CN104814775A - 助产仪及仿生气囊直径的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种助产仪，包括有控制器、气罐、气流阀、气囊手柄和设置于所述气囊手柄上的仿生气囊，所述气罐、所述气流阀、所述气囊手柄依次连接，所述控制器连接所述气流阀，在所述气罐与所述气囊手柄之间安装有可分别测量所述气罐和所述仿生气囊气体压力的压力传感器,所述压力传感器连接所述控制器并向所述控制器传递所述气罐和所述仿生气囊在所述仿生气囊每次充气前后的气体压力,所述控制器将每次测量的气体压力转换为仿生气囊直径信号并依据每次转换得到的仿生气囊直径信号判断是否控制所述气流阀使所述气罐向所述仿生气囊充气。因此，本发明提供的上述助产仪能够准确控制所述仿生气囊的直径。本发明还提供一种上述仿生气囊直径的控制方法。

Description

助产仪及仿生气囊直径的控制方法

技术领域

本发明涉及医疗器械的领域，尤其涉及一种助产仪的结构及助产仪中的仿生气囊直径的控制方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，优生已成为了人口素质提高的重要举措，也日益受到全社会的重视。人类最常见的分娩方式是经阴道自然分娩。

现有技术中的助产仪中包括手柄和与所述手柄连接的气囊，所述气囊进入产妇体内帮助产妇生产，可以促进产妇优生，减少母婴并发症，降低剖宫产概率，而且不使用任何药物等优点，但是其还存在无法准确控制仿生气囊直径的问题，进而不能确保非常有效地将孕妇的痛苦降至最低。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种助产仪及仿生气囊直径的控制方法，以解决上述问题。

本发明提供一种助产仪，包括有控制器、气罐、气流阀、气囊手柄和设置于所述气囊手柄上的仿生气囊，所述气罐、所述气流阀、所述气囊手柄依次连接，所述控制器连接所述气流阀，其特征在于：在所述气罐与所述气囊手柄之间安装有可分别测量所述气罐和所述仿生气囊气体压力的压力传感器,所述压力传感器连接所述控制器并向所述控制器传递所述气罐和所述仿生气囊在所述仿生气囊每次充气前后的气体压力,所述控制器将每次测量的气体压力转换为仿生气囊直径信号并依据每次转换得到的仿生气囊直径信号判断是否控制所述气流阀使所述气罐向所述仿生气囊充气。

基于上述助产仪，它还包括有与所述控制器连接的排气阀，所述排气阀安装在所述气罐和所述气流阀之间。

基于上述助产仪，它还包括有与所述控制器连接的三通阀，所述三通阀包括两个进气端和一个出气端，两个所述进气端分别连接所述气罐和所述气囊手柄，所述出气端连接一个所述压力传感器。

基于上述助产仪，它包括两个所述压力传感器，其中一个所述压力传感器安装于所述气罐和所述气流阀之间，另一个所述压力传感器安装于所述气流阀和所述气囊手柄之间。

基于上述助产仪，它还包括有控制充气量的单向节流阀，所述单向节流阀安装于所述气流阀与所述气囊手柄之间的充气管道上。其中，在向所述仿生气囊充气的过程中，所述单向节流阀控制充气量；在所述仿生气囊排气的过程中，所述仿生气囊中的气体能通过所述单向节流阀排气，但所述单向节流阀不会控制排气量。

其中，本发明中的所述排气阀和气流阀均为两相两位阀门。所述气泵的出气口与所述气罐的进气口通过单向阀连接。本发明提供的助产仪中的气泵、单向阀、气罐、气流阀、三通阀、压力传感器、单向节流阀和排气阀等元件之间是通过各种管道连接的。

