CN100518670C - 外科止血带仪器 - Google Patents

Abstract

一种外科止血带系统的危险监视器(2)，含有：压力传感器装置(20)，用于检测气动止带套带(4)中的压力；电力监视装置(22)，用于监视止血带仪器(8)的电气部件的供电，其中，止血带仪器(8)可以气动地连接到止血带套带(4)以向所述套带(4)提供加压气体，从而在所述套带(8)中产生压力；和危险检测装置(28)，它响应于压力传感装置(20)和电力监视装置(22)，用于在没有向所述部件供应电力而在止血带(4)中检测到压力时产生一种报警信号。

Description

外科止血带仪器

技术领域

本发明主要涉及监视外科止血带系统以检测危险的装置和方法。本发明更具体地涉及但是不限于一种危险监视器，它具有检测装置，用于检测在运转所述系统的一或多个部件所需要电力供应没有施加于所述部件上时电动外科止血系统的气动止血带套带(Cuff)是否加压，并检测在操作人员打算中断系统运作所需要的电力供应时止血带套带是否加压。

背景技术

外科止血系统常用于通过在一段足以进行外科手术的时间内阻断进入四肢的动脉血流，从而使得能够在干燥且无血的环境下进行手术，以方便外科手术。

发表的医学文献指出，每次使用外科止血带都必然引起对套带下及套带远端肢体中的神经、肌肉和软组织损伤。为了使这种损伤的性质和范围最小，止血带的操作者力图使建立和保持套带远端的无血手术环境用的套带压力最小。为了使止血带相关的损伤最小，止血带操作者力图使止血带套带加压的持续时间最短。不必要地长时间的套带加压是有危险的，因为在医学文献中充分地肯定了随着施加止血带的持续时间增加对患者的四肢损伤的可能性也增加。

现有技术的外科止血带系统一般地包括：一个气动套带，用于在手术侧的近端包绕患者的肢体；一个压力空气源；和一个连接到套带和所述气源的仪器，用于向套带以调节了的压力提供气体。

在一些现有技术的止血带系统中，压力气体源是气罐或者医院气源，而在其它的现有技术系统中，电动气泵整合在仪器中。某些现有技术中公知的外科止血带仪器中含有电动部件，包括电子压力传感器、微处理器、显示器和视听报警器。尽管还在使用一些没有电动部件的现有技术外科止血带仪器，现在常用的大多数止血带仪器是完全或者部分电动的。

一种部分电动的现有技术公知的止血带仪器是ElectromedicsTCPM止血带套带压力监视器(Electromedics Inc.，Englewood，CO)。该仪器包括：一个电动显示部件，用于显示由操作者设定的套带压力；一个电动的经历时钟，让操作者能够监视套带的充气时间；一个非电动的气动开关部件，用于对套带充气和放气；和一个非电动的压力调节器，用于以设定的压力向套带提供气体。在操作者接通仪器上的电力供应开关时，一个在仪器上的电动开关控制从仪器内的电池向电气元件供电。Electromedics的仪器没有内装电动泵，相反地它要求或用气罐或用医院的中心气源作为压力气体源。

现有技术的Electromedics仪器设计得在手术接近结束不再需要加压的止血带时，操作者可以先用非电动的气动开关部件为套带放气，然后操作者可以用电气开关关断电气部件的电力供应。然而，如果操作者在手术过程中某个时间点错误地关断电力供应却没有用独立的气动开关去掉套带的压力，那么套带保留在由非电的压力调节器调节的压力左右，但是电子压力显示器未通电并且显示空白。如果未受训练或者无经验的操作者因为压力显示器空白而误认为套带已经放气，这个错误可以对患者产生严重的危险，结果是套带保持加压于一段延长的时间。套带加压不必要长的时间段是有害的，因为已经充分证实随着止血带施用时间增加，对患者肢体的止血带相关损伤的可能性和严重程度都会增加。

现有技术公知的完全电动的止血带仪器是授与McEwen的美国专利B14,469,099所说明的，该专利在本文作为参考。McEwen099专利说明了一种外科止血带系统，它包括一电动的仪器和一装入该仪器内的用作压力气体源的电动气泵。McEwen099的运转可以用外部的交流电力供应供电，辅助以内部的电池，并且包括以下的电气部件：操作者介面，用于使操作者能够设定止血带套带压力和套带加压的预期时间；开关，用于使操作者能够开始为套带加压或者去掉压力；套带压力显示器，用于使操作者能够设定套带压力和监视实际的套带压力；微处理控制的压力调节器，用于把套带压力调节到设定的压力左右；以及时间显示器，用于让操作者能够确定手术时间并且能够监视套带加压过程所经历的时间。

