專利名稱：醫(yī)用遠距離控制自動注射泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于醫(yī)用注射器具體涉及一種遠距離控制自動注射泵。
長期以來醫(yī)院一直以有人工直接為患者靜脈推注藥物和補液，包括對人體進行CT檢查和各種臟器造影時，同樣也是由操作者在X線下直接為患者邊推注各種造影劑，邊作X作攝片等檢查，導(dǎo)致醫(yī)務(wù)人員機體受到X射線的直接輻射損傷。
從公告號CN2032068U和CN2032888U提供的發(fā)明，雖改進了人工操作的自動化程度并提高了注射的均勻性和安全性，但由于是屬于機械變速類型，只能就近調(diào)整減速機構(gòu)的變速比實現(xiàn)注射速率的調(diào)整，沒有遠距離控制操縱的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，故仍需要操作人員就近直接操作觀察，克服不了對為患者作CT和各種臟器造影檢查時，醫(yī)務(wù)操作人員在現(xiàn)場同樣直接受X射線損傷的缺點。雖然過去操作人員平時也采用鉛圍裙等防護措施，但這僅是局部的防護，長時間受照射會給人體帶來危害。
本實用新型的目的在于提供一種能遠距離控制操縱自動注射泵，這種醫(yī)用遠距離控制自動注射泵，包括步進電機、減速機構(gòu)、推進泵體、注射器推桿、控制顯示單元，其特征在于步進電機19、減速機構(gòu)、推進泵體23、注射器推桿14均安置在外殼46內(nèi)，外殼46上面設(shè)有注射器針座15并開有推桿運行槽13，推桿14由運行槽13伸出機殼外，外殼46的面板上設(shè)有電源開關(guān)1、預(yù)置鍵1、清除鍵11和余量逐減顯示燈12，上述部件上起組成了注射泵，控制單元安置在機箱47內(nèi)，機箱47面板上設(shè)有停止鍵2、注射鍵3、復(fù)位鍵4、注射器選擇鍵5、6、注射速率選擇鍵7、注射速率顯示窗8和聲光報警顯示9，由注射、復(fù)位轉(zhuǎn)向控制電路IC20－4、IC211－4、三相脈沖產(chǎn)生器IC22、觸發(fā)器IC171－3組成的電機轉(zhuǎn)向控制、驅(qū)動電路與上述部件一起組成了操縱臺，注射泵和操縱臺之間通過導(dǎo)線18相聯(lián)，組成遠距離控制自動注射泵。
本實用新型的原理是采用電子控制電路，以數(shù)字式脈沖驅(qū)動，控制步進電機，通過機械執(zhí)行系統(tǒng)推動注射器，按預(yù)選的速率自動推注，從而實現(xiàn)注射器中藥液逐漸通過注射針管注入體內(nèi)。
本實用新型的優(yōu)點在于整機的二個獨立分機可以遠距離或隔室分放，由操縱臺操縱臺控制注射泵自動安全推注藥液，克服了長期以來醫(yī)務(wù)操作人員在X線下直接為患者作CT和各種臟器造影檢查時受X線對機體損傷的缺點。本機設(shè)有的注射器選擇系統(tǒng)可以配用各種容量的注射器，達到廣泛用于醫(yī)學(xué)臨床各科進行X線造影診斷，藥物治療和動物實驗研究，為醫(yī)學(xué)臨床提供了新一代的醫(yī)療設(shè)備。操作臺面板采用公知的柔片觸膜鍵盤，功能鍵壓感靈敏，操作方便。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型的具體結(jié)構(gòu)及工作情況作一詳細說明


圖1為本實用新型的整機示意圖。
圖2為本實用新型注射泵剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3a為本實用新型泵體結(jié)構(gòu)示意圖。
b為本實用新型圖3a的A－A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為本實用新型整機控制電路原理示意圖。
圖5為運行狀態(tài)選擇控制單元原理圖。
圖6為余量逐減顯示、報警單元原理圖。
附
