CN112402714A - 一种超声膀胱自动冲洗系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种超声膀胱自动冲洗系统及方法，包括支架系统、管路及冲洗系统、控制系统；所述支架系统包括悬挂支架，顶端设置有冲洗瓶；所述管路及冲洗系统，包括冲洗瓶、进水管、三腔异形导尿管、清洗装置、引流管、引流袋，所述冲洗瓶存储有膀胱冲洗液，进水管、三腔异形导尿管串接，其中进水管为体外部分，三腔异形导尿管为体内部分，膀胱冲洗液通过进水管、三腔异形导尿管连接至病人膀胱内的超声波清洗装置；引流管连接超声波清洗装置，将清洗后的液体导出，连接至体外的引流袋；控制系统包括手动液速调节器、控制器；控制器的输出与切换阀连接，切换阀执行工作模式和停启；清洗完毕，控制切换阀，由引流袋经引流管把冲洗液引出病人体外。

Description

一种超声膀胱自动冲洗系统及方法

技术领域

本发明涉及医疗护理用品领域，尤其涉及一种采用超声波进行膀胱冲洗的装置。

背景技术

医院治疗中，无论是为了治疗膀胱疾病，或是为保持膀胱清洁、清除膀胱内的细菌杂物，避免尿路感染，保持尿道通畅，都需定期对病人进行膀胱冲洗。膀胱冲洗不仅每次需要反复进行冲洗，而且冲洗频繁，甚至每天都要冲洗多次，清洗工作量大。对长期留置导尿管的病人，其尿液浑浊、沉渣较多，而大量絮状杂质物形成，絮状物不断积累又会造成病人膀胱结石、膀胱炎、尿路感染等。

目前传统的膀胱冲洗方法为：利用导尿管，输液器将冲洗液灌入到膀胱内，再藉用虹吸原理将灌入的冲洗液引流出病人体外。借助尿道冲洗液的流动原理，能加快膀胱内细菌、尿沉渣结晶和膀胱壁脱落粘膜的清除，从而减少细菌生长引起的感染。传统膀胱清洗的方法存在比较大的弊端：因为病人常采用卧位，当冲洗液缓慢注入膀胱时，因重力作用，在膀胱冲洗过程中，导尿管只能将冲洗液和悬浮物吸出，沉淀物却很难被吸出，甚至附着在膀胱壁粘膜上的杂质(细菌、血凝块、尿沉渣结晶和膀胱壁脱落粘膜)也不能被吸出，使得实际的清洁效果大为降低。

为了解决上述问题，医护人员在冲洗过程中通过不时改变病人的体位，使沉积物流动、悬浮，以便更易被吸出体外。虽然变换体位具有一定的效果，但许多附着物常常难以通过体位变换实现与膀胱壁的剥离悬浮，而且不是所有患者的体质都能满足变换体位的要求。也有采用化学药物溶解杂质的方法进行清洗，但化学药物有一定的毒副作用，长期使用会损伤膀胱，且部分过敏体质的病患并不适合使用。再者，如若采用专用工具去除杂质，也易对膀胱壁粘膜造成机械损伤。

发明内容

针对上述存在问题，本发明提供一种超声波膀胱冲洗仪，

一种超声波膀胱冲洗仪，包括支架系统、管路及冲洗系统、控制系统；

所述支架系统包括悬挂支架10，顶端设置有冲洗瓶1；

所述管路及冲洗系统，包括冲洗瓶1、进水管3、三腔异形导尿管5、清洗装置4、引流管7、引流袋9，所述冲洗瓶存储有膀胱冲洗液，始终位于高处，进水管、三腔异形导尿管5串接，其中进水管为体外部分，三腔异形导尿管5为体内部分，膀胱冲洗液通过进水管、三腔异形导尿管5连接至病人膀胱内的超声波清洗装置4；引流管连接超声波清洗装置4，将清洗后的液体导出，连接至体外的引流袋；