基于上述助产仪，它还可以包括用于人工控制所述控制器的脚踏充气开关和脚踏排气开关。

本发明提供一种仿生气囊直径的控制方法，其中，所述仿生气囊为上述助产仪中的所述仿生气囊，所述的控制方法包括：

步骤一、采用所述压力传感器分别测得所述气罐中气体的起始压力P ₁ 和所述仿生气囊中气体的起始压力P ₂ ；

步骤二、所述控制器通过所述气流阀控制所述气罐反复地向所述仿生气囊中充气，直至所述仿生气囊的直径达到预定直径，其中，每次充气后，所述压力传感器实时测得的所述气罐中的气体压力P ₁ ^’ 和所述仿生气囊中的气体压力P ₂ ^’ ，所述控制器利用公式                                               计算出当前状态下的所述仿生气囊的直径D；其中，D的单位为米；P ₁ 、P ₂ 、P ₁ ^’ 和P ₂ ^’ 的单位为帕斯卡；V ₁ 为所述气罐的体积，单位为立方米；V ₂ 为所述仿生气囊的起始体积，单位立方米；π为圆周率常数；

步骤三、所述仿生气囊保持所述预定直径直至单次助产结束，然后排出所述气罐和所述仿生气囊中的气体。

其中，所述步骤二中提及的公式是关于所述仿生气囊的直径的计算公式。上述计算公式主要是在假定所述仿生气囊是在恒温下进行充气，利用气体理想状态方程演变而来的。由于所述仿生气囊充气是一个时间较短的过程，其工作环境温度变化不大，所以上述公式假定所述仿生气囊是在恒温下进行充气的；还假定所述仿生气囊充气后是圆球体。另外，上述公式忽略管道中的气体，将最初存在于所述气罐中的气体和最初所述仿生气囊未充气时所述仿生气囊中滞留的起始气体作为一个整体来考虑，所述仿生气囊充气前后，所述气罐和所述仿生气囊中的气体是满足气体理想状态方程。具体地步骤二中的公式是由以下式子联合计算得出的：

                        式子1）；

        V ₁ =V ₁ ^’                            式子2）；

                                 式子3）；

        D=2R                            式子4）。

上述式子1）、式子2）、式子3）和式子4）联合计算就可以得到上述步骤二中提及的关于所述仿生气囊的直径的计算公式。其中，上述式子1）中的P ₁ 、P ₂ 、V ₁ 和V ₂ 分别表示气罐和仿生气囊的起始状态的压力和体积，所述起始状态就是最初没有向所述仿生气囊充气时的状态；V ₁ 是所述气罐的实际体积；V ₂ 是一个定值，由所述仿生气囊的实际状态确定；P ₁ ^’ 、P ₂ ^’ 、V ₁ ^’ 和V ₂ ^’ 分别表示某次充气后的气罐和仿生气囊的压力和体积；上述式子2）是由于所述气罐的体积是定值，所以V ₁ 和V ₁ ^’ 是相等的；上述式子3）是因为某次充气后的仿生气囊被认为是球体，其中，R为某次充气后的所述仿生气囊的半径。

基于上述控制方法，所述助产仪还包括用于人工控制所述控制器的脚踏充气开关和脚踏排气开关；在所述步骤二中，当短暂踩下所述脚踏充气开关时，所述控制器控制所述气流阀短暂开启一次，所述气罐向所述仿生气囊充入气体；当长时间踩下所述脚踏充气开关时，所述控制器通过所述气流阀控制所述气罐反复地向所述仿生气囊充气。其中，该步骤中的“短暂踩下所述脚踏充气开关”是指瞬间踩一下所述脚踏充气开关，踩所述脚踏充气开关的时间小于或等于所述助产仪的预设脚踏临界时间；“长时间踩下所述脚踏充气开关”是指踩所述脚踏充气开关的时间大于所述助产仪的预设脚踏临界时间；比如，假设所述预设脚踏临界时间为5秒，当踩下所述脚踏充气开关的时间小于等于5秒时，所述仿生气囊将被短暂充气一次；当踩下所述脚踏充气开关大于5秒时，所述仿生气囊将被反复充气，直至松开所述脚踏充气开关或所述仿生气囊的直径达到预定直径，此时的预定直径是指所述仿生气囊的预设最大直径。

基于上述控制方法，在所述步骤三中，松开所述脚踏充气开关直至踩下所述脚踏排气开关，所述仿生气囊将保持其当前直径；当踩下所述脚踏排气开关时，将所述气罐和所述仿生气囊中的气体排出。

