專利名稱：氣胸自動診斷治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一種醫(yī)療儀器，確切地說，是一種由壓力傳感器、電動吸引泵、壓力顯示器、分型顯示器、功能選擇器、控制器和電源構(gòu)成的診斷及治療各類自發(fā)性氣胸的儀器。
對自發(fā)性氣胸的診斷和治療，通常是醫(yī)生根據(jù)病人胸腔壓力的情況進(jìn)行判斷分型，根據(jù)不同類型的氣胸，進(jìn)行適當(dāng)?shù)某闅饣蛞鳌ＭǔＪ褂玫闹委煼椒ê脱b置有胸腔穿刺、氣胸腔抽氣及水封瓶閉鎖引流等。由于這些儀器過于簡易，功能有限，加之操作過程和步驟繁瑣復(fù)雜，因此給醫(yī)生的診斷和治療造成許多不便；同時也給病人增加許多痛苦和麻煩。目前，有一種″氣胸自動測壓裝置″，該裝置采用了一種較特殊的″U″型管壓力傳感器來測量病人胸腔內(nèi)的壓力，并自動控制吸引泵的抽氣。這種裝置的原理是″U″型管的外壁上刻有一些表示壓力的刻度線和數(shù)字，管內(nèi)盛有一定量的15％濃度的氯化鈉溶液，在管子的兩端各設(shè)置一對可調(diào)節(jié)高度的金屬電極，電極置于″U″型管內(nèi)的適當(dāng)位置。測壓時，先將″U″型管接在病人的胸腔插管上，這時管內(nèi)的液體隨病人的呼吸而運(yùn)動，通過管壁上的刻度和數(shù)字讀出液柱的高度，即得到病人的胸腔壓力值，此時″U″型管作為一個壓力計(jì)使用。抽氣1000毫升后再測一次胸腔壓力，停止抽氣三分鐘后再測一次胸腔壓力，醫(yī)生根據(jù)這兩次胸腔壓力的比值對病人的氣胸類型進(jìn)行分型判斷，確定具體的治療方法。需要進(jìn)行負(fù)壓吸引時，插上電源插頭，這時″U″型管內(nèi)的電極被溶液導(dǎo)通，吸引泵開始工作，當(dāng)病人的胸腔壓力減小到一定范圍時，″U″型管內(nèi)的液體高度下降到電極以下，電路斷開，吸引泵也就停止工作。這時″U″型管又作為控制器使用。另外還有一類儀器，如EC－A型電動氣胸機(jī)，所使用的″U″型管只作壓力計(jì)使用，對病人抽氣時，由醫(yī)生打開抽氣開關(guān)進(jìn)行抽氣和控制抽氣量。這類儀器雖解決了測量胸腔壓力和自動持續(xù)抽氣的問題，但仍存在許多不足1.因?yàn)樾厍粔毫ψ兓念l率與呼吸有關(guān)，所以傳感器或壓力計(jì)接收到的是脈動壓力，故測量時，″U″型管內(nèi)的液體在該壓力作用下沿管子往復(fù)運(yùn)動，而液體在運(yùn)動中有慣性，另外，讀數(shù)時每個人的視角不同，故存在一定讀數(shù)誤差，這樣就很難精確地測量出病人的胸腔壓力；2.這類儀器都不能對氣胸進(jìn)行自動分辨其類型，需要臨床醫(yī)生來判斷，故不能自動診斷，這就限制了儀器的使用范圍；3.這類儀器均不能自動精確地控制抽氣量，而需要醫(yī)護(hù)人員控制，這就增加了醫(yī)護(hù)人員的工作量；4.這類儀器由于使用的是液體壓力計(jì)或傳感器，在使用前要加注液體，使用后要清洗維護(hù)電極，操作復(fù)雜。
本實(shí)用新型的目的是提供一種適合各類自發(fā)性氣胸使用的、能自動測壓、自動分型、自動持續(xù)抽氣并自動地精確控制抽氣量、簡便、安全的氣胸診斷治療儀。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是由一個″膜片一觸點(diǎn)″結(jié)構(gòu)的機(jī)械式壓力傳感器來接收病人胸腔的壓力，當(dāng)病人的胸腔壓力經(jīng)傳感器的進(jìn)氣接嘴進(jìn)入到傳感器的壓力腔后，即推動固定在腔內(nèi)的兩只非金屬感壓膜片，膜片可以用硅橡膠或其它橡膠材料制成。