胸腔引流自动控制装置的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种在胸腔引流术中应用的自动控制装置。

背景技术：

正常人胸膜腔内有3ml～15ml液体，在呼吸运动时起润滑作用，这些液体经不断的形成与吸收而维持一种动态平衡，若由于病变破坏了此平衡，致使胸膜腔内液体形成过快或吸收过缓，便会形成胸腔积液，临床也称胸水。胸腔积液是临床上较为常见的病症，肺部多种疾病如炎症、恶性肿瘤、结核、真菌等都可以引起胸腔积液，而肺外疾病如心功能衰竭、肝硬化、心包积液、腹腔恶性肿瘤、胰腺炎、肾病综合征、营养不良、胸部外伤等也均为胸腔积液产生的常见病因，当患者胸腔积液量大时，将压迫肺脏、心脏，患者感到气急、胸闷、低氧血症甚至呼吸衰竭，因此，临床处理时必须首先对胸腔积液进行充分引流。

大量胸腔积液引流过程中，往往根据病例的病情状况而对日引流次数、每次的引流量、引流速度等临床参数具有特定要求，在实际临床操作中，引流过程中的临床参数通常都是由医护人员或病人家属来人为主观控制而实现的，目前的这种人为控制方式存在一定的弊端，一方面，往往由于在医嘱的口头传达中产生误解或是操作人员疏忽等原因而造成引流过程未能按医生预期方式进行，因引流不当而给病人带来不适及伤害，甚至危及患者生命，另一方面，在引流过程中实时引流量及引流速度通常都是通过人为观察来判断的，误差较大，也使得引流效果难以保证，与此同时，目前的这种控制方式显然会增加了医护人员及病人家属的负担。

技术实现要素：

本发明的技术目的在于提供一种采用自动化设计，能够与现有临床引流组件配合使用，可根据预设的引流参数而对引流过程进行自动化控制，有效降低人力负担，有效提高临床胸腔引流精准性、稳定性及安全性的胸腔引流自动控制装置。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

一种胸腔引流自动控制装置，其包括：

计重式支架，其包括由称重台、称重传感器及底座上下依次配合而构成的具备重量计量功能的称重机构，称重传感器输出的称重信号可反映称重台上方物体的重量；底座上固定有一龙门架，龙门架的横梁侧壁开设有一上下延伸而用于容纳并卡置引流管的安置槽；称重台上设有一用于悬挂引流袋并使引流袋位于横梁下方的悬撑装置；

流速调节机构，其由固定于横梁上的固定夹块、经横梁上一轨道限定的活动夹块以及驱动装置构成；固定夹块与活动夹块分别设置在安置槽的两侧且正对，引流管放入安置槽后将从活动夹块与固定夹块之间经过，活动夹块沿导轨滑动可与固定夹块进行远离及靠近，从而可对引流管造成不同程度的挤压，实现控制引流管通断及调节流体流速的目的；驱动装置由固定于横梁上的电机、与电机输出轴同轴连接的丝杠构成，丝杠的另一端与开设在活动夹块上的螺孔螺纹配合，由此驱动装置可驱动活动夹块沿导轨产生位移；

控制器，其安设在横梁的侧壁，外部设有设置键、显示屏以及手动键，控制器可获得称重传感器实时反馈的称重信号并计算出称重台上方物体的实时重量数据；通过设置键对控制器进行引流参数预设，引流参数包括每次引流起始时间、每次引流过程中单位时间内引流的积液重量即引流速度、每次引流积液重量即引流量；控制器可基于预设的引流参数及引流期间实时重量数据的变化状态对电机的启停、转向进行调控，使活动夹块与固定夹块对引流管进行对应的挤压，促使引流过程按预设引流参数进行；通过手动键可手动对电机的启停、转向进行手动调控；

