CN109497980A - 一种高精度有创血压监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高精度有创血压监测装置，其包括用于与手术床背板上平躺病人的心脏中心位置在竖直方向对齐的反射柱及设置于背板后方一侧5的第一支架，第一支架顶部具有用于放置换能器的水平台且水平台上设有一转轴，转轴竖直设置且其下端转动连接于水平台、上端固定有一可水平发射激光的激光尺，水平台上设有监测转轴转动角度的转角传感器，背板的底部设置有用于监测背板左右及前后翻转时倾角的倾角传感器，换能器、激光尺、转角传感器及倾角传感器均与控制器电连接。优点为，通过激光尺、反射柱、10转角传感器及倾角传感器等的设置，经处理器计算可实时获知因调床造成病人心脏与换能器的高度差，进而对换能器测得血压值进行修正以获得准确的血压值。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械领域，涉及医用监测设备，具体涉及一种高精度有创血压监测装置及方法。
背景技术
血压是人体最重要的生命体征之一。血压监测的方法通常为两种：无创血压监测和有创血压监测。无创血压测量与有创血压监测。无创血压测量是一种间接测量人体血压的方法，用各种无创测量血压方法所测量出的血压与人体真正的血压值是有一定差距的。同时，无创血压的测量部位有限(只能是四肢的动脉血压)，且对于血压不稳定、极低血压的危重患者以及体外循环过程中，无创血压无法使用或是测出数值参考价值较低。有创血压监测是经插管直接测量压力的一种方法，可通过换能器测量血管或心腔内整个心动周期的压力变化图像，连续测量的收缩压、舒张压及平均脉压，并将其数值和波形显示于监护仪荧光屏上。
在进行有创血压测量时要注意：监测开始时，首先将换能器置于与心脏水平的位置，然后进行较零；监测过程中，要随时注意换能器(压力传感器) 与心脏水平面的高度差，注意修正监护仪显示数据与实际数据的差异。对于平躺于手术床且固定不动的病人而言，让换能器保持与心脏在同一水平上较为容易，现有技术中有多种装置可以实现，比如可以让换能器固定于一可竖直伸缩并定位的支架上，在病人的腋中线位置设一标记物(比如激光接收器)，支架上与换能器中心等高的位置设一可与标记物配合的指示器(比如激光发射器)，两者配合可使换能器与患者心脏在同一水平上。然而，在实际手术过程或病人护理过程中不可以避免的会有调床动作，即病人不是水平躺于床上，而是头高、头低、左右倾斜等转动一个角度，这导致原本在同一水平面的换能器与心脏产生高度差。肉眼或借助一般工具(如尺子)矫正高度差具有极大的主观性、盲目性甚至不可操作性。而且此时再通过升降装置去调节换能器升降来使其与心脏水平也存在较多问题：首先是时间上会滞后，不能实时调节；其次，可能影响外科医生操作或污染术野；并且有些情况下根本无法通过调节换能器升降来调节水平，比如左右倾斜时，标记物本身已失去其指示心脏水平位置的作用。因此，有必要设计一种可以解决上述问题以准确实时测得患者血压的监测装置。
发明内容
本发明提供一种高精度有创血压监测装置，旨在解决手术床台面调节时患者心脏与换能器存在高度差导致血压监测值不准确的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高精度有创血压监测装置，包括用于与手术床背板上平躺病人的心脏中心位置在竖直方向对齐的反射柱及设置于所述背板后方一侧的第一支架，所述第一支架顶部具有用于放置换能器的水平台且所述水平台上设有一转轴，所述转轴竖直设置且其下端转动连接于所述水平台、上端固定有一可水平发射激光的激光尺，所述水平台上设有监测所述转轴转动角度的转角传感器，所述背板或所述水平台的底部设置有用于监测所述背板左右及前后翻转时倾角的倾角传感器，所述换能器、激光尺、转角传感器及倾角传感器均与一控制器电连接。
