一种基于温度补偿高压注射器压力的电路结构的制作方法

1.本实用新型涉及医疗器械设备领域，具体涉及一种基于温度补偿高压注射器压力的电路结构。


背景技术：

2.目前，高压注射器应用于临床的心血管造影检查、ct增强造影扫描和mr增强扫描的检查和治疗。其基本功能是，在一定时间内，通过经皮穿刺进入血管或经人体原有孔道，将适量的高压力的造影剂药液快速、准确地注射到检查部位，可以对病变部位进行诊断性造影与治疗，在此期间，压力的控制需要精确，以保证注射稳定性和可靠性。
3.市面上产品大部分高压注射器都采用压力应变片感测注射压力，而应变片粘贴于丝杠的金属护套(跟随金属护套产生形变)，当注射药液时，针筒内药液的压力传递给护套，进而使护套变形以至于应变片变形并输出对应的电信号，也就是说，压力越大对应的形变量也越大，这就是应变片测试药液压力的原理方法。但是金属护套的形变容易受温度影响，当温度升高时，护套拉伸，反之，当温度降低时，护套收缩，那么护套的拉伸或者压缩对应的压力基准就随之变化，进而导致注射时压力检测值发生偏差变化，以至于影响注射稳定性和最终的造影效果。
4.市面上高压注射器主要存在的问题：不具有温度偏差时对压力补偿功能，在温度偏差较大情况下，注射稳定性得不到保障，导致注射稳定性和可靠性降低，进而降低造影质量，影响用户体验。


