CN113509372A - 一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置及其控制方法，包括检测系统、显示系统、控制系统、心脏按压系统和供氧系统，所述检测系统包括脉搏血氧饱和度SpO2检测仪、呼吸末二氧化碳浓度EtCO2检测仪、无创心输出量NICO检测仪、血压值BP检测仪、骨密度值T检测仪、身高值H检测仪以及胸肌厚度D检测仪，通过被施加心肺复苏者的各项生理指标检测及运算，给出具有个性化的心肺按压强度范围，从而控制按压盘施加按压，此装置可以根据被施加人的年龄、身高、体重及心肺指标，推算出其能承受的心肺按压阈值，进而尽可能的避免了在进行机械心肺复苏时对被施加者产生的二次伤害，又能够保障心腹复苏效果，具有较高的临床应用价值。

Description

一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及医用器械技术领域，具体为一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置及其控制方法。
背景技术
在现代医疗技术高速发展的今天，医生在对急诊的病人进行治疗时，往往会用到各种心肺复苏机，但是目前的心肺复苏机主体由于设备按键多，原理设计存在缺陷，且由于在实际临床中患者情况不同，对于开展心肺复苏时所需施加的按压力度也有所不同，如果对于骨质疏松的老人或婴幼儿施加以成人的按压力度，就会发生胸骨骨折等二次伤害，而现有的主动式心肺复苏设备中并不能根据患者自身情况自动调节按压力度，导致在对急诊病人进行治疗时使用主动式心肺复装置苏难以取到较好的医疗效果，不利用对急诊病人的救治。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置，包括检测系统、显示系统、控制系统、心脏按压系统和供氧系统，所述检测系统包括脉搏血氧饱和度SpO2检测仪、呼吸末二氧化碳浓度EtCO2检测仪、无创心输出量NICO检测仪、血压值BP检测仪、骨密度值T检测仪、身高值H检测仪以及胸肌厚度D检测仪，所述检测系统与控制系统通过蓝牙检测信号控制连接，所述控制系统包括信号接收发送模块、核心控制模块、显示信号控制模块、按压控制模块和供氧控制模块，所述控制系统与显示系统通过蓝牙信号控制连接，所述显示系统包括显示器和喇叭，所述控制系统分别与心脏按压系统和供氧系统控制连接，所述供氧系统包括连接架、氧气瓶、氧气罩、氧气调节系统和氧气泵，所述心脏按压系统包括固定架、支撑架、滑动安装架、驱动架和按压盘，所述固定架包括第一安装架、第二安装架、第一连接架、凹槽和横向齿条，所述支撑架包括支撑柱和齿轮，所述驱动架包括第一支架、第二连接架、三角架和第二支架，所述显示系统可拆卸连接安装在心脏按压系统中的滑动安装架上，所述支撑架可滑动连接固定架，所述滑动安装架可拆卸连接在支撑架，且滑动安装架位于支撑架中的支撑柱上滑动，所述驱动架的一端连接滑动安装架，且按压盘设置在驱动架的另一端，所述第一安装架、第二安装架和第一连接架形成截面为“n”型的安装架。
优选的，所述第一安装架为方形板，所述第二安装架为方形板，所述第二安装架与第一安装架平行设置，且第一安装架和第二安装架之间具有间隔，所述第一连接架设置在第一安装架和第二安装架一端，并分别与第一安装架和第二安装架一体连接。
优选的，所述第一安装架的顶部开设有凹槽，且该凹槽内放置有横向齿条，所述横向齿条与齿轮啮合连接，所述齿轮设置在支撑柱的底端。
优选的，所述第一支架一端与滑动安装架铰接，所述第二连接架一端与滑动安装架铰接，所述三角架为三端连接架，其一端与按压盘铰接，另一端与第一支架另一端铰接；第三端与第二连接架的另一端铰接，所述第二支架一端与第二连接架一端铰接，另一端与按压盘铰接。
优选的，所述第一支架和第二支架均为气动支架。
优选的，所述按压盘上设置有按压检测装置；所述支撑柱的底端设置有驱动电机，且驱动电机的输出端与齿轮套接；所述第一支架和第二支架分别与气动电机相连。
一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置的控制方法，包括步骤一，检测生理指标；步骤二，运算处理；步骤三，控制按压力度；
