一种心血管介入手术穿刺部位按压装置的制作方法

本发明属于医疗设备技术领域，尤其涉及一种心血管介入手术穿刺部位按压装置。

背景技术：

目前，心血管介入术后，需要对患者的穿刺部位进行长时间的按压，人工按压较为劳累，费时费力。

现有的穿刺部位按压装置智能化程度低；不能对心血管介入手术穿刺部位按压的压力进行实施检测，不能避免意外发生。

现有的心血管介入手术穿刺部位监控装置普遍存在判定条件单一，漏警和虚警概率高，报警信号传输不可靠的问题。

射频功放是无线通信系统中的重要设备，保证射频功放的较高线性度是预失真的重要基础。在射频功放长期运行过程中,非线性不断增加，使得功放的输出效率降低，引起幅度和相位失真，导致误比特率增加；引起寄生频谱增加产生大量谐波分量和互调失真，从而严重影响通信传输质量，降低系统性能；同时由于非线性使功放发热增加，将造成器件加速老化，因此必须进行功率补偿。常规的功率补偿方法功率效率底下或者结构复杂、成本较高或者带宽受限、稳定性差。包络跟踪自适应数字预失真能够克服上述缺点。当前，预失真器根据其在系统中的位置可以分为三类：1、射频(RF-RadioFrequency)预失真技术 (杨建涛,高俊,王柏杉,黄炳凯.基于LUT(Look-Up-Table)射频预失真技术[J]. 海军工程大学学报,2009(4):78-81+97.冯永生.预失真射频功率放大器的研究 [D].北京：北京邮电大学，2007.胡欣，王刚，王自成，罗积润.射频预失真器与基带预失真算法结合对行波管功率放大器线性化改善的影响[J].通信学报， 2012(7):158–163.沈涛.射频预失真器研究[D].西安：西安电子科技大学，2006)；2、中频(IF-IntermediateFrequency)预失真技术(张素敏.中频数字预失真法改善功率放大器的非法性[J].无线电工程,2005(8):59-61.郭荣新，李国刚.基于IP核的数字预失真系统设计[J].吉林师范大学学报(自然科学版)， 2011(4):70-73+76)；3、基带预失真技术(南敬昌，李新春，刘元安，唐碧华.功放数字基带预失真理论分析和仿真实现[J].系统仿真学报,2008(12),3220-3222+3228.刘宁.功放数字基带预失真算法研究及硬件实现 [D].西安：西安电子科技大学，2011.赵洪新，陈忆元，洪伟.一种基带预失真 RF(Rad ioFrequency)功率放大器线性化技术的模型仿真与实现[J].通信学报， 2000(5):41-47)。

射频预失真(RF-RadioFrequency)与中频预失真 (IF-IntermediateFrequency)属于模拟预失真的范畴，较高的效率和低廉的成本是其优点，缺点在于需要时时更新模拟参数以适应功放的特性，需要有源器件在射频或者中频控制模拟器件，实现起来比较困难，目前只适用于卫星系统、前馈线性化的初始线性提高等对线性度要求不高的场合；基带预失真能够在低频下进行处理，可以用DSP(DigitalSignalProcessor)、 FPGA(FieldProgrammableGateArray)等高速数字信号处理芯片实现对信号的低频搬移，具有灵活的处理方法和较强的适应性。公开资料表明：包络跟踪对电源的要求较高，需要动态调整供电电压而不是采用固定电压供电。

本发明提供一种自适应预失真功率放大器，解决一种可实现不同系统切换、具有高灵敏度和可重构的包络跟踪自适应预失真功率放大器。

综上所述，现有技术存在的问题是：心血管介入术后，需要对患者的穿刺部位进行长时间的按压，人工按压较为劳累，费时费力。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种心血管介入手术穿刺部位按压装置。

本发明是这样实现的，一种心血管介入手术穿刺部位按压装置包括：

安装在橡胶囊一侧，至少一用于检测橡胶囊压力信息的压力传感器；

安装在肢体放置槽上，至少一用于检测心血管介入手术穿刺部位按压后实时压力信息的压力感应器；

安装在横梁上，与压力传感器、压力感应器信号连接，用于显示压力信息并进行调控充气泵工作状态的显示控制装置；

安装充气泵上，用于接收显示控制装置信号的信息接收模块；

安装充气泵上，与信息接收模块连接，用于控制充气泵充气运行的信息控制模块；

所述压力传感器或压力感应器信号采集中，首先用感知构建在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；

对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程其中 h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：

则观测其中b1,…,bL看作滤波器系数；子矩阵ΦFT的奇异值是格拉姆矩阵G(ΦF,T)＝Φ′FTΦFT特征值的算术根，验证G(Φ F,T)的所有特征值λi∈(1-δK,1+δK),i＝1,…,T，则ΦF满足RIP，并通过求解如下式最优化问题来重构原信号：