圖1a包括由運行狀態(tài)選擇停止鍵2、注射鍵3、復(fù)位鍵4；注射器選擇20ml鍵5、50ml鍵6；注射速率選擇鍵ml／h7；注射速率ml／h顯示窗8和報警顯示9構(gòu)成的操縱臺。注射器選擇可以設(shè)20ml、50ml和其他各種容量的注射選擇鍵和電路，注射器速率選擇；包括注射速率預(yù)選ml／h7從右至左共設(shè)有三對上、下箭頭的觸膜鍵，各對鍵依次表示個、拾、百位數(shù)目，可采用步進或連續(xù)方式觸壓箭頭朝上鍵時，數(shù)字顯示步進遞增或連續(xù)增加，用同樣方式觸頭朝下鍵時，顯示數(shù)逐減或連續(xù)減少，因此做對位預(yù)選。注射速率調(diào)節(jié)范圍1－999ml／h，可按臨床要求設(shè)置注射速率規(guī)定范圍，其選擇的注射速率ml／h由數(shù)碼顯示窗8顯示。附
圖1中的b面板功能鍵包括電源鍵1、預(yù)置鍵10、清除鍵11由十個指示燈組成的容量逐減顯示12，它們和食品頂蓋上面設(shè)置的推桿運行槽13、推桿14、注射器固定架座15、注射器16、注射器柱塞17和功能控制電路構(gòu)成了注射泵。附
圖1中的操縱臺和注射泵之間通過長導(dǎo)線18連接構(gòu)成本實用新型的整機。
減速機構(gòu)可以采用齒輪副，也可以采用附圖2所示的皮帶輪20、21和傳動皮帶22的結(jié)構(gòu)。
附圖2為本實用新型的注射泵機械執(zhí)行系統(tǒng)剖面結(jié)構(gòu)示意圖，包括步進電機19、大小帶輪20、21和帶動大小帶輪20、21運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動皮帶22、泵體23、推桿14、運行限位、到位報警系統(tǒng)控制電路包括雙向遮光板26，注射限位斷流器27、復(fù)位限位斷流器28，容量逐減斷流器29，梳狀遮光板30、變壓器32、固定步進電機的電機座31和整機外殼40。
最簡單的推進泵體可由絲杠24、滑塊25和軸承36、45組成。附圖3給出了一種專門設(shè)計的推進泵體結(jié)構(gòu)。
附圖3(a)為本實用新型泵體結(jié)構(gòu)示意圖，附圖3(b)為本實用新型圖3(a)中的A－A剖面圖，包括泵體的左右端蓋33，44泵體上蓋34、泵體下蓋35、左右軸承36、45、大帶輪緊固螺釘36、絲杠24、滑塊25、推桿緊固螺釘38、絲杠平行托塊39、平行導(dǎo)向滑槽41。
本實用新型的機械執(zhí)行系統(tǒng)(注射泵箱)結(jié)構(gòu)，包括機械動力、泵體、注射器固定支架座，由固定在電機固定座31上的步進電機19和小帶輪21同軸連接，大帶輪20和泵體23中的絲杠24同軸連接，大小帶輪20、21由傳動皮帶22連接，來傳動同軸的絲杠24，在絲杠24兩端安裝軸承36、45與泵體23兩端的左右端蓋33、44緊配安裝，使兩端連接之間為滾動磨損，以減小阻力。當(dāng)操縱臺向步進電機19送入一定頻率的脈沖信號時，連接在步進電機19上的小帶輪21通過傳動皮帶22帶動大帶輪20與同軸的絲杠24旋轉(zhuǎn)，構(gòu)成機械動力。絲杠24水平向置于由泵體左右端蓋33、44、泵體上蓋34、泵體下蓋35構(gòu)成的長方形泵體盒內(nèi)。泵體上蓋34設(shè)有與絲杠24面積一致的平行導(dǎo)向滑槽41，滑塊25垂直穿架在絲杠24上，通過絲杠24的旋轉(zhuǎn)使滑塊25隨之作線位移運動?；瑝K25垂直卡架在絲杠24上傳動效率高，滑塊25上端制成“十”字形的橫向托塊39卡置在泵體上蓋34的平行導(dǎo)向滑槽41內(nèi)滑配運行，滑塊25縱向上端與推桿14底部相緊配接，并用緊固螺釘38固定。推桿14從泵體上蓋34的平行導(dǎo)向滑槽41伸出基板43、面板42的推桿運行槽上13，推桿的圓形片狀端與固定在面板42上的注射器固定架座15的注射器注塞17柄相抵，機械動力系統(tǒng)帶動泵體23中的絲杠24，滑塊25推桿14在泵體上蓋滑槽41內(nèi)作左右線位移運動，由此推動注射器注射。
