CN111374876A - 一种腿部静脉血栓防治装置及其控制方法 - Google Patents

一种腿部静脉血栓防治装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种腿部静脉血栓防治装置及其控制方法，属于医疗器械领域，该装置包括腿部绑袋、加压气囊、气路连接管、加热装置和外接电线以及防治仪，该控制方法含有三种控制模式：治疗模式、康复模式和休闲模式，每种模式对应特定的参数。本发明采用三级加压气囊对人体腿部血管进行深度加压和舒张，同时利用加热装置强化血液循环，通过预设合理的加压数值、加压频率和加热温度，能够有效避免和减缓深度静脉血栓的形成，该装置易于穿戴、性能可靠，特别是三气囊逐级加压的设计方案，能够确保静脉血液的快速回流，可以广泛应用于临床的医疗器械。

Description

一种腿部静脉血栓防治装置及其控制方法
技术领域
本发明属于医疗器械领域，尤其属于一种腿部静脉血栓防治装置及其控制方法。
背景技术
深静脉血栓形成(deep venous thrombosis，DVT)是临床常见的疾病，尤其是下肢DVT。DVT会威胁病人的生命，其后遗症严重影响病人的工作能力，甚至致残。在美国，DVT栓塞性疾病是排在第三位的常见血管疾病，发病率仅次于冠心病和高血压。在我国，DVT栓塞症同样也是常见病、多发病。
其中，下肢静脉血栓形成是术期患者及长期卧床患者的常见的并发症，也好发于长时间乘坐交通工具的健康人群。下肢静脉血栓会影响肢体运动功能、导致下肢肿胀、下肢静脉曲张、溃疡，血栓脱落可诱发栓塞，如肺栓塞、脑梗塞、其他脏器的梗塞等，严重者可致命。为避免栓塞的发生，预防下肢静脉血栓的形成相当重要。
预防和治疗静脉血栓栓塞疾病一般采用药物治疗和物理治疗，必要时采取手术治疗，药物治疗和手术治疗副作用大，危险性高，且治疗费用高，效果差；物理治疗的方法有很多种，其中现有技术包括：利用声音电流或直流电流作治疗源的电极信号刺激法；高频交变均强磁场或多形态强旋磁场及动磁场干涉治疗法；超声波产生机械振荡动作及热效应、生物效应击碎血栓法；波动频谱治疗法；电解谐振法；生物电结合音乐治疗法；纳米激光治疗法；保健预防型医用弹力袜法；间歇性气压装置法等，还有脉动气压刺激经络穴位法，见中国发明专利《经络无痛治疗仪》(申请号：87101313申请日：1987-03-12)，中国发明专利《血液循环助动器》(申请号：90103535.1申请日：1990-05-18)所公开的是一种促进静脉血液循环治疗仪，其作用原理是由仪器产生的脉动压缩空气输送到缠敷于患部的气袋内，对患部形成周期性挤压，促使静脉血流加速，增强血液循环，该仪器对于长期从事站立或行走工作者可预防或治疗下肢静脉疾病，有助于恢复运动员肢体活力，但该发明中未指出具体的气袋几何形状及如何增加气袋的充放气速率，达到对患部增加挤压和松弛频率等问题。现有技术中，特别是涉及深部静脉血栓治疗仪的相关文献中，均未记载加压气袋的具体结构、以及具体的驱动和控制方法，也没有记载结合加压气囊和红外加热方案的腿部静脉血栓防治装置，在国内该领域中留下了技术空白。
发明内容
有鉴于此，本发明采用三级加压气囊对人体腿部深静脉血管进行深度加压和舒张，同时利用加热装置强化血液循环，通过预设合理的加压数值、加压频率和加热温度，能够有效避免和减缓深度静脉血栓的形成，该装置易于穿戴、性能可靠，特别是三气囊逐级加压的设计方案，能够确保静脉血液的快速回流，可以广泛应用于临床的医疗器械。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，包括腿部绑袋、加压气囊、气路连接管、加热装置和外接电线，其中：
所述腿部绑袋由小腿部、固定部和贴合部组成，所述固定部和贴合部分别设置在小腿部的两侧且可以向内折叠用于包裹用户小腿，所述贴合部的末端设置有多个用于粘接固定部的尼龙搭扣；
所述加压气囊为三级加压式气囊且设置在小腿部的夹层中，所述加压气囊包括由内向外依次嵌套的一级气囊、二级气囊和三级气囊，所述一级气囊的内部安装有一级海绵芯，所述二级气囊的内部安装有二级海绵芯，所述三级气囊的内部安装有三级海绵芯，所述二级气囊的侧壁上设置有连通三级气囊内部的第一透气孔，一级气囊的侧壁上设置有连通二级气囊内部的第二透气孔；
所述气路连接管由气管和CPC公接头组成，所述气管的一端通过CPC公接头连通驱动气源，所述气管的另一端连通所述三级气囊的第一级气囊内部；
所述加热装置设置在小腿部的夹层中、且包括加热布和温度传感器，所述加热布为远红外发热布，所述温度传感器用于采集加热的实际温度；
所述外接电线包括直流电源线和温度信号线，所述直流电源线用于向加热布提供电源，所述温度信号线用于传输温度传感器的实时信号以实现温度的闭环控制。
优选的，所述腿部绑袋由两层无纺布通过缝纫线缝合而成。
优选的，所述贴合部包括第一绑腿带、第二绑腿带和第三绑腿带，所述第一绑腿带、第二绑腿带和第三绑腿带的长度依次减少以适应小腿部的形状，所述尼龙搭扣的数量为三个且分别设置在第一绑腿带、第二绑腿带和第三绑腿带的末端。
优选的，所述加压气囊通过焊接密封线密封，所述一级气囊、二级气囊、三级气囊的尺寸依次减少，其中：所述三级气囊的外轮廓与小腿部的整体轮廓相适应；所述二级气囊的外轮廓小于三级气囊的内轮廓，所述三级海绵芯设置在三级气囊内壁与二级气囊顶部形成的空间内；所述一级气囊的外轮廓小于二级气囊的内轮廓，所述二级海绵芯设置在二级气囊内壁与一级气囊顶部形成的空间内；所述一级海绵芯设置在一级气囊内壁与下底部形成的空间内,所述三级海绵芯、二级海绵芯和一级海绵芯之间无堆叠。
优选的，还包括用于驱动和控制工作的防治仪，所述防治仪包括壳体、控制面板、控制主板、真空隔膜泵、气缸、气路转换器、电磁阀、出气口、进气口、压力传感器和电源模块，其中：所述壳体为长方体空心结构；所述控制面板设置在壳体的正面、且包括用于信息展示的显示屏和用于信息交互的键盘；所述控制主板用于电源转换、信号处理、加热闭环控制和加压闭环控制，控制主板分别连接控制面板、真空隔膜泵、电磁阀、压力传感器、电源模块和温度传感器；所述真空隔膜泵通过电路接收控制主板的驱动信号，所述真空隔膜泵输出口通过管路连接气缸的进气口，所述连接气缸的出气口通过气路转换器转换成左腿气路和右腿气路，所述电磁阀的数量为两个分别设置在左腿气路和右腿气路的出气口处；所述压力传感器设置在出气口的管路上用于检测气路压力；所述电源模块为AC-DC模块用于将220V交流电转换成12V直流电。
