經細管自動協助減壓的氣胸治療儀的製作方法

2023-05-23 20:41:31 1

專利名稱：經細管自動協助減壓的氣胸治療儀的製作方法
技術領域：
本實用新型是一種氣胸治療儀，屬於氣胸治療儀的改造技術。
自發性交通性與張力性氣胸是內科的常見病、多發病，幾十年來國內外一直沿用傳統的胸腔閉式引流術治療方法(水封瓶治療法)進行治療，雖然治療效果較為肯定，但其存在如下的缺點①內科醫生大多不能獨立處理這種病，往往需要外科協助處理，使危急重症的張力性氣胸搶救的及時性受到限制；②手術創傷大，病人痛苦較多；③因管較粗，故對手術的傷口及組織刺激大，使胸膜反應重，滲出明顯，甚至出血；④胸腔感染機會大，甚至引起濃胸，預後嚴重；⑤雖然粗管的管內徑較大，但手術的創傷嚴重，滲出多或伴有出血，也使管腔較易堵塞；⑥皮下氣腫發生率較高，尤其是在張力性氣胸治療中，可引發全身致命性的皮下氣腫；⑦治療時間較長，即使氣胸癒合，拔管後仍需待傷口癒合數天方可出院。鑑於傳統胸腔閉式引流術治療方法存在的上述問題，近年來一些醫務工作者試用小試管進行治療，但因小管的排氣困難(空氣阻力大)及未能解決小管極易堵塞問題而不能被推廣應用。
本實用新型的目的在於克服上述缺點而提供一種利用極細導管取代傳統較粗引流管，且可避免細導管堵塞的經細管自動協助減壓氣胸治療儀。其設計巧妙，操作簡單，安全可靠，使用效果好。
本實用新型的結構原理圖如附圖所示，包括有細管(1)、沉澱瓶(2)、控制裝置、自動微負壓間歇協助減壓裝置及自動間歇微量雙向氣流通管裝置，其中自動微負壓間歇協助減壓裝置包括有沉澱瓶(2′)、電磁閥(3)、單向閥(4)、微負壓泵(5)，自動間歇微量雙向氣流通管裝置包括有波紋氣鼓(6)及其驅動裝置，其中細管(1)的一端置於病人患有氣胸的胸腔內，另一端置於沉澱瓶(2)內，微負壓泵(5)通過沉澱瓶(2′)、單向閥(4)及電磁閥(3)與沉澱瓶(2)連接；波紋氣鼓(6)的一端與沉澱瓶(2)連接，另一端與驅動裝置連接，控制裝置分別與微負壓泵(5)、電磁閥(3)、驅動裝置連接。
上述驅動裝置包括有電機(7)、減速器(8)及把旋轉運動轉換為直線運動的運動轉換機構(9)，其中減速器(8)的輸入端與電機(7)的輸出軸連接，減速器(8)的輸出端與運動轉換機構(9)主動件連接，運動轉換機構(9)的從動件與波紋氣鼓(6)連接。
下面結合實施例詳細說明本實用新型的具體結構


圖1為本實用新型的結構原理圖；圖2為本實用新型控制裝置的原理框圖；圖3為本實用新型控制裝置的電路原理圖；圖4為本實用新型控制裝置輸出的時鐘電壓圖。
實施例本實用新型的結構原理圖如
圖1所示，包括有細管(1)、沉澱瓶(2)、控制裝置、自動微負壓間歇協助減壓裝置及自動間歇微量雙向氣流通管裝置，其中自動微負壓間歇協助減壓裝置包括有沉澱瓶(2′)、電磁閥(3)、單向閥(4)、微負壓泵(5)，自動間歇微量雙向氣流通管裝置包括有波紋氣鼓(6)及其驅動裝置，其中細管(1)的一端置於病人患有氣胸的胸腔內，另一端置於沉澱瓶(2)內，微負壓泵(5)通過沉澱瓶(2′)、單向閥(4)及電磁閥(3)與沉澱瓶(2)連接；波紋氣鼓(6)的一端與沉澱瓶(2)連接，另一端與驅動裝置連接，控制裝置分別與微負壓泵(5)、電磁閥(3)、驅動裝置連接。
本實施例中，微負壓泵(5)可為波紋氣鼓或電磁泵或活塞泵。
上述驅動裝置包括有電機(7)、減速器(8)及把旋轉運動轉換為直線運動的運動轉換機構(9)，其中減速器(8)的輸入端與電機(7)的輸出軸連接，減速器(8)的輸出端與運動轉換機構(9)的主動件連接，運動轉換機構(9)的從動件與波紋氣鼓(6)連接。本實施例中，電機(7)為伺服電機。
上述運動轉換機構(9)可為齒輪齒條傳動機構，也可為連杆機構。
上述沉澱瓶(2)與波紋氣鼓(6)之間還連接有壓力傳感器(10)。
上述壓力傳感器(10)的旁側還裝設有壓力表(11)。細管(1)的外徑可為1.8mm，內徑可為1.0mm。
