一种基于气动人工肌肉的体外反搏装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于气动人工肌肉的体外反搏装置，其特征在于使用气动人工肌肉作为反搏气囊，可以实现更加精确有效的序贯式反搏治疗。该装置包括以下部分：气动人工肌肉反搏气囊，增压模块，控制模块以及传感器模块。气动人工肌肉反搏气囊包括气动人工肌肉和反搏绑带，用于挤压反搏部位。增压模块包括气泵，储气瓶和电磁阀，用于为反搏气囊提供压缩空气。控制模块包括单片机，触摸屏和继电器，用于控制反搏治疗参数。传感器模块包括心电传感器，压力传感器和脉搏波传感器，用于反馈生理信号。该装置提高了反搏气囊的机械效率，并可以进行更加精确序贯式反搏，适用于缺血性心血管疾病的康复治疗。

An External Counterpulsation Device Based on Pneumatic Artificial Muscle

The invention discloses an external counterpulsation device based on pneumatic artificial muscle, which is characterized in that the pneumatic artificial muscle is used as a counterpulsation balloon to realize more accurate and effective sequential counterpulsation therapy. The device includes the following parts: pneumatic artificial muscle counterpulsation balloon, booster module, control module and sensor module. The pneumatic artificial muscle counterpulsation balloon includes pneumatic artificial muscle and counterpulsation band, which is used to squeeze the counterpulsation site. The booster module includes an air pump, a gas storage cylinder and an electromagnetic valve, which are used to provide compressed air for counterpulsation airbags. The control module includes a single chip computer, a touch screen and a relay, which are used to control the parameters of counterpulsation therapy. Sensor module includes electrocardiogram sensor, pressure sensor and pulse wave sensor for feedback of physiological signals. The device improves the mechanical efficiency of counterpulsation balloon and can perform more precise sequential counterpulsation. It is suitable for the rehabilitation treatment of ischemic cardiovascular diseases.