在滑塊25下端伸出泵體下蓋35的部位是呈倒“T”形，其上安裝有雙向遮光板26，隨同滑塊25同步運動、與固定在泵體左端蓋33下的復(fù)位限位斷流器28，固定在泵體右端蓋44的注射限位斷流器27及相應(yīng)的電子元件組成控制電路構(gòu)成注射復(fù)位限位控制與重置停止電路。
在泵體下蓋35上安裝由10片遮光片組成的梳狀遮光板30，并與固定在滑塊25下端的余量逐減斷流器29和安裝帶有十個發(fā)光二極管組成的金屬逐減顯示燈12、蜂鳴器及其他的電子元件組成控制電路，構(gòu)成余量逐減顯示、余量報警電路。
注射器固定架座15的卡口與安裝在基板43、面板42上的扣釘相固定，并能脫銜交換，配置使用不同規(guī)格注射器。
圖4為本實用新型整機控制電路圖。有如下電路系統(tǒng)構(gòu)成運行狀態(tài)選擇控制電路該電路由三組電子互鎖開關(guān)IC161－3，IC171－3構(gòu)成，分別通過控制鍵K1、K2、K3進行運行狀態(tài)選擇，K1為注射鍵3，K2為復(fù)位鍵4，K3為停止鍵2，每個鍵上均設(shè)有指示燈顯示。當(dāng)觸壓某鍵時，顯示燈啟亮，以示進入該鍵的工作狀態(tài)；其他二種鍵不顯示，即表示未進入相應(yīng)的工作運行狀態(tài)。
注射器選擇電路注射器選擇電路由二組電子互鎖開關(guān)IC231－2、IC241－2、脈沖振蕩器及電子開關(guān)IC181－4、IC201－3、IC251－4組成。如觸壓注射器選擇鍵6(50ml)K4，指示燈亮，由所選擇注射器控制電路送出相應(yīng)的振蕩頻率F，經(jīng)電子開關(guān)IC19－4送出F信號，F(xiàn)信號經(jīng)過預(yù)選注射預(yù)置比例乘法電路完成頻率與注射率的當(dāng)量轉(zhuǎn)換，這時實際注射速率和預(yù)選注射速率顯示值相符合。
注射速率選擇電路注射速率預(yù)選(ml／h )由三組加／減置位選擇器IC1－3、IC6－8、IC11－18構(gòu)成，觸壓注射速率預(yù)選ml／h鍵7的三組箭頭上下的選擇器件(K6－K11)可進行注射速率的＋／－步進或連續(xù)方式的對位預(yù)選，預(yù)選值由三位數(shù)碼管IC5、IC10、IC15在顯示窗8顯示。預(yù)選值并對由系統(tǒng)乘法器IC4、IC9、IC14構(gòu)成的轉(zhuǎn)速－注射速率ml／h當(dāng)量變換電路進行置位，送入的主脈沖F按比例乘法系數(shù)預(yù)置量變換成相應(yīng)的脈沖頻率，控制步進電機的轉(zhuǎn)速，完成脈沖頻率與注射速度的當(dāng)量變換，使注射器實現(xiàn)注射速率和顯示值完全相符合。
電機的轉(zhuǎn)向控制與驅(qū)動系統(tǒng)電路由注射、復(fù)位轉(zhuǎn)向控制電路IC20－4、IC211－4按注射復(fù)位運動方向的要求，控制三相脈沖產(chǎn)生器IC22的J6r、J61的電平，使三相脈沖分配輸出正向或反向脈沖序例，以控制步進電機的正反向方向旋轉(zhuǎn)。三相脈沖產(chǎn)生器IC22的J6r、J61的電平是由運行狀態(tài)選擇中的D觸發(fā)器IC171－3輸出電平及反相器IC20－4控制。三相脈沖產(chǎn)生器IC22并將前級輸入的單脈沖變換成步進電機要求的三相序例脈沖，經(jīng)步進電機驅(qū)動電路完成三相脈沖功率放大，滿足步進電機正常運行的功率要求。
注射限位控制與重置停止運行電路當(dāng)注射運行到達預(yù)定位置，即藥液注射完畢，雙向遮光板26伸進注射限位控制元件斷流器27的凹槽中遮斷了斷流器27中的光路，則使注射限位電子開關(guān)IC19－4截止，主脈沖F不能通過，電機自動停止轉(zhuǎn)動。當(dāng)復(fù)位運行到達預(yù)定位置時，雙向遮光板26伸進復(fù)位限位斷流器28的凹槽中，阻斷了斷流器28中的光路，則使復(fù)位限位電子開關(guān)IC19－3截止，主脈沖F不能通過，電機停止轉(zhuǎn)動。注射及復(fù)位運行到位后，機構(gòu)自動停止轉(zhuǎn)動，同時使重置電路IC23輸出高電平，送到運行選擇電路IC16－3，使運行狀態(tài)自動進入停止運行狀態(tài)，并使停止鍵2顯示燈亮。上述部件與運行狀態(tài)選擇控制電路一起組成了運行狀態(tài)選擇控制單元(參見圖5)。
