專利名稱：一種股動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，特別涉及一種股動脈血流智能控制裝置及方法，通過紅外線判斷血流情況，獲取多氣囊壓力，綜合氣壓壓力、紅外信號控制氣泵工作，達(dá)到智能控制股動脈血流的目的。
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脈(像心血管病就是在人的大腿上部內(nèi)側(cè)的股動脈)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，然后對股動脈穿刺點進(jìn)行壓迫止血。股動脈穿刺點的壓迫止血方法，大致可以分為以下幾種，繃帶式的止血方法，通過用紗布墊和繃帶包扎后再用沙袋加壓止血；支架式的止血方法，通過壓迫板、壓迫頭壓住穿刺口，用固定帶固定，并手動調(diào)節(jié)調(diào)壓旋鈕或者手動設(shè)定壓力值進(jìn)行壓迫止血；氣囊式的止血方法，通過在穿刺點固定氣囊，手動或者通過控制電子泵調(diào)節(jié)氣囊氣壓，達(dá)到穿刺點止血的目的。以上現(xiàn)有方案都需要人為觀察判斷穿刺點是否完全止血，完全需要人工干預(yù)，極大地耗費了醫(yī)務(wù)人員的工作量，導(dǎo)致應(yīng)用范圍有限。近年來，紅外線檢測技術(shù)在醫(yī)療器械領(lǐng)域的利用越來越廣泛，如中國專利公開號CN 10200^93A提供了一種紅外線掃描人體表層血管顯示儀、中國專利專利號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)到檢測人體表層血管分布和血流情況的目的。但是由于股動脈的位置較深，因此無法通過紅外線掃描的方式檢測到其血流情況。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)不能自動控制股動脈血流的問題以及無法通過紅外線掃描的方式檢測到其血流情況的問題，提供了一種股動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；
氣壓控制單元20，用于探測壓力信號和充放氣，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、分析處理壓力信號和控制氣泵，進(jìn)一步包括中央處理器MCU 31和與其相連接的紅外信號控制模塊32、壓力信號控制模塊33和氣泵控制模塊34 ；所述紅外信號控制模塊32用于判斷血液有無流動；所述壓力信號控制模塊 33用于計算氣囊壓力目標(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。
作為一種可實施方式，所述紅外信號控制模塊32包括紅外線信號收發(fā)電路、濾波電路、信號放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和MCU信號輸入輸出電路。
作為一種可實施方式，所述壓力信號控制模塊33包括壓力信號輸入電路、濾波電路、信號放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和MCU信號輸入輸出電路。
作為一種可實施方式，所述氣泵控制模塊34包括波動幅值輸入電路、氣囊實時壓力值輸入電路、MCU控制信號輸出電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、氣泵控制信號輸入電路。
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)選實施方式，所述止血束帶40通過連接帶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；判斷血液有無流動，若血液有流動，獲取氣囊壓力實時值，并綜合紅外線反射信號，計算氣囊壓力目標(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。
所述判斷血液有無流動的方法為，若波動幅度m < 1%，則判斷血液無流動，否則， 判斷血液有流動；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；
所述計算氣囊壓力目標(biāo)值的方法為，計算氣囊壓力增加值A(chǔ)P = kXm，其中k為比例系數(shù)；計算初步氣囊壓力值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)明通過紅外線發(fā)射和反饋檢測判斷血流情況、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、無殘差的完全止血、調(diào)壓過程完全無人工干預(yù)，在股動脈介入治療后的止血過程中，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)明一種股動脈血流智能控制裝置優(yōu)選實施例結(jié)構(gòu)框圖。
圖2為本發(fā)明一種股動脈血流智能控制裝置優(yōu)選實施例平面示意圖。
圖3為本發(fā)明紅外線控制模塊優(yōu)選實施例電路框圖。
圖4為本發(fā)明壓力信號控制模塊優(yōu)選實施例電路框圖。
圖5為本發(fā)明氣泵控制模塊優(yōu)選實施例電路框圖。
圖6為本發(fā)明中的氣泵控制優(yōu)選實施例原理圖。
圖7為本發(fā)明一種股動脈血流智能控制方法優(yōu)選實施例流程示意圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明涉及的一種股動脈血流智能控制裝置與電路進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明提供一種股動脈血流智能控制裝置，優(yōu)選實施例示意如圖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；
氣壓控制單元20，用于探測壓力信號和充放氣，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、分析處理壓力信號和控制氣泵，進(jìn)一步包括中央處理器MCU 31和與其相連接的紅外信號控制模塊32、壓力信號控制模塊33和氣泵控制模塊34 ；所述紅外信號控制模塊32用于判斷血液有無流動；所述壓力信號控制模塊 33用于計算氣囊壓力目標(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壓力信號，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通過連接帶50與腰帶60連接；