McEwen099还包括各种电动的视听警报，用于向操作者警告手术过程中可能存在的某些有害情况，包括警报任何套带加压过高、套带加压不足或者套带加压时间过长。如果在套带加压时McEwen099的外部交流电力供应意外地中断，则内部的电池继续向显示器供电并且报警，但是压力调节器停止工作，并且仪器内的气动阀门封闭加压了的套带，以尽可能长时间地保留套带中的压力，或者把压力保留到外部交流电力供应恢复并且可以正常运转。从而，在外科使用过程中出现外部交流断电事故时，McEwen099可以防止诸如术中意外的动脉血流进入手术区、大量失血，和在某些情况下丢失保留在套带远端肢体中的静脉内麻醉剂等危险。但是如果操作者不先放掉止带套带的气就关断电力供应开关，并且没有接着把套带从仪器上气动地断开并且在一段时间内从患者的肢体上取下套带，那么就可能产生不寻常类型的危险。关断McEwen099的电力供应开关把来自外部交流电源和内部电池的电力供应都中断了。从而在这样的操作者失误事件中，没有了任何电力供应，McEwen099的套带压力显示和时间显示都变空白，并且视听报警不起作用，未受训练或者无经验的操作者可能因为显示器空白而误认为套带已经放气了。McEwen099不产生视听的警报以提醒操作者止血带套带可能保留加压，并且在中断了向止血带仪器的电力供应之后一个长的时间向患者的肢体施加压力。

现有技术公知的其它外科止血带系统完全由外部的交流电源供电，没有象McEwen099那样的内部辅助电池。在手术过程中对这样的其它现有技术系统中断电力供应的事件中，诸如交流电源脱开连接或者操作者失误等，包括在这些仪器中的所有压力和时间显示变得空白，所有的视听报警不起作用，并且气动封闭了加压的套带，以防止上述类型的危险。如果在电力供应中断后立即去掉压力，就会产生这种危险。然而，这些现有技术系统没有一个产生视听报警去提醒操作者这样的危险：在中断了电力供应之后一个长的时间止血带套带可能保留有压力。

某些现有技术止血带仪器有“软的”电开关，通常为瞬间接触薄膜开关或者低电流瞬间按钮开关。这样的“软的”电开关不直接控制对止血带仪器的操作部件的电源供应，而是控制其它的直接控制止血带仪器的操作所需要的电源供应的电气部件。例如，由齐默病人护理公司(Dover OH)生产的A.T.S.2000和A.T.S.750型现有技术止血带仪器的每种都包括一个“软的”电气开关，所述开关只有在操作者通过操纵“软的”电力供应开关启动电力供应中断之后才产生仪器运转所需要的电力供应的中断。

在运转外科止血带系统所需要的电源不向系统供电时，现有技术中没有一个外科止血带系统或者监视装置能够检测外科止血带系统的加压了气动套带的存在。而且，如果在连接到止血带仪器的气动套带加压时操作者起始电力供应中断，现有技术中没有一个电动的止血带仪器可以防止操作者中断止血带仪器的运转所需要的电力供应。

发明内容

本发明提供了一种具有危险监视器的外科止血带仪器，其特征在于，它包括：

压力调节装置，用于在进行外科手术适当长的时期内产生加压气体，其中所述压力调节装置需要电力供应以产生加压气体；

电力开关装置，用于使操作者能够启动中断压力调节装置需要的电力供应；

气动连接装置，用于使操作者能够把可充胀的套带气动地连接到压力调节装置，从而为压力调节装置产生的压力气体建立通往所述套带的通道；和

危险监视装置，其与气动连接装置气动地连接，用于在操作者启动中断电力供应时检测大于预定压力值的加压气体。

附图说明

图1是在外科应用中的优选实施例的图示和方框图。

图2是优选实施例的电路示意图。

具体实施方式

所示的实施例不是把本发明穷尽或者限制于公开的具体形式。它是为了解释本发明的原理及其应用和实际使用而选择和加以说明的，从而使其他的领域内一般技术人员能够利用本发明。

图1描述构成以监视放置在肢体6上的止血带套带4内压力的危险监视器2。止血带仪器8充胀压力止血带套带4，从而在外科手术中阻断血液流向肢体6。止血带仪器8经气动管10、气动三通接头12和气动管14气动地连接止血带套带4。止血带仪器8有数个在正常的手术过程中通电的部件，包括压力传感器、压力显示器、时间显示器、报警器和指示器。

