CN113081130A - 一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，包括外壳、压脉模块和驱动模块，在外壳的两面侧壁上设置有对称的导向槽，压脉模块包括压脉单元和移动工作台，移动工作台的两侧设有连接架，移动工作台本体安装在外壳内，连接架从两侧的导向槽伸出，驱动模块安装在外壳内连接移动工作台，驱动模块带动移动工作台沿着外壳的轴向滑动；压脉单元包括壳体，在壳体内分布有消毒剂储藏室和气泵，壳体的中间凹槽处的两侧均设有摄像头、外侧消毒喷口和内侧消毒喷口。与现有技术相比，本发明结构简单，一体性强，不会占用大量空间，易于医护人员搬运拆卸和使用；和人体手臂的贴合度好；卫生安全系数高。
Description
技术领域
本发明涉及医疗器械领域，尤其是涉及一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器。
背景技术
在医疗实践中，在静脉输液或采集血液时，需要使用橡皮管勒紧，增加静脉局部充盈，有利于进行静脉穿刺。但是，传统方法存在许多问题，如耗时长、操作复杂、增大了医护人员的工作量，消毒困难、存在交叉感染的潜在风险等。同时，在目前发展较快的智能医疗领域，尤其是在对患者进行机器抽血或静脉注射的过程中，单纯地只依靠超声、摄像头等技术手段，在某些特殊场景下仍然普遍存在准确性、精确度等等问题，并且其对算法以及外界条件要求很高，如果自动压脉器能够配合扎针等机器人共同使用，压脉将会使静脉血管局部充盈，对于血管图像造影识别将会有极大的帮助，将大大提高其识别准确性以及穿刺精度，减少因为识别不准确而带来的安全隐患。
中国专利CN209285617U提供了一种支撑结构及压脉器装置，其结构包括压脉器底座、压脉器支座和传动底板，压脉器支座包括压脉器左支座和压脉器右支座。该装置存在以下问题：1、装置体积较大，结构复杂、使用不便；2、通过左右支座闭合进行压脉容易对人体造成伤害，患者体验不佳；3、缺乏相关的消毒设备，无法进行批量连续使用。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，包括外壳、压脉模块和驱动模块，所述外壳的顶部设有手臂放置槽，在外壳的两面侧壁上设置有对称的导向槽，所述压脉模块包括压脉单元和移动工作台，所述移动工作台的两侧设有连接架，移动工作台本体安装在外壳内，连接架从两侧的导向槽伸出，所述驱动模块安装在外壳内连接移动工作台，驱动模块带动移动工作台沿着外壳的轴向滑动；所述压脉单元包括“门”字型的壳体，在壳体内分布有消毒剂储藏室和气泵，所述壳体的底部两端分别和连接架相连，所述壳体的中间凹槽处下端设有气囊，所述气泵通过多个气囊输气口连通气囊，所述壳体的中间凹槽处的两侧均设有摄像头、外侧消毒喷口和内侧消毒喷口，所述外侧消毒喷口方向朝向下方的外壳，所述内侧消毒喷口方向斜向内朝向气囊，所述消毒剂储藏室通过导管连通外侧消毒喷口和内侧消毒喷口。
进一步地，所述的驱动模块包括电机、滚珠丝杆、第一轴承座、第二轴承座和滚珠导套，所述滚珠丝杆通过第一轴承座和第二轴承座沿着外壳的轴向设置在壳体内，所述电机位于滚珠丝杆的一端并且连接滚珠丝杆，所述滚珠导套嵌套在滚珠丝杆上，所述移动工作台通过滚珠导套安装板连接滚珠导套。
进一步地，所述外壳内设有电机支架，该电机支架包括上端的固定部分和下端的承重部分，所述固定部分上设有凹槽用于嵌合电机，所述承重部分为梯形空腔，内部设有筋板。
进一步地，所述驱动模块还包括滑轨基座，该滑轨基座的截面为“凹”字型，所述滚珠丝杆穿过滑轨基座，所述滑轨基座的两边顶端设有滑轨，所述移动工作台的底部连接滑轨。
进一步地，所述第一轴承座和第二轴承座的两端固定在滑轨基座上，对移动工作台的滑动距离形成限位。
进一步地，所述第一轴承座和第二轴承座内均设有两个并排的深沟球轴承，用于连接滚珠丝杆。
进一步地，所述消毒剂储藏室内设有增压装置。
进一步地，所述气囊内分布有压力传感器。
进一步地，所述壳体的中间凹槽处的两侧还设有红外传感器，位于摄像头的一侧。
