颈动脉血流阻断自动控制装置以及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种颈动脉血流阻断自动控制装置以及控制方法。控制装置由安装底板、滑动支架、气压阻断模块、气压控制模块和n个无线血氧测量模块构成。气压控制模块安装在滑动支架的气压控制模块导槽内，滑动支架安装在底板的滑动支架导槽内。气压阻断模块置于气压控制模块下方并且连为一体。无线血氧测量模块对血氧值进行计算。气压控制模块内单片机通过无线通信电路接收无线血压测量模块的血氧值、采集压力传感器的压力并对气压阻断模块的气压进行加压和减压自动控制。气压控制模块和血氧测量模块中的单片机按照程序控制流程进行气压控制和血氧测量控制。本发明采用无线通信的方法简化结构设计，去除了多余连线，科学、可靠、实用，效果好。
【专利说明】颈动脉血流阻断自动控制装置以及控制方法
一、【技术领域】
[0001]本发明涉及一种医疗仪器，特别涉及一种压迫颈动脉，从体外阻断颈动脉血流的仪器。
二、【背景技术】
[0002]对于某些疾病的检测和治疗，需要暂时性阻断患者一侧的颈动脉血流，临床常由医生徒手操作，而由于医生的经验和疲劳等原因，徒手操作往往会影响诊疗效果。中国专利ZL89221081.8、ZL92231446.2、ZL99253968.4公开了三种阻断颈动脉血流的颈动脉压迫器械，解决了由医生徒手操作，阻断患者颈部动脉血流的问题。但是，这三种器械还存在以下问题:1不能监测血流阻断效果并根据血流阻断效果及时调整所施压力和阻断时间；2不能获得颈动脉血流阻断数据，包括所施压力、施压时间、血流阻断效果等。中国专利ZL200910058468.5解决了上述问题，但是产生了新的不足:1整体结构不尽合理，连线太多太长，在诊疗中可能影响其他的操作；2设计方案复杂，不科学，实际使用可靠性不好；3血氧传感器过少，只能监测一个部位；4血氧传感器采用透射方式，有线连接，不利于操作。
三、
【发明内容】
[0003]本发明的目的，是针对现有技术的不足，提供一种全新的颈动脉血流阻断自动控制装置和控制方法。这种装置既能实现自动阻断颈动脉血流，提高手术质量，又能很好地简化设备结构，极大提高设备的科学性、可靠性、实用性。
[0004]本发明的目的是这样达到的:
[0005]控制装置由安装底板、滑动支架、气压阻断模块、气压控制模块和无线血氧测量模块构成。滑动支架安装在安装底板上，气压控制模块安装在滑动支架的气压控制模块导槽内，气压阻断模块置于气压控制模块下方并且连为一体，无线血氧测量模块根据需要设置η个。气压控制模块内设置有单片机对气压阻断模块的气压自动控制，进行加压和减压，设置有无线通信电路与无线血氧测量模块实现无线信号传输。无线血氧测量模块内设置有单片机进行血氧测量控制，设置有无线通信模块与气压控制模块实现无线信号传输。
[0006]所述安装底板由安装底板基座、颈托和滑动支架导槽构成，滑动支架导槽设置于安装底板基座的两侧，颈托固定在安装底板上。
[0007]滑动支架由气压控制模块固定支架、气压控制模块导槽、滑动支架固定座构成。气压控制模块支架的下方连接滑动支架固定座，通过滑动支架固定座将滑动支架安装在安装底板的滑动支架导槽内。
[0008]所述气压阻断模块是在气压阻断外圈内安置气压阻断伸缩节，在气压阻断伸缩节的下端设置颈动脉接触橡胶圈，在气压阻断伸缩节的上端设置密封橡胶圈，密封橡胶圈与气压控制模块中的连通气管密封连接，在气压阻断外圈的外侧设置有气压阻断外圈螺纹，气压阻断外圈螺纹与气压控制模块上的气压阻断模块安装内螺纹吻合。
[0009]气压控制模块的内部为气压控制组件，气压控制组件设置在外壳内，外壳设置有操控按钮、显示器，外壳下方设有与连通气管连接的连接口、气压阻断模块安装内螺纹和密封垫圈，气压控制模块通过气压控制模块外壳固定螺帽固定在滑动支架的气压控制模块导槽内。
[0010]气压控制模块的气压控制组件包括单片机、放气驱动电路、充气驱动电路、无线通信电路、气压保护模块、压力传感器以及放大与滤波电路，放气驱动电路连接放气阀，充气驱动电路连接充气泵，密封的连通气管分别密封连接压力传感器、放气阀、充气泵、气压阻断模块、气压保护模块；单片机与放气驱动电路、充气驱动电路、放大与滤波电路以及无线通信电路连接。无线通信电路与无线血氧测量模块中的血氧测量无线通信模块实现无线通信。单片机控制放气驱动电路驱动放气阀放气、控制充气驱动电路驱动充气泵充气，压力传感器感应气压阻断模块的气压，通过放大与滤波电路放大压力传感器感应的压力信号对其进行滤波，滤波后的信号传送到单片机。
[0011]无线血氧测量模块由无线测量安装底座和无线血氧电路板构成。无线测量安装底座上分别开有90°和45°的透光孔。无线血氧电路板上安装血氧测量单片机、血氧测量无线通信模块、红色发光管、红外发光管和光电二极管。血氧测量单片机对红色发光管和红外发光管进行发光控制，接收光电二极管的信号并与血氧测量无线通信模块进行信号交换，血氧测量无线通信模块发布血氧饱和度信号到气压控制模块的无线通信电路。