基于上述控制方法，所述助产仪包括有与所述控制器连接的排气阀，所述排气阀安装于所述气罐和所述气流阀之间，在所述步骤三中，排出所述气罐和所述仿生气囊中的气体的步骤包括先将所述气罐中的气体排至周围环境中，再自动将所述仿生气囊中的气体排至周围环境中。

与现有技术相比，本发明提供的助产仪在使用过程中，其中的所述压力传感器可以分别测得所述气罐中的起始压力和监测每次充气后的所述气罐和所述仿生气囊中的压力，因此，本发明提供的助产仪可以实现准确控制所述仿生气囊的直径。

进一步，本发明提供的助产仪中的所述三通阀通过管道分别与所述压力传感器、所述气罐和所述气囊手柄连接，可以实现仅使用一个压力传感器就能准确测得所述气罐和所述仿生气囊中的压力，结构比较简单，临床使用比较方便。

更进一步，本发明的助产仪中的所述排气阀安装在所述气罐和所述气流阀之间，用于分别排出所述气罐和所述仿生气囊中的气体；在使用所述助产仪的过程中，可以先排出所述气罐中的气体，再排出所述仿生气囊中的气体，能够防止或避免排气过程中所述气罐中的较高压力气体大量冲入气囊，气囊体积急剧增大而产生气囊破损或潜在的物理损伤。

更进一步，本发明提供的助产仪包括可以控制向所述仿生气囊中充气量的单向节流阀，在使用该单向节流阀准确控制充气量的同时，可以防止所述仿生气囊中的压力过大，有利于精准地控制所述仿生气囊的直径。

更进一步，本发明的助产仪中设置有所述脚踏充气开关和所述脚踏排气开关可以实现人工控制所述仿生气囊的直径，同时还减少医护人员与助产仪的接触，减少细菌等的传染，更加卫生，有利于减少产妇的痛苦；而且这样更便于医护人员在操作该助产仪的同时，双手操作其它器械设备。

本发明提供的助产仪的使用方法通过采用公式计算所述仿生气囊的直径，从而可以实现准确测量控制所述仿生气囊的直径，方法比较简单，易于实现。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的助产仪的结构示意图。

图2是本发明第二实施例提供的助产仪的结构示意图。

图3是本发明第三实施例提供的助产仪的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

第一实施例

请参阅图1，本发明第一实施例提供一种助产仪，该助产仪包括有气泵、单向阀、气罐、气流阀、气囊手柄、仿生气囊、排气阀、压力传感器、三通阀、控制器和连接所述助产仪中的元器件的管道。所述气泵通过管道与所述气罐连通，并向所述气罐充气。所述气罐通过充气管道连接所述气囊手柄，所述气流阀安装于所述充气管道上，所述气罐依次经过所述气流阀、所述气囊手柄向所述仿生气囊充气。所述排气阀安装在所述气囊手柄和所述气流阀之间。所述压力传感器安装在所述气罐和所述气囊手柄之间，用于在所述仿生气囊每次充气前后分别测量所述气罐和所述仿生气囊中的气体压力，并用于将每次测量的气体压力信号传递给所述控制器。所述控制器控制所述气泵、所述气流阀和所述排气阀，所述控制器用于控制所述气泵向所述气罐充气，所述控制器用于间断控制所述气流阀使所述气罐反复向所述仿生气囊充气，还用于将每次测量的气体压力信号转换为仿生气囊直径信号，并依据每次的仿生气囊直径信号判断是否反复向所述仿生气囊充气。其中，所述控制器还可以用于控制所述气流阀使所化气罐停止向所述仿生气囊充气。

所述三通阀包括两个进气端和一个出气端，两个所述进气端分别设置有所述气罐和所述气囊手柄，所述出气端设置有一个所述压力传感器。具体地，两个所述进气端分别通过进气管道连通所述气罐和所述气囊手柄，所述出气端连通测压管道，所述压力传感器设置在所述测压管道内；其中与所述气囊手柄连通的所述进气管道连接所述气流阀和所述气囊手柄之间的充气管道。本实施例中所述压力传感器为压力变送器。所述控制器控制所述气泵、所述气流阀、所述排气阀和所述三通阀。