实际手术时，需要用到多个换能器时，相应的换能器均设置与其对应的第一支架及第一支架上的转轴、激光尺、转角传感器等，而多个换能器的输出值可与同一台血压监护仪电连接，电连接的方式具体可以是无线连接，即通过设置无线模块进行数据的无线输送。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，所述转角传感器为光电式转角传感器。
采用上述进一步结构改进的好处为，光电式转角传感器为现有技术中使用的较多较成熟的测转角的传感器，光电式转角传感器安装在转向轴管上，它用于检测转向盘的中间位置、转动方向、转动角度和转动速度。需要说明的是除了上述光电式的以外，还可以采用非接触测量角度的方式，如北京开拓蔚蓝科技发展有限公司的KTJV010系列角度传感器，通过感应安装在传感器轴一端的永久性磁铁的平行磁场强度，测量出传感器转轴的绝对角度位置。
进一步，还包括设置于所述背板前方一侧的第二支架，所述第二支架包括竖杆和横杆，所述竖杆下端与所述背板连接，所述反射柱竖直设置且其上端通过横杆与所述竖杆连接。
进一步，所述横杆为可沿其轴向伸缩定位的伸缩杆且所述横杆可绕所述竖杆在水平面内转动并定位。
进一步，所述竖杆为可沿其轴向伸缩定位的伸缩杆。
采用上述进一步结构改进的好处为，结构简单，易加工制造，调节方便，方便对不同体型及躺下后位置不同的病人进行反射柱与心脏中心位置的对准。
进一步，所述反射柱的下端同轴固定有可竖直向下发射可见光束的激光器。
采用上述进一步结构改进的好处为，激光器竖直向上发射可见激光(比如红光)在下方病人胸前皮肤上产生可见光斑，从而便于反射柱与心脏中心位置在竖直方向对齐的调节。激光器可以是发射点状激光的，也可以是线状激光的。
进一步，所述倾角传感器为双轴倾角传感器。
采用上述进一步结构改进的好处为，在背板的中心位置，安装一个双轴倾角传感器，即可实现前后转及左右转时的倾角检测，方便，节省安装次数；需要说明的是，当背板中心不便进行安装时，可设置两个倾角传感器，一个进行前后转时倾角的测量，另一个进行左右转时的倾角测量。
进一步，所述水平台可电动升降调节且其上设有便于使所述换能器与所述背板上平躺病人腋中线在同一水平面的指示调节机构。
采用上述进一步结构改进的好处为，可电动升降调节，便于换能器与腋中线的对齐。
此外，本发明还提供了一种使用上述高精度有创血压监测装置进行高精度血压监测的方法，其包括如下步骤：首先，病人平躺于手术床上并固定好，对所述第一支架进行调节使所述换能器与病人腋中线位于同一水平面，同时对所述第二支架进行调节使所述反射柱与病人心脏中心在竖直方向对齐，所述激光尺起始时发射激光方向与所述背板的左右侧边平行，然后转动所述转轴使所述激光尺发出激光对准所述反射柱以测量出所述激光尺距离病人心脏中心的水平距离L，同时所述转角传感器记录下此时所述转轴转过的角度α，然后在调床时所述背板向左、向右、向前或向后转动时由所述倾角传感器测得所述背板实时倾角的角度β，同时所述换能器测得调床时实时血压值 P0，最后由所述控制器根据上述各值经内置处理器计算并向血压监护仪输出准确的血压值P，左转或右转时P＝P0±ρ·g·L·sinα·sinβ，前转或后转时P＝ P0±ρ·g·L·cosα·sinβ，其中ρ为人体平均血液密度，g为重力加速度，“±”在所述换能器高于心脏时取“+”，反之取“－”。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
通过激光尺、反射柱、转角传感器及倾角传感器等的设置，经处理器计算可实时获知因调床(左翻、右翻、前翻或后翻)造成病人心脏与换能器的高度差，从而以此高度差对换能器测得血压值进行修正，进而输出准确的血压值，不受调床影响。
附图说明
图1为本发明提供的一种高精度有创血压监测装置的俯视图；
图2为本发明提供的一种高精度有创血压监测装置调节第二支架使反射柱与背板上平趟病人心脏中心在竖直方向对准以便测出换能器与心脏距离L 时的示意图；
