自动筋膜压测量仪制造技术

本发明专利技术是一种用于测量筋膜室压力的自动装置。属于机电一体化产品，涉及机械自动化及测控领域。本仪器由以下几部分组成：①匀速推注装置②压力传导装置③显示测控部分④壳体与电源。在流体流速很低的情况下，压力传导装置中的三通各个端口压力近似相等，传感器端空气柱两端压力相等，而测量误差取决于液体流速、皮管材质、长度、直径、高度等，此误差可以通过测控部分计算出来，从而通过差值法得出实际压力值。匀速推注装置是保证压力平衡及低流量的部件。由于传感器端空气柱阻隔，使液体不会受到污染，也就保证了测量过程的无菌要求。本仪器通过单片机控制各个部件协调工作，完成筋膜室压力的准确测量。本发明专利技术主要用于骨科创伤中的骨筋膜室综合症的判断，从而作为决定是否切开减压的指征。

【技术实现步骤摘要】
自动筋膜压测量仪本专利技术是一种用于测量筋膜室压力的自动装置。属于机电一体化产品，涉 及机械自动化及测控领域。随着交通、建筑、科技的发展，人们走向更快、更高、更远，然而，各种 车祸、工伤事故、自然灾害频频出现，由于挤压伤、四肢骨折的增加，骨科医 生将面临前所未有的压力，显然，造成这种局面的一个很重要因素是一种叫骨-筋膜室综合征的病症，如果没有及时发现或处理，将导致患者肢体的丧失，甚 至危及到生命。目前，国内还没有专门用于测量筋膜室压力的仪器，国内筋膜室压力测定一般使用Whitesides法，通过针刺装置监测小腿间室内压。利用普 通汞柱血压表，连接三通管，三通之另二端， 一端连接普通针头，另一端连接 注射器，内盛生理盐水。将汞柱血压表与被测肢体置于同一平面。针内充满盐 水，刚刚刺入胫前间室内而不进入肌组织中，将注射器抽20 mL空气，推入时 将盐水加入注入，使针头在间隙内通畅而不被组织所阻塞，汞柱即可显示筋膜 间室内压。但手工推注时难以保持匀速，期间的压力就会波动，而且因人而异， 可重复性和一致性差。测压利用普通汞柱血压表，容易出现读数偏差。另外， 由于纯机械结构和手工操作，精度较差，无法实现连续测压。国际最新发展趋 势向无创的间接测压方向探索，如应用CT、 MRI等方法观察骨筋膜室切面的面积 来测量骨筋膜室内压，但因价格昂贵而不能广泛使用。本专利技术针对以往测筋膜室压力存在的问题，专门开发出一种用于测量筋膜 室压力的自动装置，该仪器操作简便，可靠性好，测量准确，是骨科医生有力 的武器，是各种创伤病人的福音。本专利技术由以下几部分组成①匀速推注装置②压力传导装置③显示测控 部分④壳体与电源。匀速推注装置由减速电机，丝杆，滑块，定位槽，导轨， 到位开关组成。减速电机转速为30r/min，电压5V，转矩为0.35kgcm。丝杆为直径OSmm，螺距lmm的短牙或梯形螺紋^滑块螺紋与丝杆匹配，表面有导向 杆，工作时放入导轨中，从而实现旋转运动转换为直线运动，伸出的舌片用来 推注射器，滑块复位至终点时将碰击到位开关而停止运动。定位槽内有轴承， 与丝杆连接，可以避免晃动和减少磨损。就精度而言，釆用步进电机能使转速 更准确，然而步进电机转矩小，体积难以控制，而影响减速电机转速的阻力， 其在推动注射器过程中，变化不大，所以，转速变化仍在允许的范围内。压力传导装置(图4)由注射器，三通，输液皮管，针头组成，三通的一端 与注射器相连，另一端通过皮管与传感器连接，还有一端也通过皮管与针头相 连。此部分为一次性无菌器材，用于人体筋膜压力的拾取同时传导到压力传感 器。显示测控部分包括①输入部分②运算及自动控制部分③输出部分。按键， 传感器接口，到位开关，是输入部件，按键用来接受人发出的指令，传感器接 口用来感知压力，从而转化为电信号，釆用MPX5010压力传感器，到位开关用 来获取到位信号。运算及自动控制部分是其核心部件，主要负责电机运行模式 控制，滑块位置判断，A/D转换，算法，显示控制，输入输出接口控制，低电 压检测，由单片机PIC16C711实现。单片机通过控制电机运行，在不同时段测 量，可以得到误差值，从而进行误差校正，完成精确测量。输出部分由蜂鸣器, LCD显示器，电机驱动组成，蜂鸣器主要用来报警、提示，当压力超出指定范 围则报警。LCD显示器釆用1602字符型点阵，可以同时显示两排共32个字符， 用于显示工作状态及参数。电机驱动用来驱动电机的正反转。壳体与电源包括塑料外壳与内部固定件，用来安放所有部件，保证其良好 的定位精度，可靠的安放位置。电源釆用4节7#电池，为电路提供6V工作电压，通过开关打开或关闭电源。根据流体力学，对于不可压缩非粘性流体，在流体流速很低的情况下，压 力传导装置中的三通各个端口压力近似相等，而传感器端由于空气柱阻隔，为 盲端，流速为0，根据气体特性，密闭环境下空气任何一处压力都是相等的，即 传感器所得压力值就是三通端口处压力。