CN103037931B - 基于加速度计的激光水平测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于外部医学引流系统的激光水平测量装置。该激光水平测量装置包括封装加速度计和激光器模块的壳体。至少一个水平指示器电耦接至加速度计以提供壳体是否相对于重力水平的指示。

Description

基于加速度计的激光水平测量装置

技术领域

如在医学领域所公知的，为了缓解身体一部分的流体的不良的积累，惯常地必须提供用于将流体排出身体的装置。例如，在脑积水（通常折磨婴儿或儿童的疾病）的治疗中就是这样的情况，其中理应被排出的流体在头颅中累积并且施加了极高的压力和头颅变形力。

在治疗脑积水时，脑室中所累积的脑脊髓液由通过头颅插入脑室中的导管排出，并且该导管连接至用于引导流体从人脑离开而达到身体另一部分或外部源的管道。外部引流系统通常附接至静脉输液架，并且包括具有夹具组件和标尺的安装组件，以及可调节地固定在该安装组件上的滴注组件。滴注组件通常包括流体接收量筒，该流体接收量筒经常将流体清空至一次性袋子。

通常使用激光水平测量装置寻找颅骨上的零参考点。具体地，标尺上的零点与颅骨上的零参考点对准。此外，具有液流阀的零参考点停止旋塞也与零参考点对准，并且通常附接至夹具组件。为了控制脑脊髓液的流动并且保持脑室中的适当压力，沿标尺提高或降低滴注组件以促进或减少从脑室进入圆筒或袋子的重力流或压力流。

现有的激光水平测量装置包括被封装在壳体中的激光器和一个或多个表示壳体（也即激光器）是否关于重力水平的水平测量管。壳体附接至标尺以使标尺上的零点、零参考点停止旋塞以及激光器都处于固定的关系中（通常为对准）。用户检查水平测量管以决定激光水平测量装置的壳体是否水平和/或是否需要旋转壳体以使装置水平。在使壳体水平之后，可以安置引流系统和/或患者以使得激光器与颅骨上的零参考点对准。

发明内容

在本发明中所介绍的概念的各个方面涉及用于外部医学引流系统的激光水平测量装置。激光水平测量装置包括封装加速度计和激光器模块的壳体。至少一个水平指示器电耦接至加速度计以提供壳体是否相对于重力水平的指示。在一个具体的方面中，激光水平测量装置的壳体通过安装托架可旋转的耦接至引流系统。电源也可以封装在壳体中以选择性地将电力提供至加速度计、激光器模块以及水平指示器。此外，开关可以电耦接至电源，以使得根据开关的驱动，电源在预定的时间段将电力提供至加速度计和激光器模块。

在另一方面中，引流系统包括被配置成流体地耦接至患者的导管和安装到与所述患者间隔开的面板上的引流控制部件。引流控制部件流体地耦接至导管。滴注组件可滑动地安装在面板上以相对于引流控制部件选择性定位并且流体地耦接至引流控制部件。此外，激光水平测量装置被安装在面板上，并且包括壳体、加速度计以及水平指示器。水平指示器电耦接至加速度计以指示壳体相对于重力的相对位置。

在另一方面中，用于从患者引流的方法包括将导管流体地耦接至患者并且流体地将引流控制部件连接至导管。以固定的关系对引流控制部件设置激光水平测量装置，并且激光水平测量装置包括壳体、加速度计以及水平指示器。水平指示器电耦接至加速度计以指示壳体相对于重力的相对位置。该方法还包括旋转壳体以使其相对于重力水平并且对激光器模块供电以形成激光束。激光束与患者身上的参考点对准。

附图说明

图1是外部引流系统的示意图；

图2是图1的一部分外部引流系统的后视图；

图3是激光水平测量装置的正视图；

图4是图3的激光水平测量装置的后视图；

图5是图3的激光水平测量装置的顶视图；

图6是容置在激光水平测量装置中的部件的示意图。

具体实施方式

图1是流体地耦接至患者12的引流系统10的示意图。为了将引流系统10流体地耦接至患者12，导管14被插入患者的颅骨以进入脑室。导管14流体地连接至通向引流控制部件的第一管段16，该引流控制部件在本文中被体现为固定到引流系统10的面板20上的零参考点停止旋塞18。具体地，零参考点停止旋塞18安装在面板20的预定参考位置上。通过第二管段24，零参考停止旋塞18也流体地耦接至滴注组件22。

来自滴注组件22的流体进一步通过第三管段25到达收集袋26。滴注组件22沿面板20被安置在槽28内，以使得滴注组件22相对零参考停止旋塞18水平设置（如医生所规定的）。面板上的标记29提供用于决定零参考点停止旋塞18与滴注组件22之间的相对差别的参考。随着流体压力在患者12的头内建立，基于零参考点停止旋塞18与滴注组件22之间的相对位置，将流体从导管14引流至收集袋26。

