CN108937939A - 一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置及方法，所述装置包括采集输入单元和检测输出单元；采集输入单元包括本体箱、呼气嘴、采集室、储气室、风叶装置、挤压装置；检测输出单元包括底座、气体检测室、MCU处理器、角度传感器、集成气体传感器、电池、语言播放器、蓝牙模块、显示屏。本发明通过呼出的气体带动风叶转动，从而驱动曲柄轴转动，通过角度传感器进行计数，并可根据单位时间内的转数计算出气体流速；本发明通过将气囊排气和曲柄轴转速进行关联，可根据不同患者的呼气情况，准确判断出患者呼气的前中后期，并对其进行分段统计测评，大大提高了检测装置的准确度。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，具体涉及一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置及方法。
背景技术
肺癌是发病率和死亡率增长最快，对人群健康和生命威胁最大的恶性肿瘤之一。近50年来许多国家都报道肺癌的发病率和死亡率均明显增高，男性肺癌发病率和死亡率均占所有恶性肿瘤的第一位，女性发病率占第二位，死亡率占第二位。肺癌病人在进行手术治疗后，肺部功能会慢慢恢复，医生也会对肺部的恢复情况进行跟踪和检查，其中，肺活量的检测是肺功能中较为基础和重要的检查，但是现有技术中的肺活量检测装置均较为简单，检测的准确度低。
例如，公开号为CN205083480U的中国实用新型专利公开了一种肺部手术后恢复检测装置，包括吹气嘴罩、输气下管、检测装置本体、密封连接环、活动连接网面、输气上管、吹气抓手、多个检测传感器、连接线管道、检测输出装置、检测显示屏及检测开关；吹气嘴罩通过密封连接环与输气上管连接，输气下管与输气上管旋接，检测装置本体连接输气下管，检测传感器设在输气下管内；活动连接网面设在输气上管内，吹气抓手一端设在输气下管外侧壁上，连接线管道连检测装置本体及检测输出装置，检测显示屏嵌、检测开关嵌在检测输出装置上。
直接将检测传感器连接在输气下管，对气体进行检测，只能对病人呼气的全程进行粗略的检测，不能根据个患者的情况进行精确的分段检测，检测的精确度较低。
发明内容
针对以上存在的技术问题，本发明提供一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置及方法。
本发明的技术方案为：一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，包括采集输入单元和检测输出单元；
所述采集输入单元包括本体箱、呼气嘴、采集室、储气室、风叶装置、挤压装置，所述采集室位于所述本体箱的左上部，所述储气室位于本体箱的右上部，储气室与采集室之间单向连接，所述呼气嘴通过进气管连接在采集室左侧，并位于本体箱之外，所述风叶装置包括基座、套管、曲柄轴、叶片、轴承底座，所述基座固定在本体箱的内底部，并位于采集室的正下方，所述套管的垂直固定在基座的上表面，所述轴承底座设置在基座的内底部，所述曲柄轴的弯曲段位于基座内部，且下端与轴承底座转动连接，曲柄轴的竖直段向上贯穿套管及采集室底部，所述叶片分别均匀安装在曲柄轴的顶端，所述挤压装置包括旋转轴承、连杆、滚轴、挤压板、气囊、固定板，所述旋转轴承水平穿套在曲柄轴的弯曲段，所述连杆的一端与旋转轴承固定连接，另一端与所述滚轴固定连接，所述固定板垂直固定在本体箱的内底部，且位于曲柄轴的右侧，所述挤压板通过压缩弹簧连接在固定板的左侧，并与滚轴触接，所述气囊设置在挤压板与固定板之间，气囊的出气口贯穿固定板，并与储气室单向连接；
所述检测输出单元包括底座、气体检测室、MCU处理器、角度传感器、集成气体传感器、电池、显示屏，所述底座连接在本体箱的下方，所述气体检测室位于底座的右上方，并单向连接至气囊的出气口，所述集成气体传感器位于气体检测室内部，气体检测室的底部通过排气管与外部大气相通，所述角度传感器连接在曲柄轴的底端，所述MCU处理器位于气体检测室的左侧，用于处理角度传感器、集成气体传感器的检测信号，所述显示屏位于底座前表面，用于输出显示MCU处理器的处理结果，所述电池位于底座左下方，为MCU处理器、角度传感器、集成气体传感器、显示屏供电。
进一步地，所述储气室与采集室之间设有第一气路单向阀，所述第一单向阀的打开方向从采集室指向储气室；气囊的出气口与储气室之间设有第二气路单向阀，所述第二气路单向阀的打开方向从储气室指向气囊的出气口；气囊的出气口与气体检测室之间设有第三气路单向阀，所述第三气路单向阀的打开方向从气囊的出气口指向气体检测室，气路单向阀是从高气压流通至低气压，可防止气流逆流。