[0012]无线测量安装底座上分别开有2个45°的红色发光管透光孔，2个红外光透光孔和I个90°光电二极管透光孔，无线血氧电路板上安装红色发光管A，红色发光管B，红外发光管A、红外发光管B和光电二极管。
[0013]在气压控制模块中用密封的连通气管分别密封连接压力传感器、放气阀、充气泵、气压阻断模块和气压保护模块的方法，使得上述功能模块的气压保持一致，使压力传感器的气压与气压阻断模块、气压保护模块相等；气压控制模块中的单片机通过无线通信电路接收无线血氧测量模块的血氧饱和度，当血氧饱和度过低时，控制放气驱动电路驱动放气阀放气，使得气压阻断模块压力减小；单片机通过自身带的模数转换模块采集压力传感器的压力值，当发现压力太小时，控制充气驱动电路驱动充气泵充气，为气压阻断模块加压，当发现压力太大时，控制放气驱动电路驱动放气阀放气，保持压力的最佳状态，使得颈动脉的血流按照设定值随气压阻断模块的压力变化自动控制；无线血氧测量模块依次根据红色光A、红外光A、红色光B、红外光B发光时光电二极管的数据进行血氧饱和度计算，计算结果通过血氧测量无线通信模块发送到气压控制模块的无线通信电路。
[0014]气压控制模块中的单片机程序控制流程是:开始后，第一步:分别设置最低血氧饱和度、最高气压值、最低气压值、最佳气压值；第二步:接收各无线血氧测量模块的血氧饱和度，计算所检测的最小血氧饱和度，判断检测的最小血氧饱和度是否低于设置的最小血氧饱和度，是:驱动放弃阀短暂放气并返回第二步的开始步骤，否:进入第三步；第三步:读入压力传感器气压值，判断气压值是否大于设置的最高气压值，是:驱动放气阀短暂放气并返回第三步的开始步骤，否:判断气压值是否小于设置的最低气压值，是:驱动充气泵短暂充气并返回第三步的开始步骤，否:进入第四步；第四步:读入压力传感器压力值，判断气压值是否大于设置的最佳气压值，否:直接进入第五步，是:驱动放气阀短暂放气进入第五步，第五步:再次读入压力传感器压力值，判断气压值是否小于设置的最佳气压值，否:直接进入第二步，是:驱动充气泵短暂充气，进入第二步，重复循环。无线血氧测量模块中的单片机控制程序流程是:开始后，控制红色发光管A发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组RedDataA，控制红外发光管A发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组IRedDataA，控制红色发光管B发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组RedDataB，控制红外发光管B发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组IRedDataB，根据采集的数据计算血氧饱和度，将血氧饱和度无线发送到气压控制模块的无线通信电路。
[0015]血氧饱和度的计算过程是:开始后，找出RedDataA所有极大值点，计算RedDataA所有极大值点的平均值，存储到变量MaxRedA，找出RedDataA所有极小值点，计算RedDataA所有极小值点的平均值，存储到变量MinRedA ；找出IRedDataA所有极大值点，计算IRedDataA所有极大值点的平均值，存储到变量MaxIRedA，找出IRedDataA所有极小值点，计算IRedDataA所有极小值点的平均值，存储到变量MinIRedA ;找出RedDataB所有极大值点，计算RedDataB所有极大值点的平均值，存储到变量MaxRedB，找出RedDataB所有极小值点，计算RedDataB所有极小值点的平均值，存储到变量MinRedB ;找出IRedDataB所有极大值点，计算IRedDataB所有极大值点的平均值，存储到变量MaxIRedB，找出IRedDataB所有极小值点，计算IRedDataB所有极小值点的平均值，存储到变量MinIRedB ;通过计算公式K=(MaxRedA-MinRedA)(MaxIRedB-MinIRedB)/(MaxIRedA-MinIRedA)/(MaxRedB-MinRedB)计算系数K值,判断K值是否大于I,是:按如下计算方法计算DelRed, DelIRed, MeanRed,MeanIRed:DelRed=MaxRedA-MinRedA, DelIRed=MaxIRedA-MinIRedA, MeanRed=RedDataA的平均值，MeanIRed=RedIDataA的平均值；否:按如下计算方法计算DelRed, DelIRed,MeanRed, MeanIRed:DeIRed=MaxRedB-MinRedB, Del IRed=MaxIRedB-MinIRedB,MeanRed=RedDataB的平均值，MeanIRed=RedIDataB的平均值，最后得到血氧饱和度，即血氧饱和度=X+Y(DelRedXMeanlRed/MeanRed/DelIRed ;其中，X，Y的值通过抽取两个不同个人的血液，通过有创化学血氧测量仪测量所抽取两个人血液中的血氧饱和度值，同时测量并计算两个人的DelRed, DelIRed, MeanRed, MeanIRed,并建立以X，Y为变量的两个二元一次方程，求解二元一次方程得到X，Y的值。