优选的，所述控制主板包括单片机、电源电路、真空泵驱动电路、电磁阀驱动电路、温度采集电路、压力采集电路、键盘电路、显示电路、加热驱动电路和RTC时钟电路，其中：所述电源电路的输入端连接所述电源模块、电源电路的输出端连接装置内部的用电单元，电源电路为DC-DC电路用于将12V直流电转换成3.3V和5.0V直流电；所述单片机通过真空泵驱动电路控制真空隔膜泵工作，单片机通过电磁阀驱动电路控制电磁阀工作，单片机通过加热驱动电路控制加热布工作；所述单片机通过温度采集电路获取温度传感器的实时反馈，单片机通过压力采集电路获取压力传感器的实时反馈；所述单片机通过键盘电路连接键盘，单片机通过显示电路连接显示屏；所述RTC时钟电路连接单片机且为装置提供精确的时间基准。
优选的，所述加热闭环控制和加压闭环控制采用滤波算法，具体步骤如下：
A1）对采样值进行限幅处理，记当前采样值为S1，上次有效采样值为S0，两次采样允许最大偏差为A；
A2）计算S1与S0的差值，将差值与A进行比较；
A3）如果S1与S0的差值不大于A，则S0=S1；
A4）如果S1与S0的差值大于A，S1无效，S0继续保持；
所述采样值经过N次连续采样得到，具体步骤如下：
B1）对被测量连续采样N次；
B2）去N个除队列中的最大值和最小值；
B3）计算剩余N-2个数据的算术平均值作为采样值。
本发明的一种腿部静脉血栓防治装置及其控制方法具有以下有益效果：
（1）本装置采用三级加压气囊设计，三级气囊在压力的作用下逐级给予小腿部加压和舒张，这种逐级加压和舒张方案可以确保静脉血液快速回流，多级海绵芯的无堆叠方案也能够显著提升用户的使用舒适性。
（2）本装置采用加热装置，具体可以使用远红外发热布对用户的小腿加热，以达到强化血液循环的目的。
（3）本装置的腿部绑袋采用三段设计，包括小腿部、固定部和贴合部，固定部和贴合部可以沿着小腿部进行折叠，使用尼龙搭扣进行可拆卸连接，用户在穿戴和拆卸过程使用方便。
（4）本装置的防治仪使用温度传感器和压力传感器形成闭环控制，温度传感器能够感知环境温度并自动开启加热功能，压力传感器能够一方面检测用户是否正确穿戴，另一方面还可以检测用户脉搏频率，实现脉搏同步加压，加速静脉血液回流的同时，不影响动脉血流供给。
（5）本装置的防治仪在实现温度和压力闭环检测时，均采用了改进的消抖滤波算法，该算法融合了中位值滤波与算数平均滤波两种算法，在实际测量过程中，该算法可以消除偶然因素和干扰信号带来的影响。
（6）该防治仪包括真空隔膜泵、气缸和电磁阀等器件，具有毫秒级加压能力，依次加压一级气囊、二级气囊和三级气囊的时间不超过200毫秒，这种脉冲加压形式能够有效提升治疗、康复效果。
一种腿部静脉血栓防治装置的控制方法，其特征在于，采用如上所述腿部绑袋、加压气囊、气路连接管、加热装置和外接电线采用如下步骤：
C1）开机；
C2）腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，所述工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式；
C3）当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，其中：
第一阶段0-20mins，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿22-25mmHg的压力，加压频率是0.25-0.34Hz；
第二阶段20-40mins，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿的30-34mmHg压力，加压频率是0.4-0.5Hz；
第三阶段40-60mins，将加热布加热至38-40℃，使用加压气囊给予小腿35-40mmHg的压力，加压频率是0.5-1Hz；
C4）当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-15mins，将加热布加热至30-34℃，使用加压气囊给予小腿20-22mmHg的压力，加压频率是0.25-0.34Hz；
第二阶段15-75mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率是0.5-0.85Hz；
第三阶段75-90mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率是0.34-0.5Hz；
C5）工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿28-30mmHg的压力，加压频率是0.34-0.5Hz。
C6）工作时间结束；
C7）关机。
本发明的一种腿部静脉血栓防治装置的控制方法具有以下有益效果：
本控制方法包括三种工作模式，具体包括治疗模式、康复模式和休闲模式，治疗模式针对的是术期患者及长期卧床患者，治疗模式中加热温度、加压数值以及加压频率逐渐增加；康复模式针对的是术后患者，康复模式中加热温度、加压数值以及加压频率会有合理的循环；休闲模式是针对长期坐卧的人群，该模式使用合理的加热温度、加压数值以及加压频率。
一种腿部静脉血栓防治装置的控制方法，其特征在于，采用如上所述的腿部绑袋、加压气囊、气路连接管、加热装置和外接电线以及防治仪采用如下步骤：
D1）开机；
D2）压力传感器采集当前腿部绑袋内部压力；
D3）如果当前腿部绑袋内部压力小于10mmHg，防治仪则判断用户没有正常穿戴腿部静脉血栓防治装置，防治仪通过显示屏提示用户；
D4）如果当前腿部绑袋内部压力大于或等于10mmHg，防治仪则判断用户已经正常穿戴腿部静脉血栓防治装置，温度传感器开始采集当前环境温度，压力传感器开始检测用户脉搏频率；
D5）如果当前环境温度低于28℃，防治仪则判断为低温环境，腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，所述工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式：
