专利名称：医用远距离控制自动注射泵的制作方法
技术领域：
本实用新型属于医用注射器具体涉及一种远距离控制自动注射泵。
长期以来医院一直以有人工直接为患者静脉推注药物和补液，包括对人体进行CT检查和各种脏器造影时，同样也是由操作者在X线下直接为患者边推注各种造影剂，边作X作摄片等检查，导致医务人员机体受到X射线的直接辐射损伤。
从公告号CN2032068U和CN2032888U提供的发明，虽改进了人工操作的自动化程度并提高了注射的均匀性和安全性，但由于是属于机械变速类型，只能就近调整减速机构的变速比实现注射速率的调整，没有远距离控制操纵的相应结构，故仍需要操作人员就近直接操作观察，克服不了对为患者作CT和各种脏器造影检查时，医务操作人员在现场同样直接受X射线损伤的缺点。虽然过去操作人员平时也采用铅围裙等防护措施，但这仅是局部的防护，长时间受照射会给人体带来危害。
本实用新型的目的在于提供一种能远距离控制操纵自动注射泵，这种医用远距离控制自动注射泵，包括步进电机、减速机构、推进泵体、注射器推杆、控制显示单元，其特征在于步进电机19、减速机构、推进泵体23、注射器推杆14均安置在外壳46内，外壳46上面设有注射器针座15并开有推杆运行槽13，推杆14由运行槽13伸出机壳外，外壳46的面板上设有电源开关1、预置键1、清除键11和余量逐减显示灯12，上述部件上起组成了注射泵，控制单元安置在机箱47内，机箱47面板上设有停止键2、注射键3、复位键4、注射器选择键5、6、注射速率选择键7、注射速率显示窗8和声光报警显示9，由注射、复位转向控制电路IC20－4、IC211－4、三相脉冲产生器IC22、触发器IC171－3组成的电机转向控制、驱动电路与上述部件一起组成了操纵台，注射泵和操纵台之间通过导线18相联，组成远距离控制自动注射泵。
本实用新型的原理是采用电子控制电路，以数字式脉冲驱动，控制步进电机，通过机械执行系统推动注射器，按预选的速率自动推注，从而实现注射器中药液逐渐通过注射针管注入体内。
本实用新型的优点在于整机的二个独立分机可以远距离或隔室分放，由操纵台操纵台控制注射泵自动安全推注药液，克服了长期以来医务操作人员在X线下直接为患者作CT和各种脏器造影检查时受X线对机体损伤的缺点。本机设有的注射器选择系统可以配用各种容量的注射器，达到广泛用于医学临床各科进行X线造影诊断，药物治疗和动物实验研究，为医学临床提供了新一代的医疗设备。操作台面板采用公知的柔片触膜键盘，功能键压感灵敏，操作方便。
以下结合附图和实施例对本实用新型的具体结构及工作情况作一详细说明
图1为本实用新型的整机示意图。
图2为本实用新型注射泵剖面结构示意图。
图3a为本实用新型泵体结构示意图。
b为本实用新型图3a的A－A剖面结构示意图。
图4为本实用新型整机控制电路原理示意图。
图5为运行状态选择控制单元原理图。
图6为余量逐减显示、报警单元原理图。
附
图1a包括由运行状态选择停止键2、注射键3、复位键4；注射器选择20ml键5、50ml键6；注射速率选择键ml／h7；注射速率ml／h显示窗8和报警显示9构成的操纵台。注射器选择可以设20ml、50ml和其他各种容量的注射选择键和电路，注射器速率选择；包括注射速率预选ml／h7从右至左共设有三对上、下箭头的触膜键，各对键依次表示个、拾、百位数目，可采用步进或连续方式触压箭头朝上键时，数字显示步进递增或连续增加，用同样方式触头朝下键时，显示数逐减或连续减少，因此做对位预选。注射速率调节范围1－999ml／h，可按临床要求设置注射速率规定范围，其选择的注射速率ml／h由数码显示窗8显示。附
图1中的b面板功能键包括电源键1、预置键10、清除键11由十个指示灯组成的容量逐减显示12，它们和食品顶盖上面设置的推杆运行槽13、推杆14、注射器固定架座15、注射器16、注射器柱塞17和功能控制电路构成了注射泵。附
图1中的操纵台和注射泵之间通过长导线18连接构成本实用新型的整机。
减速机构可以采用齿轮副，也可以采用附图2所示的皮带轮20、21和传动皮带22的结构。
附图2为本实用新型的注射泵机械执行系统剖面结构示意图，包括步进电机19、大小带轮20、21和带动大小带轮20、21运转的转动皮带22、泵体23、推杆14、运行限位、到位报警系统控制电路包括双向遮光板26，注射限位断流器27、复位限位断流器28，容量逐减断流器29，梳状遮光板30、变压器32、固定步进电机的电机座31和整机外壳40。
最简单的推进泵体可由丝杠24、滑块25和轴承36、45组成。附图3给出了一种专门设计的推进泵体结构。
附图3(a)为本实用新型泵体结构示意图，附图3(b)为本实用新型图3(a)中的A－A剖面图，包括泵体的左右端盖33，44泵体上盖34、泵体下盖35、左右轴承36、45、大带轮紧固螺钉36、丝杠24、滑块25、推杆紧固螺钉38、丝杠平行托块39、平行导向滑槽41。
本实用新型的机械执行系统(注射泵箱)结构，包括机械动力、泵体、注射器固定支架座，由固定在电机固定座31上的步进电机19和小带轮21同轴连接，大带轮20和泵体23中的丝杠24同轴连接，大小带轮20、21由传动皮带22连接，来传动同轴的丝杠24，在丝杠24两端安装轴承36、45与泵体23两端的左右端盖33、44紧配安装，使两端连接之间为滚动磨损，以减小阻力。当操纵台向步进电机19送入一定频率的脉冲信号时，连接在步进电机19上的小带轮21通过传动皮带22带动大带轮20与同轴的丝杠24旋转，构成机械动力。丝杠24水平向置于由泵体左右端盖33、44、泵体上盖34、泵体下盖35构成的长方形泵体盒内。泵体上盖34设有与丝杠24面积一致的平行导向滑槽41，滑块25垂直穿架在丝杠24上，通过丝杠24的旋转使滑块25随之作线位移运动。滑块25垂直卡架在丝杠24上传动效率高，滑块25上端制成“十”字形的横向托块39卡置在泵体上盖34的平行导向滑槽41内滑配运行，滑块25纵向上端与推杆14底部相紧配接，并用紧固螺钉38固定。推杆14从泵体上盖34的平行导向滑槽41伸出基板43、面板42的推杆运行槽上13，推杆的圆形片状端与固定在面板42上的注射器固定架座15的注射器注塞17柄相抵，机械动力系统带动泵体23中的丝杠24，滑块25推杆14在泵体上盖滑槽41内作左右线位移运动，由此推动注射器注射。
在滑块25下端伸出泵体下盖35的部位是呈倒“T”形，其上安装有双向遮光板26，随同滑块25同步运动、与固定在泵体左端盖33下的复位限位断流器28，固定在泵体右端盖44的注射限位断流器27及相应的电子元件组成控制电路构成注射复位限位控制与重置停止电路。
在泵体下盖35上安装由10片遮光片组成的梳状遮光板30，并与固定在滑块25下端的余量逐减断流器29和安装带有十个发光二极管组成的金属逐减显示灯12、蜂鸣器及其他的电子元件组成控制电路，构成余量逐减显示、余量报警电路。
注射器固定架座15的卡口与安装在基板43、面板42上的扣钉相固定，并能脱衔交换，配置使用不同规格注射器。
图4为本实用新型整机控制电路图。有如下电路系统构成运行状态选择控制电路该电路由三组电子互锁开关IC161－3，IC171－3构成，分别通过控制键K1、K2、K3进行运行状态选择，K1为注射键3，K2为复位键4，K3为停止键2，每个键上均设有指示灯显示。当触压某键时，显示灯启亮，以示进入该键的工作状态；其他二种键不显示，即表示未进入相应的工作运行状态。
注射器选择电路注射器选择电路由二组电子互锁开关IC231－2、IC241－2、脉冲振荡器及电子开关IC181－4、IC201－3、IC251－4组成。如触压注射器选择键6(50ml)K4，指示灯亮，由所选择注射器控制电路送出相应的振荡频率F，经电子开关IC19－4送出F信号，F信号经过预选注射预置比例乘法电路完成频率与注射率的当量转换，这时实际注射速率和预选注射速率显示值相符合。
注射速率选择电路注射速率预选(ml／h )由三组加／减置位选择器IC1－3、IC6－8、IC11－18构成，触压注射速率预选ml／h键7的三组箭头上下的选择器件(K6－K11)可进行注射速率的＋／－步进或连续方式的对位预选，预选值由三位数码管IC5、IC10、IC15在显示窗8显示。预选值并对由系统乘法器IC4、IC9、IC14构成的转速－注射速率ml／h当量变换电路进行置位，送入的主脉冲F按比例乘法系数预置量变换成相应的脉冲频率，控制步进电机的转速，完成脉冲频率与注射速度的当量变换，使注射器实现注射速率和显示值完全相符合。
电机的转向控制与驱动系统电路由注射、复位转向控制电路IC20－4、IC211－4按注射复位运动方向的要求，控制三相脉冲产生器IC22的J6r、J61的电平，使三相脉冲分配输出正向或反向脉冲序例，以控制步进电机的正反向方向旋转。三相脉冲产生器IC22的J6r、J61的电平是由运行状态选择中的D触发器IC171－3输出电平及反相器IC20－4控制。三相脉冲产生器IC22并将前级输入的单脉冲变换成步进电机要求的三相序例脉冲，经步进电机驱动电路完成三相脉冲功率放大，满足步进电机正常运行的功率要求。
注射限位控制与重置停止运行电路当注射运行到达预定位置，即药液注射完毕，双向遮光板26伸进注射限位控制元件断流器27的凹槽中遮断了断流器27中的光路，则使注射限位电子开关IC19－4截止，主脉冲F不能通过，电机自动停止转动。当复位运行到达预定位置时，双向遮光板26伸进复位限位断流器28的凹槽中，阻断了断流器28中的光路，则使复位限位电子开关IC19－3截止，主脉冲F不能通过，电机停止转动。注射及复位运行到位后，机构自动停止转动，同时使重置电路IC23输出高电平，送到运行选择电路IC16－3，使运行状态自动进入停止运行状态，并使停止键2显示灯亮。上述部件与运行状态选择控制电路一起组成了运行状态选择控制单元(参见图5)。
余量逐减显示及余量报警电路在注射泵机械执行系统面板上设有十个指示灯LED1－10构成余量逐减显示12。注射过程中随注射器内药液的减少，余量逐减显示灯12从左向右依次亮移。注射器内的药液注完总容量的十分之一时，左起第一只灯亮；注完总容量的2／10药量时第二只灯亮，而第一只灯熄，以此类推。当推注到十分之九药液时，第九只灯亮，余量报警电路启动，发出声光报警信号，此时的推注剩余药量3／4ml提醒注射即将结束。在第十只灯亮时表示全部药液注射完，由于注射限位控制电路的作用，仪器自动进入停止运行状态。如果只需注射满容量的十分之五，可先按触注射泵面板上的预置键10五次，使显示12的第五个指示灯亮，这样可使储备量报警量准确。当注射器满刻度注射时，每次注射前都应触压清除键11一次，使储备量报警与储备量逐减位置指示一致、准确。在药液推注过程中，注射泵由控制电路控制，储备量逐减断流器29随滑块25同步从左到右运行，在每通过梳状遮光板30的光片凸起条时，断流器29时十进计数器IC24输出一个高电平脉冲，使连接在十进计数器IC25上的发光二极管依次从LED1～LED10亮为止。若注射到满量过程的十分之九时LED9亮，其余全熄，同时向音乐电路IC25送入触发信号，使蜂呜器Y和LED9声光同步报警，报警由9显示。上述部件组成了储备量逐减显示及报警单元(参见图6)。
临床使用实施例，以选择50ml注射器为例使用前先将仪器的注射泵置于X光或CT室检查诊断台边，操纵台置于隔室或远离X光球管的安全地带，二分机间用长导线相连接。选择50ml注射器6和相应的卡口式注射器架座15，并固定。将抽药液后的注射器柱塞17与推杆14相抵，开启电源1，停止键2指示灯亮，这时注射速率ml／h显示窗8的显示数值为任一数值。轻触注射器选择50ml键6显示灯亮，然后按需要的注射速率作预选，按触注射速率预选键7的上、下三相箭头键，用步进或连续方式进行。选择值由注射速率窗8显示，所示值即为本次临床要求的推注速率。按常规将固定于注射器固定架15上的注射器配上注射针头刺入患者静脉中，并固定针头，做推注准备。按触清除键11、预置键10使所需注入容量和量程显示同步，按触注射键3，注射键3灯启亮，同时停止键2灯熄，注射泵整机进入注射工作状态。这时操作者离开X光检查诊断床，进入隔室操纵控制台。