CN111330095A

CN111330095A - 智能负压吸引控制系统

Info

Publication number: CN111330095A
Application number: CN202010160190.9A
Authority: CN
Inventors: 李莉; 刘寒艳; 孙源; 张文红; 刘见桥
Original assignee: Third Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
Current assignee: Third Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2020-06-26

Abstract

本发明提供一种智能负压吸引控制系统，涉及医学设备领域，它包括用于固定在手柄上的手柄座，手柄座上设有开关量控制装置，开关量控制装置与采集装置电连接；采集装置与主控装置以无线或有线的方式电连接；主控装置与抽真空装置以无线或有线的方式电连接；以通过控制装置控制抽真空装置的抽吸负压。通过设置在手柄上的开关量控制装置，能够快速、准确和便利的调节抽真空装置的负压，使抽真空装置提供的负压与手术实际需求相一致。

Description

智能负压吸引控制系统

技术领域

本发明涉及医学设备领域，特别是一种智能负压吸引控制系统。

背景技术

在体外受精与胚胎移植技术过程中，当卵泡发育成熟后需要通过取卵针和负压吸引器把卵巢内的卵子抽吸到体外的试管里，再进行授精等后续的操作。目前临床上用的负压吸引器的压力需要提前人为设定压力，在取卵过程不能根据卵泡内压力自行调节合适的压力，存在的问题是：

1、压力不稳定，吸力不够，卵泡液抽吸不干净，获卵率低；或者压力过大，吸力大，抽吸速度过快，导致卵子损伤；

2、在取卵过程中遇到穿刺到卵巢内囊肿时，由于部分囊肿粘稠，不易抽吸出囊肿液需要辅助人员在一边不断调节合适的压力，频繁的人工调节压力，效率低。

3、不能自动感应取卵操作系统漏气以及漏气的部位，需要在取卵前人工检测。

现有技术中未见相应的能够解决该技术问题的自动化设备。现有技术中的卵母细胞采集器的结构参见中国专利文献CN 109259835 A记载的一种单腔卵母细胞采集器，可见采集器基本的结构参见说明书附图1是取卵针与手柄连接，手柄通过管路与试管塞连接，连接抽真空装置的另一条管路也与试管塞连接。还有一种结构是CN 209269841 U记载的一种双腔取卵针。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种智能负压吸引控制系统，能够实现取卵操作中的真空压力快速和便利的调节。优选的方案中，能够让操作者直观的了解吸引针内的负压压力，能够快速确定整个系统是否漏气，以及漏气的大致位置。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种智能负压吸引控制系统，它包括用于固定在手柄上的手柄座，手柄座上设有开关量控制装置，开关量控制装置与采集装置电连接；

采集装置与主控装置以无线或有线的方式电连接；

主控装置与抽真空装置以无线或有线的方式电连接；

以通过控制装置控制抽真空装置的抽吸负压。

优选的方案中，所述的开关量控制装置为旋钮开关、光电传感器、阵列式电容传感器或阵列式电阻传感器的一种。

优选的方案中，还设有显示装置，显示装置以无线或有线的方式与主控装置电连接，用于显示负压的变化；

显示装置为一组LED阵列灯，设有独立的电源和无线收发装置，LED阵列灯的底部还设有粘贴装置，被用于粘贴在现场超声监控设备的显示器边框上。

优选的方案中，还设有压力传感器，压力传感器通过三通接头与负压管连接。

优选的方案中，开关量控制装置与抽真空装置的调节开关并联，还设有第一截止开关与调节开关串联，第二截止开关与开关量控制装置串联；

第一截止开关与第二截止开关联动，以使开关量控制装置或调节开关中的一个动作时，另一个停止。

优选的方案中，开关量控制装置输出的数值被识别为相对值，即相对于当前的调节开关的数值的包含正负方向的增加值，其中正向的增加值被调节为增加负压，负向的正价值被调节为减少负压。

优选的方案中，在负压管上还设有负压控制阀，主控装置通过无线或有线的方式与负压控制阀电连接。

优选的方案中，所述的负压控制阀的结构为，在阀体上设有交错的排气管和进气管，在进气管和排气管的端头之间设有狭缝部，狭缝部的开口位置设有沿狭缝滑动的滑膜片，滑膜片位于进气管一侧，滑膜片的端头与驱动其滑动的驱动装置连接。