当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，其中：
第一阶段0-15mins，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿25-30mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第二阶段15-45mins，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿的30-35mmHg压力，加压频率为用户脉搏频率；
第三阶段45-60mins，将加热布加热至38-40℃，使用加压气囊给予小腿36-42mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-20mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第二阶段20-70mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第三阶段70-90mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
当工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1-2h，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
D6）如果当前环境温度高于或等于28℃，防治仪则判断为高温环境，腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，所述工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式：
当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为2h，其中：
第一阶段0-15mins，使用加压气囊给予小腿25-30mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第二阶段15-45mins，使用加压气囊给予小腿的30-35mmHg压力，加压频率为用户脉搏频率；
第三阶段45-120mins，使用加压气囊给予小腿36-42mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-20mins，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第二阶段20-70mins，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第三阶段70-90mins，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力加压频率为用户脉搏频率；
当工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1-2h，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
D7）工作时间结束；
D8）关机。
本发明的一种腿部静脉血栓防治装置的控制方法具有以下有益效果：
本控制方法包括温度自动检测程序和绑腿自动检测程序，温度自动检测程序可以有效检测外部环境，可以在低温环境中对用户小腿进行加热，加强血液循环，同时在高温环境中避免盲目加热，造成不适的体验感；绑腿自动检测程序可以通过压力传感器检测用户是否正确穿戴，在穿戴正确的情况下，检测用户脉搏频率，使用脉搏频率同步加压，加速静脉血液回流的同时，不影响动脉血流供给，控制方法包括三种工作模式，具体包括治疗模式、康复模式和休闲模式，治疗模式针对的是术期患者及长期卧床患者，治疗模式中加热温度和加压数值逐渐增加；康复模式针对的是术后患者，康复模式中加热温度和加压数值会有合理的循环；休闲模式是针对长期坐卧的人群，该模式使用合理的加热温度和加压数值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1是本发明腿部绑袋的穿戴结构示意图；
图2是本发明腿部绑袋的展开结构示意图；
图3是本发明腿部绑袋的内部结构示意图；
图4是本发明防治仪的正面结构示意图；
图5是本发明防治仪的侧面结构示意图；
图6是本发明防治仪与腿部绑袋的连接示意图；
图7是本发明防治仪的内部电路连接示意图；
图8a和图8b是本发明中电机驱动电路示意图；
图9是本发明中加热器驱动电路示意图；
图10是本发明中电磁阀驱动电路示意图；
图11是本发明中压力传感器电路示意图；
图12是本发明中温度采集电路示意图；
图13是本发明中3.3V电源电路示意图；
图14是本发明中5.0V电源电路示意图；
图15是本发明中显示屏接口电路示意图；
图16是本发明中键盘接口电路示意图。
图中，1-腿部绑袋、101-小腿部、102-固定部、103-贴合部、104-缝纫线、105-无纺布、1031-第一绑腿带、1032-第二绑腿带、1033-第三绑腿带、1034-尼龙搭扣、2-加压气囊、201-一级气囊、202-三级海绵芯、203-二级气囊、204-二级海绵芯、205-三级气囊、206-一级海绵芯、207-第一透气孔、208-焊接密封线、209-第二透气孔、3-气路连接管、301-气管、302-CPC公接头、4-加热装置、401-加热布、402-温度传感器、5-外接电线、6-防治仪、601-壳体、602-控制面板、603-控制主板、604-真空隔膜泵、605-气缸、606-气路转换器、607-电磁阀、608-出气口、609-进气口、610-压力传感器、611-电源模块、612-电路、613-管路、6021-显示屏、6022-键盘、6031-单片机、6032-电源电路、6033-真空泵驱动电路、6034-电磁阀驱动电路、6035-温度采集电路、6036-压力采集电路、6037-键盘电路、6038-显示电路、6039-加热驱动电路、6040-RTC时钟电路。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“边缘”、“中部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。 术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