其中上述步骤一中，通过检测系统检测到的生理指标值通过蓝牙信号发送给控制系统；
其中上述步骤二中，控制系统由信号接收发送模块接收检测系统发送的蓝牙信号，利用核心控制模块对检测信号进行运算处理，将核心控制模块的运算处理结果转换成蓝牙信号，分别通过显示信号控制模块、按压控制模块、供氧控制模块发送给显示系统、心脏按压系统和供氧系统；
其中上述步骤三中，心脏按压系统通过固定架固定心肺复苏装置，开启驱动电机，驱动齿轮旋转，使支撑架沿凹槽滑动，在接收到控制系统的信号后，通过控制第一支架的伸缩长度，控制按压盘的按压力度。
优选的，所述步骤一中，生理指标值的的计算公式为：
Figure BDA0003064698350000031
其中，Fi为按压盘的实质按压力度，ΔF为按压初始力度，T为检测系统测量的骨密度值、H为检测系统测量的身高值，D为检测系统测量的胸肌厚度，T0为初始设置的骨密度值，H0为初始设置的身高值，D0为初始设置的胸肌厚度，A为血氧指数值，k为设备调整系数。
优选的，所述步骤三中，支撑架沿凹槽滑动距离由驱动电机的转动时间和转动速度确定，其关系式为：
Li＝2πr·η·t
其中，Li为支撑架沿凹槽滑动距离，r为齿轮半径，η为驱动电机转速，t为驱动电机转动时间，驱动电机转速η为30～60r/min。
优选的，所述步骤三中，按压力度与第一支架长度的关系式为：
Figure BDA0003064698350000032
其中，Si为第一支架的长度，Fi为按压盘的实质按压力度，m为按压盘质量，g为重力加速度，Hi为第二连接架长度，Smax为第一支架最大长度，xmax为按压盘的最大举升高度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该一种具有检测功能的主动式心肺检测复苏装置，通过被施加心腹复苏者的各项生理指标检测及运算，给出具有个性化的心肺按压强度范围，从而控制按压盘施加按压，且可以根据被施加人的年龄、身高、体重及心肺指标，推算出其能承受的心肺按压阈值，进而尽可能的避免了在进行机械心肺复苏时对被施加者产生的二次伤害，又能够保障心腹复苏效果，具有较高的临床应用价值；一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置的控制方法，通过固定架固定心肺复苏装置，并通过控制第一支架的伸缩长度，设定按压盘的按压力度，能够实现按压力度的自动调节，且本发明所述装置为可拆卸设备，具有了便携、可移动、安装简单、易于临床使用等优势。
附图说明
图1为本发明心脏按压系统的结构示意图；
图2为本发明心脏按压系统的结构示意图；
图3为本发明固定架的结构示意图；
图4为本发明支撑架与固定架的滑动连接示意图；
图5为本发明驱动架的结构示意图；
图6为本发明的方法流程图；
图中：1、检测系统；2、显示系统；3、控制系统；4、心脏按压系统；5、供氧系统；401、固定架；402、支撑架；403、滑动安装架；404、驱动架；405、按压盘；406、第一安装架；407、第二安装架；408、第一连接架；409、凹槽；410、横向齿条；411、支撑柱；412、齿轮；413、第一支架；414、第二连接架；415、三角架；416、第二支架。
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做出创造性劳动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。