进一步地，所述连接架穿过导向槽的部分为“L”型，紧贴在外壳边缘向内弯折。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
一、本发明结构简单，一体性强，不会占用大量空间，易于医护人员搬运拆卸和使用；同时，这样的设计可以和占用体积较大的自动扎针采血机器人互相配合，实现扎针采血的全自动化工作。
二、本发明采用气泵-气囊式压脉结构，通过气囊可以对人体手臂进行全方位的贴合，提高了压脉的效果以及压脉过程中的安全性；同时，气囊对手臂是全方位包裹，而不仅仅是单一方向的挤压，给患者更好的使用体验。
三、本发明在压脉模块上设计了消毒结构，不仅可以通过外侧消毒喷口对患者手臂进行消毒，还可通过内侧消毒喷口对模块本身进行消毒，提高了设备使用过程中的安全系数，减少了发生交叉感染的概率，可以应用于流水线的作业。
四、驱动模块采用滚珠丝杠导轨与电机的配合驱动，对移动工作台的位置可以实现更加精确地控制，移动过程中也更加平稳，显著提高了移动工作台移动过程中的平稳性、准确性和可靠性。在驱动模块内设置了滑轨基座进一步地确保移动工作台的稳定移动。
五、本发明设置了红外传感器与摄像头等装置，配合现有的自动识别软件技术，可实现全自动化工作。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为驱动模块的结构示意图。
图3为驱动模块的剖视示意图。
图4为压脉单元的剖视示意图。
图5为压脉单元的仰视立体示意图。
图6为压脉单元的局部剖视示意图。
附图标记：1、外壳，11、手臂放置槽，12、导向槽，13、电机支架，2、驱动模块，21、电机，22、滚珠丝杆，23、第一轴承座，24、第二轴承座，241、深沟球轴承，25、滚珠导套，26、滚珠导套安装板，27、滑轨基座，271、滑轨，3、压脉单元，31、壳体，32、消毒剂储藏室，33、气泵，34、气囊，341、气囊输气口，35、外侧消毒喷口，36、内侧消毒喷口，37、导管，38、摄像头，39、红外传感器，4、移动工作台，41、连接架。
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。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例提供了一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，包括外壳1、压脉模块和驱动模块2。外壳1的顶部设有手臂放置槽11，在外壳1的两面侧壁上设置有对称的导向槽12。压脉模块包括压脉单元3和移动工作台4。移动工作台4的两侧连接架41，移动工作台4本体安装在外壳1内，两侧的连接架41从两侧的导向槽12伸出，伸出后的部分连接压脉单元3。驱动模块2安装在外壳1内连接移动工作台4，驱动模块2带动移动工作台4沿着外壳1的轴向滑动。
如图2和图3所示，驱动模块2包括电机21、滚珠丝杆22、第一轴承座23、第二轴承座24、滚珠导套25和滑轨基座27。滚珠丝杆22通过第一轴承座23和第二轴承座24沿着外壳1的轴向设置在壳体31内。第一轴承座23和第二轴承座24均设有两个并排的深沟球轴承28，用于连接滚珠丝杆22，使得滚珠丝杆22能够在轴承座上自由旋转。电机21位于滚珠丝杆22的一端并且连接滚珠丝杆22。滚珠导套25嵌套在滚珠丝杆22上，移动工作台4通过滚珠导套安装板26连接滚珠导套25。滑轨基座27的截面为“凹”字型，滑轨基座27的两边顶端设有滑轨271，移动工作台4的底部连接滑轨271。滚珠丝杆22穿过滑轨基座27，固定滚珠丝杆22的第一轴承座23和第二轴承座24均通过螺栓固定在滑轨基座27。由此，在电机21的带动下，连接滚珠导套25的移动工作台4可以在第一轴承座23和第二轴承座24之间的滑轨基座27段内滑动。在外壳1内还设有电机支架13。该电机支架13包括上端的固定部分和下端的承重部分，固定部分上设有凹槽用于嵌合电机21；承重部分为体型空腔，内部设有筋板。