实施一
如图1和图2所示，一种腿部静脉血栓防治装置，该装置可以穿戴在用户小腿，为小腿提供脉冲压力，具有挤压舒张、加热等功能，具体包括腿部绑袋1、加压气囊2、气路连接管3、加热装置4和外接电线5，腿部绑袋1为两层无纺布缝合而成，加压气囊2为两层TPU薄膜通过焊接密封线208密封而成。
具体如图2所示，腿部绑袋1由小腿部101、固定部102和贴合部103组成，固定部102和贴合部103分别设置在小腿部101的两侧且可以向内折叠用于包裹用户小腿，贴合部103的末端设置有多个用于粘接固定部102的尼龙搭扣1034，其中，贴合部103包括第一绑腿带1031、第二绑腿带1032和第三绑腿带1033，第一绑腿带1031、第二绑腿带1032和第三绑腿带1033的长度依次减少以适应小腿部的形状，尼龙搭扣1034的数量为三个且分别设置在第一绑腿带1031、第二绑腿带1032和第三绑腿带1033的末端。
需要说明的是，本实施例中腿部绑袋1由两层无纺布105通过缝纫线104缝合而成，其中，小腿部101大致为梯形结构，固定部102大致为平行四边形结构。
具体如图3所示，加压气囊2为三级加压式气囊且设置在小腿部101的夹层中，加压气囊2包括由内向外依次嵌套的一级气囊201、二级气囊203和三级气囊205，一级气囊201的内部安装有一级海绵芯206，二级气囊203的内部安装有二级海绵芯204，三级气囊205的内部安装有三级海绵芯202，二级气囊203的侧壁上设置有连通三级气囊205内部的第一透气孔207，一级气囊201的侧壁上设置有连通二级气囊203内部的第二透气孔209。
需要说明的是，加压气囊2通过焊接密封线208密封，三级气囊205、二级气囊203、一级气囊201的尺寸依次减少，其中，三级气囊205的外轮廓与小腿部101的整体轮廓相适应；二级气囊203的外轮廓小于三级气囊205的内轮廓，三级海绵芯202设置在三级气囊205内壁与二级气囊203顶部形成的空间内；一级气囊201的外轮廓小于二级气囊203的内轮廓，二级海绵芯204设置在二级气囊203内壁与一级气囊201顶部形成的空间内；一级海绵芯206设置在一级气囊201内壁与下底部形成的空间内。三级海绵芯202、二级海绵芯204和一级海绵芯206之间无堆叠。具体的，上述海绵芯之间无堆叠放置，能够保证挤压舒展过程中，压力均衡，不会出现个别区域压力较大的情况，并且保证每个气囊之间是毫秒级的压力释放。
实际工作时，气路连接管3由气管301和CPC公接头302组成，气管301的一端通过CPC公接头302连通驱动气源，驱动气源可以为真空隔膜泵，气管301的另一端连通三级气囊的第一级气囊201内部。
进一步参见图1至图3，加热装置4设置在小腿部101的夹层中、且包括加热布401和温度传感器402，加热布401为远红外发热布，温度传感器402用于采集加热的实际温度，外接电线5包括直流电源线和温度信号线，直流电源线用于向加热布401提供电源，温度信号线用于传输温度传感器402的实时信号以实现温度的闭环控制。
需要说明的是，本实施例中的腿部静脉血栓防治装置包括两组腿部绑袋1、加压气囊2、气路连接管3、加热装置4和外接电线5，两组设备分别用于左、右足部。
基于上述腿部绑袋1、加压气囊2、气路连接管3、加热装置4和外接电线5，本实施例采用了一种腿部静脉血栓防治装置的控制方法，具体包括如下步骤：
C1开机；
C2腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式；
C3当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，其中：
第一阶段0-20mins，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿22-25mmHg的压力，加压频率是0.25-0.34Hz，其中，优选的温度为34℃和25 mmHg的压力；
第二阶段20-40mins，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿的30-34mmHg压力，加压频率是0.4-0.5Hz，其中，优选的温度为36℃和32 mmHg的压力；
第三阶段40-60mins，将加热布加热至38-40℃，使用加压气囊给予小腿35-40mmHg的压力，加压频率是0.5-1Hz，其中，优选的温度为38℃和40 mmHg的压力；
C4当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-15mins，将加热布加热至30-34℃，使用加压气囊给予小腿20-22mmHg的压力，加压频率是0.25-0.34Hz，其中，优选的温度为34℃和22mmHg的压力；
第二阶段15-75mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率是0.5-0.85Hz，其中，优选的温度为36℃和35mmHg的压力；
第三阶段75-90mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率是0.34-0.5Hz，其中，优选的温度为36℃和32 mmHg的压力；
C5当工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿28-30mmHg的压力，加压频率是0.34-0.5Hz，其中，优选的温度为35℃和30mmHg的压力。
C6工作时间结束；
C7关机。