测量误差取决于测量端(带针皮管) 液体流速、皮管材质、长度、直径、高度等，此压力误差可以通过测控部分计 算出来，从而通过差值法得出实际压力值，这就是本仪器压力测量的理论依据。 匀速推注装置是保证压力平衡及低流量的部件。由于空气柱阻隔，使液体不会 受到污染，也就保证了测量过程的无菌要求。具体工作流程如下打开电源开关，显示LOGO,同时自动复位，此时进行 电压自检，如电量不足则显示low power，而滑块移向最远端，触及到位开 关后停止，打开仓盖，将抽好生理盐水的5ml注射器，与三通连接，三通另一 端与传感器接口连接，放好注射器，合上仓盖，按键进入排气状态，电机停止 后，将针刺入筋膜室，按键开始测量，显示start，几秒后显示压力值，如 超过设定范围(4KPa)或有异常压力则报警。当连续测量12次后，自动复位。为了进一步说明本专利技术的结构及工作原理，公布其整体布局图，关键部件 图，原理图，程序流程。图l为匀速推注装置关键部件丝杆与滑块的CAD图， 图2为内部整体布局图，图3为显示测控部分电路原理图，图4为压力传导装 置，图5为完整的样品图，图6为内部结构图，图7为程序流程。附图说明图1中丝杆螺紋釆用了梯形螺紋，螺距lmm,与滑块为间隙配合，牙顶间隙 0. lmm，公差带7H/8e，长度、直径及结构，图中均明确标注。图2为各个部件 在壳体内的布局图，显然，匀速推注装置釆用了节约空间的回拉式推动注射器， 而没有釆用占空间的直推式。压力传感器接口与注射器位于同一侧，这样便于 连接。图6为内部结构实物图，电机与轴承由注塑件固定，其工作方式一目了然。图4中压力传导装置是唯一需要无菌的部件，釆用了经过灭菌处理的医用输液皮管、针头及三通，是实现压力平衡的重要部件。图3是核心部件，具体 工作如下首先来自输液皮管的压力在压力传感器MPX5010中转换为电信号， 进入单片机U1的17脚RAO进行A/D转换，同时通过算法得出用于LCD显示的 数据，JP2用来电连接LCD模块，由于端口不够，釆用了四位传输模式，这样只 占用了 RB1-RB7这7个端口 ，其中RB5、 RB6、 RB7电连接LCD模块RS、 R/W、 E, 用于使能和控制模块内部操作，RB1-RB4电连接LCD模块DB4-7，传输四位数据。 RBO是输入端口，通过中断方式得到按键指令。JP1是电连接到电机的接口，由 RA2、 RA3端口驱动，Q2、 Q3、 Q4、 Q5通过推挽方式进行功率放大推动电机，实 现正反转和停转。JP3电连接到位开关，进入RA1进行A/D转换，当输入为0时， 表明开关闭合，电机停转；当数值在某一范围时，表明电力不足，显示low power,并报警。RA4通过Q6放大驱动蜂鸣器，用于报警。单片机主频4M,使 用4M晶振。电源为6V,由于单片机和LCD模块需要5V，这需要LDO稳压，以 保证低压差，低损耗，釆用了芯片SPA2950-5. 0。单片机的程序流程见图7，芯 片釆用microchip公司的PIC16c711，编程器使用PICSTART PLUS。通过以上全 部技术资料的实施，便可完成本专利技术，从而制造出成品。本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术由以下几部分组成：①匀速推注装置②压力传导装置③显示测控部分④壳体与电源。其特征在于通过单片机控制推挽式输出的Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５，驱动减速电机，并实现正反转和停转，再通过丝杆与滑块，将旋转运动转换为直线运动，采用回拉方式推动注射器，注射器与三通相连接，通过低流量、匀速的将液体推向测量端（带针皮管），传感器端由于空气柱阻隔，为盲端，流速为０，采用压力平衡方式测量，压力传感器获得压力，转换为电信号，进行Ａ／Ｄ转换，通过误差校正算法由单片机处理数据并显示，当超过４ＫＰａ时报警。

【技术特征摘要】
1、本发明由以下几部分组成①匀速推注装置②压力传导装置③显示测控部分④壳体与电源。其特征在于通过单片机控制推挽式输出的Q2、Q3、Q4、Q5，驱动减速电机，并实现正反转和停转，再通过丝杆与滑块，将旋转运动转换为直线运动，采用回拉方式推动注射器，注射器与三通相连接，通过低流量、匀速的将液体推向测量端(带针皮管)，传感器端由于空气柱阻隔，为盲端，流速为0，采用压力平衡方式测量，压力传感器获得压力，转换为电信号，进行A/D转换，通过误差校正算法由单片机处理数据并显示，当超过4KPa时报警。2、 根据权利要求1所述自动筋膜压测量仪，其特征在于由于阻力相对恒定, 减速电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张文玺，
申请(专利权)人：张文玺，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]