的內(nèi)部為氣壓控制組件，氣壓控制組件設置在外殼內(nèi)，外殼設置有操控按鈕22、顯示器23，外殼下方設有與連通氣管32連接的連接口 20以及氣壓阻斷模塊安裝內(nèi)絲螺紋18和密封墊圈19，氣壓控制模塊通過氣壓控制模塊外殼固定螺帽21-1、21-2固定在滑動支架2的氣壓控制模塊導槽10內(nèi)。
[0047]氣壓控制模塊安裝螺紋是內(nèi)絲螺紋與氣壓阻斷外圈螺紋配合，用于將氣壓阻斷模塊固定在氣壓控制模塊上。密封墊圈用于氣壓阻斷模塊連接氣壓控制模塊的密封。氣壓阻斷模塊與氣壓控制模塊連接后，其連接處只有一個氣體出口，即氣管安裝處20。這個氣體出口用于與氣壓控制電路的氣體出口連接。氣壓控制模塊外殼固定螺帽21-1、21-2用于將氣壓控制模塊固定在滑動支架上，操控按鈕用于設置氣壓控制電路的控制參數(shù)，顯示器用于顯示所設置的控制參數(shù)以及電路所測量的血氧和氣壓參數(shù)。
[0048]氣壓控制模塊的氣壓控制組件包括單片機24、放氣驅(qū)動電路26、充氣驅(qū)動電路31、無線通信電路33、氣壓保護模塊29、壓力傳感器28、放大與濾波電路25，放氣驅(qū)動電路26連接放氣閥27，充氣驅(qū)動電路31連接充氣泵30，密封的連通氣管32分別密封連接壓力傳感器28、放氣閥27、充氣泵30、氣壓阻斷模塊3、氣壓保護模塊29 ;單片機24與放氣驅(qū)動電路26、充氣驅(qū)動電路31、放大與濾波電路25以及無線通信電路33連接。單片機24控制放氣驅(qū)動電路26驅(qū)動放氣閥27放氣、控制充氣驅(qū)動電路31驅(qū)動充氣泵30充氣。
[0049]氣壓控制組件用于根據(jù)血氧測量值控制氣壓阻斷模塊的氣壓。用密封氣管連接壓力傳感器、放氣閥、充氣泵、氣壓阻斷模塊、氣壓保護模塊，使得上述功能模塊的氣壓保持一致，壓力傳感器的氣壓與氣壓阻斷模塊、氣壓保護模塊相等。單片機通過無線通信電路接收無線血氧測量模塊的血氧飽和度，當血氧飽和度過低時，控制放氣驅(qū)動電路驅(qū)動放氣閥，使得氣壓阻斷模塊壓力減小。單片機通過自身帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采集壓力傳感器的壓力值，當發(fā)現(xiàn)壓力太小時，控制充氣驅(qū)動電路驅(qū)動充氣泵充氣，為氣壓阻斷模塊加壓。放氣驅(qū)動電路在單片機的控制下，驅(qū)動放氣閥放氣。放氣閥在放氣驅(qū)動電路的驅(qū)動下，由單片機控制放氣，降低氣壓阻斷模塊氣壓。放大與濾波電路放大壓力傳感器感應的壓力信號，并對其進行濾波。壓力傳感器感應氣壓阻斷模塊的氣壓。氣壓保護模塊為防止氣壓過高而提供氣壓保護。充氣泵在充氣驅(qū)動電路的驅(qū)動下，由單片機控制充氣，增加氣壓阻斷模塊氣壓。充氣驅(qū)動電路在單片機控制下，驅(qū)動充氣泵充氣。本例中連通氣管為具有5個連接口的密封氣管，用于密封連接壓力傳感器、放氣閥、充氣泵、氣壓阻斷模塊、氣壓保護模塊，使得各模塊氣壓一致。壓力傳感器28感應氣壓阻斷模塊3的氣壓，通過放大與濾波電路25放大壓力傳感器感應的壓力信號并對其進行濾波，濾波后的信號傳送到單片機24。
[0050]參見附圖7。氣壓保護模塊29由保護氣管34和保護橡膠圈35構(gòu)成。保護氣管用于連接連通氣管和保護橡膠圈，保護橡膠圈套在保護氣管上。當氣壓阻斷模塊氣壓小于保護橡膠圈的保護氣壓時，保護橡膠圈套保持對保護氣管的密封。當氣壓阻斷模塊氣壓大于保護橡膠圈的保護氣壓時，保護橡膠圈可以漏氣，使得氣壓阻斷模塊氣壓不能超過保護橡膠圈的保護值。
[0051]參見附圖13。氣壓控制模塊中氣壓控制組件、無線血氧測量模塊中的單片機及其周邊電路圖。單片機選擇MSP430F135，美國TI公司生產(chǎn)，J7為電磁閥，Ql為電磁閥驅(qū)動電路，J8為充氣泵，Q2為充氣泵驅(qū)動電路，J2為單片機的仿真接口，S_R為復位鍵，周邊電路為復位電路，Y3, Y4為晶體振蕩器。
[0052]圖14是氣壓控制模塊中氣壓控制組件的電源和壓力測量電路圖。圖中，LM117為電源轉(zhuǎn)換芯片，MPXV5050為motorola公司生產(chǎn)的壓力傳感器，LM324為運算放大器，其周邊電路構(gòu)成放大與濾波電路。
