CN110124156A - 一种电子镇痛输药装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子镇痛输药装置，该装置包括用于从镇痛药盒吸取药后再注入人体的输液器、控制输液器吸入药或者注射药液的电控装置，所述输液器为活塞式注射器，包括有进出液口、注射缸体及内端置于该缸体内的活塞，活塞的外端与所述电控装置连接，电控装置包括有：电动推拉式注射，抽吸药液的电机传动机构，以及控制其的电子控制器。本发明实现对从药盒内的镇痛药抽吸入注射器后推出药液入到患者体内的精准控制。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器具技术领域，尤其涉及一种电子镇痛输药装置。
背景技术
患者自控镇痛(patient controlled analgesia，PCA)是当前个体化镇痛重要方式，电子化镇痛泵是实现个体化镇痛的主要工具。目前国内的爱朋电子镇痛泵和人先电子镇痛泵已占领大部分市场。医护人员使用电子泵时，首先由医生或护士配置镇痛药物入药物模块，由于当前为单一药盒，有的药物因存在配伍禁忌，而不能混合使用，这是当前使用镇痛泵的局限性之一。然后，在电子驱动装置(控制面板)设置首剂量(设置第一次给予的单次剂量)，背景剂量(1小时持续输注剂量)，PCA剂量(一次按压给予的剂量)，锁定时间(为了安全，需要把控2次PCA按压之间的间隔时间)，极限量(1小时内首次剂量+背景剂量+PCA剂量)。患者使用电子泵时，当他们在感觉疼痛，可以通过按压PCA按钮，使由麻醉医师预先设定好的PCA剂量药物相对快速输注入体内，实现自控给药镇痛。然而考虑阿片类镇痛药物的不良反应和副作用，设置剂量不宜过大，并且由于时间限制和安全剂量限制，给药次数不宜过多，存在这些限制并非真正的按需镇痛。
在电子泵运行上，目前都是采用机械挤压式，药物按照设定的参数在一定时间内被挤压至运行管道进入患者，这存在3个弊端：1.当药物模板与电子驱动模块分离时，若机器没有报警或未被医护人员及时发现并处理，药盒内药物将快速无限制注入患者体内，存在非常大的安全隐患。2.给药精度难以控制，即设定的给药剂量与实际运行剂量直接存在不可控的误差。3.当连接患者端静脉压力大于管道压力时，将出现血液回流而污染药盒，导致资源浪费。
综上所述，为了达到安全并精确给药目的，实现真正意义上的按需镇痛，有必要研发一款新型电子镇痛泵。
发明内容
本发明提供一种电子镇痛输药装置，实现对注射镇痛药抽吸入注射器和推出剂量的精准控制。
本发明采用以下技术方案：
一种电子镇痛输药装置，包括用于从镇痛药盒吸取药后再注入人体的输液器、控制输液器吸入药或者注射药液的电控装置，其特征在于，所述输液器为活塞式注射器，包括进出液口、注射缸体及内端置于该缸体内的活塞，活塞的外端与所述电控装置连接，电控装置包括电动推拉式注射或抽吸药液的电机传动机构及控制其的电子控制器。
有益效果
本发明通过电子控制器精确控制电机传动机构，联动活塞向注射器缸体外抽拉，注射器缸体内由于真空负压的作用，通过注射器的进出液口从镇痛药盒中抽吸入镇痛药剂，电子控制器控制电机传动机构联动活塞向注射器缸体内部推入，将缸体内的镇痛药剂通过注射器进出液口注射到人体内。由于电子控制器控制精确电机传动机构，进而对抽吸入和推出注射药液的量精准控制。电子控制器可以预设推药量，根据该推药量自动控制注射人体的药液剂量，从而保证人身安全。另外本发明采用三通电磁阀，或一个三通分流与两个二通电控阀的两种连接方式连接药盒、注射器和注射针头，推药时关闭药盒的出液口，从而防止血液回流而污染药盒。
附图说明
图1是本发明实施例1提供的一种电子镇痛输药装置的结构示意图；
图2是本发明实施例2提供的一种电子镇痛输药装置的结构示意图之一。
图3是本发明实施例2提供的一种电子镇痛输药装置的结构示意图之二；
图4是本发明实施例3提供的一种电子镇痛输药装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
参见图1，是本发明实施例1提供的一种电子镇痛输药装置的结构示意图。该装置包括用于从镇痛药盒吸取药后再注入人体的输液器、控制输液器吸入药或者注射药液的电控装置、连接管和针头。输液器为活塞式注射器100，包括进出液口101、注射缸体102及内端置于该缸体内的活塞103，活塞103的外端与所述电控装置连接，电控装置包括电动推拉式注射或抽吸药液的电机传动机构200及控制其的电子控制器300。所述连接管连接进出液口101和针头400。