需要说明的是，本控制方法包括三种工作模式：治疗模式、康复模式和休闲模式，治疗模式针对的是术期患者及长期卧床患者，治疗模式中加热温度、加压数值以及加压频率逐渐增加；康复模式针对的是术后患者，康复模式中加热温度、加压数值以及加压频率会有合理的循环；休闲模式是针对长期坐卧的人群，该模式使用合理的加热温度、加压数值以及加压频率，上述控制方法均同步的作用于左、右腿部。
实施二
在实施例一所描述的设备基础上，本实施例还包括用于驱动和控制工作的防治仪6，如图4、图5和图6所示，防治仪6包括壳体601、控制面板602、控制主板603、真空隔膜泵604、气缸605、气路转换器606、电磁阀607、出气口608、进气口609、压力传感器610和电源模块611，左、右腿部穿戴的防治设备连接于同一个防治仪6，图6中只展示了右腿的防治设备。
具体的如图4所示，壳体601为长方体空心结构，控制面板602设置在壳体601的正面、且包括用于信息展示的显示屏6021和用于信息交互的键盘6022。
如图5所示，控制主板603用于电源转换、信号处理、加热闭环控制和加压闭环控制，控制主板603分别连接控制面板602、真空隔膜泵604、电磁阀607、压力传感器610、电源模块611和温度传感器402。
需要说明的是，本防治仪装置使用温度传感器和压力传感器形成闭环控制，温度传感器能够感知环境温度并自动开启加热功能，压力传感器能够一方面检测用户是否正确穿戴，另一方面还可以检测用户脉搏频率，实现脉搏同步加压，加速静脉血液回流的同时，不影响动脉血流供给。
其中，真空隔膜泵604通过电路612接收控制主板603的驱动信号，真空隔膜泵604输出口通过管路613连接气缸605的进气口609，连接气缸605的出气口通过气路转换器606转换成左腿气路和右腿气路，电磁阀607的数量为两个分别设置在左腿气路和右腿气路的出气口608处；压力传感器610设置在出气口607的管路613上用于检测气路压力；电源模块611为AC-DC模块用于将220V交流电转换成12V直流电。
具体实施时，可以在防治仪6加入声光报警装置。
需要说明的是，本实施例中，防治仪在实现温度和压力闭环检测时，均采用了改进的消抖滤波算法，该算法融合了中位值滤波与算数平均滤波两种算法，在实际测量过程中，该算法可以消除偶然因素和干扰信号带来的影响，具体步骤如下：
A1对采样值进行限幅处理，记当前采样值为S1，上次有效采样值为S0，两次采样允许最大偏差为A；
A2计算S1与S0的差值，将差值与A进行比较；
A3如果S1与S0的差值不大于A，则S0=S1；
A4如果S1与S0的差值大于A，S1无效，S0继续保持；
采样值经过N次连续采样得到，具体步骤如下：
B1对被测量连续采样N次；
B2去N个除队列中的最大值和最小值；
B3计算剩余N-2个数据的算术平均值作为采样值。
具体如图7所示，本实施例二中控制主板603包括单片机6031、电源电路6032、真空泵驱动电路6033、电磁阀驱动电路6034、温度采集电路6035、压力采集电路6036、键盘电路6037、显示电路6038、加热驱动电路6039和RTC时钟电路6040。
需要说明的是，本实施例中采用的是隔离电路加驱动电路的形式，如图8a和图8b所示，隔离电路采用PS2502L-1芯片，驱动电路采用的是MAX14874芯片，单片机6031通过真空泵驱动电路6033控制真空隔膜泵604工作。如图9所示，单片机6031通过加热驱动电路6039控制加热布401工作，单片机通过控制加热布401中电流导通或关断，具体可以采用PID调节，以实现不同的加热温度，本实施例采用PS2502L-1-A芯片。如图10所示，单片机6031通过电磁阀驱动电路6034控制电磁阀607工作，本实施例采用PS2502L-1芯片。如图11所示，单片机6031通过压力采集电路6036获取压力传感器610的实时反馈，本实施例采用MPVX5100GC6U型压力传感器。如图12所示，单片机6031通过温度采集电路6035获取温度传感器402的实时反馈，本实施例中采用PESD5V0S2UT型温度传感器。如图13和图14所示，电源电路6032的输入端连接电源模块611、电源电路6032的输出端连接装置内部的用电单元，电源电路6032为DC-DC电路用于将12V直流电转换成3.3V和5.0V直流电。具体的，图13为3.3V转换电路采用的是MAX5024T芯片，图14为5.0V转换电路采用的是MAX5024L芯片。如图15和图16所示，单片机6031通过显示电路6038连接显示屏6021；单片机6031通过键盘电路6037连接键盘6022。RTC时钟电路6040连接单片机6031且为装置提供精确的时间基准。
基于上述腿部绑袋1、加压气囊2、气路连接管3、加热装置4和外接电线5以及防治仪6，本实施例采用如下控制步骤：
D1开机；
D2压力传感器采集当前腿部绑袋内部压力；
D3如果当前腿部绑袋内部压力小于10mmHg，防治仪则判断用户没有正常穿戴腿部静脉血栓防治装置，防治仪通过显示屏提示用户；
D4如果当前腿部绑袋内部压力大于或等于10mmHg，防治仪则判断用户已经正常穿戴腿部静脉血栓防治装置，温度传感器开始采集当前环境温度，压力传感器开始检测用户脉搏频率；
D5如果当前环境温度低于28℃，防治仪则判断为低温环境，腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式：
当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，其中：
第一阶段0-15mins，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿25-30mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，加热温度为34℃，压力值为28mmHg；
第二阶段15-45mins，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿的30-35mmHg压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，加热温度为36℃，压力值为34mmHg；