余量逐減顯示及余量報警電路在注射泵機械執(zhí)行系統(tǒng)面板上設(shè)有十個指示燈LED1－10構(gòu)成余量逐減顯示12。注射過程中隨注射器內(nèi)藥液的減少，余量逐減顯示燈12從左向右依次亮移。注射器內(nèi)的藥液注完總?cè)萘康氖种粫r，左起第一只燈亮；注完總?cè)萘康?／10藥量時第二只燈亮，而第一只燈熄，以此類推。當(dāng)推注到十分之九藥液時，第九只燈亮，余量報警電路啟動，發(fā)出聲光報警信號，此時的推注剩余藥量3／4ml提醒注射即將結(jié)束。在第十只燈亮?xí)r表示全部藥液注射完，由于注射限位控制電路的作用，儀器自動進入停止運行狀態(tài)。如果只需注射滿容量的十分之五，可先按觸注射泵面板上的預(yù)置鍵10五次，使顯示12的第五個指示燈亮，這樣可使儲備量報警量準(zhǔn)確。當(dāng)注射器滿刻度注射時，每次注射前都應(yīng)觸壓清除鍵11一次，使儲備量報警與儲備量逐減位置指示一致、準(zhǔn)確。在藥液推注過程中，注射泵由控制電路控制，儲備量逐減斷流器29隨滑塊25同步從左到右運行，在每通過梳狀遮光板30的光片凸起條時，斷流器29時十進計數(shù)器IC24輸出一個高電平脈沖，使連接在十進計數(shù)器IC25上的發(fā)光二極管依次從LED1～LED10亮為止。若注射到滿量過程的十分之九時LED9亮，其余全熄，同時向音樂電路IC25送入觸發(fā)信號，使蜂嗚器Y和LED9聲光同步報警，報警由9顯示。上述部件組成了儲備量逐減顯示及報警單元(參見圖6)。
臨床使用實施例，以選擇50ml注射器為例使用前先將儀器的注射泵置于X光或CT室檢查診斷臺邊，操縱臺置于隔室或遠離X光球管的安全地帶，二分機間用長導(dǎo)線相連接。選擇50ml注射器6和相應(yīng)的卡口式注射器架座15，并固定。將抽藥液后的注射器柱塞17與推桿14相抵，開啟電源1，停止鍵2指示燈亮，這時注射速率ml／h顯示窗8的顯示數(shù)值為任一數(shù)值。輕觸注射器選擇50ml鍵6顯示燈亮，然后按需要的注射速率作預(yù)選，按觸注射速率預(yù)選鍵7的上、下三相箭頭鍵，用步進或連續(xù)方式進行。選擇值由注射速率窗8顯示，所示值即為本次臨床要求的推注速率。按常規(guī)將固定于注射器固定架15上的注射器配上注射針頭刺入患者靜脈中，并固定針頭，做推注準(zhǔn)備。按觸清除鍵11、預(yù)置鍵10使所需注入容量和量程顯示同步，按觸注射鍵3，注射鍵3燈啟亮，同時停止鍵2燈熄，注射泵整機進入注射工作狀態(tài)。這時操作者離開X光檢查診斷床，進入隔室操縱控制臺。本機以預(yù)選的注射速率對步進電機19送入相應(yīng)的脈沖，并按一定速度驅(qū)動機械執(zhí)行系統(tǒng)向一定方向旋轉(zhuǎn)，同時帶動推桿14從左向右運行，推動注射器柱塞17向注射器16中滑行，這樣藥液逐減被推出注射到人體。在推注藥液的過程中，按需要可隨時變更注射速率或停止注射。藥液注射量可以由余量逐減顯示12表示出，當(dāng)余量約為4ml時報警顯示9報警、顯示，提醒操作者藥液即將注完。當(dāng)藥液注完時，注射自動停止，并由重置停止電路送出信號，使注射鍵3顯示燈熄而停止鍵顯示燈2亮。操作者如重復(fù)操作時應(yīng)按復(fù)位鍵4，其顯示燈亮，停止鍵2顯示燈熄，電機反轉(zhuǎn)，使推桿14從右向左運行，到達預(yù)定位置時，儀器自停，停止鍵2顯示燈亮，復(fù)位鍵4顯示燈熄。