如图1所示，危险监视器2经气动管16、气动三通接头12和气动管14气动地连接止血带套带4。另外，危险监视器2经电缆18电气地连接止血带仪器8，以使危险监视器2能够监视施加在止血带仪器8内需要电力进行运转的电气部件上的电压，如下文所述。

如图1所示，气动止血套带4经气动管16、气动三通接头12和气动管14气动地连通压力传感器20。在优选实施例中传感器20是常闭的单刀单掷压力开关(MPL—600系列，Micro PneumaticLogic，Pompano Beach，FL)；如果传感的压力大于预定的15毫米汞柱压力，则此压力开关的接触点打开。压力传感器20专用于运转压力达到2000毫米汞柱，远高于正常的止血带术中所用的450毫米汞柱。领域内的一般技术人员会理解，取代该优选实施例中用的压力开关，可以采用输出与传感的压力成比例的压力信号的模拟压力传感器，并且得出的压力信号可以与指示预定的参考压力的参考信号比较，以检测套带4内传感的压力何时大于预定的参考压力值。

在该优选实施例中，对止血带仪器8的需要电运转的部件的电力供应，通过监视在该部件上的电压值进行监视；如果在该部件上监视到的电压值低于预定的电压值，本实施例确定没有向该部件供电。应当理解向该部件的供电还可以通过监视流经该部件的电流值监视。从图1可见，在此优选实施例中，电压检测器22经电缆18连接止血带仪器8的需要电能的电气部件，以在手术中正常地运转。止血带仪器8中这样的部件例子有：压力传感器，用于传感止血带套带4中压力；显示器，用于向操作者产生传感到的套带4内压力的指示；压力调节器或者压力调节器中的各个电气元件，诸如电—气动阀门或微处理器；电泵，用于产生压力调节器使用的压缩空气；和显示器，用于向操作者指示由止血带仪器8向套带4已经施加了压力的时间。在该优选实施例中，电压检测器22经由电缆18监视任何选择出的一个这样的电气部件的电压。施加在受监视的电气部件上的电压高于预定的阈值时，电压检测器22产生一个信号，而在所述电压低于所述阈值时不产生信号。

由图1可见，电源24向危险监视器2中电气部件提供所需要的电力。电源24独立于任何外部电力供应，包括处在止血带仪器8中的电力供应。电源24由低电力检测器26监视，该电力检测器检测什么时候由电源24产生的电压已经落到预定的阈值以下，如下文进一步说明。在此优选实施例中，电源24是一个3伏特的锂离子电池，它可以向危险监视器2供电达10年后才需要更换。

低电力检测器26监视电源24的电压输出。当电源24的电压输出下降到危险监视器2的正常运转所要求的预定的阈值之下并且需要更换时，低电力检测器26产生一个信号。

报警控制28响应由低电力检测器26和电压检测器22产生的信号，而且响应压力传感器20提供的闭路和开路，并且存在报警条件出现时产生报警信号。报警条件存在于以下任何一个情况：(a)压力传感器20检测出止血带套带4中的压力高于预定的15毫米汞柱压力，并且电压检测器22检测出施加在受监视的止血带仪器8内的电气部件上的电压低于预定的阈值；(b)低电力检测器26检测出电源24的电压输出低于预定的阈值。在此优选实施例中，报警条件逻辑经低功率CMOS逻辑门执行。对于领域内的一般技术人员很明显：报警控制28中的报警条件可以用多种途径执行，包括使用基于微控制器的系统、二极管和三极管逻辑门的网络，或者使用模拟开关和继电器。

在报警控制28产生报警信号时，经视觉指示器30和听觉指示器32用听觉和视觉两个报警提醒操作者。在此优选实施例中，听觉指示器32是一个低功率的压电脉冲音调发生器，而视觉指示器30是低功率的电磁激励状态指示器(30—ND型状态指示器，Mark IV Industries，Mississuga.Ontario，Canada)。视觉指示器30是双稳态指示器，它在稳态时不需要用电，而在从不激活态(复位—不指示报警情况)向激活态(设位—指示报警情况)转变时需要很少的电。在此优选实施例中，在电源24耗尽后视觉指示器无限期地保留在最后的状态。通过以这样的方式工作，视觉指示器30向操作者提醒持久的报警情况，诸如低电力检测器26检测出的电源24的低电力，即使在电源24已经完全枯竭之后。

