CN110025877B - 一种新型除颤用导电硅胶喷射装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型除颤用导电硅胶喷射装置，包括：液态压缩气体容器、液态压缩气体、阀门、永磁体、线圈绕组、预应力弹簧、导线、容器盖、气体导管，导电硅胶腔、气体流通管道和金属电极板，其中液态压缩气体容器内设置有阀门，在阀门的一侧设置有液态压缩气体，阀门的另一侧连接有预应力弹簧，预应力弹簧与容器盖连接；在预应力弹簧的两侧分别设置有永磁体和线圈绕组，线圈绕组与导线连接；气体导管的一端与液态压缩气体容器的气体出口连接，另一端与气体流通管道联通；气体流通管道上设置有歧管，通过歧管与导电硅胶腔联通；导电硅胶腔上设置有喷孔，导电硅胶腔内部置有胶囊，胶囊内设置有导电硅胶。
Description
技术领域
本发明涉及医疗设备技术领域，具体地是涉及一种新型除颤用导电硅胶喷射装置，尤其适用于可穿戴式自动体外心脏除颤器。
背景技术
由于心肌缺血或者心脏神经传导的问题，部分心脏病人会发生暂时的心率失常，如心房扑动、心房纤颤、室上性或室性心动过速等，往往造成不同程度的血液动力障碍。尤其当患者出现心室颤动时，由于心室无整体收缩能力，心脏射血和血液循环中止，如不及时抢救，常造成患者因脑部缺氧时间过长而死亡。
采用内置式心脏除颤器需要进行复杂的心脏外科手术，在心脏内部植入除颤设备以防止心室颤动造成的危害，虽然对于有严重心律失调病人是一个有效地解决方案，但是对于准备进行心脏手术或者心脏手术恢复期的病人并不适用，因为这类病人在手术成功或者成功恢复后，心脏疾病就基本解除了，无需内置式心脏除颤器。但是，这个阶段又是病人的危险期，随时可能发病。传统上，这类病人需要长期住院监测，不但费用高昂，而且对于病人的生活质量有很大影响。可穿戴自动体外心脏除颤器，则可以部分代替病人的住院治疗。当病人发病时，通过放电进行心脏除颤，即通过检测病人心电信号判断病人是否发病，通过控制一定能量的电流通过心脏，可以消除病情或者缓解症状，为病人抢救赢得时间。
除颤的原理就是采用高压放电，对心脏进行电击，使心脏恢复正常的跳动状态。根据试验，需要2000V,瞬间放电电流约20mA。由于干燥皮肤和电极接触处的电阻比较大，如果不降低接触处的电阻，在电极高压放电时，在接触处就会产生电弧或者局部高温，造成患者的皮肤灼伤，而且可能导致无法达到指定的放电电流。
因此，本发明的发明人亟需构思一种新技术以改善其问题。
发明内容
本发明旨在提供一种新型除颤用导电硅胶喷射装置，其可以为上述技术问题的解决提供结构上的支撑。
本发明的技术方案是：
一种新型除颤用导电硅胶喷射装置，包括：液态压缩气体容器、液态压缩气体、阀门、永磁体、线圈绕组、预应力弹簧、导线、容器盖、气体导管，导电硅胶腔、气体流通管道和金属电极板，其中所述液态压缩气体容器内设置有所述阀门，在所述阀门的一侧设置有液态压缩气体，所述阀门的另一侧连接有所述预应力弹簧，所述预应力弹簧与所述容器盖连接，二者之间存在预紧力；在所述预应力弹簧的两侧分别设置有所述永磁体和所述线圈绕组，所述线圈绕组与所述导线连接，所述导线接入可控电源；所述气体导管的一端与所述液态压缩气体容器的气体出口连接，另一端与所述气体流通管道联通；所述气体流通管道上设置有歧管，通过所述歧管与所述导电硅胶腔联通；所述导电硅胶腔上设置有喷孔，通过所述喷孔实现与所述金属电极板的连接；所述导电硅胶腔内部置有胶囊，所述胶囊内设置有导电硅胶。
优选地，所述永磁体与所述阀门抵触连接，所述液态压缩气体容器的气体出口设置在所述容器盖处。
优选地，所述永磁体与所述阀门之间存在一定间距，在该间距处设置有所述液态压缩气体容器的气体出口。
优选地，所述液态压缩气体为氟利昂气体R134a。
优选地，所述气体导管中填充有多孔物质合成纤维过滤棉。
优选地，所述胶囊为聚乙烯胶囊。
优选地，所述永磁体与所述液态压缩气体容器固定连接。
优选地，所述容器盖与所述液态压缩气体容器通过密封胶粘密封连接。
优选地，所述容器盖与所述液态压缩气体容器通过螺纹密封连接。
采用上述技术方案，本发明至少包括如下有益效果：
本发明所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，用于通过电磁的方式使得除颤器放电前夕在电极和皮肤接触的地方迅速均匀的喷涂导电硅胶，降低皮肤和电极的接触电阻。既能保证在除颤过程中电流可以达到指定要求，保证能够可靠除颤，又避免在接触处出现电弧或者发热过大，造成局部皮肤灼伤。
附图说明
