CN112326094B - 一种压力传感器及尿动力检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种压力传感器及尿动力检测装置，包括外壳，外壳中间位置设置有非弹性电极，非弹性电极的两侧分别设置一弹性电极，外壳的两端分别通过一连接结构与一弹性膜片结构连通，弹性膜片结构中设置有一可拆卸的弹性膜片，一弹性膜片结构的接口与第二三通的第一接口通过管路连通，另一弹性膜片结构的接口与第二三通的第二接口通过管路连通，第二三通的第三接口与第一三通的第四接口通过管路连通。采用本发明的压力传感器，尿液只与弹性膜片接触，只需更换弹性膜片即可，降低了耗材成本，并且本发明的压力传感器测得的压力为表压，即膀胱内的压力，无需再进行计算，简便了程序。

Description

一种压力传感器及尿动力检测装置
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别是涉及一种压力传感器及尿动力检测装置。
背景技术
随着我国的人口老龄化现象愈加严重，患有下尿路功能障碍的人数随之增加。专业的尿动力分析仪在临床上的应用逐渐增加。但目前国内泌尿外科的医院购置的尿动力分析仪大部分是国外进口，耗材昂贵，其中一个重要耗材即是检测尿路压力的传感器，因此设计可重复使用的尿动力压力传感器是十分有意义的。
压力传感器常见测量方式有压阻式、电容式、光学式。压阻式压力传感器的原理是半导体材料的压阻效应，主要是将硅、陶瓷等材料制成感压膜片，当感压膜片表面受压时，膜片发生形变，导致膜片的电阻率发生改变，通过检测电阻率的变化即可测得膜片所受压力的大小。尿动力压力测量范围0-150cmH2O，目前主流测量仪器使用的尿动力压力传感器多为扩散硅压力传感器，扩散硅压力传感器工作压道是基于硅材料的压阻效应。
尿动力检查时，其中两个重要测量项便是膀胱压力检测和尿道压力检测，这两个检查项目重要检测指标时压力监测，因此压力传感器对这两个检查项目的压力指标监测起着关键作用。膀胱压力的测量一般分为体内测量和体外测量两种方式，体内测量是将微型传感器放置在测压管的前端，随测压管经尿道进入膀胱内，直接测量膀胱内的压力，体内测量要求传感器的体积小，这种方法设计难度较大，因此尿动力压力监测常采用体外测量，体外测量是将传感器放置在体外，膀胱内的压力使用液体测压管将膀胱压力引出，这种压力测量方式尿液和压力传感器直接接触，为避免不同患者之间的交叉感染，压力传感器只能一次性使用，使用成本较高。
现有尿动力压力传感器多为绝对压强传感器，尿动力压强测量范围为：-30-250cmH2O，为表压，即相对压强，参考大气压强，因此现有尿动力压力测量时需要先测量环境大气压强，再测量膀胱内压，再计算出相对压强。
发明内容
本发明的目的是提供一种压力传感器及尿动力检测装置，解决了压力传感器一次性使用带来的成本高的问题，并且测得的压力为表压，简便了测量过程。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供了一种压力传感器，包括外壳，所述外壳中间位置设置有非弹性电极，所述非弹性电极的两侧分别设置一弹性电极，所述外壳的两端分别通过一连接结构与一弹性膜片结构连通，所述弹性膜片结构中设置有一可拆卸的弹性膜片，一所述弹性膜片结构的接口与第二三通的第一接口通过管路连通，另一所述弹性膜片结构的接口与所述第二三通的第二接口通过管路连通，所述第二三通的第三接口与第一三通的第四接口通过管路连通。
优选的，所述非弹性电极的两侧分别为等间距对称设置的第一弹性电极和第二弹性电极，所述外壳外侧设置有第一引脚、第二引脚和第三引脚，所述第一弹性电极与所述第一引脚连接，所述非弹性电极与所述第二引脚连接，所述第二弹性电极与所述第三引脚连接。
优选的，所述外壳包括一体成型的第一电极外壳和第二电极外壳，所述第一电极外壳上开设有第一进口，所述第二电极外壳上开设有第二进口，所述第一进口处设置有第一胶塞，所述第二进口处设置有第二胶塞。
