一种智能可分离肌内注射装置的制作方法

本实用新型属于医疗设备技术领域，具体涉及一种智能可分离肌内注射装置。

背景技术：

在护理临床操作中，肌内注射可以说是一种非常常见的给药方式，它是指将药液通过注射器注入肌肉组织内，达到治病的目的。在临床上的应用十分广泛，但并不是什么情况都能进行肌肉注射的。如在注射部位有硬结、感染时就不宜做肌内注射治疗。肌内注射主要适用于：不宜或不能做静脉注射，要求比皮下注射更迅速发生疗效时，或者注射刺激性较强或药量较大的药物时。虽然肌内注射对于疾病的治疗十分有帮助，但是它依然存在着诸多缺陷，例如：

从患者角度来说：

1.护士进针时用力过大或过小，未达指定位置，调整针头给患者带来疼痛，使患者不适；

2.护士推注药液的速度过快或者过慢，会给患者带来疼痛感和安全隐患；

3.患者自身的心理恐惧感，从小就害怕打针；

4.患者对护士技术的不信任，精神紧张，肌肉紧绷，使注射的难度增大，疼痛感增加。

从护士角度来说：

1.护士在进行肌内注射操作时有断针的危险；

2.固定针头的手用力不均使针头移动给患者带来痛苦；

3.拔针后易扎到自己，产生职业损伤。

从以上的分析我们可以看到，现行的肌内注射操作不仅有可能给患者带来不必要的痛苦，还有可能给护士自身带来“针刺伤”这种职业损伤。“针刺伤”是指由医疗利器，如注射针头、缝合针、各种穿刺针、手术刀片等造成的意外伤害，造成皮肤深层破损和出血。近年来，随着人们职业防护意识的加强,针刺伤作为一种因职业暴露而引起的职业损伤越来越受到重视。但临床针刺伤的现状不容乐观,针刺伤后的报告制度仍不尽人意。据美国血液暴露防治通报网络系统报告，护士被针刺伤的几率在所有医务人员中多年来一直为最高，2002年占医务人员的45%，2003年占37.8%。2003年中国学者对1075名护士的问卷调查显示，针刺伤发生率为80.6%，与国外报道相似，年人均针刺伤3.5次，866名护士在1年中发生针刺伤3780次，其中被污染针头刺伤占60%。

从国家医改政策来说：

2016年医改重点工作任务明确提出，要按照“基层首诊、双向转诊、急慢分治、上下联动”的要求，以综合医改试点省份和公立医院综合改革试点城市为重点，加快推进分级诊疗，在70%左右的地市开展试点。要让老百姓“小病在社区、大病去医院”。大家都知道，很多疾病，打针是必不可少的。为了给患者打针，社区护士需要在不同的患者家庭里来回奔波。而智能可分离注射装置的操作十分简单，即使是非医护人员只要稍加讲解就可以很好地使用。这样由患者家属为患者打针，极大地减少了社区护士的工作量，使社区护士有更多的空闲时间为更多的患者治疗服务。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种智能可分离肌内注射装置。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：

一种智能可分离肌内注射装置，包括注射器，还包括圆筒状的外部套筒，外部套筒由两个半圆筒组成，两个半圆筒之间由铰链连接，外部套筒的下部内壁上设置有注射器保持架，注射器的针筒套设在注射器保持架内，注射器保持架的底部设置有光电传感器，光电传感器与扎针后的注射器的针筒底部相对应；

外部套筒的上部内壁上设置有正反转直线电机滑杆，正反转直线电机滑杆上设置正反转直线电机，正反转直线电机上设置有注射器针筒帽卡槽，外部套筒的顶部设置有一密封空腔，密封空腔内设置电源和单片机，密封空腔底部设置有正反转步进电机，正反转步进电机的底部设置有丝杠，丝杠上套设有螺母，螺母上固定连接有垫片；

所述正反转直线电机、正反转步进电机和单片机分别与电源电连接，光电传感器、正反转直线电机和正反转步进电机分别与单片机进行电连接，密封空腔的顶部设置有开关，单片机与开关电连接。

所述外部套筒的底端呈喇叭口状。

所述靠近外部套筒底端的内壁上设置有激光传感器，激光传感器与单片机电连接，密封空腔内设置声光报警装置，声光报警装置与单片机电连接。

所述注射器保持架由两个半圆筒组成。

所述正反转直线电机的个数为两个，两个正反转直线电机对称设置。

本实用新型可以确保无菌操作，整个操作过程中注射器针头都不会接触智能可分离肌内注射装置。

针对护士用力过大或过小，针头刺入注射部位速度快慢的问题，我们选择用直线电机来带动针头刺入患者身体，其反应速度快，直线电机动态固定于外部套筒内壁上，当通电时，直线电机会带动注射器在外部套筒里作快速直线运动，实现快速扎针和拔针，可有效减少患者疼痛感。