为了在患者12的头内建立期望的流体压力，使用激光水平测量装置30以将零参考点停止旋塞18对准在患者12身上标记的零参考点32。在一个实施例中，装置30与零参考停止旋塞18对准，并且零参考点32位于患者12的耳朵的顶部。激光水平测量装置30发射激光束34（示意地示出），并且调整引流系统10和/或患者12的位置（即高度）以使激光束34与零参考点32对准。如以下所讨论的，激光水平测量装置30包括至少一个水平指示器，以确保激光束34关于重力水平。在一个实施例中，使用可滑动的安装机构将引流系统10安装在静脉输液架上（未示出），以使得零参考停止旋塞18与零参考点32被安置在相同的高度。在第6,540,727号美国专利中示出并且描述了用于将引流系统10安装在输液架上的一个示例机构，其通过全文引用并入于此。

图2是一部分引流系统10的后视图，其中激光水平测量装置30可旋转地安装到面板20。具体地，装置30包括壳体40和耦接至壳体的安装托架42。安装托架42包括用于将安装托架42可释放地紧固到面板20的推动按钮44。一旦安装托架42被紧固到面板20，壳体40就可以关于面板20和安装托架42旋转以使确保壳体40关于重力水平。在第5,280,789号美国专利中示出并且描述了用于将激光水平测量装置30安装到面板20的方法，其通过全文引用并入于此。无论如何，在激光水平测量装置30的一个实施例中，壳体40被配置成关于安装托架42旋转至少180°，以使得激光束34关于重力水平时，可以朝向平行的、相对的的方向。例如，参照图1，如果患者12位于面板20的相对侧，则激光束34可以朝向与图1中所示的方向的相反方向（例如朝向右侧）。

参照图3至5，壳体40通常是矩形的，从而定义了顶部40a、底部40b、相对的侧面40c和40d。壳体40还包括适合于封装激光水平测量装置30的电子部件（将参照图6在下文中进一步描述）的第一和第二壳体部分50和52。此外，壳体40被配置成形成用于激光辐射孔径54、第一水平指示器56、第二水平指示器58、开关60以及电源指示器62的开口。激光辐射孔径54被安置在壳体40的一个侧面40d上，以使激光束34通常平行于顶部40a和底部40b。第一水平指示器56被安置在壳体40的顶部40a上，而第二水平指示器58被安置在壳体40的底部40b上。照此，依赖于用于激光束34的定向的方向，将总是以垂直方式安置水平指示器。

水平指示器56和58中的每个被配置成提供壳体40是否为水平的视觉指示。具体地，水平指示器56和58提供了顶部40a、底部40b以及激光束34是否关于地面平行的指示。设置开关60以临时地接通激光束34，其中电源指示器62提供了提供电力以接通激光束34的指示。在另一个实施例中，电源指示器62可以指示在壳体40中封装的电源的电力水平（例如，电池电量低）。安装托架42还包括与引流系统10的面板20上的扣环（tab）配合的凹槽64，以使安装托架42被紧固到面板20。

进一步参照图6，图6是至少部分地封装壳体40中的部件的示意框图。在一个实施例中，图6中的部件电耦接在一起并且安装在印刷电路板上（未示出）。如图所示，第一水平指示器56、第二水平指示器58、开关60以及电源指示器62关于壳体40部分地暴露，以提供部件的视觉和/或物理地外部显露。在壳体40中装入CPU70、电源72、激光器模块74以及加速度计76。在一个实施例中，CPU70是可从Texas的Dallas的TexasInstruments获得的MSP430^TM微控制器。电源72可以是诸如电池等便携式电源并且被配置成为壳体40中的每个部件供电（具体地，为第一水平指示器56、第二水平指示器58、开关60、电源指示器62、CPU70、激光器模块74以及加速度计76供电）。此外，加速度计76可以是三轴加速度计（例如来自于Texas的Austin的FreescaleSemiconductor、零件号码MMA7260QT的加速度计）。

在所示的实施例中，第一水平指示器56包括相对于壳体40暴露的三个发光二极管（LED）80、81以及82。共同地，作为从加速度计76所接收的信号的函数，这些LED提供壳体40是否关于重力水平的指示。例如，外侧LED80和82可以是红色LED，而中间LED81是绿色LED。如果外侧LED80或82被点亮，则这是壳体40不水平的指示。如果LED81被点亮，则这是壳体40水平的指示。在替选的实施例中，第一水平指示器56可以包括表示壳体40水平的单个LED。与第一水平指示器56类似的构建第二水平指示器58，并且第二水平指示器58包括三个LED83、84以及85。类似于LED80-82，LED83-85可以包括具有第一颜色（例如红色）的两个外侧LED（例如LED83和85）和具有第二颜色（例如绿色）的中间LED（例如LED84）以指示壳体40是否水平。开关60包括推动按钮86，而电源指示器62包括指示激光水平测量装置是否可以操作的LED88。