优选的，所述第一弹性电极一侧的所述连接结构为第一直通，所述第二弹性电极一侧的所述连接结构为第二直通，所述第一直通与所述第二直通尺寸相同。
优选的，所述第一弹性电极一侧所述弹性膜片结构包括第一膜片外壳，所述第一膜片外壳内设置有第一弹性膜片，所述第一弹性膜片与所述第一膜片外壳可拆卸且密封连接；所述第二弹性电极一侧所述弹性膜片结构包括第二膜片外壳，所述第二膜片外壳内设置有第二弹性膜片，所述第二弹性膜片与所述第二膜片外壳可拆卸且密封连接。
优选的，所述第一三通为T型三通，所述第二三通为Y型三通。
优选的，所述第一三通的第五接口用于与患者的尿道连通，所述第一三通的第六接口用于与尿袋连通。
本发明还提供了一种尿动力检测装置，包括支架和所述的压力传感器，所述压力传感器设置在所述支架上，所述第一三通的第五接口与测压管的一端连通，所述测压管的另一端设置有端头，所述第一三通的第六接口与尿袋通过管路连通。
优选的，所述第一三通的第五接口与所述测压管之间设置有进口阀门，所述第一三通的第六接口与所述尿袋之间设置有出口阀门。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明的压力传感器使用时，尿液通过两个弹性膜片结构的接口通入，尿液作用于弹性膜片上，弹性电极与弹性膜片之间通入非腐蚀性液体，尿液中的压力通过弹性膜片、非腐蚀性液体传递到弹性电极上，通过计算两弹性电极和非弹性电极之间的电容得到膀胱内的压力。采用本发明的压力传感器，尿液只与弹性膜片接触，只需更换弹性膜片即可，降低了耗材成本，并且本发明的压力传感器测得的压力为表压，即膀胱内的压力，无需再进行计算，简便了程序。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的尿动力检测装置示意图；
图2为本发明的压力传感器示意图(图1中A处放大图)；
其中：1-端头，2-测压管，3-进口阀门，4-支架，5-出口阀门，6-尿袋，7-第一三通，8-第一弹性膜片，9-第一直通，10-第一进口，11-第一胶塞，12-第一引脚，13-第二引脚，14-第三引脚，15-第二胶塞，16-第二进口，17-第二直通，18-第二弹性膜片，19-第二弹性电极，20-非弹性电极，21-第一弹性电极，22-第二三通，23-第二膜片外壳，24-第一膜片外壳，25-第二电极外壳，26-第一电极外壳。
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付出创造性劳动的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。
本发明的目的是提供一种压力传感器及尿动力检测装置，解决了压力传感器一次性使用带来的成本高的问题，并且测得的压力为表压，简便了测量过程。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
如图2所示：本实施例提供了一种压力传感器，包括外壳，外壳中间位置设置有非弹性电极20，非弹性电极20的两侧分别设置一弹性电极，外壳的两端分别通过一连接结构与一弹性膜片结构连通，弹性膜片结构中设置有一可拆卸的弹性膜片，一弹性膜片结构的接口与第二三通22的第一接口通过管路连通，另一弹性膜片结构的接口与第二三通22的第二接口通过管路连通，第二三通22的第三接口与第一三通7的第四接口通过管路连通。第一三通7的第五接口用于与患者的尿道连通，第一三通7的第六接口用于与尿袋6连通。本实施例的压力传感器使用时，尿液通过两个弹性膜片结构的接口通入，尿液作用于弹性膜片上，弹性电极与弹性膜片之间通入非腐蚀性液体，尿液中的压力通过弹性膜片、非腐蚀性液体传递到弹性电极上，通过计算两弹性电极和非弹性电极20之间的电容得到膀胱内的压力。采用本实施例的压力传感器，尿液只与弹性膜片接触，只需更换弹性膜片即可，降低了耗材成本，并且本实施例的压力传感器测得的压力为表压，即膀胱内的压力，无需再进行计算，简便了程序。