进一步地，所述储气室的顶部设有抽气口，所述抽气口所述本体箱外部相通，检测完毕后通过在抽气口进行抽气，形成气流流动，可促使装置进行正常运转，从而完全排除内部残留患者气体。
进一步地，所述曲柄轴的竖直段与所述采集室通过密封轴承转动连接，防止漏气。
进一步地，所述显示屏的左侧设有语言播放器，所述语言播放器与所述MCU处理器电性连接，语音播放可方便医护人员的工作。
进一步地，所述叶片的远端设有聚风槽，聚风槽可使得叶片更易转动。
进一步地，所述排气管为石英管，且穿套有紫外线消毒装置，所述紫外线消毒装置与所述电池电性连接，一般肺癌患者体内都带有较多的病菌，将呼出的气体进行消毒后排出，可有效降低感染风险。
进一步地，所述底座的内部还有蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述MCU处理器电性连接，且通过蓝牙信号与移动终端相连，便于对不同的病人进行建档存储数据。
进一步地，所述储气室与气囊的体积之比为10-20:1，若储气室体积过小，则会造成气流的排出不畅，若储气室体积过大，最后的残留气体得不到检测，则会影响最后检测结果。
利用所述检测装置进行术后恢复检测的方法，包括以下步骤：
S1：患者深吸一口气后，将嘴对准所述呼气嘴均匀呼气，呼出的气体经所述进气管进入所述采集室，再通过所述第一气路单向阀进入所述储气室，气流驱动采集室内的所述叶片进行转动，从而带动所述曲柄轴进行同步转动，驱动连接在曲柄轴弯曲段的所述连杆带动滚轴来回挤压所述挤压板，挤压板挤压所述气囊，将气囊内的原有气体通过所述第三气路单向阀排入所述气体检测室，滚轴远离挤压板时，挤压板在所述压缩弹簧的作用下进行回弹，并且气囊通过所述第二气路单向阀抽取储气室内气体，以此往复，直至呼气结束；
S2：在呼气过程中，所述角度传感器将检测到的曲柄轴的旋转角度信号传输至所述MCU处理器，处理后得到曲柄轴的转数，根据单位时间内的转数计算出气体流速，并绘制成流速曲线通过所述显示屏进行显示；
S3：在呼气过程中，所述集成气体传感器对排入气体检测室内的气体进行气体分析检测后，再通过所述紫外线消毒装置进行消毒后排入大气，将检测到的信号传输至MCU处理器，得出原始检测结果，再将所述原始检测结果根据曲柄轴的总转数进行分段划分，得到前中后三段平均检测结果，并将所述检测结果通过显示屏进行显示，并通过所述语言播放器进行播放；
S4：通过所述蓝牙模块将所述流速曲线与前中后三段平均检测结果发送至移动终端进行保存，检测完毕后通过在抽气口进行抽气，形成气流流动，可促使装置进行正常运转，从而完全排除内部残留患者气体。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过呼出的气体带动风叶转动，从而驱动曲柄轴转动，通过角度传感器进行计数，并可根据单位时间内的转数计算出气体流速，并绘制成流速曲线通过所述显示屏进行显示；
(2)本发明的曲柄轴的弯曲段连有挤压装置，挤压装置的连杆随曲柄轴的弯曲段转动而往复移动，用于挤压气囊，气囊将原有气体通过第三气路单向阀排入气体检测室后形成真空，再从储气室抽取患者呼出气体，再次通过挤压气囊排入气体检测室进行气体检测，可提高呼气过程的流畅度。相较于传统的直接的进行气体检测，本发明通过将气囊排气和曲柄轴转速进行关联，可根据不同患者的呼气情况，准确判断出患者呼气的前中后期，并对其进行分段统计测评，大大提高了检测装置的准确度。
总之，本发明设计合理，具有操作简单，检测准确率高等优点。
附图说明
图1是本发明的整体机构剖视图；
图2是本发明的主视图。
其中，1-采集输入单元、10-本体箱、11-呼气嘴、12-采集室、13-储气室、130-抽气口、14-风叶装置、140-基座、141-套管、142-曲柄轴、143-叶片、144-轴承底座、145-聚风槽、15-挤压装置、150-旋转轴承、151-连杆、152-滚轴、153-挤压板、154-气囊、155-固定板、156-压缩弹簧、16-进气管、17-密封轴承、2-检测输出单元、20-底座、21-气体检测室、22-MCU处理器、23-角度传感器、24-集成气体传感器、25-电池、26-显示屏、27-排气管、271-紫外线消毒装置、28-语言播放器、29-蓝牙模块、a-第一气路单向阀、b-第二气路单向阀、c-第三气路单向阀。
具体实施方式
下面结合附图1-2来对本发明做进一步详细的说明，但本发明的实施和保护不限于此。