【技术实现步骤摘要】
一种基于气动人工肌肉的体外反搏装置
本专利技术属于心血管疾病康复治疗辅助器械领域，尤其涉及一种使用气动人工肌肉作为反搏气囊的体外反搏装置。
技术介绍
体外反搏技术是一种非侵入式的辅助循环技术。该技术在心脑血管疾病的治疗与康复方面已经获得了广泛的应用，并在其他缺血性疾病的辅助治疗中发挥着重要作用。自上个世纪70年代开始，我国的郑振声等专利技术了增强型体外反搏装置(CN85200905U)，在推进体外反搏装置的小型化和临床应用等方面做出了极大贡献，并在之后不断迭代优化，继续改进体外反搏装置(CN85200905Y，CN88204619Y,USPatent5554103)。在上世纪90年代初，相关产品获得美国FDA认证进入美国市场，获得良好反响。现在市面上的体外反搏装置大多采用了上述专利中的构造。然而，现有的体外反搏装置还存在下列缺点：(1)反搏气囊的设计较为粗放，容积较大，且对无效膨胀的限制不够充分，机械效率可以进一步提高；(2)由于气囊容积较大，需要使用大功率气泵和较大的储气瓶，不够便携；(3)因气压较高，使用了大功率的电磁阀，其启闭噪音较大。根据上述分析可知，如果能够提高反搏气囊的机械效率，就可以使用更少分子量的气体实现相同的挤压效果，从而有效缩小装置体积，减小工作噪音。查阅过往专利，对于反搏执行机构的改进方案可分为以下两大类：(1)使用硬质推板等机构取代气囊进行反搏动，去除气泵、储气瓶、电磁阀等部件(CN87106511A，US6620116B2，CN102106778B)；(2)在反搏气囊外部增加限制，阻止气囊的无效膨胀(US6770041B2，US6846294B2)。上述两大类方案各有利弊，其共通的缺点在于，不便于生产制造或临床操作，因此应用范围有限。总之，体外反搏装置存在不便携、噪音大等缺点，限制了其进一步的推广应用，而改进的关键在于提高反搏动执行机构的机械效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对体外反搏装置气囊效率不高的缺点，提供了使用气动人工肌肉作为反搏气囊的体外反搏装置。本专利技术的目的是通过以下设计方案来实现的：使用气动人工肌肉作为反搏气囊的体外反搏装置，其特征在于，包括如下机构：(1)气动人工肌肉反搏气囊：包括气动人工肌肉，反搏绑带。(2)增压模块：包括气泵，储气瓶，减压阀和电磁阀。(3)控制模块：包括单片机，触摸屏和继电器。(4)传感器模块：包括心电传感器，压力传感器和脉搏波传感器。本专利技术与现有装置相比，具有的有益效果是：(1)采用气动人工肌肉作为反搏气囊，比普通气囊的反搏装置机械效率更高；(2)每个反搏气囊沿反搏部位血管方向分隔成多个小气囊，通过合理设计充排气定时，可以实现更精确的序贯式反搏；(3)减少了所需气体分子量，从而减小了气泵的功率和储气瓶的容积，有助于装置小型化；(4)减少了气体压力，从而减小了电磁阀的功率，有助于减少工作噪音。【附图说明】图1是气动人工肌肉原理示意图；图2是气动人工肌肉反搏气囊示意图；图3是基于气动人工肌肉的体外反搏装置示意图图中：1、橡胶管，2、编织网，3、隔膜软管，4、端盖，5、导气管接口，6、承力绳索，7、金属环扣，8、反搏绑带，9、气动人工肌肉，10、子母粘扣带【具体实施方式】下面结合附图，通过对本专利技术的具体实施方式详细描述，将使本专利技术的技术方案及其他有益效果显而易见。气动人工肌肉反搏气囊作为反搏治疗的执行机构，用于实现对患者反搏部位受控的周期性挤压。用于构成气动人工肌肉反搏气囊的人工肌肉可采用McKibben型气动人工肌肉等。气动人工肌肉是气囊的主要组成部分，其示意图如图1，由具有气密性的弹性橡胶管(附图中1)和具有承载能力的编织网(附图中2)构成，在编制网外包覆有隔膜软管(附图中3)，两端设有端盖(附图中4)。弹性橡管具有密封作用,它将充入气动人工肌肉气体的压力,均匀地传递给编织网,从而使编织网产生形变,在轴向上发生位移,并承受一定的拉力。编织网的丝由高抗拉强度材料制成，由多条正反缠绕在圆柱上的螺旋线包络而成,螺旋线除缠绕方向相反外,其余几何尺寸都完全相同，其主要作用为限制内部弹性橡胶管的变形和传递气动人工肌肉的输出力。隔膜软管起到隔离内外结构的作用，减少人工肌肉的编织网同外部结构之间的摩擦，防止纤维网的意外磨损。端盖为组合件，采用扣压式结构与弹性橡管和编织网连接，可以保证连接处可靠密封。端盖也是气动人工肌肉本体同负载之间的连接部件，根据常规连接的方式，生产厂家设计了标准的连接构件，气动人工肌肉的导气管接口(附图中5)也设置在端部。反搏气囊的设计如图2所示，反搏气囊由多束人工肌肉径向排列构成，并在外部包裹一层布料从而径向固定人工肌肉。人工肌肉两端的承力绳索沿肌肉轴向伸出并缝制在反搏绑带(附图中8)上。在反搏绑带贴近人体的一侧，可再额外增加一层柔性介质(如海绵，橡胶，气囊等)，保证反搏气囊与人体的紧密贴合，并起到均匀分布压力的作用。使用金属搭扣(附图中7)和子母粘扣带(附图中10)将反搏绑带环绕在人体反搏部位上并固定。通过调节子母粘扣带的有效长度，可使同一套反搏气囊适应不同人体的体型。基于气动人工肌肉的体外反搏装置工作原理如图2所示。增压模块内的气泵持续工作为储气瓶提供压缩空气，使用减压阀保证储气瓶内压强处于安全范围。压力传感器置于人体反搏部位，检测反搏部位压强情况，信号反馈至控制模块，通过控制模块调整气泵功率，保证反搏治疗安全有效。心电传感器检测人体心电信号，经过控制模块的处理，向继电器输出电磁阀进气口和排气口的启闭信号，控制小腿、大腿及臀部的多个反搏气囊序贯式充气排气。储气瓶内的压缩空气经过电磁阀进气口到达反搏气囊。反搏气囊内的人工肌肉在压缩空气的作用下膨胀并轴向缩短，牵拉反搏绑带，反搏绑带的直径因此缩小，使反搏部位得到挤压。电磁阀排气口打开后，反搏气囊排气舒张，对反搏部位的挤压结束。整个过程周而复始，实现对反搏部位的周期性挤压。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于气动人工肌肉的体外反搏装置，其特征在于，包括气动人工肌肉反搏气囊、增压模块、传感器模块和控制模块。

【技术特征摘要】
1.一种基于气动人工肌肉的体外反搏装置，其特征在于，包括气动人工肌肉反搏气囊、增压模块、传感器模块和控制模块。2.根据权利要求1所述的基于气动人工肌肉的体外反搏装置，其特征是，所述人工肌肉反搏气囊包括：反搏绑带和气动人工肌肉。3.根据权利要求1所述的基于气动人工肌肉的体外反搏装置，其特征是，所述人工肌肉反搏气囊中的人工肌肉，采用了McKibben型气动人工肌肉。4.根据权利要求1所述的基于气动人工肌肉的体外反搏装置，其特征是，所述人工肌肉反搏气囊，具有多束环绕人体反搏部位的人工肌肉，所有人工肌肉沿自身径向排列。5.根据权利要求1所述的基于气动人工肌肉的体外反搏装置，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊瑜波，王碧天，王亚伟，蒲放，王丽珍，刘笑宇，姚杰，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11