优选的方案中，滑膜片的端头与位于滑动腔的永磁动子固定连接，永磁动子的外围设有电磁定子，电磁定子与控制器电连接，控制器通过无线或有线的方式与主控装置电连接。

优选的方案中，所述的无线连接方式采用射频、红外、蓝牙、WiFi或zigbee无线模块中的一种；

所述的手柄座设有至少一个带有开口的环圈，用于固定卡在手柄上。

本发明提供了一种智能负压吸引控制系统，通过设置在手柄上的开关量控制装置，能够快速、准确和便利的调节抽真空装置的负压，使抽真空装置提供的负压与手术实际需求相一致。优选的方案中，设置的压力传感器，能够使操作者直观了解操作过程中的压力变化，并能够在使用前用于判断抽真空装置是否漏气，以及漏气的大致位置。设置的负压控制阀通过对过流截面的调节，能够进一步确保压力调节的平滑和准确。本发明的方案能够在不改动现有的采集器的结构的基础上，增加新的控制功能，这些功能均通过外挂装置的方式实现，从而使这些外挂装置能够在不会干扰手术，不会造成感染的基础上被反复的使用，以节约资源，降低患者的负担。本发明不仅可用于卵子采集，也可以用于人体或动物体的体液抽取，例如囊肿液体的抽取。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的优选方案的整体结构示意图。

图3为本发明的控制结构框图。

图4为本发明的负压控制阀的结构示意图。

图5为图4的A-A剖视示意图。

图6为本发明的开关控制电路示意图。

图中：控制片1，开关量控制装置100，第一截止开关101，调节开关200，第二截止开关201，手柄座2，采集装置3，压力传感器4，主控装置5，旋钮6，吸引针7，超声识别标记8，负压控制阀9，阀体91，排气管92，狭缝部93，滑膜片94，进气管95，电磁定子96，永磁动子97，控制器98，滑动腔99，抽吸管10，负压管11，三通接头12，连接头13，试管塞14，手柄15，抽真空装置16，手柄17。

具体实施方式

实施例1：

如图1、6中，一种智能负压吸引控制系统，它包括用于固定在手柄15上的手柄座2，手柄座2上设有开关量控制装置100，开关量控制装置与采集装置3电连接；

采集装置3与主控装置5以无线或有线的方式电连接；

主控装置5与抽真空装置16以无线或有线的方式电连接；

以通过控制装置控制抽真空装置16的抽吸负压。由此结构，在使用时，操作者能够通过开关量控制装置100调节负压压力的大小，而且这种调节是线性且平滑的。尤其是通过无线或有线方式连接，使整个取卵系统的手柄17的重量不会大幅增加，以便于操控。经测试，采用仅将开关量控制装置100与采集装置3放置在手柄17上的方案，重量增加不超过20克，基本不会影响现有的操作手感。

优选的方案如图1、2中，所述的开关量控制装置100为旋钮开关、光电传感器、阵列式电容传感器或阵列式电阻传感器的一种。本例中优选采用旋钮开关作为开关量控制装置100，旋钮开关的方案操作更为清晰准确，且机械结构更为可靠，故障率较低。旋钮开关、光电传感器、阵列式电容传感器或阵列式电阻传感器均为市售的产品，例如用于鼠标中键的旋钮开关和采集芯片，用于鼠标的光电传感器和采集芯片，用于手机或平板的阵列式电容传感器及其采集芯片，用于专用设备PDA的阵列式电阻传感器及其采集芯片。其中阵列式电容传感器和阵列式电阻传感器采用长条状结构，与手柄座2粘接连接，阵列式电容传感器和阵列式电阻传感器的体积较小，但存在容易误触的缺陷，需要设置防误触开关，操作相对复杂。由于开关量控制装置100的能耗极低，采用独立的可更换纽扣电池供电。优选采用导线直接与主控装置5连接。图1中的控制片1用于表示阵列式电容传感器或阵列式电阻传感器。

优选的方案如图3中，还设有显示装置，显示装置以无线或有线的方式与主控装置5电连接，用于显示负压的变化；

优选的方案中显示装置为一组LED阵列灯，设有独立的电源和无线收发装置，LED阵列灯的底部还设有粘贴装置，被用于粘贴在现场超声监控设备的显示器边框上。显示装置采用独立的电源供电。无线收发装置可选采用LT8920射频芯片。由此结构，使用者在观察超声视频的时候，能够方便地同事观察到吸引针7内的负压大小，以指导操作。

优选的方案如图1、2中，还设有压力传感器4，压力传感器4通过三通接头12与负压管11连接。本例中将压力传感器4设置在负压管11的位置，不会对抽吸操作造成干扰，例如三通接头12造成的连接阶台造成的损伤干扰，必要的话，能够经过消毒后循环使用。压力传感器4为市售的产品，例如东莞市卓扬测控技术有限公司的真空压力传感器，杭州美控自动化技术有限公司的真空压力传感器。