[0053]圖15是操控按鈕電路中的鍵盤模塊，圖16是顯示電路，采用數(shù)碼管模塊顯示。
[0054]參見附圖17。氣壓控制模塊中的無線通信電路33與無線血氧測量模塊5中的血氧測量無線通信模塊53實現(xiàn)無線通信。氣壓控制模塊中氣壓控制組件中的無線通信電路和無線血氧測量模塊中的無線通信模塊的電路采用了相同的無線傳輸模塊，圖中，U9:CC2520:無線傳輸芯片為`美國TEXAS INSTRUMENTS公司生產(chǎn)，UlO: CC2591:無線傳輸前端芯片為美國TEXAS INSTRUMENTS公司生產(chǎn)。
[0055]參見附圖8-12。無線血氧測量模塊5由無線測量安裝底座37和無線血氧電路板36構(gòu)成。無線測量安裝底座37上分別開有90°和45°的透光孔，2個45°的紅色發(fā)光管透光孔38、40，2個紅外光透光孔39、41和I個90°光電二極管透光孔42。無線血氧電路板36上安裝血氧測量單片機52、血氧測量無線通信模塊53、紅色發(fā)光管A47、紅色發(fā)光管B49，紅外發(fā)光管A48、紅外發(fā)光管B50、光電二極管51。
[0056]圖12是無線血氧測量模塊中紅色發(fā)光管、紅外發(fā)光管、光電二極管電路圖。圖中，Dl紅色發(fā)光管A，D2紅色發(fā)光管B，D4紅外發(fā)光管B，D5紅外發(fā)光管B，Ul光電二極管。
[0057]血氧測量單片機52對紅色發(fā)光管和紅外發(fā)光管進行發(fā)光控制，接收光電二極管的信號并與血氧測量無線通信模塊53進行信號交換，血氧測量無線通信模塊53發(fā)布血氧飽和度信號到氣壓控制模塊4的無線通信電路33。
[0058]參見附圖13、17。無線血氧測量模塊中的單片機及其周邊電路采用了與氣壓控制電路模塊相同的單片機。無線通信電路采用了與氣壓控制電路模塊相同的無線通信電路。
[0059]血氧測量單片機52對紅色發(fā)光管和紅外發(fā)光管進行發(fā)光控制，接收光電二極管的信號并與血氧測量無線通信模塊53進行信號交換，血氧測量無線通信模塊53發(fā)布血氧飽和度信號到氣壓控制模塊4的無線通信電路33。
[0060]參見附圖18、19、20。
[0061]頸動脈血流阻斷控制裝置的控制方法，采用在氣壓控制模塊中用密封的連通氣管分別密封連接壓力傳感器、放氣閥、充氣泵、氣壓阻斷模塊和氣壓保護模塊的方法，使得上述功能模塊的氣壓保持一致， 使壓力傳感器的氣壓與氣壓阻斷模塊、氣壓保護模塊相等；氣壓控制模塊中的單片機通過無線通信電路接收無線血氧測量模塊的血氧飽和度，當血氧飽和度過低時，控制放氣驅(qū)動電路驅(qū)動放氣閥放氣，使得氣壓阻斷模塊壓力減小。單片機通過自身帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采集壓力傳感器的壓力值，當發(fā)現(xiàn)壓力太小時，控制充氣驅(qū)動電路驅(qū)動充氣泵充氣，為氣壓阻斷模塊加壓，當發(fā)現(xiàn)壓力太大時，控制放氣驅(qū)動電路驅(qū)動放氣閥放氣，保持壓力的最佳狀態(tài)，使得頸動脈的血流按照設定值隨氣壓阻斷模塊的壓力變化自動控制。無線血氧測量模塊依次根據(jù)紅色光A、紅外光A、紅色光B、紅外光B發(fā)光時光電二極管的數(shù)據(jù)進行血氧飽和度的計算，計算結(jié)果通過無線通信模塊發(fā)送到氣壓控制模塊的無線通/[目電路。
[0062]氣壓控制模塊中的單片機程序控制流程是:第一步:分別設置最低血氧飽和度、最高氣壓值、最低氣壓值、最佳氣壓值；第二步:接收各無線血氧測量模塊的血氧飽和度，計算所檢測的最小血氧飽和度，判斷檢測的最小血氧飽和度是否低于設置的最小血氧飽和度，是:驅(qū)動放棄閥短暫放氣并返回第二步的開始步驟，否:進入第三步；第三步:讀入壓力傳感器氣壓值，判斷氣壓值是否大于設置的最高氣壓值，是:驅(qū)動放氣閥短暫放氣并返回第三步的開始步驟，否:判斷氣壓值是否小于設置的最低氣壓值，是:驅(qū)動充氣泵短暫充氣并返回第三步的開始步驟，否:進入第四步；第四步:讀入壓力傳感器壓力值，判斷氣壓值是否大于設置的最佳氣壓值，否:直接進入第五步，是:驅(qū)動放氣閥短暫放氣進入第五步，第五步:再次讀入壓力傳感器壓力值，判斷氣壓值是否小于設置的最佳氣壓值，否:直接進入第二步，是:驅(qū)動充氣泵短暫充氣，進入第二步，重復循環(huán)。