请参阅图1-5，本发明提供的一种实施例：一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置，包括检测系统1、显示系统2、控制系统3、心脏按压系统4和供氧系统5，检测系统1包括脉搏血氧饱和度SpO2检测仪、呼吸末二氧化碳浓度EtCO2检测仪、无创心输出量NICO检测仪、血压值BP检测仪、骨密度值T检测仪、身高值H检测仪以及胸肌厚度D检测仪，检测系统1与控制系统3通过蓝牙检测信号控制连接，控制系统3包括信号接收发送模块、核心控制模块、显示信号控制模块、按压控制模块和供氧控制模块，控制系统3与显示系统2通过蓝牙信号控制连接，显示系统2包括显示器和喇叭，并具有屏幕显示、语音提示以及进行人机交互，控制系统3分别与心脏按压系统4和供氧系统5控制连接，供氧系统5包括连接架、氧气瓶、氧气罩、氧气调节系统和氧气泵，氧气调节系统能够接收控制系统3的控制信号，控制氧气泵实现控制输氧量的操作，心脏按压系统4包括固定架401、支撑架402、滑动安装架403、驱动架404和按压盘405，固定架401包括第一安装架406、第二安装架407、第一连接架408、凹槽409和横向齿条410，支撑架402包括支撑柱411和齿轮412，驱动架404包括第一支架413、第二连接架414、三角架415和第二支架416，显示系统2可拆卸连接安装在心脏按压系统4中的滑动安装架403上，支撑架402可滑动连接固定架401，滑动安装架403可拆卸连接在支撑架402，且滑动安装架403位于支撑架402中的支撑柱411上滑动，驱动架404的一端连接滑动安装架403，且按压盘405设置在驱动架404的另一端，第一安装架406为方形板，第二安装架407为方形板，第二安装架407与第一安装架406平行设置，且第一安装架406和第二安装架407之间具有间隔，第一连接架408设置在第一安装架406和第二安装架407一端，并分别与第一安装架406和第二安装架407一体连接，第一安装架406、第二安装架407和第一连接架408形成截面为“n”型的安装架，使用时可以通过固定架401将具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置固定在医疗床或医用救护架的一侧，固定架401安装有固定螺栓，起到辅助固定作用，第一安装架406的顶部开设有凹槽409，且该凹槽409内放置有横向齿条410，横向齿条410与齿轮412啮合连接，齿轮412设置在支撑柱411的底端，第一支架413一端与滑动安装架403铰接，第二连接架414一端与滑动安装架403铰接，三角架415为三端连接架，其一端与按压盘405铰接，另一端与第一支架413另一端铰接；第三端与第二连接架414的另一端铰接，第二支架416一端与第二连接架414一端铰接，另一端与按压盘405铰接，第一支架413和第二支架416均为气动支架，按压盘405上设置有按压检测装置；能够检测按压盘405的受力大小，支撑柱411的底端设置有驱动电机，且驱动电机的输出端与齿轮412套接；能够驱动齿轮412旋转，第一支架413和第二支架416分别与气动电机相连，能够控制第一支架413和第二支架416的伸缩长度。
请参阅图6，本发明提供的一种实施例：一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置的控制方法，包括步骤一，检测生理指标；步骤二，运算处理；步骤三，控制按压力度；
其中上述步骤一中，通过检测系统1检测到的生理指标值通过蓝牙信号发送给控制系统3，其中，生理指标值的的计算公式为：
Figure BDA0003064698350000061
其中，Fi为按压盘405的实质按压力度，ΔF为按压初始力度，T为检测系统1测量的骨密度值、H为检测系统1测量的身高值，D为检测系统1测量的胸肌厚度，T0为初始设置的骨密度值，H0为初始设置的身高值，D0为初始设置的胸肌厚度，A为血氧指数值，血氧指数值大小由检测系统1测量的脉搏血氧饱和度SpO2、呼吸末二氧化碳浓度EtCO2、无创心输出量NICO、血压值BP值共同决定，具体数值通过建立患者数据库，建立趋势线或查表获得血氧指数值，k为设备调整系数，根据具体使用环境情况、系统使用误差等进行调整大小，其取值范围为0.54—0.79；
其中上述步骤二中，控制系统3由信号接收发送模块接收检测系统1发送的蓝牙信号，利用核心控制模块对检测信号进行运算处理，将核心控制模块的运算处理结果转换成蓝牙信号，分别通过显示信号控制模块、按压控制模块、供氧控制模块发送给显示系统2、心脏按压系统4和供氧系统5；
其中上述步骤三中，心脏按压系统4通过固定架401固定心肺复苏装置，开启驱动电机，驱动齿轮412旋转，使支撑架402沿凹槽409滑动，在接收到控制系统3的信号后，通过控制第一支架413的伸缩长度，控制按压盘405的按压力度，其中支撑架402沿凹槽409滑动距离由驱动电机的转动时间和转动速度确定，其关系式为：