第三阶段45-60mins，将加热布加热至38-40℃，使用加压气囊给予小腿36-42mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，加热温度为38℃，压力值为40mmHg；
当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-20mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，加热温度为36℃，压力值为31mmHg；
第二阶段20-70mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，加热温度为37℃，压力值为34mmHg；
第三阶段70-90mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，加热温度为37℃，压力值为32mmHg；
当工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1-2h，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，加热温度为37℃，压力值为31mmHg；
D6如果当前环境温度高于或等于28℃，防治仪则判断为高温环境，腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式：
当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为2h，其中：
第一阶段0-15mins，使用加压气囊给予小腿25-30mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，压力值为30mmHg；
第二阶段15-45mins，使用加压气囊给予小腿的30-35mmHg压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，压力值为34mmHg；
第三阶段45-120mins，使用加压气囊给予小腿36-42mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，压力值为40mmHg；
当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-20mins，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，压力值为32mmHg；
第二阶段20-70mins，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，压力值为33mmHg；
第三阶段70-90mins，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力加压频率为用户脉搏频率，优选的，压力值为32mmHg；
当工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1-2h，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率，优选的，压力值为32mmHg；
D7工作时间结束；
D8关机。
需要说明的是，本控制方法的实现是基于腿部绑袋1、加压气囊2、气路连接管3、加热装置4和外接电线5以及防治仪6，由于防治仪6和三级加压气囊2的独特设计，能够实现毫秒级的压力加载和释放，例如在一个工作周期T时间内，首先采用脉冲加压，加压时间一般为200毫秒以内，然后保持压力0.3T时间，随后，释放压力等待下一个工作周期。
本控制方法包括温度自动检测程序和绑腿自动检测程序，温度自动检测程序可以有效检测外部环境，可以在低温环境中对用户小腿进行加热，加强血液循环，同时在高温环境中避免盲目加热，造成不适的体验感；绑腿自动检测程序可以通过压力传感器检测用户是否正确穿戴，在穿戴正确的情况下，检测用户脉搏频率，使用脉搏频率同步加压，加速静脉血液回流的同时，不影响动脉血流供给，控制方法包括三种工作模式，具体包括治疗模式、康复模式和休闲模式，治疗模式针对的是术期患者及长期卧床患者，治疗模式中加热温度和加压数值逐渐增加；康复模式针对的是术后患者，治疗模式中加热温度和加压数值会有合理的循环；休闲模式是针对长期坐卧的人群，该模式使用合理的加热温度和加压数值，上述控制方法均同步的作用于左、右腿部。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。上述修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，包括腿部绑袋（1）、加压气囊（2）、气路连接管（3）、加热装置（4）和外接电线（5），其中：
所述腿部绑袋（1）由小腿部（101）、固定部（102）和贴合部（103）组成，所述固定部（102）和贴合部（103）分别设置在小腿部（101）的两侧且可以向内折叠用于包裹用户小腿，所述贴合部（103）的末端设置有多个用于粘接固定部（102）的尼龙搭扣（1034）；
所述加压气囊（2）为三级加压式气囊且设置在小腿部（101）的夹层中，所述加压气囊（2）包括由内向外依次嵌套的一级气囊（201）、二级气囊（203）和三级气囊（205），所述一级气囊（201）的内部安装有一级海绵芯（206），所述二级气囊（203）的内部安装有二级海绵芯（204），所述三级气囊（205）的内部安装有三级海绵芯（202），所述二级气囊（203）的侧壁上设置有连通三级气囊（205）内部的第一透气孔（207），所述一级气囊（201）的侧壁上设置有连通二级气囊（203）内部的第二透气孔（209）；
所述气路连接管（3）由气管（301）和CPC公接头（302）组成，所述气管（301）的一端通过CPC公接头（302）连通驱动气源，所述气管（301）的另一端连通所述一级气囊（201）内部；
所述加热装置（4）设置在小腿部（101）的夹层中、且包括加热布（401）和温度传感器（402），所述加热布（401）为远红外发热布，所述温度传感器（402）用于采集加热的实际温度；