图1为本发明所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置的结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为实施例1中的部分结构示意图；
图4为实施例2中的部分结构示意图。
其中：1液态压缩气体容器，2液态压缩气体，3阀门，4永磁体，5线圈绕组，6预应力弹簧，7连接螺栓，8导线，9容器盖，10气体导管，11导电硅胶腔，12气体流通管道，13胶囊，14金属电极板，15喷孔，16气体出口。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1至图3所示，为符合本发明的一种新型除颤用导电硅胶喷射装置，包括：液态压缩气体容器1、液态压缩气体2、阀门3、永磁体4、线圈绕组5、预应力弹簧6、导线8、容器盖9、气体导管10，导电硅胶腔11、气体流通管道12和金属电极板14，其中所述液态压缩气体容器1内设置有所述阀门3，在所述阀门3的一侧设置有液态压缩气体2，所述阀门3的另一侧连接有所述预应力弹簧6，所述预应力弹簧6与所述容器盖9连接，二者之间存在预紧力；在所述预应力弹簧6的两侧分别设置有所述永磁体4和所述线圈绕组5，所述线圈绕组5与所述导线8连接，所述导线8接入可控电源；所述气体导管10的一端与所述液态压缩气体容器1的气体出口16连接，另一端与所述气体流通管道12联通；所述气体流通管道12上设置有歧管，通过所述歧管与所述导电硅胶腔11联通；所述导电硅胶腔11上设置有喷孔15，通过所述喷孔15实现与所述金属电极板14的连接；所述导电硅胶腔11内部置有胶囊13，所述胶囊13内设置有导电硅胶。
优选地，所述永磁体4与所述阀门3抵触连接，所述液态压缩气体容器1的气体出口16设置在所述容器盖9处。
优选地，所述液态压缩气体2为氟利昂气体R134a。为了安全，对于液态气体得要求除了常温能够液化以外，还必须保证无毒、阻燃。满足这个要求的优选有空调和冰箱压缩制冷机上的氟利昂气体R134a。R134a化学名称是四氟乙烷,它不含氯原子，对大气臭氧层不起破坏作用；具有良好的安全性能(不易燃，不爆炸，无毒，无剌激性无腐性)。
优选地，所述气体导管10中填充有多孔物质合成纤维过滤棉。一方面可以阻挡高温可溶胶的颗粒，另一方面可以降低气流的速度，防止冲击压力过大。
优选地，所述胶囊13为聚乙烯胶囊13，其可以在高压气体的作用下被挤破。
优选地，所述永磁体4与所述液态压缩气体容器1固定连接。
优选地，所述容器盖9与所述液态压缩气体容器1通过密封胶粘密封连接。
优选地，所述容器盖9与所述液态压缩气体容器1通过螺纹与连接螺栓7的配合实现密封连接。
本实施例的目的就是在自动体外心脏除颤器的心电检测系统检测到心电信号不正常，需要放电之前，在皮肤和电极接触处喷射导电硅胶，大幅减小接触处的电阻，使得除颤器放电过程中，不会对局部接触的皮肤造成灼伤。
具体地，本实施例中容器两部分通过密封胶粘密封或螺纹连接，预应力弹簧6提供预紧拉应力使得盖板压紧密封。当需要喷胶时，可穿戴式自动体外心脏除颤器控制器给出喷胶指令，可控电源(该电源接受自动体外心脏除颤器的控制，由于对电源启动的时间控制为现有技术中的常规技术手段，本领域技术人员应当知晓，故此处不赘述)输出一个低压直流电(6～12V)，线圈绕组5通电产生电磁力，克服液态气体的压力，推开阀门3，气体流入气体导管10中。随后气体流入气体流通管道12，通过气体流通管道12的歧管，流入导电硅胶腔11，在高压气体的作用下，放有导电硅胶的聚乙烯胶囊13被挤破，导电硅胶在高压气体作用下，顺着导电硅胶喷孔15喷入金属电极板14和患者皮肤的接触处。
实施例2
参见图4，本实施例与实施例1的区别在于所述永磁体4与所述阀门3之间存在一定间距，在该间距处设置有所述液态压缩气体容器1的气体出口16，气体出口16与所述气体导管10连接(由于本领域技术人员应当之下如何连接，故附图中略去了后续气体导管10等部分结构，请知悉)。预应力弹簧6提供预紧推应力使得阀门3可以克服液态压缩气体2的压力密封。
具体工作方式：
可穿戴式自动体外心脏除颤器控制器给出喷胶指令，可控电源输出一个低压直流电(6～12V)，线圈绕组5通电产生电磁力，克服预应力弹簧6的预紧推力，拉动阀门3，气体通过气体出口16流出。后续喷胶过程与实施例1一致，此处不再赘述。
下面需要计算各个参数：
1)导电硅胶的胶囊13的体积
单个硅胶胶囊13的体积需要根据喷胶面积和胶的厚度决定，前者取决于硅胶的电导率，后者和硅胶的粘度有关，需要用实验测定