优选的方案如图6中，开关量控制装置100与抽真空装置16的调节开关200并联，还设有第一截止开关101与调节开关200串联，第二截止开关201与开关量控制装置100串联；

第一截止开关101与第二截止开关201联动，以使开关量控制装置100或调节开关200中的一个动作时，另一个停止。由此方案，通过切换控制模式，能够独立的以开关量控制装置100或抽真空装置16的调节开关200分别调节抽真空装置16的输出压力。调节原理即调节抽真空装置16的真空泵的转速。以隔膜泵为例，即调节隔膜泵的电机的转速。开关量控制装置100的输出量被主控装置5转换为脉冲信号，并通过脉冲信号控制抽真空装置16的输出负压。

另一可选的方案中，开关量控制装置100输出的数值被识别为相对值，即相对于当前的调节开关200的数值的包含正负方向的增加值，例如当旋钮6顺时针旋转一个角度，则代表调节开关200的数值的负压增加一个调节区间，而旋钮6逆时针旋转一个角度，则代表调节开关200的数值的负压减少一个调节区间。相应的，光电传感器、阵列式电容传感器或阵列式电阻传感器则通过正向滑动和反向滑动来相应的增加或减少一个调节区间。即其中正向的增加值被调节为增加负压，负向的正价值被调节为减少负压。由此方案，能够减少对抽真空装置16的硬件改造，能够便于在现有的设备的基础上进行改造。

实施例2：

在实施例1的基础上，通过调节抽真空装置16能够调节相应的负压，但是由于管路中和试管中空气的存在，这种调节是存在一定滞后性的，优选的方案如图2中，在负压管11上还设有负压控制阀9，主控装置5通过无线或有线的方式与负压控制阀9电连接。由此结构，通过对通流截面的调节，能够使对负压的调节快速反馈，也便于与负压变化相匹配。

优选的方案如图4、5中，所述的负压控制阀9的结构为，在阀体91上设有交错的排气管92和进气管95，在进气管95和排气管92的端头之间设有狭缝部93，狭缝部93的开口位置设有沿狭缝滑动的滑膜片94，滑膜片94位于进气管95一侧，滑膜片94的端头与驱动其滑动的驱动装置连接。由此结构，能够获得非常线性的通流截面变化，即通流截面的变化与滑膜片94的滑动距离线性相关，从而使负压调节平滑稳定。而且本例的结构，体积极小，滑膜片94在负压的作用下与狭缝部93贴紧形成密封。无需设置额外的密封结构。狭缝部93的缝隙宽度小于1mm，滑膜片94的材质采用医用硬质塑料片，例如PVC、PC等材质的塑料片，滑膜片94的厚度低于3mm，优选为0.5~1.5mm。阀体91优选采用尼龙或聚四氟乙烯材质。

优选的方案如图4中，滑膜片94的端头与位于滑动腔99的永磁动子97固定连接，永磁动子97的外围设有电磁定子96，电磁定子96与控制器98电连接，控制器98通过无线或有线的方式与主控装置5电连接。通过直线电机的结构，进行控制，能够获得较高的控制精度，而且安装和控制均较为简便。控制器98内设置独立的电源，例如5号电池或锂电池，由于滑膜片94的摩擦力很小，电磁定子96所需的能耗也非常低。电磁定子96和永磁动子97以及他们的控制器98为市售的产品，例如同茂电机的直线电机。

另一可选的方案中，滑膜片94的驱动装置也可以采用丝杆螺母机构和伺服电机的驱动装置，例如深圳KGG的螺杆机构。

实施例3：

在实施例1、2的基础上，优选的方案如图1、2中，所述的无线连接方式采用射频、红外、蓝牙、WiFi或zigbee无线模块中的一种；射频、红外、蓝牙、WiFi或zigbee无线模块均为市售的产品，以射频为例，优选采用LT8920方案，体积小巧。zigbee无线模块优选采用北京博控自动化技术有限公司W5100的系列芯片，wifi模块优选采用。采用zigbee无线模块的方案，能够便于采集装置3、主控装置5与主控装置5的组网。主控装置5优选采用51系列、AT系列、STM32F系列，能够输入传感器信号和无线连接信号，以及输出控制脉冲信号的芯片。主控装置5采用独立的电源供电，优选采用锂电池。主控装置5、开关量控制装置100、压力传感器4和负压控制阀9均经过消毒后，能够重复使用。消毒方式优选采用通入臭氧的方式消毒。