[0016]在血氧饱和度的计算过程中，找出数据所有极大值点的方法是:寻找判断数据前后30个采样点，如果前后30个采样点的数据都小于等于该采样点的数据，则判断该点为极大值，如果在50个采样点内有两个极大值点，这将这两个极大值点只算一个，另一个删除。
[0017]找出数据所有极小值点的方法是:寻找判断数据前后30个采样点，如果前后30个采样点的数据都大于等于该采样点的数据，则判断该点为极小值，如果在50个采样点内有两个极小值点，则将这两个极小值点只算一个，另一个删除。
[0018]本发明的积极效果是:1简化结构设计，采用无线通信，去除多余连接线，排除了医生在手术过程中因连接线过多的干扰；2采用全新的设计方案，更加科学，更加可靠，血流控制更加精准，更加个性化；3采用多点血氧测量模式，测量点根据需要确定，使得控制和保护更加有效，手术效果更好，对病人的损害减小到最小。
四、【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1是本颈动脉血流阻断控制装置结构示意图。
[0020]图2是安装底`板结构示意图。[0021]图3是滑动支架结构示意图。
[0022]图4是气压阻断模块结构剖面示意图，其中，15气压阻断外圈，17气压阻断外圈螺纹，13颈动脉接触橡胶圈显示剖面，14气压阻断伸缩节、16密封橡胶圈未做剖视。
[0023]图5是气压控制模块外壳示意图。
[0024]图6是气压控制模块电路组件示意图。
[0025]图7是气压保护模块结构示意图。
[0026]图8是无线血氧测量模块外形示意图。
[0027]图9是无线血氧测量模块安装底座顶面示意图。
[0028]图10是无线血氧测量模块安装底座侧面示意图。
[0029]图11无线血氧测量模块电路结构示意图。
[0030]图12是无线血氧测量模块中红色发光管、红外发光管、光电二极管电路图。图中，Dl红色发光管A，D2红色发光管B，D4红外发光管B，D5红外发光管B，Ul光电二极管。
[0031]图13是气压控制模块中气压控制组件、无线血氧测量模块中的单片机及其周边电路图。
[0032]图14是气压控制模块中气压控制组件的电源和压力测量电路图。
[0033]图15是气压控制模块中气压控制组件的键盘电路图。
[0034]图16是显示电路的数码管`模块电路图。
[0035]图17是气压控制模块中气压控制组件中的无线通信电路、无线血氧测量模块中的无线通信模块的电路图。
[0036]图18是气压控制的控制流程图。
[0037]图19是无线血氧测量流程图。
[0038]图20是血氧饱和度计算流程框图。
[0039]图中，I安装底板，2滑动支架，3气压阻断模块，4气压控制模块，5无线血氧测量模块，6安装底板基座，7颈托，8-1、8-2滑动支架导槽，9气压控制模块固定支架，10气压控制模块导槽，11-1、11-2滑动支架固定座，12-1、12-2、12-3、12-4滑动支架固定螺帽，13颈动脉接触橡胶圈，14气压阻断伸缩节，15气压阻断外圈，16密封橡胶圈，17气压阻断外圈螺纹，18气压阻断模块安装螺纹，19密封垫圈，20气管安装处，21-1、21-2气压控制模块外壳固定螺帽，22操控按钮，23显示器，24单片机，25放大与滤波电路，26放气驱动电路，27放气阀，28压力传感器，29气压保护模块，30充气泵，31充气驱动电路，32连通气管，33无线通信电路，34保护气管，35保护橡胶圈，36无线血氧测量电路板，37无线血氧测量安装底座，38红色发光管A透光孔，39红外发光管A透光孔，40红色发光管B透光孔，41红外发光管B透光孔，42光电二极管透光孔，43放光管A透光孔倾角，44光电二极管透光孔倾角，46发光管B透光孔倾角，47红色发光管A，48红外发光管A，49红色发光管B，50红外发光管B，51光电二极管，52血氧测量单片机，53血氧测量无线通信模块。
五、【具体实施方式】
[0040]附图给出了本发明的实施例。
[0041]参见附图1-6.[0042]控制装置由安装底板1、滑动支架2、气压阻断模块3、气压控制模块4和无线血氧测量模块5构成。滑动支架2安装在安装底板I上，气压控制模块4安装在滑动支架2的气压控制模块导槽10内。气压阻断模块3置于气压控制模块4下方并且连为一体，无线血氧测量模块5根据需要设置η个。气压控制模块4内设置有单片机对气压进行自动控制，进行加压和减压，设置有无线通信电路与无线血氧测量模块实现无线信号传输。无线血氧测量模块5内设置有单片机进行血氧测量控制，设置有无线通信模块与气压控制模块4实现无线信号传输。