技术实现要素：

5.针对背景技术所面临的问题，本实用新型的目的在于提供一种基于温度补偿高压注射器压力的电路结构，可以在不同温度下补偿压力偏差以保证高压注射器注射过程中压力的稳定性，使高压注射器更具环境适用性，提高了注射器的临床应用可靠性。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段：
7.一种基于温度补偿高压注射器压力的电路结构，包括压力感应模块、数据处理模块、温度数据采集模块、驱动模块和主处理单元，所述压力感应模块的输出端与数据处理模块输入端相连，所述数据处理模块的输出端和所述温度数据采集模块的输出端分别与主处理单元的输入端相连，所述驱动模块的输入端与所述主处理单元的输出端相连，所述压力感应模块和温度数据采集模块分别用于采集高压注射器的压力和温度。
8.进一步地，所述压力感应模块为压力应变传感器，所述数据处理模块包括ad转换模块, 所述压力应变传感器的第一输出端和第二输出端分别与所述ad转换模块的第一输入端和第二输入端相连，所述ad转换模块的输出端与主处理单元输入端相连。
9.进一步地，所述驱动模块为驱动电机的电机驱动装置，所述主处理单元通过所述电机驱动装置控制所述电机运行。
10.本发明还提供一种应用上述电路结构的高压注射器，包括控制台和注射臂，所述
主处理单元、数据处理单元和驱动模块设置在高压注射器的控制台内，所述压力感应模块设置于注射臂内部的应变梁，所述温度数据采集模块设置在注射臂内。
11.进一步地，所述驱动模块包括电机驱动装置，所述主处理单元通过所述电机驱动装置控制所述电机运行，所述电机的驱动轴与所述注射臂相连。
12.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的电路结构可以在不同温度下补偿压力偏差以保证高压注射器注射过程中压力的稳定性，使高压注射器更具环境适用性，提高了注射器的临床应用可靠性。
附图说明
13.图1为本实用新型电路结构示意图，
14.图2为本实用新型所应用的高压注射器的参考图，
15.图3为本实用新型同一参考压力值下对应不同的ad采样值曲线图，
16.图4为本实用新型同一参考压力下对应不同的ad采样值。
17.图中，210
‑
压力感应模块、220
‑
数据处理模块、230
‑
主处理单元、240
‑
温度数据采集模块、 250
‑
电机驱动装置、260
‑
电机、1
‑
控制台、2
‑
注射臂、3
‑
针筒、4
‑
针管、5
‑
针头。
具体实施方式
18.为便于更好的理解本实用新型的目的、结构、特征以及功效等，现结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
19.请参见图1，一种基于温度补偿高压注射器压力的电路结构，包括压力感应模块210、数据处理模块220、温度数据采集模块240、驱动模块和主处理单元230，所述压力感应模块210 的输出端与数据处理模块220输入端相连，所述数据处理模块220的输出端和所述温度数据采集模块240的输出端分别与主处理单元230的输入端相连，所述驱动模块的输入端与所述主处理单元230的输出端相连，所述压力感应模块210和温度数据采集模块240分别用于采集高压注射器的压力和温度。
20.请参见图1，所述压力感应模块为压力应变传感器，所述数据处理模块包括ad转换模块, 所述压力应变传感器的第一输出端和第二输出端分别与所述ad转换模块的第一输入端和第二输入端相连，所述ad转换模块的输出端与主处理单元输入端相连。
21.请参见图1，所述驱动模块为驱动电机的电机驱动装置，所述主处理单元通过所述电机驱动装置控制所述电机运行。
22.请参见图1，压力感应模块210检测到高压注射器注射药物时的压力，并输出传感器信号，该信号送给数据处理模块220，提取、放大并ad转换成数字信号，该信号经过主处理单元模块230处理并监测注射时的压力，其中箭头代表信号的控制方向或者信号流向。温度数据采集模块240采集高压注射器注射药物时的温度并送给主处理单元230，以监测温度是否有偏差。依据所检测的温度偏差值和压力值，相应控制电机驱动装置250，进而控制电机260运行控制注射部件，最终控制注射压力。通过这一闭环控制系统，能有效根据温度偏差来补偿压力变化，进而更精确地控制高压注射器注射药物时的压力，达到准确稳定注射的目的。
23.请参见图3和图4，不同温度下的压力采样值曲线如图3所示，其中图3是同一参考
压力值下对应不同的压力监测值(ad)采样值曲线图，从图3可以看出，对应不同的温度，同一参考压力值下温度高的压力监测值(ad)采样值偏大,温度低的压力监测值(ad)采样值偏小。同样的压力监测值(ad)采样值，实际应用中温度高的压力可能不够，注射压力偏小。图4是同一压力监测值(ad)采样值下对应不同的参考压力曲线图，从图看，对应不同的参考压力值，不同温度下，可能压力监测值(ad)采样值是相同的，这样导致压力测量存在偏差，使得预先设置的参考压力值不准确，不能满足稳定注射要求。在这种情况下，需要针对温度影响补偿以校准基准压力偏差，这种校准数据通过大量实验获得，以保证实际应用可靠。
24.以下为举例说明如何进行温度补偿算法：
25.假如高压注射器在t0温度下做了校准补偿，则实际压力p0i对应的压力监测值(ad)采为 di，i为正整数，即在该t0温度下，实际高压注射器压力与压力监测值(ad)的对应关系如下表1：
26.表1，在校准温度t0温度下的压力与压力监测值(ad)对应关系
27.压力(psi)p01p02p03p04p05p06p07ad值d1d2d3d4d5d6d7
28.如果机器在tn温度下使用，则压力与压力监测值(ad)的对应关系发生变化，变化的关系为：
29.△
di＝(tn
‑
t0)kni
30.其中
△
di为变化的压力监测值(ad)，tn为环境温度tn，n为正整数，t0是校准时的温度， kni是在环境温度tn下的不同压力补偿系数(该系数通过实验得到列表)。所以在环境温度 tn下的实际压力与高压注射器的压力监测值(ad)对应关系如表2：
31.表2，在校准温度t0温度下的压力与压力监测值(ad)对应关系
32.压力(psi)p01p02p03p04p05p06p07ad值d1+
△
d1d2+
△
d2d3+
△
d3d4+
△
d4d5+
△
d5d6+
△
d6d7+
△
d7
33.因此，通过监测温度的变化，按照补偿系数，计算出补偿参数，从而对应出压力监测值(ad)与实际压力的关系，进而预设注射器的注射压力和监控压力的变化，提高机器使用的可靠性。
34.请参见图2，本发明的技术方案应用在高压注射器中，图2为高压注射器，包括机架、控制台1、注射臂2、针筒3、针管4以及针头5等部分。其工作原理是，操作员控制注射臂上的功能按键，控制电机联动注射臂上的活塞，吸入造影剂药物到针筒，接着执行针筒排空气，准备工作完毕时，将针头刺入病人皮下患处，按注射臂上的功能键“试注射”，试注射成功则进入“正常注射”，注射预定压力和剂量的药物，注射过程完毕。
35.从工作原理可知，关键在于保证药物的压力稳定，进而保证药液平稳进入病人体内。由于注射传递压力的注射臂内部的应变梁会随着温度热胀冷缩，那么设置在应变梁表面的压力应变片的形变也不同，进而导致基准压力随之发生变化，例如在环境温度10℃与30℃下应变梁的形变大不相同，压力差异较大，因此有必要对压力进行补偿以达到预期，而应用上述的一种基于温度补偿高压注射器压力的电路结构，可以在不同温度下补偿压力偏差以保证高压注射器注射过程中压力的稳定性，使高压注射器更具环境适用性，提高了注射器的临床应用可靠性。
36.以上详细说明仅为本实用新型之较佳实施例的说明，非因此局限本实用新型的专
利范围，所以，凡运用本创作说明书及图示内容所为的等效技术变化，均包含于本实用新型的专利范围内。