图3为本发明提供的高精度有创血压监测装置向前翻转角度β后的主视图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1.背板；2.第一支架；3.第二支架；4.换能器；5.水平台；6.转轴；7.激光尺；8.转角传感器；9.竖杆；10.横杆；11.反射柱；12.倾角传感器；13.激光器。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1至3所示，本发明提供一种高精度有创血压监测装置，其包括设置于手术床背板1后方一侧的第一支架2及前方一侧的第二支架3，所述第一支架2顶部具有用于放置换能器4的水平台5且所述水平台5上设有一转轴6，所述转轴6竖直设置且其下端转动连接于所述水平台5、上端固定有一可水平发射激光的激光尺7，所述水平台5上设有监测所述转轴6转动角度的转角传感器8，所述第二支架3包括竖杆9、横杆10和反射柱11，所述竖杆9下端与所述背板1连接，所述反射柱11竖直设置且其上端通过横杆 10与所述竖杆9连接，所述反射柱11可移动并定位以与下方所述背板1上平躺病人的心脏中心位置在竖直方向对齐，所述背板1的底部设置有用于监测所述背板1左右及前后翻转时倾角的倾角传感器12，所述换能器4、激光尺7、转角传感器8及倾角传感器12均与一控制器电连接。
需要说明的是，除了上述通过第二支架实现反射柱与手术床人病人心脏中心位置在竖直方向对准的方式外，也可以不设置第二支架，而是人工手动的把反射柱直接竖直放置于躺下后病人胸前与心脏中心位置对准(右侧第3 肋软骨上缘,距胸骨缘1cm)，与所述激光尺配合测出换能器与心脏的水平距离后直接手动将反射柱取走，其好处是简单直接，可防止设置的第二支架对手术产生干扰。
另外，所述转轴的转动可以是人工手动操作，也可以是通过一电机驱动，在转动过程中激光尺发出的激光会扫中反射柱，从而获得激光尺与心脏的直线距离，同时转角度传感器也给出扫中反射柱时的角度信息，上述直线距离及角度信息均被传输至控制器，以便后续出现调床动作时，作为计算心脏与换能器高度差时的数据输入。
进一步，所述转角传感器8为光电式转角传感器。
进一步，所述横杆10为可沿其轴向伸缩定位的伸缩杆且所述横杆10可绕所述竖杆9在水平面内转动并定位。
需要说明的是，为了保证第二支架安装时，横杆10处于水平位置，可以在横杆10上设一水平尺，以保证安装完成后横杆10是水平的，也即保证与横杆10垂直的反射柱是竖直的。
进一步，所述竖杆9为可沿其轴向伸缩定位的伸缩杆。
需要说明的是，上述的伸缩杆可采用电动推杆、液压式伸缩或电动丝杠伸缩等，也可以为更简单的类型伞柄或鱼竿形式的套筒式伸缩
进一步，所述反射柱11的下端同轴固定有可竖直向下发射可见光束的激光器13。
进一步，所述倾角传感器12为双轴倾角传感器。
进一步，所述水平台5可电动升降调节且其上设有便于使所述换能器4 与所述背板1上平躺病人腋中线在同一水平面的指示调节机构。
需要说明的是，电动升降调节及指示调节机构均可参考现有技术进行设计和安装。
此外，本发明还提供了一种使用上述高精度有创血压监测装置进行高精度血压监测的方法，其包括如下步骤：首先，病人平躺于手术床上并固定好，对所述第一支架2进行调节使所述换能器4与病人腋中线位于同一水平面，同时对所述第二支架3进行调节使所述反射柱11与病人心脏中心在竖直方向对齐，所述激光尺7起始时发射激光方向与所述背板1的左右侧边平行，然后转动所述转轴6使所述激光尺7发出激光对准所述反射柱11以测量出所述激光尺7距离病人心脏中心的水平距离L，同时所述转角传感器8记录下此时所述转轴6转过的角度α，然后在调床时所述背板1向左、向右、向前或向后转动时由所述倾角传感器12测得所述背板1实时倾角的角度β，同时所述换能器4测得调床时实时血压值P0，最后由所述控制器根据上述各值经内置处理器计算并向血压监护仪输出准确的血压值P，左转或右转时P＝ P0±ρ·g·L·sinα·sinβ，前转或后转时P＝P0±ρ·g·L·cosα·sinβ，其中ρ为人体平均血液密度，g为重力加速度，“±”在所述换能器4高于心脏时取“+”，反之取“－”。
