微機化增強型體外反搏裝置的製作方法
2023-06-06 06:29:21 1
專利名稱:微機化增強型體外反搏裝置的製作方法
涉及物理療法器械的改進。
在本實用新型作出以前，國外於1973年報導(The Ameriean Tournal of CARDIOLOGY美國心血管雜誌32(10)656－661，1973)的體外反搏裝置是四肢序貫式反搏器，該裝置是以氣囊包裹於四肢，先遠後近地序貫加壓於四肢，裝置採用高壓氣源(1000～1750mmHg)，通過控制電磁閥開放時間，注入額定空氣入氣囊，用真空泵回抽，使氣囊排空，因此必須使用龐大的空氣壓縮機和真空泵(佔地24平方尺)，以及10套壓力監測裝置，以保證氣囊不產生過高壓力，因而體積大，噪音高(82分貝)，造價昂貴，操作繁鎖，不能提供臨床使用。
現國內一般使用的四肢序貫式反搏器摒棄了高壓氣源及真空泵，採用低壓大流量無油膜片泵，泵體佔地2平方呎，噪音降低在62分貝以下，由於管道較粗，充氣時間固定(100毫秒)，儲氣罐壓力為270～300mmHg，氣囊壓力穩定在預計水平，無需壓力監測裝置，氣囊輕便，操作簡單，舒張壓提高32％，耳脈舒張波振幅與收縮波振幅(D／S)之比等於1.32±0.19。但從臨床資料提示，要取得良好的反搏效果，促進側支循環建立，必須使舒張壓提升至足夠高度，因此這種反搏裝置舒張壓提高不顯著；且充排氣處理器中的心電模擬濾波器，R波檢出器、R－R積分器均為模擬電路，因此充排氣控制定時精度較差，範率小，沒有自動延時控制功能；裝置體積較大；噪音較高；反搏床是平臥式，病人體位不舒適，臨床療效不理想。
本實用新型的目的在於克服上述裝置的缺點，使舒張壓提升至足夠高度，將裝置體積縮小，噪音降低，從而提高臨床治療效果。
解決任務的方法是在四肢氣囊的基礎上，加用臀部氣囊及下腹部氣囊；採用微型單板機、ADC、DAC、計數器、LED構成反搏器的控制系統，控制充排氣序貫處理裝置和監示裝置；反搏床按人體正常生理彎曲設計凹凸面，床頭可升降，床上、下設有消音罩。
本實用新型的微機化增強型體外反搏裝置，是通過心電圖訊號觸發一個機械系統，在心臟舒張期加壓於人體可加壓的部位(四肢、臀部及下腹部)，使其中的血液驅返軀幹及頭部，主動脈舒張壓(也是冠狀動脈的灌注壓)因而提高，從而增加冠狀動脈流量，改善心肌供血；在心臟收縮期，加壓部位的壓力迅速解除，血管內壓下降，動脈收縮壓隨之降低，從而使心臟收縮時面臨的阻力(後負荷)減輕，心肌耗氧因而減少。
本實用新型所具有的優點是①增加下腹部、臀部氣囊；由離心臟的遠端至近端序貫地加壓，氣囊壓力由遠端至近端逐漸遞減，從而進一步提高了舒張期反流波，較單用四肢序貫反搏有明顯提高。②應用微型計算機(單板機系統)進行實時控制，使充排氣開始時間能精確跟蹤心電波R－R間期的變化，誤差小於10ms；並能進行數字濾波，減少50周幹擾；自動檢出R波或產生模擬定時信號；能實現信號動態或靜態顯示，並分別用三位數字顯示心率和充排氣開始時間；反搏一小時產生定時報警。③噪音屏蔽良好，反搏時噪音小於58分貝，符合國家醫療設備標準。④反搏床按人體正常生理彎曲設計凹凸面，病人體位舒適，病人可自由取位。⑤用大管道通氣，自動向大氣排空囊內氣體，不用負壓泵。⑥體積小，操作簡便，造價低。
該裝置的具體特徵以附圖給出，並做進一步說明圖1、微機化增強型體外反搏裝置系統框圖。
圖2、反搏床示意圖圖3、臀部氣囊結構示意圖圖4、微機化增強型體外反搏系統電路框圖在圖1所示是以耳脈波放大器(7)心電放大器(8)的心電R波為訊號，通過單板機(1)的自動控制延時電路序貫地觸發配氣箱(2)中的充氣電磁閥(3)V1、V2、V3、V4，使之序貫地開放，讓貯氣缸(4)中的正壓氣體以額定時間通過(3)及其管道，管道穿過反搏床，先後進入相應的四組氣囊(5)，B1(小腿氣囊)、B2(大腿氣囊)、B3(臀部氣囊)、B4(上肢氣囊)，氣囊每組2個分別放置於左右側肢體及臀部，使氣囊序貫地充氣，由遠端至近端加壓於人體的相應肢體及臀部，壓力逐漸遞減。充氣動作完成後，(1)按操作者調定的排氣時間，即心電圖下一個R波之前的適當時間觸發
(2)中的全部排氣閥(6)V5、V6、V7、V8，使其同時打開，於是加壓於人體的全部氣囊中的氣體向大氣排出，完成排氣動作。待下一個心動周期開始，本裝置又以同樣的次序進行工作。配氣箱中的正壓氣體靠氣泵(9)通過管道供給，該氣泵為低壓高流量無油膜片泵。
圖2、反搏床上消音罩(1)、反搏床下消音罩(2)、管道穿孔(3)連接氣囊圖3、氣囊外有外套(1)由人造革或帆布或皮革等製成，氣囊(2)由橡膠製品製成。