如图1所示，一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，包括采集输入单元1和检测输出单元2；采集输入单元1包括本体箱10、呼气嘴11、采集室12、储气室13、风叶装置14、挤压装置15，采集室12位于本体箱10的左上部，储气室13位于本体箱10的右上部，如图1和2所示，储气室13的顶部设有抽气口130，抽气口130本体箱10外部相通，检测完毕后通过在抽气口130进行抽气，形成气流流动，可促使装置进行正常运转，从而完全排除内部残留患者气体。储气室13与采集室12之间单向连接，呼气嘴11通过进气管16连接在采集室12左侧，并位于本体箱10之外，风叶装置14包括基座140、套管141、曲柄轴142、叶片143、轴承底座144，基座140固定在本体箱10的内底部，并位于采集室12的正下方，套管141的垂直固定在基座140的上表面，轴承底座144设置在基座140的内底部，曲柄轴142的弯曲段位于基座140内部，且下端与轴承底座144转动连接，曲柄轴142的竖直段向上贯穿套管141及采集室12底部，如图1所示，曲柄轴142的竖直段与采集室12通过密封轴承17转动连接，防止漏气。叶片143分别均匀安装在曲柄轴142的顶端，如图1所示，叶片143的远端设有聚风槽145，聚风槽145可使得叶片143更易转动。挤压装置15包括旋转轴承150、连杆151、滚轴152、挤压板153、气囊154、固定板155，旋转轴承150水平穿套在曲柄轴142的弯曲段，连杆151的一端与旋转轴承150固定连接，另一端与滚轴152固定连接，固定板155垂直固定在本体箱10的内底部，且位于曲柄轴142的右侧，挤压板153通过压缩弹簧156连接在固定板155的左侧，并与滚轴152触接，气囊154设置在挤压板153与固定板155之间，气囊154的出气口贯穿固定板155，并与储气室13单向连接；其中，储气室13与气囊154的体积之比为15:1，若储气室13体积过小，则会造成气流的排出不畅，若储气室13体积过大，最后的残留气体得不到检测，则会影响最后检测结果。
如图1-2所示，检测输出单元2包括底座20、气体检测室21、MCU处理器22、角度传感器23、集成气体传感器24、电池25、显示屏26，底座20连接在本体箱10的下方，气体检测室21位于底座20的右上方，并单向连接至气囊154的出气口，集成气体传感器24位于气体检测室21内部，气体检测室21的底部通过排气管27与外部大气相通，如图1所示，排气管27为石英管，且穿套有紫外线消毒装置271，紫外线消毒装置271与电池25电性连接，一般肺癌患者体内都带有较多的病菌，将呼出的气体进行消毒后排出，可有效降低感染风险。角度传感器23连接在曲柄轴142的底端，MCU处理器22位于气体检测室21的左侧，用于处理角度传感器23、集成气体传感器24的检测信号，显示屏26位于底座20前表面，用于输出显示MCU处理器22的处理结果，电池25位于底座20左下方，为MCU处理器22、角度传感器23、集成气体传感器24、显示屏26供电。如图2所示，显示屏26的左侧设有语言播放器28，语言播放器28与MCU处理器22电性连接，语音播放可方便医护人员的工作。如图1所示，底座20的内部还有蓝牙模块29，蓝牙模块29与MCU处理器22电性连接，且通过蓝牙信号与移动终端相连，便于对不同的病人进行建档存储数据。
如图1所示，储气室13与采集室12之间设有第一气路单向阀a，第一单向阀a的打开方向从采集室12指向储气室13；气囊154的出气口与储气室13之间设有第二气路单向阀b，第二气路单向阀b的打开方向从储气室13指向气囊154的出气口；气囊154的出气口与气体检测室21之间设有第三气路单向阀c，第三气路单向阀c的打开方向从气囊154的出气口指向气体检测室21，气路单向阀是从高气压流通至低气压，可防止气流逆流。
利用本实施例的检测装置进行术后恢复检测的方法，包括以下步骤：
S1：患者深吸一口气后，将嘴对准呼气嘴11均匀呼气，呼出的气体经进气管16进入采集室12，再通过第一气路单向阀a进入储气室13，气流驱动采集室12内的叶片143进行转动，从而带动曲柄轴142进行同步转动，驱动连接在曲柄轴142弯曲段的连杆151带动滚轴152来回挤压挤压板153，挤压板153挤压气囊154，将气囊154内的原有气体通过第三气路单向阀c排入气体检测室21，滚轴152远离挤压板153时，挤压板153在压缩弹簧156的作用下进行回弹，并且气囊154通过第二气路单向阀b抽取储气室13内气体，以此往复，直至呼气结束；
S2：在呼气过程中，角度传感器23将检测到的曲柄轴142的旋转角度信号传输至MCU处理器22，处理后得到曲柄轴142的转数，根据单位时间内的转数计算出气体流速，并绘制成流速曲线通过显示屏26进行显示；