在手术过程中，当止血带套带4施加于患者的肢体且止血带仪器8向套带4供应加压气体并且危险监视器2如图1所示构成时，危险监视器2既检测施加在止血带仪器8内的受监视的电气部件上的电压，也检测止血带套带4中的气动压力。当不向止血带仪器8中的受监视的电气部件施加电力而检测出的止血带套带4中的气动压力超过一个预定的压力值时，危险监视器2检测到这个危险情况并产生一个报警信号和一个使操作者可经视觉指示器30和听觉报警器32察觉的视听报警。报警信号连续地产生，并且视觉指示器30和听觉指示器32继续指示报警的情况，直到止血带套带4中的压力降落到预定的压力值以下，或者直到电力供应施加到止血带仪器8中的部件上。

套带4没有加压到预定压力值之上时，压力传感器20的开关触点是闭合的。除非低电力检测器26检测电源24低于预定的最低电压并且需要更换，否则危险监视器2不产生任何报警；在这样的事件中，危险监视器2通过产生经视觉指示器30和听觉指示器32可由操作者察觉的低电力报警来响应低电力检测器26。视觉指示器30继续产生低电力报警，直到用另一个电压值高于预定的最低电压的电源来替换电源24，而听觉指示器继续产生低电力报警直到电源24完全枯竭。

图2是该优选实施例的简化示意图，示出了该优选实施例的主要部件的相互连接。

电源24是3伏特的锂离子电池。在图2中，电源24的正端标志为Vbatt，而负端接地。电源24连接到稳压器34，所述稳压器产生一个1.5伏特的参考电压，标志为Vref，这个参考电压用于电压检测器22和低电力检测器26，如下文所述。

如同说明逻辑电路的通常实践一样，术语“高”和“低”在下面对图2所示电路图的说明中用于描述信号的状态。当叙述一个信号“高”时，其电压接近于电源24产生的电压值。当叙述一个信号“低”时，它的电压值接近零。

压力传感器20的常闭电触点在图2中用开关的符号示出。所述开关触点之一接地，而另一个开关触点既连接与Vbatt串连的高阻抗上拉电阻器36，也连接与门38的一个输入。由压力传感器20检测的压力低于预定的压力时，压力传感器20的开关触点是在闭合的位置，并且与门38的输入信号电平低。由压力传感器24检测的压力高于预定的压力时，压力传感器20的开关触点打开，并且与门38的输入信号电平高。

电压检测器22含有模拟比较器40和构成分压网络的高阻抗电阻器42和44。来自止血带仪器8内的受监视部件的电压信号示于图2，带有Vtourn标志。Vtourn因电缆18的传导连通到由电阻器42和44组成的分压网络。模拟比较器40把电阻器42和44的结点处的分压后Vtourn信号电平与参考电压Vref的电平进行比较。模拟比较器40构成得当来自Vtourn的分压后信号电平低于Vref的电平时，模拟比较器40的输出电平就低。当来自Vtourn的分压后信号电平高于Vref的电平时，模拟比较器40的输出电平就高。模拟比较器40有滞后现象，以防止来自Vtourn的分压后信号电平接近Vref的电平时其输出信号中发生振荡。

低电力监视器26含有模拟比较器46和构成分压网络的高阻抗电阻器48和50。Vbatt连接到由电阻器48和50形成的分压网络。模拟比较器46把电阻器的结点48和50处的分压后Vbatt信号电平与参考电压Vref的电平进行比较。模拟比较器46构成得当来自Vbatt的分压后信号电平低于Vref的电平时，模拟比较器46的输出电平就低。当来自Vbatt的分压后信号电平高于Vref的电平时，模拟比较器46的输出电平就低高。模拟比较器46有滞后现象，以防止来自Vbatt的分压后信号电平接近Vref的电平时其输出信号中发生振荡。

报警控制28经低电力CMOS逻辑门、与门38、或门52和非门54和56实现。如图2所示，构成报警控制28的逻辑门构成得使报警控制28的输出是高电平的报警信号，只要：(a)来自电压检测器22信号是低电平，且连接到压力传感器20的上拉电阻器36的信号是高电平；或者(b)来自低电力检测器26的信号处于低电平。

