CN201438996U - 体外腹式呼吸器 - Google Patents

Abstract

本实用新型的主要目的在于提供一种用于体外腹部提压辅助呼吸的呼吸监控装置，实现在进行辅助呼吸时对被检测者吸呼状态的实时监测并控制体外腹式呼吸器的工作状态。利用皮肤吸附装置对腹壁进行提拉和按压，腹腔正负压差的变化对膈肌产生了充分的上下移动运动，血流动力学对心脏复苏的确切效果有待证实，但肺通气的效果已被潮气量的测量所证实。该方法无须在心肺复苏时进行口对口人工呼吸或其它人工通气，当然呼吸道通畅是共同的前提。由此本实用新型得出结论：在很多场合依靠单纯腹式呼吸人工装置便可以解决人工呼吸的问题，而且符合生理状态的呼吸，可以是随微弱自主呼吸的人工呼吸，也可以进行人为控制的人工呼吸，大量格林巴利综合症在急诊条件的人工呼吸改善缺氧状况的医疗实践充分证明了腹式呼吸器的便捷和维持生命的可靠效果。

Description

体外腹式呼吸器

技术领域

本实用新型涉及一种心肺复苏的方法，具体涉及一种控制膈肌运动的心肺复苏方法，着重阐述涉及肺通气的辅助方法。

背景技术

长期以来，传统CPR以改变胸廓物理形态进行心肺复苏，对心脏复苏的效果较为肯定，而对肺复苏通气的有效性并没有得到充分证实。

发明内容

通过体外人工方法有效改变腹内压力而有效改变膈肌上下运动幅度同样具有心肺复苏的双重效果，该方法对循环的作用尚不能证明比改变胸廓物理形态更有效，但对肺有效通气量无疑优于传统胸部按压心肺复苏术。

实现上述目的，本实用新型的解决方案是：利用皮肤吸附装置对腹壁进行提拉和按压，腹腔正负压差的变化对膈肌产生了充分的上下移动运动，血流动力学对心脏复苏的确切效果有待证实，但肺通气的效果已被潮气量的测量所证实。该方法无须在心肺复苏时进行口对口人工呼吸或其它人工通气，当然呼吸道通畅是共同的前提。由此本发明得出结论：在很多场合依靠单纯腹式呼吸人工装置便可以解决人工呼吸的问题，而且是符合生理状态的呼吸，可以是随微弱自主呼吸的人工呼吸，也可以进行人为控制的人工呼吸，大量格林巴利综合症在急诊条件的人工呼吸改善缺氧状况的医疗实践充分证明了腹式呼吸器的便捷和维持生命的可靠效果。

本实用新型的主要目的在于提供一种用于体外腹部提压辅助呼吸的呼吸监控装置，实现在进行辅助呼吸时对被检测者吸呼状态的实时监测并控制体外腹式呼吸器的工作状态。

为达到上述目的，本实用新型首先提供一种呼吸监控装置，该装置包括：串行连接的传感器，数据采集电路和终端设备，其中所述传感器为压力传感器，用于将测量得到的力信号转化为电信号输出到所述数据采集电路；所述数据采集电路用于对传感器输出的电信号进行采集，然后将生成的数字信号输出到终端设备；所述终端设备用于接受数据采集电路输出的数字信号，并且当接收到的数字信号到达预先设置的体外腹式呼吸器的启动点时，输出呼吸器启动信号。可以根据病情需要，同步或按一定比例间歇辅助呼吸。

在上述装置中，所述数据采集电路至少包括串行连接的前置放大器、模数转换电路和控制单元；其中所述前置放大器用于接受传感器输出的电信号，对该电信号进行放大，并将放大后的电信号输出到模数转换电路；所述模数转换电路用于接收放大器输出的电信号，并将该电信号转化为数字信号，输出到控制单元；所述控制单元用于接收模数转换电路输出的数字信号，并将接收到的数字信号发送到终端设备。

上述装置中，所述呼吸监控装置进一步包括一个传感器保护电路，该传感器保护电路与所述控制单元相连接，所述控制单元在接收到模数转换电路输出的异常编码后，启用内部定时器，且在定时器中断服务程序中，向传感器保护电路输出周期性方波信号；所述传感器保护电路按照接收到的方波信号的频率发出报警信号。

上述装置中，所述传感器保护电路包括一个三极管和一个蜂鸣器；其中三极管的基极通过一个电阻与控制单元相连接，且按控制单元输出的方波信号的频率导通或截止；蜂鸣器的输入端与三极管集电极相连，输出端与电源相连，并通过一个电阻与三极管的基极相连接，当周期性电流通过时，蜂鸣器发出固定频率的报警信号。

在上述装置中，所述呼吸监控装置进一步包括一个电平转换电路，该电平转换电路的输入端与所述数据采集电路相连接，该电平转换电路的输出端与所述终端设备的串行通信接口相连接。

