【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于医疗器械控制系统领域，尤其涉及一种电动心肺复苏机控制系统。
技术介绍
1、心肺复苏术是挽救心脏骤停患者生命的重要手段，其主要特征是通过胸外按压协助患者恢复自主循环。传统人工按压方式的救治成功率很大程度上依赖于施救者的专业程度和技术水平，救治效果很难保障。
2、心肺复苏自动控制装置通常分为气动电控装置及电动电控装置，其共同之处在于，通过机械按压取代徒手按压，其优势在于：(1)通常采用外部供电，可实现长时间按压，(2)采用程序实现自动控制，避免徒手按压时可能造成的中断。上述两个优势使得心肺复苏自动控制装置具有很高的医用价值。其中，气动电控装置需要依赖气源或气囊，使用环境通常限于医院内或急救车等特定场景，而电动电控装置以电机为驱动机构，可采用外接电源或电池供电，摆脱了对气源的依赖，应用范围更为广泛。
3、现有心肺复苏自动控制装置也普遍存在以下缺陷：(1)通常采用手动调节方式，设置固定的按压频率及按压深度，具体的参数设置依赖操作者临床经验和技术水平。按压深度过浅则救治效果较差，按压深度过深则会产生肋骨或胸骨骨裂或骨折，使得胸腔轮廓形变或破坏，按压动作之后胸部无法保持正常回弹，其后果是胸泵机制严重失效，这需要重新调整按压参数甚至中断按压，导致施救成功率显著降低。(2)普遍缺乏对胸部轮廓回弹程度的判断，很难保证患者在按压过程中胸部轮廓处于充分回弹的状态，难以确保救治效率。(3)普遍缺乏对按压真实接触压力的实时监测，按压导致的骨折发生率较高，骨折作为心肺复苏过程的常见并发症，其产生的不规则断面可能对胸腔内
4、与cn107440898a相比，本专利技术的区别和优势在于：(1)采用表贴式三相pmsm永磁同步电机作为驱动机构，具有更高的驱动能力和位置控制精度，能量转换效率更具优势；(2)采用质量传感器和压力探头同时采集的方案，依赖质量传感器的高频响特征，采集的压力信号更具实时性，弥补了常规压力探头响应较慢、信号严重滞后的缺陷；(3)现有专利如cn107440898a中，电动心肺复苏机控制系统中压力测量点位于按压头与患者胸部接触的位置。实际上，由于胸部轮廓结构的特殊性，压力传感元件安装困难，难以有效检测到真实的压力数据，且由于压力传感元件普遍频响低，测试信号的上升时间较长，无法满足实时测量要求。本专利采用的质量传感器，安装位置在丝杠输出端与柔性触头之间，具有快速响应、测量精准的优势，更能反映实时按压力变化。(4)本专利技术支持按压深度在容许范围内由深至浅的自动调节模式，其优势在于，一是仅需进行少量试探性按压次数(2-5次)即可搜索到合理的按压深度，二是允许在保证按压深度最优的前提下，通过回弹过程中质量传感器实时测量信号，进一步监测患者胸部轮廓是否处于充分回弹的状态；(5)进一步地，本专利技术支持在患者胸部轮廓处于充分回弹的前提下，逐步提升按压系统回弹速度，从而起到有效提升按压频率的作用，其意义在于确保了按压频率的提升对患者是有益的，弥补了现有专利技术中提升按压频率的方案缺乏科学依据、无法保证初始按压时患者胸部轮廓已处于充分回弹状态的普遍缺陷。
5、与cn217593341u相比，本专利技术的区别和优势在于：(1)采用表贴式三相pmsm永磁同步电机作为驱动机构，具有更高的驱动能力和位置控制精度，能量转换效率更具优势；(2)采用质量传感器和压力探头同时采集的方案，依赖质量传感器的高频响特征，采集的压力信号更具实时性，弥补了常规压力探头响应较慢、信号严重滞后的缺陷；本专利技术所提的压力信号仅用于检测功能，以及作为调整按压曲线的依据，并不起到负反馈信号作用，这与cn217593341u是有显著区别的；(3)与cn217593341u相比，本专利技术更明确提出了支持按压深度在容许范围内由深至浅的自动调节模式，其优势在于，一是仅需进行少量试探性按压次数(2-5次)即可搜索到合理的按压深度，二是允许在保证按压深度最优的前提下，通过回弹过程中质量传感器实时测量信号，进一步监测患者胸部轮廓是否处于充分回弹的状态；(4)进一步地，本专利技术支持在患者胸部轮廓处于充分回弹的前提下，逐步提升按压系统回弹速度，其意义在于确保按压频率的提升对患者是有益的，弥补了现有专利技术中提升按压频率的方案缺乏科学依据的普遍缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种电动心肺复苏机控制系统。本专利技术的技术方案如下：
