一种尿流率计校准装置的制作方法

文档序号:12139815阅读:270来源:国知局

本实用新型属医疗器械的技术领域,尤其涉及一种尿流率计校准装置。



背景技术:

尿流率的测定是泌尿外科对于排尿功能障碍疾病使用最广泛、极具应用价值的筛查手段,是良性前列腺增生的必备检查项目。测量尿流率的设备是尿流率计,目前国内外尚缺少与尿流率计相关的校准规范或检测标准,也没有专门的尿流率计校准装置,校准操作主要依靠设备自带的校准程序,但当设备自身传感器出现偏差时,自校准的可信度达不到计量校准的要求。国际尿控协会制定的《尿动力学技术规范》以及我国《尿动力学检查操作指南(2010版)》均要求对尿流率计每周进行一次校准,但推荐的方法较为粗糙,仅用烧杯模拟测试方法进行校正,只能粗略估计设备的可靠性,校准方法存在较大误差且未给出详尽的操作细节。

尿流率计检测存在较大误差时,会影响医生对患者储尿和排尿相关症状的判断,进而影响临床诊断的判定和治疗方案的制定,造成严重的临床影响,因此研制一款专门的尿流率计校准装置、使尿流率计的校准建立在定量的基础上显得尤为紧迫和重要。



技术实现要素:

为了克服现有技术的缺陷,本实用新型提供了一种尿流率计校准装置,其能够对尿流率计进行精确定量校准。

解决上述问题的技术方案是:这种尿流率计校准装置,其包括依次连接的存储器、电压控制器、电机、齿轮泵,电压控制器输出期望电压到电机,电机驱动齿轮泵带动液体运转,通过齿轮泵的重复运转连续地排出液体,这些液体进入尿流率计的集尿容器,存储器存储每个期望电压及其对应的液体流量。

本实用新型通过电压控制器输出期望电压到电机,电机驱动齿轮泵带动液体运转,通过齿轮泵的重复运转连续地排出液体,这些液体进入尿流率计的集尿容器,存储器存储每个期望电压及其对应的液体流量,从而获取液体的流量曲线Q(t),与尿流率曲线Y(t)进行比较即可对尿流率计进行精确定量的校准。

附图说明

图1是本实用新型的尿流率计校准装置的一个优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

尿流率的测定是指用尿流率计测定排尿过程中的尿流率、排尿时间以及排尿量等参数,然后以尿流率曲线的形式输出检查结果。测定尿流率时只需要患者对准尿流率计上的集尿容器进行排尿,测量装置就会不断检测尿量的增加并计算出瞬时对应的尿流率,从而输出尿流率曲线。

首先根据人体排尿过程设计一条流率与时间的关系曲线Q(t),此曲线包含人体重要的尿流信息,并将此曲线以函数的形式存储在存储器中。通过校准装置的精确控制,得到流率按照Q(t)变化的水流,将此水流Q(t)流入尿流率计的集尿容器进行检测,尿流率计将输一条尿流率曲线Y(t),比较Q(t)、Y(t)之间重要参数的差异即可对尿流率计进行校准。

如图1所示,这种尿流率计校准装置,其包括依次连接的存储器、电压控制器、电机、齿轮泵,电压控制器输出期望电压到电机,电机驱动齿轮泵带动液体运转,通过齿轮泵的重复运转连续地排出液体,这些液体进入尿流率计的集尿容器,存储器存储每个期望电压及其对应的液体流量。

本实用新型通过电压控制器输出期望电压到电机,电机驱动齿轮泵带动液体运转,通过齿轮泵的重复运转连续地排出液体,这些液体进入尿流率计的集尿容器,存储器存储每个期望电压及其对应的液体流量,从而获取液体的流量曲线Q(t),与尿流率曲线Y(t)进行比较即可对尿流率计进行精确定量的校准。

优选地,所述电压控制器是微处理器。

优选地,在所述微处理器和电机之间还设有D/A转换器。

优选地,所述微处理器是MCS-51系列单片机。

优选地,所述电机是直流电机。

直流电机具有非常优秀的线性特性,其转速S与控制电压U线性相关

(即:S=k×U)。齿轮泵的齿轮是高精度咬合的,泵每转一圈泵出液体的体积是固定的,表示为v,通过泵的重复运转不间断的排出液体,其流率与转速S呈正比,即:Q=S×v。

由于水流的流率与齿轮泵的转速有关,齿轮泵的转速与电机的转速相同,电机的转速与控制电压线性相关,即:

由上述关系式可以得出Q(t)只与电压U(t)的变化有关,只要能够精确控制电压U(t)即可得到水流Q(t)。

在微处理器的控制下,由D/A转换器精确输出控制电压U(t)至电机,电机驱动齿轮泵带动水流运转,输出水流Q(t)。

将校准装置输出的水流Q(t)流入到尿流率计的集尿容器,观察尿流率计输出的曲线Y(t)与曲线Q(t)之间的差异,对两曲线中包含的重要信息进行比较,即可对尿流率计进行校准。

更进一步地,所述直流电机是无刷直流电机。

优选地,该尿流率计校准装置的校准范围是9-50ml/s。

《尿动力学检查操作指南(2010版)》(以下简称指南)中指出尿流率的测量范围是0~50mL/s,在临床检查中,有意义的最大尿流率下限值的最小值为9mL/s,故选定最小值9mL/s作为尿流率校准范围的下限值,将尿流率计的校准范围设置为9~50mL/s,校准装置的测量范围必须包含该区间。同时指南中指出尿流率计的最高分辨率为0.5mL/s,尿流率的最大值为50mL/s,欲对尿流率计进行校准,装置的误差应小于1%。所以校准装置需满足以下技术要求:尿流率的校准范围包含9~50mL/s;分辨率要小于0.5mL/s;流量的误差小于1%。

为满足指南以及临床的要求,校准装置要选择转速和每转泵出体积能够满足9~50mL/s流量范围的电机和齿轮泵,并能对电机进行精准控制,使其对尿流率的分辨率小于0.5mL/s。

由上式(1)可得,Q=U×k×v,故选择合适的电机和齿轮泵,通过控制输出至电机的电压,使流率Q的范围包括9~50mL/秒,即能满足对尿流率计最大流率校准的要求。

由于对尿流率计的校准分辨率要小于0.5mL/s,而齿轮泵每转一圈泵出液体的体积为v mL,此时齿轮泵每秒的转数应为:(0.5mL/s)/v(mL/转)=0.5/v(转/s),即要求齿轮泵的转速能够达到每秒钟5/v转以下。

为使齿轮泵的转速达到每秒钟0.5/v转以下的要求,电机控制电压的精度至少应为u=(1/k)×(0.5/v)V,令a=(1/k)×(0.5/v),故只要所选择D/A芯片的运算精度高于a即可满足要求。

微处理器作为本装置的核心元件,其作用是控制D/A转换器按照设计的电压曲线U(t)输出电压至电机,以及满足装置数据采集、数据实时处理等其他应用需求。

用校准装置进行实验,对实验结果进行分析可得本实用新型满足流量误差小于1%的要求。

以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型作任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属本实用新型技术方案的保护范围。

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