即通过线性规划方法来重构原信号，亦即BP算法；

针对实际压缩信号，如语音或图像信号的采集，则修改ΦF为如下形式：

如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解如下式最优化问题，精确重构出原信号：

其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵。

本发明的压力传感器或压力感应器信号采集获得的数据可提高近6个百分点。

进一步，所述的显示控制装置包括：

状态监控模块，用于实时监控心血管介入手术穿刺部位心血管脉动频率、血氧饱和度、以及与人体健康状态相关的数据；

接收器阵列模块，用来接收状态监控模块发送的信息，并将该信息上传给核心服务器；

核心服务器，用于负责集中处理状态监控模块上报的信息和信标接收器发送的心血管介入手术穿刺部位位置信息，并将预处理结果发送至监控中心。

进一步，所述监控中心，用于负责接收核心服务器发来的心血管介入手术穿刺部位位置信息和状态监控模块发送的信息；在心血管介入手术穿刺部位判定为危险状态时，向显示控制装置发出警报。

进一步，所述状态监控模块包括主控模块、传感器子系统、自组网通信模块、网络传输模块、第一UI模块和第一储能组件，具体为：

主控模块，用于负责管理传感器子系统、自组网通信模块、网络传输模块、第一UI模块和第一储能组件；

传感器子系统，利用低功耗数字3轴加速计、光学心率和生物电阻抗传感器共同组成的传感器子系统，实时监控心血管脉动频率、血氧饱和度、以及与人体健康状态相关的数据，通过自组网通信模块上报给主控模块；

自组网通信模块，用于负责与周围其他状态监控模块建立并维护无线自组织网络；

网络传输模块，用于负责周期性的向建立链接的接收器发送网络消息，同时将传感器子系统上报的状态数据通过自组织网络和事先布设好的接收器阵列模块上传给核心服务器；

第一UI模块，用于负责提供人机接口，实现用户信息设置；

第一储能组件，用于采用小体积纽扣电池为整个设备提供电能。

进一步，所述接收器阵列模块由多个相互独立的信标信号接收器组成，按的心血管介入手术穿刺部位形状布设在心血管上端；每个接收器具有唯一的ID 编号，并且ID编号与接收器所布设的位置一一对应。

进一步，所述主控模块集成有用于可实现不同模块切换、具有高灵敏度和可重构的预失真功率放大器；所述预失真功率放大器包括：

现场可编程门阵列，用于完成数字预失真和包络生成；

包络调制器，通过线缆与现场可编程门阵列连接，通过射频线缆与包络跟踪功率放大器连接，用于抑制包络跟踪功率放大器产生的峰均比；

包络跟踪功率放大器，通过线缆与包络调制器连接，用于提高漏极电压从低输入功率到峰值功率的饱和状态的效率；

抗混叠滤波器，通过射频线缆现场与可编程门阵列和包络跟踪功率放大器连接，用于降低输出电平中的混叠成分；

自适应模块，通过射频线缆与环形器连接，用于自适应地调节数字预失真的补偿特性；

电源接口，连接第一储能组件；

环形器；与包络跟踪功率放大器包和自适应模块连接。

进一步，所述包络生成由包络整合和包络映射构成；包络整合用于消除高频分量；包络映射用于映射包络到漏极电压的瞬时包络的测量；

所述包络跟踪功率放大器的功率管为LDMOS，运行环境为并行多波段模式。

进一步，所述的心血管介入手术穿刺部位按压装置设置有底座、固定孔、第一支架、肢体放置槽、第二支架、第二螺纹卡销、第三支架、第三螺纹卡销、横梁、滑块、连接块、橡胶囊、柱型棉球、进气孔、气管、第一伸缩杆、第二伸缩杆、第三伸缩杆、第一螺纹卡销；

所述底座固定连接第一支架，所述第一支架顶部固定连接肢体放置槽，所述第二支架和第三支架上部固定连接横梁，所述横梁上安装有滑块，所述滑块下部固定连接连接块；所述连接块开有进气孔；内部中空连接橡胶囊，所述橡胶囊粘接柱型棉球，所述气管一端连接连接块一端连接充气泵；所述第一支架螺纹连接第一螺纹卡销，上部间隙连接第一伸缩杆，所述第二支架螺纹连接第二螺纹卡销；上部间隙连接第二伸缩杆；所述第三支架螺纹连接第三螺纹卡销，上部间隙连接第三伸缩杆；