电源组件，其设置在横梁或底座上，由蓄电池及若干变压模块构成，用于为称重传感器、电机及控制器提供工作电流。

本胸腔引流自动控制装置的使用方法及工作原理为：将本胸腔引流自动控制装置放置在低于患者胸膜腔位置的地面或平台上；按传统引流操作方式将引流袋、引流管及患者胸膜腔连通，并确保有少量积液进入引流袋中，将引流管的自带开关调节至截止状态；将引流袋经悬撑装置悬挂在称重台的正上方，将引流管的下段部分卡固在安置槽中，此时需保证引流管位于引流袋与流速调节机构之间的部分呈弯曲状，通过操作手动键，使流速调节机构对引流管末端实施阻断，将引流管的自带开关调整至打开状态，此时便完成了积液引流的准备工作；通过设置键对每次引流起始时间、每次引流速度、每次引流量等引流参数进行预设，控制器便可根据预设的引流参数及引流期间持续获取的实时重量数据变化状态对流速调节机构进行如下控制：

a、根据每次预设的引流起始时间，按时启动电机按对应转向运行，驱动活动夹块远离固定夹块，使引流管处于导通状态，引流开始，即实现定时引流；

b、在每次引流过程中，根据一个单位时间内实时重量数据的变化状态，计算出单位时间内实际引流的积液重量即实际引流速度，当实际引流速度大于或小于预设的引流速度时，将启动电机按对应转向运行，驱动活动夹块靠近或远离固定夹块，使引流管中的积液流速减小或增大，直到实际引流速度与预设的引流速度趋于相等时，使电机停止运行，由此确保引流过程中的实际引流速度始终与预设的引流速度趋于相等，实现定速引流；

c、在每次引流过程中，根据实时重量数据的变化状态，计算出截止目前产生的实际引流积液重量即实际引流量，待实际引流量等于预设引流量时，将启动电机按对应转向运行，驱动活动夹块靠近固定夹块，使引流管处于阻断状态，该次引流结束，实现定量引流。

进一步而言，所述的悬撑装置可在竖直方向进行伸缩，且在自然状态下可自动复位至伸展状态，其可随引流袋中液体的增加而相应的回缩，使引流袋整体向下移动；所述的底座上侧设有一拖持座，拖持座上侧开有用于容纳引流袋底部的拖持槽，当引流袋向下移动至其底部坐落于拖持槽中后，拖持座与悬撑装置将共同为引流袋提供支撑力。

本胸腔引流自动控制装置具有如下有益效果：

其采用智能化设计，在临床上与现有常规引流组件配合使用，可根据预设的引流起始时间、引流量、引流速度等引流参数对每次引流过程进行控制，实现定时引流、定量引流及定速引流的自动控制，由于在引流中无需人为干涉，大大减轻了医护人员的工作负担，避免了因疏忽或操作不当而造成引流不能按预期方式进行这一情况的发生，提高了胸腔积液引流操作的安全性与稳定性，充分保证引流效果；本胸腔引流自动控制装置对引流量、引流速度的控制基于传感装置、控制器及电机的协调配合，相较现有技术中人工观察操控更为精准，使得引流效果进一步的得以保证；同时，本胸腔引流自动控制装置在临床应用中，无需对现有引流袋、引流管构成的引流组件进行改动，使用非常便捷，可根据临床需要随时与引流组件进行组合或拆分，应用十分灵活；另外，本胸腔引流自动控制装置结构设计巧妙，在引流过程中与积液全程隔离，可往复循环使用，其小巧紧凑，操作方便，计量精确，成本较低，适合在医疗单位推广使用。

