CN109044448B - 带拉索的螺旋弹簧止血结构及注射式螺旋弹簧止血装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带拉索的螺旋弹簧止血结构及注射式螺旋弹簧止血装置，其中螺旋弹簧止血结构包括止血材料外敷膜和一自适应螺旋弹簧展开结构，所述自适应螺旋弹簧展开结构由螺旋弹簧、支撑杆和拉索组成；所述螺旋弹簧呈层状分布，每层一个，固定在支撑杆上；所述止血材料外敷膜固定在螺旋弹簧的外端；所述支撑杆由普通剪式铰单元、特殊剪式铰单元和支撑杆弹性元件组成；所述拉索一端固定在螺旋弹簧上，另一端经所述支撑杆引出。使用前拉紧拉索并固定，将螺旋弹簧止血结构储存在注射器中。使用时将止血结构注射到伤口中，松开拉索，螺旋弹簧释放弹性势能，止血结构沿径向扩展，驱动止血材料外敷膜使其贴合创面，从而实现快速止血。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型贯穿伤止血结构，特别是一种自适应螺旋弹簧止血结构及注射式螺旋弹簧止血装置。
背景技术
现有战场贯穿伤止血治疗主要采用压迫止血、灼烧止血、油脂和纱布填充止血等方法，这些常规止血方法由于战时条件或救治效果的限制还远远不能满足贯穿伤止血的急救要求，因此急需研发一种新的止血方法和装置以填补空白。美国俄勒冈州的医疗技术公司RevMedx研制了一款类似注射器的医疗装置，名为“XStat”，内装微型药棉，能够改变军医治疗枪伤和弹片伤的方式。使用时，军医将几十个药丸形微型药棉注入伤口，药棉经过壳聚糖处理。壳聚糖能够凝结血液并对抗感染。在几秒钟内，药棉便可膨胀十倍，闭合伤口和止血。但是这种依靠吸血膨胀止血的方式对于战场大出血的伤者是非常危险的，而且材料膨胀后其强度变弱，难以对伤口创面提供持续的挤压力，其功能还有待进一步完善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术存在的不足，设计一种具有形状和压力自适应性的贯穿伤止血结构。为此本发明将止血材料外敷膜包裹于自适应螺旋弹簧展开结构的表面，使用前压缩自适应螺旋弹簧展开结构使其储存能量，使用时通过螺旋弹簧释放弹性势能使自适应螺旋弹簧展开结构展开，并根据伤口几何形状发生相应的变形实现形状自适应，根据血压释放相应的弹性势能实现压力自适应，驱动止血材料外敷膜使其贴合伤口创面，实现快速填充、凝血、止血，挽救战斗中受伤士兵的生命。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种带拉索的螺旋弹簧止血结构，包括止血材料外敷膜，其特征在于，还包括一自适应螺旋弹簧展开结构，所述自适应螺旋弹簧展开结构由螺旋弹簧、支撑杆和拉索组成；所述螺旋弹簧呈层状分布，每层一个，固定在支撑杆上；所述止血材料外敷膜固定在螺旋弹簧的外端；所述支撑杆由普通剪式铰单元、特殊剪式铰单元和支撑杆弹性元件组成；所述拉索一端固定在螺旋弹簧上，另一端经所述支撑杆引出。
所述普通剪式铰单元由两根杆件在中心普通铰接连接，所述特殊剪式铰单元由两根杆件在中心通过销轴铰接连接；所述螺旋弹簧的底端固定在销轴上；所述相邻剪式铰单元的杆件通过连接铰连接，支撑杆弹性元件两端分别连接在相邻支撑杆剪式铰单元的连接铰上。
所述止血材料外敷膜粘贴固定在所述螺旋弹簧的外端。
所述每个螺旋弹簧上设置有三根所述拉索，一根拉索一端固定在所述螺旋弹簧单元的外端，另两根拉索一端固定在螺旋弹簧单元的中部，拉索的另一端经所述支撑杆引出。
一种注射式螺旋弹簧止血装置，包括注射器以及位于注射器内的止血结构，其特征在于：所述止血结构包括止血材料外敷膜和自适应螺旋弹簧展开结构，所述自适应螺旋弹簧展开结构由螺旋弹簧、支撑杆和拉索组成；所述螺旋弹簧呈层状分布，每层一个，固定在支撑杆上；所述止血材料外敷膜固定在螺旋弹簧的外端；所述支撑杆由普通剪式铰单元、特殊剪式铰单元和支撑杆弹性元件组成；所述拉索一端固定在螺旋弹簧上，另一端经所述支撑杆引出。