在上述装置中，所述数据采集电路与所述终端设备通过并行通信接口或通用串行总线USB接口相连接。

在上述装置中，所述压力传感器为触力传感器。

在上述装置中，所述吸呼监控装置进一步包括一个固定装置，在工作时，所述固定装置与所述压力传感器相连接。

在上述装置中，所述固定装置为束带。

在上述装置中，所述终端设备进一步包括一个体外腹式呼吸器启动控制信号输出端，该输出端在工作时与体外腹式呼吸器相连接。

综上所述，本实用新型通过采用由压力传感器、数据采集电路和终端设备串连组成的电路实现了对患者呼吸状态的实时监控。使得医生可以根据可视的呼吸曲线，选择恰当的辅助呼吸方式：可以是同步辅助呼吸、间歇辅助呼吸或控制辅助呼吸。

本实用新型的任务进一步通过下述技术方案实现：这种体外腹式呼吸器有机械支架机构、升降机构、电动减速机构、手动传动机构和负压吸附机构。在电动减速机构、手动传动机构的传动轴末端安有偏心轮，并驱动垂直杆上部滑轨垂直往复运动，垂直杆再带动负压吸头垂直往复运动。负压吸附机构是用微型真空泵使负压吸头吸附在被救治者的腹部皮肤上。当启动装置，负压吸头便在腹部进行按压和提拉的往复动作。

综上所述，本实用新型的有益效果是：在很多场合依靠单纯腹式呼吸人工装置便可以解决人工呼吸的问题，而且是符合生理状态的呼吸，可以是随微弱自主呼吸的人工呼吸，也可以进行人为控制的人工呼吸，大量格林巴利综合症在急诊条件的人工呼吸改善缺氧状况的医疗实践充分证明了腹式呼吸器的便捷和维持生命的可靠效果。

附图说明

图1为本实用新型的一种用于体外腹式呼吸器进行人工呼吸的呼吸监控装置的结构示意图。

图2本实用新型的一个具体实施例的电路图。

图3是体外腹式呼吸器的结构示意图。

图中1.负压吸头  2.垂直杆  3.垂直杆滑道  4.垂直杆滑轨  5.真空泵  6.偏心轮  7.传动轴  8.电机  9.减速器  10.变速箱  11.手动把手  12.上套筒  13.升降把手  14.同定螺栓  15.下套筒  16.底盘  17横臂

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型的一种用于人工辅助呼吸的呼吸监控装置的结构示意图如图2所示，具体包括：压力传感器、数据采集电路和终端设备。其中压力传感器用于测量患者胸廓的位移运动而产生的力信号，并将其转化为电信号输出到数据采集电路；所述数据采集电路用于对传感器输出的电信号进行采集，然后将生成的数字信号输出到终端设备，该数据采集电路主要包括前置放大器、模数转换电路和控制单元。其中，前置放大器用于接受传感器输出的电信号，对其进行放大，并将放大后的电信号输出到模数转换电路；模数转换电路用于将输入的模拟电信号转化为数字信号，输出到控制单元；控制单元用于接收模数转换之后的数字信号，并将接收到的正常数字信号发送到外部终端设备，而在接收到的数字信号为异常编码时，启用内部定时器，在定时器中断服务程序中，向与其相连的一个传感器保护电路输出周期性方波信号；终端设备用于接受并显示数据采集电路输出的数字信号，并且当接受到的数字信号到达预先设置的体外腹式呼吸器启动点时，输出呼吸器启动信号。

图2为本实用新型一个具体实施例的电路图，如图2所示，该呼吸监控装置包括一个压力传感器、一个前置放大器、一个模数转换电路、一个控制单元和一台PC机。

其中压力传感器为触力传感器，在测量时，该触力传感器通过一个固定装置固定于被监测者的胸部，例如通过一条缠绕在被监测者身体上的束带来将传感器紧压在被监测者的胸部。

传感器的信号输出端与前置放大器相连接，该前置放大器主要包括三个运算放大器A1、A2和A3。传感器的信号输出端SENSOR+和SENSOR-分别经输入电阻R1、R2与运算放大器A1、A2的同相端相连，运算放大器A1、A2的输出信号经运算放大器A3求差后送至模数转换电路U2的模拟信号输入端VX，进行模数转换。

在模数转换电路中，VSS管脚接地，Verf管脚接2v参考电压，作为模数转换的基准电压；CLK0和CLK1管脚通过电阻R11相连接，用于确定模数转换电路内部的时钟频率；R1和R1/C1管脚通过电阻R10相连接，而C1和R1/C1管脚通过电容C1相连接，用于确定模数转换电路的转换速度，从而满足监测呼吸信号的需要。