附图说明

图1为实施例1中胸腔引流自动控制装置的结构示意图。

图2为实施例1中称重台、称重传感器及底座的配合示意图。

图3为实施例1中流速调节机构、控制器及横梁的配合示意图。

图4为实施例1中流速调节机构的结构及其与横梁的配合示意图。

图5为实施例1中胸腔引流自动控制装置与引流袋及引流管组合后的结构示意图。

图6为实施例1中流速调节机构不对引流管造成挤压时的状态示意图。

图7为实施例1中流速调节机构将引流管挤压至阻断时的状态示意图。

图8为实施例1中胸腔引流自动控制装置的工作原理图。

图9为实施例2中胸腔引流自动控制装置的结构示意图。

图10为实施例3中流速调节机构与横梁的配合结构示意图之一。

图11为实施例3中流速调节机构与横梁的配合结构示意图之二。

图12为实施例4中胸腔引流自动控制装置的结构示意图。

图中，1、底座，2、称重台，3、龙门架，4、设置键，5、控制器，6、显示屏，7、手动键，8、电机，9、轨道，10、活动夹块，11、安置槽，111、直线区段，12、固定夹块，13、横梁，14、悬撑装置，141、竖杆，142、弧形部，143、横杆，144、下段，145、上段，146、推顶弹簧，15、称重传感器，16、丝杠，17、凸筋，18、引流袋，19、引流管，20、拖持槽，21、拖持座，22、滑槽，23、扳柄，24、复位弹簧，25、防护筒。

具体实施方式

实施例1

参看图1-4所示，本实施例公开的胸腔引流自动控制装置由计重式支架、流速调节机构、控制器5及电源组件构成；

其中，参看图1、2、5所示，所述的计重式支架包括一个由称重台2、称重传感器15及底座1上下依次配合而构成的具备重量计量功能的称重机构，称重传感器15输出的称重信号可反映称重台2上方物体的重量；底座1上固定有一龙门架，龙门架上端的横梁13呈水平状，横梁13侧壁开设有一上下延伸而用于容纳并卡置引流管19的安置槽11；称重台2上固定有一用于悬挂引流袋18并使引流袋18位于横梁13下方的悬撑装置14；上述称重台2、称重传感器15及底座1的具体配合结构可参照现有电子秤的结构进行实施，具体而言，称重台2由底座1限定而具有一定的上下浮动行程，但两者不会完全脱离，称重传感器15设置在称重台2与底座1之间，称重传感器15为称重台2提供竖直方向上的支撑，称重传感器15输出的称重信号随称重台2对其施加的压力而变化；

其中，参看图3、4、6、7所示，所述的流速调节机构是调节引流管19内积液流速的执行机构，其由固定夹块12、活动夹块10及驱动装置构成，固定夹块12固定于横梁13上，活动夹块10经横梁13上的一轨道9限定而可在预定的行程内滑动，固定夹块12与活动夹块10分别设置在安置槽11的两侧且正对，引流管19放入安置槽11后将从活动夹块10与固定夹块12之间经过，活动夹块10沿导轨滑动可与固定夹块12进行远离及靠近，从而可对引流管19造成不同程度的挤压，实现控制引流管19通断及调节积液流速的目的；驱动装置由固定于横梁13上的电机8、与电机8输出轴同轴连接的丝杠16构成，丝杠16的另一端与开设在活动夹块10上的螺孔螺纹配合，由此驱动装置可驱动活动夹块10沿导轨产生位移；

其中，参看图3、6、7、8所示，所述的控制器5安设在横梁13的侧壁，其外部设有设置键4、显示屏6以及手动键7，控制器5可获取称重传感器15实时反馈的称重信号并计算出称重台2上方物体的实时重量数据；通过设置键4、可对控制器5进行引流参数预设，引流参数包括每次引流起始时间、每次引流过程中单位时间内引流的积液重量即引流速度、每次引流积液重量即引流量；控制器5可基于预设的引流参数及引流期间实时重量数据变化状态对电机8的启停、转向进行调控，使活动夹块10在预定的行程内发生位移，从而与固定夹块12对引流管19进行对应的挤压，促使引流过程按预设引流参数进行；通过手动键7可手动对电机8的启停、转向进行手动调控；显示屏6可显示预设的引流参数以及控制器5根据称重信号计算出的实时引流数据；

其中，所述的电源组件设置在横梁13或底座1上，其由蓄电池及若干变压模块构成，用于为称重传感器15、电机8及控制器5提供工作电流，由于电源组件的结构及与其他元件的连接关系采用现有技术即可实现，在图示中并未示出。

本胸腔引流自动控制装置的使用方法及工作原理为：

按传统引流操作方式，将引流袋18经引流管19与患者胸膜腔连通，并确保有少量积液进入引流袋18中，将引流管19的自带开关调节至截止状态，如引流管19上未设有自带开关，可借助医用夹子等辅助器件使引流管19处于截止状态；参看图5、6、7所示，将本胸腔引流自动控制装置放置在低于患者胸膜腔高度的地面或平台上，将引流袋18借助自带的挂钩、承重绳或医用夹子等辅助器件固定在悬撑装置14上，使引流袋18位于称重台2的上方、横梁13的下方，将引流管19的尾段部分卡固在安置槽11中，此时需保证引流管19位于引流袋18与流速调节机构之间的部分呈弯曲状，通过操作手动键7，使流速调节机构对引流管19末端实施阻断，将引流管19的自带开关调整至打开状态，此时便完成了积液引流的准备工作，由于此时引流管19仍处于阻断状态，积液引流未开始进行；参看图6、7、8所示，通过设置键4对每次引流起始时间、每次引流速度、每次引流量等引流参数进行预设，控制器5便可根据预设的引流参数及引流期间持续获取的实时重量数据的变化状态对流速调节机构进行如下控制：

a、根据每次预设的引流起始时间，按时启动电机8按对应转向运行，驱动活动夹块10远离固定夹块12，使引流管19处于导通状态，引流开始，即实现定时引流；

b、在每次引流过程中，根据单位时间内实时重量数据的变化状态，计算出单位时间内实际引流的积液重量即实际引流速度，当实际引流速度大于或小于预设的引流速度时，将启动电机8按对应转向运行，驱动活动夹块10靠近或远离固定夹块12，使引流管19中的积液流速减小或增大，直到实际引流速度与预设的引流速度趋于相等时，使电机8停止运行，由此保证在引流过程中，实际引流速度始终与预设的引流速度趋于相等，即实现定速引流；

c、在每次引流过程中，根据实时重量数据的变化状态，计算出截止目前产生的实际引流积液重量即实际引流量，待实际引流量等于预设引流量时，将启动电机8按对应转向运行，驱动活动夹块10靠近固定夹块12，使引流管19处于阻断状态，该次引流结束，即实现定量引流；

待整个胸腔积液引流操作完成后，通过操作手动键7，驱使流速调节机构停止对引流管19挤压，此后便可将引流管19从安置槽11中取出，即将本胸腔引流自动控制装置与引流组件分离。

在本胸腔引流自动控制装置中，活动夹块10由轨道9限定而可在预定行程内滑动，从而可与固定夹块12进行远离及靠近，通过对引流管19造成不同程度的挤压来实现控制引流管19通断及调节积液流速的目的；基于活动夹块10与固定夹块12的设置目的及上述工作方式，活动夹块10的预定行程需满足：a、如图7所示，活动夹块10可向固定夹块12靠近至将引流管19挤压至阻断状态，在此状态下引流管19中积液无法流动，引流处于停止状态；b、如图6所示，活动夹块10可向固定夹块12远离至不对引流管19造成挤压，在此状态下可实现最大引流速度，同时在此状态下可将引流管19从安置槽11中取下。

参看图1、5、6所示，在本胸腔引流自动控制装置中，安置槽11用于容纳并卡置引流管19；一方面，有效避免引流管19晃动等不稳定因素带来的外力干扰，使称重传感器15输出的称重信号能够更为稳定与准确的反映引流袋18中的积液量；另一方面，使位于安置槽11中的引流管19与流速调节机构的配合更加稳定，保证流速调节机构对引流管19内积液流速调节的控制效果；为了提高安置槽11对引流管19的卡置效果，安置槽11可采用曲线设计，即安置槽11由上向下整体呈曲线状且至少含有一个直线区段111，固定夹块12与活动夹块10安置在直线区段111的两侧。