Li＝2πr·η·t
其中，Li为支撑架402沿凹槽409滑动距离，r为齿轮412半径，η为驱动电机转速，t为驱动电机转动时间，驱动电机转速η为30～60r/min，其中按压力度与第一支架413长度的关系式为：
Figure BDA0003064698350000071
其中，Si为第一支架413的长度，Fi为按压盘405的实质按压力度，m为按压盘405质量，g为重力加速度，Hi为第二连接架414长度，Smax为第一支架413最大长度，xmax为按压盘405的最大举升高度。
基于上述，本发明的优点在于，该装置，通过检测系统1和控制系统3被施加心腹复苏者的各项生理指标检测及运算，给出具有个性化的心肺按压强度范围，从而控制按压盘405施加按压，同时可以根据被施加人的年龄、身高、体重及心肺指标，推算出其能承受的心肺按压阈值，进而尽可能的避免了在进行机械心肺复苏时对被施加者产生的二次伤害，又能够保障心腹复苏效果，具有较高的临床应用价值，且该方法，通过固定架401固定心肺复苏装置，并通过气动电机控制第一支架413的伸缩长度，设定按压盘405的按压力度，能够实现按压力度的自动调节，同时该发明中的心肺复苏装置通过紧固螺栓固定在固定架401，有利于对心肺复苏装置进行拆卸，具有了便携、可移动、安装简单、易于临床使用等优势。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置，包括检测系统(1)、显示系统(2)、控制系统(3)、心脏按压系统(4)和供氧系统(5)，其特征在于：所述检测系统(1)包括脉搏血氧饱和度SpO2检测仪、呼吸末二氧化碳浓度EtCO2检测仪、无创心输出量NICO检测仪、血压值BP检测仪、骨密度值T检测仪、身高值H检测仪以及胸肌厚度D检测仪，所述检测系统(1)与控制系统(3)通过蓝牙检测信号控制连接，所述控制系统(3)包括信号接收发送模块、核心控制模块、显示信号控制模块、按压控制模块和供氧控制模块，所述控制系统(3)与显示系统(2)通过蓝牙信号控制连接，所述显示系统(2)包括显示器和喇叭，所述控制系统(3)分别与心脏按压系统(4)和供氧系统(5)控制连接，所述供氧系统(5)包括连接架、氧气瓶、氧气罩、氧气调节系统和氧气泵，所述心脏按压系统(4)包括固定架(401)、支撑架(402)、滑动安装架(403)、驱动架(404)和按压盘(405)，所述固定架(401)包括第一安装架(406)、第二安装架(407)、第一连接架(408)、凹槽(409)和横向齿条(410)，所述支撑架(402)包括支撑柱(411)和齿轮(412)，所述驱动架(404)包括第一支架(413)、第二连接架(414)、三角架(415)和第二支架(416)，所述显示系统(2)可拆卸连接安装在心脏按压系统(4)中的滑动安装架(403)上，所述支撑架(402)可滑动连接固定架(401)，所述滑动安装架(403)可拆卸连接在支撑架(402)，且滑动安装架(403)位于支撑架(402)中的支撑柱(411)上滑动，所述驱动架(404)的一端连接滑动安装架(403)，且按压盘(405)设置在驱动架(404)的另一端，所述第一安装架(406)、第二安装架(407)和第一连接架(408)形成截面为“n”型的安装架。
2.根据权利要求1所述的一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置，其特征在于：所述第一安装架(406)为方形板，所述第二安装架(407)为方形板，所述第二安装架(407)与第一安装架(406)平行设置，且第一安装架(406)和第二安装架(407)之间具有间隔，所述第一连接架(408)设置在第一安装架(406)和第二安装架(407)一端，并分别与第一安装架(406)和第二安装架(407)一体连接。
3.根据权利要求1所述的一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置，其特征在于：所述第一安装架(406)的顶部开设有凹槽(409)，且该凹槽(409)内放置有横向齿条(410)，所述横向齿条(410)与齿轮(412)啮合连接，所述齿轮(412)设置在支撑柱(411)的底端。