当模数转换过程完成后，模数转换电路U2的转换结束管脚(EOC)输出低电平，该EOC管脚与控制单元U1的INTO管脚相连接，用于向控制单元U1发出中断请求，通知控制单元接收模数转换之后得到的数字信号。控制单元U1接收到模数转换电路U2的中断请求后，通过与模数转换电路U2数据选通端DS1、DS2、DS3和DS4管脚相连接的P14、P15、P16和P17管脚读取数据选通信号。由于数据选通端DS1～DS4输出电平互斥，即在某一时刻只能有一个管脚输出高电平，而其余管脚都为低电平，当DS1＝1时，在Q3～Q0端输出千位数据，当DS2＝1时，输出百位数据，当DS3＝1时，输出十位数据，当DS4＝1时，输出个位数据。控制单元U1根据DS1～DS4上电平的变化，通过P10、P11、P12和P13管脚分4次从模数转换电路U2的Q3、Q2、Q1和Q0管教上读取千位、百位、十位和个位的数据。其中在读取千位数据中，包括与模数转换相关的异常编码，当Q3＝0且Q0＝1时，表示输入的模拟信号超过参考电压Verf(即过量程)，这时可以通过调节前置放大器的放大比例，使得当施加在传感器上的作用力超出传感器的量程时，模数转换恰好出现过量程。从而实现根据模数转换后得到的异常编码来检测触力传感器侧的的力是否超出量程。

当施加在触力传感器上的压力超出量程时，控制单元U1启动内部定时器，在定时器中断服务程序中，向传感器保护电路输出周期性方波信号。传感器保护电路由三极管T1和蜂鸣器(BUZZER)组成，其中三极管T1的基极通过电阻R13与控制单元U1的POO管脚相连，三极管T1按接收到的方波信号的频率导通或截止(可以通过设置定时器的初始参数调节频率)；蜂鸣器的输入端与三极管T1集电极相连，当有周期性电流通过蜂鸣器时，蜂鸣器发出固定频率的报警信号，提示外部压力过大，这样可以防止长时间大负荷造成传感器损坏。蜂鸣器的输出端接+5v电源，并通过电阻R12与三极管T1的基线相连。当采样数据属于正常范围时，控制单元U1将转换后的数据通过RXD和TXD管脚组成的串行通信端口与外部PC机实现数据交换。

由于控制单元输出的CMOS/TTL电平与RS232电平关于高低电平的定义不同，因而在将控制单元U1输出的数据输入到PC机之前，还需要电平转换电路进行电平转换，在本实施例中采用MAX232芯片实现上述电平转换，其中该芯片的Vs+管脚通过电容C4接+5v电源，Vs-管脚通过电容C5接地，电容C2接在C1+和C1-管脚之间，电容C3接在C2+和C2-管脚之间，通过上述连接方式形成倍压电路，提供+10v和-10vRS232电平。控制单元RXD管脚接MAX232芯片的R1OUT管脚，并且经R1IN管脚和PC机串行口TXD管脚相连，控制单元TXD管脚接MA232芯片的T1IN，并且经T1OUT和PC机串行口RXD管脚相连，形成串行通信回路。

由于串行通信协议比较适合于长距离传输，而对于短距离传输则可以选用并行口、USB接口等。对于并行口，可以在SPP、EPP、ECP模式下，以并行方式或串行方式将转换数据从控制单元输入PC机，由于不存在电平转换问题，因而在电路中可以简单的加入缓冲器进行隔离，也可以将控制单元的端口直接和PC机并口相应管脚相连。对于USB接口，可以采用集成USB接口的单片机或ARM等，或者采用单片机或ARM+USB接口芯片实现数据传递。

PC机通过其通信端口接收数字信号，将其显示在人机交互界面上。另外，该PC机还用于根据被救治者的呼吸曲线在人机交互界面上输出恰当的体外腹式呼吸器辅助呼吸或控制呼吸的指令。

图3中，体外腹式呼吸器有底盘(16)及固定在底盘(16)的下套筒(15)，下套筒(15)外套有可升降的上套筒(12)，升降调整由升降把手(13)完成，并由固定螺栓(14)固定。横臂(17)固定于上套筒(12)外，可随其升降。电机(8)经减速器(9)减速后驱动传动轴(7)。也可根据呼吸曲线徒手转动手动把手(11)经变速箱(10)驱动传动轴(7)转动。动传动轴(7)末端安有偏心轮(6)，偏心轮(6)驱动垂直杆滑轨(4)垂直往复运动，垂直杆滑轨(4)下端连接垂直杆(2)，垂直杆(2)下端安有负压吸头(1)。垂直杆滑道(3)固定在横臂(17)上，垂直杆滑道(3)限制垂直杆(2)仅能做垂直运动。负压吸头(1)的内腔通过硬管与微型真空泵(5)相连，开启真空泵(5)，负压吸头(1)便可吸附在腹壁皮肤上。偏心轮(6)的偏心距离使垂直杆(2)垂直往复运动的距离为5-10厘米。

Claims (3)

1.一种体外腹式呼吸器，其特征在于：所述终端设备包括一个体外腹式呼吸器启动控制信号输出端，该输出端在工作时与体外腹式呼吸器相连接。

2.根据权利要求1所述的体外腹式呼吸器，其特征在于：垂直杆(2)下端安有负压吸头(1)。

3.根据权利要求1所述的一种体外腹式呼吸器，其特征在于：负压吸头(1)的内腔通过硬管与微型真空泵(5)相连。

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