参看图5、8所示，本胸腔引流自动控制装置在临床使用时，基于引流管19、引流袋18与本胸腔引流自动控制装置的组合关系，称重传感器15输出的承重信号的变化主要由引流袋18中积液引流量的变化而引起，将位于引流袋18与流速调节机构之间的引流管19预调呈弯曲状后，在引流过程中，引流管19对称重传感器15间接产生的作用力几乎无变化，故控制器5根据引流期间持续获取的实时重量数据可较为准确的计算出实际引流速度、实际引流量等关键数据，进而可实现对引流过程的自动化精准控制。

参看图1、8所示，在本胸腔引流自动控制装置中，控制器5、电机8、称重传感器15及蓄电池相互之间存在一定的信号传输或工作电流传输关联，可通过将两关联部件经线路进行电性连接来实现对应的信号传输和工作电流传输，为了确保本胸腔引流自动控制装置的外部结构更加简洁，前述的线路可埋设在龙门架内部。

参看图3、4所示，本胸腔引流自动控制装置在临床使用时，在每次积液引流过程的前后都需要使引流管19处于阻断状态，才可实现对每次引流过程的精准控制，而引流管19的阻断状态是基于活动夹块10与固定夹块12对其挤压来实现的；为提高活动夹块10与固定夹块12具备将引流管19进行良好阻断的能力，所述的固定夹块12与活动夹块10两者相对的端面上各设有至少两个凸筋17，两端面上的凸筋17一一正对，可对引流管19实施多点间隔阻断。

参看图1所示，在本胸腔引流自动控制装置中，悬撑装置14用于为引流袋18提供支撑，使引流袋18位于称重台2的上方、龙门架横梁13的下方，并使引流袋18及其内部积液的重量间接由称重台2承载，基于此技术目的，悬撑装置14采用现有技术而具有多种实施结构，比如可采用如下设计：

参看图5所示，所述的悬撑装置14由两个固定于称重台2上侧的竖杆141、由两竖杆141支撑而位于称重台2正上方的横杆143构成，横杆143、两个竖杆141及称重台2四者构成一个内部区域可容纳引流袋18的矩形框状结构；横杆143用于悬挂支撑引流袋18，横杆143中部设有一个向一侧弯曲的弧形部142，由此而不对引流管19尾段部分的上下延伸构成障碍。

参看图5、8所示，本胸腔引流自动控制装置采用智能化设计，可根据预设的引流起始时间、引流量、引流速度等引流参数对每次引流过程进行控制，实现自动引流，提高了胸腔积液引流操作的准确性、安全性与稳定性；其在临床应用中，无需对现有引流袋18、引流管19构成的引流组件进行改动，使用非常便捷，可根据临床需要随时与引流组件进行组合或拆分，应用十分灵活；同时，本胸腔引流自动控制装置中在临床使用中，其与积液全程隔离，不会被胸腔积液污染，安全卫生，循环使用；另外，其结构设计巧妙，小巧紧凑，操作方便，计量精确，成本较低。

实施例2

参看图5所示，现有的引流袋18都是采用软质塑料材料制成，具有易变形的特性，但当其配合实施例1公开的胸腔引流自动控制装置临床使用时，其是以顶部悬挂的方式进行固定，在引流过程中积液的重量全部由引流袋18承担，随着引流袋18中积液的陆续增加，引流袋18内的压力逐渐变大，使得引流过程中可实现的最大引流速度前后不均一，且在引流过程中的中后阶段流速缓慢，引流效率低下；基于上述技术问题，本实施例在实施例1所公开的胸腔引流自动控制装置的结构基础之上还具有如下改进：

