本发明专利技术是一种用于测量筋膜室压力的自动装置及其测量方法。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。对于不可压缩流体，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存在一个较小的差值，测量误差取决于测量端液体流速、皮管材质、长度、直径、高度、针头大小等，以及液滴表面张力的修正，软件的有效值提取算法，这些参量改变，此压力误差值也将改变，此压力误差值可以通过模拟压力误差情形由测控部分计算出来，从而得出实际压力值，即误差校正技术。非流体环境，压力是无法直接测量的，必须采用一种间接测量方式，通过短时分次注入液体，当空气柱压力小于筋膜压时，液体不进入机体，只压缩空气，一旦空气柱压力达到筋膜压时，液体将流入机体，此时平衡建立，空气柱压力即为筋膜压，即压力平衡测量方式。
【技术实现步骤摘要】
一种测量筋膜室压力的方法及装置
本专利技术是一种用于测量筋膜室压力的装置及其测量方法。属于机电一体化产品， 涉及机械自动化及测控领域。
技术介绍
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，一端连接普通粗针头，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，刺入胫前间室内，将注射器抽20mL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。更为重要的是，常规测量方法需要始终保持血压计与肢体始终保持同一高度，针头必须使用18号粗针头，只有这样才能最大程度的降低测量误差。这些都是目前面临的困难，显然粗针头既增加了病人的痛苦，又增加了感染发生率，而严格的保持高度一致，实际工作中不太现实，如果解决了这些问题， 将是骨科领域的一次飞跃。还有个困难是，测量的环境问题，筋膜室内为非流体环境，由于缺乏流动的液体， 无法直接测量压力，需要一种能将筋膜室内压力导出的方法，而要导出准确及稳定的压力并非易事。
技术实现思路
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装置(即自动筋膜压测量仪)，该仪器操作简便，可靠性好，测量准确，不再需要创伤大的粗针头，也不再需要将测量仪器与肢体保持同一高度，这些来源于本专利技术的一种误差校正技术，而对于非流体环境的压力导出方法，是采用了本专利技术的一种称之为压力平衡测量方式，下面具体阐述本专利技术实物由以下几部分组成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①5mm,螺距Imm的短牙或梯形螺纹，滑块螺纹与丝杆匹配，表面有导向杆，工作时放入导轨中，从而实现直线运动，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。压力传导装置(图4)由注射器，三通皮管，针头组成，三通的一端与注射器相连， 另一端与传感器连接，还有一端与针头相连。用于人体筋膜室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，采用压力传感器，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，由单片机实现。单片机通过控制电机运行，推动注射器，并且模拟出产生压力误差的特定情形与要求，在给定的时段测量，可以得到准确的误差值，从而进行误差校正，完成精确测量。模拟压力误差情形十分重要，包括气体的排放，针头的大小、位置及角度，以及液滴表面张力的修正等等，还包括软件的有效值提取算法，如果不能模拟压力误差情形，将得不到准确的误差值，自然结果也不会准确。输出部分由蜂鸣器，IXD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。电源采用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存在一个较小的差值，而传感器端流速为0，测量误差取决于测量端(刺入机体端)液体流速、皮管材质、长度、直径、高度、针头大小等，这些参量改变，此压力误差值也将改变，此压力误差值可以通过模拟压力误差情形由测控部分计算出来，从而得出实际压力值，这就是本专利技术压力测量的理论依据。压力平衡测量方式，是一种能将非流体环境中压力导出并获取的方法，由于是非流体环境，压力是无法直接测量的，必须采用一种间接测量方式，此处列举筋膜压的测量方式，首先采用三通结构连接压力注入端，传感器端，还有一端连接针头，刺入机体。而传感器端的三通管内，需要一段空气柱，是建立压力平衡的关键，此空气柱太长，会导致平衡建立时间过长，太短，会因被测压力较大时，液体接触有菌部件导致污染。此空气柱长度是这样计算的根据密闭空间内，压力的变化与容积成反比，得P1*V1 = P2*V2，因圆皮管内截面积相同，故P1*L1 = P2*L2，其中Pl为初始态压力(即大气压)，P2为最大压力(即大气压+ 传感器最大承受压力)，Vl为初始体积，V2为最小体积(均包括传感器端口内部体积)，LI 为初始空气柱长度，L2为压缩后空气柱长度。设L2为传感器端口长度I. 5 2倍，即可获得LI值。测量方式是这样的为了便于理解，先将匀速推注液体时，各个端口的压力差值忽略。通过短时分次注入液体，当空气柱压力小于筋膜压时，液体不进入机体，只压缩空气， 一旦空气柱压力达到筋膜压时，液体将流入机体，此时平衡建立，空气柱压力即为筋膜压， 继续推注时，空气柱压力将不变或变化较小。同时，单片机可以根据上述特点判定压力有效值。误差校正技术，是专门用来修正测量过程中产生的误差值，处理方式十分简单，就是将测得值减去误差值，然而困难的是误差值的获取，根据前面流体力学的分析，误差取决于测量端液体流速、皮管材质、长度、直径、高度、针头大小等，直接根据这些参数计算是不现实的，通过模拟压力误差情形来获取此误差值十分重要，包括气体的排放，液体流速，针头的大小、位置及角度，以及液滴表面张力的修正等等，还包括软件的有效值提取算法，这些都是获取误差值的关键，本研究实验数据证明，采用12号针头测试的误差值为0. IkPa, 而采用7号针头测试的误差值增至0. 7kPa，而针头每抬高或降低1cm，又将导致0. IkPa的误差，这就是传统测量方法，必须采用粗针头，而且严格要求压力计保持与肢体等高的原因。可以看出，模拟压力误差情形是误差校正技术的核心，包括皮管与穿刺针内必须是相同液体，液体流速与刺入机体时的流速要一致，模拟时要求针头角度、高度与刺入后一致，由于模拟时出现液滴不可避免，表面张力因素必须考虑，故软件中需修正此数值。另外，非流体环境测压时容易出现压力值波动，故软件需要将结果处理，具体是消除跳变值，求有效值均数等。综上所述，误差校正技术包括模拟压力误差情形和软件对数值的处理。由于筋膜室具有一定空间，不加限制的注入液体将导致筋膜压的升高，甚至加快出现筋膜室综合征本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【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：
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