本实施例中，通过电子控制器300精确控制电机传动机构200，联动活塞103向注射器缸体102外抽拉，注射器缸体102内由于真空负压的作用，通过注射器的进出液口101从镇痛药盒中抽吸入镇痛药剂，电子控制器300控制电机传动机构200联动活塞103向注射器缸体102内部推入，将缸体内的镇痛药剂通过注射器进出液口101、连接管、针头400注射到人体内。由于电子控制器300精确的控制电机传动机构200，进而对抽吸入和推出注射镇痛药剂的量精准控制。
参见图2，是本发明实施例2提供的一种电子镇痛输药装置的结构示意图之一。本实施例2基于实施例1，其不同之处在于：
电子镇痛输药装置设置两组所述输液器及所述电控装置，受控于同一个电子控制器300。电子控制器300为以嵌入式计算机为核心构成的程序控制器，所述嵌入式计算机本实施例中为单片机MCU。所述两组所述注射器100’、100”各自连接的药盒E、G，两个药盒E、G盛放药剂的三种方式为：其中一个药盒盛放阿片类药带另一个药盒盛放非阿片类药带，两种药带存在配伍禁忌；其中一个药盒盛放含有阿片类药和非阿片类药的混合药；其中一个药盒盛放仅含有阿片类药。
本实施例中，电机传动机构包括电动机，电动机为直流无刷电机、直流有刷电机，步进电机、或伺服电机之一种。电动机A、K的输出轴上连接有丝杆201’、201”，丝杆201’、201”上套接有带有内丝的传动块202’、202”，传动块202’、202”外设有沿丝杆201’、201”轴线方向设置的导向装置203’、203”，传动块202’、202”与活塞103’、103”的外端固定连接，使传动块202’、202”可在丝杆轴线方向上正反向移动，从而带动活塞103’、103”在缸体102’、102”中向内推动通过进出液口101’、101”挤出药液，或向外抽拉通过进出液口101’、101”吸取药液。传动块202’、202”外沿丝杆轴线方向设置有限位开关K1、K2，该限位开关可以为：霍尔传感器，开关类，光耦或槽型光耦类，限位开关K1、K2与单片机MCU的输入接口相连，用于控制活塞推拉的行程。
当电动机无论为直流无刷电机，有刷直流电机时，步进电机，在电动机输出轴上分别设置或固定了一个能跟着电机输出轴一起同步转动的K50’K50”模块，此模块每转一圈就能分别驱动，触发一次或多次在电动机输出轴旁设置的槽型光耦传感器K5’K5”，通过模块K50’K50”旋转经过所述槽型光耦传感器K5’K5”分别输出脉冲计作电动机输出轴旋转的圈数，以单边为例，电动机输出轴每转动一圈带动传动块201’推出或抽吸入药剂的量V1是固定的。使用时，首先通过电子控制器300预设推药剂量的设置量V，该设置量V可按键自由设置。其次电子控制器300获取药盒满容量药液时药剂量Z总、电动机输出轴旋转一圈对活塞推入或抽吸药液的剂量V1和当前已推药电动机输出轴所转的圈数Qi推，就是说电动机输出轴每转动一圈，反馈给电子控制器300当前电动机输出轴实际转动多少圈，即Qi推是个变量，电子控制器300计算当前所推出注射缸体102’、的药液总剂量Zi推＝V1*Qi推，进而出计算当前药盒药液的剩余量Zi剩＝Z总-Zi推。电子控制器300不断检测药盒药液的剩余量Zi剩是否大于等于推药剂量的设置量V，若是，电子控制器300驱动控制电动机输出轴正转或反转执行推药步骤，否则执行抽药步骤。
注射器进出液口分别与药盒、注射针头连接的方式之一为：
注射器的进出液口101’、101”与一个三通电控阀500’、500”的进出液总口501’、501”相连，三通电控阀的两个被控支口分别是其进液支口502’、502”和排液支口503’、503”，进液支口502’、502”经连接管连接与药盒E，排液支口503’、503”经连接管与注射针头400相连。三通电控阀500’、500”为三通电磁阀或电机控制阀。电动机B与三通电磁阀卡扣连接，用于控制三通电磁阀卡扣的旋转，电动机B的控制端与单片机MCU的输出端连接。三通电控阀上设置有限位开关K3、K4，该限位开关为霍尔传感器类，开关科或槽型光耦类，限位开关K3、K4与所述单片机MCU的输入接口相连，用于控制电磁阀卡扣开关旋转行程以实现三通电磁阀进出液总口选择与进液支口连通或是与排液支口连通。