即如图9所示，所述的悬撑装置14可在竖直方向进行伸缩，且在自然状态下可自动复位至伸展状态，其可随引流袋18中积液重量的增加而相应的回缩，使引流袋18整体向下移动；所述的底座1上侧设有一拖持座21，拖持座21上侧开有用于容纳引流袋18底部的拖持槽20，当引流袋18向下移动至其底部坐落于拖持槽20中后，拖持座21与悬撑装置14将共同为引流袋18提供支撑力；

由此一来，在引流起始阶段，引流袋18中积液的量较小，并不会对引流袋18内部压力造成过大影响，此时引流袋18仅由悬撑装置14支撑而成悬垂状，有利于引流袋18的充分伸展；随着引流袋18中积液的增多，悬撑装置14受引流袋18重力驱使而逐渐向下回缩，使拖持座21承担引流袋18的部分重力，确保在引流过程中，引流袋18中的压力前后趋于均衡，可实现的最大引流速度均一，并避免了引流后期流速缓慢的不足；

在本实施例公开的胸腔引流自动控制装置中，悬撑装置14可在竖直方向进行伸缩，这一技术特征具有多种实施方式，比如当悬撑装置14采用实施例1公开的由两竖杆141与一横杆143构成的结构时，可将两竖杆141均采用伸缩式设计，即每个竖杆141由上段145和下段144插接配合构成而可轴向伸缩，上段145和下段144之间设有驱使两者伸展的推顶弹簧146，在加工过程中通过对推顶弹簧146的弹性系数进行调试，即可使悬撑装置14较好的实现上述技术效果。

实施例3

参看图7所示，前述实施例公开的胸腔引流自动控制装置在临床使用中，每次引流暂停或整个引流操作完成后，引流管19都被流速调节机构挤压而呈阻断状态的，此时如果想将引流管19从安置槽11中分离出来，则需要借助手动键7来驱使活动夹块10远离固定夹块12，使流速调节机构解除对引流管19的挤压作用，但如果手动键7、控制器5及电源中任一元件出现故障时，活动夹块10并不能按预期方式进行移动，使得引流管19无法顺利的从安置槽11中分离处理；

考虑到上述缺陷给临床操作带来一定的不便，故本实施例在前述实施例公开的胸腔引流自动控制装置的结构基础之上，还具有如下改进：

即如图10、11所示，所述的固定夹块12经一开设在横梁13上的滑槽22限定而具有一个活动行程，横梁13上设有驱使固定夹块12复位至行程始端的复位弹簧24；当固定夹块12位于行程始端时，其所处的位置及复位弹簧24为其提供的推力，可保证其与活动夹块10配合具备控制引流管19通断及调节引流管内流体流速的能力；当固定夹块12位于行程末端时，其将远离安置槽11而无法与活动夹块10配合来对引流管19实施挤压；所述的固定夹块12与横梁13的外侧壁各设有一个向外凸出的扳柄23；

由此一来，在每次欲将引流管19从安置槽11中分离或卡入时，只需手动驱使两扳柄23靠拢，即可使固定夹块12移动而远离活动夹块10，使流速调节机构解除对引流管19的挤压，此后即可将引流管19与安置槽11进行对应的操作。

实施例4

参看图5所示，考虑到在引流过程中，往往会有漏液的情况发生，比如引流管19与引流袋18连接处密封不严，或是引流袋18受外力破坏而破裂等，为了减少泄露积液的污染性，本实施例在前述实施例公开的胸腔引流自动控制装置结构基础之上，还具有如下改进：

参看图12所示，所述的称重台2上设有一可与其组合且仅上端开放的防护筒25，引流袋18与悬撑装置14组合后，引流袋18的中下部伸入防护筒25内部；

由此一来，如发生漏液情况时，泄露的积液会集中在防护筒25内，避免了对污染性的继续扩大，而防护筒25可取下，其消毒、清洁等处理方式较为灵活便捷。