如图4所示，压脉单元3包括“门”字型的壳体31，在壳体31内分布有消毒剂储藏室32和气泵33。壳体31的底部两端分别和连接架41通过螺栓固定。壳体31的中间凹槽处下端设有气囊34，气泵33通过多个气囊输气口341连通气囊34。壳体31的中间凹槽处的两侧均设有摄像头38、红外传感器39、外侧消毒喷口35和内侧消毒喷口36，如图5所示。外侧消毒喷口35方向朝向下方的外壳1，内侧消毒喷口36方向斜向内朝向气囊34，消毒剂储藏室32通过导管37连通外侧消毒喷口35和内侧消毒喷口36，如图6所示。
最优选的实施方式如下：
外壳1与电机支架13之间通过四颗螺钉紧固在一起，电机支架13分为下端承重部分与上端固定部分，承重部分采用梯形中空设计，内部被分割为两部分；固定部分的上端有凹槽设计将电机21牢牢嵌入其中，避免电机21在工作过程中发生意外转动，影响机器整体的平稳运行；固定部分为一个纵向一体式盖板，通过四颗螺钉与电机21的底部固定，避免电机21发生水平移动；中间为导线留有通孔，方便后期调试接线。
滑轨基座27通过外壳1内部预先设计的卡槽进行固定，滑轨基座27呈“凹”型设计，内部凹陷区域将第一轴承座23和第二轴承座24嵌入其中，并在滑轨基座27两侧平台留有相应的螺钉孔位，第一轴承座23和第二轴承座24各通过四颗螺钉固定。如图2所示，滑轨基座27两侧平台各有一条挖槽，两段线性的滑轨271固定在两侧的挖槽内，实现了竖直方向上的完全固定。在线性滑轨271的两端，分别与第一轴承座23和第二轴承座24的外侧面紧贴固定。
如图3所示，两个并排的深沟球轴承28被固定在第一轴承座23或第二轴承座24内部，第一轴承座23与轴承座盖板之间通过三颗螺钉相连，限制了深沟球轴承28的水平移动。同样的，第一轴承座23与轴承座盖板之间通过三颗螺钉相连，限制了深沟球轴承28的水平移动。
如图2所示，滚珠丝杆22依次穿过四个深沟球轴承28。同时，滚珠丝杆22的前端通过其内部的正六边形开孔与电机21的正六边形旋转杆相连接固定，滚珠丝杆22的后端则被固定在外壳1相应的凹槽处，保证了滚珠丝杆22只能在当前位置绕着中心轴进行旋转而无法进行平移。
移动工作台4的底部外壁紧贴着滑轨基座27顶端，并且通过其内部的凹槽与滑轨271相连。同时，移动工作台4在滑轨基座27内部，通过滚珠导套安装板26与滚珠导套25相连。移动工作台4与滚珠导套安装板26之间通过四颗螺钉连接，而滚珠导套安装板26与滚珠导套25通过沿圆周等距分布的十颗螺钉牢牢固定。
滚珠导套25内与滚珠丝杆22相啮合，随着滚珠丝杆22在电机21的带动下发生转动，由于电机21的位置被限制，滚珠导套25将沿着滚珠丝杆22做平移，并且带动滚珠导套安装板26、移动工作台4一同移动。移动工作台4两端连接架41与外壳1的导向槽12相接触，从而保证其只能在已有的固定轨道上进行运动，保证了整个装置运行的安全性与平稳性。在移动工作台4边缘的两侧，各有四颗螺孔与连接架41相连，连接架41呈直角状“L”型，紧贴在外壳1边缘，起着固定作用。
连接架41与壳体31通过两侧各两颗螺钉相连。如图4所示，在壳体31内部，通过内部卡槽固定着气泵33。在气泵33的外壳1凹陷处，左右两边各放置了两个消毒剂储藏室32。气泵33与气囊34相连。如图6所示，在气囊34与壳体31相连的位置有气囊输气口341，共有三个依次排列在壳体31内部，并与气泵33相连。气囊34不仅仅通过三个气囊输气口341连接，其还在与壳体31相接触的两边通过粘连的方式固定在一起。
如图5所示，在壳体31前后两侧各突出了一部分，其中每一部分的内部为两个外侧消毒喷口35、两个内侧消毒喷口36，一个红外传感器39和一枚摄像头38。在壳体31的内部，如图6所示，由导管37将消毒剂储藏室32与外侧消毒喷口35、内侧消毒喷口36相连。在通过消毒剂储藏室32内部还设有加压装置，将消毒剂沿着消毒剂导管37进入外侧消毒喷口35、内侧消毒喷口36，然后在高压状态下喷出。不仅如此，在气囊34内壁还装有多组气压检测传感器，便于检测压脉过程中气压的变化，以便于机器判断并做出正确的行为。
本实施例的工作原理及方案如下：
机器开始工作时，移动工作台4最初放置在滑轨271的最内部，当患者准备接受扎针采血或注射时，一旦将手臂放置在外壳1上的手臂放置处，红外传感器39将会检测到有患者手臂的出现，随后将此信号迅速传递至控制中心。控制中心同时将摄像头38打开，前后两个摄像头38不断地对手臂进行连续拍照，继而向控制中心传递图像，经过控制中心的算法对其进行图像处理，对当前区域根据压脉标准进行打分，以此进而判断当前所在区域的手臂所在的位置等条件是否适合进行压脉，如果不适合，则控制电机21转动，而电机21通过其前端深出的正六边形旋转杆带动滚珠丝杆22进行转动，而滚珠丝杆22在深沟球轴承28的支撑下，也将带动滚珠导套25发生水平位移。对于滚珠导套25，其与滚珠导套安装板26以及移动工作台4相互固定，滚珠导套25发生移动，从而带动其整个平台一起运动。其中，由于移动工作台4与滑轨271相紧扣，所以其只能沿着线性导轨时进行平移。同时，在移动工作台4运行的整个过程中，摄像头38与红外传感器39不断向控制中心传递图像，控制中心也同样不停地对其进行处理，以寻找最佳的压脉区域。
随着移动工作台4的运动，控制中心将会找到最佳的压脉区域，在此时，电机21暂时停止转动，并记录下此时自身的位置以及手臂的位置，以便当摄像头38与红外传感器39能够及时发现手臂移位等突发情况，从而做出应对操作。接下来，消毒剂储藏室32的加压装置准备开始工作，其中经过加压处理后的消毒剂从消毒剂储藏室32中被喷出，沿着导管37，从前后两侧，四个外侧消毒喷口35与四个内侧消毒喷口36喷出，范围覆盖了需要进行压脉的整个手臂区域，同时也对机器内侧进行再一次的消毒，其范围包括气囊34以及壳体31内侧有可能接触到患者的区域，这些部位都将进行完整的消杀处理。
消毒完毕后，在控制中心的控制下，消毒剂储藏室32的加压装置停止工作，并且打开与外界相连的导管37，通过外界补充自身消耗的消毒剂。与此同时，气泵33也将准备工作，气泵33开始从外界泵入空气，然后将空气通过三个气囊输气口341向气囊34内部输送气体。在整个输气的过程中，气囊34内部的多个压力传感器开始工作，检测到压力达到标定值时，将会将信号传递回，并通过控制中心中断气泵33的输气过程。
由于气密性不足等多种原因，在气泵33的输气过程中断之后，气囊34的内部压力可能会进一步下降，此时装置通过压力传感器对压力持续检测并进行负反馈调节，当压力降低时，根据压力与标准压力的差值，控制气泵33继续工作，使气囊34内部气压升高直至达到标定值。但要注意的是，在此过程中，可能会产生震荡，可通过使用HHT等算法从而避免发生震荡。另外，在此过程中，红外传感器39与摄像头38应当仍然保持工作状态，如果在整个过程中检测到手臂位置发生大幅度移动，应当适当通过控制电机21转动，从而使移动工作台4进行移动，避免因手臂移动导致压脉位置不准确；如果移动幅度过大，应当报警并终止此次扎针取样工作。
当确认抽血采样或是注射完成之后，通过气泵33与外界联通的装置打开，将气囊34中的气体全部放出。当红外传感器39、摄像头38检测到手臂离开后，移动工作台4应当立即移动至滑轨271的尽头，然后消毒剂储藏室32开始工作，对整个装置进行处理，即沿着滑轨271对机器表面以及气囊34等部位进行消毒，具体消毒步骤同上。最终，在电机21的控制下，移动工作台4回到启动时的位置，为下一次运行做准备。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，包括外壳(1)、压脉模块和驱动模块(2)，所述外壳(1)的顶部设有手臂放置槽(11)，在外壳(1)的两面侧壁上设置有对称的导向槽(12)，所述压脉模块包括压脉单元(3)和移动工作台(4)，所述移动工作台(4)的两侧设有连接架(41)，移动工作台(4)本体安装在外壳(1)内，连接架(41)从两侧的导向槽(12)伸出，所述驱动模块(2)安装在外壳(1)内连接移动工作台(4)，驱动模块(2)带动移动工作台(4)沿着外壳(1)的轴向滑动；所述压脉单元(3)包括“门”字型的壳体(31)，在壳体(31)内分布有消毒剂储藏室(32)和气泵(33)，所述壳体(31)的底部两端分别和连接架(41)相连，所述壳体(31)的中间凹槽处下端设有气囊(34)，所述气泵(33)通过多个气囊输气口(341)连通气囊(34)，所述壳体(31)的中间凹槽处的两侧均设有摄像头(38)、外侧消毒喷口(35)和内侧消毒喷口(36)，所述外侧消毒喷口(35)方向朝向下方的外壳(1)，所述内侧消毒喷口(36)方向斜向内朝向气囊(34)，所述消毒剂储藏室(32)通过导管(37)连通外侧消毒喷口(35)和内侧消毒喷口(36)。