[0043]安装底板I由安装底板基座6、颈托7和滑动支架导槽8构成，滑动支架导槽8-1、8-2设置于安装底板基座的两侧，颈托7固定在安装底板上I上。安装底板基座用于固定颈托和滑动支架导槽，并通过滑动支架导槽固定滑动支架。颈托用于诊疗中支撑颈部，滑动支架导槽用于滑动支架的滑动与定位。滑动支架2由气压控制模块固定支架9、气压控制模块导槽10、滑动支架固定座11构成，气压控制模块支架9的下方连接滑动支架固定座
11-1、11-2，通过滑动支架固定座11-1、11-2将滑动支架2安装在安装底板I的滑动支架导槽8-1、8-2内。滑动支架可以在安装底板上滑动并固定在安装底板上同时滑动支架为气压控制模块提供滑动和安装支架。气压控制模块固定支架用于固定气压控制模块。气压控制模块导槽10使得气压控制模块可以沿着导槽移动。滑动支架固定座与气压控制模块固定支架连接，安装在滑动支架导槽中，使得气压控制模块固定支架可以沿着滑动支架导槽移动。滑动支架固定螺帽12-1、12-2、12-3、12-4用于将气压控制模块固定支架紧固在滑动支架导槽上，滑动支架固定螺帽拧紧时，使得气压控制模块固定支架位于滑动支架导槽的固定位置，不能再滑动。
[0044]气压阻断模块3是在气压阻断外圈15内安置气压阻断伸缩节14，在气压阻断伸缩节14的下端设置颈动脉接触橡胶圈13，在气压阻断伸缩节14的上端设置密封橡胶圈16，气压阻断模块3与气压控制模块中的连通气管32密封连接，在气压阻断外圈15的外侧设置有气压阻断外圈螺纹1 7，气压阻断外圈螺纹17与气压控制模块上的气压阻断模块安装内螺纹18相吻合。
[0045]气压阻断模块在气压的控制下，使得气压阻断伸缩节伸缩，控制对颈动脉的压力。颈动脉接触橡胶圈为安装在气压阻断伸缩节上的橡胶圈，用于接触颈动脉，增加皮肤舒适性；气压阻断伸缩节14为圆柱形，在气压的作用下，可以在气压阻断外圈内伸缩，用于增加或减少对颈动脉的压力。气压阻断外圈15为圆筒形，气压阻断伸缩节可以在气压阻断外圈内往返移动。密封橡胶圈16套在气压阻断伸缩节上，在保证气压阻断伸缩节可以在气压阻断外圈内灵活移动的前提下，使得压阻断伸缩节与气压阻断外圈无缝接触，气压阻断外圈里外气体密封。气压阻断外圈螺纹为外丝螺纹，用于安装在气压控制模块相应内丝螺纹上。
[0046]气压控制模块4的内部为气压控制组件，气压控制组件设置在外壳内，外壳设置有操控按钮22、显示器23，外壳下方设有与连通气管32连接的连接口 20以及气压阻断模块安装内丝螺纹18和密封垫圈19，气压控制模块通过气压控制模块外壳固定螺帽21-1、21-2固定在滑动支架2的气压控制模块导槽10内。
[0047]气压控制模块安装螺纹是内丝螺纹与气压阻断外圈螺纹配合，用于将气压阻断模块固定在气压控制模块上。密封垫圈用于气压阻断模块连接气压控制模块的密封。气压阻断模块与气压控制模块连接后，其连接处只有一个气体出口，即气管安装处20。这个气体出口用于与气压控制电路的气体出口连接。气压控制模块外壳固定螺帽21-1、21-2用于将气压控制模块固定在滑动支架上，操控按钮用于设置气压控制电路的控制参数，显示器用于显示所设置的控制参数以及电路所测量的血氧和气压参数。
[0048]气压控制模块的气压控制组件包括单片机24、放气驱动电路26、充气驱动电路31、无线通信电路33、气压保护模块29、压力传感器28、放大与滤波电路25，放气驱动电路26连接放气阀27，充气驱动电路31连接充气泵30，密封的连通气管32分别密封连接压力传感器28、放气阀27、充气泵30、气压阻断模块3、气压保护模块29 ;单片机24与放气驱动电路26、充气驱动电路31、放大与滤波电路25以及无线通信电路33连接。单片机24控制放气驱动电路26驱动放气阀27放气、控制充气驱动电路31驱动充气泵30充气。
[0049]气压控制组件用于根据血氧测量值控制气压阻断模块的气压。用密封气管连接压力传感器、放气阀、充气泵、气压阻断模块、气压保护模块，使得上述功能模块的气压保持一致，压力传感器的气压与气压阻断模块、气压保护模块相等。单片机通过无线通信电路接收无线血氧测量模块的血氧饱和度，当血氧饱和度过低时，控制放气驱动电路驱动放气阀，使得气压阻断模块压力减小。单片机通过自身带的模数转换模块采集压力传感器的压力值，当发现压力太小时，控制充气驱动电路驱动充气泵充气，为气压阻断模块加压。放气驱动电路在单片机的控制下，驱动放气阀放气。放气阀在放气驱动电路的驱动下，由单片机控制放气，降低气压阻断模块气压。放大与滤波电路放大压力传感器感应的压力信号，并对其进行滤波。压力传感器感应气压阻断模块的气压。气压保护模块为防止气压过高而提供气压保护。充气泵在充气驱动电路的驱动下，由单片机控制充气，增加气压阻断模块气压。充气驱动电路在单片机控制下，驱动充气泵充气。本例中连通气管为具有5个连接口的密封气管，用于密封连接压力传感器、放气阀、充气泵、气压阻断模块、气压保护模块，使得各模块气压一致。压力传感器28感应气压阻断模块3的气压，通过放大与滤波电路25放大压力传感器感应的压力信号并对其进行滤波，滤波后的信号传送到单片机24。