需要说明的是，加与减的取值，可由处理器在设定相关程序时自动进行适当选择，一个原则是心脏高于换能器，则换能器测得的血压值比真实值偏大，此时应取“－”，反之取“+”。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高精度有创血压监测装置，其特征在于，包括用于与手术床背板(1)上平躺病人的心脏中心位置在竖直方向对齐的反射柱(11)及设置于所述背板(1)后方一侧的第一支架(2)，所述第一支架(2)顶部具有用于放置换能器(4)的水平台(5)且所述水平台(5)上设有一转轴(6)，所述转轴(6)竖直设置且其下端转动连接于所述水平台(5)、上端固定有一可水平发射激光的激光尺(7)，所述水平台(5)上设有监测所述转轴(6)转动角度的转角传感器(8)，所述背板(1)或所述水平台(5)的底部设置有用于监测所述背板(1)左右及前后翻转时倾角的倾角传感器(12)，所述换能器(4)、激光尺(7)、转角传感器(8)及倾角传感器(12)均与一控制器电连接。
2.根据权利要求1所述的一种高精度有创血压监测装置，其特征在于，所述转角传感器(8)为光电式转角传感器。
3.根据权利要求1所述的一种高精度有创血压监测装置，其特征在于，还包括设置于所述背板(1)前方一侧的第二支架(3)，所述第二支架(3)包括竖杆(9)和横杆(10)，所述竖杆(9)下端与所述背板(1)连接，所述反射柱(11)竖直设置且其上端通过横杆(10)与所述竖杆(9)连接。
4.根据权利要求3所述的一种高精度有创血压监测装置，其特征在于，所述横杆(10)为可沿其轴向伸缩定位的伸缩杆且所述横杆(10)可绕所述竖杆(9)在水平面内转动并定位。
5.根据权利要求3所述的一种高精度有创血压监测装置，其特征在于，所述竖杆(9)为可沿其轴向伸缩定位的伸缩杆。
6.根据权利要求3所述的一种高精度有创血压监测装置，其特征在于，所述反射柱(11)的下端同轴固定有可竖直向下发射可见光束的激光器(13)。
7.根据权利要求1所述的一种高精度有创血压监测装置，其特征在于，所述倾角传感器(12)为双轴倾角传感器。
8.根据权利要求1至7任一项所述的一种高精度有创血压监测装置，其特征在于，所述水平台(5)可电动升降调节且其上设有便于使所述换能器(4)与所述背板(1)上平躺病人腋中线在同一水平面的指示调节机构。
9.一种使用权利要求1至7任一项所述的高精度有创血压监测装置进行高精度血压监测的方法，其特征在于，包括如下步骤：首先，病人平躺于手术床上并固定好，对所述第一支架(2)进行调节使所述换能器(4)与病人腋中线位于同一水平面，同时对所述第二支架(3)进行调节使所述反射柱(11)与病人心脏中心在竖直方向对齐，所述激光尺(7)起始时发射激光方向与所述背板(1)的左右侧边平行，然后转动所述转轴(6)使所述激光尺(7)发出激光对准所述反射柱(11)以测量出所述激光尺(7)距离病人心脏中心的水平距离L，同时所述转角传感器(8)记录下此时所述转轴(6)转过的角度α，然后在调床时所述背板(1)向左、向右、向前或向后转动时由所述倾角传感器(12)测得所述背板(1)实时倾角的角度β，同时所述换能器(4)测得调床时实时血压值P0，最后由所述控制器根据上述各值经内置处理器计算并向血压监护仪输出准确的血压值P，左转或右转时P＝P0±ρ·g·L·sinα·sinβ，前转或后转时P＝P0±ρ·g·L·cosα·sinβ，其中ρ为人体平均血液密度，g为重力加速度，“±”在所述换能器(4)高于心脏时取“+”，反之取“－”。
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