上述控制裝置包括有程序時鐘發生器(A1)、分頻器(A2)、多路時鐘編輯、選擇器(A3)、多路定時器(A4)、多路定時編輯、選擇器(A5)、開關電路(A6)、雙向開關電路(A7)、開關電路(A8)、時空比選擇器(A9)、可調時空比震蕩電路(A10)、周期時控時鐘、多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)、行程開關選擇電路(A12)、默認模式開關(A13)，其中分頻器(A2)的輸入端與程序時鐘發生器(A1)的輸出端連接，分頻器(A2)的輸出端與多路時鐘編輯、選擇器(A3)的輸入端連接，多路時鐘編輯、選擇器(A3)的輸出端分別與多路定時器(A4)的輸入端及周期時控時鐘、多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)的輸入端連接，多路定時器(A4)的輸出端與多路定時編輯、選擇器(A5)的輸入端連接，開關電路(A6)的輸入端分別與多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)的輸出端及多路定時編輯、選擇器(A5)的輸出端連接，開關電路(A6)的輸出端通過繼電器J1與微負壓泵(5)連接；周期時控時鐘、多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)的輸入端還通過可調時空比震蕩電路(A10)與時空比選擇器(A9)連接，多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)的輸出端分別與開關電路(A8)的輸入端及行程開關選擇電路(A12)的輸入端連接，開關電路(A8)的輸出端通過繼電器J2與電磁閥(3)連接；行程開關選擇電路(A12)的輸出端通過雙向開關電路(A7)與電機(7)連接，默認模式開關(A13)分別與多路時鐘編輯、選擇器(A3)及多路定時編輯、選擇器(A5)的輸入端連接。
上述程序時鐘發生器(A1)包括有集成塊IC1、電阻R1、R2，電容C1，分頻器(A2)包括有集成塊IC1、IC2，多路時鐘編輯、選擇器(A3)包括有集成塊IC3、IC4，多路定時器(A4)包括有集成塊IC5、電阻R23～R26、電容C3、二極體D6，多路定時編輯、選擇器(A5)包括有集成塊IC6、IC7，開關電路(A6)包括有電阻R、三極體G1，雙向開關電路(A7)包括有三極體G2～G3、三極體G5～G8，開關電路(A8)包括有三極體G4、二極體D7～D8，時空比選擇器(A9)包括有集成塊IC7、IC8，可調時空比震蕩電路(A10)包括有非門F3、F4、二極體D1～D2、電阻R4～R8、電容C4，周期時控時鐘、多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)包括有非門F1、F2、與非門F5、F6，行程開關選擇電路(A12)包括有集成塊IC7、IC9、行程開關I、II，其中IC3及IC6為兩個雙4選1電路，集成塊IC1與IC2連接，IC2與IC3連接，IC3與IC4連接，IC4與IC6連接，IC6通過電阻R9～R12與IC5連接，IC6還通過電阻R23～R26與IC3連接，IC2與非門F1、F2連接，非門F1通過與非門F5、二極體D7、電阻R30與三極體G4連接，非門F2通過與非門F6、二極體D8、電阻R30與三極體G2連接，與非門F5與IC9連接，IC9與IC7連接及通過行程開關I、電阻R31與三極體G2的基極連接，與非門F6通過行程開關II、電阻R24與三極體G3的基極連接，三極體G2的發射極通過電阻R35分別與三極體G5、G8的基極連接，三極體G3的發射極通過電阻R37分別與三極體G6、G7的基極連接，三極體G5的發射極及三極體G6的集電極與電機(7)M的一端連接，三極體G7的發射極及三極體G8的集電極與電機(7)M的另一端連接，IC7與IC8連接及通過電阻R14與壓力傳感器連接。
上述行程開關I、II可為幹磺管，也可為光電開關。
本實用新型工作時，電機(7)通過減速器(8)減速後，由運動轉換機構(9)把旋轉運動轉換為直線運動，帶動滅菌的波紋氣鼓(可用一次性塑料鼓)壓縮與舒張，間斷產生雙向氣流通過細管(1)，達到防止細管被分沁物沉澱堵塞的作用，通過控制裝置可選擇不同的電機速度及波紋氣鼓的行程，以調節泵進、吸出氣體的速度(在3.75』內可調)及氣量(在5-50ml內可調)。