为了操作激光水平测量装置30，开动（即按下）开关60的推动按钮86，推动按钮86将信号从开关60传送至CPU70以指示推动按钮86已被按下。CPU70然后将信号发送至电源指示器62、激光器模块74以及加速度计76以在预定的时间量（例如，大约20秒）中进行接通。在预定的时间量中，来自加速度计76的信号被发送至CPU70。CPU70解释这些信号并且将对应的信号发送至第一水平指示器56和第二水平指示器58。具体地，CPU70发送信号以接通第一水平指示器56中的LED80-82中的一个和第二指示器58中的LED83-85中的一个。

例如，如果加速度计76指示壳体40在顺时针方向上倾斜（如在图6中所示），CPU70将发送信号以接通LED82和85。相反地，如果加速度计76指示壳体在逆时针方向上倾斜（如在图6中所示），则CPU70将发送信号以接通LED80和83。如果加速度即76指示壳体水平，则CPU70将发送信号以接通LED81和84。一旦用户确定壳体40水平（如通过LED81和84所示），则可以将激光束34与零参考点32对准（图1）。为了确保激光器模块74与加速度计76之间的固定关系，可以利用校准处理。

尽管参照优选实施例描述了本公开，但是本领域技术人员将意识到在不背离本公开的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上对其进行改动。

Claims (6)

1.一种用于患者引流系统的激光水平测量装置，包括：

壳体；

安装托架，其耦接至所述壳体并且被配置成将所述壳体可旋转地耦接至所述引流系统；

加速度计，其被封装在所述壳体内；

激光器模块，其被封装在所述壳体内；

第一水平指示器，其被安置在所述壳体的顶部并且电耦接至所述加速度计以指示所述壳体相对于重力的相对位置，其中，所述第一水平指示器包括第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管，其中，所述第一发光二极管和所述第三发光二极管指示所述壳体不水平，所述第二发光二极管指示所述壳体水平；

第二水平指示器，其被安置在所述壳体的底部并且电耦接至所述加速度计以指示所述壳体相对于重力的相对位置，其中，所述第二水平指示器包括第四发光二极管、第五发光二极管和第六发光二极管，其中，所述第四发光二极管和所述第六发光二极管指示所述壳体不水平，所述第五发光二极管指示所述壳体水平；以及

其中，当所述壳体在第一方向上倾斜时，所述第一发光二极管和所述第四发光二极管被点亮，当所述壳体在与所述第一方向相反的第二方向上倾斜时，所述第三发光二极管和所述第六发光二极管被点亮。

2.根据权利要求1所述的激光水平测量装置，还包括：

电源，其被封装在所述壳体内，以选择性地将电力提供至所述加速度计、所述激光器模块、所述第一水平指示器以及所述第二水平指示器；和

开关，其电耦接至所述电源，以使得在所述开关驱动时，所述电源在预定的时间段将电力提供至所述加速度计和所述激光器模块。

3.根据权利要求1所述的激光水平测量装置，其中所述加速度计是三轴加速度计。

4.一种引流系统，包括

导管，其被配置成流体地耦接至患者；

引流控制部件，其安装到与所述患者间隔开的面板上并且流体地耦接至所述导管；

滴注组件，其可滑动地安装到所述面板以相对于所述引流控制部件选择性定位，并且流体地耦接至所述引流控制部件；以及，

激光水平测量装置，其可旋转地安装到所述面板，所述激光水平测量装置包括：

壳体；

加速度计，其被封装在所述壳体内；

激光器模块，其被封装在所述壳体内；

第一水平指示器，其被安置在所述壳体的顶部并且电耦接至所述加速度计以指示所述壳体相对于重力的相对位置，其中，所述第一水平指示器包括第一发光二极管、第二发光二极管和第三发光二极管，其中，所述第一发光二极管和所述第三发光二极管指示所述壳体不水平，所述第二发光二极管指示所述壳体水平；

第二水平指示器，其被安置在所述壳体的底部并且电耦接至所述加速度计以指示所述壳体相对于重力的相对位置，其中，所述第二水平指示器包括第四发光二极管、第五发光二极管和第六发光二极管，其中，所述第四发光二极管和所述第六发光二极管指示所述壳体不水平，所述第五发光二极管指示所述壳体水平；以及

其中，当所述壳体在第一方向上倾斜时，所述第一发光二极管和所述第四发光二极管被点亮，当所述壳体在与所述第一方向相反的第二方向上倾斜时，所述第三发光二极管和所述第六发光二极管被点亮。

5.根据权利要求4所述的引流系统，还包括：

电源，其被封装在所述壳体内，以选择性地将电力提供至所述加速度计、所述激光器模块、所述第一水平指示器以及所述第二水平指示器；和

开关，其电耦接至所述电源，以使得在所述开关驱动时，所述电源在预定的时间段将电力提供至所述加速度计和所述激光器模块。

6.根据权利要求4所述的引流系统，其中所述加速度计是三轴加速度计。