所述充气泵位于底座一侧；所述橡胶囊一侧开有排气控制阀。

进一步，所述第一支架、第二支架、第三支架与第一螺纹卡销、第二螺纹卡销、第三螺纹卡销连接部位均设置有螺纹。

进一步，所述进气孔部位设置有单向阀；

所述底座开设有两个固定孔与第二支架和第三支架配合。

本发明的优点及积极效果为：该装置省去人工按压费时、费力，同时结构设置简单，便于操作，可更换的柱型棉球更为卫生。

本发明穿刺部位按压装置智能化程度高；能对心血管介入手术穿刺部位按压的压力进行实施检测，能避免意外发生。

本发明通过多种传感器的分布式采集，核心服务器的集中处理，改善了信息的处理效率，提高报警信息的可靠性。通过引入自组织网络，为整个系统的信息传递提供了额外的链路，有效的保障了状态信息的传输。接收阵列的引入，实现了多点协作辅助定位，降低发生危险概率，保障患者的安全性。

本发明可以满足监控中心访问不同的系统和服务，具有高灵敏度、可重构的射频发射功能，支持现有频段和潜在的未来的无线网络。

本发明功耗极低，采用DPD(Digital Pre-Distortion)保证其线性化进行功率补偿，大大降低了维护的工作量。

本发明能够有效地降低辐射，满足相关的环保标准。

本发明设置的抗混叠滤波器，提高了ETPA(Envelope tracking Power Amplifier)的效率，避免了较大的峰均比。

本发明设置的功放链路，将输入信号进行放大，以达到输出功率的需求，采用LDMOS(Laterally Diffused Metal Oxide Semiconductor)管，以提高漏极电压从低输入到峰值饱和状态的运行效率。对显示控制装置的应用提供基础性保证。

附图说明

图1是本发明提供的心血管介入手术穿刺部位按压装置结构示意图；

图2是本发明提供的显示控制装置连接图。

图中：1、底座；2、固定孔；3、第一支架；4、肢体放置槽；5、第二支架； 6、第二螺纹卡销；7、第三支架；8、第三螺纹卡销；9、横梁；10、滑块；11、连接块；12、橡胶囊；13、柱型棉球；14、进气孔；15、气管；16、充气泵； 17、第一伸缩杆；18、第二伸缩杆；19、第三伸缩杆；20、第一螺纹卡销；21、排气控制阀；22、压力传感器；23、压力感应器；24、显示控制装置；25、信息接收模块；26、信息控制模块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示,本发明实施例提供的心血管介入手术穿刺部位按压装置，包括:

安装在橡胶囊12一侧，至少一用于检测橡胶囊压力信息的压力传感器22；

安装在肢体放置槽4上，至少一用于检测心血管介入手术穿刺部位按压后实时压力信息的压力感应器23；

安装在横梁9上，与压力传感器22、压力感应器23信号连接，用于显示压力信息并进行调控充气泵工作状态的显示控制装置24；

安装充气泵16上，用于接收显示控制装置信号的信息接收模块25；

安装充气泵16上，与信息接收模块25连接，用于控制充气泵16充气运行的信息控制模块26。

本发明实施例提供的心血管介入手术穿刺部位按压装置还包括:

底座1、固定孔2、第一支架3、肢体放置槽4、第二支架5、第二螺纹卡销 6、第三支架7、第三螺纹卡销8、横梁9、滑块10、连接块11、橡胶囊12、柱型棉球13、进气孔14、气管15、充气泵16、第一伸缩杆17、第二伸缩杆18、第三伸缩杆19、第一螺纹卡销20。

底座1固定连接第一支架3，第一支架3顶部固定连接肢体放置槽4，第二支架5和第三支架7上部固定连接横梁9，横梁9上安装有滑块10，滑块10下部固定连接连接块11，连接块11开有进气孔14，内部中空连接橡胶囊12，橡胶囊12粘接柱型棉球13，气管15一端连接连接块11一端连接充气泵12，第一支架3螺纹连接第一螺纹卡销20，上部间隙连接第一伸缩杆17，第二支架5 螺纹连接第二螺纹卡销6，上部间隙连接第二伸缩杆18，第三支架7螺纹连接第三螺纹卡销8，上部间隙连接第三伸缩杆19。

作为本发明的优选实施例，第一支架3、第二支架5、第三支架7与第一螺纹卡销20、第二螺纹卡销6、第三螺纹卡销8连接部位均设置有螺纹。

所述充气泵16位于底座一侧；所述橡胶囊一侧开有排气控制阀21。

作为本发明的优选实施例，进气孔14部位设置有单向阀。

作为本发明的优选实施例，底座1开设有两个固定孔2与第二支架5和第三支架7配合。

本发明首先将人体穿刺部位放置在肢体放置槽4内，调节第一支架3使肢体处于舒适的位置，将第二支架5、第三支架7固定在固定孔2内，调节第二支架5、第三支架7上的第二伸缩杆和第三伸缩杆，使得横梁9接近肢体，调节滑块10使得柱型棉球13紧贴在在穿刺部位上方，挤压充气泵16，使得橡胶囊12 膨胀压住穿刺部位。