本实施例中，非弹性电极20的两侧分别为等间距对称设置的第一弹性电极21和第二弹性电极19，非弹性电极20、第一弹性电极21和第二弹性电极19均为圆形薄膜电极，非弹性电极20与第一弹性电极21和第二弹性电极19之间的介质均为空气且与外部大气相通，外壳外侧设置有第一引脚12、第二引脚13和第三引脚14，第一弹性电极21与第一引脚12连接，非弹性电极20与第二引脚13连接，第二弹性电极19与第三引脚14连接。
本实施例中，外壳包括一体成型的第一电极外壳26和第二电极外壳25，第一弹性电极21与第一电机外壳密封连接，第二弹性电极19与第二电机外壳密封连接，第一电极外壳26上开设有第一进口10，第二电极外壳25上开设有第二进口16，第一进口10处设置有第一胶塞11，第二进口16处设置有第二胶塞15。
本实施例中，第一弹性电极21一侧弹性膜片结构包括第一膜片外壳24，第一膜片外壳24内设置有第一弹性膜片8，第一弹性膜片8与第一膜片外壳24可拆卸且密封连接；第二弹性电极19一侧弹性膜片结构包括第二膜片外壳23，第二膜片外壳23内设置有第二弹性膜片18，第二弹性膜片18与第二膜片外壳23可拆卸且密封连接。本实施例通过第一进口10向第一弹性电极21和第一弹性膜片8之间通入非腐蚀性液体，通过第二进口16向第二弹性电极19和第二弹性膜片18之间通入非腐蚀性液体。
本实施例中，第一弹性电极21一侧的连接结构为第一直通9，第一直通9与第一膜片外壳24和第一电极外壳26分别密封连接，第二弹性电极19一侧的连接结构为第二直通17，第二直通17与第二膜片外壳23和第二电极外壳25分别密封连接，第一直通9与第二直通17尺寸相同。
本实施例中，第一三通7为T型三通，第二三通22为Y型三通，第一三通7和第二三通22均为医用硅胶材质。
本实施例的压力传感器使用时，通过第一进口10和第二进口16通入非腐蚀性液体(如蒸馏水)，非腐蚀性液体充满第一弹性膜片8和第一弹性电极21之间、第二弹性膜片18和第二弹性电极19之间后停止通入，用第一胶塞11和第二胶塞15密封第一进口10和第二进口16，第一弹性电极21、第二弹性电极19与非弹性电极20之间的介质为空气并与外部大气相通。第一弹性电极21与非弹性电极20之间的间距d1，第二弹性电极19与非弹性电极20之间的间距d2，非弹性电极20、第一弹性电极21和第二弹性电极19的半径均为r，第一弹性电极21与非弹性电极20构成电容c1，第二弹性电极19与非弹性电极20构成电容c2。尿液通过第一三通7的第五接口进入第一三通7，通过第一三通7的第四接口进入第二三通22的第三接口中，并通过第二三通22的第一接口和第二三通22的第二接口分别进入两弹性膜片结构中，作用在第一弹性膜片8和第二弹性膜片18中，第一弹性膜片8、第二弹性膜片18将尿液与非腐蚀性液体分隔，膀胱内压力作用到第一弹性膜片8和第二弹性膜片18上引起第一弹性膜片8和第二弹性膜片18形变，膀胱内压力经第一弹性膜片8、第二弹性膜片18、非腐蚀性液体传递作用到第一弹性电极21、第二弹性电极19，膀胱内压力引起第一弹性电极21和第二弹性电极19形变，第一弹性电极21和第二弹性电极19与非弹性电极20之间的间距d1、d2均被改变，相应第一弹性电极21和第二弹性电极19与非弹性电极20之间电容c1、c2也被改变，其大小分别如式1、2，通过测量c1、c2电容值即可测得膀胱内压力，为提高电容式压力传感器的灵敏度，电容c1、c2可采用并联方式，则膀胱内压力引起的总电容c＝c1+c2，通过测量电容c，即可得膀胱内压力，由于第一弹性电极21、与非弹性电极20之间介质为空气并与外部大气相通，此时测得膀胱内压力为相对大气压强，即表压；
Figure BDA0002748964540000061
Figure BDA0002748964540000062
式中ε表示电极板间介电常数，π表示圆周率。