隨著病人的呼吸，腔內(nèi)壓力不斷變化，這時膜片也隨著腔壓的變化作往復(fù)式的機(jī)械運(yùn)動，膜片在運(yùn)動過程中推動傳感器內(nèi)三只帶有調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺釘?shù)膶?dǎo)桿中的一只，使這只導(dǎo)桿克服平衡彈簧的引力，斷開或接通傳感器內(nèi)三對常閉觸點(diǎn)和三對常開觸點(diǎn)中的一對，由于每對觸點(diǎn)各表示一個胸腔壓差范圍，所以，當(dāng)觸點(diǎn)斷開或閉合時，傳感器就通過信號輸出線向控制器發(fā)出一個表示一定胸壓范圍的電信號，控制器中的K2電路接到這個信號后，由IC12電路或IC13電路或IC14電路進(jìn)行處理并將處理后的信號輸送給壓力顯式器，使壓力指示器上七只發(fā)光二極管中與該壓力對應(yīng)的那只被接通，操作者根據(jù)二極管所指示的壓力值，直觀而準(zhǔn)確地了解病人的胸腔壓力的大小。
當(dāng)對病人的氣胸類型進(jìn)行判斷時，只要將儀器上功能選擇器的開關(guān)置于″分型″的位置，儀器就按預(yù)定的步驟，先對病人的胸腔抽氣1000毫升，然后自動停止抽氣，這時K1電路中的取樣電路IC5對傳感器送來的信號進(jìn)行取樣，首先揀出零壓信號(過零信號)，并存入存儲器E中；若無零壓信號，則揀出病人此時胸腔壓力的最大值信號，并存入電容CⅡ中，停機(jī)三分鐘后，取樣電路IC6對傳感器送來的信號進(jìn)行取樣，還是先揀出″零壓信號″，再存入存儲器E中，若無零壓信號，則揀出病人此時胸腔壓力的最大值信號，并存入電容CⅢ中；取樣工作結(jié)束后，由比較電路IC11將兩次存儲的信號進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果存入存儲器D中；若兩次都揀出″零壓信號″，則氣胸為″交通型″，若未揀出″零壓信號″，且兩次胸壓的比較結(jié)果大于1，則為″高壓型″；若小于1，則為″閉合型″。比較的結(jié)果由分型顯示電路IC10輸送到分型指示器上，由發(fā)光二極管指示出病人的氣胸類型。
需要對病人持續(xù)吸引抽氣時，將功能選擇器上的開關(guān)置于″自動″的位置，K4電路即接通電動吸引泵的電源，使吸引泵啟動運(yùn)轉(zhuǎn)，開始對病人胸腔抽氣，當(dāng)病人的胸腔壓力低于－11cmH2O時，由K4電路中的壓力保護(hù)連鎖電路R和S，自動切斷電動吸引泵的電源，使吸引泵停止抽氣；當(dāng)病人的胸腔壓力升高到－3cmH2O時，電路又接通吸引泵的電源，使泵重新啟動抽氣，從而實(shí)現(xiàn)了可以自動控制地持續(xù)吸引抽氣。為了精確地控制抽氣量，K2電路中的時間控制電路IC1－IC4按30秒秒－7秒的時間循環(huán)周期控制吸引泵的工作狀態(tài)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，由于采用了一種膜片一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的壓力傳感器及發(fā)光二極管顯示，不僅克服了液體壓力計(jì)或傳感器因液體慣性所造成的誤差和人為讀數(shù)時的視角誤差，同時也克服了壓電式傳感器的零點(diǎn)飄移和溫度誤差，從而使測量精度大大提高，讀數(shù)清晰，電路簡單，性能穩(wěn)定，使用和維護(hù)都很方便。特別是該儀器由于具有自動分型、自動持續(xù)吸引抽氣、自動控制抽氣量等特點(diǎn)，所以，不需專門的醫(yī)護(hù)人員，有利于普及推廣。


圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)框圖；圖2為本實(shí)用新型的壓力傳感器剖視圖；圖3為本實(shí)用新型(控制器)的控制線路示意圖；圖4為本實(shí)用新型時間控制電路K1的線路示意圖；圖5為本實(shí)用新型傳感器信號取樣及壓力顯示電路K2的線路示意圖；圖6為本實(shí)用新型信號記憶、比較、存儲及分型顯示電路K3的線路示意圖；圖7為本實(shí)用新型自動持續(xù)抽氣及過壓保護(hù)控制電路K4的線路示意圖中(A)電動吸引泵，(B)功能選擇器，(C)電源，(D)控制器，(E)壓力顯示器，(F)分型指示器，(G)壓力傳感器，(X)胸腔。
圖中標(biāo)號(1)進(jìn)氣接嘴，(2)壓力腔，(3)感壓膜片，(4)感壓膜片，(5)常閉觸點(diǎn)，(6)常閉觸點(diǎn)，(7)常閉觸點(diǎn)，(8)可調(diào)常開觸點(diǎn)，(9)可調(diào)常開觸點(diǎn)，(10)可調(diào)常開觸點(diǎn)，(11)雙觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)Ⅰ，(12)雙觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)Ⅱ，(13)雙觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)Ⅲ，(14)導(dǎo)桿，(15)壓力平衡彈簧，(16)調(diào)節(jié)螺母，(17)調(diào)節(jié)螺釘，(18)觸點(diǎn)調(diào)位螺絲，(19)導(dǎo)桿，(20)調(diào)節(jié)螺母，(21)壓力平衡彈簧，(22)調(diào)節(jié)螺釘，(23)導(dǎo)桿，(24)調(diào)節(jié)螺母，(25)壓力平衡彈簧，(26)調(diào)節(jié)螺釘，(27)觸點(diǎn)調(diào)位螺絲，(28)觸點(diǎn)調(diào)位螺絲，(29)信號輸出線，(30)固定螺釘，(31)30秒－3秒－7秒時間循環(huán)周期電路，(32)工作周期控制電路，(33)第一次10秒周期取樣電路，(34)第二次10秒周期取樣電路，(35)取樣信號輸出電路，(36)取樣控制電路，(37)壓力指示器，(38)胸壓顯示控制電路，(39)信號比較電路，(40)比較信號存儲器，(41)分型顯示電路，(42)零壓信號存儲器，(43)第二次取樣信號寄存器，(44)第一次取樣信號寄存器，(45)吸引泵壓力信號控制器，(46)吸引泵工作周期控制器，(47)吸引泵工作時間控制器，(48)繼電器。
以下通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例本實(shí)用新型所采用的傳感器為膜片－觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的機(jī)械式壓力傳感器，傳感器中有兩個與大氣相通的氣壓腔，兩個感壓的非金屬膜片(3)和(4)的四周被封固在腔壁上，兩膜片間形成一個壓力腔(2)，隨壓力腔內(nèi)壓力的變化，膜片作定向的往復(fù)運(yùn)動。傳感器內(nèi)有三個結(jié)構(gòu)相同的雙觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)(11)、(12)和(13)，在雙觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)(11)上有一對常閉觸點(diǎn)(5)，一對可調(diào)距離的常開觸點(diǎn)(8)，在觸點(diǎn)下方有一個帶調(diào)節(jié)螺母(20)的導(dǎo)桿(19)和壓力平衡彈簧(21)，導(dǎo)桿(19)與調(diào)節(jié)螺釘(22)相連接，導(dǎo)桿(19)和螺釘(22)可作縱向運(yùn)動。