本實用新型中控制裝置的工作原理是IC14060及IC24040作為程序時鐘發生器，經IC1及IC2共24級分頻，IC1可輸出高頻時鐘供蜂鳴(報警)用，輸出秒頻率向IC4及IC7CP端提供時鐘，IC2可輸出周期為7.5』，15』，30』，60』，120』時鐘電壓；IC54013(1/2)與電阻R9～R12.電容C3、二極體D6構成的可選時間定時電路，可選擇定時分別為15」，30」，60」及120」，用這兩組時間電壓(周期與定時)通過IC3及IC6兩個雙4選1電路4052(一半用於選擇輸出，一半用於顯示)，由兩個加減計數器IC44516分別選擇周期(時鐘)及定時時間，由IC3輸出的周期電壓經D3、C2觸發IC5S端致計時開始(手動K1及壓力傳感器均可觸發，傳感器可通過微電子傳感器或機械原理如靈敏壓力表等完成)，由IC5Q可得到周期性的定時電壓(即周期性協助減壓時鐘T6，T7，T8，T9)，通過三極體G1控制繼電器J1的吸合，啟動微型微負壓泵(K2是手動強迫工作鍵)。當計時協助減壓結束後，IC5輸出低電平下，允許由IC3輸出的7.5』時鐘1時相經非門F1反相後與15』時鐘0時相共同經F5選出間歇通管泵氣時鐘T10；7.5』時鐘0時相與15』時鐘1時相經F2反相後兩者經F6選出間歇通管吸氣時鐘T11。與之同時，選通F5F6還必需滿足選擇周期為非15』工作模式時，IC3經R3輸出為低電平及傳感器高低壓警界線亦為低電平。因為①IC5輸出高電壓時即周期協助減壓時間，此時不允許通管發生；②選擇周期為15』工作模式時，本機不設通管功能，通過R3由高電平控制；③傳感器高或低壓警界線出現觸發高電平時，則強迫終止通管過程。這三路中任一路出現高電平均可使F5、F6絕止，它們成為通管的控制端。另外，非門F3、F4及電阻R4～R8、二極體D1、D2、電容C4構成可調時空比震蕩電路，由IC7b4520通過IC84052選通R2～R5以選擇不同的時空比，輸出調製電平T13，經F5F6輸出周期性的時控調製電壓T10T11，兩者共調控馬達M的轉速；其中，T10→IC95052→行程開關I→G2→M，通過IC7a選通不同位置的行程開關I，以調控每次波紋氣鼓的行程(控制通管氣量)，T11→回程結束→行程開關II→G3→M；G2為正向三極體，G3為反向三極體，通過G2及G3控制M的正反轉。同時，T10，T11經D7D8→T12(T10+T11＝T12)導通G4，繼電器J2閉合控制電磁閥工作；當時T12呈高電平狀態，經F10反相後抑制與非門F9，以保證通管時限制壓力傳感器啟動，協助排氣模式，使整機協調工作。
本實用新型在設定的鐘控周期內再設定微負壓協助排氣時間(即周期性時控協助減壓)，共設置了16種工作模式供選擇，即可選擇四種周期時間及四種時控時間，並通過矩陣顯示窗讀出需要的模式，縱向顯示為周期時間，橫向為時控工作時間(也可通過七段數碼顯示)。本實用新型可按選定的工作模式自動間歇協助減壓，直到氣胸癒合。工作模式的啟動有三種方式(1).按人工編程自動定時啟動與關閉；(2).通過壓力傳感器，在胸內壓達到預設置的觸發值時自動啟動與停止時控工作；(3).可手動觸發啟動，自動定時關閉；另外，可依情況人工啟動強迫協助減壓鍵。這裡使用的微負壓即協助壓主要是用於克服細管阻力的微小壓力，達到協助排氣目的，其一方面是周期時控(間歇性)協助排氣，二方面使用的負壓微小，僅為-1.5±0.5cmH2O(動態)，當胸內壓低於-20±5cmH2O(靜態)時，協助壓不起作用，對胸肺無傷害性，完全有別於傳統的負壓吸引治療氣胸。
本實用新型還設置了防止過高或過低壓自動報警及自動保護功能。在非通管時，(1).當因胸內壓升高達到預設置的觸發值時，壓力傳感器可自動啟動與停止時控工作，(2).在未達到間歇時控協助減壓工作時間且感知系統失靈時，因胸內壓高，病人出現症狀時可人工(包括病人自己)觸發啟動時控工作模式，仍可自動定時關閉，也可啟動強迫協助排氣減壓鍵；(3).在進行自動通管模式過程中出現過高或過低壓時，本系統可自動強迫停止通管工作過程並報警；在協助排氣減壓時，協助壓取-1.5±0.5cmH2O(動態壓)，即協助排氣減壓中僅需-1.5±0.5cmH2O協助壓力即可，氣胸閉合後，胸內壓等於靜態壓(-20±5cmH2O)時，協助壓不起作用，對胸肺無傷害(一般理論認為＞35cmH2O易致肺氣壓傷)。當選擇運行工作周期為15′模式時，因在此模式下工作周期短，細管不易堵塞，則自動不啟動通管模式。