[0063]無線血氧測量模塊中的單片機控制程序流程是:開始后，控制紅色發(fā)光管A發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組RedDataA，控制紅外發(fā)光管A發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組IRedDataA，控制紅色發(fā)光管B發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組RedDataB，控制紅外發(fā)光管B發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組IRedDataB，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計算血氧飽和度，將血氧飽和度無線發(fā)送到氣壓控制模塊的無線通信電路。
[0064]在血氧飽和度計算時，按照圖20的流程進行。開始后，找出RedDataA所有極大值點，計算RedDataA所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxRedA，找出RedDataA所有極小值點，計算RedDataA所有極小值點的平均值，存儲到變量MinRedA ；找出IRedDataA所有極大值點，計算IRedDataA所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxIRedA，找出IRedDataA所有極小值點，計算IRedDataA所有極小值點的平均值，存儲到變量MinIRedA ；找出RedDataB所有極大值點，計算RedDataB所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxRedB，找出RedDataB所有極小值點，計算RedDataB所有極小值點的平均值，存儲到變量MinRedB ；找出IRedDataB所有極大值點，計算IRedDataB所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxIRedB，找出IRedDataB所有極小值點，計算IRedDataB所有極小值點的平均值，存儲到變量MinIRedB ;通過計算公式K= (MaxRedA-MinRedA)(MaxIRedB-MinIRedB)/(MaxIRedA-MinIRedA)/(MaxRedB-MinRedB)計算系數(shù) K 值。判斷K值是否大于I,是:按如下計算方法計算DelRed, DelIRed, MeanRed, MeanIRed:DelRed=MaxRedA-MinRedA, DelIRed=MaxIRedA-MinIRedA, MeanRed=RedDataA 的平均值，MeanIRed=RedIDataA 的平均值；否:按如下計算方法計算 DelRed, DelIRed, MeanRed,MeanIRed:DeIRed=MaxRedB-MinRedB, DelIRed=MaxIRedB-MinIRedB, MeanRed=RedDataB的平均值，MeanIRed=RedIDataB的平均值，最后得到血氧飽和度，即血氧飽和度=X+Y(DelRedXMeanlRed/MeanRed/DellRed。其中，X，Y的值通過抽取兩個不同個人的血液，通過有創(chuàng)化學血氧測量儀測量抽取兩個人血液中的血氧飽和度值，同時測量并計算兩個人的DelRed，DelIRed，MeanRed，MeanIRed，并建立以X，Y為變量的兩個二元一次方程,求解二元一次方程得到X，Y的值。最后得到血氧飽和度。