權(quán)利要求1.一種醫(yī)用遠距離控制自動注射泵，包括步進電機、減速機構(gòu)、推進泵體、注射器推桿、控制顯示單元，其特征在于步進電機19、減速機構(gòu)、推進泵體23、注射器推桿14均安置在外殼46內(nèi)，外殼46上面設(shè)有注射器針座15并開有推桿運行槽13，推桿14由運行槽13伸出機殼外，外殼46的面板上設(shè)有電源開關(guān)1、預(yù)置鍵10、清除鍵11和余量逐減顯示燈12，上述部件一起組成了注射泵，控制單元安置在機箱47內(nèi)，機箱47面板上設(shè)有停止鍵2、注射鍵3、復(fù)位鍵4、注射器選擇鍵5、6、注射速率選擇鍵7、注射速率顯示窗8和聲光報警顯示9，由注射、復(fù)位轉(zhuǎn)向控制電路IC20-4、IC211-4、三相脈沖產(chǎn)生器IC22、觸發(fā)器IC171-3組成的電機轉(zhuǎn)向控制、驅(qū)動電路與上述部件一起組成了操縱臺，注射泵和操縱臺之間通過導(dǎo)線18相聯(lián)，組成遠距離控制自動注射泵。
2.如權(quán)利要求1的自動注射泵，其特征在于推進泵體23由左右端蓋33、44、上蓋34、下蓋35、左右軸承36、45、絲桿24、滑塊25組成，左右端蓋33、34和上下蓋34、35組成一個長方形泵體盒，泵體上蓋34上設(shè)有平行導(dǎo)向滑槽41，絲桿24由左右端蓋33、34的軸承36、45支撐，滑塊25通過螺紋垂直卡架在絲杠24上，滑塊25上端為十字形托塊39，托塊39卡置在滑槽41內(nèi)，推桿14由螺釘38緊固在托塊39上端，滑塊25下端伸出泵體下蓋35呈倒T形。
3.如權(quán)利要求1的自動注射泵，其特征在于滑塊下端的倒T形體上安裝有雙向遮光板26，泵體左端蓋33上安裝有復(fù)位限位斷流器28，泵體右端蓋44上安裝有注射限位斷流器27，三組電子互鎖開關(guān)IC161－3、IC171－3和與注射鍵3對應(yīng)的開關(guān)K1、與復(fù)位鍵4對應(yīng)的開關(guān)K2、與停止鍵2對應(yīng)的開關(guān)K3組成運行狀態(tài)選擇控制電路，電子開關(guān)IC193－4、IC23組成注射、復(fù)位限位控制與重置停止運行電路，上述部件一起組成運行狀態(tài)選擇控制單元。
4.如權(quán)利要求2或3的自動注射泵，其特征在于泵體下蓋35上安裝有由10片遮光片組成的梳狀遮光板30，滑塊25下端的倒T形件上安裝有余量逐減斷流器29，余量逐減指示燈12為十支發(fā)光二極管LED1－10，上述部件與十進位計數(shù)器IC24、音樂片IC25、蜂嗚器Y一起組成了余量逐減顯示及報警單元。
5.如權(quán)利要求1到4之一的自動注射泵，其特征在于二組電子互鎖開關(guān)IC231－2、IC241－2、脈沖振蕩器及電子開關(guān)IC181－4、IC201－3、IC251－4、電子開關(guān)IC19－4組成注射器選擇電路，三組加／減置位選擇器IC1－3、IC6－8、I以1－18、與注射速率選擇鍵7對應(yīng)的開關(guān)K6～K11、三位數(shù)碼管IC5、IC10、IC15和乘法器IC4、IC9、IC14組成注射速率選擇電路。
專利摘要本實用新型提供一種遠距離控制醫(yī)用自動注射裝置，由操縱臺和注射泵組成，之間通過長導(dǎo)線相連接，可遠距離自動控制推注藥液。該機的控制操縱系統(tǒng)采用柔性膜片鍵盤，將開關(guān)元件、顯示窗融為一體，操作簡便。本機用數(shù)字式脈沖驅(qū)動步進電機，通過機械系統(tǒng)推動注射器將藥液自動注射到人體，可廣泛用于臨床各科，特別適用于CT、X線臟器造影檢查，減少了醫(yī)務(wù)人員受放射線損傷的危害，為醫(yī)學(xué)臨床提供了一種新型的醫(yī)療儀器設(shè)備。
文檔編號A61M5/142GK2126509SQ9222333
公開日1993年1月6日 申請日期1992年6月4日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月4日
發(fā)明者王國林 申請人:蘇州醫(yī)學(xué)院