实际工作时，MCU单片机可以输出PWM信号来控制电动机A、K转速的快慢，也可以直接控制电机的转动，MCU的IO口输出高低电平来控制电动机的正反转和启动停止，电动机A、K的转动带动丝杆201’、201”上丝牙的转动，传动块202’、202”被驱动在导向装置203’、203”上平行运动带动注射器的活塞103’、103”在丝杆轴线方向上正反移动从而使活塞拉出或推入注射器缸体102’、102”，以使得注射器能抽药和推药，传动块202’、202”上装有限位开关M、N，保证注射器的活塞在正常运动范围(即在霍尔传感器K1、K2两者之间)内工作。
MCU的I0口的高低电平来控制电动机B，J的正反转和停止电路，电动机B、J的转动带动齿轮的转动，齿轮转动带动三通阀卡扣的转动，卡扣的旋转来改变三通阀。卡扣与三通阀固定连接，卡扣上设有限位开关C、L，保证三通阀在正常的工作旋转范围(即在霍尔传感器K3、K4两者之间)。
当抽药时，单片机MCU接收到抽药的信号，输出控制信号控制电动机B、J正转，电动机B、J带动旋转的卡扣达到三通电控阀的进出液总口501’、501”与进液支口502’、502”连通状态时，卡扣504’、504”上的限位开关C、L会触发霍尔传感器K3，MCU收到霍尔传感器K3的触发信号时，停止电动机B、J转动，启动电动机A、K正转，电动机A、K正转时注射器抽药，抽满药时平行运动的传动块202’、202”上的限位开关M、N触发霍尔传感器K2，单片机MCU收到霍尔传感器K2的触发信号，停止电动机A、K转动，这时再启动电动机B、J反转，使三通电控阀的进出液总口501’、501”与排液支口503’、503”连通，达到连通状态时，三通电磁阀卡扣上限位开关C、L会触发霍尔传感器K4，单片机收到霍尔传感器K4的触发信号时，输出信号停止电动机B、J转动，抽药完成。
当推药时，单片机MCU接收到推药按键的信号，输出控制信号控制电动机A、K反转，电动机A、K反转时注射器推药，推药的速度和时间都从设置好的参数严格来运行，当注射器推完药时，传动块202’、202”上限位开关M、N触发霍尔传感器K1，单片机MCU收到霍尔传感器K1的触发信号，输出控制信号停止电动机A、K转动，这时启动电动机B、J正转，电动机B、J带动旋转三通阀卡扣达到三通电磁阀的进出液总口501’、501”与进液支口502’、502”连通状态时，三通阀卡扣504’、504”上的限位开关C、L会触发霍尔传感器K3，单片机MCU收到霍尔传感器K3的触发信号时，输出控制信号停止电动机B、J转动，推药完成。
参见图3，是本发明实施例2提供的一种电子镇痛输药装置的结构示意图之二。
注射器进出液口分别与药盒、注射针头连接的方式之二为：
注射器进出液口101’、101”经过一个三通分流与两个二通电控阀D1、D2或H1、H2旳一端相连，该两个二通电控阀D1、D2或H1、H2旳另一端分别为进液支口602’、602”和排液支口603’、603”，进液支口经连接管连接与药盒，排液支口经连接管与注射针头相连。单片机MCU信号控制二通电控阀D1、D2或H1、H2的阀门通断，用于实现三通分流进出液总口601’、601”选择与进液支口602’、602”连通或是与排液支口连通。
实际工作时，MCU单片机输出PWM信号来控制电动机A、K转速的快慢，MCU的IO口输出高低电平来控制电动机的正反转和启动停止，电动机A、K的转动带动丝杆201’、201”上丝牙的转动，传动块202’、202”被驱动在导向装置203’、203”上平行运动带动注射器的活塞103’、103”在丝杆轴线方向上正反移动从而使活塞拉出或推入注射器缸体102’、102”，以使得注射器能抽药和推药，传动块202’、202”上装有限位开关M、N，保证注射器的活塞在正常运动范围(即在霍尔传感器K1、K2两者之间)内工作。MCU的I0口的高低电平来控制两个二通电控阀D1、D2或H1、H2阀门的通断。
当抽药时，单片机MCU接收到抽药按键的信号，输出控制信号控制二通电控阀D1、H1阀门关闭，二通电控阀D2、H2阀门打开，达到三通分流的进出液总口与进液支口602’、602”连通状态时，此时，启动电动机A、K正转，电动机A、K正转时注射器抽药，抽满药时平行运动的传动块202’、202”上的限位开关M、N触发霍尔传感器K2，单片机MCU收到霍尔传感器K2的触发信号，停止电动机A、K转动，这时单片机MCU输出控制信号控制二通电控阀D1、H1阀门打开，二通电控阀D2、H2阀门关闭，使三通分流的进出液总口601’、601”与排液支口603’、603”连通，抽药完成。