[0065]找出數(shù)據(jù)所有極大值點的方法:尋找判斷數(shù)據(jù)前后30個采樣點，如果前后30個采樣點的數(shù)據(jù)都小于等于該采樣點的數(shù)據(jù)，則判斷該點為極大值。如果在50個采樣點內(nèi)有兩個極大值點，這將這兩個極大值點只算一個，另一個刪除。
[0066]找出數(shù)據(jù)所有極小值點的方法:尋找判斷數(shù)據(jù)前后30個采樣點，如果前后30個采樣點的數(shù)據(jù)都大于等于該采樣點的數(shù)據(jù)，則判斷該點為極小值。如果在50個采樣點內(nèi)有兩個極小值點，則將這兩個極小值點只算一個，另一個刪除。
【權(quán)利要求】
1.一種頸動脈血流阻斷控制裝置，其特征在于:控制裝置由安裝底板(I)、滑動支架(2)、氣壓阻斷模塊(3)、氣壓控制模塊(4)和無線血氧測量模塊(5)構(gòu)成，滑動支架(2)安裝在安裝底板(I)上，氣壓控制模塊(4 )安裝在滑動支架(2 )的氣壓控制模塊導槽(10 )內(nèi)，氣壓阻斷模塊(3)置于氣壓控制模塊(4)下方并且連為一體，無線血氧測量模塊(5)根據(jù)需要設置η個；氣壓控制模塊(4)內(nèi)設置有單片機對氣壓進行自動控制，進行加壓和減壓，設置有無線通信電路與無線血氧測量模塊實現(xiàn)無線信號傳輸； 無線血氧測量模塊(5)內(nèi)設置有單片機進行血氧測量控制，設置有無線通信模塊與氣壓控制模塊(4)實現(xiàn)無線信號傳輸。
2.如權(quán)利要求1所述的頸動脈血流阻斷控制裝置，其特征在于:所述安裝底板(I)由安裝底板基座(6)、頸托(7)和滑動支架導槽(8)構(gòu)成，滑動支架導槽(8-1、8-2)設置于安裝地板基座的兩側(cè)，頸托(7)固定在安裝底板上(I)； 所述滑動支架(2)由氣壓控制模塊固定支架(9)、氣壓控制模塊導槽(10)、滑動支架固定座(11)構(gòu)成，氣壓控制模塊支架(9 )的下方連接滑動支架固定座(11-1、11-2 )，通過滑動支架固定座(11-1、11_2)將滑動支架(2)安裝在安裝底板(I)的滑動支架導槽(8-1、8-2)內(nèi)； 所述氣壓阻斷模塊(3)是在氣壓阻斷外圈(15)內(nèi)安置氣壓阻斷伸縮節(jié)(14)，在氣壓阻斷伸縮節(jié)(14)的下端設置頸動脈接觸橡膠圈(13)，在氣壓阻斷伸縮節(jié)(14)的上端設置密封橡膠圈(16)，在氣壓阻斷外圈(15)的外側(cè)設置有氣壓阻斷外圈螺紋(17)，氣壓阻斷外圈螺紋(17)與氣壓控制模塊上的氣壓阻斷模塊安裝內(nèi)螺紋(18)相吻合。
3.如權(quán)利要求1所述的頸動脈血流阻斷控制裝置，其特征在于:所述氣壓控制模塊(4)的內(nèi)部為氣壓控制組件，氣壓控制組件設置在外殼內(nèi)，外殼設置有操控按鈕(22)、顯示器(23)，外殼下方設有與連通氣管(32)連接的連接口(20)以及氣壓阻斷模塊安裝內(nèi)螺紋`(18)和密封墊圈(19)，氣壓控制`模塊通過氣壓控制模塊外殼固定螺帽(21-1、21-2)固定在滑動支架(2)的氣壓控制模塊導槽(10)內(nèi)； 所述氣壓控制模塊的氣壓控制組件包括單片機(24)、放氣驅(qū)動電路(26)、充氣驅(qū)動電路(31)、無線通信電路(33)、氣壓保護模塊(29)、壓力傳感器(28)、放大與濾波電路(25)，放氣驅(qū)動電路(26 )連接放氣閥(27 )，充氣驅(qū)動電路(31)連接充氣泵(30 )，密封的連通氣管(32)分別密封連接壓力傳感器(28)、放氣閥(27)、充氣泵(30)、連接接口(20)、氣壓保護模塊(29);單片機(24)與放氣驅(qū)動電路(26)、充氣驅(qū)動電路(31)、放大與濾波電路(25)以及無線通信電路(33)連接； 無線通信電路(33)與無線血氧測量模塊(5)中的血氧測量無線通信模塊(53)實現(xiàn)無線通信，單片機(24 )控制放氣驅(qū)動電路(26 )驅(qū)動放氣閥(27 )放氣、控制充氣驅(qū)動電路(31)驅(qū)動充氣泵(30)充氣； 壓力傳感器(28)感應氣壓阻斷模塊(3)的氣壓，通過放大與濾波電路(25)放大壓力傳感器感應的壓力信號并對其進行濾波，濾波后的信號傳送到單片機(24)。