所述外接电线（5）包括直流电源线和温度信号线，所述直流电源线用于向加热布（401）提供电源，所述温度信号线用于传输温度传感器（402）的实时信号以实现温度的闭环控制。
2.如权利要求1所述的一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，所述腿部绑袋（1）由两层无纺布（105）通过缝纫线（104）缝合而成。
3.如权利要求1所述的一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，所述一级气囊（201）、二级气囊（203）和三级气囊（205）均由两层TPU薄膜通过焊接密封线（208）密封而成。
4.如权利要求1所述的一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，所述贴合部（103）包括第一绑腿带（1031）、第二绑腿带（1032）和第三绑腿带（1033），所述第一绑腿带（1031）、第二绑腿带（1032）和第三绑腿带（1033）的长度依次减少以适应小腿部的形状，所述尼龙搭扣（1034）的数量为三个且分别设置在第一绑腿带（1031）、第二绑腿带（1032）和第三绑腿带（1033）的末端。
5.如权利要求1所述的一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，所述三级气囊（205）、二级气囊（203）、一级气囊（201）的尺寸依次减少，其中：
所述三级气囊（205）的外轮廓与小腿部（101）的整体轮廓相适应；
所述二级气囊（203）的外轮廓小于三级气囊（205）的内轮廓，所述三级海绵芯（202）设置在三级气囊（205）内壁与二级气囊（203）顶部形成的空间内；
所述一级气囊（201）的外轮廓小于二级气囊（203）的内轮廓，所述二级海绵芯（204）设置在二级气囊（203）内壁与一级气囊（201）顶部形成的空间内；
所述一级海绵芯（206）设置在一级气囊（201）内壁与下底部形成的空间内;
所述三级海绵芯（202）、二级海绵芯（204）和一级海绵芯（206）之间无堆叠。
6.如权利要求1所述的一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，还包括用于驱动和控制工作的防治仪（6），所述防治仪（6）包括壳体（601）、控制面板（602）、控制主板（603）、真空隔膜泵（604）、气缸（605）、气路转换器（606）、电磁阀（607）、出气口（608）、进气口（609）、压力传感器（610）和电源模块（611），其中：
所述壳体（601）为长方体空心结构；
所述控制面板（602）设置在壳体（601）的正面、且包括用于信息展示的显示屏（6021）和用于信息交互的键盘（6022）；
所述控制主板（603）用于电源转换、信号处理、加热闭环控制和加压闭环控制，控制主板（603）分别连接控制面板（602）、真空隔膜泵（604）、电磁阀（607）、压力传感器（610）、电源模块（611）和温度传感器（402）；
所述真空隔膜泵（604）通过电路（612）接收控制主板（603）的驱动信号，所述真空隔膜泵（604）输出口通过管路（613）连接气缸（605）的进气口（609），所述连接气缸（605）的出气口通过气路转换器（606）转换成左腿气路和右腿气路，所述电磁阀（607）的数量为两个分别设置在左腿气路和右腿气路的出气口（608）处、且用于连接所述CPC公接头（302）；
所述压力传感器（610）设置在出气口（607）的管路（613）上用于检测气路压力；
所述电源模块（611）为AC-DC模块用于将220V交流电转换成12V直流电。
7.如权利要求6所述的一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，所述控制主板（603）包括单片机（6031）、电源电路（6032）、真空泵驱动电路（6033）、电磁阀驱动电路（6034）、温度采集电路（6035）、压力采集电路（6036）、键盘电路（6037）、显示电路（6038）、加热驱动电路（6039）和RTC时钟电路（6040），其中：
所述电源电路（6032）的输入端连接所述电源模块（611）、电源电路（6032）的输出端连接装置内部的用电单元，电源电路（6032）为DC-DC电路用于将12V直流电转换成3.3V和5.0V直流电；
所述单片机（6031）通过真空泵驱动电路（6033）控制真空隔膜泵（604）工作，单片机（6031）通过电磁阀驱动电路（6034）控制电磁阀（607）工作，单片机（6031）通过加热驱动电路（6039）控制加热布（401）工作；
所述单片机（6031）通过温度采集电路（6035）获取温度传感器（402）的实时反馈，单片机（6031）通过压力采集电路（6036）获取压力传感器（610）的实时反馈；
所述单片机（6031）通过键盘电路（6037）连接键盘（6022），单片机（6031）通过显示电路（6038）连接显示屏（6021）；
所述RTC时钟电路（6040）连接单片机（6031）且为装置提供精确的时间基准。
8.如权利要求6所述的一种腿部静脉血栓防治装置，其特征在于，所述加热闭环控制和加压闭环控制采用滤波算法，具体步骤如下：
A1）对采样值进行限幅处理，记当前采样值为S1，上次有效采样值为S0，两次采样允许最大偏差为A；
A2）计算S1与S0的差值，将差值与A进行比较；
A3）如果S1与S0的差值不大于A，则S0=S1；
A4）如果S1与S0的差值大于A，S1无效，S0继续保持；
所述采样值经过N次连续采样得到，具体步骤如下：
B1）对被测量连续采样N次；
B2）去N个除队列中的最大值和最小值；
B3）计算剩余N-2个数据的算术平均值作为采样值。
9.一种腿部静脉血栓防治装置的控制方法，其特征在于，采用如权利要求1至5所述的腿部绑袋（1）、加压气囊（2）、气路连接管（3）、加热装置（4）和外接电线（5）采用如下步骤：
C1）开机；
C2）腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，所述工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式；