所述的手柄座2设有至少一个带有开口的环圈，用于固定卡在手柄15上。本例中的手柄座2采用卡接的方式安装在手柄15上，采集装置3优选采用卡接的方式安装在抽吸管10上，以减少手柄15上的重量。将压力传感器4设置在负压管11上，以减少对取卵操作的影响。优选的，将压力传感器4与主控装置5集成在一起。以减少电器元件之间的信号传输。

实施例4：

以最佳的结构为例，说明本系统的使用方法，使用前，确保各个组件的电池电力充足。将显示装置通过双面胶粘贴在超声装置的显示器下方。显示装置粘贴后不再取下。利用zigbee自组网特性，实现自动组网，以和不同的主控装置5适配。将安装有压力传感器4的三通接头12与负压管11连接，将负压控制阀9与负压管11连接，再通过连接头13与抽真空装置16的管路连接，将试管塞14与试管连接，隔着包装袋阻止空气进入到吸引针7内。试启动，测试电连接是否可靠，通过显示装置检测是否存在漏气点，如果存在漏气，通过弯折管路的方式分别阻断抽吸管10和负压管11检测漏气点的具体位置。手术前，打开手柄15的包装，将手柄座2卡在手柄15上，采集装置3固定在抽吸管10上不会影响操作的位置。弯折保护管封堵吸引针7的前端，调节旋钮6，观察负压变化是否平滑。由此完成整个系统的安装和调试工作。在操作过程中，通过调节旋钮即可同步调节抽真空装置16的电机的转速以及负压输出，同时通过负压控制阀9的通流截面变化，使压力输出平稳。并通过显示装置反馈压力变化。以抽吸卵泡液为例，在插入过程中，可以通过旋钮6使抽真空装置16停止，当抽取卵泡液时，压力应为一个恒定值，当抽取完成时，卵泡体积缩小封堵吸引针7的前端，导致负压数值升高，此时操作人员即可操控旋钮6，降低甚至关闭抽真空装置16的负压输出。直至吸引针7进入到下一个卵泡。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能负压吸引控制系统，其特征是：它包括用于固定在手柄（15）上的手柄座（2），手柄座（2）上设有开关量控制装置（100），开关量控制装置与采集装置（3）电连接；

采集装置（3）与主控装置（5）以无线或有线的方式电连接；

主控装置（5）与抽真空装置（16）以无线或有线的方式电连接；

以通过控制装置控制抽真空装置（16）的抽吸负压。

2.根据权利要求1所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：所述的开关量控制装置（100）为旋钮开关、光电传感器、阵列式电容传感器或阵列式电阻传感器的一种。

3.根据权利要求1所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：还设有显示装置，显示装置以无线或有线的方式与主控装置（5）电连接，用于显示负压的变化；

4.根据权利要求1所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：还设有压力传感器（4），压力传感器（4）通过三通接头（12）与负压管（11）连接。

5.根据权利要求1所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：开关量控制装置（100）与抽真空装置（16）的调节开关（200）并联，还设有第一截止开关（101）与调节开关（200）串联，第二截止开关（201）与开关量控制装置（100）串联；

第一截止开关（101）与第二截止开关（201）联动，以使开关量控制装置（100）或调节开关（200）中的一个动作时，另一个停止。

6.根据权利要求1所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：开关量控制装置（100）输出的数值被识别为相对值，即相对于当前的调节开关（200）的数值的包含正负方向的增加值，其中正向的增加值被调节为增加负压，负向的正价值被调节为减少负压。

7.根据权利要求1所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：在负压管（11）上还设有负压控制阀（9），主控装置（5）通过无线或有线的方式与负压控制阀（9）电连接。

8.根据权利要求7所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：所述的负压控制阀（9）的结构为，在阀体（91）上设有交错的排气管（92）和进气管（95），在进气管（95）和排气管（92）的端头之间设有狭缝部（93），狭缝部（93）的开口位置设有沿狭缝滑动的滑膜片（94），滑膜片（94）位于进气管（95）一侧，滑膜片（94）的端头与驱动其滑动的驱动装置连接。

9.根据权利要求8所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：滑膜片（94）的端头与位于滑动腔（99）的永磁动子（97）固定连接，永磁动子（97）的外围设有电磁定子（96），电磁定子（96）与控制器（98）电连接，控制器（98）通过无线或有线的方式与主控装置（5）电连接。

10.根据权利要求1~9任一项所述的一种智能负压吸引控制系统，其特征是：

所述的无线连接方式采用射频、红外、蓝牙、WiFi或zigbee无线模块中的一种；

所述的手柄座（2）设有至少一个带有开口的环圈，用于固定卡在手柄（15）上。