[0050]参见附图7。气压保护模块29由保护气管34和保护橡胶圈35构成。保护气管用于连接连通气管和保护橡胶圈，保护橡胶圈套在保护气管上。当气压阻断模块气压小于保护橡胶圈的保护气压时，保护橡胶圈套保持对保护气管的密封。当气压阻断模块气压大于保护橡胶圈的保护气压时，保护橡胶圈可以漏气，使得气压阻断模块气压不能超过保护橡胶圈的保护值。
[0051]参见附图13。气压控制模块中气压控制组件、无线血氧测量模块中的单片机及其周边电路图。单片机选择MSP430F135，美国TI公司生产，J7为电磁阀，Ql为电磁阀驱动电路，J8为充气泵，Q2为充气泵驱动电路，J2为单片机的仿真接口，S_R为复位键，周边电路为复位电路，Y3, Y4为晶体振荡器。
[0052]图14是气压控制模块中气压控制组件的电源和压力测量电路图。图中，LM117为电源转换芯片，MPXV5050为motorola公司生产的压力传感器，LM324为运算放大器，其周边电路构成放大与滤波电路。
[0053]图15是操控按钮电路中的键盘模块，图16是显示电路，采用数码管模块显示。
[0054]参见附图17。气压控制模块中的无线通信电路33与无线血氧测量模块5中的血氧测量无线通信模块53实现无线通信。气压控制模块中气压控制组件中的无线通信电路和无线血氧测量模块中的无线通信模块的电路采用了相同的无线传输模块，图中，U9:CC2520:无线传输芯片为`美国TEXAS INSTRUMENTS公司生产，UlO: CC2591:无线传输前端芯片为美国TEXAS INSTRUMENTS公司生产。
[0055]参见附图8-12。无线血氧测量模块5由无线测量安装底座37和无线血氧电路板36构成。无线测量安装底座37上分别开有90°和45°的透光孔，2个45°的红色发光管透光孔38、40，2个红外光透光孔39、41和I个90°光电二极管透光孔42。无线血氧电路板36上安装血氧测量单片机52、血氧测量无线通信模块53、红色发光管A47、红色发光管B49，红外发光管A48、红外发光管B50、光电二极管51。
[0056]图12是无线血氧测量模块中红色发光管、红外发光管、光电二极管电路图。图中，Dl红色发光管A，D2红色发光管B，D4红外发光管B，D5红外发光管B，Ul光电二极管。
[0057]血氧测量单片机52对红色发光管和红外发光管进行发光控制，接收光电二极管的信号并与血氧测量无线通信模块53进行信号交换，血氧测量无线通信模块53发布血氧饱和度信号到气压控制模块4的无线通信电路33。
[0058]参见附图13、17。无线血氧测量模块中的单片机及其周边电路采用了与气压控制电路模块相同的单片机。无线通信电路采用了与气压控制电路模块相同的无线通信电路。
[0059]血氧测量单片机52对红色发光管和红外发光管进行发光控制，接收光电二极管的信号并与血氧测量无线通信模块53进行信号交换，血氧测量无线通信模块53发布血氧饱和度信号到气压控制模块4的无线通信电路33。
[0060]参见附图18、19、20。
[0061]颈动脉血流阻断控制装置的控制方法，采用在气压控制模块中用密封的连通气管分别密封连接压力传感器、放气阀、充气泵、气压阻断模块和气压保护模块的方法，使得上述功能模块的气压保持一致， 使压力传感器的气压与气压阻断模块、气压保护模块相等；气压控制模块中的单片机通过无线通信电路接收无线血氧测量模块的血氧饱和度，当血氧饱和度过低时，控制放气驱动电路驱动放气阀放气，使得气压阻断模块压力减小。单片机通过自身带的模数转换模块采集压力传感器的压力值，当发现压力太小时，控制充气驱动电路驱动充气泵充气，为气压阻断模块加压，当发现压力太大时，控制放气驱动电路驱动放气阀放气，保持压力的最佳状态，使得颈动脉的血流按照设定值随气压阻断模块的压力变化自动控制。无线血氧测量模块依次根据红色光A、红外光A、红色光B、红外光B发光时光电二极管的数据进行血氧饱和度的计算，计算结果通过无线通信模块发送到气压控制模块的无线通/[目电路。
[0062]气压控制模块中的单片机程序控制流程是:第一步:分别设置最低血氧饱和度、最高气压值、最低气压值、最佳气压值；第二步:接收各无线血氧测量模块的血氧饱和度，计算所检测的最小血氧饱和度，判断检测的最小血氧饱和度是否低于设置的最小血氧饱和度，是:驱动放弃阀短暂放气并返回第二步的开始步骤，否:进入第三步；第三步:读入压力传感器气压值，判断气压值是否大于设置的最高气压值，是:驱动放气阀短暂放气并返回第三步的开始步骤，否:判断气压值是否小于设置的最低气压值，是:驱动充气泵短暂充气并返回第三步的开始步骤，否:进入第四步；第四步:读入压力传感器压力值，判断气压值是否大于设置的最佳气压值，否:直接进入第五步，是:驱动放气阀短暂放气进入第五步，第五步:再次读入压力传感器压力值，判断气压值是否小于设置的最佳气压值，否:直接进入第二步，是:驱动充气泵短暂充气，进入第二步，重复循环。
[0063]无线血氧测量模块中的单片机控制程序流程是:开始后，控制红色发光管A发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组RedDataA，控制红外发光管A发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组IRedDataA，控制红色发光管B发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组RedDataB，控制红外发光管B发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组IRedDataB，根据采集的数据计算血氧饱和度，将血氧饱和度无线发送到气压控制模块的无线通信电路。
[0064]在血氧饱和度计算时，按照图20的流程进行。开始后，找出RedDataA所有极大值点，计算RedDataA所有极大值点的平均值，存储到变量MaxRedA，找出RedDataA所有极小值点，计算RedDataA所有极小值点的平均值，存储到变量MinRedA ；找出IRedDataA所有极大值点，计算IRedDataA所有极大值点的平均值，存储到变量MaxIRedA，找出IRedDataA所有极小值点，计算IRedDataA所有极小值点的平均值，存储到变量MinIRedA ；找出RedDataB所有极大值点，计算RedDataB所有极大值点的平均值，存储到变量MaxRedB，找出RedDataB所有极小值点，计算RedDataB所有极小值点的平均值，存储到变量MinRedB ；找出IRedDataB所有极大值点，计算IRedDataB所有极大值点的平均值，存储到变量MaxIRedB，找出IRedDataB所有极小值点，计算IRedDataB所有极小值点的平均值，存储到变量MinIRedB ;通过计算公式K= (MaxRedA-MinRedA)(MaxIRedB-MinIRedB)/(MaxIRedA-MinIRedA)/(MaxRedB-MinRedB)计算系数 K 值。判断K值是否大于I,是:按如下计算方法计算DelRed, DelIRed, MeanRed, MeanIRed:DelRed=MaxRedA-MinRedA, DelIRed=MaxIRedA-MinIRedA, MeanRed=RedDataA 的平均值，MeanIRed=RedIDataA 的平均值；否:按如下计算方法计算 DelRed, DelIRed, MeanRed,MeanIRed:DeIRed=MaxRedB-MinRedB, DelIRed=MaxIRedB-MinIRedB, MeanRed=RedDataB的平均值，MeanIRed=RedIDataB的平均值，最后得到血氧饱和度，即血氧饱和度=X+Y(DelRedXMeanlRed/MeanRed/DellRed。其中，X，Y的值通过抽取两个不同个人的血液，通过有创化学血氧测量仪测量抽取两个人血液中的血氧饱和度值，同时测量并计算两个人的DelRed，DelIRed，MeanRed，MeanIRed，并建立以X，Y为变量的两个二元一次方程,求解二元一次方程得到X，Y的值。最后得到血氧饱和度。
[0065]找出数据所有极大值点的方法:寻找判断数据前后30个采样点，如果前后30个采样点的数据都小于等于该采样点的数据，则判断该点为极大值。如果在50个采样点内有两个极大值点，这将这两个极大值点只算一个，另一个删除。
[0066]找出数据所有极小值点的方法:寻找判断数据前后30个采样点，如果前后30个采样点的数据都大于等于该采样点的数据，则判断该点为极小值。如果在50个采样点内有两个极小值点，则将这两个极小值点只算一个，另一个删除。
【权利要求】
1.一种颈动脉血流阻断控制装置，其特征在于:控制装置由安装底板(I)、滑动支架(2)、气压阻断模块(3)、气压控制模块(4)和无线血氧测量模块(5)构成，滑动支架(2)安装在安装底板(I)上，气压控制模块(4 )安装在滑动支架(2 )的气压控制模块导槽(10 )内，气压阻断模块(3)置于气压控制模块(4)下方并且连为一体，无线血氧测量模块(5)根据需要设置η个；气压控制模块(4)内设置有单片机对气压进行自动控制，进行加压和减压，设置有无线通信电路与无线血氧测量模块实现无线信号传输； 无线血氧测量模块(5)内设置有单片机进行血氧测量控制，设置有无线通信模块与气压控制模块(4)实现无线信号传输。
2.如权利要求1所述的颈动脉血流阻断控制装置，其特征在于:所述安装底板(I)由安装底板基座(6)、颈托(7)和滑动支架导槽(8)构成，滑动支架导槽(8-1、8-2)设置于安装地板基座的两侧，颈托(7)固定在安装底板上(I)； 所述滑动支架(2)由气压控制模块固定支架(9)、气压控制模块导槽(10)、滑动支架固定座(11)构成，气压控制模块支架(9 )的下方连接滑动支架固定座(11-1、11-2 )，通过滑动支架固定座(11-1、11_2)将滑动支架(2)安装在安装底板(I)的滑动支架导槽(8-1、8-2)内； 所述气压阻断模块(3)是在气压阻断外圈(15)内安置气压阻断伸缩节(14)，在气压阻断伸缩节(14)的下端设置颈动脉接触橡胶圈(13)，在气压阻断伸缩节(14)的上端设置密封橡胶圈(16)，在气压阻断外圈(15)的外侧设置有气压阻断外圈螺纹(17)，气压阻断外圈螺纹(17)与气压控制模块上的气压阻断模块安装内螺纹(18)相吻合。
3.如权利要求1所述的颈动脉血流阻断控制装置，其特征在于:所述气压控制模块(4)的内部为气压控制组件，气压控制组件设置在外壳内，外壳设置有操控按钮(22)、显示器(23)，外壳下方设有与连通气管(32)连接的连接口(20)以及气压阻断模块安装内螺纹`(18)和密封垫圈(19)，气压控制`模块通过气压控制模块外壳固定螺帽(21-1、21-2)固定在滑动支架(2)的气压控制模块导槽(10)内； 所述气压控制模块的气压控制组件包括单片机(24)、放气驱动电路(26)、充气驱动电路(31)、无线通信电路(33)、气压保护模块(29)、压力传感器(28)、放大与滤波电路(25)，放气驱动电路(26 )连接放气阀(27 )，充气驱动电路(31)连接充气泵(30 )，密封的连通气管(32)分别密封连接压力传感器(28)、放气阀(27)、充气泵(30)、连接接口(20)、气压保护模块(29);单片机(24)与放气驱动电路(26)、充气驱动电路(31)、放大与滤波电路(25)以及无线通信电路(33)连接； 无线通信电路(33)与无线血氧测量模块(5)中的血氧测量无线通信模块(53)实现无线通信，单片机(24 )控制放气驱动电路(26 )驱动放气阀(27 )放气、控制充气驱动电路(31)驱动充气泵(30)充气； 压力传感器(28)感应气压阻断模块(3)的气压，通过放大与滤波电路(25)放大压力传感器感应的压力信号并对其进行滤波，滤波后的信号传送到单片机(24)。
4.如权利要求1所述的颈动脉血流阻断控制装置，其特征在于:所述无线血氧测量模块(5 )由无线测量安装底座(37 )和无线血氧电路板(36 )构成，无线测量安装底座(37 )上分别开有90°和45°的透光孔；无线血氧电路板(36)上安装血氧测量单片机(52)、血氧测量无线通信模块(53)、红色发光管、红外发光管和光电二极管(51)，血氧测量单片机(52)对红色发光管和红外发光管进行发光控制，接收光电二极管的信号并与血氧测量无线通信模块(53)进行信号交换，血氧测量无线通信模块(53)发布血氧饱和度信号到气压控制模块(4)的无线通信电路(33)。
5.如权利要求4所述的颈动脉血流阻断控制装置，其特征在于:无线测量安装底座(37)上分别开有90°和45°的透光孔是开有2个45°的红色发光管透光孔(38、40)，2个红外光透光孔(39、41)和I个90°光电二极管透光孔(42)，无线血氧电路板(36)上安装红色发光管A (47)、红色发光管B (49)，红外发光管A (48)、红外发光管B (50)、光电二极管(51)。
6.一种颈动脉血流阻断控制装置的控制方法，其特征在于:采用在气压控制模块中用密封的连通气管分别密封连接压力传感器、放气阀、充气泵、气压阻断模块和气压保护模块的方法，使得上述功能模块的气压保持一致，使压力传感器的气压与气压阻断模块、气压保护模块相等；气压控制模块中的单片机通过无线通信电路接收无线血氧测量模块的血氧饱和度，当血氧饱和度过低时，控制放气驱动电路驱动放气阀放气，使得气压阻断模块压力减小；单片机通过自身带的模数转换模块采集压力传感器的压力值，当发现压力太小时，控制充气驱动电路驱动充气泵充气，为气压阻断模块加压，当发现压力太大时，控制放气驱动电路驱动放气阀放气，保持压力的最佳状态，使得颈动脉的血流按照设定值随气压阻断模块的压力变化自动控制；无线血氧测量模块依次根据红色光A、红外光A、红色光B、红外光B发光时光电二极管的数据进行血氧饱和度的计算，计算结果通过血氧测量无线通信模块发送到气压控制模块的无线通信电路。