2.根据权利要求1所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述的驱动模块(2)包括电机(21)、滚珠丝杆(22)、第一轴承座(23)、第二轴承座(24)和滚珠导套(25)，所述滚珠丝杆(22)通过第一轴承座(23)和第二轴承座(24)沿着外壳(1)的轴向设置在壳体(31)内，所述电机(21)位于滚珠丝杆(22)的一端并且连接滚珠丝杆(22)，所述滚珠导套(25)嵌套在滚珠丝杆(22)上，所述移动工作台(4)通过滚珠导套安装板(26)连接滚珠导套(25)。
3.根据权利要求2所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述外壳(1)内设有电机支架(13)，该电机支架(13)包括上端的固定部分和下端的承重部分，所述固定部分上设有凹槽用于嵌合电机(21)，所述承重部分为梯形空腔，内部设有筋板。
4.根据权利要求2所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述驱动模块(2)还包括滑轨基座(27)，该滑轨基座(27)的截面为“凹”字型，所述滚珠丝杆(22)穿过滑轨基座(27)，所述滑轨基座(27)的两边顶端设有滑轨(271)，所述移动工作台(4)的底部连接滑轨(271)。
5.根据权利要求4所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述第一轴承座(23)和第二轴承座(24)的两端固定在滑轨基座(27)上，对移动工作台(4)的滑动距离形成限位。
6.根据权利要求2所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述第一轴承座(23)和第二轴承座(24)内均设有两个并排的深沟球轴承(28)，用于连接滚珠丝杆(22)。
7.根据权利要求1所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述消毒剂储藏室(32)内设有增压装置。
8.根据权利要求1所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述气囊(34)内分布有压力传感器。
9.根据权利要求1所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述壳体(31)的中间凹槽处的两侧还设有红外传感器(39)，位于摄像头(38)的一侧。
10.根据权利要求1所述的一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器，其特征在于，所述连接架(41)穿过导向槽(12)的部分为“L”型，紧贴在外壳(1)边缘向内弯折。
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| CN202110366309.2A CN113081130A (zh) | 2021-04-06 | 2021-04-06 | 一种用于辅助静脉穿刺的手臂静脉压脉器 |
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| CN113081130A true CN113081130A (zh) | 2021-07-09 |
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- 2021-04-06 CN CN202110366309.2A patent/CN113081130A/zh active Pending
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