所述注射器前端存在扩孔刀片，在伤口较小时，切割伤口以放入止血装置。
通过自适应螺旋弹簧展开结构外包止血材料外敷膜，依靠螺旋弹簧释放弹性应变能使止血材料外敷膜与伤口创面相接触并起到按压作用，实现止血凝血。
通过螺旋弹簧释放弹性应变能配合止血材料外敷膜的柔韧性，可实现对贯穿伤伤口的几何自适应性，能够根据伤口的形状实现自适应填充。
螺旋弹簧可以根据血压及人体组织弹性释放相应的的应变能与其平衡，从而满足不同的伤口止血压力需求，具有压力自适应性。
通过支撑杆弹性元件释放弹性势能驱动支撑杆展开，从而保证了止血结构具有足够的支撑面积。
通过张拉和放松拉索，可以控制止血结构的收缩和展开，便于其使用过程中的注射和取出。
所述的螺旋弹簧止血结构的使用方案为：螺旋弹簧止血结构存在自由展开状态、正常使用状态和初始收缩状态。所述的自由展开状态下，螺旋弹簧止血结构处于零势能状态；所述的正常使用状态下，自适应螺旋弹簧展开结构根据伤口形状发生相应变形，使止血材料外敷膜紧贴伤口表面；所述的初始收缩状态下，螺旋弹簧止血结构储存于注射器中。生产过程即由自由展开状态向初始收缩状态转化，拉紧拉索使螺旋弹簧收缩，将自适应螺旋弹簧展开结构外包外敷膜储存于注射器中，支撑杆折叠储存弹性势能。使用过程即由初始收缩状态向正常使用状态转化，通过注射装置将螺旋弹簧止血结构注射到伤口中，当伤口较小时，先通过注射器前端的扩孔刀片切割伤口，然后再将止血结构注入伤口，松开拉索，支撑杆弹性元件释放弹性势能，使自适应螺旋弹簧展开结构沿轴向扩展；螺旋弹簧根据所处的伤口形状和受到的压力释放相应的弹性应变能，使自适应螺旋弹簧展开结构沿径向扩展，驱动止血材料外敷膜使其贴合创面，从而实现快速止血功能，同时也能满足形状和压力自适应要求。取出过程即由正常使用状态向自由展开状态转化，达到止血效果后将螺旋弹簧止血结构从伤口中取出，其自动恢复至零势能状态。
附图说明
图1为注射式螺旋弹簧止血装置示意图；
图2为止血材料外敷膜初始折叠状态图；
图3为止血材料外敷膜使用时状态图；
图4为自适应螺旋弹簧展开结构图；
图5为螺旋弹簧图；
图6为支撑杆图；
图7为普通剪式铰单元图；
图8为特殊剪式铰单元图；
图9为剪式铰连接示意图；
图10为螺旋弹簧止血结构初始收缩状态图；
图11为螺旋弹簧止血结构正常使用状态图；
图12为螺旋弹簧止血结构自由展开状态图。
具体实施方式
如图1所示，注射式螺旋弹簧止血装置由注射器1、止血材料外敷膜2和自适应螺旋弹簧展开结构3组成。注射器1前端存在扩孔刀片12，在伤口较小时，切割伤口以放入止血装置。图2、图3所示分别为止血材料外敷膜2的初始折叠状态和使用时状态，止血材料外敷膜2其具有一定的柔韧性，可遇血(水)膨胀。如图4所示，自适应螺旋弹簧展开结构3由螺旋弹簧4、支撑杆5和拉索6组成，螺旋弹簧4呈层状分布，每层一个，底端固定在支撑杆5上，止血材料外敷膜粘贴固定在螺旋弹簧4的外端。每个螺旋弹簧4上设置有三根所述拉索6，一根拉索一端固定在所述螺旋弹簧单元的外端，另两根拉索一端固定在螺旋弹簧单元的中部，拉索的另一端经所述支撑杆5引出。如图5所示，螺旋弹簧4在无外力作用下底部半径为r，顶部半径为R。如图6所示，支撑杆5由普通剪式铰单元7、特殊剪式铰单元8和支撑杆弹性元件9组成。如图7所示，普通剪式铰单元7由两根杆件10在中心普通铰接连接。如图8所示，特殊剪式铰单元8由两根杆件10在中心通过销轴11铰接连接，所述螺旋弹簧，的底端固定在销轴11上。如图9所示，所述相邻剪式铰单元的杆件10通过连接铰连接，支撑杆弹性元件9两端分别连接在相邻支撑杆剪式铰单元的连接铰上。