2、一种电动心肺复苏机控制系统，其包括：pmsm永磁同步电机、减速器、滚珠丝杠、柔性触头、驱动装置、控制器、编码器、质量传感器及压力探头：其中，所述pmsm永磁同步电机与滚珠丝杠并联安装，二者之间通过同步带作为减速器连接，丝杠输出端轴向安装质量传感器，柔性触头固定在质量传感器末端，压力探头安装于柔性触头表面，与被测对象胸腔接触；所述驱动装置通过b2b连接器与控制器相连接，所述控制器为整体系统的核心控制单元，所述编码器与pmsm永磁同步电机同轴安装，提供电机的精确转速及转子位置信号，其中：
3、所述pmsm永磁同步电机为按压过程提供动力，用于驱动滚珠丝杠执行直线往复运动；所述减速器用于降低执行机构运行速度、提高输出力矩；所述滚珠丝杠用于将电机的正反向旋转运动转化为丝杠带动按压机构运动，实现垂直方向的往复按压运动；所述柔性触头与滚珠丝杠输出端的法兰连接，直接接触患者胸腔位置，具有减震作用；所述驱动装置用于驱动电机正常工作，实现电机供电电压匹配，隔离干扰和噪声信号，将输入信号转换为电机控制信号；所述控制器实现对按压深度和按压频率的准确控制；所述编码器内置于pmsm永磁同步电机壳体中或与所述电机同轴安装，用于实现对电机转子位置及电机转速的测量；所述质量传感器安装于滚珠丝杠输出端法兰顶端位置，与柔性触头相连接，用于检测滚珠丝杠按压过程中输出力变化情况；所述压力探头安装于柔性触头表面，与患者胸部相接触，用于检测患者胸腔承受压力。
4、进一步的，还包括支架、显示器及电源电路，所述支架用于支撑电动心肺复苏机机体安装使用；所述显示器与控制器通过rs-644总线接口相连接，所述显示器用于人机交互，功能包括设置按压模式、显示工作状态、输出及存储监测结果、显示电池状态；所述电源电路用于为包括pmsm永磁同步电机、显示器、控制器在内的所有单元供电。
5、进一步的，还包括散热装置与壳体，所述散热装置用于为pmsm永磁同步电机、驱动器散热；所述壳体用于固定pmsm永磁同步电机、滚珠丝杠、控制器、驱动装置、显示器、锂电池及其电源电路。
6、进一步的，所述支架包括底座、立柱及支撑架。
7、进一步的，所述减速器采用齿轮箱传动或同步带传动。
8、进一步的，所述pmsm永磁同步电机采用表贴式内转子结构，具有转矩惯量比高的特征，转速范围0-6000转/分钟；减速器采用同步带或齿轮箱结构，减速比1～2之间；滚珠丝杠由螺母、滚珠、丝杠、滚珠回流管等组成，导程为6～10mm之间。
9、进一步的，所述驱动装置为三相交本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，包括：PMSM永磁同步电机、减速器、滚珠丝杠、柔性触头、驱动装置、控制器、编码器、质量传感器及压力探头：其中，所述PMSM永磁同步电机与滚珠丝杠并联安装，二者之间通过同步带作为减速器连接，丝杠输出端轴向安装质量传感器，柔性触头固定在质量传感器末端，压力探头安装于柔性触头表面，与被测对象胸腔接触；所述驱动装置通过B2B连接器与控制器相连接，所述控制器为整体系统的核心控制单元，所述编码器与PMSM永磁同步电机同轴安装，提供电机的精确转速及转子位置信号，其中：
2.根据权利要求1所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，还包括支架、显示器及电源电路，所述支架用于支撑电动心肺复苏机机体安装使用；所述显示器与控制器通过RS-644总线接口相连接，所述显示器用于人机交互，功能包括设置按压模式、显示工作状态、输出及存储监测结果、显示电池状态；所述电源电路用于为包括PMSM永磁同步电机、显示器、控制器在内的所有单元供电。