該結(jié)構(gòu)使得本發(fā)明股動脈血流智能控制裝置使用時將腰帶60固定于患者的上身，將止血束帶40纏繞固定在大腿上，壓住股動脈穿刺點周圍，讓紅外線發(fā)射和接收單元 10對準(zhǔn)股動脈穿刺點。
作為一種可選實施方式，本發(fā)明股動脈血流智能控制裝置的紅外信號控制模塊32 可進(jìn)一步包括紅外線信號收發(fā)電路、濾波電路、信號放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、 MCU信號輸入輸出電路。
優(yōu)選的，在紅外線信號收發(fā)電路與信號放大電路之間還包括濾波電路，濾除掉紅外信號中的部分干擾信號，如圖3所示，使得紅外線信號經(jīng)過信號獲取電路、濾波電路、信號放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、MCU信號輸入電路，最后進(jìn)入處理器MCU，反之亦然。
作為一種可選實施方式，為本發(fā)明壓力信號控制模塊33可進(jìn)一步包括壓力信號輸入電路、濾波電路、信號放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、MCU信號輸入輸出電路。
優(yōu)選的，在壓力信號輸入電路與信號放大電路之間還包括濾波電路，濾除掉壓力信號中的部分干擾信號，如圖4所示，使得壓力傳感獲取的壓力信號經(jīng)過信號輸入電路、濾波電路、信號放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、MCU信號輸入輸出電路，最后進(jìn)入處理器 MCU。
作為一種可選實施方式，為本發(fā)明氣泵控制模塊34，如圖5所示，可進(jìn)一步包括 波動幅值輸入電路、氣囊實時壓力值輸入電路、MCU控制信號輸出電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、氣泵控制信號輸入電路。使得波動幅值經(jīng)過波動幅值輸入電路進(jìn)入到MCU、氣囊壓力值經(jīng)過氣囊實時壓力值輸入電路進(jìn)入到MCU，經(jīng)過MCU計算后得到的控制信號，經(jīng)過MCU控制信號輸出電路、D/A轉(zhuǎn)換電路、氣泵控制信號輸入電路，最后控制氣泵的工作。優(yōu)選的，在氣囊實時壓力值輸入電路與MCU控制信號輸出電路之間還包括比較電 路，用于比較計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)過比例器、積分器、微 分器，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，經(jīng)執(zhí)行器實施到被控對象，不斷重復(fù)這個過程，直到目標(biāo)值和 反饋值無誤差，如圖6所示，其原理如下設(shè)氣囊壓力實時值為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 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；氣壓控制單元(20)，用于探測壓力信號和充放氣，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、分析處理壓力信號和控制氣泵，進(jìn)一步包括中央處理器MCU(31)和與其相連接的紅外信號控制模塊(3 、壓力信號控制模塊(33)和氣泵控制模塊(34)；所述紅外信號控制模塊(3 用于判斷血液有無流動；所述壓力信號控制模塊(3 用于計算氣囊壓力目標(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，所述紅外信號控制模塊(32)包括紅外線信號收發(fā)電路、濾波電路、信號放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和MCU信號輸入輸出電路。
3.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述壓力信號控制模塊(33)包括壓力信號輸入電路、濾波電路、信號放大電路、采樣電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和MCU信號輸入輸出電路。
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)包括波動幅值輸入電路、氣囊實時壓力值輸入電路、MCU控制信號輸出電路、A/D轉(zhuǎn)換電路、氣泵控制信號輸入電路。
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；判斷血液有無流動，若血液有流動，獲取氣囊壓力實時值，并綜合紅外線反射信號，計算氣囊壓力目標(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，所述判斷血液有無流動的方法為，若波動幅度m < 1%，則判斷血液無流動，否則，判斷血液有流動；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；判斷血液有無流動，若血液有流動，獲取氣囊壓力實時值，并綜合紅外線反射信號，計算氣囊壓力目標(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)明通過紅外線發(fā)射和反饋檢測判斷血流情況、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、無殘差的完全止血、調(diào)壓過程完全無人工干預(yù)，在股動脈介入治療后的止血過程中，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A61B17/135GK102512225SQ20111045971
公開日2012年6月27日 申請日期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 申請人:重慶郵電大學(xué)