4.如權(quán)利要求1所述的頸動脈血流阻斷控制裝置，其特征在于:所述無線血氧測量模塊(5 )由無線測量安裝底座(37 )和無線血氧電路板(36 )構(gòu)成，無線測量安裝底座(37 )上分別開有90°和45°的透光孔；無線血氧電路板(36)上安裝血氧測量單片機(52)、血氧測量無線通信模塊(53)、紅色發(fā)光管、紅外發(fā)光管和光電二極管(51)，血氧測量單片機(52)對紅色發(fā)光管和紅外發(fā)光管進行發(fā)光控制，接收光電二極管的信號并與血氧測量無線通信模塊(53)進行信號交換，血氧測量無線通信模塊(53)發(fā)布血氧飽和度信號到氣壓控制模塊(4)的無線通信電路(33)。
5.如權(quán)利要求4所述的頸動脈血流阻斷控制裝置，其特征在于:無線測量安裝底座(37)上分別開有90°和45°的透光孔是開有2個45°的紅色發(fā)光管透光孔(38、40)，2個紅外光透光孔(39、41)和I個90°光電二極管透光孔(42)，無線血氧電路板(36)上安裝紅色發(fā)光管A (47)、紅色發(fā)光管B (49)，紅外發(fā)光管A (48)、紅外發(fā)光管B (50)、光電二極管(51)。
6.一種頸動脈血流阻斷控制裝置的控制方法，其特征在于:采用在氣壓控制模塊中用密封的連通氣管分別密封連接壓力傳感器、放氣閥、充氣泵、氣壓阻斷模塊和氣壓保護模塊的方法，使得上述功能模塊的氣壓保持一致，使壓力傳感器的氣壓與氣壓阻斷模塊、氣壓保護模塊相等；氣壓控制模塊中的單片機通過無線通信電路接收無線血氧測量模塊的血氧飽和度，當血氧飽和度過低時，控制放氣驅(qū)動電路驅(qū)動放氣閥放氣，使得氣壓阻斷模塊壓力減小；單片機通過自身帶的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采集壓力傳感器的壓力值，當發(fā)現(xiàn)壓力太小時，控制充氣驅(qū)動電路驅(qū)動充氣泵充氣，為氣壓阻斷模塊加壓，當發(fā)現(xiàn)壓力太大時，控制放氣驅(qū)動電路驅(qū)動放氣閥放氣，保持壓力的最佳狀態(tài)，使得頸動脈的血流按照設定值隨氣壓阻斷模塊的壓力變化自動控制；無線血氧測量模塊依次根據(jù)紅色光A、紅外光A、紅色光B、紅外光B發(fā)光時光電二極管的數(shù)據(jù)進行血氧飽和度的計算，計算結(jié)果通過血氧測量無線通信模塊發(fā)送到氣壓控制模塊的無線通信電路。
7.如權(quán)利要求6所述的頸動脈血流阻斷控制裝置的控制方法，其特征在于:氣壓控制模塊中的單片機程序控制流程是:開始后，第一步:分別設置最低血氧飽和度、最高氣壓值、最低氣壓值、最佳氣壓值；第二步:接收各無線血氧測量模塊的血氧飽和度，計算所檢測的最小血氧飽和度，判斷檢測的最小血氧飽和度是否低于設置的最小血氧飽和度，是:驅(qū)動放氣閥短暫放氣并返回第二步的開始步驟，否:進入第三步；第三步:讀入壓力傳感器氣壓值，判斷氣壓值是否大于設置的最高氣壓值，是:驅(qū)動放氣閥短暫放氣并返回第三步的開始步驟，否:判斷氣壓值是否小于設置的最低氣壓值，是:驅(qū)動充氣泵短暫充氣并返回第三步的開始步驟，否:進入第四步；第四步:讀入壓力傳感器壓力值，判斷氣壓值是否大于設置的最佳氣壓值，否:直接進入第五步，是:驅(qū)動放氣閥短暫放氣進入第五步，第五步:再次讀入壓力傳感器壓力值，判斷氣壓值是否小于設置的最佳氣壓值，否:直接進入第二步，是:驅(qū)動充氣泵短暫充氣，進入第二步，重復循環(huán)。
8.如權(quán)利要求6所述的頸動脈血流阻斷控制裝置的控制方法，其特征在于:無線血氧測量模塊中的單片機控制程序流程是:開始后，控制紅色發(fā)光管A發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組RedDataA，控制紅外發(fā)光管A發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組IRedDataA，控制紅色發(fā)光管B發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組RedDataB，控制紅外發(fā)光管B發(fā)光，200HZ采樣頻率采集5秒光電二極管數(shù)據(jù)，存儲到數(shù)據(jù)組IRedDataB，根據(jù)采集的數(shù)據(jù)計算血氧飽和度，將血氧飽和度無線發(fā)送到氣壓控制模塊的無線通信電路。