当推药时，单片机MCU接收到推药按键的信号，输出控制信号控制电动机A、K反转，电动机A、K反转时注射器推药，推药的速度和时间都从设置好的参数严格来运行，当注射器推完药时，传动块202’、202”上限位开关M、N触发霍尔传感器K1，单片机MCU收到霍尔传感器K1的触发信号，输出控制信号停止电动机A、K转动，这时单片机MCU输出控制信号控制二通电控阀D1、H1阀门关闭，二通电控阀D2、H2阀门打开，达到三通分流的进出液总口601’、601”与进液支口602’、602”连通状态，推药完成。
参见图4，是本发明实施例3提供的一种电子镇痛输药装置的结构示意图。本实施例3基于实施例2，其区别在于电机传动机构的实施方式。
所述电机传动机构包括电动机，电动机为直流无刷电机、步进电机、或伺服电机之一种。电动机A、K的输出轴上连接有凸轮连杆机构，所述凸轮连杆机构包括一圆盘701’、701”，圆盘的后面圆心处固定连接电动机A、K的输出轴，圆盘的前面偏离圆心处设置一轴体702’、702”，轴体702’、702”与一连杆703’、703”的一端转动铰接；传动块202’、202”的侧面设置轴体704’、704”，轴体704’、704”上连接连杆705’、705”一端，连杆705’、705”的另一端与连杆703’、703”的另一端作为动力输出端转动铰接。
实际工作时，当轴体702’、702”在圆盘701’、701”上旋转至距离注射器最远距离时，连杆703’、703”、705’、705”联动传动块202’、202”在一直线运动导向装置203’、203”上滑动，使得活塞103’、103”拉出注射器缸体102’、102”，完成抽药。当轴体702’、702”在圆盘701’、701”上旋转至距离注射器最近距离时，连杆703’、703”、705’、705”联动传动块202’、202”在一直线运动导向装置203’、203”上滑动，使得活塞103’、103”推入注射器缸体102’、102”，完成推药。
本实施例中的电机传动机构可以替换实施例2中的两组电机传动机构中的一组或两组。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (25)
1.一种电子镇痛输药装置，包括用于从镇痛药盒吸取药后再注入人体的输液器、控制输液器吸入药或者注射药液的电控装置，其特征在于，所述输液器为活塞式注射器，包括进出液口、注射缸体及内端置于该缸体内的活塞，活塞的外端与所述电控装置连接，电控装置包括电动推拉式注射或抽吸药液的电机传动机构及控制其的电子控制器。
2.根据权利要求1所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述电机传动机构包括电动机，电动机为直流无刷电机、步进电机、或伺服电机之一种；电动机的输出轴上连接有丝杆，丝杆上套接有带有内丝的传动块，传动块外设有沿丝杆轴线方向设置的导向装置，传动块与所述活塞的外端固定连接，使传动块可在丝杆轴线方向上正反向移动，从而带动活塞在所述缸体内向内外两个方向经进出液口推动挤出或抽拉吸取药液。
3.根据权利要求2所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述传动块外沿丝杆轴线方向设置有限位传感器，限位传感器与所述计算机控制器的输入接口相连，用于控制活塞推拉的行程。
4.根据权利要求1所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述电机传动机构包括电动机，电动机为直流无刷电机、步进电机、或伺服电机之一种；电动机的输出轴上连接有凸轮连杆机构，其连杆的动力输出端与一滑块连接，滑块在一直线运动导向装置上正反向滑动并与所述活塞的外端固定连接，从而带动活塞在所述缸体内沿正反两个方向经进出液口推动挤出或抽拉吸取药液。
5.根据权利要求4所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述滑块外沿所述导向方向设置有限位传感器，限位传感器与所述计算机控制器的输入接口相连，用于控制活塞推拉的行程。