C3）当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，其中：
第一阶段0-20mins，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿22-25mmHg的压力，加压频率是0.25-0.34Hz；
第二阶段20-40mins，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿的30-34mmHg压力，加压频率是0.4-0.5Hz；
第三阶段40-60mins，将加热布加热至38-40℃，使用加压气囊给予小腿35-40mmHg的压力，加压频率是0.5-1Hz；
C4）当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-15mins，将加热布加热至30-34℃，使用加压气囊给予小腿20-22mmHg的压力，加压频率是0.25-0.34Hz；
第二阶段15-75mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率是0.5-0.85Hz；
第三阶段75-90mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率是0.34-0.5Hz；
C5）当工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿28-30mmHg的压力，加压频率是0.34-0.5Hz；
C6）工作时间结束；
C7）关机。
10.一种腿部静脉血栓防治装置的控制方法，其特征在于，采用如权利要求6和7所述的腿部绑袋（1）、加压气囊（2）、气路连接管（3）、加热装置（4）和外接电线（5）以及防治仪（6）采用如下步骤：
D1）开机；
D2）压力传感器采集当前腿部绑袋内部压力；
D3）如果当前腿部绑袋内部压力小于10mmHg，防治仪则判断用户没有正常穿戴腿部静脉血栓防治装置，防治仪通过显示屏提示用户；
D4）如果当前腿部绑袋内部压力大于或等于10mmHg，防治仪则判断用户已经正常穿戴腿部静脉血栓防治装置，温度传感器开始采集当前环境温度，压力传感器开始检测用户脉搏频率；
D5）如果当前环境温度低于28℃，防治仪则判断为低温环境，腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，所述工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式：
当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1h，其中：
第一阶段0-15mins，将加热布加热至32-35℃，使用加压气囊给予小腿25-30mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第二阶段15-45mins，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿的30-35mmHg压力，加压频率为用户脉搏频率；
第三阶段45-60mins，将加热布加热至38-40℃，使用加压气囊给予小腿36-42mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-20mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第二阶段20-70mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第三阶段70-90mins，将加热布加热至36-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
当工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1-2h，将加热布加热至35-38℃，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
D6）如果当前环境温度高于或等于28℃，防治仪则判断为高温环境，腿部静脉血栓防治装置等待用户选择工作模式，所述工作模式包括治疗模式、康复模式和休闲模式：
当工作模式确定为治疗模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为2h，其中：
第一阶段0-15mins，使用加压气囊给予小腿25-30mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第二阶段15-45mins，使用加压气囊给予小腿的30-35mmHg压力，加压频率为用户脉搏频率；
第三阶段45-120mins，使用加压气囊给予小腿36-42mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
当工作模式确定为康复模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1.5h，其中：
第一阶段0-20mins，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第二阶段20-70mins，使用加压气囊给予小腿32-35mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
第三阶段70-90mins，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力加压频率为用户脉搏频率；
当工作模式确定为休闲模式时，腿部静脉血栓防治装置的工作时间设置为1-2h，使用加压气囊给予小腿30-32mmHg的压力，加压频率为用户脉搏频率；
D7）工作时间结束；
D8）关机。
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