本实施例的压力传感器的第一弹性电极21和第二弹性电极19仅与非腐蚀性液体接触，不会因传感器重复使用导致用户体液相互接触，避免了疾病感染。因此，本实施例可重复使用，仅需要更换第一弹性膜片8和第一弹性膜片8，降低了尿动力检测耗材成本；并且，现有的尿动力压力测量时需要先测量环境大气压强，再测量膀胱内压，再计算出相对压强，本实施例的压力传感器测压为表压，即相对大气压强，较绝对压力传感器测压过程更为简单。
实施例二
如图1所示，本实施例提供了一种尿动力检测装置，包括支架4和的压力传感器，压力传感器设置在支架4上，第一三通7的第五接口与测压管2的一端连通，测压管2的另一端设置有端头1，测压管2为单腔管道，端口的顶端开设有小孔，第一三通7的第六接口与尿袋6通过管路连通。第一三通7的第五接口与测压管2之间设置有进口阀门3，第一三通7的第六接口与尿袋6之间设置有出口阀门5。
采用实施例一的压力传感器进行尿动力检测时，膀胱内的尿液经测压管2引出，测压管2上的进口阀门3打开，出口阀门5关闭，经测压管2进口阀门3流入压力传感器中，当压力传感器检测完后，出口阀门5打开，尿液流入尿袋6中。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种压力传感器，其特征在于：包括外壳，所述外壳中间位置设置有非弹性电极，所述非弹性电极的两侧分别设置一弹性电极，所述外壳的两端分别通过一连接结构与一弹性膜片结构连通，所述弹性膜片结构中设置有一可拆卸的弹性膜片，一所述弹性膜片结构的接口与第二三通的第一接口通过管路连通，另一所述弹性膜片结构的接口与所述第二三通的第二接口通过管路连通，所述第二三通的第三接口与第一三通的第四接口通过管路连通；
所述非弹性电极的两侧分别为等间距对称设置的第一弹性电极和第二弹性电极，所述外壳外侧设置有第一引脚、第二引脚和第三引脚，所述第一弹性电极与所述第一引脚连接，所述非弹性电极与所述第二引脚连接，所述第二弹性电极与所述第三引脚连接；
所述非弹性电极与所述第一弹性电极和所述第二弹性电极之间的介质均为空气且与外部大气相通；
所述外壳包括一体成型的第一电极外壳和第二电极外壳，所述第一电极外壳上开设有第一进口，所述第二电极外壳上开设有第二进口，所述第一进口处设置有第一胶塞，所述第二进口处设置有第二胶塞；
通过所述第一进口向所述第一弹性电极和所述第一弹性膜片之间通入非腐蚀性液体，通过所述第二进口向所述第二弹性电极和所述第二弹性膜片之间通入非腐蚀性液体。
2.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述第一弹性电极一侧的所述连接结构为第一直通，所述第二弹性电极一侧的所述连接结构为第二直通，所述第一直通与所述第二直通尺寸相同。
3.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述第一弹性电极一侧所述弹性膜片结构包括第一膜片外壳，所述第一膜片外壳内设置有第一弹性膜片，所述第一弹性膜片与所述第一膜片外壳可拆卸且密封连接；所述第二弹性电极一侧所述弹性膜片结构包括第二膜片外壳，所述第二膜片外壳内设置有第二弹性膜片，所述第二弹性膜片与所述第二膜片外壳可拆卸且密封连接。
4.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述第一三通为T型三通，所述第二三通为Y型三通。
5.根据权利要求1所述的压力传感器，其特征在于：所述第一三通的第五接口用于与患者的尿道连通，所述第一三通的第六接口用于与尿袋连通。
6.一种尿动力检测装置，其特征在于：包括支架和权利要求1-5任一项所述的压力传感器，所述压力传感器设置在所述支架上，所述第一三通的第五接口与测压管的一端连通，所述测压管的另一端设置有端头，所述第一三通的第六接口与尿袋通过管路连通。
7.根据权利要求6所述的尿动力检测装置，其特征在于：所述第一三通的第五接口与所述测压管之间设置有进口阀门，所述第一三通的第六接口与所述尿袋之间设置有出口阀门。
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