4.根据权利要求1所述的一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置，其特征在于：所述第一支架(413)一端与滑动安装架(403)铰接，所述第二连接架(414)一端与滑动安装架(403)铰接，所述三角架(415)为三端连接架，其一端与按压盘(405)铰接，另一端与第一支架(413)另一端铰接；第三端与第二连接架(414)的另一端铰接，所述第二支架(416)一端与第二连接架(414)一端铰接，另一端与按压盘(405)铰接。
5.根据权利要求1所述的一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置，其特征在于：所述第一支架(413)和第二支架(416)均为气动支架。
6.根据权利要求1所述的一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置，其特征在于：所述按压盘(405)上设置有按压检测装置；所述支撑柱(411)的底端设置有驱动电机，且驱动电机的输出端与齿轮(412)套接；所述第一支架(413)和第二支架(416)分别与气动电机相连。
7.一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置的控制方法，包括步骤一，检测生理指标；步骤二，运算处理；步骤三，控制按压力度；其特征在于：
其中上述步骤一中，通过检测系统(1)检测到的生理指标值通过蓝牙信号发送给控制系统(3)；
其中上述步骤二中，控制系统(3)由信号接收发送模块接收检测系统(1)发送的蓝牙信号，利用核心控制模块对检测信号进行运算处理，将核心控制模块的运算处理结果转换成蓝牙信号，分别通过显示信号控制模块、按压控制模块、供氧控制模块发送给显示系统(2)、心脏按压系统(4)和供氧系统(5)；
其中上述步骤三中，心脏按压系统(4)通过固定架(401)固定心肺复苏装置，开启驱动电机，驱动齿轮(412)旋转，使支撑架(402)沿凹槽(409)滑动，在接收到控制系统(3)的信号后，通过控制第一支架(413)的伸缩长度，控制按压盘(405)的按压力度。
8.根据权利要求7所述的一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置的控制方法，其特征在于：所述步骤一中，生理指标值的的计算公式为：
Figure FDA0003064698340000031
其中，Fi为按压盘(405)的实质按压力度，ΔF为按压初始力度，T为检测系统(1)测量的骨密度值、H为检测系统(1)测量的身高值，D为检测系统(1)测量的胸肌厚度，T0为初始设置的骨密度值，H0为初始设置的身高值，D0为初始设置的胸肌厚度，A为血氧指数值，k为设备调整系数。
9.根据权利要求7所述的一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置的控制方法，其特征在于：所述步骤三中，支撑架(402)沿凹槽(409)滑动距离由驱动电机的转动时间和转动速度确定，其关系式为：
Li＝2πr·η·t
其中，Li为支撑架(402)沿凹槽(409)滑动距离，r为齿轮(412)半径，η为驱动电机转速，t为驱动电机转动时间，驱动电机转速η为30～60r/min。
10.根据权利要求7所述的一种具有按压检测功能的主动式心肺复苏装置的控制方法，其特征在于：所述步骤三中，按压力度与第一支架(413)长度的关系式为：
Figure FDA0003064698340000041
其中，Si为第一支架(413)的长度，Fi为按压盘(405)的实质按压力度，m为按压盘(405)质量，g为重力加速度，Hi为第二连接架(414)长度，Smax为第一支架(413)最大长度，xmax为按压盘(405)的最大举升高度。
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