9.如權(quán)利要求6所述的頸動脈血流阻斷控制裝置的控制方法，其特征在于:血氧飽和度的計算過程是:開始后，找出RedDataA所有極大值點，計算RedDataA所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxRedA，找出RedDataA所有極小值點，計算RedDataA所有極小值點的平均值，存儲到變量MinRedA ;找出IRedDataA所有極大值點，計算IRedDataA所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxIRedA，找出IRedDataA所有極小值點，計算IRedDataA所有極小值點的平均值，存儲到變量MinIRedA ；找出RedDataB所有極大值點，計算RedDataB所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxRedB，找出RedDataB所有極小值點，計算RedDataB所有極小值點的平均值，存儲到變量MinRedB ;找出IRedDataB所有極大值點，計算IRedDataB所有極大值點的平均值，存儲到變量MaxIRedB，找出IRedDataB所有極小值點，計算IRedDataB所有極小值點的平均值，存儲到變量MinIRedB ;通過計算公式K= (MaxRedA-MinRedA)(MaxIRedB-MinIRedB)/(MaxIRedA-MinIRedA)/(MaxRedB-MinRedB)計算系數(shù)K值,判斷K值是否大于I,是:按如下計算方法計算DelRed, DelIRed, MeanRed,MeanIRed:DeIRed=MaxRedA-MinRedA, DelIRed=MaxIRedA-MinIRedA, MeanRed=RedDataA的平均值，MeanIRed=RedIDataA的平均值；否:按如下計算方法計算DelRed, DelIRed,MeanRed, MeanIRed:DeIRed=MaxRedB-MinRedB, Del IRed=MaxIRedB-MinIRedB,MeanRed=RedDataB的平均值，MeanIRed=RedIDataB的平均值，最后得到血氧飽和度，即血氧飽和度=X+Y(DelRedXMeanlRed/MeanRed/DellRed ;其中，X, Y的值通過抽取兩個不同個人的血液，通過有創(chuàng)化學血氧測量儀測量所抽取的兩個人血液中的血氧飽和度值，同時測量并計算兩個人的DelRed，DelIRed, MeanRed, MeanIRed,并建立以X，Y為變量的兩個二元一次方程，求解二元一次方程得到X，Y的值。
10.如權(quán)利要求9所述的頸動脈血流阻斷控制裝置的控制方法，其特征在于:在血氧飽和度的計算過程中，找出數(shù)據(jù)所有極大值點的方法是:尋找判斷數(shù)據(jù)前后30個采樣點，如果前后30個采樣點的數(shù)據(jù)都小于等于該采樣點的數(shù)據(jù)，則判斷該點為極大值，如果在50個采樣點內(nèi)有兩個極大值點，這將這兩個極大值點只算一個，另一個刪除； 找出數(shù)據(jù)所有極小值點的方法是:尋找判斷數(shù)據(jù)前后30個采樣點,如果前后30個采樣點的數(shù)據(jù)都大于等于該采樣點的數(shù)據(jù)，則判斷該點為極小值，如果在50個采樣點內(nèi)有兩個極小值點，則將這兩個極小值點只算一個，另一個刪除。
【文檔編號】A61B5/1455GK103610485SQ201310664468
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】莫思特, 李亮, 張建軍, 寧佳, 羅林麗 申請人:四川大學