所述控制系统包括手动液速调节器2、自动清洗控制系统；自动清洗控制系统包括控制器9、用户界面、显示器、切换阀6、超声波驱动模块，用户界面、显示器输出与控制器9连接，控制器9的输出与切换阀6、超声波驱动模块连接；通过用户界面输入工作方式和工作要求，控制器进行工作过程管理，切换阀6、超声波驱动模块执行工作模式和停启；

清洗完毕，控制切换阀6，由引流袋8经引流管7把冲洗液引出病人体外。

基于上述系统进行的一种超声膀胱自动冲洗方法，特征是，在进行超声波膀胱冲洗时，引导患者首先排空膀胱；

然后，医护人员将装有膀胱冲洗液的冲洗瓶1悬挂在悬挂支架10上，将冲洗瓶1的出水管与三腔异形导尿管5较细的管道进水管即冲洗腔道53相连接，控制切换阀6打开进水管3并关闭引流管7，在确保无液体渗漏后，调节进水管3上的液速调节器2以合适的流速缓慢将冲洗液灌注至膀胱约2/3时；连接并设置好超声波的相关参数后，启动超声波清洗装置4发射超声波进行膀胱清洗；

清洗完毕，最后控制切换阀6关闭进水管3并打开引流管7；

通过引流管7，利用虹吸原理，使引流袋8将清洁膀胱后的冲洗液通过引流管7吸出体外。

作为一种优选的技术方案，所述进水管及引流管处设有切换阀，可切换控制进水管及引流管的通断。

作为一种优选的技术方案，用于控制超声波发射装置的控制器，含有能设定超声波发射强度、频率、时间及波形的按钮，在冲洗过程中，可根据患者的冲洗情况可调节控制器实时调控超声波。

与现有技术相比，本发明有以下有益效果：本发明所述的一种超声膀胱冲洗仪，利用超声波震动，引起清洗液震荡，产生旋涡式水流，使冲洗液以一定的波形、能量和频率，在设定时间内对膀胱壁冲刷清洗，使膀胱壁上附着的异物脱落，但对柔软的组织并不造成损伤，同时搅动静置沉积物使其悬浮，有利于冲洗过程中膀胱内细菌、血凝块、絮状物等污物的排出，从而克服了现有膀胱冲洗装置有残留、难于将沉积物清洗干净、不便临床护理员清洗及容易导致尿路感染等问题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明中的手动液速调节器的结构示意图；

图3是本发明中的三腔异形导尿管的结构示意图；

图4是本发明中的超声波冲洗装置的结构示意图；

图5是本发明中的控制器及连接结构示意图；

图6为本发明系统功能关系图；

图7为本发明控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

概括的基础技术方案

如图1所示：一种超声波膀胱冲洗仪，包括支架系统、管路及冲洗系统、控制系统，

所述支架系统包括悬挂支架10，顶端设置有冲洗瓶1；

所述管路及冲洗系统，包括冲洗瓶1、进水管3、三腔异形导尿管5、清洗装置4、引流管7、引流袋9，所述冲洗瓶存储有膀胱冲洗液，始终位于高处，进水管、三腔异形导尿管5串接，其中进水管为体外部分，三腔异形导尿管5为体内部分，膀胱冲洗液通过进水管、三腔异形导尿管5连接至病人膀胱内的超声波清洗装置4；引流管连接超声波清洗装置4，将清洗后的液体导出，连接至体外的引流袋；

所述控制系统包括手动液速调节器2、自动清洗控制系统；自动清洗控制系统包括控制器9、用户界面、显示器、切换阀6、超声波驱动模块，用户界面、显示器输出与控制器9连接，控制器9的输出与切换阀6、超声波驱动模块连接；通过用户界面输入工作方式和工作要求，控制器进行工作过程管理，切换阀6、超声波驱动模块执行工作模式和停启。