6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述注射器及所述电控装置设有两组。
7.根据权利要求6所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，两组所述注射器及电控装置，受控于同一个电子控制器。
8.根据权利要求6所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，两组所述进出液口各自与一个三通电控阀的进出液总口相连，三通电控阀的两个被控支口分别是其进液支口和排液支口。
9.根据权利要求7所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，两组所述进出液口各自与一个三通电控阀的进出液总口相连，三通电控阀的两个被控支口分别是进液支口和排液支口。
10.根据权利要求6所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，两组所述进出液口各自经过一个三通分流与两个二通电控阀旳一端相连，该两个二通电控阀旳另一端分别为进液支口和排液支口。
11.根据权利要求7所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，两组所述进出液口各自经过一个三通分流与两个二通电控阀旳一端相连，该两个二通电控阀旳另一端分别为进液支口和排液支口。
12.根据权利要求8所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述两组进液支口经连接管分别与A药盒和B药盒相连。
13.根据权利要求12所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述排液支口经连接管与注射针头相连。
14.根据权利要求9所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述两组进液支口经连接管分别与A药盒和B药盒相连。
15.根据权利要求14所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述排液支口经连接管与注射针头相连。
16.根据权利要求10所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述两组进液支口经连接管分别与A药盒和B药盒相连。
17.根据权利要求16所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述排液支口经连接管与注射针头相连。
18.根据权利要求11所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述两组进液支口经连接管分别与A药盒和B药盒相连。
19.根据权利要求18所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述排液支口经连接管与注射针头相连。
20.根据权利要求8所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述三通电控阀为三通电磁阀或电机控制阀。
21.根据权利要求9所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，两组所述三通电控阀为三通电磁阀或电机控制阀。
22.根据权利要求10所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述二通电控阀为二通电磁阀或电机控制阀。
23.根据权利要求11所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述二通电控阀为二通电磁阀或电机控制阀。
24.权利要求1至5中任一权利要求所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述电子控制器为以嵌入式计算机为核心构成的程序控制器。
25.根据权利要求24所述的电子镇痛输药装置，其特征在于，所述电子控制器包含有一个嵌入式计算机。
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