专利名称：气胸自动诊断治疗仪的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种医疗仪器，确切地说，是一种由压力传感器、电动吸引泵、压力显示器、分型显示器、功能选择器、控制器和电源构成的诊断及治疗各类自发性气胸的仪器。
对自发性气胸的诊断和治疗，通常是医生根据病人胸腔压力的情况进行判断分型，根据不同类型的气胸，进行适当的抽气或引流。通常使用的治疗方法和装置有胸腔穿刺、气胸腔抽气及水封瓶闭锁引流等。由于这些仪器过于简易，功能有限，加之操作过程和步骤繁琐复杂，因此给医生的诊断和治疗造成许多不便；同时也给病人增加许多痛苦和麻烦。目前，有一种″气胸自动测压装置″，该装置采用了一种较特殊的″U″型管压力传感器来测量病人胸腔内的压力，并自动控制吸引泵的抽气。这种装置的原理是″U″型管的外壁上刻有一些表示压力的刻度线和数字，管内盛有一定量的15％浓度的氯化钠溶液，在管子的两端各设置一对可调节高度的金属电极，电极置于″U″型管内的适当位置。测压时，先将″U″型管接在病人的胸腔插管上，这时管内的液体随病人的呼吸而运动，通过管壁上的刻度和数字读出液柱的高度，即得到病人的胸腔压力值，此时″U″型管作为一个压力计使用。抽气1000毫升后再测一次胸腔压力，停止抽气三分钟后再测一次胸腔压力，医生根据这两次胸腔压力的比值对病人的气胸类型进行分型判断，确定具体的治疗方法。需要进行负压吸引时，插上电源插头，这时″U″型管内的电极被溶液导通，吸引泵开始工作，当病人的胸腔压力减小到一定范围时，″U″型管内的液体高度下降到电极以下，电路断开，吸引泵也就停止工作。这时″U″型管又作为控制器使用。另外还有一类仪器，如EC－A型电动气胸机，所使用的″U″型管只作压力计使用，对病人抽气时，由医生打开抽气开关进行抽气和控制抽气量。这类仪器虽解决了测量胸腔压力和自动持续抽气的问题，但仍存在许多不足1.因为胸腔压力变化的频率与呼吸有关，所以传感器或压力计接收到的是脉动压力，故测量时，″U″型管内的液体在该压力作用下沿管子往复运动，而液体在运动中有惯性，另外，读数时每个人的视角不同，故存在一定读数误差，这样就很难精确地测量出病人的胸腔压力；2.这类仪器都不能对气胸进行自动分辨其类型，需要临床医生来判断，故不能自动诊断，这就限制了仪器的使用范围；3.这类仪器均不能自动精确地控制抽气量，而需要医护人员控制，这就增加了医护人员的工作量；4.这类仪器由于使用的是液体压力计或传感器，在使用前要加注液体，使用后要清洗维护电极，操作复杂。
本实用新型的目的是提供一种适合各类自发性气胸使用的、能自动测压、自动分型、自动持续抽气并自动地精确控制抽气量、简便、安全的气胸诊断治疗仪。
本实用新型采用的技术方案是由一个″膜片一触点″结构的机械式压力传感器来接收病人胸腔的压力，当病人的胸腔压力经传感器的进气接嘴进入到传感器的压力腔后，即推动固定在腔内的两只非金属感压膜片，膜片可以用硅橡胶或其它橡胶材料制成。随着病人的呼吸，腔内压力不断变化，这时膜片也随着腔压的变化作往复式的机械运动，膜片在运动过程中推动传感器内三只带有调节螺母和调节螺钉的导杆中的一只，使这只导杆克服平衡弹簧的引力，断开或接通传感器内三对常闭触点和三对常开触点中的一对，由于每对触点各表示一个胸腔压差范围，所以，当触点断开或闭合时，传感器就通过信号输出线向控制器发出一个表示一定胸压范围的电信号，控制器中的K2电路接到这个信号后，由IC12电路或IC13电路或IC14电路进行处理并将处理后的信号输送给压力显式器，使压力指示器上七只发光二极管中与该压力对应的那只被接通，操作者根据二极管所指示的压力值，直观而准确地了解病人的胸腔压力的大小。
当对病人的气胸类型进行判断时，只要将仪器上功能选择器的开关置于″分型″的位置，仪器就按预定的步骤，先对病人的胸腔抽气1000毫升，然后自动停止抽气，这时K1电路中的取样电路IC5对传感器送来的信号进行取样，首先拣出零压信号(过零信号)，并存入存储器E中；若无零压信号，则拣出病人此时胸腔压力的最大值信号，并存入电容CⅡ中，停机三分钟后，取样电路IC6对传感器送来的信号进行取样，还是先拣出″零压信号″，再存入存储器E中，若无零压信号，则拣出病人此时胸腔压力的最大值信号，并存入电容CⅢ中；取样工作结束后，由比较电路IC11将两次存储的信号进行比较，并将比较结果存入存储器D中；若两次都拣出″零压信号″，则气胸为″交通型″，若未拣出″零压信号″，且两次胸压的比较结果大于1，则为″高压型″；若小于1，则为″闭合型″。比较的结果由分型显示电路IC10输送到分型指示器上，由发光二极管指示出病人的气胸类型。