其中，本实施例中的所述气流阀及所述排气阀均为两位两通电磁阀，所述三通阀为两位三通电磁阀。在其它实施例中，所述助产仪也可不使用所述三通阀和一个压力传感器，而是使用两个压力传感器，其中一个压力传感器安装于所述气罐和所述气流阀之间，另一个压力传感器安装于所述气流阀和所述气囊手柄之间。在其它实施例中，当所述气罐中有充足的压力时，所述助产仪可以不包括所述气泵及所述单向阀。

本实施例提供的上述助产仪通过自动充排气实现控制所述仿生气囊直径，所述仿生气囊的直径的控制方法包括以下步骤：

步骤一、采用所述压力传感器分别测得所述气罐中气体的起始压力P ₁ 和所述仿生气囊中气体的起始压力P ₂ 。

具体地，本实施例中，所述步骤一可以包括所述控制器关闭所述气流阀和排气阀，开启所述气泵，开通所述压力传感器与所述气罐之间的气罐测压通路，所述气泵中的气体通过所述单向阀之后充入所述气罐中，所述压力传感器测得所述气罐中的压力，直至所述气罐中的压力达到预设的所述起始压力P ₁ ；然后，关闭所述气泵，切断所述气罐测压通路，开通所述压力传感器和所述仿生气囊之间的气囊测压通路，所述压力传感器测得所述仿生气囊中的起始压力P ₂ 。同理，当所述助产仪使用前，所述气罐中的气体足够使用，足够向所述仿生气囊充气时，可以不用再使用所述气泵向所述气罐充气，可以直接使用所述气罐，直接测定所述气罐中的气体的起始压力P ₁ 。当所述气罐中的气体比较少，气压比较小时，所述控制器会控制所述气泵向所述气罐充气。

步骤二、所述控制器通过所述气流阀控制所述气罐反复地向所述仿生气囊中充气，直至所述仿生气囊的直径达到预定直径，其中，每次充气后，所述压力传感器实时测得的所述气罐中的气体压力P ₁ ^’ 和所述仿生气囊中的气体压力P ₂ ^’ ，所述控制器利用公式计算出当前状态下的所述仿生气囊的直径D；其中，D的单位为米；P ₁ 、P ₂ 、P ₁ ^’ 和P ₂ ^’ 的单位为帕斯卡；V ₁ 为所述气罐的体积，单位为立方米；V ₂ 为所述仿生气囊的起始体积，单位立方米；π为圆周率常数。

具体地，所述步骤二包括通过所述控制器开启所述气流阀，使所述气罐向所述仿生气囊中充入一定量的气体；然后关闭所述气流阀，所述气罐停止向所述仿生气囊充气，所述压力传感器分别测得所述气罐中的压力P ₁ ^’ 和所述仿生气囊中的压力P ₂ ^’ ，再计算出当前状态中的所述仿生气囊的直径；接下来，重复上述向所述仿生气囊充入或停止充入气体的步骤，重复测得每次充气后的所述气罐和所述仿生气囊中的压力，计算每次充气后的仿生气囊的直径，直至所述仿生气囊的直径达到所述预定直径。其中，当所述仿生气囊的直径将要达到所述预定直径时，以更短的时间开启所述气流阀，所述气体以更少的量充入所述仿生气囊中，所述仿生气囊的直径每次有微小变化，如此，可以避免或减少所述仿生气囊的直径超过所述预定直径的可能。

步骤三、所述仿生气囊保持所述预定直径直至单次助产结束，然后排出所述气罐和所述仿生气囊中的气体。具体地，所述控制器通过所述气流阀在预定时间内停止所述气罐向所述仿生气囊充气，所述仿生气囊在所述预定时间内保持所述预定直径；然后，所述控制器开启所述排气阀，将所述气罐和所述仿生气囊中的气体排至周围环境中。其中，当所述气罐和所述仿生气囊中的气体排空后，所述气流阀和所述排气阀恢复关闭状态，所述预定时间的长短是由医护工作者依据产妇的实际情况而确定的。

第二实施例

请参阅图2，本发明第二实施例提供一种助产仪，该助产仪的结构与第一实施例提供的助产仪的结构基本相同，不同之处在于：所述排气阀安装于所述气罐和所述气流阀之间。具体地，所述气流阀和所述气罐之间的充气管道上设置有排气管道，所述排气阀安装在该排气管道上。