本實用新型由於採用設置了自動微負壓間歇協助減壓及自動間歇微量雙向氣流通管的結構，成功地利用極細導管取代傳統較粗引流管，且解決了細導管通氣阻力大及容易堵塞的難題，成為理想的可配細管的氣胸治療儀。其設計巧妙，操作簡單，安全可靠，使用效果好。是一種方便實用的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀。
權利要求1.一種經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於包括有細管(1)、沉澱瓶(2)、控制裝置、自動微負壓間歇協助減壓裝置及自動間歇微量雙向氣流通管裝置，其中自動微負壓間歇協助減壓裝置包括有沉澱瓶(2′)、電磁閥(3)、單向閥(4)、微負壓泵(5)，自動間歇微量雙向氣流通管裝置包括有波紋氣鼓(6)及其驅動裝置，其中細管(1)的一端置於病人患有氣胸的胸腔內，另一端置於沉澱瓶(2)內，微負壓泵(5)通過沉澱瓶(2′)、單向閥(4)及電磁閥(3)與沉澱瓶(2)連接；波紋氣鼓(6)的一端與沉澱瓶(2)連接，另一端與驅動裝置連接，控制裝置分別與微負壓泵(5)、電磁閥(3)、驅動裝置連接。
2.根據權利要求1所述的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於上述驅動裝置包括有電機(7)、減速器(8)及把旋轉運動轉換為直線運動的運動轉換機構(9)，其中減速器(8)的輸入端與電機(7)的輸出軸連接，減速器(8)的輸出端與運動轉換機構(9)主動件連接，運動轉換機構(9)的從動件與波紋氣鼓(6)連接。
3.根據權利要求2所述的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於上述運動轉換機構(9)可為齒輪齒條傳動機構，也可為連杆機構。
4.根據權利要求1所述的經細管自動協助減壓氣胸治療儀，其特徵在於上述沉澱瓶(2)與波紋氣鼓(6)之間還連接有壓力傳感器(10)。
5.根據權利要求4所述的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於上述壓力傳感器(10)的旁側還裝設有壓力表(11)。
6.根據權利要求1或2或3或4或5所述的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於上述控制裝置包括有程序時鐘發生器(A1)、分頻器(A2)、多路時鐘編輯、選擇器(A3)、多路定時器(A4)、多路定時編輯、選擇器(A5)、開關電路(A6)、雙向開關電路(A7)、開關電路(A8)、時空比選擇器(A9)、可調時空比震蕩電路(A10)、周期時控時鐘、多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)、行程開關選擇電路(A12)、默認模式開關(A13)，其中分頻器(A2)的輸入端與程序時鐘發生器(A1)的輸出端連接，分頻器(A2)的輸出端與多路時鐘編輯、選擇器(A3)的輸入端連接，多路時鐘編輯、選擇器(A3)的輸出端分別與多路定時器(A4)的輸入端及周期時控時鐘、多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)的輸入端連接，多路定時器(A4)的輸出端與多路定時編輯、選擇器(A5)的輸入端連接，開關電路(A6)的輸入端分別與多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)的輸出端及多路定時編輯、選擇器(A5)的輸出端連接，開關電路(A6)的輸出端通過繼電器J1與微負壓泵