本机以预选的注射速率对步进电机19送入相应的脉冲，并按一定速度驱动机械执行系统向一定方向旋转，同时带动推杆14从左向右运行，推动注射器柱塞17向注射器16中滑行，这样药液逐减被推出注射到人体。在推注药液的过程中，按需要可随时变更注射速率或停止注射。药液注射量可以由余量逐减显示12表示出，当余量约为4ml时报警显示9报警、显示，提醒操作者药液即将注完。当药液注完时，注射自动停止，并由重置停止电路送出信号，使注射键3显示灯熄而停止键显示灯2亮。操作者如重复操作时应按复位键4，其显示灯亮，停止键2显示灯熄，电机反转，使推杆14从右向左运行，到达预定位置时，仪器自停，停止键2显示灯亮，复位键4显示灯熄。
权利要求1.一种医用远距离控制自动注射泵，包括步进电机、减速机构、推进泵体、注射器推杆、控制显示单元，其特征在于步进电机19、减速机构、推进泵体23、注射器推杆14均安置在外壳46内，外壳46上面设有注射器针座15并开有推杆运行槽13，推杆14由运行槽13伸出机壳外，外壳46的面板上设有电源开关1、预置键10、清除键11和余量逐减显示灯12，上述部件一起组成了注射泵，控制单元安置在机箱47内，机箱47面板上设有停止键2、注射键3、复位键4、注射器选择键5、6、注射速率选择键7、注射速率显示窗8和声光报警显示9，由注射、复位转向控制电路IC20-4、IC211-4、三相脉冲产生器IC22、触发器IC171-3组成的电机转向控制、驱动电路与上述部件一起组成了操纵台，注射泵和操纵台之间通过导线18相联，组成远距离控制自动注射泵。
2.如权利要求1的自动注射泵，其特征在于推进泵体23由左右端盖33、44、上盖34、下盖35、左右轴承36、45、丝杆24、滑块25组成，左右端盖33、34和上下盖34、35组成一个长方形泵体盒，泵体上盖34上设有平行导向滑槽41，丝杆24由左右端盖33、34的轴承36、45支撑，滑块25通过螺纹垂直卡架在丝杠24上，滑块25上端为十字形托块39，托块39卡置在滑槽41内，推杆14由螺钉38紧固在托块39上端，滑块25下端伸出泵体下盖35呈倒T形。
3.如权利要求1的自动注射泵，其特征在于滑块下端的倒T形体上安装有双向遮光板26，泵体左端盖33上安装有复位限位断流器28，泵体右端盖44上安装有注射限位断流器27，三组电子互锁开关IC161－3、IC171－3和与注射键3对应的开关K1、与复位键4对应的开关K2、与停止键2对应的开关K3组成运行状态选择控制电路，电子开关IC193－4、IC23组成注射、复位限位控制与重置停止运行电路，上述部件一起组成运行状态选择控制单元。
4.如权利要求2或3的自动注射泵，其特征在于泵体下盖35上安装有由10片遮光片组成的梳状遮光板30，滑块25下端的倒T形件上安装有余量逐减断流器29，余量逐减指示灯12为十支发光二极管LED1－10，上述部件与十进位计数器IC24、音乐片IC25、蜂呜器Y一起组成了余量逐减显示及报警单元。
5.如权利要求1到4之一的自动注射泵，其特征在于二组电子互锁开关IC231－2、IC241－2、脉冲振荡器及电子开关IC181－4、IC201－3、IC251－4、电子开关IC19－4组成注射器选择电路，三组加／减置位选择器IC1－3、IC6－8、I以1－18、与注射速率选择键7对应的开关K6～K11、三位数码管IC5、IC10、IC15和乘法器IC4、IC9、IC14组成注射速率选择电路。
专利摘要本实用新型提供一种远距离控制医用自动注射装置，由操纵台和注射泵组成，之间通过长导线相连接，可远距离自动控制推注药液。该机的控制操纵系统采用柔性膜片键盘，将开关元件、显示窗融为一体，操作简便。本机用数字式脉冲驱动步进电机，通过机械系统推动注射器将药液自动注射到人体，可广泛用于临床各科，特别适用于CT、X线脏器造影检查，减少了医务人员受放射线损伤的危害，为医学临床提供了一种新型的医疗仪器设备。
文档编号A61M5/142GK2126509SQ9222333
公开日1993年1月6日 申请日期1992年6月4日 优先权日1992年6月4日
发明者王国林 申请人:苏州医学院