喷胶面积
其中：imax是除颤器单个电极的放电峰值电流，σ是硅胶的电导率。
实验测定方法：佩戴金属电极板14，从喷孔15注入导电硅胶，以导电硅胶刚好覆盖整个金属电极板14为准，可测量导电硅胶所需总体积。
2)液态气体的体积
液态空气的体积受到导电硅胶腔11，气体导管10和气体流通管道12的体积，以及导电硅胶的胶囊13的破裂压强影响。设导电硅胶腔11，气体导管10和气体流通管道12的体积分别为：V7,V5,V8，导电硅胶的胶囊13的破裂压强为p，
所需要的标准状况下的气体体积：
单位是升，其中：p0为大气压。
气体的质量
其中，m是气体的摩尔质量
需要液态空气的体积：
其申是液态空气的密度。
考虑压缩气体才存放周期的泄漏率为λ1，气体工作时的泄漏率为λ2，
实际需要液态气体的体积
3)线圈绕组5的电磁力
麦克斯韦电磁力：
其中，S为工作部分对应的极面面积，μ0＝4π×10-7H/m为真空磁导率，Φ为磁通。
式中I为电流，R1-Rn为磁路系统中各部分磁阻。在机械结构一致的情况下μ0,S,Rn均为常量，电磁力大小与电磁力成正比。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于，包括：液态压缩气体容器、液态压缩气体、阀门、永磁体、线圈绕组、预应力弹簧、导线、容器盖、气体导管，导电硅胶腔、气体流通管道和金属电极板，其中所述液态压缩气体容器内设置有所述阀门，在所述阀门的一侧设置有液态压缩气体，所述阀门的另一侧连接有所述预应力弹簧，所述预应力弹簧与所述容器盖连接，二者之间存在预紧力；在所述预应力弹簧的两侧分别设置有所述永磁体和所述线圈绕组，所述线圈绕组与所述导线连接，所述导线接入可控电源；所述气体导管的一端与所述液态压缩气体容器的气体出口连接，另一端与所述气体流通管道联通；所述气体流通管道上设置有歧管，通过所述歧管与所述导电硅胶腔联通；所述导电硅胶腔上设置有喷孔，通过所述喷孔实现与所述金属电极板的连接；所述导电硅胶腔内部置有胶囊，所述胶囊内设置有导电硅胶；所述导电硅胶用于在高压气体作用下，顺着所述喷孔喷入所述金属电极板和患者皮肤的接触处；
所述液态压缩气体的体积满足条件：
，
其中，为液态压缩气体满足工作条件时所需要的体积，为压缩气体存放周期的泄漏率，为压缩气体工作时的泄漏率；
满足条件：，其中，是液态压缩气体的密度，是液态压缩气体的质量；
满足条件：，其中，m是气体的摩尔质量，V为满足工作条件的液态压缩气体在标准状况下所需的气体体积；
V满足条件：，其中，V7、V5、V8分别为所述导电硅胶腔、所述气体导管和所述气体流通管道的体积，p为所述胶囊的破裂压强，p0为大气压。
2.如权利要求1所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于：所述永磁体与所述阀门抵触连接，所述液态压缩气体容器的气体出口设置在所述容器盖处。
3.如权利要求1所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于：所述永磁体与所述阀门之间存在一定间距，在该间距处设置有所述液态压缩气体容器的气体出口。
4.如权利要求1-3任一所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于：所述液态压缩气体为氟利昂气体R134a。
5.如权利要求1-4任一所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于：所述气体导管中填充有多孔物质合成纤维过滤棉。
6.如权利要求1-5任一所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于：所述胶囊为聚乙烯胶囊。
7.如权利要求1-6任一所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于：所述永磁体与所述液态压缩气体容器固定连接。
8.如权利要求1-7任一所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于：所述容器盖与所述液态压缩气体容器通过密封胶粘密封连接。
9.如权利要求1-7任一所述的新型除颤用导电硅胶喷射装置，其特征在于：所述容器盖与所述液态压缩气体容器通过螺纹密封连接。
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