需要对病人持续吸引抽气时，将功能选择器上的开关置于″自动″的位置，K4电路即接通电动吸引泵的电源，使吸引泵启动运转，开始对病人胸腔抽气，当病人的胸腔压力低于－11cmH2O时，由K4电路中的压力保护连锁电路R和S，自动切断电动吸引泵的电源，使吸引泵停止抽气；当病人的胸腔压力升高到－3cmH2O时，电路又接通吸引泵的电源，使泵重新启动抽气，从而实现了可以自动控制地持续吸引抽气。为了精确地控制抽气量，K2电路中的时间控制电路IC1－IC4按30秒秒－7秒的时间循环周期控制吸引泵的工作状态。
本实用新型的优点是，由于采用了一种膜片一触点结构的压力传感器及发光二极管显示，不仅克服了液体压力计或传感器因液体惯性所造成的误差和人为读数时的视角误差，同时也克服了压电式传感器的零点飘移和温度误差，从而使测量精度大大提高，读数清晰，电路简单，性能稳定，使用和维护都很方便。特别是该仪器由于具有自动分型、自动持续吸引抽气、自动控制抽气量等特点，所以，不需专门的医护人员，有利于普及推广。
图1为本实用新型系统框图；图2为本实用新型的压力传感器剖视图；图3为本实用新型(控制器)的控制线路示意图；图4为本实用新型时间控制电路K1的线路示意图；图5为本实用新型传感器信号取样及压力显示电路K2的线路示意图；图6为本实用新型信号记忆、比较、存储及分型显示电路K3的线路示意图；图7为本实用新型自动持续抽气及过压保护控制电路K4的线路示意图中(A)电动吸引泵，(B)功能选择器，(C)电源，(D)控制器，(E)压力显示器，(F)分型指示器，(G)压力传感器，(X)胸腔。
图中标号(1)进气接嘴，(2)压力腔，(3)感压膜片，(4)感压膜片，(5)常闭触点，(6)常闭触点，(7)常闭触点，(8)可调常开触点，(9)可调常开触点，(10)可调常开触点，(11)双触点机构Ⅰ，(12)双触点机构Ⅱ，(13)双触点机构Ⅲ，(14)导杆，(15)压力平衡弹簧，(16)调节螺母，(17)调节螺钉，(18)触点调位螺丝，(19)导杆，(20)调节螺母，(21)压力平衡弹簧，(22)调节螺钉，(23)导杆，(24)调节螺母，(25)压力平衡弹簧，(26)调节螺钉，(27)触点调位螺丝，(28)触点调位螺丝，(29)信号输出线，(30)固定螺钉，(31)30秒－3秒－7秒时间循环周期电路，(32)工作周期控制电路，(33)第一次10秒周期取样电路，(34)第二次10秒周期取样电路，(35)取样信号输出电路，(36)取样控制电路，(37)压力指示器，(38)胸压显示控制电路，(39)信号比较电路，(40)比较信号存储器，(41)分型显示电路，(42)零压信号存储器，(43)第二次取样信号寄存器，(44)第一次取样信号寄存器，(45)吸引泵压力信号控制器，(46)吸引泵工作周期控制器，(47)吸引泵工作时间控制器，(48)继电器。
以下通过实施例结合附图对本实用新型作进一步描述。
实施例本实用新型所采用的传感器为膜片－触点结构的机械式压力传感器，传感器中有两个与大气相通的气压腔，两个感压的非金属膜片(3)和(4)的四周被封固在腔壁上，两膜片间形成一个压力腔(2)，随压力腔内压力的变化，膜片作定向的往复运动。传感器内有三个结构相同的双触点机构(11)、(12)和(13)，在双触点机构(11)上有一对常闭触点(5)，一对可调距离的常开触点(8)，在触点下方有一个带调节螺母(20)的导杆(19)和压力平衡弹簧(21)，导杆(19)与调节螺钉(22)相连接，导杆(19)和螺钉(22)可作纵向运动。当膜片(3)随腔压向上运动时，推动导杆(19)和螺钉(22)向上，螺钉(22)克服压力平衡弹簧(21)的引力后，顶开常闭触点(5)，这时有一个电压信号通过信号输出线(30)送入控制器，(5)表示的压力范围是＋3～小于＋6cmH2O；当压力继续增大至＋6cmH2O时，感压膜片(4)向下运动而推动导杆(23)，使导杆(23)克服压力平衡弹簧(25)的引力而顶开常闭触点(6)，这时有一个表示压力范围在＋6～小于＋9cmH2O的电压信号输出；当胸腔压力继续增大，感压膜片(3)推动导杆(19)使常开触点(8)接通，有一个表示压力范围＋9～小于＋12cmH2O的压力信号输出；当压力达到＋12cmH2O后，常开触点(9)被接通；当胸腔压力为负压时，感压膜片(3)和(4)分别向内运动，感压膜片(4)推动导杆(14)并使常闭触点(7)断开，有一个表示压力范围在－3～小于－11cmH2O的电压信号输出；当胸腔压力继续减小到－11cmH2O后，常开触点(10)被接通，这时输出的电压信号表示－11cmH2O以下的胸腔压力。传感器上与压力腔相通的进气接嘴(1)是用以连接病人胸腔上的插管。传感器的壳体用金属材料或塑料制成，双触点机构用绝缘材料制造底座，触点用螺钉(29)固定在底座上。