螺旋弹簧止血结构的生产使用过程如下所述：生产时拉紧拉索6并固定，将止血材料外敷膜2包裹在自适应螺旋弹簧展开结构的外侧共同储存于注射器中，螺旋弹簧4和支撑杆弹性元件9储存弹性势能，此时螺旋弹簧止血结构处于初始收缩状态(如图10所示)。使用时将螺旋弹簧止血结构注射到伤口中，当伤口较小时，先通过注射器前端的扩孔刀片切割伤口，然后再将止血结构注入伤口，松开拉索6，支撑杆弹性元件9释放弹性势能使螺旋弹簧止血结构沿轴向展开；螺旋弹簧4释放弹性势能，使螺旋弹簧止血结构沿径向展开。如图11所示，螺旋弹簧止血结构处于正常使用状态，螺旋弹簧4和支撑杆弹性元件9根据所处的伤口形状和受到的压力释放相应的弹性应变能，自适应螺旋弹簧展开结构分别沿轴向和径向扩展，并驱动止血材料外敷膜2使其贴合创面，从而实现快速止血功能，同时也能满足形状和压力自适应要求。达到止血效果后拉紧拉索6将螺旋弹簧止血结构从伤口中取出，松开拉索，螺旋弹簧止血结构自动恢复到自由展开状态。如图12所示，螺旋弹簧止血结构处于自由展开状态，其弹性应变能为零。
Claims (8)
1.一种带拉索的螺旋弹簧止血结构，包括止血材料外敷膜（2），其特征在于，还包括一自适应螺旋弹簧展开结构（3），所述自适应螺旋弹簧展开结构（3）由螺旋弹簧（4）、支撑杆（5）和拉索（6）组成；所述螺旋弹簧（4）呈层状分布，每层一个，固定在支撑杆（5）上；所述止血材料外敷膜（2）固定在螺旋弹簧（4）的外端；所述支撑杆（5）由普通剪式铰单元（7）、特殊剪式铰单元（8）和支撑杆弹性元件（9）组成；所述拉索一端固定在螺旋弹簧（4）上，另一端经所述支撑杆（5）引出。
2.根据权利要求1所述的螺旋弹簧止血结构，其特征在于：所述螺旋弹簧（4）在无外力作用下底部半径为r，顶部半径为R。
3.根据权利要求1所述的螺旋弹簧止血结构，其特征在于：所述普通剪式铰单元（7）由两根杆件（10）在中心普通铰接连接，所述特殊剪式铰单元（8）由两根杆件（10）在中心通过销轴（11）铰接连接；所述螺旋弹簧（4）的底端固定在销轴（11）上；相邻所述剪式铰单元的杆件（10）通过连接铰连接，支撑杆弹性元件（9）两端分别连接在相邻剪式铰单元的连接铰上。
4.根据权利要求1所述的螺旋弹簧止血结构，其特征在于：所述止血材料外敷膜粘贴固定在所述螺旋弹簧（4）的外端。
5.根据权利要求1所述的螺旋弹簧止血结构，其特征在于：每个所述螺旋弹簧（4）上设置有三根所述拉索（6），一根拉索一端固定在所述螺旋弹簧的外端，另两根拉索一端固定在螺旋弹簧的中部，拉索的另一端经所述支撑杆引出。
6.一种注射式螺旋弹簧止血装置，包括注射器以及位于注射器内的止血结构，其特征在于：所述止血结构包括止血材料外敷膜（2）和自适应螺旋弹簧展开结构（3），所述自适应螺旋弹簧展开结构（3）由螺旋弹簧（4）、支撑杆（5）和拉索（6）组成；所述螺旋弹簧（4）呈层状分布，每层一个，固定在支撑杆（5）上；所述止血材料外敷膜（2）固定在螺旋弹簧（4）的外端；所述支撑杆（5）由普通剪式铰单元（7）、特殊剪式铰单元（8）和支撑杆弹性元件（9）组成；所述拉索一端固定在螺旋弹簧（4）上，另一端经所述支撑杆（5）引出。
7.根据权利要求6所述的注射式螺旋弹簧止血装置，其特征在于：所述普通剪式铰单元（7）由两根杆件（10）在中心普通铰接连接，所述特殊剪式铰单元（8）由两根杆件（10）在中心通过销轴（11）铰接连接；所述螺旋弹簧（4）的底端固定在销轴（11）上；相邻所述剪式铰单元的杆件（10）通过连接铰连接，支撑杆弹性元件（9）两端分别连接在相邻剪式铰单元的连接铰上。
8.根据权利要求6所述的注射式螺旋弹簧止血装置，其特征在于：所述注射器（1）前端存在扩孔刀片（12），在伤口较小时，切割伤口以放入止血装置。
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