如图2所示，报警控制28的输出连通到上升缘触发单稳态多谐振荡器58的时钟输入、下降缘触发单稳态多谐振荡器60的时钟输入、和听觉指示器32。上升缘触发单稳态多谐振荡器58的输出连接到视觉指示器30的设位输入，而下降缘触发单稳态多谐振荡器60的输出连接到视觉指示器30的复位输入。以此构形，当报警信号从低(不存在报警情况)向高(存在报警情况)跃迁时，上升缘触发单稳态多谐振荡器58向视觉指示器30的设位输入施加脉冲，使视觉指示器30的显示从不激活的状态改变到向操作者指出存在报警的情况的激活状态。当报警信号改变产生从高到低的过程时，下降缘触发单稳态多谐振荡器60向视觉指示器30的复位施加脉冲，使视觉指示器30的显示从激活转变成非激活的状态。上升缘触发单稳态多谐振荡器58和下降缘触发单稳态多谐振荡器60产生的脉冲的脉宽和幅度构成得使施加在视觉指示器30的设位和复位输入上的电流和电压足以引起视觉指示器30改变状态。如图2所示，来自报警控制28的报警信号输出还连接到听觉指示器32，这是一个压电脉冲声调发生器，它在报警信号高时产生听觉报警。

领域内的一般技术人员会清楚，危险监视器2可适用于与不同设计的现有技术止血带系统整合。例如，如果希望，危险监视器2的传感器20可直接与仪器8和套带4之间的气动管路在线地连接，而不是象该优选实施例中那样经三通适配器连接，从而使止血带仪器8经危险监视器2连接到止血带套带4。

如果希望，危险监视器2可以物理地整合进现有技术的止血带仪器中，与之共用相同的物理机壳但是有独立的电路、电力供应和报警。危险监视器可以更充分地整合进某些类型的现有技术止血带仪器，共用公共的电池或者某些公共的视听报警或其它元件，以简化总体设计并且降低总体成本。例如，当在止血带套带中检测的实际压力与经止血带仪器选择的参考压力值之间的差超过套带的过压限度时，现有技术的McEwen｀099产生一个套带过压报警；在这样一种现有技术止血带中，可以在危险监视器2的变型中包括某种视听报警指示器。还有，McEwen｀099采用一个具有两个气动口的止血带套带；为了总体简化和降低总成本，危险监视器2可以修改得采用这两个口之一与套带气动地连通以确定套带增压。

某些现有技术止血带仪器具有“软的”电气开关，通常为瞬间接触薄膜开关或者低电流瞬间按钮开关。这样的“软的”电气开关不直接控制对止血带仪器的运转元件的电力供应，但是控制其它的电气部件，该其它的电气部件直接控制止血带仪器的运转所需要的电源。本发明的危险监视器可以与这样的止血带仪器整合，以便如果操作者操纵“软的”电力开关以在套带加压时企图关闭止血带仪器运转所需要的电力，则防止所述电力受到中断。例如齐默病人护理公司(Dover OH)生产的现有技术A.T.S.2000和A.T.S.7500每个都包括一个“软的”电力开关，所述“软的”电力开关仅在操作者已经通过操纵该“软的”电气开关而启动对仪器运转所需要的电力的中断之后才会中断所述电力，而在A.T.S2000的情况中，必须连续地操纵“软的”电气开关至少两秒钟；本发明的危险监视器可以方便地改造并且与这些现有技术止血带仪器整合，从而如果操作者操纵开关时检测到套带中有压力气体，那么由操作者操纵“软的”电气开关起始电力中断不会产生止血带仪器运转所需要的电力的中断。

领域内的一般技术人员还会清楚，危险监视器2可以修改得同时监视两个套带并且一个止血带仪器控制这两个套带，还会清楚，危险监视器2可以修改得监视双口的套带，止血带仪器连接到这些双口套带。另外，领域内的一般技术人员会理解可以用发光二极管、液晶显示器和音频扬声器来实现其它形式的、可以由止血带仪器的操作者和附近的其他人员察觉的视听报警。

Claims (3)

1.一种外科止血带仪器，其特征在于，它包括：

压力调节装置，用于在进行外科手术适当长的时期内产生加压气体，其中所述压力调节装置需要电力供应以产生加压气体；

电力开关装置，用于使操作者能够启动中断压力调节装置需要的电力供应；

气动连接装置(10、14)，用于使操作者能够把可充胀的套带(4)气动地连接到压力调节装置，从而为压力调节装置产生的压力气体建立通往所述套带(4)的通道；和

危险监视装置(2)，其与气动连接装置(10、14)气动地连接，用于在操作者启动中断电力供应时检测大于预定压力值的加压气体。

2.权利要求1所述的外科止血带仪器，其特征在于，在操作者启动中断电力供应的同时如果检测到大于预定压力值的压力，则所述危险监视装置(2)防止中断电力供应。

3.权利要求1所述的外科止血带仪器，其特征在于，所述套带(4)适用于包绕患者的肢体，并且在连接到所述气动连接装置并由压力气体充胀时向受包绕的肢体施加压力。

Images