本实用新型的压力指示器主要有七只发光二极管组成，每只发光二极管指示一段与触点对应的压力范围，其中五只发光二极管指示出－11cmH2O～＋12cmH2O之间的胸腔压力，另两只发光二极管分别指示－11cmH2O以下和＋12cmH2O以上的胸腔压力，压力指示器上的发光二极管受控制器逻辑控制，当一只被接通时，其余的均断开。
本实用新型的分型指示器是由三只发光二极管组成，按分型显示电路给出的信号，接通对应的发光二极管来表示″交通型″或″高压型″或″闭合型″。
本实用新型的功能选择器主要用来控制仪器的三种工作状态″测压、分型或自动持续抽气″，由一只三状态开关转换。
本实用新型的控制器采用了逻辑控制方式，主逻辑控制电路包括时间控制电路K1，输出信号取样及压力显示电路K2，信号记忆、比较、存储和分型显示电路K3，自动持续抽气控制电路K4。其中，各单元逻辑电路包括30秒－3秒－7秒时间循环电路(31)，工作周期控制电路(32)，第一次10秒周期取样电路(33)，第二次10秒周期取样电路(34)，取样信号输出电路(35)，取样控制电路(36)，胸压显示控制电路(38)，信号比较电路(39)，比较信号存储器(40)，分型显示器(41)，零压信号存储器(42)，第二次信号取样寄存器(43)，第一次信号寄存器(44)，吸引泵压力信号控制器(45)，吸引泵工作周期控制器(46)，吸引泵工作时间控制器(47)，继电器(48)。
权利要求1.一种由传感器、电动吸引泵、电源构成的气胸自动诊断治疗仪，其特征在于a.传感器为“膜片一触点”结构的机械式压力传感器，有两个非金属的感压膜片三对位置可调节的常开触点和三对常闭触点；b.有一个由七只发光二极管构成的指示胸腔压力的压力显示器；c.有一个由三只发光二极管构成的指示胸腔类型的分型指示器；d.有一个由三状态开关构成的控制仪器工作内容的功能选择器；e.有一个由多个逻辑控制电路组成的控制器，主电路包括时间控制电路K1，传感器信号取样及压力显示电路K2，信号记忆、比较、存储及分型显示电路K3，自动持续抽气及过压保护控制电路K4。
2.按权利要求1所述的气胸自动诊断治疗仪，其特征在于所说的″膜片一触点结构的机械式压力传感器有两个与大气相通的气压腔，两个由非金属材料制成的感压膜片，四周封固在腔壁上，两膜片之间形成一个压力腔，与一个传感器上的进气接嘴相连通，传感器内有三个结构相同的双触点机构，每一机构上各有一对位置可调节的常开触点和一对常闭触点，一个带调节螺母和调节螺钉的导杆，及一个压力平衡弹簧。
3.按权利要求1所述的气胸自动诊断治疗仪，其特征在于所述的压力传感器的外壳由金属材料或塑料制成，双触点机构的底座由绝缘材料制成，感压膜片由硅橡胶或其它橡胶材料制成，压力平衡弹簧为一个金属的园锥形弹簧。
4.按权利要求1所述的气胸自动诊断治疗仪，其特征在于控制器采用逻辑控制方式，实现逻辑控制的单元电路包括30秒－3秒－7秒时间循环周期电路(31)，工作周期控制电路(32)，第一次10秒周期取样电路(33)，第二次10秒周期取样电路(34)，取样信号输出电路(35)，取样控制电路(36)，胸压显示控制电路(38)，信号比较电路(39)，比较信号存储器(40)，分型显示电路(41)，零压信号存储器(42)，第二次取样信号寄存器(43)，第一次取样信号寄存器(44)，吸引泵压力信号控制器(45)，吸引泵工作周期控制器(46)，吸引泵工作时间控制器(47)，继电器(48)。
专利摘要本实用新型属于医疗仪器，一种气胸自动诊断治疗仪，由电动吸引泵、压力传感器、压力显示器、分型指示器、功能选择器、控制器和电源组成，适用于各类自发性气胸的诊断和治疗。本实用新型具有自动测量胸压、自动分型、自动持续抽气和自动控制抽气量等功能。本实用新型采用机械式压力传感器、发光二极管显示及逻辑控制电路，因此具有测量精度高，显示直观清晰，分型准确，自动化程度高，抽气量精确，操作简便，稳定可靠。
文档编号A61B5/03GK2045296SQ8821650
公开日1989年10月4日 申请日期1988年12月22日 优先权日1988年12月22日
发明者刘丽华, 钱国诚, 张安成, 范存琳 申请人:安徽医科大学, 江淮航空仪表厂