推注药液的速度我们用丝杆加螺母解决，丝杠的转动可以使螺母和垫片推动注射器活塞杆注射液体，螺母是将回转运动转化为直线运动的零件，能传递动力，使其运行平稳，这样在推液时就可把速度控制在一个均匀的范围内，大大的减轻患者痛苦。

注射药剂时针头不会晃动，外部套筒底部是喇叭状筒结构，这种设计使得整个设备注射药剂时可紧压在患者皮肤表面，注射时整个针管不会产生位移，稳定性好，针管被注射器保持架固定，对中性好。

使用直线电机带动针管自动弹出，不会因为手动拔针而伤到操作者，大大降低了针刺伤的发生概率。丝杠和步进电机由单片机控制，可正反转，电机和单片机由锂电池供电。外部套筒之间铰链连接，铰链连接是一种可拆卸式的固定连接，具有结构简单，连接可靠，拆装方便的优点。

注射装置和注射器既可以进行拼接也可以分离，操作完成后，将注射装置与注射器分离，注射器丟于医疗垃圾袋中，注射装置则可以重复使用。

本实用新型中的外部套筒是透明的，操作者在操作的过程中可以看到注射器的状态，方便操作者及时发现注射过程中出现的故障。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：

1. 操作过程中针头不会污染，确保注射治疗的安全性；

2. 扎针深度、速度和药液推注的速度都可以智能化控制，解决用力不均和推注药液速度过快或者过慢的问题，一次到位，减轻患者痛苦；

3. 有助于患者减轻心里恐惧感，减少了进针失误的可能性；

4. 注射完毕后针头可自动回缩，防止断针危险；

5. 减轻固定难度，只需捏紧注射器即可，方便操作；

6. 拔针时针头可自动回缩到针筒内，不会产生针刺伤等职业损伤；

7. 降低操作难度，患者家属就可以为患者进行肌内注射，极大地减少了社区护士的工作量。

附图说明

图1是本实用新型没有装注射器时的主视图。

图2是本实用新型安装好注射器、注射器没有刺出时的主视图。

图3是本实用新型安装好注射器、注射器没有刺出时的左视图。

图4是本实用新型安装好注射器、注射器刺出后的主视图。

其中，1是注射器；2是外部套筒；3是注射器保持架；4是正反转直线电机滑杆；5是正反转直线电机；6是注射器针筒帽卡槽；7是密封空腔；8是电源；9是单片机；10是正反转步进电机；11是丝杠；12是螺母；13是光电传感器；14是垫片；15是激光传感器；16是开关。

具体实施方式

如附图1-4所示，一种智能可分离肌内注射装置，包括注射器1，还包括圆筒状的外部套筒2，外部套筒2由两个半圆筒组成，两个半圆筒之间由铰链连接，外部套筒2的下部内壁上设置有注射器保持架3，注射器1的针筒套设在注射器保持架3内，注射器保持架3的底部设置有光电传感器13，光电传感器13与扎针后的注射器的针筒底部相对应；

外部套筒2的上部内壁上设置有正反转直线电机滑杆4，正反转直线电机滑杆4上设置正反转直线电机5，正反转直线电机5上设置有注射器针筒帽卡槽6，外部套筒2的顶部设置有一密封空腔7，密封空腔7内设置电源8和单片机9，密封空腔7底部设置有正反转步进电机10，正反转步进电机10的底部设置有丝杠11，丝杠11上套设有螺母12，螺母12上固定连接有垫片14；

正反转直线电机5、正反转步进电机10和单片机9分别与电源8电连接，光电传感器13、正反转直线电机5和正反转步进电机10分别与单片机9进行电连接，密封空腔7的顶部设置有开关16，单片机9与开关16电连接。

外部套筒2的底端呈喇叭口状。

靠近外部套筒2底端的内壁上设置有激光传感器15，激光传感器15与单片机9电连接，密封空腔7内设置声光报警装置，声光报警装置与单片机9电连接。

注射器保持架3由两个半圆筒组成。

正反转直线电机5的个数为两个，两个正反转直线电机5对称设置。

外部套筒2：整体形状为圆筒状，可以从轴向拆分为两个半圆筒，两部分由铰链连接，可以注塑而成。与患者接触前端呈喇叭口状，这种设计使得整个设备注射液体时可紧压在患者皮肤表面，注射时整个注射器不会产生位移，稳定性好，针头被注射器保持架3固定，因而不会晃动。

注射器保持架3：形状为厚壁圆筒状，可以分为两部分，用于固定注射器。

正反转直线电机5：直线电机是一种将电能直接转换成直线运动机械能的电力传动装置，它可以省去大量中间传动机构，加快系统反应速度，提高系统精确度，所以得到广泛的应用。由定子演变而来的一侧称为初级，由转子演变而来的一侧称为次级。直线电机的工作原理与旋转电机相似：当初级绕组通入交流电源时，便在气隙中产生行波磁场，次级在行波磁场切割下，将感应出电动势并产生电流，该电流与气隙中的磁场相作用就产生电磁推力。直线电机动态固定于外部套筒上，当通电时，直线电机会带动注射器在外部套筒里作快速直线运动，实现快速扎针和拔针。