當(dāng)膜片(3)隨腔壓向上運(yùn)動時，推動導(dǎo)桿(19)和螺釘(22)向上，螺釘(22)克服壓力平衡彈簧(21)的引力后，頂開常閉觸點(diǎn)(5)，這時有一個電壓信號通過信號輸出線(30)送入控制器，(5)表示的壓力范圍是＋3～小于＋6cmH2O；當(dāng)壓力繼續(xù)增大至＋6cmH2O時，感壓膜片(4)向下運(yùn)動而推動導(dǎo)桿(23)，使導(dǎo)桿(23)克服壓力平衡彈簧(25)的引力而頂開常閉觸點(diǎn)(6)，這時有一個表示壓力范圍在＋6～小于＋9cmH2O的電壓信號輸出；當(dāng)胸腔壓力繼續(xù)增大，感壓膜片(3)推動導(dǎo)桿(19)使常開觸點(diǎn)(8)接通，有一個表示壓力范圍＋9～小于＋12cmH2O的壓力信號輸出；當(dāng)壓力達(dá)到＋12cmH2O后，常開觸點(diǎn)(9)被接通；當(dāng)胸腔壓力為負(fù)壓時，感壓膜片(3)和(4)分別向內(nèi)運(yùn)動，感壓膜片(4)推動導(dǎo)桿(14)并使常閉觸點(diǎn)(7)斷開，有一個表示壓力范圍在－3～小于－11cmH2O的電壓信號輸出；當(dāng)胸腔壓力繼續(xù)減小到－11cmH2O后，常開觸點(diǎn)(10)被接通，這時輸出的電壓信號表示－11cmH2O以下的胸腔壓力。傳感器上與壓力腔相通的進(jìn)氣接嘴(1)是用以連接病人胸腔上的插管。傳感器的殼體用金屬材料或塑料制成，雙觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)用絕緣材料制造底座，觸點(diǎn)用螺釘(29)固定在底座上。
本實(shí)用新型的壓力指示器主要有七只發(fā)光二極管組成，每只發(fā)光二極管指示一段與觸點(diǎn)對應(yīng)的壓力范圍，其中五只發(fā)光二極管指示出－11cmH2O～＋12cmH2O之間的胸腔壓力，另兩只發(fā)光二極管分別指示－11cmH2O以下和＋12cmH2O以上的胸腔壓力，壓力指示器上的發(fā)光二極管受控制器邏輯控制，當(dāng)一只被接通時，其余的均斷開。
本實(shí)用新型的分型指示器是由三只發(fā)光二極管組成，按分型顯示電路給出的信號，接通對應(yīng)的發(fā)光二極管來表示″交通型″或″高壓型″或″閉合型″。
本實(shí)用新型的功能選擇器主要用來控制儀器的三種工作狀態(tài)″測壓、分型或自動持續(xù)抽氣″，由一只三狀態(tài)開關(guān)轉(zhuǎn)換。
本實(shí)用新型的控制器采用了邏輯控制方式，主邏輯控制電路包括時間控制電路K1，輸出信號取樣及壓力顯示電路K2，信號記憶、比較、存儲和分型顯示電路K3，自動持續(xù)抽氣控制電路K4。其中，各單元邏輯電路包括30秒－3秒－7秒時間循環(huán)電路(31)，工作周期控制電路(32)，第一次10秒周期取樣電路(33)，第二次10秒周期取樣電路(34)，取樣信號輸出電路(35)，取樣控制電路(36)，胸壓顯示控制電路(38)，信號比較電路(39)，比較信號存儲器(40)，分型顯示器(41)，零壓信號存儲器(42)，第二次信號取樣寄存器(43)，第一次信號寄存器(44)，吸引泵壓力信號控制器(45)，吸引泵工作周期控制器(46)，吸引泵工作時間控制器(47)，繼電器(48)。