(5)連接；周期時控時鐘、多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)的輸入端還通過可調時空比震蕩電路(A10)與時空比選擇器(A9)連接，多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)的輸出端分別與開關電路(A8)的輸入端及行程開關選擇電路(A12)的輸入端連接，開關電路(A8)的輸出端通過繼電器J2與電磁閥(3)連接；行程開關選擇電路(A12)的輸出端通過雙向開關電路(A7)與電機(7)連接，默認模式開關(A13)分別與多路時鐘編輯、選擇器(A3)及多路定時編輯、選擇器(A5)的輸入端連接。
7.根據權利要求6所述的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於上述程序時鐘發生器(A1)包括有集成塊IC1、電阻R1、R2，電容C1，分頻器(A2)包括有集成塊IC1、IC2，多路時鐘編輯、選擇器(A3)包括有集成塊IC3、IC4，多路定時器(A4)包括有集成塊IC5、電阻R23～R26、電容C3、二極體D6，多路定時編輯、選擇器(A5)包括有集成塊IC6、IC7，開關電路(A6)包括有電阻R、三極體G1，雙向開關電路(A7)包括有三極體G2～G3、三極體G5～G8，開關電路(A8)包括有三極體G4、二極體D7～D8，時空比選擇器(A9)包括有集成塊IC7、IC8，可調時空比震蕩電路(A10)包括有非門F3、F4、二極體D1～D2、電阻R4～R8、電容C4，周期時控時鐘、多路時鐘時相編輯、選擇器(A11)包括有非門F1、F2、與非門F5、F6，行程開關選擇電路(A12)包括有集成塊IC7、IC9、行程開關I、II，其中IC3及IC6為兩個雙4選1電路，集成塊IC1與IC2連接，IC2與IC3連接，IC3與IC4連接，IC4與IC6連接，IC6通過電阻R9～R12與IC5連接，IC6還通過電阻R23～R26與IC3連接，IC2與非門F1、F2連接，非門F1通過與非門F5、二極體D7、電阻R30與三極體G4連接，非門F2通過與非門F6、二極體D8、電阻R30與三極體G2連接，與非門F5與IC9連接，IC9與IC7連接及通過行程開關I、電阻R31與三極體G2的基極連接，與非門F6通過行程開關II、電阻R24與三極體G3的基極連接，三極體G2的發射極通過電阻R35分別與三極體G5、G8的基極連接，三極體G3的發射極通過電阻R37分別與三極體G6、G7的基極連接，三極體G5的發射極及三極體G6的集電極與電機(7)M的一端連接，三極體G7的發射極及三極體G8的集電極與電機(7)M的另一端連接，IC7與IC8連接及通過電阻R14與壓力傳感器連接。
8.根據權利要求7所述的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於上述行程開關I、II可為幹磺管，也可為光電開關。
9.根據權利要求7所述的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於上述微負壓泵(5)可為波紋氣鼓或電磁泵或活塞泵。
10.根據權利要求7所述的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀，其特徵在於上述電機(7)為伺服電機。
專利摘要本實用新型是一種氣胸治療儀。包括有細管、沉澱瓶、控制裝置、自動微負壓間歇協助減壓裝置及自動間歇微量雙向氣流通管裝置。本實用新型由於採用設置了自動微負壓間歇協助減壓及自動間歇微量雙向氣流通管的結構,成功地利用極細導管取代傳統較粗引流管,且解決了細導管通氣阻力大及容易堵塞的難題,成為理想的可配細管的氣胸治療儀。其設計巧妙,操作簡單,安全可靠,使用效果好。是一種方便實用的經細管自動協助減壓的氣胸治療儀。
文檔編號A61M1/04GK2479979SQ0124208
公開日2002年3月6日 申請日期2001年6月12日 優先權日2001年6月12日
發明者劉貴真, 林來興妹 申請人:劉貴真