本实施例提供的上述仿生气囊的直径的控制方法与第一实施例提供的助产仪中的仿生气囊的直径的控制方法基本相同，不同之处在于：

步骤三、所述控制器继续关闭所述气流阀一段时间，所述气罐停止向所述仿生气囊充气，同时所述仿生气囊保持其所述预定直径直至单次助产工作结束，然后，所述控制器开启所述排气阀，所述气罐中的气体经过所述排气阀排至周围环境中；当所述气罐中的气体排尽时，自动打开所述气流阀，所述仿生气囊中的气体依次经过所述单向节流阀、所述气流阀及所述排气阀排至周围环境中。其中，待所述仿生气囊中的气体排空后，所述气流阀和所述排气阀恢复关闭状态。

第三实施例

请参阅图3，本发明第三实施例提供一种助产仪，该助产仪的结构与第二实施例提供的助产仪的结构基本相同，不同之处在于：所述助产仪还包括有控制充气量的单向节流阀，所述单向节流阀安装于所述气流阀与所述气囊手柄之间的充气管道上，所述气囊手柄通过所述单向节流阀分别与所述气流阀和所述三通阀连通。具体地，所述充气管道沿从所述气罐到所述气囊手柄的方向上依次安装有所述气流阀和所述单向节流阀，所述单向节流阀与所述气流阀之间的充气管道上设置有一个所述进气管道，该进气管道与所述三通阀的一个进口端连接，用于测量所述仿生气囊中的气体压力。此外，所述控制器还分别连接有触摸显示屏、双联脚踏开关和用于报警的发声元件。其中，所述双联脚踏开关分为脚踏充气开关和脚踏排气开关，所述双联脚踏开关相当于所述控制器的开关，所述双联脚踏开关传递给所述控制器一个信号，所述控制器就会按照该信号自动进行对应的操作。所述触摸显示屏也可以与所述发声元件连接，当点击所述触摸显示屏时，所述发声元件也会发声提示。

其中，本第三实施例提供的上述助产仪不仅可以通过自动充排气的方式控制所述仿生气囊的直径，还可以通过人工充排气的方式控制所述仿生气囊的直径。所述仿生气囊通过自动充排气和人工充排气的控制直径的方法基本相同，不同之处在于：上述助产仪采用所述自动充排气的方式工作时，整个充排气过程都是由所述控制器自动控制的，不需要人工操作，就可以实现控制所述仿生气囊的直径；当上述助产仪采用所述人工充排气的方式工作时，需要通过所述双联脚踏开关和控制器共同控制来实现所述仿生气囊的充排气，从而达到控制所述仿生气囊的直径的目的。

具体地，当上述助产仪采用自动充排气的方式工作时，在所述步骤二中，所述控制器会自动控制所述气流阀，使所述气罐依次经过所述气流阀和所述单向节流阀反复地向所述仿生气囊中充气，直至达到所述仿生气囊的预定直径；在所述步骤三中，当所述仿生气囊的直径保持所述预定直径一定时间后，所述控制器会自动控制上述助产仪对所述仿生气囊进行排气处理，先排出所述气罐中的气体，再排出所述仿生气囊中的气体。