權(quán)利要求1.一種由傳感器、電動吸引泵、電源構(gòu)成的氣胸自動診斷治療儀，其特征在于a.傳感器為“膜片一觸點(diǎn)”結(jié)構(gòu)的機(jī)械式壓力傳感器，有兩個非金屬的感壓膜片三對位置可調(diào)節(jié)的常開觸點(diǎn)和三對常閉觸點(diǎn)；b.有一個由七只發(fā)光二極管構(gòu)成的指示胸腔壓力的壓力顯示器；c.有一個由三只發(fā)光二極管構(gòu)成的指示胸腔類型的分型指示器；d.有一個由三狀態(tài)開關(guān)構(gòu)成的控制儀器工作內(nèi)容的功能選擇器；e.有一個由多個邏輯控制電路組成的控制器，主電路包括時間控制電路K1，傳感器信號取樣及壓力顯示電路K2，信號記憶、比較、存儲及分型顯示電路K3，自動持續(xù)抽氣及過壓保護(hù)控制電路K4。
2.按權(quán)利要求1所述的氣胸自動診斷治療儀，其特征在于所說的″膜片一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)的機(jī)械式壓力傳感器有兩個與大氣相通的氣壓腔，兩個由非金屬材料制成的感壓膜片，四周封固在腔壁上，兩膜片之間形成一個壓力腔，與一個傳感器上的進(jìn)氣接嘴相連通，傳感器內(nèi)有三個結(jié)構(gòu)相同的雙觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)，每一機(jī)構(gòu)上各有一對位置可調(diào)節(jié)的常開觸點(diǎn)和一對常閉觸點(diǎn)，一個帶調(diào)節(jié)螺母和調(diào)節(jié)螺釘?shù)膶?dǎo)桿，及一個壓力平衡彈簧。
3.按權(quán)利要求1所述的氣胸自動診斷治療儀，其特征在于所述的壓力傳感器的外殼由金屬材料或塑料制成，雙觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)的底座由絕緣材料制成，感壓膜片由硅橡膠或其它橡膠材料制成，壓力平衡彈簧為一個金屬的園錐形彈簧。
4.按權(quán)利要求1所述的氣胸自動診斷治療儀，其特征在于控制器采用邏輯控制方式，實(shí)現(xiàn)邏輯控制的單元電路包括30秒－3秒－7秒時間循環(huán)周期電路(31)，工作周期控制電路(32)，第一次10秒周期取樣電路(33)，第二次10秒周期取樣電路(34)，取樣信號輸出電路(35)，取樣控制電路(36)，胸壓顯示控制電路(38)，信號比較電路(39)，比較信號存儲器(40)，分型顯示電路(41)，零壓信號存儲器(42)，第二次取樣信號寄存器(43)，第一次取樣信號寄存器(44)，吸引泵壓力信號控制器(45)，吸引泵工作周期控制器(46)，吸引泵工作時間控制器(47)，繼電器(48)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于醫(yī)療儀器，一種氣胸自動診斷治療儀，由電動吸引泵、壓力傳感器、壓力顯示器、分型指示器、功能選擇器、控制器和電源組成，適用于各類自發(fā)性氣胸的診斷和治療。本實(shí)用新型具有自動測量胸壓、自動分型、自動持續(xù)抽氣和自動控制抽氣量等功能。本實(shí)用新型采用機(jī)械式壓力傳感器、發(fā)光二極管顯示及邏輯控制電路，因此具有測量精度高，顯示直觀清晰，分型準(zhǔn)確，自動化程度高，抽氣量精確，操作簡便，穩(wěn)定可靠。
文檔編號A61B5/03GK2045296SQ8821650
公開日1989年10月4日 申請日期1988年12月22日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月22日
發(fā)明者劉麗華, 錢國誠, 張安成, 范存琳 申請人:安徽醫(yī)科大學(xué), 江淮航空儀表廠