S3：在呼气过程中，集成气体传感器24对排入气体检测室21内的气体进行气体分析检测后，再通过紫外线消毒装置271进行消毒后排入大气，将检测到的信号传输至MCU处理器22，得出原始检测结果，再将原始检测结果根据曲柄轴142的总转数进行分段划分，得到前中后三段平均检测结果，并将检测结果通过显示屏26进行显示，并通过语言播放器28进行播放；
S4：通过蓝牙模块29将流速曲线与前中后三段平均检测结果发送至移动终端进行保存，检测完毕后通过在抽气口130进行抽气，形成气流流动，可促使装置进行正常运转，从而完全排除内部残留患者气体。
效果验证
1、选择对象：选取年龄在22-50岁之间，肺癌术后1-6个月的120名志愿者。
2、检测方法：采用本发明的检测装置对100名志愿者进行检测的为实验组，使用公开号为CN205083480U的检测装置对100名志愿者进行检测的为对照组，对实验组和对照组使用后进行平行对比。
3、效果判定标准：
舒适：患者在吹气过程中能够流畅进行；
不适：患者在吹气过程中不能流畅进行；
准确：连续3次测量气体检测结果的对比偏差率。
情况统计：
| 组别 | 舒适/人 | 不适/人 | 舒适率/％ | 偏差率/％ |
| 实验组 | 105 | 15 | 87.5 | 1-5 |
| 对照组 | 58 | 62 | 48.3 | 12-15 |
从以上结果可见，本发明的检测装置的使用舒适率更高，且气体检测偏差率更低。
本发明的上述实施例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，包括采集输入单元(1)和检测输出单元(2)；
所述采集输入单元(1)包括本体箱(10)、呼气嘴(11)、采集室(12)、储气室(13)、风叶装置(14)、挤压装置(15)，所述采集室(12)位于所述本体箱(10)的左上部，所述储气室(13)位于本体箱(10)的右上部，储气室(13)与采集室(12)之间单向连接，所述呼气嘴(11)通过进气管(16)连接在采集室(12)左侧，并位于本体箱(10)之外，所述风叶装置(14)包括基座(140)、套管(141)、曲柄轴(142)、叶片(143)、轴承底座(144)，所述基座(140)固定在本体箱(10)的内底部，并位于采集室(12)的正下方，所述套管(141)的垂直固定在基座(140)的上表面，所述轴承底座(144)设置在基座(140)的内底部，所述曲柄轴(142)的弯曲段位于基座(140)内部，且下端与轴承底座(144)转动连接，曲柄轴(142)的竖直段向上贯穿套管(141)及采集室(12)底部，所述叶片(143)分别均匀安装在曲柄轴(142)的顶端，所述挤压装置(15)包括旋转轴承(150)、连杆(151)、滚轴(152)、挤压板(153)、气囊(154)、固定板(155)，所述旋转轴承(150)水平穿套在曲柄轴(142)的弯曲段，所述连杆(151)的一端与旋转轴承(150)固定连接，另一端与所述滚轴(152)固定连接，所述固定板(155)垂直固定在本体箱(10)的内底部，且位于曲柄轴(142)的右侧，所述挤压板(153)通过压缩弹簧(156)连接在固定板(155)的左侧，并与滚轴(152)触接，所述气囊(154)设置在挤压板(153)与固定板(155)之间，气囊(154)的出气口贯穿固定板(155)，并与储气室(13)单向连接；
所述检测输出单元(2)包括底座(20)、气体检测室(21)、MCU处理器(22)、角度传感器(23)、集成气体传感器(24)、电池(25)、显示屏(26)，所述底座(20)连接在本体箱(10)的下方，所述气体检测室(21)位于底座(20)的右上方，并单向连接至气囊(154)的出气口，所述集成气体传感器(24)位于气体检测室(21)内部，气体检测室(21)的底部通过排气管(27)与外部大气相通，所述角度传感器(23)连接在曲柄轴(142)的底端，所述MCU处理器(22)位于气体检测室(21)的左侧，用于处理角度传感器(23)、集成气体传感器(24)的检测信号，所述显示屏(26)位于底座(20)前表面，用于输出显示MCU处理器(22)的处理结果，所述电池(25)位于底座(20)左下方，为MCU处理器(22)、角度传感器(23)、集成气体传感器(24)、显示屏(26)供电。