清洗完毕，控制切换阀6，由引流袋8经引流管7把冲洗液引出病人体外。

一、支架和结构部分

如图1所示，

悬挂支架10为可伸缩式结构，悬挂支架10顶部设有挂钩。采用何种可伸缩式机构，如何实现可伸缩式的功能，都不是本申请技术方案的发明任务。

悬挂支架为可伸缩式结构、悬挂支架顶部设有挂钩，悬挂支架底座可移动。

作为一种优选的技术方案，所述的悬挂支架为可伸缩式结构、悬挂支架顶部设有挂钩，冲洗瓶挂在悬挂支架的挂钩上，通过调节悬挂支架高度调整冲洗瓶中的冲洗液对病人膀胱的给水压力。

如图2所示，进水管3上设有手动液速调节器2，用于调控冲洗液的流速。

如图3所示，三腔异形导尿管5，设计为四个不同功能的腔道和辅助体，包括辅助腔道51、冲洗腔道52、引流腔道53、气囊限位辅助体54，三个腔道中引流腔道53为导尿管的中间管道；

其中：

第一管道为最细小的管道，是辅助腔道51协助超声波冲洗装置4进入膀胱，其头部有扩大囊体41；扩大囊体41与三腔异形导尿管5头部融合，超声波冲洗动力集中动力点限置于扩大囊体41内，有助于防止导尿管5滑出病人膀胱。

第二管道为较粗的管道，为冲洗腔道52，冲洗腔道与进水管相连，把冲洗瓶中的冲洗液，如生理盐水，其头部区域开设有进出孔522，液体通过进出孔522冲入膀胱进行膀胱清洗。

第三管道为中间最粗的管道，为引流腔道53，其与引流管7相连，冲洗结束后，液体通过进出孔522回流并通过引流腔道用于引出膀胱冲洗液到引流袋8中；(引流袋8是外接的引流袋或引流瓶等)

第四辅助体是气囊限位辅助体54，是三腔异形导尿管5外侧的囊体凸起，当伸入病人膀胱后防止导尿管5滑出病人膀胱。

如图4所示，超声波冲洗装置4，包括头部的扩大囊体41、超声波振子42、振子连接线43，其中，

所述扩大囊体41为柔性囊体，为共振保护膜，该工作头部与三腔异形导尿管5头部融合一体，阻止膀胱内液体顺着管壁外倒流出人体；扩大囊体41内是超声波振子42；

所述超声波振子42为一超声波换能器。超声波换能器产品本身为现有技术，内部含有晶片，利用逆压电效应原理，通过控制电路驱动，在通电状态下产生超声波，超声波的震动，引起清洗液震荡，产生旋涡式水流。所述超声波振子42通过振子连接线43经辅助腔道51连接着外部的控制器9。

辅助腔道51为用于包裹振子连接线43管壁，使得振子连接线与人体或体液不直接接触。

上述管道材料都是由硅胶等与人体相容性好的材料制成，无毒副作用，安全耐腐蚀。

超声波清洗原理主要是通过换能器，将功率超声频源的声能转换成机械振动，形成超声波，超声波辐射到膀胱中的冲洗液，使冲洗液体中的微气泡能够在声波的作用下保持振动，从而破坏膀胱内吸附在膀胱粘膜上的血凝块、粘液、细菌等异物，这类污物层的疲劳破坏最终使得它们被驳离；与此同时，超声波搅动冲洗液使静置的沉积物悬浮，更容易被吸出，从而采用超声波清洁的效果更佳。

二、控制系统部分

包括电路、控制软件

(一)电路板

控制器9内部为电路板99，为集成电路芯片，是采用集成电路技术把具有数据处理能力的处理器、存储器、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器、显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器、过零保护电路、电源转换电路等电路集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型单片机处理系统。本实施例采用STM32是ARM Cortex。STM32产品广泛应用于消费电子、医疗应用领域。基于ARM Cortex内核的STM32产品，为MCU用户开辟了开发空间，并提供软硬件辅助工具。

电路板99外部电路还有显示屏，显示屏92可实时显示上述超声波的振幅、频率、设定时长、超声波波形，方便观察并记录。

电路板99外部电路还有超声波清洁回路，用于执行从处理器软件模块发出的超声波清洗程序算法。

如图5所示，电路板99外部电路还有外壳操作面板上的电源开关、显示屏92、启停键93、强度调节按钮94、频率调节按钮95、时间调节按钮96、波形切换按钮97、急停开关98，用于输入工作模式、启停、更改等控制指令。