正反转直线电机5上设置有转速调节装置，可以根据需要调节正反转直线电机5的转速。

正反转步进电机10：步进电机是将电脉冲激励信号转换成相应的角位移或线位移的离散值控制电机，这种电机每当输入一个电脉冲就动一步，所以又称脉冲电机。机电式步进电机由铁心、线圈、齿轮机构等组成，螺线管线圈通电时将产生磁力，推动其铁心心子运动，通过齿轮机构使输出轴转动一角度，通过抗旋转齿轮使输出转轴保持在新的工作位置；线圈再通电，转轴又转动一角度，依次进行步进运动，步进电机通电后以一定速度转动。

正反转步进电机10上设置有转速调节装置，可以根据需要调节正反转步进电机10的转速。因为有些药物需要比较慢的注射到病人肌肉内，如果过快的话会引起病人的不适，而有些药物则可较快的注射到病人肌肉内，而不会引起病人的不适。

丝杠11、螺母12和垫片14：丝杠设置在正反转步进电机的底端，正反转步进电机带动丝杠进行转动，螺母套设在丝杠上，丝杠转动带动螺母上下移动，垫片固定在螺母上，垫片随螺母上下移动，推动注射器活塞直线运动，进行注射药剂，当药剂注射完毕后，正反转步进电机反转，螺母带动垫片回退到起点。

电源8：为整个装置供电。

单片机9：微型控制系统，可以人为输入指令，用来控制直线电机和步进电机的运转。单片机9控制正反转直线电机5工作与否以及移动的距离，通过给单片机9编写程序，使得正反转直线电机5上下移动的距离等于针头需要扎入病人肌肉内的长度。单片机9控制正反转步进电机10工作与否以及螺母12移动的距离，通过给单片机9编写程序，使其控制螺母12上下移动的距离相等，并且在螺母12回退的时候，当螺母12回退的距离大于等于注射器针头的长度时，正反转直线电机5开始反转，启动拔针程序，在拔针的同时，正反转步进电机10继续工作，直至螺母12回退到起点。

光电传感器13：当药液推完时（注射器活塞杆到达最底端时），光电传感器就会向单片机发出信号，药液不到达最低端就不会向单片机发出信号。原理：在注射器保持架下端装有光电传感器，当活塞运动到下端时，光线被遮住，光电传感器呈现低电压，光电传感器就会向单片机发出信号，如果药液推不完，光线就不会被遮挡，传感器呈现高压区就不会向单片机发出信号。

激光传感器15：激光传感器的设置是为了防止正反转直线电机出现故障，当进行扎针程序时，若正反转直线电机出现故障，则其可能脱离单片机的控制，无法停止扎针，对病人造成伤害。设置激光传感器后，激光传感器可探测到针头扎下的长度，当到达设定长度时，若正反转直线电机没有停止运动，激光传感器就会将信号发送给单片机，使单片机向操作者发出声光警报，提醒操作者注意故障的发生。

本实用新型的工作过程如下：手动用注射器1吸入药剂并排出气体，打开外部套筒2的链条，把装好药剂的注射器固定到注射器保持架3内，使针筒顶端的帽檐卡入注射器针筒帽卡槽6内，并用链条固定好外部套筒；用手握住外部套筒，使外部套筒的喇叭口状底端抵在病人的皮肤上，打开开关，正反转直线电机正转，带动注射器1向下匀速运动，进行扎针动作，针刺入病人皮肤的深度是固定的，单片机9控制正反转直线电机5上下运动的距离，使得正反转直线电机5上下运动的距离等于针刺入病人皮肤的深度，当正反转直线电机5停止运动后，扎针动作结束；此时，正反转步进电机10开始工作，正反转步进电机10正转，带动丝杠11旋转，丝杠11旋转带动螺母12和垫片14向下移动，垫片14推动注射器活塞杆向下移动，药剂被注射到病人肌肉内；当光电传感器13检测到药剂已经注射完毕时，正反转步进电机10开始反转，带动丝杠11反转，丝杠11反转带动螺母12和垫片14向上移动，返回起点；正反转步进电机10转一圈，丝杠11也跟着转一圈，丝杠11转的圈数乘以丝杠11的螺距等于螺母12移动的距离，当螺母12回退时，螺母12回退的距离大于等于注射器针头的长度时，正反转直线电机5开始反转，启动拔针程序，将针拔出后，正反转直线电机5停止工作，当螺母12回退到起点时，正反转步进电机10停止工作；关闭开关，拆开外部套筒2，将注射器1取出，操作完成。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围。