当上述助产仪采用人工充排气的方式工作时，在所述步骤二中，当短暂踩下所述脚踏充气开关一次时，所述脚踏充气开关向所述控制器发出单次充气信号，所述控制器控制所述气流阀短暂开启一次，所述气罐向所述仿生气囊充入微量气体，所述仿生气囊中的压力会增加，伴随着该仿生气囊的直径将微量小幅、缓慢增加；当长时间踩下所述脚踏充气开关不放时，所述脚踏充气开关向所述控制器发出反复充气信号，所述控制器控制所述气流阀通过以一定频率反复地开启与关闭，使所述气罐反复地向所述仿生气囊充气，直至松开所述脚踏充气开关或是所述仿生气囊直径到达预设极限值；在所述步骤三中，保持松开所述脚踏充气开关直至踩下所述脚踏排气开关，所述仿生气囊将保持其当前直径；当踩下所述脚踏排气开关时，所述控制器会控制所述气罐和所述仿生气囊进行排气。待所述仿生气囊中的气体排空后，所述气流阀和所述排气阀恢复关闭状态。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1. 一种助产仪，包括有控制器、气罐、气流阀、气囊手柄和设置于所述气囊手柄上的仿生气囊，所述气罐、所述气流阀、所述气囊手柄依次连接，所述控制器连接所述气流阀，其特征在于：在所述气罐与所述气囊手柄之间安装有可分别测量所述气罐和所述仿生气囊气体压力的压力传感器,所述压力传感器连接所述控制器并向所述控制器传递所述气罐和所述仿生气囊在所述仿生气囊每次充气前后的气体压力,所述控制器将每次测量的气体压力转换为仿生气囊直径信号并依据每次转换得到的仿生气囊直径信号判断是否控制所述气流阀使所述气罐向所述仿生气囊充气。

2. 根据权利要求1所述的助产仪，其特征在于：它还包括有与所述控制器连接的排气阀，所述排气阀安装在所述气罐和所述气流阀之间。

3. 根据权利要求2所述的助产仪，其特征在于：它还包括有与所述控制器连接的三通阀，所述三通阀包括两个进气端和一个出气端，两个所述进气端分别连接所述气罐和所述气囊手柄，所述出气端连接一个所述压力传感器。

4. 根据权利要求2所述的助产仪，其特征在于：它包括两个所述压力传感器，其中一个所述压力传感器安装于所述气罐和所述气流阀之间，另一个所述压力传感器安装于所述气流阀和所述气囊手柄之间。

5. 根据权利要求1～4任一项所述的助产仪，其特征在于：它还包括有控制充气量的单向节流阀，所述单向节流阀安装于所述气流阀与所述气囊手柄之间。

6. 根据权利要求5所述的助产仪，其特征在于：它还包括用于人工控制所述控制器的脚踏充气开关和脚踏排气开关。

7. 一种仿生气囊直径的控制方法，其中，该仿生气囊为权利要求1～6任一项所述的助产仪中的仿生气囊，所述的控制方法包括：

步骤一、采用所述压力传感器分别测得所述气罐中气体的起始压力P ₁ 和所述仿生气囊中气体的起始压力P ₂ ；

步骤二、所述控制器通过所述气流阀控制所述气罐反复地向所述仿生气囊中充气，直至所述仿生气囊的直径达到预定直径，其中，每次充气后，所述压力传感器实时测得的所述气罐中的气体压力P ₁ ^’ 和所述仿生气囊中的气体压力P ₂ ^’ ，所述控制器利用公式                                               计算出当前状态下的所述仿生气囊的直径D；其中，D的单位为米；P ₁ 、P ₂ 、P ₁ ^’ 和P ₂ ^’ 的单位为帕斯卡；V ₁ 为所述气罐的体积，单位为立方米；V ₂ 为所述仿生气囊的起始体积，单位立方米；π为圆周率常数；

步骤三、所述仿生气囊保持所述预定直径直至单次助产结束，然后排出所述气罐和所述仿生气囊中的气体。

8. 根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于：所述助产仪还包括用于人工控制所述控制器的脚踏充气开关和脚踏排气开关；在所述步骤二中，当短暂踩下所述脚踏充气开关时，所述控制器控制所述气流阀短暂开启一次，所述气罐向所述仿生气囊充入气体；当长时间踩下所述脚踏充气开关时，所述控制器通过所述气流阀控制所述气罐反复地向所述仿生气囊充气。

9. 根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：在所述步骤三中，松开所述脚踏充气开关直至踩下所述脚踏排气开关，所述仿生气囊将保持其当前直径；当踩下所述脚踏排气开关时，将所述气罐和所述仿生气囊中的气体排出。

10.根据权利要求7～9任一项所述的控制方法，其特征在于：所述助产仪包括有与所述控制器连接的排气阀，所述排气阀安装在所述气罐和所述气流阀之间，在所述步骤三中，排出所述气罐和所述仿生气囊中的气体的步骤包括先将所述气罐中的气体排至周围环境中，再自动将所述仿生气囊中的气体排至周围环境中。