电路板99外部电路连接有外围切换阀，受电路板99控制，设置于进水管及引流管，可切换控制进水管及引流管的通断。切换阀6控制冲洗液的流向，使液体在进水管3和引流管7之间仅选一个工作模式，仅控制一路连通。

根据强度调节按钮94、频率调节按钮95、时间调节按钮96、波形切换按钮97所设定的参数，按下启停键93启动控制器9工作，控制器电路板99就会控制超声波发射装置4发射不同振幅、频率、时长及不同波形的超声波对膀胱进行冲洗，超声波清洗时间结束后，控制器9发出结束提示音，并同时切断超声波发射。

急停开关98用于紧急情况下对整个装置进行断电停机的操作。

控制置于膀胱内的超声波清洗装置4，调整超声波的振幅、频率、时长、波形类型，以便在不同作用方式下控制膀胱内的冲洗液对膀胱壁的冲洗。

通过控制器启动超声波清洗装置，设置一定参数范围内的超声波进行膀胱清洗，清洗完毕，自动控制切换阀，由引流袋经引流管引流，把冲洗液引出病人体外。进水管上所设的液速调节器用于调控冲洗液的流速，切换阀设置在进水管和引流管上，切换阀能控制冲洗液的流向，使液体在进水管和引流管之间仅选一个连通。

作为优化技术措施，系统还包括传感检测系统以实现整个清洗过程的全自动化，所述传感检测系统包括温度传感器111、压力传感器112、流量计113，设置于进水管3上，分别与控制器9电相连，可实时检测进入病人膀胱内的冲洗液的温度、压力和流量，系统由显示屏92上显示注入膀胱内的冲洗液的温度、压力、瞬时/累计流量参数，方便观察并记录。如果上述三个参数超过正常值，则控制器9就会发出报警提示音。

(二)控制软件部分：

膀胱冲洗流程如图7所示。

步骤1，操作面板上输入启动启停键93并选择好各个调节按钮；

步骤2，系统通过温度传感器提供的温度范围，判断是否符合温度设定范围，如是，则进入步骤3；

步骤3，系统通过水压压力传感器提供的压力范围，判断是否符合压力设定范围，如是，则进入步骤4；

步骤4，系统通过流量计提供的计量范围，判断是否符合水量设定范围，如是，则进入步骤5；

步骤5，启动超声清洗程序；

步骤6，操作面板上输入调节按钮则更新超声振幅等参数指令；

步骤7，超声清洗程序在设定的工作时间停止清洗程序；

步骤8，超声清洗程序在设定的保持时间静止清洗；

步骤9，超声清洗程序在满足保持时间时启动排水；

以上过程中出现任何异常情况，系统强制停止；

步骤10，排水完毕，程序结束。

如图6所示，病人使用过程如下：在进行超声波膀胱冲洗时，引导患者首先排空膀胱；然后，医护人员将装有膀胱冲洗液的冲洗瓶1悬挂在悬挂支架10上，将冲洗瓶1的出水管与三腔异形导尿管5较细的管道进水管即冲洗腔道53相连接，控制切换阀6打开进水管3并关闭引流管7，在确保无液体渗漏后，调节进水管3上的液速调节器2以合适的流速缓慢将冲洗液灌注至膀胱约2/3时；连接并设置好超声波的相关参数后，启动超声波清洗装置4发射超声波进行膀胱清洗；清洗完毕，最后控制切换阀6关闭进水管3并打开引流管7。通过引流管7，利用虹吸原理，使引流袋8将清洁膀胱后的冲洗液通过引流管7吸出体外，这部分属于先现有技术。为了使清洗效果更佳，防止污物沉淀，在引流管7引出冲洗液时超声波清洗装置4可以继续工作一定的时间。