圖4、CPU(1)、EPROM(2)、RAM(3)、CTC(4)、ADC(5)、PIO(6)、LED(7)、計數器(8)、DAC(9)、DAC2(10)、定時報警器(11)。
心電波(12)、耳或指脈波(13)以及預置常數(14)經(5)變為數位訊號後送入(1)，(1)由(4)定時並在(2)內存指令控制下對心電波進行數字濾波後，將數位訊號存入(3)，並從心電波中檢出QRS波，按式〔1〕和式〔2〕分別求出開始充氣時間和開始排氣時間，然後由(6)的A口送到充排氣序貫處理器(20)和功率放大器(21)，推動電磁閥組(22)，控制氣囊的充排氣。由(1)計算出的心率及充排氣開始時間送到(7)去顯示。由(1)控制(8)並經(10)產生X軸掃描鋸齒波並送去監示器的X軸偏轉系統(17)、(1)從(3)取出信號經(6)的B口送到(9)變成Y軸模擬偏轉信號，然後驅動監示器的Y軸偏轉系統(18)，在功能開關(23)的作用下可進行動態或靜態(凍結)顯示，也可變換掃描速度，反搏一小時定時報警信號由(1)送到(11)，然後用閃燈和音響報警。
由(1)送去消隱信號(
)，由(6)送去同步信號(
)，消隱及同步信號加上X、Y軸偏轉系統、電源、高壓發生器、CRT共同構成監示裝置(19)。
序貫處理裝置(20)是由三級或多級充氣序貫電路和排氣電路組成，相應每級電路都有一個功率放大器(21)。
為了節省內存和提高速度，方程式〔1〕
是由公式T充＝0.4TR-R]]>簡化而來(跟蹤誤差小於10ms)。
方程式〔2〕為T排＝TR－R－T充－C排。
上述公式中的TR－R表示心電圖R波間期，T充表示R波到充氣開始的時間，C1′和C1″是內置的充氣常數，C充為外置的充氣常數，C排為外置的排氣常數。
臨床資料證明反搏時，由肢體遠端至近端序貫地充氣加壓於肢體及臀部，小腿氣囊內壓力為250～300mmHg，大腿氣囊內壓力為220～270mmHg，臀部氣囊內壓力為160～250mmHg，小腿與大腿，大腿與臀部氣囊序貫時距均為40～60毫秒時，舒張壓可明顯提高D／S(耳脈舒張波振幅／收縮波振幅)＝1.9±0.5。冠心病、心絞痛病人反搏後症狀的顯效率增高為90.3％；另外對腦缺血性疾病(如腦梗塞、腦血管意外後遺症等)、視網膜缺血性疾病(栓塞等)、腎缺血及周圍血管病變等都有顯著效果。
權利要求
1.一個體外反搏裝置，它包括一個監示器、耳脈波放大器、心電放大器，一個對充排氣進行定時及序貫的控制裝置，通過管道連接氣泵和配氣箱中的幾組電磁閥，再連接反搏床及四肢氣囊；本實用新型的特徵在於具有一個下腹部臀部氣囊，通過微型單板機、ADC、DAC、計數器、LED構成反搏器的控制系統及反搏床。
2.根據權利要求
1，其特徵在對心電波、耳脈波以及預置常數經ADC變為數位訊號後送入CPU，CPU由CTC定時，並在EPROM內存指令控制下，對心電波進行數字濾波後，將數位訊號存入RAM，並從心電波中檢出QRS波。
按〔1〕式
和〔2〕式
T排＝TR－R－T充－C排
分別求出開始充氣時間和開始排氣時間，然後由PIO送到充排氣序貫電路。
3.根據權利要求
1或2，其特徵在於CPU控制計算器，並經DAC2產生X軸掃描鋸齒波，並送去監示器的X軸偏轉系統，同時由CPU從RAM取出信號，經PIO及DAC送去Y軸摸擬偏轉系統，並由CPU送去消隱信號，PIO送去同步信號。
4.一個體外反搏裝置的下腹部臀部氣囊，其特徵在於根據臀部外形設計一個能緊密包裹臀部的囊套，在其夾層中，左右各有一個氣囊(圖3)。
5.根據權利要求
4，其特徵為每一個氣囊攤平時，面積不小於300平方釐米。
6.根據權利要求
4，其特徵為氣囊內壓為160～250mmHg，比小腿，大腿氣囊內壓低。
7.一個體外反搏裝置的專用反搏床，其特徵為床頭可以升降，床上床下設有消音罩。
8.根據權利要求
7，反搏床可以按人體正常生理彎曲設計凹凸面。
專利摘要
微機化增強型體外反搏裝置。其特徵在於具有一個臀部及下腹部氣囊，通過微型單板機系統控制充排氣序貫處理裝置和監示裝置，使氣囊序貫地充排氣，由遠端至近端壓力遞減加壓於人體相應的肢體及臀部；並具有儲存信號功能、屏膜上能凍結曲線顯示及自動延時控制等優點。裝置體積小，操作簡便，反搏床按人體正常生理彎曲設計凹凸面。床上、下設有消音罩。
文檔編號A61H31/00GK85200905SQ85200905
公開日1985年9月10日 申請日期1985年4月1日
發明者鄭振聲, 伍於添 申請人:中山醫學院, 中山醫學院第一附屬醫院導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan