CN104014007A - 智能脑室或血肿的灌注引流系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能脑室或血肿的灌注引流系统，包括中央处理器，其输入端与键盘电路的输出端相连，其输出端分别与第一、二步进电机驱动电路、显示电路的输入端相连，第一步进电机驱动电路的输出端与第一步进电机M1相连，第二步进电机驱动电路的输出端分别与第二、三步进电机M2、M3相连，第一步进电机M1与注射器推动传动装置相连，第二步进电机M2与灌注管开关装置相连，第三步进电机M3与引流管开关装置相连。本发明无需医护人员每次进行注药及开放引流的徒手操作，首次剂量调整放置注射器内后，余下的操作均由本发明全智能化操作，医护人员的职责就是负责记录引流的量和性状，大大减轻了医护人员的劳动强度。

Description

智能脑室或血肿的灌注引流系统

技术领域

本发明涉及医疗技术领域，尤其是一种智能脑室或血肿的灌注引流系统。

背景技术

目前，颅内出血，特别是自发性颅内出血，如高血压脑出血，在颅内形成血肿或破入脑室，神经外科应用微创手术来清除血肿，即采用血肿或脑室定位穿刺后，植入带三通的引流管，手术后将含一定浓度尿激酶的生理盐水经引流管注入到脑室或血肿部位，作用一段时间后，将溶解的血肿再经引流管引流到引流袋中，引流一定时间后，再注入含一定浓度尿激酶的生理盐水到脑室或血肿部位，作用一段时间后，再将溶解的血肿再经引流管引流到引流袋中，每天根据情况要重复3至4次，一般手术后这样的治疗要3至5天才能清除血肿，然后拔除引流管。上述所有操作全部由医护人员手工操作，如果同时有几个类似病人需要这种方式的治疗，不但要记录注入时间还要记录引流的时间，由于每个病人的血肿量不同，且注入药物时间及引流时间也不同，同时全靠手工操作，增加了操作过程中的污染机会，大大增加了医护人员的工作量和劳动强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需每次注药或灌注都由医护人员操作、减轻医护人员的劳动量、减少每次操作带来的污染的智能脑室或血肿的灌注引流系统。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种智能脑室或血肿的灌注引流系统，包括中央处理器，其输入端与键盘电路的输出端相连，其输出端分别与第一、二步进电机驱动电路、显示电路的输入端相连，第一步进电机驱动电路的输出端与第一步进电机M1相连，第二步进电机驱动电路的输出端分别与第二、三步进电机M2、M3相连，第一步进电机M1与注射器推动传动装置相连，第二步进电机M2与灌注管开关装置相连，第三步进电机M3与引流管开关装置相连，灌注管开关装置、引流管开关装置的前端均安装压力传感器，压力传感器的输出端与中央处理器的输入端相连。

所述注射器推动传动装置包括注射器，其针管插入灌注管的一端端部，灌注管从灌注管开关装置内穿过，引流管的下端接引流袋，引流管从引流管开关装置内穿过，三通管将穿刺管、灌注管、引流管的上端连通。

所述中央处理器的输入端与晶振电路相连，所述显示电路采用液晶显示器，所述中央处理器的输入输出端与外存储器的输入输出端相连，电源电路分别向液晶显示器、晶振电路、键盘电路、第一、二、三步进电机驱动电路供电。

所述中央处理器采用单片机AT89C51, 第一步进电机驱动电路由第一L297芯片和第一L298N芯片组成，单片机AT89C51的33、34、35、36、37、38、39引脚分别与第一L297芯片的10、11、15、17、18、19、20引脚相连，第一L297芯片的4、5、6、7、8、9引脚分别与第一L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、ENB引脚相连，第一L297芯片的13、14引脚分别与第一L298N芯片的1、15引脚相连，第一L298N芯片的2、3引脚与第一步进电机M1相连；第二步进电机驱动电路由第二L297芯片和第二L298N芯片组成，单片机AT89C51的10、11、12、13、14、15、16引脚分别与第二L297芯片的10、11、15、17、18、19、20引脚相连，第二L297芯片的4、5、6、7、8、9引脚分别与第二L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、ENB引脚相连，第二L297芯片的13、14引脚分别与第二L298N芯片的1、15引脚相连，第二L298N芯片的1、2引脚与第二步进电机M2相连，第二L298N芯片的3、4引脚与第三步进电机M3相连。

所述注射器安装在推进板上，推进板上安装第一螺纹杆，第一螺纹杆上安装螺纹杆固定装置，第一螺纹杆从第一螺纹杆齿轮内穿过，第一螺纹杆齿轮与第一步进电机齿轮固连，第一步进电机的输出轴与第一步进电机齿轮配合。

所述灌注管开关装置包括灌注管套筒，灌注管从灌注管套筒内穿出，灌注管套筒的一侧内壁上开设供第二螺纹杆横向穿过的螺纹孔，第一橡皮垫安装在第二螺纹杆一端端部上，第一橡皮垫上安装第一压力传感器，第二螺纹杆的另一端从第二螺纹杆齿轮内穿过，第二螺纹杆齿轮与第二步进电机齿轮固连，第二步进电机的输出轴与第二步进电机齿轮配合。

所述引流管开关装置包括引流管套筒，引流管从引流管套筒内穿出，引流管套筒的一侧内壁上开设供第三螺纹杆横向穿过的螺纹孔，第二橡皮垫安装在第三螺纹杆一端端部上，第二橡皮垫上安装第二压力传感器，第三螺纹杆的另一端从第三螺纹杆齿轮内穿过，第三螺纹杆齿轮与第三步进电机齿轮固连，第三步进电机的输出轴与第三步进电机齿轮配合。

所述单片机AT89C51的1—8脚、32—39脚均与键盘电路相连，所述键盘电路由按键S1—S8组成。

由上述技术方案可知，本发明由单片机智能控制步进电机，来控制灌注及引流，能定时、定量、定速智能调节向脑室或血肿灌注，其引流也是定时、定速智能调节，达到无人看守，灌洗液所需浓度事先调好，装入注射器中，当灌注时外引流为关闭状态，设置一定时间后，外引流自动开放，引流脑室或血肿内被溶解的血液或冲洗液，设置外引流到一定时间后自动关闭，然后再自动灌注时进行下一个周期，达到无需每次注药或灌注由医护人员操作，减轻医护人员劳动量，减少每次操作带来的污染。

附图说明

图1是本发明的电路框图。

图2是图1中中央处理器、第一、二步进电机驱动电路的电路原理图。

图3是图1中中央处理器和键盘电路的电路原理图。

图4是图1中第一步进电机M1和注射器推动传动装置的结构示意图。

图5是图1中第二步进电机M2和灌注管开关装置的结构示意图。

图6是图1中第三步进电机M3和引流管开关装置的结构示意图。

图7是本发明的使用示意图。

具体实施方式

一种智能脑室或血肿的灌注引流系统，包括中央处理器1，其输入端与键盘电路4的输出端相连，其输出端分别与第一、二步进电机驱动电路2、3、显示电路的输入端相连，第一步进电机驱动电路2的输出端与第一步进电机M1相连，第二步进电机驱动电路3的输出端分别与第二、三步进电机M2、M3相连，第一步进电机M1与注射器推动传动装置5相连，第二步进电机M2与灌注管开关装置6相连，第三步进电机M3与引流管开关装置7相连，灌注管开关装置6、引流管开关装置7的前端均安装压力传感器，压力传感器的输出端与中央处理器1的输入端相连，如图1所示，压力传感器用于将灌注管27及引流管28的压力信息反馈至包括中央处理器1，即时调整步进电机的进程。

如图7所示，所述注射器推动传动装置5包括注射器9，其针管插入灌注管27的一端端部，灌注管27从灌注管开关装置6内穿过，引流管28的下端接引流袋30，引流管28从引流管开关装置7内穿过，三通管29将穿刺管31、灌注管27、引流管28的上端连通。图7中的穿刺管31为血肿穿刺管，在针对脑室进行操作时，也可以为脑室穿刺管。

如图1所示，所述中央处理器1的输入端与晶振电路相连，所述显示电路采用液晶显示器，所述中央处理器1的输入输出端与外存储器的输入输出端相连，电源电路分别向液晶显示器、晶振电路、键盘电路4、第一、二、三步进电机驱动电路供电。所有预设置及数据显示由液晶显示器显示；键盘电路4用于输入数据、如控制时间等，通过中央处理器1在液晶显示器上显示；晶振电路为中央处理器1实现标准的波特率；外存储器主要扩展中央处理器1的内存容量。如图3所示，所述单片机AT89C51的1—8脚、32—39脚均与键盘电路4相连，所述键盘电路4由按键S1—S8组成，键盘电路4采用4×2矩阵式键盘，单片机AT89C51将检测到的按键信号转换成数字量，并显示于液晶显示器上。

如图2所示，所述中央处理器1采用单片机AT89C51, 第一步进电机驱动电路2由第一L297芯片和第一L298N芯片组成，单片机AT89C51的33、34、35、36、37、38、39引脚分别与第一L297芯片的10、11、15、17、18、19、20引脚相连，第一L297芯片的4、5、6、7、8、9引脚分别与第一L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、ENB引脚相连，第一L297芯片的13、14引脚分别与第一L298N芯片的1、15引脚相连，第一L298N芯片的2、3引脚与第一步进电机M1相连；第二步进电机驱动电路3由第二L297芯片和第二L298N芯片组成，单片机AT89C51的10、11、12、13、14、15、16引脚分别与第二L297芯片的10、11、15、17、18、19、20引脚相连，第二L297芯片的4、5、6、7、8、9引脚分别与第二L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、ENB引脚相连，第二L297芯片的13、14引脚分别与第二L298N芯片的1、15引脚相连，第二L298N芯片的1、2引脚与第二步进电机M2相连，第二L298N芯片的3、4引脚与第三步进电机M3相连。

如图2所示，单片机AT89C51、L297芯片和L298N芯片组成联合控制电路，来驱动步进电机，如图2所示，L297芯片是步进电机控制集成芯片，可产生四相驱动信号，可应用于中央处理器1控制两相双极性和四相单极性步进电机，L298N芯片是双H桥式驱动器，用L297芯片来产生步进脉冲，驱动两相双极步进电机，如果给步进电机一个控制脉冲，它就转一步，再拨一个脉冲，它会再转一步，两个脉冲的间隔越短，步进电机就转的越快。调整单片机AT89C51发出的脉冲频率，就可以对步进电机进行调速。由压力传感器将步进电机作用在灌注管和27和引流管28上的压力信号反馈至单片机AT89C51，由单片机AT89C51发出指令，通过L297芯片和L298N芯片，调整步进电机的步进距离，从而调整灌注管27和引流管28关闭的最佳压力。

如图4所示，所述注射器9安装在推进板10上，推进板10上安装第一螺纹杆11，第一螺纹杆11上安装螺纹杆固定装置12，第一螺纹杆11从第一螺纹杆齿轮13内穿过，第一螺纹杆齿轮13与第一步进电机齿轮14固连，第一步进电机M1的输出轴与第一步进电机齿轮14配合。第一步进电机M1收到驱动信号后带动第一步进电机齿轮14与第一螺纹杆11上的第一螺纹杆齿轮13转动，第一螺纹杆11上的推进板10随之向前移动，使注射器9推注药夜，完成一次推注过程，螺纹杆固定装置12起到固定和限位作用。

如图5所示，所述灌注管开关装置6包括灌注管套筒15，灌注管27从灌注管套筒15内穿出，灌注管套筒15的一侧内壁上开设供第二螺纹杆16横向穿过的螺纹孔，第一橡皮垫17安装在第二螺纹杆16一端端部上，第一橡皮垫17上安装第一压力传感器18，第二螺纹杆16的另一端从第二螺纹杆齿轮19内穿过，第二螺纹杆齿轮19与第二步进电机齿轮20固连，第二步进电机M2的输出轴与第二步进电机齿轮20配合。第二步进电机M2收到驱动信号后带动第二步进电机齿轮20与第二螺纹杆齿轮19，推动第一橡皮垫17将灌注管27压闭，起到关闭的作用，反之，第二步进电机M2反转，带动带动第二步进电机齿轮20与第二螺纹杆齿轮19，退出第一橡皮垫17将灌注管27松开，起到放开的作用。

如图6所示，所述引流管开关装置7包括引流管套筒21，引流管28从引流管套筒21内穿出，引流管套筒21的一侧内壁上开设供第三螺纹杆22横向穿过的螺纹孔，第二橡皮垫23安装在第三螺纹杆22一端端部上，第二橡皮垫23上安装第二压力传感器24，第三螺纹杆22的另一端从第三螺纹杆齿轮25内穿过，第三螺纹杆齿轮25与第三步进电机齿轮26固连，第三步进电机M3的输出轴与第三步进电机齿轮26配合。第三步进电机M3收到驱动信号后带动第三步进电机齿轮26与第三螺纹杆齿轮25，推动第二橡皮垫23将引流管28压闭，起到关闭的作用，反之，第三步进电机M3反转，带动带动第三步进电机齿轮26与第三螺纹杆齿轮25，退出第二橡皮垫23将引流管28松开，起到放开的作用。

综上所述，本发明由单片机智能控制步进电机，来控制灌注及引流，能定时、定量、定速智能调节向脑室或血肿灌注，其引流也是定时、定速智能调节，达到无人看守，灌洗液所需浓度事先调好，装入注射器中，当灌注时外引流为关闭状态，设置一定时间后，外引流自动开放，引流脑室或血肿内被溶解的血液或冲洗液，设置外引流到一定时间后自动关闭，然后再自动灌注时进行下一个周期，达到无需每次注药或灌注由医护人员操作，减轻医护人员劳动量，减少每次操作带来的污染。

Claims (8)

1.智能脑室或血肿的灌注引流系统，其特征在于：包括中央处理器（1），其输入端与键盘电路（4）的输出端相连，其输出端分别与第一、二步进电机驱动电路（2、3）、显示电路的输入端相连，第一步进电机驱动电路（2）的输出端与第一步进电机M1相连，第二步进电机驱动电路（3）的输出端分别与第二、三步进电机M2、M3相连，第一步进电机M1与注射器推动传动装置（5）相连，第二步进电机M2与灌注管开关装置（6）相连，第三步进电机M3与引流管开关装置（7）相连，灌注管开关装置（6）、引流管开关装置（7）的前端均安装压力传感器，压力传感器的输出端与中央处理器（1）的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的智能脑室或血肿的灌注引流系统，其特征在于：所述注射器推动传动装置（5）包括注射器（9），其针管插入灌注管（27）的一端端部，灌注管（27）从灌注管开关装置（6）内穿过，引流管（28）的下端接引流袋（30），引流管（28）从引流管开关装置（7）内穿过，三通管（29）将穿刺管（31）、灌注管（27）、引流管（28）的上端连通。

3.根据权利要求1所述的智能脑室或血肿的灌注引流系统，其特征在于：所述中央处理器（1）的输入端与晶振电路相连，所述显示电路采用液晶显示器，所述中央处理器（1）的输入输出端与外存储器的输入输出端相连，电源电路分别向液晶显示器、晶振电路、键盘电路（4）、第一、二、三步进电机驱动电路供电。

4.根据权利要求1所述的智能脑室或血肿的灌注引流系统，其特征在于：所述中央处理器（1）采用单片机AT89C51, 第一步进电机驱动电路（2）由第一L297芯片和第一L298N芯片组成，单片机AT89C51的33、34、35、36、37、38、39引脚分别与第一L297芯片的10、11、15、17、18、19、20引脚相连，第一L297芯片的4、5、6、7、8、9引脚分别与第一L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、ENB引脚相连，第一L297芯片的13、14引脚分别与第一L298N芯片的1、15引脚相连，第一L298N芯片的2、3引脚与第一步进电机M1相连；第二步进电机驱动电路（3）由第二L297芯片和第二L298N芯片组成，单片机AT89C51的10、11、12、13、14、15、16引脚分别与第二L297芯片的10、11、15、17、18、19、20引脚相连，第二L297芯片的4、5、6、7、8、9引脚分别与第二L298N芯片的IN1、IN2、IN3、IN4、ENA、ENB引脚相连，第二L297芯片的13、14引脚分别与第二L298N芯片的1、15引脚相连，第二L298N芯片的1、2引脚与第二步进电机M2相连，第二L298N芯片的3、4引脚与第三步进电机M3相连。

5.根据权利要求2所述的智能脑室或血肿的灌注引流系统，其特征在于：所述注射器（9）安装在推进板（10）上，推进板（10）上安装第一螺纹杆（11），第一螺纹杆（11）上安装螺纹杆固定装置（12），第一螺纹杆（11）从第一螺纹杆齿轮（13）内穿过，第一螺纹杆齿轮（13）与第一步进电机齿轮（14）固连，第一步进电机M1的输出轴与第一步进电机齿轮（14）配合。

6.根据权利要求2所述的智能脑室或血肿的灌注引流系统，其特征在于：所述灌注管开关装置（6）包括灌注管套筒（15），灌注管（27）从灌注管套筒（15）内穿出，灌注管套筒（15）的一侧内壁上开设供第二螺纹杆（16）横向穿过的螺纹孔，第一橡皮垫（17）安装在第二螺纹杆（16）一端端部上，第一橡皮垫（17）上安装第一压力传感器（18），第二螺纹杆（16）的另一端从第二螺纹杆齿轮（19）内穿过，第二螺纹杆齿轮（19）与第二步进电机齿轮（20）固连，第二步进电机M2的输出轴与第二步进电机齿轮（20）配合。

7.根据权利要求2所述的智能脑室或血肿的灌注引流系统，其特征在于：所述引流管开关装置（7）包括引流管套筒（21），引流管（28）从引流管套筒（21）内穿出，引流管套筒（21）的一侧内壁上开设供第三螺纹杆（22）横向穿过的螺纹孔，第二橡皮垫（23）安装在第三螺纹杆（22）一端端部上，第二橡皮垫（23）上安装第二压力传感器（24），第三螺纹杆（22）的另一端从第三螺纹杆齿轮（25）内穿过，第三螺纹杆齿轮（25）与第三步进电机齿轮（26）固连，第三步进电机M3的输出轴与第三步进电机齿轮（26）配合。

8.根据权利要求4所述的智能脑室或血肿的灌注引流系统，其特征在于：所述单片机AT89C51的1—8脚、32—39脚均与键盘电路（4）相连，所述键盘电路（4）由按键S1—S8组成。