2.如权利要求1所述的一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，所述储气室(13)与采集室(12)之间设有第一气路单向阀(a)，所述第一单向阀(a)的打开方向从采集室(12)指向储气室(13)；气囊(154)的出气口与储气室(13)之间设有第二气路单向阀(b)，所述第二气路单向阀(b)的打开方向从储气室(13)指向气囊(154)的出气口；气囊(154)的出气口与气体检测室(21)之间设有第三气路单向阀(c)，所述第三气路单向阀(c)的打开方向从气囊(154)的出气口指向气体检测室(21)。
3.如权利要求1所述的一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，所述曲柄轴(142)的竖直段与所述采集室(12)通过密封轴承(17)转动连接。
4.如权利要求1所述的一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，所述显示屏(26)的左侧设有语言播放器(28)，所述语言播放器(28)与所述MCU处理器(22)电性连接。
5.如权利要求1所述的一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，所述叶片(143)的远端设有聚风槽(145)。
6.如权利要求1所述的一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，所述排气管(27)为石英管，且穿套有紫外线消毒装置(271)，所述紫外线消毒装置(271)与所述电池(25)电性连接。
7.如权利要求1所述的一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，所述底座(20)的内部还有蓝牙模块(29)，所述蓝牙模块(29)与所述MCU处理器(22)电性连接，且通过蓝牙信号与移动终端相连。
8.如权利要求1所述的一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，所述储气室(13)与气囊(154)的体积之比为10-20:1。
9.如权利要求1所述的一种用于胸外科肺癌手术的术后恢复检测装置，其特征在于，所述储气室(13)与气囊(154)的体积之比为10-20:1。
10.利用权利要求1-9任意一项所述检测装置进行术后恢复检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：患者深吸一口气后，将嘴对准所述呼气嘴(11)均匀呼气，呼出的气体经所述进气管(16)进入所述采集室(12)，再通过所述第一气路单向阀(a)进入所述储气室(13)，气流驱动采集室(12)内的所述叶片(143)进行转动，从而带动所述曲柄轴(142)进行同步转动，驱动连接在曲柄轴(142)弯曲段的所述连杆(151)带动滚轴(152)来回挤压所述挤压板(153)，挤压板(153)挤压所述气囊(154)，将气囊(154)内的原有气体通过所述第三气路单向阀(c)排入所述气体检测室(21)，滚轴(152)远离挤压板(153)时，挤压板(153)在所述压缩弹簧(156)的作用下进行回弹，并且气囊(154)通过所述第二气路单向阀(b)抽取储气室(13)内气体，以此往复，直至呼气结束；
S2：在呼气过程中，所述角度传感器(23)将检测到的曲柄轴(142)的旋转角度信号传输至所述MCU处理器(22)，处理后得到曲柄轴(142)的转数，根据单位时间内的转数计算出气体流速，并绘制成流速曲线通过所述显示屏(26)进行显示；
S3：在呼气过程中，所述集成气体传感器(24)对排入气体检测室(21)内的气体进行气体分析检测后，再通过所述紫外线消毒装置(271)进行消毒后排入大气，将检测到的信号传输至MCU处理器(22)，得出原始检测结果，再将所述原始检测结果根据曲柄轴(142)的总转数进行分段划分，得到前中后三段平均检测结果，并将所述检测结果通过显示屏(26)进行显示，并通过所述语言播放器(28)进行播放；
S4：通过所述蓝牙模块(29)将所述流速曲线与前中后三段平均检测结果发送至移动终端进行保存。
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| CN101672854A (zh) * | 2008-09-08 | 2010-03-17 | 陈小刚 | 一种用于呼气酒精检测仪的气体采集部件结构 |
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| CN205083480U (zh) * | 2015-11-13 | 2016-03-16 | 李学兆 | 肺部手术后恢复检测装置 |
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