本发明对于留置导尿管的病人，其三腔异形导尿管5中的引流腔道52一直通过引流管7与引流袋8相连接，无需拆掉，除非需更换引流袋8时才拆掉引流管7或引流袋8，超声波振子42置于超声波清洗装置4的共振保护膜41内，共振保护膜41即起到保护作用又不影响超声波振子42的工作，超声波振子42及共振保护膜41均位于三腔异形导尿管5内部，且工作时能稳定固定在膀胱中。连接超声波振子42的振子连接线43是超声波清洁装置的关键连接线路，其接头为防水接头，外部为塑料等较柔软材料，不会伤到病人，病人不需要膀胱冲洗时，振子连接线43断开不通电，与三腔异形导尿管5一起留置在患者身上，为了更进一步保护患者不受振子连接线43接头的影响，可把接头处缠绕医用胶带封住；在需要进行膀胱冲洗时，则振子连接线4外接控制器9，通电控制发射超声波，进行超声波膀胱冲洗。

三、应用例

冲洗瓶1挂在悬挂支架10上，冲洗瓶1内设有膀胱冲洗液，通过液速调节器2控制冲洗液流速，冲洗液依次流经进水管3、三腔异形导尿管5中，注入到膀胱内，注入过程中监测膀胱压力，膀胱压力控制在20cmH₂O以内，设置超声波的振幅、频率、时长、波形类型后启动超声波发射装置4，进行超声波膀胱清洗，清洗完毕，自动控制切换阀6，由引流袋8运用虹吸原理经引流管7引出病人体外，引流过程中持续发射超声波，当膀胱压力降至5cmH₂O时暂停发射超声。

本发明利用超声波震动，引起冲洗液震荡，产生旋涡式水流，使冲洗液在膀胱内以一定的波形、能量和频率，在设定时间内不断冲刷膀胱壁，促使膀胱壁上附着的异物脱落，同时能搅动静置沉积物使其悬浮，从而有利于冲洗过程中膀胱内细菌、血凝块、絮状物等污物的排出。

Claims (2)

1.一种超声膀胱自动冲洗系统，特征是，包括支架系统、管路及冲洗系统、控制系统；

所述支架系统包括悬挂支架10，顶端设置有冲洗瓶1；

所述管路及冲洗系统，包括冲洗瓶1、进水管3、三腔异形导尿管5、清洗装置4、引流管7、引流袋9，所述冲洗瓶存储有膀胱冲洗液，始终位于高处，进水管、三腔异形导尿管5串接，其中进水管为体外部分，三腔异形导尿管5为体内部分，膀胱冲洗液通过进水管、三腔异形导尿管5连接至病人膀胱内的超声波清洗装置4；引流管连接超声波清洗装置4，将清洗后的液体导出，连接至体外的引流袋；

所述控制系统包括手动液速调节器2、自动清洗控制系统；自动清洗控制系统包括控制器9、用户界面、显示器、切换阀6、超声波驱动模块，用户界面、显示器输出与控制器9连接，控制器9的输出与切换阀6、超声波驱动模块连接；通过用户界面输入工作方式和工作要求，控制器进行工作过程管理，切换阀6、超声波驱动模块执行工作模式和停启；

清洗完毕，控制切换阀6，由引流袋8经引流管7把冲洗液引出病人体外。

2.基于权利要求1系统进行的一种超声膀胱自动冲洗方法，特征是，在进行超声波膀胱冲洗时，引导患者首先排空膀胱；

然后，医护人员将装有膀胱冲洗液的冲洗瓶1悬挂在悬挂支架10上，将冲洗瓶1的出水管与三腔异形导尿管5较细的管道进水管即冲洗腔道53相连接，控制切换阀6打开进水管3并关闭引流管7，在确保无液体渗漏后，调节进水管3上的液速调节器2以合适的流速缓慢将冲洗液灌注至膀胱约2/3时；连接并设置好超声波的相关参数后，启动超声波清洗装置4发射超声波进行膀胱清洗；

清洗完毕，最后控制切换阀6关闭进水管3并打开引流管7；

通过引流管7，利用虹吸原理，使引流袋8将清洁膀胱后的冲洗液通过引流管7吸出体外。

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