3.根据权利要求1所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，还包括散热装置与壳体，所述散热装置用于为PMSM
4.根据权利要求2所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，所述支架包括底座、立柱及支撑架。
5.根据权利要求1所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，所述减速器采用齿轮箱传动或同步带传动。
6.根据权利要求1所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，所述PMSM永磁同步电机采用表贴式内转子结构，具有转矩惯量比高的特征，转速范围0-6000转/分钟；减速器采用同步带或齿轮箱结构，减速比1～2之间；滚珠丝杠由螺母、滚珠、丝杠、滚珠回流管等组成，导程为6～10mm之间。
7.根据权利要求1所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，所述驱动装置为三相交流电机控制器，支持正弦波有感矢量控制模式，所述控制器由cpu、板载存储器及外围接口电路构成，为所述电动心肺复苏机控制系统的核心控制单元，所述编码器采用光电编码器或磁编码器，所述质量传感器具有小型化、高频响特征，计量范围0～70kg；所述压力探头采用分布式柔性压阻式结构，量程0～700N。
8.根据权利要求1所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，所述显示器包含LVDS接口，具备宽温度范围及户外高亮度特征，所述电源电路具有过载、过流、过压保护、平衡充电及剩余电量显示等功能。
...【技术特征摘要】
1.一种电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，包括：pmsm永磁同步电机、减速器、滚珠丝杠、柔性触头、驱动装置、控制器、编码器、质量传感器及压力探头：其中，所述pmsm永磁同步电机与滚珠丝杠并联安装，二者之间通过同步带作为减速器连接，丝杠输出端轴向安装质量传感器，柔性触头固定在质量传感器末端，压力探头安装于柔性触头表面，与被测对象胸腔接触；所述驱动装置通过b2b连接器与控制器相连接，所述控制器为整体系统的核心控制单元，所述编码器与pmsm永磁同步电机同轴安装，提供电机的精确转速及转子位置信号，其中：
2.根据权利要求1所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，还包括支架、显示器及电源电路，所述支架用于支撑电动心肺复苏机机体安装使用；所述显示器与控制器通过rs-644总线接口相连接，所述显示器用于人机交互，功能包括设置按压模式、显示工作状态、输出及存储监测结果、显示电池状态；所述电源电路用于为包括pmsm永磁同步电机、显示器、控制器在内的所有单元供电。
3.根据权利要求1所述的电动心肺复苏机控制系统，其特征在于，还包括散热装置与壳体，所述散热装置用于为pmsm永磁同步电机、驱动器散热；所述壳体用于固定pmsm永磁同步电机、滚珠丝杠、控制器、驱动装置、显示器、锂电池及其...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨攀，陈晓雷，方艳，曹慧英，唐伶俐，蒲玲玲，彭凯欣，刘靖雯，
申请(专利权)人：重庆医科大学附属第二医院，
类型：发明
国别省市：
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