下面结合具体分析对本发明作进一步描述。

本发明实施例提供的压力传感器或压力感应器信号采集中，首先用感知构建在独立的采样周期内对目标信号x(t)进行采集，并用A/D方式对信号进行数字量化；然后，对量化后的信号x(i)进行降维；最后，对降维后的信号进行重构；其中t为采样时刻，i为量化后的信号排序；

对量化后的信号进行降维，具体是对量化后的信号通过有限脉冲响应滤波器的差分方程其中 h(0),…,h(L-1)为滤波器系数，设计基于滤波的压缩感知信号采集框架，构造如下托普利兹测量矩阵：

则观测其中b1,…,bL看作滤波器系数；子矩阵ΦFT的奇异值是格拉姆矩阵G(ΦF,T)＝Φ′FTΦFT特征值的算术根，验证G(Φ F,T)的所有特征值λi∈(1-δK,1+δK),i＝1,…,T，则ΦF满足RIP，并通过求解如下式最优化问题来重构原信号：

即通过线性规划方法来重构原信号，亦即BP算法；

针对实际压缩信号，如语音或图像信号的采集，则修改ΦF为如下形式：

如果信号在变换基矩阵Ψ上具有稀疏性，则通过求解如下式最优化问题，精确重构出原信号：

其中Φ与Ψ不相关，Ξ称为CS矩阵。

本发明的压力传感器或压力感应器信号采集获得的数据可提高近6个百分点。

所述的显示控制装置包括：

状态监控模块，用于实时监控心血管介入手术穿刺部位心血管脉动频率、血氧饱和度、以及与人体健康状态相关的数据；

接收器阵列模块，用来接收状态监控模块发送的信息，并将该信息上传给核心服务器；

核心服务器，用于负责集中处理状态监控模块上报的信息和信标接收器发送的心血管介入手术穿刺部位位置信息，并将预处理结果发送至监控中心。

所述监控中心，用于负责接收核心服务器发来的心血管介入手术穿刺部位位置信息和状态监控模块发送的信息；在心血管介入手术穿刺部位判定为危险状态时，向显示控制装置发出警报。

所述状态监控模块包括主控模块、传感器子系统、自组网通信模块、网络传输模块、第一UI模块和第一储能组件，具体为：

主控模块，用于负责管理传感器子系统、自组网通信模块、网络传输模块、第一UI模块和第一储能组件；

传感器子系统，利用低功耗数字3轴加速计、光学心率和生物电阻抗传感器共同组成的传感器子系统，实时监控心血管脉动频率、血氧饱和度、以及与人体健康状态相关的数据，通过自组网通信模块上报给主控模块；

自组网通信模块，用于负责与周围其他状态监控模块建立并维护无线自组织网络；

网络传输模块，用于负责周期性的向建立链接的接收器发送网络消息，同时将传感器子系统上报的状态数据通过自组织网络和事先布设好的接收器阵列模块上传给核心服务器；

第一UI模块，用于负责提供人机接口，实现用户信息设置；

第一储能组件，用于采用小体积纽扣电池为整个设备提供电能。

所述接收器阵列模块由多个相互独立的信标信号接收器组成，按的心血管介入手术穿刺部位形状布设在心血管上端；每个接收器具有唯一的ID编号，并且ID编号与接收器所布设的位置一一对应。

所述主控模块集成有用于可实现不同模块切换、具有高灵敏度和可重构的预失真功率放大器；所述预失真功率放大器包括：

现场可编程门阵列，用于完成数字预失真和包络生成；

包络调制器，通过线缆与现场可编程门阵列连接，通过射频线缆与包络跟踪功率放大器连接，用于抑制包络跟踪功率放大器产生的峰均比；

包络跟踪功率放大器，通过线缆与包络调制器连接，用于提高漏极电压从低输入功率到峰值功率的饱和状态的效率；

抗混叠滤波器，通过射频线缆现场与可编程门阵列和包络跟踪功率放大器连接，用于降低输出电平中的混叠成分；

自适应模块，通过射频线缆与环形器连接，用于自适应地调节数字预失真的补偿特性；

电源接口，连接第一储能组件；

环形器；与包络跟踪功率放大器包和自适应模块连接。

所述包络生成由包络整合和包络映射构成；包络整合用于消除高频分量；包络映射用于映射包络到漏极电压的瞬时包络的测量；

所述包络跟踪功率放大器的功率管为LDMOS，运行环境为并行多波段模式。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。