7.如权利要求6所述的颈动脉血流阻断控制装置的控制方法，其特征在于:气压控制模块中的单片机程序控制流程是:开始后，第一步:分别设置最低血氧饱和度、最高气压值、最低气压值、最佳气压值；第二步:接收各无线血氧测量模块的血氧饱和度，计算所检测的最小血氧饱和度，判断检测的最小血氧饱和度是否低于设置的最小血氧饱和度，是:驱动放气阀短暂放气并返回第二步的开始步骤，否:进入第三步；第三步:读入压力传感器气压值，判断气压值是否大于设置的最高气压值，是:驱动放气阀短暂放气并返回第三步的开始步骤，否:判断气压值是否小于设置的最低气压值，是:驱动充气泵短暂充气并返回第三步的开始步骤，否:进入第四步；第四步:读入压力传感器压力值，判断气压值是否大于设置的最佳气压值，否:直接进入第五步，是:驱动放气阀短暂放气进入第五步，第五步:再次读入压力传感器压力值，判断气压值是否小于设置的最佳气压值，否:直接进入第二步，是:驱动充气泵短暂充气，进入第二步，重复循环。
8.如权利要求6所述的颈动脉血流阻断控制装置的控制方法，其特征在于:无线血氧测量模块中的单片机控制程序流程是:开始后，控制红色发光管A发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组RedDataA，控制红外发光管A发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组IRedDataA，控制红色发光管B发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组RedDataB，控制红外发光管B发光，200HZ采样频率采集5秒光电二极管数据，存储到数据组IRedDataB，根据采集的数据计算血氧饱和度，将血氧饱和度无线发送到气压控制模块的无线通信电路。
9.如权利要求6所述的颈动脉血流阻断控制装置的控制方法，其特征在于:血氧饱和度的计算过程是:开始后，找出RedDataA所有极大值点，计算RedDataA所有极大值点的平均值，存储到变量MaxRedA，找出RedDataA所有极小值点，计算RedDataA所有极小值点的平均值，存储到变量MinRedA ;找出IRedDataA所有极大值点，计算IRedDataA所有极大值点的平均值，存储到变量MaxIRedA，找出IRedDataA所有极小值点，计算IRedDataA所有极小值点的平均值，存储到变量MinIRedA ；找出RedDataB所有极大值点，计算RedDataB所有极大值点的平均值，存储到变量MaxRedB，找出RedDataB所有极小值点，计算RedDataB所有极小值点的平均值，存储到变量MinRedB ;找出IRedDataB所有极大值点，计算IRedDataB所有极大值点的平均值，存储到变量MaxIRedB，找出IRedDataB所有极小值点，计算IRedDataB所有极小值点的平均值，存储到变量MinIRedB ;通过计算公式K= (MaxRedA-MinRedA)(MaxIRedB-MinIRedB)/(MaxIRedA-MinIRedA)/(MaxRedB-MinRedB)计算系数K值,判断K值是否大于I,是:按如下计算方法计算DelRed, DelIRed, MeanRed,MeanIRed:DeIRed=MaxRedA-MinRedA, DelIRed=MaxIRedA-MinIRedA, MeanRed=RedDataA的平均值，MeanIRed=RedIDataA的平均值；否:按如下计算方法计算DelRed, DelIRed,MeanRed, MeanIRed:DeIRed=MaxRedB-MinRedB, Del IRed=MaxIRedB-MinIRedB,MeanRed=RedDataB的平均值，MeanIRed=RedIDataB的平均值，最后得到血氧饱和度，即血氧饱和度=X+Y(DelRedXMeanlRed/MeanRed/DellRed ;其中，X, Y的值通过抽取两个不同个人的血液，通过有创化学血氧测量仪测量所抽取的两个人血液中的血氧饱和度值，同时测量并计算两个人的DelRed，DelIRed, MeanRed, MeanIRed,并建立以X，Y为变量的两个二元一次方程，求解二元一次方程得到X，Y的值。
10.如权利要求9所述的颈动脉血流阻断控制装置的控制方法，其特征在于:在血氧饱和度的计算过程中，找出数据所有极大值点的方法是:寻找判断数据前后30个采样点，如果前后30个采样点的数据都小于等于该采样点的数据，则判断该点为极大值，如果在50个采样点内有两个极大值点，这将这两个极大值点只算一个，另一个删除； 找出数据所有极小值点的方法是:寻找判断数据前后30个采样点,如果前后30个采样点的数据都大于等于该采样点的数据，则判断该点为极小值，如果在50个采样点内有两个极小值点，则将这两个极小值点只算一个，另一个删除。
【文档编号】A61B5/1455GK103610485SQ201310664468
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2013年12月10日
【发明者】莫思特, 李亮, 张建军, 宁佳, 罗林丽 申请人:四川大学